Оптическое переключение пакетов - Optical burst switching
Оптическая пакетная коммутация ( OBS ) - это метод оптической сети , который позволяет динамическое переключение субволновых данных. OBS рассматривается как компромисс между еще неосуществимой полной оптической коммутацией пакетов (OPS) и в основном статической коммутацией оптических каналов (OCS). Он отличается от этих парадигм, потому что управляющая информация OBS отправляется отдельно в зарезервированном оптическом канале и перед полезной нагрузкой данных. Эти управляющие сигналы могут затем обрабатываться в электронном виде, чтобы обеспечить своевременную настройку оптического пути для транспортировки полезной нагрузки, которая скоро должна прибыть. Это называется отложенным бронированием.
Цель
Целью оптического переключения пакетов (OBS) является динамическое обеспечение субволновой гранулярности путем оптимального сочетания электроники и оптики. OBS рассматривает наборы пакетов с похожими свойствами, называемые пакетами. Следовательно, степень детализации OBS более тонкая, чем переключение оптических каналов (OCS). OBS обеспечивает большую гибкость полосы пропускания, чем маршрутизация по длине волны, но требует более быстрой коммутации и технологии управления. OBS можно использовать для реализации динамической сквозной оптической связи.
Метод
В OBS пакеты объединяются в пакеты данных на границе сети, чтобы сформировать полезную нагрузку данных. Существуют различные схемы сборки, основанные на времени и / или размере (см. Пакетное переключение ). Были предложены архитектуры граничных маршрутизаторов (см.). OBS показывает расстояние между плоскостью управления и плоскостью данных . Управляющий сигнал (также называемый заголовком разрыва или управляющий пакетом ) связан с каждым пакетом данных. Управляющий сигнал передается в оптической форме на отдельной длине волны, называемой каналом управления , но передается внеполосный сигнал и обрабатывается электронным способом на каждом маршрутизаторе OBS, тогда как пакет данных передается во всей оптической форме от одного конца к другому концу сети. . Пакет данных может проходить через промежуточные узлы, и могут использоваться буферы данных, такие как оптоволоконные линии задержки . В OBS данные передаются с полной прозрачностью на промежуточные узлы в сети. После прохождения пакета через маршрутизатор он может принимать новые запросы на резервирование.
Преимущества OBS перед OPS и OCS
Преимущества перед OCS
Более эффективное использование полосы пропускания - в системе OCS световой путь должен быть настроен от источника к месту назначения в оптической сети. Если продолжительность передачи данных мала по сравнению со временем настройки, полоса пропускания может не использоваться эффективно в системе OCS. Для сравнения, OBS не требует настройки сквозного светового пути и, следовательно, может предложить более эффективное использование полосы пропускания по сравнению с системой OCS. Это аналогично преимуществу коммутации пакетов перед коммутацией каналов.
Преимущества перед OPS
Устранение ограничения пропускной способности - технология оптических буферов еще не достигла достаточной зрелости, чтобы обеспечить дешевое производство и широкое использование в оптических сетях. Узлы базовой оптической сети могут быть либо небуферизованными, либо иметь ограниченные буферы. В таких сетях схемы отложенного резервирования, такие как Just Enough Time (JET), сочетаются с электронной буферизацией на граничных маршрутизаторах для резервирования полосы пропускания. Использование JET может создать ограничение пропускной способности на граничном маршрутизаторе в системе OPS. Это ограничение можно преодолеть с помощью OBS.
Кроме того, в канале данных должна быть защитная полоса между пакетами или пакетами, чтобы плоскости данных базового оптического маршрутизатора имели достаточно времени для переключения пакетов или пакетов. Если защитная полоса велика по сравнению со средним размером пакета или пакета, то она может ограничивать пропускную способность канала данных. Объединение пакетов в пакеты может снизить влияние защитной полосы на пропускную способность канала данных.
Снижение требований к обработке и энергопотребления базовой сети - оптический маршрутизатор ядра в сети OBS может столкнуться с меньшими требованиями к плоскости управления по сравнению с сетью OPS, поскольку: оптический маршрутизатор ядра в сети OPS должен будет выполнять операции обработки для каждого приходящий пакет, то есть в сети OBS маршрутизатор выполняет операции обработки для прибывающего пакета, который содержит несколько пакетов. Следовательно, в оптическом маршрутизаторе ядра сети OBS требуется меньше операций обработки на пакет по сравнению с сетью OPS. Следовательно, потребление энергии и потенциально углеродный след основного оптического маршрутизатора в сети OPS, вероятно, будут больше, чем у сетевого маршрутизатора OBS для того же объема данных.
Это преимущество может быть компенсировано тем фактом, что граничный маршрутизатор сети OBS, вероятно, будет более сложным, чем граничный маршрутизатор сети OPS, из-за возможной необходимости в пакетной сборке / агрегации и стадии сортировки. Следовательно, потребление энергии на границе сети OBS может быть выше, чем в сети OPS.