专利名称：为光突发交换网把入站分组聚集到光突发中的方法和装置的制作方法
在光突发交换网或所谓的OBS网中，例如因特网协议(IP)分组、异步传输模式(ATM)信元或协议数据单元(PDU)等分组被聚集到光突发中，以便通过OBS网或相应的光网传输。分组转换到光突发是在OBS网的边缘节点内根据某种聚集策略进行的。迄今为止的解决方案提供了两种主要的聚集策略具有超时的聚集策略和具有缓冲器限制的聚集策略。
首先我们将讨论具有超时的聚集策略。
图1示出了简略的例子。在该方案中，分组102被添加或填充到在缓冲器106中所产生的突发104中，直到某个定时器T终止。然后发送突发108。
具有缓冲器限制的第二种聚集策略将参照图2被解释。在该方案中，分组202被添加或填充到在缓冲器206中所产生的突发204中，直到该缓冲器变满。然后发送突发208。
一旦分组被转换成突发和发送到OBS网，它们将在OBS网中通过一系列的光交换机到达某个目的地。在最好情况下，这些光交换机具有有限的存储能力，例如光纤延迟线，而在最坏情况下，在正常情况下根本就没有存储能力。因此在光突发之间产生冲突。所以OBS网的主要性能参数是突发阻塞概率、通过量和延迟。
超时和缓冲器限制这两种主要的聚集策略具有确定的阻塞概率和最大可实现的通过量的缺点。
本发明的目的是降低阻塞概率和提高OBS网的通过量。
该目的通过权利要求1、4和8所述的特征来达到。
本发明的新颖聚集策略是基于以下被广泛接受的用于高度复用通信(核心网)的设想分组到达率处理是根据泊松分布来确定的。利用这种设想，所述的思想需要考虑任何泊松处理的随机选择特性，以便获得更低到达率的泊松处理。
低比率的泊松处理将要标记新的光突发的开始和光突发的结束。因此可以假设突发的发送和到达处理是泊松。另外，突发之间的到达间隔时间将会是负指数的分布，如同任何泊松处理的到达间隔时间一样。
应当理解，本发明的优点是-与标准的聚集策略相比，在光交换机内提供了更低的阻塞概率。
-阻塞概率的可预测性。阻塞概率可以利用Erlang-B公式计算。而对于其它的聚集策略没有公知的分析公式。
-由于更低的阻塞概率，在OBS网的光交换机内达到了更高的通过量。
-通过量的可预测性。不象现有技术的策略，通过量可以利用Erlang B公式进行计算。
-更容易计算突发和/或突发报头的等待时间。
-光交换机内具有更少的光报头等待时间。
-如果突发缓冲可用，譬如通过利用光纤延迟线，那么在光交换机内可以实现更少的突发等待时间。
本发明的进一步改进由从属权利要求给出。
下面借助于附图来更详细讲述本发明的实施例。在附图中图1示出了开始引用的现有技术。
图2示出了开始引用的现有技术。
图3示出了聚集和随机选择处理的示意性例子。
图4示出了以不同聚集策略的负载为函数的阻塞概率图。
图3示出了两个相关的时线P和B。在第一时线P上，按照时间先后顺序接收分组PA(用剪头线表示)，例如IP分组、ATM信元或PDU。每个分组与一个产生的随机二进制数字相关联。二进制数字具有第一和第二值，例如第一值为1和第二值为0，或者相反。于是，每个分组与1或0相关联。随机二进制数字可以由柏努利随机发生器根据柏努利概率分布产生。随机二进制数字的每个值的概率和因此1的概率(p)及0的概率(1-p)由某种概率分布来决定，例如p(1)＝0.01和p(0)＝0.99。这些分组被聚集到缓冲器中以累积一个光突发。具有关联的第一值、例如具有1的分组指示出光突发之间的跳变，例如一个新突发的开始。在图3中这是用BA来标记的。在具有1的分组之前的具有0的在时间顺序上处于最后的分组是该突发的最后一个分组，在图3中用LPB标记。在图3的第二时线B上，示出了结果突发B1，B2和B3。两个连续突发的开始之间的时差Z被称为到达间隔时间(inter-arrival time)。聚集延迟是分组在其所属的突发完成之前在边缘节点内所经历的延迟。在出现具有1的分组之后，开始新的突发，旧的突发被发送到OBS网。
使用的概率分布决定了每个突发的平均分组数量。例如每个突发的平均分组数量为1/p(1)。对于该例子，如果p(1)＝0.01，则每个突发的平均分组数量为每个突发1/p(1)＝100个分组。
也可以实现以下方法，其中由第二值来指示光突发之间的跳变。
第一值也可以指示被聚集的分组的结束并由此指示被聚集的突发的结束，而不是新突发的开始。该主要思想是，产生的具有某个概率的随机数字指示了一个由被聚集的分组(例如IP分组)组成的突发的开始或结束。
本发明可以通过以下步骤/算法来实现-每当边缘节点接收到分组，例如IP分组，它便把该分组发送给缓冲器。
-然后由该边缘节点读取对应于下一个分组的所产生的关联随机二进制数字/随机数。
-若用于下一个分组的该关联随机数字/随机数为第一值，例如1，则发送在缓冲器中被累积的突发。
-否则，不动作。
已经利用Matlab进行了仿真，以便计算以负载为函数的不能采用波长转换的光交换机中的阻塞概率。结果被示于图4中。在图4中，AT表示具有聚集定时器的聚集策略，AB表示具有聚集缓冲器的聚集策略，Erl B表示根据Erlang B公式在理论上可能的负载，而RS表示具有随机选择的本发明聚集策略。
可以注意到，本发明的随机选择策略导致了最低的阻塞概率，另外还与Erlang-B公式预测相匹配。
权利要求
1.用于在光突发交换网的边缘节点中把入站的分组聚集到光突发中的方法，包括以下步骤存储所述入站的分组以产生光突发；将每个入站的分组与所产生的随机二进制数字相关联，该随机二进制数字具有二进制数字的第一和第二值的概率；以及其中，二进制数字为第一值的分组指示光突发之间的跳变，当由第一值指示跳变时，发送具有被聚集的分组的光突发。
2.权利要求1的方法，其特征在于其中所述的跳变是新的光突发的开始。
3.权利要求2的方法，其特征在于其中所述的跳变是光突发的结束。
4.用于在光突发交换网的边缘节点中把入站的分组聚集到光突发中的方法，其中，每次存储一个被接收的入站分组，产生一个随机二进制数字，该随机二进制数字具有二进制数字的第一和第二值的概率，将该随机二进制数字与二进制数字的第一值进行比较，如果相等，则发送被存储的分组以作为光突发。
5.权利要求1-4之一的方法，其特征在于其中所述的光突发通过光突发交换网被发送。
6.权利要求1-5之一的方法，其特征在于其中所述的随机二进制数字根据柏努利概率分布被产生。
7.权利要求1-6之一的方法，其特征在于IP分组被用作入站的分组。
8.光突发交换网的边缘节点装置，用于将入站的分组聚集到光突发，包括用于把入站的分组累积成光突发的缓冲器；以及用于产生二进制数字序列使得每个入站的分组与所产生的二进制数字相关联的随机发生器，其中所述二进制数字序列具有二进制数字的第一和第二值的概率，其中具有二进制数字的第一值的分组指示出光突发之间的跳变；以及其中当由第一值指示跳变时，发送具有被聚集的分组的光突发。
9.权利要求8的装置，其特征在于其中所述的随机发生器是柏努利随机发生器，其根据柏努利概率分布产生二进制数字序列。
全文摘要
在光突发交换网的边缘节点中，入站的分组被聚集到光突发中。这包括以下步骤。存储所述入站的分组以产生光突发。将每个入站的分组与所产生的随机二进制数字相关联，该随机二进制数字具有二进制数字的第一和第二值的概率。二进制数字为第一值的分组指示光突发之间的跳变。当由第一值指示跳变时，发送具有被聚集的分组的光突发。
文档编号H04Q11/00GK1836462SQ200480023337
公开日2006年9月20日 申请日期2004年8月6日 优先权日2003年8月14日
发明者M·德维加罗德里戈 申请人:西门子公司