光分組交換中競(jìng)爭(zhēng)解決問(wèn)題研究.pdf

1、光纖通信技術(shù)的發(fā)展使得單根光纖的傳輸速率超過(guò)了10Tb/s，這就要求基于光電光轉(zhuǎn)換的路由器需具有巨大的存儲(chǔ)容量和高速的信號(hào)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(luò)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(duì)各種上層協(xié)議的支持成為解決光網(wǎng)絡(luò)電子瓶頸的最理想方案。本文將對(duì)光分組交換中的波長(zhǎng)域和時(shí)間域兩種競(jìng)爭(zhēng)解決技術(shù)進(jìn)行研究。 在波長(zhǎng)域的競(jìng)爭(zhēng)解決研究中，首先對(duì)SPC、SPL和SPN三種共享

2、波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)的競(jìng)爭(zhēng)解決方案進(jìn)行了仿真分析。結(jié)果表明：SPC結(jié)構(gòu)的丟包率是SPL和SPN結(jié)構(gòu)丟包率的極限。在相同的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器數(shù)目(沒(méi)有達(dá)到穩(wěn)定值)的時(shí)候，SPN結(jié)構(gòu)的丟包率低于SPL的丟包率，并且在接近穩(wěn)定值時(shí)，SPN結(jié)構(gòu)所需要的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器數(shù)目也小于SPL結(jié)構(gòu)所需要的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器數(shù)目。分析了SPN光分組交換節(jié)點(diǎn)中有限波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器分配FAA算法由于未對(duì)波長(zhǎng)通道分配次序進(jìn)行優(yōu)化所帶來(lái)的問(wèn)題，提出了到達(dá)分組數(shù)最少的輸出波長(zhǎng)通道優(yōu)先進(jìn)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(dá)到FAA最小丟包率的同時(shí)能夠更好的節(jié)約波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器的數(shù)目。通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該算法在低、中和高負(fù)載情況下，比FAA算法更節(jié)約波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器和更小的丟包率，而且在低負(fù)載時(shí)MDF算法的優(yōu)勢(shì)更加明顯。MDF算法在高負(fù)載下，丟包率到達(dá)穩(wěn)定值所需要的LRWCs數(shù)目比低負(fù)載多。增大LRWCs轉(zhuǎn)換度d值，會(huì)降低系統(tǒng)的丟包率，同時(shí)也增加系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定丟包率所需的LRWCs數(shù)目。持續(xù)增大轉(zhuǎn)換度d，系統(tǒng)丟包率降低的幅度越來(lái)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(shí)了波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換競(jìng)爭(zhēng)解決非常適合于突發(fā)業(yè)務(wù)。 在時(shí)間域的競(jìng)爭(zhēng)解決的研究中，首先對(duì)一種反饋FDL結(jié)構(gòu)的競(jìng)爭(zhēng)解決方案進(jìn)行了仿真分析。結(jié)果表明：反饋FDL結(jié)構(gòu)在低負(fù)載時(shí)對(duì)丟包率的改善非常明顯，對(duì)高負(fù)載的改善卻十分有限。并且隨著FDL數(shù)目的增加，對(duì)系統(tǒng)丟包率的改善不會(huì)趨于一個(gè)極限值，這是與采用波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)解決方案的不同之處。突發(fā)業(yè)務(wù)對(duì)FDL影響很大。FDL數(shù)量越多，平均

5、突發(fā)長(zhǎng)度越長(zhǎng)，負(fù)載越高，丟包率和平均時(shí)延也越大。我們對(duì)同時(shí)使用波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換和FDL競(jìng)爭(zhēng)解決方式的交換節(jié)點(diǎn)模型，進(jìn)行了仿真，分析了非突發(fā)業(yè)務(wù)下和突發(fā)業(yè)務(wù)下，負(fù)載、FDL數(shù)目、波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器數(shù)目和丟包率、時(shí)延之間的關(guān)系。結(jié)果表明：LRWCs不足時(shí)，F(xiàn)DL對(duì)丟包率影響不大，丟包率主要決定于LRWCs數(shù)目；LRWCs充足時(shí)，少量的FDL可以明顯降低丟包率。低負(fù)載時(shí)，合理利用兩種競(jìng)爭(zhēng)解決方式能將丟包率降到很低，而高負(fù)載則很難。最后，證實(shí)了低負(fù)載時(shí)，使用少