為了在WDM(波分復(fù)用)網(wǎng)絡(luò)中傳輸數(shù)據(jù),已經(jīng)開發(fā)了諸如寬帶插入,波長路由,光纖分組交換和光纖突發(fā)交換之類的技術(shù)。光纖分組網(wǎng)絡(luò)由運(yùn)行WDM的光纖和通過光纖連接的分組交換機(jī)組成。光數(shù)據(jù)包中用戶數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼麄€過程保持為光信號,而無需進(jìn)行光/電和電/光轉(zhuǎn)換。光纖分組交換和光纖脈沖交換均可用于IP傳輸和異步傳輸模式(ATM)。
1、WDM光纖分組交換
WDM光纖分組交換機(jī)由4部分組成:輸入接口,交換網(wǎng)絡(luò),輸出端口和控制單元。輸入接口主要用于分組,描述和線性化,數(shù)據(jù)包頭信息分析以及數(shù)據(jù)包頭降級。交換網(wǎng)絡(luò)是交換的核心,用于全光分組交換。輸出接口用于再生光信號并插入包頭。控制單元通過使用分組頭中的信息來控制交換。由于同步要求,通常將光分組交換設(shè)計為混合長度的分組。當(dāng)數(shù)據(jù)包到達(dá)WDM中的光學(xué)交換機(jī)時,它首先進(jìn)入輸入接口,將數(shù)據(jù)包頭與數(shù)據(jù)包負(fù)載分離,然后將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)換為域信號并進(jìn)入控制單元。負(fù)載在切換過程中保持光信號的形式。
2、競爭解決
當(dāng)多個數(shù)據(jù)包要同時從一個輸出端口輸出時,爭用解決是必不可少的。這是分組交換中的常見問題。典型的解決方案是讓一個允許的數(shù)據(jù)包出去并緩沖所有其他數(shù)據(jù)包。在光分組交換中,用于解決外部擁塞的技術(shù)包括光緩沖和使用導(dǎo)向路由。這些方法是否能有效解決外部擁塞光纖光纜樣品問題,仍存在疑問。
①、緩沖當(dāng)前階段。光緩沖器的實(shí)現(xiàn)方法是使用光延遲線(ODLS)。一個ODLS可以將一個數(shù)據(jù)包延遲特定的時間,具體時間取決于光延遲線的長度。光延遲是光分組交換的致命弱點(diǎn)。光學(xué)延遲線可能在實(shí)驗(yàn)中可用,但在實(shí)踐中并不經(jīng)濟(jì)。當(dāng)然,替代方法是存儲光信號,這是不可接受的方法,因?yàn)殡娮哟鎯ζ鳠o法跟上光網(wǎng)絡(luò)的速度。
②、發(fā)展波長域。在WDM中,連接兩個光學(xué)交換機(jī)的光纖鏈路通??梢赃\(yùn)行幾個波長。此功能的開發(fā)可以****地減少外部擁塞。假設(shè)有兩個數(shù)據(jù)包計劃同時通過同一輸出端口,則它們?nèi)钥梢栽诓煌牟ǘ沃袀鬏?。這種方法在****地減少外部擁塞問題方面具有巨大潛力,尤其是當(dāng)單根光纖連接的波長數(shù)量持續(xù)增長時。
③、轉(zhuǎn)到路由。這是適合交換的理想方法。當(dāng)兩組碰撞時,一個將被引導(dǎo)到正確的出口,而一個將被引導(dǎo)到另一個有效的出口。此方法僅需要少量緩存或根本不需要緩存。無論如何,定向小組將花費(fèi)更長的距離才能到達(dá)目的地。結(jié)果是數(shù)據(jù)包的端到端延遲非常高,并且必須在接收端對數(shù)據(jù)包進(jìn)行重新排序,因?yàn)樗鼈兊竭_(dá)的順序與原始順序不同。
3、光分組交換結(jié)構(gòu)
①、具有交換性的組織結(jié)構(gòu)。一個空間交換組織結(jié)構(gòu)具有N個入口和N個出口,每個光纖鏈路可以運(yùn)行N個波長。該交換在時隙中進(jìn)行,并且每個時隙的長度是從1個條目到1個光學(xué)緩沖器的1個光學(xué)分組所需的傳輸時間。這種交換組織由光分組編碼器,空間交換部分和光分組緩沖器組成。光學(xué)分組編碼器為即將開始的每個光纖鏈路具有一個光學(xué)解復(fù)用器,它將輸入的光學(xué)信號分成幾個不同的波長。每個波長都發(fā)送到不同的可調(diào)波長轉(zhuǎn)換器(TWC),該轉(zhuǎn)換器將光包的波長轉(zhuǎn)換為另一個波長。在接收端的光輸出緩沖器中,這種波長不會受到阻礙(再)。通過空間交換結(jié)構(gòu),光分組被交換到N個輸出緩沖器中的任何一個。 TWC的輸出由分離器提供。分離器將相同的信號傳輸?shù)絅個不同的輸出光纖,一根輸出光纖對應(yīng)一個輸出緩沖器。這些輸出光纖上的信號通過另一個分離器發(fā)送到d + 1個不同的輸出光纖,并且每個輸出光纖通過光閘和輸出緩沖光纖延遲線(ODLS)連接到接收端,光分組正確打開1個門,然后關(guān)閉其他門以進(jìn)入光纖延遲線??刂茊卧峁┬盘枺鐟?yīng)由TWC轉(zhuǎn)換哪個波長以及將數(shù)據(jù)包切換到哪個出口緩沖光纖延遲線。
②、帶廣插入組織結(jié)構(gòu)。所有輸入端口(每個端口具有不同的波長)輸入的數(shù)據(jù)包在交換機(jī)中組合并插入所有輸出端口。位于每個輸出端口的波長選擇器選擇一個波長并將其分組以將其發(fā)送到交換機(jī)之外。這種類型的交換組織執(zhí)行自復(fù)用。例如,寬帶插件選擇的KEOPS是為歐洲KECPS網(wǎng)絡(luò)開發(fā)的。每個輸入和輸出光纖僅承載1個波長。每個輸出端口的波長不是固定的,而是成組變化的,因此輸出端口滿足輸出信號的要求是非常必要的。交換組織由編碼器,緩沖區(qū)和選擇器組成。波長編碼塊由N個固定波長轉(zhuǎn)換器和一個空分切換級(包括分光器,光閘和連接器)組成;波長選擇器模塊由N個波長通道選擇器組成,包括解復(fù)用器,光閘和復(fù)用器。交換是在時隙中進(jìn)行的。在每個時隙的開始,波長編碼塊中的波長轉(zhuǎn)換器將分組的波長轉(zhuǎn)換為固定波長。 N個轉(zhuǎn)換器的輸出被合并,并通過分離器發(fā)送到K條不同的光纖延遲線。每條光纖延遲線具有不同的延遲時間,并且是時隙的整數(shù)倍。 N個光纖包自動存儲在K條不同的光纖延遲線中。當(dāng)另一個時隙到達(dá)時,最多有K個,從K個光纖延遲線輸出N個數(shù)據(jù)包,N個沖突通過分離器,光閘,解復(fù)用器和復(fù)用器連接到目的地輸出端口。來自每個光纖延遲線的輸出信號在通過分路器后發(fā)送到N個輸出端口。該輸出信號由N個多路復(fù)用數(shù)據(jù)包組成,每個數(shù)據(jù)包具有不同的波長。由于有K個分配器,因此僅K個輸出信號之一被選擇并指定用于導(dǎo)出。所選的輸出信號由多路分解器提供。解復(fù)用器將復(fù)合信號分解為N個波長,其中只有一個可以傳輸。該交換機(jī)構(gòu)的操作由控制單元控制。