[發明專利]一種分段式共享光分組交換網絡緩存結構

無效

• 申請號: 200710092531.8
• 申請日: 2007-08-03
• 公開（公告）號: CN101106523A
• 公開（公告）日: 2008-01-16
• 發明（設計）人: 張杰;王汝言;隆克平;陳前斌;黃勝;常交法;張普釗;郭芳;段振英;呂科葦
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: H04L12/56
• 分類號: H04L12/56;H04J14/02;H04Q11/00
• 代理公司: 重慶華科專利事務所
• 代理人: 康海燕

技術領域

本發明涉及通信技術領域，尤其涉及光分組交換網絡結構。

背景技術

波分復用(Wavelength?Division?Multiplexing，WDM)技術給網絡的設計帶來巨大改變。光分組交換(Optical?Packet?Switching，OPS)就是在光波分復用的基礎上引進光交換技術，實現數據高吞吐量、高速率傳輸的一種技術。它既兼有波長路由對數據速率和格式透明的特點，又具有分組交換中粒度靈活可調的優越性，并能有效地解決目前存在于通信網交換節點上的“電子瓶頸”問題，被看作未來高速寬帶數據網中最具希望的支撐技術之一。

通常情況下，光分組交換可分為同步(時隙)、異步(非時隙)兩種方式。同步方式要求所有分組長度相同，并要求進入交換節點的光分組之間同步，其優點是出現競爭機會少，缺點是光同步實現困難。異步方式則不要求各分組長度相同，不要求各分組之間同步，其優點是適應IP數據不確定長度的特點，不需復雜的光同步而相對容易實現，缺點是競爭可能性變大，從而使吞吐量下降，這也是異步光分組交換網絡中的關鍵問題之一。

在異步光分組交換網絡核心節點處，引起端口競爭有兩種情況：一是兩個或兩個以上的光分組離開核心節點時，同時使用相同端口的相同信道；二是一個光分組在離開核心節點時，它輸出的端口信道正被其它光分組占用。目前解決競爭一般有三種方法：波長變換、空間上的偏移路由、時間上的光纖延遲。波長變換主要是利用波長變換器，將發生沖突的光分組變換到相同端口上其他空閑信道輸出。此方法中采用的固定波長變換器效率不高，而可變波長變換器價格昂貴，且不穩定。偏移路由是將發生沖突的光分組在其他端口的信道上輸出，這有可能使網絡擁塞更加嚴重，因此對于整個網絡而言，偏移路由并不可取。光纖延遲是采用光纖延遲線(Fiber?Delay?Lines，FDLs)作為延遲的手段，是一種最接近于電隨機存儲設備的技術，光纖延時線能提供固定長度、有限數量的延遲，也是業界研究競爭解決方法中最常見的一種。如圖1為光纖延時在解決端口競爭問題上，作為輸出端口緩存的一種應用，研究表明該方法能很好的解決端口競爭。然而這種方法是通過使用大量長度的光纖得到的，光纖利用率低，這勢必會增加核心節點的成本。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：針對現有光分組交換網絡緩存結構光纖利用率低，成本高的缺點，本發明提出了一種新的光分組交換網絡緩存結構，該緩存結構采用光纖分段式共享機制，充分提高光纖延遲線的利用率，降低核心節點成本的同時，很好的解決了光分組交換網絡的端口競爭問題。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：設計一種光分組交換網絡核心節點中的分段式共享緩存結構，它由一系列光纖延時單元實現。光分組交換矩陣輸出端分別連接多個光纖延時單元組，每個光纖延時單元組由一系列光纖延時單元級聯組成，每個光纖延時單元都有兩個輸入端口，其中，光纖延時單元組中最后一級光纖延時單元的兩個輸入端口直接接光分組交換矩陣的輸出端口，其余光纖延時單元的一個輸入端口連接光分組交換矩陣的輸出端口，另一輸入端連接下一級光纖延時單元的輸出端口，依次直至級聯該組中所有光纖延時單元；連接在光分組交換矩陣的其他輸出端口的光纖延時單元組中的光纖延時單元均按上述原則級聯。

在這種新結構的緩存結構中，每段光纖都有兩個入口：一個連接到下一級光纖延時單元出口，另一個直接連到交換矩陣出口，這樣一來，下一級的光纖延時單元就可以共享其上級的所有延時光纖。需要延時的光分組根據其到達光分組交換矩陣出口的時間的不同，選擇不同的光纖延時單元入口，每個光分組的延遲時間取決于其經歷的光纖延時單元的數目。

本發明提出的分段式共享緩存結構利用了光分組在經過光纖延遲矩陣后，在輸出端口處不會有時間上的重疊這一特點，充分實現了光纖延遲線的共享，通過這種共享，光纖延遲矩陣中的光纖單元數目大大減少，并且能很好的解決端口競爭問題，這種優勢會隨著核心節點端口規模的增大，表現得更加明顯，有利于核心節點的擴展。

附圖說明

圖1采用光纖延遲線的輸出端口緩存結構示意圖

圖2分段式共享緩存結構示意圖

圖3某一端口上的光纖單元組解決端口競爭時間關系示意圖

具體實施方式

下面針對附圖和具體實施例對本發明的實施方式作具體描述。