第3章全光通信網光交換技術課件3

光突發(fā)交換

OBS(OpticalBurstSwitching)光突發(fā)交換

OBS(OpticalBurst13.6光突發(fā)交換（OBS）技術目前比較成熟的光路交換(OCS)雖然相對簡單、易于實現，但建立和拆除一條通道需要一定的時間，且該時間與其連接的保持時間無關。因此在不斷增長且變化無常的因特網流量中，OCS自然難服水土；而光分組交換(OPS)的光邏輯處理技術不成熟，沒有可用的光隨機存儲器也阻礙了它的商用進程。針對目前OCS和OPS存在的一些問題，人們提出了一種新的光交換技術——光突發(fā)交換(OBS)技術，它兼有OCS和OPS的優(yōu)點，又避免了二者的不足，得到國內外學者們的廣泛研究。3.6光突發(fā)交換（OBS）技術目前比較成熟的光路交換(OC2

從長遠來看，OPS(OpticalPacket

Switching)是光交換的發(fā)展方向，但OPS存在著

兩個近期內難以克服的障礙：

1.光緩存器技術還不成熟，目前實驗系統(tǒng)中采用的光纖延遲線(FDL，FiberDelayLine)往往比較笨重、不靈活，存儲深度有限；

2.在OPS的節(jié)點處，多個輸入分組的精確同步難以實現。由于在一些關鍵性的光器件（高速光開關、光緩存器、光邏輯器件等）取得重大突破之前，光分組交換技術尚難以從實驗室走向實用。因此，在短時期內光分組交換的商業(yè)應用前景還不被看好。

從長遠來看，OPS(OpticalPacketSwi3在這種情況下，ChunmingQiao和JsTurnor等人提出了新的光交換技術----

OBS(OpticalBurstSwitching，光突發(fā)交換)，作為電路交換向分組交換的過渡技術。0BS使用的帶寬粒度介于電路交換和分組交換之間，比電路交換靈活、帶寬利用率高，比光分組交換更貼近實用。可以說，它結合了兩者的優(yōu)點且克服了兩者的部分缺點，是兩者之間的平衡選擇，因而逐漸引起了眾多專家、學者的重視。被認為很有可能在未來光互聯網中扮演關鍵角色。在這種情況下，ChunmingQiao和JsTurno43.6.1光突發(fā)交換的概念

突發(fā)交換在20世紀80年代初就已提出，在當時的電子突發(fā)交換網中，突發(fā)交換基本上是一種快速分組交換技術的推廣，在這種網絡中包長可變且可為任意長度，并采用分散式共享緩存交換結構。

1、基本原理光突發(fā)交換技術OBS，采用單向資源預留機制，以光突發(fā)作為交換網中的基本交換單位，突發(fā)是多個分組的集合，它包括突發(fā)數據分組（BDP：BurstDataPacket）和突發(fā)控制分組（BCP:BurstControlPacket）兩部分。

3.6.1光突發(fā)交換的概念突發(fā)交換在20世紀80年代初就5OBS的BCP與BDP信道

OBS的BCP與BDP信道6BCP和BDP在物理信道上是分離的，每個BCP對應一個BDP。BCP長度較之于BDP要短得多，在節(jié)點內BCP經過O/E/O的變換和電處理，而BDP從源節(jié)點到目的節(jié)點始終在光域內傳輸。OBS節(jié)點有兩種：核心節(jié)點與邊緣節(jié)點。核心路由器的任務是完成突發(fā)數據的轉發(fā)與交換；邊緣路由器負責重組數據，將接入網中的用戶分組數據封裝成突發(fā)數據，或進行反向的拆封工作。BCP和BDP在物理信道上是分離的，每個BCP對應一個BDP7光突發(fā)交換原理圖在OBS中，首先在控制波長上發(fā)送控制（連接建立）分組，然后在另一個不同的波長上發(fā)送突發(fā)數據。光突發(fā)交換原理圖在OBS中，首先在控制波長上發(fā)送控制（連接建8光突發(fā)交換原理在OBS中，首先在控制波長上發(fā)送控制（連接建立）分組，然后在另一個不同的波長上發(fā)送突發(fā)數據。這種將控制分組數據信道與控制信道隔離的方法簡化了突發(fā)數據交換的處理，且控制分組長度非常短，因此使高速處理實現更容易。突發(fā)數據從源節(jié)點到目的節(jié)點始終在光域內傳輸，而控制分組在每個節(jié)點都需要進行光／電／光的變換以及電處理?？刂菩诺溃úㄩL）與突發(fā)數據信道（波長）的速率可以相同，也可以不同。光突發(fā)交換原理在OBS中，首先在控制波長上發(fā)送控制（連接建立9OBS優(yōu)點控制分組長度非常短，因此使高速處理得以實現。

突發(fā)交換與分組交換和電路交換技術相比較，有以下優(yōu)點：（1）粒度適中：OBS的粒度介于OCS和OPS之間，它比OCS粒度細，比OPS粒度粗。由于基于波長通道的線路交換顆粒度較大，不利于保證不同業(yè)務不同的QoS，而光分組交換顆粒度較小，但要求光開關的時間達到納秒級，甚至更短，技術上難以實現。OBS可以看做光電路交換和光分組交換之問的一個折中，它將粒度較小的IP包組裝成為一個大的突發(fā)組后再送到網絡中傳送，它的交換粒度（即突發(fā)長度）通常為毫秒量級，實現交換對光開關的要求易于滿足。（2）BCP與BDP在信道上分離：OBS的BCP與BDP分離傳送與處理，降低了中間交換節(jié)點的復雜度及對光器件的要求，且便于OBS的實用；OBS優(yōu)點控制分組長度非常短，因此使高速處理得以實現。

突發(fā)10（3）對光器件的要求降低OBS之所以比OPS更易于實現，不僅在于其交換的顆粒度更大，而且在于光突發(fā)交換網對于分組同步的要求大大降低，在交換節(jié)點上并非一定要使用光緩存，免去了分組交換中逐一處理分組頭的麻煩，因此大大降低了對光開關和光緩存等光器件的要求，技術上易于實現。（4）單向預留：BDP的發(fā)送不需要等待應答信號，這與光路交換相比大大減少等待時延；（5）透明傳輸：BCP（通過配置、交換）為BDP在每個中間節(jié)點建立全光路徑，即BDP是完全透明的，不經過任何光電／電光轉換，避免了電子瓶頸；（6）統(tǒng)計復用：BDP從不同源節(jié)點到不同目的節(jié)點的傳輸采用統(tǒng)計復用方式，從而有效利用鏈路相同波長的帶寬，具有較高的帶寬利用率。（3）對光器件的要求降低113.6.2光突發(fā)交換分組格式

協(xié)議版本分組類型源節(jié)點目的節(jié)點序列號波長IDCoS偏置時間突發(fā)大小當前跳數TTLCRC幀間隔同步/幀開始BCP幀間隔“分組類型”說明在BCP信道中傳輸的是BCP分組還是路由消息分組或網管消息分組；“源節(jié)點”和“目的節(jié)點”分別說明OBS節(jié)點的源、目的地址；“序列號”表示源一目的節(jié)點對發(fā)送BDP的計數，該計數被OBS目的節(jié)點用于分析端到端的流量統(tǒng)計及性能等；波長“ID”指示BCP對應的BDP所用的波長號；“CoS(ClassofService)”為服務類別，表示BDP的優(yōu)先級；“偏置時間”指BCP第一個比特與BDP的第一個比特之間的時間差。一般＝基本偏置時間＋額外偏置時間，它為BDP信道中每比特傳輸時間的整數倍；“突發(fā)大小”指突發(fā)分組持續(xù)時間，它與的單位一致；當前跳數和TTL（TimetoLive）分別表示BCP已經跳過幾次和剩余跳數，且前者作為資源預留的一個權值；“CRC”（CyclicRedundancyCheck）表示BCP的循環(huán)冗余檢驗，當CRC出錯時，丟棄相應的分組，以減少來自BCP比特誤碼的更大差錯。3.6.2光突發(fā)交換分組格式協(xié)議版本分組類型源節(jié)點目的12統(tǒng)一編碼的BDP幀格式

幀間隔同步突發(fā)頭凈荷分組1凈荷分組2……凈荷分組n突發(fā)尾幀間隔統(tǒng)一編碼的BDP幀格式幀間隔同步突發(fā)頭凈荷分組1凈荷分組13單獨編碼的BDP格式

幀間隔同步幀頭凈荷分組幀尾突發(fā)間隔分組1分組2。。。分組n突發(fā)間隔單獨編碼的BDP格式幀間隔同步幀頭凈荷分組幀尾突發(fā)間隔分組143.6.3光突發(fā)交換的關鍵技術

1.OBS的資源預約協(xié)議

光突發(fā)交換的技術難點是尋找合適的帶寬接入控制協(xié)議，即控制分組與突發(fā)數據流之間的協(xié)調問題，也就是帶寬釋放何時被觸發(fā)（即拆除連接的時機）的問題。

OBS與光分組／信元交換技術的主要不同是OBS中交換的突發(fā)分組的長度從一個到幾個分組或到一個短的會話，而都只使用一個控制分組，這樣，每個數據單元具有較低的控制開銷。此外，OBS使用帶外信令，更重要的是控制分組和突發(fā)數據的關系要比在分組／信元交換中要松散一些。實際上，在源端和后面的中間節(jié)點因引人“恰量時間’，JET協(xié)議中的偏置時間而把控制分組和突發(fā)數據分開。在源端設定偏置時間大于控制分組沿光通道的總的處理時間，這樣、在中間的節(jié)點就不需要對突發(fā)數據進行緩存，而是正好等待控制分組得到處理。另外，OBS在源端也可以選擇不使用偏置時間，但是要求突發(fā)數據在中間節(jié)點經歷一個固定的時延，該時延不能小于在中間節(jié)點處理控制分組的最佳時間。這樣的OBS協(xié)議可稱為是基于Tell-And-Go(TAG)的。3.6.3光突發(fā)交換的關鍵技術1.OBS的資源預15在OBS網絡中，資源預約可以是單向也可以是雙向的。

1.最簡單的單向協(xié)議是Tell-And-Go(TAG)方案，這時，突發(fā)緊跟在請求包后面送出，而不等待應答信號，如果在途經的節(jié)點遭遇競爭，該突發(fā)將被丟棄。

2.雙向預約協(xié)議可以稱為Tell-And-Wait（TAW），在此協(xié)議下，當一個源節(jié)點想發(fā)送一個突發(fā)，它首先發(fā)送一個請求，途經所需經過的各個節(jié)點，只有當所有的節(jié)點都能滿足這個請求時，源節(jié)點才能得到成功的應答信號；否則，該突發(fā)被拒絕接入，源節(jié)點只有在以后再發(fā)送請求。3.介于這二者之間的是ChunmingQiao提出的Just-Enough-Time(JET)協(xié)議，即在控制包和突發(fā)之間保留足夠的時間，使得中間節(jié)點能夠在突發(fā)抵達該節(jié)點前及時處理。對JET協(xié)議稍加改進，使不同業(yè)務的優(yōu)先級與控制包與突發(fā)之間的偏置時延量（offsettime）聯系起來，對于高優(yōu)先級業(yè)務，設置的偏置時延量較大，因為時延量越大，該突發(fā)就越有可能成功地預約所需的資源，從而丟包率也較低。

在OBS網絡中，資源預約可以是單向也可以是雙向的。

16JET(JustEnoughTime)協(xié)議

在光突發(fā)交換方式下，因為沒有光域存儲器，所以系統(tǒng)應有偏置時間。為了減少網絡端到端的等待時延，應該設置較小的偏置時間；然而，過小的偏置時間不易解決多點通信中的信道競爭使用問題，從而會造成數據丟失或阻塞。所以偏置時間不宜太大，也不能太小。JET協(xié)議就是為了實現這個目的而開發(fā)的。JET(JustEnoughTime)協(xié)議

17在執(zhí)行JET協(xié)議時，源端節(jié)點在發(fā)送突發(fā)分組之前，首先在信令信道上（即是專用波長）向宿端節(jié)點發(fā)送一個控制分組，該控制分組在后面的每個節(jié)點上進行處理，為將要發(fā)送的突發(fā)分組建立一條全光的數據通道。根據控制分組中攜帶的信息，每個節(jié)點選擇出口鏈路上適合的波長，預留一定的帶寬，并進行光的交換，同時源端的突發(fā)分組在電域上等待一個偏置時間T后，突發(fā)分組將在選擇的波長上以光信號傳送。

δ是每一個節(jié)點處平均的開銷處理時間

在執(zhí)行JET協(xié)議時，源端節(jié)點在發(fā)送突發(fā)分組之前，首先在信令信182、OBS的突發(fā)封裝突發(fā)封裝是OBS網絡的重要技術之一目前常用的組裝算法主要有固定組裝時間FAT、固定組裝長度FAS、最大突發(fā)長度最大組裝時間MSMAT、自適應組裝長度AAS。2、OBS的突發(fā)封裝突發(fā)封裝是OBS網絡的重要技術之一193、QoS支持QoS支持也是OBS網絡的一個重要課題，也是下一代Internet的重要特征，多種QoS需求的應用，都促使著互聯網支持QoS。為了在OBS網絡中支持QoS，已經提出了幾種方案。其中一種就是JET協(xié)議中通過調節(jié)偏置時延來確定優(yōu)先級。兩種方案是與突發(fā)封裝聯系在一起的：第一種方法是將OBS突發(fā)的優(yōu)先級與IP包的優(yōu)先級對應封裝，并在OBS交換節(jié)點中當有競爭發(fā)生時對高優(yōu)先級的突發(fā)予以優(yōu)先通過；第二種方案是所謂的混合封裝方法，在一個突發(fā)中可以封裝多個不同優(yōu)先級的IP包，但是次序是高優(yōu)先級的包在前，低優(yōu)先級的包在后，當有競爭發(fā)生時，突發(fā)的尾部可以被丟棄，而高優(yōu)先級的突發(fā)頭部則被保留。3、QoS支持204、沖突處理兩個或多個BDP要求從某節(jié)點同一端口、同一波長、同時發(fā)送時出現了競爭。常見解決競爭的技術有：光緩存（FAL配置）、偏轉路由、波長轉換和突發(fā)數據分割等。4、沖突處理兩個或多個BDP要求從某節(jié)點同一端口、同一波長215、波長分配在OBS中，波長及帶寬的資源是制約網絡性能的一個重要問題。在OBS交換層的中間節(jié)點，通常為某個BDP預留資源（分配帶寬）若該預留失敗，這個BDP就被丟失或通過偏折路主到其他節(jié)點，因此帶寬分配是否合適直接影響網絡的性能和效率。5、波長分配226、偏置時間的選擇由于控制分組和數據分組通過控制分組中含有的可配置的偏置時間相聯系，其大小設置與突發(fā)的統(tǒng)計概率有關，而因特網中的業(yè)務量特性又明顯地具有突發(fā)性的特點，統(tǒng)計概率更難預測，因而需要考慮可能出現的因存在輸出分組競爭而引起的突發(fā)丟失概率問題，其中作為偏置緩沖的光纖延遲線需要合理設置，偏置量過小，則緩沖容量不足，容易造成突發(fā)丟失；偏置量過大，會造成光信道資源的浪費；所以它使用折中偏置量。6、偏置時間的選擇由于控制分組和數據分組通過控制分組中含有23

3.6.4OBS的體系結構

3.6.4OBS的體系結構24OBS體系結構包含3層：核心光突發(fā)交換層（核心光層）、光突發(fā)聚集層（邊緣分配光層）、接人層。核心光層由全光核心路由器（CR：CentreRouter）構成，完成光分組數據的傳送、路由和OBS網絡管理，核心網絡的核心OBS節(jié)點對突發(fā)數據無需任何處理，進行透明交換。邊緣分配光層由光／電的邊緣路由器（ER:EdgeRouter）構成，負責來自或發(fā)送接人層業(yè)務數據的分發(fā)服務，它們之間由WDM鏈路相連；在邊緣節(jié)點收集來自接入網的流量，并會聚成較大的數據單元（即突發(fā)包）。通過控制信令預留資源，并配置交換矩陣。控制分組與突發(fā)數據完全分離，通過不同波長傳輸。OBS體系結構包含3層：核心光突發(fā)交換層（核心光層）、光突發(fā)25OBS網核心路由器的結構

OBS網核心路由器的結構26OBS網絡的入口邊緣路由器功能結構

OBS網絡的入口邊緣路由器功能結構27OBS既綜合了OCS和OPS的優(yōu)點，又避免了它們的缺點，是一種很有前途的光交換技術3.6.5OBS與OCS和OPS技術的比較OBS既綜合了OCS和OPS的優(yōu)點，又避免了它們的缺點，是一28第3章全光通信網光交換技術課件329第3章全光通信網光交換技術課件3303.7MPLS技術

多協(xié)議標簽交換（MPLS）是集合IP路由器與ATM交換機的優(yōu)點產生的技術，具體來說，它同時提供了第三層的路主控制和第二層的交換轉發(fā)能力，為解決IP網絡發(fā)展中的諸多問題提供了有效的解決方案。3.7MPLS技術多協(xié)議標簽交換（MPLS）是集合31

MPLS涉及到的關鍵技術

標簽分發(fā)流的合并組播顯式路由資源預留環(huán)回檢測與防止控制驅動和數據驅動MPLS涉及到的關鍵技術標簽分發(fā)32光標記交換的技術原理光標記交換技術是IP尋址、控制技術與光交叉連接、波長交換等技術的結合，是通過提取、更換光包頭標記、來實現用戶光信息的路由選擇或交換。即在IP數據包上再加入光標記包頭構成光包，通過標準信令和標記分配協(xié)議轉發(fā)和控制光包，通過各種路由協(xié)議建立和保持路由表；當光包到達節(jié)點時，通過識別、分析其包頭標記信息，查詢路由表，確定其交換路由、并通過交換路由器將光包傳送到需要到達的輸出端口。光標記交換的技術原理光標記交換技術是IP尋址、控制技術與光33光標記交換的網絡結構

光標記交換的網絡結構343.7.2多協(xié)議波長交換（MPλS）技術

MPλS把MPLS標簽交換的基本概念應用到了光域，采用光波長作為交換的標簽，將第三層路由轉發(fā)與第一層（光層）的光交換進行了無縫融合，利用波長來尋找路由，并標識所建立的光通路，為上層業(yè)務提供快速的波長交換通道。3.7.2多協(xié)議波長交換（MPλS）技術MPλS把MP35MPλS的關鍵技術

光標簽的定義與分配算法源發(fā)現與通道選擇通道管理與流量工程故障探測、定位與自愈MPλS的關鍵技術光標簽的定義與分配算法36思考與練習題1、什么是光交換技術？目前常用的光交換技術有哪些？2、名詞解釋：空分光交換、時分光交換、波分光交換。3、簡要說明光突發(fā)交換系統(tǒng)的體系結構。4、畫圖說明OPS中光分組的格式。5、簡要說明OPS的關鍵技術及幾種主要的節(jié)點結構。6、簡述光突發(fā)交換的工作原理及分組格式。7、試比較OCS、OBS和OPS三種光交換技術。8、典型的OBS網資源預約方式主要有哪些？思考與練習題37光突發(fā)交換

OBS(OpticalBurstSwitching)光突發(fā)交換

OBS(OpticalBurst383.6光突發(fā)交換（OBS）技術目前比較成熟的光路交換(OCS)雖然相對簡單、易于實現，但建立和拆除一條通道需要一定的時間，且該時間與其連接的保持時間無關。因此在不斷增長且變化無常的因特網流量中，OCS自然難服水土；而光分組交換(OPS)的光邏輯處理技術不成熟，沒有可用的光隨機存儲器也阻礙了它的商用進程。針對目前OCS和OPS存在的一些問題，人們提出了一種新的光交換技術——光突發(fā)交換(OBS)技術，它兼有OCS和OPS的優(yōu)點，又避免了二者的不足，得到國內外學者們的廣泛研究。3.6光突發(fā)交換（OBS）技術目前比較成熟的光路交換(OC39

從長遠來看，OPS(OpticalPacket

Switching)是光交換的發(fā)展方向，但OPS存在著

兩個近期內難以克服的障礙：

1.光緩存器技術還不成熟，目前實驗系統(tǒng)中采用的光纖延遲線(FDL，FiberDelayLine)往往比較笨重、不靈活，存儲深度有限；

2.在OPS的節(jié)點處，多個輸入分組的精確同步難以實現。由于在一些關鍵性的光器件（高速光開關、光緩存器、光邏輯器件等）取得重大突破之前，光分組交換技術尚難以從實驗室走向實用。因此，在短時期內光分組交換的商業(yè)應用前景還不被看好。

從長遠來看，OPS(OpticalPacketSwi40在這種情況下，ChunmingQiao和JsTurnor等人提出了新的光交換技術----

OBS(OpticalBurstSwitching，光突發(fā)交換)，作為電路交換向分組交換的過渡技術。0BS使用的帶寬粒度介于電路交換和分組交換之間，比電路交換靈活、帶寬利用率高，比光分組交換更貼近實用?？梢哉f，它結合了兩者的優(yōu)點且克服了兩者的部分缺點，是兩者之間的平衡選擇，因而逐漸引起了眾多專家、學者的重視。被認為很有可能在未來光互聯網中扮演關鍵角色。在這種情況下，ChunmingQiao和JsTurno413.6.1光突發(fā)交換的概念

突發(fā)交換在20世紀80年代初就已提出，在當時的電子突發(fā)交換網中，突發(fā)交換基本上是一種快速分組交換技術的推廣，在這種網絡中包長可變且可為任意長度，并采用分散式共享緩存交換結構。

1、基本原理光突發(fā)交換技術OBS，采用單向資源預留機制，以光突發(fā)作為交換網中的基本交換單位，突發(fā)是多個分組的集合，它包括突發(fā)數據分組（BDP：BurstDataPacket）和突發(fā)控制分組（BCP:BurstControlPacket）兩部分。

3.6.1光突發(fā)交換的概念突發(fā)交換在20世紀80年代初就42OBS的BCP與BDP信道

OBS的BCP與BDP信道43BCP和BDP在物理信道上是分離的，每個BCP對應一個BDP。BCP長度較之于BDP要短得多，在節(jié)點內BCP經過O/E/O的變換和電處理，而BDP從源節(jié)點到目的節(jié)點始終在光域內傳輸。OBS節(jié)點有兩種：核心節(jié)點與邊緣節(jié)點。核心路由器的任務是完成突發(fā)數據的轉發(fā)與交換；邊緣路由器負責重組數據，將接入網中的用戶分組數據封裝成突發(fā)數據，或進行反向的拆封工作。BCP和BDP在物理信道上是分離的，每個BCP對應一個BDP44光突發(fā)交換原理圖在OBS中，首先在控制波長上發(fā)送控制（連接建立）分組，然后在另一個不同的波長上發(fā)送突發(fā)數據。光突發(fā)交換原理圖在OBS中，首先在控制波長上發(fā)送控制（連接建45光突發(fā)交換原理在OBS中，首先在控制波長上發(fā)送控制（連接建立）分組，然后在另一個不同的波長上發(fā)送突發(fā)數據。這種將控制分組數據信道與控制信道隔離的方法簡化了突發(fā)數據交換的處理，且控制分組長度非常短，因此使高速處理實現更容易。突發(fā)數據從源節(jié)點到目的節(jié)點始終在光域內傳輸，而控制分組在每個節(jié)點都需要進行光／電／光的變換以及電處理。控制信道（波長）與突發(fā)數據信道（波長）的速率可以相同，也可以不同。光突發(fā)交換原理在OBS中，首先在控制波長上發(fā)送控制（連接建立46OBS優(yōu)點控制分組長度非常短，因此使高速處理得以實現。

突發(fā)交換與分組交換和電路交換技術相比較，有以下優(yōu)點：（1）粒度適中：OBS的粒度介于OCS和OPS之間，它比OCS粒度細，比OPS粒度粗。由于基于波長通道的線路交換顆粒度較大，不利于保證不同業(yè)務不同的QoS，而光分組交換顆粒度較小，但要求光開關的時間達到納秒級，甚至更短，技術上難以實現。OBS可以看做光電路交換和光分組交換之問的一個折中，它將粒度較小的IP包組裝成為一個大的突發(fā)組后再送到網絡中傳送，它的交換粒度（即突發(fā)長度）通常為毫秒量級，實現交換對光開關的要求易于滿足。（2）BCP與BDP在信道上分離：OBS的BCP與BDP分離傳送與處理，降低了中間交換節(jié)點的復雜度及對光器件的要求，且便于OBS的實用；OBS優(yōu)點控制分組長度非常短，因此使高速處理得以實現。

突發(fā)47（3）對光器件的要求降低OBS之所以比OPS更易于實現，不僅在于其交換的顆粒度更大，而且在于光突發(fā)交換網對于分組同步的要求大大降低，在交換節(jié)點上并非一定要使用光緩存，免去了分組交換中逐一處理分組頭的麻煩，因此大大降低了對光開關和光緩存等光器件的要求，技術上易于實現。（4）單向預留：BDP的發(fā)送不需要等待應答信號，這與光路交換相比大大減少等待時延；（5）透明傳輸：BCP（通過配置、交換）為BDP在每個中間節(jié)點建立全光路徑，即BDP是完全透明的，不經過任何光電／電光轉換，避免了電子瓶頸；（6）統(tǒng)計復用：BDP從不同源節(jié)點到不同目的節(jié)點的傳輸采用統(tǒng)計復用方式，從而有效利用鏈路相同波長的帶寬，具有較高的帶寬利用率。（3）對光器件的要求降低483.6.2光突發(fā)交換分組格式

協(xié)議版本分組類型源節(jié)點目的節(jié)點序列號波長IDCoS偏置時間突發(fā)大小當前跳數TTLCRC幀間隔同步/幀開始BCP幀間隔“分組類型”說明在BCP信道中傳輸的是BCP分組還是路由消息分組或網管消息分組；“源節(jié)點”和“目的節(jié)點”分別說明OBS節(jié)點的源、目的地址；“序列號”表示源一目的節(jié)點對發(fā)送BDP的計數，該計數被OBS目的節(jié)點用于分析端到端的流量統(tǒng)計及性能等；波長“ID”指示BCP對應的BDP所用的波長號；“CoS(ClassofService)”為服務類別，表示BDP的優(yōu)先級；“偏置時間”指BCP第一個比特與BDP的第一個比特之間的時間差。一般＝基本偏置時間＋額外偏置時間，它為BDP信道中每比特傳輸時間的整數倍；“突發(fā)大小”指突發(fā)分組持續(xù)時間，它與的單位一致；當前跳數和TTL（TimetoLive）分別表示BCP已經跳過幾次和剩余跳數，且前者作為資源預留的一個權值；“CRC”（CyclicRedundancyCheck）表示BCP的循環(huán)冗余檢驗，當CRC出錯時，丟棄相應的分組，以減少來自BCP比特誤碼的更大差錯。3.6.2光突發(fā)交換分組格式協(xié)議版本分組類型源節(jié)點目的49統(tǒng)一編碼的BDP幀格式

幀間隔同步突發(fā)頭凈荷分組1凈荷分組2……凈荷分組n突發(fā)尾幀間隔統(tǒng)一編碼的BDP幀格式幀間隔同步突發(fā)頭凈荷分組1凈荷分組50單獨編碼的BDP格式

幀間隔同步幀頭凈荷分組幀尾突發(fā)間隔分組1分組2。。。分組n突發(fā)間隔單獨編碼的BDP格式幀間隔同步幀頭凈荷分組幀尾突發(fā)間隔分組513.6.3光突發(fā)交換的關鍵技術

1.OBS的資源預約協(xié)議

光突發(fā)交換的技術難點是尋找合適的帶寬接入控制協(xié)議，即控制分組與突發(fā)數據流之間的協(xié)調問題，也就是帶寬釋放何時被觸發(fā)（即拆除連接的時機）的問題。

OBS與光分組／信元交換技術的主要不同是OBS中交換的突發(fā)分組的長度從一個到幾個分組或到一個短的會話，而都只使用一個控制分組，這樣，每個數據單元具有較低的控制開銷。此外，OBS使用帶外信令，更重要的是控制分組和突發(fā)數據的關系要比在分組／信元交換中要松散一些。實際上，在源端和后面的中間節(jié)點因引人“恰量時間’，JET協(xié)議中的偏置時間而把控制分組和突發(fā)數據分開。在源端設定偏置時間大于控制分組沿光通道的總的處理時間，這樣、在中間的節(jié)點就不需要對突發(fā)數據進行緩存，而是正好等待控制分組得到處理。另外，OBS在源端也可以選擇不使用偏置時間，但是要求突發(fā)數據在中間節(jié)點經歷一個固定的時延，該時延不能小于在中間節(jié)點處理控制分組的最佳時間。這樣的OBS協(xié)議可稱為是基于Tell-And-Go(TAG)的。3.6.3光突發(fā)交換的關鍵技術1.OBS的資源預52在OBS網絡中，資源預約可以是單向也可以是雙向的。

1.最簡單的單向協(xié)議是Tell-And-Go(TAG)方案，這時，突發(fā)緊跟在請求包后面送出，而不等待應答信號，如果在途經的節(jié)點遭遇競爭，該突發(fā)將被丟棄。

2.雙向預約協(xié)議可以稱為Tell-And-Wait（TAW），在此協(xié)議下，當一個源節(jié)點想發(fā)送一個突發(fā)，它首先發(fā)送一個請求，途經所需經過的各個節(jié)點，只有當所有的節(jié)點都能滿足這個請求時，源節(jié)點才能得到成功的應答信號；否則，該突發(fā)被拒絕接入，源節(jié)點只有在以后再發(fā)送請求。3.介于這二者之間的是ChunmingQiao提出的Just-Enough-Time(JET)協(xié)議，即在控制包和突發(fā)之間保留足夠的時間，使得中間節(jié)點能夠在突發(fā)抵達該節(jié)點前及時處理。對JET協(xié)議稍加改進，使不同業(yè)務的優(yōu)先級與控制包與突發(fā)之間的偏置時延量（offsettime）聯系起來，對于高優(yōu)先級業(yè)務，設置的偏置時延量較大，因為時延量越大，該突發(fā)就越有可能成功地預約所需的資源，從而丟包率也較低。

在OBS網絡中，資源預約可以是單向也可以是雙向的。

53JET(JustEnoughTime)協(xié)議

在光突發(fā)交換方式下，因為沒有光域存儲器，所以系統(tǒng)應有偏置時間。為了減少網絡端到端的等待時延，應該設置較小的偏置時間；然而，過小的偏置時間不易解決多點通信中的信道競爭使用問題，從而會造成數據丟失或阻塞。所以偏置時間不宜太大，也不能太小。JET協(xié)議就是為了實現這個目的而開發(fā)的。JET(JustEnoughTime)協(xié)議

54在執(zhí)行JET協(xié)議時，源端節(jié)點在發(fā)送突發(fā)分組之前，首先在信令信道上（即是專用波長）向宿端節(jié)點發(fā)送一個控制分組，該控制分組在后面的每個節(jié)點上進行處理，為將要發(fā)送的突發(fā)分組建立一條全光的數據通道。根據控制分組中攜帶的信息，每個節(jié)點選擇出口鏈路上適合的波長，預留一定的帶寬，并進行光的交換，同時源端的突發(fā)分組在電域上等待一個偏置時間T后，突發(fā)分組將在選擇的波長上以光信號傳送。

δ是每一個節(jié)點處平均的開銷處理時間

在執(zhí)行JET協(xié)議時，源端節(jié)點在發(fā)送突發(fā)分組之前，首先在信令信552、OBS的突發(fā)封裝突發(fā)封裝是OBS網絡的重要技術之一目前常用的組裝算法主要有固定組裝時間FAT、固定組裝長度FAS、最大突發(fā)長度最大組裝時間MSMAT、自適應組裝長度AAS。2、OBS的突發(fā)封裝突發(fā)封裝是OBS網絡的重要技術之一563、QoS支持QoS支持也是OBS網絡的一個重要課題，也是下一代Internet的重要特征，多種QoS需求的應用，都促使著互聯網支持QoS。為了在OBS網絡中支持QoS，已經提出了幾種方案。其中一種就是JET協(xié)議中通過調節(jié)偏置時延來確定優(yōu)先級。兩種方案是與突發(fā)封裝聯系在一起的：第一種方法是將OBS突發(fā)的優(yōu)先級與IP包的優(yōu)先級對應封裝，并在OBS交換節(jié)點中當有競爭發(fā)生時對高優(yōu)先級的突發(fā)予以優(yōu)先通過；第二種方案是所謂的混合封裝方法，在一個突發(fā)中可以封裝多個不同優(yōu)先級的IP包，但是次序是高優(yōu)先級的包在前，低優(yōu)先級的包在后，當有競爭發(fā)生時，突發(fā)的尾部可以被丟棄，而高優(yōu)先級的突發(fā)頭部則被保留。3、QoS支持574、沖突處理兩個或多個BDP要求從某節(jié)點同一端口、同一波長、同時發(fā)送時出現了競爭。常見解決競爭的技術有：光緩存（FAL配置）、偏轉路由、波長轉換和突發(fā)數據分割等。4、沖突處理兩個或多個BDP要求從某節(jié)點同一端口、同一波長585、波長分配在OBS中，波長及帶寬的資源是制約網絡性能的一個重要問題。在OBS交換層的中間節(jié)點，通常為某個BDP預留資源（分配帶寬）若該預留失敗，這個BDP就被丟失或通過偏折路主到其他節(jié)點，因此帶寬分配是否合適直接影響網絡的性能和效率。5、波長分配596、偏置時間的選擇由于控制分組和數據分組通過控制分組中含有的可配置的偏置時間相聯系，其大小設置與突發(fā)的統(tǒng)計概率有關，而因特網中的業(yè)務量特性又明顯地具有突發(fā)性的特點，統(tǒng)計概率更難預測，因而需要考慮可能出現的因存在輸出分組競爭而引起的突發(fā)丟失概率問題，其中作為偏置緩沖的光纖延遲線需要合理設置，偏置量過小，則緩沖容量不足，容易造成突發(fā)丟失；偏置量過大，會造成光信道資源的浪費；所以它使用折中偏置量。6、偏置時間的選擇由于控制分組和數據分組通過控制分組中含有60

3.6.4OBS的體系結構

3.6.4OBS的體系結構61OBS體系結構包含3層：核心光突發(fā)交換層（核心光層）、光突發(fā)聚集層（邊緣分配光