一、光分组交换技术研究（论文文献综述）
黄宝[1]（2019）在《数据中心光电混合交换架构与联合调度方法研究》文中指出近年来,随着云计算、社交网络服务、流媒体等新兴应用和服务的发展,给互联网流量带来了极大的增长,数据中心正面临着巨大的变革。当前数据中心网络（DCN）通常部署的是基于商用电交换机来构建的多层胖树（FatTree）拓扑架构。由于受到半导体电路集成度的限制,DCN中使用的电交换机面临着带宽瓶颈;同时,由于多层电交换网络以及大量光-电-光（O/E/O）转换的使用,引入了很高的能耗和很大的延迟。这些限制因素使得DCN需要一种更高效的方案来满足高吞吐量、低延迟和低功耗的需求。光交换网络被认为是一种很有前途的解决方案。通过利用波分复用（WDM）技术,光交换可以提供更高的通信容量。同时,它不需要大量的光-电-光转换,因此将功耗保持在一个非常低的水平。它还将带来传输格式、速率和协议透明等优点。然而,在实际应用时,无论是光电路交换（OCS）还是光分组交换（OPS）,都存在着诸多问题和挑战。OCS的慢速重构问题导致无法有效地处理动态、突发的流量流,灵活度和利用率较低;OPS虽然可以实现灵活、快速的交换,但是由于光器件和光电子技术不成熟,导致目前无法商用。本论文基于目前数据中心光交换的研究工作,充分结合光和电各自的优点,提出一种光和电近似于串行的混合架构ECHOES。不同于并行EPS/OCS混合方案在核心层使用电和光两种交换机,ECHOES的核心层都是光交换机,边缘层仍保留电交换机,同时光交换机和电交换机通过信息交互紧密结合在一起。ECHOES架构中使用了光和电的联合调度算法,集中地管理网络中的流量,并提供了良好的竞争解决效果。具体来说,本论文主要包含以下几点研究工作:1.系统描述了ECHOES架构的组成和工作原理。ECHOES使用边缘电交换节点的电缓存来缓存并汇聚数据包,然后将虚拟输出队列（VOQ）的状态信息作为光上路由信息传递给光核心交换机,通过一种高效的基于帧的调度算法来计算调度方案,解决了网络中的竞争问题。2.对ECHOES架构的吞吐量、延迟和扩展性进行了详细地仿真验证。仿真表明ECHOES架构在均匀业务流和非均匀业务流条件下都能够很好的工作,ECHOES架构支持高达0.93的工作负载,并且能够始终保证接近100%的吞吐量和微秒级的时延。仿真还证明了所采用的调度算法具有很好的可扩展性。3.结合数据中心的负载特性,对ECHOES架构的时延进行了分析和优化。分析表明通过对调度算法帧长的调节,可以很大程度地优化ECHOES架构的时延表现,同时注意对突发的高负载情况进行处理,能够得到很好的仿真结果。
李珉璇[2]（2018）在《全光分组交换网络节点信号性能提升技术研究》文中提出在全球通信带宽需求呈爆炸式增长,光网络承载的传输容量需求、业务量及复杂度急剧上升的背景下,光网络经历了从第一代基础光传输网络迈向第二代具有路由机制及智能控制功能的动态智能光网络的发展历程,肩负着在光网络节点处海量数据交换的巨大压力,因此,光交换网络技术成为了一项重要的研究内容。其中,全光分组交换技术以细小的颗粒度、灵活的路由交换方式等优势成为高速光交换网络的发展方向。本文从光分组交换网络的组成及核心节点结构出发,分析了光分组交换网络中的节点关键技术,针对其中的光交换矩阵中光开关技术进行了深入研究,提出了一种可有效应用于支持多跳路由的光分组交换网络中的基于四波混频效应的交换节点信号性能提升技术思路。通过对该技术方案的原理研究、仿真分析和实验研究,验证了该技术思路的可行性及可靠性。主要研究内容包括:1.绪论。介绍了光网络的历史背景,叙述了两代光网络的发展进程,阐述了第二代光网络中的三种光交换技术:光电路交换、光突发交换和光分组交换,重点介绍了光分组交换网络的技术特点和发展趋势。2.光分组交换网络及关键技术。首先介绍了光分组交换网络的组成。进而,通过分析网络架构和协议,阐述了将光分组交换技术与软件定义光网络技术相结合形成基于OpenFlow协议的软件定义光分组交换网络的优势。通过分析光分组交换网络中的核心节点结构,详细研究了光分组交换网络中的一项关键节点处理技术:光开关技术。针对光分组交换网络核心节点处光交换矩阵中的光开关插入损耗导致光数据信号在网络中交换跳数受限的问题,引出了本文第三章中提出的一种基于四波混频非线性效应的交换节点信号性能提升的技术思路。3.交换节点信号性能提升系统仿真研究。通过理论分析,提出了基于二级级联四波混频效应的交换节点信号性能提升技术方案。基于OptiSystem仿真平台,开展该技术方案的仿真分析和研究,通过参数优化,在泵浦光波长和泵浦光功率两个参量的较大调节范围内,得到了性能良好的光交换再生信号,该信号与不经性能提升的交换输出信号相比较,具有更高的品质因子和更低的误码率。4.交换节点信号性能提升系统实验研究。开展交换节点信号性能提升系统实验研究,分析交换输出光信号经性能提升系统后的再生信号质量,研究结果表明,信号光波长位于C波段（1535 nm1565 nm）时,通过基于级联四波混频效应的信号性能提升技术可实现交换输出信号质量的提高和改善。实验结果与仿真结果基本一致,表明本方案在未来光分组交换网络应用中具有较强的可行性。
杜婧妮[3]（2016）在《新型光分组交换网络研究》文中认为近年来,在经济全球化的背景下,网络经济迅猛发展起来,其覆盖范围更广,用户和合作伙伴数量显着增加,对业务管理的需求相应增多,也对数据通信的速度和效率提出了更高的要求。随着通信技术的日趋成熟,具有灵活、高效、速率高、数据传输透明、支持多粒度服务等优势的光分组交换（Optical Packet Switching,OPS）网,被视为未来承载IP等数据业务的理想平台,得到广泛研究。OPS是一种网络结构,以分组交换和光交换技术为基础。相较于传统网络,光分组交换网络资源利用率高,对突发数据和信息的适应能力强,能够实现全光分组交换,光通信网也必然会取代电通信网成为最主要的通信方式。虚拟专用网（Visual Private Network,VPN）,是一个以公共网络为基础的专用网络,以通信基础设施为传输介质,通过认证和加密技术对私有数据进行处理,在各通信节点中搭建具有专用性、封闭型的网络环境,用于私有信息的传输。基于光分组交换（OPS）与虚拟专用网（VPN）技术相结合产生的新一代光网络将是下一代网络中一项重要的交换技术,也越来越受到人们的关注。本文研究了一种光分组交换虚拟专用网的技术。首先,对网络交换技术的研究背景、发展历程和应用现状进行介绍。其次,分析光分组交换网络的结构体系,详细阐述光分组交换的核心技术,虚拟专用网的定义、内涵和实现方法。最后,以VPN虚拟专用网和OPS光分组交换技术为基础,搭建了光分组交换网络,对网络及节点模型进行分析,并且设计一种层次标签交换的方法。通过对虚拟专用网VPN、MPLS VPN探讨,以及光分组虚拟专用网络研究,设计了光分组交换VPN的基本网络拓扑。该拓扑主要由客户边缘设备、提供商网络边缘设备、提供商网络核心设备组成。传输过程中,为OPS-VPN数据包添加MPLS标签,以此作为唯一标识,根据通道和结点路径进行信息传输。MPLS的引入能减轻网络转发的负担,建立安全可靠连接,对于光分组交换网络有重要意义。本文用OPNET软件建立OPS-VPN仿真模型,对链路、节点和子网进行合理设置,建立节点模型,进行OPS-VPN核心及边缘节点仿真设计,并对参数进行分析。该模型下,OPS能够显着提高网络传输效率,节约带宽资源,随着OPS包的减小,端到端时延相应减小。
廖闻骄[4]（2016）在《混合光交换系统中的准静态时隙分配技术》文中提出近年来,随着大数据、云计算、搜索引擎等在线服务应用的兴起,数据中心网络所承载的流量呈现指数式的增长态势。综合了光电路交换与光分组交换两者优点的混合光交换技术,不仅具有带宽及交换容量上的优势,同时提供了较高地灵活性,成为数据中心网络交换技术领域的研究热点。在混合光交换技术中,混合光交换的系统结构和混合光交换的资源分配方式是两大重要的研究内容。本人参与了国家863重大专项“新型超大容量全光交换网络体系架构、关键技术协议及性能评估方法研究”,在其新型混合光交换节点样机研制中,完成了节点流量信息统计监测模块与支持软件定义网络的远程控制平台的设计并实现了节点之间高速且灵活的数据传输与交换。在新型混合光交换节点的物理结构基础上,针对目前研究中所存在的交换时隙利用率较低的问题,并结合数据中心网络流量的分布特征,提出了准静态时隙分配算法。本文所涉及的主要研究内容包括:一、混合光交换节点中,流量信息统计与监控模块的设计与实现。包括交换节点底层流量统计信息汇总与上报的硬件数字逻辑,以及交换节点上层控制平面流量估计与调度软件的设计与实现。二、完成了支持软件定义网络的远程控制平台。该平台支持遵守Openflow协议的控制机制,实现了控制器对本节点上链路的通断以及切换的远程控制。三、提出并研究了混合光交换系统中的准静态时隙分配方案。基于数据中心网络流量的统计数据,提出了数据中心网络流量模型。并在此模型基础上,对采用准静态时隙分配技术的混合光交换系统进行理论分析和建模仿真。理论分析与仿真结构显示了其在提高交换机时隙利用率上的有效性以及其在重网络负载情况下的健壮性。
程兵[5]（2013）在《基于FPGA的光分组交换边缘节点的研究》文中认为随着互联网业务的迅猛发展以及高速数据业务的爆炸式增长，当今信息社会对光网络的传输带宽和交换容量提出了更高的需求。目前光网络面临的问题是如何提高交换节点信息处理速率。光分组交换（OPS，Optical Packet Switching）是一种新型的光交换方式，它是解决交换节点光电转换“电子瓶颈”的根本途径和未来全光网络的关键技术。OPS开发了光纤巨大的带宽资源并且具有直接在光域进行数据交换的能力。OPS网络具有灵活度高、对数据速率和格式透明、易于管理和可重构等特点，极有可能成为未来全光网络的理想承载平台。OPS网络节点一般分为核心节点和边缘节点。本论文对OPS网络中的边缘节点进行了研究。本论文的工作内容和成果如下：（1）对易于实现的汇聚算法进行了研究，建立了三种固定门限值汇聚算法的仿真模型，从IP分组丢失率、延时和吞吐量等三个方面研究了汇聚算法对网络性能的影响，并对仿真结果进行了比较分析。仿真结果表明：三种固定门限汇聚算法能有效的提高网络性能，而且同时固定长度和时间门限算法比其他两种固定门限算法具有优越性并了最优算法进行研究。（2）对光分组交换边缘节点的汇聚模块进行了研究，提出了一种基于固定长度和时间门限汇聚算法的汇聚模块的硬件设计方案，并且采用基于FPGA（Field ProgrammableGate Array）硬件实现的方式完成了边缘节点汇聚模块的硬件设计；本论文还对汇聚模块进行了功能仿真。仿真结果表明该汇聚模块能实现对输入IP分组的汇聚功能。（3）本论文介绍了一种简易的边缘节点以太网MAC（Medium Access Control）层控制器的硬件实现方法，完成了基于Xilinx KC705开发板的以太网MAC层控制器的设计。基于开发平台，我们对设计进行了验证。验证结果表明该设计实现了接入模块的数据帧发送功能，能够满足以太网实际应用的需求。
王正算[6]（2012）在《光分组交换网络中VPN实现及交换节点研究》文中提出光分组交换具有很多优点，比如高速、透明传输、可重构、配置灵活等。光分组交换不仅突破了目前存在的“电子瓶颈”，而且还可以充分利用WDM网络的巨大带宽。光分组交换为未来承载多样化的数据业务提供理想平台，也被认为是一种未来很有前途的技术。因此，开展对光分组关键技术的研究具有非常重要的现实意义。本文首先综述了光分组交换的发展以及国内外研究现状，并分析了光分组交换网结构及其关键技术，主要包括光分组的产生、光标签的处理、光分组的竞争与冲突解决、光开关技术等。提出一种基于多协议标签交换（MPLS）/光分组交换（OPS）网络中实现光虚拟专用网络的方法。MPLS作为控制层，使OVPN数据包在MPLS/OPS核心网中通过MPLS建立的双层标签交换路径进行传输和交换，使得网络更加智能、灵活和可靠，同时减轻了数据包在转发过程中的负担。针对文中提出的网络结构模型，建立了基于两种优先级流量的排队模型，从网络容量、吞吐量、网络时延以及丢包率方面对该方案进行性能分析。提出一种基于多功能SOA的光分组交换结构，主要是利用基于XGM效应的SOA实现光开关或波长变换功能。详细介绍了该基于XGM效应的SOA组成的光分组交换结构的工作原理，并对其进行理论分析和数字计算。并在OptiSystem软件搭建了仿真模型并对其性能进行分析，从而验证了该方案的性能和可行性。
康凯[7]（2012）在《异步光分组交换网络边缘节点子系统的研究和实现》文中研究说明随着通信技术和因特网的高速发展,人类社会已经全面步入信息化时代。光通信技术和光网络的出现和实用化是推动人类社会信息化进程的关键因素之一。光传输能力随着密集波分复用等技术的发展已经提升到一个很高的水平,而交换方面由于光电转换等环节的能力限制,逐步成为了光网络性能进一步提升的瓶颈。光分组交换（Optical Packet Switching）技术是未来光交换的理想形式。全光的分组交换只在边缘节点进行光电,电光的转换,在核心节点进行路由转发时不再需要做信号物理形态的处理,消除了当前光网络中光电转换的瓶颈,极大的提高了交换的能力,从而提高网络的容量。光分组交换网络按照是否将分组同步到时隙可分为同步光分组交换网络和异步光分组交换网络。本文作者通过国家自然科学基金重点项目“光分组交换网络关键技术和实验平台”开展了一系列有关光分组交换网络的研究工作和实验项目。本文的主要对异步光分组网络的设计和实现中的一些技术要点进行阐述和探讨,主要包括以下内容:1)异步光分组交换网络中边缘节点通信协议和接口的设计与实现,包括分组格式,数据帧和控制帧规范,线路编码,物理层时序等内容（第二章）;2)异步光分组交换网络中边缘节点汇聚和解汇聚模块的设计与实现,包含数据平面分组的组装与拆分以及字对齐通道对齐内容（第三章）;3)异步光分组交换网络中核心节点标签处理时间引起的分组竞争对丢包率等网络参数的影响（第四章）。我们的实验和研究,是对尚未成熟的光分组交换技术的一种尝试和探索。通过对边缘节点原型的设计和实现,我们掌握了一些异步光分组交换网络的技术上的设计要点并且通过验证平台获得了一些重要的原始数据。而对核心节点分组头部处理问题的研究从理论和实践上为核心节点的设计找到了一些可以遵循的准则。我们会在将来的工作中对我们的系统做进一步的完善,同时也会深化,拓展我们的研究。
张少堂[8]（2011）在《光分组交换网核心节点关键技术的研究与实现》文中研究指明互联网业务的飞速发展给现代网络通信提出了新的挑战,尤其是光纤通信的应用极大提高了通信网数据传输的速率,但是交换容量的相对滞后问题也越来越明显。光交换技术的提出加快了核心网的发展,它主要包括光路交换（OCS）、光突发交换（OBS）和光分组交换（OPS）三种光交换技术。其中,光分组交换（Optical Packet Switching, OPS）的基本交换单位是光分组,它有较小交换粒度、高带宽利用率、大容量、高数据速率和光包格式透明等特点,另外它适用于突发性较强的业务,因此光分组交换技术成为了未来光网络发展的一个重要方向。本文作者所在实验室依托自身优势开展了国家自然科学基金重点项目“光分组交换关键技术与实验平台”（简称McTOPS）,在该项目的实施过程中,本文作者承担了光分组交换网核心节点硬件方面的设计和实现,主要包括核心节点交换控制平台的设计和实现、核心节点光标记提取电路的设计和实现、核心节点交换矩阵的设计和实现,另外还编写了光分组交换逻辑供硬件设计参考。本文首先介绍了光分组交换网络的发展现状和前景,然后介绍光分组交换网络的整体架构,并将时隙光分组交换网络和非时隙光分组交换网分别加以介绍。针对本文作者在McTOPS项目中承担的工作,重点介绍了光分组交换网络中的几种关键技术,包括光标记技术、光分组报头处理技术和光分组交换的冲突解决技术等。结合McTOPS项目,介绍了光分组交换网络中的两种节点:边缘节点和核心节点,重点阐述了它们的作用和技术上的难点。其次,本文介绍了作者在国家自然科学基金重点项目“光分组交换关键技术与实验平台”（简称McTOPS）中所承担的主要工作,主要讨论了光分组交换网络中核心节点的硬件设计和实现,具体包括核心节点交换控制平台、核心节点光标记提取电路和核心节点SOA光交换矩阵的设计和实现。另外,本文作者还使用Verilog语言编写了核心节点交换逻辑程序。对于上述各部分的硬件平台,本文作者都做了验证和结果分析。第三,本文介绍了本文作者提出的一种SOA交换矩阵的功耗优化方法,主要针对SOA的偏置电流进行优化,可以有效的降低SOA交换矩阵的功耗。如果OPS网络中的负载特性在各端口体现出不均衡性,则该功耗优化方法还能够更显着地提高功耗优化效率。最后,总结全文的研究工作,还对光分组交换网络中核心节点的设计做了展望,并指出了进一步提高SOA交换矩阵功耗优化效率的方法。
徐林荟[9]（2011）在《光分组交换中光码标记技术的研究》文中提出光分组交换具有灵活、高效、对数据速率和格式透明、与IP数据业务兼容等诸多优点,被认为是未来面向数据交换网的理想模式,代表了光网络的未来发展方向。光分组标记是实现光分组交换的关键技术,在众多分组标记方案中,光码标记因其标记空间大、能够实现全光快速处理等特点,近年来备受关注。本文选用超结构光纤布拉格光栅（SSFBG）和等效相移超结构光纤布拉格光栅（EPS-SSFBG）作为编／解码器,围绕光码标记在光分组交换网络中的应用,进行了深入的理论分析与仿真、器件设计与实现和系统实验研究与验证。具体完成的主要工作如下：（1）对SSFBG和EPS-SSFBG编/解码器进行理论分析、数值仿真和实验验证。根据波恩近似和匹配滤波原理,得出SSFBG的编/解码原理和设计方法,利用传输矩阵法建立仿真模型对其进行了验证,并讨论折射率调制幅度、码字长度、光源脉宽对光编/解码效果的影响；分析EPS-SSFBG等效相移的产生原理,利用传输矩阵法对其进行仿真,重点讨论了光源脉宽对解码性能的影响。搭建实验系统,完成了基于EPS-SSFBG的10Gb/s光码标记的产生和识别实验。（2）提出了一种基于SSFBG和EPS-SSFBG的全光光码标记转换的实现方案。在核心交换节点,利用匹配解码产生的自相关峰进行二次编码,由此产生新的光码标记,以实现光分组在网络中的多跳传输和交换。此结构还可用于信息加密,增强信息传输的安全性和保密性。首先进行了数值仿真,分析方案的可行性,并提出提高编/解码性能的途径,同时发现EPS-SSFBG受光源影响较大,需要选择合适的脉宽以避免0级反射,为其实际应用提供了指导。采用两组EPS-SSFBG编/解码器进行系统实验,实现了10Gb/s光码标记的转换和新标记的识别,进一步证实了方案的实用性。（3）针对光分组在网络中的广播和组播,利用多个光码标记堆叠的方法进行仿真和实验。将若干光码标记并行传输,由于码字的正交性,接收端使用匹配的解码器便可分别识别出多个地址信息。这种方法在时域上不产生额外的信头开销,处理效率高,通过选用性能优良的地址码,能够提高可堆叠的标记数量,系统的扩展性好。同样先进行数值仿真,之后搭建实验系统,采用两组EPS-SSFBG编/解码器实现5Gb/s光码标记的堆叠和识别。
程明[10]（2010）在《新型光分组缓存及其应用性能分析》文中指出随着各种高带宽网络服务应用的日益普及,整个网络对于带宽的需求不断增长。为了应对越来越高的带宽需求,波分复用（WDM）技术已经在传输网得到广泛的应用,但是当前使用的光路交换限制了网络的组网功能和带宽的利用率。为了实现在带宽管理上的高效性和可扩展性,光分组交换被认为是一种很有潜力的解决方法,因为它能够减小可用的带宽粒度。光分组交换中存在的一个关键问题是如何解决光分组的竞争冲突问题,例如多个相同波长的光分组要求同时到达相同的输出端口就会发生冲突。因为光分组竞争对系统吞吐量有很大影响,所以如何解决光分组之间的竞争成为一个研究的热点和难点。一般而言,光分组竞争可以通过三种方法解决,分别是在空间域,频域和时域上解决冲突和竞争。例如,我们可以通过偏转路由在空间域上解决冲突,通过使用波长转换在频域上解决竞争。光缓存是一种更加常见的冲突解决方案,它能够在时域上解决光分组竞争和冲突。因为光器件中没有具有随机存取功能的光存储器,所以光缓存一般采用由光纤延迟线构成的方案。为了保证高优先级光分组的服务质量,抢占被认为是一种非常有效的手段。绝大多数光分组交换节点中,光分组的时延长度在进入光纤延迟线之前就已经决定了。在这种情况下如果要实现抢占,那么一些光分组就必须被丢弃掉,而这将恶化整个网络的性能。因此很有必要设计一种能够有效实现光分组时延管理,提供抢占功能的光缓存。文中我们介绍了光分组交换的产生背景和技术特点,对交换节点结构作了说明。接着我们对光分组交换节点的交换结构进行了总结,对几种经典的交换结构作了介绍和说明,对光分组交换中的关键技术:光分组头标记、同步和竞争解决机制作了介绍,并简单介绍了国内外具有代表性的光分组交换项目。我们提出了一种基于波长转换广播选择（WCBS）的新型缓存,并展示了该缓存如何实现抢占和区别服务功能。我们讨论了在不同模型算法下,WCBS缓存为实现无波长冲突对波长范围的要求。结果显示,我们可以通过简单的缓存存取策略来放宽对波长范围的要求。接着我们讨论了WCBS缓存的可扩展性。我们还提出了一种基于WCBS缓存的光分组交换节点结构。我们展示了该节点的运行原理,提出了一种交换策略以使节点有效运行。我们建立了一个简单理论模型来描述节点的运行原理,并做了仿真去验证理论分析结果。通过对理论模型和仿真结果的分析,我们对节点中不同结构参数对光分组性能的影响做了讨论。我们建立了用于描述不同优先级光分组运行的理论模型,仿真分析结果显示,高优先级光分组的性能得到了极大的改善。
二、光分组交换技术研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、光分组交换技术研究（论文提纲范文）
（1）数据中心光电混合交换架构与联合调度方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 数据中心及其内部网络 |
| 1.1.1 数据中心电交换网络 |
| 1.1.2 数据中心网络的发展需求和挑战 |
| 1.1.3 数据中心光交换网络 |
| 1.2 光交换技术概述 |
| 1.2.1 光电路交换 |
| 1.2.2 光分组交换 |
| 1.3 数据中心光交换网络方案 |
| 1.3.1 数据中心混合EPS/OCS交换网络 |
| 1.3.2 数据中心OCS全光交换网络 |
| 1.3.3 数据中心光分组交换网络 |
| 1.4 数据中心光交换现存技术挑战 |
| 1.5 本论文主要研究工作和创新点 |
| 1.5.1 结构上 |
| 1.5.2 调度上 |
| 1.6 本论文结构安排 |
| 第二章 新型光电混合交换架构ECHOES方案研究 |
| 2.1 数据中心内部网络特性 |
| 2.2 ECHOES交换架构及工作原理 |
| 2.2.1 ECHOES方案系统架构 |
| 2.2.2 ECHOES交换架构工作原理 |
| 2.2.3 ECHOES交换架构的可行性分析 |
| 2.3 ECHOES交换架构的应用细节 |
| 2.3.1 网络模型 |
| 2.3.2 交换矩阵结构 |
| 2.3.3 边缘与核心信息交互媒介 |
| 2.4 调度算法工作原理 |
| 2.4.1 数据帧的汇聚 |
| 2.4.2 调度过程举例 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 ECHOES性能分析 |
| 3.1 仿真参数 |
| 3.2 吞吐量和端到端时延 |
| 3.2.1 均匀业务流 |
| 3.2.2 非均匀业务流 |
| 3.2.3 综合分析 |
| 3.3 扩展性 |
| 3.4 性能对比 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 基于负载特性的时延优化方法研究 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 负载特性分析 |
| 4.3 优化算法获取更低时延 |
| 4.3.1 帧长的调节 |
| 4.3.2 突发高负载的处理 |
| 4.4 仿真结果分析 |
| 4.4.1 单纯降低帧长的效果 |
| 4.4.2 综合突发高负载的效果 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 后续研究工作 |
| 参考文献 |
| 附录1 缩略词 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文 |
（2）全光分组交换网络节点信号性能提升技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 光网络概述 |
| 1.2 光交换网络发展过程 |
| 1.2.1 光电路交换 |
| 1.2.2 光突发交换 |
| 1.2.3 光分组交换 |
| 1.3 光分组交换网络发展趋势 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第二章 光分组交换网络及关键技术 |
| 2.1 光分组交换网络组成 |
| 2.1.1 网络架构 |
| 2.1.2 网络协议 |
| 2.2 光分组交换网络关键技术 |
| 2.2.1 光分组交换网络核心节点结构 |
| 2.2.2 核心节点关键技术 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 交换节点信号性能提升系统仿真研究 |
| 3.1 工作原理 |
| 3.2 方案设计 |
| 3.3 信号性能提升系统仿真分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 交换节点信号性能提升系统实验研究 |
| 4.1 实验设计 |
| 4.2 实验研究 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（3）新型光分组交换网络研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 缩略语对照表 |
| 第一章 引言 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 课题主要工作和安排 |
| 第二章 光分组交换网的结构及关键技术 |
| 2.1 光分组交换网络结构 |
| 2.2 OPS节点结构 |
| 2.3 OPS网络中的关键技术 |
| 2.3.1 光分组编码方式 |
| 2.3.2 光分组组装方案 |
| 2.3.3 大容量的高速光交换矩阵 |
| 2.3.4 有效的冲突解决机制 |
| 2.3.5 可集成高速光缓存技术 |
| 2.3.6 超高速全光逻辑器件 |
| 2.4 光分组交换技术的展望 |
| 第三章 虚拟专用网VPN以及MPLS VPN探讨 |
| 3.1 虚拟专用网（VPN）基本概念 |
| 3.2 VPN的分类 |
| 3.2.1 按照实现原理分类 |
| 3.2.2 按照开放系统接口（0SI-RM）层次分类 |
| 3.2.3 按照建立VPN的方法分类 |
| 3.3 IP VPN应用和实现的要求 |
| 3.3.1 不透明数据包传输 |
| 3.3.2 数据安全性 |
| 3.3.3 QoS保证 |
| 3.3.4 隧道机制 |
| 3.4 IP VPN遇到的问题 |
| 3.5 MPLS原理与体系结构 |
| 3.5.1 MPLS简述 |
| 3.5.2 MPLS标签栈头结构 |
| 3.5.3 标签转发表产生过程 |
| 3.5.4 IP包在MPLS网络中的转发过程 |
| 3.6 基于MPLS的VPN实现 |
| 第四章 光分组虚拟专用网络研究 |
| 4.1 光分组交换（OPS）网络中虚拟专用网（VPN）技术的引入 |
| 4.2 光分组虚拟专用网的网络结构设计 |
| 4.2.1 光分组虚拟专用网络结构分层 |
| 4.2.2 光分组虚拟专用网OPS-VPN端口标识配置 |
| 4.2.3 OPS-VPN隧道路径的建立 |
| 4.3 OPS-VPN的运用优势 |
| 4.4 基于MPLS的光分组虚拟专用网络（OPS-VPN）实现 |
| 4.4.1 基于MPLS的光分组虚拟专用网络（OPS-VPN）结构设计 |
| 4.4.2 MPLS标签的优化设计——层次标签交换 |
| 4.4.3 OPS-VPN节点的结构设计 |
| 第五章 基于OPNET的OPS-VPN网络仿真 |
| 5.1 OPNET仿真软件介绍 |
| 5.2 使用OPNET建立OPS-VPN仿真模型 |
| 5.2.1 网络模型的建立 |
| 5.2.2 网络初始化节点设计 |
| 5.2.3 OPS-VPN边缘节点仿真设计 |
| 5.2.4 核心节点仿真设计 |
| 5.2.5 仿真结果 |
| 第六章 结束语 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（4）混合光交换系统中的准静态时隙分配技术（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 混合光交换系统结构概述 |
| 1.2.1 基于光电路交换的混合光交换系统结构 |
| 1.2.2 光电路与光分组交换核心堆叠的混合光交换系统结构 |
| 1.2.3 基于光分组交换的混合光交换结构 |
| 1.3 混合光交换的资源分配方案概述 |
| 1.3.1 基于流分类的混合光交换资源分配方案 |
| 1.3.2 混合光交换中的准静态时隙分配方案 |
| 1.4 本文概要以及章节安排 |
| 第二章 新型混合光交换节点中的流量信息统计与监控 |
| 2.1 新型混合光交换系统结构简介 |
| 2.2 流量信息监控与统计平台的设计与实现 |
| 2.3 支持软件定义网络的远程控制机制的设计与实现 |
| 2.4 交换机时隙利用率进一步的提升问题 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 准静态时隙分配方案以及性能分析 |
| 3.1 混合光交换系统中的准静态时隙分配方案 |
| 3.1.1 准静态时隙分配方案 |
| 3.2 数据中心网络流量建模 |
| 3.2.1 数据中心网络流量统计特征 |
| 3.2.2 数据中心网络流量建模 |
| 3.3 准静态时隙分配方案的时隙利用率分析 |
| 3.4 准静态时隙分配方案的时延特性分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 准静态时隙分配方案的时隙利用率和时延性能仿真 |
| 4.1 时隙利用率的仿真 |
| 4.2 时延特性的仿真与分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 附录一 缩略语 |
| 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文 |
| 攻读硕士学位期间参与的科研项目 |
| 致谢 |
（5）基于FPGA的光分组交换边缘节点的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 光交换技术的发展 |
| 1.3 论文的主要研究内容 |
| 2 光分组交换网络 |
| 2.1 光分组交换网络 |
| 2.2 光分组交换网络的关键技术 |
| 2.3 光分组交换的汇聚算法 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 OPS 汇聚算法对网络性能的影响 |
| 3.1 汇聚算法的仿真模型 |
| 3.2 汇聚算法对 IP 分组丢失率的影响 |
| 3.3 OPS 汇聚算法对组装延时和系统吞吐量的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 边缘节点汇聚模块的设计方案 |
| 4.1 汇聚模块的基本功能架构 |
| 4.2 汇聚模块中数据帧格式 |
| 4.3 汇聚模块的硬件设计方案 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 边缘汇聚模块的硬件设计与仿真 |
| 5.1 基于 ISE 的开发流程介绍 |
| 5.2 分类模块的设计与仿真 |
| 5.3 汇聚模块的设计与仿真 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 边缘节点以太网 MAC 层控制器的设计与实现 |
| 6.1 MAC 协议介绍 |
| 6.2 以太网 MAC 核介绍 |
| 6.3 以太网 MAC 层控制器的设计与实现 |
| 6.4 以太网 MAC 功能的验证 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 总结与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（6）光分组交换网络中VPN实现及交换节点研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 光分组交换的研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 篇章安排 |
| 第二章 光分组交换网络 |
| 2.1 光分组交换网络结构 |
| 2.2 光分组交换的关键技术 |
| 2.2.1 光分组的产生 |
| 2.2.2 光标签的处理 |
| 2.2.3 光分组的竞争解决 |
| 2.2.4 光开关技术 |
| 2.3 本章总结 |
| 第三章 基于 MPLS/OPS 的光虚拟专用网的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.1.1 OVPN 技术 |
| 3.1.2 基于 MPLS 的光分组交换网络 |
| 3.2 网络工作原理与模型建立 |
| 3.2.1 网络工作原理 |
| 3.2.2 网络模型建立 |
| 3.3 性能分析与讨论 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于多功能 SOA 的光分组交换节点的研究 |
| 4.1 光分组交换节点结构类型 |
| 4.1.1 空分交换型 OPS 节点 |
| 4.1.2 广播-选择型 OPS 节点 |
| 4.1.3 波长路由型 OPS 节点 |
| 4.2 一种多功能 SOA 的光分组交换节点的研究 |
| 4.2.1 工作原理 |
| 4.2.2 模型建立 |
| 4.3 性能分析与讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 本文工作总结 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 个人简历 |
| 在研期间取得的研究成果 |
（7）异步光分组交换网络边缘节点子系统的研究和实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 光交换技术 |
| 1.2.1 光电路交换 |
| 1.2.2 光突发交换 |
| 1.2.3 光分组交换 |
| 1.2.4 三种光交换技术的比较 |
| 1.3 光分组交换网络的结构 |
| 1.3.1 网络架构 |
| 1.3.2 同步与异步光分组交换 |
| 1.4 光分组交换关键技术 |
| 1.4.1 光缓存器件 |
| 1.4.2 边缘节点的分组处理 |
| 1.4.3 核心节点的冲突解决 |
| 1.5 本论文的主要工作 |
| 第二章 AOPS边缘节点通信接口的设计与实现 |
| 2.1 光分组格式 |
| 2.2 SPI4.2 接口 |
| 2.2.1 数据通道 |
| 2.2.2 FIFO状态通道 |
| 2.3 数据传输接口 |
| 2.3.1 数据传输模块简介 |
| 2.3.2 SERDES |
| 2.4 标签传输接口 |
| 2.4.1 接口时序 |
| 2.4.2 接口数据格式 |
| 2.5 统计寄存器模块 |
| 2.5.1 边缘节点统计寄存器通信协议 |
| 2.5.2 接口时序 |
| 2.6 小结 |
| 第三章 AOPS边缘节点汇聚与解汇聚模块的设计与实现 |
| 3.1 汇聚模块 |
| 3.1.1 汇聚模块结构 |
| 3.1.2 汇聚模块实现 |
| 3.2 解汇聚模块 |
| 3.2.1 解汇聚模块结构 |
| 3.2.2 解汇聚模块实现 |
| 3.3 对齐模块 |
| 3.3.1 字对齐模块的功能描述和总体结构 |
| 3.3.2 对齐模块原理详解 |
| 3.4 模块仿真与验证 |
| 3.4.1 SPI侧环回功能仿真 |
| 3.4.2 用户侧环回测试 |
| 3.4.3 功能仿真结果与片上验证 |
| 3.5 小结 |
| 第四章 AOPS核心节点分组头部处理延时问题的研究 |
| 4.1 AOPS核心节点 |
| 4.1.1 AOPS核心节点的功能 |
| 4.1.2 AOPS核心节点结构 |
| 4.1.3 AOPS核心节点的设计目标 |
| 4.2 问题的提出与描述 |
| 4.2.1 AOPS头部处理延时问题 |
| 4.2.2 AOPS头部处理延时问题的解决思路 |
| 4.3 理论分析与推导 |
| 4.3.1 分组丢弃条件分析 |
| 4.3.2 排队模型分析 |
| 4.4 仿真实现与结果分析 |
| 4.4.1 数据结构与仿真方法 |
| 4.4.2 仿真结果及分析 |
| 4.5 小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 研究展望 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
| 附录 |
| 参考文献 |
（8）光分组交换网核心节点关键技术的研究与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 本文内容安排 |
| 第2章 光分组交换网络 |
| 2.1 光分组交换网络概述 |
| 2.1.1 光分组交换网络的架构 |
| 2.1.2 同步和异步光分组交换网络 |
| 2.2 光分组交换关键技术 |
| 2.2.1 光标记技术 |
| 2.2.2 光分组报头处理技术 |
| 2.2.3 光分组交换的冲突解决技术 |
| 2.3 光分组交换网络节点 |
| 2.3.1 边缘节点 |
| 2.3.2 核心节点 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 核心节点光分组交换的研究与实现 |
| 3.1 核心节点的总体设计及实现技术 |
| 3.2 主要功能模块的设计与实现 |
| 3.2.1 核心节点交换控制模块设计与实现 |
| 3.2.2 核心节点光标记提取模块设计与实现 |
| 3.2.3 核心节点SOA 光交换矩阵设计与实现 |
| 3.2.4 核心节点交换逻辑设计 |
| 3.3 系统验证与仿真 |
| 3.3.1 核心节点交换控制模块和光标记提取模块验证 |
| 3.3.2 核心节点SOA 光交换矩阵验证 |
| 3.3.3 核心节点交换逻辑仿真 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 核心节点SOA 交换矩阵功耗优化研究. |
| 4.1 SOA 交换矩阵. |
| 4.2 交换矩阵电功耗优化 |
| 4.3 仿真分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文 |
（9）光分组交换中光码标记技术的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 光交换技术 |
| 1.2.1 光线路交换(OCS) |
| 1.2.2 光分组交换(OPS) |
| 1.2.3 光突发交换(OBS) |
| 1.2.4 光交换技术的比较 |
| 1.3 光分组交换的网络模型和关键技术 |
| 1.3.1 光分组交换的网络结构 |
| 1.3.2 光分组交换的节点结构 |
| 1.3.3 光分组交换的关键技术 |
| 1.4 光分组交换的研究现状 |
| 1.5 论文的研究内容及结构安排 |
| 2 光标记技术简介 |
| 2.1 比特串行标记 |
| 2.2 交调制标记 |
| 2.3 副载波标记 |
| 2.4 多波长标记 |
| 2.5 光码标记 |
| 2.5.1 光码标记原理 |
| 2.5.2 光码标记的地址码和编/解码器 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 SSFBG/EPS-SSFBG时间相位编/解码器的仿真与分析 |
| 3.1 基于SSFBG的时间相位编/解码器 |
| 3.1.1 SSFBG的结构和编/解码原理 |
| 3.1.2 SSFBG时间相位编/解码器的仿真验证 |
| 3.1.3 影响SSFBG编/解码性能的因素 |
| 3.2 基于EPS-SSFBG的时间相位编/解码器 |
| 3.2.1 EPS-SSFBG的结构和编/解码原理 |
| 3.2.2 EPS-SSFBG时间相位编/解码器的仿真验证 |
| 3.2.3 光源脉宽对EPS-SSFBG编/解码性能的影响 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 基于SSFBG/EPS-SSFBG的光码标记在OPS网络中的应用与仿真 |
| 4.1 全光光码标记转换技术 |
| 4.1.1 光码标记转换的意义 |
| 4.1.2 基于SSFBG/EPS-SSFBG的全光光码标记转换方案 |
| 4.1.3 基于SSFBG/EPS-SSFBG的全光光码标记转换仿真 |
| 4.2 光码标记的堆叠和识别 |
| 4.2.1 堆叠光码标记的结构 |
| 4.2.2 基于SSFBG/EPS-SSFBG的堆叠光码标记识别仿真 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 基于EPS-SSFBG的光码标记系统实验 |
| 5.1 EPS-SSFBG的制作 |
| 5.2 光码标记的产生和识别实验 |
| 5.2.1 实验系统描述 |
| 5.2.2 实验结果与分析 |
| 5.3 全光光码标记转换实验 |
| 5.3.1 实验系统描述 |
| 5.3.2 实验结果与分析 |
| 5.4 堆叠光码标记的产生和识别实验 |
| 5.4.1 实验系统描述 |
| 5.4.2 实验结果与分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 攻读硕士学位期间参加的科研项目 |
| 致谢 |
（10）新型光分组缓存及其应用性能分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 光分组交换概述 |
| 1.2 光分组交换节点的交换结构 |
| 1.3 光分组交换关键技术 |
| 1.3.1 光分组头标记技术 |
| 1.3.2 光分组交换的同步技术 |
| 1.3.3 光分组交换的冲突解决技术 |
| 1.4 国内外研究现状 |
| 1.5 本文取得的成果和内容 |
| 第二章 波长转换广播选择(WCBS)缓存 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 基于阵列波导光栅复用器(AWGM)的光缓存 |
| 2.3 波长转换广播选择(WCBS)缓存结构 |
| 2.4 WCBS 缓存工作原理 |
| 2.5 WCBS 缓存波长转换范围 |
| 2.6 WCBS 缓存的可扩展性 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 基于WCBS 缓存的光分组交换节点与性能 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于WCBS 缓存的输出型缓存光分组交换节点 |
| 3.3 理论模型分析 |
| 3.4 仿真及性能分析 |
| 3.5 不同优先级光分组区别服务模型分析及仿真 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 全文总结 |
| 4.1 主要结论 |
| 4.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文 |
四、光分组交换技术研究（论文参考文献）
- [1]数据中心光电混合交换架构与联合调度方法研究[D]. 黄宝. 上海交通大学, 2019(06)
- [2]全光分组交换网络节点信号性能提升技术研究[D]. 李珉璇. 中国科学院大学(中国科学院西安光学精密机械研究所), 2018(06)
- [3]新型光分组交换网络研究[D]. 杜婧妮. 西安电子科技大学, 2016(04)
- [4]混合光交换系统中的准静态时隙分配技术[D]. 廖闻骄. 上海交通大学, 2016(01)
- [5]基于FPGA的光分组交换边缘节点的研究[D]. 程兵. 华中科技大学, 2013(06)
- [6]光分组交换网络中VPN实现及交换节点研究[D]. 王正算. 电子科技大学, 2012(01)
- [7]异步光分组交换网络边缘节点子系统的研究和实现[D]. 康凯. 上海交通大学, 2012(07)
- [8]光分组交换网核心节点关键技术的研究与实现[D]. 张少堂. 上海交通大学, 2011(07)
- [9]光分组交换中光码标记技术的研究[D]. 徐林荟. 大连理工大学, 2011(07)
- [10]新型光分组缓存及其应用性能分析[D]. 程明. 上海交通大学, 2010(10)