TWT光突發(fā)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)及其QoS控制研究.pdf

1、隨著因特網(wǎng)和通信技術(shù)的發(fā)展, 新業(yè)務(wù)不斷涌現(xiàn)，特別是IP數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的迅猛崛起，導致全球信息量呈級數(shù)增長，通信業(yè)務(wù)由傳統(tǒng)單一的電話業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)向高速IP數(shù)據(jù)和多媒體應(yīng)用為代表的寬帶業(yè)務(wù)如視頻會議, 視頻點播等，對通信網(wǎng)絡(luò)的傳輸速度,容量和服務(wù)質(zhì)量提出了越來越高的要求。 光纖的巨大潛在帶寬和波分復用技術(shù)的成熟應(yīng)用，使光纖通信成為支撐通信傳輸網(wǎng)絡(luò)的主流技術(shù)。由于目前缺乏光隨機存儲器和成熟的全光處理技術(shù),光分組交換網(wǎng)絡(luò)技術(shù)還處于研究階段；而光線

2、路交換網(wǎng)絡(luò)技術(shù)雖然相對成熟,但在目前網(wǎng)絡(luò)流量具有自相似性的情況下，對帶寬和網(wǎng)絡(luò)資源的使用不夠充分有效；因光突發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)能夠結(jié)合前面兩者的優(yōu)點而倍受關(guān)注，但是較高的突發(fā)丟失率和突發(fā)競爭問題比較突出，因此有待進一步研究和解決。 考慮到當前光器件發(fā)展的水平和網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的機制，本論文提出了一種簡單的優(yōu)化整合使用光時分復用技術(shù)和光波分復用技術(shù)而構(gòu)建的廣域骨干網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)。由于在區(qū)域網(wǎng)絡(luò)中使用光時分復用技術(shù)，而在長距離骨干網(wǎng)絡(luò)中使用光波分復

3、用技術(shù)，因此稱之為TWT光突發(fā)網(wǎng)絡(luò)。在TWT光突發(fā)網(wǎng)絡(luò)中，帶寬分配的粒度被減小至單個時隙，而不是整個波長，因此能夠使得帶寬的利用更充分有效；另外，帶寬的分配是依據(jù)各邊緣節(jié)點的帶寬預約信息而動態(tài)進行的，因此能夠適應(yīng)IP數(shù)據(jù)流量具有的高突發(fā)性。 眾所周知，傳統(tǒng)的因特網(wǎng)提供的是一種“盡力而為”的單一服務(wù)方式，所有的數(shù)據(jù)流被“一視同仁”，公平的競爭網(wǎng)絡(luò)資源，預期的服務(wù)質(zhì)量QoS只能依賴于鏈路上當前流量的負載情況來決定。但是隨著因特網(wǎng)的逐

4、漸商業(yè)化，在因特網(wǎng)上出現(xiàn)了很多新的應(yīng)用程序，它們對網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量有著非常不同的要求，因此，就需要有多種級別的服務(wù)類型來滿足這些新的要求。 本論文詳細分析了目前網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量QoS研究領(lǐng)域內(nèi)的成果，并且結(jié)合TWT光突發(fā)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)自身的特點，提出了融合的QoS體系結(jié)構(gòu)，綜合利用了區(qū)分服務(wù)DiffServ，綜合服務(wù)IntServ以及標記交換的思想，并在此基礎(chǔ)上提出了基于新優(yōu)先級的支持服務(wù)質(zhì)量(QoS)的動態(tài)帶寬分配方法。與傳統(tǒng)的優(yōu)先級

5、機制相比,這種新的優(yōu)先級機制在分配帶寬時,不但考慮到流量的類型,而且把該突發(fā)流量在隊列中的等待時間和它本身的長度也考慮在內(nèi)；另外對實時應(yīng)用所產(chǎn)生的流量,本論文還特別設(shè)計了緊急控制的方法,提出了一種同時使用長度閾值和時間閾值的隊列控制方法；基于新的優(yōu)先級,本文提出了三種不同的帶寬分配方法:比例分配、受限分配和剝奪分配。 為了驗證本論文所提出的一些概念和方法在提高網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量QoS方面具有優(yōu)越性，本文還設(shè)計了相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)仿真實驗，仿真