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光分組交�
閱讀�8006時間�2011-05-02 22:26:51

  光分組交�(OPS:Optical Packet Switch)也稱包交�,它是將用戶傳送的�(shù)�(jù)劃分成一定的長度,每個部分叫做一個分�。在每個分組的前面加上一個分組頭,用以指明該分組�(fā)往何地址,然后由交換機根�(jù)每個分組的地址�(biāo)�,將他們轉(zhuǎn)�(fā)至目的地,這一過程稱為分組交換。進行分組交換的通信�(wǎng)稱為分組交換�(wǎng)。光分組交換具有大容�、數(shù)�(jù)率和格式的透明�、可配置性等特點,這對未來支持不同類型的數(shù)�(jù)是非常重要的�

基本原理

  從交換技�(shù)的發(fā)展歷史看,數(shù)�(jù)交換�(jīng)歷了電路交換、報文交�、分組交換和綜合�(yè)�(wù)�(shù)字交換的�(fā)展過�。分組交換實�(zhì)上是在“存�-�(zhuǎn)�(fā)”基�(chǔ)上發(fā)展起來的。它兼有電路交換和報文交換的�(yōu)點。分組交換在線路上采用動�(tài)�(fù)用技�(shù)傳送按一定長度分割為許多小段的數(shù)�(jù)-分組。每個分組標(biāo)識后,在一條物理線路上采用動態(tài)�(fù)用的技�(shù),同時傳送多個數(shù)�(jù)分組。把來自用戶�(fā)端的�(shù)�(jù)暫存在交換機的存儲器�(nèi),接著在�(wǎng)�(nèi)�(zhuǎn)�(fā)。到達接收端,再去掉分組頭將各數(shù)�(jù)字段按順序重新裝配成完整的報�。分組交換比電路交換的電路利用率高,比報文交換的傳輸時延�,交互性好。光分組交換(ops)技�(shù),它以光分組作為最小的交換顆粒,數(shù)�(jù)包的格式為固定長度的光分組頭、凈荷和保護時間三部分。在交換系統(tǒng)的輸入接口完成光分組讀取和同步功能,同時用光纖分束器將一小部分光功率分出送入控制單元,用于完成如光分組頭識別、恢�(fù)和凈荷定位等功能。光交換矩陣為經(jīng)過同步的光分組選擇路�,并解決輸出端口競爭。輸出接口通過輸出同步和再生模�,降低光分組的相位抖�,同時完成光分組頭的重寫和光分組再生�

特點

  光分組交換技�(shù)獨秀之處在于:大容量、數(shù)�(jù)率和格式的透明�、可配置性等特點,支持未來不同類型數(shù)�(jù) ;能提供端到端的光通道或者無連接的傳� ;帶寬利用效率高,能提供各種服務(wù),滿足客戶的需�。把大量的交換業(yè)�(wù)�(zhuǎn)移到光域,交換容量與WDM傳輸容量匹�,同時光分組技�(shù)與OXC、MPLS等新技�(shù)的結(jié)�,實�(xiàn)�(wǎng)�(luò)的優(yōu)化與資源的合理利用因�,光分組交換技�(shù)勢必成為下一代全光網(wǎng)�(wǎng)�(luò)�(guī)“寵兒��

  對網(wǎng)�(luò)�(shè)計者來說,非常重要的是減少�(dāng)前網(wǎng)�(luò)中協(xié)議層的數(shù)�,但是同時還要保留功能,并盡量利用現(xiàn)有的光技�(shù)。光分組交換具有大容�、數(shù)�(jù)率和格式的透明�、可配置性等特點,這對未來支持不同類型的數(shù)�(jù)是非常重要的。光分組交換能夠提供端到端的光通道或者無連接的傳�。光分組交換的主要優(yōu)點是帶寬利用效率�,而且能提供各種服�(wù),滿足客戶的需求。目的是把大量的交換�(yè)�(wù)�(zhuǎn)移到光域?qū)崿F(xiàn),能實現(xiàn)交換容量與WDM的傳輸容量相匹配。同時實�(xiàn)光分組技�(shù)與OXC、MPLS等新興技�(shù)的結(jié)�,實�(xiàn)�(wǎng)�(luò)的優(yōu)化與資源的合理利用�

�(guān)鍵技�(shù)

  光分�

  為了減少單位時間光交換機必須處理的實體,具有相同目的地和服務(wù)�(zhì)量的一個或多個分組可以組成一個光分組。光分組長度可變,它是一個單位波長的整數(shù)�。雖然這種做法在網(wǎng)�(luò)邊緣減少了分組交換的�(fù)雜性,但卻增加了在�(wǎng)�(luò)邊緣接口的復(fù)雜�,實際上,光分組的形成要比它完成IP路由的功能實�(xiàn)起來�(fù)雜得多�

  光分組頭包含路由信息,aN制信�,分組越長則可在分組中有更多的保護時間而不致降低鏈路的利用�,但分組要考慮與現(xiàn)有的ATM信元、IP分組等兼�。分組和分組頭大小需要優(yōu)�,分組較小時,具有較高的靈活�,但信息傳輸效率�,影響網(wǎng)�(luò)吞吐�,當(dāng)分組較大時,信息傳輸效率�,但需要大的光緩存并且靈活性變�,因此需要根�(jù)分組丟失率在負載和分組頭之間進行折衷�

  光分組的緩存

  為了提供一個全光的�(shù)�(jù)路徑,必須在oPS中提供光緩存器。在光組交換�,由于沒有可用的光隨機存取器(RAM),采用光纖延時線與光器件如光開關(guān)、光耦合�、光放大器等�(jié)合來實現(xiàn)光分組緩�,光纖延時線的延時長度等于光分組單位時間的整�(shù)�。一般地,在光分組交換中光緩存可以按照兩種方法來分類,一種是緩存器采用單級延時線還是多級,前者一般易于控�,后者對于大的緩存深度可能節(jié)省硬件數(shù)�;另一種是延時線被連成正向還是反饋�(jié)�(gòu),前者是分組從一條延時線被送入它下一條延時線,光分組穿過的延時光纖數(shù)不變,而后者的延時線將分組送回本級的輸�,意味著分組之間穿過的延時線�(shù)是不同的�

  交換的實�(xiàn)

光分組交換的關(guān)鍵技術(shù)

  一個光分組交換機的總體�(jié)�(gòu)由輸入處理模�、輸出處理模�、和交換緩存模塊組成(�3)。輸入處模塊把接收到的分組描述成適合于OTN和OPS的光分組,并實現(xiàn)同功�。交換緩存模塊將分組�(fā)送到正確的目的地,并實現(xiàn)分組競爭裁決和空分組管理。輸出處理模塊的作用是減小或消除信號的相位抖動和功率波動,通過快速功率均衡減/J,分組組之間的功率差異,還可以具有分組頭重寫和再生的功能。圖3采用了反饋緩存器的方�,使得系�(tǒng)可以限度地利用和共享緩存�,同時,使用緩存器的再循�(huán)還可以實�(xiàn)分組服務(wù)等級�(yōu)先權(quán)的處�。在這里,分組頭的檢測和處理在電域內(nèi)進行�

�(yīng)�

  光分組交換的誘人之處在于它是光傳輸網(wǎng)的一個自然而然的發(fā)�,尤其是光交叉連接(oXC)技�(shù)的發(fā)展能夠為光傳輸網(wǎng)提供一個光分組交換的網(wǎng)�(luò)�。圖l所示的一個網(wǎng)�(luò)包含了oXC和OPS。在圖中,資源可以多種方式加以利用:一些光信道可以把具有高容量的節(jié)點互�(lián)起來,而這些節(jié)點可以完全利用很高的信道容量,如SDH�(huán)�;另外一些信道為了有效利用帶寬,被用來提供光分組的傳�,這樣既可以在�(wǎng)�(luò)�(nèi)實現(xiàn)資源利用,又可以提供像點到點這樣非常�(guān)鍵的�(yè)�(wù)。因此圖1提出了兩種關(guān)鍵的OPS�(yīng)用方案。一種應(yīng)用是oPS作為核心交換�,即通過�(wǎng)�(luò)的分組在中心節(jié)點進行交換,同時在中心節(jié)點處完成路由的選擇和�(biāo)簽的交換。在這種方案�,oPS地利用了�(wǎng)�(luò)資源,最小限度地耗費�(wǎng)�(luò)的總?cè)�?,從而減少了oXC的數(shù)�。第二個是OPS作為光傳輸網(wǎng)中電�(�(shù)�(jù))到光�(WDM�(wǎng))邊緣路由器接�。在這一�(yīng)用中OPS為將來光傳輸�(wǎng)提供了許多核心功能�

光分組交換的應(yīng)用

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