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光分组交换网络性能研究

黄惠斌  
【摘要】: 随着人类快步进入信息时代,信息技术已经深入到人类生活的方方面面。自从二十世纪六十年代美国科学家梅曼发明了第一个红宝石激光器及高锟博士及其同事首次指出光纤损耗的成因和解决方法之后,光纤通信技术得到了飞速的发展。 近年来,随着业务从话音向数据的转移,人们对带宽的需求日益增长,各种各样的新技术不断涌现。波分复用技术(WDM)和掺铒光纤放大器(EDFA)的出现极大地增加了长距离传输系统的容量;光交叉连接(OXC)和光分插复用器(OADM)的出现则将点到点的WDM链路组成透明的波长交换全光网络。但是,波长交换本质上属于一种电路交换,不太适合承载数据业务。为了提高网络资源的利用率、灵活高效地承载各种数据业务,人们提出光分组交换技术(OPS),它具有高效、高度灵活性、透明性、可升级性、可重构性和控制管理简单等诸多优点,适于承载高速发展的数据业务。 从历史来看,SDH光传送网经过了点到点、自愈环和基于DXC网状网的几个发展阶段。与此相类似,WDM光网络的发展也要经过点到点线性系统、WDM自愈环、基于OXC网状网这几个发展阶段,而最终发展到全光分组交换网络(OPS)。 本文围绕OPS的关键技术做了一些研究,研究内容包括:光分组交换矩阵及光分组交换网络的性能分析。以下是本文的创新性工作: 1.建立了排队模型,首次分析了一种基于WD/SD结构的光分组交换矩阵的时延性能。 2.首次分析了一种基于1×2声光可调滤波器的BANYAN型光交换矩阵的串扰性能,得出了其BER劣化性能和相应BER下的功率代价。 3.提出了一种新的分析星型光分组交换网络时延性能的近似方法,并通过理论和数值分析分析了光缓存容量对全网时延性能的影响。


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