基于延迟抢占的突发竞争解决策略

在光突发交换网络中, 将竞争突发送入光纤延迟线(FDLs)缓存以避免丢弃被认为是一种便捷、有效的竞争解决方案。基于“提前预留”模型, 提出采用延迟抢占(DP)的方式来实现突发的竞争解决, 比较了全延迟抢占与部分延迟抢占机制的阻塞性能。为支持区分服务, 开展了两优先级系统中延迟抢占机制的研究, 建立了适用于两优先级系统的阻塞分析模型, 并对不同配比条件下延迟抢占机制的阻塞及延迟性能进行了仿真分析。仿真结果表明, 延迟抢占机制有效地保证了高优先级突发的低阻塞要求, 与低优先级突发相比, 其突发阻塞率要低约2个数量级。此外, 由于FDL的长度固定, 数据突发的时延要求也得到了有效保障, 流量载荷ρ=1.0时, 高优先级突发的平均延迟仅为10 μs。     

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.     

一种反馈FDL结构竞争解决丢包率的研究

对反馈FDL结构的光分组交换竞争解决方案建立了数学模型并进行了理论分析,推导出了在反馈FDL输入分组比输入光纤输入分组具有更高输出优先级时的系统丢包率公式,对系统丢包率与负载、输入光纤端口数和FDL数目的关系进行了数值计算和讨论.结果表明：由于FDL缓存分组的概率与输入分组负载的非线性关系导致了反馈FDL结构在低负载时对丢包率的改善非常明显,对高负载的改善却十分有限.随着FDL数目的增加,对系统丢包率的改善不会趋于一个极限值,这是与使用波长转换器进行竞争解决的不同之处,因此使用反馈FDL结构可以降低波长转换器的丢包率极限.     

光突发交换网中一种新的有优先权的冲突解决方案

提出了一种解决不同优先级突发包之间资源竞争的方案,分析了该方案下不同优先级的性能(时延和丢包率).研究结果表明：高优先级突发包的平均时延和丢包率都远小于低优先级突发包,因此该方案能为高优先级突发包提供很好的QoS保障.     

光突发交换的交换控制策略和光缓存配置

光突发交换是面向下一代互联网的光交换模式.讨论了异步光突发交换系统的交换控制策略以及相应光缓存的优化配置策略.除了传统预约模式的交换策略,还研究了非预约和改进型预约模式,它们的性能评估由计算机仿真给出.结果表明:在条件相当情况下,改进型预约模式具有最低的丢包率.同时光缓存的配置对上述几类交换控制策略的性能都有很大影响,仿真结果指出:光缓存的粒度对系统性能具有重要影响,所讨论的几类交换模式都存在最佳时延粒度,研究结果对光交换矩阵的设计有指导意义.     

OBS网络中基于优先级与突发包分割的偏射路由机制

为了有效地降低突发包的丢失率和保证OBS网络中不同优先级业务的服务质量,提出了一种基于优先级与突发包分割的偏射路由机制.当冲突发生时,首先基于突发包的优先级进行\"竞争突发包头部分割或者原突发包尾部分割\"处理;无冲突部分直接在事先预留的输出数据信道上处理,冲突部分的分割突发包根据参数可调的偏射路由机制被偏射到最佳偏射路径上.仿真结果表明,该机制能够有效地降低整个网络的丢包率和端到端的延时,并且得到高优先级突发包的丢失率和延时低于低优先级突发包.由此可知,基于优先级与突发包分割的偏射路由机制能够有效地解决突发包的冲突问题,从而提高整个OBS网络的性能.     

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.     

光纤延迟线和可调谐波长转换器在光分组交换网络竞争解决结构中的性能分析

研究了光分组交换网络中的两种竞争解决方案.结合课题研究的进展,基于突发和非突发业务,对这两种竞争处理结构进行了深入分析,得出了几点重要结论,首先,在竞争处理上,对于非突发业务,光纤延迟线比可调谐波长转换器有效;而对于突发业务而言,可调谐波长转换器比光纤延迟线有效.其次,在突发业务下反馈式光纤延迟线结构（FFA）是一种较为理想的竞争解决结构,但对非突发业务而言,反馈式光纤延迟线和可调谐波长转换器结构（FFTA）在成本上和结构尺寸上比FFA要有效的多.随着平均突发长度的增加,FFTA中的可调谐波长转换器数目也要增加才能获得合理的分组丢失率。但无论是针对突发业务还是非突发业务,FFTA都是一种成本有效的竞争解决结构.     

OBS网络中一种基于优先级和门限的偏射路由算法

为了解决偏射算法在偏射控制上的问题,提出了一种基于优先级和门限的偏射路由算法.该算法采用丢弃少量偏射的高优先级分割突发数据包来保证偏射路由上低优先级非偏射突发数据包的QoS.当冲突发生时,分割偏射优先级低的突发数据包,从而保护高优先级突发数据包;在偏射路由上,通过启用偏射检测函数来判断是允许偏射的分割突发数据包抢占资源或是丢弃偏射的分割突发数据包.仿真结果表明,虽然该算法增加了少量的端到端的传输时延,但这种算法可以很好地控制偏射突发对网络偏射路由上正常流量的影响,并且能够有效地降低整个网络的丢包率,很好地保护高优先级突发数据包的完整性.故这种方法能够有效地提高OBS网络的性能.     

OBS网络中一种基于优先级和门限的偏射路由算法

为了解决偏射算法在偏射控制上的问题,提出了一种基于优先级和门限的偏射路由算法.该算法采用丢弃少量偏射的高优先级分割突发数据包来保证偏射路由上低优先级非偏射突发数据包的QoS.当冲突发生时,分割偏射优先级低的突发数据包,从而保护高优先级突发数据包|在偏射路由上,通过启用偏射检测函数来判断是允许偏射的分割突发数据包抢占资源或是丢弃偏射的分割突发数据包.仿真结果表明,虽然该算法增加了少量的端到端的传输时延,但这种算法可以很好地控制偏射突发对网络偏射路由上正常流量的影响,并且能够有效地降低整个网络的丢包率,很好地保护高优先级突发数据包的完整性.故这种方法能够有效地提高OBS网络的性能.     

Blocking improvement for high priority in differentiated OBS networks through preemption and buffer-limitation

Delay preemption that combines the techniques of preemption and small buffers is an efficient solution for burst contention. However, due to the phenomenon of over-usage on buffer, the low-loss demand of high priority is not ensured especially in high traffic states. In this article, to improve the blocking of delay preemption, we propose a modified scheme named limited delay preemption based priority (limited-DPP) that constrains the buffered right of low priority within the moderate and high traffic states. To validate the efficiency of limited-DPP, the comprehensive analysis and simulation are performed in terms of loss and buffering time.     

An optimal protection and restoration scheme (OPARS) for optical networks

Protection and restoration are critical network design issues for optical networks since even a single failure for a short duration may result in huge data loss due to the large capacity of optical fibers. However, few studies have been done on these issues for optical burst switching (OBS) networks. Protection and restoration are essential mechanisms for guaranteeing more reliable traffic delivery services. But it is not easy to apply existing mechanisms to optical burst switching (OBS) networks due to its one-way reservation signaling and the statistical burst multiplexing. Thus, to achieve the high transmission performance and reliability simultaneously, unique properties of OBS must be considered in the design of protection scheme. In this paper, an optimal protection and restoration scheme (OPARS) has been introduced that not only optimizes the number of provisioned protection wavelengths adaptively based on the traffic load as well as the quality of service (QoS) requirements of bursts in high speed networks but also minimizes burst loss rates. In addition, the proposed scheme has been used as an efficient contention resolution technique. The simulation results verify that the proposed scheme improve the network resource and channel utilization while guaranteeing the targeted protection reliability and QoS requirements of bursts.     

一种改进型光可分突发交换性能分析模型

提出了一种改进型光可分突发交换性能分析模型(ModifiedOpticalCompositeBurstSwitching,MOCBS).该模型考虑了截断剩余造成的影响,通过分析截断概率、平均截断剩余长度,得到截断剩余造成的分组丢弃概率,从而更准确地估计分组丢失率.在此基础上,推导出支持区分服务的POCBS(PrioritizedOCBS)性能分析公式.仿真验证了MOCBS的准确性以及POCBS分析公式的有效性.     

Hybrid buffering architecture for packet contention resolution of an optical packet switch

Packet contention is a major issue in optical packet switching network and it is not a trivial task to resolve due to lack of optical RAM technology. In order to resolve contention optical buffering approach is used using fiber delay lines (FDLs). Yet there is a heavy packet loss rate due to unavailability of output port and free FDLs. This paper proposes a hybrid buffering architecture using feed-forward and feedback shared FLDs to resolve packet contention resolution of an optical packet switch. Feed-forward FDLs are used as primary buffer and feedback FDLs are implemented as supplementary buffer. Simulation result shows that proposed hybrid buffering switch achieves packet loss rate between 10⁻¹ and 10⁻² at heavy traffic load (ρ = 0.9) for a 32 × 32 switch using different FDL length.     

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80ns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.     

光突发与光电路混合交换边缘节点的设计与实现

提出了一种将光电路交换和光突发交换融合于同一网络的边缘节点设计方案.根据此方案,网络边缘节点能根据业务需求灵活选择交换方式.该方案在实际实验系统中进行了验证.结果表明,采用光电路交换方式,网络传输速率相对较快,而采用光突发交换方式,网络的带宽利用率更好.这两种交换方式共存于同一网络,一定程度上能提高网络的灵活性和适应性.