光突发交换的交换控制策略和光缓存配置

光突发交换是面向下一代互联网的光交换模式.讨论了异步光突发交换系统的交换控制策略以及相应光缓存的优化配置策略.除了传统预约模式的交换策略,还研究了非预约和改进型预约模式,它们的性能评估由计算机仿真给出.结果表明:在条件相当情况下,改进型预约模式具有最低的丢包率.同时光缓存的配置对上述几类交换控制策略的性能都有很大影响,仿真结果指出:光缓存的粒度对系统性能具有重要影响,所讨论的几类交换模式都存在最佳时延粒度,研究结果对光交换矩阵的设计有指导意义.     

光突发交换网中一种新的有优先权的冲突解决方案

提出了一种解决不同优先级突发包之间资源竞争的方案,分析了该方案下不同优先级的性能(时延和丢包率) .研究结果表明：高优先级突发包的平均时延和丢包率都远小于低优先级突发包,因此该方案能为高优先级突发包提供很好的QoS保障.     

适用于光突发交换网的可编程光缓存器

提出了两种适用于光突发交换网的可编程光缓存器结构：交叉型和多端口开关型.两种结构都能满足突发包缓存的超长性和可变性的要求,且结构简单紧凑,成本低,可扩展.交叉型缓存器通过指定信号在每个子缓存模块的光纤环中的循环次数即能实现可变时间的延迟.多端口开关型缓存器通过指定信号在两个多端口开关相应端口与所接光纤延迟线组成的光纤环中的循环次数实现可变时间的延迟.仿真结果表明,两种可编程光缓存器都能对光突发包实现ns级指定时间延迟,可用于解决光突发交换网突发包的冲突问题.     

波长转换器和光纤延迟线在WDM光分组交换中的结构设计和性能研究

介绍了两种新颖的光分组交换结构——MOD1和MOD2,用于解决分组冲突问题.其特点在于,MOD1共享了一组非简并的延迟线,而MOD2则是共享了一组简并的延迟线和波长转换器.研究表明,对于非突发业务,两种结构都只需要少量的延迟线即可获得理想的性能.此时,MOD1比MOD2更加能降低系统体积和成本.而对于突发业务,如果MOD1所共享的延迟线数量和MOD2所共享的延迟线和转换器的总数量相等,MOD2的分组丢弃率要远远低于MOD1.随着业务突发程度的增加,MOD2中的转换器数量也需要增加才能维持给定的分组丢弃率,但即使业务突发程度很高,MOD2在体积、成本和性能等三方面均可取得较理想的折衷.     

光纤延迟线和可调谐波长转换器在光分组交换网络竞争解决结构中的性能分析

研究了光分组交换网络中的两种竞争解决方案.结合课题研究的进展,基于突发和非突发业务,对这两种竞争处理结构进行了深入分析,得出了几点重要结论,首先,在竞争处理上,对于非突发业务,光纤延迟线比可调谐波长转换器有效;而对于突发业务而言,可调谐波长转换器比光纤延迟线有效.其次,在突发业务下反馈式光纤延迟线结构（FFA）是一种较为理想的竞争解决结构,但对非突发业务而言,反馈式光纤延迟线和可调谐波长转换器结构（FFTA）在成本上和结构尺寸上比FFA要有效的多.随着平均突发长度的增加,FFTA中的可调谐波长转换器数目也要增加才能获得合理的分组丢失率。但无论是针对突发业务还是非突发业务,FFTA都是一种成本有效的竞争解决结构.     

基于半导体光放大器中非线性偏振旋转效应单一光缓存环全光时隙交换处理能力研究

对基于半导体光放大器(SOA)中非线性偏振旋转效应(NPR)效应的单一光缓存环多数据包的全光时隙交换(TSI)处理能力进行了理论和实验研究,在使用归纳法导出单一缓存环实现多数据包全光时隙(TSI)必要条件的基础上,针对各种全光TSI操作要求得出了相应光数据包的调度方案,在实验上,以基于SOA中NPR效应的单一光缓存环实验系统,开展了多数据包全光TSI操作的实验研究,根据上述光数据包理论调度方案进行相应系统参数设定,进行了速率为10 Gb/s的3个和4个数据包的全光TSI实验,实验结果与理论预期相符合,研究成果为减少昂贵SOA元件的用量、简化基于光缓存环全光TSI系统的结构提供了可靠依据,对推进全光TSI技术的发展具有重要意义。     

光弹性分组环(ORPR)节点中光分组组装算法研究

介绍了光弹性分组环(ORPR)节点模型,分析了ORPR网络中流量成型时光分组组装算法,提出一种适合ORPR网络的基于控制发送时间的光分组组装算法,给出了该算法的算法结构,并和传统的光分组组装算法做了比较。该算法通过分组发送间隔的调整,使得分组单位时间内的流量的自相似性被平滑,具有很好地抑制突发性的效果,同时,分组组装的时间门限可以被ORPR调度算法动态调整,可以适应缺乏缓存的ORPR网络的调度机制。     

光分组交换节点中缓存器对串扰相干特性的影响

研究了光分组交换中光输出缓存器引起的排队延迟对节点串扰特性的影响，建立了节点串扰特性与缓存器长度之间关系的数学模型，结果表明，对光分组交换节点，由于缓存器的存在，串扰源数目随缓存器的长度增加而增加；串扰中，非相干串扰占多数，数目随机的相干串扰的影响较小，且当缓存器较长时，相干串扰的影响可以忽略，即可将所有串扰视为非相干。     

有优先权的光突发交换中光缓存的性能分析

分析了配置有限数量光纤时延线(FDLs)和优先权机制的光突发交换(pOBS)网络性能,建立了pOBS的网络模型和排队模型;并以模型为基础,比较了各级别数据包的排队等延时与FDLs单位、负荷强度比例的关系;比较了有和无FDLs时,包丢失率与FDLs单位、FDLs深度、系统负荷强度以及波长数的关系.研究发现;高优先级数据包的平均延时远小于其它数据包,负荷强度越大平均延时也越大,高优先级数据包的比例越大则低优先级数据包的延时越大且丢失率越高,加入有限数量和适当深度的FDLs、减小FDLs最小单位、增加波长数都能减小数据包的平均排队延时和丢失率.     

光分组交换矩阵的实验研究

对光交换矩阵的基本机理进行了研究,介绍了所研制成功的光分组交换矩阵的基本结构、功能、性能和相关的实现技术,重点分析了质子交换型铌酸锂（APE：LiNbO3)光波导开关与相应的系统技术,给出了2．5Gbit/s异步转移模式（ATM）光信元交换实验研究结果。     

采用OFDM信号作为标记的光分组交换方案

以光正交频分复用信号作为光标记,利用两个不同波长的光载波分别经过强度调制,产生了10 Gb/sOOK光载荷和2.5 Gb/sOFDM光标记。测得了光分组信号经光纤传输前后接收载荷的眼图和标记的星座图以及误码率曲线,结果表明:经过40 km光纤传输后,载荷与标记的功率代价分别为1dB和0.5dB。     

Optical Packet Switch Architectures: A Comparative Analysis for Bursty Traffic and Optical Cost

Abstract

In this article, we present the comparative analysis of various optical packet switch architectures. The comparison is done on the basis of bursty traffic arrival and the optical cost of various optical components used to build that switch. The architectures chosen for the analysis were previously proposed by us and their performance was evaluated only for the uniform random traffic arrival. Hence, this article can be considered as the cumulative and effective extension of the previous works. The computer simulations are performed to obtain the packet loss probability and average delay in presence of bursty traffic.     

Optical Packet Switch Architectures: A Comparative Analysis for Bursty Traffic and Optical Cost

In this article, we present the comparative analysis of various optical packet switch architectures. The comparison is done on the basis of bursty traffic arrival and the optical cost of various optical components used to build that switch. The architectures chosen for the analysis were previously proposed by us and their performance was evaluated only for the uniform random traffic arrival. Hence, this article can be considered as the cumulative and effective extension of the previous works. The computer simulations are performed to obtain the packet loss probability and average delay in presence of bursty traffic.     

光分组组装机制对自相似流的整形效应分析

通过系统仿真和数值分析，全面地分析了光分组交换网中分组组装机制对自相似流的整形效应，结果表明：光分组组装机制通过改善流量的关键特性，包括：自相似性、短程相关性和边缘分布，来实现自相似流量整形. 而且，业务强度越小、光分组组装门限越大、组装计时间隔越小，光分组组装机制对自相似流的整形效果越好.     

光突发与光电路混合交换边缘节点的设计与实现

提出了一种将光电路交换和光突发交换融合于同一网络的边缘节点设计方案.根据此方案,网络边缘节点能根据业务需求灵活选择交换方式.该方案在实际实验系统中进行了验证.结果表明,采用光电路交换方式,网络传输速率相对较快,而采用光突发交换方式,网络的带宽利用率更好.这两种交换方式共存于同一网络,一定程度上能提高网络的灵活性和适应性.     

针对WWW业务的光缓存优化设计

研究了异步光分组网中的输出光缓存问题，与以往不同的是在处理光分组到达时间间隔时采用Weibull分布，以便更有效地描述互联网中的WWW业务流量类型．通过建立基于Weibull分布的排队模型，得到了排队模型中的丢包率的解析式，并根据数值解得出了光缓存系统的丢包率、系统实际利用率、服务窗口利用率以及平均排队时间随光纤延时线单位缓存时间变化的关系曲线．研究结果表明：在不同的业务强度和缓存深度下选取恰当的单位缓存时间，可以优化光缓存系统的性能．