Αμιγως Οπτικα Ψηφιακα Συστηματα για Υψιρρυθμα Οπτικα Δικτυα Μεταγωγης Πακετων
| Ομιλητής | Νικόλαος Πλέρος, Επιστημονικός συνεργάτης του Εργαστηρίου Φωτονικών Επικοινωνιών του Ε.Μ.Π |
|---|---|
| Τίτλος | Αμιγως Οπτικα Ψηφιακα Συστηματα για Υψιρρυθμα Οπτικα Δικτυα Μεταγωγης Πακετων |
| Ημερομηνία | Τετάρτη 13/10/2004, ώρα 12:00 |
| Χώρος | Αίθουσα 1 |
| Διεύθυνση | Γαμβέτα, Βόλος |
Βιογραφικό Ομιλητή
Ο Ν. Α. Πλέρος, γεννημένος το 1976 στην Αθήνα, είναι Επιστημονικός Συνεργάτης του Εργαστηρίου Φωτονικών Επικοινωνιών στο Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Απέκτησε το Δίπλωμα Ηλεκτρολόγου Μηχ. και Μηχ. Η/Υ από το Ε.Μ.Π. το 2000 και το Διδακτορικό Δίπλωμα από το ίδιο ίδρυμα το 2004 με τίτλο της διδακτορικής διατριβής “Ψηφιακά Συστήματα Υπερυψηλών Ταχυτήτων για Οπτικά Δίκτυα Μεταγωγής Πακέτων”. Η ερευνητική του δραστηριότητα έχει σα σκοπό την υλοποίηση αμιγώς οπτικών δικτύων μεταγωγής πακέτων με δυνατότητα λειτουργίας σε ταχύτητες μετάδοσης μεγαλύτερες των 10 Gb/s ανά κανάλι. Στα πλαίσια αυτά έχει ασχοληθεί με το σχεδιασμό και την υλοποίηση ψηφιακών οπτικών συστημάτων υπερυψηλών ταχυτήτων για την αποστολή, λήψη, μεταγωγή, δρομολόγηση και επεξεργασία οπτικών δεδομένων, την ανάπτυξη της απαιτούμενης τεχνολογίας για την αποδοτικότερη εκμετάλλευση του παρεχόμενου εύρους ζώνης στα οπτικά δίκτυα, και με τη μελέτη αρχιτεκτονικών για αμιγώς οπτικούς κόμβους μεταγωγής πακέτων. Έχει δημοσιεύσει 30 τεχνικά άρθρα σε διεθνή περιοδικά και συνέδρια, ενώ έχει συμμετάσχει σε σημαντικό αριθμό ερευνητικών προγραμμάτων για κρατικούς φορείς και για την Ε.Ε.. Το ερευνητικό έργο του κ. Πλέρου στα πλαίσια της διδακτορικής του διατριβής τιμήθηκε το 2003 με το βραβείο IEEE/LEOS Graduate Student Fellowship, το οποίο απονέμεται από την IEEE σε 12 μεταπτυχιακούς φοιτητές ανά τον κόσμο, σε ετήσια βάση, με κριτήριο τη συμβολή τους στο χώρο των οπτικών τηλεπικοινωνιών. Ο κ. Πλέρος έχει βραβευθεί, επίσης, με το 15ο βραβείο της Ελληνικής Μαθηματικής Εταιρείας στα πλαίσια του Πανελλήνιου Μαθητικού Διαγωνισμού 1992-1993. Είναι μέλος του Τεχνικού Επιμελητηρίου της Ελλάδας και της IEEE/LEOS.
Περίληψη Ομιλίας
Η φωτονική τεχνολογία αποτελεί μία κατεξοχήν ευρυζωνική υποδομή, με αποτέλεσμα η οπτική ίνα να είναι αυτή τη στιγμή το κυρίαρχο μέσο μετάδοσης στα μητροπολιτικά δίκτυα (ΜΑΝ) και τα δίκτυα ευρείας περιοχής (WAN), έχοντας οδηγήσει στην ανάπτυξη οπτικών δικτύων πολυπλεξίας μήκους κύματος (WDM) με δυνατότητα μετάδοσης μέχρι 10 Gb/s ανά κανάλι. Παρόλη τη ραγδαία, όμως, πρόοδο της φωτονικής τεχνολογίας στον τομέα της μετάδοσης, ο τομέας της οπτικής μεταγωγής, οπτικής δρομολόγησης και οπτικής ψηφιακής επεξεργασίας σήματος αντιμετωπίζει ακόμα ορισμένα σημαντικά προβλήματα. Τα οπτικά δίκτυα, που έχουν αναπτυχθεί μέχρι στιγμής, παρέχουν τη δυνατότητα μόνο για οπτική μεταγωγή κυκλώματος (circuit switching) σε επίπεδο μήκους κύματος, ενώ η επεξεργασία του σήματος και η μεταγωγή σε επίπεδο πακέτων (packet switching) επιτελείται ακόμα από ηλεκτρονικές διατάξεις, με αποτέλεσμα να περιορίζεται η ταχύτητα μετάδοσης δεδομένων και να μην αξιοποιείται επαρκώς το παρεχόμενο εύρος ζώνης. Το γεγονός αυτό καθιστά έντονη την ανάγκη για την υλοποίηση υψίρρυθμων οπτικών δικτύων μεταγωγής πακέτων, όπου η μεταγωγή, η επεξεργασία και η δρομολόγηση των πακέτων δεδομένων θα επιτελούνται απευθείας στο οπτικό επίπεδο χωρίς να είναι απαραίτητη η χρήση ενδιάμεσων σταδίων οπτοηλεκτρονικής μετατροπής. Με βάση αυτούς τους άξονες, στην παρούσα παρουσίαση γίνεται μία σύντομη ανασκόπηση των φωτονικών δικτύων μέχρι σήμερα, περιγράφονται τα βασικά δομικά συστήματα που απαιτεί ένας οπτικός κόμβος μεταγωγής πακέτων, και παρουσιάζονται πρόσφατα ερευνητικά αποτελέσματα αναφορικά με την υλοποίηση οπτικών συστημάτων μεταγωγής και δρομολόγησης σε επίπεδο μεμονωμένων πακέτων. Τα συστήματα αυτά περιλαμβάνουν 2×2 οπτικούς διακόπτες (2×2 switches), κυκλώματα ανάκτησης ρολογιού πακέτων (Clock Recovery circuits), κυκλώματα ανάκτησης ρολογιού και δεδομένων (Clock-and-Data Recovery Circuits), 3R οπτικούς αναγεννητές (3R Regenerators), οπτικούς δέκτες πακέτων εκρηκτικής ροής (Burst-Mode Receivers), κυκλώματα διαχωρισμού και επεξεργασίας επικεφαλίδας (Header Separation and Recognition Units), οπτικούς αποπολυπλέκτες και οπτικές πύλες Boolean λογικής. Τα κυκλώματα αυτά λειτουργούν σε ταχύτητες μεγαλύτερες των 10 Gb/s ακόμα και για πακέτα πολύ μικρού μεγέθους, σύγχρονης, ασύγχρονης ή εκρηκτικής ροής (burst-mode), παρέχοντας διαφάνεια ως προς τον τύπο των διακινούμενων δεδομένων. Το βασικό δομικό στοιχείο αυτών των κυκλωμάτων αποτελεί ο ημιαγώγιμος οπτικός συμβολομετρικός διακόπτης για τον οποίο αναλύεται εν συντομία ο φυσικός μηχανισμός λειτουργίας του και οι ιδιότητές του, καθώς αποτελεί το κατεξοχήν ανάλογο του ηλεκτρονικού τρανζίστορ στη φωτονική τεχνολογία. Τέλος, παρουσιάζονται ορισμένες πρωτότυπες αρχιτεκτονικές οπτικών κόμβων μεταγωγής πακέτων, οι οποίες δύνανται να υλοποιηθούν με χρήση των παραπάνω οπτικών συστημάτων, και γίνεται μία αποτίμηση της αποδοτικότητας αυτών των συστημάτων όσον αφορά στο ποσοστό εκμετάλλευσης εύρους ζώνης των οπτικών δικτύων.