光纤通信系统与网络的背景知识

光纤通信系统与网络的背景知识第一页，共一百一十一页，2022年，8月28日Outline相关背景知识光交换光分组交换（OPS,OBS,OLS）自动交换光网络（ASON)城域光网络第二页，共一百一十一页，2022年，8月28日背景知识光纤通信的产生

----------激光与光纤的发明光纤通信系统的演变

----------EDFA+DWDM的突破光纤通信网的快速发展

----------呼唤Switching+Buffering技术第三页，共一百一十一页，2022年，8月28日光纤通信的产生--激光与光纤的发明雏形：古代烽火、手旗、灯光1880年贝尔的光电话激光器光纤1960Maiman发明红宝石激光器1962半导体激光器诞生（GaAs870nm)70年代室温工作LD(GaAsAI850nm)1300、1550nm多模LD静态单模LD动态单模LD1951医用玻璃纤维（损耗1000dB/km）1965E.Miller透镜光波导1966高锟理论预言1970康宁制出低损耗光纤(20dB/km)1300、1550nm低损耗窗口光纤开发单模光纤第四页，共一百一十一页，2022年，8月28日1958发表红宝石激光器论文SchawlowandTownesInventtheLaser1958scientificpaper,InfraredandOpticalMasers,byArthurL.Schawlow,andCharlesH.Townes,PhysicalReview,MasersandMaserCommunicationsSystem

LaserPatentNumber(s)2,929,922第五页，共一百一十一页，2022年，8月28日1960Maiman世界上第一个红宝石激光器问世Dr.THMaimanwiththefirstrubylaser第六页，共一百一十一页，2022年，8月28日1966高锟理论预言1998InternationalLecturebyIEE,ProfCharlesKaoinventoroffibreoptics,第七页，共一百一十一页，2022年，8月28日1970康宁制出低损耗光纤(20dB/km)2000，PresidentClintonannouncedthewinnerofNationalMedalofTechnologyof2000toCorninginc.OfinventorsoflowlossopticalfiberForthe1970teamofcorningscientistshonoredforbreakthroughthattransformedtelecommunications,pavedwayfortheinternet.DonaldB.Keck.RobertD.MaurerPeterCSchultz第八页，共一百一十一页，2022年，8月28日光纤通信系统（1stG)电复用电解复用传统的光纤传输系统(第一代光纤传输系统）EMUX光发送再生中继再生中继光接收EDMUX(O/E/O)第九页，共一百一十一页，2022年，8月28日第二代光纤传输系统(2ndG)光发射机光发射机光发射机光发射机N123光接收机光接收机光接收机光接收机N123EDFA功放线放预放MUXDEMUX第十页，共一百一十一页，2022年，8月28日光发射机光发射机光发射机光发射机N123光接收机光接收机光接收机光接收机N123EDFA+Raman功放线放预放MUXDEMUX拉曼泵浦系统放大第三代光纤传输系统(3rdG)第十一页，共一百一十一页，2022年，8月28日BeginningFromapaper第十二页，共一百一十一页，2022年，8月28日IEEECommunicationMagazine,.September2003

Vol.41No.9

AftertheOpticalBubble:TheRealityCheckSudhirS.DixitandJacekChrostowski第十三页，共一百一十一页，2022年，8月28日

Next-GenerationOpticalNetworksasaValueCreationPlatform

BotaroHirosaki,KatsumiEmura,Shin-ichiroHayano,andHiroyukiTsutsumi,NECCorporation

第十四页，共一百一十一页，2022年，8月28日next-generationopticalnetwork第十五页，共一百一十一页，2022年，8月28日ARoadmapofanall-opticalNetwork第十六页，共一百一十一页，2022年，8月28日TechnologiesInnovationsexample:第十七页，共一百一十一页，2022年，8月28日EvolutionofHighCapacityDWDMsystem第十八页，共一百一十一页，2022年，8月28日OXC第十九页，共一百一十一页，2022年，8月28日SelectedPaperended第二十页，共一百一十一页，2022年，8月28日ContentsBackgroundoffiberopticsCurrentopticalnetworksFutureofopticalnetworks第二十一页，共一百一十一页，2022年，8月28日Backgroundoffiberoptics

OpticalfiberLaserOpticalfiberCommunicationsystem第二十二页，共一百一十一页，2022年，8月28日Currentopticalnetworks

KeytechniquesNetworksevolution第二十三页，共一百一十一页，2022年，8月28日HowMuchis10Gb/s

1.

ASCIICharacter

(8bit)109Char./s(1000books)2.

VoiceChannel

(64Kb/s)155,000Channels3.

HDTV

(600Mb/s)16Channels

Compressed

(20Mb/s)500Channels4.HIPPI

(800Mb/s)12Channels5.

GigabitEthernet

(1Gb/s)8Channels第二十四页，共一百一十一页，2022年，8月28日

2.8Terabit

T3-45MbpsOC48-2.5GbpsTbpsTimefor2.8TerabitCommunicationRate25hours15minutes2.8secondsOtherTrafficSourcesDODInformationSuperiorityRequiresTerabitBattlefieldCommunications1ftx10bitsRadar/SARMulti-spectralsensors

-Infrared

-?wave

-RF(Tbps)100miles100milesSuperNetApplicationsDARPA25第二十五页，共一百一十一页，2022年，8月28日

几种关键技术的发展速度第二十六页，共一百一十一页，2022年，8月28日Ittookaboutacenturytoinstalltheworld’sfirst700millionphonelines;anadditional700millionlineswillbedeployedinthenext15-20years.Therearemorethan200millionwirelesssubscribersintheworldtoday;anadditional700millionmorewillbeaddedoverthenext15-20years.Therearemorethan200millioncableTVsubscribersintheworldtoday;300millionmorewillbeaddedoverthenext15-20years.Morethan100millionadditionalInternetuserswillcomeon-lineby2001.

第二十七页，共一百一十一页，2022年，8月28日

TheCommunicationsRevolutionisfueledbytheIncrediblePaceofChange

TechnologySiliconchipsPhotonicsData/WebWirelessPowerCompressionSoftware

Trend2isdensity/speedevery18-24months2intransmissioncapacityeveryyear2Internetsubscribersevery2-3years2Internethosts/serverseveryyear1000incapacityevery5years2MIPs/MIWevery2years(DSPs)2ininformationdensityevery5yearsFromclosedtoopenenvironmentforcreatingnetworkservices第二十八页，共一百一十一页，2022年，8月28日21世纪的传输：Tbit

到干线网

Gbit

到办公室/家庭

Mbit

到个人OriginatingBandwidthU.S.InterstateCommunicationTrafficServicedriversforBroadbandNetworks

第二十九页，共一百一十一页，2022年，8月28日网络业务量变化的战略趋势

根据初步分析,今后5到10年中国网上的数据业务量将可能会超过话音业务量。(7-8年最有可能,干线网可能仅3年)IP业务将最终成为主导的联网协议。业务总量将有大幅度增加(几十倍)。传统电话网将不可避免要过渡到分组交换为基础的融合的下一代网，下一代网将最终支持包括话音在内的所有业务。第三十页，共一百一十一页，2022年，8月28日OpticalNetworking(CoreLongHaul)ProbableView-HybridRings&Meshes

第三十一页，共一百一十一页，2022年，8月28日MULTIPLEXINGTECHNIQUES

TDM:EachONUgetsatimeslot+Simpleforlowspeeds–Synchronization&powerequalizationnecessary–Upgradesdifficult

WDM:EachONUgetsawavelengthband+TransparentfiberpipefromeachONU+Highestbandwidth–Precisecontroloflaser,combiner&receiver

SCM:EachONUgetsanRFfrequencyband+Simpleradiotechniques+Notimingorwavelengthcontrol+Uses70yearsofknow-howonsharingeither–

OpticalBeatinterference第三十二页，共一百一十一页，2022年，8月28日HIGHBITRATEvs.WDM

HighBit-rate(10Gb/s--40Gb/s)

-Regenerated(Digital)-CostandReliabilityofHigh-SpeedIC-RepeaterSpacingShorterWDM(4to802.5Gb/sor10Gb/sChannels)

-OpticalAmplifiersasRepeaters(Analog)-CostandReliabilityofOpticalComponents-Maintenance-ChromaticDispersion-Non-Linearities第三十三页，共一百一十一页，2022年，8月28日TrendinTransmissionCapacities

第三十四页，共一百一十一页，2022年，8月28日DWDMDataRate第三十五页，共一百一十一页，2022年，8月28日WDMCHANNELSCHANNELBITRATELIGHTWAVECAPACITYTREND第三十六页，共一百一十一页，2022年，8月28日

Trend2000106107Capacity-Distance(Gb/skm)Year第三十七页，共一百一十一页，2022年，8月28日波分复用技术现状和发展目前商用系统主要为(16-40)x2.5/10Gb/s。Corvis的160x2.5G在芝加哥-西雅图3200公里线路上试验。Qtera的ULTRA系统可以将10GWDM系统的全光传输距离进一步提高到4000km之远。150/160x10G(阿/北电)系统已试验成功1022x37M(LT)已试验成功48x10G传4000km(阿)已试验成功实验室最高水平：3.28T(82x40G)传300km(LT),3.2T(80x40G)(西),3.2T(160x20G)1500km(NEC)已规划商用容量：6.4Tb/s(80x80Gb/s)(北电)第三十八页，共一百一十一页，2022年，8月28日$1.45billion$1.86billion第三十九页，共一百一十一页，2022年，8月28日北美长途网敷设趋势-corning

第四十页，共一百一十一页，2022年，8月28日全光超长传输试验为了减少电再生点以及随着光层联网能力的引入，全光超长传输成为关键。

48×10Gb/s传输4000km试验(阿尔卡特)：光区段长80km,采用了混合的拉曼放大器和EDFA，拉曼增益大约为每段4dB。试验结果表明传输距离主要受限于极化模色散，其中DCF占1/2，光放大器占1/6，而光纤占1/3。第四十一页，共一百一十一页，2022年，8月28日TheGlobalMarketforDWDMComponents

GlobalDWDMMarket(Billion$)YEAR1997to1998marketgrew32%,from$1.7Bto$2.2B,newsystemsgrew98%,to4000systems.Through2004,themarketwillgrewat23%CAGRto$7.4Bin2004.

第四十二页，共一百一十一页，2022年，8月28日

TheGlobalMarketforDWDMComponents

$2.2Billion-----1998

TX&TR14%MUX&DMUX11%AmplificationDevices15%OtherComponents60%OtherComponents:attenuators,connectors,couplers,dispersioncontrolcomponents…,software,networkmanagement,installation,vendor’smargincost…...第四十三页，共一百一十一页，2022年，8月28日ConnectivityFlexibilityCapacityOpticalNetworkEvolutionFunctionalityYear199420002006opticalamplifierspoint-to-pointWDM&DWDMDWDMpoint-to-multipointStaticOADMsDynamicOADMs

e-g-STM1ondemandColouredsectionringsOXCandDXCco-existencewavelengthconversionWavelengthroutingOpticalpacketswitching第四十四页，共一百一十一页，2022年，8月28日

传送网业务网应用层....E-mail远程教学家庭购物会议电视文件传送.....通道层物理层PSTNCATVISDNB-ISDNPSDN计算机网网络的组成(垂直的观点)完整的信息网可在垂直方向分为三层。从下至上为传送网、业务网和应用层。传送网又可细分为物理层和通道层（PDH/SDH/ATM通道层），在通道层上，可以支持各种电路层设备，如电路交换机、分组交换机、IP路由器，ATM交换机等。

业务网(如电话网、ISDN网、分组网、IP网、ATM网等)提供各种通信业务。应用层在业务网之上，可开发各种提供用户信息服务的应用。如远程教育、远程医疗、会议电视、家庭购物、Email等。

为了支持各层网络的有效运行和管理，重要有支撑网的介入，即信令网、同步网与电信管理网（TMN）,它们有的是在传送网层或某些业务层面重要，有的则几乎各个层上都重要。

第四十五页，共一百一十一页，2022年，8月28日CPN接入网XNISNISNICPN接入网XNI核心网CPN:用户驻地网XNI:用户网络接口SNI:业务节点接口

网络的组成(水平的观点)从水平上看，信息网可分割为三大部分，即用户驻地网（CPN）接入网与核心网。第四十六页，共一百一十一页，2022年，8月28日三网问题(3-Netinone)

TeleComm.-Net(Voice)

Cable-TVNet(TV)

Internet(Data)第四十七页，共一百一十一页，2022年，8月28日

电信网

目前全球电信网拥有7.5亿用户。我国电信网用户为8400万，为世界第二大电信网。其优势是网络覆盖面广、管理严密，具有长期积累的大型网络设计和运营经验，与用户有长期的服务关系，数据公司不具有这些优势。电信网的特点是采用电路交换网的形式，对实时电话业务最佳，且业务质量（QoS）有保证。其64kb/s带宽恒定，呼叫成本基于距离和时间。另外，近年来移动通信异军突起。1997年全球移动电话用户2亿，2000年可达4亿，2010年左右可接近固定电话用户。

主要问题是：发达国家基本电信公司的电话业务已趋于饱和(Saturation)，加上竞争激烈，到2000年，很多发达国家电信公司的电话业务将开始亏本，收入将开始下降。我国还处于大发展阶段，在相当长时间内，电话业务仍是电信部门的主要收入(Mainincome)。电信公司缺乏运营数据，特别是IP业务和图象业务的经验(shortofnewservice)。最大资产是铜缆接入网，其价格正与日递减，在适应宽带多媒体业务发展方面先天不足。(limitationonmultimediabasedoncable)习惯于长期垄断经营，趋于保守落后，无论管理运作机制还是技术路线进取性不强：其包袱重，开销大，较难适应新的竞争环境。(Conservative,monopoly)

第四十八页，共一百一十一页，2022年，8月28日

有线电视网(Cabledownstreamplusupstream)BroadcastingAPON----EPON----?

全世界有9.4亿以上用户，在美国铜缆已达到9500万家庭，有线电视用户达6500万。我国的则超过7700万，是世界第一大有线电视网。优势：普及率高，接入带宽宽，掌握重要的信息源。目标：以电缆调制器（CableModem）抢占IP数据市场，再逐渐争夺电话业务和点播业务。用电缆调制器后。用户共享速率可达30Mb/s，可占领20%家庭，为有线电视工业增加65%的利润。原预计有线电视网是电信法实施最大得益者，但近来受卫星直播电视和电信公司的巨大冲击，预计最终会分流35%以上业务量。主要问题：网络分散，各自为政，无统一标准。因而质量较差，可靠性低，缺乏通信方面知识和运营经验。

**此类公司实力有限，近期内多数无意进入竞争激烈的电话业务市场，但要争IP业务。长远则提供全面业务，与其他公司全面竞争。

第四十九页，共一百一十一页，2022年，8月28日计算机网SDH+LAN(Ethernet)

全世界因特网用户超过1.1亿，发展速度很快呈指数增长。年增长率高于300%。2000年可达2.5亿。因特网集中了大投资，新概念，新技术不断出现，如浏览器、Java.中件、Internet/Intranet、互连网/内联网、Inferno操作系统等层出不穷。其特点是采用分组交换网形式，适应于传输数据业务，带宽不定，业务质量难于保证。成本基于带宽而不是基于距离与时间。

优势：*网络结构简单，以前传送网主要依靠电信网或有线电视网，现在有的地方开始兴建独立的以IP业务为主的新型骨干传送网。*TCP-IP是目前唯一可为三大网共同接受的通信协议。*没有电信公司的巨大铜缆包袱，技术更新快，成本低，擅长企事业网，正试图用数据网来逐渐吸收和融合公众电话和图象业务。如在美国的这类新网络公司计划将在2002年吸收80%IP业务和13%电话业务。

问题：*最大问题是缺乏大型网络与电话业务方面技术和运营经验对全网没有有效的控制能力，难于实现统一的网管。*QoS问题，高质量实时业务质量还无法保证。*用因特网开放电子商务的安全性，可靠性还有待进一步的改善。法规和标准等也有待妥善解决。第五十页，共一百一十一页，2022年，8月28日目前阻碍这一进程的主要因素是(Moneytowhosepocket?)不同部门之间利益冲突。通信界、计算机界、与有线电视界观念上的巨大区别。各种标准之间和各种结构之间不兼容，甚至缺乏共同的技术语言。各种技术之间透明度和网络互通互连不理想。尚未找到廉价物美的接入技术，因而接入网部分的融合最困难。“三网合一”将是一个长期而艰巨的过程。信息产业部：统筹，管理三网的规划和技术标准。打破行业垄断和部门分割、避免低水平重复建设，促进融合。需要结合国情、具有中国特色。第五十一页，共一百一十一页，2022年，8月28日路由器清华路由器路由器路由器基金委北航北邮2.5Gb/sInternet2路由器路由器中科院北大说明：NSFCnet

由六个节点组成，以清华为汇接点构成两个环行拓扑结构，清华、北大和中科院三点构成二纤双向自愈环采用WDM传输技术，在清华和北大之间通过在实验室中加光纤进行400公里广域网模拟试验；在其它节点构成的环中采用单路SDH/SONET传输技术。网络拓扑结构42.5Gb/s42.5Gb/s410Gb/s+42.5Gb/s第五十二页，共一百一十一页，2022年，8月28日Examplesofnetworksinchina第五十三页，共一百一十一页，2022年，8月28日第五十四页，共一百一十一页，2022年，8月28日OADMandOXCforCAINONET第五十五页，共一百一十一页，2022年，8月28日上海交大全光通信试验网

SHAONETOXC22ATMLANNEMOXC44ATMLANNEMOADM2ATMLANNEMOTMXATMLANOADM1ATMLANNEM第五十六页，共一百一十一页，2022年，8月28日北邮的ATM光子交换系统输出单元光交换单元控制单元光电输入单元ATM光信元12341234第五十七页，共一百一十一页，2022年，8月28日IP/DWDM工程intheworld第五十八页，共一百一十一页，2022年，8月28日MCINGNet/vBNS;USACA*net3:CanadaKeops:EU,explainedinlatertime第五十九页，共一百一十一页，2022年，8月28日vBNS=>NGNet第六十页，共一百一十一页，2022年，8月28日MapofNetwork第六十一页，共一百一十一页，2022年，8月28日

第六十二页，共一百一十一页，2022年，8月28日NGNetNode第六十三页，共一百一十一页，2022年，8月28日CA*Net3第六十四页，共一百一十一页，2022年，8月28日Router1990199219941996199820002002106108101010121014YearTraffic/routerCapacity(bps)TerabitrouterMulti-terabit[optical]routerFirstGenerationRoutersSecondGenerationRoutersInternettrafficThirdGenerationRoutersCurrentandAnnouncedProductsInstalledProductsIP业务的增长速度远高于摩尔定律，路由器容量的发展不能适应IP业务的增长，必须引入光技术第六十五页，共一百一十一页，2022年，8月28日FutureofopticalnetworksChallengesTrendsNewnetworks,newchances第六十六页，共一百一十一页，2022年，8月28日通信网络面临的挑战如何高效利用光纤提供大量的带宽资源？(Howtomakefulluseofopticalfiberbandwidth?)由于DWDM等相关技术的发展，每根光纤传输速率达到7Tb/s,但是节点处的电子瓶颈限制了光纤提供的带宽资源的利用如何使光层变得“灵巧”和“智能”第六十七页，共一百一十一页，2022年，8月28日通信网络面临的挑战归根结底：如何建立适于承载未来互联网业务的光通信网络？第六十八页，共一百一十一页，2022年，8月28日光通信网络的演进光通信网络正在进行深层次的变革微电子集成电路计算机技术通信数字通信时代光电子光子集成计算机网络技术通信网宽带光网络时代70s-80s跨世纪第六十九页，共一百一十一页，2022年，8月28日光通信网络的发展趋势（1）光网络将从不透明逐步走向透明透明子网不透明节点透明子网中光通道实现端到端的连接不透明节点实现子网间互联，包括电子3R再生随着光子技术的发展，透明子网的范围逐步扩大，（网络层次中产生光传送层）透明节点光交换结构电交换结构不透明节点O/EE/O第七十页，共一百一十一页，2022年，8月28日光通信网络的发展趋势（2）光技术的发展重点将从容量向光连接甚至“光层智能”发展ConnectivityFlexibilityCapacityFunctionalityYear199420002006opticalamplifierspoint-to-pointWDM&DWDMDWDMpoint-to-multipointStaticOADMsdynamicOADMs

e-g-STM1ondemandColouredsectionringsOXCandDXCco-existencewavelengthconversionOpticalpacketswitching重点发展方向Wavelengthrouting第七十一页，共一百一十一页，2022年，8月28日IP对光网络的影响向深层次扩展光IP路由器IPoverWDM或packetoverwavelength成为研究热点标签交换概念扩充到光层，波长成为一种标签有可能在光层上实现全光分组交换，直接承载IProuterOXC光标签交换（OLS）未来全光分组交换光通信网络的发展趋势（3）第七十二页，共一百一十一页，2022年，8月28日Layer3Layer2Layer1Opt.LayerSDHterminalATMswitchIProuterOpticaltransmissionlayer(WDM,OADM,OXC)WraplayerSDHIProuterSDHIProuterDigitalWrapperATMOpticalSwitchingIProuterGbEthernetTomorrowFutureIPoverWDM第七十三页，共一百一十一页，2022年，8月28日下一代骨干光网络的要求下一代骨干光网络必须面向未来的互联网业务开放的、支持多业务open灵活和易升级的flexible更高效的保护与恢复策略更简单有效的网络控制和管理（NC&M）针对未来IP业务的种类、业务量的不可预测性和IP业务的突发性(Burst,unexpected)第七十四页，共一百一十一页，2022年，8月28日未来光网络方案基于动态波长路由的光传送网

数字包封MPLmS(MPS)OXC光分组交换网

光标签交换网（OLS）光突发交换（OBS）超高速光时分复用网（OTDMA）第七十五页，共一百一十一页，2022年，8月28日基于动态波长路由的光传送网

数字包封MPLmS(MPS)OXC第七十六页，共一百一十一页，2022年，8月28日Transport/OpticalLayerServiceLayer(IP/MPLS)EdgerouterCorerouterOXC0基于动态波长路由的光传送网光传送层与业务层一起实施网络功能，光层上的网络功能包括：通过波长路由实现端到端的光路径建立、保持和拆除；光路径的保护与恢复第七十七页，共一百一十一页，2022年，8月28日1数字包封技术（1）DataAssemblingOpticalTransmissionSectionOpticalMultiplexSectionOpticalChannelIPEncapsulationIP层与光层间加入包封层，实现IPoverWDMOpticaltransportlayerFEC(optional)

payload

header(包含OAM)SDHATMFRIPGbE数字包封的帧结构第七十八页，共一百一十一页，2022年，8月28日每个波长通道包含端到端的OAM,与带外1.51m的监控相比，以适应网络的复杂性，并支持更强的网络管理支持多业务（ATM，IP，SDH，GbE,PDH...）帧结构中，各种业务是透明的，具有开放性支持FEC，提高OSNR，适于更大透明传输范围在网络边缘可以通过线速电子3R再生特性与解决的问题1数字包封技术（2）第七十九页，共一百一十一页，2022年，8月28日2多协议波长交换MPS（1）IP路由器OXC将MPLS的概念引入OXC将OXC看成一个标签交换路由器将波长作为一种标签RouterrecognizethewavelengthonlytochooserouteIP路由器分组的转发（作为边缘路由器，）OXC实现流的交换（作为核心交换机）MPS：完成流的收集，业务分类等QoS功能及光层路径的建立、保持与拆除等功能第八十页，共一百一十一页，2022年，8月28日2多协议波长交换MPS（2）特性与解决的问题充分发挥电子与光子的优点，电子处理复杂的但耗时转发功能，光子处理相对简单且快速的交换功能借用MPLS的业务工程和流汇集等实现QoS功能；通过改进较成熟的标签交换信令[CR-LDP或RSVP-TE]和OSPF和IS-IS等路由协议动态地建立和管理光路径和分布式路由控制第八十一页，共一百一十一页，2022年，8月28日3光交叉互连（OXC）功能：光通道的交叉连接功能和本地上下路功能实现方案：基于空间交换、基于波长交换主要指标：只支持波长通道，还是支持虚波长通道（决定于是否具有波长转换功能）阻塞特性：绝对无阻塞（支持虚波长通道）、可重构无阻塞（通过路由算法来解决）、阻塞链路模块性：不需要改动现有结构，就可增加节点的输入/输出链路波长模块性：不需要改动现有结构，就可增加每条链路中复用的波长数广播发送能力成本第八十二页，共一百一十一页，2022年，8月28日OXC基本结构特点：具有波长模块性，不具备链路模块性只支持波长通道阻塞型加入波长转换器，可支持虚波长通道第八十三页，共一百一十一页，2022年，8月28日特点：（a）具有波长模块性，不具有链路模块性（b）具有链路模块性，不具有波长模块性具有广播发送能力，支持虚波长通道第八十四页，共一百一十一页，2022年，8月28日基于波长交换的OXC--NNAWG第八十五页，共一百一十一页，2022年，8月28日光分组交换网

光标签交换网（OLS）光突发交换（OBS）超高速光时分复用网（OTDMA）第八十六页，共一百一十一页，2022年，8月28日WHYopticalpacket?Inheritfromelectricalpacket,EspeciallyfromATM,IPetc.第八十七页，共一百一十一页，2022年，8月28日光分组交换网络建立光分组网络的必要性传送网络中的光路径建立时间在秒至分钟量级，对于传送突发性高的IP业务效率较低；分组网则可达ms甚至ns级efficiencyinchannel传送网络中的用于路由的波长资源虽在不同区域可重复使用，但总体上来说是稀缺的；分组网通过信头路由，足够满足；utilityofwavelength传送网络中可管理的带宽粒度是一个波长，（达2.5,10甚至40Gb/s），可能太粗，而分组网管理的带宽粒度可调整，可达到最佳；(granularity:packetlengthsuitablefordifferentservices路径的保护与恢复将更加灵活(protectionandrecovery:agility)(Somebodythink?)第八十八页，共一百一十一页，2022年，8月28日网络结构networkstructureXXXXXElectricalSubnetworkOpticalpacketswitchingnetworkGlobalWDMTransportnetworkXEdgeinterfaceopticalpacketswitchingnode第八十九页，共一百一十一页，2022年，8月28日InputinterfaceSwitchingmatrixOutputinterfaceHeaderprocessingandswitchcontrolswitchingbuffering分组网络中的光节点基本结构OpticalnodeNetworkMgmt第九十页，共一百一十一页，2022年，8月28日WhattheopticalpacketisHeaderandPayload第九十一页，共一百一十一页，2022年，8月28日HeaderandPayloadAopticallytransparentpayloadandheaderforelectronicprocessingB

All-opticalprocessing(whichwemainlyconcern)第九十二页，共一百一十一页，2022年，8月28日HeaderFormatIChannel-associatedTDMpayloadheaderfixedlengthwithlowerbitrateheaderguardtimepacketguardtimeRequirementofhigh-speedelectronicprocessing第九十三页，共一百一十一页，2022年，8月28日HeaderFormatIISimpleelectronicprocessingandlowercostDifficultheadererasingandre-writingLargeheaderprocessingdelaycrossstalkHeaderonRFcarrier(SCM)payloadpayloadSCMchannelpayloadSCMheaderImprovedSCMchannels第九十四页，共一百一十一页，2022年，8月28日FormatIIIOnewavelengthforheaderOnewavelengthforpayloadlhlp第九十五页，共一百一十一页，2022年，8月28日More?E-Packet(l1)+O-Packet(l2)第九十六页，共一百一十一页，2022年，8月28日PacketSynchronizationFlagrecognize&electroniccontrolT/2T/2^nStaticdelayStaticdelay:matchingwithelectronicprocessingspeedprecision:T/2^(n+1)第九十七页，共一百一十一页，2022年，8月28日SwitchingMatrixI1234spaceinterconnectionmulti-wavelengthinputwavelength-sharedopticalbuffer1442313221331234第九十八页，共一百一十一页，2022年，8月28日SwitchingMatrixI1-41-416/11-41-4gatespaceswitchdemuxTOWC44WDMpacketswitchwith4wavelengthI/OSpaceforrouting,delaylineforbuffering,TOWCforsharingthebufferwithwavelength第九十九页，共一百一十一页，2022年，8月28日SwitchingMatrixIIWavelengthRouting+WavelengthInterconnectwdmdemuxcombiner第一百页，共一百一十一页，2022年，8月28日SwitchingMatrixIIOneplaneofwavelengthroutingnode12NN+1N+22N12NN+1N+22N12N12NAWGAWGTOWCMUX/DEMUX第一百零一页，共一百一十一页，2022年，8月28日分组光网络的关键技术及现状光分组