<p>
V súÄasnej dobe je známych viacero architektúr urÄených pre optické
paketové prepájanie, ktoré sa navzájom odlišujú typom paketov, ktoré
prepájajú (s konštantnou alebo premenlivou dĺžkou), spôsobmi riešenia
kolízii alebo rýchlosťou prepájania, resp. možnosťami jej Äalšieho
rastu. Ich spoloÄnou vlastnosťou je, že ide len o experimentálne
realizácie, bez doterajšieho nasadenia v praxi.<br />
Podľa toho, s akou dĺžkou paketov pracujú dané prepínaÄe, ich potom
rozdeľujeme na zariadenia prepájajúce pakety s konštantnou dĺžkou
(architektúry KEOPS a WASPNET) alebo zariadenia prepájajúce pakety s
variabilnou dĺžkou.</p>
<p>
   
Štruktúra prepínaÄa KEOPS (KEys to Optical Packet Switching) typu N x N
je znázornená na nasledujúcom obrázku. Obsahuje tri základné sekcie:</p>
<ul>
<li>
vlnovodĺžkový kóder</li>
<li>
vyrovnávacie pamäte a broadcastovú sekciu</li>
<li>
blok vlnovodĺžkových selektorov</li>
</ul>
<p> [media]flash/keops.swf[/media]</p>
<p>KEOPS broadcastový a triediaci prepínaÄ</p>
<p> Vlnovodĺžkový kóder obsahuje N vlnovodĺžkových konvertorov, jeden pre každý vstup. Každý z konvertorov kóduje prichádzajúce pakety pomocou rozdielnych (jedineÄných vzhľadom na ostatné vstupy) vlnových dĺžok. Paketová vyrovnávacia pamäť obsahuje viacero navzájom odlišných oneskorovacích liniek, za ktorými nasleduje stupeň s priestorovým prepínaÄom. Kontrolná elektronická logika potom vyberie pakety z jednotlivých oneskorovacích liniek a pošle ich na odpovedajúce výstupy. Posledný blok je vlnovodĺžkový selektor a obsahuje N demultiplexorov, ktoré majú za úlohu rozložiť vstupný signál na samostatné vlnové dĺžky, aby mohla byť následne vykonaná selekcia jednej z nich. Signál so zvolenou vlnovou dĺžkou je potom prekonvertovaný na výstupnú vlnovú dĺžku a tak je privedený na výstup uzla. <br />Nevýhodou takéhoto riešenia je relatívne vysoká nároÄnosť na kontrolnú logiku v dôsledku potreby netransparentného prepájania.</p>
<h3><span style="font-size: small;"><strong>WASPNET spätnoväzobný optický prepínaÄ</strong></span><br /></h3>
<p><br />    Hlavným cieľom WASPNET (WAvelength Switched Packet NETwork) realizácie optického prepínaÄa bolo zjednodušenie procesu prepájania paketov. Jadrom celého prepínaÄa sú preladiteľné vlnovodĺžkové konvertory (tunable wavelength converters TWCs) a špeciálne priestorové spínaÄe oznaÄované ako AWG (arrayed waveguide gratings). Princíp AWG je nasledovný: vstupný signál obsahujúci viacero vlnových dĺžok sa rozšíri na viacero vlnovodov, ktoré sa navzájom líšia odlišnou fyzickou dĺžkou. Optický signál sa tým pádom rôzne oneskorí, Äo vyvolá rôznu zmenu fázy na jednotlivých vlnovodoch. Na výstupe sa vlnovody opäť spájajú, optické signály navzájom interferujú a to tak, že na požadovaných výstupoch AWG sú požadované vlnové dĺžky.<br />    Nasledujúci obrázok znázorňuje spätnoväzobnú konfiguráciu s oneskorovacími linkami, plniacimi funkciu vyrovnávacích pamätí. Takáto štruktúra umožňuje prioritné smerovanie za cenu väÄšieho AWG (2Nx2N). <br />[media]flash/waspnet.swf[/media]</p>
<p>WASPNET spätnoväzobný optický paketový prepínaÄ<br /><br />    Na každom vstupe sú pakety konvertované na pridelené vlnové dĺžky tak, aby boli v AWG prepnuté na správny výstup. Ak viacero paketov súÄasne požaduje prepnutie na ten istý výstup, umožní sa prepnutie len jedného z paketov, ostatné sa pošlú cez spätnoväzobnú sluÄku, ktorá plní funkciu vyrovnávacej pamäte. V samotnej sluÄke môže v danom okamihu z každého multiplexoru odísť len jeden paket, Äo sa zabezpeÄuje pomocou FIFO algoritmu. Ak to nie je možné dosiahnuť, paket je smerovaný na alternatívne AWG výstupy, alebo ak je potrebné na dlhšie oneskorovacie linky.<br />    Ak paket s vyššou prioritou požaduje rovnaký výstup ako paket vo vyrovnávacej pamäti, tak ten vo vyrovnávacej pamäti je opätovne presmerovaný na spätnoväzobnú oneskorovaciu sluÄku a paket s vyššou prioritou je prepnutý na výstup. <br />    Táto architektúra je urÄená pre jednu vlnovú dĺžku na vstupe a výstupe, ale pokiaľ je doplnená aj o vlnovodĺžkové multiplexory/demltiplexory a obsahuje viacero rovín, umožňuje pracovať aj s WDM vstupom/výstupom.<br />    Výhodou WASPNET architektúry je možnosť prioritného smerovania, jednoduchšie prepájanie, odstránenie tlmenia a presluchov v bufferovaní dát, nevýhodou môže byť väÄšia veľkosť AWG poľa.</p>
<h3>Prepínanie paketov s premenlivou dĺžkou<br /></h3>
<p><br />Pri návrhu optických prepínaÄov, ktoré umožňujú prepínať pakety s rôznou dĺžkou treba dodržiavať nasledovné zásady:<br />Na vstupoch sú povolené asynchrónne operácie, už nie je potrebné synchronizovať vstupy s Äasovými slotmi, ako to bolo v prepínaÄoch s paketmi konštantnej dĺžky.Ak najnižší dovolený prírastok oneskorenia je menší než najmenšia veľkosť paketu, pakety môžu byť radené pomocou FIFO algoritmu na odpovedajúce výstupy. V opaÄnom prípade je možné použiť tzv. prázdnu výplň (void filling). Jedná sa o medzery, ktoré sa vkladajú medzi susedné pakety na danom výstupe.<br />Použitie viacnásobných stupňov s vyrovnávacími pamäťami limituje rýchlosť prepínania v porovnaní s jediným stupňom s veľmi veľkým poÄtom oneskorovacích Älánkov (SLOB - switch with large optical buffers). SLOB obsahuje kaskádu existujúcich optických prepínaÄov (rovnakých ako KEOPS prepínaÄ) a každý zo stupňov má svoje vlastné oneskorovacie linky pre riešenie kolízií paketov. Dĺžka oneskorovacích liniek v každom stupni sa zvyšuje exponenciálne (v rámci štruktúry zľava do prava), kým poÄet stupňov sa zvyšuje s logaritmom veľkosti vyrovnávacej pamäte. Tým SLOB dokáže emulovať prepínaÄ s extrémne veľkými vyrovnávacími pamäťami.<br /><br />    Jedno z možných riešení optického prepínaÄa pre pakety s premenlivou dĺžkou je nasledujúcom obrázku.</p>
<p><img src="schemy/prepinac.gif" border="0" alt="Alternativní text" /></p>
<p> </p>
<p>Obsahuje S stupňov (0 až S-1). Každý zo stupňov má rôzny poÄet vstupov a výstupov:<br />stupeň 0: N vstupov a D výstupov<br />stupeň S-1: D vstupov a N výstupov <br />všetky ostatné stupne: D vstupov a D výstupov <br /><br />kde N je poÄet vstupov a výstupov samotného prepínaÄa a D je poÄet oneskorovacích liniek a liniek pripojených na nasledujúce stupne. <br /><br />    Stupne sú navzájom medzi sebou prepojené pomocou oneskorovacích liniek. Každá z liniek je schopná prenášať WDM pakety. Oneskorovacie linky majú za úlohu podržať paket vstupujúci do daného stupňa spojovacieho poľa po dobu potrebnú na analýzu hlaviÄky a nastavenie vhodnej cesty v poli. Paket, ktorý vstupuje do konkrétneho stupňa, môže tento stupeň opustiť z iného výstupu a na inej vlnovej dĺžke. Je to vlastne prepájacie pole s vlnovodĺžkovou konverziou. Celkový poÄet vlnovodĺžkových kanálov medzi susednými stupňami musí byť prinajmenšom taký veľký, ako poÄet vstupujúcich a vystupujúcich kanálov, aby sa predišlo zahlteniu.</p>