Photonic Provisioning Using a Packaged SOI Hybrid All-Optical Wavelength Converter in a Meshed Optical Network Testbed

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Photonic logic-gates: boosting all-optical header processing in future packet-switched networks

Las redes ópticas de paquetes se han convertido en los últimos años en uno de los temas de vanguardia en el campo de las tecnologías de comunicaciones. El procesado de cabeceras es una de las funciones más importantes que se llevan a cabo en nodos intermedios, donde un paquete debe ser encaminado a su destino correspondiente. El uso de tecnología completamente óptica para las funciones de encaminamiento y reconocimiento de cabeceras reduce el retardo de procesado respecto al procesado eléctrico, disminuyendo de ese modo la latencia en el enlace de comunicaciones. Existen diferentes métodos de procesado de datos para implementar el reconocimiento de cabeceras. El objetivo de este trabajo es la propuesta de una nueva arquitectura para el procesado de cabeceras basado en el uso de puertas lógicas completamente ópticas. Estas arquitecturas tienen como elemento clave el interferómetro Mach-Zehnder basado en el amplificador óptico de semiconductor (SOA-MZI), y utilizan el efecto no lineal de modulación cruzada de fase (XPM) en los SOAs para realizar dicha funcionalidad. La estructura SOA-MZI con XPM es una de las alternativas más atractivas debido a las numerosas ventajas que presenta, como por ejemplo los requisitos de baja energía para las señales de entrada, su diseño compacto, una elevada relación de extinción (ER), regeneración de la señal y el bajo nivel de chirp que introducen. Este trabajo se ha centrado en la implementación de la funcionalidad lógica XOR. Mediante esta función se pueden realizar diversas funcionalidades en las redes ópticas. Se proponen dos esquemas para el reconocimiento de cabeceras basados en el uso de la puerta XOR. El primer esquema utiliza puertas en cascada. El segundo esquema presenta una arquitectura muy escalable, y se basa en el uso de un bucle de realimentación implementado a la salida de la puerta. Asimismo, también se presentan algunas aplicaciones del procesado de cabeceras para el encaminamiento de paquetes basadas en el uso dMartínez Canet, JM. (2006). Photonic logic-gates: boosting all-optical header processing in future packet-switched networks [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/1874Palanci

Optical Networks and Interconnects

The rapid evolution of communication technologies such as 5G and beyond, rely on optical networks to support the challenging and ambitious requirements that include both capacity and reliability. This chapter begins by giving an overview of the evolution of optical access networks, focusing on Passive Optical Networks (PONs). The development of the different PON standards and requirements aiming at longer reach, higher client count and delivered bandwidth are presented. PON virtualization is also introduced as the flexibility enabler. Triggered by the increase of bandwidth supported by access and aggregation network segments, core networks have also evolved, as presented in the second part of the chapter. Scaling the physical infrastructure requires high investment and hence, operators are considering alternatives to optimize the use of the existing capacity. This chapter introduces different planning problems such as Routing and Spectrum Assignment problems, placement problems for regenerators and wavelength converters, and how to offer resilience to different failures. An overview of control and management is also provided. Moreover, motivated by the increasing importance of data storage and data processing, this chapter also addresses different aspects of optical data center interconnects. Data centers have become critical infrastructure to operate any service. They are also forced to take advantage of optical technology in order to keep up with the growing capacity demand and power consumption. This chapter gives an overview of different optical data center network architectures as well as some expected directions to improve the resource utilization and increase the network capacity