光分组交换网边缘节点关键技术的研究 ——分组组装、流量整形、分组调度

论文摘要

基于波分复用技术的光网络的发展目前呈现出两个显著趋势：第一个是不断增加光网络的透明性以消除现有WDM网络因O／E／O转换带来的电子瓶颈；第二个是增强光网络的可配置能力以提高网络的灵活性。为此，网络的交换功能将逐步从电转移到光，从光电路交换发展到光分组交换。具体来说，这种转换将是分阶段逐步进行的，从提供波长级电路交换业务的波长路由光网络，发展到通过将控制和数据相分离而消除在中间节点使用光缓存和进行信头提取操作的光突发交换网络，直至提供任意细小的传输和交换颗粒、带宽利用率高、配置灵活的光分组交换网络。这三种光交换技术各有应用范围，它们有可能在未来的网络中共存，而不一定就必须是互相替代的关系。光分组交换网络将是光网络演化的长期目标。 本论文主要围绕异步光分组交换网络中边缘节点的光分组组装及其相关的流量整形和分组调度展开了研究，工作主要分为三个部分： 第一部分：三种典型的光分组组装机制的性能分析 (1)全面分析了自相似输入业务流下基于长度门限(TLBA)、基于时间门限(LLBA)和基于混合门限(HLBA)三种典型的光分组组装机制的流量汇聚性能，研究了光分组大小分布特性，讨论了组装参数对光分组平均大小和组装时延的影响，并由此发现了基于混合门限组装中组装参数失效因子问题； (2)基于自相似输入业务流验证了基于长度门限、基于时间门限和基于混合门限三种典型的光分组组装机制是否具有自相似业务流整形效应，首次分析了输入业务流自相似性对组装机制流量汇聚性能(平均光分组大小和组装时延)的影响； 第二部分：多级光分组组装机制的研究

论文目录

• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 光分组交换
• 1.2.1 光分组交换技术及其特点
• 1.2.2 光分组交换网络
• 1.2.3 异步光分组交换
• 1.3 光分组交换关键技术
• 1.3.1 光分组格式与编码
• 1.3.2 冲突解决
• 1.3.3 光分组同步
• 1.3.4 全光逻辑器件
• 1.3.5 光分组组装机制
• 1.4 光分组交换的研究现状
• 1.5 本论文的主要工作
• 1.5.1 典型光分组组装机制的流量汇聚性能分析
• 1.5.2 典型光分组组装机制的流量整形性能分析
• 1.5.3 两级光分组组装流量整形机制
• 1.5.4 最长队列优先调度分组组装机制
• 1.5.5 最重队列优先调度分组组装机制
• 参考文献
• 第2章 三种典型光分组组装机制的性能分析
• 2.1 引言
• 2.2 光分组组装机制
• 2.2.1 光分组组装机制的流程和性能指标
• 2.2.2 三种典型光分组组装算法描述
• 2.3 网络仿真平台
• 2.3.1 自相似业务流
• 2.3.1.1 业务流自相似的定义和刻画
• 2.3.1.2 Sup-FRP自相似业务源模型
• 2.3.2 仿真平台和仿真条件
• 2.4 光分组组装机制的流量汇聚性能分析
• 2.4.1 光分组大小分布特性
• 2.4.1.1 输入客户包大小分布为负指数分布
• 2.4.1.2 输入客户包大小分布为实际分布
• 2.4.2 组装参数对光分组组装机制汇聚性能的影响
• 2.4.2.1 光分组大小
• 2.4.2.2 组装时延
• 2.5 光分组组装机制的流量整形性能
• 2.5.1 光分组组装机制的自相似业务流整形性能
• 2.5.2 输入业务流的自相似性对分组组装机制汇聚性能的影响
• 2.6 总结
• 参考文献
• 第3章 两级分组混合组装流量整形机制
• 3.1 引言
• 3.2 两级基于混合门限组装（TS-HLBA）方案
• 3.3 仿真和结果分析
• 3.3.1 仿真场景
• 3.3.2 结果和讨论
• 3.4 结论
• 参考文献
• 第4章 最长队列优先调度分组组装机制
• 4.1 引言
• 4.2 LQF-SA组装机制
• 4.3 仿真结果和讨论
• 4.3.1 仿真场景
• 4.3.2 光分组大小分布特性
• 4.3.3 组装效率
• 4.3.3 分组丢突发率和吞吐量
• 4.3.4 自相似性改善
• 4.4 结论
• 参考文献
• 第5章 最重优先调度分组组装机制
• 5.1 引言
• 5.2 WQF-SA组装机制
• 5.3 仿真和结果分析
• 5.3.1 仿真场景和参数设置
• 5.3.2 结果和讨论
• 5.4 结论
• 参考文献
• 术语
• 致谢
• 攻读博士学位期间发表论文