Burst-Switched遗留和未来光网络支持服务类型

文摘

关注的原则和范式,概述解决能预期的性能和应用问题。建议观察发表十多年,提出技术传播到很多方向。本文包含的讨论奥林匹克广播服务公司遇到一些挑战,为了编译大局。奥林匹克广播服务公司原则提出了无限制的个人建议和趋势。优点是公开讨论,考虑基本话务理论和常见的交通特性描述。比平时的更一般的观察范例公正讨论,发现最近的提议能够克服不足之处。总之,一个奥林匹克广播服务公司,提供不同连接类型可能支持大多数客户的要求在一个唯一的光网络层。

1。介绍

光突发交换(突发)讨论以来强烈的介绍。庆祝下一个主要的信息传输技术的发展在分组交换的发明之后,最近的研究效率查询单向控制的建议,及时(JIT)方案以及更高效的今天更受欢迎只是足够的时间(喷气)方案1]。效率不如线路交换树干如果是作为纯粹的衬底网络连接IP路由器传输数据包流。这适用于提供运输质量和平均资源利用率,并批准为什么奥林匹克广播服务公司今天没有广泛使用。

争用,或更准确的统计碰撞潜在的结果不可避免地假定单向信号,光突发的挑战。利用可能增加竞争水平如果争用解决机制被认为是(2]。此外,特定的服务需求可以提供更好的观察,如果我们观察观察更多的公开和假设双向信号可能对某些交通流量。

显然,IP将长时间保持应用程序的主要接口。另一个问题是是否应该唯一的IP网络协议在骨干网络。引入多协议标签交换(MPLS)已经表明,更好的是可能的。当前的全面介绍MPLS (GMPLS) [3)把电路交换,表明有强劲需求差异化的传输质量。也因此,奥林匹克广播服务公司需要提供多样性才能成功。陷阱是假定分组交换的原则可能是直接从电子产品映射到光学(4]。不存在光取代无处不在的随机存取存储器(RAM)。至少如果没有设备可以存储和释放光子对需求是发明。我们需要找到的解决方案不偏向缓冲。

采用直通交换范式,奥林匹克广播服务公司不一定需要传递数据的缓冲。这有助于微不足道的只有光速传输延迟决定。然而,观察受到挑战,需要一个有效的和动态管理的光学跨越(5),如果不加上频繁3 r再生(振幅、形状、时间)。不过,通过光信息传输的设施在纤维是压倒性的。低衰减,使巨大的跨度和更少的信号能量损失中,内在环境保护和安全,和巨大的产能,可以增加需求通过添加更多的纤维,fibre-based通信网络是最重要的特性。然而,25/50/100 GHz的粗粒度宽波长division-multiplexed (WDM)通道很难有效地利用单个服务。奥林匹克广播服务公司来解决这个问题:它提供了一个网络替代,它结合了多路复用波长和时间在光学领域。

当前的“光学”骨干网络使用纤维和波长通道连接电气开关。光学通道的容量是电分成许多数字通信通道。这需要将所有信号在每个节点路由/交换的数字领域。考虑到单个纤维可以传输数字信号与总结的几个Terra-bit每秒,我们认识到核心交换机,例如,80 fibre-ports(与16股每个互连5 fibre-cables)需要巨大的处理能力来处理可能通过数字信号。奥林匹克广播服务公司躲避电存储运输数据,从而解决了这个可伸缩性限制,功率消耗,因此成本驱动因素(6- - - - - -11]。

可实现的性能和服务支持的关键问题被认为是在这个概述。部分2,3,4概括的原则的基本观察及其基础网络层的性能。选择实现选项给出部分4,5,6,也比较当前系统和结果讨论了培养一个大破裂的图片切换。集成问题和潜在服务中概述部分7基于一个示例应用程序场景。最后,部分8总结了公正的概述,总结潜力和选项。

2。光突发交换

突发传输的信息被组织通过破裂。每个破裂是一个自治单位与破裂控制分组(BCP),如图1。信息封装在一个所谓的数据(DB),这是通过透明的端到端切换。这使突发交换与光分组交换(OPS),头信息是不可或缺的一部分单位的运输信息。

BCP是否运输专用波长,专用纤维,或爆发之间,是一个实现选择。注意,DB是一个时间框架包括任何start-of-frame迹象和内部guard-bits /次插入源。破裂的内部格式一般是未知的中间节点,因为指示和监测数据库内容通过在光学领域是不可能的。

没有争用解决光突发面临的性能问题如果足够数量的平行通道不可用(12]。偏转路由可以有效地解决这一问题而不增加硬件的努力和支持和更多的利用在现实的损失率70%共同通道数字和(动态)载荷分布不均13]。光纤延迟线数组(FDLAs)可以添加到解决争用问题(2,14- - - - - -16]。特殊(可选)破裂装配方案可以应用到允许竞争脉冲截断。这可以用作附加争议解决机制17- - - - - -19),但需要额外信息BCP封闭。然而,从而可实现的改进是对数、指数相比改进添加更多的渠道产量。

考虑到突发交换传送单元,突发的block-architecture核心节点是显而易见的,如图2,我们假设bcp运输专用的波长。的基本构建块是全光学交叉点开关矩阵和BCP处理单元。

是否和集成波长转换和/或光纤延时线同时也为了解决资源需求是一个供应商的决定。渠道每个链接可以是相同的波长在不同纤维、不同波长在一个纤维,或两者的结合,这取决于可用的本地光交叉连接功能。适用的路由策略并不是绑定到节点的设计。然而,实现性能和变量考虑路由相关的功能实现争用解决机制。

2.1。BCP处理性能

之前看光学运输机我们分析控制飞机的性能需求。BCP处理时间可以在一般假设确定的,因为BCP最有可能有相同的大小和需求类似的行动。虽然BCP处理单元的实际实现(例如,网络处理器)大概是基于高效、管线式,一般性multiscalar处理器架构,为了简单起见,我们假定一个处理单元的有效处理速度近似任何架构。Inter-arrival时间分布是一种先天的未知,不能由设计决定的,如果一个特定的客户类型专用的特色不是假设。因此,我们可以模拟BCP处理单元由一个G / D / 1 / s排队系统,G表示一般分布,D确定性分布,是系统大小(BCP的数量,同时可以模仿中BCP处理单元)。BCP损失率的上界(1)根据派生20.]: 在哪里的概率是一个等价的G / D / 1排队系统与无限队列超过客户现在和是逆负荷,服务速度在到达率。

这显然需要最小化每个BCP丢失造成的损失分贝表示。BCP流时间(从BCP到来直到完成BCP处理)是同样重要的是,因为转发BCP太晚造成的损失相关联的数据库。流时间有限系统由无限系统发现的上界。为泊松分布inter-arrival * (M)和粗糙的近似分布,我们可以使用M / D / 1排队模型研究了Erlang ff(1909年21)一个上界。使用Pollaczek-Kinchin公式M / G / 1和设置得到系统填充M / D / 1,我们可以使用作伴公式得到流动时间约束(2),被流时间分布的期望价值: 在哪里是期望算子,平均负载,和M / D / 1 / s的指标模型使用。

让我们插入的丢失概率在(1)。只搜索一个束缚,我们可以用一个分布式取代确定性的服务时间,例如,一个负指数分布。注意,确定服务流程导致损失率低于任何分布式,如果到达和服务过程是不相关的。因此,我们可以使用可用的结果M / M / 1 / s [22]get (3): 在哪里的概率是M / M / 1 / s排队系统的状态客户的系统,也就是说,到达的阻塞状态控制数据包无法进入处理单元,因为其队列。在图3BCP的丢失概率和BCP BCP造成的流动时间处理单元所示关系规范化控制飞机负载(BCP-load处理单位有效的服务速率)。

计算BCP-loss由于流时间分布我们需要计算的概率BCP需要更多的时间通过BCP处理单元比考虑时间规范。减少造成的损失BCP flow-times(例如,≤10⁻⁹)有效的服务速率大小比实际快到达率是必要的。的系统规模可以优化根据请求的总数(组合)BCP损失率作为主要设计准则。

2.2。资源利用率和DB阻塞

两个请求资源碰撞的概率可以由造型一个外向链接系统G / G / n / n损失。一般假设如下:inter-arrival爆发时期路由到相同的外向链接不相关(独立),还有平行每个链接可用资源。在[23)结果表明,Erlang模型(21]大大高估了这个概率和Engset模型(24更适合。然而,使用Engset我们需要知道输入输出渠道的关系。我们不想限制特定实现变体的研究,我们使用不准确Erlang模型和记住,需求减少碰撞会发生(25]。

单向预订和无法单独延迟DB,需求碰撞平等DB损失和利用泊松分布的移民 在哪里是由Erlang_B方程(26]。比较和同步,time-slotted电路交换(即,,(22])或基于存储转发的数据包传输电路交换通道(即,,(26]),我们看到需求碰撞(破裂争用)是一个问题。这些是修道院避免,或者需要足够数量的平行通道(与传统电信网络)。

如图的平行渠道提高性能如何4。16个平行通道已经大幅提高性能。考虑到路径由几位跳27,28),16通道足以达到破裂损失率< 10⁻³/ 8啤酒花如果30%的利用率是设计负荷目标。256年80%的利用率平行通道是必需的,有效的实现只能通过完全点燃密集波分复用平行纤维4日和阻止自由任意对任意波长转换。

传输性能并不完全公平。更长的时间更容易受到比短的争用。另一方面,长星展银行导致减少控制开销传输相同的码率。切断减少信号是可能的,如果一个BCP宣传一系列小星展银行(29日- - - - - -31日]。双向预订更好资源规划,避免损失,通常认为过度如果申请个人爆发。然而,巨大的爆炸和链连续爆发双向预订公平需要考虑的原因。参见[12),这个选项被称为快速或动态光学电路交换。

2.3。通过本地延迟线路争用解决

除了增加并行可用波长通道的数量,潜在竞争可以解决光纤延迟线数组(FDLAs)和波长转换单位。后者增加的数量可选择的渠道,因此改善可比有助于增加更多的渠道。的转化率显示的数量几乎相等的通道:212对,如果我们假设16不同波长()每个物理信道(纤维)。

FDLA的设计是一个开放的问题。在[32)一个模型被用来确定最佳粒度,最小的延迟单元的大小。的大小FDLA是插槽的数量提供。访问任何的倍数假定。不同的设计方案和模型存在;见,例如,(14,15,33,34]。

图5显示仿真结果。每通道的阻塞概率可以大大减少。的扩展实现波长转换和FDLAs是供应商选择,因为类似的性能可以与不同的设计实现。

2.4。评论分析的假设

实际流量特性可能会影响性能。消极的指数分布的举行时间是不现实的,如果我们考虑典型的破裂组装策略进行讨论。节中给出的方案6在[29日实际上)创建一个混合的保持时间特征。Inter-arrival倍也不是泊松,因此M / M / n / n模型不适合完美(35- - - - - -38]。不过,负载骨料运输在光学通道是由许多装配过程。如果这些(即不相关。,independent processes), then we can expect that in consequence of the central limit theorem the assumed distributions represent a reasonable approximation.

实现有利的交通总量(39支持性能可靠,平滑可以保证智能破裂在光突发装配和调度控制终端。突发交换消息,爆炸是组装和单独安排在电气领域中,网络访问控制和流量整形导致忽略额外的硬件工作。然而,这些机制的有效协调是一个挑战,需要研究和标准化,但这里所列的范围。

3所示。突然装配和端到端性能

任何突发交换实现的一个关键过程是组装。装配过程固有的观察,在服务的质量(延迟和抖动),观察提供了客户端层(40]。在文献中可以找到许多建议组装过程。列表和讨论提出的所有选项的范围;参见[17- - - - - -19,40,41),为例子。在这里,我们专注于核心网络相关的事宜,即突发长度和破裂调度(inter-arrival时间)分布。这些特征与网络层相关的性能。

3.1。破裂的一代

实现连接类型相匹配的流动特性,我们发现两个基本参数,可以调整:(a)突发长度和(b) interburst时间。基本的调度表列出了不同的流动特征1。

支持流码率的要求,连续提供的容量计划破裂(脉冲流)的需要 在哪里是平均破裂长度,平均inter-arrival时间,line-rate一个奥林匹克广播服务公司终端的码率调节光学载体(波长)。注意,后者不是一个网络常数;奥林匹克广播服务公司可能使用不同从终端到终端。

核心网络的约束应考虑除了交通需求约束。他们效率相关和不严格的服务相关的:(我)最小脉冲串长度> guard-time,(2)平均突发长度偏差应小(42),(3)生成的猝发传输率≪BCP处理能力。

一些公平偏好的结果从较短的事实更容易安排比非常长(43]。所有burst-lengths需要平等如果这个问题应该取消42]。然而,它也可以用于服务差异化(44]。

方案支持多种服务类型允许个人和可调节的上界和下界,突发长度和scheduling-rate。scheduling-rate上界(逆inter-arrival时间引起的脉冲流)将控制的网络控制平面上避免拥挤,从而防止DB超过其BCP。一种自适应窗口方案都可能使用TCP(传输控制协议),以及更复杂的访问控制和流形成机制。上下界scheduling-rate必须遵守服务抖动约束:小scheduling-intervals介绍不抖动。

这与建议使用全局目标释放量和inter-arrival时间。任何理论上的最优解实际上是遥不可及,如果个人无法满足交通需求。然而,一般一两个参数可以调整网络的需求。

3.2。破裂组装模型

在本节中,我们提出一个模型组装IP数据包的破裂。应用、时间和大小限制,在文学这个方案通常被称为混合破裂大会(45- - - - - -47]。一致性和可用性分析,我们假设IP数据包根据泊松过程到达-指数分布式inter-arrival乘以和数据包的长度,和装配过程是利用100% ()。

图6描述了这个组装策略。如果有时限的,立即停止组装,这意味着没有更多的数据包成为补充道。这限制了抖动,因为它边界之间的时间到来的第一个数据包组装到一个破裂,这突然变成了准备传输的时间。另一方面,破裂的大小是受如果超过size-bound立即停止组装。因此,破裂概率损失由于降低了调度处理性能。这种行为的马尔可夫链模型图所示7。

评估的条件概率的问题描述当前的释放量在装配过程中,并通过自第一次加载的时间组装。利用拉普拉斯变换这已经解决了48),和分析结果如图8符合模拟。

数据包的数量/破裂而不引人注目的分布,和两个边界可交换的影响。峰值在邻近的更严格的约束,根据距离稍微转移其他绑定。突发长度分布更有趣。如果我们观察到分布分解,我们确定一个类似于泊松分布的贡献从绑定的时候,和一个顶点的指数衰减长度。但是,如果我们假设破裂损失概率是或多或少相同的类似的破裂长度,我们可以近似halve-sided狭窄对称的一个高峰,近似连续裂解大小分布的正态分布。这也是在线的财产大量数据包组装中心极限定理的假设是正态分布的趋势,如果贡献流程(单个数据包大小)是不相关的。最后,聚合足够数量的近似正态分布相当于聚合的精确分布,如果个人接近显示相应的均值和方差。

完成这项研究我们进一步需要突然到来的特点,即连续脉冲之间的时间分配(inter-arrival时间分布)。以前我们认为它遵循泊松过程。图9足够burst-flows叠加显示,从不同的装配过程相当完美的相似性与负指数分布结果,虽然每个破裂汇编程序的输出是非常不同的。再一次,我们观察突然峰值和指数衰减,现在造成的固有的时间约束。最初的指数衰减接近零的结果负指数分布的性质,我们假设数据包的一代。

对于我们的研究,我们可以假设一个足够数量的破裂流导致交通总量上链接。例如,10 Gbps链接至少携带30破裂流时利用30%,如果个人流动必将≤100 Mbps的入口(访问链接)的网络管理(控制)的承认。结果考虑IP流量的自相似性可以发现在2]。结果表明,泊松近似的适合小时间尺度,而超几何特征是观察到的大时间尺度。

3.3。端到端性能

的两个关键性能指标服务端阻塞——/损失率和延迟。抖动也是一个问题,但被绑定到终端,考虑到长久的装配过程和的影响对于burst-loss无序的数据。图4描述了损失率和并行通道的数量之间的关系。我们比较结果和M / M / 1代表行动。阻塞的双向预订的问题的范围,因为它需要考虑实际的资源分配策略正确估计潜在影响和预订成功(往返时间25]。

自端到端性能是排队的问题——/ loss-networks,我们假设独立网络节点之间的普遍应用。方程(6)和(8)提供性能近似,啤酒花的数量,表示当前节点,下一个节点沿着一条路径:

方程(6)提供了一个近似的意料中的端到端损失率,针对不同的系统,我们可以插入已知预期损失率per-hop: 与相应的计算,和显示本地链接到达率和负载提供渠道的服务速率每一个。表明每跳的损失率,M / M / n / n有关Erlang_B,阻塞概率的公式描述图4。

我们注意到(6)提供了一个安全的上界如果M / M / n / n模型代表一个坏的情况下,也就是说,当精简效果(49)和网络访问控制保证交通总量比泊松(例如,提出了平滑(39])。

运输所需的时间包含特定信息的爆炸单元在(8):

在(8我们介绍了往返时间考虑从信号延迟。单向信号仅适用于如果突然需要改期(所需的时间告知源损失等于一半的往返时间)。双向预订整个往返时间需要信号的路径,和1.5往返时间的损失。没有运输管理(UDP)加权的一部分不为一个连接的长度和损失的影响是转移到上层。

描述结果我们需要承担一些负载分布。相等的载荷分布是最好的案例。然而,它代表一个有效的最坏情况近似,如果我们应用最大负载压力最大的链接的所有链接。计算图中所示的曲线10以下假设是:光突发装配时间(平均)破裂长度,guard-time破裂长度,BCP处理破裂长度,喷气机信号;行动:数据包大小= 0.1区间长度,缓冲区大小= 10×链路带宽(仅供损失率计算),运维头处理≤数据包大小;两种:链接长度(传播时间)破裂长度、路径长度是2、4、8啤酒花,分别路径延迟,没有重组的爆发在亏损的情况下,每跳相同加载。互惠的负荷增加由于损失不是考虑;即迭代起止点评价。

图10显示,观察16平行通道,造成的损失高于行动;256年的平行通道观察更好。考虑延迟,行动明显优于观察。实际上,光突发延迟与设计负荷的目标并不是很load-dependent。图10显示了30%和80%负荷跟踪目标(16日和256年并行通道),而由于破裂损失率的差异略有不同。由于小BCP的平均处理时间(需要实现微不足道的BCP损失率BCP排队)延迟为奥林匹克广播服务公司客户显然是由装配过程。一个详细的研究[27]。

4所示。只是足够的时间信号方案

光突发交换是交换原理与电路交换,尽管信号通道设置,通道销毁相结合在一个单一的消息。奥林匹克广播服务公司在与分组交换常见典型的单向预订(tell-and-go)。今天最受欢迎的是足够的时间计划(喷气)(1]介绍了路径依赖时间。在给出的地平线优化调度方案50]提到飞机实现示例实现的复杂性。飞机的主要特点是简单和灵活性。任何时间和释放量是可能的;没有内在的约束。然而,路径依赖导致基本讨论(51,52]。原则上观察信号,通过控制消息并不局限于单向的。承认双向预订是一般很少考虑,因为研究IP在突发交换应用程序添加延迟似乎盈余。在这个问题上的一项研究提出了(53]。

路径由一系列的啤酒花和bcp的处理要消耗一些时间。因此最初插入时间减少跳了跳,如图11。,初始时间之间插入BCP和DB的来源是这样的路径的最后剩下的时间是充分的,是飞机的主要需求。因此,要么一个常数最坏的时间足够的最长的可能路径或路径确定相位差插入。后一种方法是首选的,因为相位差增加延迟。一般prerouted路径假设不准确的按需路由来源的问题。然而,需要选择第一个选项如果在案件的焦点分布式路由或偏转路由。

另一种方法对这个问题提出了(54这里简要地重复。关键是要摆脱时间和实际路径之间的依赖。该方案限制BCP处理性能的影响个人的邻近节点补偿对时间的影响通过匹配延迟线中添加到数据通道,如图12。

延迟太准尺寸,有高概率插入延迟超过一个BCP所需要的时间。沿着路径平均增加了相位差,因为大多数bcp不会消耗这坏的情况下时间。这有效提高资源利用率,因为增加收时间减少争用的可能性,从而减少资源浪费在突然失去了路径的末尾(55]。

与补偿BCP-delays初始时间与路径无关,如图13。插入延迟线路一般会增加延迟。这里,我们必须考虑到BCP处理时间在拖延时间或分布式的破裂,插入延时线的数据通道没有负面影响的延迟运输经验的信息。比较图13与图11我们看到的数据封装在一个破灭,端到端延迟不是增加;也就是说,虚拟通道的长度是相同的。

插入这些延迟线显著提高飞机。它使研究分布式路由方案的使用(例如,OSPF)和有效的自治争用解决方案(例如,偏转路由)。提高网络可靠性,服务可用性、耐久性和维护。因此,飞机应该考虑这个选项只在一起。色散补偿光纤放大器实际上可以延迟线的一部分,如果,例如,bcp使用1300 nm的单跳传输窗口,和DBs衰减越少1550海里传输窗口的多次反射传播。

5。GMPLS /奥林匹克广播服务公司集成

目前,通用多协议标签交换(GMPLS) [3)控制平面(CP)是控制集成电路和基于服务的解决方案。奥林匹克广播服务公司并不适合GMPLS的严格的等级制度,不同的选项GMPLS /突发交换集成可以在文献中找到。一个简短的调查提出了解决这一重要问题。可以找到更详细的讨论在56]。

5.1。奥林匹克广播服务公司和GMPLS控制平面功能

任何突发交换网络控制功能需求如下(57]:作曲、发送和处理bcp(资源配置的信号),源和目的地之间的搜索路径(路由),确定所需的时间(时间管理)如果需要,并支持可选的争用解决方案(减少破裂损失率)。GMPLS控制框架提供了两个通用功能:路由(找到一个明确的路径)和信号(执行显式资源预订)。仅仅比较显示,GMPLS可以覆盖路由,它可以适应突发信号的支持。其余观察CP功能不能覆盖的GMPLS控制飞机。事实上,大多数的文献侧重于共存的两个独立的控制飞机,而不是一起变形。

在[57]GMPLS-controlled观察的可行性分析。等方面实现,功能集成,为突发交换网络操作和优势进行了研究。作者现在最需要控制修改,得出GMPLS框架的优点不能直接利用和直接观察环境。

5.2。GMPLS服务器层

在[58- - - - - -60)的主要方法是使用GMPLS奥林匹克广播服务公司网络拓扑定义和突发交换网络似乎是覆盖在GMPLS-controlled光学网络。的作者(58]表明,标签单元BCP和两个BCP及其相应的DBs,被当作客户机通信,所以都驻留在数据平面GMPLS-controlled网络。的作者(59)提出利用GMPLS CP定义设置显式光路的光突发网络拓扑和提出协议扩展(61年)需要实现,如果没有严格的资源预订。从技术的角度来看,这个方案提出了GMPLS CP定义了一个虚拟拓扑,一个覆盖光突发网络可以用来传输(图14)。两个建议没有明确资源预订在GMPLS信令不反驳的统计多路复用功能观察。一个概念验证的方法59)可以在最近的工作中找到相同的作者,严格保证QoS级别,GMPLS-controlled突发交换网络。郭et al。60)提出一个多层体系结构,其中突发交换链接是GMPLS-controlled光路。然而,他们只使用GMPLS网络创建interdomain物流服务商的纯光突发领域紧密相联的。

上面引用的提案建议定义(分别地。、管理)突发交换网络的拓扑结构。这种方法的问题是,突发交换网络的性能改善和可用资源的数量成倍增长。因此,目前的资源不利用应该随时可以观察。奥林匹克广播服务公司节点维护一组最优的物流服务商之间是至关重要的。上述建议都提供了完整的解决方案为一体的GMPLS和奥林匹克广播服务公司。光突发交换被认为是固有的争用问题解决在光突发CP,和严格的QoS GMPLS的供应是不适用的。

5.3。GMPLS和通用的光突发网络集成

GMPLS /突发交换集成的其他选择是使用奥林匹克广播服务公司作为一个通用的传输解决方案支持各种切换功能。光突发网络作为潜在的交通网络,能够连接不同的切换域(从层次结构GMPLS)通过观察不同连接类型。这种方法被描述在29日),并打算将所有已知的服务集成在光突发框架。定期爆发(中概述的操作一样58- - - - - -60)适用。定期爆发(恒定码率连接)和波长通道的传统GMPLS信令资源预订可以使用。不幸的是没有具体的细节,这种适应和扩展(29日]。

实现这样一个集成存在两个选择:(一)观察CP的分开和独立显示CPs(图15),或者(b)修改GMPLS信令执行DB信号,这将促进GMPLS-controlled遗产之间的横向集成服务和突发传输如图16。

意识到(a)观察信号需要适应,建议在29日]。潜在的最强大的集成选项(b)。在GMPLS信令所需采用后者意味着GMPLS资源预约过程的变化(支持单向)和特定的适应函数的边缘光突发网络翻译传统的GMPLS OBS-compliant信息的信息。这种方法的影响进行了分析(57),分析可能的GMPLS协议扩展和修改可促进DB信号使用GMPLS协议。(中概述的电源项目11打算解决这个问题(除了其他)市区网络组成的观察和操作切换区域。

6。流传输模式

流传输模式(英尺分)(62年)是基于观察和扩展,提出了在佩顿(29日)集成电气和无线最后一英里一个完全破裂交换网络基础设施提出水平集成传输选项来实现区域和层独立的支持任何服务类型。比得上奥林匹克广播服务公司,它是一种超越传统的统一的数字通信模式。英尺分使多路复用不同的通道类型在同一运输资源没有限制(层次)限制了灵活性。英尺分利用潜力整个统计时分多路复用,因此优化资源利用率并非不可能。提供功能相同的那些从电路交换和分组交换这提出了一个通用网络范式。

一种内在的特性是校长的端到端透明度。信息单元不限于特定的格式和因此英尺分终端可以自由选择调制和数字格式在操作过程中不需要通知网络,只要提供连接的破裂(时间间隔)足以封装的框架创建的来源。不仅在设计的光学领域,英尺分使不同最后一英里的集成技术。最后,中继节点可能执行O / E / O转换和破灭延期灭绝奥林匹克广播服务公司的约束。

在电气和无线领域英尺分代表multi-bit-rate TDM的方法。在透明的边缘节点突发交换域仅仅把电爆炸1:1到光脉冲,反之亦然,而不改变数据的结构控制,也就是说,没有表演大会。爆发在英尺分终端只创建和拆卸。

提出了(62年]英尺分将支持许多不同的连接类型(服务)。基本类型和相应的信号要求表中列出2。

而双向信号一直是一个选择,一些服务类型推荐它。所有服务,保证交付没有损失实际上失去了脉冲需求的监控和延期使用公认的预定计划。还授予某一通道容量或启用获利能力调整承认预订。(中概述的关系优先级63年,64年使用单向)仍然可以应用在服务预订。因此,相对服务类定义的IP完全支持。

一个英尺分开关(图的设计17)相同的一般观察开关。但是,英尺分添加选项实现它在电域,因此可以考虑缓冲选项和率转换选项MUX /多路分配器内的单位线——卡。

基于表2所需的信号选择如下:(我)无限的持续时间和专门销毁消息,(2)重复切换请求相同的破裂,(3)虚拟线路容量变更请求,(iv)显式路由单广告,(v)单一的破裂与确认广告,(vi)飞机单向信号。

没有明确提到的不同的确认要求和路由选择。特别是对于路由结合双向信号知名方案需要采用或新开发的为了最大化路由成功的可能性。最后,为了保证可靠的网络性能有益的接纳控制机制需要被定义,研究和标准化。

7所示。应用程序/规范的例子

更好地突出光突发的含义和特性和英尺分我们概述一个典型场景。潜在候选人开创性应用城域网络和室内/安装。为主,如果其他技术不能有效地提供要求的服务类型或持久能力达到顶峰。自主的自我管理连接配置根据ASTN [65年)建议在这一领域,硬件需要有竞争力的价格。

7.1。示例操作/网络体系结构

我们考虑一个城市光纤到家庭/建筑/抑制(FTTx)开放获取政权下网络运营商66年]。访问的网络运营商不提供服务消费者;相反,它提供了连接连接消费者所需提供的应用程序不同的服务提供者。能够有效地支持广播服务节点重复爆发。网络终端客户的前提是特定于服务的客户打算使用当前DSL调制解调器)(相似。例如,DVB (67年]接口可以直接提供给媒体机顶盒连接电话的锅或ISDN接口,和一个以太网接口服务。操作员将提供连接到企业客户希望连接的前提。因此,安装终端将包括各种典型和特殊接口支持范围广泛的服务和解决方案。

考虑一个网状网络拓扑,支持冗余连接为服务提供商和业务客户,并通过本地消费者之间的资源共享连接无源光网络(图18)。这个例子可以扩展到国家/国家/国际报道,如果中继节点添加需要的地方来克服span-limitation由透明传输。

7.2。模范规范潜在的破裂特征

虽然破裂从纳秒时间是可能的,以下列出的示例应用程序显示领域的一个现实的突发长度是125微秒。最小时间等于10%的区间长度提供了最坏的处理(大约10微秒认为可行,作为设计参数(50)+ 2.5微秒警卫队时间交叉连接设置光电开关所需硬件(68年]。此数据库大小支持统计上有效的以太网帧封装(10 G接口)和IP数据包,也就是说,从SDH已知的方案。我们可以计算连续服务这样一个目标区间长度的影响。

mpeg4编码HDTV流(≤20 Mbps)结果的平均破裂inter-arrival时间≤10 G line-rate 62.5毫秒。这将导致延迟与那些专业的MPEG4编码器。然而,互动HDTV视频应用程序认为是绑定到延迟< 150毫秒(69年)(或< 100毫秒(70年])。对于单向应用程序(通过http、ftp、流媒体等)这并不适用。在这种情况下,dejittering是由缓冲重组的内容传播的碎片。

电视信号从事件位置广播中心需求未压缩的1080 p高清电视信号的传输(3 Gbps) (71年]。使用125微秒脉冲在10 G能力环境调度间隔的结果略高于0.4毫秒,因此收益率生活方向所需的延迟可以忽略不计。

最后,如果我们假设访问生产线效率100 Mbps /客户在不久的将来,爆发≤125微秒导致破裂装配引起的抖动< 15毫秒内相邻脉冲之间的传播阶段。这个值是一个级低于要求抖动敏感的IP服务(69年,70年),给IP-induced抖动留下足够的储备。然而,去年的超时,没有完全填满的一个传播阶段,需要建立符合。

上层入口流量突发环境塑造是矛盾的,因为奥林匹克广播服务公司服务丛发性交通最好。显然,观察运输机,引入的系统的抖动,也就是说,丛集组合,调度,和拆卸,需要被忽略的传输控制协议(安全和)封装的数据包流(72年]。减少拥塞窗口大小低于单一破裂原因往返时间的增加,这是相反的普遍预期。此外,TCP反应问题可能源自lost-bursts或者无序接待由于一些突发的交通拥堵解决机制。这已被证明在许多的效果仿真实验发表。坚实的问题以及可能的解决方案的讨论总结(2]。结果表明,TCP麻袋执行突发交换环境,最好和太浩最差。这些问题应该减少相对小的泡沫尺寸我们推荐的关键。不过,TCP选择和parametrisation可能影响IP在观察性能超过它的IP, SDH环境。英尺分可以请求平均破裂率抖动敏感的服务。然而,这将是低效利用这个特性来弥补一些TCP的抖动的敏感性变异如果运输服务(例如,http、ftp)不是抖动敏感。

7.3。可能需要和运营商提供的服务

(我)IP包隧道
奥林匹克广播服务公司和英尺分显然支持爆发控股IP数据包的传输。破裂组装定义了抖动,这使得服务质量可控的和透明的。显然,普通服务适应丛发性用户数据报协议(UDP)建立交通最好。适当的组装要求服务策略和合适的传输控制机制需要提供和选择。

(2)隧道以太网帧
类似于IP数据包以太网帧可以聚集在破裂。脆弱的以太网信号太小和延迟敏感消息允许装配进入特殊的爆发。提出了一个选项(73年)是定义bcp提供插入这些以太网控制所需的空间信息。

(3)电路交换连接节点
本地连接ATM和SDH开关是一个重要的迁移提供。重用的纤维虽然不要求关掉SDH、ATM交换机和服务是一个令人信服的报价。自动取款机服务可能有效地利用不同的连接类型;SDH的链接需求恒定码率线。

(iv)隧道对流量
英尺分是基于这个想法直接通过虚拟背靠背连接终端连接。工作需要花在分裂、编码(重新)定时和(重新)同步。终端厂商将实现他们能负担得起的和销售。主连接类型是CBR服务。动态线(74年]可能支持的可调线服务。

(v)波长配置
支持使用专有的调制格式的应用程序或技术,严格需求时间连续optical-bandwidth,例如,有线电视(DVB-C)和radio-over-fibre(学院),唯一的选择就是把他们整个波长。电最后一英里可以通过类似的集成(线性)E / O, O / E转换,如果这是经济上的。

(vi)的文件传输
与破裂安装文件大小可以做有效的文件传输。巨大的爆炸很难路线;因此是很重要的对于这个应用程序依赖于一个双向预订机制本身发现最好的碎片和调度。

(七)多媒体广播
200 HD和SD MPEG4压缩电视频道总结≤2 Gbps。装配所有并行流允许运输整个生活程序在单个脉冲流。没有网络资源需要传输多个破裂流,如果核心节点可以重复播放。

(八)监测
数以百计的视频流并行传播,无论人类监督领域是必需的。预配置树提供保留容器合并根据优先级可以有效地支持这个应用程序。

(十一)远程控制
如果控制事件是罕见的,这不是太大的负担使用整个优先发送控制信号。大部分的爆发将不会使用能力;鲁棒性是问题的关键。

更多潜在的应用程序可能会说,和新的应用程序弹出频率不断增加。因此,现代技术需要可采用的安慰未来核心组件的应用程序无需更改。

上面的远程控制应用程序已经表示一个主要的缺点:过小流量不能有效地运输,如果应用程序不是非常延迟不敏感。这样的应用程序产生的交通应该培养与其他运输流量。不过,不是禁止或不可能运输部分空的爆发。

8。结论

讨论了光突发交换范式之后,挑战,和选项的改进,我们得出结论,可能意识到独立自主的核心节点支持的应用程序和连接类型。奥林匹克广播服务公司和英尺分支持透明的终端之间的连接。这些可以自由调整支持遗留和未来的应用程序的要求。

相比目前无处不在但无形的核心网络提供IP路由器之间的链接(树干),可实现资源利用率可能相当可怜。与通常的负载运输在树干之间的IP路由器'(≤30%),我们意识到留下包在电路的效率改进模式。明显的优势是,佩顿和英尺分计划利用统计复用,同时可以提供circuit-like连接在一个网络层。

智能终端执行访问控制和流形成(自适应破裂组装)可能被视为缺点。然而,类似的方法(录取控制)目前为全ip环境调查,结果也同样适用。与核心IP-routers和100 GB的以太网交换机相比预期的低功耗应该大小。这降低了运营成本和环境影响,建议突发交换作为下一代支柱技术。

合并与GMPLS /集成提出了许多挑战。我们调查了两种可能的合作互动,都似乎是可能的。然而,观察的能力和英尺分来支持不同的切换域并行建议观察与服务层功能使用户GMPLS控制。因此,虚拟路径表示的GMPLS一般不会驻留在一个电路交换通道。这个修改会导致没有问题,如果需要提供质量可靠。

性能结果和应用实例是故意基于众所周知的技术和技术表明,观察者可以意识到现成的。Erlang模型被使用,因为它是常见的,很好理解,在低负载高估了阻塞。因此,我们可以预期更好的性能比计算边界表示,也就是说,假设被保存方面与我们的预测。

最后,特定于技术的实现细节和备选方案的范式是故意离开一边为了促进这种潜在的“大局”,一般适用的网络模式。

确认

作者要感谢同事和合作伙伴联合活动BONE-project WP11内(在欧洲建立未来光网络),后期的卓越网络由欧盟委员会通过第七ICT-Framework项目,为有价值的反馈和讨论。

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