Оптическое пакетное переключение
Оптическая пакетная коммутация ( OBS ) — это метод оптической сети , который позволяет осуществлять динамическое субволновое переключение данных. OBS рассматривается как компромисс между пока неосуществимой полной оптической коммутацией пакетов (OPS) и преимущественно статической коммутацией оптических цепей (OCS). Он отличается от этих парадигм тем, что управляющая информация OBS отправляется отдельно по зарезервированному оптическому каналу и перед полезной нагрузкой данных. Эти управляющие сигналы затем могут быть обработаны электронным способом, чтобы обеспечить своевременную настройку оптического светового пути для транспортировки полезной нагрузки, которая скоро прибудет. Это известно как отложенное бронирование.
Цель
[ редактировать ]Целью оптического пакетного переключения (OBS) является динамическое обеспечение субволновой детализации за счет оптимального сочетания электроники и оптики. OBS рассматривает наборы пакетов со схожими свойствами, называемые пакетами. Следовательно, степень детализации OBS выше, чем у коммутации оптических цепей (OCS). OBS обеспечивает большую гибкость полосы пропускания, чем маршрутизация по длине волны, но требует более быстрой технологии переключения и управления. OBS может использоваться для реализации сквозной динамической оптической связи.
Метод
[ редактировать ]В OBS пакеты объединяются в пакеты данных на границе сети для формирования полезной нагрузки данных. Существуют различные схемы сборки, основанные на времени и/или размере (см. пакетное переключение ). Были предложены архитектуры пограничных маршрутизаторов (см. [1] [2] ). OBS обеспечивает разделение между плоскостью управления и плоскостью данных . Сигнал управления (также называемый заголовком пакета или пакетом управления ) связан с каждым пакетом данных. Сигнал управления передается в оптической форме на отдельной длине волны, называемой каналом управления , но сигнализируется вне полосы и обрабатывается электронным способом на каждом маршрутизаторе OBS, тогда как пакет данных передается во всей оптической форме от одного конца сети к другому концу. . Пакет данных может проходить через промежуточные узлы, и буферы данных, такие как оптоволоконные линии задержки могут использоваться . В OBS данные передаются с полной прозрачностью на промежуточные узлы сети. После того как пакет прошел маршрутизатор, маршрутизатор может принимать новые запросы на резервирование.
Преимущества OBS перед OPS и OCS
[ редактировать ]Преимущества перед ОКС
Более эффективное использование полосы пропускания . В системе OCS необходимо настроить световой путь от источника к месту назначения в оптической сети. Если продолжительность передачи данных мала по сравнению со временем установки, полоса пропускания может не использоваться эффективно в системе OCS. Для сравнения, OBS не требует настройки сквозного светового пути и, следовательно, может предложить более эффективное использование полосы пропускания по сравнению с системой OCS. Это похоже на преимущество коммутации пакетов по сравнению с коммутацией каналов.
Преимущества перед ОПС
Устраните ограничение пропускной способности . Технология оптического буфера еще не достаточно развита, чтобы обеспечить дешевое производство и широкое использование в оптических сетях. Узлы базовой оптической сети, вероятно, либо не будут иметь буферизации, либо будут иметь ограниченные буферы. [3] В таких сетях используются схемы отложенного резервирования, такие как Just Enough Time (JET). [4] комбинируются с электронной буферизацией на пограничных маршрутизаторах для резервирования полосы пропускания. Использование JET может создать ограничение пропускной способности на граничном маршрутизаторе в системе OPS. [5] Это ограничение можно обойти, используя OBS. [6] [7]
Кроме того, в канале данных между пакетами или пакетами должна существовать защитная полоса, чтобы плоскости данных базового оптического маршрутизатора имели достаточно времени для переключения пакетов или пакетов. Если защитная полоса велика по сравнению со средним размером пакета или пакета, то она может ограничить пропускную способность канала данных. Объединение пакетов в пакеты может снизить влияние защитной полосы на пропускную способность канала данных.
Сокращение требований к обработке и энергопотреблению базовой сети . Базовый оптический маршрутизатор в сети OBS может столкнуться с меньшими требованиями к плоскости управления по сравнению с таковым в сети OPS, поскольку: Базовый оптический маршрутизатор в сети OPS должен будет выполнять операции обработки для каждого пришедшего пакета, тогда как в сети OBS маршрутизатор выполняет операции обработки приходящего пакета, содержащего несколько пакетов. Следовательно, в оптическом маршрутизаторе ядра сети OBS требуется меньше операций обработки на пакет по сравнению с сетью OPS. Следовательно, потребление энергии и, возможно, выбросы углекислого газа основного оптического маршрутизатора в сети OPS, вероятно, будут больше, чем у сетевого маршрутизатора OBS для того же объема данных.
Это преимущество может быть компенсировано тем фактом, что граничный маршрутизатор сети OBS, вероятно, будет более сложным, чем граничный маршрутизатор сети OPS, из-за возможной необходимости пакетной сборки/агрегации и этапа сортировки. Следовательно, потребление энергии на границе сети OBS может быть выше, чем в сети OPS.
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Р. Раджадурай, С. Овадия, DJ Блюменталь, «Анализ граничного маршрутизатора для сетей с оптической пакетной коммутацией (OBS) с ограниченным диапазоном», Журнал IEEE Journal of Lightwave Technology, ноябрь 2004 г., стр. 2693–2705
- ^ Р. Раджадурай, «Всеоптические сети без буферизации и с ограниченным буфером», докторская диссертация, Калифорнийский университет, Санта-Барбара, декабрь 2005 г., стр. 61–105.
- ^ С. Овадия, К. Мачиокко, М. Паничча, Р. Раджадурай «Архитектура фотонной пакетной коммутации (PBS) для оптических сетей с ограничением по шагам и диапазону», S24-S32 Журнал IEEE Comms, ноябрь 2003 г.
- ^ К. Цяо и М. Ю, «Оптическая пакетная коммутация (OBS) - новая парадигма для оптического Интернета», Журнал высокоскоростных сетей, том. 8, стр. 69–84, 1999 г.
- ^ Р. Раджадурай, «Всеоптические сети без буферизации и с ограниченным буфером», докторская диссертация, Калифорнийский университет в Санта-Барбаре, декабрь 2005 г., стр. 61–78, стр. 97–99.
- ^ Р. Раджадурай, «Всеоптические сети без буферизации и с ограниченным буфером», докторская диссертация, Калифорнийский университет в Санта-Барбаре, декабрь 2005 г., стр. 61–78, стр. 97–99.
- ^ Р. Раджадурай, Дополнительные примечания (10 января 2011 г.) к «Всеоптическим сетям без буферизации и с ограниченным буфером»
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Балдин И. и др. , 2003, «Внедрение импульсной оптической коммутации точно в срок на испытательном стенде полностью оптических сетей ATDnet», Материалы Глобальной конференции по телекоммуникациям (GLOBECOM 2003) , Сан-Франциско, США.
- Чен, Ян; Цяо, Чуньмин и Ю, Сян; «Оптическая пакетная коммутация (OBS): новая область исследований оптических сетей», IEEE Network Magazine , Vol. 18 (3), стр. 16–23, май – июнь 2004 г.
- Гогер, К.; 2003, «Проекты и испытательные стенды, связанные с OBS в Европе», Материалы 2-го международного семинара по оптической пакетной коммутации, IEEE Globecom , Сан-Франциско, США.
- де Вега, Мигель; « Моделирование будущих полностью оптических сетей без возможностей буферизации », докторская диссертация, Свободный университет Брюсселя, Брюссель, Бельгия, 2008 г.
- Джу, Джейсон П. и Воккаран, Винод М.; Сети с оптической пакетной коммутацией , Springer, серия оптических сетей, 2005 г. ISBN 0-387-23756-9 .
- Гарсия, Нуно; « Архитектура и алгоритмы для сетей оптической пакетной коммутации, совместимых с IPv4/IPv6 », докторская диссертация, Университет внутренних дел Бейры, Ковильян, Португалия, 2008 г.
- М. Майер, «Сети оптической коммутации», Cambridge University Press , 2008. ISBN 978-0-521-86800-6
- Р. Раджадурай, С. Овадия, Д. Д. Блюменталь, «Анализ граничного маршрутизатора для сетей с оптической пакетной коммутацией (OBS) с ограниченным диапазоном», Журнал IEEE Journal of Lightwave Technology, ноябрь 2004 г., стр. 2693–2705.
- Р. Раджадурай, DJ Блюменталь, С. Овадия, «Влияние параметров пакетной сборки на задержку граничного маршрутизатора в оптической сети пакетной коммутации», документ MF3 LEOS 2003 Annual Meeting, 26–30 октября, Тусон, Аризона
- Р. Раджадурай, «Всеоптические сети без буферизации и с ограниченным буфером», докторская диссертация, Калифорнийский университет в Санта-Барбаре, декабрь 2005 г.
- С. Овадия, К. Мачиокко, М. Паничча, Р. Раджадурай «Архитектура фотонной пакетной коммутации (PBS) для оптических сетей с ограничением по шагам и диапазону», S24-S32 Журнал IEEE Comms, ноябрь 2003 г.