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光纤通信中波分复用(WDM)和密集波分复用(DWDM)传输技术的发展和应用为通信网络提供了巨大带宽,互联网业务的迅速发展使网络的信息瓶颈从信息传输环节转移到了交换节点上,光分组交换(OPS)具有高速率和宽带宽特性,被业界认为是最匹配光传输方式和解决网络电子信息瓶颈最有效的方法。但是,在通信网络的光分组交换节点处,当多个光分组同时去往同一输出波长信道时,就会发生光分组竞争。而以IP业务为主的Internet网络中分组突发性很大,则光分组在光交换核心节点处发生竞争的概率也更大。所以研究OPS竞争解决技术有着非常重要的意义。
目前,波长转换竞争解决技术不会产生额外时间抖动、分组顺序改变等问题,有利于减少光分组在交换节点处的延迟,提高节点吞吐量。因此,随着光波长转换器成本的下降和技术的发展,在实际的OPS节点结构设计中,采用波长转换技术解决光分组竞争必是一种行之有效的方法。另外,由于各种网络应用层出不穷,不同的业务要求不同的服务质量,需要交换节点更加灵活、有业务区分能力,因此有必要针对OPS节点中支持分组优先级的竞争解决技术进行研究。
在第三章,论文研究了两种基于波长转换的OPS竞争解决方案。第一种是节点共享(SPN)有限波长和参量波长转换器竞争解决方案(SPN-LP),该方案将有限波长转换器(LRWC)和参量波长转换器(PWC)同时作为节点共享,并采用PWC优先使用(PFA)算法分配空闲波长信道来解决竞争问题,能明显降低分组丢包率,减少所需的波长转换器数目;第二种是混合共享波长转换(HSWC)竞争解决方案,将节点共享LRWC和链路共享PWC结合,分析对比LRWC优先选择(LPS)算法和PWC优先选择(PPS)算法,该方案使用PPS算法,能够最大限度提高波长转换器的利用率,进一步降低分组丢包率,提高交换节点性能。
在第四章,主要研究了支持分组优先级的竞争解决技术。先研究了Eramo关于SPN节点支持分组优先级的方案,并分析其数学模型,对其性能进行仿真重现,验证了SPN节点竞争解决方案能够区分分组优先级,处理不同优先级的业务。在此基础上,论文研究了支持分组优先级的SPN-LP竞争解决方案,并给出了支持分组优先级的调度算法,研究结果表明,SPN-LP竞争解决方案能够处理不同优先级的业务,保证高优先级业务具有较低的丢包率性能,提高了交换节点的灵活性。