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基于FDL和TWC的新型缓冲结构

作　者: 李尚攀
导　师: 孙强
学　校: 北京交通大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 光分组交换光延迟线波长转换丢包率利特尔法则时延
分类号: TN929.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 9次
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内容摘要

由于电子瓶颈的影响,交换网络的容量和带宽受到的很大的限制,因此具有大容量和高交换速度的光分组交换(OPS)成为未来交换网的主要发展方向。在交换结构中,当两个或两个以上的分组在同一时隙对同一输出端口发起输出请求时,如果不能够得到妥善的解决,就会发生冲突,分组将会被丢失,由此引入了光缓冲技术的研究。在电子领域中,利用随机存储器(RAM)来实现分组的缓冲和读取,但是以目前的光技术的水平,光领域无法像电子领域采用光RAM实现分组的存读,因此需要通过其他的途径实现光分组的缓冲。在现有技术的基础上,主要采用三种方式实现光缓冲：光延迟线(FDL)、波长转换器(TWC-Tunable-Wavelength-Convertor)和路由偏置三种。本文对光交换网中的光缓冲结构进行研究,首先对现有的光缓冲技术进行研究并分析,并得出各自的优缺点。其次根据缓冲结构中FDL的位置,将缓冲分为输出缓冲和反馈共享方式,并对这两种结构进行仿真,根据两者的特点来选取合适的缓冲位置,并且对不同负载下节点的性能进行分析,如丢包率和时延。最后,本中提出一种基于FDL和TWCs的新型光缓冲结构,这种结构利用光分组交换网络的广播选择方式,并在此基础上,加入输出缓冲和反馈缓冲结构,通过分析、建立排队模型,利用Matlab对这种结构中核心节点的性能进行仿真,并且从丢包率和分组时延两个方面入手分析节点的性能。通过仿真结果分析可以得出如下结果：1.输出缓冲能够有效的改善分组冲突,并且当缓冲FDL的规模逐渐增大,丢包率逐渐降低；2.反馈缓冲与输出缓冲相比较,能够利用较少的FDL实现相同的丢包率；3.FDL的引入使得分组的平均时延增加,但是到负载一定时,时延将根据不同规模的FDL趋于一定值；4.波长转换能在不影响时延的情况下,降低丢包率；5.利用本文提出的节点交换结构,选取合适的缓冲规模,能够满足一般的通信要求。

全文目录

致谢  5-6
摘要  6-7
ABSTRACT  7-11
1 绪论  11-17
  1.1 光交换网的发展  11-12
  1.2 典型的光交换网络  12-15
    1.2.1 KEOPS交换网络  12-13
    1.2.2 波长交换分组网络的交换结构  13-15
  1.3 本论文的主要工作  15-16
  1.4 本章小结  16-17
2 现有光缓冲技术  17-24
  2.1 光纤延迟线(FDL)  17-20
    2.1.1 传输型光延迟线  17-18
    2.1.2 F-P腔光纤延迟线  18
    2.1.3 光纤环型光缓冲  18-20
  2.2 波长转换(TWC)  20-21
  2.3 路由偏置  21-23
  2.4 三种技术的比较  23
  2.5 本章小结  23-24
3 基于FDL的光缓冲结构  24-33
  3.1 输出缓冲模型  24-28
    3.1.1 输出缓冲模型建模  24-26
    3.1.2 仿真结果  26-28
  3.2 反馈共享模型  28-31
    3.2.1 反馈共享方式  28-29
    3.2.2 共享模式建模和分析  29-31
  3.3 本章小结  31-33
4 基于FDL和TWCs的新型的缓冲结构  33-45
  4.1 缓冲模型  33-34
  4.2 排队机制和数学分析  34-38
    4.2.1 排队机制  34-36
    4.2.2 数学分析  36-38
  4.3 仿真分析  38-44
    4.3.1 FDL和TWCs的性能研究  38-42
    4.3.2 不同负载下节点的性能研究  42-44
  4.4 本章小结  44-45
5 结论  45-46
参考文献  46-49
作者简历  49-51
学位论文数据集  51

基于FDL和TWC的新型缓冲结构

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