Оптическое импульсное переключение - Википедия - Optical burst switching

Оптическое переключение пакетов (OBS) является оптическая сеть метод, который позволяет динамическое переключение субволновых данных. OBS рассматривается как компромисс между еще неосуществимым полным оптическая коммутация пакетов (OPS) и в основном статические коммутация оптических цепей (OCS). Он отличается от этих парадигм, поскольку управляющая информация OBS отправляется отдельно в зарезервированном оптическом канале и перед полезной нагрузкой данных. Эти управляющие сигналы могут затем обрабатываться электронно, чтобы обеспечить своевременную настройку оптического светового тракта для транспортировки полезной нагрузки, которая должна скоро прибыть. Это называется отложенным бронированием.

Цель

Целью оптического переключения пакетов (OBS) является динамическое обеспечение субволновой гранулярности путем оптимального сочетания электроники и оптики. OBS рассматривает наборы пакетов с похожими свойствами, называемые пакетами. Следовательно, степень детализации OBS лучше, чем коммутация оптических цепей (OCS). OBS обеспечивает большую гибкость полосы пропускания, чем маршрутизация по длине волны, но требует более быстрой коммутации и технологии управления. OBS можно использовать для реализации динамической сквозной оптической связи.

Метод

В OBS пакеты объединяются в пакеты данных на границе сети, чтобы сформировать полезную нагрузку данных. Существуют различные схемы сборки в зависимости от времени и / или размера (см. импульсное переключение ). Были предложены архитектуры граничных маршрутизаторов (см. [1][2]). OBS имеет разделение между плоскость управления и плоскость данных. А управляющий сигнал (также называемый заголовок пакета или же контрольный пакет) связан с каждым пакетом данных. Управляющий сигнал передается в оптической форме на отдельной длине волны, называемой канал управления, но передаются внеполосные сигналы и обрабатываются электронным способом на каждом маршрутизаторе OBS, тогда как пакет данных передается во всей оптической форме от одного конца к другому концу сети. Пакет данных может проходить через промежуточные узлы и буферы данных, такие как волоконно-оптические линии задержки может быть использовано. В OBS данные передаются с полной прозрачностью на промежуточные узлы в сети. После прохождения пакета через маршрутизатор он может принимать новые запросы на резервирование.

Преимущества OBS перед OPS и OCS

Преимущества перед OCS

Более эффективное использование полосы пропускания - В системе OCS световой путь должен быть настроен от источника к месту назначения в оптической сети. Если продолжительность передачи данных мала по сравнению со временем установки, полоса пропускания может не использоваться эффективно в системе OCS. Для сравнения, OBS не требует настройки сквозного светового пути и, следовательно, может предложить более эффективное использование полосы пропускания по сравнению с системой OCS. Это аналогично преимуществу коммутации пакетов перед коммутацией каналов.

Преимущества перед OPS

Снять ограничение пропускной способности - Технология оптических буферов еще недостаточно развита, чтобы обеспечить дешевое производство и широкое использование в оптических сетях. Узлы базовой оптической сети, вероятно, будут либо небуферизованными, либо иметь ограниченные буферы.[3] В таких сетях используются схемы отложенного резервирования, такие как Just Enough Time (JET).[4] сочетаются с электронной буферизацией на пограничных маршрутизаторах для резервирования полосы пропускания. Использование JET может создать ограничение пропускной способности на граничном маршрутизаторе в системе OPS.[5] Это ограничение можно преодолеть с помощью OBS.[6][7]

Кроме того, в канале данных должна быть защитная полоса между пакетами или пакетами, чтобы оптический маршрутизатор ядра плоскости данных иметь достаточно времени для переключения пакетов или пакетов. Если защитная полоса велика по сравнению со средним размером пакета или пакета, то она может ограничивать пропускную способность канала данных. Объединение пакетов в пакеты может снизить влияние защитной полосы на пропускную способность канала данных.

Снижение требований к обработке и энергопотребления основной сети - Базовый оптический маршрутизатор в сети OBS может быть сокращен плоскость управления требования по сравнению с сетью OPS, так как: оптический маршрутизатор в сети OPS должен будет выполнять операции обработки для каждого прибывающего пакета, тогда как в сети OBS маршрутизатор выполняет операции обработки для прибывающего пакета, который содержит несколько пакетов. Следовательно, в оптическом маршрутизаторе ядра сети OBS требуется меньше операций обработки на пакет по сравнению с сетью OPS. Следовательно, потребление энергии и потенциально углеродный след оптического маршрутизатора в сети OPS, вероятно, будет больше, чем у сетевого маршрутизатора OBS для того же объема данных.

Это преимущество может быть компенсировано тем фактом, что граничный маршрутизатор сети OBS, вероятно, будет более сложным, чем граничный маршрутизатор сети OPS, из-за возможной потребности в пакетной сборке / агрегации и стадии сортировки. Следовательно, потребление энергии на границе сети OBS может быть выше, чем в сети OPS.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Р. Раджадурай, С. Овадия, Д. Дж. Блюменталь, «Анализ граничного маршрутизатора для сетей с оптической пакетной коммутацией (OBS) с ограниченным диапазоном», IEEE Journal of Lightwave Technology, ноябрь 2004 г., стр. 2693–2705
  2. ^ Р. Раджадурай, "Полностью оптические сети без буферизации и с ограниченным буфером", докторская диссертация, Калифорнийский университет, Санта-Барбара, декабрь 2005 г., стр. 61–105
  3. ^ С. Овадия, К. Масиокко, М. Паничча, Р. Раджадурай «Архитектура коммутации фотонных пакетов (PBS) для оптических сетей с ограничениями на скачкообразную передачу и полосу пропускания», S24-S32 Журнал IEEE Comms, ноябрь 2003 г.
  4. ^ К. Цяо и М. Ю, «Оптическая пакетная коммутация (OBS) - новая парадигма для оптического Интернета», Journal of High Speed ​​Networks, vol. 8. С. 69–84, 1999.
  5. ^ Р. Раджадурай, "Полностью оптические сети без буфера и с ограниченным буфером", докторская диссертация, Калифорнийский университет в Санта-Барбаре, декабрь 2005 г., стр. 61–78, стр. 97–99
  6. ^ Р. Раджадурай, "Полностью оптические сети без буфера и с ограниченным буфером", докторская диссертация, Калифорнийский университет в Санта-Барбаре, декабрь 2005 г., стр. 61–78, стр. 97–99
  7. ^ Р. Раджадурай, Дополнительные примечания (10 января 2011 г.) к «Полностью оптическим сетям без буферизации и с ограниченным буфером»

дальнейшее чтение

  • Балдин I, и другие., 2003, "Своевременная реализация оптической пакетной коммутации на испытательном стенде полностью оптических сетей ATDnet" Труды Глобальной телекоммуникационной конференции (GLOBECOM 2003), Сан-Франциско, США.
  • Чен, Ян; Цяо, Чуньмин и Юй, Сян; «Оптическая пакетная коммутация (OBS): новая область в исследованиях оптических сетей», Журнал IEEE Network, Vol. 18 (3), стр. 16–23, май – июнь 2004 г.
  • Gauger, C .; 2003, "Проекты и испытательные стенды, связанные с OBS в Европе", Труды 2-го Международного семинара по оптической пакетной коммутации, IEEE Globecom, Сан-Франциско, США.
  • де Вега, Мигель; "Моделирование будущих полностью оптических сетей без возможности буферизации ", Докторская диссертация, Université libre de Bruxelles, Брюссель, Бельгия, 2008 г.
  • Джу, Джейсон П. и Воккаран, Винод М .; Сети с оптической пакетной коммутацией, Springer, Серия оптических сетей, 2005 г. ISBN  0-387-23756-9.
  • Гарсия, Нуно; "Архитектуры и алгоритмы для IPv4 / IPv6-совместимых сетей оптической пакетной коммутации ", Докторская диссертация, Университет внутренних дел Бейры, Ковильян, Португалия, 2008 г.
  • М. Майер, "Оптические коммутационные сети", Издательство Кембриджского университета, 2008. ISBN  978-0-521-86800-6
  • Р. Раджадурай, С. Овадия, Д. Дж. Блюменталь, «Анализ граничного маршрутизатора для сетей с оптической пакетной коммутацией (OBS) с ограниченным диапазоном», IEEE Journal of Lightwave Technology, ноябрь 2004 г., стр. 2693–2705
  • Р. Раджадурай, Д. Дж. Блюменталь, С. Овадиа, «Влияние параметров сборки пакетов на время задержки пограничного маршрутизатора в сети с оптической пакетной коммутацией», Ежегодное собрание документов MF3 LEOS 2003, 26–30 октября, Тусон, Аризона
  • Р. Раджадурай, "Полностью оптические сети без буферизации и с ограниченным буфером", докторская диссертация, Калифорнийский университет в Санта-Барбаре, декабрь 2005 г.
  • С. Овадия, К. Масиокко, М. Паничча, Р. Раджадурай «Архитектура коммутации фотонных пакетов (PBS) для оптических сетей с ограничениями на скачкообразную передачу и полосу пропускания», S24-S32 Журнал IEEE Comms, ноябрь 2003 г.