مدولاسیون کدبندی برای شبکه های فیبر نوری

Coded Modulation for Fiber-Optic Networks

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

مدولاسیون کدبندی برای شبکه های فیبر نوری

Coded Modulation for Fiber-Optic Networks

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

مقایسه معماری گرهی برای شبکه های نوری الاستیک با تبدیل باند موج

Comparison of Node Architectures for Elastic Optical Networks with Waveband Conversion

چکیده
1- مقدمه
2- هسته کلیدزنی شبکه‌های WDM و EONها
3- ساختارهای گرهی برای EONهای با تبدیل باند موج
3- 1- ساختارهای گرهی
3- 2- تداخل طیفی
3- 3- ابزارهای کلیدزنی
4- ارزیابی عملکرد
5- نتیجه‌گیری

چکیده

در شبکه‌های نوری الاستیک (EONها) با تخصیص پهنای باند انعطاف‌پذیر، احتمال انسداد به دلیل احتمال تداخل طیفی بسیار بالا می‌باشد. همانند عملکرد مبدل طول‌موج در شبکه‌های تسهیم (مالتی‌پلکسینگ) براساس تفکیک طول‌موج (WDM)، تبدیل طول‌موج برای حل رقابت طیفی در EONها پیشنهاد شده است. در این مقاله، طراحی ساختارهای گرهی برای EON با تبدیل طول‌موج مورد بحث قرار می‌گیرد. چهار ساختار گرهی با مبدل‌های طول‌موج قابل تنظیم مشترک (TWBCها) ارائه و عملکرد انسدادی آنها از طریق شبیه‌سازی مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهند که احتمال انسداد یک گره از طریق تبدیل طول‌موج به میزان قابل ملاحظه‌ای بهبود یافته است. بازدهی اشتراک مبدل‌های طول‌موج نیز مورد بررسی قرار گرفته‌اند. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهند که در نرخ انسداد یکسان، ساختار گره دارای مبدل‌های به اشتراک گذاشته شده در هر گره در مقایسه با ساختار گرهی دارای مبدل‌های به اشتراک گذاشته شده در هر محل اتصال می‌توانند تعداد مبدل‌های طول‌موج را بیش از %20 کاهش دهند.

مقدمه

اعتقاد بر این است که با رشد سریع جمعیت آتلاین و ظهور انفجاری برنامه‌های کاربردی جدید، ترافیک اینترنت افزایش یافته و الزامات مربوط به پهنای باند بیشتر تغییر یابند. از سوی دیگر، شبکه نوری پشتیبان ترافیک نوری به تدریج به انتهای محدوده ظرفیت فیزیکی خود خواهد رسید [1]. در شبکه مالتی‌پلکسینگ براساس تفکیک طول‌موج (WDM) متداول، حداقل گرانولاریته (بخشی از حفاظه در سیستم حافظه مجازی) همان طول‌موج (100 تا GHz 50) است که برای تخصیص پهنای باند موثر چندان به اندازه نمی‌باشد. با پیشرفت در فناوری‌های انتقال نوری همچون مالتی‌پلکسینگ تفکیک بسامدی متعامد (OFDM) [2] و مالتی‌پلکسینگ تفکیک بسامدی تک‌حامله (SCFDM) [3]، شبکه نوری الاستیک [4- 5] برای پشتیبانی از تخصیص پهنای باند انعطاف‌پذیر در گرانولاریته بسیار ریزتر (GHz 10 یا کمتر) پیشنهاد شده است. علاوه بر این، بازدهی طیفی در شبکه‌های نوری الاستیک (EONها) با باندهای گارد کوچک، بالا است چون باندهای فرعی همگی متعامد هستند.

5- نتیجه‌گیری

ساختارهای گرهی برای EONهای با تبدیل باند موج در این مقاله مورد بحث قرار گرفته‌اند. براساس الگوهای موضع‌یابی و به اشتراک‌گذاری TWBCها، چهار ساختار گرهی پیشنهاد شده و عملکرد آنها با مقادیر شبیه‌سازی شده متناظر مقایسه شده‌اند.

Abstract

In Elastic Optical Networks (EONs) with flexible bandwidth allocation, the blocking probability is high because of spectral contention. Similar to the functionality of wavelength conversion in Wavelength-Division-Multiplexing (WDM) networks, waveband conversion has been proposed to solve spectral contention in EONs. In this paper, we discuss the design of node architectures for an EON with waveband conversion. Four node architectures with shared Tuneable Waveband Converters (TWBCs) are proposed, and their blocking performances are evaluated by simulation. Simulation results show that the blocking probability of a node is significantly improved by waveband conversion. The sharing efficiency of waveband converters is also investigated. Simulation results show that at the same blocking rate, the node architecture with converters shared per node can save more than 20% waveband converters compared with that of the one with converters shared per link.

I- INTRODUCTION

As the rapid growth of online population and the explosion of new applications, the Internet traffic is believed to keep increasing and the bandwidth requirements are more variable. On the other hand, the optical network which supports the Internet traffic is gradually approaching its physical capacity limit [1]. In traditional Wavelength-Division-Multiplexing (WDM) network, the minimal granularity is a wavelength (100 or 50 GHz), which is not fine enough for efficient bandwidth allocation. With the progress in optical transmission technologies, such as Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) [2] and Single-Carrier Frequency Division Multiplexing (SCFDM) [3], the elastic optical network [4-5] has been proposed to support flexible bandwidth allocation at much finer granularity (10 GHz or less). Furthermore, the spectrum efficiency in Elastic Optical Networks (EONs) is high with small guard bands as subbands are all orthogonal.

V- CONCLUSION

The node architectures for EONs with waveband conversion were discussed in this paper. Based on the placement and sharing schemes of TWBCs, four node architectures were proposed and their performances are compared by simulation.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

مقایسه معماری گرهی برای شبکه های نوری الاستیک با تبدیل باند موج

Comparison of Node Architectures for Elastic Optical Networks with Waveband Conversion

بررسی تسهیم تقسیم طول موج متراکم و اینترنت نوری نسل بعدی

A Review of Dense Wavelength Division Multiplexing and Next Generation Optical Internet

چکیده

I. مقدمه

II. شبکه های نوری

III. تسهیم تقسیم طول موج متراکم

IV. سیستم DWDM

1- اجزای DWDM

2- اصول انتقال نوری

3 – تقویت کننده های نوری

4 – طبقه بندی شبکه

5 – سوئیچینگ بسته

6 – هماهنگ سازی

7 – امنیت

V. IP برروی WDM : اینترنت نوری نسل بعد

1 – نیاز برای IP بر روی DWDM

2 – اینترنت نوری

3 – معماری IP/DWDM

VI. چالش های IP در DWDM

1- تشخیص خطا

2 – کنترل شبکه و مدیریت

3 – تلورانس خطا

4 – قابلیت همکاری (سازگاری)

5 – کیفیت سرویس

VII. نتایج

چکیده

با ظهور قرن 21، رشد نمایی اینترنت و انقلاب در برنامه های کاربردی با پهنای باند بالا ظرفیت تقاضایی را ایجاد کرده است که از حدود TDM سنتی تجاوز کرده است. در نتیجه، ظاهرا پهنای باند پایدار که با استقرار فیبر نوری وعده داده شده است، از پای درآمده است. به منظور برآورده کردن تقاضای فزاینده برای پهنای باند، یک فناوری که تسهیم تقسیم طول موج متراکم (DWDM) نامیده می شود، توسعه یافته است که ظرفیت یک فیبر مجزا را چند برابر می کند. این مقاله مفهوم توامان شبکه های نوری و DWDM را بحث وبررسی می کند. همچنین به طور دقیق سیستم DWDM و مؤلفه های مختلف شبکه تمام نوری مانند تقویت کننده های نوری (اپتیکی)، تسهیم کننده های فزود/فرود نوری، شکاف دهنده های نوری و غیره را توصیف می کند. علاوه برآن IP سنتی در سراسر معماری SONET که امروزه وجوددارد، بررسی می شود و مفهوم انتقال بسته های IP خام بر یک لایه اپتیکی که DWDM را بکار می گیرد، مطرح می شود. الزامات برای ایجاد یک شبکه تمام نوری و موضوعات مربوطه مانند تکامل نیز در این جا بحث وبررسی می شود. این مقاله به عنوان یک راهنما برای شبکه های انتقال نوری بکار می آید.

I- مقدمه

در سال های اخیر، رشد انفجاری در فعالیت های اینترنت مانند ارتباطات چندرسانه ای و شبکه سازی یک تقاضای همواره فزاینده در ظرفیت شبکه، پهنای باند و نرخ انتقال ایجاد کرده است. با این پیشرفت بی سابقه در ارتباطات راه دور، بسیاری از دستگاه ها تقریبا از صد درصد ظرفیت در بخش های مهم شبکه های خود استفاده می کنند و دریافتند که برآوردهای آن ها از فیبر به شدت ناچیز ودست کم بوده است. سه روش برای گسترش ظرفیت وجوددارد: 1- نصب کابل های بیشتر، 2- افزایش نرخ بیت سیستم به سیگنال های متعدد یا 3- تسهیم تقسیم طول موج (WDM). ثابت خواهدشد که نصب کابل های بیشتر یک روش معتبر در نواحی شهری است، زیرا فیبر به طور باورنکردنی ارزان و روش های نصب بسار مؤثر می باشند (مانند اتصال جوشی جرم). اما اگر فضای مجرا در دسترس نباشد یا یک ساخت وساز عمده موردنیاز باشد، این روش ممکن است مقرون به صرفه نباشد. 

VII- نتایج

در این مقاله، ما جنبه های مختلفی را بحث کردیم که در توسعه شبکه تمام نوری جدایی ناپذیر می باشند. فناوری های جدید مختلف و اصول حاکم بر سیستم DWDM نیز معرفی شدند. معماری سیستم موجود مورد مطالعه قرارگرفت و لایه نوری پیشنهادی نیز به طور دقیق توصیف شد. مفاهیم اساسی در سیستم IP بر DWDM، مانند مدیریت شبکه، تلورانس خطا، قابلیت همکاری، و سوئیچینگ نوری به طور دقیق بحث وبررسی شد. سیستم های IP/DWDM می بایست معماری باز را پشتیبانی کنند و شفافیت سرویس کامل را فراهم کنند. آینده شبکه های تمام نوری با چالش های بسیاری همراه می باشد. اما، پیاده سازی تجاری برای IP در DWDM چندان دور نیست. این شبکه ها یک مسیر به سمت شبکه ترابایت باز می کند و پتانسیل پهنای باند فوق العاده ای از فیبر سیلیکا را آزاد می سازند. از این رو، DWDM به عنوان یک جای پا به سمت عصر شبکه نوری حقیقی عمل می کند.

Abstract

With the advent of 21st century, the exponential growth of Internet and the revolution in high bandwidth applications have created capacity demands that exceed traditional TDM limits. As a result, the once seemingly inexhaustible bandwidth promised by the deployment of optical fiber is being exhausted. To meet growing demands for bandwidth, a technology called Dense Wavelength Division Multiplexing (DWDM) has been developed that multiplies the capacity of a single fiber. This paper discusses the twin concept of optical networking and DWDM. The paper explains in detail the DWDM system and various components of an all-optical network like Optical Amplifiers, Optical Add/Drop Multiplexers, Optical Splitters etc The traditional IP over SONET architecture as it exists today is reviewed and the concept of transmitting raw IP packets over an optical layer which employs DWDM is put forth. The requirements for creating an all optical networks and issues pertaining such an evolution have been discussed here. This paper shall serve as a guide to the optical transport networks.

I- INTRODUCTION

In recent years, the explosive growth in Internet activities such as multimedia communications and networking has created an ever-increasing demand on network capacity, bandwidth and transmission rates. With this unprecedented development in telecommunication, many carriers are nearing one hundred percent capacity utilization across significant portions of their networks and finding that their estimates of fiber needs have been highly underestimated. Three methods exist for expanding capacity: 1) installing more cables, 2) increasing system bit rates to multiplex more signals or 3) wavelength division multiplexing (WDM). Installing more cables will prove to be a viable method in metropolitan areas, since fiber has become incredibly inexpensive and installation methods more efficient (like mass fusion splicing.) But this may not be the most cost effective, if conduit space is not available or major construction is required. Increasing system bit rate may not prove economical either.

VII- CONCLUSION

In this paper we have discussed various concepts that are integral to the development of the All-Optical Network. Various new technologies and principles governing a DWDM system were introduced. The existing system architecture was studied and a proposed optical layer was described in much detail. The basic concepts underlying an IP over DWDM system – like Network Management, Fault Tolerance, Interoperability, Optical Switching – were discussed at depth. . The IP/DWDM systems shall support the Open architecture & provide complete service transparency. The future of all-optical networks is plagued with many challenges. But, the commercial implementations for IP over DWDM are not far away. It opens the pathway to Terabit networking and unleashes the enormous bandwidth potential of the silica fiber. Hence, DWDM acts as the stepping stone towards a true optical networking era.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

بررسی تسهیم تقسیم طول موج متراکم و اینترنت نوری نسل بعدی

A Review of Dense Wavelength Division Multiplexing and Next Generation Optical Internet

شبکه‌های کنترلی نوری طبقاتی چند پروتکلی عمومی به عنوان بستر ارتباط صنعتی

The GMPLS Controlled Optical Networks as Industry Communication Platform

چکیده

1-مقدمه

الف-شبکه های نسل نو

ب- مزایای صنعت

2-شبکه‌های نوری کنترلی GMPLS

الف- پروتکل ها و استاندارد سازی

ب- ساختار شبکه

ج-عملکرد شبکه GMPLS

3- قابلیت اطمینان شبکه GMPLS

الف. ویژگیهای قابلیت اطمینان

ب-توانایی به‌کارگیری سیستم

ج- قابلیت اطمینان صفحه کنترل

4- تحلیل شبیه‌سازی تاثیرافزونگی صفحه کنترلی بر قابلیت اطمینان شبکه GMPLS

الف- ارزیابی قابلیت اطمینان

ب- شبیه‌سازی

ج-نتایج شبیه‌سازی

5-بحث

الف-جنبه فنی افزونگی صفحه کنترل

ب-جنبه مای مالی افزونگی صفحه کنترل

6-نتیجه

چکیده

در این مقاله، تغییر شبکه‌های کنترلی نوری طبقاتی چند پروتکلی عمومی (GMPLS) به‌عنوان شبکه ارتباط صنعتی در نظر گرفته‌شده‌اند.GMPLS فن‌آوری شبکه نسل نو می‌باشد که در ساخت مسیر ارتباط اصلی، ( ستون فقرات) شبکه اینترنتی جدید استفاده خواهد شد. به دلیل ویژگی‌های شبکه عمومی جدید، اینترنت می‌تواند بستری برای ارتباط صنعتی شود. این ارتباط صنعتی شامل داده‌های حساس، جریان تغییرات و اطلاعات بلادرنگ می‌باشد. مزایای چنین شبکه‌ای برای صنعت در این مقاله توضیح داده‌شده است. در مرحله بعد ایده و ساختار هوشمند، شبکه‌های نوری حامل نسل نو مورد بحث و بررسی قرارگرفته‌اند. یکی از چالش‌های فن‌آوری GMPLS قابلیت اطمینان آن است که به عنوان فاکتور اصلی بر کیفیت خدمات تأثیر می‌گذارد. بنابراین، روشی برای بهبود قابلیت اطمینان GMPLS پیشنهاد شد. این روش بر اساس اجرای فراوانی در سطح کنترلی استواراست. با استفاده از شبیه‌ساز Monte Carlo روشی تحلیلی برای بهبود قابلیت اطمینان شبکه GMPLS نشان داده شد و توانمند بودن استفاده از این روش به اثبات رسید. هم‌چنین نتایج و تحلیل‌های به‌دست‌آمده از شبیه‌سازی اثبات کرد که این شبکه‌های حامل نوری جدید، توانایی ایجاد ارتباط راه دور را با استفاده از شرایط مخابراتی در قیاس با آنچه توسط لینک‌های WAN مهیا می‌شود را دارد. هم‌زمان استفاده از زیرساخت‌های عمومی می‌تواند منجر به کاهش هزینه‌های ارتباط راه دور شود.

1-مقدمه

رشد مدوام جریان ترافیک در اینترنت و خدمات پیچیده آن از چالش‌های فراروی بستر اصلی شبکه اینترنت به شمارمی آیند. افزایش حجم ترافیک اینترنت از طریق رسانه‌های گروهی و فن‌آوری مخابراتی نوری به خطر افتاده است. هم‌زمان، خدمات جدید ناگزیرازغلبه بر محدودیت‌های شبکه‌های IP به بهترین نحو ممکن هستند.

صنعت نیازمند بستری نیرومند برای توزیع سیستم ارتباطی است. بسیاری از مشاغل مبتنی بر پذیرش فن‌آوری موجود نظیر Ethernet [1] و یا شبکه‌های Wi-fi هستند. رویکرد دیگر توسعه فن‌آوری شبکه صنعتی اختصاصی می‌باشد. برای مثال Ethernet بلادرنگ چنین راه‌حلی است [3]. دربسیاری از موارد سیستم‌ها نیازمند بستر مخابراتی اختصاصی یا با شرایط ویژه هستند. اگرچه، در بعضی از موارد سیستم‌ها می‌توانند از شبکه‌های مخابراتی عمومی نیز استفاده کنند. به‌خصوص اگر فاصله بین دو زیر سیستم راه دور نیازمند استفاده از راه‌حل‌های شبکه‌ای با وسعت زیاد باشند [4].

6-نتیجه

شبکه عمومی اینترنت برای بسیاری از نرم‌افزارها بستری ارتباطی محسوب می‌شود. دلیل اصلی این تمایل کاهش هزینه نسبت به شبکه‌های خصوصی و اختصاصی می‌باشد. مثالی بدیهی از شبکه‌های همگرا اینترنت می‌باشد. یکی از پدیده‌های ارزشمند چنین موردی شبکه خصوصی مجازی VPN می‌باشد. فناوری با زیرساخت شبکه عمومی باز برای استفاده شخصی است. فن‌آوری‌های نوری موردنیاز مانند شبکه‌های نوری کنترلی GMPLS، شبکه‌های هوشمند و توانمندرامعرفی می‌کند که خدمات سطح بالایی رادراختیار می گذارندو شبکه عمومی را برای ارتباط صنعتی در مقیاس بزرگ آماده می‌کند.

Abstract

In this paper, Generalized Multiprotocol Label Switching (GMPLS) controlled optical networks are considered as industry communication network. GMPLS is a Next-Generation Network technology which will be used to build new Internet backbone. Thanks to the features of a new public network, Internet can become a platform for industrial communication including critical data, transactional flow, and real-time data. The benefits of such a network for industry are explained in this paper. Next, the idea and architecture of intelligent, next-generation optical transport networks is discussed and explained. One of the challenges of GMPLS technology is a reliability as the main factor which influences service quality. Therefore, the method of improving reliability of GMPLS is proposed. This method bases on the implementing of redundancy in the control plane. Using Monte Carlo simulation and proposed reliability analysis method quantity improvement of GMPLS network reliability is shown and the merits of using this method are confirmed. Achieved simulation results and analysis confirm also that this emerging optical transport network will offer industry long distance communication with transmission condition compared to what is provided by dedicated WAN links. Simultaneously using public infrastructure can reduce cost of long distance communication.

I. INTRODUCTION

THE CONTINUOUS growth of traffic flow in the Internet and more sophisticated services are the challenges for future network backbone of the Internet. Increased volume of Internet traffic is compromised by optic transmission technologies and media. At the same time, new services forced to overcome the limitations of the best effort approach in IP networks.

Industry needs robust platform for distributed system communications. Many works are devoted to adapting existing technology like Ethernet [1] or Wi-Fi networks [2]. Another trend is to develop dedicated industry networking technology. For example, Real-Time Ethernet [3] is such a solution. In many cases, systems need dedicated or specially conditioned communication platform. However, in some cases, systems could use public communication networks. Especially, when distances between remote subsystems require to use wide area network solutions [4].

VI. CONCLUSION

The Internet public network becomes the common communication platform for many applications. The main reason of this trend is the cost reduction of using dedicated, private network. An evident example of converged network is the Internet. One particularly noteworthy phenomenon is the Virtual Private Network (VPN), technology with open public network infrastructure for private business. Emerging optical technologies like GMPLS controlled optical networks will provide survivable and intelligent networks which will offer very high-quality services and open public network for industry communication on a large scale.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

شبکه‌های کنترلی نوری طبقاتی چند پروتکلی عمومی به عنوان بستر ارتباط صنعتی

The GMPLS Controlled Optical Networks as Industry Communication Platform