第3章全光通信网-光交换技术(3)详解.ppt

1、光突发交换、光突发交换(OBS)、3.6光突发交换(OBS)技术和目前相对成熟的光路径交换(OCS)比较简单，并且易于实施，但是创建和删除通道需要时间，因此OCS在不断增长、变化的internet流量中很难自然地服用水和土壤光学计划交换(OPS)的光学逻辑处理技术不成熟，无法使用的光纤随机内存也会中断业务流程。针对当前OCS和OPS中存在的一些问题，提出了OCS和OPS优势相结合的新光学交换技术-光交换技术(OBS)-得到了国内外学者的广泛研究。从长远来看，光学包交换(OPS)是光交换的发展方向，但OPS最近有两个难以克服的障碍。1.光缓存技术还不成熟，当前实验系统中使用的光纤延迟线(FDL，

2、光纤戴尔)2。在OPS节点上，很难实现多个输入分组的精确同步。在一些主要光学设备(高速光开关、光缓存、光逻辑设备等)取得突破性进展之前，光学组交换技术在实验室中很难实现。因此，短期内光潮交换的商业应用前景还不乐观。在这种情况下，Chunming Qiao和J s Turnor等提出了一种新的光交换技术，称为光学总线交换(OBS)，是从电路交换到组交换的转换技术。0BS使用的带宽粒度介于电路交换和组交换之间，比电路交换更灵活，带宽利用率更高，比光组交换更实用。可以说，结合了这两个优点，克服了两个缺点中的一部分，这是两者之间的平衡选择，因此逐渐引起了很多专家学者的重视。(莎士比亚，温斯顿，)被认为

3、有可能在未来的光网络中发挥重要作用。3.6.1光突发交换的概念，突发交换是20世纪80年代初提出的，当时电子突发交换网络中的突发交换基本上是快速包交换技术的推广，在该网络中，包长度可以是可变的，可以是任意长度，使用分布式孔刘缓存交换结构。1、基本原理光突发交换技术OBS，使用单向资源调度机制将光突发作为交换网络的基本交换单元，突发是多个组的集合，包括突发数据分组(BDP)和突发控制分组(BCP: Burst Control Packet)BCP长度比BDP短得多，节点内的BCP经过O/E/O转换和电气处理，BDP始终在光度学范围内从源节点到目标节点进行传输。OBS节点有两种类型：核心节点和边节

4、点。核心路由器的任务是完成拆分数据的传递和交换。边缘路由器重组数据，将访问网络上的用户组数据封装为突发数据，或执行反向开封操作。OBS首先将控制(建立连接)组发送到控制波长，然后将突发数据发送到其他波长的光突发交换电路图。光突发交换原理，在OBS中，首先向控制波长发送控制(建立连接)分组，然后向其他波长发送突发数据。这种将分组数据通道与控制通道隔离的方法简化了拆分数据交换处理，控制了非常短的组长度，从而使高速处理更加容易。突发数据始终在光度学内从源节点到目标节点进行传输，控制分组需要在每个节点上进行光电转换和电气处理。控制通道(波长)可以与突发数据通道(波长)相同，也可以不同。OBS优点，控制

5、组长度很短，可以进行高速处理。突发交换与包交换和电路交换技术相比，(1)粒度适中。OBS的粒度在OCS和OPS之间，比OCS精细，比OPS粗糙。基于波长通道的线路交换的粒度很大，因此对不同业务的不同QoS没有帮助，但是光组交换的粒度很小，光开关的时间很短，甚至更短，技术上很难实现。OBS可以看作是光电路交换和光组交换的折衷，它将粒度小的IP数据包组合到一个大的突发组中，然后发送到网络。它的交换粒度(即突发长度)通常是毫秒的大小，交换很容易满足光开关的要求。(2)BCP和BDP从通道分离：OBS的BCP和BDP分离传输和处理，降低中间交换节点的复杂性和对光学设备的要求，提高OBS的实用性，(3)

6、光学设备的要求降低OBS比OPS更容易实现，不仅是因为交换的粒度更大，还因为光突发交换网络对组同步的要求大大降低。交换机节点不一定使用光纤缓存。减少了在组交换中逐个处理组头的麻烦，从而大大降低了对光纤交换机和光纤缓存等光学设备的要求，在技术上易于实施。(4)单向调度：BDP传输无需等待响应信号。与光路径交换相比，这大大减少了等待延迟。(5)透明传输：BCP(通过配置，交换)为BDP在每个中间节点上设置全光路径。也就是说，BDP是完全透明的，不经过光电转换，防止了电子瓶颈。(6)统计重用：BDP通过统计重用从源节点到其他目标节点的传输，有效利用链路等波长的带宽，提高带宽利用率。3.6.2光突发交

7、换分组格式，“序列号”表示OBS目标节点用于分析总体流量统计信息、性能等的源1目标节点对的传输BDP数。波长“ID”表示与BCP对应的BDP使用的波长编号。“服务类”是表示BDP优先级的服务类别。“偏置时间”表示BCP的第一个位与BDP的第一个位之间的时间差。正常默认偏置时间附加偏置时间是BDP通道中每位传输时间的整数倍。“拆分大小”是指拆分组的持续时间，与单位匹配。当前跃点数和实时(TTL)表明BCP已跳过多次，剩馀跃点数用作资源保留的权重。CRC(Cyclic Redundancy Check)表示BCP的循环冗馀检查，如果CRC出现错误，请删除该组，以减少BCP位代码中的较大错误。统一编

8、码的BDP帧格式，单独编码的BDP格式，3.6.3光突发交换的关键技术，1 .OBS的资源预留协议光突发交换的技术困难是找到适当的带宽访问控制协议，即控制组和突发数据流之间的曹征问题，即触发带宽释放的时间(即删除连接的时间)。OBS与光组单元交换技术的主要区别在于，OBS交换的突发组的长度从一个到多个组或短会话，仅使用一个控制组，因此每个数据单元的控制开销都很低。此外，OBS使用带外信令，更重要的是，控制组和突发数据的关系比交换组单元松。实际上，源和后面的中间节点由于“适当的时间，JET协议的偏置时间”，将控制分组和突发数据分开。在源端，如果控制分组设置为大于沿光通道的总处理时间，则中间节点无

9、需缓存拆分数据。而是等待控制分组进行处理。OBS还可以选择不在源端使用偏置时间，但是在中间节点上处理控制分组的时间小于最佳时间的中间节点上，突发数据必须经过固定延迟。这些OBS协议可以基于Tell-and-GO(标签)。在OBS网络中，资源保留可以是单向的，也可以是双向的。，1 .最简单的单向协议是Tell-And-Go(TAG)方案。在这种情况下，无需等待响应信号，直接在请求包后面突发。经过的节点被竞争的话会突然发生。2.双向预约协议可以称为Tell-And-Wait(TAW)。在此协议中，只有在源节点试图发送突发时，首先发送请求，通过每个所需节点，并且所有节点都可以满足请求的情况下，源节点

10、才能接收成功的响应信号。否则，突发将被拒绝，源节点稍后将发送请求。3.这两者之间是春明桥提出的一个最短时间(Just-Enough-Time，JET)协议。这意味着在控制包和突发之间保留足够的时间，以便在中间节点到达该节点之前立即处理。对JET协议进行了一些改进，将徐璐其他业务的优先级与控制包和突发之间的偏移延迟相关联，对于高优先级业务，延迟越大，成功调度所需资源的可能性就越高，因此数据包丢失率也越低。Just Enough Time(JET)协议在光突发交换模式下没有web存储，因此系统必须具有偏移时间。要减少网络的端到端等待延迟，需要设置较小的偏移时间。但是，偏移时间太小很难解决多点通信中

11、信道竞争使用问题，因此可能会丢失或阻止数据。因此，偏移时间不能太大或太小。JET协议是为达到这个目的而开发的。运行JET协议时，源端节点在发送拆分组之前先将控制组从信号通道(即专用波长)发送到主机端节点。此控件在以下每个节点上处理：为要传输的突发分组设置全光数据通道。根据控制分组中包含的信息，每个节点在出口链路上选择适当的波长，预定特定带宽，交换光，源端突发组在域中等待偏置时间T，突发分组从选定波长发送到光信号。每个节点的平均开销处理时间，2，OBS的突发包。拆分包是OBS网络的重要技术之一。目前常用的装配算法主要为固定装配时间FAT、固定装配长度FAS、最大突发长度最大装配时间MSMAT、自

12、适应装配长度AAS。3，QoS支持，QoS支持也是OBS网络的重要课题，下一代internet的重要特征，多种QoS要求的应用使得internet支持QoS。为了在OBS网络中支持QoS，提出了一些方案。其中之一是调整JET协议中的偏置延迟以确定优先级。这两个方案与拆分包相关联。第一种方法是封装OBS突发优先级以匹配IP数据包优先级，当OBS交换节点发生竞争时，优先通过高优先级突发。第二种方案是混合包装方法，在一次突发中，可以封装多个优先级不同的IP包，但优先级高的包在前面，优先级低的包在后面。在竞争发生时，突发尾部可以丢弃，优先级高的突发头部可以保留。4，冲突处理，两个或多个BDP要求在一个

13、节点上相同的端口，相同的波长，并发传输时发生争用。解决竞争的典型技术包括光纤缓存(FAL配置)、偏转路由、波长转换和突发数据拆分。5、波长分配、OBS中波长和带宽的资源是限制网络性能的重要问题。OBS交换层的中间节点通常会发现，如果对BDP的资源保留(带宽分配)失败，BDP将丢失或通过偏转主节点移动到其他节点，因此带宽分配是否直接影响网络的性能和效率。，6，由于偏移时间选择、控制组和数据分组通过控制组中包含的可配置偏移时间连接在一起，因此大小设置与突发统计概率相关，internet的业务量特性具有突然的特征，统计概率更难预测，因此应考虑可能发生的输出组竞争引起的突发损失概率问题。其中，偏移缓冲

14、区光纤延迟线必须合理设置。偏差太大会导致光纤通道资源的浪费。所以它使用折衷的偏置。3.6.4 OBS体系结构、OBS体系结构包含三层：核心光突发交换层(核心光层)、光突发聚合层(边缘分配光层)和连接器层。核心光层由全光核心路由器(CR)组成，完成光组数据的传输、路由和OBS网络管理。核心网络中的核心OBS节点透明地交换突发数据，不进行任何处理。边缘分配光层由光电边缘路由器(ER: Edge Router)组成，负责或传输由WDM链路连接的接收层业务数据的分发服务。从边缘节点收集访问网络的流量，并聚合到更大的数据单元(即突发数据包)。通过控制信号调度资源并配置交换矩阵。控制分组与突发数据完全分离

15、，通过不同的波长发送。OBS网络核心路由器的结构，OBS网络入口边缘路由器的功能结构，OBS集成了OCS和OPS的优点，避免了缺点，有希望的光交换技术，3.6.5 OBS与OCS和OPS技术的比较，3.7 M P LS技术，特别是为解决IP网络开发中的诸多问题，提供了第3层主控制和第2层交换转发功能。与MPLS相关的关键技术、标签分发流的集成组播显式路由资源预留环回检测和控制驱动器和数据驱动防止、光标签交换的技术原理、光标签交换技术是IP寻址、控制技术和光交叉连接、波长交换等技术的组合。启用光数据包标签提取、替换、用户光信息路由或交换。将光纤段宜恩头添加到IP数据包以配置光纤数据包，通过标准信号和段宜恩分配协议转发和控制光纤数据包，通过各种路由协议设置和维护路由表。光纤包到达节点后，将标头标记信息识别、分析、路由表查询、交换路径确定，并将光纤包发送到需要通过交换路由器到达的输出端口。光段宜恩交换的网络结构、3.7.2多协议波长交换(MPS)技术、MPS将MPLS标签交换的基本概念应用于web、将光波长用作交换的标签、将第3层路由转发和第1层(光层)的光交换无缝地融合在一