光突发交换网络中基于LDPC码的丢包恢复机制(英文)

基于前向纠错编码理论,在光突发交换网络中提出一种丢包恢复机制来降低突发丢失率.构造了一种能对突发包进行在线编解码的低密度奇偶校验码.入口边缘节点通过对信息突发包进行在线编码产生冗余突发包,出口边缘节点利用译码算法从接收到的突发包中恢复出丢失的突发数据.另外,为信息突发包增加一个额外的偏置时间以减少冗余突发与信息突发竞争信道资源.通过OPNET仿真软件对不同丢包恢复机制的性能进行仿真,结果表明,与奇偶校验码提出的丢包恢复机制相比,具有更低的突发丢失率和良好的丢包恢复能力.     

一种适用于光突发交换的区分型资源预留机制

将边缘结点突发汇聚算法与核心结点资源预留机制有机结合,提出了一种适用于光突发交换的区分型资源预留机制.引入“突发流”的概念,在边缘结点采用基于线性预测的突发汇聚算法将输入IP分组汇聚为单个突发或突发流;在核心结点引入“搭载请求”的思想,对单个突发和突发流采用不同的资源预留方案.仿真结果表明区分型资源预留机制可以明显改善光突发交换网络的丢失性能.     

光突发交换网络中最长队列优先调度组装机制

提出了光突发交换网络中的最长队列优先调度（LQF-SA）机制,将边缘节点的突发组装和突发调度两种技术紧密结合在一起.在现实网络中,业务通常是非均匀分布的,即在某些源宿对之间存在更大的业务流量.仿真结果表明,LQF-SA机制可以很好地完成非均匀分布业务流的组装.即使在均匀分布业务流输入下,LQF-SA机制在突发大小分布、组装效率和突发丢失率等方面也优于已提出的轮询调度组装（RR-SA）机制.     

基于GMPLS的光突发交换网络传输性能分析

针对基于多协议标记交换的光突发交换网络在组网过程中存在传输性能劣化的问题,采用最坏值的方法,从典型光交叉节点的串扰特性入手,分析推导了网络中多个节点级联后同频串扰对传输性能的影响,并通过仿真进行验证.分析结果表明,核心节点级联产生的串扰累积是导致该网络传输性能劣化的重要因素.     

光突发交换网络核心节点中QoS策略研究

对OBS网络核心节点中所采取的多种改善QoS的策略进行了研究并提出了一种反馈证实机制以减少数据突发的丢失.其原理是在BCP传输建立端到端通路的过程中,如果在某核心节点处不能成功预约波长信道,该节点将在数据突发离开边缘节点之前返送NACK证实信息,取消边缘节点的该数据突发调度输出计划,并将其重新缓冲排队以备再次调度发送.这样可以尽量为数据突发提供可靠的波长路径,减少数据突发的丢失.     

一种新型的突发汇聚算法研究

分析了现有的突发汇聚算法,同时针对现有汇聚算法的一些特点,提出了一种新型突发包汇聚算法,可以实现在不同网络负载的情况下,根据到达边缘节点的速率同时结合网络的性能(丢包率),动态的调整突发包汇聚的门限值,从而实现了智能组包,克服了原有算法简单,不灵活的缺点.通过仿真结果可以得知,该算法可以明显改善光突发交换网络的丢包率和时延性能,能够很好地支持实时性要求很高的数据业务.     

一种新型的突发汇聚算法研究

分析了现有的突发汇聚算法,同时针对现有汇聚算法的一些特点,提出了一种新型突发包汇聚算法,可以实现在不同网络负载的情况下,根据到达边缘节点的速率同时结合网络的性能（丢包率）,动态的调整突发包汇聚的门限值,从而实现了智能组包,克服了原有算法简单,不灵活的缺点.通过仿真结果可以得知,该算法可以明显改善光突发交换网络的丢包率和时延性能,能够很好地支持实时性要求很高的数据业务.     

一种适用于光突发交换网络的背景流量估计模型

平面背景流量的强度是光突发交换网络中的一个重要参数。该参数直接影响网络的性能并约束网络边缘节点的组装算法。指出了在配置波长转换器的情况下,核心节点控制平面的服务速率是与背景流量密切相关的随机变量而不是确定性变量。构建了M/D/1和一种特殊的M/G/1排队模型分别描述不同配置的核心节点的行为,并以剩余偏置时间为观测变量,构建了核心节点的背景流量估计模型。仿真和数值分析表明,该模型能够实时反映出核心节点控制平面的背景流量强度。     

基于极化-空间模超纠缠的量子网络多跳纠缠交换方法研究

基于纠缠交换方法进行多跳量子信息传输,是实现远距离量子网络通信的基本方式之一.传统的多跳量子网络通常使用单自由度极化光子纠缠态作为量子信道,信息传输容量较低且容易受到噪声的干扰.本文提出一种基于超纠缠的高效量子网络多跳纠缠交换方法,利用极化-空间模式两自由度的纠缠光子,建立超纠缠量子多跳信息传输通道.以远程超纠缠隐形传态的信道建立需求为例,首先给出了基础的逐跳超纠缠交换方案,为降低该方案的端到端超纠缠建立时延,提出在中间量子节点进行同时测量的并行超纠缠交换方案.在此基础上,为降低并行超纠缠交换的经典信息开销,进一步提出一种分级并行超纠缠交换方案.理论分析及仿真结果表明该方案的纠缠建立时延接近于并行超纠缠交换方案,但可以减少经典信息传输量,在一定程度上实现两者的平衡.相比传统的纠缠交换方法,本文方案有利于解决远程超纠缠通信的需求,对未来构建更高效率的量子网络有积极意义.     

光突发交换中交换矩阵配置时间的影响研究

光突发交换是近几年出现的一种很有前途的交换技术。在光突发交换网络的核心节点中,光交换矩阵是一个关键部件,其配置时间影响到光突发交换网络的性能。这种影响表现在对数据信道可用时间施加了限制。在考虑光交换矩阵配置时间的基础上给出了修正后的LAUC算法,并通过计算机仿真研究了这种配置时间对光突发交换性能的影响。结果表明,光交换矩阵配置时间的增大会导致输出数据信道利用率的降低,进而增大了数据丢失率。     

光突发交换网络试验平台

研究并实现了几种光突发交换网络的关键技术,包括高速的突发组装技术、突发调度技术及突发光发射及接收技术等,其中突发接收具有较高的灵敏度和小于80 ns的时钟数据恢复时间.在这些技术的基础上,建立了一个灵活且可扩展的光突发交换网络实验平台.在OBS网络平台上进行了TCP性能评估实验和多QoS业务传输实验。实验结果表明光突发网络中丢包率严重影响其上TCP的性能,但若丢包率小于0.1%,则TCP性能可得到一定程度的保证.光突发交换网络实验平台上的TCP传输实验还表明了OBS物理层带来的额外延时对上层TCP带宽有极大的影响.实验结果还验证了OBS网络中的QoS保证机制.     

一种新的光突发交换网络信令协议与分析

提出了一种新的光突发交换网络信令协议,即DSH区分服务混合信令.根据实时（电路仿真）业务和非实时（数据）业务对QoS的不同要求分别采用TAW和JET信令控制协议,尤其是对TAW信令做了相应改进,使之更适合于OBS网络承载电路仿真业务.利用电路仿真业务发出的呼叫请求,在端到端的波长通道中建立虚通路,并在整个呼叫持续过程中保持虚通路的连接,这样可以保证电路仿真业务的端到端时延最小并避免信息丢失.通过理论分析和系统仿真,研究了DSH混合信令的性能及其对波长利用率和实时业务呼损率的影响.     

Performance enhancement of optical burst switched networks

Optical burst switching (OBS) is an optical switching paradigm which offers a good tradeoff between the traditional optical circuit switching (OCS) and optical packet switching (OPS) since it has the relatively easy implementation of the first and the efficient bandwidth utilization of the second. Hence, OBS is a promising technology for the next generation optical Internet. A buffer-less OBS network can be implemented using ordinary optical communication equipment without the need for either wavelength converters or optical memories. In an OBS network, burst-loss performance is a critical concern. In OBS, the data-burst transmission is delayed by an offset time (relative to its burst control packet (BCP), or header) and the burst follows its header without waiting for an acknowledgment for resource reservation. Thus, a burst may be lost at an intermediate node due to contention, which is generally resolved according to the local routing and bandwidth information. The routing table maintained in each OBS node is generally pre-computed and fixed to forward the data bursts. Such a static forwarding feature might have limited efficiency to resolve contentions. Moreover, a burst may be lost and the network may be congested when a network element (e.g., fiber link) fails. In this paper, an efficient integrated scheme based on dynamic routing and burst segmentation has been proposed to improve reliability of data transport and network load balancing in optical burst switched networks. Simulation results demonstrate that the proposed approach reduces effectively blocking probability and hence contention. Further, it provides end-to-end throughput performance also. Hence, it establishes an appropriate tradeoff between loss rate and end-to-end throughput.     

光突发交换中支持区分业务的混合封装和改进的头部丢弃策略

介绍一种在光突发交换网中支持业务QoS,并减少分组到达乱序的突发包混合封装机制.通过将不同级别的分组组成相对独立的段,并进而封装到同一个突发包里,可减少分组到达乱序.结合改进的头部丢弃策略,可克服尾部丢弃法中存在的虚假冲突问题,能真正改善分组丢弃率.仿真结果表明,混合封装在结合改进的头部丢弃法之后,能很好地应用于具有QoS要求的光突发交换网中.     

TCP在光突发交换试验网络中性能的实验研究

在光突发交换试验网络中对TCP的性能进行了实验研究.首先研究了丢包对网络性能的影响,表明突发包丢失将导致TCP吞吐量的快速下降,并且丢包率越高,可用的TCP传输带宽越窄.然后分别详细研究了OBS试验网络中的延时损伤和报文段关联增益,以及对TCP传输性能的影响.最后综合考虑这些因素.实验结果表明,在本OBS试验网络中存在一个不随丢包率变化的最优化突发包组装时间250us使得可用TCP带宽最大化.为了最大限度地提高TCP的传输性能,组包时间应该选择等于或稍大于这个最优值.     

适用于光突发交换网的可编程光缓存器

提出了两种适用于光突发交换网的可编程光缓存器结构：交叉型和多端口开关型.两种结构都能满足突发包缓存的超长性和可变性的要求,且结构简单紧凑,成本低,可扩展.交叉型缓存器通过指定信号在每个子缓存模块的光纤环中的循环次数即能实现可变时间的延迟.多端口开关型缓存器通过指定信号在两个多端口开关相应端口与所接光纤延迟线组成的光纤环中的循环次数实现可变时间的延迟.仿真结果表明,两种可编程光缓存器都能对光突发包实现ns级指定时间延迟,可用于解决光突发交换网突发包的冲突问题.     

一种光突发交换网络中降低填充开销的突发组装算法(英文)

针对光突发交换(OBS)网络现有组装算法在输入业务量较小时组装填充开销较大的性能缺陷,提出了一种新的突发组装算法,称之为BPRA算法.该组装算法通过改变突发生成时间,在不增加端到端时延的条件下利用偏置时间来延长突发组装时间,从而可以有效降低填充空闲比特的数目.同时提出一个近似分析模型来计算空闲比特填充概率.分析和仿真结果表明BPRA算法可以明显降低组装填充开销.     

采用OFDM信号作为标记的光分组交换方案

以光正交频分复用信号作为光标记,利用两个不同波长的光载波分别经过强度调制,产生了10 Gb/sOOK光载荷和2.5 Gb/sOFDM光标记。测得了光分组信号经光纤传输前后接收载荷的眼图和标记的星座图以及误码率曲线,结果表明:经过40 km光纤传输后,载荷与标记的功率代价分别为1dB和0.5dB。