[發(fā)明專利]一種基于FDL環(huán)的反饋共享光緩存裝置和緩存方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210298365.8
• 申請日: 2012-08-21
• 公開（公告）號: CN102843294A
• 公開（公告）日: 2012-12-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉煥淋;龐俊宇;方強;江上;王楊楊;王寅
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: H04L12/56
• 分類號: H04L12/56;H04Q11/00
• 代理公司: 重慶市恒信知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 50102
• 代理人: 劉小紅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光纖通信領(lǐng)域，具體涉及一種用于光分組交換核心節(jié)點的光緩存裝置。

技術(shù)背景

光分組交換（OPS：Optical?packet?switching）是近年興起的一種新型光域交換技術(shù)，它綜合電子式分組和光交換的優(yōu)點，支持靈活的、任意小粒度的分組級光域交換，被業(yè)界認為是未來解決網(wǎng)絡(luò)光/電/光信息轉(zhuǎn)換瓶頸問題的最理想交換方式。在OPS網(wǎng)絡(luò)中，當同一波長的多個分組同時需要從中間節(jié)點的同一端口輸出時，就會發(fā)生端口競爭，而以IP業(yè)務(wù)為主的Internet網(wǎng)絡(luò)中分組突發(fā)性很大，則業(yè)務(wù)在OPS網(wǎng)絡(luò)核心節(jié)點中發(fā)生競爭的概率也更大。常用的競爭解決方案主要有三種，即光纖延遲線（FDL）緩存、波長轉(zhuǎn)換和偏射路由方案，它們分別在時間域上、波長域上和空間域上解決競爭問題。其中，F(xiàn)DL緩存被認為是目前技術(shù)水平容易實現(xiàn)的光域緩存技術(shù)。由于FDL不能提供類似電子域的隨機接入存儲（RAM：Random?access?memory?），OPS節(jié)點的FDL結(jié)構(gòu)和控制機制都有待進一步研究，以提高有限數(shù)目FDL緩存效率和分組0競爭解決的性能。

在現(xiàn)有的FDL解決光分組競爭結(jié)構(gòu)中，將FDL配置在OPS輸入節(jié)點處的緩存有隊頭阻塞和解決競爭的性能較差的問題；FDL配置在節(jié)點輸出的緩存解決分組競爭性能較好，但存在節(jié)點內(nèi)部需要加速和需求FDL數(shù)目較大的問題；FDL配置在輸出—輸入節(jié)點間的反饋共享緩存結(jié)構(gòu)有益于降低FDL的需求數(shù)目，但存在緩存粒度優(yōu)化配置和緩存控制快速搜索方法設(shè)計的問題。因此，本發(fā)明優(yōu)化緩存中容量、體積與利用率之間關(guān)系，設(shè)計一種新型的FDL環(huán)形緩存配置結(jié)構(gòu)和控制方法，使有限數(shù)目FDL的競爭解決能力和緩存利用率提高，實現(xiàn)減小OPS節(jié)點體積和提高OPS性能的目標。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有的光分組交換OPS節(jié)點配置光纖延遲線FDL緩存解決分組競爭存在體積龐大、FDL離散的緩存粒度使其利用率不高、緩存控制方法復(fù)雜的問題，本發(fā)明設(shè)計了一種基于FDL環(huán)的反饋共享光緩存裝置和控制方法。

本發(fā)明設(shè)計一種基于FDL環(huán)的反饋共享光緩存裝置，該裝置包括：OPS交換矩陣、控制模塊、FDL環(huán)形緩存裝置，F(xiàn)DL環(huán)形緩存裝置由多個FDL緩存組順次連接形成環(huán)形，每個FDL緩存組采用簡并式配置MD根光纖延遲線，F(xiàn)DL緩存組的基本輸出端口級聯(lián)下一個FDL緩存組的基本輸入端口，依次級聯(lián)形成FDL環(huán)；OPS交換矩陣的擴展輸出端口分別連接FDL緩存組的擴展輸入端口，OPS交換矩陣的擴展輸入端口分別連接FDL緩存組的擴展輸出端口；控制模塊執(zhí)行緩存調(diào)度，控制競爭失敗的光分組從OPS交換矩陣的某個擴展輸出端口輸出到FDL環(huán)緩存組中，控制從某個FDL緩存組的輸出端口送出光分組到OPS交換矩陣擴展輸入端口，通過OPS交換矩陣的交叉連接配置到OPS基本輸出端口輸出到光纖線路上，每個緩存組（FDL交換子矩陣）的緩存深度設(shè)為M，每個FDL緩存組采用簡并式配置，即每個FDL緩存組提供的基本緩存粒度為1D、2D、…、MD。其中，每個FDL緩存組有M個基本輸入/輸出端口，1個擴展Ex輸入/輸出端口；OPS交換矩陣的基本輸入/輸出端口數(shù)目用N表示，N和M的數(shù)值根據(jù)實際交換規(guī)模確定，一般N≧4。OPS交換矩陣還包括4個擴展輸出/輸入端口，每個OPS交換矩陣的擴展輸出端口與一個FDL交換子矩陣的擴展輸入端口連接，每個FDL交換子矩陣的擴展輸出端口與OPS交換矩陣的擴展輸入端口連接；每個FDL緩存組的M種緩存粒度基本輸出端口連接下一個FDL緩存組的基本輸入端口，4個FDL光緩存組的M個緩存粒度基本輸出端口連接構(gòu)成環(huán)形。

本發(fā)明提出的基于FDL環(huán)的反饋共享光緩存裝置，可以根據(jù)到達OPS輸入端口的光分組在交換到輸出端口時遇到?jīng)_突，沖突光分組在控制模塊控制下以最佳緩存粒度或等長緩存粒度級聯(lián)的方法進入FDL環(huán)進行共享緩存，解決沖突問題。其等長緩存粒度級聯(lián)控制方法為：OPS交換節(jié)點計算沖突光分組長度需要的緩存時間，搜索4級緩存組提供的滿足緩存時間要求的最小可用緩存級聯(lián)容量，等長粒度緩存級聯(lián)方法要求前一級FDL緩存組與下一級FDL緩存組使用相同的可用緩存粒度，即如果第一級緩存粒度使用2D的FDL線緩存，則需要使用第二級FDL緩存組時也必須選擇2D的緩存輸出線，依此類推；而最佳緩存粒度級聯(lián)控制方法為：OPS交換節(jié)點控制模塊計算沖突光分組長度需要的緩存時間，搜索4級緩存組提供的滿足緩存時間要求的最小可用緩存級聯(lián)容量，但是最佳粒度緩存級聯(lián)方法允許前一級FDL緩存組與下一級FDL緩存組使用的緩存粒度不相同，在滿足光分組緩存需要的最小時間為準。