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光分组交换技术在未来通信网中的应用

在纯光分组交换中,分组头的识 别和控制完全是以光的方式进行的, 但由于目前高速光控器件很少,短期
内实现较困难。对于中等规模的网 络,光分组交换采合控制的方法谁优谁劣并不是 特别明显。本文所讨论的光分组包含 了带有负载的光标签(运用子波调制 技术),该标签具有可变的或固定的 持续时间。用户信号(象IP分组业务) 形成了负载,光分组的实体通过光传 输网给这些负载以适当的路由。在一 个oPS内,用查表方法来实现分组头 的读取和比较,然后把负载传输至具 有新的标签的输出端口(即标签交 换)。在整个传输过程中,负载的传输 完全在光域里进行,而标签的处理和 交换的控制则在电域内进行。
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上面所讨论的光路由器与功能 相似的吉比特电路由器相比,能提供 更多的IP业务流的聚合,此外,它还 可以充分利用光传输层的容量大、伸 缩性强、功能多的优点,而这些都是 电路由器所作不到的。
关键技术
光分组 为了减少单位时间光交换机必 须处理的实体,具有相同目的地和服 务质量的一个或多个分组可以组成一 个光分组。光分组长度可变,它是一 个单位波长的整数倍。虽然这种做法 在网络边缘减少了分组交换的复杂 性,但却增加了在网络边缘接口的复 杂性,实际上,光分组的形成要比它 完成IP路由的功能实现起来复杂得
图1 OPS在核心路由器和边缘路由器的应用
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二个是OPS作为光传输网中电域(IP 数据)到光域(WDM网)边缘路由 器接口。在这一应用中OPS为将来的 光传输网提供了许多核心功能。
光分组交换的控制平台
从以上的分析可知,OXC并不 进行分组级的处理,在任何光信道 中,业务流在OXC中从输入端口交 换到输出端口。因此光信道可以提供 连续的数据流,而IP业务则不能提供 连续的数据流;所以为IP数据的光传 输构建一套体系结构是非常必要的。
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成都泰格微电子研究所
目前,三到四种不同的电复用和 交换层(如I P、帧中继、A T M、 SONET)可以通过网络提供IP数据 业务,多层的重复使得传输效率低, 并且增加了连接的时延,服务质量 (QoS)得不到保证,更糟的是,各层 之间大都彼此独立,导致了传输协议 的重复使用。为此,光网络必须提供
一万个方以数分布据标签交换管理准则(如
的延时线数是不同的。 交换的实现 一个光分组交换机的总体结构
由输入处理模块、输出处理模块、和 交换缓存模块组成(图3)。输入处理 模块把接收到的分组描述成适合于 OTN和OPS的光分组,并实现同步 功能。交换缓存模块将分组发送到正 确的目的地,并实现分组竞争裁决和 空分组管理。输出处理模块的作用是 减小或消除信号的相位抖动和功率波 动,通过快速功率均衡减/J,分组与分 组之间的功率差异,还可以具有分组 头重写和再生的功能。图3采用了反 馈缓存器的方法,使得系统可以最大 限度地利用和共享缓存器,同时,使 用缓存器的再循环还可以实现分组服 务等级优先权的处理。在这里,分组 头的检测和处理在电域内进行。d
oPS的另外一个优点是它为纯 DWDM网络增加了带宽粒度,使得 OPS技术可以更为有效地用于核心 网。光传输网的主要缺点是:目前还 没有那一种机械设备可以完成用比整 个波长更好的粒度接入光交换网,所 以,提供这样的带宽粒度的任务落在 了网络构建上,光分组交换作为边缘 路由器可以很好地实现这一点。oPS 在外部的光交换网节点处提供了一种 聚合机制,把接收下来的电分组映射 成光分组,这些光分组具有可变的波 长,每个波长都是一个选定时间单元 的整数倍。然后聚合节点把光分组映 射成适合于oTN传输的波长,并把 它们送至解聚合的节点上,也就是网 络的输出节点或把光分组映射成新的 波长的中间节点。
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多。
光分组头包含路由信息,aN制 信息,分组越长则可在分组中有更多 的保护时间而不致降低链路的利用 率,但分组要考虑与现有的ATM信 元、IP分组等兼容。分组和分组头的 大小需要优化,分组较小时,具有较 高的灵活性,但信息传输效率低,影 响网络吞吐量,当分组较大时,信息 传输效率高,但需要大的光缓存并且 灵活性变差,因此需要根据分组丢失 率在负载和分组头之间进行折衷。
4.快速交货 主要技术指标
下行输出频率:870“880MHz
下行输出功率:2。lOW可调
上行输出频率:825“835·MHz 增益:95dB土ldB(可调范围31dB)
上行输出功率:2.5W 噪声系数<SdB(在各种增益隋况下)
时延:3.5“S
波形质量:0.97
成都泰格微电子研究所成立于1992年,近十年来她一直致力于微波元器件的研发、设计和生产,积累了丰
MPLS)和与之相关的0XC为基础的 网络控制平台。最初,这一平台的主 要功能是在网络中建立和维持路由的 完整性,从长远的观点来看,它将决 定、分配和维护与光传输网有关的系 统状态信息,它还可以在本地交换控 制器中更新系统信息。因此,在光交 换网中的oXC将交换光信道,同理, 标签交换路由器(LSR)在电IP网中 交换分组,LsR用数据分组上的标签 进行分组级的操作,而oXC的交换 信息来自于波长或光信道。
光分组的缓存 为了提供一个全光的数据路径, 必须在oPS中提供光缓存器。在光分 组交换中,由于没有可用的光随机存 取器(RAM),采用光纤延时线与其它 光器件如光开关、光耦合器、光放大 器等结合来实现光分组缓存,光纤延 时线的延时长度等于光分组单位时间
图3光分组交换的结构框图
的整数倍。一般地,在光分组交换中, 光缓存可以按照两种方法来分类,一 种是缓存器采用单级延时线还是多 级,前者一般易于控制,后者对于大 的缓存深度可能节省硬件数量;另一 种是延时线被连成正向还是反馈结 构,前者是分组从一条延时线被送入 下一条延时线,光分组穿过的延时光 纤数不变,而后者的延时线将分组送 回本级的输入,意味着分组之间穿过
光分组交换的应用
光分组交换的诱人之处在于它 是光传输网的一个自然而然的发展, 尤其是光交叉连接(oXC)技术的发 展能够为光传输网提供一个光分组交 换的网络层。图l所示的一个网络包 含了oXC和OPS。在图中,资源可 以多种方式加以利用:一些光信道可 以把具有高容量的节点互联起来,而 这些节点可以完全利用很高的信道容 量,如SDH环路;另外一些信道为了 有效利用带宽,被用来提供光分组的 传输,这样既可以在网络内实现资源 最佳利用,又可以提供像点到点这样 非常关键的业务。因此图1提出了两 种关键的OPS应用方案。一种应用是 oPS作为核心交换机,即通过网络的 分组在中心节点进行交换,同时在中 心节点处完成路由的选择和标签的交 换。在这种方案中,oPS最大地利用 了网络资源,最小限度地耗费网络的 总容量,从而减少了oXC的数量。第
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西安电子科技大学杨震
随着带宽需…益眠电
信工业不得不把重心从传统的电话业 务转向IP数据业务。在这种情形下, SDH/SoNET的作用大大地减小了, 而oTN(光传输网)将为IP数据业 务提供一个全球的基础传输设施。采 用了DWDM和OXC的光网络为传输 IP业务提供了许多新的机会与挑战。 该网络不仅可以在网络之间快速自动 建立和拆除路由,而且还可以在路由 上支持多种用户信号。因此,今天的 光网络发展计划关键在于核心网络可
图2 OPS与OXC的接口
外部的电路由器和光分组交换 机具有相同的带宽粒度,因此可以在 IP域和OPS域建立一个集成的控制 平台,同时,oPS将维护关于系统配 置、物理基本结构、网络拓扑、OXC 的规模方面的系统信息。因此,OPS 可以从光传输网中独立出来,作为与 以下两层的接口:1)通过集成的管理 控制与电IP域接口;2)通过维护系 统信息与光传输网接口。
控制平台上又各有特点。其中一个差 别是带宽粒度不同,对于oXC来说, 它的带宽粒度比IP路由器更为粗糙 (波长与分组的不同);对于控制平台 来说,特别需要的是在光信道中易于 选择路由的同时,维持光传输网基本 系统信息的完整,这些系统信息包 括:光纤特性、光放大器的位置、测 试数据的信号等。
边缘路由器和聚合器
万方数据
8 0 O MHz cDMA选频直放站射频系统
满足无委会及传输所全新要求
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特点:弋f有样机_乡
1·合理的模块化设计和模块划分,便于维护与功能扩展j芝供参观立
2.各模块有独立的故障报警和控制端口,
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IS0900 1质量认证
便于近程和远程监控功能的实现
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3.采用中频声表滤波器,提高了邻近通道抑制功能
当电路和分组交换的业务流在 光传输网共同传输时,采用光分组交 换将非常适合于现实的网络结构。光 分组交换的功能和OXC提供的波长 路径选择功能将同时存在于网络中。 为了有效地利用带宽,快速交换和分 组业务的聚合主要在网络的边缘 (oTN与IP/ATM域的接口)完成, 在那里为分组业务流动态地配置波长 信道。在这一方案中,光分组交换路 由器作为一种边缘路由器设备,在功 能上相当于服务层和光传输层的接 口,oPS路由器可以直接与oXC连 接,OXC为oPS产生一系列的静态 波长和光纤路由。图2画出了一个光 分组交换与OXC的接口,在图中,一 个oXC组成了核心的交换结构,它 把分离的波长信道互联起来,并把它 们送到适当的输出光纤中,这里的互 联通过管理和控制子系统来约束。 oPS在图中位于oXC的下端,它允 许各种波长信道进入并实现分组交 换。
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