光分組交換(OPS),光分組交換(OPS)技術(shù)原理是什么?

光分組交換（ops）技術(shù)，它以光分組作為最小的交換顆粒，數(shù)據(jù)包的格式為固定長度的光分組頭、凈荷和保護時間三部分。在交換系統(tǒng)的輸入接口完成光分組讀取和同步功能，同時用光纖分束器將一小部分光功率分出送入控制單元，用于完成如光分組頭識別、恢復(fù)和凈荷定位等功能。光交換矩陣為經(jīng)過同步的光分組選擇路由，并解決輸出端口競爭。最后輸出接口通過輸出同步和再生模塊，降低光分組的相位抖動，同時完成光分組頭的重寫和光分組再生。

OPS的交換過程有兩種主要形式，其一是同步的、用時隙的、分組長度是固定的.其二是異步的、不用時隙的、分組長度是可變的。目前的研究幾乎集中于固定長度的光分組，所涉及的光器件除了光插分復(fù)用器(OADM)和OXC外，還有光的微電機系統(tǒng)(MEMS)，它們都將采用新材料和新工藝，比以前大有改進。

OPS的核心節(jié)點的結(jié)構(gòu)包括復(fù)用/去復(fù)用器、輸入和輸出接口以及內(nèi)部的緩沖器和控制器，如圖1所示。輸入接口完成的功能有：(1) 對輸入的數(shù)據(jù)信號整形、定時和再生，藉以形成完善質(zhì)量的信號以便進行后續(xù)的處理和交換.(2) 檢測信號的漂移和抖動.(3) 使每一分組的開頭和末尾、信頭和有效負(fù)載都安排適當(dāng).(4) 使分組獲取同步并與交換的時隙對準(zhǔn).(5) 將信頭分出，并傳送給控制器，由它進行處理.(6) 將外部WDM傳輸波長轉(zhuǎn)換為內(nèi)部交換機盤使用的波長。

交換機盤的控制部分要處理信頭信息，并發(fā)出必要的指示，以便交換機盤按照辦理.為此，它要參考在每一節(jié)點中保持的轉(zhuǎn)發(fā)表，其內(nèi)容借助網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)(NMS)不斷更新.控制器還要進行信頭更新(或標(biāo)簽交換)，并將新的信頭傳給輸出接口，新的信頭指出分組前進路程的下一節(jié)點.目前這些控制功能都是電子器件操作的.交換機盤就是按照控制部分的指示，對信息有效負(fù)載進行交換操作。

圖1 OPS節(jié)點結(jié)構(gòu)模型

輸出接口必須完成的功能有：(1) 對輸出信號整形、定時和再生，以克服由交換機盤引起的串?dāng)_和損傷，恢復(fù)信號的質(zhì)量.(2) 給信息有效負(fù)載加上新的信頭.(3) 分組的描繪和再同步.(4) 按需要將內(nèi)部波長轉(zhuǎn)換為外部用的波長.(5) 由于信號在交換機盤內(nèi)路程不同、插損不同，因而信號功率也不同，需要均衡輸出功率。

最近歐洲的研究方案對未來同步OPS提出了每一交換時隙的光分組格式.它包含信頭、保護帶、有效負(fù)載和保護帶.其中保護帶是用以對付定時的不定性.信頭包含這樣的幾部分：(1) 同步比特；(2) 信源標(biāo)記，表示入口邊緣的節(jié)點地址；(3) 目的地標(biāo)記，表示出口邊緣的節(jié)點地址；(4) 分組形式，表示業(yè)務(wù)性質(zhì)和優(yōu)先次序；(5) 分組序列號碼，以辨別分組有沒有按規(guī)定序列到達；(6) 運行、管理和維護；(7) 信頭糾錯碼。

圖2 分組交換的幀格式

從長遠(yuǎn)來看，全光的分組交換OPS是光交換的發(fā)展方向。OPS是一種不面向連接的交換方式，采用單向預(yù)約機制，在進行數(shù)據(jù)傳輸前不需要建立路由、分配資源。分組凈荷緊跟分組頭在相同光路中傳輸，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點需要緩存凈荷，等待帶分組目的地的分組頭的處理，以確定路由。相比OCS，OPS有著很高的資源利用率，和很強的適應(yīng)突發(fā)數(shù)據(jù)的能力。但是也存在著兩個近期內(nèi)難以克服的障礙：一是光緩存器技術(shù)還不成熟；二是在OPS交換節(jié)點處，多個輸入分組的精確同步難以實現(xiàn)。因此光分組交換難于在短時間內(nèi)實現(xiàn)。