基于模拟光突发交换结构的星载光网络资源预留机制研究

为了适应可实现性强、稳健性高的卫星光交换网络,选择模拟偏置时间光突发交换(E-OBS)作为转发卫星的激光通信架构,并结合现有的地面光交换资源预留方法,提出了一种偏置时间固定的资源预留机制。通过流量估计把突发数据按照目的地址和服务质量(Qo S)区分为单个突发和突发流,按照分类对卫星光网络资源进行了成功预留,并建立了平均端-端时延、吞吐量、链路利用率、丢包率数学分析模型。理论分析与仿真证明,该资源预留方法通过突发流机制降低了光交换矩阵的重置时间和交换时延,通过E-OBS架构降低了核心节点控制复杂度和对边缘节点的缓存需求,提高了网络吞吐量,适用于星载光交换网络。

E-OBS网络中一种基于优先级的抢占窗口机制

为了有效地降低突发包的丢失率和保证网络的服务质量,提出了模拟光突发交换网络中一种基于优先级的抢占窗口机制。该机制在模拟光突发交换核心路由器的控制信道上设置抢占窗口,以此来决定是否允许高优先级突发包抢占低优先级突发包。冲突发生时,系统判断高优先级突发包对应的控制包的到达时间是否满足抢占条件,如果满足抢占条件,则允许高优先级突发包抢占低优先级突发包;否则,不允许高优先级突发包抢占。对该机制进行了理论分析和模拟仿真实验验证,取得了在不同信道系统下,不同优先级突发包的丢失率随抢占窗口时间变化的一系列数据。结果表明,该机制能够有效地降低高优先级突发包的丢失率,并且得到的高优先级突发包的丢失率低于低优先级突发包的丢失率,从而很好地保障了网络的服务质量。这种方法能够有效地提高网络性能。

E-OBS网络中一种基于窗口的资源预留机制

为了有效地降低突发包的阻塞率和保证网络的服务质量,提出了模拟光突发交换(E-OBS)网络中一种偏置时间连续可变的基于窗口资源预留机制。在E-OBS核心路由器的控制信道(CC)上设置资源预留窗口,以此决定是否允许控制包为相应的突发包预留链路资源,并且给出了该机制下关于阻塞概率的近似方程式。仿真结果表明,适当增加资源预留窗口时间,有利于降低包的阻塞率;当网络负荷大于0.1时,相比无窗口资源预留机制和基于Erlang-B公式情形,本文机制下关于阻塞概率近似方程式情形得到包的阻塞率最小,从而提高整个OBS网络的性能。