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光通信网络中的分组交换技术与优化分组交换技术在光通信网络中的应用与优化光通信网络已成为现代通信领域的重要组成部分，它提供了高容量、高速率、低延迟等优势。
在光通信网络中，分组交换技术扮演着至关重要的角色，它能够有效地实现数据的传输和交换。
本文将探讨光通信网络中的分组交换技术及其优化方法。
一、光通信网络中的分组交换技术分组交换是一种通信方式，将数据划分为一定大小的数据包或分组，并通过网络进行传输。
在光通信网络中，分组交换技术被广泛应用，主要有以下几种技术。
1. 光交换机技术光交换机是光通信网络中的核心设备，它可以实现光分组的交换和路由。
光交换机能够根据分组中的目的地址信息实现分组的转发和路由选择，并能够实现光信号的交换和光路的连接。
光交换机技术的发展，为光通信网络提供了高速率和大容量的传输能力。
2. 光包交换技术光包交换是一种基于光纤的分组交换技术，它将光信号划分为一定大小的光包，并通过光交换机进行转发和交换。
光包交换技术能够提供低延迟和高容量的数据传输能力，并能够适应多种传输协议和应用。
3. 光域网技术光域网是一种基于光通信的局域网技术，它采用光交换机和光路复用等技术，实现分组交换和光路的复用。
光域网技术能够提供高带宽、高速率和低延迟的通信服务，并具有良好的可靠性和可扩展性。
二、光通信网络中分组交换技术的优化为了进一步提高光通信网络中的分组交换性能，需要采用一些优化方法。
以下是一些常用的优化方法。
1. 路由优化光通信网络中的路由选择对分组交换性能有重要影响。
通过合理选择路径和路由算法，可以降低延迟、提高吞吐量，并实现网络负载均衡。
路由优化可以根据网络拓扑、链路状态和流量状况进行动态调整，以提高网络性能。
2. 链路调度优化光通信网络中的链路调度也是提高分组交换性能的关键因素之一。
通过合理调度链路的使用，可以避免拥塞和冲突，并提高数据传输的效率和可靠性。
链路调度优化方法包括最短路径算法、拥塞控制和带宽分配等，能够提高网络的吞吐量和响应时间。
核心网中的光分组交换雷震洲（信息产业部电信研究院北京１ｏ００８５）摘要光分组交换（ＯＰｓ）是光交换技术的长远发艘目标，其研究１．作在上世纪９０年代取得ｒ很大进步。
本文主要介绍０Ｐｓ的一些基本概念和相关使能技术的进展情况，最后对ＯＰｓ的前景做一些分析。
关键词光分组变换核心网－ｒＮ９ｊ８雷震洲教授级高工，鐾任信息产业部电信科技情报研究所所长，现任信息产业部电信研究院总工程师。
曾获部级科技进步奖多次，出版过４本译薯和４本专著，在国内外发表过２００多篇论文。
１９９１年获政府特殊津贴。
现任中国人民政治协商会议北京市委员会委员、中国通信学会会士、全国科学技术名词审定委员会委员、中国互联网协会互联网政策与资源工作委员会副主任委员、信息产业部无线电频率规划专家咨询委员会副主任、北京科技情报学会常务理事、美国ｌＥＥＥ高级会员。
目前的光交换都是交换颗粒较大的波长交换。
有人认为，光交换的长远发展方向应该是光分组交换（ＯＰｓ），但这是一个有争议的曲Ｊ题。
笔者最近阅读了一些有关材料，现根据自己的理解，撰写如下，主要介绍ＯＰｓ的一些基本概念和相关使能技术的进展情况，最后对０Ｐｓ的前景做一些分析。
１为什么提出光分组变换自！Ｏ世纪９０年代初以来，互联网业务一直存迅猛增长。
为了处理剧增的分组业务，路由器厂商提供的ＩＰ核心路由器规模越来越大、速度越来越快，它们都基于光接口和电交换矩阵。
可以想象，未来ＩＰ层将主要工作在由ｗＤＭ和光交叉连接组成的电路交换光层的上面。
现在，电ＩＰ路由器的扩展性及其对光层Ｊ：ｗＤＭ传输能力不断提高的适应性越来越引起关注。
估计布令后几年内，路由器的能力将难以在太比特（Ｔｂｉｔ以）范围跟匕ｗＤＭ的发展速度。
近两年来，在光空分交换技术方面取得了明显的进步。
其中的核心部件——光交换矩阵从一两个端口的最小规模做到了几千个端口。
在开发过程中，涌现了一些新技术，如光微电子机械系统（ＭＥＭＳ）和喷泡（ｂＬｌ＿Ｄ＿ｂｌｅｊｅｔ）技术等。
浅析下一代网络的SPN光传送网承载技术
SPN光传送网是下一代光传送网的一种技术，它是基于光分组交换的全光网络架构。
SPN光传送网通过使用WDM技术将光信号在不同波长上进行传输，实现了高速、高容量、
低延迟的承载。
此外，SPN光传送网还具备了灵活可扩展、高可靠性、低能耗等优点。
SPN光传送网的承载技术主要包括分组交换技术、制导交换技术和光存储转发技术。
其中，分组交换技术是SPN光传送网的核心技术之一，它能够将数据分段成为不同的数据包，按照一定的顺序进行路由转发，实现数据传输。
这种技术克服了电路交换网络存在的
固定带宽问题，实现了数据包级别的动态带宽分配。
同时，SPN光传送网中的分组交换技
术还具备了无阻塞的优点，可以实现多路并发的数据传输，提高了网络的传输效率。
制导交换技术是SPN光传送网中的一种新型传输技术，它引入了制导包的概念，在传
输数据包的同时插入制导包，并根据制导包的路径信息进行数据包的转发。
这种技术可以
有效解决数据包乱序和丢失的问题，提高了网络的性能。
此外，制导交换技术还能够支持
多路径转发，提高了网络的容错性，保证了数据的可靠传输。
光存储转发技术是SPN光传送网的另一种关键技术，它通过将数据存储在光存储器中，实现光包的缓存。
这种技术可以降低网络的传输时延，提高数据的传输效率。
此外，光存
储转发技术还具有高效利用网络带宽和提高网络性能的优点。
光分组交换光分组交换(Optical packet switching)是在光通信中采用分组交换方式进行通信的一种技术。
概念光分组交换(OPS)概念与电的分组交换类似。
每个光分组由一个光分组头和一个光分组净荷组成，光分组头中包含源地址、宿地址、生存时间与寿命(TTL)等信息。
OPS与电的IP 路由类似，采用逐跳寻址转发的方式。
所以光分组交换机又称为光IP路由器。
OPs由于动态共享、统计复用带宽资源，因而可提高网络带宽资源利用率，并使网络具有很好的灵活性。
由于可采用高速净荷、低速分组头，从而可解决电IP路由器的电子"瓶颈"问题。
基本原理从交换技术的发展历史看，数据交换经历了电路交换、报文交换、分组交换和综合业务数字交换的发展过程。
分组交换实质上是在"存储-转发"基础上发展起来的。
它兼有电路交换和报文交换的优点。
分组交换在线路上采用动态复用技术传送按一定长度分割为许多小段的数据-分组。
每个分组标识后，在一条物理线路上采用动态复用的技术，同时传送多个数据分组。
把来自用户发端的数据暂存在交换机的存储器内，接着在网内转发。
到达接收端，再去掉分组头将各数据字段按顺序重新装配成完整的报文。
分组交换比电路交换的电路利用率高，比报文交换的传输时延小，交互性好。
光分组交换(ops)技术，它以光分组作为最小的交换颗粒，数据包的格式为固定长度的光分组头、净荷和保护时间三部分。
在交换系统的输入接口完成光分组读取和同步功能，同时用光纤分束器将一小部分光功率分出送入控制单元，用于完成如光分组头识别、恢复和净荷定位等功能。
光交换矩阵为经过同步的光分组选择路由，并解决输出端口竞争。
最后输出接口通过输出同步和再生模块，降低光分组的相位抖动，同时完成光分组头的重写和光分组再生。
特点光分组交换技术独秀之处在于:大容量、数据率和格式的透明性、可配置性等特点，支持未来不同类型数据;能提供端到端的光通道或者无连接的传输;带宽利用效率高，能提供各种服务，满足客户的需求。
光分组交换系统核心节点的设计
进入信息时代的新世纪,互联网应用发展迅速,各种基于IP技术的新型网络服务和应用的极速增加使通过骨干网络的流量呈指数型的增长,对通信网络的性能提出了更高的要求。
光分组交换属于分组级的光交换技术,能以分组的粒度快速分配光信道,同时支持ATM和IP接入技术,有很大的应用前景。
本文首先简要介绍了全光分组交换的网络参考模型和基本功能,并对网络中心节点的系统结构及其主要功能模块进行说明,然后主要讨论了光分组串行编码、光分组并行编码和光分组的带外信令编码等三种目前主要研究的光分组编码技术。
重点分析讨论了一种新型的载波抑制光分组编码方法,并设计出一种基于载波抑制调制原理的光电混合型核心节点结构,主要包括光域数据传输层和电域控制层。
利用OptiSystem对光分组信号在核心节点内的传输与变换进行了仿真,同
时还搭建实验平台实现10Gb/s净荷信号和1.25Gb/s标签信号的核心节点光域数据传输系统,并对标签和净荷的传输性能进行了研究。
然后介绍了电域控制层的硬件设计方案,对硬件设计中的主要模块进行了介绍,最后搭建实验系统测试电
域控制层的功能实现。
由光域仿真和实验结果可以得到:在1.25Gb/s的标签调制速率和10Gb/s的净荷调制速率下,基于载波抑制调制的光分组信号质量很好,传输距离超过60 km 时,依然能保持低于10-10的误码率;在误码率10-10为标准条件下,标签和净荷传输40km距离的功率损失分别为1dBm和2dBm。
电域控制层测试结果表明:使用SFP光模块、FPGA主控板和光开关驱动板实现电控光交换是可行的,净荷信号可以根据光标签信号中的路由信息在光开关中完成光交换。
第二讲光网络结构体系及分类光网络是一种基于光传输技术的通信网络体系，它利用光信号作为信息的传输媒介，具有高带宽、长距离传输、低功耗等优点，被广泛应用在现代通信领域。
光网络结构体系和分类是指在光网络中，根据不同的架构和应用需求进行分类和组织的方式。
下面将从光网络结构体系和分类两个方面进行阐述。
一、光网络结构体系光网络结构体系通常包括三个层次：光核心网、光接入网和光用户网络。
1.光核心网层：光核心网是光网络的中枢部分，承载着大量的数据传输任务。
它利用光传输技术将数据在不同节点之间进行转发和交换，实现大规模网络的连接和通信。
光核心网通常采用光分组交换技术，将光信号分成一组一组的数据包进行传输，这样可以提高网络的带宽利用率和传输效率。
2.光接入网层：光接入网是将光信号传输到用户终端的网络环节。
它连接光核心网和光用户网络，是光网络和用户之间的桥梁。
光接入网有多种技术架构，包括光纤到户（FTTH）、光纤到楼（FTTB）和光纤到街（FTTC）等。
光接入网可以满足用户对高带宽、高速率传输的需求，实现用户之间的互联互通。
3.光用户网络层：光用户网络是指用户终端设备之间通过光网络进行通信和数据传输的网络层次。
它包括各种终端设备，如个人电脑、手机、智能家居设备等。
光用户网络可以通过光接入网连接到光核心网，实现与其他用户和网络资源的连接和通信。
二、光网络分类根据应用需求和网络规模的不同，光网络可以分为长途光网络和短距离光网络两种分类。
1.长途光网络：长途光网络主要用于实现大范围的传输，通常跨越数百甚至上千公里的距离，用于连接不同城市、国家或洲际之间的通信。
长途光网络通常采用的是光纤传输技术，利用光纤的低损耗和高带宽特性，实现对大量数据的高速传输。
长途光网络通常具有多个节点和交换中心，采用光分组交换技术和多路复用技术，具有高速率、大容量和灵活性的特点。
2.短距离光网络：短距离光网络主要用于局域网（LAN）和数据中心等小范围的通信需求。
全光网络中的全光分组交换技术张正线关键词:光纤网络,全光分组交换,半导体光放大器,光纤延迟线,波长转换摘要 本文介绍了全光分组交换网的结构,对全光分组交换的关键技术进行了描述与分析。
一、前言全光网络(全光通信网络)是指光信息流在网络中的传输及交换时始终以光的形式存在,而不需要经过光/电、电/光变换。
也就是说,信息从源节点到目的节点的传输过程中始终在光域内。
由于全光网络中的信号传输全部在光域内进行,因此,全光网络具有对信号的透明性。
目前基于波分复用(WDM)或密集波分复用(DWDM)的全光系统已有商用[1]。
近年来,IP业务的爆炸式增长已成为全世界注目的焦点,其业务增长速度比语声快10倍,不久,发达国家的网络业务量将以数据为主,传统的网络无论从业务量设计、容量、组网方式,还是从交换方式上来讲都已无法适应这一新的发展趋势,开发新一代的可持续发展的网络已成为网络界的共同心愿。
光传送网具有巨大的传输容量,能以最经济的成本灵活可靠地支持一切已有和将有的业务和信号。
而全光分组交换技术可以使用户共享这种传输资源。
欧洲的RACE ATMOS(ATM optical switch ing)计划[2]和欧盟的AC TS KEOPS(KEYS to Optical Racket Switching)计划[3]在这方面做了大量的研究与开发。
本文以KEOPS模式介绍全光分组交换的概念与技术。
二、全光分组交换网的结构全光分组交换网的分层结构如图1所示。
在电交换层与光传输层之间增加了光分组交换层。
图2是其应用的一个网络拓扑结构,节点之间的距离可以从几十公里到几百公里。
在网的边界处需要专门的光电接口,用以处理电层至光层的转换。
图1全光分组交换网的分层结构KE OPS采用的分组形式见图3。
一个分组时隙为1.646 s。
包括分组头和净载荷两部分,在净载荷两边有保护带,分组中还含有同步信息。
分组头采用低固定比特率编码,如622Mb/s,便于电处理,而净载荷段长度固定,不论其内容如何,数据比特数取决于用户使用的速率,可以从几百Mb/s到10Gb/s,遍于升级。
光交换阵列光开关-回复光交换阵列（optical cross-connect）和光开关（optical switch）是光纤通信网络中的重要元件，用于实现光信号的交换和切换。
本文将逐步介绍光交换阵列和光开关的原理、应用以及未来发展趋势。
光交换阵列是一种具有多输入多输出的光学设备，它能够根据需求将输入光信号切换到指定的输出端口，实现光信号的交换。
光交换阵列通常由多个单导模光开关组成，每个光开关能够独立控制一对输入和输出光纤之间的连接关系。
光交换阵列的原理基于光学开关技术。
光学开关是一种能够控制光的传输路径的装置，它可以在不影响光信号质量的情况下改变光的传输路径。
光学开关通常由光学材料和电子控制系统组成。
当电子控制系统施加适当的电压或电流时，光学材料中的折射率会发生改变，从而影响光的传输路径。
光交换阵列的应用非常广泛。
它可以用于光通信网络中的光分配和光传输管理，可以实现光纤网络的快速建立、重构和扩容。
光交换阵列还可以用于光传感器网络中的信号调度和数据处理，可以实现灵活的光信号采集和处理。
此外，光交换阵列还可以用于分布式计算系统、光电子计算机等领域，以提高数据传输速度和处理能力。
光开关是一种能够将光信号从一个输入端口切换到多个输出端口的装置。
光开关通常由光纤和光学开关组成，其中光学开关用于控制光的传输路径，而光纤用于传输光信号。
光开关能够实现多输入多输出的光信号切换，可以提高光纤通信网络的灵活性和可扩展性。
光开关的原理与光交换阵列类似，都基于光学开关技术。
光开关通常由光学材料和电子控制系统组成。
当电子控制系统施加适当的电压或电流时，光学材料中的折射率会发生改变，从而改变光的传输路径。
光开关的输出端口通常由微镜或微透镜组成，用于控制光的传输方向。
光开关的应用十分广泛。
它可以用于光通信网络中的光路由和光交换，可以实现光信号的灵活路由和切换。
光开关还可以用于光传感器网络中的光信号集成和处理，可以实现高效的光信号采集和处理。
什么是光突发交换技术目前光网络中的交换技术主要有三种：光路交换OCS(Optical Circuit Switching),光分组交换OPS(Optical Packet Switching),光突发交换OBS(Optical Burst Switching).三种光路交换技术目前光网络中的交换技术主要有三种：光路交换OCS(Optical Circuit Switching),光分组交换OPS(Optical Packet Switching),光突发交换OBS(Optical Burst Switching).其中研究得最多最成熟的是光路交换OCS,网络需要为每一个连接请求建立从源端到目的地端的光路(每一个链路上均需要分配一个专业波长)。
交换过程共分三个阶段：①链路建立阶段是双向的带宽申请过程，需要经过请求与应答确认两个处理过程。
②链路保持阶段，链路始终被通信双方占用，不允许其他通信方共享该链路。
③链路拆除阶段，任意一方首先发出断开信号，另一方收到断开信号后进行确认，资源就被真正释放。
从长远来看，全光的分组交换OPS是光交换的发展方向。
OPS是一种不面向连接的交换方式，采用单向预约机制，在进行数据传输前不需要建立路由。
分配资源。
分组净荷紧跟分组头在相同光路中传输，网络节点需要缓存净荷，等待带分组目的地的分组头的处理，以确定路由。
相比OCS,OPS有着很高的资源利用率，和很强的适应突发数据的能力。
但是也存在着两个近期内难以克服的障碍：一是光缓存器技术还不成熟；二是在OPS交换节点处，多个输入分组的精确同步难以实现。
因此光分组交换难于在短时间内实现。
1997年，由ChunmingQiao和J.S Tunnor分别提出的一种新的光交换技术——光突发交换OBS,作为由电路交换到分组交换技术的过渡技术。
OBS结合了电路交换和分组交换两者的优点且克服了两者的部分缺点，已引起了越来越多人的注.什么叫突发？光突发交换中的“突发”可以看成是由一些较小的具有相同出口边缘节点地址和相同QoS 要求的数据分组组成的超长数据分组，这些数据分组可以来自于传统IP网中的IP包。
光交换机中的分组交换与电路交换技术研究随着通信技术的不断发展，光交换机在光通信领域扮演着重要的角色。
光交换机作为一种数据交换设备，它采用光电转换技术将来自不同输入端口的数据进行交换，并将其传输到相应的输出端口。
其中，分组交换与电路交换是光交换机中两种常见的交换技术，本文将对其进行详细研究与比较。
首先，我们来了解分组交换技术。
分组交换是一种将数据分割成较小的数据包进行传输的技术。
光交换机通过将输入数据包划分为固定大小的数据分组，并根据目标地址进行路由转发。
这种技术的优点是能够实现对带宽的动态分配，提高网络资源的利用率。
此外，分组交换还可以根据网络状况实时进行拥塞控制，确保数据传输的稳定性和可靠性。
然而，分组交换的缺点是由于数据包需要进行路由转发，因此在交换机内部需要维护转发表，增加了交换机的处理负载；同时，在传输过程中，由于数据包的到达时间和先后顺序不同，会引入一定的时延和延迟抖动。
而电路交换技术则是将通信路径在通话建立前进行预先分配。
在光交换机中，这意味着当通信会话开始时，一条从源端口到目标端口的光通道将被建立。
对于整个通话期间，该通道将一直保持打开状态，以保证数据的无差错传输。
与分组交换相比，电路交换的优点是可以确保实时应用的低延迟和高可靠性，适用于对延迟要求较高的应用场景，如语音和视频通信。
然而，电路交换技术的缺点是固定的通信路径在通话期间将被独占，即使在通话中实际上没有数据传输。
这将导致资源浪费，尤其是在网络负载较高的情况下。
在实际应用中，分组交换和电路交换可以根据具体的需求进行灵活选择。
对于带宽需求较为波动的应用，如互联网访问，分组交换技术能够更好地满足需求。
而对于实时应用，如实时视频通信，电路交换技术则更具优势。
此外，还可以结合两种技术的优点，采用混合交换技术，以在不同的场景下获得更好的性能。
在光交换机中，分组交换和电路交换技术的研究和发展也得到了不断的推进。
例如，在分组交换方面，随着光交换机的发展，新的调度算法和路由策略被提出，以提高网络的吞吐量和减小时延。
移动通信核心网基础知识培训一、引言移动通信网络是现代通信技术的重要组成部分，为全球数十亿用户提供无线通信服务。
核心网作为移动通信网络的关键部分，负责处理用户通信请求、数据传输、信令控制等功能。
为了帮助大家更好地了解移动通信核心网的基本知识，我们特此举办此次培训。
本培训将从移动通信核心网的概述、架构、关键技术、发展趋势等方面进行详细讲解，旨在提高大家对移动通信核心网的认知水平，为我国移动通信事业的发展贡献力量。
二、移动通信核心网概述1.定义与作用移动通信核心网（MobileCoreNetwork）是指移动通信网络中负责处理用户通信请求、数据传输、信令控制等关键功能的部分。
核心网是移动通信网络的大脑和心脏，负责将用户数据从发送端传输到接收端，并确保通信过程的安全、稳定、高效。
2.发展历程移动通信核心网的发展历程可以分为几个阶段：第一代移动通信网络（1G）采用模拟通信技术，核心网主要实现语音通信功能；第二代移动通信网络（2G）采用数字通信技术，核心网开始支持数据业务；第三代移动通信网络（3G）引入了分组交换技术，核心网支持更高速的数据传输；第四代移动通信网络（4G）采用全IP架构，核心网实现高速、高效的数据传输；第五代移动通信网络（5G）进一步优化核心网架构，支持更高速度、更低时延的通信需求。
三、移动通信核心网架构1.总体架构（1）接入网：负责将用户设备接入移动通信网络，包括基站、控制器等设备。
（2）传输网：负责将接入网与核心网之间的数据进行传输，包括光纤、微波等传输设备。
（3）核心网：负责处理用户通信请求、数据传输、信令控制等功能，包括移动交换中心（MSC）、服务网关（SGSN）、分组数据网关（GGSN）等设备。
（4）支撑系统：为核心网提供运营、维护、管理等功能，包括业务支撑系统（BSS）、运营支撑系统（OSS）等。
2.主要设备与功能（1）移动交换中心（MSC）：负责处理语音通信、短信业务、信令控制等功能。
光分组交换节点技术摘要：文章首先介绍了光分组交换网络的分类和光分组交换节点的基本结构，接着详细讨论了全光分组交换节点设计和实现中的关键问题：交换结构的设计、光存储的实现以及分组拥塞问题的解决方案。
关键词：光分组交换；交换结构；光存储器；拥塞ABSTRACT:The classification of optical packet switching networks and the architecture of optical packet switching nodes are briefly introduced, and then some key problems related to the design and implementation of all-optical packet switching nodes, such as the design of switching architecture, implementation of optical storage and packet congestion, are discussed in detail.KEY WORDS:Optical packet switching; Switching architecture; Optical storage; Congestion时至今日，光纤通信技术已经取得了长足的进步，但是光纤通信的潜能没有被全部开发出来，因为网络节点所使用的电域分组交换形成了一个数据流的“瓶颈”，因此只有使用光分组交换来提供高的交换速度，才能充分有效地利用光纤带宽。
光分组交换网络的发展有十几年的历史，世界上很多国家已作了这方面的研究：如欧洲的ATMOS(ATM Optical Switching)项目和KEOPS(Keys to Optical Packet Switching)项目，美国的POND(Packet-switched Optical Networking Demonstration)项目和CORD项目，英国WASPNET(Wavelength Switch Optical Packet Network)项目以及日本NTT光网络实验室项目等。
核心网中的光分组交换雷震洲（信息产业部电信研究院北京１ｏ００８５）摘要光分组交换（ＯＰｓ）是光交换技术的长远发艘目标，其研究１．作在上世纪９０年代取得ｒ很大进步。
本文主要介绍０Ｐｓ的一些基本概念和相关使能技术的进展情况，最后对ＯＰｓ的前景做一些分析。
关键词光分组变换核心网－ｒＮ９ｊ８雷震洲教授级高工，鐾任信息产业部电信科技情报研究所所长，现任信息产业部电信研究院总工程师。
曾获部级科技进步奖多次，出版过４本译薯和４本专著，在国内外发表过２００多篇论文。
１９９１年获政府特殊津贴。
现任中国人民政治协商会议北京市委员会委员、中国通信学会会士、全国科学技术名词审定委员会委员、中国互联网协会互联网政策与资源工作委员会副主任委员、信息产业部无线电频率规划专家咨询委员会副主任、北京科技情报学会常务理事、美国ｌＥＥＥ高级会员。
目前的光交换都是交换颗粒较大的波长交换。
有人认为，光交换的长远发展方向应该是光分组交换（ＯＰｓ），但这是一个有争议的曲Ｊ题。
笔者最近阅读了一些有关材料，现根据自己的理解，撰写如下，主要介绍ＯＰｓ的一些基本概念和相关使能技术的进展情况，最后对０Ｐｓ的前景做一些分析。
１为什么提出光分组变换自！Ｏ世纪９０年代初以来，互联网业务一直存迅猛增长。
为了处理剧增的分组业务，路由器厂商提供的ＩＰ核心路由器规模越来越大、速度越来越快，它们都基于光接口和电交换矩阵。
可以想象，未来ＩＰ层将主要工作在由ｗＤＭ和光交叉连接组成的电路交换光层的上面。
现在，电ＩＰ路由器的扩展性及其对光层Ｊ：ｗＤＭ传输能力不断提高的适应性越来越引起关注。
估计布令后几年内，路由器的能力将难以在太比特（Ｔｂｉｔ以）范围跟匕ｗＤＭ的发展速度。
近两年来，在光空分交换技术方面取得了明显的进步。
其中的核心部件——光交换矩阵从一两个端口的最小规模做到了几千个端口。
在开发过程中，涌现了一些新技术，如光微电子机械系统（ＭＥＭＳ）和喷泡（ｂＬｌ＿Ｄ＿ｂｌｅｊｅｔ）技术等。
基于这些技术并具有一定规模和特点的光交叉连接（０ｘｃ）和光插分复用（ＯＡＤＭ）已经上市，今后几年将主导核心网。
进一步的发展将形成一个基ｆ电路交换（即波长交换）的智能光层．它们用作一服务器层，为诸如ＡＴＭ、ｓＤＨ和ＩＰ等客户层服务。
因此，在近期和中期内，核心网的扩增部分估计将主要基于两层，即ＩＰ层和光层。
在不久的将来，光层将提供大量波长。
也许有人会说，带宽效率已经不是问题，没有必要再在提高单波长利用率方面下功夫。
但是，经济性始终要求我们尽可能有效地使用网络资源。
基于电路交换的Ｏｘｃ对ＩＰ业务不是带宽效率最高的。
在ｏＰｓ中．分组是在光域Ｅ直接进行交换的，通过ＯＰｓ节点／路由器把分组从任一输人端口交换到ｆｔ—输ｆＩ；端ｌＪ。
采用ＯＰｓ就能避开电交换的瓶颈干¨提供能与ｗＤＭ传输能力相眄配的光交换能力。
这就是今天把ＯＰｓ褪作适应网络长远发展的一种候选技术的原因。
现任，对ＯＰＳ的研究Ｕ益受到关注。
当然，真ＴＦ实用的０ＰＳ：＾ｊ耍许多成熟的相关器件和系统技术求支持，ｎ酊它们大多数尚处存实验窒研究阶段。
ＯＰｓ的交换过程有两种方式：固定分组长度的同步方式（时隙型）和－４变分组长度的异步方式（非时隙犁）。
迄今，人多数研究】．作集中在固定长度ＯＰｓ上。
２一个ＯＰＳ节点的组成图ｌ是描述一个ＯＰｓ核心节点的通用功能框图。
它包括复用器／去复用器、输入接几、交换矩阵、输出接广｜和控制单元。
每一部分的功能随采用同步交换还是异步交换而异。
这里主要考虑目前研究较多的同步交换。
输人接丌完成以下功能：（１）埘输人数字信号进行３Ｒ再生，以便在后面的处理和交换之前恢复信号质量；（２）漂移和抖动的提取；（３）分组描述（ｄｅｌｉｎｅａｔｉｏｎ），以识别每一分组的头尾以及报头与净负倚ｔ（４）分组同步，使它们与交换的时隙对准；（５）把报头分开，并转发给控制单元，好做处理；（６）把分组的外部波长（ｗＤＭ传输波长）变换为在交换矩阵中使用的内部波长。
控制单元处理报头信息和发布所有指令，对交换矩阵进行配置。
为了执行此功能，它要询问保存在每一。
节点的转发表。
这些表则要借助网管系统（ＮＭｓ）币断予以更新。
控制单元还要完成报头更新和向输出接口转发新报头的Ｉ：作。
新报头将识别分组路径中的下一节点。
口前，控制功能是用电子电路来完成的。
交换矩阵根据控制单元的指令来完成净负荷的交换操作。
输出接口的功能包括：（１）３Ｒ再叶二，以便在由于交换矩阵中元件不完善和串话引起失真之后重新恢复信号质量，（２）把新报头附加在相关的净负荷上，（３）分组描述和再同步；（４）把内部波长变换为外部波长；（５）输出功率均衡（因为信号功率电平随不同路径和交换矩阵插入损牦而变）。
＿８．图１一个通用ｏＰｓ核心节点的结构Ｈ２示出通用的光分组格式，说明它是如何放在交换时隙中的。
保护带用来对付定时的不定性。
净负荷是用户数据，占有分组比度的大部分。
报大长短是一个最优化问题，因为它一方面要服务于所需的那么多控制功能，另一方面它是一种开销，一定不能太长。
报头由如下儿个宁段组成：（１）描述和同步比特；（２）识别入口边缘节点地址的源标记；（３）识别出口边缘节点地址的日的地标记；（４）识别业务性质和优先权的分组犁字段；（５）如果发生分组不按序到达的情况，ｉｄ录数据用的分组序列号，（６）运行管理维护（ＯＡＭ）字段；（７）报头纠错字段。
图２在同步ＯＰｓ网中的分组格式在控制路径或数据路径中可能发生争用的情况。
在控制单元中的争用特别重要，因为它可能导致报火丢失或时延过大使净负荷跑到报头前面。
不管是哪种情况，都必须放弃净负荷。
不过，由于控制功能是南电子电路完成的，有许多现存的技术可用于解决争用问题。
电缓存器即是可用的技术之一，但缓存器大小必须合适，管理必须有效。
当处在两个不同输入端几的两个不同分组要同时被送往同一输出端口时，就会在数据路径中发生争用。
任内部交换路径或网络路径中也可能发生若干分组的争川。
Ｍ存提Ｈ｛ｒ３种解决争用问题方案。
它们是使用光纤延迟线（ＦＤＬ）的虚拟光缓存、渡长变换和偏转选踏。
上述３种技术也可组弁使Ｉ｝｜，使系统设计和性能最优。
偏转选路是把争用的儿个分组偏转到若干迂同路由上去。
优先仪低的分组选离目的地较长的路径，优先权高的分组Ｊ互之。
这一方法有两个主要缺点。
一个是被偏转的分组ｎｆ能造成州络拥塞，尤其在高收务负荷时。
另－个是让分组不按序列到达它”Ｊ的曰的地，报头必须载有序列信息。
另外两种争用解决方案下面另有ｌ寸论。
３ＯＰＳ使能技术的研究现状３Ｒ再生：光信号对衰耗、噪声、色散、串ｉ舌、抖动和非线性效成造成的损伤是十分敏感的。
由于传输距离、每光纤波长数、每波长比特率的提高，传输损伤变得更加严重，导致明显的幅度下降、脉冲形状畸变和定时漂移。
为了在网络中连续传输和交换，通常要求恢复原信号形状和清除所有损伤。
这一过程就叫３Ｒ再生。
光放大ｊＬ放大信号幅度，并不纠正畸变的脉冲形状。
色散补偿叮以弥补因色散造成的脉冲宽度展开，从而减小脉冲成形问题。
再定时则通过时钟提取和同步来完成。
对同步网需分组级同步，对异步网需比特级同步。
为了对信号进行再定时，必须让再生器知道数据速率和格式，再生器必须能够按比特率灵活操作。
用得最多的３Ｒ再生技术涉及光电（０／Ｅ）转换．再生是在电域进行的。
全光３Ｒ再生是简化ＯＰｓ的一个重要使能技术。
有些再生操作，如再定时迄今难以在光域上进行。
因此，全光３Ｒ再生目前仅限于实验。
图３是垒光３Ｒ再生器的一个简化框图。
它主要由放大器、时钟恢复系统和阈值检测单元组成。
先把时钟从被放大的信号中提取出来，然后再与信号混合，产生时间重对脉冲（Ｌｉｍｅ—ｒｅａｌｉｇｎｅｄｐｕｌＳｅｓ），在闽值检测单元的输出端形成再生信号。
迄今大多数垒光３Ｒ再生器都是在基于半导体光放大器（ｓＯＡ）的Ｍａｃｈ—Ｚｅｈｎｄｅｒ干涉仪（ＭｚＩ）的基础ｊ．开展研究的。
固３全光孙再生器的功能框圉分组描述和Ｉ—Ｊ步：到达ＯＰＳ节点的分组求自小同源头，它们通过辑种光纤路径和不同波长。
困温度变化、色散和路径不Ｉ—Ｊ，它们必然有不『爿的传播时廷。
存光纤跨度较长叶，温度变化的影响相对较小。
因光纤巾群速度色散（（；Ｖ【））引起的时延变化町以用色散补偿技术来补偿。
但是因光纤路径变化造成的变化可能较大，分组将异步到达ＯＰｓ节点。
造成定时问题的另一个原因是抖动。
抖动发生存交换矩阵中。
通过ｆｊｉ：『面节．－ｌ累计的抖动必须住ＯＰｓ输八端加以处理。
由于存在所有这些定时的小定性，分组格式要留有保护带，每一节点应装备分组描述和同步电路。
现在提出的几种描述和同步方案都是住电域内进行的。
有的是利用标准的报头等错控制（ＨＦｃ）检验机理；有的是在报头里交替使刚两个关键词。
目前都处在实验室研究阶段。
分组报头处理：分组报头含存在ＯＰｓ嘲中交换和转发净负荷所必需的信息。
现令实用的方法都是先经过Ｏ／Ｅ转换再在电域内对报头进行处理。
早期的报头处理技术都使用比特率低于净负荷的串行报头。
这种方法虽然比较容易实现，但处理速度较慢。
另一种方法使刖副载波复用（ｓｃＭ），对报头进行副载波调制再与净负荷复用，报头在频谱Ｅ处于高于净负荷带宽的位置。
两者虽然部在同一时隙予以处理，但报头的提取较快，处理速度高于串行报头法。
不过，随着比特率的提高，相关的射频分量可能碰上高的报头频率，使此法受到限制。
报头的电处理，其速度限于每秒几十吉比特。
因此，为了满足今天ＯＰｓ的需要和未来的期望，必须要变为光的报头处理。
自２０世纪９０年代初以来，全光报头处理一直是研究热点，但至今仍处在早期阶段。
全光报头处理需要光校正器，目前研究中有使用光纤延迟线的，也有基于光半导体放大器的。
光缓存：为了解决ＯＰｓ网中的争用问题，需要某些光缓存手段。
光子不能像电子一样予以捕捉与存储，目前的研究方向是设法把它们延迟一个固定的时间周期。
实际上，这相当于某种形式的虚拟缓存。
现一般都用ＦＤＬ作为缓存工具，但ＦＤＬ比较笨重且不能扩展。
把一组ＦＤＬ与光交换结合在一起，可以形成一个时延ｕｒ变组件，能使用的ＦＤＬ数量最多为几十个。
对缓存器进行再循环可以减少光纤数。
此时，时延是坏路长度与循环次数的乘积。
但是，为了补偿凶过多循环引起的损耗．需要另外使用光放大。
这将产生自发辐射噪声被放大的问题。
最近有人在研究另一种可变时延电路，它在一个光纤环路中采用・系列波长变换器和两个阵列波导栅（Ａｗ（：）。
・个分组被延迟的时间取决于它的初始波长，此初始波长被变换为与所希望时延相对应的特定波长。
与日前分组刚巾使用的电子缓存器相比，ＦＤＬ为ＯＰＳ网只能提供有限的缓存能力。
光空分交换技术：在ＯＰｓ中，交换矩阵必须把分组一个个地从任一输入端口送到任一输出端口，故迅速的重新配置和非常高的交换速度是十分关键的。
例如，住一个ｌＯＧ、五Ｌ／ｓ系统中，分组长度为１２５Ｂｙｔｅ（１ｋｂｉｔ），・个分组晏完全离开输入端口到达交换矩阵需要大约１００１１ｓ。
