下一代彈性光網絡的關鍵功能子產品：光纖通信的應用，網絡通道的延長
近年來，随着雲計算和高清媒體流媒體的普及，光子基礎設施中的通信和資訊技術的使用日益增加，光纖容量危機引發了對光網絡的譜效率意識設計理念的關注。此外，随着視訊傳遞服務和資料中心等高容量服務的增加，傳輸網絡的靈活性變得更加重要。
光纖通信
是以，在下一代光通信中，光節點需要以彈性和高效的方式配置設定資源，以專業化地提供高速和低速資料傳輸。為了表示這種不斷發展的網絡場景，提出并展示了一種彈性網絡，通過在頻譜中彈性地配置設定資源來解決所需帶寬和配置設定帶寬之間的不比對。
通過使用這種技術，可以根據特定需求為每個通道配置設定自定義帶寬。在頻譜領域進行彈性配置設定意味着不使用标準的50 GHz ITU網格，而是可以配置設定連續的頻譜來容納帶寬要求較大的高容量通道。
同時，對于需要較低帶寬的通道，可以使用較窄的通道間隔更高效地容納它們，前提是不影響性能。預計下一代光網絡将需要應對許多挑戰，特别是在彈性光節點方面，因為需要在頻譜和時間資源的配置設定方面增加靈活性，以便能夠高效地支援按需服務和功能。
波分複用網絡利用路由和波長配置設定算法為新請求找到可用資源。然而，在彈性光網絡中，由于新的靈活頻譜配置設定，問題更加複雜，其中考慮的是彈性頻譜帶而不是單個波長。對于具有特定帶寬要求的新請求，路由和頻譜配置設定算法需要确定從源到目的地可用的足夠寬的頻譜插槽。
此外，随着通道的添加和删除，它們會留下不連續的自由頻譜插槽。盡管這些碎片的帶寬可能相當可觀，但由于缺乏足夠連續的頻譜，可能會阻塞新的通道請求。通過在RSA算法中引入适當的政策，可以在一定程度上防止頻譜碎片化。另外，還可以使用波長轉換等技術來進行頻譜整理。
光節點的另一個問題是，它必須管理混合供應商流量設施的傳輸，包括傳統信号、核心流量和多格式、可變比特率的信号。是以，靈活的光節點将需要以靈活和高效的方式配置設定資源，以支援一系列超級通道和較低速度通道。節點的密度主要受到不同段之間的鍊路互通性的影響。
對彈性光節點的需求
光網絡近年來的發展使得光譜資源可以以無網格的方式進行彈性配置設定，以适應高速和可變比特率信号，并實作高譜效率。其他基于單載波的彈性網絡通過調整傳輸調制格式來減小損耗或者利用高的光信噪比餘量以更高的資料速率進行傳輸，并在傳輸範圍和譜效率之間做出權衡。
這樣的示範需要具備适當功能的光通信基礎設施，例如頻率複用、頻譜整理、波長轉換、多點傳播、格式轉換等。然而，部署一整套技術和基礎設施以滿足所有可能的信号和流量要求将代價高昂。
相反，新興技術需要與現有技術共存，并提供平滑的遷移路徑，舊技術可以逐漸替換。此外，在動态光網絡的背景下，随着設定和終止具有特定傳輸和交換要求的通道，所需的服務功能可能會随時間變化。
為了有效支援這種動态需求與靜态光節點架構的組合，這是一個重大挑戰，可能不可實作或者不具有成本效益。是以，需要開發一種新型的靈活可演變的光基礎設施，以實作資源的彈性配置設定，并根據需求提供任意的交換和處理能力。
下一代彈性光網絡的關鍵功能子產品：波長轉換、格式轉換群組播
總結
科學家探讨了在光領域處理信号的方法，提供了增強光層靈活性以配置設定網絡資源以及根據流量需求提供按需功能的适應性基礎設施的解決方案，以實作異構流量的高效傳輸。此外，全面回顧了光信号處理技術的最新進展。
這一實驗理論介紹了一系列突破性的解決方案，以實作光信号處理的廣泛應用，進而克服光纖應用中的容量瓶頸。内容涵蓋了朝着彈性光網絡發展的路線圖、光交換範式、對彈性光節點的需求，以及支援光通信中無網格節點的應用。
這些應用能夠通過全光信号處理功能，例如多點傳播、頻譜整理、格式轉換、波長轉換和高速信号整理等，在碎片化的頻譜中重新定位信号，以維持高效的資源利用。
