Optik Çoğuşma ve Paket
Anahtarlama
Tekniklerinin
Karşılaştırılması
M.Ali AYDIN, Özgür Can TURNA, A.Halim ZAİM
İstanbul Üniversitesi, Bilgisayar Mühendisliği Bölümü
AB 2009, Şanlıurfa
1
İçerik
 Optik Ağlar
 Anahtarlama Teknikleri
 Optik Paket Anahtarlama
 Optik Çoğuşma Anahtarlama
 Simülasyon Ortamı
 Simülasyon Sonuçları
 Sonuçlar
 Sorular
AB 2009, Şanlıurfa
2
Optik Ağ Nedir?
 Her
türlü data, ses ve görüntünün ışık
ile iletildiği yüksek kapasiteli iletişim
ağlarıdır.
 Neden Işık?
 Evrendeki
en hızlı varlık ışıktır.
 Hızı saniyede 300.000 km’dir.
 Ses ve elektrikten sonra ışık da yüksek hızı ile
iletişimde kullanılmaya başlanmıştır.
AB 2009, Şanlıurfa
3
Optik Ağlara Neden İhtiyaç Duyuldu?






Ağ hatları elektronik işaretlerin iletilmesini sağlayan bakır
tellerden oluşuyordu.
Fakat bu sistem yüksek bant genişliği gerektiren günümüz
uygulamaları için yeterli gelmediğinden yeni bir teknoloji
arayışına girildi.
Bu teknoloji üstün niteliğe sahip optik fiberleri kullanan
optik ağlardır.
Her fiberde yaklaşık 50 Tb/s bant genişliğine ulaşmak
mümkündür. Bakır kablolarda bu sayı 10 Gb/s ‘a
düşmektedir.
Fiber kablolar saç telinden daha ince olduklarından az yer
kaplarlar ve elektromanyetik etkilerden daha az etkilenir.
Veri bozulması ya da hat dinlenmesi çok daha zordur.
AB 2009, Şanlıurfa
4
İçerik
 Optik Ağlar
 Anahtarlama Teknikleri
 Optik Paket Anahtarlama
 Optik Çoğuşma Anahtarlama
 Simülasyon Ortamı
 Simülasyon Sonuçları
 Sonuçlar
 Sorular
AB 2009, Şanlıurfa
5
Anahtarlama Teknikleri

Elektronik ortamda kullanılan anahtarlama
teknikleri
 Devre
Anahtarlama
 Paket Anahtarlama

Optik ortamda kullanılan anahtarlama teknikleri
 Dalgaboyu
Yönlendirme (WR veya OCS)
 Optik Paket Anahtarlama (OPS)
 Optik Çoğuşma Anahtarlama (OBS)
AB 2009, Şanlıurfa
6
Devre Anahtarlama
AB 2009, Şanlıurfa
7
Paket Anahtarlama
AB 2009, Şanlıurfa
8
İçerik
 Optik Ağlar
 Anahtarlama Teknikleri
 Optik Paket Anahtarlama
 Optik Çoğuşma Anahtarlama
 Simülasyon Ortamı
 Simülasyon Sonuçları
 Sonuçlar
 Sorular
AB 2009, Şanlıurfa
9
Optik Paket Anahtarlama (OPS)
Bir optik paket anahtarlama düğümü gelen
paketi alır, başlığını okur ve onu uygun
çıkış portuna atar.
 Düğüm bu aşamada pakete yeni bir başlık
da verebilir.
 Bir optik paket, başlık ve veriden oluşur.
 Başlık elektronik ortamda,veri optik
ortamda işlenir.

AB 2009, Şanlıurfa
10
Optik Paket Anahtarlama (OPS)
AB 2009, Şanlıurfa
11
OPS Mimarisi
AB 2009, Şanlıurfa
12
İçerik
 Optik Ağlar
 Anahtarlama Teknikleri
 Optik Paket Anahtarlama
 Optik Çoğuşma Anahtarlama
 Simülasyon Ortamı
 Simülasyon Sonuçları
 Sonuçlar
 Sorular
AB 2009, Şanlıurfa
13
Optik Çoğuşma Anahtarlama (OBS)
Çoğuşma: İlk düğümden son düğüme
beraber hareket eden ve ara düğümlerde
beraber anahtarlanan paketlerin bir
dizisidir.
 Bir OBS ağında ilk olarak paketler bir
çoğuşma oluşturacak şekilde giriş
düğümde birleştirilir.

AB 2009, Şanlıurfa
14
Çoğuşma Oluşumu
Zaman veya uzunluk eşik
değerine ulaşılır
Kontrol Kanalı
Veri Kanalı
ATM Hücresi
Çoğuşma Oluşturma Düğümü
IP Paketi
SONET Çerçevesi
AB 2009, Şanlıurfa
15
Çoğuşma Oluşumu
Bir kontrol paketi
oluşturulur ve yollanır
Kontrol Kanalı
Veri Kanalı
ATM Hücresi
Çoğuşma Oluşturma Düğümü
IP Paketi
SONET Çerçevesi
AB 2009, Şanlıurfa
16
Çoğuşma Oluşumu
Kontrol Kanalı
Veri Kanalı
ATM Hücresi
Çoğuşma Oluşturma Düğümü
IP Paketi
SONET Çerçevesi
AB 2009, Şanlıurfa
17
Optik Çoğuşma Anahtarlama (OBS)




Ayrı bir kontrol kanalından bir kontrol paketi
(setup) gönderilir.
Kontrol paketi her zaman ardından gelen veri
çoğuşmasının önünde olur.
Kontrol paketi yol boyunca bant genişliğini
çoğuşma için rezerve eder.
Offset adı verilen belirli bir süre gecikmeden
sonra rezerve edilen yol üzerinden çoğuşma
yollanır.
AB 2009, Şanlıurfa
18
OBS Mimarisi
AB 2009, Şanlıurfa
19
OBS Ağlarda Rezervasyon
Yöntemleri
 Anında
rezervasyon-zamanlı/açıkça serbest
bırakma (Immediate setup-Explicit/Timed release)
 JIT(Just in Time)
 Gecikmeli rezervasyon-zamanlı/açıkça serbest
bırakma (Delayed setup-Explicit/Timed release)
 JET(Just Enough Time)
Horizon

AB 2009, Şanlıurfa
20
Anında rezervasyonzamanlı serbest bırakma
Anında rezervasyonaçıkça serbest bırakma
AB 2009, Şanlıurfa
21
Gecikmeli rezervasyonzamanlı serbest bırakma
Gecikmeli rezervasyonaçıkça serbest bırakma
AB 2009, Şanlıurfa
22
JET(LAUC-VF)
AB 2009, Şanlıurfa
23
Paket ve Çoğuşma Anahtarlama
H ead er reco gn itio n ,
P aylo ad
p ro cessin g, an d gen eratio n
C
H ead er
A
S etu p
S yn ch ro n izer
1
S w itch
1
In co m in g
fib ers
2
1
2
F ixed -len gth
(b u t u n align ed )
2
F D L ’s
B
N ew
(a)
A
C
C o n tro l
w a velen gth s
2
2
1
C o n tro l
p ackets
O /E /O
B
1
C o n tro l p acket p ro cessin g
(setu p /b an d w id th reservatio n )
O ffset tim e
2
D ata
w a velen gth s
D
h ead ers
2
S w itch
1
1
D ata b u rsts
(b )
AB 2009, Şanlıurfa
D
24
İçerik
 Optik Ağlar
 Anahtarlama Teknikleri
 Optik Paket Anahtarlama
 Optik Çoğuşma Anahtarlama
 Simülasyon Ortamı
 Simülasyon Sonuçları
 Sonuçlar
 Sorular
AB 2009, Şanlıurfa
25
Simülasyon Ortamı(1)
NSFNET(Çokgen-Mesh) Topolojisi
AB 2009, Şanlıurfa
26
Simülasyon Ortamı(2)
Halka(Ring) Topolojisi
AB 2009, Şanlıurfa
27
Simülasyon Parametreleri







8 Adet Veri 1 Adet Kontrol Kanalı
Üç çeşit trafik tipi
OPS’de başlık için uzunluk olarak 48 byte, OBS de ise
kontrol paketi için 64 byte uzunluk
OPS üzerinde çakışma olması durumuna karşı her
düğümde 1.25µsec uzunluğunda 8 adet FDL
OBS(JET) için sabit bir işlem ve ofset zamanı seçilmiştir.
JET için işlem zamanı 25µsn ve buna bağlı olarak ofset
zamanıda 175µsn olarak seçilmiştir.
Kenar düğümlerde 500 KB buffer
Simülasyon Zamanı 5 sn.
AB 2009, Şanlıurfa
28
İçerik
 Optik Ağlar
 Anahtarlama Teknikleri
 Optik Paket Anahtarlama
 Optik Çoğuşma Anahtarlama
 Simülasyon Ortamı
 Simülasyon Sonuçları
 Sonuçlar
 Sorular
AB 2009, Şanlıurfa
29
Simülasyon Sonuçları
OBS(JET) ile Değişken Paket Uzunluklu-OPS’in Byte Düşme Oranlarının Karşılaştırılması
AB 2009, Şanlıurfa
30
Simülasyon Sonuçları
OBS(JET) ile Değişken Paket Uzunluklu-OPS’in Hizmet Erişim Sürelerinin Karşılaştırılması
AB 2009, Şanlıurfa
31
İçerik
 Optik Ağlar
 Anahtarlama Teknikleri
 Optik Paket Anahtarlama
 Optik Çoğuşma Anahtarlama
 Simülasyon Ortamı
 Simülasyon Sonuçları
 Sonuçlar
 Sorular
AB 2009, Şanlıurfa
32
Sonuçlar






OBS(JET) özellikle ağ yoğunluğunun yüksek olduğu zamanlarda veri
kayıpları açısından daha başarılı
OPS sistemleri düşük yoğunluk değerlerinde veri kaybı açısından daha
başarılı
OPS sistemler düşük yoğunluklarda daha düşük hizmet erişim gecikme
sürelerine ve uçtan uca gecikme süreleri değerlerine sahiptir
OBS için NSFNET(mesh-çokgen) topolojide anahtarlama işleminin daha
az olmasından dolayı başarımı halka topolojiye nazaran biraz daha iyi
çıkmıştır.
OPS için ise kullanılan topoloji yoğunluğa bağlı olarak hem hizmet
erişim gecikme sürelerini hem de data kayıp oranlarını etkilemektedir.
Sonuç olarak OPS ile elde edilen sonuçlar düşük yoğunluklarda
OBS(JET)’den daha iyi iken yüksek yoğunluklarda OBS(JET) ile elde
edilen sonuçlar daha iyi çıkmaktadır. Hizmet erişim gecikme süreleri
bazında yapılan karşılaştırmada ise beklenildiği gibi OPS ile elde edilen
sonuçlar daha düşük çıkmıştır.
AB 2009, Şanlıurfa
33
İçerik
 Optik Ağlar
 Anahtarlama Teknikleri
 Optik Paket Anahtarlama
 Optik Çoğuşma Anahtarlama
 Simülasyon Ortamı
 Simülasyon Sonuçları
 Sonuçlar
 Sorular
AB 2009, Şanlıurfa
34
AB 2009, Şanlıurfa
35
…TEŞEKKÜRLER…
AB 2009, Şanlıurfa
36
Download

Document