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光突发交换中核心节点的关键技术研究

谭伟  
【摘要】:当代的通信网络不仅向着宽带化、智能化和个人化的方向发展,还向着综合化的方向发展。随着IP技术的广泛应用,IP协议将成为综合各种业务和网络的“共同语言”,IP over WDM将成为下一代光互联网的首选结构。光突发交换结合了光路交换(如波长路由)和光分组交换两种交换技术的优点,能在较低的光器件要求下实现面向IP的快速资源分配和交换,是一种易于实现、又能高效利用网络资源的光交换技术,被认为是下一代全光互联网中有竞争力的交换模式。 由于光突发交换与波长路由和光分组交换有许多不同之处,如中等长度的交换粒度、单向预约、带外信令和延迟预约等,本文将对光突发交换核心节点的一些关键技术进行研究,包括核心节点光交换模块的结构、核心节点的调度算法、核心节点对QoS的支持和冲突解决机制,以及波长数目、偏移时间、突发数据长度和FDL(Fiber Delay Line)单位延时等重要参数对丢失性能的影响。 光突发交换中,交换粒度(即突发数据长度)介于波长路由的波长和光分组交换的分组之间,并采用带外信令方式和延迟预约,即在BHP(Burst Header Packet)和突发数据之间有偏移时间。突发数据长度和偏移时间等重要参数如何设定,以及这些参数对网络性能有何影响等等,都是非常重要而待解答的问题。论文的第二章对这些问题进行了研究,主要包括:波长数目变化时对丢失性能的影响、偏移时间对性能的影响、突发数据长度对性能的影响,以及FDL的单位延时和FDL级数的变化对性能的影响。研究结果表明,如果核心节点配置了TWC (Tunable Wavelength Converter),则每个端口复用的波长数目可以理解为排队系统中的服务台数目;当波长数目增加时,服务台个数将增加,突发数据可用的资源将增加,突发丢失率将减小,统计复用的优势将更加明显。研究结果还表明,偏移时间的变化范围对丢失性能有较大的影响,变化范围越大,丢失性能越差,反之则越好;对于相同的变化范围,偏移时间的增减对丢失性能影响较小。理论分析表明,没有配置FDL时,增加突发数据长度将有助于改善丢失性能;若保持到达核心节点的业务量不变,突发数据长度的增加会使突发数据到达率减小,当突发数据非常长时,则相当于一个连接,其性能也将接近于光路交换的性能;这一分析结果得到了仿真的验证。研究结果还表明,当FDL级数增加时,核心节点的缓存(延时)能力增加,丢失性能将得到提高,但FDL级数增加到一定


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