<h3></h3>
<p>
Základným elementom vstupného aj výstupného rozhrania je 3R regenerátor
(reamplification, reshaping, retiming), ktorý odstraňuje tlmenie
amplitúdy signálu, deformáciu tvaru impulzov a Äasový posun. Amplitúda
sa upravuje optickým zosilnením, zmeny v šírke impulzov sa odstraňujú
tzv. kompenzáciou rozptylu. Regenerácia v Äasovej oblasti sa realizuje
extrakciou hodinového signálu a následnou synchronizáciou (paketovou
synch. pre synchrónne siete a bitovou pre asynchrónne siete). Pritom je
ale nevyhnutná znalosť prenosovej rýchlosti a formátu paketu na strane
regenerátora a tiež jeho schopnosť pracovať viacerými bitovými
rýchlosťami. Na nasledujúcom obrázku sú zobrazené funkÄné bloky
takéhoto regenerátora. Princíp Äinnosti je nasledovný: hodinový signál
je extrahovaný zo zosilneného vstupného signálu, s ktorým je následne
násobený. Regenerovaný signál sa objaví na výstupe rozhodovacieho
obvodu.</p>
<p align="center">
<img src="schemy/3r_regenerator.gif" border="0" alt="Blokov� sch�ma 3R regener�tora" title="Blokov� sch�ma 3R regener�tora" /></p>
<p>
V súÄasnosti sa 3R regenerátory realizujú elektronicky, nakoľko
niektoré z ich operácii, ako napr. Äasová ekvalizácia sa nedajú na
terajšej technologickej úrovni v optickej doméne realizovať. Operácia
zosilnenia signálu je možná s použitím polovodiÄových optických
zosilňovaÄov (SOA) pracujúcich na princípe Mach-Zehnder interferometrov
(MZI), ktoré poskytujú vysokú rýchlosť a nízku spotrebu energie. Systém
obnovy hodinového signálu musí byť schopný rýchleho závesu na
prichádzajúci optický signál a práce pri rozliÄných rýchlostiach
signálu. Tieto požiadavky sú v laboratórnych podmienkach uspokojené
použitím samopulzujúcich laserov s distribuovanými spätnými väzbami ako
optických oscilátorov. Podľa nastavenia jednosmerného prúdu
privádzaného do laseru, je realizovaná obnova hodinového signálu v
rozmedzí od 6 do 46 Ghz pri 1 ns potrebnej na záves. </p>
<h3>
Vlnovodĺžková konverzia</h3>
<p>
   
Vlnovodĺžková konverzia je dôležitý nástroj na riešenie kolízií.
Vlnovodĺžkové konvertory sa nachádzajú vo vstupných a výstupných
rozhraniach, v bufferovacích systémoch, v 3R regenerátoroch a v
detektoroch hlaviÄiek paketov. <br />
   
Výskum v tejto oblasti je založený na SOA, využitím cross-gain
modulácie (XGM) alebo cross-phase modulácie (XPM). V prípade XGM
schémy, je silný vstupný signál použitý na saturáciu zisku SOA, Äo
vedie k modulácii trvalo sa vlniaceho signálu na novú vlnovú dĺžku.
Doteraz bola demonštrovaná konverzia do 100 Gb/s. Výhodou tejto schémy
je jednoduchá implementácia, nevýhodou je zase poškodzovanie impulzov a
zhoršenie odstupu signál – šum. V prípade XPM je potrebná presná
kontrola predpätia (bias) v SOA. V súÄasnosti XPM konvertor tvorený SOA
a oneskorovacou interfereÄnou sluÄkou je schopný dosiahnuť vlnovú dĺžku
menej než 100 Gb/s. <br />
   
Vlnovodĺžková konverzia je tiež možná prostredníctvom technológii
založených na miešaní vĺn. Tento princíp sľubuje transparentnú
formátovú a bitovú rýchlosť, ale vyžaduje riadenie polarizácie. Aj keÄ
sa v oblasti celo-optickej konverzie dosiahol výrazný pokrok, stále,
ale zostáva tento typ konverzie predmetom vedeckého výskumu, priÄom sa
sledujú hlavne možnosti zvýšenia spoľahlivosti a zníženia výrobných
nákladov.</p>
<h3>
Synchronizácia a delineácia paketov</h3>
<p>
   
Nakoľko pakety prichádzajú do OPS uzla z rozliÄných zdrojov, rozliÄnými
cestami a rôznymi vlnovými dĺžkami, dochádza k ich vzájomnému rôznemu
oneskoreniu, ktoré naviac je v Äase variabilné. Preto sú potrebné na
vstupe a výstupe z OPS prepínaÄa delineaÄné a synchronizaÄné obvody.<br />
   
V praxi sa uvažuje o prispôsobení štandardného hlaviÄku kontrolujúceho
mechanizmu, používaného v ATM prepínaÄoch. Delineácia sa vykonáva v
elektronickej podobe, priÄom sa aplikuje korelácia CRC kódu medzi
prvými štyrmi bajtami hlaviÄky bunky a HEC bajtom (klasické CRC). Iná
elektronická metóda je založená na použití dvoch striedajúcich sa,
navzájom odlišných kľúÄových slov v hlaviÄke paketu. Najprv sa Äasť
energie optického signálu skonvertuje do elektrickej podoby a ten je
potom spracovaný dvoma rozpoznávaÄmi slov (word recognizers). ZaÄiatok
paketu je rozpoznaný, ak je špecifickou rýchlosťou detekovaná meniaca
sa sekvencia kódových slov. <br />
   
Vstupná synchronizácia je realizovaná prostredníctvom spínaÄa,
oneskorovacích liniek a riadiacej jednotky. Výstupná synchronizácia sa
využíva laditeľné vlnovodĺžkové konvertory a disperzné vlákna. </p>
<h3>
Spracovanie hlaviÄky paketu</h3>
<p>
   
V blízkej budúcnosti sa uvažuje o spracovávaní hlaviÄiek v
elektronickej podobe, kde sú možné viaceré techniky. Jednoduchšia, ale
aj pomalšia technika, využívajúca sériové spracovanie hlaviÄiek, by sa
mala nahradiť metódou založenou na multiplexovaní pomocných nosných vĺn
(subcarrier multiplexing-SCM). V podstate ide o prenos hlaviÄky paketu
vo vyššom frekvenÄnom pásme než informaÄnej Äasti. HlaviÄka sa
prekonvertuje do elektronickej podoby, spracuje sa a podľa smerovacej
informácie v nej obsiahnutej sa nastaví cesta cez optické spojovacie
pole pre informaÄnú Äasť paketu. Tá je prepájaná potom bez konverzie.
Obe Äasti paketu sú spracovávané poÄas jedného Äasového slotu. Rýchlosť
je v tomto prípade limitovaná rýchlosťou elektronických obvodov a tá
umožňuje prenos rádovo v desiatkach Gb/s. <br />
   
Na celo-optické spracovanie hlaviÄiek sú potrebné optické korelátory. V
súÄasnosti sa uvažuje o ich realizácii v podobe skupiny oneskorovacích
liniek usporiadaných tak, aby vytvárali v Äasovej oblasti signatúru
zodpovedajúcu adrese uzla. Ak príchodzie bity z hlaviÄky optického
signálu dosiahnu signatúru, vygeneruje sa výrazný autokorelaÄný impulz.
V opaÄnom prípade krížové korelácie budú produkovať nízko-úrovňové
impulzy. Použitím porovnávaÄa úrovní na výstupe korelátorov sa budú dať
navzájom odlíšiť jednotlivé adresy.<br />
   
Ďalší pokrok je potrebný v oblasti optickej zmeny návestí (pri použití
smerovacieho protokolu GMPLS). Aktualizovanie informácie v hlaviÄke je
možné realizovať využitím tzv. crossgain modulácie v SOA obvodoch alebo
prostredníctvom XOR logických Älenov založených na SOA v podobe
Michelsonových interferometrov. </p>
<h3>
Optické spojovacie pole</h3>
<p>
   
V prípade OPS má byť prepájacia sieť schopná smerovať pakety z
ľubovolného vstupného portu na ľubovolný výstupný port. Pritom sa
požaduje promptná rekonfigurácia siete a veľmi vysoké prepájacie
rýchlosti. Napríklad, paket dĺžky 1 kb sa v 10 Gb/s systéme zdrží pri
prepájaní okolo 100 ns. Tiež interval medzi za sebou nasledujúcimi
paketmi je veľmi krátky. Prepájacie pole sa musí nakonfigurovať poÄas
zmeny Äasového slotu, Äo by nemalo trvať dlhšie ako rádovo nanosekundy.
Tieto podmienky v súÄasnej dobe spĺňa viacero technológii, napríklad
SOA alebo LiNbO3 prepínaÄe. SOA majú prepájaciu rýchlosť okolo niekoľko
nanosekúnd, a môžu byť integrované v relatívne veľkej mierke. Tiež majú
výhodu v kompenzácii tlmenia z dôvodu ich prirodzenej zosilňovacej
schopnosti. Jednou z ich nevýhod je šum, ktorý pridávajú k užitoÄnému
signálu.<br />
   
Elektro-optické LiNbO3 prepínaÄe dosahujú prepájací Äas pod 1
nanosekundu, zato však spôsobujú relatívne vysoké tlmenie, Äo limituje
ich škálovatelnosť. Obe uvedené technológie majú rovinnú vlnovodovú
štruktúru, Äo ich robí citlivé na polarizáciu.</p>