1、 华中科技大学博士学位论文光突发交换网络中冲突解决方法的研究姓名：侯睿申请学位级别：博士专业：光学工程指导教师：孙军强20060512摘 要光突发交换（OBS）网络被认为是下一代光网络的发展趋势。在 OBS网络的核心节点中，突发数据包之间会由于竞争有限的数据（波长）资源而发生冲突。研究出可以根据不同的网络情况有效解决冲突的方法对 OBS网络的资源利用率、网络吞吐量等性能有着非常重要的意义。本文首先阐述了突发数据包分割方法的原理，并针对目前研究的分割方法只讨论了单信道冲突情况的局限性，提出了突发数据包之间发生的多信道冲突情况，并提出了相应的可以在最大程度上减小数据损失以及可以有效保证服务质量（Q
2、oS）的冲突解决措施。将突发数据包分割方法与光缓存方法进行了性能比较。结果发现，分割方法比光缓存方法在解决冲突问题上具有更好的平稳性。并且在某些网络配置下，当网络负荷较大时，采用分割方法可以得到比光缓存方法更低的包丢失率。三种基于优先级的冲突解决方法都存在将低优先级突发数据包整个丢弃的可能性，针对这个不足，提出了一种改进的突发数据包分割方法，并且提出了与其对应的一种可以有效保证网络 QoS的新型突发数据包封装方式。通过模拟发现，在网络负荷较小的时候，改进的分割方法可以使低优先级突发数据包的平均丢失率比突发数据包尾部分割方法得到的平均丢失率低大约一个数量级，并且可以有效地保护低优先级突发数据包中
3、相对较高等级的 IP数据包。对光突发交换网络中由于采用光复合突发交换（OCBS）技术解决冲突而导致的一种称为“分割丢弃不公平性”的问题进行了讨论。针对传统的不公平性问题解决方法有可能会造成较大的数据损失的这个不足之处，提出了一种改进的不公平性问题的解决方法。改进方法综合考虑了冲突中竞争突发数据包和原突发数据包的长度比值，通过减小长度较长的突发数据包遭受丢弃处理的概率，从而可以减小数据损失。模拟表明，改进的方法不但可以保持传统方法的优点，还使得由于丢弃而导致的突发数据包丢失率减小了19%左右，网络吞吐量也增加了10%左右。在已往基于“激活空闲”模型的 OBS系统研究中，当考虑突发数据包选择输出端
4、口进行输出时，都假设所有突发数据包都以概率 1 N（ N是核心节点的输出端I口数目）选择输出端口进行输出，但实际上，突发数据包会由于路由的不同而采用不同的概率选择端口输出。针对这样的情况，首次提出了光突发交换网络的核心节点中发生的不等概率输出问题。从数值分析结果可以看到，当选择核心节点某一个输出端口的概率从0.6到0.9，概率每增加0.1，突发数据包的阻塞率就将分别减小6.4%， 6.9%和 7.5%，并且还看到在配备从1根到4根 FDL 延迟线的情况下，每增加一根 FDL延迟线，突发数据包的阻塞率就将减小 35.1%, 26.0%和 20.6%。关键词： WDM光网络光突发交换突发数据包分割
5、方法突发数据包封装方式分割丢弃不公平性不等概率输出IIAbstractOptical burst switching (OBS) network has been proposed as the developing trend fornext generation optical network. In the core nodes of OBS network, the contention willoccurs when several bursts are contending for the limited data (wavelength) resources atthe same
6、 time. Excogitating the effective contention resolution methods which based ondifferential network statuses will has the great significance for the OBS networksresource utilization, throughput, etc.The theory of burst segmentation method has been illustrated in this paper firstly.Against to the limi
7、tation for current study of burst segmentation method, which onlyreferring to the single channel contention, the several channel contention issue for burstshas been presented in this paper. Then, the several channel contention resolution methodswhich could decrease the data losing in furthest degree
8、 and could effectively support thequality of service (QoS) of network also has been proposed in this paper.The performance of burst segmentation method with the optical buffering method hasbeen compared in this paper. We can observe from the results that burst segmentationmethod has the more steadil
9、y resolution performance than that of optical buffering method.And under certain network configurations, when the traffic load is relatively high, burstsegmentation method could gets the lower packet loss probability than that is get byoptical buffering method.The three priority based contention res
10、olution methods all has a disadvantage thatthere is exists the probability that dropping the entire burst in contention. Against to thedisadvantage, an improved burst segmentation method named priority basedouble-direction burst segmentation (DBS) method has been proposed in this paper. Inorder to a
11、dapt to DBS, a novel burst assembly technique named middle high-classcomposite burst assembly technique also has been proposed. Through the simulations wecan observe that when the traffic load is relatively low, the bursts loss probability is get byDBS will lower than that is get by the burst tail-s
12、egmentation method almost one quantitylevel. The result indicates that DBS could effectively protect the relatively high-class IPIIIpackets in low priority burst.Another issue named unfairness of burst segmentation or dropping issue which causedby the optical composite burst switching (OCBS) technol
13、ogy in OBS multi-hop networkalso has been discussed in this paper. Referring to the disadvantage of the conventionalresolution method that may cause the lager data losing, an improved resolution methodhas been proposed in this paper. In the improved method, the length ratio betweencontending burst a
14、nd original burst has been considered. The improved method coulddecrease the data losing through reducing the dropping probability of long length burst.Simulations prove that the improved method not only could maintain the advantage of theconventional method which could make the bursts loss probabil
15、ity coherence in OBSmulti-hop network but also could decrease the data losing for19% , and also couldincrease the throughput for 10% when comparing with the conventional method.The output process for bursts could be considered as “on-off” model. In existing on-offmodel based OBS system studies, when
16、 consider the choosing probability for bursts tochoose the output ports, they all only suppose that all the bursts to use the probability1 N ( N is the number of output port for a core node) to choose the output ports fortransmission. But in fact, the output port choosing probability will be changin
17、g when thebursts choose differential routing for transmission. Hence, the unequal outputtingprobability issue is been proposed and discussed in this paper at the first time. From theanalytical results we could see that if the outputting probability changing from 0.6 to 0.9,when the probability incre
18、ases 0.1, the blocking probability of bursts will reduces 6.4%，6.9% and 7.5% , respectively. If the core node is equipped with 1 to 4 FDLs, when addsone FDL, the blocking probability of bursts will reduces 35.1% , 26.0% and 20.6% ,respectively.Key words: WDM optical network Optical burst switching B
19、urst segmentationmethod Burst assembly technique Unfairness of burst segmentation anddropping Unequal outputting probabilityIV独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期： 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位
20、论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密， 在 年解密后适用本授权书。本论文属于 不保密。（请在以上方框内打“”）学位论文作者签名： 指导教师签名：日期： 年 月 日 日期： 年 月 日III1 绪 论1.1 WDM光网络技术的发展与应用 随着社会的向前迈进，科技的发展正在以难以想象的速度进行，其中以信息技术为代表的各种高科技不断涌现，极大地推动着世界经济的发展和社
21、会的进步。通信网络是信息领域的核心技术之一，随着不断向信息社会的迈进，人们对通信网络的需求和依赖性也在不断增加，尤其是近若干年来，在 Internet业务量爆炸似的增长和以 IP作为信息通信技术的核心协议的局面下， 这样的情况就更加明显。从电信发展史来看，通信网络的发展一直在按照时分复用 TDM （Time DivisionMultiplexing）或称为电时分复用 ETDM（Electrical Time Division Multiplexing）方式进行1-3。到目前 为止，不少电信公司已经开发出实用的40Gbit/s 的 ETDM系统4-6但由于现代通信网络对传输容量要求的急剧提高，利
22、用 ETDM方式已经接近了电子器件的材料硅和砷化镓的技术极限，并且传输设备的价格也很高，光纤色散和，偏振模色散的影响也日益加重7-8。因此人们正在越来越多的考虑将电的时分复用转移到光复用上来。光复用技术有两种：一是光时分复用 OTDM（Optical Time DivisionMultiplexing）9-11 ；二是光波分复用 WDM（Wavelength Division Multiplexing）12-14在技术手段上，OTDM 采用超短光脉冲在时间上间插的方法来提高单个波长信道的传输速率，而 WDM则通过增加单根光纤中传输的信道数目来提高光纤的传输容量。虽然已经成功试验了 320Gbi
23、t/s的 OTDM系统15，并且正在向着 640Gbit/s进取16，但是 OTDM的关键技术，比如超短光脉冲传输技术、时钟提取技术等比较复杂，而且实现这些功能的器件都比较昂贵，所以 OTDM技术还没有实用化和社会化。同时，WDM 技术，特别是密集波分复用 DWDM（Dense Wavelength DivisionMultiplexing）技术17对网络的升级扩容、充分挖掘和利用光 纤带宽资源，从而实现超高速光通信具有十分重要的意义。 20 世纪 90 年代初，掺铒光纤放大器 EDFA（Erbium Doped Fiber Amplifier）18的研制成功和广泛应用使 WDM 技术在光通信
24、领域所占据的重要地位得到了极大地加强。特别是随着 IP数据业务爆炸似的增长所带来的对带宽无限需求的状况，又让 WDM 技术得到了一次蓬勃地发展。目前单根光纤已经可以复用 1021波长19，单波长信道上的传输速率也达到 T比特量级20-22，这。1样一来，WDM技术就可以为光纤通信网络的发展提供几乎取之不尽的带宽资源。正是由于 WDM 技术所具有的优越性，使其目前在骨干网上占据了绝对优势的地位23-25，采用了粗波分复用 CWDM（Coarse Wavelength Division Multiplexing）技术和光分插复用 OADM（Optical Add/Drop Multiplexer）
25、技术26-28的 WDM 同样在城域网 MAN（Metropolitan Area Network ）中有良好的运用前景，并且在无源光网络PON（Passive Optical Network）技术的支持下，逐步向接入网 AN（Access Network）渗透29-33，其目的是 为了实现光纤到户 FTTH（Fiber to The Home）34-35，即将光纤接入到每一个用户家中，为用户提供巨大的接入带宽以适应骨干传输网的巨大传输容量和用户日益增长的信息需求。从国内外 WDM光网络技术的发展来看，WDM光网络将从目前的点到点传输系统逐步过渡到具有自动波长配置的自动交换光网络 ASON（A
26、utomatic SwitchedOptical Network）36。图 1-1就给出了 WDM光网络技术的发展趋势示意图，从图中可以看到，在交换方式上，WDM光网络将遵循“光路交换光突发交换光分组交换”的发展方向；从交换粒度上，将遵循“大粒度中粒度小粒度”的发展趋势；在组网方式上，将遵循“点到点链路环网网状网”的发展步骤；在应用领域上，将按照“骨干网城域网接入网”的发展路径逐步渗透37。图 1-1 WDM 光网络技术的 发展趋势WDM技 术使人们可以在传输网上获得极宽的带宽资源，但同时也对光网络中的节点处理能力提出了新的要求。由于集成电路领域的技术突破远远跟不上光子技术的成就，目前光网络节
27、点就成为影响网络带宽和充分利用光纤带宽资源最大的瓶颈。虽然各个国家的科研机构都在致力于研究和开发一些关键的光器件用以实现全光交换，并且已经取得了一些成就，如用于当作高速光开关的微电子机械系统 MEMS（Micro-Electromechanical System）38、光缓存以及光逻辑器件等，但是在这些器件取得重大突破并走出实验室之前，全光交换恐怕还只是一个梦想。所以如何在现有2的光电子技术基础上，研究一种较为理想的过渡型交换方式，用以减弱电子瓶颈的影响，就成为一个研究下一代光网络 NGN（Next Generation Network）的热点论题。1.2 WDM光网络中的交换技术 目前，WD
28、M光网络中的光交换技术主要有光波长路由的电路交换或者称作光路交换 OCS（Optical Circuit Switching）技术、光分组交换 OPS（Optical Packet Switching）技术和光突发交换 OBS（Optical Burst Switching）技术等。1.2.1 光路交换技术（OCS）OCS已经研究成熟，并逐步大规模投入运用。OCS通过利用 WDM 技术和波长路由技术，将一个个波长作为通道，全光地进行路由选择，通过可重构的选路节点在端到端之间建立所谓的“虚波长 VW（Virtual Wavelength）通道”39，实现源节点和目的节点之间端到端的光连接，从而使
29、光信号在通过中间节点时不需要进行光电转换处理，而是通过光通道（Optical Path）到达目的节点。然而，OCS 只是一种以波长为单位的粗粒度光交换，如果数据传送的时间相对于光通道建立的时间不是很长的话，那么该交换对带宽的利用率就是很低的。而且，由于受到波长连续性限制（Wavelength Continuity Constraint）40，那么所能利用的波长数目就有限，即使在网络节点中配备有波长转换器（Wavelength Converter）41，所建立的 VW 通道也会受到波长数目有限的制约，所以这样的粗粒度交换网络并不能很好地适应 IP业务那样的突发数据的传输。1.2.2 光分组交换技
30、术（OPS）与 OCS相比，OPS技术试图直接在光层上实现小粒度的分组交换。首先，OPS可以实施在 DWDM和 OTDM的基础上对带宽的动态统计复用，能灵活快速地分配光分组通道，网络资源的利用率高；其次，由于 OPS中数据交换粒度小，非常便于实施流量管理，而且，它对数据的格式以及高层协议透明，进而信令简单，特别适用于诸如 IP业务那样的突发数据业务42的运作。但是 OPS网络中需要解决的关键技术很多，如光分组的产生、光分组冲突解决方案、光分组头的提取等。虽然这些 OPS中的关键技术在若干年的研究中取得了一3定的成绩，但是在一些关键器件，如高速光开关、光逻辑器件、光缓存器等取得重大突破以前，在光
31、分组的交换过程中还不能进行复杂的逻辑控制等处理，还必须将光信号转变为电信号，然后在电域对分组进行控制处理，即所谓的电控光交换。电控光交换会由于光信号在交换节点需要进行光电转换处理，在很大程度上影响交换速率的提高以及传输的透明性，而且，目前光子器件的集成度相对于电域的集成度来说是非常低的，这样也限制了光器件的发展，因此要从电控光交换过渡到光控光交换，即实现全光交换，则还需要很长的时间。目前国内外研制并运行的 OPS网络其实是一种光电混合网络，在传输链路上传输的是光信号，在交换节点中需要进行光电转换处理以完成各种控制功能，所以全光交换技术还将是一个长久的课题。1.2.3 光突发交换技术（OBS）O
32、CS技术虽然现在已经大规模投入使用，但是粒度太粗，效率较低；OPS技术虽然粒度很小，效率很高，被人们期待成为一种可以完全在光域进行交换的技术，但是目前的关键性光器件还不成熟，节点在进行控制操作时，仍然需要在电域进行，所以仍然没有摆脱“电子瓶颈”的困扰。为了结合 OCS和 OPS两种交换技术的优点，同时又克服二者的不足，即在较低的光子器件要求下，实现面向 IP的快速资源分配和高的资源利用率，一种交换粒度介于 OCS和 OPS之间的交换模式光突发交换OBS便被提出。OBS的概念由 Chunming Qiao和 J.S.Turner提出43-44，到目前为止仅几年的时间，已经引起了越来越多的研究机构
33、的重视。OBS不仅克服了 OCS不能适应突发业务的缺点，而且也克服了 OPS对光器件要求很高的不足，不但可以适应突发性业务的传输，而且对光开关和光缓存等光器件的要求较低，增强了带宽的利用率。1.3 几种光交换技术的比较OCS、OPS和 OBS这三种网络交换技术，可以从以下几个方面进行比较：第一、在交换粒度方面。OBS的粒度介于 OCS 的粗粒度和 OPS的细粒度之间，是一种交换粒度适中的交换方式。第二、在交换模式方面。OCS 和 OBS 是一种直通式的交换模式，而 OPS 是一种存储转发式的交换模式。4第三、在带宽利用率方面。OCS 网络的带宽利用率都低于 OPS 和 OBS 网络的带宽利用率
34、。第四、在头开销方面。OCS 和 OBS 都具有较低的头开销，而 OPS 则具有较大的头开销，因为每个光分组头都带有各种控制信息。第五、在网络适应性方面。OCS 网络的适应能力不如 OPS 网络和 OBS 网络，因为 OCS网络是一种静态路由方式，灵活性较差。可见，OBS与 OPS相比，OBS实现要相对简单，因为开销少、中间节点的光电变换少、同步简单；与 OCS相比，OBS 的带宽利用率很高、网络灵活性与适应性较高以及接续时延低（由于是单向预约）。因此，OBS 技术被认为是一种在下一代光网络中起到至关重要作用的一种交换技术，也是一种最有可能实现的交换模式。1.4 光突发交换技术的基本原理 突发
35、交换（Burst Switching）的概念在 20世纪 80年代初就由 J.Kulzer等人提出45-46，它主要用于在 TDM链路上将语音和数据集成在一起 进行传输，其本质就是一种快速分组交换的推广。直到 1999年，电域的“突发交换”才应用到了 WDM光网络中，并且由 Chunming Qiao和 J.S.Turner等人明确地提出了一种新的概念，称作“光突发交换”43-44 。自从 OBS的概念提出后，引起了越来越多的研究机构的关注，现在已经将它作为了 IP over WDM网络的核心技术之一。下面就从光突发交换网络中传输的突发包的数据格式及其传输机理两个方面来阐述光突发交换技术的基本
36、原理。1.4.1 突发包的数据格式在 OBS网络中，传输的数据单元称为“突发包”，图 1-2给出了突发包的数据格式，从图 1-2（a ）中可以看到，一个突 发包由数据突 发包 DB（Data Burst）和突发包控制分组 BCP（Burst Control Packet）组成，DB部分由若干个简单数据链路 SDL（Simple Data Link）单元组成（为简便起见，DB部分称为突发数据包），每个 SDL可以分为 SDL 头部和 SDL 净荷两部分，IP 数据包就是净荷的组成部分，其长度可变。若干个 SDL组合在一起，就成为一个突发包的数据部分，根据封装机制的不同，5其长度可以不定。图 1-
37、2（b）是 BCP 的数据格式，从 图中可以看到， BCP 的作用相当于 OPS网络中的分组头，其中含有其所对应的突发数据包的源地址、目的地址、突发数据包的长度、偏置时间、优先级，生存时间 TTL（Time to Live）等信息，一般较短。图 1-2 突发包的数据格式在 OBS网络的边缘入口节点（Ingress Node）处，来自不同网 络的分组被封装成为突发数据包，入口节点同时为其产生一个 BCP，如图 1-3（a）所示；而在 OBS网络的边缘出口节点（Egress Node ）处，突发数据包被解封装还原为一个个分组，送交给 OBS网络以外的不同用户，如图 1-3（b）所示47。图 1-3
38、 突发数据包在边缘入口 节点和边缘出口节点的封装和解封装示意图1.4.2 光突发交换技术的传输原理图 1-4 给出了 OBS 技术的传输原理简图。从图中可以看到，突发数据包从源节点到目的节点始终保持在光域传输，而 BCP确在每个节点都需要进行光/ 电/光（O/E/O6（Optical/Electronical/Optical）的转换并进行电域的处理。在数据传输过程中，突发数据包和 BCP所采用的物理信道是分开的，突发数据包占用数据信道，而 BCP占用控制信道，例如，在 WDM 网络中，BCP 可以占用一个或几个控制波长，而突发数据包占用其它所有的数据波长，这样的传输模式称为“带外传输模式” 4
39、8。这种将数据信道和控制信道隔离的方法简化了节点的处理过程，基本上可以实现节点的全光数据交换，并且 BCP长度较短，因此使高速处理得以实现。图 1-4 光突发交换技术的传输 原理简图从图中还可以看到，BCP 与其对应的突发数据包之间有一个时间间隔，这个时间间隔称为“偏置时间（Offset Time ）”49，偏置时间的设定对于 OBS网络中实现服务质量 QoS（Quality of Service）机制具有非常重要的作用。偏置时间在入口节点就进行了设定，但是随着链路情况的不同，在 OBS网络的每个核心节点中，偏置时间可以重新设定，以适应网络的变化。1.5 光突发交换网络中的节点结构及功能 OB
40、S 网络中的节点由边缘节点与核心节点组成，而边缘节点和核心节点一般情况下分别是边缘路由器和核心路由器。边缘路由器负责将 IP、ATM、SDH网中的各种分组封装成为突发数据包，以及进行反方向的解封装工作；核心路由器负责对突发数据包进行转发与交换。1.5.1 边缘路由器的结构与功能OBS 网络的边缘路由器结构如图 1-5 所示。边缘路由器一般由路由控制模块、缓存器、突发数据包封装单元等部分组成。分组（一般为 IP 数据包）在进入 OBS7核心交换网络之前，首先进入到边缘路由器中，路由控制模块按照 IP数据包的目的地址和服务等级 CoS（Class of Service）等属性对其进行分类，然后送入
41、到缓存器中。突发数据包封装单元从缓存器中取得已经根据目的地址和 CoS等信息分类完成的 IP数据包并进行封装，具体的封装任务由突发数据包封装单元进行，每个突发数据包封装单元含有若干个突发数据包封装模块，封装模块中含有一个等级分配器和一个调度器，分别用以对相同等级的 IP数据包进行归类 以及将不同等级的 IP 数据包调度到一起并封装成突发数据包。图 1-5 OBS 网 络边缘路由器的结构简图目前提出的突发数据包封装机制有两种：第一种是根据时间门限来封装 IP数据包的封装机制，称为“基于时钟的突发数据包封装机制（Timer-Based Burst AssemblyPolicy）”50，根据这种机制
42、，在每个突发数据包封装模块中有一个时钟，根据网络的情况在封装前先设定一个时间门限，开始封装时就启动时钟，门限到达就停止封装，然后就将封装完成的突发数据包送入到 OBS核心交换光网络中去；第二种是根据突发数据包的长度门限（也称为数量门限）来封装 IP数据包的封装机制，称为“基于门限的突发数据包封装机制（Threshold-Based Burst Assembly Policy）”51，根据这种机制，设定一个有限的参数作为突发数据包的长度门限或是数量门限来产生突发数据包，即在封装过程中，一旦突发数据包的长度或是数量达到了门限值，就停止封装。81.5.2 核心路由器的结构与功能OBS 网络核心路由器
43、的功能结构如图 1-6 所示。从图中可以看到，核心路由器由解复用器/复用器（DEMUX/MUX）、输入 FDL集、BCP 输入模块 IM （Input Module）、BCP 交换单元， BCP 缓存器、调度器、 BCP 输出 /传输模块 OM/TX （OutputModule/Transmission）、光交换矩阵以及输入/输出控制信道 ICC/OCC （Input ControlChannel/Output Control Channel）和输入 /输出数据信道 IDC/ODC（Input DataChannel/Output Data Channel）等部分组成。其工作过程大致可以描述如
44、下：网络入口处的边缘路由器将接入网中的 IP数据包封装成突 发数据包，并为每一个突发数据包生成一个 BCP，BCP和突发数据包通过不同的信道（波长）进入 OBS网络的核心路由器，首先解复用器将 BCP 和突发数据包的信道单独分离出来，然后就对 BCP和突发数据包进行单独处理。图 1-6 OBS 网 络核心路由器结构简图就 BCP而言，当 BCP进入核心路由器时，先由 IM 将其从光信号转换成电信号，通过 ICC 输入到 BCP 交换单元来决定 BCP 和其 对应的突发数据包的输出信道，调度器根据 BCP中包含的其对应的突发数据包的目的地址等信息来控制光交换矩阵对突发数据包进行调度处理，为了更有
45、效地利用信道资源，调度器并不是等 BCP处理完毕就配置好交换矩阵，而是等到突发数据包到来的时候，才为其配置交换矩阵52。9当 BCP在电域处理完毕，被送入到复用器中，复用器就将 BCP所在的控制信道复用到输出光纤中进行输出。就突发数据包而言，突发数据包通过解复用器后，与 BCP采用不同的信道（数据输入信道）进入核心路由器，首先根据需要在输入 FDL集中进行缓存，为的是光交换矩阵可以有足够的时间从 BCP那里得到配置信息，以便进行矩阵配置53。突发数据包通过光交换矩阵后，通过 ODC 进入到复用器中，在复用器中和 BCP 一起被复用到一根光纤中进行输出。1.6 光突发交换网络中的资源预留协议 O
46、BS网络中一个很重要的问题就是找到一个合适的带宽接入控制协议，即 BCP与突发数据包之间如何进行协调，也就是带宽何时被触发以及何时被释放的问题，这就是资源预留协议的设计问题 54。目前提出的主要资源预留方式是基于 RFD（Reserve-a-Fixed-Duration）协议的 JET（Just-Enough-Time）协议4755-56。图 1-7 JET 资 源预留协议JET资源预留协议是一种基于 RFD的单向预留协议，其运作原理由图 1-7给出。源节点（S）在 发送突发数据包之前，首先在控制信道（波长）上向目的节点（D ）发送一个 BCP，BCP 中含有突发数据包的长度（ L ）信息和偏
47、置时间（T）信息，BCP 被发出后，等待一个偏置时间后，再发送突发数据包，T 的大小足以补偿 BCP在各个核心节点（C）所花费的处理时间，即T n ，其中n是突发数据将要经过的核心节点的数目， 是每一个核心 节点平均处理 BCP所用的时间，这样，该 BCP10在每一个核心节点上进行处理后，就可以为其对应的突发数据包建立一条全光的数据通道了。1.7 光突发交换网络中的冲突问题 在 OBS 网络中，BCP 在每一个突发数据包发送之前先进入 OBS 网络，并在该突发数据包将要通过的核心节点为其在预定的时间段内预留带宽资源，突发数据包在边缘节点等待一个偏置时间后进入 OBS网络，由于突发数据包是在没有
48、等到连接建立的确认信息之前就发送到网络中去的，因此很有可能在核心节点中发生为竞争波长资源而导致的冲突。图 1-8 突发数据包之间的冲突情况在 OBS网络核心节点中发生冲突的情况如图 1-8所示。一个突发数据包的 BCP首先为其预留了第 j条 ODC 作为输出波长信道，或者 说第 j 条 ODC 已经被一个突发数据包所占据，此时称这个突发数据包为“原突发数据包（Original Burst）”，同时，另一个 BCP 为也为其所对应的突发数据包预留了ODC j，但是这个预留所设定的突发数据包占用ODC j的时间t1要晚于原突发数据包占用ODC j的时间，并且要早于原突发数据包占用ODC j的结束时
49、间t2，于是后到的这个突发数据包就将与原突发数据包发生为竞争ODC j而导致的冲突，从图中可以看到，后到的突发数据包是从第i 条IDC输入的，为简便起见，可以将以上场景描述为 ：从第i条 IDC 进入的另一个突发数据包也准备从第 j条 ODC进行输出，此时就称 这个后到的突发数据包为“竞争突发数据包（Contending Burst）”。需要说明的是：第一、在以上所介绍的冲突情况中，仅考虑了突发数据包之间发生的冲突，而没有考虑到 BCP之间发生冲突的情况，这是因为考虑到 BCP相对于11突发数据包的长度要小很多，因此发生冲突的概率就会很小，这样就可以忽略 BCP之间发生的冲突。第二、以上仅考虑了两个突发数据包发生冲突的情况，在实际当中，可能会有多个突发数据包同时发生冲突，但是所运用的冲突解决方法的机理都是相同的，这样分析两个突发数据包发生冲突的情况并没有局限性，因此在以后的分析中，如果没有特殊说明，所指的冲突都是两个突发数据包之间发生的冲突
