光分组交换机体系结构的比较研究(IJITCS-V4-N11-10)
光分组交换技术的研究
Re e r h o p i a a k ts t h n OPS) s a c n o tc lp c e wic i g(
ZHENG - h ng, Fu s e ZHANG i s ng J n- o
( ah n nv r i fS in e& Teh oo y,W u a 3 0 4,Chn ) Hu z o g U ie st o ce c y c n lg h n4 0 7 ia A b t a t: h n r duc i n o PS h s i p ov d t e r t a w i h a l x biiy of sr c T eito to fO a m r e heus a eofb nd dt nd fe i lt
1 2 光 网络 分 割和 交换节 点 结构 . 在光 分组 网络 中 , 边缘 节 点交 换 机进 行 映射 、 适 配 、 聚 、 释 电交 换层 业务 , 理 连接 信令 请 求 、 汇 鳃 处 分 配 和 回收交 换 资源 等 , 务 侧 提 供 UNI 口, 时 业 接 同 提供 网络侧 的 NNI 口. 接 网络 内 由光分 组 核 心交 换
成 为 实 现 光 分 组 交 换 的 基 本 技 术 , 多 波 长 方 案 并 不 是 光 分 组 交 换 的 唯 一 模 式 , 时 分 分 组 而 光
交换 、 光标 签 交换 、 分及 混合 分 组交换 、 波 多协议 标签 交换 、 突发 分 组 交换 等 交换 方式 的 出 光
现 必 将 对 未 来 的 通 信 网产 生 重 要 的 影 响 . 关键 词 : 分 组 ; 换 方式 ; 突发 分组 交换 ; 标 签 交换 ; 光 交 光 光 多协 议 波 长 标 签 交换 中图分 类 号 : TN9 9 1 2.1 文献标 识 码 : A
北邮培训光交换
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4、光分组交换系统
光分组交换技术 (OPS——Optical Packet Switching)
光突发交换技术 (OBS——Optical Burst Switching)
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OPS——Optical Packet Switching
波分光交换模块由波长复用器/去复用器、波长选择 空间开关和波长变换器(波长开关)组成。
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波分光交换
λ1
λ2
λ1...λ4
波长解复
用
λ3
λ4
波长变换 波长变换 波长变换
λ1
λ2 λ3 波长复用
λ1...λ4
λ4
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ATM光交换
ATM光交换是对ATM信元进行交换的技术。 ATM光交换遵循电信号领域ATM交换的基本原理。 采用波分复用、电或光缓冲技术,先对信元波长进行
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OBS节点结构模型
21
3、光交换可以保证网络的稳定性,提供灵活的信息路由手段。
2
2、光交换的基本器件
半导体光放大器
光输入
半导体光放大器 控制电流
光输出
3
2、光交换的基本器件
耦合波导开关
输入
控制电极
光信号通道
输出
4
2、光交换的基本器件
硅衬底平面光波导开关
波导臂
1
薄膜加热器
2
3dB 耦合器
相位移动
1' 2'
5
2、光交换的基本器件
9
空分光交换
输入
输出
输入
1
3
1
2 平行状态
4
2
基于AWG光分组交换结构研究(IJITCS-V5-N4-4)
Published Online March 2013 in MECS (/) DOI: 10.5815/ijitcs.2013.04.04
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role in functions such as, address processing, routing and buffering control. Optical packet switch architectures in the broad sense can be classified into three categories such as. 1) 2) 3) Wavelength routed photonic packet switch Broad-cast and select type switch (AWG) / Space switch based packet switch
Fig. 1: Schematic of the architecture A1
I.J. Information Technology and Computer Science, 2013, 04, 30-39
AWG Based Ophitecture
AWG Based Optical Packet Switch Architecture
Pallavi S. Sathyabama University, Chennai, India Pallavi.das12@ M. Lakshmi Sathyabama University, Chennai, India laks@ Abstract— This paper discusses an optical packet switch (OPS) architecture, which utilizes the components like optical reflectors, tunable wavelength converters (TWCs), arrayed waveguide grating (AWG) and pieces of fiber to realize the switching action. This architecture uses routing pattern of AWG, and its symmetric nature, to simplify switch operation significantly. It is also shown that using multiwavelengths optical reflector, length of delay lines can be reduced to half of its original value. This reduction in length is useful for comparatively larger size packets as for them. It can grow up some kilometers. The considered architecture is compared with already published architecture. Finally, modifications in the architecture are suggested such that switch can be efficiently placed in the backbone network. Index Terms— Optical Switch, Fiber Delay Lines, TWCs A practical optical packet switch should be able to the route the packets from switch inputs to outputs through simple routing procedure with contention resolution. Optical loss, noise and crosstalk are the major factors which critically affect the performance of the optical packet switches and increase the BER. Additionally, reduction in components is necessary, because currently optical components are costlier than their electronic counterparts. However, the low packet loss and fast speed of optical domain may well compensate the cost. The performance of the switch architectures strongly depends on these design issues. In past, various optical packet switch, architectures have been proposed [2] [3] [4] [5]. In recent past architectures presented in [5] which have feed-forward and feed-backward type structures are extensively investigated as they provide low packet loss probability. The architecture presented here, will provide nearly same packet loss performance as in [5] with much simpler buffering structure, and switch functionality can be achieved with very few components.
分组交换光网络中的调度算法研究与仿真的开题报告
分组交换光网络中的调度算法研究与仿真的开题报告1.研究背景和意义随着信息技术的快速发展和普及,信息网络对于人们生活和工作的影响愈加深刻。
而光通信作为信息网络中速度最快、带宽最大的传输手段之一,已经成为未来信息通信领域的研究热点,尤其是在高速数据传输和广域网络方面有着广泛的应用。
然而,随着数据流量的不断增加,网络的瓶颈也随之出现,如何提高网络的传输速度、降低网络的延迟和丢包率、提升网络的稳定性成为了当前网络领域研究的重点。
分组交换光网络作为一种新兴的网络结构,可实现分组交换,并可承载多种网络协议,是当前研究的热点之一。
然而,在分组交换光网络中,调度算法的设计和优化对于提高网络的性能和效率至关重要。
因此,本文将针对分组交换光网络中的调度算法进行研究和优化,以期提高网络的传输效率和信号质量,优化网络的带宽利用率和稳定性,并实现数据包的快速传输和优先级处理,从而为相关研究领域提供理论支撑和实践应用建议。
2.研究目标和内容本文将研究分组交换光网络中的调度算法,重点探讨:(1)传输效率的提高:设计高效的调度算法,实现分组的最短路径路由和多路径并行传输,提高分组的传输速度和带宽利用率。
(2)传输质量的优化:实现数据包的及时传输和优先级处理,降低数据丢失率和传输延迟。
(3)网络稳定性的提升:研究网络中波长分配和拥塞控制等机制,保证网络的稳定性和流量平衡。
(4)仿真模拟分析:将所设计的调度算法进行仿真模拟分析,评估其在不同数据流量情况下的传输性能和稳定性,并对比分析不同算法的优缺点。
3.研究方法和步骤(1)研究分析分组交换光网络的基本原理和结构,重点分析其调度算法的设计思路和优化方法。
(2)基于MATLAB等仿真平台,实现分组交换光网络的仿真模拟,模拟不同数据流量和网络负载情况下的传输性能和稳定性。
(3)设计和优化分组交换光网络中的调度算法,并将所设计的算法嵌入仿真模拟程序中进行实验。
(4)对所设计的算法和其他常见算法进行比较和评估,得出算法的优缺点和性能指标,并给出优化建议和实操指南。
光分组交换节点结构及性能研究
中图分 类号 : Ng 5 0 T 1.4
文献 标识 码 : A
相连。
0 引 言
在新接人 I P业务的驱动下 , 通信网容量迅猛发 展 , 必导致 每一 根光纤 中波长数 的爆 炸式 增长 , 势 这 是传统的电交换不能解决的问题 。面对当今这一挑 战, 传输 网试 图 提供 一 种 可重 置 光 层 (eo f ua rcn i r— g t no t a ly r , i pi l a e ) 它有 助 于 解 决 电交 换 网络 潜 在 o c 的容 量 瓶 颈 , 能 通 过 波 分 密 集 复 用 ( e s— a e 并 d n ew v — ln t—iii — l pe ig WD e g hdvs n mut lxn ,D o i M) 系统 的 使 用 使 巨 大带宽 在有 效管理 下得 到利 用 。 最 近对 波分 复用 的应用 主要集 中于对 单个 波长 信道的静态使用。为了实现信号直接在光域里进行 交换, WD 信 道更快地动态 分配, 对 M 以此来 提高 传 输 网的性 能 , 界对 这 方 面 已做 了许 多 的研 究 工 业 作 。为了达到这一 目的 , 个 主要可选 的策略 已提 2 出: 光分组 交换 n ] 光突发 交换 【6。本文 中 , 们 和 3] - 我 主要进行 光分 组交换 的研 究 。在 一个几 乎 全光交 换 的结 构 中 使 用 波 导 光 栅 阵 列 (rae vg ie aryd waeud g aig AWG) 为分组 交换 机 的器件 , 组包在 光 rt , n 作 分 纤延 迟线 里进行 缓存 。先 前很 多文 献 已对光 分组 在 交换 机输 入缓存 或共 享 ( 循 环) 存 的节点 结构 和 再 缓 业务性能进行研究报道[] 在此, 7, 我们融合输入缓 存和共享缓存对交换机的整个结构进行详细介绍和 性 能分析 。
光分组交换网络结构
个空 闲 的输 出缓存 光 波长 , 过 空间 开关 结构 任 意 通
输 人 光 包 可 以 交 换 到 任 意 的 N 个 输 出 光 缓 存 上 T WC 紧 接 1: 的 光 分 路 器 , 每 波 长 光 信 号 分 配 N 将
( 馈送 ) N 条不 同的输 出光 纤上 ( 到 每个 输出缓 存 一
3 — 1
维普资讯
现
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的 可 调 光 波 长 转 换 器 ( W C) 把 光 包 波 长 转 换 到 一 T ,
Байду номын сангаас
( 图 3 示 ) 不 同 波 长 上 的 输 人 光 分 组 复 用 进 交 如 所 。 换 单 元 , 后 广 播 至 所 有 输 出 端 口 , 后 波 长 选 择 器 然 最 在 输 出端 口选 择 特 定 波 长 和 光 分 组 输 出 这 种 交 换 结构 支持 I P多 播 ( ) OP 1 KE S广 播 选 择 交 换 结 构 它是 欧洲 A T C S计 划 KE S项 目开 发 的 。输 OP 人 输 出 N 条 光 纤 每 条 仅 承 载 一 个 波 长 , 人 端 口波 输 长随 光 分组 变 化 , 此 F 因 WC 必 须 转 换 波 长 以 满 足 输 出 光 信 号 波 长 的需 要 。 换 结 构 由波 长 编 码 、 存 交 缓 和 波 长 选 择 三 部 分 组 成 。 人 波 长 编 码 器 由 N 个 固 输 定 波 长 转 换 器 ( W C) N 条 单 波 长 输 人 光 纾 和 波 分 F , 复 用 器 构 成 光 缓 存 模 块 包 古 一 个 分 光 器 、 条 K OD s和 一 个 空 分 交 换 矩 阵 ( 光 器 、 开 关 、 波 L 分 光 合 器 ) 最 后 , 长选 择 器 模 块 古 有 N 个 波 长 选 择 器 、 。 波 解 复 用 器 、 开 关 和 复 用 器 。 这 三 部 分 构 成 了 光 K OP E S广 播 选 择 交 换 结 构 光 交 换 是 时 隙 同步 的 ,
光分组交换网中的竞争解决策略研究
2008届毕业生毕业论文题目: 光分组交换网中的竞争解决策略研究院系名称:信息学院专业班级:电子信息工程0402 学生姓名:学号: 20044300227指导教师:管爱红教师职称:副教授2008年5月19日摘要随着我国社会的科学技术的持续发展,高速全光通信网络已成为通信网络的发展趋势。
光交换技术具有交换速度快和对速率、数据格式透明等特点,光分组交换技术的研究是实现创新与跨越发展的机遇和挑战。
光分组交换技术在全光网中占有重要地位,同时也是实现宽带信息网络的一项高新技术,是新一代交换方式,它将光交换技术与分组交换技术融为一体。
在光分组交换网络中,如果同一时刻有两个以上的分组要以同一波长从同一输出端口离开光交换机就会产生竞争,如何解决光分组竞争会对光分组交换网络的性能产生巨大影响。
通常,解决光分组竞争的方法有光缓存、波长变换和偏射路由等三种。
本文详细阐述了这三种竞争解决方法的原理、实现方式及特点。
首先叙述了光缓存的内容,在技术创新和市场需求的双重驱动下,真正意义上的全光缓存器将会在不久的将来面世,对全光通信网的发展起到革命性的推动作用;其次分析了波长变换,利用波长变换可以减少了丢包率,但也有弊端,就是这种交换能力是非常昂贵的;然后叙述了偏射路由,偏射路由也是光突发交换网络中的一种竞争策略。
在OBS网状网中采用偏射路由能够减小源端到目的端的传输平均延时和丢包率;最后结束语,展望了光分组交换的前景,光缓存和波长变换等技术将逐渐成熟,光分组交换技术也将走向实用化,具体的实践还要将进一步研究。
关键词光分组交换竞争光缓存波长变换偏射路由Title Optical packet switching network in the competition to solve Strategy StudyAbstract:Along with our country’s society and economical c ontinually developing,High-speed all-optical telecommunications network has become the trend of development of communication networks.It is the characteristics about Optical switching technologies with the exchange rate of speed,transparency of data formats and so on. The research of Optical packet switching technology innovation is to achieve opportunities and challenges of innovation and development.Optical packet switching technology in the all-optical network occupies an important position,but also to achieve a broadband information network of high-tech,and is the new generation of exchange.it is integrated by the optical switching technology and the packet switching technology.In optical packet switching network,if the same moment with more than two groups to the same wavelength from the same output port optical switches would have left the competition. It is a tremendous impact that how to solve the competition about the optical packet on the performance of packet-switched network.In general,there are three ways to resolve packet contentions,i.e,optical buffering,wavelength conversion and dedlection routing .In this paper,the three ways are discussed detail .Firstil,it is described ahout the contents of the cache,in the dual technological innovation and market demand driven,the true sense of the all-optical buffer will be available in the near future,it is a revolutionary that all-optical communications network to Promote the role the development. Secondly,it is analogous with wavelength conversion,using the wavelength conversion can reduce the packet loss rate,but there are also disadvantages that such exchange capacity is very expensive, Thirdil it is described the deflection routing,deflection routing is a competitive strategy about OBS network, in the OBS mesh network deflection routing reduce the transmission side of the average delay and packet loss form source to destinati.Finally it is concluding remarks,it is looked to the prospects for optical packet switching,optical cache and wavelength conversion technology will gradually mature,optical packet switching technology also will move toward a practical and concrete practice to be studied further.Key word: optical packet switching; optical buffering;wavelength converter; deflection routing目次第一章绪论 (1)1.1光分组交换竞争的提出 (1)1.2国内外光分组交换的竞争研究现状 (3)1.3本文工作 (5)第二章光缓存 (6)2.1光缓存的分类 (6)2.2光缓存的网络结构 (7)2.3光缓存技术在OPS网络中的作用 (8)2.4光缓存的几种形式 (9)2.5本章小结 (14)第三章波长变换 (14)3.1波长变换技术的分类 (14)3.2波长变换原理及其作用 (15)3.3波长变换器在交换节点中的位置 (17)3.4波长变换与光缓存的结合 (17)3.5本章小结 (18)第四章偏射路由 (19)4.1偏射路由的网络性能 (19)4.2偏射路由的网络节点结构 (20)4.3偏射路由的作用 (21)4.4光缓存、波长变换和偏射路由的优缺点 (22)4.5本章小结 (23)结束语 (23)致谢 (26)参考文献 (27)第一章绪论近年来,基于IP的数据业务以指数规律增长,这些业务需求对通信网络的传输带宽和交换容量提出了前所未有的要求,高速全光通信网络已成为通信网络的发展趋势。
试分析有线数字电视光分组交换网络物理层协议配置
试分析有线数字电视光分组交换网络物理层协议配置数字电视发展以提供个性化数字电视与全数字电视广播的传输与接入服务为目标,与此同时,有线数字光分组交换网络作为新的发展方向处于核心地位。
文章将针对光分组产生、光分组再生等几个方向进行深入研讨,并以光分组交换物理层协议配置为分析的重点,力求为新一代有线数字电视的发展提供一些建议。
标签:有线数字电视;光分组交换;网络物理层;协议配置现阶段,新一代有线数字电视以光分组交换网络为核心,随着科学技术的不断进步,逐步完善了全光网络的发展,实现了个性化数字电视及全数字电视广播传输与服务的基本内容和目标。
在这个过程中我们要克服快速光记忆器件缺乏等一系列问题,并根据编码设计、光分组产生等原理,优化网络物理层协议配置。
1 有线数字电视光分组交换网络结构有线数字电视光分组交换网络有三大基础性业务,及高速因特网信息浏览及IPTV业务、节点交换广播形式视频业务、IP语音业务。
此外,在发展理念上以实现业务提供与用户驻地分离为根本,在传输与节目分离的技术支持下努力提高新一代有线数字电视的服务范围。
这就需要我们对有线数字电视光分组交换网络进行全新的分解、重组。
其网络构成图1所示。
此外,新一代有线数字电视光分组网络具有负载透明、标记和交换采用电控制的特征,是现阶段光电技术的新突破。
2 有线数字电视光分组交换网络物理层协议配置分析2.1 光分组产生光分组最重要的功能就是码速提升,即分组压缩的能力。
通过压缩功能能够保证数字电视信息可以有效的嵌入分组头部分,与此同时,保护时间和嵌入分布可以在边缘交换机的辅助下完成。
因此,由光分组头中控制的信息会随着保护时间的延长而降低分组同步的要求,即在分组长的情况下能够有效地解决链路利用率低的问题。
此外,在光分组工作进行的同时需要强调IP分组的兼容性,并优化分组头大小。
具体而言,当分组头较大时,所需的光缓存较大,灵活性较差。
反之,当分组头较小时,其灵活性较好,但是会造成网络运输质量较低的问题。
试分析有线数字电视光分组交换网络物理层协议配置
试分析有线数字电视光分组交换网络物理层协议配置作者:李娜来源:《科技资讯》 2013年第29期李娜大宁县广播电视服务中心(山西大宁 042300)摘要:提供个性化数字电视与全数字电视广播的传输与接入服务是下一代有线数字电视发展的目标,其有线数字电视光分组交换网络由光电混合网逐渐向全光网方向推进。
在新一代有线数字电视网络中,光分组交换城域网属于其核心网络。
在本文中,以光分组产生、编码设计、光分组再生等方向入手,对有线数字电视光分组交换网络物理层协议配置进行了分析。
关键字:有线数字电视光分组交换网络物理层协议配置中图分类号:TN93 文献标识码:A文章编号:1672-3791(2013)10(b)-0000-00一、有线数字电视光分组交换网络结构有线数字电视光分组交换网络需要支持三项最基本的业务,分别为高速因特网信息浏览及IPTV业务、IP语音业务、节点交换广播形式的视频业务等。
其建网理念主要是建立在业务提供与用户驻地分离,传输与节目分离的理论基础上的,并将个性化数字电视及全数字电视广播服务作为发展的目标。
为此,需要进行有线数字电视光分组交换网络的重构,其网络构成主要如下:二、有线数字电视光分组交换网物理层协议配置分析在本文中,主要从光分组的产生、编码设计、光分组再生、光分组同步、光分组再交换流量分配等内容,对有线数字电视光分组交换网物理层协议配置进行分析。
(一)光分组产生码速提升功能是光分组产生所必须要具备的功能,也就是分组压缩能力,通过分组压缩,实现在数字电视信息中嵌入分组头部分与保护时间等,保护时间与分组头部分的嵌入可以通过边缘交换机来实现。
光分组头中存在着控制信息与路由信息,光分组保护时间的增加,则会降低分组同步要求,分组越长,则分组中存在着更多的保护时间,从而避免造成链路利用率降低。
在进行光分组工作时,还需要考虑IP分组兼容性。
在进行设计时,还需要优化分组与分组头大小,如分组较大,虽然信息传输效率较好,但需要的光缓存较大,灵活性较低,如分组较小,则其灵活性较好,但信息传输效率偏低,容易对网络运行质量造成影响,为此,需要根据实际情况,对分组域分组头大小进行优化处理。
光通信网络中的分组交换技术与优化
光通信网络中的分组交换技术与优化分组交换技术在光通信网络中的应用与优化光通信网络已成为现代通信领域的重要组成部分,它提供了高容量、高速率、低延迟等优势。
在光通信网络中,分组交换技术扮演着至关重要的角色,它能够有效地实现数据的传输和交换。
本文将探讨光通信网络中的分组交换技术及其优化方法。
一、光通信网络中的分组交换技术分组交换是一种通信方式,将数据划分为一定大小的数据包或分组,并通过网络进行传输。
在光通信网络中,分组交换技术被广泛应用,主要有以下几种技术。
1. 光交换机技术光交换机是光通信网络中的核心设备,它可以实现光分组的交换和路由。
光交换机能够根据分组中的目的地址信息实现分组的转发和路由选择,并能够实现光信号的交换和光路的连接。
光交换机技术的发展,为光通信网络提供了高速率和大容量的传输能力。
2. 光包交换技术光包交换是一种基于光纤的分组交换技术,它将光信号划分为一定大小的光包,并通过光交换机进行转发和交换。
光包交换技术能够提供低延迟和高容量的数据传输能力,并能够适应多种传输协议和应用。
3. 光域网技术光域网是一种基于光通信的局域网技术,它采用光交换机和光路复用等技术,实现分组交换和光路的复用。
光域网技术能够提供高带宽、高速率和低延迟的通信服务,并具有良好的可靠性和可扩展性。
二、光通信网络中分组交换技术的优化为了进一步提高光通信网络中的分组交换性能,需要采用一些优化方法。
以下是一些常用的优化方法。
1. 路由优化光通信网络中的路由选择对分组交换性能有重要影响。
通过合理选择路径和路由算法,可以降低延迟、提高吞吐量,并实现网络负载均衡。
路由优化可以根据网络拓扑、链路状态和流量状况进行动态调整,以提高网络性能。
2. 链路调度优化光通信网络中的链路调度也是提高分组交换性能的关键因素之一。
通过合理调度链路的使用,可以避免拥塞和冲突,并提高数据传输的效率和可靠性。
链路调度优化方法包括最短路径算法、拥塞控制和带宽分配等,能够提高网络的吞吐量和响应时间。
pon网络和分组交换网的优缺点对比
02
分组交换网介绍
分组交换网定义
分组交换网是一种基于数据包交换的 通信网络,它将数据分割成固定长度 的数据包,每个数据包包含数据和地 址信息,通过网络进行传输。
分组交换网采用动态分配带宽的方式 ,能够根据实际需求灵活调整网络资 源,提高了网络利用率。
分组交换网工作原理
分组交换网采用存储转发方式,将数据包存储在交换机中,根据路由信息逐跳转 发,最终到达目的地。
信号格式
PON网络采用以太网协议传输数据, 支持多种业务,如语音、视频、数据 等。
PON网络的应用场景
应用范围
PON网络适用于大型住宅小区、 商业楼宇、校园等场景,可满足 用户对高速数据传输和多媒体业 务的需求。
适用场景
PON网络适用于光纤到户的接入 方式,为用户提供高速、可靠、 安全的数据、语音和视频等多种 业务。
求。
扩展性好。分组交换网采用分布式架构,可以灵活扩 展网络规模和接入节点数量,适应未来发展需求。
PON网络 分组交换网
成本效益 01
PON网络
分组交换网
03
02
成本较低。PON网络采用无源光 器件,降低了运营和维护成本。
成本较高。分组交换网需要采用 高端路由器和交换机等设备,增
加了建设和运营成本。
04
04
结论
适用场景选择
PON网络
适用于需要高带宽和稳定性的场景,如大型企业、数据中心和高端住宅区。PON网络采用无源光器件,维护简单, 故障率低,可提供长距离传输。
分组交换网
适用于需要低延迟和灵活性的场景,如金融交易、实时游戏和视频会议。分组交换网采用动态带宽分配,可根据 业务需求快速调整带宽,支持突发流量。
pon网络和分组交换网的优 缺点对比
光交换的研究与发展趋势(图文)
光交换的研究与发展趋势(图文)随着信息技术的飞速发展,光传输成为信息传输中的一种重要方式,其带宽、速度、距离等方面的优势也在不断得到发挥。
而在光传输中,光交换技术的应用尤为广泛,它是光网络中一个重要的组成部分。
下面将介绍光交换的研究与发展趋势。
一、光交换的发展历程早期,光交换技术主要应用于传输开关和路由器上。
此时,交换矩阵是采用MEMS微机电系统技术制造的,以及液晶显示器技术和空间光调制技术。
随着光通信技术的不断完善,光交换技术也得到了越来越广泛的应用,出现了新的光交换技术。
最初的光交换器是基于空间光调制器(LCOS或DMD)的平面波导路由器。
这些设备通过控制入射波的相位和幅度,选择特定端口以将光从输入端口传输到输出端口。
然后又出现了电光开关技术,这种技术用电场控制输入端口上的光信号,将其传输到输出端口。
这种技术通常使用半导体材料作为光学感应器元件。
在目前主要的光交换技术中,铜铟镓硫(CIGS)和硅基光调制器等成了研究热点。
二、光交换的研究进展1.铜铟镓硫(CIGS)光调制器铜铟镓硫是一种新型的半导体材料,它已经成为了一种广泛用于太阳能电池等应用的相变材料。
这种材料有很好的光电特性,能够制造高质量的光学器件。
在光交换技术的应用中,CIGS光调制器有很好的潜力。
这种器件可以替代现有的电光开关技术,能够实现更高的速率和更低的能耗。
2.硅基光调制器硅基光调制器是一种新型的光学器件,它能够实现高速、低能耗和低成本的光学传输。
而硅基光调制器在制造和集成方面也有优势。
3.高效光缆为了实现更快的光传输和更远的光纤距离,高效光缆是必要的。
这种光缆可以通过减少能量损失和光传输的损失来提高光信号的传输速率和距离。
最近的研究表明,高效光缆对于高速光通信的发展至关重要。
三、光交换的研究成果1.全光交换网络全光交换网络是一种新型的光网络拓扑结构,它通过使用全光交换器来实现光信号的传输和路由。
这种网络能够实现高速、高带宽和大容量的数据传输,还能够提高系统的可靠性。
光分组交换中全光路由控制的若干关键技术研究的开题报告
光分组交换中全光路由控制的若干关键技术研究的开题报告一、研究背景随着互联网的快速发展,人们对网络带宽和传输速度的需求越来越高。
光分组交换技术作为一种新型的网络交换技术,具有传输速度快、带宽大、延迟低等优势,被广泛应用于高速网络中。
其中,全光路由是实现光分组交换技术的关键技术之一,其能够提高网络的可靠性、灵活性和可扩展性。
二、研究目的全光路由控制技术是光分组交换中的关键技术之一,其面临着诸多挑战和难题。
本研究旨在针对光分组交换中全光路由控制的若干关键技术,开展深入研究和探讨,进一步提高光分组交换网络的性能和可靠性。
三、研究内容1.光分组交换网络中全光路由控制技术的概述与现状分析;2.分析全光路由控制所涉及的关键问题和挑战;3.研究光路由中的网络拓扑设计和虚拟拓扑映射算法;4.研究基于全光路由的负载均衡和故障恢复机制;5.使用仿真平台对研究内容进行模拟和验证;6.进一步完善光分组交换网络中的全光路由控制技术直至实现原型系统。
四、研究方法本研究采用文献调研、理论分析、仿真实验等研究方法,分别对光路由中关键算法和模型进行研究,进一步实现完整的算法设计及仿真实验。
同时,进行模拟实验进行验证分析。
五、论文结构第一章绪论1.1 研究背景和意义1.2 国内外研究现状和相关技术发展趋势1.3 研究内容和研究方法1.4 论文结构第二章全光路由的关键问题分析2.1 全光路由的定义和基本特点2.2 全光路由中的关键问题2.3 现有全光路由算法的评估和分析第三章网络拓扑设计和虚拟拓扑映射算法3.1 全光路由网络拓扑设计基础知识3.2 基于全光路由的网络拓扑设计算法3.3 基于虚拟拓扑映射的全光路由控制算法第四章全光路由中的负载均衡和故障恢复机制4.1 全光路由中的负载均衡机制4.2 全光路由中的故障恢复机制第五章系统仿真和实验验证5.1 系统仿真模型设计和实现5.2 实验结果和数据分析第六章结论和展望6.1 研究结果总结6.2 研究创新点和局限性分析6.3 对未来研究的展望参考文献六、预期成果预期成果为本研究相关技术或理论方案和算法,通过模拟验证,得到本研究所得结果的验证和发展。
光分组交换节点技术
光分组交换节点技术摘要:文章首先介绍了光分组交换网络的分类和光分组交换节点的基本结构,接着详细讨论了全光分组交换节点设计和实现中的关键问题:交换结构的设计、光存储的实现以及分组拥塞问题的解决方案。
关键词:光分组交换;交换结构;光存储器;拥塞ABSTRACT:The classification of optical packet switching networks and the architecture of optical packet switching nodes are briefly introduced, and then some key problems related to the design and implementation of all-optical packet switching nodes, such as the design of switching architecture, implementation of optical storage and packet congestion, are discussed in detail.KEY WORDS:Optical packet switching; Switching architecture; Optical storage; Congestion时至今日,光纤通信技术已经取得了长足的进步,但是光纤通信的潜能没有被全部开发出来,因为网络节点所使用的电域分组交换形成了一个数据流的“瓶颈”,因此只有使用光分组交换来提供高的交换速度,才能充分有效地利用光纤带宽。
光分组交换网络的发展有十几年的历史,世界上很多国家已作了这方面的研究:如欧洲的ATMOS(ATM Optical Switching)项目和KEOPS(Keys to Optical Packet Switching)项目,美国的POND(Packet-switched Optical Networking Demonstration)项目和CORD项目,英国WASPNET(Wavelength Switch Optical Packet Network)项目以及日本NTT光网络实验室项目等。
光分组交换系统核心节点的设计
光分组交换系统核心节点的设计
进入信息时代的新世纪,互联网应用发展迅速,各种基于IP技术的新型网络服务和应用的极速增加使通过骨干网络的流量呈指数型的增长,对通信网络的性能提出了更高的要求。
光分组交换属于分组级的光交换技术,能以分组的粒度快速分配光信道,同时支持ATM和IP接入技术,有很大的应用前景。
本文首先简要介绍了全光分组交换的网络参考模型和基本功能,并对网络中心节点的系统结构及其主要功能模块进行说明,然后主要讨论了光分组串行编码、光分组并行编码和光分组的带外信令编码等三种目前主要研究的光分组编码技术。
重点分析讨论了一种新型的载波抑制光分组编码方法,并设计出一种基于载波抑制调制原理的光电混合型核心节点结构,主要包括光域数据传输层和电域控制层。
利用OptiSystem对光分组信号在核心节点内的传输与变换进行了仿真,同
时还搭建实验平台实现10Gb/s净荷信号和1.25Gb/s标签信号的核心节点光域数据传输系统,并对标签和净荷的传输性能进行了研究。
然后介绍了电域控制层的硬件设计方案,对硬件设计中的主要模块进行了介绍,最后搭建实验系统测试电
域控制层的功能实现。
由光域仿真和实验结果可以得到:在1.25Gb/s的标签调制速率和10Gb/s的净荷调制速率下,基于载波抑制调制的光分组信号质量很好,传输距离超过60 km 时,依然能保持低于10-10的误码率;在误码率10-10为标准条件下,标签和净荷传输40km距离的功率损失分别为1dBm和2dBm。
电域控制层测试结果表明:使用SFP光模块、FPGA主控板和光开关驱动板实现电控光交换是可行的,净荷信号可以根据光标签信号中的路由信息在光开关中完成光交换。
分组交换要点总结
基本概念 网络利用率高。 3.分组交换--各数据包独立搜寻路由, 动态复用。 每个分组是被交换的对象,分组设备中的 PAD具有组装及拆卸分组的功能。 分组交换的特征: 1.线路利用率高,按信息量计费 2.传输质量高--差错控制功能,重 4
基本概念 发的方式纠错。 3.信息传输可靠性--分组能避开 故障点搜寻路由。 4.实现不同类型终端的通信--不 速率,同步方式,控制规程的设备间 通信。 5.分组多路通信--与多用户的通 信可复用同一条线路 6.与语音业务等低速网连接--实 时不足。
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基本概念
Packet包交换
分组交换技术是计算机网络和电话 网络融合发展起来的新技术,它的优点: 网络利用率高,传输质量好,经济性能 优越,多路通信,能与多种网络互联。 比较几种交换方式: 1.电路交换--适合较长信息的传 输。 2.“存储-转发”方式,占用两交换 机之间的通道而不需要占用整条链路, 3
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分组交换技术主要应用领域
1.金融系统,公司财务结算系统 2.VPN虚拟专用网-集团级用户 3.为综合业务组网提供部分分组交换设备
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分组交换要点总结1分组交换要点总结基本概念分组交换网的组成目录2分组交换网的组成光分组交换技术分组交换技术主要应用领域基本概念packet包交换分组交换技术是计算机网络和电话网络融合发展起来的新技术它的优点
分组交换要点总结
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分组交换要点总结
目录
基本概念 分组交换网的组成 光分组交换技术
分组交换技术主要应用领 域
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分组交换的组成 分组交换网由分组交换机,网络 管理中心,远程集中器,分组装拆设 备,分组式终端/非分组式终端,传 输线路等设备组成。 网络管理中心--网络配置,用户管 理,运行数据,检测报警。 分组装拆设备PAD--将异步终端发 来的信息组装以更细的粒度快速分 配信道,可以使用的带宽范围大大增 加。 优点: 1.不仅可以减少网络的层次而 且可以减化网络管理软件可节省有关 传输的开销。 2.可以提供有效的传输聚合和 更好的服务粒度,提高了光传输网的 利用率。
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Optical Packet Switch Architectures: A Comparative Study
Preeti Singh Department of Electronics and Communication Engineering, NCET, Kanpur, India s23.preeti@ Seema Verma Electronics Department, Banasthali University, India seemaverma3@ Abstract— In this paper four fiber-loop-buffer based photonic packet switched architectures are compared. It is done in terms of their packet loss probability and their optical cost under various load conditions for the random traffic model. The recirculating type delay lines are used for the storage of packets to resolve the contention. The architectures use semiconductor optical amplifiers(SOAs) and tunable wavelength converters(TWCs) in the recirculating loop buffer. The architectures have advantage of simultaneous Read/Write and, wavelength reallocation using TWCs in the recirculating loop buffer. Therefore, it improves the switch performance over the architectures using SOAs in the loop buffer. The cost of the various architectures is evaluated by considering FCC (fiber-tochip coupling) and the WSU (wavelength speed up factor) model. Index Terms— Photonic Packet Switching, Packet Loss Probability, Optical Cost, Load division multiplexing (WDM) has provided an opportunity to multiply the network capacity. WDM systems allow the utilization of the higher bandwidth of the fiber by transmitting multiple signals on a single fiber [2]. The contention among the packets is one of the major drawbacks in optical switching. In the network switches when two or more packets have to exploit the same resources contentions comes in to picture [3]. A solution to this problem is optical buffering [4]. which is implemented using a set of Fiber Delay Lines (FDL) [5 ,6 ,7 ,8 ,9 ,10 ,11 ,12 ,13 ,14] . The FDL delays an incoming packet for a specific amount of time. The delay is proportional to the length of the fiber. The recirculatingtype delay lines are more flexible because storage time is adjustable by changing the circulating number. The number of fiber delay lines used in any architecture can be reduced by using wavelength conversion. In this paper the cost of different architectures are given using two different models. The architectures are compared in terms of their optical cost and packet loss probability. This paper is organized as follows: Section 2 gives structure of optical packet switched networks Section 3 describes the related work. Section 4 presents the cost analysis of the optical packet switch architectures. Results and conclusions are given in the final section.
packet switch is when ingress node (edge router) aggregate the large number of packets optically for a very high bit rate payload, as the data is generated by the electronic sources. The switch in the core network will convert the low bit rate header of the packet (attached with a high bit rate payload) in electronic domain and maintains the payload in optical form. Routing of the packet is done as per the information stored in the header. The aggregated packet can be separated optically and passed in to the client network as soon as it reaches the egress node i.e. the edge router at which packet exists the core network.
I.
Introduction
The photonic packet switching[1] appears to be a strong candidate among all the switching schemes, because of its high speed. The concept of wavelength
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Fig. 2: Schematic of the aggregated core networks
II. Structure of Optical Packet Switched Networks The generic layout of the network is shown in Figure 1. The edge routers acting as an interface between clients and core network lie on the periphery of the network cloud. Core as well as edge routers are electronic in nature. It is not possible to handle high data rate with these electronic routers hence, possessing speed limitations. To overcome this problem aggregate core transport networks as shown in Figure 2 came in to picture. The packet header is processed electronically at a slower rate, while the payload is processed optically at a higher rate [15] . The motivation to build the optical
Optical Packet Switch Architectures: A Comparative Study
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Fig. 6: Schematic of loop buffer architecture A4
III. Related Work The switch architectures (A1-A4) are shown in Figure 3-6 [16] . They consist of N TWCs, one at each input. The TWCs are tuned in every time slot to appropriate wavelength to place a packet in the loop buffer for avoiding contention. The Architecture A1 (Figure 3) proposed by Bendelli et al. [7] has SOA as gate switches in recirculating loop buffer for a specified number of wavelengths. The architecture A2 (Figure 4) proposed by Srivastava et al. [9] contain tunable wavelength convertors (TWCs) inside the buffer, which can resolve contention among the packets in wavelength domain. The architecture A3 was proposed by Choa et al. [12] . In A3 demux and combiner used in buffer loop of A1 and A2 are replaced by AWG demultiplexer (AWG-1) and AWG multiplexer(AWG-2). Two SOA gates are placed in each branch of the AWGs of the buffer. Figure 6 depicts the architecture proposed in [16]. All the architectures are designed for equal length packets. The packets are assumed to be frame aligned when they arrive at the input of the switch [17] . These architectures use recirculating-type delay lines for the storage of packets. These four architectures can be compared in terms of their functionalities as : 1. Simultaneous read/write: The writing of a new packet can take place simultaneously as a packet from the buffer is being readout. Architecture A2 and A4 supports simultaneous read-write whereas architecture A1 and A3 does not support simultaneous read-write operations(as seen from Figure 3).