全光交换技术研究_V1
全光交换技术研究
武汉邮电科学研究院
光纤通信技术和网络国家重点实验室
［何炜］
汇报内容
一．全光交换的必要性二．全光交换的基石
1.器件概述
2.基本器件
3.组合器件
三．全光交换的系统
1.技术概述
2.光电路交换
3.光突发交换
4.光标记交换
5.光分组交换
6.光混合交换
7.光流交换
8.光谱交换四．全光交换的应用
1.应用范畴
2.电信网络
3.数据中心网络
4.设备间级联五．研究思考
1.绿色全光通信网
2.全光数据中心网络
3.设备全光互连架构六．总结
互联网流量增长趋势互联网能耗增长趋势
◆互联网是经济和社会发展的基础，但其在不久的将来面临着流量及能耗的双重压力
◆当下光传送及IP路由的容量增速已远远落后于互联网的流量增速，存“容量危机”隐忧
◆基于电子的1层交叉、2层交换和3层路由受限于系统能耗持续上升及“电子速率瓶颈”
◆未来“信息高速公路”的“瓶颈”在节点，T比特级传输需要匹配P甚至E比特级交换
28
145737
14
49
251857200220072020
年复合增长率%
5
7
5
% of 0.53
% of 0.83
% of 1.43
ICT产业
CO2排放量：% of Gt (吨)
电信基础设施与设备数据中心
电脑，外围设备与打印机
全光交换技术的两大应用领域：◆电信网络城域及核心层◆云数据中心和高性能计算
二. 全光交换的基石__器件概述
◆光开关、光逻辑、光存储器、波长转换器等光器件，尤其是多端口的光交换矩阵是大容量全
光交换技术的基石。
◆光开关器件主要分为机械式、微机电系统式、电光式、热光式、声光式、液晶式、气泡式、
全息式、半导体光放大器式等多种类型。
◆评估光开关器件的五大参数包括开关时间、插入损耗、串扰、消光比、偏振相关损耗，此外
还需考量其可扩展性、可靠性、能耗和耐热性等方面。
◆多个光开关可通过Crossbar、Benes、Spanke-Benes、Spanke、Clos等多级网络互连结构扩
展为大规模无阻塞光交换矩阵。
◆构建光交换矩阵最常用的五大基本器件是WSS、AWGR、MEMS、SOA、PLZT，其中WSS和AWGR是
当下研究的热点。
◆光交换矩阵也可采用不同类型的基本器件在InP或Si平台上集成为组合器件。
◆其它光逻辑、光存储器、波长转换器等器件目前还停留于学术研究阶段，文献多基于SOA的
各种特性进行研究。
◆光子晶体慢光材料的研究虽刚起步，但吸引了众人的目光。
MEMS
Linear array of tilting Mirrors
LC
Stack of LC & Birefringent wedges
DLP
2-D array of tilting mirrors
LCOS
Array of LC Pixels
各类WSS器件性能比较表
四种
结构
功能上：
8 Port WSX
=
Eight 1×8 WSS
折
叠
与
非
折
叠
原
理
框
图
Bell-Labs, Alcatel-Lucent
N. K. Fontaine et al., PDP5B.2, OFC'2012
T. Zami et al., OTh4B.2, OFC'2013
WSX实验平台
Cyclic AWG分为1×A和A×A两种类型1×A型被广泛用于波长复用/解复用A×A型可被用于波长路由
波长复用/解复用功能
波长路由功能要去往的目的端口是由在源端口选择特定波长所决定的
串并联结合光交换矩阵kMN×kMN
并联光交换矩阵2MN×2MN
串联光交换矩阵MN×MN 周期性光交换矩阵kN×kN
名古屋大学
T. Niwa et al., OTh1A.3, OFC'2013
名古屋大学
T. Niwa et al., OTh1A.3, OFC'2013
华为
S. Qiu et al., OTh1G.4, OFC'2012
南洋理工
Y. K. Yeo et al., OMP6, OFC'2010
2D-MEMS
3D-MEMS
交换矩阵
交换矩阵封装
NTT公司
128×128交换样机
N=32
2×2 SOA Switch 原理
University of Cambridge
R. Stabile et al., We.8.A.6, ECOC'2010 H. Wang et al., PD 1.7, ECOC'2009 E. T. Aw et al., FrA3, ECIO'2008E. T. Aw et al., We 4.3.2, ECOC'2007 E. T. Aw et al., OThF23, OFC'2007
2×2 QD SOA Switch
扩展
4×4 PLZT Switch Chip
交
换
子
系
统
样
机EpiPhotonics
K. Nashimoto et al., OThD3, OFC'2011 K. Nashimoto et al., 8E1-1, OECC'2010 K. Nashimoto et al., OThE4, OFC'2008
PLZT锆钛酸铅镧陶瓷
(Pb,La)(Zr,Ti)O3
铁电陶瓷光电材料
波导截面图及扫描影像1×2 MZ Switch结构及性能
埃因霍温理工大学
R. Stabile et al., We.8.A.6, ECOC'2010 A. Rohit et al., OTh3D.5, OFC'2012 R. Stabile et al., We.4.B.2, ECOC'2013 A. Rohit et al., OW1C.4, OFC'20134×4 Wavelength Selective Cross-connect
8×8 Wavelength Selective Cross-connect
UC Santa Barbara
S. C. Nicholes et al., WeA3-1, IPRM'2010S. C. Nicholes et al., OThD1, OFC'2011M. L. Ma?anovi ?et al., OThY1, OFC'2011L. Chen et al., OW1C.6, OFC'2013
MZI-SOA TWC
8×8 MOTOR :
Monolithic Tunable Optical Router
BERs at 40 Gbps
TO MZ Switch 和AWG 的偏振独立性TO MZ Switch 开/关响应速度
NEC
S. Nakamura et al., Tu.4.C.6, ECOC'2008M. Sakauchi et al., JThA51, OFC'2009M. Sakauchi et al., 7A4-1, OECC'2010S. Nakamura et al., OTuM2, OFC'2011
Wavelength Selective Switching
8×8 Thermo-Optical MZ matrix switch and an arrayed waveguide grating
2×2Electro-Optic Switch
4×4Electro-Optic Switch
8×8Switching System
IBM
W. Green et al., OMP2, OFC'2010W. Green et al., OThM1, OFC'2011A. Rylyakov et al., 12.4, ISSCC'2011B. Lee et al., PDP5C.3, OFC'2013
光标记交换
NG ROADM
两大典型结构：Broadcast & Select
Route & Select
三大模块构成：Wavelength Express Module Wavelength Add/Drop Module Fiber Shuffle B & S R & S
CDC-F ROADM Intra-node Contention Mitigation Methods :
①Replace the PC and PS by an N ×M WSS/Optical Matrix Switches NEC & NTT & Polatis
②Redundant DWDM Transponders and Optical Transport Network (OTN) Switch Ciena Fig.1 (a)
③Redundant DWDM Transponders and Client-side Fiber Cross-connect (C-FXC)AT&T & Fujitsu Fig.1 (b)④
Intra-ROADM Re-routing : Reserved WSS ports, Shared Contention Resolution (CR) banks and novel M ×N Multicast Switches (MCSs) NeoPhotonics Fig.1 (c)
⑤Software Routing and Wavelength Assignment (RWA) Algorithms Ciena & Fujitsu
核心问题
Contentionless
现代交换论文
题目：IP交换技术概论 学院：自动化与信息工程学院专业：通信与信息系统 班级：研1409班 学号： 2140320120 姓名：马颖萍
目录 1 概述 (1) 2 IP与ATM技术的结合 (2) 2.1 IP与ATM技术比较 (2) 2.2 IP与ATM技术融合模式 (3) 2.3 具体技术介绍 (5) 2.3.1 ATM局域网仿真 (5) 2.3.2 MOPA (6) 2.3.3 IP交换 (7) 图 2.1 IP交换和MPOA的比较 (7) 2.3.4 Tag交换 (7) 2.3.5 其他技术 (9) 3 总结 (9) 参考文献 (10)
IP交换技术概论 马颖萍 西安理工大学自动化学院，陕西西安，710048 摘要：本文主要介绍了基于IP和ATM技术融合的IP交换。并具体分析了其两种基本模型，对两种模型的各种技术进行了详细的介绍与总结，这对我们充分认识并理解IP交换技术具有重要作用。 关键词：IP交换；ATM交换；三层网络 Introduction to IP Switching Technology Ma Ying-ping School of Automation,Xi’an University of Techonology,Xi’an 710048,China Abstract This paper describes the IP switching technology based on the integration of IP and ATM technology. It gives a detailed analysis of its two basic models, and gives a detailed description and summary to a variety of techniques of two models , which plays an important role on our fully cognition and comprehension for IP exchange technology . Key words IP switching;ATM switching;Three layer network 1 概述 Internet和ATM都是发展前景良好的技术，分别被计算机网络运营商和电信网络运营商看成是未来网络的支撑技术。Internet技术的最大生命力在于采用了全球最广泛应用和支持的TCP/IP协议，协议简单灵活，网络强健性好，网络资源得到充分利用，从而代表了网络无连接化和全球寻址的大趋势。而ATM是B-ISDN的关键技术，取电路交换和分组交换二者之长，其速度快，带宽容量大，吞吐量高，保证服务等特征为各种业务提供了良好的网络基础。但是二者在发展的过程中各自遇到一些问题。随着用户数量的增长，路由器的瓶颈问题日益明显，Internet的带宽资源变得十分紧张，网络经常发生拥塞。同时，用户业务也越来越多样化，对多媒体应用的需求日益上涨；而许许多多媒体业务都对业务质量有严格要求。显然，Internet必须在提高网络速度的基础上提供QoS(业务质量)保证，否则将无法适应这些需求。ATM的技术尽管于90年代中期进入了实用阶段，但ATM一直面临市场驱动力不足的问题。ATM的网络管理过于复杂，从而导致其价格居高不下，这些都使ATM是否最终能送到用户的桌面成为一个不确定的问题。尽管Internet和ATM各有长短，但同时存在很好的互补优势。Internet最大
电路交换和分组交换(包交换)的基本原理与区别
从传输技术来说，电话网是采用电路交换方式，即电话通信的电路一旦接通后，电话用户就占用了一个信道，无论用户是否在讲话，只要用户不挂断，信道就一直被占用着。一般情况下，通话双方总是一方在讲话、另一方在听，听的一方没有讲话也占用着信道，而且讲话过程中也总会有停顿的时间。因此用电路交换方式时线路利用率很低，至少有50%以上的时间被浪费掉。而因特网的信息传送是采用分组交换方式，所谓分组交换，是把数字化的信息，按一定的长度“分组”、打“包”，每个“包”加上地址标识和控制信息，在网络中以“存储—转发“的方式传送，即遇到电路有空就传送，并不占用固定的电路或信道，因此被称为是“无连接”的方式。这种方式可以在一个信道上提供多条信息通路；此外在因特网上传送信息通常还采用数据压缩技术，被压缩的语音信息分组在到达目的地后再复原、合成为原来的语音信号送到接收端用户。因此，利用因特网传送语音信息要比电话网传送语音的线路利用率提高许多倍，这也是电话费用大大降低的重要原因。 请简述电路交换和分组交换(包交换)的基本原理与区别 电路交换 每部电话都连接到交换机上，而交换机使用交换的方法，让电话用户之间可以很方便地通信。一百多年来，电话交换机虽然经过了多次更新换代，但交换的方式一直都是电路交换。当电话机数量增多，就使用彼此连接起来的交换机来完成全网的交换工作。注意，是这种交换机采用了电路交换的方式，后来的分组交换也是采用了一样的电信网，只是不一样类型的交换机（当然协议也不同）。 从通信资源的分配角度来看，“交换”就是按照某种方式动态地分配传输线路的资源。 在使用电路交换打电话之前，先拨号建立连接：当拨号的信令通过许多交换机到达被叫用户所连接的交换机时，该交换机就向用户的电话机振铃；在被叫用户摘机且摘机信号传送回到主叫用户所连接的交换机后，呼叫即完成，这时从主叫端到被叫端就建立了一条连接。通话过程。通话结束挂机后，挂机信令告诉这些交换机，使交换机释放刚才这条物理通路。这种必须经过“建立连接--通信--释放连接”三个步骤的连网方式称为面向连接的。电路交换必定是面向连接的。 用户到交换机之间的叫用户线，归电话用户专用。交换机之间、许多用户共享的叫中继线，拥有大量的话路，正在通话的用户只占用其中的一个话路，在通话的全部时间里，通话的两个用户始终占用端到端的固定传输带宽。 以电路联接为目的的交换方式是电路交换方式。电话网中就是采用电路交换方式。我们可以打一次电话来体验这种交换方式。打电话时，首先是摘下话机拨号。拨号完毕，交换机就知道了要和谁通话，并为双方建立连接，等一方挂机后，交换机就把双方的线路断开，为双方各自开始一次新的通话做好准备。因此，我们可以体会到，电路交换的动作，就是
电子数据交换即EDI
电子数据交换即EDI（Electronic Date Interchange）技术 根据联合国标准化组织的定义，是指将商业或行政事务处理按照一个公认的标准，形成结构化的事务处理或报文数据格式，从计算机到计算机的电子传输方法。 电子数据交换技术自问世以来，因其技术先进，可大大减少贸易文件及文件处理成本，因而受到世界各国普遍重视，发展迅速。现在，EDI用户根据国际通用的标准格式编制电文，以机器可读的方式将结构化的信息（如发票、海关申报单、进出口许可证等“经济信息”）按照协议经过通信网络传送。报文接受方按国际统一规定的语法规则对报文进行处理，通过相应的管理信息系统，完成综合的自动交换和处理。EDI遵循一定的国际标准或行业规则，自动地进行数据发送、传送及处理，而不需人工介入，从而实现事务处理或贸易自动化。 联合国欧洲经济理事会（UN/ECE）经过多年来的大量工作，于1987年公布了一套EDI 国际标准，命名为UN/EDIFACT，而国际标准化组织ISO为该标准制定了一套语法规则（SYNTAX RULES，ISO9735），UN/EDIFACT是联合国推荐的用于行政、商业和运输业的电子交换标准报文格式。EDI技术发展的重点任务之一是统一报文格式。目前，UN/EDIFACT 标准已占据全球EDI标准的主导地位。 集装箱运输是当今世界航运史上最先进的运输方式，而EDI技术是国际贸易、结算通关、数据处理等最佳通道，具有很好的应用前景，因此，目前国际航运界已广泛地应用了这一先进的科技成果。航运业大多数业务需要填制大量的卡片，而采用EDI技术后，带来了如下变化： 提高处理速度，减少雇员；准确程度提高；功能趋向多样化。 在集装箱管理中，采用电子数据交换技术，把所有描绘集装箱的常用数据，如重量、号码、尺寸等存储后，再输入所有与信息相关的集装箱营运情况尤其是集装箱运行及修理情况，就很容易获悉集装箱在各地的数量。利用这些信息能使运力调配达到最优化。此外，利用EDI还可以进行统计工作，计算出成本、净利润、周转率、总收入并进行收益分析。进而对托运人、集装箱或运输距离作出评价。 EDI通信方式 运用EDI技术实现从计算机到计算机的信息传递有两种方式： 1、直接方式。这种方式是指计算机通过一条通信线路直接向另一台计算机发送信息，通信线路可以是租借的，也可以是拨号电话线。这种方式的通信能力受到线路通信能力的制约。 2、间接方式。这种方式是将计算机用增值网络（V AN）连接起来，即所有计算机的信息传递和接收都通过EDI中心完成。由于使用了增值网，可以使更多的计算机连到一起。 EDI中心的主要功能是：
数据交换平台解决方案
数据共享交换平台解决方案 1. 概述 在我国，政府职能正从管理型转向管理服务型，如何更好地发挥政府部门宏观管理、综合协调的职能，如何更加有效地向公众提供服务，提高工作效率、打破信息盲区、加强廉政建设 已成为当前各级政府部门普遍关注和亟待解决的问题。国家“十五”计划纲要要求“政府行政管理 要积极运用数字化、网络化技术，加快信息化进程”。各级政府、行政管理部门都面临着利用 信息技术推动政务工作科学化、高效率的新局面。 随着电子政务建设的不断发展，政府拥有越来越多的应用数据，如何建立政府信息资源采集、处理、交换、共享、运营和服务的机制和规程，实现分布在各类政府部门和各级政府机关 的信息资源的有效采集、交换、共享和应用，是电子政务建设的更高级的阶段和核心任务。 信息资源只有交流、共享才能被充分开发和利用，而只有打破信息封闭，消除信息“荒岛” 和“孤岛”，也才能创造价值。目前各级政府都在进行政务资源数据的“整合”，但“整合”什么？ 如何“整合”？“整合”后做什么？将是摆在政府各级领导面前的首要问题。 北京华迪宏图信息技术有限公司凭借自身丰富的电子政务建设经验、自主创新的技术研发优势，为各级政府机构的实际需求提供了政务资源整合的综合解决方案——华迪宏图数据共享 交换平台。 2. 电子政务总体框架 华迪宏图数据共享交换平台总体框架如下： 由上图可以看出，华迪宏图数据共享交换平台交换体系共分为六个层次，分别是安全和标准体系、网络基础设施、信息资源中心、共享交换平台、应用层和展示层。 （1）展示层 通过建立综合信息集成门户系统为用户提供统一的用户界面，信息和应用通过门户层实现统一的访问入口和集中展现。 （2）应用层
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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。 光分组交换技术的主要优点是：不仅可以减少网络的层次，而且可以简化网络管理软件，节省有关传输的开销；可以提供有效的业务聚合和更好的服务粒度，提高了光传输网的利用率；可以提供一个在服务层与光传输网之间独立的域，并且与两层很好地结合。随着近几年光子器件技术的不断发展和数据业务的爆炸式增长，光分组交换的研究呈渐热之势。 1 全光分组交换网络分类 全光分组交换网络可以分成两大类：同步网和异步网。当多个光分组交换节点组成网络时，各节点每个输入端口上
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现代交换技术论文 ——浅谈光交换技术与其应用 本门课程主要介绍了在现代通信网络中使用的各种交换技术的原理、相关协议和应用。由浅及深的向大家介绍并讲解了目前网络中常用的各种交换技术和数据通信中使用的关键技术原理；电话通信中使用的电路交换技术；电信网信令系统；数据通信中使用的分组交换技术和帧中继技术；宽带交换中使用的ATM技术；计算机网络中使用的二层交换、IP交换和MPLS技术；光交换技术以及最新的软交换及NGN技术等问题。 随着通信技术和计算机技术的不断发展，人们要求网络能够提供多种业务，而传统的电路交换技术已经满足不了用户对于各种新业务的要求，因此各种交换技术应运而生，以满足人们不同的业务要求。经过几个月来的不断学习，查阅资料，下面从光交换的分类、技术特点以及光交换方式三方面浅谈一下光交换技术与其应用。 光交换技术是全光通信网中的核心技术,在全光通信网络技术中发挥着重要的作用。随着现代科学技术的不断发展,在现代通信网中,实现透明的、具有高度生存性的全光通信网是宽带通信网未来的发展目标。光交换技术作为全光通信网中的一个重要支撑技术,在全光通信网中发挥着重要的作用。 光交换的分类 光交换是指不经过任何光/电转换,将输入端光信号直接交换到任意的光输出端。具体来说，光交换可分为光路光交换和分组光交换2类。 （1）光路光交换 OCS基于波长上下话路OADM(Optical Add Drop Multiplexer)和交叉连接OXC(0Ptical Cross Connect),采用波长路由方式,通过控制平面的双向信令传输建立链路和分配波长,实质是一种光的电路交换方式。 在DWDM网络中,光路交换以波长交换的形式实现,即在相邻节点间的每一
数据交换平台可行性研究报告
XX市电子政务数据交换平台可行性研究报告
目录 第一章概述 (3) 1.1建设背景 (3) 1.2应用场景 (3) 1.3编制依据及参考资料 (4) 第二章必要性、可行性及效益分析 (5) 2.1必要性分析 (5) 2.2可行性分析 (5) 2.3效益分析 (5) 第三章建设目标、思路及原则 (6) 3.1建设目标 (6) 3.2建设思路 (6) 3.3建设原则 (6) 第四章总体设计 (7) 4.1系统总体结构 (7) 4.2系统逻辑结构 (7) 4.3系统物理结构 (8) 第五章数据交换平台功能设计 (9) 5.1交换中心管理系统 (9) 5.2接入管理系统 (10) 5.3交换前置子系统 (12) 5.4交换桥接子系统 (13) 5.5运行监控平台 (14) 5.6系统管理 (15) 第六章交换平台安全设计 (17) 6.1威胁与风险分析 (17) 6.2安全需求分析 (17) 6.3身份认证和授权管理设计 (18)
6.4数字证书认证 (19) 6.5数据交换过程的安全保障 (19) 第七章数据交换中间件选型 (20) 7.1数据交换中间件技术要求 (20)
第一章概述 1.1建设背景 国务院总理温家宝在十届全国人大三次会议上作政府工作报告时提到：“大力推进政务公开，加强电子政务建设，增强政府工作透明度，提高政府公信力。”可见，电子政务建设仍然是今后几年国家信息化工作的重点之一。 随着政府投入的增加，市电子政务建设也呈现出快速发展的态势，2009年初完成了全市统一电子政务平台和全市公文交换系统建设，系统采用集中建设的模式，实现了×个市直单位的网上行政办公和区县的公文传输。 在取得成绩和进步的同时，实际操作过程中也碰到很多问题，比如发展水平参差不齐、条块分割、架构不统一。比如，以前所建的系统，大多数都是属于局部单位的、分散建设的和只有部分功能的系统。这些系统相互之间没有统一的标准，采用不同的系统平台，形成了一个个信息孤岛，不能发挥整体的作用。但这些已存在的业务系统通过多年的积累已产生了大量的业务数据，要通过有效的手段去挖掘和利用这些系统中的数据为我市电子政务建设服务。 为了改变电子政务系统建设中存在的分散状态，充分利用和挖掘已存在系统中的数据，使电子政务建设走向健康发展的道路，一方面要从现在开始做好有关规划工作，也要利用先进成熟的技术解决已存在的问题。 经过多年的探索和发展，国内数据交换平台已经日趋成熟，数据交换平台的实现为解决电子政务领域的条块分割、信息孤岛等问题提供的很好的解决方案。 1.2应用场景 ?场景一：电子政务统一平台与其它单位的信息交换 由于各单位信息化进程不同，特别是一些垂直管理单位已经建立起了自己专门的网上办公系统，这些单位如果要接收市公文，都必须通过手工录入，无法进行信息的自动交换，通过数据交换平台，结合简单的接口开发，能使市电子政务统一平台与已有业务系统之间实现信息的自动对接和交换，提高办事效率，减少人为错误。 ?场景三：基础信息库 基础信息库包括：人口基础信息库、企业基础信息库、宏观经济基础信息库、
光交换技术及其应用
光交换技术及其应用 摘要：现代通信网中，先进的光纤通信技术以其高速、带宽的明显特征而为世人瞩目。实现透明的、具有高度生存性的全光通信网是宽带通信网未来发展目标。从系统角度来看，支撑全光网络的关键技术又基本上可分为光监控技术、光交换技术、光放大技术和光处理技术几大类。光交换技术作为全光网络系统中的一个重要支撑技术，它在全光通信系统中发挥着重要的作用。本文主要阐述了光交换的类型，光交换技术的优点，以及光交换技术发展的趋势。 关键词：光交换类型趋势 随着通信网传输容量的增加，光纤通信技术也发展到了一个新的高度。发展迅速的各种新业务对通信网的带宽和容量提出了更高的要求。光纤的巨大频带资源和优异的传输性能，使它成为高速大容量传输地理想媒质。随着WDM技术地成熟，单根光纤的传输容量甚至可以达到Tb/s的速度。由此也对交换系统的发展提供了压力和动力，光交换技术的发展在某种程度上也决定了全光通信的发展。 一、光交换与光交换技术 光交换(photonic switching)技术是一种光纤通信技术，它是在光域直接将输入光信号交换到不同的输出端。光交换技术是用光纤来进行网络数据、信号传输的网络交换传输技术。与电子数字程控交换相比，光交换无须在光纤传输线路和交换机之间设置光端机进行光/电（O/E）和电/光（E/O）交换，而且在交换过程中，还能充分发挥光信号的高速、宽带和无电磁感应的优点。光纤传输技术与光交换技术融合在一起，可以起到相得益彰的作用，从而使光交换技术成为通信网交换技术的一个发展方向。 光交换技术可以分成光路交换技术和分组交换技术。光路光交换可利用ＯＡＤＭ、ＯＸＣ等设备来实现，而分组光交换对光部件的性能要求更高，由于目前光逻辑器件的功能还较简单，不能完成控制部分复杂的逻辑处理功能，因此国
现代交换原理论文
现代交换原理
现代交换原理 ——交换机原理功能及前景 程控交换机，全称为存储程序控制交换机（与之对应的是布线逻辑控制交换机，简称布控交换机），也称为程控数字交换机或数字程控交换机。通常专指用于电话交换网的交换设备，它以计算机程序控制电话的接续。程控交换机是利用现代计算机技术，完成控制、接续等工作的电话交换机,是由可编程序控制的、采用时分复用和PCM编码方式的、用于提供语音电话业务的电路交换方式的，电话交换机。 程控用户交换机有很多种类型，从技术结构上划分为程控空分用户交换机和程控数字用户交换机两种。前者是对模拟话音信号进行交换，属于模拟交换范畴。后者交换的是PCM数字话音信号，是数字交换机的一种类型。 如果从使用方面进行分类，可分为通用性程控用户交换机和专用型程控用户交换机两大类。通用型适用于一般企业、事业单位、工厂、机关、，学校等以话音业务为主的单位。容量一般在几百门以下，且其内部话务量所占比重较大，一般占总发话话务量的70%左右。目前国内生产的200门以下的程控空分用户交换机均属此种类型，其特点是系统结构简单，体积较小，使用方便，价格便宜，维护量较少。专用型适用于各种不同的单位，根据各单位专门的需要提供各种特殊的功能。 用户交换机的作用 用户交换机是机关工矿企业等单位内部进行电话交换的一种专用交换机，其基本功能是完成单位内部用户的相互通话，但也装有出入中继线可接入公用电话网的市内网部分和网中用户通话(包括市通话，国内长途通话和国际长话)。由于这类交换机系单位内部专用，故可根据用户需要增加若干附加性能以提供使用上的方便。因此这类交换机具有较大的灵活性。 用户交换机是市话网的重要组成部分，是市话交换机的一种补充设备，因为它为市话网承担了大量的单位内部用户间的话务量，减轻了市话网的话务负荷。另外用户交换机在各单位分散设置，更靠近用户，因而缩短了用户线距离，节省了用户电缆。同时用少量的出入中继线接入市话网，起到话务集中的作用。从这些方面讲，使用用户交换机都有较大的经济意义。因此公用网建设中，不能缺少用户交换机的作用。 用户交换机的前景 用户交换机在技术上的发展趋势是采用程控用户交换机，采用新型的程控数字用户交换机不仅可以交换电话业务，而且可以交换数据等非话业务，做到多种业务的综合交换，传输。为各单位组建综合业务数字网(ISDN)创造了条件。目前
交换技术的发展
交换技术的发展 1993年，局域网交换设备出现，1994年，国内掀起了交换网络技术的热潮。其实，交换技术是一个具有简化、低价、高性能和高端口密集特点的交换产品，体现了桥接技术的复杂交换技术在OSI参考模型的第二层操作。与桥接器一样，交换机按每一个包中的MAC地址相对简单地决策信息转发。而这种转发决策一般不考虑包中隐藏的更深的其他信息。与桥接器不同的是交换机转发延迟很小，操作接近单个局域网性能，远远超过了普通桥接互联网络之间的转发性能。 交换技术允许共享型和专用型的局域网段进行带宽调整，以减轻局域网之间信息流通出现的瓶颈问题。现在已有以太网、快速以太网、FDDI和ATM技术的交换产品。 类似传统的桥接器，交换机提供了许多网络互联功能。交换机能经济地将网络分成小的冲突网域，为每个工作站提供更高的带宽。协议的透明性使得交换机在软件配置简单的情况下直接安装在多协议网络中；交换机使用现有的电缆、中继器、集线器和工作站的网卡，不必作高层的硬件升级；交换机对工作站是透明的，这样管理开销低廉，简化了网络节点的增加、移动和网络变化的操作。 利用专门设计的集成电路可使交换机以线路速率在所有的端口并行转发信息，提供了比传统桥接器高得多的操作性能。如理论上单个以太网端口对含有64个八进制数的数据包，可提供14880bps的传输速率。这意味着一台具有12个端口、支持6道并行数据流的“线路速率”以太网交换器必须提供89280bps的总体吞吐率（6道信息流X14880bps／道信息流）。专用集成电路技术使得交换器在更多端口的情况下以上述性能运行，其端口造价低于传统型桥接器。 一、几种交换技术 1.端口交换 端口交换技术最早出现在插槽式的集线器中，这类集线器的背板通常划分有多条以太网段（每条网段为一个广播域），不用网桥或路由连接，网络之间是互不相通的。以大主模块插入后通常被分配到某个背板的网段上，端口交换用于将以太模块的端口在背板的多个网段之间进行分配、平衡。根据支持的程度，端口交换还可细分为：·模块交换：将整个模块进行网段迁移。 ·端口组交换：通常模块上的端口被划分为若干组，每组端口允许进行网段迁移。 ·端口级交换：支持每个端口在不同网段之间进行迁移。这种交换技术是基于OSI第一层上完成的，具有灵活性和负载平衡能力等优点。如果配置得当，那么还可以在一定程度进行客错，但没有改变共享传输介质的特点，自而未能称之为真正的交换。 2.帧交换 帧交换是目前应用最广的局域网交换技术，它通过对传统传输媒介进行微分段，提供并行传送的机制，以减小冲突域，获得高的带宽。一般来讲每个公司的产品的实现技术均会有差异，但对网络帧的处理方式一般有以下几种： ·直通交换：提供线速处理能力，交换机只读出网络帧的前14个字节，便将网络帧传送到相应的端口上。 ·存储转发：通过对网络帧的读取进行验错和控制。 前一种方法的交换速度非常快，但缺乏对网络帧进行更高级的控制，缺乏智能性和安全性，同时也无法支持具有不同速率的端口的交换。因此，各厂商把后一种技术作为重点。 有的厂商甚至对网络帧进行分解，将帧分解成固定大小的信元，该信元处理极易用硬件实现，处理速度快，同时能够完成高级控制功能（如美国MADGE公司的LET集线器）如优先级控制。 3.信元交换 ATM技术采用固定长度53个字节的信元交换。由于长度固定，因而便于用硬件实现。ATM采用专用的非差别连接，并行运行，可以通过一个交换机同时建立多个节点，但并不会影响每个节点之间的通信能力。ATM还容许在源节点和目标、节点建立多个虚拟链接，以保障足够的带宽和容错能力。ATM采用了统计时分电路进行复用，因而能大大提高通道的利用率。ATM的带宽可以达到25M、155M、622M甚至数Gb的传输能力。但随着万兆以太网的出现，曾经代表网络和通讯技术发展的未来方向的ATM技术，开始逐渐失去存在的意义。 二、网络交换技术的发展
分组交换技术的产生
分组交换技术的产生 面向终端的计算机网络在其应用与发展的过程中，随着被连入的主机和终端数目的不断增加，网络的覆盖面积在不断扩大，结果是通信问题表现得越来越突出和重要。当时的数据通信存在的主要问题是：（1）通信资源主要来源于租用现有的电话、电报网的线路，在传输质量和速率等方面不能满足数据通信的要求；（2）传统电话网的线路交换和电报网的报文交换方式不能在通信线路的利用率和传输迟延两方面获得很好的 折中；（3）没有统一的数据通信体制和网络体系结构，各家网络的发展各行其是，而且往往在同一地区搞重复建设，但又互不兼容，网络之间无法互通。因此，在 60 年代中期面向终端网络蓬勃发展的同时，一场新的通信体制的革命也在悄然进行，最终导致分组交换网的出现。 1964 年 8 月，欧洲 RAND 公司的 Paul Baran 等人发表了一篇研究报告(P. Baran et al: “OnDistributed Communications”, Series of 11 reprots, Rand Coorp. Santa Monica, Ca..,Aug. 1964)，为北大西洋公约组织提出了一个基于话音分片打包传输与交换的空军通信网络体制，目的在于提高话音通信网的安全和可靠性。这个网络的工作原理设想是：把送话人的话音信号分割成数字化的一些“小片”，各个小片封装成“包”在网内的不同通路上独立地传输到目的节点站，最后从包中卸下“小片”装配成原来的话音信号送给受话人。这样，在除目的地之外的其他节点站所能窃听到的只是个别小片片，不可能组装成一个完整的语句。另外，由于每个话音小片可以有多条通路到达目的站，因而网络具有抗破坏和抗故障能力。可惜这一设想在当时未能引起有关当局的重视，也有当时技术上的原因。 1966 年英国国家物理实验室的 Davies 首次提出分组(packet，又译为“数据包”)的概念，与 Paul Baran 研究报告的设想一致。第一个利用分组交换(packet switching)技术的是美国国防部的高级研究计划局(Advanced Research Project Agency, 简称ARPA)。当时 ARPA决定致力于开发一个能实现资源共享的计算机网络，把分组交换技术应用于网络的数据通信。这就是于 1969 年建成的 ARPANET——世界上第一个采用分组交换技术的计算机网络——被后人称为“网络之父”，也是现今“因特网”的前身。
数据交换共享整合系统平台技术方案
数据交换共享整合协同平台设计整合协同平台的主要功能是从其它子系统中提取共享数据，并对多来源渠道的、相互不一致的数据进行数据融合处理；基于数据字典对实时数据和历史数据进行组织，以保证数据间关系的正确性、可理解性并避免数据冗余；以各种形式提供数据服务，采用分层次的方法对各类用户设置权限，使不同用户既能获得各自所需要的数据，又能确保数据传输过程的安全性及共享数据的互操作性和互用性；维护基础信息、动态业务数据以及系统管理配置参数；支撑系统的网络构架、信息安全、网络管理、流程管理、数据库维护和备份等运维能力。整合协同平台根据功能可分为两个部分：第一部分，基础数据和共享数据的交换服务和路由流程管理，该部分是交换平台的基础，包括：静态交换数据、动态交换数据、图形数据及表格、统计资料等属性数据。 第二部分，各子系统之间的接口实现，根据事先制订好的规范、标准，实现各子系统之间的数据共享和传输操作。在接入中心平台时，应按系统集成要求设计系统结构，各类数据接口遵循系统集成规范。 中心平台设计 平台功能结构 整合协同平台服务器是公共基础平台的核心部分，XMA整合协同平台提供一整套规范的、高效的、安全的数据交换机制。XMA整合协同平台由部署在数据中心和各业务部门的数据交换服务器、数据接口系统共同组成，解决数据采集、更新、汇总、分发、一致性等数据交换问题，解决按需查询、公共数据存取控制等问题。 各业务子系统都要统一使用XMA整合协同平台进行数据交换。数据中心统一管理和制定数据交换标准。各业务部门通过数据级整合或者应用级整合通过XMA整合协同平台向数据中心提供数据，也通过XMA整合协同平台访问共享数据。 XMA整合协同平台的基本功能如下： 共享数据库的数据采集、更新、维护。 业务资料库、公共服务数据库的数据采集。 提供安全可靠的共享数据服务。 业务部门之间的业务数据交换。 结合工作流的协调数据服务。 功能流程说明： 数据供需方的接口数据系统：为了满足应用层交换和数据层交换，交换代理必须有应用层和数据层的连接和接口适配功能，数据代理必须有数据格式的转换功能。 数据传输：为了保证数据的正确传输和传输性能，必须有传输管理功能，包括了传输协议管理和控制，传输过程控、数据传输加密、压缩、网络故障检测和连接共享等功能。 数据整合协同平台： 会话管理：为了能提供数据的交换方式如主动（推）、被动（拉）；支持定时和实时策略，支持超时控制管理等功能，数据交换平台必须有会话策略、会话控制和管理功能。 数据管理：为了数据能按标准进行交换，能按照部署的路由规则进行交换，必须有数据路由、数据模板管理、数据解析、数据转换等功能。 系统管理功能：同时数据交换平台还应该提供服务管理功能，包括运行管理，部署管理，服务管理，系统日志等功能
网络路由交换关键技术分析与研究
76２０１８年８月２５日第２卷第８期 现代信息科技 Modern Information Technology Aug.2018 Vol.2 No.8 网络路由交换关键技术分析与研究 莫冰 （广东凌康科技有限公司，广东 东莞 523080） 摘 要：随着我国计算机网络技术不断发展，当今计算机网络在人们生产生活中有着极大的地位。网络路由交换技术作为计算机网络技术的衍生品，是推动计算机网络技术发展的重要因素之一。路由作为网络信息传播的路径，作为网络传输的纽带，其重要性不言而喻。基于此，本文重点对网络路由交换关键技术进行深度探究。 关键词：计算机网络；路由交换技术；路由协议中图分类号：TN915 文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2018）08-0076-02 Ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｔｈｅ Ｋｅｙ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｒｏｕｔｉｎｇ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ MO Bing （Guangdong Linkcom Science and Technology Co.，Ltd.，Dongguan 523080，China ） Abstract ：With the continuous development of computer network technology in our country ，nowadays computer network has a great position in people ’s production and life. As a derivative of computer network technology ，network routing and switching technology is one of the important factors to promote the development of computer network technology. Routing as the path of network information dissemination ，as a link of network transmission ，its importance is self-evident. Based on this ，this paper focuses on the in-depth exploration of the key technologies of network routing and exchange. Keywords ：computer network ；routing and switching technology ；routing protocol 收稿日期：2018-06-01 0 引 言 在计算机网络背景下，路由器在人们生活中已经成为十分常见的网络设备，路由技术可以选择最优的网络路径，并传输相关数据包，通过对不同网络进行连接，结合TCP/IP ，以Internet 作为框架，从而实现网络功能。传统路由器一般只支持静态路由，所有路由转发都由管理员手动配置。由于路由器的路由表完全由管理员维护，不需要与其他路由器频繁交换各自的路由信息，因此节省了网络和路由器资源的额外开支，在小型网络中得到广泛应用。但是在大型网络当中，路由器成百上千，并且网络拓扑结构经常发生变化，逐个路由器配置静态路由会耗费管理员大量的时间，并且容易出错。因此就需要采用动态交换路由技术来让路由器自动构建路由表。路由器作为互联网系统中十分重要的设备之一，路由技术的数据处理效率直接影响了网络信息传输效率。基于此，为了能够加强网络信息传输效率、应对复杂网络环境，必须要进一步对网络路由交换关键技术展开进一步的分析。 1 网络路由交换相关信息分析 1.1 主流路由协议技术 以当今应用较为广泛的路由协议来看，常见的路由技术 有路由信息协议（RIP ）、开放式最短路径优先（OSPF ）、增强型内部网关协议（EIGRP ）和边界网关协议（BGP ）。 路由协议可以按不同的标准分别分为两种类型。按路由协议的作用范围，我们可以把路由协议分为内部网关协议（IGP ）和外部网关协议（EGP ）。RIP ，OSPF ，EIGRP 等等都是目前广泛使用的IGP 协议。这些是处理域内部路由的一些路由协议，一般在私有网络中使用。外部网关协议（EGP ）是处理域之间的和企业之间的路由的协议，如BGP 就是一个标准的域之间的协议。 1.2 路由技术原理分析 路由器当中都会设置一个表明数据包目的与下一站信息的路由表，如果路由器在某端口接受到了数据包，首先会对数据解码拆包，从中获取到IP 地址，查询路由器中的路由表，确定下一步的数据传输地址，最后将数据再次打包发送到指定IP 当中。如果无法对照出下一步的IP 地址，则会将数据包丢弃，向数据包原地址反馈信息。再者，路由器还可以向其他路由器传输路由状态信息，让用户自主决定下一步的操作。 1.3 优势分析 在交换式路由器应用中，不仅可以强化流量检测性能，同时也可以提高检测水平。在应用交换式路由后，可以提高记账效率，且不需要外部探测器，从而降低管理人员的工作强度，在很短的时间内运算大量的数据信息，大大提高了信息传输效率。应用交换式路由器可以大大提高安全性能，确保路由器安全运行。在实际运行中可以对端口信息进行处理，保证整个网络的安全。
广域网应用的分组交换技术模板
分组交换技术 百科名片 分组交换技术也称包交换，是将用户传送的数据划分成一定的长度,每个部分叫做一个分组，经过传输分组的方式传输信息的一种技术。它是经过计算机和终端实现计算机与计算机之间的通信，在传输线路质量不高、网络技术手段还较单一的情况下，应运而生的一种交换技术。 目录 概述 发展历史 技术特点 网络结构 网络现状 技术应用 现阶段作用 概述 发展历史 技术特点 网络结构网络现状 技术应用 现阶段作用
分组交换技术是在计算机技术发展到一定程度，人们除了打电话直接沟通，分组交换在每个分组的前面加上一个分组头，用以指明该分组发往何地址，然后由交换机根据每个分组的地址标志，将她们转发至目的地，这一过程称为分组交换。 进行分组交换的通信网称为分组交换网。从交换技术的发 展历史看，数据交换经历了电路交换、报文交换、分组交换和综合业务数字交换的发展过程。分组交换实质上是在”存储一转 发”基础上发展起来的。它兼有电路交换和报文交换的优点。分组交换在线路上采用动态复用技术传送按一定长度分割为许多小段的数据一分组。每个分组标识后，在一条物理线路上采用动态复用的技术，同时传送多个数据分组。把来自用户发端的 数据暂存在交换机的存储器内，接着在网内转发。到达接收端 ，再去掉分组头将各数据字段按顺序重新装配成完整的报文。分
组交换比电路交换的电路利用率高，比报文交换的传输时延小 ， 交互性好。 分组交换网是继电路交换网和报文交换网之后一种新型交 换网络，它主要用于数据通信。分组交换是一种存储转发的交 换方式，它将用户的报文划分成一定长度的分组，以分组为存 储转发，因此，它比电路交换的利用率高，比报文交换的时延要小，而具有实时通信的能力。分组交换利用统计时分复用原理,将一条数据链路复用成多个逻辑信道，最终构成一条主叫、被叫用户之间的信息传送通路，称之为虚电路(V.C)实现数据的分 组传送。 分组交换网具有如下特点：(1)分组交换具有多逻辑信道的 能力，故中继线的电路利用率高；(2)可实现分组交换网上的不 同码型、速率和规程之间的终端互通；(3)由于分组交换具有差 错检测和纠正的能力，故电路传送的误码率极小；(4)分组交换的网络管理功能强。 分组交换的基本业务有交换虚电路(SVC)和永久虚电路(PVC)两种。交换虚电路如同电话电路一样，即两个数据终端要 通信时先用呼叫程序建立电路(即虚电路),然后发送数据，通信 结束后用拆线程序拆除虚电路。永久虚电路如同专线一样，在分组网内两个终端之间在申请合同期间提供永久逻辑连接，无
数据交换平台方案
数据交换平台方案2(总18 页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1 -CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除
目录 第一章概述..................................... 错误!未指定书签。 1.1建设背景 .................................. 错误!未指定书签。 1.2应用场景 .................................. 错误!未指定书签。第二章必要性、可行性及效益分析................. 错误!未指定书签。 2.1必要性分析 ................................ 错误!未指定书签。 2.2可行性分析 ................................ 错误!未指定书签。 2.3效益分析 .................................. 错误!未指定书签。第三章建设目标、思路及原则..................... 错误!未指定书签。 3.1建设目标 .................................. 错误!未指定书签。 3.2建设思路 .................................. 错误!未指定书签。 3.3建设原则 .................................. 错误!未指定书签。第四章关键问题解析............................. 错误!未指定书签。 4.1面临的几个重要问题........................ 错误!未指定书签。 4.2数据交换平台与业务应用的关系.............. 错误!未指定书签。第五章总体设计................................. 错误!未指定书签。 5.1总体结构 .................................. 错误!未指定书签。 5.2系统逻辑结构 .............................. 错误!未指定书签。 5.3系统技术架构 .............................. 错误!未指定书签。 5.4系统物理结构 .............................. 错误!未指定书签。第六章数据交换平台功能设计..................... 错误!未指定书签。 6.1交换中心子系统 ............................ 错误!未指定书签。 6.2接入管理子系统 ............................ 错误!未指定书签。 6.3前置机管理子系统 (12) 6.4运行监控子系统 ............................ 错误!未指定书签。 6.5系统管理 .................................. 错误!未指定书签。第七章交换平台安全设计......................... 错误!未指定书签。第八章本期主题应用开发......................... 错误!未指定书签。 8.1政务资源目录管理系统...................... 错误!未指定书签。
交换原理论文
交换原理论文 论文题目：综述No．7信令系统 学院：信息工程与自动化学院 专业：通信工程
摘要 本文概述了信令系统以及No．7信令系统的定义、特点，介绍了NO．7信令系统基础结构的总体安排和分层组织，并举例说明了NO．7信令系统的相关应用。 关键字：No．7信令系统分层组织OSI模型ISDN 引言 我们在日常的生活当中，经常会打电话。当拿起送受话器的时候，话机便向交换机发出了摘机信息，紧接着我们就会听到一种连续的“嗡嗡”声，这是交换机发出的，告诉我们可以拨号的信息。当拨通对方后，又会听到“哒－哒－”的呼叫对方的声音，这是交换局发出的，告诉我们正在呼叫对方接电话的信息…… 这里所说的摘机信息、允许拨号的信息、呼叫对方的回铃信息等等，主要用于建立双方的通信关系，我们把用以建立、维持、解除通信关系的这类信息称为信令。 第一章信令系统 1．1什么是信令系统 在电话的接续过程中除了话音信息外，还需要一些附加的控制信息，如交换机之间有关呼叫建立、拆线以及设备运行等信息，这些信息在电话网中便叫做信令(S~na1)。信令传送所必须要遵守的协议和规约就是信令方式，为了完成信令的传递与控制所实现的功能实体称为信令设备，信令方式和与其相对应的信令设备构成了信令系统。 信令系统是通信网的重要组成部分，它是用户以及通信网中各个节点相互交换信息的共同语言。信令按其工作区域分为用户信令和局问信令。用户信令是用户和交换机之间的信令，局间信令是交换机之间的信令，局闻信令按其传送方式可以分为随路信令和共路信令。随路信令是信令和话音在同一通路上传送，共路信令则是在一条信道中用带有标号的消息来传送 信号信息的一种方式。