[发明专利]一种OBS网络的光突发接收方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及光通信技术，尤其涉及一种在光突发交换（Optical Burst Switching，简称OBS）网络中的光突发接收方法及装置。

背景技术

随着密集波分复用（Dense Wavelength Divided Multiplex，DWDM）光传输的技术成熟和广泛应用，直接在光层实现业务交换的需求越来越大，因此，全光实现的“电路”交换（即所谓波长路由）和分组交换受到广泛关注，被认为是克服电交换速率瓶颈的有效途径。但波长交换失之于带宽利用率低，而分组交换目前的实现难度过大，因此近年来提出的光突发交换（Optical Burst Switching，简称OBS）技术日益受到人们的关注。OBS技术在支持分组业务的性能上高于波长路由，而实现难度（尤其是对光器件技术的要求）低于光分组交换。

一个OBS网络主要由边缘节点、核心节点和DWDM链路构成（见图1）。其中核心节点负责BHP的处理，光交换矩阵的配置等；DWDM链路，负责数据传输的工作；边缘节点负责对数据分组进行缓存和封装，组合成突发数据包（Burst），然后发送给与之最邻近的OBS核心节点。封装时边缘节点生成描述突发特性的突发控制（Burst Header Packet，BHP）分组，先于Burst在特定的控制通道上发送。

在OBS网络中，Burst可以看作是由一些IP分组组成的超长分组，而这个超长分组的分组头就是BHP分组。与传统分组交换不同的是，BHP与Burst在物理通道上是分离的，在DWDM传输系统中，可以采用一个（或多个）专门的波长作为控制通道，用于传送BHP，而把其他的波长作为数据通道，如图1所示。图中BHP和Burst使用的光通路虽然画作了两条，但在实际应用中，通常做法是在同一根光纤中，通过波分复用的方式分出一个波长作为BHP通道，其余波长作为Burst通道。

而OBS网络的优势就在于BHP的处理方式。当完成Burst的组装（或者尚未完成组装），边缘节点就通过BHP专用链路向核心节点发送一个BHP。BHP中携带路由，Burst长度，Burst到达时间等信息。当BHP到达每一个核心节点以及目的边缘节点时，被转换到电域进行资源预约等处理。在BHP包发送后的某个时间（offset time，称为偏置时间），Burst直接发送，沿BHP预约的链路穿越网络，如图2所示。

从完成的功能来看，BHP与传统电路交换网络中的信令非常相似，正是在这个意义上，BHP也被称为信令消息。但与传统信令不同的是，OBS的信令不必等待目的端的反馈确认，即OBS的资源预约是单向的。也正是这种“单向预约”机制减小了连接建立延迟，提高了信道利用率。

光信号接收技术是实现光网络的关键问题之一。无源光网络技术PON（Passive Optical Network）中包含了突发接收的概念，其核心思想是在电路上采取措施，保证接收判决的阈值能快速跟踪信息包之间的幅度变化，以适应光突发接收的特殊要求。在介绍PON的突发接收技术之前，先描述两个对光接收器效率密切相关的参数：

a.灵敏度：一般指在满足一定的误码率条件下模块所需接收的幅度最小的信息包的发送时隙最小平均光功率。

b.阈值跟踪时间：从上一个信息包结束时刻到下一个信息包正确恢复信息的时刻为止的时间长度。

上述两个参数对光信号的突发接收结束提出了两方面的需求：一是功率问题，二是判决门限问题。

（1）功率问题

针对网络中不同信源以及不同光路径所导致的光信号功率参差不齐的现象，可以采用具有预增益功能的光信号接收器来加以改善，其输出光信号具有相近的功率，能够减少光接收器的接收准备时间。这种技术部分解决了功率问题，现在被广泛应用在光突发接收器件中。

（2）判决门限问题

为了保证光突发信号接收有效，在每个突发数据分组Burst前要加一保护时间，称为preamble（或是guard），其作用是提供给接收器件同步和调整的信息和缓冲。Preamble的长度由系统设置或者协商决定，但是其最终的确定取决于接收装置的响应时间：长响应时间要求额外的preamble长度。而preamble不携带有效数据，这意味着preamble的增长会导致信道利用率的下降。