一种基于负载选择的光分组交换缓存结构

提出了一种基于业务负载选择的光分组交换(OPS)网络的光缓存结构,根据业务负载大小灵活选择缓存方式。输出缓存光纤延迟线(FDL)采用分段式共享机制配置,输出/反馈共享缓存模块采用简并式配置,以提高有限数目FDL的利用率。分析和仿真表明,这种可选择的缓存结构可以有效降低丢包率和OPS节点需求的FDL数目。     

共享式光缓存中的控制策略

在光分组交换（0PS）节点结构中,由光纤延迟线（FDL）所构成的光缓存是解决光分组冲突的一种非常有效的方法。对于共享式FDL光缓存,由于FDL竞争的出现会导致光缓存性能的恶化。为了有效利用光缓存,需要对光缓存资源的分配进行有效的控制。为此,针对共事式FDL光缓存,提出一种有效的光缓存控制策略,即有限贪婪模式（limited greedy mode,LGM）缓存控制策略。使用仿真实验的方法对LGM的性能进行了评估。     

光分组交换网络中光纤延迟线缓存技术

光分组交换网是全光网络发展的必然趋势.然而,光分组交换网络发展的瓶颈是光缓存技术.目前,在光域比较现实的还是采用光纤延迟线(FDL)作光缓存.重点研究了光纤延迟线光缓存技术,对FDL光缓存技术进行了深入的分析和归纳,并对每一种光纤延迟线光缓存调度策略的优缺点都进行了细致的分析.最后指出了光纤延迟线光缓存技术的未来研究重点和发展方向.     

光突发交换网络中FDL缓存的最大延迟长度设计

光突发交换网中的光交换节点的FDL缓存器的最大延迟时间B对系统性能有很大的影响，B过短会使突发丢失率偏大，B过长会增加业务的排队延迟。文中介绍了设计光交换节点的FDL缓存中的最大延迟时间的方法，并且用数值结果表明了使用光缓存可以降低丢失率。     

定长光突发下的FDL缓存和调度

为了改善光突发交换的阻塞性能,分析了定长光突发交换在FDL光缓存的排队和调度,提出了基于中间共享FDL光缓存结构的长队列优先(LQP)调度方案,该方案使交换端口充分共享FDL缓存单元,调度时间短,在模拟仿真中得到较好的阻塞性能结果。     

不同长度分布下的光分组交换性能研究

通过分析不同分组长度分布(PLD)对光分组交换(OPS)性能的影响,以便为OPS在不同长度业务下配置不同的冲突解决方案.研究了光分组在固定长度分布、指数分布和因特网经验长度分布下分别对没有光纤延迟线(FDL)和有FDL下的OPS的性能影响.分析和仿真表明,因特网经验长度分布的业务在没有FDL缓存的条件下,获得最低的分组丢失率(PLR)性能;而固定长度分布的业务,仅在OPS配置有FDL时才可以获得最低的PLR性能.     

一种用于光组播冲突解决的节点结构及其调度策略

光分组在核心节点处的冲突解决问题是实现全光 组播分组交换的关键。本文提出了一种新型的解决光组播冲突的节 点结构,用于冲突解决的部分包括输出共享的网络编码模块和光纤延迟线(FDL)环 形反馈共享缓存(FDL-LSFB)模块。网络编码 模块将异或网络编码作为冲突解决方式,利用全光异或门将冲突组播进行网络编码并且改变 编码后分组波长,从而避免波长 冲突。而FDL-LSFB模块由子交换矩阵和FDL缓存组连接成环状,且冲突组 播可从任意子交换矩阵进出缓存模块, 使用少数的FDL可以提供大容量的光缓存、提高FDL利用率。针对FDL-LSFB模块冲突组播调 度问题,为减小缓存时延,设计了最小缓存长度级联控制算法(MLCBST),进而提出冲突光 组播的总调度策略。仿真结果表明,本文提出的组播节点结构和调度策略在降低丢包率(PLP)和减小缓存时延方面具有明显的效果。     

在光缓存器中节省光延迟线的技术

使用光纤延迟线(FDL)是构造全光缓存器的基本手段.但在当前提出的全光缓存器设计中,FDL利用率即缓存容量与所使用的FDL总长度之比是相当低的(通常为2/N,其中N为输入端口数).为了解决这个问题,提出了两种新的FDL组织形式:线性结构和树状结构,用于代替传统设计方法中功能相同的FDL模块.这种方法可以应用在多种光缓存器设计中,将FDL利用率提升至一个与N无关的常量或是1/log2N,节省效果是十分显著的.     

混合缓存型异步光分组交换的一种改进FF-VF算法

光纤延迟线（FDL）是异步光分组交换（OPS）采用的时域冲突解决方案,通过计算其分组丢失率（PLR）发现,在业务负载高,特别是业务负载大于0．7时,PLR性能较差。研究以FDL作为主要的常规缓存、以电存储器作为辅助缓存的光电混合缓存结构,并用改进的首选即中的填空（IFF-VF）算法调度冲突的分组,达到改善可变长OPS的PLR目的。分析和仿真结果表明,光电混合缓存和IFF-VF算法能改善可变长OPS在负载较高时的PLR性能,并减少FDL的数目。     

FDL结构竞争解决的研究

使用光纤延时线（FDL）来解决光分组交换中的竞争问题,研究系统丢包率、时延与输入端口数、输出端口数、FDL数之间的关系,并比较输入端口优先、FDL优先、输入端口和FDL优先级的三种光分组调度策略。结果表明：适当减少端口数,增大FDL数目可以使丢包率趋近于零;而适当增大端口数,减小FDL数目又可以使时延减小。因此,在使用FDL解决竞争冲突时,端口数和FDL数目的选择很重要,它们之间的关系大小直接影响到丢包率和时延的大小。     

光交换的时间及空间结构分析

拓扑学上的光网络由边(光传输)和节点(光交换)组成。从业务属性出发,基于连接和无连接方式,分析了光交换的时间结构,包括光分组和光突发的时间结构,以及不同动态性的光电路交换的时长及其度量标准,结合实验结果分析了最短光电路交换的时长极限。从多端口和大容量的要求出发,重点讨论了基于微电子机械系统(MEMS)开关、波长选择开关(WSS)和阵列波导光栅(AWG)的三种光交换结构。分析了光交换结构的扩展方法,并讨论了光交换的几个具有挑战性的问题,包括缓存和能耗问题。通过分析,希望从时间和空间两个维度更清晰地认识光交换的本质及其与电交换的异同。     

100Gb/s RZ-ODQPSK实现方法性能比较

光差分正交移相键控(0DQPSK)调制格式在高速光纤通信系统中有着巨大的应用潜力.文章给出了高速0DQPSK调制格式的三种实现方式(串联调制、并联调制和双驱动单调制器调制),在建立仿真模型的基础上,对光信噪比(0SNR)、色散、偏振模色散(PMD)以及光纤非线性四个方面的容纳能力进行了对比、分析和研究.     

Scheduling Algorithms for a Slotted Packet Switch with either Fixed or Variable Length Packets

We address the problem of congestion resolution in optical packet switching (OPS). We consider a fairly generic all-optical packet switch architecture with a feedback optical buffer constituted of fiber delay lines (FDL). Two alternatives of switching granularity are addressed for a switch operating in a slotted transfer mode: switching at the slot level (i.e., fixed length packets of a single slot) or at the burst level (variable length packets that are integer multiples of the slot length). For both cases, we show that in spite of the limited queuing resources, acceptable performance in terms of packet loss can be achieved for reasonable hardware resources with an appropriate design of the time/wavelength scheduling algorithms. Depending on the switching units (slots or bursts), an adapted scheduling algorithm needs to be deployed to exploit the bandwidth and buffer resources most efficiently.     

一种新型的输出缓存式光分组交换节点性能分析

光缓存和波长变换是解决光分组竞争的有效方法.提出一种称为FCOB的新型光分组交换节点结构,它使用固定波长变换器和输出式光缓存来解决光分组的竞争.针对FCOB交换结构,还提出一种有效的竞争控制算法.最后,使用仿真实验对FCOB的性能进行了评估.仿真结果表明,虽然使用的是固定波长变换器,但FCOB交换结构仍具有良好的性能.     

一种基于三芯光纤的模式复用器/解复用器的设计

提出了一种基于三芯光纤的模式复用器/解复用器,三个纤芯包括两个相同的单模纤芯和一个少模纤芯,在少模纤芯中写入长周期光纤光栅以实现单模纤芯中LP01模与少模纤芯中LP11模间的转换。同时从两个单模纤芯输入LP01模,能激发少模纤芯中两个简并的LP11,a模和LP11,b模。采用光束传播法分析了该模式复用器/解复用器的耦合特性及串扰。数值模拟结果显示,若以少模纤芯中LP11模输出能量大于-1dB的波长范围作为该模式复用器/解复用器的工作带宽,则能够达到23nm,并且少模纤芯中生成的其他模式的输出能量皆比LP11模的输出能量小-21dB以上。该模式复用器/解复用器能够实现对少模光纤的模式复用与解复用,并具有极低的串扰。     

基于环腔内光学缓存装置的高速扫频激光光源

傅里叶域锁模(FDML)技术可在保持扫频光源各项指标性能优越的前提下,将扫频速度提高至调谐滤波器的设计极限。为进一步提升FDML扫频激光光源的扫频速度,在激光谐振腔内引入光学缓存装置来实现对扫频光的备份。实验中基于环腔内光学缓存装置的扫频光源中心波长为1310nm,扫频范围为95nm,瞬时线宽为0.1nm,扫频速度翻倍提升至202kHz,平均输出光功率为7.5mW。利用光学缓存装置可将传统FDML高速扫频光源的扫频速度翻倍提升,对提升扫频光学相干层析成像(SS-OCT)系统的综合成像性能具有重要意义。     

40GHz窄时间窗口的实现及其在高速光时分复用系统中的应用

Optical Time Division Multiplexing (OT-DM) is known to be capable of transmitting single channel high bit rate data stream with low speed electro-optical components. A cost-effective, compact and stable short time window with low insert loss, low phase noise, low timing-jitter and high speed performance is essential for ultrahigh speed OTDM systems using phase and amplitude modulation formats. In this paper, we review three promising methods to obtain 40 GHz short time window including Electro-Absorption Modulator ( EAM ), Dual-Parallel Mach-Zehnder Modulator (DPMZM) and Fiber Loop-Polarization Modulator (FL-PolM). Subpicosecond short pulse source generation, optical time division demultiplexing and clock recovery are realized respectively by using the short time window based on the three methods. By using DPMZM based pulse source and EAM based Clock Recovery (CR) and demultiplexer, error free transmission of 640 Gbit/s (160 Gbaud/s Pol-Mux DQPSK) single channel signal over 400 km single mode fiber is proven to be experimentally successful.