Overview of optical packet switching

Szcześniak, I.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Overview of optical packet switching

Autorzy

Szcześniak I.

Wybrane pełne teksty z tego czasopisma

http://journals.pan.pl/dlibra/journal/104397

Identyfikatory

Warianty tytułu

Przegląd optycznego przełączania pakietów

Języki publikacji

Abstrakty

Optical packet switching has been researched for about two decades, but it has not been deployed in commercial networks yet. Nonetheless, the research on optical packet switching continues as it promises to perform better than electronic hardware. We report on the established results of optical packet switching, and examine the reasons for its current state.

Technologia optycznego przełączania pakietów jest tematem prac badawczych od około dwóch dekad, ale mimo to nie została ona jeszcze zastosowana w sieciach operatorów telekomunikacyjnych. A artykule jest opisany aktualny stan wiedzy z dziedziny optycznego przełączania pakietów z wyszczególnieniem problemów technicznych. We wprowadzeniu omawiane są podstawowe sposoby komunikacji w sieciach optycznych. Na rys. 1 pokazany jest schemat sieci optycznej, której węzły są zbudowane z elementów optycznych symbolicznie przedstawionych na rys. 2. Następnie omówiona jest ogólna budowa przełączników optycznych (rys. 3) i bardziej szczegółowo są omówione przełączniki typu "rozgłaszanie i wybieranie" (rys. 4) i przełączniki oparte na krotnicach falowych AWG (rys. 5). Omówione zostały także problemy techniczne związane z optycznym buforowaniem pakietów (rys. 6). Optyczne przełączanie pakietów ma większy potencjał niż elektroniczne przełączanie pakietów i dlatego nad tą technologią ciągle prowadzone są prace badawcze. Należy jednak pamiętać, że elektroniczne przełączanie pakietów jest ulepszane, co sprawia, że optyczne przełączanie pakietów powinno sprostać jeszcze większym wymaganiom, aby mogło być zastosowane w sieciach operatorów telekomunikacyjnych.

Słowa kluczowe

optical networks optical packet switches optical buffers

Wydawca

Instytut Informatyki Teoretycznej i Stosowanej Polskiej Akademii Nauk

Czasopismo

Theoretical and Applied Informatics

Rocznik

2009

Tom

Vol. 21, No. 3-4

Strony

167--180

Opis fizyczny

Bibliogr. 46 poz., rys.

Twórcy

autor

Szcześniak I.

IITiS Politechnika Częstochowska ul. Dąbrowskiego 73 42-200 Częstochowa

Bibliografia

1. Guido Appenzeller, Isaac Keslassy, Nick McKeown: Sizing router buffers, SIGCOMM Comput. Commun. Rev., vol. 34, 4, pp. 281–292, 2004.
2. S. Blake, D. Black, M. Carlson, E. Davies, Z.Wang,W.Weiss: An architecture for differentiated service, RFC 2475, December 1998.
3. D.J. Blumenthal, J.E. Bowers, L. Rau, Hsu-Feng Chou, S. Rangarajan, Wei Wang, K.N. Poulsen: Optical signal processing for optical packet switching networks, IEEE Communications Magazine, vol. 41, 2, pp. S23-S29, Feb 2003.
4. G. Bonaventura, G. Jones, S. Trowbridge: Optical transport network evolution: hot standardization topics in ITU-T including standards coordination aspects, IEEE Communications Magazine, vol. 46, 10, pp. 124-131, October 2008.
5. N. Bouabdallah: Sub-wavelength solutions for next-generation optical networks, IEEE Communications Magazine, vol. 45, 8, pp. 36-43, August 2007.
6. N. Bouabdallah, G. Pujolle, E. Dotaro, N. Le Sauze, L. Ciavaglia: Distributed aggregation in all-optical wavelength routed networks, Proceedings of ICC 2004, vol. 3, pp. 1806-1810, June 2004.
7. J.T. Brassil, R.L. Cruz: Bounds on maximum delay in networks with deflection routing, IEEE Transactions on Parallel and Distributed Systems, vol. 6, 7, pp. 724-732, July 1995.
8. S. Bregni, A. Pattavina, G. Vegetti: Architectures and performance of AWG-based optical switching nodes for IP networks, IEEE Journal on Selected Areas in Communications, vol. 21, 7, pp. 1113-1121, September 2003.
9. I. Chlamtac, A. Fumagalli, Suh Chang-Jin: Multibuffer delay line architectures for efficient contention resolution in optical switching nodes, Communications, IEEE Transactions on, vol. 48, 12, pp. 2089-2098, Dec 2000.
10. L. Dittmann, C. Develder, D. Chiaroni, F. Neri, F. Callegati, W. Koerber, A. Stavdas, M. Renaud, A. Rafel, J. Sole-Pareta, W. Cerroni, N. Leligou, L. Dembeck, B. Mortensen, M. Pickavet, N. Le Sauze, M. Mahony, B. Berde, G. Eilenberger: The European IST project DAVID: a viable approach toward optical packet switching, IEEE Journal on Selected Areas in Communications, vol. 21, 7, pp. 1026-1040, September 2003.
11. T.S. El-Bawab, Jong-Dug Shin: Optical packet switching in core networks: between vision and reality, IEEE Communications Magazine, vol. 40, 9, pp. 60-65, September 2002.
12. P. Gambini, M. Renaud, C. Guillemot, F. Callegati, I. Andonovic, B. Bostica, D. Chiaroni, G. Corazza, S.L. Danielsen, P. Gravey, P.B. Hansen, M. Henry, C. Janz, A. Kloch, R. Krahenbuhl, C. Raffaelli, M. Schilling, A. Talneau, L. Zucchelli: Transparent optical packet switching: network architecture and demonstrators in the KEOPS project, IEEE Journal on Selected Areas in Communications, vol. 16, 7, pp. 1245-1259, Sep 1998.
13. C.M. Gauger, P.J. Kuhn, E.V. Breusegem, M. Pickavet, P. Demeester: Hybrid optical network architectures: bringing packets and circuits together, Communications Magazine, IEEE, vol. 44, 8, pp. 36-42, Aug. 2006.
14. N. Ghani, Qing Liu, A. Gumaste, J. Lankford, A. Shami, C. Assi, A. Khalil, D. Benhaddou: Value-added services in next-generation SONET/SDH networks, IEEE Communications Magazine, vol. 46, 11, pp. 64-73, November 2008.
15. P. Green: Progress in optical networking, IEEE Communications Magazine, vol. 39, 1, pp. 54-61, Jan 2001.
16. A. Gumaste, I. Chlamtac: Light-trails: a novel conceptual framework for conducting optical communications, Proceedings of the Workshop on High Performance Switching and Routing, HPSR 2003, pp. 251-256, June 2003.
17. Jingyi He, S.-H. Gary Chan: TCP and UDP performance for Internet over optical packetswitched networks, Computer Networks, vol. 45, 4, pp. 505–521, 2004.
18. D.K. Hunter, M.C. Chia, I. Andonovic: Buffering in optical packet switches, Lightwave Technology, Journal of, vol. 16, 12, pp. 2081-2094, Dec 1998.
19. A. Jajszczyk: Ewolucja sieci stacjonarnych, Przegla˛d Telekomunikacyjny, vol. LXXIV, 1, pp. 16-20, 2001.
20. A. Jajszczyk: Transport sygnałów w sieciach nowej generacji, Przegląd Telekomunikacyjny, vol. LXXVI, 4, pp. 170-174, 2003.
21. A. Jajszczyk, H.T. Mouftah: Photonic fast packet switching, IEEE Communications Magazine, vol. 31, 2, pp. 58-65, Feb 1993.
22. M. Listanti, V. Eramo, R. Sabella: Architectural and technological issues for future optical Internet networks, IEEE Communications Magazine, vol. 38, 9, pp. 82-92, September 2000.
23. Z. Lu, D.K. Hunter, I.D. Henning: Contention reduction in core optical packet switches through electronic traffic smoothing and scheduling at the network edge, Journal of Lightwave Technology, vol. 24, 12, pp. 4828-4837, December 2006.
24. M. Marciniak: Droga do przyszłych całkowicie optycznych sieci pakietowych – którędy? Przegląd Telekomunikacyjny, vol. LXXVI, 4, pp. 166-170, 2003.
25. M. Mellia, E. Leonardi, M. Feletig, R. Gaudino, F. Neri: Exploiting OTDM technology in WDM networks, Proceedings of INFOCOM 2002, vol. 3, pp. 1822-1831, June 2002.
26. I.T. Monroy, E. van Breusegem, T. Koonen, J.J.V. Olmos, J. van Berkel, J. Jennen, C. Peucheret, E. Zouganeli: Optical label switched networks: laboratory trial and network emulator in the IST-STOLAS project, Communications Magazine, IEEE, vol. 44, 8, pp. 43-51, Aug. 2006.
27. Biswanath Mukherjee: Optical WDM networks, Springer, 2006.
28. M. J. O’Mahony, C. Politi, D. Klonidis, R. Nejabati, D. Simeonidou: Future optical networks, Journal of Lightwave Technology, vol. 24, 12, pp. 4684-4696, Dec. 2006.
29. H. Park, E.F. Burmeister, S. Bjorlin, J.E. Bowers: 40-Gb/s optical buffer design and simulation, 4th International Conference on Numerical Simulation of Optoelectronic Devices, pp. 19-20, August 2004.
30. Carla Raffaelli, Paolo Zaffoni: TCP performance in optical packet-switched networks, Photonic Network Communications, vol. 11, 3, pp. 243-252, May 2006.
31. R. Ramaswami: Optical networking technologies: what worked and what didn’t, IEEE Communications Magazine, vol. 44, 9, pp. 132-139, September 2006.
32. Rajiv Ramaswami, Kumar N. Sivarajan, Galen Sasaki: Optical networks: a practical perspective, Morgan Kaufmann, 3rd edition, 2009.
33. B.A. Small, A. Shacham, K. Bergman: A modular, scalable, extensible, and transparent optical packet buffer, Journal of Lightwave Technology, vol. 25, 4, pp. 978-985, April 2007.
34. R. Takahashi, T. Nakahara, K. Takahata, H. Takenouchi, T. Yasui, N. Kondo, H. Suzuki: Photonic random access memory for 40-Gb/s 16-b burst optical packets, IEEE Photonics Technology Letters, vol. 16, 4, pp. 1185-1187, April 2004.
35. R. S. Tucker: The role of optics and electronics in high-capacity routers, Journal of Lightwave Technology, vol. 24, 12, pp. 4655-4673, December 2006.
36. R. S. Tucker, W. D. Zhong: Photonic packet switching: an overview, IEICE Transactions on Communications, vol. 82, 2, pp. 254-264, February 1999.
37. I.Widjaja, I. Saniee, R. Giles, D. Mitra: Light core and intelligent edge for a flexible, thinlayered, and cost-effective optical transport network, IEEE Communications Magazine, vol. 41, 5, pp. S30-S36, May 2003.
38. Damon Wischik, Nick McKeown: Part I: buffer sizes for core routers, SIGCOMM Comput. Commun. Rev., vol. 35, 3, pp. 75-78, 2005.
39. Lisong Xu, H.G. Perros, G. Rouskas: Techniques for optical packet switching and optical burst switching, IEEE Communications Magazine, vol. 39, 1, pp. 136-142, January 2001.
40. Shun Yao, B. Mukherjee, S.J.B. Yoo, S. Dixit: A unified study of contention-resolution schemes in optical packet-switched networks, Journal of Lightwave Technology, vol. 21, 3, pp. 672-683, March 2003.
41. Shun Yao, Fei Xue, B. Mukherjee, S.J.B. Yoo, S. Dixit: Electrical ingress buffering and traffic aggregation for optical packet switching and their effect on TCP-level performance in optical mesh networks, IEEE Communications Magazine, vol. 40, 9, pp. 66-72, September 2002.
42. K. Yiannopoulos, K.G. Vlachos, E. Varvarigos: Multiple-input-buffer and shared-buffer architectures for optical packet- and burst-switching networks, Journal of Lightwave Technology, vol. 25, 6, pp. 1379-1389, June 2007.
43. Yokogawa Corporation. The website of the Yokogawa Corporation.
44. S.J.B. Yoo: Optical packet and burst switching technologies for the future photonic Internet, Journal of Lightwave Technology, vol. 24, 12, pp. 4468-4492, December 2006.
45. S.J.B. Yoo, Fei Xue, Y. Bansal, J. Taylor, Zhong Pan, Jing Cao, Minyong Jeon, T. Nady, G. Goncher, K. Boyer, K. Okamoto, S. Kamei, V. Akella: High-performance optical-label switching packet routers and smart edge routers for the next-generation Internet, IEEE Journal on Selected Areas in Communications, vol. 21, 7, pp. 1041-1051, September 2003.
46.Hui Zang, J.P. Jue, B. Mukherjee: Capacity allocation and contention resolution in a photonic slot routing all-optical WDM mesh network, Journal of Lightwave Technology, vol. 18, 12, pp. 1728-1741, December 2000.

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-article-BUJ7-0008-0065