光纖通信系統(tǒng)（第4版）課件：多信道光纖通信系統(tǒng)

光纖通信系統(tǒng)（第4版）

多信道光纖通信系統(tǒng)多信道光纖通信系統(tǒng)為了提高光纖通信系統(tǒng)的容量和光纖帶寬的利用率，可以采取不同的復用方法將若干數(shù)量的業(yè)務信號按照一定規(guī)則進行組合（復用）后再進行傳輸，常用的復用方法包括時分復用（TDM）、波分復用（WDM）、空分復用（SDM）、模分復用（MDM）和極化復用（PDM）等。第7章中介紹的PDH、SDH和OTN等都屬于時分復用（TDM）技術，與之不同的是，以波分復用（WDM）為代表的多信道光纖通信系統(tǒng)可以通過同時傳輸多個載波的方式提高系統(tǒng)的總容量，是目前實現(xiàn)超大容量光纖通信系統(tǒng)首選技術方案之一。本章中將首先介紹WDM系統(tǒng)原理及關鍵技術，在此基礎上介紹包括彈性光網(wǎng)絡和光碼分復用等技術方案。8.1波分復用系統(tǒng)原理8.1.1波分復用基本概念波分復用（WDM）技術是指在一根光纖上同時傳送兩個及以上不同波長光信號的技術。WDM系統(tǒng)通過在發(fā)送端將不同波長的光信號組合起來（復用），并注入同一根光纖中進行傳輸，在接收端將組合波長的光信號分開（解復用）并作進一步處理后，恢復出原先的不同波長光信號并送入不同的終端分別進行接收。上世紀90年代，面對互聯(lián)網(wǎng)普及帶來的巨大傳輸帶寬壓力，美籍華裔科學家厲鼎毅等率先提出WDM系統(tǒng)的應用，以較低的成本代價極大地提升了光纖通信系統(tǒng)的傳輸容量，WDM系統(tǒng)從此成為大容量光纖通信系統(tǒng)的首選擴容和升級方案。厲鼎毅TingyeLiWDM系統(tǒng)特點根據(jù)WDM系統(tǒng)中相鄰信道之間的波長或頻率間隔，可以分為信道間隔較大、復用信道總數(shù)較小的稀疏波分復用（CWDM）系統(tǒng)和信道間隔密集、復用信道總數(shù)較多的密集波分復用（DWDM）兩種方案。CWDM系統(tǒng)的信道間隔一般為20nm，而DWDM系統(tǒng)信道間隔可以低至0.2nm以下。相比于基于TDM技術的光纖通信系統(tǒng)而言，WDM技術具有以下顯著優(yōu)點：（1）充分利用光纖巨大的帶寬資源。（2）對不同類型的信號具有很好的兼容性。（3）極大地節(jié)約了系統(tǒng)總的投資成本。（4）有效降低了對各類光電器件的要求。（5）可以支持靈活的組網(wǎng)方式。8.1.2WDM應用形式1.雙纖單向傳輸雙纖單向傳輸系統(tǒng)采用兩根光纖實現(xiàn)雙工通信，這里的單向是指系統(tǒng)中一根光纖上的多個光波長信號按照單一方向傳送，即在發(fā)送端將不同波長（λ1，λ2，…λn）的已調(diào)制光信號通過光復用器組合在一起，耦合如同一根光纖中進行單向傳輸。在接收端通過光解復用器將不同光波長的信號分開，完成多路光信號傳輸?shù)娜蝿?。反方向則通過另一根光纖傳輸，原理相同。2.單纖雙向傳輸雙向是指在同一根光纖上的不同光波長可以同時在兩個不同方向傳輸，所有波長均不重疊以實現(xiàn)雙向全雙工的通信聯(lián)絡。相對雙纖單向傳輸WDM系統(tǒng)而言，單纖雙向傳輸WDM系統(tǒng)的開發(fā)和應用相對來說技術要求較高。單纖雙向WDM系統(tǒng)的主要優(yōu)點是可以減少使用光纖及相應線路放大器的數(shù)量，這對于光接入網(wǎng)等環(huán)境的使用具有明顯的優(yōu)點。3.光分路插入傳輸波長為λ1和λ2的兩路信號在光纖線路中傳輸，在第一個合波器/分波器MD節(jié)點處可以將波長為λ1的信號分離出來，再利用MD將波長為λ3的光信號插入線路中進行傳輸；到達第二個MD節(jié)點時，類似地可以分離波長為λ3的光信號和插入波長為λ4的光信號。相應地，如果系統(tǒng)中所有節(jié)點都支持不同波長的分離和插入，不僅可以實現(xiàn)任意波長光信號的上/下通路與路由分配，還可以根據(jù)光纖通信線路沿線的業(yè)務量分布情況和光網(wǎng)的業(yè)務量分布情況，合理地安排插入或分出特定數(shù)量的波長信號。根據(jù)上/下通路是否是針對特定波長設定，可以分為固定波長光分路插入系統(tǒng)和可變光分路插入系統(tǒng)，8.1.3WDM系統(tǒng)波長規(guī)劃1.中心頻率規(guī)劃WDM系統(tǒng)中同時有多個波長信道同時傳輸，為了保證不同信道間不會相互干擾，必須對每個信道的中心頻率（波長）進行仔細規(guī)劃，也即需要對各個波長信道的中心頻率（中心波長）進行標準化。同時考慮到不同的應用場景中，整個可用頻譜區(qū)域內(nèi)使同時工作的信道總數(shù)可能不一樣，因此也需要有一個標準化的信道間隔劃分方法，以便于確定信道總數(shù)。對此，ITU-T先后制訂了兩個WDM系統(tǒng)波長規(guī)劃標準G.694.1和G.694.2，分別對應于DWDM和CWDM系統(tǒng)。WDM系統(tǒng)波長規(guī)劃WDM系統(tǒng)波長規(guī)劃的基礎是參考中心頻率（波長）及相鄰信道的間隔基準，ITU-T標準規(guī)定以193.1THz為參考中心頻率（對應的參考中心波長為1552.52nm），該中心頻率也被稱為絕對頻率基準（AFR）。以該頻率為基準，分別向高頻和低頻部分以12.5GHz或其整數(shù)倍來劃分信道間隔。對于應用最為普遍的C波段而言，其總的可用范圍為184.5THz（1624.89nm）至195.937THz（1530.04nm）。若相鄰波長通路間隔為12.5GHz，可容納約915個波長；若相鄰波長通路間隔為25GHz，可容納約457個波長；若相鄰波長通路間隔為50GHz，可容納約228個波長；若相鄰波長通路間隔為100GHz，可容納約114個波長。實際使用時，DWDM系統(tǒng)的頻率選擇范圍除了考慮需要滿足的系統(tǒng)總容量（復用的波長總數(shù)）外，還要考慮以下因素：（1）應避開光纖的零色散區(qū)域以減小和消除四波混頻（FWM）效應的影響；（2）選取的波長應盡可能處于光放大器的增益平坦區(qū)域，以避免在實際應用時由于多個光放大器級聯(lián)造成的不同波長通路間輸出功率不同的情況。DWDM和CWDM系統(tǒng)頻率/波長設置序號標稱中心頻率（THz）標稱中心波長（nm）1192.101560.612192.201559.793192.301558.98………………30195.001537.4031195.101536.6132195.201535.82序號標稱中心波長（nm）序號標稱中心波長（nm）1127110145121291111471313111214914133113151151351141531613711515517139116157181411171591914311816112.中心頻率偏差中心頻率偏差定義為標稱中心頻率與實際中心頻率之差，影響其大小的主要因素包括光源啁啾、信號帶寬、自相位調(diào)制（SPM）效應引起的脈沖展寬、以及溫度和老化等。對于16通路WDM系統(tǒng)，通道間隔為100GHz（約0.8nm），最大允許的中心頻率偏移為±20GHz（約為0.16nm）；對于8通路WDM系統(tǒng)，通道間隔為200GHz（約為1.6nm），最大中心頻率偏差也為±20GHz。8.2波分復用系統(tǒng)關鍵技術8.2.1波分復用系統(tǒng)性能需求串擾色散放大器非線性1.串擾與單信道光纖通信系統(tǒng)最大的區(qū)別在于，同時有多個不同波長信道在一根光纖中同時傳輸（單向或雙向），因此波分復用系統(tǒng)中對光發(fā)送機光源波長的準確度和穩(wěn)定度都有特殊的要求。對于單信道光纖通信系統(tǒng)中，只需要保證發(fā)送和接收雙方的工作波長相互一致即可。但是在波分復用系統(tǒng)中，首先要求光源具有較高的波長精確度、即符合前述G.694標準中關于波分復用系統(tǒng)分配波長的要求，否則可能會引起不同信道間的干擾。其次，考慮到由于溫度和工作壽命等因素的影響，光源器件可能會出現(xiàn)波長的漂移，必須對光源的波長進行精確的設定和控制，否則也可能會引起由于系統(tǒng)中多個波長間的相互干擾導致出現(xiàn)系統(tǒng)工作不穩(wěn)定的情況，稱為信道串擾（crosstalk）問題，一般來說在波分復用系統(tǒng)中需要配置相關的波長監(jiān)測與穩(wěn)定技術。除此之外，針對可能存在的串擾及其影響，波分復用系統(tǒng)對于復用器、解復用器等中使用的濾波器性能也有較高要求。2.色散如果不考慮非線性效應的影響，光纖通信系統(tǒng)中主要的傳輸損傷來自光纖的損耗和色散。對于波分復用系統(tǒng)而言，因其廣泛使用了各類光放大器（包括發(fā)送端、接收端和線路中繼等），因此光纖鏈路中隨傳輸距離累計的功率損耗問題得以有效解決。但是隨著級聯(lián)光放大器個數(shù)的增加和系統(tǒng)總傳輸距離不斷延長，系統(tǒng)總的色散累計值也會隨之增加，波分復用系統(tǒng)成為典型的色散性能受限系統(tǒng)。對于波分復用系統(tǒng)中單個信道速率達到10Gb/s乃至40Gb/s以上時，需要考慮采取色散補償措施。由于光纖的色散系數(shù)與波長有關，因此對于波分復用系統(tǒng)中的不同波長需要采取差異化或自適應的色散補償措施，即針對光纖的色散斜率進行補償。此外，還要考慮偏振模色散（PMD）和高階色散等對系統(tǒng)性能的影響。對于采用相干調(diào)制和檢測的波分復用系統(tǒng)而言，可以基于數(shù)字信號處理（DSP）技術實現(xiàn)信道估計和預補償?shù)葴p小或克服色散的影響。3.放大器波分復用系統(tǒng)中廣泛使用了各類光放大器，特別是在長距離波分復用系統(tǒng)中可能用到級聯(lián)個數(shù)達到數(shù)十個放大器的場景。與單信道系統(tǒng)不同的時，波分復用系統(tǒng)中各信道之間的信號功率有可能發(fā)生起伏變化，這就要求各級光放大器能夠根據(jù)不同波長信號電平的變化，實時地動態(tài)調(diào)整自身的工作狀態(tài)（增益），從而減少信號波動的影響，保證整個信道的穩(wěn)定。此外，由于光放大器的增益特性不可能在一定波長范圍內(nèi)完全平坦，因此經(jīng)過多級級聯(lián)放大后，增益偏差的積累可能會影響系統(tǒng)的正常工作。4.非線性對于單信道光纖通信系統(tǒng)來說，入纖光功率較小，光纖總體呈線性狀態(tài)傳輸，各種非線性效應對系統(tǒng)的影響較小。在波分復用系統(tǒng)中，不僅有多個光發(fā)送機的型號同時在光纖中傳輸，同時還大量應用了光放大器，因此入纖總的光功率較單信道光纖通信系統(tǒng)系統(tǒng)會成倍或呈數(shù)量級的增加，光纖非線性效應不能忽略，可能會對系統(tǒng)的光信噪比（OSNR）和靈敏度等性能產(chǎn)生嚴重影響，需要在系統(tǒng)設計和規(guī)劃時仔細考慮。特別要指出的是，對于波分復用系統(tǒng)而言，四波混頻（FWM）效應是一種可能對系統(tǒng)性能造成較嚴重影響的非線性效應，尤其是當多個信道波長同時工作在光纖的零色散區(qū)域時，四波混頻效應會導致產(chǎn)生新的寄生或感應信道。四波混頻效應示例

8.2.2波分復用系統(tǒng)關鍵技術光源和調(diào)制技術可調(diào)諧波長技術復用器和解復用器波長轉換器光纖傳輸技術光監(jiān)控信道技術色散管理技術1.光源和調(diào)制技術高速率光纖通信系統(tǒng)中普遍采用了分布反饋（DFB）激光器和分布布拉格反射（DBR）激光器等器件作為光源，與傳統(tǒng)的法布里-帕羅腔（F-P）激光器相比，具有動態(tài)單縱模窄線寬振蕩和波長穩(wěn)定性好等優(yōu)點，這些光源類型同樣也適用于波分復用系統(tǒng)。為了保證光發(fā)送機輸出的波長穩(wěn)定，波分復用系統(tǒng)中普遍采用外調(diào)制器進行光源調(diào)制。外調(diào)制方式不僅可以有效減小由于直接調(diào)制引起的激光器頻率啁啾，同時也可以使激光器工作在連續(xù)光輸出狀態(tài)，具有更長的工作壽命和更穩(wěn)定的輸出。結合光放大器的應用、相位估計和基于高速數(shù)字信號處理（DSP）的色散預補償?shù)?，有助于波分復用系統(tǒng)支持長距離的傳輸。2.可調(diào)諧波長技術DFB和DBR激光器可以獲得較好的窄譜線和調(diào)制性能，但由于其振蕩波長是由器件制造時表面或內(nèi)部衍射柵的周期決定。雖然可以通過改變注入電流等方法，使其折射率發(fā)生一定的變化，從而改變其發(fā)射波長，但可控制的波長范圍為僅10nm左右，無法實現(xiàn)滿足波分復用系統(tǒng)要求的較大范圍的波長控制和調(diào)諧。為了實現(xiàn)能在較寬范圍內(nèi)的波長選擇，可以引入超周期結構衍射柵（SSG）激光器。SSG采用了衍射柵周期隨位置而變化的結構，它具有多個波長的反射峰，基于這種衍射柵機理的DBR激光器的光波長是與柵周期相對應的，因此，根據(jù)這種隨位置而變化反射的周期性，可實現(xiàn)較大范圍的波長輸出。除了SSG激光器外，外腔可調(diào)的半導體激光器、雙極DFB激光器、三極DBR激光器和多波長光纖環(huán)行激光器可以實現(xiàn)波長可調(diào)諧。實現(xiàn)波長連續(xù)可調(diào)的另一種方案是使用可調(diào)光濾波器，即將寬光譜光源器件和窄帶可調(diào)諧濾波器結合，也可以實現(xiàn)滿足波分復用系統(tǒng)要求的可調(diào)諧波長。典型的光濾波器3.復用器和解復用器復用器和解復用器是波分復用系統(tǒng)的核心器件，從原理上來說其屬于基于波長的耦合器（解耦合器）。與光濾波器類似，復用器和解復用器也需要基于干涉或衍射機制實現(xiàn)多個不同波長的組合和從多個波長中選擇特定的波長。對于基于衍射的解復用器而言，其是通過類似衍射光柵等角反射元件將包含多個波長的入射光，在空間上色散成不同的波長分量；而對于基于干涉的解復用器而言，其可以通過光濾波器和定向耦合器實現(xiàn)入射光中包含的不同波長分量在空間上的分離。類似地，相反方向的傳輸過程及其實現(xiàn)是由復用器來實現(xiàn)?；诠獾母缮鏅C理也可以制成濾波器型的解復用器，其中基于馬赫-曾德爾濾波器的解復用器因其結構緊湊和串擾性能優(yōu)良等受到了廣泛的關注。對于現(xiàn)代波分復用系統(tǒng)而言，采用同樣的器件和制造工藝，當需要復用和解復用的端口數(shù)越多時可以獲得更佳的單位成本。尤其是對于需要復用和解復用波長數(shù)量達到100乃至更多的系統(tǒng)而言，波導光柵型（也稱相控陣型）器件具有顯著的優(yōu)勢?；隈R赫-曾德爾干涉儀的復用器/解復用器4.光波長轉換器（OTU）波分復用系統(tǒng)根據(jù)光接口的兼容性可以分成開放式和集成式兩種系統(tǒng)結構。集成式系統(tǒng)要求系統(tǒng)中所有的光接口都需要嚴格滿足波分復用光接口標準（ITU-TG.692標準，其定義的波長符合G.694標準規(guī)范），應用中受限較多。開放式系統(tǒng)在波分復用器前引入了波長轉換器（OTU），將各類非波分復用標準波長的光纖通信系統(tǒng)轉換為符合波分復用系統(tǒng)規(guī)范的波長?；赬GM的OTU工作原理λt為需要波長轉換的目標光波長，其處于連續(xù)光（CW）工作狀態(tài)，輸出功率水平接近于半導體光放大器（SOA）的閾值，λs為需要轉換的輸入信號光波長。當λs和λt同時輸入SOA時，對應于λs信號中的高電平“1”時，兩者之和的總功率超過了SOA的輸入閾值，使得SOA輸出的λt功率電平處于相對較低；而對應于信號λs中的低電平“0”時，其與λt的總功率之和處于SOA的輸入閾值之下，SOA可以對λt進行有效增益，從而獲得λt輸出的高電平。這樣就實現(xiàn)了將輸入信號由λs變換到λt上。5.光纖傳輸技術對于應用于1550nm波長段的單信道長距離光纖通信系統(tǒng)而言，采用即色散位移光纖（DSF）即G.653光纖無疑同時具有最低損耗和最小色散（低至零）的顯著優(yōu)勢。但當G.653光纖應用于波分復用系統(tǒng)中時，由于線路中廣泛采用了光放大器，光纖中注入的光功率大大增加，這就會在零色散波長區(qū)出現(xiàn)嚴重的非線性效應，其中四波混頻FWM對系統(tǒng)的影響尤為明顯，因此G.653光纖并不適合于高速率、大容量、多波長的波分復用系統(tǒng)。為了有效抑制四波混頻效應的同時獲得較好的損耗和色散性能，可以選擇非零色散位移光纖（NZDSF）即G.655光纖。針對波分復用系統(tǒng)單個信道的傳輸速率需求，可以使用偏振模色散性能較好的G.655B和G.655C光纖。對于已經(jīng)敷設的G.652光纖線路，可以采用增加色散補償元件的方法升級到波分復用系統(tǒng)。尤其是通過降低OH-吸收峰（水峰）獲得在較寬波長區(qū)域內(nèi)均可使用的G.652D光纖是用于波分復用系統(tǒng)的較理想選擇之一，其可以滿足從O波段到L波段整個范圍的應用。針對波長復用數(shù)不斷增加和光放大器普遍應用，可能帶來的入纖光功率引起的非線性問題，可以采用大有效面積和低損耗的G.654E光纖。6.光監(jiān)控信道技術波分復用系統(tǒng)本質上是一個透明（transparent）的復用系統(tǒng)，也即其通過物理元件實現(xiàn)了承載不同業(yè)務的光波長信號的復用和解復用，并未對信號進行相應的處理。這一方面是波分復用系統(tǒng)的突出優(yōu)點，但在實際工程中也對維護提出了新的要求。對于僅使用光放大器作為中繼器的波分復用系統(tǒng)中，由于光放大器中不提供業(yè)務信號的上下，同時在業(yè)務信號的開銷位置中（如SDH或OTN的幀結構）也沒有對光放大器進行監(jiān)控的冗余字節(jié)，因此缺少能夠對光放大器以及放大中繼信號的運行狀態(tài)進行監(jiān)控的手段。此外，對波分復用系統(tǒng)的其他各個組成部件的故障告警、故障定位、運行中的質量監(jiān)控、線路中斷時備用線路的監(jiān)控等也需要冗余控制信息。為了解決這一問題，波分復用系統(tǒng)中通常采用的是業(yè)務以外的一個新波長上傳送專用監(jiān)控信號，即設置光監(jiān)控信道（OSC）。光監(jiān)控信道設置方案分為帶外波長監(jiān)控技術和帶內(nèi)波長監(jiān)控技術兩類。帶外波長監(jiān)控方案示例7.色散管理技術早期的光纖數(shù)字通信系統(tǒng)都是單信道的，因此波分復用系統(tǒng)在部署時主要有兩種應用場景，即全新部署和在原有系統(tǒng)上進行升級擴容。對于全新部署的波分復用系統(tǒng)而言，可以采用包括G.654E光纖等最新的技術，而對于在已經(jīng)部署的早期系統(tǒng)上進行升級的波分復用系統(tǒng)而言，需要考慮包括色散補償和管理等技術。色散補償是色散管理中的主要技術，其主要用于在基于G.652光纖的傳統(tǒng)單信道傳輸系統(tǒng)上升級為波分復用高速傳輸系統(tǒng)的場景。目前比較成熟的色散補償技術包括色散補償光纖、預啁啾、色散均衡器和光相位共軛等。除了色散補償技術之外，波分復用系統(tǒng)中色散管理技術還包括色散斜率及色散波動的控制技術。由于光纖的色散與波長有關，因此對于波分復用系統(tǒng)而言，色散補償元件的斜率需要與光纖色散的斜率有良好的匹配才能保證每一個波長信道的色散值基本相等。另一個需要關注的是色散波動的控制。引入色散補償技術一般是保證整個鏈路或每一段鏈路的累計色散為零，但是由于色散補償元件是分段式的使用的，這就可能造成光纖鏈路的色散值呈現(xiàn)起伏波動的情況，當起伏較大時對波分復用系統(tǒng)的性能也是有影響的。鏈路色散起伏示例8.3波分復用設備與組網(wǎng)8.3.1波分復用設備類型波分復用系統(tǒng)中的設備類型主要包括光交叉連接（OXC）和光分插復用器（OADM），其作用類似于SDH系統(tǒng)的DXC和ADM網(wǎng)元。OXC主要由光交叉連接矩陣、波長轉換接口以及管理控制單元等模塊組成。OXC的結構有多種，典型的有基于空間交換的OXC結構和基于波長變換的OXC結構兩種。OXC的基本功能與SDH系統(tǒng)中的數(shù)字交叉連接設備（DXC）類似，不同的是OXC是以光波長信號為操作對象在光域上實現(xiàn)業(yè)務交叉，無需進行光/電/光轉換和電信號處理。根據(jù)實現(xiàn)機理不同，OXC可以分為基于光空分交換/無波長變換和基于完全波長變換兩類。OADM的功能類似于SDH網(wǎng)絡中的數(shù)字交叉復用設備（ADM），它可以直接以光波長信號為操作對象，利用光波分復用技術在光域上實現(xiàn)波長信道的上下。OADM主要功能包括了波長分插（上下）、業(yè)務保護、波長轉換及其他管理功能等。OADM可以進一步地分為波長固定的FOADM和波長可重構的ROADM兩類。基于光空分交換/無波長變換的OXC基于完全波長變換的OXC基于adWSS的ROADM8.3.2波分復用網(wǎng)絡結構從光網(wǎng)絡選路方式上角度而言，波分復用網(wǎng)絡包括兩種典型的網(wǎng)絡結構，即廣播選擇型和波長選路型。廣播選擇型波分復用網(wǎng)絡一般采用無源星型、總線型光耦合器或波長路由器實現(xiàn)本地應用，進一步地，其又可以分為單跳和多跳兩種網(wǎng)絡形式。單跳是指網(wǎng)絡中的信息傳輸以光的形式到達目的地，信源與信宿間無需在中間節(jié)點進行光電轉換，而多跳網(wǎng)絡信號可在中間節(jié)點進行再生及波長變換，信號必須經(jīng)多多個節(jié)點的中繼后才能到達目的節(jié)點。波長選路網(wǎng)也稱波長路由網(wǎng)，是由支持光波長路由的節(jié)點通過成對的點到點波分復用鏈路連接成的結構。波長選路網(wǎng)的節(jié)點中可以相互獨立地將各個波長傳送到不同的輸出端口。每個節(jié)點都有和其他節(jié)點相連的邏輯連接，而各個邏輯連接使用一個特定波長。任何沒有公共路徑的邏輯連接可以使用相同的波長。這樣就可以減少總的使用波長數(shù)。廣播選擇單跳和多跳網(wǎng)絡波長選路網(wǎng)絡8.4彈性光網(wǎng)絡8.4.1彈性光網(wǎng)絡基本概念波分復用系統(tǒng)的提出，成倍地提升了光纖數(shù)字通信系統(tǒng)的容量，緩解了互聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展階段帶來的帶寬枯竭挑戰(zhàn)。進入21世紀以來，隨著移動互聯(lián)網(wǎng)的飛速增長，以及以高清視頻等為代表的高帶寬交互式業(yè)務的迅猛普及，光纖通信系統(tǒng)再次面臨著巨大的帶寬壓力。波分復用系統(tǒng)采用固定的波長分配機制，雖然每個波長已經(jīng)可以支持40Gb/s~100Gb/s乃至更高傳輸速率，但在面臨多樣化和動態(tài)化的新型網(wǎng)絡業(yè)務環(huán)境需求時仍然存在靈活性不高、頻譜利用率低、帶寬浪費嚴重等缺點。彈性光網(wǎng)絡將原先波分復用網(wǎng)絡中的固定波長分配方案細分成更為窄小的頻譜單元，稱為頻隙（FrequencySlot，F(xiàn)S），ITU-T在國際標準G.694.1中已經(jīng)定義了最小為6.25GHz的頻隙。彈性光網(wǎng)絡可以根據(jù)業(yè)務需求，靈活地分配一定數(shù)量的相鄰頻隙，同時根據(jù)傳輸速率和距離等需求配置相應的調(diào)制方式，從而實現(xiàn)了網(wǎng)絡頻譜資源的動態(tài)分配。波分復用和彈性光網(wǎng)絡頻譜分配對比8.4.2彈性光網(wǎng)絡網(wǎng)絡結構彈性光網(wǎng)絡主要由位于網(wǎng)絡邊緣的帶寬可變轉發(fā)器（BVT）和網(wǎng)絡核心中帶寬可變光交叉連接器（BV-OXC）組成。帶寬可變轉發(fā)器的主要功能是使用足夠的頻譜資源產(chǎn)生光信號，適當?shù)卣{(diào)整從光網(wǎng)絡發(fā)送或者接收的客戶數(shù)據(jù)信號并且最小化相鄰光路之間的間隔，從而實現(xiàn)較高的頻譜資源利用率。帶寬可變光交叉連接器的主要功能是為帶寬可變轉發(fā)器間每一對端到端的業(yè)務請求分配相應的頻譜帶寬的交叉連接，以創(chuàng)建一條合適的端到端光路。8.4.3彈