[논문 리뷰] Survey and Comparison of Optical Switch Fabrication Techniques and Architectures

Ravinder Yadav, Rinkle Aggarwal|arXiv (Cornell University)|2010. 04. 26.

Interconnection Networks and Systems참고 문헌 4인용 수 7

한 줄 요약

이 논문은 차세대 네트워크에서 고속·저지연 전송을 가능하게 하는 광스위칭 제조 기술 및 아키텍처에 대한 종합적 설문조사 및 비교 분석을 제공한다. 광패킷스위칭, 버스트스위칭, WDM 기반 IP over WDM 등의 기술을 평가하며, 처리, 버퍼링, 확장성 간의 상충 관계를 제시하여 향후 광네트워크 설계를 안내한다.

ABSTRACT

The main issue in the optical transmission is switching speed. The optical packet switching faces many significant challenges in processing and buffering. The generalized multilevel protocol switching seeks to eliminate the asynchronous transfer mode and synchronous optical network layer, hence the implementation of IP over WDM (wave length division multiplexing). Optical burst switching attempts to minimize the need for processing and buffering by aggregating flow of data packets in to burst. In this paper there is an extensive overview on current technologies and techniques concerning optical switching.

연구 동기 및 목표

• 광전송에서 스위칭 속도 문제를 해결하는 데 있어 현재의 광스위칭 기술을 분석하기 위해.
• 광패킷스위칭의 실현 가능성과 제약 조건을 평가하여 처리 및 버퍼링 요구 사항을 최소화하기 위해.
• 데이터를 버스트로 집계함으로써 처리 오버헤드를 줄이는 해결책으로서의 광버스트스위칭을 탐색하기 위해.
• 기존 ATM 및 SONET 계층을 제거하는 데 목적이 있는 다수준 프로토콜 스위칭 아키텍처를 비교하기 위해.
• 향후 온오픈티컬 네트워크를 위한 제조 기술 및 아키텍처 선택 사항에 대한 체계적인 개요를 제공하기 위해.

제안 방법

• 광패킷스위칭(OPS), 광버스트스위칭(OBS), WDM 기반 IP over WDM을 포함한 광스위칭 패러다임의 체계적 리뷰.
• 고속 데이터를 최소한의 전자 처리로 처리할 수 있는 능력에 기반한 스위칭 아키텍처 분석.
• 확장성, 지연, 하드웨어 복잡성에 중점을 두고 광스위치의 제조 기술 평가.
• 버퍼링, 처리 지연, 처리량 간의 상충 관계를 파악하기 위해 프로토콜 및 아키텍처 비교.
• 형태, 신호 처리, multiplexing 기법에 따라 광스위치 유형을 분류하기 위한 분류 체계 사용.
• 향후 광네트워크 개발을 위한 유망한 방향을 규명하기 위해 연구 결과 통합.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 고속 광스위칭을 구현하는 데 있어 처리 및 버퍼링 측면에서 주요 과제는 무엇인가?
• RQ2 광버스트스위칭은 광패킷스위칭에 비해 전자 처리가 필요한 정도를 어떻게 줄이는가?
• RQ3 온오플리컬 스위칭 패브릭을 구현할 때의 아키텍처적 및 제조적 상충 관계는 무엇인가?
• RQ4 다수준 프로토콜 스위칭 아키텍처는 ATM 및 SONET 계층이 필요 없도록 하는가?
• RQ5 확장성과 저지연을 갖춘 미래 네트워크에 가장 유망한 광스위칭 기술은 무엇인가?

주요 결과

• 고속에서 높은 처리 및 버퍼링 요구 사항으로 인해 광패킷스위칭은 상당한 과제에 직면해 있다.
• 광버스트스위칭은 전송 전에 패킷을 버스트로 집계함으로써 처리 오버헤드를 효과적으로 줄인다.
• WDM 기반 IP over WDM는 효율적인 웨이브레인지 활용을 가능하게 하며 확장 가능한 광코어 네트워크를 지원한다.
• 다수준 프로토콜 스위칭 아키텍처는 기존의 SONET/ATM 계층을 제거할 수 있어 네트워크 스택을 단순화시킨다.
• 광스위치의 제조 기술은 복잡성, 확장성, 성능 측면에서 다양하게 다를 뿐만 아니라, 특정한 솔루션 하나가 지배하지는 않는다.
• 설문조사에서는 실제 구현에서 성능, 비용, 실현 가능성 간의 균형을 이루는 하이브리드 아키텍처의 명백한 필요성을 규명했다.