1、2023-5-14全光通信网123123123123(a)Cross-Connect(1000 by 1000,ms switching time)123123123123(b)Packet-Switch(64x64,with ns switching time)224343112023-5-14全光通信网时分光交换网络复用器T1TSI空间开关空间开关时间开关TSIT2T3T4T1T2T3T4T1T2T3T4T1T2T3T4I1I2I3I4分束器O1O2O3O42023-5-14全光通信网(a)TST结构；(b)STS结构两种空分与时分结合型光交换单元TSIST12N2N(a)N1T21N2(
2、b)1TSITSITTTTSITSITSISNNSTSITSITSIT1)空分与时分结合型交换系统空分与时分结合型交换系统2023-5-14全光通信网一种波长复用的空分光交换模块波分解复用器S1波分复用器波分复用器1波分解复用器S22w12wSw12w12w1w1w1w1w 2)波分与空分结合型交换系统波分与空分结合型交换系统 2023-5-14全光通信网混合型光交换光交换层次示列时分/分组交换级波长交换/转换矩阵光纤下路 光纤交换级 光纤上路多路光纤空间交换E-OO-E输出缓存/处理输入数据链路输出数据链路WDM通道下路输入光纤输出光纤波长交换级解复用复用输入缓存/处理WDM通道上路第三章第
3、三章 光交换技术光交换技术3.5-3.72023-5-14全光通信网一.OPS基本概念二.OPS关键技术三.OBS基本概念四.OBS关键技术五.OBS与OCS及OPS技术的比较2023-5-14全光通信网2023-5-14全光通信网2023-5-14全光通信网保护时隙保护时隙保护时隙路由标记载荷同步比特分组头同步比特时隙 T:1.646s=128byte(分组头为622Mbit/s)5字节14字节2字节102字节5字节分组头180ns64.3ns26ns64.3ns载 荷1311ns时间保护时隙保护时隙用来补偿光器件的交换时间、净荷在节点处可能的抖动以及在网用来补偿光器件的交换时间、净荷在节点
4、处可能的抖动以及在网络节点接口处同步单元的有限的冲突解决能力。络节点接口处同步单元的有限的冲突解决能力。载荷比特率在一定程度上载荷比特率在一定程度上是透明的是透明的(比特率可变比特率可变)。光分组的固定时隙长度可简化同步操作。光分组的固定时隙长度可简化同步操作。2.5-10G2023-5-14全光通信网光分组的预放大和同光分组的预放大和同步、信头提取、净荷步、信头提取、净荷定位和缓存等定位和缓存等 光分组净荷的输出光分组净荷的输出缓存、定位、同步、缓存、定位、同步、放大以及新报头插放大以及新报头插入、冲突解决等入、冲突解决等负责光分组路由交换、负责光分组路由交换、上上/下路、冲突解决等，下路、
5、冲突解决等，决定了节点的交换速率、决定了节点的交换速率、吞吐量、可扩展性等吞吐量、可扩展性等分析、判断报头信息，发出同步、交换路分析、判断报头信息，发出同步、交换路由的控制信号去控制输入模块和交换矩阵，由的控制信号去控制输入模块和交换矩阵，再产生新报头信息输入到输出模块中再产生新报头信息输入到输出模块中2023-5-14全光通信网输入分组在其报头信息被识别并给出控制信号后，由第一级空分交换选择输入分组在其报头信息被识别并给出控制信号后，由第一级空分交换选择不同的延迟线，这样使某些将在同一时刻到达同一输出口的分组经历不同不同的延迟线，这样使某些将在同一时刻到达同一输出口的分组经历不同的延时，然后
6、由第二级空分矩阵对这些分组的输出口进行交换选择。的延时，然后由第二级空分矩阵对这些分组的输出口进行交换选择。2023-5-14全光通信网光分组由WC转换成不同的波长进入NK星形耦合器中，后被广播发送到K条光纤延迟线上，被延时的光分组再被广播发送到各个输出端口，由两级光开关实现对输出口的路由选择：第一级进行路由和延时的筛选，第二级进行波长选择。2023-5-14全光通信网 WDM分组信号一方面被报头处理器提取报头信息加以分析，并输出光分组的缓分组信号一方面被报头处理器提取报头信息加以分析，并输出光分组的缓存、路由等信息至控制回路；另一方面各分组的净荷在控制回路的控制下确定其缓存、路由等信息至控制
7、回路；另一方面各分组的净荷在控制回路的控制下确定其缓存要选取的延迟线，并由存要选取的延迟线，并由TWC将外部波长转换到这条延迟线所对应的内部波长上，将外部波长转换到这条延迟线所对应的内部波长上，由第一个由第一个AWG将这些光分组分配到各自选择的延迟线上，得到各自的延时量后，由将这些光分组分配到各自选择的延迟线上，得到各自的延时量后，由第二个第二个AWG从从M条入线转换到条入线转换到N条出线。条出线。根据各分组数根据各分组数据的输入端口据的输入端口和所使用的波和所使用的波长对其进行选长对其进行选路，即路，即固定路固定路由的波长路由由的波长路由器器的作用的作用2023-5-14全光通信网2023-
8、5-14全光通信网2023-5-14全光通信网 必须具有码速提升的功能，即分组压缩，才能必须具有码速提升的功能，即分组压缩，才能在连接的用户信息（在连接的用户信息（ATM信元或信元或IP分组）中加入必分组）中加入必须的分组头部分和保护时间。须的分组头部分和保护时间。2023-5-14全光通信网2X2光开关2X1光耦合器输入1/2分组长度光纤延时线1/4分组长度 分组长度光纤延时线12/1nn2/1输出 分组长度2023-5-14全光通信网两种方案都已得到现场测试与检验。信头读取控制器可调谐波长 转换器高色散光纤2023-5-14全光通信网 在在OPS节点处，有节点处，有2个以上的同一波长的数据
9、包同时去个以上的同一波长的数据包同时去往同一个输出端时，就会发生对输出端资源的竞争，从而往同一个输出端时，就会发生对输出端资源的竞争，从而使竞争失败的数据包受阻，这时称输出端产生了冲突。使竞争失败的数据包受阻，这时称输出端产生了冲突。分组的竞争与冲突2023-5-14全光通信网光缓存.分组的竞争与冲突2023-5-14全光通信网B个K(B+1)(B+1)KFDL(a)常见的光缓存结构2023-5-14全光通信网22FDL(b)FDLFDL常见的光缓存结构2023-5-14全光通信网空分交换矩阵光放大器光纤环路常见的光缓存结构2023-5-14全光通信网2023-5-14全光通信网2023-5-
10、14全光通信网2023-5-14全光通信网2023-5-14全光通信网2023-5-14全光通信网光分组的预放大和同光分组的预放大和同步、信头提取、净荷步、信头提取、净荷定位和缓存等定位和缓存等 光分组净荷的输出光分组净荷的输出缓存、定位、同步、缓存、定位、同步、放大以及新报头插放大以及新报头插入、冲突解决等入、冲突解决等负责光分组路由交换、负责光分组路由交换、上上/下路、冲突解决等，下路、冲突解决等，决定了节点的交换速率、决定了节点的交换速率、吞吐量、可扩展性等吞吐量、可扩展性等分析、判断报头信息，发出同步、交换路分析、判断报头信息，发出同步、交换路由的控制信号去控制输入模块和交换矩阵，由的
11、控制信号去控制输入模块和交换矩阵，再产生新报头信息输入到输出模块中再产生新报头信息输入到输出模块中2023-5-14全光通信网2023-5-14全光通信网2023-5-14全光通信网2023-5-14全光通信网2023-5-14全光通信网2023-5-14全光通信网OBS基本思想是数据分组与控制分组的传输相分离，提前发送控制分组，为随后的数据分组预留资源和建立传输通路。OBS边缘路由器负责数据分组的汇集和分发，检测数据分组的源/目的地址和服务等级，分类组装成突发分组BDP，产生相应的控制分组BCP。OBS核心节点由交叉连接和控制机构两部分组成，控制机构负责收发BCP消息，依照BCP内容协同交叉
12、连接机构预留资源为随后将至的BDP建立光突发连接通路。2023-5-14全光通信网2023-5-14全光通信网2023-5-14全光通信网2023-5-14全光通信网2023-5-14全光通信网2023-5-14全光通信网2023-5-14全光通信网2023-5-14全光通信网2023-5-14全光通信网2023-5-14全光通信网2023-5-14全光通信网2023-5-14全光通信网 Incoming fibers Fixed-length(but unaligned)FDLs Synchronizer Header Payload Setup Header recognition,processing,and generation Switch 1 B C D New headers 2 1 2 2 1(a)A Switch 2 1 1 2(b)O/E/O Control packet processing (setup/bandwidth reservation)2 2 1 1 Control packets Data bursts Control wavelengths A B C D Data wavelengths Offset time 2023-5-14全光通信网2023-5-14全光通信网
