交換基礎知識 基于FSK/ASK光標記交換技術
光標記交換技術主要是利用光載波的抑制來產生光標記和載荷,并對新舊標記替換方法進行了對比,是一種很先進的交換技術。當美國***的電話運營商AT&T宣稱只有將光纜接到主要街道(FTTC),然后用已存在的銅纜接入用戶家才是風險較低的寬帶發(fā)展方式時,2007年一季度,Verizon報告其新增864000FiOS(一種光纖到戶(FTTH)的商業(yè)化應用技術)用戶增長超過16%,用戶已經突破100萬。
該公司已經開始提供50Mbit/s的因特網連接,并正在嘗試將其提高到100 Mbit/s。與此同時,在應用領域,以Youtube為代表的視頻點播(VOD)服務已經在全球范圍內開始風靡。毋庸質疑,寬帶接入技術的成熟,加之高質量的服務內容的不斷涌現(xiàn)將使通信網絡中的IP數(shù)據傳輸量強勁增長。
現(xiàn)有傳輸網的波分復用技術(WDM)能有效解決人們對帶寬的需求,但是單純利用WDM技術沒有從根本上克服網絡節(jié)點的電子速率“瓶頸”,因為網絡節(jié)點仍需要光/電、電/光的轉換和電信號處理,交換速率受核心路由器背板速率和數(shù)量的限制,且結構復雜。從整個網絡結構上看,高速傳輸速率與低速交換速率不能匹配,所以克服電子“瓶頸”的辦法是避免在ATM和SDH層而直接在DWDM上進行IP數(shù)據的傳輸,即建設全光以太網(IPoverDWDM)。
在此背景下,作為建設全光以太網的基礎,光標記交換(OLS)技術是近幾年國外光交換技術研究的熱點,光標記交換的關鍵技術主要集中在光標記的產生、提取和識別等方面。文章著眼于以廣義多標記交換(GMPLS)為基礎的光標記交換,介紹一種結合FSK/ASK的正交調制的光標記技術。基于正交調制FSK/ASK光標記交換技術的基本原理及實現(xiàn)方法:
基本原理
所謂光標記,是指利用各種方法在光分組上打上標記,也就是把光分組的包頭地址信號用各種方法打在光分組上,這樣在交換節(jié)點上根據光標記來實現(xiàn)全光交換。基于這種原理來實現(xiàn)的光交換稱為OLS。
光標記的產生和提取是光標記交換的核心技術。一般來講,光調制有3種方式:幅移鍵控(ASK)、頻移鍵控(FSK)和相移鍵控(PSK),目前光標記的產生大多數(shù)也從這三個方面入手。光標記信號一般是在Mbit/s量級上的低速率信號,而光分組的傳輸速率都在Gbit/s量級上,要把低速的標記信號加在高速的光分組信號上,可以根據不同的機制采用不同的方法。光標記的提取本質上就是把光標記從復用信號中分離出來。
文章介紹的基于正交調制FSK/ASK光標記交換技術的特點是標記信息和載荷信息在同一個光波上同時傳輸,標記信息以FSK方式正交的調制在以ASK方式調制的載荷信息上。它是一種面向連接的光標記交換技術。其核心思想是使用光標記建立數(shù)據在光網絡中的傳輸路徑。
在網絡的入口邊緣路由器處,去往某個出口邊緣路由器的IP數(shù)據包被綁定一個標記信息來映射IP地址,從而確定一個標簽交換路徑,即某一個波長。這些路徑的路由通過逐跳分配路由的方式獲得。
在網絡核心路由器處,IP數(shù)據包的轉發(fā)是基于光分組的標記信息控制實現(xiàn)的。這個標記信息攜帶了光標簽,用來控制建立標簽交換路徑,實現(xiàn)類似于多標記交換(MPLS)的分組轉發(fā)。當光分組的標記信息在網絡節(jié)點中被處理時,分組的載荷信息以光信號的形式被緩存,保證了數(shù)據在傳送過程中始終保持在光域中。這樣免除了沿路徑復雜的路由處理,實現(xiàn)了路由與數(shù)據分組轉發(fā)的分離,從而提高了數(shù)據交換速率。它的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在基于標簽轉發(fā)的速度優(yōu)勢、支持QoS保證及支持流量工程等。
邊緣路由器處于整個網絡的邊緣位置,作為網絡的末梢;核心路由器處于網絡交叉鏈接的位置,同時幾個核心路由器可以組成一個核心網絡。其中,邊緣路由器對IP數(shù)據分組進行標記的生成和擦除的處理,在IP數(shù)據分組進入網絡時,進行標記的生成;在IP數(shù)據包傳出網絡時,進行標記和凈負荷的分離以及標記的擦除。核心路由器則以波長變換原理為基礎對IP數(shù)據包進行路由以及轉發(fā)的操作。