易飞扬推出固定C-波段DWDM-AWGR全光波长交换解决方案

AI 算力发展带动低延时光交换机概念重新回归技术视野。依托独家开发的100G QSFP28 PSM DWDM4 光模块和通用C波段AWGR（阵列波导光栅）路由器，易飞扬宣布定义并推出固定C-波段DWDM-AWGR全光波长交换解决方案，并在实验室完成概念验证和各项参数测试。现有方案可以满足校园网、电力网等专网向纳秒算力级的光交换设施迁移。

AWGR 路由器的作用与工作原理

AWGR（Arrayed Waveguide Grating Router，阵列波导光栅路由器）是一种基于平面光波导技术的有源光路由器件，其核心能力在于循环波长路由：来自第 i 个输入端口、波长为 λ_j 的光信号，将被确定性地路由到第 (i+j) mod N 个输出端口，无需任何电层交换。这一特性使得 N×N 端口的 AWGR 可以同时完成 N² 条独立光路的无阻塞波长路由，是构建光交换矩阵的核心器件。

与静态 AWG（仅做复用/解复用）不同，AWGR 的阵列波导相位响应经过特殊设计，具备循环路由特性。外部可通过热光效应或电光效应动态调整其光学特性，从而改变不同波长光的输出路径。

其结构包含：N 条输入波导、输入平板耦合区（星型耦合器）、阵列波导区（等间距相位延迟阵列）、输出平板耦合区和 N 条输出波导。

AWGR和普通AWG结构对比：

AWGR的循环路由工作原理如图：

易飞扬50GHz C波段64x 64 AWGR 无源器件

 

易飞扬50GHz C波段高斯型 64x64 阵列波导光栅路由器（AWGR）提供64个输入端口和64个输出端口。典型光学插损为 8dB，具有高达 35dB 的通道隔离度以及极低的偏振相关损耗（PDL ≤ 0.5dB），确保信号纯净与稳定传输。产品支持（-5℃ 至 65℃）工作温度范围，并可采用标准 2U 机架式封装或其它封装型态，易于部署与维护。

100G QSFP28 PSM DWDM4 C-Band 产品

 

易飞扬100G QSFP28 PSM DWDM4（Parallel Single-Mode, 4-channel DWDM）光模块支持C-波段48CH/100GHZ ，每个光模块采用4个不同的DWDM 波长的EML激光器，每个光模块每通道速率为 25G NRZ，光模块光口侧采用MPO-12接口，总功耗小于5W，配合外置波分复用/解复用器，在双纤传输条件下总带宽可满足1200G。该产品可以直接插入100G QSFP28交换机端口，免除传统的DWDM波分电层设备。

易飞扬定义的C波段-平行DWDM-AWGR 矩阵和传统矩阵的关键差异：

一， 采用可调 DWDM光模块+AWGR 阵列波导光栅构造可切换通道的全光连接交换矩阵。如需要切换业务链路，无需手动重置，可通过自动调节波长实现。

二， 采用易飞扬非可调并行DWDM 光模块+ AWGR 阵列波导光栅构造不可切换通道的全光互连交换矩阵 。如需要切换业务链路，需要手动重置，波长不可调节。

AWGR 测试框图

AWGR 的测试需要验证其核心指标：插入损耗、串扰、偏振相关损耗（PDL）和偏振相关波长（PDW）。测试系统由可调谐激光源、偏振控制器、光开关矩阵、光功率计和光谱分析仪构成。

 

50GHz C波段64x 64 AWGR和100G QSFP28 PSM DWDM4 C-Band 流量功能测试，因为AWGR插损引入EDFA进行光放大。

AWGR 在校园网络中的应用框图

在校园网中，AWGR 部署于核心层，取代传统的大型电交换机矩阵。每栋楼或每个功能区域配置 100G QSFP28 PSM DWDM4 光模块，利用4个固定 C-Band 波长，通过 AWGR 在汇聚层实现光域直连，减少电-光-电转换层次，降低时延和能耗，同时配合波后需要引入EDFA放大克服AWGR插损。

校园网络应用示意框图：

AWGR 在电力网络中的应用框图

电力网络对通信的要求极为严苛——毫秒级时延、极高可靠性、强电磁干扰环境下的稳定传输。AWGR 的全光路由特性天然适合变电站/调度中心的光纤专网建设，配合 100G PSM DWDM4 可在同一根光缆上同时承载继电保护（Teleprotection）、状态监测（PMU）、视频监控和管理数据等多业务，同时配合波后需要引入EDFA放大克服AWGR插损。

电力网络应用示意框图：

AWGR方案综合评价：利弊总结

优势（利）：

100G PSM DWDM4 + AWGR 组合方案的核心价值在于将光模块的多波长输出与路由器的循环路由能力深度融合。PSM DWDM4 本身已内置 MUX/DEMUX，（这个光模块是MPO接口的，里面没有MUX/DEMUX）每个 QSFP28 端口直接输出携带4个 C-Band 固定波长的 100G 信号，配合DWDM MUX和EDFA满足10KM，整体架构极为简洁。AWGR 的全光路由消除了传统大型电交换机中多层 O-E-O 转换，将节点间通信时延压缩至光速传播级别（远低于 1μs 转发时延），在电力继保和数据中心东西向流量场景中价值显著。

在校园网中，AWGR 可将原本需要多层汇聚交换机堆叠的架构扁平化，单台 AWGR 设备即可实现楼宇间的 100G 全互联，总体拥有成本（TCO）和功耗均大幅下降。在电力网络中，DWDM 通道的物理隔离特性天然满足继电保护对信道独立性的强制要求，且光纤传输本身对电力系统强电磁干扰（EMI）完全免疫。

局限（弊）：

该方案的主要挑战在于波长管理复杂度。AWGR 的循环路由规则意味着每个节点使用的波长组合必须经过精心规划，网络规模扩展时（如从 8×8 扩展到 64×64 甚至更大矩阵）需要重新规划波长分配，并配置相应通道数的 AWGR，灵活性不及纯电交换架构。

总体而言，本方案更适合拓扑相对稳定、对时延和功耗敏感、具备专业光网络运维能力的大型校园骨干网和电力专网，不建议用于业务变化频繁、扩缩容频次高的中小型通用园区网络。

关于易飞扬

作为开放光网络器件的向导，易飞扬（GIGALIGHT）集有源和无源光器件以及子系统的设计、制造和销售于一体，产品主要是传统III-V族光模块、硅光模块和硅基NPO/CPO引擎、浸没液冷光模块、光无源器件、有源光缆和直连铜缆、基于相干光模块和非相干O-band DWDM 光模块的OPEN DCI BOX子系统，以及超高清SDI 视讯光模块等产品。易飞扬重点服务AI算力数据中心、5G承载网、城域波分传输、超高清广播视讯等应用领域，是一家创新设计的高速光互连硬件解决方案商。