第3章全光通信网-光交换技术(3)

光突发交换原理图
在OBS中，首先在控制波长上发送控制（连接建立）分组，然后在另一 个不同的波长上发送突发数据。
控制分组
控制信道
（波长）
2
OBS控制器
O/E/O
1
控制分组处理
（建立/ 带宽预留）
2 1
突发数据信道
（波长）
2
2
1
交叉矩阵
突发数据
1
偏置时间
光突发交换原理
▪ 在OBS中，首先在控制波长上发送控制（连接建立） 分组，然后在另一个不同的波长上发送突发数据。 这种将控制分组数据信道与控制信道隔离的方法简 化了突发数据交换的处理，且控制分组长度非常短， 因此使高速处理实现更容易。
▪ （2）BCP与BDP在信道上分离：OBS的BCP与BDP 分离传送与处理，降低了中间交换节点的复杂度及对 光器件的要求，且便于OBS的实用；
▪ （3）对光器件的要求降低 OBS之所以比OPS更易于实现，不仅在于其交换的颗
粒度更大，而且在于光突发交换网对于分组同步的要求 大大降低，在交换节点上并非一定要使用光缓存，免去 了分组交换中逐一处理分组头的麻烦，因此大大降低了 对光开关和光缓存等光器件的要求，技术上易于实现。 ▪ （4）单向预留：BDP的发送不需要等待应答信号，这 与光路交换相比大大减少等待时延； ▪ （5）透明传输：BCP（通过配置、交换）为BDP在每 个中间节点建立全光路径，即BDP是完全透明的，不经 过任何光电／电光转换，避免了电子瓶颈； ▪ （6）统计复用：BDP从不同源节点到不同目的节点的 传输采用统计复用方式，从而有效利用链路相同波长的 带宽，具有较高的带宽利用率。
从长远来看，OPS(Optical Packet Switching)
是光交换的发展方向，但OPS存在着 两个近期内难以克服的障碍： 1. 光缓存器技术还不成熟，目前实验系统中采用的 光纤延迟线(FDL，Fiber Delay Line)往往比较笨重、 不灵活，存储深度有限； 2. 在OPS的节点处，多个输入分组的精确同步难以 实现。由于在一些关键性的光器件（高速光开关、 光缓存器、光逻辑器件等）取得重大突破之前，光 分组交换技术尚难以从实验室走向实用。因此，在 短时期内光分组交换的ห้องสมุดไป่ตู้业应用前景还不被看好。
3.6.2 光突发交换分组格式
协议 分组 源节 目的 序列 波长 CoS 偏置 突发 当前 TTL CRC
版本 类型 点 节点 号 ID
时间 大小 跳数
帧间 同步/帧 BCP 帧间
隔 开始
隔
“分组类型”说明在BCP信道中传输的是 BCP分组还是路由消息分组或网管消 息分组；“源节点”和“目的节点”分别说明 OBS节点的源、目的地址；“序 列号”表示源一目的节点对发送BDP的计数，该计数被OBS目的节点用于分析 端到端的流量统计及性能等；波长“ ID”指示BCP对应的BDP所用的波长号； “ CoS(Class of Service)”为服务类别，表示BDP的优先级；“偏置时间”指 BCP第一个比特与BDP的第一个比特之间的时间差。一般＝基本偏置时间＋额 外偏置时间，它为BDP信道中每比特传输时间的整数倍；“突发大小”指突发 分组持续时间，它与的单位一致；当前跳数和TTL（Time to Live）分别表示 BCP 已经跳过几次和剩余跳数，且前者作为资源预留的一个权值；“ CRC” （Cyclic Redundancy Check）表示 BCP的循环冗余检验，当 CRC出错时，丢 弃相应的分组，以减少来自BCP比特误码的更大差错。
3.6.1 光突发交换的概念
• 突发交换在20世纪80年代初就已提出，在当时的 电子突发交换网中，突发交换基本上是一种快速 分组交换技术的推广，在这种网络中包长可变且 可为任意长度，并采用分散式共享缓存交换结构。
• 1、基本原理 • 光突发交换技术OBS，采用单向资源预留机制，
以光突发作为交换网中的基本交换单位，突发是 多个分组的集合，它包括突发数据分组（BDP： Burst Data Packet）和突发控制分组（BCP: Burst Control Packet）两部分。
在这种情况下，Chunming Qiao和J s Turnor等 人提出了新的光交换技术---OBS(Optical Burst Switching，光突发交换)， 作为电路交换向分组交换的过渡技术。0BS使用 的带宽粒度介于电路交换和分组交换之间，比电 路交换灵活、带宽利用率高，比光分组交换更贴 近实用。可以说，它结合了两者的优点且克服了 两者的部分缺点，是两者之间的平衡选择，因而 逐渐引起了众多专家、学者的重视。被认为很有 可能在未来光互联网中扮演关键角色。
OBS的BCP与BDP信道
• BCP和BDP在物理信道上是分离的，每个BCP对 应一个BDP。BCP长度较之于BDP要短得多，在 节点内BCP经过O/E/O的变换和电处理，而BDP 从源节点到目的节点始终在光域内传输。OBS节 点有两种：核心节点与边缘节点。核心路由器的 任务是完成突发数据的转发与交换；边缘路由器 负责重组数据，将接入网中的用户分组数据封装 成突发数据，或进行反向的拆封工作。
光突发交换
OBS(Optical Burst Switching)
3.6 光突发交换（OBS）技术
▪ 目前比较成熟的光路交换(OCS)虽然相对简单、易于实现， 但建立和拆除一条通道需要一定的时间，且该时间与其连接 的保持时间无关。因此在不断增长且变化无常的因特网流量 中，OCS 自然难服水土；而光分组交换(OPS)的光逻辑处 理技术不成熟，没有可用的光随机存储器也阻碍了它的商用 进程。针对目前OCS 和OPS 存在的一些问题，人们提出了 一种新的光交换技术——光突发交换(OBS)技术，它兼有 OCS 和OPS 的优点，又避免了二者的不足，得到国内外学 者们的广泛研究。
▪ 突发数据从源节点到目的节点始终在光域内传输， 而控制分组在每个节点都需要进行光／电／光的变 换以及电处理。控制信道（波长）与突发数据信道 （波长）的速率可以相同，也可以不同。
控制分组长度非常短，因此使高速处理得以实现。
突发交换与分组交换和电路交换技术相比较，有以下优点：
OBS优点
▪ （1）粒度适中：OBS的粒度介于OCS和OPS之间， 它比OCS粒度细，比OPS粒度粗。由于基于波长通道 的线路交换颗粒度较大，不利于保证不同业务不同的 QoS，而光分组交换颗粒度较小，但要求光开关的时 间达到纳秒级，甚至更短，技术上难以实现。OBS可 以看做光电路交换和光分组交换之问的一个折中，它 将粒度较小的IP包组装成为一个大的突发组后再送到 网络中传送，它的交换粒度（即突发长度）通常为毫 秒量级，实现交换对光开关的要求易于满足。