1. Оптическая пачечная коммутация с маршрутизацией по длине волны. (OBS)
Недавние исследования в области оптической связи являются развитием маршрутизации по длине волны, в которой сигналы могут маршрутизироваться по длине волны без преобразования из оптической в электрическую форму для осуществления электронной коммутации. [1,2] Однако, хотя маршрутизация по длине волны позволяет внедрять WDM сети со скоростями в десятки терабит/с, будущие магистральные сети должны быть сконструированы для поддержки не только растущего голосового трафика, но и для увеличивающегося разнообразия сервисов, и, соответственно, должны динамически подстраиваться под разнообразие трафика. Многие сетевые архитектуры рассматривались как кандидаты для будущих оптических сетей, но окончательный выбор следует делать на основании соотношения цены/качества[3].Оптические сети с автоматической коммутацией (ASON) одно из сетевых решений, предлагаемых для будущих оптических сетей [4]. Альтернативной долговременной стратегией для сетевой эволюции является оптическая коммутация пакетов (OPS) [5], в которой технология оптической коммутации позволяет осуществлять быстрое определение местоположения WDM каналов.
Значительные проблемы в реализации OРS связанны со сложностью и большим разнообразием оптических коммутаторов и нехваткой достаточных по размеру оптических буферов для хранения пакетов. Это привело к растущему интересу к технологии OBS, которая позволяет сетям обслуживать динамический трафик без особых требований к оптическим буферам в промежуточных узлах.[6,7] Пачечная коммутация – это техника мультиплексирования временных доменов для получения доступа к составляющим полосы пропускания оптического канала. Пакеты агрегируются на границе сети в краевом маршрутизаторе, сохраняются в электронном буфере и затем группируются и маршрутизируются в виде пачек. (Рис.1)
OBS сети разделяются на 2 широких класса [6] по времени образования и длине пачек:1. Пачки длиной в килобайты образуются за микросекунды. Примером такой сети является OBS-JET [7]. Хотя задержка может быть минимизирована в таком типе сети, здесь может присутствовать низкий коэффициент использования, или высокие потери пачек из-за нехватки резервирования длины волны между конечными узлами во время передачи пачек.
2. Пачки длиной в мегабайты образуются за миллисекунды. Такие сети разрешают проблемы сетей первого типа, поскольку растущий временной масштаб позволяет обеспечить резервирование длины волны между конечными узлами во время передачи пачек.
На рисунке 2 показана пропускная способность, рассчитанная для 8-ми узловой и 20-ти узловой кольцевых сетей в зависимости от их нагрузки для разных сетевых технологий. Смоделированные результаты были проверены аналитически.
Ключевым компонентом OBS трансивера является туннельный лазер с идеальной шириной туннелирования (более 40Нм), и временем туннелирования порядка микросекунд. Потенциальная проблема, которая была исследована в данной работе – это термально-индуцируемый джиттер длины волны в процессе волновой коммутации. Если его не минимизировать, могут происходить перекрёстные наводки между WDM каналами. Влияние этого джиттера было исследовано, используя экспериментальную установку, показанную на рисунке 3.
2. 3R реализация полностью оптических сетей.
Кроме исследований в области сетевых архитектур и техники оптической коммутации, работа группы была сфокусирована на возрастающей пропускной способности и гибкости магистральных WDM систем передачи и связанных с ними оптоэлектронных компонентах и подсистемах. Важной составляющей этого исследования было внедрение полностью оптического функционирования, включая оптическую нелинейность.Реализация полностью оптических сетей и преобразование по длине волны базируется на полупроводниковых оптических усилителях, которые играют ключевую роль в построении масштабируемых и реконфигурируемых высокоскоростных полностью оптических сетей.
Группа оптических сетей предложила и экспериментально подтвердила новые преимущества быстрой поляризации вращения индуцируемой в перекрёстной фазовой модуляции.
Конструкция регенератора показана на рисунке 4.
Выводы и направления дальнейших исследований
Группа оптических сетей выполняет амбициозную и разнообразную исследовательскую программу, покрывающую множество аспектов оптических коммуникаций от оптических сетевых архитектур до высокоскоростных оптических систем передачи и оптоэлектронных компонентов и подсистем. Результаты этой работы будут востребованы для реализации высокоскоростной гибкой и эффективной сети 21го столетия.Литература
- Baroni S and Bayvel P: ‘Wavelength requirements in arbitrarily connected wavelength-routed optical networks’, J Lightwave Technology, 15, No 2, pp 242—251 (1997).
- Baroni S, Bayvel P, Gibbens R J and Korotky S K: ‘Analysis and design of resilient multifiber wavelength-routed optical transport networks’, J Lightwave Technology, 17, No 5, pp 743—758 (1999).
- Parthiban R, Tucker R S, Leckie C, Zalesky A, Trans A V: ‘Does optical burst switching have a role to play in the core network?’, in Proc Optical Fiber Communications Conference (OFC 2005), paper OWC2, Anaheim, CA (March 2005).
- ITU-T Recommendation G.8080N.13 04: ‘Architecture for the Automatically Switched Optical Networks’, (November 2001), and Amendment (March 2003).
- Hunter D K and Andonovic I: ‘Approaches to optical Internet packet switching’, IEEE Communications Magazine, 38, No 9, pp 116—122 (2000).
- Bayvel P and Duser M: ‘Optical burst switching: research and application’, in Proc Optical Fiber Communication Conference (OFC 2004), paper FO1, Los Angeles, CA (February 2004).
- Qiao C and Chen Y: ‘The potentials of optical burst switching (OBS)’, in Proc Conference on Optical Fiber Communications (OFC 2003), paper TuJ5, Anaheim, CA (March 2003).