La conmutación de ráfagas ópticas ( OBS ) es una técnica de red óptica que permite la conmutación dinámica de datos por sublongitud de onda. OBS se considera un compromiso entre la conmutación óptica completa de paquetes (OPS), aún inviable, y la conmutación de circuitos ópticos principalmente estática (OCS). Se diferencia de estos paradigmas porque la información de control de OBS se envía por separado en un canal óptico reservado y antes de la carga útil de datos. Estas señales de control pueden luego procesarse electrónicamente para permitir la configuración oportuna de una trayectoria de luz óptica para transportar la carga útil que llegará pronto. Esto se conoce como reserva retrasada.
Propósito
El propósito de la conmutación de ráfagas ópticas (OBS) es proporcionar dinámicamente granularidad de sub-longitud de onda combinando de manera óptima electrónica y óptica. OBS considera conjuntos de paquetes con propiedades similares llamadas ráfagas. Por lo tanto, la granularidad de OBS es más fina que la conmutación de circuitos ópticos (OCS). OBS proporciona más flexibilidad de ancho de banda que el enrutamiento de longitud de onda, pero requiere una tecnología de control y conmutación más rápida. OBS se puede utilizar para realizar todas las comunicaciones ópticas dinámicas de extremo a extremo.
Método
En OBS, los paquetes se agregan en ráfagas de datos en el borde de la red para formar la carga útil de datos. Existen varios esquemas de ensamblaje basados en el tiempo y / o el tamaño (ver conmutación por ráfagas ). Se han propuesto arquitecturas de enrutador de borde (consulte [1] [2] ). OBS presenta la separación entre el plano de control y el plano de datos . Una señal de control (también denominada encabezado de ráfaga o paquete de control ) se asocia a cada ráfaga de datos. La señal de control se transmite en forma óptica en una longitud de onda separada denominada canal de control , pero se señaliza fuera de banda y se procesa electrónicamente en cada enrutador OBS, mientras que la ráfaga de datos se transmite en toda forma óptica de un extremo al otro de la red. . La ráfaga de datos puede atravesar nodos intermedios y se pueden utilizar búferes de datos como líneas de retardo de fibra . En OBS, los datos se transmiten con total transparencia a los nodos intermedios de la red. Una vez que la ráfaga ha pasado por un enrutador, el enrutador puede aceptar nuevas solicitudes de reserva.
Ventajas de OBS sobre OPS y OCS
Ventajas sobre OCS
Utilización más eficiente del ancho de banda : en un sistema OCS, se debe configurar una ruta de luz desde el origen hasta el destino en la red óptica. Si la duración de la transmisión de datos es corta en relación con el tiempo de configuración, es posible que el ancho de banda no se utilice de manera eficiente en el sistema OCS. En comparación, OBS no requiere una configuración de ruta de luz de un extremo a otro y, por lo tanto, puede ofrecer una utilización más eficiente del ancho de banda en comparación con un sistema OCS. Esto es similar a la ventaja que ofrece la conmutación de paquetes sobre la conmutación de circuitos.
Ventajas sobre OPS
Elimine la limitación de rendimiento : la tecnología de búfer óptico no ha madurado lo suficiente como para permitir la fabricación a bajo costo y el uso generalizado en redes ópticas. Es probable que los nodos de la red óptica principal no tengan búfer o tengan búferes limitados. [3] En tales redes, los esquemas de reserva retardada como Just Enough Time (JET) [4] se combinan con almacenamiento en búfer electrónico en los enrutadores de borde para reservar ancho de banda. El uso de JET puede crear una limitación de rendimiento en un enrutador de borde en un sistema OPS. [5] Esta limitación se puede superar utilizando OBS. [6] [7]
Además, debe haber una banda de guarda en el canal de datos entre paquetes o ráfagas, de modo que los planos de datos del enrutador óptico central tengan el tiempo adecuado para cambiar paquetes o ráfagas. Si la banda de guarda es grande en relación con el tamaño medio de paquete o ráfaga, puede limitar el rendimiento del canal de datos. La agregación de paquetes en ráfagas puede reducir el impacto de la banda de guarda en el rendimiento del canal de datos.
Reducir los requisitos de procesamiento y el consumo de energía de la red central : un enrutador óptico central en una red OBS puede enfrentar requisitos de plano de control reducidos en comparación con el de una red OPS, ya que: Un enrutador óptico central en una red OPS tendría que realizar operaciones de procesamiento para cada paquete de llegada, mientras que en una red OBS el enrutador realiza operaciones de procesamiento para una ráfaga de llegada que contiene varios paquetes. Por lo tanto, se requieren menos operaciones de procesamiento por paquete en un enrutador óptico de núcleo de red OBS en comparación con una red OPS. En consecuencia, es probable que el consumo de energía y potencialmente la huella de carbono de un enrutador óptico central en una red OPS sea mayor que el de un enrutador de red OBS para la misma cantidad de datos.
Esta ventaja puede verse compensada por el hecho de que es probable que un enrutador de borde de red OBS sea más complejo que un enrutador de borde de red OPS, debido a la posible necesidad de un ensamblaje / agregación de ráfagas y una etapa de clasificación. En consecuencia, el consumo de energía en el borde de una red OBS puede ser mayor que en una red OPS.
Ver también
Referencias
- ^ R. Rajaduray, S. Ovadia, DJ Blumenthal, "Análisis de un enrutador de borde para redes conmutadas por ráfagas ópticas restringidas (OBS)", IEEE Journal of Lightwave Technology, noviembre de 2004, págs. 2693-2705
- ^ R. Rajaduray, "Redes totalmente ópticas sin búfer y con búfer limitado", disertación de doctorado, Universidad de California, Santa Bárbara, diciembre de 2005, págs. 61-105
- ^ S. Ovadia, C. Maciocco, M. Paniccia, R. Rajaduray "Arquitectura de conmutación por ráfaga fotónica (PBS) para redes ópticas con restricciones de tramo y salto", Revista S24-S32 IEEE Comms, noviembre de 2003
- ^ C. Qiao y M. Yoo, "Conmutación por ráfaga óptica (OBS): un nuevo paradigma para una Internet óptica", Revista de redes de alta velocidad, vol. 8, págs. 69–84, 1999
- ^ R. Rajaduray, "Redes totalmente ópticas sin búfer y con búfer limitado", disertación de doctorado, Universidad de California en Santa Bárbara, diciembre de 2005, págs. 61–78, págs. 97–99
- ^ R. Rajaduray, "Redes totalmente ópticas sin búfer y con búfer limitado", disertación de doctorado, Universidad de California en Santa Bárbara, diciembre de 2005, págs. 61–78, págs. 97–99
- ^ R. Rajaduray, Notas adicionales (10 de enero de 2011) que acompañan a "Redes totalmente ópticas sin búfer y con búfer limitado"
Otras lecturas
- Baldine I y col. , 2003, "Implementación de conmutación por ráfagas ópticas justo a tiempo en el banco de pruebas de redes totalmente ópticas de ATDnet" Actas de la Conferencia mundial de telecomunicaciones (GLOBECOM 2003) , San Francisco, EE. UU.
- Chen, Yang; Qiao, Chunming y Yu, Xiang; "Optical Burst Switching (OBS): una nueva área en la investigación de redes ópticas", IEEE Network Magazine , vol. 18 (3), págs. 16 a 23, mayo-junio de 2004.
- Gauger, C .; 2003, "Proyectos y bancos de pruebas relacionados con OBS en Europa", Actas del 2º Taller internacional sobre conmutación por ráfagas ópticas, IEEE Globecom , San Francisco, EE. UU.
- de Vega, Miguel; " Modelado de futuras redes totalmente ópticas sin capacidad de almacenamiento intermedio ", Tesis doctoral, Université libre de Bruxelles, Bruselas, Bélgica, 2008.
- Jue, Jason P. y Vokkarane, Vinod M .; Redes ópticas conmutadas en ráfaga , Springer, serie de redes ópticas, 2005 ISBN 0-387-23756-9 .
- García, Nuno; " Arquitecturas y algoritmos para redes de conmutación por ráfaga óptica compatibles con IPv4 / IPv6 ", Tesis doctoral, Universidad de Beira Interior, Covilhã, Portugal, 2008.
- M. Maier, "Redes de conmutación óptica", Cambridge University Press , 2008. ISBN 978-0-521-86800-6
- R. Rajaduray, S. Ovadia, DJ Blumenthal, "Análisis de un enrutador de borde para redes de conmutación de ráfagas ópticas restringidas (OBS)", IEEE Journal of Lightwave Technology, noviembre de 2004, págs. 2693-2705
- R. Rajaduray, DJ Blumenthal, S. Ovadia, "Impacto de los parámetros de ensamblaje de ráfagas en la latencia del enrutador de borde en una red de conmutación de ráfagas ópticas", Paper MF3 LEOS 2003 Annual Meeting, 26 al 30 de octubre, Tucson, Arizona
- R. Rajaduray, "Redes totalmente ópticas sin búfer y con búfer limitado", disertación de doctorado, Universidad de California en Santa Bárbara, diciembre de 2005
- S. Ovadia, C. Maciocco, M. Paniccia, R. Rajaduray “Arquitectura de conmutación por ráfaga fotónica (PBS) para redes ópticas restringidas por salto y extensión”, S24-S32 IEEE Comms Magazine, noviembre de 2003