การทำความเข้าใจเกี่ยวกับ ROADM ในเครือข่าย DWDM และการส่งผ่านแสง

➡️ ROADM: อุปกรณ์มัลติเพล็กเซอร์แบบเพิ่มและลดสัญญาณแสงที่ปรับค่าได้ (Reconfigurable Optical Add-Drop Multiplexer) คำอธิบาย

ROADM คืออะไร?

มัลติเพล็กเซอร์ออปติคัลแบบเพิ่ม-ลดที่ปรับแต่งใหม่ได้ (ROADM) เป็นองค์ประกอบหลักของ เครือข่ายการส่งผ่านแสง (ระบบ OTN / ระบบ DWDM).

ทำให้สามารถขับเคลื่อน การเพิ่ม (Add), ลด (Drop) หรือปล่อยผ่าน (Pass) ช่องสัญญาณแสงจากระยะไกลอย่างยืดหยุ่น โดยไม่ต้องแปลงสัญญาณแสงเป็นสัญญาณไฟฟ้า. ต่างจาก OADM แบบคงที่ ROADM ช่วยให้ผู้ให้บริการเครือข่ายสามารถปรับเส้นทางความยาวคลื่นแบบไดนามิกผ่าน ซอฟต์แวร์หรือระบบควบคุมเครือข่าย, ซึ่งช่วยเพิ่มความคล่องตัวของเครือข่ายและลดการแทรกแซงด้วยมือ.

หน้าที่หลัก

• แบบปรับค่าได้ (Reconfigurable): ปรับเส้นทางแสงแบบไดนามิกภายใต้การควบคุมของซอฟต์แวร์หรือระบบเครือข่าย.

• การเพิ่มและลดสัญญาณแสง (Optical Add-Drop): เพิ่มหรือลบความยาวคลื่นเฉพาะออกจากสายใยแก้วนำแสง.

• มัลติเพล็กเซอร์ (Multiplexer): รวมความยาวคลื่นหลายช่องเข้าด้วยกันบนสายใยแก้วนำแสงเส้นเดียวเพื่อการส่งสัญญาณ.

เทคโนโลยีนี้เป็นหัวใจสำคัญของ DWDM (การมัลติเพล็กซ์แบบแบ่งความยาวคลื่นหนาแน่น) เครือข่าย, ซึ่งถูกนำไปใช้งานอย่างแพร่หลายใน เครือข่ายเมือง (MAN), เครือข่ายแสงหลัก (backbone optical networks) และเครือข่ายแสงสำหรับการเชื่อมต่อหน้าและหลังของระบบ 5G (5G front-haul/backhaul optical transport).

➡️ หลักการทำงานของ ROADM

องค์ประกอบหลักของ ROADM คือ สวิตช์เลือกความยาวคลื่น (Wavelength Selective Switch: WSS). โดย WSS ช่วยให้สามารถส่งความยาวคลื่นเฉพาะไปยังพอร์ต Add, Drop หรือ Pass ได้โดยไม่ต้องแปลงสัญญาณแสงเป็นสัญญาณไฟฟ้า.

• เพิ่ม (Add): ฉีดความยาวคลื่นท้องถิ่นเข้าสู่สายใยแก้วนำแสง.

• ลด (Drop): แยกความยาวคลื่นออกจากสายใยแก้วนำแสงเพื่อนำไปใช้งานท้องถิ่น.

• ปล่อยผ่าน (Pass): ให้ความยาวคลื่นอื่นๆ ดำเนินการต่อไปตามเส้นทางเดิม.

การควบคุมจากระยะไกลผ่าน SDN หรือระบบจัดการเครือข่าย (network management systems) ช่วยให้ผู้ปฏิบัติงานสามารถปรับแต่งเส้นทางแสงแบบไดนามิก ทำให้ประสิทธิภาพในการดำเนินงานดีขึ้นและลดเวลาหยุดให้บริการ.

➡️ ประเภทของ ROADM

OADM แบบคงที่ เทียบกับ ROADM แบบปรับค่าได้

• OADM แบบคงที่ (Fixed OADM): การกำหนดความยาวคลื่นแบบคงที่ เหมาะสำหรับเครือข่ายที่เรียบง่ายหรือเน้นต้นทุน.

• ROADM แบบปรับค่าได้ (Reconfigurable ROADM): การจัดเส้นทางแบบไดนามิกที่ควบคุมด้วยซอฟต์แวร์ผ่าน WSS เหมาะสำหรับเครือข่าย DWDM/OTN สมัยใหม่.

ROADM แบบ 1 ทิศทาง (1-Degree) และแบบหลายทิศทาง (Multi-Degree)

• แบบ 1 ทิศทาง (1-Degree): การจัดเส้นทางแบบทิศทางเดียว เหมาะสำหรับสถานการณ์แบบจุดต่อจุดที่เรียบง่าย.

• แบบหลายทิศทาง (Multi-Degree): รองรับหลายทิศทางในโทโพโลยีแบบเมช (mesh) หรือแบบวงแหวน (ring) ทำให้สามารถจัดเส้นทางในเครือข่ายที่ซับซ้อนได้.

ROADM แบบ CDC-F ขั้นสูง

• แบบไม่ระบุสี (Colorless): สามารถเพิ่มหรือลดความยาวคลื่นใดๆ ได้ที่พอร์ตใดๆ ก็ตาม.

• แบบไม่ระบุทิศทาง (Directionless): สัญญาณสามารถส่งผ่านไปยังทิศทางของเส้นใยใดก็ได้.

• ไม่มีการแย่งชิง (Contentionless): สามารถเพิ่มหรือลดช่องสัญญาณหลายช่องที่มีความยาวคลื่นเดียวกันได้พร้อมกัน.

• โครงข่ายแบบยืดหยุ่น (Flex-grid): รองรับระยะห่างระหว่างช่องสัญญาณที่ปรับเปลี่ยนได้ เพื่อรองรูปแบบการมอดูเลตที่มีความจุสูง.

➡️ การประยุกต์ใช้งาน ROADM

• เครือข่ายเมืองและเครือข่ายหลัก (Metro and Backbone Networks): การกำหนดเส้นทางความยาวคลื่นอย่างยืดหยุ่นและการเพิ่มประสิทธิภาพความจุ.

• ระบบ OTN/DWDM: การจัดสรรความยาวคลื่นแบบไดนามิกเพื่อการติดตั้งอย่างรวดเร็ว.

• 5G และ การเชื่อมต่อศูนย์ข้อมูล (DCI): การส่งผ่านแสงที่สามารถขยายขนาดได้และควบคุมโดยอัตโนมัติ.

• การกู้คืนจากภัยพิบัติและการสำรองข้อมูล (Disaster Recovery & Redundancy): การเปลี่ยนเส้นทางใหม่อย่างรวดเร็วเพื่อความน่าเชื่อถือของเครือข่ายสูง.

➡️ ROADM เทียบกับเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้อง

• ROADM เทียบกับ OADM: ROADM รองรับการกำหนดค่าใหม่จากระยะไกลแบบไดนามิก ในขณะที่ OADM เป็นแบบคงที่.

• ROADM เทียบกับ DWDM Mux/Demux: Mux/Demux รวมหรือแยกช่องสัญญาณแบบพาสซีฟ ในขณะที่ ROADM กำหนดเส้นทางความยาวคลื่นแบบแอคทีฟ.

• ROADM เทียบกับ Optical Cross-Connect (OXC): OXC สลับวงจรที่ชั้นแสง ในขณะที่ ROADM มุ่งเน้นการกำหนดเส้นทางระดับความยาวคลื่น.

• ROADM และ WSS: WSS ทำให้สามารถสลับความยาวคลื่นแบบเลือกได้ ซึ่งเป็นแกนหลักของการทำงานของ ROADM.

➡️ ข้อดีและข้อจำกัด

▷ ข้อดี:

• ความยืดหยุ่นสูงสำหรับการกำหนดเส้นทางความยาวคลื่นแบบซอฟต์แวร์.

• การจัดการจากระยะไกลและแบบอัตโนมัติเพื่อการดำเนินงานที่เรียบง่าย.

• กำจัดการแปลงสัญญาณแบบ OEO ลดความหน่วงเวลาและการใช้พลังงาน.

▷ ข้อจำกัด:

• ต้นทุนเริ่มต้นสูงกว่า OADM แบบคงที่.

• การกำหนดค่าที่ซับซ้อน ต้องวางแผนอย่างรอบคอบทั้งด้านกำลังแสงและลิงก์.

• การสูญเสียการแทรก (Insertion loss) ที่อาจเกิดขึ้น ซึ่งต้องใช้การขยายสัญญาณและ OSNR การเพิ่มประสิทธิภาพ.

➡️ ภาพรวมผลิตภัณฑ์และตลาด

ผู้จำหน่ายชั้นนำ ได้แก่ Ciena, Cisco, Huawei, Infinera, ADVA และ Nokia, ซึ่งเสนอ ROADM แบบ CDC-F และ Flex-grid.

ลิงก์-พีพี จะให้ ทรานส์ซีเวอร์แสงแบบ DWDM ที่เข้ากันได้ ออกแบบมาเพื่อรวมเข้ากับระบบ ROADM ได้อย่างไร้รอยต่อ.
สำรวจ LINK-PP SFP/SFP+ โมดูลแสง DWDM สำหรับ:

• รองรับมาตรฐาน 1000BASE-DWDM และ 10GBASE-DWDM

• ระยะทางการส่งสัญญาณสูงสุด 80 กม.

• สอดคล้องกับตารางความยาวคลื่น ITU-T G.694.1

• เข้ากันได้กับอุปกรณ์เครือข่ายหลักที่รองรับ ROADM

➡️ ประเด็นสำคัญ

• ROADM ทำให้การจัดการความยาวคลื่นแบบไดนามิกและจากระยะไกลเป็นไปได้ใน เครือข่าย DWDM.

• ใช้ การสลับแบบเลือกโดยใช้ WSS เพื่อฟังก์ชัน Add, Drop และ Pass.

• ROADM แบบ CDC-F เหมาะสมอย่างยิ่งสำหรับเครือข่ายที่ต้องการความยืดหยุ่นและความจุสูง.

• ทรานส์ซีเวอร์ DWDM รุ่น LINK-PP รับรองความเข้ากันได้แบบเสียบแล้วใช้งานได้ทันทีกับระบบแบบ ROADM.