광학 버스트 스위칭

Optical burst switching

광학 버스트 스위칭(OBs)은 데이터의 동적 서브파장 전환을 가능하게 하는 광학 네트워킹 기법이다. OBS는 아직 실현 불가능한 전체 광학 패킷 교환(OPS)과 대부분 정적 광학 회로 교환(OCS) 사이의 절충안으로 간주된다. OBS 제어 정보는 따로 예약된 광학 채널로 전송되고 데이터 페이로드에 앞서 전송되기 때문에 이 패러다임과 다르다. 그런 다음 이러한 제어 신호를 전자적으로 처리하여 광학 광 경로를 적시에 설정하여 곧 도착하는 페이로드를 운송할 수 있다. 이것은 지연된 예약으로 알려져 있다.

목적

광학 버스트 스위칭(OBs)의 목적은 전자와 광학을 최적으로 결합하여 파장 이하의 세분성을 동적으로 제공하는 것이다. OBS는 버스트라는 유사한 속성을 가진 패킷 집합을 고려한다. 따라서 OBS 세분성은 광회로 스위칭(OCS)보다 미세하다. OBS는 파장 라우팅보다 더 많은 대역폭 유연성을 제공하지만 더 빠른 전환과 제어 기술이 필요하다. OBS는 동적 엔드투엔드 모든 광통신 실현에 사용할 수 있다.

방법

OBS에서 패킷은 네트워크 가장자리에서 데이터 버스트로 집계되어 데이터 페이로드(payload)를 형성한다. 시간 및/또는 크기에 따른 다양한 조립 방식이 존재한다(버스트 스위칭 참조). Edge 라우터 아키텍처가 제안되었다( 참조). OBS는 제어면과 데이터 평면 사이의 분리를 특징으로 한다. 제어 신호(버스트 헤더 또는 제어 패킷이라고도 함)는 각 데이터 버스트와 연관된다. 제어신호는 제어채널이라고 불리는 분리된 파장에서 광학형태로 전송되지만 OBS 라우터마다 대역 외 신호와 전자적으로 처리되는 반면, 데이터 버스트는 네트워크의 한쪽 끝에서 반대쪽 끝까지 모든 광학형태로 전송된다. 데이터 버스트는 중간 노드를 절단할 수 있으며, 섬유 지연 라인과 같은 데이터 버퍼를 사용할 수 있다. OBS에서 데이터는 네트워크의 중간 노드에 완전한 투명성으로 전송된다. 버스트가 라우터를 통과한 후, 라우터는 새로운 예약 요청을 받아들일 수 있다.

OPS 및 OCS 대비 OBS의 장점

OCS 대비 장점

보다 효율적인 대역폭 활용 – OCS 시스템의 경우 광학 네트워크에서 소스에서 목적지까지 광 경로를 설정해야 한다. 설정 시간에 비해 데이터 전송 지속시간이 짧을 경우 OCS 시스템에서 대역폭이 효율적으로 활용되지 않을 수 있다. 이에 비해 OBS는 단대단 광경로를 설정할 필요가 없으므로 OCS 시스템에 비해 더 효율적인 대역폭 활용을 제공할 수 있다. 이는 패킷 교환이 회로 교환을 통해 제공하는 이점과 유사하다.

OPS 대비 장점

처리량 제한 제거 – 광학 버퍼 기술은 저비용 제조와 광학 네트워크에서의 광범위한 사용을 가능하게 할 만큼 충분히 성숙되지 않았다. 핵심 광학 네트워크 노드는 버퍼가 없거나 버퍼가 제한적일 수 있다.[3] 그러한 네트워크에서는, 저스트 이펙트 타임(JET)[4]과 같은 지연된 예약 체계가 에지 라우터의 전자 버퍼링과 결합되어 대역폭을 예약한다. JET를 사용하면 OPS 시스템의 에지 라우터에 처리량 제한이 발생할 수 있다.[5] OBS를 사용하면 이러한 한계를 극복할 수 있다.[6][7]

더욱이, 핵심 광 라우터 데이터 평면이 패킷이나 버스트를 전환하기에 적절한 시간을 갖도록 패킷이나 버스트 사이에 데이터 채널에 가드밴드가 있어야 한다. 가드밴드가 평균 패킷이나 버스트 크기에 비해 크면 데이터 채널 처리량을 제한할 수 있다. 패킷을 버스트로 집계하면 데이터 채널 처리량에 대한 가드밴드의 영향을 줄일 수 있다.

처리 요건 및 코어 네트워크 에너지 소비 감소 – OPS 네트워크의 코어 광 라우터는 OPS 네트워크에서의 그것과 비교할 때 제어면 요구사항 감소에 직면할 수 있다: OPS 네트워크의 코어 광 라우터는 라우터당 라우터가 도달하는 모든 패킷에 대해 처리 작업을 수행해야 할 것이다.여러 패킷을 포함하는 도착 버스트에 대한 양식 처리 작업 따라서 OPS 네트워크에 비해 OBS 네트워크 코어 광학 라우터에서 패킷당 처리 작업이 덜 요구된다. 결과적으로, OPS 네트워크에서 핵심 광학 라우터의 에너지 소비량과 잠재적으로 탄소 발자국은 동일한 양의 데이터에 대해 OBS 네트워크 라우터의 그것보다 더 클 가능성이 있다.

이러한 장점은 OBS 네트워크 에지 라우터가 버스트 어셈블리/aggregation 및 정렬 단계에 대한 가능한 필요성 때문에 OPS 네트워크 에지 라우터보다 더 복잡할 가능성이 있다는 사실에 의해 상쇄될 수 있다. 결과적으로 OBS 네트워크 가장자리의 에너지 소비량은 OPS 네트워크보다 더 높을 수 있다.

참고 항목

참조

  1. ^ R. Rajaduray, S. Ovadia, D. J. Bluementhal, "경간 구속 광학 버스트 스위치(OBS) 네트워크를 위한 에지 라우터 분석", IEEE Journal of Lightwave Technology, 2004년 11월, 페이지 2693–2705
  2. ^ R. Rajaduray, "Unbuffered and Limited-Buffer All-Optical Networks", 박사학위 논문, 2005년 12월, 페이지 61–105
  3. ^ S. 오바디아, C. Maciocco, M. Paniccia, R. Rajaduray "Hop 및 Span-Constracted 광네트워크를 위한 PBS(Photonic Burst Switching) 아키텍처", S24-S32 IEEE Comms Magazine 2003년 11월
  4. ^ C. 챠오와 M. 유, "광학 버스트 스위칭 (OBS) – 광학 인터넷의 새로운 패러다임" 고속 네트워크 저널, 제8권, 페이지 69–84, 1999.
  5. ^ R. Rajaduray, "Unbuffered and Limited-Buffer All-Optical Networks", PhD 논문, 2005년 12월 캘리포니아 대학교 산타 바바라, 페이지 61–78, 페이지 97–99
  6. ^ R. Rajaduray, "Unbuffered and Limited-Buffer All-Optical Networks", PhD 논문, 2005년 12월 캘리포니아 대학교 산타 바바라, 페이지 61–78, 페이지 97–99
  7. ^ R. Rajaduray, "Unbuffered and Limited-Buffer All-Optical Networks"에 동반할 추가 노트(2011년 1월 10일)

추가 읽기

  • Baldine I, 외, 2003년, 미국 샌프란시스코에서 열린 글로벌 통신 회의(GLobeCOM 2003)의 "ATDnet 모든 광학 네트워킹 테스트베드에서 Just-in-Time 광학 버스트 스위칭 구현" 절차
  • 첸, 양, 챠오, 춘밍, 유, 시앙, "광학 버스트 스위칭(OBS: 광학 네트워크 연구의 새로운 영역)", IEEE 네트워크 매거진, Vol. 18(3), 페이지 16–23, 2004년 5~6월.
  • Gaugger, C.; 2003, "유럽의 OBS 관련 프로젝트 및 테스트 베드", 미국 샌프란시스코 IEEE Globecom에서 열린 제2차 광학 버스트 스위칭 국제 워크숍의 진행.
  • Miguel의 De Vega; "버퍼링 기능 없이 미래 모든 광학 네트워크 모델링" 박사 논문, 2008년 브뤼셀의 Bruxelles Université libre de Bruxelles, 벨기에.
  • Jue, Jason P. 및 Vokkarane, Vinod M.; 광학 버스트 스위치 네트워크, 스프링거, 광학 네트워크 시리즈, 2005 ISBN0-387-23756-9.
  • 가르시아, 누노; "IPv4/IPv6 준수 광학 버스트 스위칭 네트워크의 아키텍처 및 알고리즘", 2008년 포르투갈 코빌량 베이라 내무대학 박사 논문.
  • M. Maier, 2008년 캠브리지 대학 출판부의 "광학 개폐 네트워크" ISBN 978-0-521-86800-6
  • R. Rajaduray, S. Ovadia, D. J. Bluementhal, "경간 구속 광학 버스트 스위치(OBS) 네트워크를 위한 에지 라우터 분석", IEEE Journal of Lightwave Technology, 2004년 11월, 페이지 2693–2705
  • R. Rajaduray, D. J. 블루멘탈, S. Ovadia, "광학 버스트 스위칭 네트워크의 에지 라우터 지연 시간에 대한 버스트 어셈블리 매개 변수의 영향", 10월 26~30일 애리조나 주, Paper MF3 LEOS 2003 연례 회의
  • R. Rajaduray, "Unbuffered and Limited-Buffer All-Optical Networks", PhD논문, University of California Santa Barbara, 2005년 12월
  • S. 오바디아, C. Maciocco, M. Paniccia, R. Rajaduray "Hop 및 Span-Constracted 광네트워크를 위한 PBS(Photonic Burst Switching) 아키텍처", S24-S32 IEEE Comms Magazine 2003년 11월