提出
該技術是針對目前光信號
處理技術尚未足夠成熟而提出的,在這種技術中有兩種光分組技術:包含
路由信息的控制分組技術和承載業務的數據分組技術。控制分組技術中的控制
信息要通過
路由器的電子
處理,而數據分組技術不需光電/電光轉換和電子路由器的轉發,直接在端到端的
透明傳輸信道中傳輸。控制分組在WDM
傳輸鏈路中的某一特定
信道中傳送,每一個突發的數據分組對應於一個控制分組,並且控制無組先於數據分組傳送,通過“數據報”或“虛電路”路由模式
指定路由器分配空閒信道,實現數據信道的
頻寬資源動態分配。數據
信道與控制信道的隔離簡化了突發數據交換的
處理,且控制分組長度非常短,因此使高速
處理得以實現。同時由於控制分組和數據分組是通過控制分組中含有的可“重置”的時延
信息相聯繫的,
傳輸過程中可以根據
鏈路的實際狀況用電子
處理對控制信元作調整,因此控制分組和信號分組都不需要光同步。
光突發交換中的“突發”可以看成是由一些較小的具有相同出口邊緣
節點地址和相同QoS要求的數據分組組成的超長數據分組,這些數據分組可以來自於傳統IP網中的IP包。突發是光突發交換網中的基本交換單元,它由控制分組(BCP, Burst Control Packet, 作用相當於
分組交換中的分組頭)與突發數據BP(淨載荷)兩部分組成。突發數據和控制分組在物理
信道上是分離的,每個控制分組對應於一個突發數據,這也是光突發交換的核心設計思想。例如,在WDM系統中,控制分組占用一個或幾個波長,突發數據則占用所有其它波長。
意義
將控制分組和突發數據分離的意義在於控制分組可以先於突發數據
傳輸,以彌補控制分組在交換
節點的
處理過程中O/E/O變換及電處理造成的時延。隨後發出的突發數據在交換
節點進行全光交換
透明傳輸,從而降低對
光快取器的需求,甚至降為零,避開了目前光快取器技術不成熟的缺點。並且,由於控制分組大小遠小於突發包大小,需要O/E/O變換和電
處理的數據大為減小,縮短了處理時延,大大提高了交換速度。這一過程就好像一個出境
旅行團,在團隊出發前,一個工作人員攜帶團員們的有關資料,提前一天到達邊境辦理出入境
手續及預定
車票等,
旅行團隨後才出發,節約了
遊客們的時間也簡化了程式。
由於
光網路在光纖到戶上的瓶頸問題,目前主要用於
主幹網和
城域網,用戶端仍是傳統的電IP網路。光突發交換網路主要由光的核心
節點和電的邊緣節點組成。邊緣
節點主要負責IP分組的接入、分類、組裝和調度,及反向突發數據的接收與拆幀。入口邊緣
節點處數據通過線卡輸入,根據IP包的目的地址分類後進行組裝,形成突發數據,並提取相應分組頭產生控制分組,而突發
數據快取於突發
佇列等待調度。當一個突發數據在突發傳送
佇列的佇列頭部時,計算突發數據與相應控制分組間的偏移時間並反饋到控制
數據包產生器中,然後發出這個控制分組,該控制分組包括時間偏移量、突發數據長度和具體的
路由等
信息。當偏移時間到期時,發出該突發數據。出口邊緣
節點只是簡單地將突發數據拆開,並將其中的IP數據抽出。
核心
節點的功能是控制分組查找、交換、突發數據監測(如阻塞機率、延遲等),其結構如圖2。假定每根光纖支持的波長數為K+1(一個波長用於
傳輸控制分組BCP,另外K個波長用於傳輸突發數據)。用於
傳輸BCP的波長在核心
節點需要先進行O/E變換,然後進行電的路由表查找、對光的交換矩陣進行控制,最後更新BCP相應數據再進行E/O變換。其餘的K個波長
傳輸突發數據,在核心
節點處不需要O/E/O變換,整個交換傳輸在光域內完成,保證了數據的透明性。圖中光交換矩陣前的光纖延遲線用於
快取突發數據(只能快取有限長時間),等待控制分組的
處理,通過設定恰當的偏移時間offset time,可以使突發數據不需要在中間
節點快取,直接通過OBS網路,進而可以取消光纖延遲線。另外光纖延遲線還可以用於解決競爭問題,減少衝突,實現WDM層的QoS(服務質量)保證。當突發數據進入光交換矩陣時,由
控制單元控制的光交換矩陣選擇相應的輸出波長。
OBS結合了光電路交換和光
分組交換的優勢,同時避免了它們的缺點。通過控制與數據在時間和空間上的分離,控制分組提前傳送,並在中間
節點經過電
信息處理,從而為數據分組預留相應的資源。而數據分組隨控制分組之後傳送,在中間
節點通過預留好的資源直通,無需光/電/光
處理。
同時它具有延時小(單向預留),
頻寬利用率(統計復用),效率高,交換靈活、數據透明、交換容量大(電控光交換)等特點,可以達到Tb/s級的交換容量,甚至Pb/s量級。因此,OBS網路主要套用於不斷發展的大型
城域網和
廣域網,它可以支持傳統業務,如電話、SDH、IP、FDDI和ATM等,也可以支持未來具有較高突發性和多樣性的業務,如數據檔案
傳輸、網頁瀏覽、
視頻點播、視頻會議等業務。
分類
目前
光網路中的交換技術依照用戶需求頻寬主要分為四種:
光路交換(OCS:Optical Circuit Swithing)技術:在光子層面的最小交換單元是一個波長通道上的業務流量。這種交換是以波長為量級的。
光分組交換(OPS:Optical Packet Switching)技術:以光分組(包)作為最小交換顆粒的交換方式。
光突發交換(OBS:Optical Burst Switching)技術:數據分組和控制分組都是分開傳送,採用單向資源預留機制,以光突發包作為最小交換單元。
游標記交換(OMPLS:Optical Multi-Protocol Label Switching)技術:多協定標籤交換(MPLS)技術與光網路技術相結合。