交換基礎(chǔ)知識 基于FSK/ASK光標(biāo)記交換技術(shù)
光標(biāo)記交換技術(shù)主要是利用光載波的抑制來產(chǎn)生光標(biāo)記和載荷,并對新舊標(biāo)記替換方法進(jìn)行了對比,是一種很先進(jìn)的交換技術(shù)。當(dāng)美國***的電話運(yùn)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(fēng)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(yīng)用技術(shù))用戶增長超過16%,用戶已經(jīng)突破100萬。
該公司已經(jīng)開始提供50Mbit/s的因特網(wǎng)連接,并正在嘗試將其提高到100 Mbit/s。與此同時,在應(yīng)用領(lǐng)域,以Youtube為代表的視頻點播(VOD)服務(wù)已經(jīng)在全球范圍內(nèi)開始風(fēng)靡。毋庸質(zhì)疑,寬帶接入技術(shù)的成熟,加之高質(zhì)量的服務(wù)內(nèi)容的不斷涌現(xiàn)將使通信網(wǎng)絡(luò)中的IP數(shù)據(jù)傳輸量強(qiáng)勁增長。
現(xiàn)有傳輸網(wǎng)的波分復(fù)用技術(shù)(WDM)能有效解決人們對帶寬的需求,但是單純利用WDM技術(shù)沒有從根本上克服網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的電子速率“瓶頸”,因為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點仍需要光/電、電/光的轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)復(fù)雜。從整個網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)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(jìn)行IP數(shù)據(jù)的傳輸,即建設(shè)全光以太網(wǎng)(IPoverDWDM)。
在此背景下,作為建設(shè)全光以太網(wǎng)的基礎(chǔ),光標(biāo)記交換(OLS)技術(shù)是近幾年國外光交換技術(shù)研究的熱點,光標(biāo)記交換的關(guān)鍵技術(shù)主要集中在光標(biāo)記的產(chǎn)生、提取和識別等方面。文章著眼于以廣義多標(biāo)記交換(GMPLS)為基礎(chǔ)的光標(biāo)記交換,介紹一種結(jié)合FSK/ASK的正交調(diào)制的光標(biāo)記技術(shù)。基于正交調(diào)制FSK/ASK光標(biāo)記交換技術(shù)的基本原理及實現(xiàn)方法:
基本原理
所謂光標(biāo)記,是指利用各種方法在光分組上打上標(biāo)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(jù)光標(biāo)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(biāo)記的產(chǎn)生和提取是光標(biāo)記交換的核心技術(shù)。一般來講,光調(diào)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(biāo)記的產(chǎn)生大多數(shù)也從這三個方面入手。光標(biāo)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(biāo)記信號加在高速的光分組信號上,可以根據(jù)不同的機(jī)制采用不同的方法。光標(biāo)記的提取本質(zhì)上就是把光標(biāo)記從復(fù)用信號中分離出來。
文章介紹的基于正交調(diào)制FSK/ASK光標(biāo)記交換技術(shù)的特點是標(biāo)記信息和載荷信息在同一個光波上同時傳輸,標(biāo)記信息以FSK方式正交的調(diào)制在以ASK方式調(diào)制的載荷信息上。它是一種面向連接的光標(biāo)記交換技術(shù)。其核心思想是使用光標(biāo)記建立數(shù)據(jù)在光網(wǎng)絡(luò)中的傳輸路徑。
在網(wǎng)絡(luò)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(jù)包被綁定一個標(biāo)記信息來映射IP地址,從而確定一個標(biāo)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(wǎng)絡(luò)核心路由器處,IP數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)是基于光分組的標(biāo)記信息控制實現(xiàn)的。這個標(biāo)記信息攜帶了光標(biāo)簽,用來控制建立標(biāo)簽交換路徑,實現(xiàn)類似于多標(biāo)記交換(MPLS)的分組轉(zhuǎn)發(fā)。當(dāng)光分組的標(biāo)記信息在網(wǎng)絡(luò)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(jù)在傳送過程中始終保持在光域中。這樣免除了沿路徑復(fù)雜的路由處理,實現(xiàn)了路由與數(shù)據(jù)分組轉(zhuǎn)發(fā)的分離,從而提高了數(shù)據(jù)交換速率。它的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在基于標(biāo)簽轉(zhuǎn)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(wǎng)絡(luò)的邊緣位置,作為網(wǎng)絡(luò)的末梢;核心路由器處于網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)。其中,邊緣路由器對IP數(shù)據(jù)分組進(jìn)行標(biāo)記的生成和擦除的處理,在IP數(shù)據(jù)分組進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)時,進(jìn)行標(biāo)記的生成;在IP數(shù)據(jù)包傳出網(wǎng)絡(luò)時,進(jìn)行標(biāo)記和凈負(fù)荷的分離以及標(biāo)記的擦除。核心路由器則以波長變換原理為基礎(chǔ)對IP數(shù)據(jù)包進(jìn)行路由以及轉(zhuǎn)發(fā)的操作。