光突发交换

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基于阈值检测的光突发交换偏射路由算法

ＡｆｅｔｏｕｉｇＡｌｏｉｈｓｄｏｒｓｏｄＤｅｅｔｏＤｅｃｉｎＲｏｔｎｇｒｔｍＢａｅｎＴｈｅｈｌｔｃｉｎｌ
ｉｎｏＢＳＮｅｗｏｋｔｒｓ
ＷＡＮＧＬ．ＩｉｎｑｉＬａ．ｉＪ
维普资讯
通信系统与网络技术
基于阈值检测的光突发交换偏射路由算法
王立，建奇李
（南文理学院，湖湖南常德４５０）１００
摘要：光突发交换是适合在当前技术条件下的新交换技术，比电路交换灵活，宽利用率高，比光分组交换它带又
ｎｔｒＴｅｅｔｎｒｕｉｒｔｃｌｉｎｅｅｔｅｍｅｓｒｏｒｓｌｅｃｎｅｔｏｓｉｐｉａｕｔｓｔｈｎｅｗｏｋ．ｉａｅｎｙｅｅｅｗｏｋ．ｈｅｄｆｃｉｏｔｌｏｎｇｐｏｏｓａｆｃｉａｕｅｔｅｏｖｏｔｎｉｎｎｏｔｃｌｂｒｗｃｉｇｎｔｒＴｓｐｐｒａａｚｓｔｏｖｓｉｈｌｈ
ｃｎｒｌｎｎｅｅｔｅｄｆｅｔｏｕｔｇａｄｉｒｖｏｓｐｂｂｌｔｆｎｎｄｅｅｔｄｂｒｔＳｓｔｅｕｅｔｅｉｆｕｎｅｏｆｅｔｎｒｕｉｇｏｏｔｏｏ — ｆｃｉｅｃｉｎｒｉｎｍｐｏｅｌｓｒａｉｉｏｏ－ｆｃｅｕｓ，Ｏａｏｒｄｃｎｅｃｆｄｅｃｉｔｎｖｌｏｎｏｙｌｈｌｌｏｏｎｎｔｒｏｄ，ｍｐｖｈｅｗｏｋｌｓｒｂａｉｉｄｎｅｗｏｋｐｒｏｍａｃｅｗｏｋｌａｉｒｅｔｅｎｔｒｏｓｐｏｏｂｌｙａｔｒｅｒｎｅ．ｔｎｆＫｅｒｓ：ｐｉａｕｔｓｔｈｎｄｆｅｔｎｒｕｉｇ；ｈｅｈｌｅｅｔｏｌｓｒｂｉｔｙｗｏｄｏｔｃｌｂｒｗｃｉｇ；ｅｃｉｔｓｉｌｏｏｎｔｒｓｏｄｄｔｃｉｎ；ｏｓｐａｌｙｏｂｉ

光突发交换网络数据信道调度算法的研究

且提高网络带宽的利用率。
㈤
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Ｄ１Ｄ２Ｄ３
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２１最近可用信道算法（ＬＵ．ＡＣ）
首先假设每个光核心路由器有个ＦｓＤＬ，第ｉＦ个ＤＬ
ＤｌＤ２Ｄ３
可以延时Ｑｉ１ｉＢ，＝０，其中Ｑ＝ｉＤ（Ｑ０） ×
组组成。ＯＢＳ的特点是：突发数据分组（ＤＢ）和控制分组（ＨＰ）的传输在物理信道和时间上是分离的，控制分Ｂ组提前于突发数据分组发送，而突发数据分组等待一定时
间（偏置时间）后，不需等待回复确认信息，直接在预先
确定的信道上发送。在核心节点上，控制分组经过光／电／光交换和电信息处理，为相应的光突发数据分组预留资源，使突发数据分组实现全光透明传输。
法。
ＤＢ０光交换矩阵时可用的数据信道作为输出信道。当Ａ达没有可用信道时，ＤＢ以及相应的Ｂ将被丢弃。因此在ＨＰＯＢＳ网络核心节点处设计信道调度算法主要需要考虑以下两个方面：（）ＤＢ的丢失率；（）算法执行时间。一１２个理想的调度算法应该在ＤＢ０Ａ达前，能够尽快地处理相应的Ｂ，并尽可能为该ＤＢ到合适的信道。一个有效ＨＰ找的调度算法可以通过快速地调度来降低ＤＢ的丢失率，并
在ＯＢＳ网络中，核心节点根据到达的ＢＨＰ中包含的信息为后续到达的数据包ＤＢ排合适的数据信道一信道安
调度。即当相应的ＢＨＰ达核心路由器后，选择一条在到

基于阈值的光突发交换网络数据信道调度算法

光突发交换（Ｂ）ＯＳ是实现下一代光互联网巾的一种极具前景的方案。该文提出了一种基于闽值的ＯＢ网络Ｓ
数据信道调度算法，对于长度大于闽值的光突发数据包采用ＬＵＣＡ算法进行调度，对于长度小于阈值的光突发数据
包采用ＬＣ．算法进行调度。仿真结果表明，该算法在调度时间方面与已有的ＬＵＣ法很接近：而在光突发ＡＵＶＦＡ算数据包丢失率性能方面要优于ＬＵＣｖ算法。Ａ．Ｆ
② ＳｅｉｌｅｅｒｈＣｎｒｆｒｐｉｌｎｅｎｔＷｉｌｓｎｏｍａｉｎｅｗｒｓＣｏｇｉｇＵｉｏＰｓｎｅｃｍ．（ｐｃｓａｃｅｔｏｔａｔｅ＆ｒｅｆｒｔｔｏｋ，ｈｎｑｎｎｖｆｏｔａｄＴｌｏ，ａＲｅＯｃＩｒｅｓＩｏＮｓｅ
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第２卷第９８期２００６年９月
电
子与信
息
学
报
ｖ１８．０．ＮＯ９２Ｓｐ．０６ｅｔ０２
Ｊｕｎｌｆｅｔｎｃｏｒａｃｒｉｓ＆ＩｆｒｔｎＴｃｎｌｇｏＥｌｏｎｏｍａｉｅｈｏｏｙｏ
关键词
光突发交换，ＬＣ，ＬＵＣＶ，调度算法ＡＵＡ．Ｆ
中图分类号：Ｎ９９２Ｔ１．
文献标识码：Ａ
文章编号：０９５９（０６０．６３０１０．８６２０）９１６．３
ＴｈｒｓｏｄＢａｅａａＣｈａｅｈｅｌｇｒｔｅｈｌ— ｓｄＤｔｎｎｌＳｃｄｕｉＡｌｏｉｈｍｏｎｇｆｒＯｐｉａｒｔＳｉｃｎｔｒｓｔｃｌＢｕｓｗｔｈｉｇＮｅｗｏｋ

光突发交换网络中冲突解决方法研究

ｔｅｉａａｔｇｎｄｉａａｔｇｅｒａａｌｓｎｔｉａｓｓｔｅｃｍｂｉｅｃｅｍｅｓｗｈｉｈｃｍｂｉｅａｖｒｅｙｏｏｎｅｔｅｏｕ－ｈｒｄｖｎａｅｓａｄｓｄｖｎａｓａｅｎｙｅＯｓｂｉｈｏｄｈｎｄｓｈｃｏｎａｉｔｆｃｔｎｉｒｓｌｎｏｔｎｍｅｃａｓａｅａｓｉｏｈｎｉｍｒｌｏｐｒｐｅｉｔｉｏｏｓｄｎｈｓｐａｅｒｌｓｐ砒ａｔ
测试测量技术
光突发交换网络中冲突解决方法研究
ＴｈｅＲｅｅｒｈｏｎｅｔｏｓｌｔｏｆＯｐｔｃｌＢｕｓｓａｃｎＣｏｔｎｉｎＲｅｏｕｉｎｏｉａｒｔＳｗｉｃｎｇＮｅｗｏｋｔｈｉｔｒｓ
差一个偏置时间Ｔ，如图１所示。
络中冲突解决方法的发展趋势—— 联合解决机；光突发数据包；突发包竞争；丢包率；服务质量
中图分类号：Ｎ２．１Ｔ９９１
文献标识码：Ａ
文章编号：０３００（０１８ｏｏ－４１０－１７Ｉ）－ｏ３ｏ２ｏ
ＥｇｎｅｉｇＨｎｎＵｎｖｒｉＴｃｎｌｇ，ｎｎＺｅｇｈｕ４００１ｎｉｅｒ，ｅａｉｅｓｙｏｅｈｏｏｙＨｅａｈｎｚｏ５０）ｎｔｆ
摘要：突发交换ｆＢ）光Ｏｓ网络被认为是下一代光因特网的典型代表，中，其光突发数据包在节点的竞争问题是ＯＳ网络中需要解决的关键问题之一该文重点研究了突发数据包之间因争夺链路资源而导致冲突的四种竞Ｂ争解决方案：长转换、波光缓存、偏射路由和突发包分割，分析了它们的优缺点。在此基础上，出了ＯＳ网并提Ｂ

光突发交换网络边缘节点突发装配方案

ｌ
２独立排队．
Ｋｙｗｏｄ：ｔａｒｔＳｉｈｎ，ＩｇｅｓｅｒｓＯｐｉｌＢｕｓｗｔｉｇｎｒｓｃｃ
Ｅｇｄ，ｕｓｓｍｂｙｄｅＮｏｅＢｒｔＡｓｅｌ
端口（ｕｐｔｏｔ。由模块为每一个到达入口边缘节点的数据ＯｔｕＰｒ）路分组选择合适的输出端口，并且把它发送到ＢＡ中适当的ＢＡＭ中。Ｂ在ＡＭ中数据分组被组装成突发。每一个ＢＭ由一个分类Ａ器（，干个数据缓存队列和一个调度器（）成。在ＢＭ中ｃ）若ｓ组Ａ数据分组首先根据目的地址和ＱＳ要求的不同被分类，然后按ｏ照一定的方式进行排队缓存，接着调度器根据采纳的突发装配策略生成突发，并把突发发送至输出端口。面详细讨论入口边下
ｓｍｍａｉｉｇａｄｃｍｐｒｇｔｅｅｉｉｇｕｒｎｎｏａｉｈｘｓｎｚｎｔｖｒｕｕｔａｓｍｂｙｓｈｍｅ．ａｉｓｂｒｓｅｌｃｅｓｏｓ
图１示的是一个ＯＳ网络入口边缘节点的结构，括一表Ｂ包
较。
越受到关注。而ＯＳ网络中边缘节点的突发装配技术则是众多Ｂ
研究中极为重要的课题之一。突发装配就是在入口边缘节点处根据到达的ＩＰ分组的出口边缘节点地址和ＱＳ特性，ｏ采用一定
的策略将ＩＰ分组装配成突发数据。合理的突发装配策略不仅可以有效地减轻交换节点的处理负担，高吞吐量，提而且还可以实现流量整形及ＱＳ区分功能。ｏ

光突发交换技术的研究

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第２Ｚ卷第１期１２００６年１月１
甘肃科技
ＧａｓｃｅｃｎｃｎｌｇｎｕＳｉｎｅａｄＴｅｈｏｏｙ
＇ｏ．２Ｎｏ１Ｃ１２．１Ｎｏ．２０ｖ０６
光突发交换技术的研究
将ＩＰ业务放在ＷＤＭ上进行传输有许多可供
选择的交换技术。一种很好的方案就是在骨干网络中应用直接在光域的分组／据包交换技术，数这样会提供灵活和有效的光层上的带宽利用率。基于光分组交换的光ＩＰ路由器可望解决电子瓶颈问题。针对目前的技术状况，从技术上来说比较可行
２光突发交换基本原理
突发（ｕｓ）ｂｒｔ的最初定义是指话音的一次进发
宽利用率的极低。虽然在过去的几年中，电子传输
和交换设备的速率有了飞速的增长，也不能跟上但
或者一段数据信息。突发数据就是一串突发性的话音流或数字化的信息。在电路交换中，每次呼叫由
交换原理和光突发交换协议，中包括对ＷＤＭ，突发，ｅａｅｅｅｖｔｎ协议。其光ＤｌｄＲｓｒａｉｙｏ
关键词：交换技术；波分复用；光交换协议
中图分类号：Ｎ２．Ｔ９９１
络伸缩性
１概述
在过去的几年中，联网业务量呈现爆炸性的互
～
增长。驱动了对传输带宽需求的迅猛增长，同时产生了通过增加带宽来增加现有因特网骨干传送能力的

obs是什么

obs是什么
交换技术
“OBS是一种交换技术。

光网络中的交换技术主要有三种：光路交换OCS(Optical Circuit Switching），光分组交换OPS(Optical Packet Switching），光突发交换OBS(Optical Burst Switching)。

”交换技术
交换技术是随着电话通信的发展和使用而出现的通信技术。

1876年，贝尔发明了电话。

人类的声音第一次转换为电信号，并通过电话线实现了远距离传输。

电话刚开始使用时，只能实现固定的两个人之间的通话，随着用户的增加，人们开始研究如何构建连接多个用户的电话网络，以实现任意两个用户之间的通信。

发展历史
网络技术发展迅猛，以太网占据了统治地位。

为了适应网络应用深化带来的挑战，网络的规模和速度都在急剧发展，局域网的速度已从最初的10Mbit/s提高到100Mbit/s，千兆以太网技术也已得到了普遍应用。

光突发交换网络中基于波长分集的QoS算法

ＡｂｔａｔｓｒｃＯｐｉｌｒｗｉｈｎ（ＢＳｉｃｎｉｅｅｓｎｆｃｅｔｗｉｈｎｃｎｑｅｆｒｈｅｔｅｅａｉｎｏｔａｔａＢｕｓＳｔｉｇＯ）ｓｏｓｒｄａｆｉｎｓｔｉｇｅｈｉｕｅｎｘｎｒｔｐｉｌｃｔｃｄａｅｉｃｔｏｔｇｏｃｎｔｏｋ．Ｓ（ｕｌｙｏｅｖｃ）ｕｐｒｉａｏａｔｓｕＢＳｎｔｒｓＴｉｐｐｒｏｕｅｉｌｏｅＳｅｗｒｓＱｏＱａｉｆｒｉｓｐｏｔｓｎｉｒｎｓｅｎＯｅｗｏｋ．ｈｓａｅｃｓｓｎｙｎｔｔＳｅｍｐｔｉｉｆｍａｈＱｏａｏｉｍｓａｅｎｗａｅｎｔｇｏｐｎｈｍｅ，ｎｒｐｓｓｅｅａｎｗＱｏｌｏｉｍｓＴｅｅａｏｉｍｓａｄｕｔｌｒｈｓｄｏｖｌｇｈｒｕｉｇｓｅｓａｄｐｏｏｅｖｒｌｅＳａｇｒｈ．ｈｓｌｒｈｎａｊｓｇｔｂｅｃｓｔｇｔｃ
有效地支持ＱＳ（ｕｌｆｅｉ）ｏＱａｔｏｒｃ是一个很重要的问题。该文从波长分集的思想出发，提出了几种适合ＯＳ的ｉｙＳｖｅＢ
Ｑｏ算法。这些算法可以根据各个优先级业务的变化情况，动态地调整各个优先级的业务使用的波长数目。通过Ｓ仿真，并和已有算法相比，说明所提出的算法可以更好地提供区分服务．同时有效提高信道的利用率，降低整体的丢失率。
光突发交换网络中基于波长分集的ＱＳ算法ｏ
王雄
摘要
王
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2
考虑全光交换网络的理由
(1)历史的观点，模拟传输产生了机电制交换； PCM数字传输有了数字程控交换；当前光传输已成主角，因此下一代网络将是全光交换。 (2) 速度极限，由于电子器件的极限速度为几个G~10Gb/s，使得电子交换设备可能成为未来网络的瓶颈。 (3) 成本降低，采用光传输的电子交换系统，必须有光/电和电/光转换，全光交换则不用。 (4) 速度匹配，光传输，光交换，全光网络。
第9章光交换技术
1
9.1 概述
光传送技术的发展当前商用化单波长光纤传输系统容量为 10Gb/s，有报道已实现了40Gb/s。光波长复用技术可以使得一根单模光纤实现20010Gb/s或更大的传输容量。光器件，商品化光开关的控制响应速度已低于1ms，延迟线模式光缓存、波长变换等技术也已成功。
5
光交换技术的特点
随着发展，光交换技术已能保证网络可靠性，并提供灵活的选路方案，为高速信息流提供动态光域处理。光交换不受监测器、调制器等光电器件速度的限制，极大地提高了交换节点的吞吐量。不需要经过光/电/光转换，降低了交换节点成本。对比特率、调制方式和通信协议都具有透明性，有良好的升级能力。
未来宽带业务具有很大不确定性，交换系统设计应尽可能地灵活。对比特传送速率应透明，业务和控制尽可能分离，控制系统简单，具有广播功能。系统设计应模块化，易于维护、增删和修改。技术上多种模式相结合，取各自优点，统筹优化融合。
12
9.3.1 光交叉连接设备
光交叉连接设备(OXC)是实现自动交换光网络(ASON)的核心技术。 OXC可依据控制面功能，按照用户请求在全光网络环境中自动建立一条符合用户需求的光波长通道。
特点是插入损耗小(0.5dB)、稳定性高、可靠性好、成本低，适合大规模集成，不足点是响应速度较慢，1~2ms。
10
9.2.4 波长转换器
放大器 j 出射光
控制
iபைடு நூலகம்入射光
激光器探测器
i 入射光
外调制器
j 出射光
(a) 直接转换
图8.4 光波长转换器结构
(b) 调制转换
11
9.3 光交换系统
OUT 图8.17 OXC基本结构图
用是对受到不同衰减的光波长信号进行功率均衡，以减小不同光波长 14 间的干扰。
光交叉连接设备主要用于骨干传送网中，完成任一光纤某个波长信号到其他光纤的传送连接。 OXC具有信号复用、信号交换、光路保护倒换、监控管理等功能。除控制管理部分外，其余部分的信号处理都在光域完成。因此OXC具有极大的交叉容量，可达几千T比特级别。
13
由输入部分、光交叉连接部分、输出部分、控制和管理部分5个功能模块构成。
光交叉连接设备基本结构
控制和管理
控制和管理部分属于电子设施，通过信令协议接收用户及网管系统请求，完成自动保护倒换、连接指配、波长选路等均功器功能。
EDFA M U X EDFA M U X
EDFA
D M U X D M U X
4
按承载和交换信息的光域粒度划分，可分为：
光路交换（OCS）技术，最小交换单元是一
个波长通道。光分组交换（OPS）技术，光域分组包作为最小交换颗粒。光突发交换（OBS）技术，多个分组构成更大分组，以突发方式在光域传输和交换。光标记分组交换（OMPLS）技术，MPLS和光网络结合，MPLS控制标记分发和控制光开关，建立交换式光通道。
3
光交换技术分类
光交换技术，指不经过任何光/电转换，直接在光域上完成输入到输出端的信息交换。按照复用方式分类，光交换可分为：
光空分交换技术。多点间建立光信息传送物理通道
的交换技术。光波分交换技术。利用光波分复用和波长变换技术，将信息从一个波长转移到另一波长上。光时分交换技术。在时间轴上将光波长分成多个时段，互换时间位置来交换承载的信息。光码分交换技术。不同用户信号用不同码序列填充，利用码序列转换来交换信息。
OUT
……
……
光交叉连接矩阵 OUT OUT
EDFA
……
OUT OUT …………………………………………………………………………………………… 输入部分包括放大器 . EDFA和波长解复用输出部分，均功器的作 IP ROUTE SDH
DMUX，将每根光纤上的光信号放大、分离后送交叉连接矩阵。
……
6
9.2 光交换元件
9.2.1 半导体光开关
半导体光放大器，当偏置信号为零时，输入信号将被器件完全吸收，输出端没有任何光信号输出。半导体光放大器及等效开关示意如下图。
控制电流入射光出射光入射光控制电流
半导体光放大器
出射光
图8.1 半导体光放大器及等效开关示意
7
9.2.2 耦合波导开关
薄膜倒相极 A 2 1 B W 加热 (a) 器件俯视图薄膜倒相极 A 包层 Si衬底 (b) 沿AB线截面图 B 2 波导芯 1 交叉连接 (c) 逻辑表示 3dB耦合器 3dB耦合器 4 3 Cr薄膜加热器
2 1
4 3
平行连接 4 3
图8.3 硅衬底平面光波导开关示意结构及逻辑表示
9
硅衬底平面光波导开关
耦合波导开关，利用铌酸锂(LiNbO3)材料制作，在控制电极上施加一定电压可改变波导的折射率和相位，从而可构成22交换开关。激励电压约5V，最大传信速率达Gb/s。耦合波导开关示意结构及逻辑表示如下图。
光信号通道
控制电极平行连接
交叉连接
图8.2 耦合波导开关示意结构及逻辑表示
8
9.2.3 硅衬底平面光波导开关
15
光交叉连接矩阵
实现光交叉连接矩阵，光机械开关、LiNb03开关、InP开关、半导体光放大器（SOA）开关等，现常用微电子机械开关（MEMS）构成。 MEMS为无源光开关，介入损耗和串扰都较小，属完全透明的连接模式，连接处理过程不需光 /电转换。容量极大，可构成1296×1296端口连接矩阵，每端口传送40个波长×40Gb/s的信号容量，总传送容量达到2.07petabit/s，具有严格无阻塞特性。