Torus交换结构的研究

论文摘要

随着光网络的迅速发展,直接在光层承载分组业务的需求越来越大。作为一种新型的光交换技术,光突发交换(Optical Burst Switching, OBS)比传统的波长路由技术能更有效地支持突发性强的分组业务,同时又比光分组交换更具可实现性,因此受到广泛关注。OBS核心交换节点的设计必须在保证一定的交换性能的同时,尽量降低光器件成本。本文提出了一种类Torus的新型光突发交换结构,该结构有效地克服了使用光纤延迟线或光缓存等器件所导致的内部阻塞问题,提高了交换结构的吞吐量;同时,与具有相似性能的交换结构相比,该结构所需要的光器件较少,成本较低。通过对比仿真实验,结果验证了该结构的优越性。同时,由于Torus交换结构的优越性,不仅仅是在光域,用于电的交换也是如此,因此有必要对Torus交换网络中单节点的设计进行研究。本文首先对光突发交换网络的基本概念和原理进行了描述,在此基础上介绍了OBS系统的结构与工作流程,然后对系统中的重要组成部分——核心节点的结构、功能等做出祥述。并结合设计指标对几个关键参数进行了分析。OBS核心节点的交换结构有许多值得借鉴的技术,本文给出了一些基本的交换结构设计方案,并对每种交换结构的性能、优缺点作了简要的说明。然后本文给出OBS核心节点交换结构方面的一些工作;对类Torus交换结构的设计方案进行了的详细阐述,给出了设计原理图和调度算法,并通过仿真比较了各种交换结构的性能。仿真证明类Torus交换结构性能优越,有效地节省了光器件的开销。最后,基于Torus交换结构的优越性,我们对Torus交换网络中单节点的设计作了一些研究,特别是关于微片大小和入口处的缓存管理作了改进,实验证明该方案有效可行,有利于工程实现。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 OBS 技术简述
• 1.2.1 OBS 的基本原理
• 1.2.2 OBS 技术的优点
• 1.3 国内外研究动态
• 1.3.1 OBS 资源预约方案和信令
• 1.3.2 OBS 的冲突处理机制（contention resolution）
• 1.4 主要工作和论文内容安排
• 第二章 OBS 核心节点交换结构分析
• 2.1 OBS 交换结构概述
• 2.2 主流核心节点交换结构
• 2.2.1 1×PM×PM 前馈连接
• 2.2.2 反馈连接
• 2.2.3 M×P×P 交换结构
• 第三章 类TOURS 的新型核心节点交换结构
• 3.1 环型FDL 设计
• 3.1.1 FDL 的基本结构
• 3.1.2 FDL 池的结构
• 3.1.3 环型FDL 结构
• 3.2 TORUS 交换结构简介
• 3.3 一维TORUS 设计方案
• 3.4 二维TORUS 改进方案
• 3.5 类TORUS 交换结构的创新点
• 第四章 核心节点性能仿真
• 4.1 实现模型介绍
• 4.1.1 系统模型设计
• 4.1.2 各模块的实现
• 4.2 仿真结果
• 4.2.1 成本比较
• 4.2.2 性能比较
• 4.3 性能分析
• 第五章 TOURS 交换网络中单节点设计
• 5.1 TORUS 交换网络技术
• 5.1.1 虫孔路由
• 5.1.2 虚通道流控制
• 5.2 微片大小分析
• 5.2.1 微片格式
• 5.2.2 微片分析
• 5.2.3 合理的微片大小
• 5.3 VC 动态管理
• 5.3.1 VC 缓存空间的问题
• 5.3.2 动态VC 缓存实现方案
• 5.3.3 结论
• 5.4 结束语
• 第六章 结论和展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 下一步的工作
• 致谢
• 参考文献
• 个人简历
• 攻读硕士学位期间的研究成果