11/24/2005,05年10月這期的JLT是一個(gè)關(guān)于光網(wǎng)絡(luò)的�？�。從90年代開始的，在光放大、波分復(fù)用、面向WDM的LD陣列等核心技術(shù)的帶動(dòng)下，光網(wǎng)絡(luò)開始了其飛速發(fā)展的旅程，目前可重構(gòu)的OADM和可重構(gòu)的OXC等代表技術(shù)已經(jīng)極大改善了網(wǎng)絡(luò)的靈活性和可靠性，有效提升了信息容量。而容量、可靠性和靈活性三個(gè)詞可以很好的概括一切有關(guān)光網(wǎng)絡(luò)的研究。本期的�？�立足于探討面向這三個(gè)方向的革命性技術(shù)，以便為我們規(guī)劃下一代的光網(wǎng)絡(luò)。對(duì)本期的�？�評(píng)論，我也打算分別按照這三個(gè)方面來開展，當(dāng)然合適的分類是很難的，比如OXC技術(shù)，我們很難明確的說它是面向提升改善網(wǎng)絡(luò)靈活性還是提供了有效的網(wǎng)絡(luò)保護(hù)手段，因此，這個(gè)分類也只是粗略的：
    一、先來看網(wǎng)絡(luò)容量的研究：
先來看一篇來自大阪大學(xué)的特邀論文，其探討的是日本當(dāng)前面向光網(wǎng)絡(luò)的R&D活動(dòng)和遠(yuǎn)期規(guī)劃。首先作者總結(jié)了在日本政府支持下，日本近期在光網(wǎng)絡(luò)方面取得的一些具有里程碑意義的成果：（1）首先是從1996年開始的“全光網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃”，旨在通過使用可交換的波長路徑和OBS路徑，鋪設(shè)覆蓋整個(gè)日本的全光網(wǎng)絡(luò)，其重點(diǎn)攻關(guān)的技術(shù)包括：具有幾個(gè)Tbit傳輸容量，跨度超過5000km的WDM網(wǎng)絡(luò)、160Gb/s的OTDM鏈路技術(shù)、光纖拉曼集中放大技術(shù)和3R（整形、再定時(shí)和再生）技術(shù)；（2）節(jié)點(diǎn)技術(shù)方面，日本目前主要攻關(guān)的是虛擬多波長通道交換技術(shù)，這是一種面向幾個(gè)波長到達(dá)相同目的地的光交叉互連技術(shù)，可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)多波長交換和多波長轉(zhuǎn)換等功能，其使用的核心器件是偏振獨(dú)立的準(zhǔn)相位匹配LiNbO3波帶轉(zhuǎn)換器和超連續(xù)光源；(3) 光突發(fā)交換(OBS)網(wǎng)絡(luò)：OBS是一種非常出色的光交換技術(shù)，在日本，研究者主要定義了五個(gè)參數(shù)作為OBS網(wǎng)絡(luò)評(píng)價(jià)體系，并給出了每個(gè)量的參考大小，即交換時(shí)間（20ms）、最小突發(fā)包大小（100ms）、網(wǎng)絡(luò)吞吐量（是前兩個(gè)量的綜合評(píng)定指標(biāo)：0.9）、OBS網(wǎng)內(nèi)潛伏期（待定）和OBS網(wǎng)絡(luò)最大傳輸距離（200km）；（4）光控制平面：日本當(dāng)前正在推行一個(gè)叫做“Tbit超級(jí)網(wǎng)絡(luò)”的計(jì)劃，目標(biāo)是在建立覆蓋整個(gè)日本的骨干網(wǎng)，以實(shí)現(xiàn)4000萬寬帶用戶無阻塞接入。為了適合通用多協(xié)議標(biāo)志交換協(xié)議（GMPLS），日本在光控制平面上做了不少創(chuàng)新，提出了新的資源調(diào)度和路徑建立技術(shù)。此外作者也對(duì)日本光網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)期規(guī)劃，分網(wǎng)絡(luò)、鏈路和超快信號(hào)處理三個(gè)層次做了詳細(xì)介紹。
來看另一篇特邀論文，Georgia工學(xué)院的研究者面向下一代的光分組交換（OPS）技術(shù)，以16頁的篇幅介紹了其有關(guān)光標(biāo)簽交換（OLS）的最新研究成果，其代表技術(shù)為：（1）詳細(xì)闡述并實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了其提出的光載波抑制與分離（OCSS）技術(shù)（參考05年7月PTL評(píng)析），以生成高比特率和高消光比的光標(biāo)簽，使用該技術(shù)后不再需要高頻光電器件。使用這樣的技術(shù)作者在一個(gè)40Gb/s的DWDM OLS網(wǎng)絡(luò)里實(shí)驗(yàn)了其OCSS技術(shù)，其光標(biāo)簽調(diào)制速率為2.5Gb/s，有效載荷為40Gb/s；（2）針對(duì)不同調(diào)制格式的有效載荷提出了兩種標(biāo)簽交換方案，其一是OCSS技術(shù)混合波長轉(zhuǎn)換技術(shù)，該方案比較適合OOK調(diào)制格式的信息。另一種方案則不需使用波長轉(zhuǎn)換，作者通過一個(gè)10Gb/s的標(biāo)簽交換網(wǎng)來做實(shí)驗(yàn)，顯示了該方案能有效應(yīng)用于DPSK調(diào)制格式的信號(hào)；（3）光緩存方面，作者設(shè)計(jì)并實(shí)驗(yàn)了一動(dòng)態(tài)可重構(gòu)的時(shí)延系統(tǒng)，能提供從納秒到毫秒的延時(shí)，且可以在幾納秒內(nèi)實(shí)現(xiàn)重構(gòu)；（4）在時(shí)鐘恢復(fù)和包偵測方面，作者直接將時(shí)鐘信息嵌入到用OCSS技術(shù)生成的光標(biāo)簽和有效載荷里，這樣使用商用接收器就完成了標(biāo)簽和信息的探測；（5）波長轉(zhuǎn)換方面，作者也通過實(shí)驗(yàn)顯示了2.5Gb/s標(biāo)簽和40Gb/s載荷如何實(shí)現(xiàn)同時(shí)波長轉(zhuǎn)換，該方案可以獲得非常高的消光比和信噪比。
高速OPS方面的相關(guān)論文有：（1）數(shù)據(jù)渦流網(wǎng)使用了同心環(huán)結(jié)構(gòu)，而網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)使用兩進(jìn)兩出結(jié)構(gòu)，因此具有無源光信號(hào)旁路和電光轉(zhuǎn)換特性，可提供了極高的連通性，在上萬個(gè)端口的情況下，總延遲低于100ns，其單通道同時(shí)結(jié)合了TDM和WDM兩種技術(shù)，使帶寬很容易達(dá)到 200Gb/s以上。在這一�？�中，Columbia大學(xué)的研究者基于數(shù)據(jù)渦流網(wǎng)絡(luò)框架提出了一種全功能的OPS互連技術(shù)，使用8波長的復(fù)用后，其傳輸容量接近1Tb/s，然而誤碼率維持在10^-12量級(jí)以下，此外其系統(tǒng)的靈活設(shè)計(jì)使得在不使用緩存的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了無競爭的分組交換；（2）希臘研究者致力于非同步分組交換的研究，以完成那些100Gb/s以上長度可變的信息包的交換和路由。
復(fù)用技術(shù)方面：（1）法國的研究者單路使用OTDM實(shí)現(xiàn)160Gb/s的調(diào)制，然后應(yīng)用于N×160Gb/s的的DWDM網(wǎng)絡(luò)，探索技術(shù)的可行性，這是一篇很有趣的研究，經(jīng)濟(jì)性、可行性、必要性這三者之間來權(quán)衡的時(shí)候，你會(huì)發(fā)現(xiàn)在光網(wǎng)絡(luò)方面有時(shí)候“pay as you grow”的法則并不成立；（2）OCDMA的熱度在本次的�？�上仍舊可以得到體現(xiàn)，鑒于以前介紹了太多，這里只以一篇為例，美國Piscataway通訊實(shí)驗(yàn)室的研究者提出了一種新穎的譜相位編碼的OCDMA，該技術(shù)很像現(xiàn)有的動(dòng)態(tài)可重構(gòu)WDM，其技術(shù)核心是利用碼型變換技術(shù)來完成四個(gè)OCDMA碼的級(jí)連；（3）上交大的研究者基于兩種不同算法研究了IP/WDM網(wǎng)絡(luò)的路由問題。
二、網(wǎng)絡(luò)可靠性（網(wǎng)絡(luò)保護(hù)與監(jiān)控）：
首先來看來自Corning公司有關(guān)光網(wǎng)絡(luò)保護(hù)的特邀論文，其回顧了Corning和其他公司最近就網(wǎng)絡(luò)保護(hù)這一課題所開展的相關(guān)研究，在光通道層和復(fù)用層，針對(duì)專用和共享式的光保護(hù)環(huán)做了理論和實(shí)驗(yàn)研究，主要成果可以總結(jié)為：（1）為了適合SONET保護(hù)時(shí)間基準(zhǔn)，包括Corning在內(nèi)的很多公司一致認(rèn)為少于50ms的光保護(hù)環(huán)最可行；（2）針對(duì)一個(gè)典型的美國城域網(wǎng)，Corning分別針對(duì)SONET保護(hù)、電子保護(hù)、不透明光保護(hù)和透明光保護(hù)環(huán)等多種保護(hù)方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，以比較其可行性和經(jīng)濟(jì)性。結(jié)果證明：不透明光保護(hù)最容易實(shí)施，因?yàn)槠鋮f(xié)議和通訊方式都和SONET很類似，但成本最高；透明光保護(hù)方式經(jīng)濟(jì)性最好，很節(jié)約，可是由于需要專門的設(shè)計(jì)，實(shí)施起來有一定難度。作者提到的專門考慮包括專門的性能監(jiān)控技術(shù)、放大器級(jí)連對(duì)功率探測的影響以及其環(huán)間互通的特殊結(jié)構(gòu)；（3）作者還提到的一個(gè)重要問題就是不同保護(hù)環(huán)方法（包括功能、信號(hào)通道及環(huán)間協(xié)議等）的標(biāo)準(zhǔn)化問題，作者指出雖然已經(jīng)有多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)（作者給出了介紹和比較）提交ITU討論，但還沒有最終的定論，然而最終標(biāo)準(zhǔn)的制定對(duì)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用非常關(guān)鍵。
網(wǎng)絡(luò)故障診斷方面的特邀報(bào)告來自MIT，針對(duì)全光WDM網(wǎng)絡(luò)使用“概率邊潰模型”做故障管理分析，其目標(biāo)是降低現(xiàn)有光網(wǎng)故障管理的復(fù)雜性，降低運(yùn)營成本，構(gòu)建出最佳的故障診斷算法。由于其算法較復(fù)雜，這里就不詳細(xì)介紹了。
光網(wǎng)絡(luò)保護(hù)方面的研究還有：（1）加拿大的研究者立足IEEE 802.17標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)使用裸光纖的彈性分組環(huán)（RPR）提出了一種快速而高效的多重故障修復(fù)技術(shù)，文章非常長，有23頁之多。其核心思想是使用一星型的子網(wǎng)絡(luò)（網(wǎng)絡(luò)中使用了裸纖和包含AWG、無源星型耦合器的中央hub）與一系列子節(jié)點(diǎn)互連，以此來改進(jìn)RPR網(wǎng)絡(luò)性能；（2）Nebraska–Lincoln大學(xué)的研究者在WDM網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的連接層面使用通道保護(hù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了長期的業(yè)務(wù)量疏導(dǎo)。設(shè)計(jì)同時(shí)考慮了專用保護(hù)和共享保護(hù)兩種方案，其目標(biāo)是在實(shí)現(xiàn)保護(hù)的同時(shí)最大化網(wǎng)絡(luò)吞吐量；（3）IP over WDM實(shí)現(xiàn)了分組技術(shù)與光子技術(shù)的結(jié)合，同時(shí)具備了IP層和光傳送層的功能，�？�里Massachusett大學(xué)的研究者就對(duì)IP over WDM網(wǎng)絡(luò)提出了一種雙歸屬保護(hù)方案，它可以在光接入時(shí)強(qiáng)制overhead對(duì)核心網(wǎng)絡(luò)提供保護(hù)。
三、網(wǎng)絡(luò)靈活性方面（動(dòng)態(tài)－可重構(gòu)）：
先來看一篇英國和希臘合作發(fā)表的特邀論文，相比前面的論文，這篇的概念有點(diǎn)超前。它主要是針對(duì)現(xiàn)有和未來的“網(wǎng)格服務(wù)”而提出一些動(dòng)態(tài)光網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)模型，并探討相關(guān)技術(shù)。所謂的“網(wǎng)格服務(wù)”，主要是用于解決服務(wù)發(fā)現(xiàn)、動(dòng)態(tài)服務(wù)創(chuàng)建、服務(wù)生命周期管理等與臨時(shí)服務(wù)有關(guān)的問題。論文主要工作有兩點(diǎn)：（1）立足于利用現(xiàn)有的光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，面向“網(wǎng)格服務(wù)”，提出高效、智能的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)，特別的基于現(xiàn)有的波長交換基礎(chǔ)架構(gòu)，提出了一種“雙波長網(wǎng)格架構(gòu)”，以提供一種用戶為中心的數(shù)據(jù)密集型網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)科學(xué)研究信息化的“e-science”；（2）基于現(xiàn)有的OBS技術(shù)提出一種智能化的“光網(wǎng)格”技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案，技術(shù)涉及到了主動(dòng)式的OBS路由和相關(guān)高端協(xié)議，以便獲得可編程的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)。
其余研究還有：（1）西安電子科技大學(xué)的研究者針對(duì)OBS網(wǎng)絡(luò)中的異步可調(diào)波長轉(zhuǎn)換進(jìn)行了精確和近似的評(píng)估；（2）日本Tsukuba大學(xué)的研究者針對(duì)大范圍WDM網(wǎng)絡(luò)從幾何拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上研究了動(dòng)態(tài)可重構(gòu)算法；（3）California大學(xué)的研究者針對(duì)城域WDM-PON，使用了可重構(gòu)的OADM技術(shù)，降低了網(wǎng)絡(luò)成本，增強(qiáng)了系統(tǒng)靈活性，在線連接變得很容易了；（4）加拿大McMaster大學(xué)的研究者在多光纖WDM網(wǎng)里，引入可重構(gòu)算法，對(duì)“No Service”進(jìn)行中斷處理，并通過拓?fù)鋬?yōu)化，明顯提高了網(wǎng)絡(luò)效率。