Przełączanie impulsów optycznych

Optical Burst Switching ( OBS ) to technika sieci optycznej , która umożliwia dynamiczne przełączanie danych o długości mniejszej niż długość fali. OBS jest postrzegany jako kompromis między niewykonalnym jeszcze pełnym optycznym przełączaniem pakietów (OPS) a przeważnie statycznym przełączaniem obwodów optycznych (OCS). Różni się od tych paradygmatów, ponieważ informacje kontrolne OBS są wysyłane oddzielnie w zarezerwowanym kanale optycznym i przed ładunkiem danych. Te sygnały kontrolne można następnie przetwarzać elektronicznie, aby umożliwić terminowe skonfigurowanie ścieżki światła optycznego do transportu ładunku, który ma wkrótce przybyć. Nazywa się to opóźnioną rezerwacją.

Zamiar

Celem optycznego przełączania serii (OBS) jest dynamiczne dostarczanie ziarnistości poniżej długości fali poprzez optymalne połączenie elektroniki i optyki. OBS uwzględnia zestawy pakietów o podobnych właściwościach zwane seriami. Dlatego ziarnistość OBS jest dokładniejsza niż przełączanie obwodów optycznych (OCS). OBS zapewnia większą elastyczność pasma niż routing długości fali, ale wymaga szybszej technologii przełączania i sterowania. OBS może być używany do realizacji dynamicznej, kompleksowej komunikacji optycznej.

metoda

W OBS pakiety są agregowane w pakiety danych na obrzeżach sieci, tworząc ładunek danych. Istnieją różne schematy składania w oparciu o czas i / lub rozmiar (patrz przełączanie serii ). Zaproponowano architektury routerów brzegowych (patrz ). OBS zapewnia separację między płaszczyzną sterowania a płaszczyzną danych . Sygnał kontrolny (nazywany również nagłówkiem serii lub pakietem kontrolnym ) jest powiązany z każdą serią danych. Sygnał sterujący jest transmitowany w postaci optycznej na oddzielnej długości fali zwanej kanałem sterującym , ale sygnalizowane poza pasmem i przetwarzane elektronicznie na każdym routerze OBS, podczas gdy seria danych jest przesyłana we wszystkich postaciach optycznych z jednego końca sieci na drugi. Seria danych może przecinać węzły pośrednie i można zastosować bufory danych, takie jak światłowodowe linie opóźniające. W OBS dane są przesyłane z pełną przejrzystością do węzłów pośrednich w sieci. Po przejściu serii przez router, router może akceptować nowe żądania rezerwacji.

Zalety OBS nad OPS i OCS

Przewaga nad OCS

Bardziej efektywne wykorzystanie przepustowości – W systemie OCS ścieżka świetlna musi być ustawiona od źródła do miejsca docelowego w sieci optycznej. Jeżeli czas transmisji danych jest krótki w stosunku do czasu konfiguracji, przepustowość może nie być efektywnie wykorzystana w systemie OCS. Dla porównania, OBS nie wymaga kompleksowej konfiguracji ścieżki świetlnej i dlatego może oferować bardziej efektywne wykorzystanie przepustowości w porównaniu z systemem OCS. Jest to podobne do przewagi oferowanej przez przełączanie pakietów zamiast przełączania obwodów.

Przewaga nad OPS

Usuń ograniczenie przepustowości – technologia bufora optycznego nie jest wystarczająco dojrzała, aby umożliwić tanią produkcję i szerokie zastosowanie w sieciach optycznych. Węzły rdzeniowej sieci optycznej prawdopodobnie nie będą buforowane lub będą miały ograniczone bufory. W takich sieciach schematy opóźnionej rezerwacji, takie jak Just Enough Time (JET), są łączone z elektronicznym buforowaniem na routerach brzegowych w celu zarezerwowania przepustowości. Użycie JET może spowodować ograniczenie przepustowości w routerze brzegowym w systemie OPS. Ograniczenie to można przezwyciężyć za pomocą OBS.

Ponadto w kanale danych musi istnieć pasmo ochronne między pakietami lub pakietami, aby płaszczyzny danych rdzeniowego routera optycznego miały wystarczająco dużo czasu na przełączanie pakietów lub pakietów. Jeśli pasmo ochronne jest duże w stosunku do średniego rozmiaru pakietu lub serii, może to ograniczać przepustowość kanału danych. Agregacja pakietów w serie może zmniejszyć wpływ pasma ochronnego na przepustowość kanału danych.

Zmniejszenie wymagań dotyczących przetwarzania i zużycia energii przez sieć rdzeniową — rdzeniowy router optyczny w sieci OBS może mieć mniejsze wymagania dotyczące płaszczyzny sterowania w porównaniu z siecią OPS, ponieważ: rdzeniowy router optyczny w sieci OPS musiałby wykonywać operacje przetwarzania dla każdego pakiet przybywający, gdzie w sieci OBS router wykonuje operacje przetwarzania dla pakietu przychodzącego, który zawiera kilka pakietów. W związku z tym w rdzeniowym routerze optycznym sieci OBS wymaganych jest mniej operacji przetwarzania na pakiet w porównaniu z siecią OPS. W konsekwencji zużycie energii i potencjalnie ślad węglowy rdzeniowego routera optycznego w sieci OPS będzie prawdopodobnie większy niż w przypadku routera sieciowego OBS dla tej samej ilości danych.

Ta zaleta może być zrównoważona przez fakt, że router brzegowy sieci OBS może być bardziej złożony niż router brzegowy sieci OPS, ze względu na możliwą potrzebę montażu/agregacji serii i etapu sortowania. W konsekwencji zużycie energii na brzegu sieci OBS może być wyższe niż w sieci OPS.

Zobacz też

Dalsza lektura

Baldine I i in. , 2003, „Implementacja Just-in-Time Optical Burst Switching w ATDnet All-Optical Networking Testbed” Proceedings of the Global Telecommunications Conference (GLOBECOM 2003) , San Francisco, USA.
Chen, Yang; Qiao, Chunming i Yu, Xiang; „Optical Burst Switching (OBS): nowy obszar badań nad sieciami optycznymi”, IEEE Network Magazine , tom. 18 (3), s. 16–23, maj–czerwiec 2004.
Gauger, C.; 2003, „Projekty i łóżka testowe związane z OBS w Europie”, Proceedings of the 2nd International Workshop on Optical Burst Switching, IEEE Globecom , San Francisco, USA.
de Vega, Miguel; „ Modelowanie przyszłych całkowicie optycznych sieci bez możliwości buforowania ”, praca doktorska, Université libre de Bruxelles, Bruksela, Belgia, 2008.
Jue, Jason P. i Vokkarane, Vinod M.; Optical Burst Switched Networks , Springer, Optical Networks Series, 2005 ISBN 0-387-23756-9 .
Garcia, Nuno; „ Architektury i algorytmy dla zgodnych z IPv4/IPv6 optycznych sieci przełączających impulsowych ”, praca doktorska, Uniwersytet Beira Interior, Covilhã, Portugalia, 2008.
M. Maier, „Optyczne sieci przełączające”, Cambridge University Press , 2008. ISBN 978-0-521-86800-6
R. Rajaduray, S. Ovadia, DJ Blumenthal, „Analiza routera brzegowego dla sieci z przełączaniem optycznym (OBS) z ograniczoną rozpiętością”, IEEE Journal of Lightwave Technology, listopad 2004, s. 2693–2705
R. Rajaduray, DJ Blumenthal, S. Ovadia, „Impact of Burst Assembly Parameters on Edge Router Latency in an Optical Burst Switching Network”, Paper MF3 LEOS 2003 Annual Meeting, 26-30 października, Tucson, Arizona
R. Rajaduray, „Unbuffered and Limited-Buffer All-Optical Networks”, rozprawa doktorska, University of California Santa Barbara, grudzień 2005
S. Ovadia, C. Maciocco, M. Paniccia, R. Rajaduray „Photonic Burst Switching (PBS) Architecture for Hop and Span-Constrained Optical Networks”, S24-S32 IEEE Comms Magazine, listopad 2003