DE112004000901T5 - Optisches Burst-vermitteltes Netzsystem und Verfahren mit fälligkeitsnaher Signalisierung - Google Patents

Optisches Burst-vermitteltes Netzsystem und Verfahren mit fälligkeitsnaher Signalisierung Download PDF

Info

Publication number
DE112004000901T5
DE112004000901T5 DE112004000901T DE112004000901T DE112004000901T5 DE 112004000901 T5 DE112004000901 T5 DE 112004000901T5 DE 112004000901 T DE112004000901 T DE 112004000901T DE 112004000901 T DE112004000901 T DE 112004000901T DE 112004000901 T5 DE112004000901 T5 DE 112004000901T5
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
optical
network
signal
data
input
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE112004000901T
Other languages
English (en)
Inventor
Daniel S. Stevenson
Mark C. Cassada
Pronita Mehrotra
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
RES TRIANGLE INST TRIANGLE PAR
Research Triangle Institute
Original Assignee
RES TRIANGLE INST TRIANGLE PAR
Research Triangle Institute
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by RES TRIANGLE INST TRIANGLE PAR, Research Triangle Institute filed Critical RES TRIANGLE INST TRIANGLE PAR
Publication of DE112004000901T5 publication Critical patent/DE112004000901T5/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B10/00Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/25Arrangements specific to fibre transmission
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04QSELECTING
    • H04Q11/00Selecting arrangements for multiplex systems
    • H04Q11/0001Selecting arrangements for multiplex systems using optical switching
    • H04Q11/0062Network aspects
    • H04Q11/0066Provisions for optical burst or packet networks
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B10/00Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/27Arrangements for networking
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04QSELECTING
    • H04Q11/00Selecting arrangements for multiplex systems
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04QSELECTING
    • H04Q11/00Selecting arrangements for multiplex systems
    • H04Q11/0001Selecting arrangements for multiplex systems using optical switching
    • H04Q11/0062Network aspects
    • H04Q2011/0064Arbitration, scheduling or medium access control aspects
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04QSELECTING
    • H04Q11/00Selecting arrangements for multiplex systems
    • H04Q11/0001Selecting arrangements for multiplex systems using optical switching
    • H04Q11/0062Network aspects
    • H04Q2011/0088Signalling aspects

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • Small-Scale Networks (AREA)
  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)

Abstract

Optisches Burst-vermitteltes bzw. OBS-Netzsystem, umfassend:
einen eine Signalkoppeleinrichtung einschließenden optischen Signalbus;
eine Vielzahl von Netzadaptern, die in optischer Kommunikation stehen mit dem optischen Signalbus und in Netzkommunikation mit Netzendgeräteeinrichtungen, wobei jeweilige Netzadapter an Endgeräteausrüstung gekoppelt sind und einen Empfänger einschießen, einen Sender und eine Steuerlogik, die eine bidirektionale Übertragung von Datensignalen als Bursts bzw. Datenschwall zwischen der Endgeräteausrüstung und dem Netzsystem ermöglichen;
und
einen optischen Bus-Controller in optischer Kommunikation mit dem optischen Signalbus zum Verarbeiten von von dem optischen Signalbus empfangenen Signalen zum Einrichten von Signalkommunikationen zwischen einem angeforderten Netzadapter und einem anfordernden Netzadapter basierend auf einer durch den anfordernden optischen Adapter veranlassten Anforderung.

Description

  • BETROFFENE ANMELDUNGEN
  • Diese Anmeldung beansprucht den Vorteil der Priorität der folgenden Patentanmeldungen:
    Vorläufige US-Patentanmeldung Nr. 60/472,630 mit dem Titel "OPTICAL BURST SWITCH LOCAL AREA NETWORK ARCHITECTURE" bzw. "OPTISCHE BURST-VERMITTELTE LOKALBEREICHSNETZARCHITEKTUR";
    vorläufige US-Patentanmeldung Nr. 60/472,633 mit dem Titel "METHODS FOR DATA TRANSMISSION AND MEMORY STORAGE IN AN OPTICAL BURST SWITCH LOKCAL AREA NETWORK" bzw. "VERFAHREN ZUR DATENÜBERTRAGUNG UND ZUM SPEICHERAUFBEWAHREN IN EINEM OPTISCHEN BURST-VERMITTELTEN LOKALBEREICHSNETZ"; und
    vorläufige US-Patentanmeldung Nr. 60/472,634 mit dem Titel "IMPLEMENTATION OF JUST-IN-TIME SIGNALING PROTOCOL IN OPTICAL BURST SWITCH WIDE AND LOCAL AREA NETWORK ARCHITECTURE" bzw. "IMPLEMENTIERUNG EINES FÄLLIGKEITSNAHEN SIGNALISIERUNGSPROTOKOLLS IN OPTISCHEN BURST-VERMITTELTEN WEIT- UND LOKALBEREICHSNETZARCHITEKTUREN";
    die alle am 22. Mai 2003 angemeldet worden sind.
  • Der Offenbarungsgehalt der oben erwähnten Patentanmeldungen wird hierbei durch Bezugnahme in seiner Gesamtheit aufgenommen.
  • GEBIET DER OFFENBARUNG
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft eine neue Architektur von fortgeschrittenen optischen Kommunikationsnetzen und insbesondere ein optisches Burst-vermitteltes Netz bzw. OBS- Netz wie z.B. ein Weitbereichsnetz (WAN) und/oder ein Lokalbereichsnetz (LAN), mit fälligkeitsnaher (JIT) bzw. Just-In-Time-Signalisierung und zusätzliche fortgeschrittene Datenzugriffsmerkmale.
  • Dichtes Wellenlängenmultiplex (dWDM) verwendende optische Netze stellen enorme Bandbreitenkapazitäten für die Datenübertragung unter Verwendung optischer Medien bereit. dWDM überbrückt die Lücke zwischen niedrigeren Elektronikschaltgeschwindigkeiten und ultra hohen in optischen Medien verfügbaren Bandbreiten. dWDM teilt die enorme Informationsübertragungskapazität einer Einzelmodenfaser in einer Anzahl von Kanälen auf, von denen jeder eine unterschiedliche sowohl analog- als auch digitaldatenübertragende Wellenlänge hat, was es ermöglicht, einen aggregierten Durchsatz in der Größenordnung von Terabits pro Sekunden zu liefern. Als solches ist dWDM im Stande, eine schnellere Vernetzungsinfrastruktur bereit zu stellen. Derzeitige Kommunikationstechnologien, die optische Netze und dWDM anwenden, verwenden gewöhnlich Wellenlängenrouting mit permanent oder statistisch festgelegten Leitungsverbindungen, die zwischen Endpunkten zur Datenübertragung eingerichtet sind. Jedoch erhöhen permanent oder statistisch eingerichtete Leitungsverbindungen die Kosten und ihnen fehlt die Flexibilität.
  • Während optische Kommunikationsverbindungen im Kern- und Großstadtnetzen üblich sind, ist die Entwicklung langsamer gewesen in Lokalbereichsdatenübertragungen und Zugriffen, speziell in Lokalbereichsnetzen (LANs). Als ein Ergebnis sieht die Telekommunikationsindustrie im Allgemeinen vor, auf dem Erfolg eines Punkt-zu-Punkt-Netzes wie dem Ethernet aufzubauen durch Übernehmen neuer Standards davon wie GigE-(Gigabit-Ethernet-) und 10GigE-(10 Gigabit-Ethernet-) Standards. Zusätzlich werden Kommunikationen innerhalb der Grenzen eines Hosts über einen Elektronikbus erreicht, weil die verfügbare Bandbreite beschränkt ist. Die Zurückhaltung der Industrie ist durch viele Faktoren angeheizt worden einschließlich der Tatsache, dass ein vollständig optisches LAN einen komplett neuen Satz an Komponenten erfordert wie z.B. abstimmbare Laser, abstimmbare Filter, verstärkende passive Sternkoppler und ähnliches.
  • Demnach gibt es einen Bedarf, gesamtoptische Architektur zu entwickeln für ein Lokalbereichsnetz unter Verwendung von Schalttechnologien, die Kommunikationen zwischen Knoten innerhalb eines gesamtoptischen Lokalbereichsnetzes unterstützen und die Komplexität und fehlende Flexibilität permanent oder statistisch eingestellter Leitungsverbindungen zu reduzieren, die in konventionellen optischen Netzen benötigt werden. Es gibt auch einen Bedarf, ein optikeinschließendes Lokalbereichsnetz zu entwickeln, das Datentransparenz bereitstellt, d.h. ein Netz, das die Fähigkeit hat konkurrierendes Senden von beliebigen Signaltypen einschließlich Analogsignalen (wie z.B. Radar, NTSC-Video, Sensorsignalen etc.), Digitalsignalen, Signalmodulationen und irgendwelchen anderen Arten von Signalformaten vorzunehmen, die verwendet würden zum Implementieren von Datenübertragungen. Das gewünschte Netz wird auch nicht spürbaren Speicherzugriff umfassen, wodurch Knoten im Netz im Stande sind, Speicher von anderen Knoten in nahtloser Weise zu adressieren.
  • RESÜMEE DER OFFENBARUNG
  • Die vorliegende Offenbarung beschreibt fortschrittliche Verfahren und Architekturen optischen Burst-vermittelter Netze bzw. OBS-Netze wie z.B. Lokalbereichsnetze (LAN) oder Weitbereichsnetze (WAN) mit fälligkeitsnaher bzw. Just-In-Time-Signalisierung (JIT-Signalisierung) und zusätzlichen fortschrittlichen Merkmalen wie beliebiges Senden von Daten, Speicherzugriff, Einzelwellenlängensende/Empfangskommunikation und vereinheitlichte Globaladressierungsskalierung. Ein optisches Burst- vermitteltes Weitbereichsnetz (OBS-WAN) oder Lokalbereichsnetz (OBS-LAN) stellt einen gering latenten und Träger-unabhängigen Datenpfad bereit. Zudem ist ein OBS-Netz gemäß dieser Offenbarung agnostisch in Bezug auf Signaltyp und Format. Demnach kann das Netz eine große Vielfalt an Analog- und Digitalformaten nebeneinander übertragen.
  • Eine beispielhafte Architektur eines optischen Burst-vermittelten Netzes bzw. OBS-Netzes umfasst einen optischen Signalbus, der eine Signalkoppeleinrichtung einschließt wie z.B. einen passiven Sternkoppler oder ein Array-Wellenleitergitter, und eine Vielzahl von Netzadaptern, die in optischer Kommunikation stehen mit dem optischen Signalbus und in Netzkommunikation mit Netzendgeräteeinrichtungen. Die Netzadapter können abstimmbare Empfänger, Sender und Steuerlogik einschließen, die bidirektionale Bewegung von Datensignalen als Bursts (schwallartig) zwischen der Endgeräteausrüstung und dem OBS-Netz ermöglichen. Zudem schließt das OBS-Netz eine Steuereinrichtung eines optischen Busses (nachstehend optischer Bus-Controller genannt) in optischer Kommunikation mit dem optischen Signalbus über eine einzelne oder mehrere Wellenlängen oder Kanäle aus dem Band der Datenkanäle ein zum Verarbeiten von Signalen von dem optischen Signalbus zum Verbinden eines angeforderten Netzadapters mit einem anfordernden Netzadapter in Übereinstimmung mit einem vorbestimmten Benutzer-zu-Netz-Protokoll.
  • In einer Ausführungsform kann der optische Signalbus als ein LAN implementiert werden und der Netzadapter übernimmt die Rolle konventioneller Netzschnittstellenkarten (NIC bzw. network interface cards) durch Verbinden des LAN mit dem internen Bus eines Client- oder Servercomputers. Einrichtungstreiber in dem Betriebssystem des Endgerätehosts stellen eine Verknüpfung zwischen Ursprungsnetzprotokollen wie TCP/IP und dem Netzadapter bereit oder irgendwelche anderen Arten von Protokollen, die verwendet werden können als Ursprungsnetzprotokolle. Alternative Protokollstapel können auch unterstützt werden wie Fiberchannel oder die neu entstehenden Transportschichtprotokolle, die für JIT-Netze definiert sind.
  • In einer anderen Ausführungsform schließt der optische Signalbus eine Vielzahl optischer Filter ein, wobei jedes Filter einen Eingang hat, der ein optisches Eingangssignal empfängt, einen ersten Ausgang, der ein Steuerkanalsignal an einen optischen Bus-Controller sendet, und einen zweiten Ausgang, der ein Digitalsignal auf einer individuellen Wellenlänge sendet. Der optische Datensignalbus schließt eine Signalkoppeleinrichtung ein wie z.B. einen Sternkoppler, der als zentraler Netzknoten für das Netz dient. Der Sternkoppler hat eine Vielzahl von Dateneingängen in optischer Kommunikation mit den zweiten Ausgängen der Vielzahl optischer Filter, und eine Vielzahl von Ausgängen, die ein kombiniertes Datensignal auf individuellen Wellenlängen senden. Das kombinierte Datensignal wird von den Eingängen einer Vielzahl optischer Koppler empfangen, wobei jeder Koppler einen ersten Eingang hat, der ein von dem optischen Bus-Controller gesendetes Steuerkanalsignal empfängt, einen zweiten Eingang, der von dem Sternkoppler das kombinierte Datensignal empfängt, und einen Ausgang, der ein optisches Ausgangsignal sendet.
  • Gemäß noch einer anderen Ausführungsform schließt ein optischer Busnetzadapter zum Implementieren in einem optischen Burst-vermittelten Netz bzw. OBS-Netz, das ein optisches Filter mit einem ein eingegebenes Signal empfangenden Eingang, einem ein Datensignal sendenden ersten Ausgang und einem ein Steuersignal sendenden zweiten Ausgang einschließt. Der Adapter schließt auch einen Datenkanalempfänger mit einem Eingang ein, der das von dem optischen Filter gesendete Datensignal empfängt, und einem Ausgang, der das Datensignal sendet und einen Steuerkanalempfänger mit einem Eingang, der das Steuersignal von dem optischen Filter empfängt und einen Ausgang, der das Datensignal sendet. Eine Schnittstelle der physikalischen Schicht ist in dem Adapter eingeschlossen und umfasst einen ersten Eingang, der das Steuersignal von dem Steuerkanalempfänger empfängt, einen zweiten Eingang, der das Datensignal von dem Datenkanalempfänger empfängt, einen ersten Ausgang, der das Steuersignal sendet und einen zweiten Ausgang, der das Datensignal sendet.
  • Der Adapter schließt auch einen Steuernachrichtenprozessor ein mit einem ersten Eingang, der das Steuersignal von der Schnittstelle der physikalischen Schicht empfängt und einem Ausgang, der eine Steuernachricht sendet, wobei der Steuernachrichtenprozessor in Kommunikation steht mit einem Adaptersteuerprozessor und einem Pufferspeicher zum Bestimmen von Steuerkriterien und einer elektronischen Rückseiten-Schnittstelle mit einem ersten Eingang, der das Datensignal von der Schnittstelle der physikalischen Schicht empfängt, einem zweiten Eingang, der die Steuernachricht von dem Steuernachrichtenprozessor empfängt, und einem Ausgang, der das Datensignal und die Steuernachricht sendet.
  • Ein optischer Bus-Controller, der in einem beispielhaften optischen Burst-vermittelten Netz bzw. OBS-Netz implementiert ist, kann gegebenenfalls eine Vielzahl optisch-zu-elektrisch- bzw. optoelektrischer Konverter einschließen, wobei jeder Konverter einen Eingang hat, der ein optische Signal empfängt und einen Ausgang, der ein elektrisches Signal zu einer Vielzahl von Eingangsnachrichtenmaschinen (Ingress-Message-Engine), wobei jede Eingangsmaschine einen Eingang hat, der die Ausgangsgröße eines optoelektischen Konverters empfängt, wobei die Eingangsnachrichtenmaschine die Nachricht analysiert bzw. parst und basierend auf Momentanzustand und Protokollantworten agiert. Der Bus-Controller schließt eine Adressauflösungstabelle ein, die mit der Vielzahl von Eingangsnachrichtenmaschinen kommuniziert und die Eingangsnachrichtenmaschinen mit Weiterleitungsinformation versieht, und Kanalarbitrierungslogik, die mit der Vielzahl von Eingangsmaschinen kommuniziert zum Bestimmen des Weiterleitungsplans basierend auf Eingaben von den Eingangsmaschinen und der Adressauflösungstabelle. Der Controller schließt auch eine Vielzahl von Ausgangsnachrichtenmaschinen (Egress-Message-Engines) ein, wobei jede Ausgangsmaschine einen Eingang hat, der Kommunikation von der Kanalarbitrierungslogik empfängt und einen Ausgang, der Planungsdaten sendet, und eine Vielzahl von elektrooptischen Konvertern, wobei jeder Konverter einen Eingang hat, der Daten von den Ausgangsmaschinen empfängt und einen Ausgang, der Daten zu dem optischen Signalbus sendet.
  • Ein beispielhaftes Verfahren organisiert das Senden konkurrierender Signale über das OBS-Netz beliebiger Signaltypen. Beispielsweise werden Digitalsignale, Analogsignale, modulierte Signale und ähnliches durch das OBS-Netz in konkurrierender Weise gesendet. Das Verfahren verwendet eine optische Burst-vermittelte Busarchitektur bzw. OBS-Architektur in Verbindung mit dem Just-In-Time-Signalisierungsprotokoll zum Realisieren eines Netzes, das Datentransparenz ermöglicht.
  • In noch einer anderen Ausführungsform der Offenbarung stellt ein Netzmanagementverfahren umfassenden Speicherzugriff in einem Lokalbereichsnetz (LAN) bereit. Gemäß dem beispielhaften Verfahren sind Knoten in dem Netz konfiguriert, um in nahtloser Weise Speicher anderer Knoten zu adressieren, die das Netz umfasst. Das Managementverfahren ermöglicht es dem OBS-Netz, WAN/LAN-Anwendungen und Speicherbereichsnetzanwendungen (SAN-Anwendungen) zu verschmelzen.
  • Gemäß einer anderen Ausführungsform wird ein Netzmanagementverfahren bereitgestellt zum Ermöglichen des Sendens und Empfangens optischer Signale auf einer einzelnen Wellenlänge zum Eliminieren des Bedarfs nach optischen Signalisierungskomponenten in der Netzarchitektur. Beispielsweise kann das Verfahren implementiert werden durch das Zulassen einer Wellenlänge pro Netzadapter, welche für eine Implementierung mit passiver Einrichtung sorgt gegenüber aktiven Schaltkomponenten. Wenn in einem OBS-Netz implementiert, können ein passiver Sternkoppler oder ein Array-Wellenleitergitter als passiver nicht blockierender Vermittlungs-Schalter dienen. Das beispielhafte Verfahren kann weiter eine vereinheitlichte globale Adressierung-Skalierung ermöglichen von dem CPU-Adressraum zum Weitbereichsnetz (WAN) in Kombination mit der OBS-Architektur. Im Gegensatz zum konventionellen Adressieren mit fester Länge stellt dieses Verfahren eine effizientere Vorrichtung der Netzadressierung bereit.
  • Noch andere Vorteile der im vorliegenden Fall offenbarten Verfahren und Systeme werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung leicht ersichtlich, einfach als Erläuterung der Offenbarung und nicht einschränkend betrachtet. Wie erkannt werden wird, sind das Kapazitätsplanungsverfahren und System im Stande, andere und unterschiedliche Ausführungsformen anzunehmen und einige ihrer Details können in vielfacher offensichtlicher Hinsicht modifiziert werden, alles ohne von der Offenbarung abzuweichen. Demgemäss sind die Beschreibung und die Zeichnungen als erläuternd und nicht als einschränkend zu betrachten.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die beiliegenden Zeichnungen, die in der Spezifikation enthalten sind und einen Teil davon bilden, stellen beispielhafte Ausführungsformen dar. Es zeigt:
  • 1 ein Blockdiagramm eines beispielhaften optischen Burst-vermittelten Lokalbereichsnetzes (OBS-LAN);
  • 2 ein Blockdiagramm eines beispielhaften optischen Signalbusses zur Verwendung in einem OBS-LAN;
  • 3 ein Blockdiagramm einer beispielhaften optischen Busnetzadapterkomponente eines beispielhaften OBS-LAN;
  • 4 ein Blockdiagramm eines beispielhaften optischen Bus-Signalcontrollers (Signalsteuereinrichtung) zur Verwendung in einem OBS-LAN;
  • 5 ein Ablaufdiagramm zum Darstellen eines Verfahrens für konkurrierende Datenübertragung beliebiger Signaltypen durch ein OBS-LAN, ein JIT-Signalisierungsprotokoll implementierend;
  • 6 ein Signalisierungsschema-Diagramm für Just-In-Time-Signalisierung (JIT-Signalisierung), die in Verbindung mit einem OBS-LAN oder WAN implementiert wird, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
  • 7 ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zum Senden und Empfangen optischer Daten auf einer einzelnen Wellenlänge pro Adapter in einem OBS-LAN, das JIT-Signalisierung implementiert;
  • 8 ein Ablaufdiagramm zum Darstellen der Schritte eines beispielhaften Verfahrens zum Speicherzugriff in einem JIT-Signalisierung implementierenden OBS-LAN;
  • 9 ein Blockdiagramm eines beispielhaften optischen Busschalters zur Verwendung in Verbindung mit JIT-Signalisierung;
  • 10 ein Blockdiagramm beispielhafter Speicherknoten und zugeordneten Speichers; und
  • 11 ein Ablaufdiagramm zum Erläutern der Schritte eines Verfahrens zur vereinheitlichten Globaladressierungsschematisierung in einem OBS-LAN, das JIT-Signalisierung implementiert.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER OFFENBARUNG
  • In der folgenden Beschreibung werden zum Zwecke der Erläuterung zahlreiche spezifische Details dargelegt, um ein vollständiges Verständnis der vorliegenden Offenbarung zu vermitteln. Es wird jedoch Fachleuten ersichtlicht, dass das präsentierte Verfahren und System ohne diese spezifischen Details praktiziert werden können. An anderen Stellen werden wohlbekannte Strukturen und Einrichtungen in Blockdiagrammform gezeigt, um eine unnötige Verschleierung der vorliegenden Offenbarung zu vermeiden.
  • Ein beispielhaftes Netz gemäß dieser Offenbarung verwendet fortschrittliche Burst-Vermittlungstechnologien und Just-In-Time-Signalisierungsprotokolle zum Organisieren und Implementieren des Netzes, welche es einem Vermittlungsnetz ermöglichen, Daten in Päckchen variabler Größen zu liefern und vermitteln, und im Wesentlichen den Bedarf nach permanent oder statistisch bereitgestellten Leitungsverbindungen zu eliminieren. Burst-Vermittlung erfordert keine Pufferung innerhalb des Netzes. Statt dessen kann das Vermitteln von variabel großen Bursts durch Verwenden eines Reservierungsmechanismus bei ihrem Auftreten (on the fly) ausgeführt werden. Zwischen-Vermittlungsschalter werden nur für eine kurze Zeitdauer konfiguriert, gerade ausreichend, um den Burst durchzulassen, und sind unmittelbar danach verfügbar zum Vermitteln anderer Bursts. Der Hauptunterschied von dem Paketvermittlungsparadigma ist das Fehlen von Pufferung und der viel breitere Bereich der Burstlängen von sehr kurz (d.h., "Pakete") bis sehr lang (d.h., "Leitungsverbindungen").
  • Ein OBS-LAN ist agnostisch in Bezug auf Signaltyp und Format derart, dass das Netz eine weite Vielfalt von Analog- und Digitalformaten nebeneinander übertragen kann. Das OSB-LAN verwendet mehrere Wellenlängen, die im Stande sind, innerhalb optischer Fasern übertragen zu werden. Die Faser enthält mehrere Datenpfade innerhalb einer einzelnen Faserverbindung. Das OBS-LAN ermöglicht es IP, iSCSI und anderen Protokollen, über diese Wellenlängen zu individuell adressierbaren Netzadaptern (NA) gesendet zu werden oder rundgesendet zu werden an irgendeine Anzahl an Netzadaptern. Die Netzadapter stellen die Schnittstelle zwischen dem Netz und der Netzendgeräteausrüstung bereit wie z.B. Telefonen, Computern, Servern, Alt- bzw. Stamm-Netzschnittstellen und ähnlichem. Zudem stellen Netzadapter hartverdrahtete Steuerlogik bereit, die bidirektionale Bewegung von Datensignalen als Bursts zwischen der Endgeräteausrüstung und dem Netz ermöglicht, und Datensignalpuffer, die ein burstartiges Steuern von Datensignalen und der Zeitabstimmung bzw. dem Timing für das Senden und den Empfang von Datensignalen bereitstellen. Die Netzadapter stellen auch Logik zum Unterstützen von Funktionen höherer Schichten bereit einschließlicht vektorabgebildetem Direktspeicherzugriff (DMA) und Leitungsgeschwindigkeitsweiterleitungs-Fehlerkorrektur (FEC) und eine Netzschnittstelle, die die Benutzer-Netz-Signalisierungsfunktion unterstützt während des Bereitstellens eines getrennten optischen Kanals für die Datensignalsende- und Empfangsfunktion. Die OSB-LAN-Architektur unterstützt sowohl asynchrone Einzelbursts mit einer Haltezeit, die kürzer ist als der Durchmesser des Netzes als auch leitungsvermittelte optische Pfade mit einer Haltezeit, die länger ist als der Durchmesser des Netzes. Die Architektur stellt Außerband-Signalisierung auf einem einzelnen Kanal bereit. Der Signalisierungskanal erfährt eine elektrooptische Umsetzung bei jedem Knoten, um Signalisierungsinformation für Zwischenvermittlungsschalter verfügbar zu machen. In der OSB-LAN-Architektur ist der Datenkanal/Pfad transparent zu den Zwischennetzeinheiten, d.h., keine elektrooptische Umsetzung findet bei Zwischenknoten wie z.B. Netzknoten, passiven Sternkopplern (PSC), Array-Wellenleitergittern statt, und es werden keine Annahmen getroffen über Datenraten oder Signalmodulation. Die Architektur ist derart, dass die meisten Verarbeitungsaufgaben nur an den Randknoten unterstützt werden, wobei die Kernvermittlungsknoten, Netzknoten und/oder PSC einfach gehalten werden. Zusätzlich wird die Einfachheit der Architektur auch dadurch erreicht, dass keine globale Zeitsynchronisation zwischen Knoten bereitgestellt wird.
  • Just-In-Time-Signalisierung bezieht sich auf als Bursts übertragene Information. Eine Burstlänge wird als eine Zeit bestimmt und kann schwanken zwischen einigen Nanosekunden bis zu Stunden oder Tagen. JIT trifft auch keine Annahme über das Informationsformat innerhalb eines Bursts, welches analog oder digital sein kann. Zudem wird keine Annahme getroffen über das Modulationsverfahren oder die Modulationsdichte (Bitrate oder Bandbreite). In einem ein Just-In-Time-Signalisierungsprotokoll bzw. JIT-Signalisierungsprotokoll verwendeten Netz werden Signalisierungsnachrichten gerade vor den Daten gesendet, um die Zwischenvermittlungsschalter bzw. Knoten zu informieren. Der gemeinsame Faden ist das Eliminieren von Rundreisewartezeit bevor die Information gesendet wird. In dem JIT-Ansatz, der auch Erzähl- und Geh-Ansatz genannt wird, werden Schaltelemente innerhalb des Netzes für einen kommenden Burst konfiguriert sobald die erste empfangene Signalisierungsnachricht, die den Burst ankündigt, empfangen wird.
  • Im Zusammenhang mit der OSB-LAN-Architektur wird JIT-Signalisierung außer-Band ausgeführt während die Daten transparent sind zu Zwischennetzeinheiten. Diese Transparenz bedeutet, dass keine elektrooptische Umsetzung in Zwischenknoten wie z.B. passiven Sternkopplern (PSC), Arraywellenleitergittern, Netzknoten oder Vermittlungsschaltern vorgenommen wird, und an den Knoten keine Annahme getroffen wird in Bezug auf Datenrate oder Modulationsverfahren. In einem JIT-implementierten Netz werden Signalisierungsnachrichten durch alle Zwischenknoten verarbeitet und als solches wird elektrooptische Umsetzung ausgeführt. Optische Kommunikation wird derart durchgeführt, dass ein einzelner hochkapazitiver Signalisierungskanal bzw. eine entsprechende Wellenlänger pro Faser zugeordnet ist. Die Grundannahme der Architektur ist, dass Daten, die in Bursts aggregiert sind, von einem Punkt zu dem anderen durch Einrichten des optischen Pfades gerade vor dem Ankommen der Daten übertragen werden können. Diese Annahme kann durch Senden einer Signalisierungsnachricht vor den Daten zum Einrichten des optischen Kommunikationspfades erreicht werden. Sobald die Kommunikation der Datenübertragung abgeschlossen ist, überschreitet die Verbindung entweder die Zeit oder wird durch das Protokoll ausgelöst.
  • Basisvermittlungsarchitektur nimmt das Vorhandensein einer Anzahl von Eingangs- und Ausgangsdaten und/oder Signalisierungsports an, jeweils mehrere Wellenlängen übertragend. Eine getrennte Wellenlänge auf jeden dieser Ports ist dediziert für das Übertragen des JIT-Signalisierungsprotokolls. Irgendeine Wellenlänge (ausschließlich der Signalisierungskanalwellenlänge) auf einem kommenden Port kann entweder zur selben Wellenlänge auf irgendeinem ausgehenden Port geschaltet werden (keine Wellenlängenumsetzung) oder an irgendeine Wellenlänge an irgendeinem ausgehenden Port (Teil- oder Totalwellenlängenumsetzung). Die Schaltzeit wird als im Sub-Mikrosekundenbereich liegend angenommen. In dieser Architektur muss eine Signalisierungsnachricht, die versucht, einen Pfad einzurichten, über den ein Burst von einem Endpunkt zu einem anderen reist, alle Zwischenvermittlungsschalter oder Komponenten des WAN in Bezug auf die Ankunft des Bursts informieren, um es ihnen zu ermöglichen, ihre optischen Querverbindungskonfigurationen einzurichten, um die Daten auf einer der Wellenlängen zu kanalisieren. Sie kann sie auch optional in Bezug auf die Dauer des Bursts informieren. Üblicherweise wird jeder Schalter im Netz mit einem Zeitablaufs- bzw. Terminplaner konfiguriert, der im Stande sein wird, die Vermittlungskonfigurationen nach zu verfolgen wie z.B. die Wellenlängenbenutzung, und ihnen zeitig zu erlauben, Daten zwischen den jeweiligen Knoten weiterzuleiten.
  • Hardwarearchitektur
  • 1 stellt ein beispielhaftes OBS-LAN dar, das ein JIT-Signalisierungsprotokoll implementiert. Das Netz ist als gefaltet gekennzeichnet und ein Vollduplexnetz. Das obige OBS-LAN 100 umfasst einen optischen Signalbus 200, einen optischen Bus-Controller 300 und eine Vielzahl von Netzadaptern 400. Kollektiv werden der optische Bus-Controller 300 und der optische Signalbus 200 als Netzknoten bzw. HUB bezeichnet. Zudem wird der optische Signalbus 200 üblicherweise in Netzwerkkommunikation mit einer oder mehreren Optonetz-Schnittstelleneinrichtungen 500 stehen, die außerhalb des OBS-LAN 100 sind und eine Netzschnittstelle zu externen Netzen bereitstellen. Beispielsweise können die Netzadapter U-N-S-Einrichtungen bzw. Benutzer-zu-Netz-Schnittstelleneinrichtungen (User to Network Interface) sein und Netzschnittstelleneinrichtungen 200 können N-N-S-Einrichtungen bzw. Netz-zu-Netz-Schnittstelleneinrichtungen (Network to Network Interface) sein.
  • Der optische Signalbus 200 steht in Netzkommunikation mit dem optischen Bus-Controller 300 und der Vielzahl von Netzadaptern 400. Die Netzadapter 400 stellen Netzverbindbarkeit mit Endgeräteausrüstung bereit wie z.B. Serversystemen, Telefonen, Computern, Stammnetzschnittstellen und ähnlichem. Faserpaare, die aus einer Sende- und Empfangsfaser bestehen, verbinden die Vielzahl von Netzadaptern 400 mit dem optischen Signalbus 200. Jede Faser in dem Paar überträgt zwei optische Signale: (1) ein digitales Steuersignal zum Senden und/oder Empfangen von Steuersignalen, und (2) ein Datenkanal zum Senden und/oder Empfangen von Daten von einem Knoten innerhalb des Netzes zu einem anderen. Die Steuerkanäle im System verwenden alle die selbe Wellenlänge und stellen einen dedizierten Pfad zwischen jedem Netzadapter 400 und dem optischen Bus-Controller 300 bereit. Jeder Netzadapter 400 hat eine einzigartige Wellenlänge, die er verwendet zum Senden über den Datenkanal. Der Empfänger jedes Adapters ist im Stande, rasch entweder elektronisch oder optisch abgestimmt zu werden auf die Sendewellenlänge eines anderen Adapters, mit dem er zu kommunizieren wünscht. Der optische Signalbus 200 verteilt das optische Signal von einem Senderadapter zu allen mit dem Bus 200 verbundenen Adaptern. Der optische Bus-Controller 300 stellt ein Verbindungsauflösungsprotokoll zur Verwendung des Empfangskanals des Adapters bereit. Da jeder Adapter eine einzigartige Sendewellenlänge hat, kann es für alle Adapter möglich sein, gleichzeitig den Bus 200 ohne Konkurrenzsituation zu verwenden unter der Voraussetzung, dass jeder Sender ein unterschiedliches Ziel sucht.
  • (1) Optischer Signalbus
  • Das beispielhafte OBS-LAN 100, wie es in 1 gezeigt ist, verwendet einen passiven Sternkoppler oder ein Arraywellenleitergitter als zentralen Netzknoten. 2 zeigt ein Blockdiagramm der Architektur für den optischen Signalbus 200 des OBS-LAN 100 in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Der optische Signalbus 200 ist dadurch gekennzeichnet, dass er ein ungefaltetes Vollduplex-Netz ist. Der optische Signalbus 200 schließt einen Sternkoppler 210 ein, eine Vielzahl optischer Filter 220 und eine Vielzahl von optischen Kopplern 230. Der optische Bus-Controller 300 erzeugt und verarbeitet Signalisierungsnachrichten und hält Zustände aufrecht. Daten werden mit Statusinformation zu dem Host geleitet.
  • Die Vielzahl optischer Filter 220 und optischer Koppler 230 stehen in Eins-zu-Eins-Zusammenhang mit entsprechenden Netzadaptern 400 (in 2 nicht gezeigt). Fasern 240 stellen Netzverbindbarkeit zwischen Sendern der Vielzahl von Netzadaptern 400 (in 2 nicht gezeigt) und der Vielzahl optischer Filter 220 bereit. Die Vielzahl optischer Filter 220 dient zum Aufteilen des Steuerkanals, d.h., des Signalisierungskanals, der eine dedizierte Wellenlänge ist, von dem Adaptersendesignal, und leiten den Steuerkanal zu dem optischen Bus-Controller 300 (in 2 nicht gezeigt) über Steuerkanalübertragungsfasern 250. Zudem dient die Vielzahl optischer Filter 220 dem Aufspalten des Datensignalabschnittes des Adaptersendesignals und leitet den Datensignalabschnitt zu dem Sternkoppler 210 über Fasern 260.
  • Der Sternkoppler 210 dient zum Kombinieren der Datensignale, die von der Vielzahl von Netzadaptern 400 gesendet werden, wobei jedes Datensignal auf einer separaten Wellenlänge gesendet wird. Sobald die Datensignale kombiniert sind, spaltet der Sternkoppler 400 das kombinierte Signal auf und verteilt das kombinierte Signal an alle der Vielzahl von optischen Koppler 230 über Fasern 270. Die Vielzahl optischer Koppler 230 dient zum Kombinieren des Ausgangssteuerkanalsignals, das von dem optischen Bus-Controller 300 über Fasern 280 gesendet wird und des entsprechenden Datenkanalsignals auf einer Faser 290, welche mit dem Empfänger eines der mehreren Netzadapter 400 verbunden ist.
  • Der Sternkoppler 210 kann eine passive Einrichtung sein, wenn eine minimale Anzahl an Netzadaptern 400 in dem OBS-LAN 100 verwendet wird. Wenn beispielsweise acht (8) oder weniger Netzadapter 400 in dem Netz 100 verwendet werden, die Anzahl an Kanälen auf acht (8) oder weniger beschränkend, kann der Sternkoppler 210 eine passive Einrichtung sein. Wenn mehr Netzadapter 400 und demnach mehr Kanäle verwendet werden, dann kann eine optische Verstärkung in dem Sternkoppler 200 erforderlich sein, um durch das Aufspalten und ähnliches bedingte Dämpfungen im Signal auszuräumen.
  • (2) Netzadapter
  • 3 zeigt ein Blockdiagramm eines in dem OBS-LAN 100 implementierten Netzadapters 400 in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Der Netzadapter 400 stellt eine Schnittstelle zwischen dem Netz und der Netzendgeräteausrüstung wie z.B. Telefonen, Computern, Servern, Stammnetzschnittstellen und ähnlichem bereit, die an das OBS-LAN 100 koppeln. Zudem stellt der Netzadapter 400 eine hart verdrahtete Steuerlogik bereit, die eine bidirektionale Bewegung von Datensignalen als Bursts zwischen der Endgeräteausrüstung und dem Netz ermöglicht und die Datensignalpuffer, die eine Zeitabstimmung bzw. ein Timing zum Senden und Empfangen von Datensignalen bereitstellen. Die Netzadapter 400 stellen auch eine Logik zum Unterstützen von Funktionen oberer Schichten bereit einschließlich vektorabgebildetem Direktspeicherzugriff (DMA) und Leitungsgeschwindigkeitsweiterleitungs-Fehlerkorrektur (FEC) und einer Netzschnittstelle, die die Benutzernetzsignalisierungsfunktion unterstützt während des Vorsehens eines separaten optischen Kanals für die Datensignalsende- und Empfangsfunktion.
  • Der Netzadapter 400 umfasst zwei Sätze von Sendern und Empfängern entsprechend dem Steuerkanalsender und Empfänger 410 und dem Datenkanalsender und Empfänger 420. Auf der Senderseite kombiniert ein optischer Koppler 430 das Steuerkanalsignal mit dem Datenkanalsignal und sendet das kombinierte Signal zur Faser 240. Auf der Empfangsseite trennt ein optisches Filter 440 das Steuerkanalsignal von dem Datenkanalsignal ab, welche von der Faser 290 empfangen werden.
  • Der Steuerkanal- und der Datenkanalempfänger können feste oder abstimmbare Empfänger sein. Beispielsweise kann der abstimmbare Empfänger eine Wellenlängenfiltereinrichtung umfassen, die optische Wellenlängen zu einem Array von dichtem Wellenlängenmultiplex (dWDM) ausgeben, an dem die Empfänger eine O/E-Umwandlung ausführen und der Ausgang der Empfänger elektronisch geschaltet wird. Andere Einrichtungen zum Bereitstellen abstimmbarer Empfängerfunktionen können ebenfalls verwendet werden und liegen innerhalb des Schutzbereichs dieser Offenbarung. Der Steuerkanal- und der Datenkanalsender können feste oder abstimmbare Sender sein. In eingeschränkten Ausführungsformen könnte der Sendelaser auf eine festgelegte Wellenlänge abstimmbar sein. Jedoch werden in den meisten Fällen groß-vernetzte abstimmbare Laser erforderlich sein zum Organisieren des Datenstroms innerhalb des OSB-LAN 100. In einem Beispiel ist einer von dem Steuerkanalempfänger und Sender abstimmbar. In ähnlicher Weise ist einer von dem Datenkanalempfänger und Sender abstimmbar.
  • Der Steuerkanalsender und Empfänger steuern das Abstimmen des Sendens und des Empfangs von Kommunikationen über ein Just-In-Time-Benutzer-zu-Benutzer-Netzprotokoll. Der Steuerkanal wird über einen optischen Pfad bereitgestellt und erfordert üblicherweise eine Rahmenstruktur. Ein Kodierschema, das eine Gleichspannungsausgewogenheit des Bitstroms sicherstellt, wird zum Umsetzen der Datenbits in Rahmen verwendet. Eine Präambel zu Beginn des Rahmens wird für die Rahmensynchronisation auf der Empfängerseite verwendet.
  • Beispielsweise können gegebenenfalls ein 64/66B- oder 8/10B-Kodierschema zum Umsetzen der Datenbits in Rahmen verwendet werden. Das 64/66B-Schema wird vorgezogen weil es den Vorteil des niedrigeren Bandbreitenüberhangs liefert. Zum Aufrechterhalten von Verbindungssynchronisation können Ruhezustandsmuster vom Steuersignal zu dem optischen Signalbus 200 gesendet werden, wenn keine Daten gesendet werden. Zudem werden Datenoktetten typischerweise vor dem Senden unter Verwendung eines bekannten Verwürfelungsschemas verwürfelt.
  • Der Steuerkanal arbeitet üblicherweise bei einer Frequenz, die größer ist als etwa 500 MHz oder 1 Gbps zum Minimieren der Signaldurchsatzverzögerung. Der Steuerkanal kann über eine getrennte optische Faser transportiert werden oder als eine dedizierte ITU-dWDM-Wellenlänge innerhalb der Datenpfadfaser. Wenn über eine Wellenlänge innerhalb der Datenpfadfaser transportiert, wird der Steuerkanal an den Eingangs- und Ausgangsportschnittstellen zu dem Netzknoten demultiplexiert und einer optoelektrischen Umwandlung unterzogen.
  • Im Betrieb, sobald die Netzadapter 400 mit dem optischen Signalbus 200 des OBS-LAN 100 verbunden sind, werden die Netzadapter 400 auf den Bus 200 zugreifen (frame up) und dann ein Knoten-präsentes Paket über den Steuerkanal durchsetzen. Der optische Signalbus 200 verifiziert die Verbindung und weist dem neuen Knoten eine Adresse zu. Der Netzadapter 400 verwendet diese Adresse für alle weiteren Kommunikationen. Ein typisches Adressierungsschema, das hierarchische Knotenadressierung mit variabler Adresslänge verwendet, kann eingesetzt werden.
  • Der Steuerkanalsender und Empfänger 410 und der Datenkanalsender und Empfänger 420 sind in Kommunikation mit der Schnittstelle der physikalischen Schicht 450, die nachstehend PHY-Schnittstelle 450 genannt wird. Die PHY-Schnittstelle 450 stellt die elektrische und mechanische Verbindung zwischen der Datenkommunikationsausrüstung (DCE) und der Datenendgeräteausrüstung (DTE) bereit. Die PHY- Schnittstelle 450 schließt eine Reihe von Modulen ein, die die optischen Sender und Empfänger implementieren.
  • Von den Datenkanalsendern und Empfängern 420 empfangene Daten werden direkt zu der elektronischen Rückseiten-Schnittstelle 460 über die PHY-Schnittstelle 450 geleitet. Der Steuerkanalsender und Empfänger 410 stehen in Kommunikation mit dem Steuernachrichtenprozessor 470 über die PHY-Schnittstelle 450. Der Steuerprozessor 470 implementiert das vorbestimmte OBS-LAN-Protokoll, üblicherweise ein Just-In-Time-Protokoll bzw. JIT-Protokoll oder ein anderes geeignetes Protokoll, das im Stande ist, optische Burst-vermittelte Kommunikation auszuführen. Der Steuernachrichtenprozessor 470 steht in Kommunikation mit dem Adaptersteuerprozessor 450 und dem Pufferspeicher 490, die zum Steuern der Zeitabstimmung bzw. des Timing des Sendens und Empfangens von Datenkommunikationen innerhalb des OBS-LAN 100 dienen. Der Pufferspeicher 490 ist erforderlich zur Warteschlangenbildung der Datenanforderungen.
  • Weiterleitungsfehlerkorrektur bzw. FEC (vom englischsprachigen Ausdruck Forward Error Correction) 492 wird optisch in spezifischen Ausführungsformen der Netzadapter 200 der vorliegenden Offenbarung implementiert. Es ist wünschenswert, dem Bedarf der Neusendevorgänge von Datenbursts zu minimieren wenn Bitfehler in dem Netz erfasst werden und für Bursts, die bedingt durch Blockiervorgängen im Kernnetz verloren gehen. Beispielsweise kann in einer Chip-zu-Chip- und einer Leiterplatte-zu-Leiterplatte-Kommunikation eine Weiterleitungsfehlerkorrektur gegebenenfalls nicht erforderlich sein. Zudem kann FEC in Lokalbereichsnetz- und Weitbereichsnetzumgebungen erforderlich sein, wo die Bitfehlerrate bzw. BER hoch wird.
  • (3) Optischer Bus-Controller
  • 4 stellt ein Blockdiagramm einer optischen Bussteuerungseinrichtung bzw. eines optischen Bus-Controllers 300 dar, der in einem OBS-LAN 100 in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung implementiert wird. Der Bus-Controller 300 verwendet Hardwareprotokollbeschleunigung zum Verarbeiten von Signalkanälen. Der Controller 300 verarbeitet Signalisierungskanäle zum Verbinden von angeforderten Netzadaptern 400 mit anforderten Netzadaptern 400 in Übereinstimmung mit dem Benutzer-zu-Netz-Protokoll. Der optische Bus-Controller 300 leitet die Sender- und Empfängerabstimminformation an den angeforderten Netzadapter 400 weiter. Basierend auf der Abstimminformation stimmt der angeforderte Netzadapter 400 seinen Empfänger ab, um Datenbursts, die von dem anfordernden Netzadapter 400 veranlasst werden, in geeigneter Weise zu empfangen. Der Bus-Controller 300 implementiert auch das JIT-Netz-zu-Netz-Protokoll zum Unterstützen von LAN-Verbindung.
  • Der optische Bus-Controller 300 umfasst eine Vielzahl von Eingangsmaschinen bzw. Ingress-Maschinen 310 (eine pro Steuerkanal oder gemeinsam über mehrere Steuerkanäle), eine Vielzahl von Ausgangsmaschinen bzw. Egress-Maschinen 320 (eine pro Steuerkanal oder über mehrere Steuerkanäle). Der optische Bus-Controller 300 schließt ferner eine Arbitrierschaltung 330 ein, Elektro-zu-Opto-Umsetzer bzw. E/O-Umsetzer 340, Opto-zu-Elektro-Umsetzer bzw. O/E-Umsetzer 350, eine Weiterleitungsdatentabelle 360 und einen eingebetteten Prozessor 370.
  • JIT-Protokollnachrichten werden auf dem Signalkanal von dem optischen Signalbus 300 empfangen und einer Optoelektroumwandlung über die O/E-Umsetzer 350 unterzogen. Nach dem Abschluss des Umwandlungsprozesses führt die Eingangsmaschine 310 eine Analyse der JIT-Nachrichten aus (Parsing) und agiert basierend auf der Momentanzustandsinformation, die in der Verbindungstabelle (wie z.B. einer Hash-Tabelle) gespeichert sind, und führt Protokollantworten aus, wie sie in einer finiten Zustandsmaschine in Übereinstimmung mit dem JIT-Protokoll definiert sind. Die meisten Nachrichten werden das Nachschauen nach Weiterleitungsinformation aus den Weiterleitungstabellen 360 erfordern und eine Kommunikation mit einer oder mehreren Ausgangsmaschinen 320 über Arbitrierungslogik 330. Einige Nachrichten können nicht von der Eingangsmaschine 310 behandelt werden und werden demnach zu dem eingebetteten Prozessor 370 weitergeleitet für eingehendere und zeitintensive Entscheidungsfunktionen und Aktionen.
  • Die Arbitrierungslogik 330 ist eine Schaltung, die Nachrichten von der Eingangsmaschine 310 zur Ausgangsmaschine 320 basierend auf Ergebnissen der Nachschauvorgänge der Weiterleitungstabelle 360 weiterleitet. In den Fällen, in denen mehrere Anforderungen gleichzeitig zur selben Eingangsmaschine 320 gehen entscheidet die Kanalarbitrierungslogik 330, welche Anforderung zu bedienen ist. In jenen Fällen, in denen eine angeforderte Ausgangsmaschine 320 mit dem Bedienen einer anderen Anforderung beschäftigt ist, vermittelt die Arbitrierungslogik 330 ein Beschäftigt-Signal zu der Eingangsmaschine 310.
  • Die Weiterleitungstabelle 360 schließt Information ein, die die logische Systemadresse auf die physikalischen Ports des Systems abbildet. Dies ermöglicht ein beliebiges Zuordnen von Systemadressen zu den physikalischen Ports im System. Es wird auch verwendet zum Richten von zu Adressen außerhalb jener direkt mit dem Bus verbundenen gerichteten Informationen an den richtigen Ort. Diesbezüglich ist die Weiterleitungstabelle 360 üblicherweise in Kommunikation mit einem Softwarecontroller 380, der außerhalb der Architektur des optischen Bus-Controllers liegt.
  • JIT-Protokoll
  • Wie oben erwähnt implementiert gemäß einer Ausführungsform dieser Offenbarung das OBS-LAN 100 Datenkommunikationen unter Verwendung optischer Bursts so wie ein Just-In-Time-Steuerprotokoll. Just-In-Time bzw. fälligkeitsnah bezieht sich auf alle Informationsübertragungen als Bursts. Eine Burstlänge wird als eine Zeit bestimmt und kann von einigen Nanosekunden bis zu Stunden oder Tagen reichen. JIT ermöglicht auch einen Annahme über das Informationsformat innerhalb eines Bursts. Demnach kann die Information innerhalb eines Bursts analog oder digital sein. Es wird keine Annahme getroffen über das Modulationsverfahren oder die Informationsdichte (Bitrate oder Bandbreite).
  • Eine Anforderung zum Verwenden eines Busses wird mit einer Setup-Nachricht veranlasst, die durch den Verursacher eines Bursts zu dem optischen Bus-Controller 300 gesendet wird. Die Setup-Nachricht überträgt Parameter bezüglich der Verbindung. Diese Parameter schließen einen Burst-Beschreiber, einen Quality-Off-Service- bzw. Dienstequalitätsbeschreiber (QoS-Beschreiber), Ende-zu-Ende-Verbindungsparameter, eine Verbindungsreferenznummer und eine Wellenlänge zum Zulassen von Wellenlängeumwandlung entlang der Strecke und Interoperabilität mit Drahtlosnetzen ein. Der optische Bus-Controller 300 schaut mit Verzögerungsschätzmechanismen basierend auf der Zieladresse nach und sendet die aktualisierte Verzögerungsinformation an den Verursacher unter Verwendung einer Setup-ACK-Nachricht (Einricht-Bestätigungs-Nachricht), und gleichzeitig bestätigt er den Empfang der SETUP-NACHRICHT. Die Setup-ACK-Nachricht informiert auch den Ursprungsknoten, d.h. den Veranlasser des Bursts, welcher Kanal bzw. welche Wellenlänge beim Senden eines Datenbursts zu verwenden sind.
  • Der Verursacher wartet eine erforderliche Zeitlang ab basierend auf seiner Kenntnis bezüglich der Rundreisezeit (Hin- und Rückwegzeit) zu dem optischen Bus-Controller 300 und sendet dann den Burst auf seiner Sendewellenlänge. Die Setup-Nachricht wandert gleichzeitig quer über den Bussteuerkanal und informiert das Ziel von der Burst-Ankunft. Wenn keine Blockade auf der Strecke auftritt, erreicht die Setup-Nachricht den Zielknoten, der dann den kommenden Burst kurz danach empfängt. Auf dem Empfang der Setup-Nachricht kann der Zielknoten wählen, eine CONNECT-Nachricht (Verbinden-Nachricht) zu senden, die eine erfolgreiche Verbindung bestätigt.
  • 5 zeigt ein beispielhaftes Verfahren zum Ausführen von Datenübertragung in einem beispielhaften OBS-Netz, das JIT-Signalisierung implementiert, gemäß einer Ausführungsform dieser Offenbarung. Bei Schritt 1000 wird ein optikeinschließendes OBS-LAN bereitgestellt, das ein JIT-Signalisierungsprotokoll implementiert. JIT-Signalisierung ist dadurch gekennzeichnet, dass Außer-Band-Signalisierung durchgeführt wird wobei die gesendeten Daten transparent zu den Zwischennetzeinheiten sind. Diese Transparenz bedeutet, dass keine elektrooptische Umwandlung in den Zwischenknoten vorgenommen wird. Bei Schritt 1010 wird eine JIT-Signalisierungsnachricht durch einen Knoten auf dem OBS-Netz zum Einrichten der optischen Strecke für eine nachfolgende Datenübertragungsnachricht gesendet. Beim Schritt 1020 wird die JIT-Signalisierungsnachricht durch Zwischenknoten im Netz verarbeitet, wobei elektrooptische Umwandlung vorgenommen wird. Bei Schritt 1030 werden Sendenachrichten eines beliebigen Typs durch die OBS-LAN-Architektur gesendet. Die beliebigen Nachrichten können Analogdatensendungen, Digitaldatensendungen, Modulationen oder ähnliches sein. Da die Datensendungen durch das Netz kommuniziert werden, ist eine elektrooptische Umwandlung nicht garantiert und es wird bei den Knoten einschließlich der Zwischenknoten keine Annahme getroffen in Bezug auf Datenrate oder Modulationsverfahren. Abweichend von dem Senden von Daten werden Signalisierungsnachrichten durch Zwischenknoten wie z.B. Netzknoten (HUB) und passive Sternkoppler (PSC) oder Arraywellenleitergitter verarbeitet und als solches wird eine elektrooptische Umwandlung vorgenommen. Optische Kommunikation wird derart durchgeführt, dass ein hochkapazitiver Signalisierungskanal bzw. eine oder mehrere Wellenlängen pro Faser zugewiesen sind. Die Grundannahme der Architektur ist, dass im Burst aggregierte Daten von einem Punkt zu dem anderen übertragen werden können durch Einrichten der optischen Strecke gerade vor der Ankunft der Daten. Diese Annahme kann erfüllt werden durch Senden einer Signalisierungsnachricht vor den Daten zum Einrichten der optischen Kommunikationsstrecke. Sobald die Kommunikation der Datenübertragung abgeschlossen ist, wird die Verbindung durch Zeitablauf aufgehoben.
  • JIT-Signalisierung verwendet eine hierarchisches Adressierungsschema mit variabel langen Adressen. Jedes Adressenfeld wird durch ein Adress-LV-Tupel (LV steht für Länge und Wert bzw. length, value) repräsentiert. Die Länge der Adresse (beispielsweise in Bytes) wird 8 Bits zugeordnet, hierdurch ein Maximum von 2048 Bitadresslänge ermöglichend. Der Gedanke der hierarchischen Adressierung setzt voraus, dass unterschiedliche administrative Einheiten zuständig sein können für das Zuordnen eines Teils der Adressenhierarchie, wobei es im Ermessen der Länge und der fernere hierarchischen Unteraufteilung des Adressraums belassen wird. Die JIT-Signalisierung steht im Gegensatz zu Adressierungsschemata fester Länge, bei denen Blöcke von Adressen für unterschiedliche Einheiten zugeordnet werden müssen, in ineffizienter Verwendung des Adressenraums resultierend.
  • 6 zeigt ein Signalisierungsschemadiagramm für Just-In-Time-Signalisierung bzw. JIT-Signalisierung, die in Verbindung mit einem OBS-LAN/WAN implementiert ist, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In 6 wird explizit ein Einrichten und Abbauen der Verbindung ausgeführt. Signalisierungsnachrichten in Form von SETUP-Nachrichten, die von dem rufenden Host gesendet werden, veranlassen Zwischenknoten wie z.B. Vermittlungs-Schalter oder Netzknoten mit PSC, d.h., den rufenden Vermittlungsschalter und den gerufenen Vermittlungsschalter, Querverbindungen für kommende Verbindungen zu konfigurieren. Zusätzliche Signalisierungsnachrichten in Form von RELEASE-Nachrichten bzw. Freigabenachrichten kündigen an, wenn das Querverbindungselement für eine neue Verbindung verfügbar ist.
  • Eine Anforderung zum Verwenden eines Busses wird mit einer Setup-Nachricht 10 veranlasst, die von einem rufenden Host (wie z.B. einem Netzadapter 400) gesendet wird, der nach Plan vorgesehen ist, Daten in einem Burst eingebettet an den optischen Bus-Controller 300 (wie z.B. einen Netzknoten) auszusenden. Der optische Bus-Controller 300 konsultiert einen Verzögerungsschätzmechanismus wie z.B. eine Ingress- bzw. Eingangsmaschine und Adressauflösungstabelle, wie früher diskutiert, basierend auf der Zieladresse und führt die aktualisierte Verzögerungsinformation zu dem rufenden Host zurück durch Senden einer SETUP-ACK-Nachricht 20, welche den Empfang der Setup-Nachricht bestätigt. Die SETUP-ACK-Nachricht informiert auch den Ursprungsknoten, welcher Kanal bzw. welche Wellenlänge beim Senden der Datenbursts zu verwenden ist.
  • Der rufende Host wartet auf den erforderlichen Umfang an Sendeverzögerungszeit (XMT-DELAY) 40 basierend auf seiner Kenntnis in Bezug auf die Rundreisezeit (Hin- und Rückwegzeit) zu dem optischen Bus-Controller, und sendet dann optische Bursts auf seiner Sendewellenlänge. Die Setup-Nachricht 12, 14, 16 wandert zur selben Zeit über den Bussteuerkanal zum Informieren des Ziels in Bezug auf die Ankunft des Bursts.
  • Wenn keine Blockade auf der Strecke auftritt, erreicht die Setup-Nachricht 12 den gerufenen Host, welcher dann den kommenden optischen Burst 50 kurz danach empfängt. Die Setup-Nachricht überträgt mit sich Parameter in Bezug auf die Verbindung des optischen Bursts. Diese Parameter schließen ein ohne darauf beschränkt zu sein, einen Burstbeschreiber (Descriptor); einen Dienstequalitätbeschreiber bzw. QoS-Beschreiber einschließlich erforderlicher Verbindungsbandbreite und Priorität; Ende-zu-Ende-Verbindungsparameter einschließlich Kodierschema, Modulationsschema und Signaltyp; eine Verbindungsreferenznummer, die einzigartig ist in Bezug auf den rufenden Host; und eine designierte Wellenlänge, die Wellenlängenumsetzung entlang der Strecke und eine Interoperabilität mit Drahtlosnetzen zulässt. Auf den Empfang der Setup-Nachricht 12 hin kann der gerufene Host gegebenenfalls auswählen, eine Connect-Nachricht 60 zu senden, die das erfolgreich abschließende Einrichten der Verbindung bestätigt. Der Empfang des SETUP durch den rufenden Host gibt nur an, dass die Verbindung eingerichtet worden ist, aber garantiert nicht ihr erfolgreich abschließendes Einrichten, da eine Verbindung entlang der Strecke durch eine höher priorisierte Verbindung vorbelegt werden kann. Das OBS-LAN kann mit einem WAN verbunden sein und sowohl asynchrone Einzelbursts mit einer Haltezeit, die kürzer ist als der Durchmesser des Netzes und leitungsvermittelte optische Strecken mit einer Haltezeit, die länger ist als der Durchmesser des Netzes, unterstützen. Die Architektur stellt Außer-Band-Signalisierung auf einem getrennten Kanal bereit. Der Signalisierungskanal wird bei jedem Knoten einer elektrooptischen Umsetzung unterzogen, um Signalisierungsinformation für Zwischennetzknoten verfügbar zu machen. In der OBS-LAN-Architektur sind Daten transparent zu den Zwischennetzeinheiten, d.h., keine elektrooptische Umwandlung findet an Zwischennetzknoten statt und keine Annahme wird getroffen über Datenraten oder Signalmodulation. Die überwiegenden Nachrichtenverarbeitung wird nur an den Randvermittlungen unterstützt, wobei die Kernvermittlungen relativ einfach gehalten werden. Zusätzlich wird die Einfachheit der Architektur ferner erreicht durch das Nicht-Bereitstellen globaler Zeitsynchronisation zwischen Knoten, welche schnelle Taktwiedergewinnung am Knoten erfordert.
  • Basisvermittlungsarchitektur setzt voraus, dass eine Anzahl von Eingangs- und Ausgangsports bereitgestellt werden, wobei jeder mehrere Wellenlängen überträgt. Eine getrennte Wellenlänge an jedem Port ist dediziert zum Übertragen des JIT-Signalisierungsprotokolls. Jede Wellenlänge an einem kommenden Port kann weitervermitteln zu entweder der selben Wellenlänge auf irgendeinem gehenden Port (keine Wellenlängenumsetzung) oder irgendeiner Wellenlänge auf irgendeinem gehenden Port (Teil- oder Gesamtwellenlängenumsetzung). Das Vermitteln kann unter Verwendung geeigneter Vermittlungstechnologie durchgeführt werden, die Fachleuten bekannt ist wie z.B. MEMS (Mikroelektromechanische Systeme), micro-mirror-arrays, SOA, TIR oder ähnliches. Die Schaltzeit wird als im Submikrosekundenbereich angenommen. In dieser Architektur muss eine Signalisierungsnachricht, die versucht, eine Strecke für einen Burst einzurichten, der von einem Endpunkt zu einem anderen wandern soll, alle Zwischenschalter oder Vermittlungen von der Ankunft des Bursts informieren, um es ihnen zu ermöglichen, ihre Konfiguration wie z.B. Spiegelkonfiguration einzurichten, um die Daten auf einer der Datenwellenlängen zu kanalisieren. Er kann sie auch optional von der Dauer des Bursts informieren. Üblicherweise wird jeder Schalter bzw. jede Vermittlung im Netz konfiguriert sein mit einem Planer, der im Stande sein wird, Wellenlängenvermittlungskonfigurationen nach zu verfolgen und sie zeitig zu schalten, um es den Daten zu ermöglichen, sie zu passieren.
  • In einer alternativen Ausführungsform wird ein Verfahren zum optischen Einzelwellenlängensenden und Empfangen in 4 beschrieben. Bei Schritt 1100 wird ein OBS-Netz, das ein JIT-Signalisierungsprotokoll implementiert, bereitgestellt. Bei Schritt 1110 werden eine Vielzahl von Netzadaptern innerhalb des OBS-Netzes bereitgestellt, wobei jeder Adapter eine einzigartige und dedizierte Wellenlänge für die optische Datenübertragung hat. Bei Schritt 1120 kommuniziert einer der Vielzahl von Netzadaptern Datensendungen auf der einzigartigen und dedizierten Wellenlänge. Bei Schritt 1130 wird der Netzadapter elektronisch abgestimmt auf die Sendewellenlänge von einem anderen Netzadapter für den Zweck des Empfangens von Datensendungen von dem anderen Netzadapter. Der optische Bus ist im Stande, das optische Signal von einem Senderadapter zu allen Adaptern im Netz zu verteilen, die mit dem optischen Bus verbunden sind. Der optische Bus-Controller stellt ein Verbindungsauflösungsprotokoll bereit zum Verwenden des Empfangskanals des Adapters. Da jeder Adapter eine einzigartige Sendewellenlänge hat, können alle Adapter im Netz gleichzeitig den Bus ohne Konkurrenzsituation verwenden unter der Voraussetzung, dass jeder Sender ein einzigartiges Ziel sucht.
  • In einer Ausführungsform wird das oben beschriebene JIT-Protokoll als Verbindungsprotokoll des optischen Busses in Verbindung mit dem OSB-LAN verwendet. Dies hat den Vorteil, dass mehr verfügbare Speicherbandbreite bereitgestellt wird als die der konventionellen Busarchitektur. Zudem macht das JIT-Signalisierungsprotokoll eine große Menge an Speicher für unterschiedliche Anwendungen als Lokalspeicher verfügbar. Es ist auch vorteilhaft, dass die Verwendung des JIT-Protokolls in Verbindung mit der OSB-LAN-Architektur ein nahtloses Verschmelzen von LAN oder WAN und Speicherbereichsnetzanwendungen bzw. SAN-Anwendungen bereitstellt.
  • In Übereinstimmung mit anderen Ausführungsformen der Offenbarung wird in 8 ein Verfahren zum Speicherzugriff in einem OSB-Netz, das JIT-Signalisierung implementiert, offenbart. Beim Schritt 1200 wird ein optisches Burst- vermitteltes Netz bereitgestellt, das ein Just-In-Time-Signalisierungsprotokoll verwendet. Beim Schritt 1210 konfiguriert ein Netzknoten eine JIT-Signalisierungsprotokoll-Einrichtungsnachricht, die eine Adresse eines Speicherbereichs innerhalb des Zieladressfeldes einschließt. Beim Schritt 1220 sendet der Netzknoten die Einrichtungsnachricht bzw. Setup-Nachricht zu dem Zielnetzknoten, der dem Speicher zugeordnet ist. Beim Schritt 1230 empfängt der dem Speicher zugeordnete Netzknoten die Einrichtungsnachricht und führt ein Parsing der Speicheranforderung aus. Beim Schritt 1240 wird bestimmt, ob auf den angeforderten Speicher momentan zugegriffen werden kann. Beim Schritt 1250 werden, wenn auf den Speicher zugegriffen werden kann, entsprechende Daten von dem Speicher gelesen oder in den Speicher eingeschrieben.
  • Das derzeitige JIT-Protokoll hat ein Adressenfeld mit bis zu 2048 Bits, welches im Stande sein wird, Zugriff auf individuelle Bytes innerhalb dieses Knotens zu unterstützen. In einer Ausführungsform sind DRAMS in Bänken angeordnet und eine Speicheranforderung kann nur akzeptiert werden, wenn die entsprechende Bank frei ist. Demnach muss für einen 1-GB-Speicherchip, der aus vier Bänken besteht, die Zieladresse nicht die 30 Bit der Byteebenenadresse enthalten. Sie braucht nur die Bank zu spezifizieren, auf die sie zugreifen muss, was unter Verwendung von nur 2 Bits erledigt werden kann.
  • 9 stellt ein Blockdiagramm einer anderen Ausführungsform eines optischen busvermittelten Netzes dar, das JIT-Signalisierung implementiert. Der optische Bus-Controller 300 steht in Signalisierungskanalkommunikation mit einer Vielzahl von Netzadapter 400 implementierenden Knoten. Zudem ist ein Sternkoppler 210 in Datenkanalkommunikation mit der Vielzahl von Netzadaptern 400. Es wird angenommen, dass die Netzadapter 400 für Knoten N3 und N5 in Kommunikation mit großen Speichermengen stehen. Beispielsweise können die Busadapterknoten N3 und N5 aus großen Arrays konventioneller Speicher 600 (z.B. DDR DRAMS) bestehen, die einige oder alle Netzknoten im LAN bedienen. Das den Knoten N3 und N5 entsprechende Zieladressenfeld schließt die Adresse des Speicherortes ein, auf den Bezug genommen wird. Die verbleibenden Knoten N1, N2, N4 und N6 sind Netzadapterknoten, die auf den in N3 und N5 aufbewahrten Speicher zugreifen. Die Netzadapterknoten 400 senden Signalisierungsnachrichten wie SETUP zu den Speicherknoten N3, N5, um auf den Speicher zuzugreifen.
  • Das beispielhafte JIT-Protokoll hat ein Adressenfeld von bis zu 2048 Bits, welches in der Lage ist, Zugriff auf individuelle Bytes innerhalb der Knoten N3, N5 zu unterstützen. In einer Ausführungsform sind DRAMS in Bänken angeordnet und eine Speicheranforderung kann nur akzeptiert werden, wenn die entsprechende Bank frei ist. Demnach brauch für einen 1GB-Speicherchip, der aus vier Bänken besteht, die Zieladresse nicht die 30 Bits der Byteebenenadresse zu enthalten. Sie braucht nur die Bank zu spezifizieren, die für den Zugriff benötigt wird, was unter Verwendung von nur 2 Bits erreicht werden kann. Die Controller für Knoten N3 und N5 führen eine Analyse bzw. ein Parsing der Setup-Nachricht aus und abhängig davon, ob die angeforderte Bank beschäftigt ist oder nicht, bestimmen sie, ob die Anforderung zurückgewiesen oder akzeptiert wird. Wenn die Anforderung akzeptiert wird, wird die Bank als beschäftigt markiert bis die entsprechenden Daten gelesen oder geschrieben sind. Mit anderen Worten, die Speicherbänke arbeiten in exakt der selben Weise wie andere Knoten im Netz.
  • 10 stellt ein Blockdiagramm der Speicherknoten (Knoten N3 und N5 der 9) und des zugeordneten Speichers dar in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Ein Netzadapter 400 steht in Kommunikation mit einer Busschnittstelle 402, die mehrere konventionelle Buskanäle mit dem optischen JIT-Bus verbindet. Die Busschnittstelle 402 setzt eine kommende optische JIT- Busanforderung, auf entsprechende Speicherbänke 404 zuzugreifen, um. Als ein Beispiel wird, um einen großen Speicherblock zu lesen bzw. schreiben, eine SETUP-NACHRICHT zuerst zu der Busschnittstelle 402 gesendet, die prüft, ob die angeforderte Bank beschäftigt ist oder nicht. Wenn die Bank verfügbar ist, demultiplexiert die Busschnittstelle 402 den kommenden Datenstrom und erzeugt die entsprechenden Adressen, um ein Lesen/Schreiben der Speicherbank 404 zu ermöglichen. Die Bank wird wieder frei, wenn der angeforderte Block gelesen bzw. geschrieben worden ist.
  • In einer anderen Ausführungsform der Offenbarung wird ein Verfahren zur vereinheitlichen globalen Adressierung in einem JIT-Signalisierungsverarbeitung implementierenden OBS-LAN durch das Ablaufdiagramm der 11 beschrieben. Bei Schritt 1300 weist eine erste Verwaltungseinheit ein erstes Adress-Tupel beliebiger Länge einem optischen Signal zu. Bei Schritt 1310 weist eine zweite Verwaltungseinheit ein zweites Adress-Tupel beliebiger Länge zu. Dieser Prozess setzt sich bei allen Verwaltungseinheiten fort bis eine hierarchische Adresse der optischen Signalisierungsnachricht zugewiesen ist. Der Länge der Adresse sind 8 Bits zugewiesen, hierdurch ein Maximum von 2048 Bitadresslängen ermöglichend. Dieses Verfahren ist im Gegensatz zu den Adressierungsschemata fester Länge, bei denen Blöcke von Adressen für unterschiedliche Einheiten zugeordnet werden müssen, was zu einer nicht effizienten Nutzung des Adressraums führt.
  • In einer anderen Ausführungsform der Offenbarung wird ein optischer Burst-Bus als ein LAN verwendet und die Netzadapter übernehmen die Rolle der konventionellen Netzschnittstellenkarten, die den internen Bus eines Client- oder Servercomputers verbinden. Einrichtungstreiber in dem Betriebssystem des Endgerätehosts stellen Verknüpfung zwischen den Stammnetzprotokollen wie z.B. TCP/IP und dem Netzadapter her. Alternative Protokollstapel wie z.B. Fiberchannel oder die neu aufkommenden Transportschichtprotokolle, die für JIT-Netze definiert sind, können ebenfalls unterstützt werden. Gemäß einer anderen Ausführungsform der Offenbarung wird ein optisches Burstnetzsystem, das ein JIT-Protokoll verwendet, wie oben beschrieben vollständig oder teilweise unter Verwendung von Satelliten- und/oder Drahtlosnetzen implementiert.
  • Viele Modifikationen und andere Ausführungsformen der Offenbarung werden Fachleuten in den Sinn kommen, die diese Offenbarung betrifft mit dem Vorteil der in der vorangegangenen Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen präsentierten Lehre. Demnach ist zu verstehen, dass die Offenbarung nicht auf die offenbarten spezifischen Ausführungsformen beschränkt ist und dass Modifikationen und andere Ausführungsformen dazu gedacht sind, innerhalb des Schutzbereichs der beiliegenden Ansprüche eingeschlossen zu sein. Obwohl hier spezifische Begriffe verwendet worden sind, sind sie nur in einem generischen und beschreibenden Sinne und nicht zum Zwecke der Einschränkung verwendet.
  • Zusammenfassung
  • OPTISCHES BURST-VERMITTELTES NETZSYSTEM UND VERFAHREN MIT FÄLLIGKEITSNAHER SIGNALISIERUNG
  • Optisches Burst-vermitteltes Netzsystem und Verfahren mit fälligkeitsnaher Signalisierung (JIT-Signalisierung) und fortschrittlicher Datenübertragung, fortschrittlichem Speicherzugriff und Management. Das System und Verfahren ermöglichen konkurrierende Datenübertragung mit beliebigen Signaltypen wie z.B. Analog- und Digitalsignaltypen, bei welchen die JIT-Signalisierung nachfolgendes simultanes Senden optischer Signale ermöglicht, die keine elektro/optische Umsetzung erfordern. Das System schließt einen optischen Signalbus mit einem passiven Sternkoppler ein. Eine Vielzahl von Netzadaptern, die in optischer Kommunikation mit dem optischen Signalbus stehen und in Netzkommunikation mit Netzendgeräteeinrichtungen, werden bereitgestellt. Der Netzadapter schließt Empfänger, Sender und Steuerlogik ein, die bidirektionale Bewegung von Datensignalen als Bursts zwischen der Endgeräteausrüstung und dem Netzsystem ermöglichen. Der Sender und Empfänger können fest oder abstimmbar sein. Das System schließt ferner einen optischen Bus-Controller in optischer Kommunikation mit dem optischen Signalbus ein, welcher Bus-Controller Signale von dem optischen Signalbus verarbeitet zum Verbinden eines angeforderten Netzadapters mit einem anfordernden Netzadapter in Übereinstimmung mit dem Benutzer-zu-Netz-Protokoll. Das Netzsystem implementiert ein Just-In-Time-Signalisierungsprotokoll, um Knoten im Netz zu signalisieren, dass Burstkommunikationen bevorstehen. Optional ermöglicht das System einen umfassenden Speicherzugriff in einem Lokalbereichsnetz (LAN). Die Knoten im Netz sind befähigt, nahtlos Speicher aller anderen Knoten zu adressieren, die das Netz umfasst.

Claims (25)

  1. Optisches Burst-vermitteltes bzw. OBS-Netzsystem, umfassend: einen eine Signalkoppeleinrichtung einschließenden optischen Signalbus; eine Vielzahl von Netzadaptern, die in optischer Kommunikation stehen mit dem optischen Signalbus und in Netzkommunikation mit Netzendgeräteeinrichtungen, wobei jeweilige Netzadapter an Endgeräteausrüstung gekoppelt sind und einen Empfänger einschießen, einen Sender und eine Steuerlogik, die eine bidirektionale Übertragung von Datensignalen als Bursts bzw. Datenschwall zwischen der Endgeräteausrüstung und dem Netzsystem ermöglichen; und einen optischen Bus-Controller in optischer Kommunikation mit dem optischen Signalbus zum Verarbeiten von von dem optischen Signalbus empfangenen Signalen zum Einrichten von Signalkommunikationen zwischen einem angeforderten Netzadapter und einem anfordernden Netzadapter basierend auf einer durch den anfordernden optischen Adapter veranlassten Anforderung.
  2. System nach Anspruch 1, wobei das Signalkoppelsystem ein passiver Sternkoppler oder ein Array-Wellenleitergitter ist.
  3. System nach Anspruch 1, wobei das Netzsystem ein Lokalbereichsnetz (LAN) ist.
  4. System nach Anspruch 1, wobei die optischen Adapter an Computer gekoppelt sind.
  5. System nach Anspruch 1, fernen eine optische Netzschnittstelle umfassend, die konfiguriert ist, um in optischer Kommunikation mit dem optischen Signalbus und in Netzkommunikation mit einem oder mehreren externen Netzen zu sein.
  6. System nach Anspruch 1, wobei der Empfänger und der Sender fest sind oder abstimmbar.
  7. System nach 6, wobei mindestens einer von dem Empfänger und dem Sender abstimmbar ist.
  8. Optischer Signalbus zur Verwendung in einem optischen Burst-vermittelten bzw. OBS-Netzsystem, wobei der optische Signalbus umfasst: eine Vielzahl optischer Filter, wobei jedes Filter einen Eingang hat, der ein optisches Eingangssignal empfängt, einen ersten Ausgang, der konfiguriert ist zum Senden eines Steuerkanalsignals zu einem optischen Bus-Controller, und einen zweiten Ausgang, der konfiguriert ist zum Senden eines Datensignals auf einer individuellen Wellenlänge; eine Signalkoppeleinrichtung, die einschließt: eine Vielzahl von Eingängen in optischer Kommunikation mit dem zweiten Ausgang der Vielzahl von optischen Filtern, und eine Vielzahl von Ausgängen, die ein kombiniertes Datensignal auf individuellen Wellenlängen senden; und eine Vielzahl optischer Koppler, wobei jeweilige der Koppler einschließen: einen ersten Eingang, der ein Steuerkanalsignal empfängt, das durch den optischen Bus-Controller veranlasst wird; einen zweiten Eingang, der das kombinierte Datensignal von der Signalkoppeleinrichtung empfängt; und einen Ausgang, der konfiguriert ist zum Senden eines optischen Ausgangssignals.
  9. Bus nach Anspruch 8, wobei die Signalkoppeleinrichtung ein passiver Sternkoppler ist oder ein Arraywellenleitergitter.
  10. Optischer Busnetzadapter zur Verwendung in einem optischen Burst-vermittelten- bzw. OBS-Netzsystem, wobei der Netzadapter umfasst: ein optisches Filter, das einschließt: einen Eingang zum Empfangen eines eingegebenen optischen Signals; einen ersten Ausgang zum Senden eines Datensignals; und einen zweiten Ausgang zum Senden eines Steuersignals; einen Datenkanalempfänger mit einem Eingang zum Empfangen des Datensignals von dem optischen Filter, und einem Ausgang zum Senden des Datensignals; einen Steuerkanalempfänger mit einem Eingang zum Empfangen des Steuersignals von dem optischen Filter und einem Ausgang zum Senden des Datensignals; eine Schnittstelle der physikalischen Schicht, die einschließt: einen ersten Eingang zum Empfangen des Steuersignals von dem Steuerkanalempfänger; einen zweiten Eingang zum Empfangen des Datensignals von dem Datenkanalempfänger; einen ersten Ausgang zum Senden des Steuerkanals; und einen zweiten Ausgang zum Senden des Datensignals; einen Steuerkanalprozessor mit einem ersten Eingang zum Empfangen des Steuersignals von der Schnittstelle der physikalischen Schicht, und einem Ausgang zum Senden einer Steuernachricht, wobei der Steuernachrichtenprozessor in Kommunikation steht mit einem Adaptersteuerprozessor und einem Pufferspeicher zum Bestimmen von mindestens einem Steuerkriterium; und einer Rückseiten-Schnittstelle, die einschließt: einen ersten Eingang zum Empfangen des Datensignals von der Schnittstelle der physikalischen Schicht; einen zweiten Eingang zum Empfangen der Steuernachricht von dem Steuernachrichtenprozessor; und einen Ausgang zum Senden des Datensignals und der Steuernachricht.
  11. Optischer Bus-Controller, implementiert in einem optischen Burst-vermittelten bzw. OBS-Netzsystem, wobei der optische Bus-Controller umfasst: eine Vielzahl von optoelektrischen Umsetzern, wobei jeder der Umsetzer einen Eingang einschließt zum Empfangen eines optischen Signals und einen Ausgang zum Senden eines elektrischen Signals; eine Vielzahl von Eingangs- bzw. Ingress-Nachrichtenmaschinen, wobei jede der Eingangsmaschinen einen Eingang hat zum Empfangen der Ausgangsgröße eines der optoelektrischen Umsetzer, wobei die Eingangsnachrichtenmaschine die Ausgangsgröße des einen der optoelektrischen Umsetzer einer Analyse bzw. einem Parsing unterzieht und basierend auf dem Momentanzustand und den Protokollantworten agiert; eine Adressauflösungstabelle, die konfiguriert ist zum Kommunizieren mit der Vielzahl von Eingangsnachrichtenmaschinen, um die Eingangsnachrichtenmaschinen mit Weiterleitungsinformation zu versehen; eine Kanalarbitriereinrichtung zum Kommunizieren mit der Vielzahl von Eingangsmaschinen zum Bestimmen des Weiterleitungsplans basierend auf Eingaben von den Eingangsmaschinen und der Adressauflösungstabelle; eine Vielzahl von Ausgangs- bzw. Egress-Nachrichtenmaschinen, wobei jede der Ausgangsmaschinen einen Eingang hat zum Empfangen von Kommunikation von der Kanalarbitriereinrichtung und einen Ausgang zum Senden von Planungsdaten; und eine Vielzahl von elektrooptischen Umsetzern, wobei jeder der Umsetzer einen Eingang hat zum Empfangen von Daten von den Ausgangsmaschinen und einen Ausgang zum Senden von Daten zu dem optischen Signalbus.
  12. Optisches Burst-vermitteltes bzw. OBS-Netzsystem, umfassend: einen optischen Signalbus, der eine Signalkoppeleinrichtung einschließt; eine Vielzahl von Netzadaptern, die konfiguriert sind, um in optischer Kommunikation mit dem optischen Signalbus zu stehen und in Netzkommunikation mit Netzendgeräteeinrichtungen, wobei jeweilige der Netzadapter an Endgeräteausrüstung gekoppelt sind, und einen Empfänger, einen Sender und eine Steuereinrichtung einschließen, die bidirektionale Bewegung von Datensignalen als Bursts bzw. Datenschwall zwischen der Endgeräteausrüstung und dem OBS-Netzsystem ermöglicht; und einen optischen Bus-Controller in optischer Kommunikation mit dem optischen Signalbus zum Verarbeiten von Signalen von dem optischen Signalbus zum Einrichten von Kommunikationen zwischen einem angeforderten Netzadapter und einem anfordernden Netzadapter basierend auf einem vorbestimmten Kommunikationsprotokoll, wobei das Netzsystem ein Just-In-Time-Signalisierungsprotokoll implementiert, um einem der an das Netz gekoppelten Netzadapter anzugeben, dass Burstkommunikationen bevorstehen.
  13. System nach Anspruch 12, wobei das Signalkoppelsystem ein passiver Sternkoppler oder ein Array-Wellenleitergitter ist.
  14. System nach Anspruch 12, wobei das Netzsystem ein Lokalbereichsnetz (LAN) ist.
  15. System nach Anspruch 12, wobei der Empfänger und der Sender fest sind oder abstimmbar.
  16. System nach 15, wobei mindestens einer von dem Empfänger und dem Sender abstimmbar ist.
  17. Verfahren zum transparenten Datensenden in einem optischen Netz mit einer Vielzahl von Knoten, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: Bereitstellen eines optikeinschließenden Lokalbereichsnetzes, das eine optische Burst-vermittelte Architektur implementiert; Senden einer Signalisierungsnachricht von einem Knoten zum Einrichten einer optischen Strecke für eine nachfolgende Datenübertragungsnachricht; Verarbeiten der Signalisierungsnachricht bei einem Knoten im Netz, wobei elektrooptische Umsetzung durchgeführt wird; und Senden der Datenübertragungsnachricht über die optische Strecke in dem Lokalbereichsnetz mit beliebigen in der Datenübertragungsnachricht eingeschlossenen Datentypen.
  18. Verfahren nach Anspruch 17, fernen den Schritt des Implementierens eines Just-In-Time-Protokolls bzw. JIT-Protokolls im Lokalbereichsnetz einschließend.
  19. Verfahren zum Einzelwellenlängendatenübertragen in einem optikeinschließenden Netz, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: Bereitstellen eines optischen Burst-vermittelten Netzes; Bereitstellen einer Vielzahl von Netzadaptern innerhalb des optischen Burst-vermittelten Netzes, wobei jeweilige der Vielzahl von Netzadapter eine einzigartige und dedizierte Wellenlänge zum optischen Datensenden haben; Senden von Daten von einem der mehreren Netzadapter auf der einzigartigen und dedizierten Wellenlänge, die dem einen Netzadapter zugeordnet ist; und elektronisches Abstimmen des einen der mehreren Netzadapter auf die Sendewellenlänge eines anderen Netzadapters zum Empfangen von Datenübertragungen.
  20. Verfahren nach Anspruch 19, ferner den Schritt des Implementierens von Just-In-Time-Protokoll bzw. JIT-Protokoll in einem optischen Burst-vermittelten Netz einschließend.
  21. Verfahren zum Speicherzugriff in einem optischen Burstvermittelten Netz, das eine Vielzahl von Netzknoten einschließt, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: Bereitstellen eines optischen Burst-vermittelten Netzes; Konfigurieren einer Einrichtungsnachricht, die eine Adresse eines Speichers innerhalb eines Zieladressenfeldes einschließt, an einem der Netzknoten; Senden der Einrichtungsnachricht von dem einen der Netzknoten zu einem anderen Netzknoten, der dem durch den Speicherort identifizierten Speicher zugeordnet ist; Empfangen der Einrichtungsnachricht bei dem anderen Netzknoten, der dem Speicher zugeordnet ist, und Durchführen von Analyse bzw. Parsing der Einrichtungsnachricht; Bestimmen, ob auf den durch die Einrichtungsnachricht angeforderten Speicher momentan zugegriffen werden kann; und Zugreifen auf den Speicher ansprechend auf ein Ergebnis des Bestimmungsschrittes, das angibt, dass auf den Speicher zugegriffen werden kann.
  22. Verfahren nach Anspruch 21, ferner den Schritt des Implementierens eines Just-In-Time-Protokolls bzw. JIT-Protokolls in dem optischen Burst-vermittelten Netz einschließend.
  23. Verfahren nach Anspruch 21, wobei der Schritt des Zugreifens auf den Speicher entweder das Lesen von Daten aus dem Speicher oder das Schreiben von Daten in den Speicher einschließt.
  24. Verfahren zum hierarchischen Adressieren in einem optischen Burst-vermittelten Netz, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: Zuweisen eines ersten Adressentupels einer beliebigen Länge bei einer ersten Verwaltungseinheit; und Zuweisen eines n-ten Adressentupels einer beliebigen Länge bei einer (n+1)-ten Verwaltungseinheit.
  25. Verfahren nach Anspruch 24, wobei das optische Burstvermittelte Netz ein Just-In-Time-Signalisierungsprotokoll implementiert.
DE112004000901T 2003-05-22 2004-05-20 Optisches Burst-vermitteltes Netzsystem und Verfahren mit fälligkeitsnaher Signalisierung Withdrawn DE112004000901T5 (de)

Applications Claiming Priority (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US47263003P 2003-05-22 2003-05-22
US47263303P 2003-05-22 2003-05-22
US47263403P 2003-05-22 2003-05-22
US60/472,634 2003-05-22
US60/472,630 2003-05-22
US60/472,633 2003-05-22
PCT/US2004/015862 WO2004107798A1 (en) 2003-05-22 2004-05-20 Optical burst switch network system and method with just-in-time signaling

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE112004000901T5 true DE112004000901T5 (de) 2006-04-20

Family

ID=33494111

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE112004000901T Withdrawn DE112004000901T5 (de) 2003-05-22 2004-05-20 Optisches Burst-vermitteltes Netzsystem und Verfahren mit fälligkeitsnaher Signalisierung

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20050013613A1 (de)
JP (1) JP2007502598A (de)
KR (1) KR20060088820A (de)
DE (1) DE112004000901T5 (de)
WO (1) WO2004107798A1 (de)

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7983239B1 (en) 2003-01-07 2011-07-19 Raytheon Bbn Technologies Corp. Systems and methods for constructing a virtual model of a multi-hop, multi-access network
US7881229B2 (en) * 2003-08-08 2011-02-01 Raytheon Bbn Technologies Corp. Systems and methods for forming an adjacency graph for exchanging network routing data
US7606927B2 (en) 2003-08-27 2009-10-20 Bbn Technologies Corp Systems and methods for forwarding data units in a communications network
US8166204B2 (en) * 2003-08-29 2012-04-24 Raytheon Bbn Technologies Corp. Systems and methods for automatically placing nodes in an ad hoc network
US7668083B1 (en) 2003-10-28 2010-02-23 Bbn Technologies Corp. Systems and methods for forwarding data in a communications network
ATE385393T1 (de) * 2004-01-30 2008-02-15 Univ Berlin Tech Hybrides, optisches netzwerk und verfahren zum datenpaketrouting in einem hybriden, optischen netzwerk
GB2412823B (en) * 2004-03-31 2006-03-15 Siemens Ag A method of optimising connection set-up times between nodes in a centrally controlled network
US7366368B2 (en) * 2004-06-15 2008-04-29 Intel Corporation Optical add/drop interconnect bus for multiprocessor architecture
FR2872655A1 (fr) * 2004-07-01 2006-01-06 France Telecom Reseau privatif multiservices et modules d'interface permettant de vehiculer, sur un tel reseau, des donnees sous differents formats
WO2006072406A1 (de) 2004-12-30 2006-07-13 Nokia Siemens Networks Gmbh & Co. Kg Verfahren zur übertragung von datenpaketen mittels eines optischen burst-switching-netzwerks und netzknoten für ein optisches burst-switching-netzwerk
US7609966B2 (en) 2005-02-18 2009-10-27 Fujitsu Limited Method and system for time-sharing transmission frequencies in an optical network
US7515828B2 (en) * 2005-03-15 2009-04-07 Fujitsu Limited System and method for implementing optical light-trails
US7466917B2 (en) * 2005-03-15 2008-12-16 Fujitsu Limited Method and system for establishing transmission priority for optical light-trails
US7616891B2 (en) * 2005-03-30 2009-11-10 Fujitsu Limited System and method for transmission and reception of traffic in optical light-trails
US7787763B2 (en) * 2005-04-04 2010-08-31 Fujitsu Limited System and method for protecting optical light-trails
US7457540B2 (en) * 2005-04-29 2008-11-25 Fujitsu Limited System and method for shaping traffic in optical light-trails
US7499465B2 (en) * 2005-07-19 2009-03-03 Fujitsu Limited Heuristic assignment of light-trails in an optical network
CA2617473A1 (en) * 2005-08-08 2007-02-15 Astellas Pharma Inc. Acylguanidine derivative or salt thereof
US7590353B2 (en) * 2005-08-31 2009-09-15 Fujitsu Limited System and method for bandwidth allocation in an optical light-trail
US7801034B2 (en) * 2006-04-28 2010-09-21 Fujitsu Limited System and method for bandwidth allocation in an optical light-trail
EP2260594B1 (de) * 2008-03-10 2018-12-26 Hewlett-Packard Enterprise Development LP Optische zweiphasen-kommunikationsverfahren und optische bussysteme zu ihrer implementierung
US7852152B2 (en) * 2008-08-28 2010-12-14 Menara Networks Nth order tunable low-pass continuous time filter for fiber optic receivers
US8139504B2 (en) * 2009-04-07 2012-03-20 Raytheon Bbn Technologies Corp. System, device, and method for unifying differently-routed networks using virtual topology representations
EP2387181A1 (de) * 2010-05-11 2011-11-16 Intune Networks Limited Kontrollschicht für mehrstufige optische Burst-Schaltungssysteme und Verfahren
US8805189B2 (en) 2010-09-09 2014-08-12 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Two-phase optical communication methods and optical bus systems for implementing the same
CN106028005A (zh) * 2016-07-26 2016-10-12 四川新环佳科技发展有限公司 一种安防监控光纤存储区域网络设备
US11310571B2 (en) * 2017-03-15 2022-04-19 Oracle International Corporation Optically switched network topology
US10602245B2 (en) 2017-04-04 2020-03-24 Oracle International Corporation Medium-access control technique for optically switched networks

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5586119A (en) * 1994-08-31 1996-12-17 Motorola, Inc. Method and apparatus for packet alignment in a communication system

Also Published As

Publication number Publication date
KR20060088820A (ko) 2006-08-07
US20050013613A1 (en) 2005-01-20
JP2007502598A (ja) 2007-02-08
WO2004107798A1 (en) 2004-12-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE112004000901T5 (de) Optisches Burst-vermitteltes Netzsystem und Verfahren mit fälligkeitsnaher Signalisierung
DE19950822B4 (de) Verfahren und Vorrichtung für das Verteilen von Paketen über parallele Kommunikationsverbindungen
DE60313780T2 (de) Multiport serielles hochgeschwindigkeits-vermittlungsquerverbindungschip in einer vermaschten konfiguration
DE60226268T2 (de) Verfahren und vorrichtung zur bereitstellung einer optimierten ausnutzung schneller strecken
DE69633594T2 (de) WDM Netzwerksystem zur Ausführung bidirektionaler Übertragung, Knotenvorrichtung und Übertragungskontrollverfahren dafür
DE69812777T2 (de) Verbindung von Ethernetkompatiblen Netzwerken
DE60316587T2 (de) Integrierter schaltkreis und verfahren zum erstellen von transaktionen
DE69833708T2 (de) Kommunikationsverfahren für eine medienunabhängige Schnittstelle (MII) für ein hochintegriertes Ethernet-Netzelement
DE60126934T2 (de) Vermittlungssystem
DE60031055T2 (de) Optische Paket-Weiterleitung in einem Netzwerksystem basiert auf optische Etikett-Kopplungstechnik
DE69731844T2 (de) Transportarchitekturen und netzwerkelemente
DE60133685T2 (de) Kommunikationszwischenstelle zwischen Uhrtaktbereichen mit minimaler Latenz
EP2963871B1 (de) Effiziente Transportnetz Architektur für Content Delivery Network
DE60217685T2 (de) System und verfahren zum vermitteln von daten unter verwendung eines gemeinsamen koppelfeldes
DE602004005164T2 (de) Architektur, verfahren und system wdm-gestützter photonischer burst-vermittelter netzwerke
DE69831891T2 (de) Optischer Rechnerbus mit dynamischer Bandbreitenzuordnung
EP2137893B1 (de) Paketvermittlungsvorrichtung und lokales kommunikationsnetz mit einer solchen paketvermittlungsvorrichtung
DE60217257T2 (de) Punkt-zu-Mehrpunkt Netzwerkschnittstelle
DE69837609T2 (de) Kommunikationsnetz
DE69432965T2 (de) Netzwerk zum Verbinden mehrerer Knoten durch Verwendung mehreren Kanäle
EP0351014B1 (de) Koppelfeld für ein Vermittlungssystem
DE60038016T2 (de) Optisches kommunikationsnetzwerk
DE60201873T2 (de) Verfahren zum Aufbau eines isochronen Datenstroms durch die Verwendung einer vorbestimmten isochronen Verzögerung an einen oder mehreren Pfaden
EP0428089B1 (de) Teilnehmeranschlussknoten eines digitalen Nachrichtenübertragungssystems
DE69831975T2 (de) Verfahren zur zugangssteuerung von mehreren endgeräteadaptern

Legal Events

Date Code Title Description
8139 Disposal/non-payment of the annual fee