[发明专利]一种光网络中时隙和分组混合传输、发送接收和交换方法

说明书

本发明公开了一种光网络中时隙和分组混合传输、接收发送和交换方法，将光纤中单个波长传输通道或多个波长通道的组合划分成固定时间长度的传输周期，由光时隙传输时间段和光分组传输时间段两部分组成。在光时隙传输时间段，用于传输周期业务数据和采用光时隙传输、接收发送和交换；在光分组传输时间段，用于传输突发业务数据和采用光分组传输、接收发送和交换。本发明根据光网络周期和突发业务数据量比例设置传输周期中光时隙传输时间段和光分组传输时间段的比例，实现了根据业务量分配信道传输资源。本发明实现了光网络中单波长通道时隙和分组的同时传输、发送接收以及交换，提高了周期和突发混合业务的网络吞吐量，降低了丢包率和时延。

技术领域

本发明属于光纤通信技术领域，更为具体地讲，涉及一种光网络中时隙和分组混合传输、发送接收和交换方法。

背景技术

随着物联网、云计算、5G通信等新兴技术的发展，光网络承载的业务类型和数据量飞速增长。传统光网络中光传输和电交换的模式越来越受到电子交换速率、容量和能耗的影响，成为光网络发展的瓶颈。采用光交换代替电交换是光网络发展的趋势，成为光通信领域的研究热点。

目前，光交换技术可分为光波长交换、光突发交换、光分组交换和光时隙交换几种，其中：

光分组交换(Optical Packet Switching,OPS)采用类似于电分组交换的方式，以固定或变长的光分组进行独立的传输和交换，具有支持突发业务传输，传输统计复用率高的特点；但由于光分组的随机发送和交换过程中的端口竞争，存在一定的丢包率和时延抖动，无法满足实时性要求高的周期业务通信需求。

光时隙交换(Optical Time Slice Switching，OTSS)将传输信道分为固定长度的时间片，分配给数据收发端，保证了数据收发端独占时间片，根据预先定义好的时间片进行交换，避免了信道竞争。(Zhizhen Zhong等，Evolving optical networks for latency-sensitive smart-grid communications via optical time slice switching(OTSS)technologies，2017 Opto-Electronics and Communications Conference(OECC)andPhotonics Global Conference(PGC))。为周期业务的数据产生周期分配相应的时间片，可以保证传输的可靠性和时延的确定性。但由于时间片分配固定，时间片的回收和重分配耗时较长等问题，又使得当时间片空闲时，无法被其他终端使用；且时间片长度固定，但发送数据与时间片长度不一致时造成传输空闲或无法一次完成传输，因此对于突发业务，OTSS的信道利用率低。

同时，由于OPS在交换过程中需要对每个光分组的分组头/标签进行识别、更新、查找转发表，解决端口竞争，而OTSS只要根据时隙交换表，实现同步固定时隙交换，因此OPS的交换方法和OTSS的交换方法存在较大的差别。因此，目前的光交换网络均是单一的支持OPS或OTSS，导致了难以同时高效地承载突发和周期的混合业务。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种光网络中时隙和分组混合传输方法、发送接收方法和交换方法，以实现突发和周期混合业务的高性传输、发送接收以及交换。

为实现上述目的，本发明提供一种光网络中时隙和分组混合传输方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)、将光纤中的单个波长通道或多个波长通道的组合划分成固定时间长度的传输周期，在每个周期中，划分为光时隙传输时间段和光分组传输时间段两部分，其中，在光时隙传输时间段，划分为若干等长时隙，用于传输光时隙信号；在光分组传输时间段用于固定或变长光分组的随机接入传输；

(2)、整个光网络使用相同的传输周期、时隙传输时间段、分组传输时间段，整个光网络传输周期同步；