光突發(fā)交換關(guān)鍵技術(shù)

2019-11-03 10:22:28

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供稿：網(wǎng)友

北京郵電大學(xué)電信工程學(xué)院唐建軍紀(jì)越峰

　　因特網(wǎng)流量呈指數(shù)增長(zhǎng)，到2005年時(shí)，有望達(dá)到話音流量的10倍。這種形勢(shì)，促使研究者們加快對(duì)波分復(fù)用（WDM）傳輸和光交換技術(shù)深入研究，以便適應(yīng)因特網(wǎng)流量的爆炸式增長(zhǎng)、業(yè)務(wù)的多樣性和業(yè)務(wù)突發(fā)性。考慮到ip網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢(shì)和光技術(shù)的先進(jìn)性，下一代因特網(wǎng)必然是以WDM網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)、以因特網(wǎng)業(yè)務(wù)流量為主的優(yōu)化IP光網(wǎng)絡(luò)（即IP over DWDM）。

　　目前光網(wǎng)絡(luò)采用的電路交換OCS（即波長(zhǎng)路由）機(jī)制，相對(duì)簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)，但建立和拆除一條通道需要一定的時(shí)間，且該時(shí)間與其連接的保持時(shí)間無(wú)關(guān)。這種開(kāi)銷，主要決定于端到端的信令時(shí)間，當(dāng)連接保持時(shí)間比較短的情況下，它將導(dǎo)致信道的利用率太差，因此，它不適合于不斷增長(zhǎng)且變化無(wú)常的因特網(wǎng)流量。在光域交換中，光分組交換（OPS）在帶寬利用率、延時(shí)和適應(yīng)性等方面比較好。從長(zhǎng)遠(yuǎn)的角度來(lái)考慮，OPS似乎是一種有前途的技術(shù)，但因其實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜，目前光邏輯處理技術(shù)不成熟，沒(méi)有可用的光隨機(jī)存儲(chǔ)器（ORAM），還需經(jīng)過(guò)多年的研究，才能得以應(yīng)用。

　　針對(duì)目前OCS和OPS存在的一些問(wèn)題，近年來(lái)，人們提出了一種新的光交換技術(shù)——光突發(fā)交換（OBS）技術(shù)，并迅速得到國(guó)內(nèi)外學(xué)者們的廣泛研究。OBS得以引人注目是因?yàn)樗嬗蠴CS和OPS的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)又避免了它們的不足。在OBS網(wǎng)絡(luò)中，在中間節(jié)點(diǎn)無(wú)需任何光RAM，突發(fā)數(shù)據(jù)的傳輸是通過(guò)它相應(yīng)的控制分組（BCP）預(yù)留資源來(lái)完成的，突發(fā)數(shù)據(jù)分組在中間節(jié)點(diǎn)直通，無(wú)需存儲(chǔ)，然而在光分組交換中，在中間節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)。相對(duì)于光電路交換，OBS可獲得更好的帶寬利用率，因?yàn)樗试S每一個(gè)波長(zhǎng)的突發(fā)數(shù)據(jù)流之間統(tǒng)計(jì)復(fù)用，否則需占用幾個(gè)波長(zhǎng)。另外，突發(fā)分組的端到端（ETE）延時(shí)相對(duì)較少，因?yàn)槠脮r(shí)間遠(yuǎn)小于波長(zhǎng)路由中的波長(zhǎng)通道建立時(shí)間。

一、 OBS及其控制協(xié)議

　　1. OBS概念

　　在OBS中，突發(fā)（burst）是由相同的出口邊緣路由器地址和相同的服務(wù)質(zhì)量（QoS）要求的IP分組組成，它是OBS網(wǎng)絡(luò)中的基本交換單位。突發(fā)數(shù)據(jù)分組和控制分組的傳輸在物理信道上是分離的（一般為同一光纖中不同波長(zhǎng)），每個(gè)控制分組對(duì)應(yīng)于一個(gè)突發(fā)數(shù)據(jù)分組，它包含其對(duì)應(yīng)突發(fā)數(shù)據(jù)分組的一些基本信息，如突發(fā)長(zhǎng)度、偏置時(shí)間、波長(zhǎng)ID和路由信息等，比突發(fā)數(shù)據(jù)短得多。在中間節(jié)點(diǎn)，控制分組經(jīng)過(guò)光/電/光變換和電信息處理，而突發(fā)數(shù)據(jù)分組不需光/電/光處理，從源節(jié)點(diǎn)，通過(guò)控制分組事先配置好的鏈路，直接透明（全光）的傳送到目的節(jié)點(diǎn)。

　　2．控制協(xié)議

　　從1980年以來(lái)，各種電突發(fā)交換技術(shù)都已經(jīng)提出：Tell-and-Go（TAG），帶內(nèi)終結(jié)器（IBT）和預(yù)留固定周期（RFD）等等協(xié)議。TAG技術(shù)類似于快速電路交換，它無(wú)需確認(rèn)所有帶寬已經(jīng)預(yù)留而直接發(fā)送突發(fā)數(shù)據(jù)，其帶寬利用率不高。IBT方案預(yù)留帶寬是從控制分組處理完成時(shí)開(kāi)始，到IBT檢測(cè)到為止，但I(xiàn)BT的全光檢測(cè)比較困難。在基于RFD的突發(fā)交換中，只是由其突發(fā)控制分組指定的帶寬被預(yù)留，這樣排除了信令開(kāi)銷的影響，從而提供了高效的帶寬預(yù)留機(jī)制。

　　恰量時(shí)間（JET）協(xié)議基于RFD，是在光域中的突發(fā)交換控制協(xié)議。它采用了兩種獨(dú)特的特性，即偏置時(shí)間和延遲預(yù)留。這些特性使JET相對(duì)于TAG或其它沒(méi)有采用這兩種特性的OBS協(xié)議更加適合于OBS。JET允許數(shù)據(jù)信道的交換完全在光域中進(jìn)行，其控制是由在電域處理的突發(fā)控制分組信息決定。控制分組要先于突發(fā)數(shù)據(jù)分組發(fā)送，即控制分組與其相應(yīng)的突發(fā)數(shù)據(jù)分組在源端發(fā)送時(shí)有一個(gè)偏置時(shí)間的間隔。突發(fā)數(shù)據(jù)與其頭部分離發(fā)送與交換，有助于實(shí)現(xiàn)，并降低對(duì)核心節(jié)點(diǎn)在頭部處理和光電處理能力的需求，而且通過(guò)分配額外偏置時(shí)間，JET可以在光域擴(kuò)展支持優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)。

　　控制分組包含必需的突發(fā)數(shù)據(jù)的光信道路由信息和突發(fā)長(zhǎng)度、偏置時(shí)間信息。JET的另一個(gè)重要特性是延遲預(yù)留。它僅僅預(yù)留突發(fā)數(shù)據(jù)所經(jīng)歷的鏈路帶寬資源。如圖1 所示，為第一個(gè)控制分組到達(dá)的時(shí)刻，當(dāng)控制分組處理完成后，從 (突發(fā)數(shù)據(jù)到達(dá)該節(jié)點(diǎn)的時(shí)刻)到（L為數(shù)據(jù)突發(fā)持續(xù)時(shí)間段）這段時(shí)間帶寬將被預(yù)留。這樣，增加了帶寬的利用率，減少了突發(fā)丟包的可能性。例如，在圖1的兩種情況，即（第一種情形）和（第二種情形），假定其突發(fā)長(zhǎng)度小于（），第二個(gè)突發(fā)分組將不會(huì)被丟棄；然而，若采用TAG方式，時(shí)刻到達(dá)的第二個(gè)突發(fā)分組將由于無(wú)緩存而被丟棄。

3．OBS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

　　邊緣路由器一邊與業(yè)務(wù)網(wǎng)，如IP網(wǎng)相連，另一邊與一個(gè)核心路由器相連，而核心路由器，可以與一個(gè)或多個(gè)邊緣路由器，同時(shí)與其它核心路由器構(gòu)成網(wǎng)狀網(wǎng)。在入口節(jié)點(diǎn)，邊緣路由器根據(jù)輸入的IP流的特性來(lái)決定數(shù)據(jù)突發(fā)大小、偏置時(shí)間。控制分組，包含出口地址、偏置時(shí)間、數(shù)據(jù)突發(fā)大小和QoS等信息，提前于其相應(yīng)的突發(fā)數(shù)據(jù)分組在分離的控制波長(zhǎng)上發(fā)送，其對(duì)應(yīng)的突發(fā)數(shù)據(jù)分組經(jīng)過(guò)一個(gè)給定偏置時(shí)間后跟隨控制分組傳送。這些控制分組在中間節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)進(jìn)行處理。

　　在核心節(jié)點(diǎn)，帶寬預(yù)留時(shí)間為突發(fā)數(shù)據(jù)的傳輸持續(xù)時(shí)間。核心單元需監(jiān)視流量的基本要素包括阻塞概率、延遲和處理時(shí)間，這些信息決定在入口節(jié)點(diǎn)的光路徑。在出口節(jié)點(diǎn)，數(shù)據(jù)突發(fā)將被拆幀，并拆分成多個(gè)IP包。若需要，在出口節(jié)點(diǎn)要進(jìn)行重排序和出錯(cuò)重發(fā)處理。如偏置時(shí)間、突發(fā)大小和QoS值等參數(shù)，是OBS網(wǎng)絡(luò)要處理的本質(zhì)要素，這些需在OBS網(wǎng)絡(luò)的入口節(jié)點(diǎn)進(jìn)行賦值。

4．OBS控制分組基本結(jié)構(gòu)

　　突發(fā)分組包括突發(fā)控制頭部和突發(fā)數(shù)據(jù)兩部分。在OBS中，突發(fā)數(shù)據(jù)及其頭部在不同的波長(zhǎng)上發(fā)送，且突發(fā)頭提前發(fā)送。每一個(gè)控制分組包含交換路由、突發(fā)分組大小、偏置時(shí)間、波長(zhǎng)ID等信息。目前，OBS控制分組結(jié)構(gòu)沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)。

　　其中，標(biāo)簽類似于MPLS中的標(biāo)簽，控制分組與突發(fā)數(shù)據(jù)的標(biāo)簽一致；波長(zhǎng)ID是指示其突發(fā)數(shù)據(jù)所在的波長(zhǎng)；CoS為服務(wù)類別；偏置時(shí)間是指控制分組與突發(fā)數(shù)據(jù)的時(shí)間偏差，包含基本偏置時(shí)間和額外偏置時(shí)間兩部分；突發(fā)大小是指突發(fā)分組持續(xù)時(shí)間的大小；CRC是控制分組的校檢和，盡量減小由于控制分組的比特誤碼引起更大的差錯(cuò)。

二、關(guān)鍵技術(shù)

　　在OBS技術(shù)中，目前有很多的關(guān)鍵技術(shù)，有待解決，下面討論幾個(gè)主要的關(guān)鍵技術(shù)：

　　1．高速光交叉模塊技術(shù)

　　光交叉模塊，是OBS核心節(jié)點(diǎn)的關(guān)鍵部分，對(duì)OBS網(wǎng)絡(luò)的性能影響很大。OBS要求其中的光開(kāi)關(guān)速度達(dá)到微秒級(jí)甚至納秒級(jí)。鈮酸鋰開(kāi)關(guān)的速度比較快，但工作電壓高，體積大。半導(dǎo)體放大器SOA構(gòu)成的門陣列插入損耗小，但隔離度較差，且偏振相關(guān)性不容易克服。由聲光技術(shù)實(shí)現(xiàn)的光交換機(jī)可以實(shí)現(xiàn)微秒級(jí)的倒換速度，可方便構(gòu)成端口較少的交換機(jī)，限制了它的應(yīng)用范圍，不適合于大容量矩陣交換開(kāi)關(guān)。光調(diào)制光開(kāi)關(guān)和波導(dǎo)開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)速度非常快，體積非常小，而且易于集成為大規(guī)模的矩陣開(kāi)關(guān)陣列，但其插損、隔離度、消光比、偏振敏感性等指標(biāo)都比較差，且成本高。全息光開(kāi)關(guān)，開(kāi)關(guān)速度非常快，只需幾個(gè)納秒，可靠性比較好，插入損耗小于4dB，但是它的功耗比較大，并且需要高電壓供電。因此高速光交叉矩陣技術(shù)有待進(jìn)一步研究。

　　2．競(jìng)爭(zhēng)解決方案

　　為了處理當(dāng)多個(gè)分組同時(shí)到達(dá)同一個(gè)輸出端口時(shí)，競(jìng)爭(zhēng)解決方案是必需的，這是所有分組交換方式所必然會(huì)遇到的問(wèn)題，即所謂的外部阻塞。比較典型的解決方式是通過(guò)緩存其它沖突的分組，只允許一個(gè)輸出。在OBS與OPS中，競(jìng)爭(zhēng)解決方案有光緩存、波長(zhǎng)變換和偏射路由，或者其中多種技術(shù)融合，下面將詳細(xì)介紹。

　　(1) FDL

　　在光域中，沒(méi)有可用的光RAM，因此，光交換中不可能完全采用電域中的交換機(jī)制。光緩存的一種可選方案是用光纖延遲線（FDL），在一定程度上，能減少光分組/突發(fā)的丟包率。但光緩存的一個(gè)主要問(wèn)題就是其功率損耗，為了補(bǔ)償功率損耗，不得不引入光信號(hào)放大或光信號(hào)再生，前者會(huì)引入噪聲，后者成本太高。總的來(lái)說(shuō)，引入FDL，將大大增加光交換的成本。

　　（2）波長(zhǎng)變換

　　光網(wǎng)絡(luò)還有另外一個(gè)域，即波長(zhǎng)域。在使用波長(zhǎng)變換的系統(tǒng)中，若發(fā)生兩個(gè)（或多個(gè)）光分組/突發(fā)競(jìng)爭(zhēng)，其中一個(gè)分組/突發(fā)直通，另一個(gè)（或其它幾個(gè)）分組/突發(fā)還是交換到同一個(gè)輸出端口，但它們是不同的波長(zhǎng)。這種解決方案在競(jìng)爭(zhēng)分組的延遲方面是最佳的，即不會(huì)引入附加延時(shí)。這種方法適合于電路交換，同樣適合于光分組/突發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)，但需要快速可調(diào)諧變換器。最近研究結(jié)果表明，它在分組交換光網(wǎng)絡(luò)中是一種最有潛力的可選方案之一，它能最有效的降低光分組/突發(fā)的丟包率，特別是應(yīng)用于多波長(zhǎng)DWDM系統(tǒng)，因此快速可調(diào)波長(zhǎng)變換器是目前研究的熱點(diǎn)。

　　（3）偏射路由

　　因?yàn)楣饩彺孢€有幾個(gè)問(wèn)題難以解決，所以盡量少用，或不用。偏射路由，即熱土豆路由，這是當(dāng)沒(méi)有緩存可用時(shí)的另一種解決方案。當(dāng)競(jìng)爭(zhēng)發(fā)生時(shí)，分組/突發(fā)不能交換到正確的輸出端口，將它路由到另一個(gè)可選輸出端口，有可能通過(guò)另一條路徑到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模比較小，且其連通性比較好（即這些節(jié)點(diǎn)都有很多相鄰節(jié)點(diǎn)）時(shí)，這種方式效果還不錯(cuò)。但若網(wǎng)絡(luò)的連通性不好，很可能這些被偏射的分組/突發(fā)將無(wú)法到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)。因?yàn)檫@些分組/突發(fā)在網(wǎng)絡(luò)中游弋消耗了大量資源，卻無(wú)法到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)，很顯然，在這種情況下，其它解決方案會(huì)起到更好的效果。此外，偏射路由方案只能適用于網(wǎng)絡(luò)負(fù)載比較輕的場(chǎng)合，若平均流量負(fù)載比較高，偏射路由的分組只能降低網(wǎng)絡(luò)的效率。偏射路由方案可以改進(jìn)，只允許路由某些端口，即若分組不能找到一條合理的路由到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)，它將被阻塞，即使有空閑的端口。

　　（4）多種技術(shù)融合

　　最有效的組合解決方案是使用空間偏射路由、緩存和波長(zhǎng)變換的有機(jī)結(jié)合。最經(jīng)濟(jì)的解決方案是最小的光緩存，配合部分波長(zhǎng)變換，再引入偏射路由機(jī)制。

　　3． QoS解決方案

　　目前，因特網(wǎng)的“盡力而為”的業(yè)務(wù)模型不能針對(duì)不同IP應(yīng)用業(yè)務(wù)，提供不同級(jí)別的服務(wù)。且在光域中，因?yàn)闆](méi)有光RAM，光緩存仍然是一種難以解決的問(wèn)題。因此那些基于緩存的QoS方案，在全光交換的網(wǎng)絡(luò)中無(wú)法應(yīng)用，因而需要一種無(wú)緩存的QoS解決方案。

　　解決沖突的最原始思想就是當(dāng)沖突發(fā)生時(shí)，較高優(yōu)先級(jí)分組/突發(fā)搶占較低優(yōu)先級(jí)的資源，或?qū)⑤^低優(yōu)先業(yè)務(wù)分段，被沖突的部分，要么直接丟棄，要么通過(guò)偏射路由等機(jī)制迂回。但這種方式也存在一些問(wèn)題，如后續(xù)節(jié)點(diǎn)很難知道較低優(yōu)先級(jí)的分組/突發(fā)是否被沖突、丟棄，且被丟棄的分組，仍有可能與其它分組發(fā)生沖突，降低網(wǎng)絡(luò)的利用率，且當(dāng)負(fù)載較重時(shí)，低優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)很難有機(jī)會(huì)得到服務(wù)，丟包率太大，需改進(jìn)，同時(shí)兼顧各優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)。到目前為止，人們提出可用在OBS網(wǎng)絡(luò)中的QoS解決方案主要有兩種，一種是基于額外偏置時(shí)間的方案，另一種是比例QoS方案。

　　基于額外偏置時(shí)間的QoS解決方案是通過(guò)在控制分組與數(shù)據(jù)分組/突發(fā)之間設(shè)置額外偏置時(shí)間，不同的額外偏置時(shí)間，表示不同的優(yōu)先級(jí)，其丟包率將不同，因?yàn)轭~外偏置時(shí)間越大，它預(yù)留成功的機(jī)會(huì)越大。其特點(diǎn)是區(qū)分服務(wù)性能良好，總的平均丟包率與常規(guī)JET相差不大，但會(huì)給高優(yōu)先的業(yè)務(wù)帶來(lái)較大的端到端延時(shí)，即最高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)的額外延遲為（最大），其中，n為優(yōu)先級(jí)別數(shù)，為相鄰優(yōu)先級(jí)間的額外偏置時(shí)間差。例如，假定有8類優(yōu)先級(jí)，平均突發(fā)長(zhǎng)度為L(zhǎng)=25μs，＝3L＝75μs（在泊松分布情況下，其突發(fā)隔離度可達(dá)95%），這樣最高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)的額外延遲為（8－1）×75＝525μs，但這個(gè)延遲對(duì)業(yè)務(wù)一般也沒(méi)有太大影響。另外，對(duì)于較低優(yōu)先的業(yè)務(wù)具有突發(fā)長(zhǎng)度選擇性，因?yàn)檩^小長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)分組預(yù)約資源成功的概率要大一些，這個(gè)可以通過(guò)一些方法來(lái)平衡。

　　比例QoS的基本原理為，根據(jù)各優(yōu)先級(jí)的比例因子，當(dāng)較高優(yōu)先的分組發(fā)生丟包時(shí)，故意丟棄一些較低優(yōu)先的分組使他們的丟包率始終保持一定的比例（在一段時(shí)間內(nèi)），這樣給較高優(yōu)先業(yè)務(wù)多一些預(yù)約成功機(jī)會(huì)。其特點(diǎn)是使各優(yōu)先級(jí)丟包率之間保持一定的比例關(guān)系（線性或非線性），同時(shí)高優(yōu)先級(jí)的延遲也不增加。但缺點(diǎn)是犧牲了總的丟包率，讓本來(lái)可能沒(méi)有沖突的時(shí)候，也有可能丟包。這種方法實(shí)現(xiàn)比較簡(jiǎn)單，使各優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)之間的性能保持一定的比例。

　　為了降低IP分組的丟包率，在應(yīng)用上述方法的同時(shí)，可以采用分段丟棄，盡可能降低業(yè)務(wù)分組的丟包率，這樣需在突發(fā)數(shù)據(jù)分組中，為每個(gè)IP分組加一些開(kāi)銷，用于IP分組定位與識(shí)別。

　　4．突發(fā)會(huì)聚機(jī)制

　　在OBS網(wǎng)絡(luò)的邊緣節(jié)點(diǎn)，邊緣路由器將多個(gè)IP分組合并成突發(fā)分組。突發(fā)數(shù)據(jù)大小的變化盡可能小，因?yàn)橥话l(fā)分組大小較大的變化將要求QoS的額外偏置時(shí)間更大，即導(dǎo)致延時(shí)更大。因而需尋求一種突發(fā)分組會(huì)聚機(jī)制，使突發(fā)數(shù)據(jù)利用率高，而突發(fā)分組大小變化范圍小。

　　將多個(gè)IP分組會(huì)聚成一個(gè)光突發(fā)分組，有兩種方式，一種是允許分段，即將一個(gè)IP分組拆成兩個(gè)部分，分別放到不同的突發(fā)分組中；另一種則相反，不允許分段。前一種方式在負(fù)載較重時(shí)，各突發(fā)分組大小完全一樣，相當(dāng)于一個(gè)時(shí)隙，有助于降低丟包率（不明顯），但使已經(jīng)很復(fù)雜的邊緣設(shè)備更加復(fù)雜。后一種方式，使各突發(fā)分組的大小即使在負(fù)載較重時(shí)也略有波動(dòng)，對(duì)于丟包率有一點(diǎn)影響，但影響不大，但在入口節(jié)點(diǎn)和出口節(jié)點(diǎn)控制簡(jiǎn)單。還有一種方式，是用空閑數(shù)據(jù)將突發(fā)數(shù)據(jù)分組填充成固定長(zhǎng)度，但這樣降低利用率，對(duì)于相同負(fù)載，反而會(huì)增加丟包率，得不償失。所以一般趨向于采用不分段，也不填充的方式。

　　目前已提出的會(huì)聚算法主要有：第一種，基于固定會(huì)聚時(shí)間（CAT、FAP）的機(jī)制，當(dāng)最大會(huì)聚時(shí)延達(dá)到一定時(shí)間后，就產(chǎn)生一個(gè)數(shù)據(jù)突發(fā)。這種方式很簡(jiǎn)單，但當(dāng)負(fù)載較大時(shí)，突發(fā)數(shù)據(jù)可能過(guò)長(zhǎng)，影響系統(tǒng)的性能。第二種，基于固定突發(fā)長(zhǎng)度（FAS）機(jī)制，當(dāng)突發(fā)數(shù)據(jù)包長(zhǎng)度達(dá)到某一個(gè)大小時(shí)，就產(chǎn)生一個(gè)數(shù)據(jù)突發(fā)。這種方式也很簡(jiǎn)單，但當(dāng)負(fù)載過(guò)小時(shí)，其會(huì)聚時(shí)延又不可接受，特別是對(duì)于實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)。第三種方式同時(shí)考慮到會(huì)聚時(shí)間和會(huì)聚大小（MSMAP）的機(jī)制，當(dāng)會(huì)聚時(shí)間達(dá)到允許的最大時(shí)間或者會(huì)聚的長(zhǎng)度達(dá)到會(huì)聚門限時(shí)，該突發(fā)數(shù)據(jù)會(huì)聚完成，產(chǎn)生數(shù)據(jù)突發(fā)。該算法是比較常用的方式，特點(diǎn)是也比較簡(jiǎn)單，但在當(dāng)負(fù)載較輕時(shí)，利用率較低，并很可能在核心節(jié)點(diǎn)發(fā)生連續(xù)沖突；第四種是利用滯后特性、m類FIFO隊(duì)列模型和回形計(jì)數(shù)器，根據(jù)負(fù)載的情況，動(dòng)態(tài)的改變會(huì)聚的門限值，即自適應(yīng)會(huì)聚機(jī)制（AAS），部分解決連續(xù)競(jìng)爭(zhēng)問(wèn)題，同時(shí)最小化定時(shí)周期，且突發(fā)數(shù)據(jù)分組大小變化比較緩慢，這種機(jī)制，控制略為復(fù)雜。最后一種就是我們提出的一種基于波動(dòng)會(huì)聚時(shí)間（FAT）的機(jī)制，結(jié)合MSMAP或AAS算法，可以有效的解決連續(xù)競(jìng)爭(zhēng)問(wèn)題，降低了分組丟包率。由于篇幅所限，不再詳細(xì)闡述。

　　5．保護(hù)恢復(fù)機(jī)制

　　隨著DWDM技術(shù)的發(fā)展，單根光纖中所承載的業(yè)務(wù)容量已經(jīng)達(dá)到Tbit/s量級(jí)。若光纖鏈路發(fā)生故障，將導(dǎo)致大量的數(shù)據(jù)分組丟失，因此當(dāng)鏈路發(fā)生故障時(shí)，我們需要一種適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)恢復(fù)方案，使數(shù)據(jù)丟失盡量最少，即光網(wǎng)絡(luò)維護(hù)與管理的一個(gè)重要任務(wù)就是光網(wǎng)絡(luò)的生存性，高效靈活的保護(hù)與恢復(fù)手段是新一代光網(wǎng)絡(luò)必須具備的重要特征。

　　OBS光網(wǎng)絡(luò)的生存性包括控制信道和數(shù)據(jù)信道的故障保護(hù)與恢復(fù)，它與傳統(tǒng)的光網(wǎng)絡(luò)有很多相似的地方，傳統(tǒng)光網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)恢復(fù)機(jī)制，有很多可以借鑒。不過(guò)，也存在很多不同，它的控制通道要經(jīng)過(guò)光/電/光處理，而數(shù)據(jù)通道在中間節(jié)點(diǎn)透明傳輸，無(wú)需光/電/光處理，這樣，有許多新的問(wèn)題需要解決，值得進(jìn)一步研究。

三、 OBS應(yīng)用及發(fā)展

　　OBS技術(shù)是為了滿足業(yè)務(wù)爆炸式增長(zhǎng)的需要，不斷成長(zhǎng)起來(lái)的，具有延時(shí)小（單向預(yù)留），帶寬利用率（統(tǒng)計(jì)復(fù)用），效率高，交換靈活、數(shù)據(jù)透明、交換容量大（電控光交換）等特點(diǎn)，可以達(dá)到Tbit/s級(jí)的交換容量。因此，OBS網(wǎng)絡(luò)主要應(yīng)用于不斷發(fā)展的大型城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)，它可以支持傳統(tǒng)業(yè)務(wù)，如電話、SDH、IP、FDDI和ATM等，也可以支持未來(lái)具有較高突發(fā)性和多樣性的業(yè)務(wù)，如數(shù)據(jù)文件傳輸、網(wǎng)頁(yè)瀏覽、視頻點(diǎn)播、視頻會(huì)議等業(yè)務(wù)。

　　盡管OBS在標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議方面還不成熟，還有很多技術(shù)在進(jìn)一步研究之中，但它仍是一種非常有前途的光交換技術(shù)，它結(jié)合了光電路交換和光分組交換的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)避免了它們的缺點(diǎn)。它的特點(diǎn)是控制與數(shù)據(jù)在時(shí)間和空間上分離，控制分組提前發(fā)送，且在中間節(jié)點(diǎn)經(jīng)過(guò)電信息處理，為數(shù)據(jù)分組預(yù)留資源，而數(shù)據(jù)分組隨控制分組之后傳送，在中間節(jié)點(diǎn)通過(guò)預(yù)留好的資源直通，無(wú)需光/電/光處理；采用單向預(yù)留機(jī)制，帶寬利用率高，靈活，且無(wú)需光緩存，實(shí)現(xiàn)相對(duì)容易。在未來(lái)幾年中，OBS必將得到很大的發(fā)展，成為下一代光傳輸與交換網(wǎng)絡(luò)的核心技術(shù)。

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