光分組交換中競爭解決問題研究.pdf

1、光纖通信技術的發(fā)展使得單根光纖的傳輸速率超過了10Tb/s，這就要求基于光電光轉換的路由器需具有巨大的存儲容量和高速的信號處理能力。在電子處理速率和光纖傳輸速率失配的情況下出現(xiàn)了制約光網(wǎng)絡發(fā)展的電子瓶頸。光分組交換以其較小的交換粒度，高速的交換速度，對各種上層協(xié)議的支持成為解決光網(wǎng)絡電子瓶頸的最理想方案。本文將對光分組交換中的波長域和時間域兩種競爭解決技術進行研究。 在波長域的競爭解決研究中，首先對SPC、SPL和SPN三種共享

2、波長轉換器結構的競爭解決方案進行了仿真分析。結果表明：SPC結構的丟包率是SPL和SPN結構丟包率的極限。在相同的波長轉換器數(shù)目(沒有達到穩(wěn)定值)的時候，SPN結構的丟包率低于SPL的丟包率，并且在接近穩(wěn)定值時，SPN結構所需要的波長轉換器數(shù)目也小于SPL結構所需要的波長轉換器數(shù)目。分析了SPN光分組交換節(jié)點中有限波長轉換器分配FAA算法由于未對波長通道分配次序進行優(yōu)化所帶來的問題，提出了到達分組數(shù)最少的輸出波長通道優(yōu)先進行調(diào)度的最小度

3、優(yōu)先的分配算法。理論分析表明該算法在達到FAA最小丟包率的同時能夠更好的節(jié)約波長轉換器的數(shù)目。通過仿真實驗驗證了該算法在低、中和高負載情況下，比FAA算法更節(jié)約波長轉換器和更小的丟包率，而且在低負載時MDF算法的優(yōu)勢更加明顯。MDF算法在高負載下，丟包率到達穩(wěn)定值所需要的LRWCs數(shù)目比低負載多。增大LRWCs轉換度d值，會降低系統(tǒng)的丟包率，同時也增加系統(tǒng)達到穩(wěn)定丟包率所需的LRWCs數(shù)目。持續(xù)增大轉換度d，系統(tǒng)丟包率降低的幅度越來越小

4、，d增大到一定值，系統(tǒng)的性能就非常接近使用FRWCs的性能。研究證實了波長轉換競爭解決非常適合于突發(fā)業(yè)務。 在時間域的競爭解決的研究中，首先對一種反饋FDL結構的競爭解決方案進行了仿真分析。結果表明：反饋FDL結構在低負載時對丟包率的改善非常明顯，對高負載的改善卻十分有限。并且隨著FDL數(shù)目的增加，對系統(tǒng)丟包率的改善不會趨于一個極限值，這是與采用波長轉換器進行競爭解決方案的不同之處。突發(fā)業(yè)務對FDL影響很大。FDL數(shù)量越多，平均

5、突發(fā)長度越長，負載越高，丟包率和平均時延也越大。我們對同時使用波長轉換和FDL競爭解決方式的交換節(jié)點模型，進行了仿真，分析了非突發(fā)業(yè)務下和突發(fā)業(yè)務下，負載、FDL數(shù)目、波長轉換器數(shù)目和丟包率、時延之間的關系。結果表明：LRWCs不足時，F(xiàn)DL對丟包率影響不大，丟包率主要決定于LRWCs數(shù)目；LRWCs充足時，少量的FDL可以明顯降低丟包率。低負載時，合理利用兩種競爭解決方式能將丟包率降到很低，而高負載則很難。最后，證實了低負載時，使用少