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光突发交换中的突发业务流模型及其应用

作者：陈春汉 曹明翠 罗志祥

论文关键词:光突发交换 LAUC-SV 算法 突发业务 自相似业

务

论文摘要:提出了一种光突发交换中的突发业务流模型,采用该模

型对光突发交换中的 LAUC-VF 输出调度算法在不同的突发业务强度和

突发长度下的性能进行了模拟仿真,分析比较了该算法在此突发业务

流和普通业务流模型下的性能,仿真结果表明,该突发业务流模型具有

一定的合理性。

Key words:optical burst switch(OBS);LAUC-SV

algorithm;burst traffic;self-similar traffic

Abstract:Abursttraffic model in optical burst switch(OBS)

is intruduced forthe firsttime.Withthismodel the performanceof

LAUC-VF output schedule algorithm in OBS is given.The

performances of the algorithm under this burst traffic model

andnonburst traffic are compared.The simulation results show

that the burst traffic model is more reasonable to some extent.

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引言

随着信息时代的来临,人们对通信需求迅速增长。 发展迅速的各种

新业务对通信网的带宽和容量提出了更高的要求。通信网的两大主要

组成部分——传输和交换正在不断地发展和革新,向着宽带、高速、

Tbit/s 大容量的方向发展。随着光纤密集波分复用 DWDM 技术的日渐

成熟,已成功完成 Tbit/s 量级的传输,目前大容量通信网的瓶颈在于

大容量的交换技术。为了提高网络交换能力,人们提出了各种

IPOVERATM,IPOVERSDH,IPOVERWDM, 光 包 裹 交 换 (optical packet

switch,OPS)等技术,但这些技术或者交换颗粒过小(以信元或单个 IP

包为单位),受到电子处理速度瓶颈的限制;或者交换颗粒过大(以波长

为单位)失去了 IP 交换的灵活性。因此,一种中等粒度的,更适合于目

前以及在相当长一段时间内技术条件的新交换方式——光突发交换

(optical burst switch,OBS),成为人们更理想的选择[1,2]。

光突发交换域由边缘路由器和核心路由器组成,路由器之间由

WDM 光纤连接。 突发交换中,OBS 边缘路由器根据 IP 包的目的地址、 在光

QOS 等级等把来自传统路由器的 IP 包组装成被称为突发(burst)的超

长 IP 包,对应于每一个突发,形成一个突发控制分组 BCP,以携带该突

发的交换控制信息,如目的地址、QOS 等。数据突发与控制分组在不同

的物理信道上传输,数据突发以直通的方式通过 OBS 交换网络,控制分

组在每个节点经过光/电、处理、电/光转换,完成对数据突发的控制处

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理。形成数据突发的目的是为了增大交换的颗粒。

OBS 路由器的交换核心结构由交换矩阵、光纤延时线和输出调度

模块组成。 突发分组首先进入一个(N×K)×(N×K)交叉连接矩阵,其中

N 为通道数,K 为每通道的数据信道数,然后经过光纤延时线组(FDLs)

进入输出调度模块。FDLs 组中共有 B 个光纤延时线,FDLs 的单元延时

时间为 D,第 i 个 FDL 的延时时间为 i×D。 输出调度模块负责采用一定

的输出调度算法合理的控制使用 FDLs 和输出数据信道,以尽可能低的

丢包率把来自交叉连接矩阵的突发分组调度输出到输出信道上。

所以,突发分组的输出调度算法是光突发交换中的一项重要技术,

目前主要的调度算法有 LAUC(latest available unscheduled channel)

和 LAUC-VF(lat-est available unscheduled channel with void

filling)算法及其这两种算法的一些变种[3,4],其中,LAUC 算法以其

算法的简单特别适用于高速信道场合,而 LAUC-VF 算法较为复杂,但其

性能要远远优于前者。

1 光突发交换中突发业务流模型的定义

光突发交换中的仿真模型如图 1 所示,自相似业务流[5]产生模块

产生 IP,ATM 等自相似业务流;然后进入组装模块,根据各分组的目的

地址和 QOS 级别等组装成突发包,组装时间为 Ta;突发分组进入分配模

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