控制分組包含必需的突發(fā)數(shù)據(jù)的光信道路由信息，及突發(fā)長度和偏置時(shí)間信息。JET的另一個(gè)重要特性是延遲預(yù)留，它僅僅預(yù)留突發(fā)數(shù)據(jù)所經(jīng)歷的鏈路帶寬資源。例如，假設(shè)t1'為第一個(gè)控制分組到達(dá)的時(shí)刻，t1為突發(fā)數(shù)據(jù)到達(dá)該節(jié)點(diǎn)的時(shí)刻，L為數(shù)據(jù)突發(fā)持續(xù)時(shí)間段。當(dāng)控制分組處理完成后，從t1到t1+L這段時(shí)間帶寬將被預(yù)留，這樣就增加了帶寬的利用率，減少了突發(fā)丟包的可能性。在圖1的兩種情況，即第一種情況t2>t1+L和第二種情況t2
基于優(yōu)先級(jí)的JET協(xié)議
基于優(yōu)先級(jí)的OBS預(yù)留機(jī)制有多種，其中最常見的一種是基于額外偏置時(shí)間的JET協(xié)議，即pJET。在這個(gè)協(xié)議中，優(yōu)先級(jí)高的光突發(fā)分組分配一個(gè)更長的額外偏置時(shí)間，只要它的額外偏置時(shí)間大于低優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)最大分組的持續(xù)時(shí)間，就可以保證高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)不會(huì)受到低優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)的影響。當(dāng)然，低優(yōu)先級(jí)的光突發(fā)分組的可用資源減少了，它的丟包率必然受到一定的影響，但總的平均丟包率包括高優(yōu)先級(jí)和低優(yōu)先級(jí)的光突發(fā)分組的丟包率基本不受影響。這就好比普通人員只能購買當(dāng)天的火車票，而優(yōu)先級(jí)高的人員可以提前幾天購票，當(dāng)然他成功買到車票的幾率要大得多，這樣就實(shí)現(xiàn)了優(yōu)先級(jí)。
上述協(xié)議存在一個(gè)問題，就是高優(yōu)先級(jí)的業(yè)務(wù)雖然丟包率性能改善了很多，但它的代價(jià)是增加了高優(yōu)先級(jí)的延遲。只要將延遲控制在業(yè)務(wù)允許的范圍內(nèi)，這種技術(shù)還是可行的。
還有一種稱為比例優(yōu)先級(jí)，它是按一定的原則故意丟棄一些低優(yōu)先級(jí)的光突發(fā)分組，給高優(yōu)先級(jí)更多的預(yù)留資源的機(jī)會(huì)。這樣雖然能完成一定的優(yōu)先級(jí)，并且高優(yōu)先級(jí)的延遲也不受影響，但它犧牲了總的性能(總的平均丟包率將增加很多)，如果要求這個(gè)比例增加，總體的性能將會(huì)更差。
竟?fàn)幗鉀Q方案
為了處理當(dāng)多個(gè)分組同時(shí)到達(dá)同一個(gè)輸出端口時(shí)，競爭解決方案是必需的，這是所有分組交換方式必然會(huì)遇到的問題，即所謂的外部阻塞。比較典型的解決方式是通過緩存其它沖突的分組，只允許一個(gè)輸出。在OBS與OPS中，競爭解決方案有光緩存、波長變換和偏射路由，或者其中多種技術(shù)融合，下面將分別詳細(xì)介紹。
光緩存
在光域中，沒有可用的光RAM，因此，光交換中不可能完全采用電域中的交換機(jī)制。光緩存的一種可選方案是用光纖延遲線(FDL)，在一定程度上能減少光分組/突發(fā)的丟包率。但是，光緩存的一個(gè)主要問題就是它的功率損耗。為了補(bǔ)償功率損耗，不得不引入光信號(hào)放大或光信號(hào)再生，前者會(huì)引入噪聲，后者成本太高。總的來說，引入FDL，將大大增加光交換的成本。
波長變換
光網(wǎng)絡(luò)還有另外一個(gè)域，即波長域。在使用波長變換的系統(tǒng)中，如果發(fā)生兩個(gè)或多個(gè)光分組/突發(fā)競爭，其中一個(gè)分組/突發(fā)直通，另一個(gè)或其它幾個(gè)分組/突發(fā)還是交換到同一個(gè)輸出端口，但是用不同的波長。這種解決方案在競爭分組的延遲方面是最佳的，它不會(huì)引入附加延時(shí)。這種方法適合于電路交換，也適合于光分組/突發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)，但需要快速可調(diào)諧變換器。最近研究結(jié)果表明，它在分組交換光網(wǎng)絡(luò)中是一種最有潛力的可選方案之一。它能最有效地降低光分組/突發(fā)的丟包率，特別是應(yīng)用于多波長DWDM系統(tǒng)，因此快速可調(diào)波長變換器是目前研究的熱點(diǎn)。
偏射路由
因?yàn)楣饩彺孢�有幾個(gè)問題難以解決，所以盡量少用或不用。偏射路由是在沒有緩存可用時(shí)的另一種解決方案。當(dāng)競爭發(fā)生時(shí)，分組/突發(fā)不能交換到正確的輸出端口，將它路由到另一個(gè)可選輸出端口，有可能通過另一條路徑到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模比較小，且它的連通性比較好，即這些節(jié)點(diǎn)都有很多相鄰節(jié)點(diǎn)時(shí)，這種方式的效果還不錯(cuò)的。但是，如果網(wǎng)絡(luò)的連通性不好，這些被偏射的分組/突發(fā)將很可能無法到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)。因?yàn)檫@些分組/突發(fā)在網(wǎng)絡(luò)中游弋消耗了大量資源，但無法到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)。很顯然，在這種情況下，其它解決方案會(huì)起到更好的效果。
此外，偏射路由方案只能適用于網(wǎng)絡(luò)負(fù)載比較輕的場(chǎng)合，若平均流量負(fù)載比較重，偏射路由的分組只能降低網(wǎng)絡(luò)的效率。偏射路由方案可以進(jìn)行改進(jìn)，只允許使用某些端口，如果分組不能找到一條合理的路由到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)，即使有空閑的端口它也將被阻塞。
多種技術(shù)融合
由于單個(gè)沖突解決機(jī)制對(duì)性能的改善有限，而且上述三種技術(shù)互不影響或沖突，因此可以采用上述二種或三種技術(shù)有機(jī)結(jié)合的方式。其中，最有效的組合解決方案是，使用緩存和全波長變換的有機(jī)結(jié)合，配合適當(dāng)?shù)目臻g偏射路由。最經(jīng)濟(jì)的解決方案是，最小的光緩存配合部分波長變換，再引入偏射路由機(jī)制，這樣可以大大降低成本，但性能略有損傷。
OBS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
利用OBS實(shí)現(xiàn)IP over WDM網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖2所示。邊緣路由器一邊與業(yè)務(wù)網(wǎng)，如IP網(wǎng)相連，另一邊與一個(gè)核心路由器相連。而核心路由器，可以與一個(gè)或多個(gè)邊緣路由器，同時(shí)與其它核心路由器構(gòu)成網(wǎng)狀網(wǎng)。在入口節(jié)點(diǎn)，邊緣路由器根據(jù)輸入的IP流的特性來決定數(shù)據(jù)突發(fā)大小、偏置時(shí)間。
圖2 OBS網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖 控制分組包含出口地址、偏置時(shí)間、數(shù)據(jù)突發(fā)大小和QoS等信息，提前于它相應(yīng)的突發(fā)數(shù)據(jù)分組在分離的控制波長上發(fā)送，它對(duì)應(yīng)的突發(fā)數(shù)據(jù)分組經(jīng)過一個(gè)給定的偏置時(shí)間后跟隨控制分組傳送。這些控制分組在中間節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)進(jìn)行處理。
在核心節(jié)點(diǎn)，帶寬預(yù)留時(shí)間為突發(fā)數(shù)據(jù)的傳輸持續(xù)時(shí)間。核心單元需監(jiān)視流量的基本要素，包括阻塞概率、延遲和處理時(shí)間等，這些信息決定在入口節(jié)點(diǎn)的光路徑。在出口節(jié)點(diǎn)，數(shù)據(jù)突發(fā)將被拆幀，并拆分成多個(gè)IP包。如果需要，在出口節(jié)點(diǎn)要進(jìn)行重排序和出錯(cuò)重發(fā)處理。而偏置時(shí)間、突發(fā)大小和QoS值等參數(shù)，是OBS網(wǎng)絡(luò)要處理的本質(zhì)要素，這些需在OBS網(wǎng)絡(luò)的入口節(jié)點(diǎn)進(jìn)行賦值。
OBS的應(yīng)用 OBS技術(shù)是為了滿足業(yè)務(wù)增長的需要成長起來的，它具有延時(shí)小(單向預(yù)留)、帶寬利用率高、交換靈活、數(shù)據(jù)透明、交換容量大(電控光交換)等優(yōu)點(diǎn)，可以達(dá)到Tb/s級(jí)的交換容量。因此，OBS網(wǎng)絡(luò)主要應(yīng)用于不斷發(fā)展的大型
城域網(wǎng)和
廣域網(wǎng)。它可以支持傳統(tǒng)業(yè)務(wù)，如電話、
SDH、IP、
FDDI和
ATM等，也可以支持未來具有較高突發(fā)性和多樣性的業(yè)務(wù)，如數(shù)據(jù)文件傳輸、網(wǎng)頁瀏覽、
視頻點(diǎn)播、
視頻會(huì)議等。
對(duì)于大型的城域網(wǎng)，一個(gè)或多個(gè)大學(xué)、大型寫字樓、小區(qū)、企事業(yè)單位，各個(gè)郊縣或衛(wèi)星城，以及人口密集的公共場(chǎng)所等，放置一個(gè)OBS邊緣路由器，完成本地多種業(yè)務(wù)的會(huì)聚，生成突發(fā)。它的接入業(yè)務(wù)可以是多種多樣的，如
以太網(wǎng)(10M、100M、1G或10G)、ATM、x
DSL等。再在各主要地方放置一些OBS核心路由器，完成光突分組的預(yù)留和交換。這樣，就構(gòu)建出了一個(gè)都市OBS網(wǎng)。
盡管OBS在標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議方面還不成熟，有很多技術(shù)還在進(jìn)一步研究之中，OBS仍是一種非常有前途的光交換技術(shù)，它結(jié)合了光電路交換和光分組交換的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)避免了它們的缺點(diǎn)。OBS的特點(diǎn)是控制與數(shù)據(jù)在時(shí)間和空間上分離，控制分組提前發(fā)送，并且在中間節(jié)點(diǎn)經(jīng)過電信息處理，為數(shù)據(jù)分組預(yù)留資源；而數(shù)據(jù)分組隨控制分組之后傳送，在中間節(jié)點(diǎn)通過預(yù)留好的資源直通，無需光/電/光處理；采用單向預(yù)留機(jī)制，帶寬利用率高，并且無需光緩存，實(shí)現(xiàn)相對(duì)容易。隨著快速波長變換技術(shù)的成熟，光突發(fā)交換技術(shù)將得到飛速發(fā)展，成為下一代光傳輸與交換網(wǎng)絡(luò)的核心技術(shù)。
作者：唐建軍 摘自：中國計(jì)算機(jī)用戶
