竟争解决方案
为了处理当多个分组同时到达同一个输出端口时,竞争解决方案是必需的,这是所有分组交换方式必然会碰到的问题,即所谓的外部阻塞 。比较典型的解决方式是通过缓存其它冲突的分组,只答应一个输出 。在OBS与OPS中,竞争解决方案有光缓存、波长变换和偏射路由,或者其中多种技术融合,下面将分别具体介绍 。
光缓存
在光域中,没有可用的光RAM,因此,光交换中不可能完全采用电域中的交换机制 。光缓存的一种可选方案是用光纤延迟线(FDL),在一定程度上能减少光分组/突发的丢包率 。但是,光缓存的一个主要问题就是它的功率损耗 。为了补偿功率损耗,不得不引入光信号放大或光信号再生,前者会引入噪声,后者成本太高 。总的来说,引入FDL,将大大增加光交换的成本 。
波长变换
光网络还有另外一个域,即波长域 。在使用波长变换的系统中,假如发生两个或多个光分组/突发竞争,其中一个分组/突发直通,另一个或其它几个分组/突发还是交换到同一个输出端口,但是用不同的波长 。这种解决方案在竞争分组的延迟方面是最佳的,它不会引入附加延时 。这种方法适合于电路交换,也适合于光分组/突发交换网络,但需要快速可调谐变换器 。最近研究结果表明,它在分组交换光网络中是一种最有潜力的可选方案之一 。它能最有效地降低光分组/突发的丢包率,非凡是应用于多波长DWDM系统,因此快速可调波长变换器是目前研究的热点 。
偏射路由
因为光缓存还有几个问题难以解决,所以尽量少用或不用 。偏射路由是在没有缓存可用时的另一种解决方案 。当竞争发生时,分组/突发不能交换到正确的输出端口,将它路由到另一个可选输出端口,有可能通过另一条路径到达目的节点 。当网络规模比较小,且它的连通性比较好,即这些节点都有很多相邻节点时,这种方式的效果还不错的 。但是,假如网络的连通性不好,这些被偏射的分组/突发将很可能无法到达目的节点 。因为这些分组/突发在网络中游弋消耗了大量资源,但无法到达目的节点 。很显然,在这种情况下,其它解决方案会起到更好的效果 。
此外,偏射路由方案只能适用于网络负载比较轻的场合,若平均流量负载比较重,偏射路由的分组只能降低网络的效率 。偏射路由方案可以进行改进,只答应使用某些端口,假如分组不能找到一条合理的路由到达目的节点,即使有空闲的端口它也将被阻塞 。
多种技术融合
由于单个冲突解决机制对性能的改善有限,而且上述三种技术互不影响或冲突,因此可以采用上述二种或三种技术有机结合的方式 。其中,最有效的组合解决方案是,使用缓存和全波长变换的有机结合,配合适当的空间偏射路由 。最经济的解决方案是,最小的光缓存配合部分波长变换,再引入偏射路由机制,这样可以大大降低成本,但性能略有损伤 。
OBS网络结构
利用OBS实现IP over WDM网络拓扑结构如图2所示 。边缘路由器一边与业务网,如IP网相连,另一边与一个核心路由器相连 。而核心路由器,可以与一个或多个边缘路由器,同时与其它核心路由器构成网状网 。在入口节点,边缘路由器根据输入的IP流的特性来决定数据突发大小、偏置时间 。
图2 OBS网络拓扑结构图
控制分组包含出口地址、偏置时间、数据突发大小和QoS等信息,提前于它相应的突发数据分组在分离的控制波长上发送,它对应的突发数据分组经过一个给定的偏置时间后跟随控制分组传送 。
这些控制分组在中间节点转换成电信号进行处理 。
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