Projeto Kyatera
Leandro S. Gandolfi, Eric A. M. Fagotto,
Edson Moschim, Marcelo L. F. Abbade
Laboratório de Meios de Transmissão - LMT
Faculdade de Engenharia Elétrica – CEATEC
PUC-Campinas
Apresentação
Redes Atuais
Perspectivas ( Redes Totalmente Ópticas )
 Comutação por comprimento de onda
 Comutação por Rajadas
 Comutação por Pacotes
Propostas para Pacotes
 Serial Labeling
 SCM
 Códigos Ortogonais
 Quaternários (Nossa proposta)
Rede Atual
Nós de Borda
Dados
O/E
E/O
2
F
A E/O
Dados
O/E
1
Dados
B
Dados
C
Comutadores OXC
(Optical cross conect)
E/O
D
Porta de
Entrada
O/E
E E/O
Dados
O/E
Domínio
Eletrônico
Link
Porta de
Saída
3
Matriz de Comutação Eletrônica
Dados
Domínio óptico
Redes Atuais
Características
- Banda Passante Pequena
- Comutação e Roteamento são realizados
eletronicamente (Gargalo eletrônico)
Redes Totalmente Ópticas
Perspectivas
- Comutação Por Comprimento de Onda
- Comutação Por Rajadas
- Comutação Por Pacotes
Perspectivas
Comutação por comprimento de onda
Nós de Borda
Os dados são
enviados pelo λ
alocado
Envia uma mensagem
F
A alocando um λ
(comprimento de onda)
para cada nó enlace
estabelecendoBo melhor
caminho (canal óptico)
Dados
1
Dados
Mensagem de
Controle
D
C
Comutadores OXC
(Optical cross conect)
2
E
3
Dados
Perspectivas
Características
Comutação por Comprimento de Onda
- Baixa eficiência na utilização da banda passante
- O canal óptico é estabelecido previamente e permanece
dedicado
- Baixa Granularidade
- Pode ser implementado com equipamentos disponíveis
com a tecnologia atual
Perspectivas
Envia uma mensagem
Comutação por Rajadas
alocando um λ
Redes
de
(comprimento
de onda)
Nós de Borda
Acesso
para cada nó enlace
estabelecendo o melhor
As Rajadas
Dados
caminho (canal
óptico) são
enviadas
pelo λ
Nós
de Núcleo
2
alocado
F
1
A
Mensagem
de
Rajadas
Controle
Possuem
B interface
eletrônica para coletar
Dados
Encaminhamento
da
dados
que
são
D
sinalização de reserva
C agrupados de acordo
Libera o λ
de recursos, roteamento
com o endereço alocado
de
e
comutação
das
destino das Erajadas e Rede OBS
Comutadores
OXC
rajadas.
óptica para enviar as
(Optical cross conect)
rajadas para a rede OBS.
Dados 3
Dados
Perspectivas
Características
Comutação por Rajadas
- Granularidade Intermediária
- Pode ser implementados com equipamentos
disponíveis com a tecnologia atual
Perspectivas
Dados
Comutação por Pacotes
Inserção do
cabeçalho de Em cada nó oNós de Borda
endereçamento
pacote é
processado
2
Pacote
1
Dados
F
A
Pacote
Geração do
Pacote
C
B
Processamento do Pacote
Pacote
cabeçalho
D
Pacote
Processado
Processamento
Pacote
Comutadores OXC
(Optical cross conect)
E
Pacote
Pacote dados
Processado
Link
atraso
3
Dados
Novo
cabeçalho
Perspectivas
Características
Comutação por Pacotes
- Não podem ser implementada com equipamentos
disponíveis com a tecnologia atual
- Alta granularidade
Propostas para Pacotes
Propostas para Pacotes
- Serial Labeling
- SCM
- Códigos Ortogonais
- Quaternários (Nossa proposta)
Proposta para Pacotes
Serial Labeling
Inserção de
cabeçalho que é
enviado com uma
diferença de t μs
dos dados
Dados
F
1
2
A
C
Comutadores OXC
(Optical cross conect)
A diferença de tempo
entre o Cabeçalho
e os
B
Dados vai diminuindo de
x μs (tempo de
processamento do
Cabeçalho) em cada nó
E
Link
3
Nós de Borda
D
Proposta para Pacotes
Características
Serial Labeling
– Simplicidade na geração do Pacote
– Transmissão limitada para um determinado
numero de nós
Proposta para Pacotes
Subcarrier Multiplexing (SCM)
Dados
Cabeçalho
Dados
λc
Dados
λ
f
Laser CW
Cabeçalho-SCM
Mb/s em f GHz
Filtro
f
λc
Dispersão - introduz no
As dados
bandase superiores
e inferiores
Os
o cabeçalhos
são um
canal
da subportadora
se cancelam
na detecção
modulados
no ou
mesmo
Laserdo de
atraso,
uma diferença
fotodetector
quando
existe entre
em diferentes
moduladores
fase entre
a modulação das
elas uma diferença de fase de 180
bandas laterais
Compensa
Introduz
dispersão
dispersão
SCM
λc
λ
λ
λ
Cabeçalho
λc
Filtro
λ
Demodulador
Dados
Gb/s
f
Proposta para Pacotes
Características
SCM
- Cabeçalho transmitido simultaneamente
com o sinal de dados
-Utilização da Largura de Banda no domínio
óptico é ineficiente
- A sua utilização não é facilmente aplicada
nos sistemas de comunicações comerciais
Proposta para Pacotes
ProcessamentoCódigos
do PacoteOrtogonais
Dados
Modulação Ortogonal DPSK/ASK
Pacote
Dados
1
Dados
Pacote
Nós de Borda
Pacote
Dados
Pacote
A
Pacote
Dados
Cabeçalho
B
Pacote
C
Inserção
do
Cabeçalho
Cabeçalho
Comutadores OXC
(Optical cross conect)
Em cada nó o
Cabeçalho
2
Processamento
pacote
é
F
processado
D
E
Pacote
0
180°
Bit 0
Bit 1
Fase
3
Dados
0
Link
Bit 0
Sequência
010
Porta 2
Proposta para Pacotes
Características
Códigos Ortogonais
– Cabeçalho transmitido na mesma banda
dos Dados e ao mesmo tempo
– Transmissão não é limitada para um
determinado número de nós
– Complexidade do equipamento que
realiza a remoção do cabeçalho
Propostas para Pacotes
Pacotes Quaternários
Inserção do Cabeçalho que é
responsável pelo
Nós de Borda
endereçamento do pacote
Em cada nó ocorre o
Dados
processamento do
Cabeçalho e envio do
Pacote F
1
A
Dados
Pacote
Pacote
2
f1 f2
B
Geração Pacote
PacoteQuartenário
0
C
f1
f1 f2
1
Comutadores OXC
f2
1
1
(Optical cross
conect)
Potência
Offset
0
f1 f2
1
f-
0
0
0
D
E
f+
11
Sinal
10
Quaternário
01
f- or f+ Gerado
00
f+
Link
HNL - DSF
Pacote
3
Dados
Referências
Redes Atuais:
Tanenbaum, Andrew S. “Redes de Computadores”, 4ª Edição.
Perspectivas:
http://www.lightreading.com/document.asp?doc_id=9016&page_number=9
www.maxwell.lambda.ele.puc-rio/cgibin/prg_0599.exe/3898_4.pdf
www.rnp.br/_arquivo/sci/2002/comunicacao_optica.pdf
www.gta.ufrj.br/ftp/gta/TechReports/Igor06/Igor06.pdf
Propostas:
http://ieeexplore.ieee.org/Xplore/login.jsp?url=/iel5/8042/22213/01036360.pdf
D. J. Blumental et al., “All-optical label swapping networks ande technoloGies,”IEEE J. Light. Tech., vol. 18, pp 2058-2075, Dec. 2000.