20世紀70年代，激光器和光纖技術相繼有了重大突破，使得光纖通信的應用變成可能。美國貝爾研究所發明了低損耗光纖制作法（CVD法，汽相沉積法），使光纖損耗降低到1 dB/km；1977年，貝爾研究所和日本電報電話公司幾乎同時研制成功壽命達100萬小時的半導體激光器，從而有了真正實用的激光器。1977年，世界上第一條光纖通信系統在美國芝加哥市投入商用，速率為45 Mbit/s。

光纖通信的引入讓傳輸的容量得到幾何級的增長，帶動了通信產業應用的快速發展。隨著網絡運營者對DWDM網絡管理和調度靈活性要求的提高，在21世紀初，ROADM架構得到商業部署。其架構從第1代的二維ROADM系統，到第2代多維ROADM系統，到第3代集成了穿通層、上下路層及光通道格柵的可重構性為一體的PXC（Photonic CrossConnect System）系統，其靈活度越來越高，實現了光通道層的任意到任意的交叉調度。

ROADM以其靈活調度、交換容量大、時延低、功耗低等特點越來越受到運營商和企業客戶的青睞；彈性柵格ROADM是邁向100G+和超級通道的必要條件，而控制平面及SDN的引入讓ROADM網更加健壯，管理更加靈活，更易于實現多廠商互操作，讓解耦型的OPEN ROADM成為可能。ROADM技術在歐美運營商及企業客戶中已經成熟商用多年，近幾年國內運營商開始進行ROADM的現網實驗和商用部署。

1  ROADM的可重構性的發展

1.1  第1代ROADM 2維度可重構架構

2001開始首次實現商業化的ROADM 技術是波長阻斷器（WB）技術，其工作原理如圖1所示，通過分光器把所有波長信號都按功率分為2束，一束經過WB 模塊，另一束則傳到下行濾波器，將選定的信號在本地下路，實現波長選收。技術已經很成熟，在上/下路波長數目不多時，其具有結構簡單、成本低、模塊化程度高等優點。

圖1 基于WB技術的ROADM架構

2003 年前后，出現了基于平面光波導回路（PLC） 技術，通過集成波導技術，將解復用器（通常是AWG）、1×2 或2×2 光開關、VOA、分光器及復用器等集成在一塊芯片上，提高了ROADM 的集成度，降低了系統成本。其功能如圖2所示。

圖2 基于PLC技術的ROADM架構示意圖

2個維度的ROADM，適用于簡單的鏈狀或環狀組網，技術特點為：從一個方向光纖來的多波長信號首先通過分光器分成直通和下路兩部分，直通部分經解波去掉下路波長后與上路多波長合波輸出。本地可方便地重構上/下路波長，從而避免O/E/O 的轉換，節省相關費用。這也有助于減少時延，提供透明的比特率，有利于網絡的規劃、管理和維護。

1.2   第2代ROADM 多維度可重構架構

2個維度以上互連的ROADM架構能夠完成2個以上方向或自由度互連，可以滿足組多個環網或者網狀網的需求，核心器件是波長選擇開關（WSS——wavelength Selective Switch）。WSS 最大的特點是每個波長都可以被獨立地交換。多端口的WSS 模塊能獨立地將任意波長分配到任意路徑，因此基于WSS 技術的ROADM具有多個自由度，可實現Mesh 網絡互聯。

如圖3所示，主流WSS采用衍射光柵或AWG進行濾波，然后通過MEMS控制微反射鏡進行波長交換。典型維度數為4~9個維度，架構可以分為B&S （Broadcast and Select）和R&S （Route and Select）。廠商根據市場需求開始加入上下路層的可重構技術，如Colorless、Directionless 或Colorless + Directionless。

圖3 基于MEMS的WSS架構示意圖