摘要：隨著用戶帶寬超摩爾定律增長、傳輸鏈路容量的迅猛增加，節點服務器系統能力成為制約網絡容量增長的主要瓶頸。網絡業務的發展趨勢不會坐等高性能光子器件的成熟和實用化，可以預見未來10～20年內光子器件瓶頸將制約著新型光網絡節點能力提高。文章將網絡分成接入、節點和鏈路3個網絡服務器系統，提出一種全新的光網絡體系架構——基于服務的光網絡體系架構，通過一個隱函數從網絡代價、能耗和容量等角度定性考察各服務器系統對網絡性能的影響。由此提出了雙光纖鏈路與IP插空聯合的光突發交換解決方案，以緩解光子器件瓶頸的限制。

關鍵詞：光突發交換；雙光纖鏈路模型；IP插空；網絡服務器系統

Abstract:Withthedevelopmentofusers’broadband,transmission capacities grow rapidly. The capability of node server has been the bottleneck of network capacity. The node performance is restricted for the absence of optical buffer and optical logic devices. In this paper, a new architecture of optical networks—the server-based optical networks—is proposed. From the point of this new architecture, the network can be modeled as a network server system with three type servers—the access server, the node server, and the link server. The network performances such as cost, energy consume and network capacity can be affected by the capability of these three types of servers. Based on the server-based optical network architecture, the dual fiber link and IP calking for Optical Burst Switching (OBS) are proposed to abate the restriction of optical devices.

Keywords:OBS;dualfiberlinkmodel;IP calking; network server system

隨著通信技術的發展，新業務不斷涌現，如IPTV、Web2.0、Youtube、Grid應用、P2P等等，導致全球信息量呈級數增長，通信業務由傳統單一的電話業務轉向高速IP數據和多媒體為代表的寬帶業務，對通信網絡的帶寬和容量提出了越來越高的要求。光纖的巨大潛在帶寬和波分復用(WDM)技術的成熟應用[1-2]，使光纖通信成為支撐通信傳輸網絡的主流技術。雖然現在的WDM技術已經可以很有效的利用光纖25000GHz的巨大帶寬資源，但網絡中的電子處理設備卻限制了網絡帶寬進一步提高。伴隨著密集波分復用(DWDM)技術的成熟和傳輸容量的快速增長，傳統的電子交換系統承受的壓力日趨增大，光交換技術的引入日顯迫切。

光交換技術(O-O-O)是指不經過光／電轉換，在光域直接將輸入光信號交換到不同的輸出端。針對通信網絡中已有的通信模式，人們對光交換提出了3種方案：光路交換[3]、光分組交換[4]、光突發交換。光路交換雖然相對簡單、易于實現，但建立和拆除一條通道需要一定的時間，且該時間與其連接的保持時間無關。因此在不斷增長且變化無常的網絡流量中，光路交換自然難以滿足需求；光分組交換由于缺乏高速光邏輯器件、光緩沖存儲器等，因此還處于研究階段。針對光路交換和光分組交換的缺點，ChunmingQiao[5]和J.S.Turner[6]等人提出光突發交換，引起越來越多的人的注意。作為一種新的光交換技術，光突發交換設法綜合較大粒度的波長(電路)交換和較細粒度的光分組交換兩者的優點，并克服了這兩種交換方式的不足，在較低的光子器件要求下，實現了面向IP的突發業務的快速資源分配和高資源利用率，因此能有效地支持上層協議或高層用戶的突發業務。

與光分組交換相比，光突發交換最顯著的特點就是將控制信息與數據凈荷相互分離，分別生成控制分組與數據突發包，對應光分組交換中的頭與凈荷。在光突發交換網絡中，每個控制分組對應一個突發包，控制分組與對應的突發包之間存在偏置時間間隔，也就是控制分組先于突發包到達路由通道上的每個節點，控制分組在該節點獲得預先處理，為對應的突發包到達完成路由與信令功能，實現網絡資源預留，為對應突發包在該節點成功交換做好一切準備。突發包沿著其控制分組為其分配好的路由傳送，不需要任何連接確認信息，當兩個或多個突發包預約占用同一資源時，將產生突發包的競爭而導致突發包傳送失敗。在光突發交換網絡中，每個突發包都是由大量的分組組成，因此一個突發包的丟失，將導致大量的分組丟失。如何解決光突發交換網絡中突發包的競爭問題尤為重要。當前主要的解決方案包括采用波長變換解決波長資源的競爭，采用光纖延遲線解決時域上的競爭以及采用偏射路由來解決空間上的競爭。