通信工程師互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)考試波長路由交換結(jié)構(gòu)

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1、波長路由交換結(jié)構(gòu)
有三種波長路由交換結(jié)構(gòu)，整個(gè)交換結(jié)構(gòu)分為兩個(gè)階段：第一階段光分組送人ODLs解決資源競爭；第二階段，光分組利用波長路由交換結(jié)構(gòu)正確選路至輸出端口。
①輸人緩沖交換結(jié)構(gòu)
輸人、輸出接口為每纖一波，輸出波長隨光分組信號(hào)可變。它包含調(diào)度部分和交換部分，如圖2-19所示。調(diào)度部分由JV個(gè)TWC,兩個(gè)KXK陣列波導(dǎo)光柵（AWG)和JW個(gè)ODLs組成，K是N與M的最大值。AWG是基于波長的光路由器件（任意人口到任意出口）。它們組合提供N個(gè)獨(dú)立波長光分組的光緩存，每個(gè)光分組有M種狀態(tài)。輸人第一個(gè)AWGi口的光分組經(jīng)過特定時(shí)延將會(huì)從第二個(gè)AWG的/口輸出。時(shí)延的長度由進(jìn)人第一個(gè)AWG的光分組的波長決定。特別的，每個(gè)TWC將完成輸人光分組波長轉(zhuǎn)換，光分組在經(jīng)過AWG選路后加入ODLs緩存以獲得適當(dāng)?shù)难舆t。光分組的延遲原則：第一，兩個(gè)光包不能同時(shí)出現(xiàn)在同一交換輸出端口的同一時(shí)隙；第二，兩個(gè)光分組不能在同一時(shí)隙出現(xiàn)在相同的光緩存輸出端。交換部分由AWG和TWC組成，負(fù)責(zé)將所有光分組選路到目的端口。TWC為光分組對(duì)應(yīng)出口分配可用波長。光交換緩存存在一種線頭（head-of-line)阻塞效應(yīng)，是輸人緩沖交換所固有的。當(dāng)輸人i口的光包1和光包1后面的光包2同時(shí)要選路到輸出口1時(shí)，如果光包1必須時(shí)延1個(gè)時(shí)隙，按照第二條延遲原則.即使不從1口輸出，光包2至少要延遲1個(gè)時(shí)隙；若包1延遲多于一個(gè)時(shí)隙,那么只要輸出端口處沒有光包沖突，包2則不需要延遲便可直接輸出。

　?、谳斎司彌_分配網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
這種結(jié)構(gòu)被KEOPS項(xiàng)目所采用，如圖2-20所示，人、出仍然是一纖一波，輸出波長隨光包可變。交換結(jié)構(gòu)分兩級(jí)，競爭解決級(jí)和交換分組級(jí)。第一級(jí)的TWC決定光分組應(yīng)該發(fā)送到哪一個(gè)ODL中.每個(gè)解復(fù)用輸出口均與ODL相連。第二級(jí)用于交換光數(shù)據(jù)包到正確輸出端口，ODL通過第二級(jí)的解復(fù)用器連到輸出端U。TWC決定光分組發(fā)送到哪一個(gè)輸出端口。從邏輯上講,第一級(jí)又可分為兩部分:分配和輸人緩存。分配部分把光分組從同-輸人口分配至不同的輸人緩存器。去掉分配部分，網(wǎng)絡(luò)就是圖2-20的輸人緩存網(wǎng)絡(luò)。分配網(wǎng)絡(luò)克服了線頭阻塞的問題?輸人緩存網(wǎng)絡(luò)中的光包1和光包2在這種結(jié)構(gòu)下可以選路到不同的ODL組中，所以無論光包1延遲多少個(gè)時(shí)隙，對(duì)光包2的延遲沒有任何影響。時(shí)隙t到達(dá)的光分組選路到d時(shí)隙的ODL受限于下面三個(gè)條件：第一，在f+d時(shí)隙，沒有其他光分組在同一輸出端口輸出；第二，交換分組級(jí)在時(shí)隙t+d沒有其他光分組到達(dá)同一個(gè)TWC,第三，時(shí)，沒有輸人、輸出端口相同的光分組出現(xiàn)。光分組應(yīng)該選擇滿足這個(gè)條件的最小時(shí)延ODL進(jìn)行光緩存。輸人緩沖分配網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)在WDM的M條光纖鏈路、各纖N個(gè)波長情況下,可以擴(kuò)展至N個(gè)平面,外加M個(gè)復(fù)用/解復(fù)用器分別連接輸入、輸出光纖，每個(gè)平面是一個(gè)NXN標(biāo)準(zhǔn)波長路由交換。然而WDM交換出纖承載多個(gè)波長，控制部分必須保證復(fù)用器中沒有波長沖突。

　?、踂APSNET交換結(jié)構(gòu)
英國EPSRC計(jì)劃的WAPSNET項(xiàng)目建議的交換結(jié)構(gòu)如圖2-19所示。交換結(jié)構(gòu)中包括2NX2N的AWG,N組ODLs和4JV個(gè)TWC,交換結(jié)構(gòu)分兩部分：首先光分組選路至ODLs解決爭用，然后進(jìn)人相應(yīng)的輸出端口。結(jié)構(gòu)中的2NX2NAWG和N組ODLs把這兩個(gè)部分緊密結(jié)合在一起。輸人側(cè)的2N個(gè)用來選擇AWG輸出。

輸出端口前N個(gè)TWC用來為再循環(huán)的光分組選擇正確的光纖延遲線（ODLs）,后N個(gè)TWC轉(zhuǎn)換光分組到輸出接口需要的波長上，而且交換矩陣內(nèi)部的可用波長多于輸人、輸出的波長數(shù)。WASPNET結(jié)構(gòu)的控制策略是基于FIFCKFirstInFirstOut)算法的，并保證只有一個(gè)光包通過復(fù)用/解復(fù)用和光纖延遲線輸出，F(xiàn)IFO策略確保光連接上的光包有序交換，這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是支持光分組傳送的優(yōu)先級(jí)，保證高優(yōu)先級(jí)別光分組的優(yōu)先傳輸交換。它用于WDM時(shí),需增加復(fù)用/解復(fù)用器，多平面波長輸人、輸出矩陣。每纖1個(gè)波長的N條輸人、輸出光纖，需要n個(gè)平面，每個(gè)平面對(duì)應(yīng)N條光纖中的一個(gè)波長。比如每條輸人光纖的波長均被解復(fù)用到第1個(gè)平面，即同…輸人平面具有相同的波長?？梢允褂肧CWP解決競爭，每一個(gè)平面上允許動(dòng)態(tài)波長分配方案，但輸出波長可以互不相同。在一個(gè)時(shí)隙內(nèi)，多個(gè)光分組不僅可以從WDM交換結(jié)構(gòu)的同一端口輸出，也可以從一個(gè)平面的同一端口輸出。NXNAWG插人到2NX2NAWG右邊的從N+1到2N端口的N個(gè)TWCs與輸出平面接口之間。N個(gè)TWCs具備更多功能，不僅為輸出端口分配可用波長，同時(shí)決定光分組的最終路由，控制單元保證復(fù)用器無波長沖突。

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