论文摘要
近十年来,网络流量呈现出指数级的增长,对网络带宽的需求也越来越大。同时,新兴的多媒体网络应用,如视频会议、视频点播和交互游戏等都是高度时延敏感的,不仅需要大量的网络带宽,还需要保证服务质量。这些需求的变化对通信网络结构提出了巨大的挑战。当前的通信网络结构分为三级:长途骨干网、城域网和接入网。城域网跨接在接入网和骨干网之间,是通信网络中应用环境最复杂的网络之一。相对于骨干网和接入网而言,城域网技术发展缓慢,逐渐成为全网带宽瓶颈。光分组交换有着高吞吐量,丰富的路由功能和极高的灵活性,这些优点使它成为下一代城域网的理想选择。在光分组交换网络中,如果同一时刻有两个以上的分组要以同一波长从同一端口离开光交换机就会产生竞争,如何解决光分组竞争将会对光分组交换网络的性能产生巨大影响。通常,解决光分组竞争的方法有光缓存、波长变换和偏射路由三种方法。然而,光缓存和波长变换技术还不成熟,偏射路由方法只需要配置相应的软件即可。因此,偏射路由是花费代价最少的光分组竞争解决方法。在对城域网的研究中,首先对现有的城域网技术进行了分析和总结,对比各种技术的优缺点,包括网络拓扑、协议层结构和适用范围等。针对目前城域网存在的带宽压力、网络结构复杂及难以支持服务质量等问题,提出了基于光分组交换技术的城域环网解决方案。在城域网中采用光分组交换技术可以消除电子交换瓶颈,和WDM传输容量匹配,提供带宽的统计复用。本论文主要内容安排如下:第一章引言部分介绍了城域网和光分组交换技术的发展现状及展望,以及光分组交换网络的组成,说明其核心部分——光分组交换节点的结构和功能,并以此引出实现光分组交换网络所涉及的各种关键技术。第二章和第三章主要研究城域网光分组交换环网体系结构和竞争解决方案。首先研究了目前提出的各种技术方案的原理,并对它们的特点进行了比较。在回顾和总结传统城域网的体系结构的基础上,分析了未来基于光分组交换技术的城域环网中需要研究和解决的问题,提出了新型的基于光分组交换技术的城域环网体系结构,并对其原理进行了详细说明和分析。然后,对既有的光分组竞争解决技术进行了讨论,提出了一个易于实现的分组竞争解决算法。该算法充分利用现有的网络资源解决竞争,能够保证较低的丢包率,提供区分服务,并且能最低限度的减少建网成本,从而易于实现。最后通过仿真深入研究了该算法在城域光分组交换环网中的性能表现,并在仿真过程中找到一些重要参数的优化设置。第四章对全文进行总结。