시분할 다중합 방식과 멀티 홉 구조를 적용한 새로운 광 공간 스위치의 성능 분석

The Performance Analysis of a Novel Optical Space Switch Employing Multihop Structure and Time Division Multiplexing

  • 전인중 (한양대학교 전자통신전파공학과 광통신연구실) ;
  • 정준영 (한양대학교 전자통신전파공학과 광통신연구실) ;
  • 김세환 ((주)아이텍 테크널러지) ;
  • 정제명 (한양대학교 전자통신전파공학과 광통신연구실) ;
  • 신서용 (명지대학교 전자정보통신공학과 광통신연구실)
  • 발행 : 2002.11.01

초록

본 논문에서는 스위칭 시스템의 대용량화를 위해 시분할 다중합 방식과 멀티 홉 구조를 적용한 새로운 형태의 모듈화된 광 공간 스위치를 제안하였다. 그리고 기존 광 공간 스위치와의 비교를 통해 전력 손실, 사용 소자의 수, 신호대 누화비 등의 성능이 더 우수함을 보였다. 또한, 그 구조에서의 모듈 수, M에 따른 포화 처리율을 해석한 결과, 한 모듈의 입력 포트 수(N)가 매우 클 때, M개의 모듈을 가진 스위칭 시스템의 포화 처리율은 M+l-√($M^2$+1)이 됨을 알 수 있었다. 마지막으로, 제안한 스위치에서의 셀 손실율 특성을 시뮬레이션을 통해 알아보았다. 예를 들어, $\rho$=0.9, M=8, N=32일 경우, $10^{-6}$ 이하의 셀 손실율을 얻기 위해서는 입력 버퍼의 저장 유닛의 수가 6개, 출력 버퍼의 저장 유닛의 수가 52개 이상이어야 함을 알 수 있었다.다.

In this paper, we propose the novel module-type optical space switch, employing time division multiplexing (TDM) method and multihop structure, in order to enlarge the capacity of the switching system. And we show that the proposed structure is superior over conventional ones, in terms of power loss, the number of the devices used, and signal to crosstalk (SXR). We also analyze the saturation throughput with the number of module M. As a result, the saturation throughput of the switching system with M modules is M+ 1-√(M$^2$+1), when the number of input port in a module (N) is large. Finally, we confirmed the cell loss rate (CLR) performance with the proposed switch through simulation. For example, when p=0.9, M=8 and N=32, to get the CLR that is less than or equal to 10$\^$-6/, the number of input buffers storage unit is greater than or equal to 6 and output buffers storage unit is greater than or equal to 52.

키워드

참고문헌

  1. IEEE Commum. Mag. v.34 no.2 Switching Technologies for Future Guided Wave Optical Networks: Potentials and Limitations of Photonics and Electronics L.Thylen;G.Karlsson;O.Nilsson
  2. IEEE 39th Midwest symposium. v.3 All-optical dense WDM wide-area communication networks S.C.Chan;L.Minghua;S.S.Udpa;L.Udpa;D.W.Jacobscn
  3. IEEE J. Light. Tech. v.11 no.5/6 A Scalable Multiwavelength Multihop Optical network: A Proposal for Research on All-Optical Networks C.A.Brackett;A,S.Acampora;J.Sweitzer;G.Tangonan;M.T.Smith;W.Lennon;K.C.Wang;R.H.Hobbs
  4. IEEE J. Light. Tech. v.14 no.6 Wavelength Conversion Technologies for WDM Network Applications S.J.B.Yoo
  5. IEEE J Light. Tech. v.15 no.3 FRONTIERNET: Frequency Routing-Type Time-Division Interconnection Network K.Sasayama;Y.Yamada;K.Habara;K.Yukimatsu
  6. IEEE J. Light. Tech. v.10 Wavelength Routing Based Photonic Packet Buffers and Their Applications in Photonic Packet Switching W.D.Zhong;R.S.Tucker
  7. IEEE J. Light. Tech. v.14 no.10 Ultrafast Photonic ATM (ULPHA) Switch and a Video Distribution Experiment M.Tsukada and H.Nakano
  8. IEEE Network v.9 no.1 Tree-Type Photonic Switching Networks A.Jajszczyk;H.T.Mouftah
  9. 제 8회 광전자 및 광통신 학술회의 논문집 다중합 개념을 적용한 새로운 광 공간 스위치의 제안과 성능분석 김세환;전인중;정제명;송용훈;신서용
  10. IEEE J. Light. Tech. v.12 no.7 Terahipas: A Modular and Expandable Terabit/second Hierarchically Multiplexing Photonic ATM Switch Architecture W.D.Zhong;M.tsukada;K.Yukimatsu;Y.Shimazu
  11. 한국통신학회논문지 v.25 no.6A 새로운 구조의 전광학적 WDM 출력 버퍼 곽용석;송용훈;전창훈;정제명;신서용
  12. IEEE, CLEO99, FE3 A New Architecture of Optical Cell Compressor and Expander for WDM/TDM Switching Systems 이기철;이성철;박진우
  13. IEEE Trans. Commun v.COM-35 no.12 Input Versus Output Queueing on a Space-Division Packet Switch M.J.Karol(et al.)
  14. Principles and Applications of Optical communications Max Ming-Kang Liu
  15. IEEE J. Light. Tech. v.11 no.8 Semiconductor Laser Amplifier as Optical Switching Gate A.Ehrhardt;M.Eiselt;G.Grobkopf;R.Ludwig;R.Schnable;H.G.Weber
  16. IEEE J.Light. Tech. v.14 no.6 An Optical Cross-Connect System as a High-Speed Switching Core and Its Performance Analysis Yang dong Jin;M.Kavehrad
  17. An Introduction to Photonic Switching Fabrics H.Scott Hinton
  18. IEEE J. Light. Tech. v.15 no.7 Wavelength Conversion Using Semiconductor Optical Amplifiers Mehdi Asghari;Ian H.White;Richard V.Penty
  19. IEEE J. Light. Tech. v.16 no.1 Performance Analysis of Wave length Converters Based on Cross-Gain modulation in Semiconductor-Optical Amplifiers K.Obernann;S.Kindt;D.Breuer;K.Petermann
  20. IEEE J. Select. Areas Commun. v.SAC-5 The Knockout Switch:a simple, modular architecture for high-performance packet switching Y.S.Yeh;M.G.Hluchyj;A.S.Acampora
  21. 제16회 광학 및 양자전자 학술발표회 다단 광스위치의 셀 손실 확률 김호;전창훈;김성순;정준영;정제명