摘要 本論文的研究?jī)?nèi)容主要定位于在分組交換式局域城域網(wǎng)范圍內(nèi)， 從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、協(xié)議的角度，利用開放軟件仿真平臺(tái)n s 2 對(duì)高速光分組 式交換瓣絡(luò)進(jìn)行了分析霹磷究。論文內(nèi)容毽括瑟個(gè)部分：高速沌分緞 交換網(wǎng)絡(luò)概述，如何基于n s 2 開發(fā)仿真軟傳，以及對(duì)榛關(guān)協(xié)議偏射路 由算法和簡(jiǎn)化的周期預(yù)留多址接入?yún)f(xié)議的仿真研究與分析。 首先簡(jiǎn)單介紹了光通信領(lǐng)域的整體發(fā)展現(xiàn)狀，描繪了光通信領(lǐng)域 研究的基本情況，斃較7 電路交換式光鼷絡(luò)、突發(fā)交揍式斃瓣絡(luò)霹分 綴交換式光網(wǎng)絡(luò)的異閹，在次基礎(chǔ)上著重分輯了分組交換式光網(wǎng)絡(luò)的 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、協(xié)議及相關(guān)技術(shù)。 接著對(duì)開放軟件仿真平臺(tái)n s 2 進(jìn)行了詳細(xì)介紹。n s 2 是面向?qū)ο?黲、事件驅(qū)動(dòng)鼴掰終仿真工其，主要關(guān)注子綜含服務(wù)隧絡(luò)中錛議的交 互的研究，囂常適合予包交換網(wǎng)終，主要用于小規(guī)模的攙隊(duì)算法、傳 送協(xié)議、擁塞控制和些與多播相關(guān)的工作。它提供了多種t c p 、路 由、多播、鏈路層、m a c 協(xié)議的支持，但對(duì)大規(guī)模( 數(shù)千節(jié)點(diǎn)) 的 仿真受到限割。本論文還對(duì)n s 各個(gè)基率模塊及糯互關(guān)磊，n s 2 豹移 植及基本理論，如何仿真現(xiàn)有的通信按議，如何添加薪的協(xié)議等進(jìn)行 了描述。 然后探討了在光分組網(wǎng)絡(luò)中采用偏射路由算法來避免或緩解光 分組麗絡(luò)對(duì)光緩存需求豹海題。逶過對(duì)德漿籍交模型進(jìn)行仿真，將鑣 射路蟲冀法和傳統(tǒng)的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了比較，結(jié)果說明，盡管相對(duì) 存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)路由算法而言偏射路由會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡(luò)中更大的平均 跳轉(zhuǎn)次數(shù)，網(wǎng)絡(luò)的吞吐量也因此下降，但在光處理和光存儲(chǔ)技術(shù)還很 不成熟的情況下，通過架構(gòu)規(guī)則網(wǎng)狀網(wǎng)和使用偏射路由算法，光分組 網(wǎng)絡(luò)能夠利用網(wǎng)狀網(wǎng)具有迂回路由的特性在基本無需光存儲(chǔ)器或極 少數(shù)光存儲(chǔ)器的條件下達(dá)到很高的網(wǎng)絡(luò)性能。當(dāng)前的許多研究偏射路 由工作均以規(guī)則的s h u f f l e n e t 為模型，本論文在此基礎(chǔ)之上，考慮到 循環(huán)路由問題，提出了新的拓?fù)淠Ｐ停玫搅撕芎玫男Ч?最后，在折疊總線網(wǎng)絡(luò)模型的前提下，為適應(yīng)高速光分組交換的 局域城域網(wǎng)的要求，提出簡(jiǎn)化的c r m a 協(xié)議( s c r m a ) ，并對(duì)各個(gè) 節(jié)點(diǎn)的接入控制方式進(jìn)行了探討和仿真分析。s - c r m a 協(xié)議根據(jù)主節(jié) 點(diǎn)預(yù)留隊(duì)列的長(zhǎng)度，自適應(yīng)地改變預(yù)留時(shí)隙的間隔，實(shí)現(xiàn)了接入時(shí)延 和網(wǎng)絡(luò)資源利用率之間的均衡，即保證了在滿足接入時(shí)延的條件下， 盡可能高的網(wǎng)絡(luò)資源利用率。同時(shí)，s - c r m a 對(duì)分組網(wǎng)絡(luò)的時(shí)隙結(jié)構(gòu) 重新進(jìn)行了定義，取消了原有協(xié)議的r e j e c t 、c o n f i r m 等命令， 降低了整個(gè)協(xié)議的復(fù)雜程度，并保證了網(wǎng)絡(luò)在接入時(shí)延和接入速率方 面的公平性。通過仿真數(shù)據(jù)和曲線，驗(yàn)證了基于s - c r m a 協(xié)議的分組 網(wǎng)絡(luò)能很好的保證各個(gè)本地節(jié)點(diǎn)的公平接入。 關(guān)鍵詞：光分組交換光時(shí)分復(fù)用n s 2 光網(wǎng)絡(luò)偏射路由折疊總線 周期預(yù)留多址接入 a b s t r a c t t h em a i nt o p i co ft h i sp a p e ri sf o c u s e do nt h es c o p eo fp a c k e t s w i t c h e dl a n 啊a n i t a n a l y s e s a n ds t u d i e st h e h i 曲- s p e e do p t i c a l p a c k e t - s w i t c h e dn e t w o r k so l lt h ep o i n to f v i e wo fn e t w o r ks t r u c t u r ea n d p r o t o c o l su s i n go p e ns o f t w a r es i m u l a t i o np l a t f o r m ，i e ，n s 2 t h e r ea r e f o u r s u b j e c t m a t t e r s s e r v i n g f o rt h e t o p i c ：t h eg e n e r a ld e s c r i p t i o n o f h i g h - s p e e do p t i c a lp a c k e t - s w i t c h e dn e t w o r k s ，t h e m e t h o do fb u i l d i n g s i m u l a t i o ns o f t w a r eb a s e do nn s 2 ，t h es i m u l a t i o ns t u d ya n da n a l y s i so f c o n e l a t i v ep r o t o c o l si n c l u d i n gd e f l e c t i o nr o u t i n ga l g o r i t h ma n ds i m p l i f i e d c y c l i cr e s e r v em u l t i p l e a c c e s s p r o t o c 0 1 f i r s t l y , o v e r a l ld e v e l o p m e n t s t a t u sa n db a s i c t h i n g s o f o p t i c a l c o m m u n i c a t i o na r ed e p i c t e da n dt h ec o m p a r i s o na m o n gc i r c u i t - s w i t c h e d ， b u r s t s w i t c h e da n d p a c k e t s w i t c h e do p t i c a ln e t w o r k s i si n t r o d u c e d o nt h e a b o v e f o u n d a t i o n ，t h e n e t w o r k s t r u c t u r e ，p r o t o c o l s a n dc o r r e l a t i v e t e c h n o l o g i e s o f o p t i c a lp a c k e t s w i t c h e d n e t w o r k sa r em a d ef u t u r e a n a l y s i s s e c o n d l y , t h eo p e ns o f t w a r e s i m u l a t i o np l a t f o r mn s 2i sd e t a i l e d n s 2i sao b j e c t o r i e n t e dd i s c r e t e e v e n ts i m u l a t o ra n df o c u s e so np r o t o c o l i n t e r a c t i o ni s s u e si ni n t e g r a t e ds e r v i c e si n t e m e t 。a tt h et i m eb e i n g ，n si s w e l l s u i t e df o rp a c k e t ss w i t c h e dn e t w o r k sa n di su s e dm o s t l yf o rs m a l l s c a l es i m u l a t i o n so fq u e u i n ga l g o r i t h m , t r a n s p o r tp r o t o c o lc o n g e s t i o n c o n t r o l ，a n ds o m em u l t i c a s t r e l a t e dw o r k i tp r o v i d e ss u p p o r tf o rv a r i o u s i m p l e m e n t a t i o n so ft c r r o u t i n g ，m u l t i c a s tp r o t o c o l ，l i n kl a y e r , m a ca n d e t c ，b u th a sl i m i t a t i o n si nt h ef a c eo f l a r g es i m u l a t i o n t h eb a s i cm o d u l e s a sw e l la st h e i re a c ho t h e r s r e l a t i o n s ，t h et r a n s p l a n t a t i o nw i t hc o r r e l a t i v e t h e o r i e s ，t h eh o w 。t oo fs i m u l a t i n ge x i s t i n gc o m m u n i c a t i o n p r o t o c o l sa n d b u i l d i n gn e wp r o t o c o l sa r et o os p e c i f i e d t h i r d l y , t o a v o i do ra l l e v i a t et h e d i f f i c u l t y s u f f e r i n g f i o mt h e d e f i c i e n c yo ft h eo p t i c a lb u f f e ri no p t i c a lp a c k e t s w i t c h e dn e t w o r k s ，t h e d e f l e c t i o nr o u t i n ga l g o r i t h mi sa d v a n c e d o nt h eb a s eo fs i m u l a t i o na n d c o m p a r i s o no f t h et w on e t w o r k m o d e l s ，d e f l e c t i o na n ds t o r e a n d - f o r w a r d m o d e l ，t h e f o l l o w i n g c o n c l u s i o n sa r e o b t a i n e d ：b yc o m p a r i s o n w i t h s t o r e 。a n d - f o r w a r d r o u t i n ga l g o r i t h m ，a l t h o u g h d e f l e c t i o n r o u t i n g a l g o r i t h ml e a d sb i g g e ra v e r a g en u m b e r so fh o p sw h e nd a t a p a c k e t s t r a n s p o r t i n gt h r o u g hn e t w o r k sa n dc o r r e s p o n d i n gl o w e rt h r o u g h p u t ，i t r e a c h e se x c e l l e n tp e r f o r m a n c eo nt h eb a c k g r o u n dt h a tn o w a d a y so p t i c a l p r o c e s s i n ga n ds t o r i n gt e c h n i q u ei sn o tw e l l r o u n d e d ，t h r o u g ht a k i n gf u l l a d v a n t a g eo f r e d u n d a n tb u tr o u n d a b o u tr o u t er e s o u r c e so f r e g u l a rm e s h o p t i c a lp a c k e t s w i t c h e d n e t w o r k s a tl a s t ，u n d e rt h ec o n d i t i o no ff o l d e db u sn e t w o r km o d e l ，s c r m a p r o t o c o l ，i e s i m p l i f i e dc y c l i c r e s e r v a t i o nm u l t i p l ea c c e s sp r o t o c o li s a d v a n c e dt om e e tt h en e e do f h i 曲一s p e e do p t i c a lp a c k e t - s 謝t c h e dl a n a n dw a n ，a n dt h e nt h ea c c e s sc o n t r o lm e c h a n i s mo fn o d e si sd i s c u s s e d a n ds i m u l a t e d s c r m a p r o t o c o la d a p t i v e l ya d j u s t s t h ei n t e r v a lo f r e s e r v a t i o ns l o ta c c o r d i n gt ot h el e n g t ho ft h eg l o b a lr e s e r v a t i o nq u e u eo f h e a d e n d ，t h u sa c h i e v e st h ee q u a l i z a t i o nb e t w e e na c c e s sd e l a ya n dl i n k u t i l i t y , i e s a t i s f i e st h ea c c e s sd e l a ya sw e l la si m p r o v e s l i n ku t i l i t ya tt h e s a m et i m e a l s o ，t h es l o ts t r u c t u r ei sr e d e f i n e di ns c r m a t h eo r i g i n a l r e j e c ta n dc o n f i r mc o m m a n d sa r ec a n c e l e dt or e d u c et h ep r o t o c o l s c o m p l e x i t y t h ea b o v em e a s u r e sg u a r a n t e et h e f a i r n e s so fa c c e s sd e l a y a n dr a t ea m o n ga l ll o c a ln o d e s ，w h i c hc a nb ev a l i d a t e db y s i m u l a t i o nd a t a a n dc u r v e k e y w o r d s ：o p t i c a lp a c k e ts w i t c h i n go p s ，o p t i c a lt i m ed i v i s i o n m u l t i p l e x i n go t d m ，n s 2 ，o p t i c a ln e t w o r k s ，d e f l e c t i o nr o u t i n g ，f o l d e d b u s ，c y c l i cr e s e r v a t i o nm u l t i p l e a c c e s sc r m a ，s c r m a 獨(dú)創(chuàng)性( 或創(chuàng)新性) 聲明 本人聲明所呈交的論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及 取得的研究成果。盡我所知，除了文中特制加以標(biāo)注和致謝中所羅列 的態(tài)容以井，論文中不憊含箕德入基經(jīng)發(fā)表或撰寫過憨疆究成果，恣 不包含為獲褥北京郵電大學(xué)或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書面使用過 的材料。與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中 作了明確的說明并表示了謝意。 串謗學(xué)位論文與資料蓑有不實(shí)之處，零人承攆一切耀關(guān)責(zé) 壬。 本人簽名：查圈叁日期：主! 縫! 旦竺! 關(guān)于論文使用授權(quán)的說明 學(xué)位論文作者完全了解j 匕京郵電大學(xué)有關(guān)保留和使用學(xué)位論文 戇甄定，靼：駢究生農(nóng)校攻讀學(xué)位期簿論文王終鰉知識(shí)產(chǎn)毅單經(jīng)屬l 乏 裘郵電大學(xué)。學(xué)校有權(quán)保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印 件和磁盤，允許學(xué)位論文被查閱和借閱；學(xué)?？梢怨紝W(xué)位論文的全 部或部分內(nèi)容，可以允許采用影印、縮印或其它復(fù)制手段保存、匯編 學(xué)位論文。( 保密的學(xué)位論文在解寮后遵守既覯甕) 本學(xué)位論文不屬于保密范圍，適用本授權(quán)書。 本人簽名： 導(dǎo)師簽名： 巷圈度 日期： 。帕磅；毒曲 北京郵電大學(xué)碩士研究生畢業(yè)論文 第一章高速光分組網(wǎng)絡(luò)概述 第一章高速光分組網(wǎng)絡(luò)概述 在2 0 世紀(jì)7 0 年代，光通信技術(shù)在光源和光信號(hào)傳輸領(lǐng)域取得突破，半導(dǎo)體激光 器和低損耗光纖的實(shí)用化開辟了光通信發(fā)展的重要里程。進(jìn)入8 0 年代，人們已經(jīng)可 以充分地利用光纖巨大的帶寬資源進(jìn)行光信號(hào)的長(zhǎng)距離傳輸，單根光纖的傳輸速率逐 年以指數(shù)方式增長(zhǎng)，這不但消除了網(wǎng)絡(luò)的傳輸瓶頸，擴(kuò)展了網(wǎng)絡(luò)的容量，而且實(shí)現(xiàn)了 各種業(yè)務(wù)的“透明”傳輸。在9 0 年代的十年間，光纖通信技術(shù)依然快速發(fā)展，人們 對(duì)光信號(hào)進(jìn)行信息處理的能力逐漸提高，在充分掌握了光傳輸技術(shù)之后，還進(jìn)而實(shí)現(xiàn) 了光通道( 包括波長(zhǎng)、波段，以及光纖等光通道資源) 的復(fù)用和解復(fù)用技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了 光信號(hào)的交換和路由技術(shù)等等。這樣，光纖通信技術(shù)突破了物理層的界線，逐漸滲入 并擴(kuò)展到數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層：它不但承擔(dān)數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ?，還具備了一定的交換能 力和路由能力。 這期間，以窄帶業(yè)務(wù)為核心的傳統(tǒng)電信網(wǎng)絡(luò)正處于深刻的變革之中，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和 多媒體業(yè)務(wù)成為技術(shù)變革的主驅(qū)動(dòng)力，它不但要求傳統(tǒng)電信網(wǎng)絡(luò)能夠支撐i p 業(yè)務(wù)， 而且要求在邊緣接入、城域、核心交換，以及綜合業(yè)務(wù)平臺(tái)等各個(gè)方面適應(yīng)i p 技術(shù) 的發(fā)展，并不斷地推動(dòng)著傳統(tǒng)電信網(wǎng)絡(luò)向下一代網(wǎng)絡(luò)( n o n ) 演進(jìn)。i p 業(yè)務(wù)的爆炸式 增長(zhǎng)給光通信的發(fā)展提供了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，一方面巨大的i p 業(yè)務(wù)量刺激了高速光 纖傳輸技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，另一方面如何使光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)適應(yīng)i p 業(yè)務(wù)和下一代網(wǎng)絡(luò)的 發(fā)展也成為關(guān)鍵性課題。 目前提出的實(shí)現(xiàn)技術(shù)有三種：線路交換波長(zhǎng)交換、光分組交換和光突發(fā)交換。線 路交換采用雙向資源預(yù)留方式設(shè)置光通路 服務(wù)，但交換粒度粗，不能實(shí)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)復(fù)用， 于長(zhǎng)距離網(wǎng)絡(luò)來說，其環(huán)回時(shí)間與延遲長(zhǎng)： 中間節(jié)點(diǎn)不需要光緩存，可提供有保證的 帶寬利用率低，不適于傳輸突發(fā)數(shù)據(jù)；對(duì) 由于波長(zhǎng)數(shù)目有限，還不能建立全連接的 網(wǎng)絡(luò)，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)中的負(fù)載不均衡。光分組交換能對(duì)光纖的巨大帶寬進(jìn)行更靈活、更有 效的分配和利用，卻對(duì)光子器件提出了很高的要求，還有很多關(guān)鍵技術(shù)( 如快速嚴(yán)格 同步、光緩存等) 有待發(fā)展。 光突發(fā)交換技術(shù)是上述兩種技術(shù)的過渡，即在較低的光子器件要求下，實(shí)現(xiàn)面向 r p 的快速資源分配和較高資源利用率。它是一種單向資源預(yù)留方案，其控制分組和 數(shù)據(jù)分組在時(shí)間上是分離的。控制分組先于數(shù)據(jù)分組在特定的信道中傳送，核心交換 節(jié)點(diǎn)根據(jù)控制分組的信息和網(wǎng)絡(luò)當(dāng)前的狀況為相應(yīng)的數(shù)據(jù)分組建立全光通路。數(shù)據(jù)分 組經(jīng)過一段延遲后。在不需要確認(rèn)的情況下直接在預(yù)先設(shè)置的全光通道中透明傳輸。 不需要確認(rèn)的單向預(yù)留方案減d , y 建立通道的延遲等待時(shí)間，提高了帶寬利用率：而 數(shù)據(jù)分組和控制分組的隔離、適合的顆粒及非時(shí)隙交換方式降低了對(duì)光電子器件的要 北京郵電大學(xué)碩士研究生畢業(yè)論文第一章高速光分組網(wǎng)絡(luò)概述 求和中間節(jié)點(diǎn)的復(fù)雜度，如中間節(jié)點(diǎn)可以不使用緩存，不存在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)時(shí)隙同步的問題 等。 但是，光突發(fā)交換仍不能最有效利用網(wǎng)絡(luò)資源，帶寬效率也不是最高的，因此， 從長(zhǎng)遠(yuǎn)考慮，光分組交換( o p t i c a lp a c k e ts w i t c h i n g ，o p s ) 是光交換技術(shù)的真正發(fā)展 目標(biāo)。 與電分組交換技術(shù)類似，光分組交換首先可以顯著地提高各個(gè)光信道的資源利用 率；另一方面，可以通過o p s 技術(shù)延伸光的透明性，提高光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在整個(gè)通信 網(wǎng)絡(luò)中的比重，即盡量利用光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，在保留現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)功能的條件下，減少當(dāng)前網(wǎng) 絡(luò)中電協(xié)議層的數(shù)目，進(jìn)而提升通信網(wǎng)絡(luò)的控制管理能力和工作效率。 根據(jù)光分組交換技術(shù)的應(yīng)用場(chǎng)合，可以將其分為光分組交換核心骨干網(wǎng)絡(luò)和光分 組交換城域局域網(wǎng)絡(luò)?！胺纸M交換式光網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)”部分將詳細(xì)闡述此內(nèi)容。 根據(jù)信號(hào)的處理方式，o p s 網(wǎng)絡(luò)可以分為全光型和光電混合型兩種網(wǎng)絡(luò)模型。在 全光分組交換中，分組頭的產(chǎn)生和識(shí)別、分組的處理和交換全是在光域進(jìn)行的。這樣 可利用光信號(hào)帶寬，提高交換速度和信號(hào)透明性。但目前全光處理技術(shù)并沒有突破性 的進(jìn)展，無論是從靈活性還是實(shí)現(xiàn)方式來看都不是很理想。而光電混合型方案中分組 凈荷以光的形式通過交換節(jié)點(diǎn)，控制信息或分組頭卻轉(zhuǎn)換成電域信號(hào)，在電域完成分 解、解釋、控制、變換等過程以保證光分組凈荷能有效地通過高速節(jié)點(diǎn)。 根據(jù)光分組格式，光分組交換又可分為定長(zhǎng)時(shí)隙光分組網(wǎng)絡(luò)( s l o t t e dn e t w o r k ) 和非定長(zhǎng)時(shí)隙光分組網(wǎng)絡(luò)( u n s l o t t e dn e t w o r k ) 。前者采用固定長(zhǎng)度的分組，每個(gè)光 分組在給定時(shí)隙內(nèi)交換，它能有效地降低光緩存處理的難度，縮短分組保護(hù)帶的寬度。 定長(zhǎng)時(shí)隙光分組網(wǎng)絡(luò)一般要求嚴(yán)格的同步關(guān)系。非定長(zhǎng)時(shí)隙光分組網(wǎng)絡(luò)中，光分組長(zhǎng) 度與適配到該分組的數(shù)據(jù)突發(fā)長(zhǎng)度相適應(yīng)，提高了信道的利用率，但光緩存處理難度 增大，信號(hào)同步比較困難( 要求比特級(jí)同步) ，分組保護(hù)距離也增大?！胺纸M交換式光 網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議”部分將詳細(xì)闡述此內(nèi)容。 對(duì)于光分組傳送網(wǎng)絡(luò)，在光網(wǎng)絡(luò)中由于光緩存難以實(shí)現(xiàn)或大規(guī)模應(yīng)用，因此需要 利用光傳送網(wǎng)絡(luò)的光纖冗余度( 指利用兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的閑置光纖解決碰撞的問題) 、 波長(zhǎng)冗余度( 指利用兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的閑置波長(zhǎng)解決碰撞的問題) 、連接冗余度( 指利 用兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的閑置連接解決碰撞的問題，如偏射路由算法) 和時(shí)間冗余度( 在時(shí) 間域上解決碰撞問題如光緩存技術(shù)) 。當(dāng)然，實(shí)際中解決o p s 網(wǎng)絡(luò)中的碰撞問題， 需要綜合應(yīng)用以上多種解決方案?！胺纸M交換式光網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議”部分將詳細(xì)闡述此內(nèi) 容。 根據(jù)光分組交換的交換方式光分組交換技術(shù)可以分為波分、光時(shí)分和光空分分 北京郵電大學(xué)碩士研究生畢業(yè)論文第一章高速光丹室f 【剛絡(luò)概述 組交換三種基本形式。幽然多數(shù)的光分組交換方案中，光分組網(wǎng)絡(luò)采用了以波分簸用 通道為核心豹交換方式。對(duì)于柬采光網(wǎng)絡(luò)，采用了三者之閥的渥含交換方式，充分剎 用各個(gè)通道資源，將是璦佳的交換方式。“分組交換式光網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)”部分將詳 細(xì)闡述此內(nèi)容。 展望2 1 世紀(jì)，光通信技術(shù)將以人們難以想蒙的速度向前發(fā)展，逐漸成為信息通 售產(chǎn)渡縋重要支柱和下代網(wǎng)終( n g n ) 黝核心支攆技術(shù)，預(yù)計(jì)譙寒來l o 年光道償技 術(shù)還將繼續(xù)保持持續(xù)增長(zhǎng)的趨勢(shì)。在未來的十年中，o t d m 技術(shù)、o c d 9 4 技術(shù)、o p s 技 術(shù)和o b s 技術(shù)將逐漸豐富現(xiàn)有的光傳遴網(wǎng)絡(luò)，掰鮑接入方式和姚務(wù)模式也將隨之出 現(xiàn)，同時(shí)保證多種粒度接入和多種服務(wù)碰量，結(jié)合光分綴交換和光突發(fā)交換技術(shù)，將 成為未來全光網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的主要方向。 第一帶分組交換式光網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu) 從網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的角度對(duì)光纖通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分類，可以分為局域髓、城域網(wǎng)和核心骨 于網(wǎng)。一般建，城壤羈秘是域掰采爰線魏攙拎，熱環(huán)默鼷絡(luò)葶曩總線型羈終，這攆瓣闕 絡(luò)建設(shè)簡(jiǎn)單、靈活，易于擴(kuò)展，屬于單跳網(wǎng)絡(luò) 而核心骨干阿采用網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)， 通過冗眾豹網(wǎng)絡(luò)連接撼供豐富的傈護(hù)策晦積路凌策略，屬于多跳羽絡(luò)。它們針對(duì)不同 的應(yīng)用環(huán)境，黛有各自非常鮮明的特點(diǎn)。構(gòu)建線性局域網(wǎng)絡(luò)的主攫目的怒實(shí)現(xiàn)局域或 城域嬲絡(luò)的裹速互聯(lián)，以及本地?cái)?shù)據(jù)的接入控制，它采用籬單的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)使得它 具有翁于管理和維護(hù)，適合于為企韭或機(jī)構(gòu)提供高速的撩入或互聯(lián)解決方案。網(wǎng)狀黼 絡(luò)的主要應(yīng)用環(huán)境是核心骨干網(wǎng)絡(luò)，它w 以通過節(jié)點(diǎn)之?dāng)痰呢S富的連接度實(shí)現(xiàn)策略路 由、保護(hù)恢復(fù)粹功雛。 1 1 。1 分綞交換式城辮羼域斃囂終 夜建繹城域，是域鼷終孛，電路交換式走贈(zèng)繆耜跑，分組交換式光瓣絡(luò)震示出 了明照的優(yōu)勢(shì)。有一些文獻(xiàn)對(duì)基于w d m 技術(shù)或比特間捅的o t d m 技術(shù)的光纖城域 局域潮進(jìn)行了瓣逑幫分板，但楚這些電路交換斌斃城域，懇域網(wǎng)琴能滿足城域或髑域 網(wǎng)高業(yè)務(wù)突發(fā)性的要求。而基予光分組技術(shù)或o t d m 分組間插技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)可以炎持 高突發(fā)性縋業(yè)務(wù)，有效她提高y 網(wǎng)絡(luò)帶寬利用率，同時(shí)提供靈活的接入靛度。該嘗技 術(shù)充分地實(shí)現(xiàn)了總線資源的統(tǒng)計(jì)復(fù)用功能，符合光分綴局域，城域網(wǎng)絡(luò)韭務(wù)突發(fā)憔的 特點(diǎn)，因此分緞交換式城域，局域光網(wǎng)絡(luò)將是未來光局域城域網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展方向。同時(shí)， 分組交換式城域，局壤光網(wǎng)絡(luò)將成為蕊有通信瓣絡(luò)弓| 入黨分綴被術(shù)靜鐲入點(diǎn)和炎簸 口，即在出現(xiàn)些特定的城域范圍內(nèi)出現(xiàn)超高速互聯(lián)應(yīng)用需求，如大型計(jì)算機(jī)互聯(lián)、 北京郵電大學(xué)碩士研究生畢業(yè)論文 第一章高速光分組網(wǎng)絡(luò)概述 戰(zhàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)互連等應(yīng)用?；谝陨显?，分組交換式光網(wǎng)絡(luò)是本論文研究的焦點(diǎn)。 h l a n ( h e l i c a ll o c a la r e a n e t w o r k ) 網(wǎng)是結(jié)合o t d m 技術(shù)的典型的單跳網(wǎng)絡(luò)， 它是由美國(guó)a r p a 計(jì)劃支持，a t & tb e l ll a b 、d i 百m le q u i p m e n tc o r p 和m i t 共同開 發(fā)的一種采用分組間插o t d m 技術(shù)的單比特流1 0 0 g b i t s 的單跳光網(wǎng)絡(luò)。該網(wǎng)主要為 高速視頻服務(wù)器、t b i t 媒體庫(kù)和巨型計(jì)算機(jī)服務(wù)，以提供從l o g - - l o o g b i f f s 的按需分 配帶寬( b o d ) 和固定帶寬( g b w ) 業(yè)務(wù)。其功能為：( 1 ) 為高速網(wǎng)絡(luò)間的互聯(lián)提供 骨干網(wǎng)；( 2 ) 迅速傳遞大型數(shù)據(jù)塊：( 3 ) 實(shí)現(xiàn)多種業(yè)務(wù)間的交換：( 4 ) 提供對(duì)于高速設(shè) 備( 如視頻服務(wù)器) 的低速訪問。 圖1 - 1h l a n 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) h l a n 采用改進(jìn)的折疊總線結(jié)構(gòu)，如圖i i 所示，總線分為三個(gè)部分，即g b w 段、b o d 段和r c v 段，分別與各個(gè)本地節(jié)點(diǎn)的發(fā)送端g b w 、發(fā)送端b o d 和接收端 r c v 相連；因此也可以稱作g b w 寫總線、b o d 寫總線和讀總線。主節(jié)點(diǎn)( h ) 產(chǎn) 生一系列含有空時(shí)隙的幀，并將其置于總線上。本地節(jié)點(diǎn)將本地的固定帶寬業(yè)務(wù)在 g b w 段上傳輸，將按需分配帶寬業(yè)務(wù)在b o d 段上傳輸，所有的數(shù)據(jù)都在r c v 段上 接收。這樣所有節(jié)點(diǎn)的接收機(jī)都位于所有節(jié)點(diǎn)的發(fā)射機(jī)的下行方向上。在該網(wǎng)絡(luò)中采 用一種空的時(shí)隙標(biāo)記來通知節(jié)點(diǎn)可以在該時(shí)隙上寫入數(shù)據(jù)。關(guān)于折疊總線的詳細(xì)闡述 和分析請(qǐng)參見第四章。 下面簡(jiǎn)要介紹一下基于分組間插的o t d m 技術(shù)的光局域城域網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)。 如果從技術(shù)實(shí)現(xiàn)的角度，可以將o t d m 網(wǎng)絡(luò)分為基于比特間插技術(shù)的o t d m 網(wǎng) 絡(luò)和基于分組間插的o t d m 網(wǎng)絡(luò)。所謂o t d m 分組間插的系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)是指每個(gè)用戶 的數(shù)據(jù)以分組的格式發(fā)送，用戶分組彼此之間是間插的。與比特間插的o t d m 系統(tǒng) 相比，分組間插的o t d m 網(wǎng)絡(luò)具有以下優(yōu)勢(shì)： 奪統(tǒng)計(jì)復(fù)用的擴(kuò)展，如果在本地采取電的緩存機(jī)制和本地的接入機(jī)制，將可以 北京郵電太學(xué)硬士研究生畢業(yè)論文第一謄高速光分組網(wǎng)絡(luò)概進(jìn) 實(shí)現(xiàn)本地節(jié)點(diǎn)間的統(tǒng)計(jì)簸用： 奪c o s 窩漣量控露l 掇毒l 的擴(kuò)震，縫合搴縫接入蓑旗鶿主節(jié)煮瓣對(duì)驤蟄理策醛冒 以實(shí)現(xiàn)c o s 的功能和流髓控制的功能： 奪潛在黥擴(kuò)震髭力，爵良冬p h o t o n i os l o t 勛h 蛀n g 技零結(jié)合，露滾多 菱耀技零避 一步擴(kuò)展o t d m 局域網(wǎng)的吞吐豢； 奪多速率接入的擴(kuò)葳，遙i 童優(yōu)純靜幘結(jié)構(gòu)靜設(shè)計(jì)，封敬實(shí)現(xiàn)零豫磊戶多速率甚 至全速率的接入解決方案，這是o t d m 比特間描的方案光法比擬的。 一般地，分組交換式光局域城域網(wǎng)絡(luò)采用線性的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。對(duì)于各種線性網(wǎng)絡(luò) 結(jié)構(gòu)，包括星形結(jié)構(gòu)、環(huán)形結(jié)構(gòu)、總線斌結(jié)構(gòu)等等，都可應(yīng)用于光纖m a n l a n 中。 不同靜閼絡(luò)結(jié)構(gòu)通過采瘸不同的媒質(zhì)揍入控制梳制，敷實(shí)現(xiàn)信道的共享，釋盡可畿的 提高信道利用率、對(duì)不同的節(jié)點(diǎn)做到公平的分配信道。 1 1 2 分組交換式核心骨干光網(wǎng)絡(luò) 所謂多跳網(wǎng)絡(luò)，是指數(shù)據(jù)包必須經(jīng)過多個(gè)節(jié)點(diǎn)路由才能到達(dá)髓的節(jié)點(diǎn)。通過這種 方式，多跳網(wǎng)綣提供了事富的瓣絡(luò)連接冗余度，蠢測(cè)于實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展秘解決數(shù)據(jù)分組 碰撞等問題。 在磚統(tǒng)靜耄交換網(wǎng)絡(luò)孛，一般采磊壤緩存囂移存罐轉(zhuǎn)發(fā)方式寒螭凌爨崮濘突潤(rùn) 題。但熟在光網(wǎng)絡(luò)中由予光緩存和光存儲(chǔ)器件的不成熟，使得不但疆考慮光纖冗余艘、 波長(zhǎng)冗衾度窩糖耀冗余發(fā)來怨決資源競(jìng)爭(zhēng)閆題，薅且囂要考慮遙過煨剮網(wǎng)絡(luò)靜維捻特 殊性，利用網(wǎng)絡(luò)連接冗佘度通過偏射路由的方式解決資源競(jìng)爭(zhēng)的問題。 黼1 - 2s h u f f i e n e t 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 目前提出的多跳網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)主要有s h u f f l c n c t ( 混洗阿) 、m a n h a t t a ns t r e e t ( m s ， 曼跨頓綴區(qū)) 、s 娃p e u b e ( 超立方體) 、d eb r u i j n g r a p h ( d b g ) 等，其中又以s h u f f l e n e t 和m s 結(jié)構(gòu)具有踅多的優(yōu)點(diǎn)和更強(qiáng)的實(shí)廂性，其它的普遍具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、各節(jié)點(diǎn)業(yè)務(wù) 量不平簿、鏈路測(cè)用率低等缺點(diǎn)，無法褥到廣泛應(yīng)用。s h u f f l e n e t 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖 北京郵電大學(xué)碩士研究生畢業(yè)論文第一章黼速光分組嘲絡(luò)概述 1 2 所示，譙第三章將對(duì)其讖行詳細(xì)分析。 鼙i - 3 憝歉濺k e o p s 璞囂( k e y st oo p t i c a lp a c k e ts w i t c h i n g ) 審接述一個(gè)o p s 核心節(jié)點(diǎn)的通用功熊框圖。它包括輸入接口、交換翹陣、輸出接口、交換控制單元、 窩步控毒4 單元和分緞?lì)^重寫莓部分緞藏。 圖1 - 3k e o p s 核心節(jié)點(diǎn)的通用功能框闕 第二節(jié)分組交換式光網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議 1 2 1 分組格式 h ht ：嶙# i 軸坤f 墨h 蹦1 4k e o p s 分緞格式豕意圖 一般地光分組格式如圖1 - 4 所看鼉，主要包括三個(gè)部分，分組頭、分組凈負(fù)荷和保 護(hù)瘸隔。保護(hù)聞蕊耀子實(shí)現(xiàn)分綴之蝴，以及分綴頭與分組凈炱榮之間的信息保護(hù)，以 防止由于抖動(dòng)所造成的信息重疊；分組凈負(fù)荷承載用戶數(shù)據(jù)，靜育分綴長(zhǎng)度的犬部分： 分綴頭的長(zhǎng)度是一個(gè)最優(yōu)化閱題，因?yàn)樗桓F面要服務(wù)于所囂的所有控制功能，另一 方蕊它是一種開銷。因此需鼗根據(jù)實(shí)際光信息處理能力和光黼絡(luò)功能簧求合理設(shè)計(jì)分 組頭。另外，還包括分組頭閭步比特和凈負(fù)荷同步比特，以實(shí)現(xiàn)分組汰和分組凈負(fù)荷 的同步功能。如果采用褶關(guān)酶流蠢羧鋁等漭浚，還囂簧設(shè)計(jì)相應(yīng)翡旃議字節(jié)。 北京郵電犬學(xué)碩士研究生畢業(yè)論文第一章高速光分組網(wǎng)絡(luò)概述 1 2 2 分組交換式光m a n l a n 中的媒體接入控制協(xié)議 在前面h l a n 的例子中，由于上游節(jié)點(diǎn)( u p s t r e a m n o d e ) 蘸比下游節(jié)點(diǎn)先發(fā)現(xiàn) 來自主麓點(diǎn)h 黔分組，因此將造成各個(gè)節(jié)點(diǎn)占爝總線資源的不公 乎性。因此，需要 采用相關(guān)的媒體接入控制m a c 協(xié)議，阻保證各個(gè)節(jié)點(diǎn)的公平接入。在h l a n 網(wǎng)絡(luò)中， 針對(duì)g b w 和b o d 業(yè)務(wù)分別應(yīng)用了基子預(yù)留和基于“c r e d i t ”的媒體接入控制方式， 雖然可以解決公平接入的閻題。毽是網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、麓點(diǎn)結(jié)構(gòu)幫很復(fù)雜。本文在后續(xù)章節(jié) 中，提出了基于周期預(yù)嘲的媒體接入控制協(xié)議，不但保證了折疊總線中各個(gè)節(jié)點(diǎn)的公 平接入，還提供滔稀類囊的藤務(wù)，相關(guān)態(tài)容將在笫西章審介紹。 1 2 3 鰓決資源競(jìng)爭(zhēng)鶼耀關(guān)策蝰和捺議 當(dāng)處在兩個(gè)不弼輸入端蜀靜疆個(gè)不溺分綴要弱封鼓送經(jīng)同一輸出端日對(duì)，兩個(gè)分 組將在輸出端艘生碰撞。一般地，利用光纖( 空間) 冗佘度、時(shí)間冗余度、波長(zhǎng)冗余 度幫網(wǎng)絡(luò)連接冗余度可以解決資源競(jìng)爭(zhēng)黝目題。譙第三章，將采用偏射爨瓤算法子# 為 這種資源競(jìng)爭(zhēng)問題的一種解決方案，然爝通過軟件仿真對(duì)其性能進(jìn)行了分析，并與普 通存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了比較，詳甩第三章。 第三帶分組式光網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù) 目前，不論是結(jié)合w d m 技術(shù)，還是結(jié)合o t d m 技術(shù)構(gòu)建的光分組交換網(wǎng)絡(luò)， 都受裂眾多單露授寒豹羧潮，懿斃存稽鞠斃緩存技術(shù)蠶成熬等等。這里蓑簧窮綏一下 相關(guān)技術(shù)內(nèi)容：光分組交換技術(shù)、分組熬處理技術(shù)、3 r 揮生技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)闊步技術(shù)。 兔分韁交捺技術(shù)靜核心是交換矩陣，交換方式犬薅霹分秀三類：渡分夔交換結(jié)擒、 空分交換結(jié)構(gòu)，以及時(shí)分交換結(jié)構(gòu)。為了能在分維級(jí)上實(shí)現(xiàn)吉比特交換，交換速度必 矮這裂縭穢董綴。囂毒蕈巍分縫交羧孛豹各種交換絳梅都是在跫壤上實(shí)凌分縫懿奪鼴葶瑟 交換，在電域b 完成路由選擇和存儲(chǔ)控制。 斃辯分分鬣交換是捂結(jié)合光對(duì)分復(fù)糟技術(shù)豹釋交羧方案，毽是 鬻鬟要豹一耱 光分組方案，其原理類似于傳統(tǒng)電信網(wǎng)絡(luò)中程控變換機(jī)的時(shí)隙交換方式，其示意圖見 密1 - 5 。營(yíng)先，警寵勢(shì)綴進(jìn)入交換葛點(diǎn)，蓄先對(duì)必分緩遴簿分綴掇續(xù)，丞繚囂豹斃分 組根據(jù)電路控制經(jīng)歷不同的時(shí)懋，通過排序后依次進(jìn)入交換矩降，各個(gè)輸如端只需要 按照頹痔將歪繚囂夔分綴讀出，然囂進(jìn)紓分組熬髂壓綴，也就是w 變寫入、顳序讀出 的工作方式。巍然，也可以考慮順序?qū)懭?、可變讀出的方式，但魑考慮分組寫入比較 容易( 雙曩要壤確戇蹲遙控制) ，囂分緞讀取囂爨剩用分組斃開關(guān)，因此建議采用霹 北京郵電大學(xué)碩士研究生畢業(yè)論文第一章高速光分組網(wǎng)絡(luò)概述 變寫入、順序讀出的工作方式。 圖1 - 5 光時(shí)分交換方式 分組頭的處理包括分組頭的識(shí)別、分組頭的分離和分組頭的邏輯分析等內(nèi)容。目 前，分組頭的識(shí)別和分組頭的分離都可以在光上進(jìn)行，但是分組頭的邏輯分析，如地 址分析等等還需要在電域上進(jìn)行。 為了實(shí)現(xiàn)分組頭的分離和識(shí)別，可以將分組頭與凈負(fù)荷通過不同的波長(zhǎng)或偏振進(jìn) 行傳送，但是由于波長(zhǎng)之間走離的影響，在較長(zhǎng)距離內(nèi)難以實(shí)現(xiàn)。在u n i v e r s i t yo f c a l i f o r n i ad a v i s 的相關(guān)實(shí)驗(yàn)中，采用了副載波調(diào)制技術(shù)( s c m ) ，實(shí)現(xiàn)分組頭的識(shí)別 與分離。分組頭和分組凈負(fù)荷復(fù)用在同一個(gè)光載波上，在調(diào)制激光器的電流中，負(fù)載 是基帶編碼，分組頭比特調(diào)制在合適的副載波頻率上，以較低的速率編碼。因?yàn)榧す?器與光電探測(cè)器的頻率響應(yīng)必須達(dá)到副載波頻率，因此，副載波頻率盡量低，只需要 是分組頭比特率的兩倍即可。 隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)大，光信號(hào)通過節(jié)點(diǎn)數(shù)量和光開關(guān)的數(shù)量越來越多，為了實(shí)現(xiàn) 全光的數(shù)據(jù)傳送，需要對(duì)網(wǎng)絡(luò)中光信號(hào)進(jìn)行再放大、再定時(shí)、再定形的處理，即3 r 再生技術(shù)。 它的基本原理框圖如圖1 - 6 所示，主要包括位時(shí)鐘提取和光開關(guān)兩部分光開關(guān) 可以采用非線性光學(xué)環(huán)路鏡( n o l m ) 或m z i 實(shí)現(xiàn)，而位時(shí)鐘的提取可以采用注入 鎖定的位時(shí)鐘提取技術(shù)。 圖1 - 63 r 再生技術(shù)的基本原理 北京郵電大學(xué)碩士研究生畢業(yè)論文 第一章高速光分組網(wǎng)絡(luò)概述 由于到達(dá)o p s 節(jié)點(diǎn)的分組可能來自不同源頭，經(jīng)歷了不同的光纖路徑和處理， 也可能是不同的波長(zhǎng)，各個(gè)分組因溫度變化、色散和路徑不同，必然有不同的傳播時(shí) 延；另外，交換矩陣的光分組處理也會(huì)惡化光分組的定時(shí)特性。因此，雖然在光分組 幀格式的設(shè)計(jì)上考慮了保護(hù)間隔，在o p s 節(jié)點(diǎn)的輸入端，還必須對(duì)到達(dá)的各個(gè)光分 組進(jìn)行同步處理。 時(shí)鐘提取是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)同步的有效途徑，對(duì)于s l o t t e d 光分組網(wǎng)絡(luò)來說，需要考慮 幀時(shí)鐘的提取和位時(shí)鐘的提取( 也就是比特時(shí)鐘) 。但是對(duì)于u n s l o t t e d 光分組網(wǎng)絡(luò)來 說，在光域上直接實(shí)現(xiàn)光分組的同步還是非常困難的，這也是u n s l o t t e d 光分組網(wǎng)絡(luò) 應(yīng)用的瓶頸之一。 第四節(jié)本論文的主要工作和成果 本論文針對(duì)光通信研究的最新進(jìn)展，將焦點(diǎn)集中在基于光分組交換的局域城域 網(wǎng)絡(luò)范疇之內(nèi)，通過設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)光纖局域城域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，分析了光纖局域城域 網(wǎng)中的接入控制問題和資源競(jìng)爭(zhēng)問題，并進(jìn)而開展了相應(yīng)的理論研究、仿真研究。 論文包括四個(gè)部分：高速光分組交換網(wǎng)絡(luò)概述，如何基于n s 2 開發(fā)仿真軟件， 以及對(duì)相關(guān)協(xié)議偏射路由算法和簡(jiǎn)化的周期預(yù)留多址接入?yún)f(xié)議的仿真研究與分析。 本論文首先簡(jiǎn)單介紹了光通信領(lǐng)域的整體發(fā)展現(xiàn)狀，描繪了光通信領(lǐng)域研究的基 本情況，比較了電路交換式光網(wǎng)絡(luò)、突發(fā)交換式光網(wǎng)絡(luò)和分組交換式光網(wǎng)絡(luò)的異同， 在次基礎(chǔ)上著重分析了分組交換式光網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、協(xié)議及相關(guān)技術(shù)。 接著對(duì)開放軟件仿真平臺(tái)n s 2 進(jìn)行了詳細(xì)介紹。n s 2 是面向?qū)ο蟮摹⑹录?qū)動(dòng) 的網(wǎng)絡(luò)仿真工具，主要關(guān)注于綜合服務(wù)網(wǎng)絡(luò)中協(xié)議的交互的研究，非常適合于包交換 網(wǎng)絡(luò)，主要用于小規(guī)模的排隊(duì)算法、傳送協(xié)議、擁塞控制和一些與多播相關(guān)的工作。 它提供了多種t c p 、路由、多播、鏈路層、m a c 協(xié)議的支持，但對(duì)大規(guī)模( 數(shù)千節(jié) 點(diǎn)) 的仿真受到限制。本論文還對(duì)n s 各個(gè)基本模塊及相互關(guān)系，n s 2 的移植及基本 理論，如何仿真現(xiàn)有的通信協(xié)議，如何添加新的協(xié)議等進(jìn)行了介紹。 然后探討了在光分組網(wǎng)絡(luò)中采用偏射路由算法來避免或緩解光分組網(wǎng)絡(luò)對(duì)光緩 存需求的方案。通過對(duì)偏射路由算法進(jìn)行仿真，將偏射路由算法和傳統(tǒng)的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng) 絡(luò)進(jìn)行了比較，結(jié)果說明，盡管相對(duì)存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)路由算法而言偏射路由會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)包在 網(wǎng)絡(luò)中更大的平均跳轉(zhuǎn)次數(shù)，網(wǎng)絡(luò)的吞吐量也因此下降，但在光處理和光存儲(chǔ)技術(shù)還 很不成熟的情況下，通過架構(gòu)規(guī)則網(wǎng)狀網(wǎng)和使用偏射路由算法，光分組網(wǎng)絡(luò)能夠利用 網(wǎng)狀網(wǎng)具有迂回路由的特性在基本無需光存儲(chǔ)器或極少數(shù)光存儲(chǔ)器的條件下達(dá)到很 高的網(wǎng)絡(luò)性能。當(dāng)前的許多研究偏射路由工作均以規(guī)則的s h u f f l e n e t 為模型，本論文 北京郵電大學(xué)碩士研究生i # 業(yè)論文 第一章高速光分組網(wǎng)絡(luò)概述 在此基礎(chǔ)之上，考慮到循環(huán)路由問題，提出了新的拓?fù)淠Ｐ?，得到了很好的效果?最后，在折疊總線網(wǎng)絡(luò)模型的前提下，為適應(yīng)高速光分組交換的局域城域網(wǎng)的 要求，提出簡(jiǎn)化的c r m a 協(xié)議( s c i u j a ) ，并對(duì)各個(gè)節(jié)點(diǎn)的接入控制方式進(jìn)行了探 討和仿真分析。s c r m a 協(xié)議根據(jù)主節(jié)點(diǎn)預(yù)留隊(duì)列的長(zhǎng)度，自適應(yīng)地改變預(yù)留時(shí)隙的 間隔，實(shí)現(xiàn)了接入時(shí)延和網(wǎng)絡(luò)資源利用率之間的均衡即保證了在滿足接入時(shí)延的條 件下，盡可能高的網(wǎng)絡(luò)資源利用率。同時(shí)，s c p d v n 對(duì)分組網(wǎng)絡(luò)的時(shí)隙結(jié)構(gòu)重新進(jìn)行 了定義，取消了原有協(xié)議的r e j e c t 、c o n f i r m 等命令，降低了整個(gè)協(xié)議的復(fù)雜程 度，并保證了網(wǎng)絡(luò)在接入時(shí)延和接入速率方面的公平性。通過仿真數(shù)據(jù)和曲線，驗(yàn)證 了基于s - c r m a 協(xié)議的分組網(wǎng)絡(luò)能很好的保證各個(gè)本地節(jié)點(diǎn)的公平接入。 參考文獻(xiàn) 1 g a m b i n i ，p ；r e n a u d ，m ；e t c ，“t r a n s p a r e n to p t i c a lp a c k e ts w i t c h i n g ：n e t w o r k a r c h i t e c t u r ea n dd e m o n s t r a t o r si nt h ek e o p s p r o j e c f ，i e e ej o u r n a lo i ls e l e c t e da r e a si n c o m m u n i c a t i o n s ，v 0 1 1 6i s s u e 7 ，s e p1 9 9 8 ，p p l 2 4 5 - 1 2 5 9 2 g u i l l e m o t ，c ；r e n a u d , m ；e t c ! t r a n s p a r e n to p t i c a lp a c k e ts w i t c h i n g ：t h ee u r o p e a n a c t sk e o p s p r o j e c ta p p r o a c h ”，j o u r n a lo fl i g h t w a v et e c h n o l o g y , v 0 1 1 6i s s u e l 2 ，d e c 1 9 9 8p p 2 1 1 7 - 2 1 3 4 3 s ws e o ，b yy u ，a n dr r p r u c n a l ，b i t l e v e lp a c k e t - s w i t c h i n ga l l - o p t i c a l m u l t i h o ps h u f f l en e t w o r k sw i t l ld e f l e c t i o nr o u t i n g ，a p p l o p t ，v 0 1 3 6 ，n o 1 4 ，1 9 9 7 ， p p 3 1 4 2 - 3 1 4 6 【4 c h r i s t i a ng u i l l e m o t , e t c ； t r a n s p a r e n to p t i c a lp a c k e ts w i t c h i n g ：t h ee u r o p e a n a c t sk e o p s p r o j e c ta p p r o a c h ”，i e e e j o u r n a l