Optical Packet Switching: Generation, Transmission and Recovery Demonstration Using a Frequency Tone Header

Abstract

• We have successfully implemented in our labs the generation, transmission, detection and routing of optical packets for next generation all-optical networks .. IDtrafast switching function (!ls time base) is demonstrated using a RF frequency tone as header, combined with a highcapacity digital payload, both inserted in the optical packet. The packet may propagate kilometers in the network, without degrading. At node input the optical packet header is detected and a switching control mechanism directs the packet to a prescribed output, without further opto-electric conversion. Tlte optical circuit is noise-free, with BER results better than 10"12 .This system is applicable to metropolitan and access WDM optical networks. style.Keywords: Optical Packets, Photonic Switching, Optical networks, digital communications.Resumo -lmplementamos com sucesso em nossos laborat6rios, a gera~ao transmissao detec~iio e roteamento de pacotes 6pticos para Redes Todas-6pticas de Pr6xima Gera~iio. Chavearnento ultra-nipido ( base de tempo llS) e demonstrado usando urn tom RF como cabes:alho, que e inserido no pacote 6ptico combinado com uma carga uti! digital de alta capacidade. 0 pacote carregado propaga-se pela rede 6ptica e e detectado na entrada do n6 segninte, distante do local de gera~iio ate varies kilometres, sem degrada~iio. Na entrada do n6, urn mecanisme de controle de chavearnento direciona o pacote 6ptico a uma porta de safda, sem conversiio eletro-6ptica. 0 circuito 6ptico e livre de rufdo, com medidas de taxa de erro ate melhores do que 10· 12 • Este sistema pode ser aplicado em redes 6pticas WDM metropolitanas e acesso.

Desenvolvimento de nos de chaveamento de pacotes opticos para aplicação em redes metropolitanas de acesso

“…SCM [14] é uma técnica de acesso para múltiplos usuários através do fatiamento longitudinal da faixa de freqüência utilizada. Suas principais características são:…”

“…Então o LDC processa os sinais através de circuitos lógicos enviando um gate TTL que irá comandar a ação de roteamento no nó da rede óptica. A passagem de um pacote pela chave faz com que o circuito se desabilite para mudança de seu estado de operação, que só é permitida quando ocorre o término da transferência do pacote e não há outro já sendo roteado pela saída disponível, que poderia ser enviado a sua saída não preferencial, DR [23][36], portanto ele seguiria para outros nós da rede, podendo causar novas contendas, até encontrar seu endereço final definido pelo cabeçalho [14]. Para que a chave se torne disponível novamente, é necessária que ela sinta o canal vazio, ausência de pacotes no interior e/ou em suas entradas, mesmo que este tempo de vazio seja muito pequeno, na ordem de centenas de ns.…”

“…A função de retirada dos pacotes da rede, acontece quando estes chegam ao nó de destino e, como outras funções de roteamento, requer a demultiplexação da informação contida no cabeçalho do pacote. O processamento óptico pode acontecer muito rapidamente, mas a limitação está nos algoritmos ainda não muito robustos que até agora podem ser implementados, envolvendo, em alguns casos[14], não mais que um bit para tomar a decisão. Por outro lado, tem havido propostas onde o processamento do cabeçalho dos pacotes pode ser feito no domínio eletrônico.…”

“…chaveamento do pacote óptico, as quais chamamos de Regras de Ouro, são citadas abaixo: Este circuito deverá reconhecer todos os possíveis tipos de cabeçalho de pacotes e será parte integrante das entradas de todos os nós de uma rede óptica de acesso. O circuito retira uma amostra do sinal presente na rede em cada instante e faz o reconhecimento do tom que determina o endereço do pacote, então o circuito sinaliza para que a chave faça o chaveamento dos pacotes analisados de acordo com o sinal que lhe foi experimento básico em chaveamento de pacotes usando um tom de RF como cabeçalho[14]. Apesar das limitações apresentadas por este circuito, que eram a poucaFig.…”

Proposta de arquitetura inovadora para redes de pacotes opticos baseadas em chaveamento fotonico

“…de pacotes e confiabilidade na garantia de certos níveis de QoS, tendo como base experimentos realizados anteriormente [26] com sucesso. No próximo capítulo, trata-se da questão topológica e do impacto de diferentes aplicações em redes ópticas.…”