Lokalne sieci optyczne

Transkrypt

1 Lokalne sieci optyczne Prezentacja zawiera kopie folii omawianych na wykładzie. Niniejsze opracowanie chronione jest prawem autorskim. Wykorzystanie niekomercyjne dozwolone pod warunkiem podania źródła. Sergiusz Patela

2 Schemat sieci λ 1 λ 1, λ 2,, λ N λ 2 λ N Nadajniki Odbiorniki Rzeczywiste topologie: gwiazda szyna drzewo Sergiusz Patela Światłowodowe sieci LAN 2

3 Topologie rzeczywiste Tx Rx Star coupler Tx Rx gwiazda Tx Tx Rx Rx szyna (magistrala) Tx Rx Tx Rx Tx Rx Tx Rx drzewo Sergiusz Patela Światłowodowe sieci LAN 3

4 Klasyfikacja jednostopniowych (single hop) systemów sieci światłowodowych FT - FR, stały nadajnik - stały odbiornik TT - FR, strojony nadajnik - stały odbiornik FT - TR, stały nadajnik - stały odbiornik TT - TR, strojony nadajnik, strojony odbiornik Przykładowy opis węzła sieci: FT i TT j -RF i TR j CC - FT i TT j -FR m TR n Index dużą literą M oznacza ustaloną liczbę elementów {F - fixed T - tunable, T - transmitter R - receiver} CC - control-channel, informowanie o planowanym połączeniu i - indeks wskazuje na liczbę nadajników/odbiorników w węźle Sergiusz Patela Światłowodowe sieci LAN 4

5 Przydzielanie kanałów/transmisji (bez kanału kontrolnego) 3 stacje 2 kanały Czas dzielimy na 3 sloty (przedziały) powtarzające się cyklicznie Nr. kanału t t+1 t+2 0 (1, 2) (1, 3) (2, 1) 1 (2, 3) (3, 1) (3, 2) Sergiusz Patela Światłowodowe sieci LAN 5

6 Zestawienie systemów światłowodowych i protokołów sieci LAN (1) 1. LAMBDANET - M. S. Goodman i in., The LAMBDANET multiwavelength network: Architecture, applications, and demonstrations IEEE Journ. on Selected Areas in Communicatrions, vol. 8, pp , Rainbow - N. R. Dono i in. A wavelength division multiple access network for computer communication IEEE Journ. on Selected Areas in Communications, vol. 8, pp Fiber-Optic Crossconnect (FOX) - E. Arthurs i in. Multiwavelength optical crossconnect for parallel-processing computers Electronic Letters, vol. 24, pp , STARNET - T. K. Chiang i in. Implementation of STARNET: A WDM computer connumications network, IEEE Journ. on Selected Areas in Communications, vol. 14, pp , HYPASS - E. Arthurs i in. Hypass: An optoelectronic hybrid packet-switching system IEEE Journ. on Selected Areas in Communications, vo. 6, pp , Dec Sergiusz Patela Światłowodowe sieci LAN 6

7 Zestawienie systemów światłowodowych i protokołów sieci LAN (2) 6. Assignment protocols - I. Chlamtac i in. Channel allocation protocols in frequencytime controlled high speed networks, IEEE Transactions on Communications, vol. 36, pp , Two slotted ALOHA protocol - P. W. Dowd Random access protocols for high speed interprocessor communication based on and optical passive star topology, IEEE/OSA Journ. of Lightwave Technology, vol 9, pp Partial Random Access Protocol - I. M. I. Habbab i in Protocols for very high speed optical fiber local area networks using a passive star topology IEEE/OSA Journ. of Lightwave Technol., vol. LT-5, pp , AMTRAC - I. Chlamtac i in. Towards alternative high speed network concepts: the swift architecture IEEE transactions on Communications, vo. 38, pp , 1990 Sergiusz Patela Światłowodowe sieci LAN 7

8 LAMBDANET Nazwa sieci: LAMBDANET Firma: Bellcore Typ sieci: FT - FR M Każda stacja wyposażona jest w jeden laser o zdefiniowanej długości fali, i M odbiorników. Parametry zrealizowanej sieci: liczba węzłów -18 szybkość transmisji -2 Gb/s zasięg - 57,5 km Zalety - prostota Wady - w każdym węźle M nadajników (odpowiednie układy optoelektroniki zintegrowanej mogą rozwiązać ten problem) M. S. Goodman i in., The LAMBDANET multiwavelength network: Architecture, applications, and demonstrations IEEE Journ. on Selected Areas in Communicatrions, vol. 8, pp , 1990 Sergiusz Patela Światłowodowe sieci LAN 8

9 Lambdanet - schemat sieci Węzeł 1 TX λ 1 λ 1 N Węzeł 1 WDM DEMUX RX1 RX2 Star Coupler Węzeł N TX λ 1 λ 1 N Węzeł N Sergiusz Patela Światłowodowe sieci LAN 9

10 Rainbow Nazwa sieci: Rainbow I (1990), Rainbow II (1996) Firma: IBM Typ sieci: FT - TR Przeznaczenie: sieci MAN Każda stacja wyposażona jest w jeden laser o zdefiniowanej długości fali, i M odbiorników. Parametry zrealizowanej sieci: liczba węzłów -32 IBM PS/2 szybkość transmisji Mb/s zasięg km Sergiusz Patela Światłowodowe sieci LAN 10

11 FOX Nazwa sieci: FOX (Fiber Optic Crossconnect), 1986 Typ sieci: TT - FR Przeznaczenie: komputery z równoległym przetwarzaniem danych Siec wykorzystuje szybko przestrajane lasery jako źródła (szybkość strojenia poniżej kilkudziesięciu nanosekund) Konfiguracja: dwie gwiazdy pasywne, jedna dla sygnałów przesyłanych od procesora do bloków pamięci, druga dla danych płynących w kierunku przeciwnym. Sergiusz Patela Światłowodowe sieci LAN 11

12 STARNET Nazwa sieci: STARNET Typ sieci:, FT - FR Zastosowanie: WDM LAN Uwagi: Zawiera dwie wirtualne podsieci W każdym z węzłów znajduje się jeden nadajnik i dwa detektory (pracujące na tej samej długości fali, ale z różnymi szybkościami) Sieć STARNET zawiera dwie wirtualne podsieci: szybka (2,5 GB/s) sieć z przełączaniem pakietów Wolniejsza podsieć kontrolna ( 125 MB/s kompatybilna z FDDI) Każdy z węzłów wyposażony jest w nadajnik, który jednocześnie generuje dane dla obu sieci. Wolny detektor w węźle jest dostrojony do nadajnika w poprzednim węźle - w ten sposób tworzy się logiczna struktura pierścienia (typu FDDI) Sergiusz Patela Światłowodowe sieci LAN 12

13 Inne (zrealizowane) sieci WDM Thunder and Lighting - sieć ATM 30 GB/s. Komutacja realizowana elektronicznie przy pomocy GaAs HBT (7,5 GHz) HYPASS (rozszerzenie sieci FOX) do TT-TR co znacząco poprawia przepustowość BHPASS STAR-TRACK PLL (passive phonics loop) broadcast video distribution Sergiusz Patela Światłowodowe sieci LAN 13

14 Klasyfikacja sieci jednostopniowych Światłowodowe sieci WDM Jednostopniowe Wielostopniowe Topologia dowolna Bez sygnalizacji kontrolnej Z sygnalizacją kontrolną Topologia liniowa (próbuj i wstrzymuj) Systemy wykonane LAMBDANET RAINBOW FOX HYPASS, BHYPASS, STAR- TRACK, PLL i inne Propozycje AMTRAC (TT- FR) Multichannel Probabilistic Scheduling (TT-FR) Sergiusz Patela Światłowodowe sieci LAN 14

15 Klasyfikacja sieci jednostopniowych (rozwinięcie) Systemy wykonane LAMBDANET (linijka detektorów: FT-FR M ) RAINBOW (kanałowe przepytywanie detektorów: FT-TR) FOX (TT-FR) HYPASS, BHYPASS, STAR-TRACK, PLL i inne Propozycje Ustalony przydział (TT-TR) Częściowo ustalony przydział (TT-TR) Protokoły dostępu przypadkowego I (TT-FR) Protokoły dostępu przypadkowego I (TT-FR x ) Sieci PAC (TT-FR) Sieci z sygnalizacją kontrolną Częściowy dostęp przypadkowy (CC-TT-TR) Poprawiony dostęp przypadkowy (CC-TT-TR) Przepustowość dwumianowa, niemono-toniczne opóżnienia Rozszerzone ramkowane ALOHA i ALOHA z rezerwacją (CC-TT-TR) RCA Protokół Unikania kolizji detektorów (CC-TT-TR) WDMA z czasem dymanicznym (DTWDMA) (CC-FT2-FRTR) TDMA/N-Server (CC-TT- FRTR) Sergiusz Patela Światłowodowe sieci LAN 15

16 Klasyfikacja sieci jednostopniowych (rozwinięcie), wersja angielska Systemy wykonane LAMBDANET (linijka detektorów: FT-FR M ) RAINBOW (in-band rceiver polling: FT-TR) FOX (TT-FR) HYPASS, BHYPASS, STAR-TRACK, PLL i inne Propozycje Fixed Assignment (TT-TR) Partial Fixed Assignment (TT- TR) Random Access Protocols I (TT-FR) Random Access Protocols II (TT- FR x ) Sieci PAC (TT-FR) Sieci z sygnalizacją kontrolną Partial Random Access (CC- TT-TR) Improved Random Access (CC-TT-TR) Przepustowość dwumianowa, niemono-toniczne opóżnienia Extended Slotted ALOHA and Reservation ALOHA (CC-TT- TR) (RCA) Receiver Collision Avoidance Protocol (CC-TT- TR) Dynamic Time-Wavelength Division Multiple Access (DTWDMA) (CC-FT2-FRTR) TDMA/N-Server (CC-TT- FRTR) Sergiusz Patela Światłowodowe sieci LAN 16