光突发交换技术(OBS)(optical burst switching)是电子技术,它的特点是数据分组和控制分组独立传送,在时间上和
信道上都是分离的,它采用单向资源预留机制,以光突发作为最小的交换单元。obs克服了ops的缺点,对光开关和光缓存的要求降低,并能够很好的支持突发性的分组业务,同时与ocs相比,它又大大提高了资源分配的灵活性和资源的利用率。被认为很有可能在未来互联网中扮演关键角色 。
提出
该技术是针对光信号
处理技术尚未足够成熟而提出的,在这种技术中有两种光分组技术:包含
路由信息的控制分组技术和承载业务的数据分组技术。控制分组技术中的控制
信息要通过
路由器的电子
处理,而数据分组技术不需光电/电光转换和电子路由器的转发,直接在端到端的
透明传输信道中传输。控制分组在WDM
传输链路中的某一特定
信道中传送,每一个突发的数据分组对应于一个控制分组,并且控制分组先于数据分组传送,通过“数据报”或“虚电路”路由模式
指定路由器分配空闲信道,实现数据信道的
带宽资源动态分配。数据
信道与控制信道的隔离简化了突发数据交换的
处理,且控制分组长度非常短,因此使高速
处理得以实现。同时由于控制分组和数据分组是通过控制分组中含有的可“重置”的时延
信息相联系的,
传输过程中可以根据
链路的实际状况用电子
处理对控制信元作调整,因此控制分组和信号分组都不需要光同步。
光突发交换中的“突发”可以看成是由一些较小的具有相同出口边缘
节点地址和相同QoS要求的数据分组组成的超长数据分组,这些数据分组可以来自于传统IP网中的IP包。突发是光突发交换网中的基本交换单元,它由控制分组(BCP, Burst Control Packet, 作用相当于
分组交换中的分组头)与突发数据BP(净载荷)两部分组成。突发数据和控制分组在物理
信道上是分离的,每个控制分组对应于一个突发数据,这也是光突发交换的核心设计思想。例如,在WDM系统中,控制分组占用一个或几个波长,突发数据则占用所有其它波长。
意义
将控制分组和突发数据分离的意义在于控制分组可以先于突发数据
传输,以弥补控制分组在交换
节点的
处理过程中O/E/O变换及电处理造成的时延。随后发出的突发数据在交换
节点进行全光交换
透明传输,从而降低对
光缓存器的需求,甚至降为零,避开了光缓存器技术不成熟的缺点。并且,由于控制分组大小远小于突发包大小,需要O/E/O变换和电
处理的数据大为减小,缩短了处理时延,大大提高了交换速度。这一过程就好像一个出境
旅行团,在团队出发前,一个工作人员携带团员们的有关资料,提前一天到达边境办理出入境
手续及预定
车票等,
旅行团随后才出发,节约了游客们的时间也简化了程序。
由于
光网络在光纤到户上的瓶颈问题,主要用于
主干网和
城域网,用户端仍是传统的电IP网络。光突发交换网络主要由光的核心
节点和电的边缘节点组成。边缘
节点主要负责IP分组的接入、分类、组装和调度,及反向突发数据的接收与拆帧。入口边缘
节点处数据通过线卡输入,根据IP包的目的地址分类后进行组装,形成突发数据,并提取相应分组头产生控制分组,而突发
数据缓存于突发
队列等待调度。当一个突发数据在突发发送
队列的队列头部时,计算突发数据与相应控制分组间的偏移时间并反馈到控制
数据包产生器中,然后发出这个控制分组,该控制分组包括时间偏移量、突发数据长度和具体的
路由等
信息。当偏移时间到期时,发出该突发数据。出口边缘
节点只是简单地将突发数据拆开,并将其中的IP数据抽出。
核心
节点的功能是控制分组查找、交换、突发数据监测(如阻塞概率、延迟等)。假定每根光纤支持的波长数为K+1(一个波长用于
传输控制分组BCP,另外K个波长用于传输突发数据)。用于
传输BCP的波长在核心
节点需要先进行O/E变换,然后进行电的路由表查找、对光的交换矩阵进行控制,最后更新BCP相应数据再进行E/O变换。其余的K个波长
传输突发数据,在核心
节点处不需要O/E/O变换,整个交换传输在光域内完成,保证了数据的透明性。光交换矩阵前的光纤延迟线用于
缓存突发数据(只能缓存有限长时间),等待控制分组的
处理,通过设置恰当的偏移时间offset time,可以使突发数据不需要在中间
节点缓存,直接通过OBS网络,进而可以取消光纤延迟线。另外光纤延迟线还可以用于解决竞争问题,减少冲突,实现WDM层的QoS(服务质量)保证。当突发数据进入光交换矩阵时,由
控制单元控制的光交换矩阵选择相应的输出波长。
OBS结合了光电路交换和光
分组交换的优势,同时避免了它们的缺点。通过控制与数据在时间和空间上的分离,控制分组提前发送,并在中间
节点经过电
信息处理,从而为数据分组预留相应的资源。而数据分组随控制分组之后传送,在中间
节点通过预留好的资源直通,无需光/电/光
处理。
同时它具有延时小(单向预留),
带宽利用率(统计复用),效率高,交换灵活、数据透明、交换容量大(电控光交换)等特点,可以达到Tb/s级的交换容量,甚至Pb/s量级。因此,OBS网络主要应用于不断发展的大型
城域网和
广域网,它可以支持传统业务,如电话、SDH、IP、FDDI和ATM等,也可以支持未来具有较高突发性和多样性的业务,如数据文件
传输、网页浏览、
视频点播、视频会议等业务。
分类
光路交换(OCS:Optical Circuit Swithing)技术:在光子层面的最小交换单元是一个波长通道上的业务流量。这种交换是以波长为量级的。
光分组交换(OPS:Optical Packet Switching)技术:以光分组(包)作为最小交换颗粒的交换方式。
光突发交换(OBS:Optical Burst Switching)技术:数据分组和控制分组都是分开传送,采用单向资源预留机制,以光突发包作为最小交换单元。
光标记交换(OMPLS:Optical Multi-Protocol Label Switching)技术:
多协议标签交换(MPLS)技术与光网络技术相结合。