[发明专利]光突发交换系统中时延抖动的保护方法和核心节点

说明书

技术领域

本发明涉及光突发交换技术，特别涉及一种光突发交换系统中时延抖动的保护方法和核心节点。

背景技术

光突发交换(OBS，Optical Burst Switching)技术是近年来提出的一种新型光交换方式。目前，还存在另外两种光交换技术，一种是在突发业务下信道利用率较低的光路交换(OCS)技术；另一种是因光器件技术不成熟而无法实现的光分组交换(OPS)技术。OBS技术是为了在这两种技术之间寻求平衡而提出的，它不仅能够在目前技术条件下实现，而且能够进一步提高智能光交换技术信道的利用率。该技术被看作是光通信领域下一代网络架构的基本技术，当前正处在理论转化为实际应用的阶段。

OBS技术的主要思想是使数据信道与控制信道在物理上分离，分别传送光突发数据(Burst)和控制分组(BHP)。参见图1，图1为现有技术中OBS系统的结构示意图。OBS系统中包括系统节点和连接系统节点的光纤链路。其中，系统节点包括OBS边缘节点(edge node)和OBS核心节点(corenode)两类，下面将OBS边缘节点简称为边缘节点，OBS核心节点简称为核心节点；连接系统节点的光纤链路上的信号分波长传输，包括n波长的数据信道和1波长的控制信道，分别传输光突发数据和BHP；边缘节点与外部IP网络连接，外部IP网络中目的地相同的数据分组在边缘节点汇聚成光突发数据，并产生相应的BHP，BHP比光突发数据提前一定的时间从边缘节点发往核心节点；核心节点主要用于解析BHP中携带的信息，并通过预设的调度算法为即将到达的光突发数据预留资源，进行光交换阵列配置，搭建对光突发数据相对透明的通道，使光突发数据无需经过光电转换就能交换到所需的输出端。

参见图2，图2为现有技术中OBS系统的核心节点的结构示意图。OBS系统中的核心节点主要由光交换阵列和光交换控制模块两部分构成。前者依据后者的配置信息完成对光开关以及光纤延迟线(FDL)、光波长变换器(TWC，Tunable Wavelength Converter)等的使用配置，实现对应的光突发数据的透明交换；后者通过对BHP的解析处理，采用预设调度算法实现对光交换阵列的控制，包括对于何时需要配置及占用光交换阵列中的何种资源多长时间的配置，尽量减少因Burst的冲突造成的数据丢失。

在OBS系统中，实现光突发数据的传输主要包括以下步骤：

1)外部IP网络中目的地相同的数据分组在边缘节点汇聚成光突发数据，同时生成相应的BHP，并将BHP送往核心节点。此过程在边缘节点的运行过程中反复不断的执行，有数据需要发送，即执行一次。生成的BHP分组长度固定，分字段携带光突发数据业务信息，如前导码、光突发数据分组类型/优先级、gMPLS标签、光突发数据分组持续长度、光突发数据分组到达偏移时间(offset time)等。其中gMPLS标签携带分组路由信息，光突发数据分组持续长度和光突发数据分组到达偏移时间携带分组时间信息。

2)核心节点接收到达的BHP，从中获取光突发数据的信息，并根据当时的资源占用情况进行光路配置。如果配置成功，则执行下一步；否则将配置失败的BHP直接丢弃。对于配置成功的BHP，之后从上一节点发出的相应的光突发数据到达该核心节点时，就可以直接通过已搭建好的链路无延时透明地发往下一节点。

3)在核心节点的BHP输出端口，核心节点根据BHP中的光突发数据到达时间信息与BHP在核心节点中的消耗时间等确定新的偏移时间，更新BHP分组中的光突发数据到达偏移时间字段以及跳数字段，再通过电光转换及合波器将更新后的BHP发送到输出光纤上送往下一节点。

4)最终BHP发送到输出边缘节点，边缘节点获取该BHP中携带的信息后，丢弃该BHP；当该BHP对应的光突发数据顺利到达边缘节点时，由边缘节点对光突发数据进行完整性校验，如果校验失败，则由系统设定要求原端重发或者直接丢弃该光突发数据；如果校验成功，则将该光突发数据解包恢复为IP数据包发送到外部IP网络。

上述步骤2)的具体实现过程为：BHP到达核心节点后，核心节点光交换控制模块解析出BHP中携带的信息后，根据资源的占用情况，以预设的调度算法分配资源，确认能进行配置的BHP，再根据预设的资源预约方案生成何种资源何时进行何种操作的控制命令送往光交换阵列进行光交换资源配置。由此可见，如何准确的获取时间信息，预约资源，同时保证较高的信道利用率，主要由核心节点的预约方案及预设的调度算法决定。