专利名称：一种基于波长预留资源库的光突发交换网络调度方法及调度模块的制作方法
技术领域：
本发明属于网络技术范畴，是基于波长预留资源库实现光突发交换网络调度功能的方法。本发明还涉及一种光突发交换网络中的节点控制模块中的调度模块。
背景技术：
光突发交换(OBS)技术结合了光路交换(OCS)与光分组交换(OPS)的优点，同时避免了它们的不足，因此成为实现IP over WDM的有效途径之一。OBS通过提前的、较小的控制分组来预留延迟的、较大的光突发所需的资源，动态、灵活、及时地建立一种面向无连接的、透明的恰量时间段链路，从而有效地利用带宽资源。
OBS核心节点控制模块是光突发交换网络核心节点中最重要、最智能化的功能单元，它的核心功能就是根据特定算法对突发控制分组进行调度和资源预约，具有高时间精度、低误差的要求。控制模块设计的难点是对资源调度部分的设计，对资源调度算法的软件仿真已经存在，但是由于软件系统固有的速度较慢、实时性较差等缺点，在节点单元中实际实现资源调度时必须用硬件系统来实现，而它的硬件设计和实现目前并无成熟的方法。
发明内容
本发明的目的在于，解决上述存在的问题，提供一种光突发交换网络调度模块，该模块位于节点控制模块中，与路由和转发模块、突发控制分组传输模块及交换控制模块电连接，按照本发明，所述模块包括用以以数据分组开始时间的升序建立对应各波长的基于链表的波长预留资源库，并执行对一个新的控制分组的接收、存取及修改操作的控制单元；用于存储一个按突发数据分组的开始时间建立基于硬件链表的各波长的波长预留资源库；并由控制单元对其进行读写操作，以及存储从路由和转发模块接收的新的控制分组的存储单元；用于每隔一个计数单位把当前时刻与资源库中的第一个预留的数据分组的到达时刻相比较，若相等则产生控制信号驱动交叉矩阵；随后清除该项预留，将该节点从波长预留资源库中删除的计数单元；用于提取控制分组对应的数据分组的到达时刻和结束时刻；判断到达时刻和结束时刻与波长预留资源库中预留的关系；并按照判断结果向波长预留资源库插入一个预留或，运用其它冲突解决方案更改变波长并重新进行判断的判断单元。
和用以提供一个系统时钟的时钟单元。
本发明的另一个目的在于提供一种基于波长预留资源库的光突发交换网络调度方法，针对调度算法中存在大量数据查询和比较的特点，利用一个存储器实现链表的存储结构，将链表作为波长预留资源库，从而实现对控制分组的调度。
为实现上述目的，本发明提供了一种基于波长预留资源库的光突发交换网络调度方法，其在控制单元中增加一个存储单元以实现链表的存储结构，按数据分组开始时间的升序建立对应各波长的基于链表的波长预留资源库；控制单元对存储单元进行读写操作；计数单元每隔一个计数单位把当前时刻与资源库中的第一个预留的数据分组到达时刻相比较，若相等则产生控制信号驱动交叉矩阵；随后清除该项预留；按照本发明，所述方法包括以下步骤接收一个控制分组，保存至存储单元中；提取控制分组对应的数据分组的到达时刻和结束时刻；判断到达时刻和结束时刻与对应波长的波长预留资源库中预留的关系如到达时刻和结束时刻都小于链表首节点中第一个数据分组到达的时刻，则为新的数据分组预留资源，并将对应的预留项作为新的硬件链表首节点；如控制分组对应的数据分组的到达时刻在两个相邻的节点之间，大于前一个预留的结束时刻Ta，而小于后一个预留的开始时刻Tb，且控制分组对应的数据分组的长度小于两者之差(Tb-Ta)，则为其对应的数据分组预留资源，并将对应的预留项插入两节点中间；若控制分组对应的数据分组的到达时刻和结束时刻都大于链表尾节点中最后一个数据分组的结束时刻，则为其所对应的数据分组预留资源，并将对应的预留项作为新的尾节点；若不能预留资源，则运用其它冲突解决方案更改变波长；并重新判断到达时刻和结束时刻与对应的改变后的波长的波长预留资源库中预留的关系；预留成功后，从存储单元中提取控制分组，将其中的偏置时间减去当前节点处理控制分组所需的时间，并发向下一个节点。
本发明采用存储器资源作为调度资源库的存储实体，通过对调度资源库的查找、链表节点插入、链表节点删除等实现对控制分组的调度。这种方法可用于光突发交换网状网的核心节点和环网节点中。这种方法可以极大地减少资源调度时间，提高节点吞吐量，具有高时间精度、低误差的优点。
图1为本发明所述的光突发交换网络节点控制模块结构图。
图2为本发明所述的光突发交换网络调度模块的结构图。
图3本发明所述的波长预留资源库结构示意图。
图4本发明所述的波长预留资源库的链表数据结构示意图。
图5本发明所述的调度方法的流程图。
具体实施例方式
下面结合图表和实例对本发明的实施方法作进一步详细说明。
参照图1，本发明第一种具体实施方式
中的光突发交换网络调度模块14位于节点控制模块中，与路由转发模块13、突发控制分组传输模块15及交换控制模块17电连接，包括以下组件用以以数据分组开始时间的升序建立对应各波长的基于链表的波长预留资源库，并执行对一个新的控制分组的接收、存取及修改操作的控制单元141；用于存储一个按突发数据分组的开始时间建立基于硬件链表的各波长的波长预留资源库；并由控制单元对其进行读写操作，以及存储从路由和转发模块接收的新的控制分组的存储单元142；在本具体实施方式
中，存储单元142为双端口RAM。采用双端口RAM可以保证偏移时间、数据长度等时间单位的精度始终处于一个时隙单位，同时也可以保证交叉矩阵倒换的时间精度，有利于减小交叉矩阵倒换的时间误差和突发数据保护带。
用于每隔一个计数单位把当前时刻与波长预留资源库中的第一个预留的数据分组的到达时刻相比较，若相等则产生控制信号驱动交叉矩阵；随后清除该项预留，将该节点从波长预留资源库中删除的计数单元143；用于提取控制分组对应的数据分组的到达时刻和结束时刻；判断到达时刻和结束时刻与波长预留资源库中预留的关系；并按照判断结果向波长预留资源库插入一个预留或，通知控制模块运用其它冲突解决方案更改变波长并重新进行判断的判断单元144。
用以提供一个系统时钟的时钟单元145。
本发明第一种具体实施方式
中的光突发交换网络调度方法的实现方式是采用可编程逻辑器件中的RAM资源实现波长预留资源库的链表结构，通过对波长预留资源库的查询和链表操作实现对控制分组的调度。
每个出口波长对应一个波长预留资源库。波长预留资源库在可编程逻辑器件的双端口RAM中实现。
波长预留资源数据库内容如图3所示，其中，波长预留资源库是这样构建的资源库由链表构成，其中必须保证t1＜t1+突发数据分组长度1＜t2＜t2+突发数据分组长度2，否则发生冲突，当进行资源预留时对链表进行插入操作，当数据分组通过后对链表进行节点删除操作。
首节点标识指示此节点是链表的首节点。
突发到达时间ti数据突发到来的时间。
突发长度i以时间为单位的数据突发长度。
指针L指示本节点在RAM中的存储地址。
指针N指示下一个节点在RAM中的存储地址。
尾节点标识指示本节点是链表的尾节点。
n为链表的长度，小于等于RAM的深度.
每个波长预留资源库的大小为最大预留包数×每一表项的宽度。如波长数为32，最大预留包数为32，每个时间表项为24bit，则大约共需32×32×48＝48Kbit的BlockRAM。
控制单元接收到一个控制分组后，提取控制分组中包含的目的端口、波长、控制分组进入本节点的时间te、偏移时间to，突发数据长度tL，以及时钟单元产生的计数单元产生的当前时刻current_time、等信息去查询波长预留资源库，并对波长预留资源库的查询和链表节点进行插入操作，根据资源预留的特点，计数单元142采用循环时间来计数。计数的时间精度不宜太大，也不宜太小，在此取10ns。最大计数时间取为Tmax为最大偏移时间Offsettimemax与最大突发长度burstlengthmax之和。所以当控制分组到达预留资源时，若对应数据分组的到达时间为t1，则预留开始时刻为到达时刻t1与最大计数时间Tmax)的求余结果与10ns的比值；预留结束时刻为[(数据分组的到达时间t1与突发长度burst length之和与最大偏移时间Tmax求余的结果与10ns的比值。
对链表预留资源库进行插入的具体步骤如下
首先判断数据分组到达本节点的时刻(te+to)与时钟单元周期max_time的关系若数据分组到达本节点的时刻(te+to)小于时钟单元周期max_time时，判断突发数据分组的传输完成时刻与波长预留资源库中硬件链表保存的预留的关系；若突发数据分组的传输完成时刻(te+to+tL)小于波长预留资源库链表头中的数据到达时刻t，且t大于节点单元的当前时刻current_time、小于时钟单元周期max_time，则资源预留成功并更新链表头；若链表中相邻两个节点满足两个节点的数据分组到达时刻t和数据分组传输完成时刻s都大于当前时间current_time而小于时钟单元周期max_time，并且(te+to)大于前一个节点中的数据分组传输完成时刻s，(te+to+tL)小于后一个节点中的数据分组到达时刻t，则预留资源成功并在这两个节点之间插入新节点；若链表尾节点中的数据分组传输完成时刻s大于当前时间current_time、小于计数单元周期max_time，且s小于(te+to)，则预留资源成功并在链表结尾插入新的节点(813)；若上述条件不满足则预留不成功。
若数据分组到达本节点的时刻(te+to)大于时钟单元周期max_time时；判断突发数据分组的传输完成时刻与波长预留资源库中硬件链表保存的预留的关系；若链表头节点中的数据分组到达时刻t小于当前时刻current_time，且(te+to+tL-max_time)小于数据分组到达时刻t，则资源预留成功并在链表头插入新的节点；若链表中相邻两个节点满足两个节点的数据分组到达时刻t都小于当前时刻current_time，并且(te+to-max_time)大于前一个节点中的数据分组传输完成时刻s，(te+to+tL-max_time)小于后一个节点中的数据分组到达时刻t，则预留资源成功并在这两个节点之间插入新节点；若链表尾节点中的数据分组传输完成时刻s小于当前时刻current_time，并且s小于(te+to-max_time)，则预留资源成功并在链表结尾插入新的节点；若上述条件不满足则预留不成功。
在预留资源成功以后，将控制分组从RAM组中读出，并修改控制分组中携带的偏移时间，新的偏移时间offset_timenew＝offset_timeold-Δ(Δ是节点处理控制分组所需的时间)，最后将控制分组发向下一个节点。
模块控制单元在每个时钟周期都要读取各个波长预留资源库链表头中的突发数据分组到达时刻信息tx。如果tx等于时钟current_time则发出控制信息控制交叉矩阵倒换让突发数据分组“通过”，同时在波长资源库中删除该链表头，与链表头相连的链表的下一个节点成为新的链表头。
权利要求
1.一种光突发交换网络调度模块，该模块位于节点控制模块中，与路由和转发模块、突发控制分组传输模块及交换控制模块电连接，其特征在于所述模块包括用以以数据分组开始时间的升序建立对应各波长的基于链表的波长预留资源库，并执行对一个新的控制分组的接收、存取及修改操作的控制单元；用于存储一个按突发数据分组的开始时间建立基于硬件链表的各波长的预留资源库；并由控制单元对其进行读写操作，以及存储从路由和转发模块接收的新的控制分组的存储单元；用于每隔一个计数单位把当前时刻与波长预留资源库中的第一个预留的数据分组的到达时刻相比较，若相等则产生控制信号驱动交叉矩阵；随后清除该项预留，将该节点从波长预留资源库中删除的计数单元；用于提取控制分组对应的数据分组的到达时刻和结束时刻；判断到达时刻和结束时刻与波长预留资源库中预留的关系；并按照判断结果向波长预留资源库插入一个预留或，运用其它冲突解决方案更改变波长并重新进行判断的判断单元。和用以提供一个系统时钟的时钟单元。
2.根据权利要求1所述的光突发交换网络的调度模块，其特征在于计数单元为采用循环时间来计数的计数器。
3.根据权利要求1所述的光突发交换网络的调度模块，其特征在于所述存储单元为双端口存储器。
4.一种基于波长预留资源库的光突发交换网络调度方法，其在控制单元中增加一个存储单元以实现链表的存储结构，按数据分组开始时间的升序建立对应各波长的基于链表的预留资源库；控制单元对存储单元进行读写操作；计数单元每隔一个计数单位把当前时刻与波长预留资源库中的第一个预留的数据分组到达时刻相比较，若相等则产生控制信号驱动交叉矩阵；随后清除该项预留；其特征在于所述方法包括以下步骤，接收一个控制分组，保存至存储单元中；提取控制分组对应的数据分组的到达时刻和结束时刻；判断到达时刻和结束时刻与对应波长的波长预留资源库中预留的关系如到达时刻和结束时刻都小于链表首节点中第一个数据分组到达的时刻，则为新的数据分组预留资源，并将对应的预留项作为新的硬件链表首节点；如控制分组对应的数据分组的到达时刻在两个相邻的节点之间，大于前一个预留的结束时刻Ta，而小于后一个预留的开始时刻Tb，且控制分组对应的数据分组的长度小于两者之差(Tb-Ta)，则为其对应的数据分组预留资源，并将对应的预留项插入两节点中间；若控制分组对应的数据分组的到达时刻和结束时刻都大于链表尾节点中最后一个数据分组的结束时刻，则为其所对应的数据分组预留资源，并将对应的预留项作为新的尾节点；若不能预留资源，则运用其它冲突解决方案更改变波长；并重新判断到达时刻和结束时刻与对应的改变后的波长的波长预留资源库中预留的关系；预留成功后，从存储单元中提取控制分组，将其中的偏置时间减去当前节点处理控制分组所需的时间，并发向下一个节点。
5.根据权利要求4所述的基于波长预留资源库的光突发交换网络调度方法，其特征在于计数单元采用循环时间计数方式。
全文摘要
本发明公开了一种可调谐光突发接收系统数据建立时间的测量系统，包括一个数据源，一个电/光(E/O)转换单元，一个耦合器，一个可调谐接收单元(TRU)，一个光/电(O/E)转换单元，一个串/并变换单元，一个数据接收模块，一个控制模块；本发明还公开了一种可调谐光突发接收系统数据建立时间的测量方法。本发明的有益效果在于所述的一种可调谐光突发接收系统数据建立时间的测量系统及方法可以利用有限的器件，比较精确的测量出支持突发接收的网络中的频率切换的稳定时间。
文档编号H04Q11/00GK1777335SQ200510130450
公开日2006年5月24日 申请日期2005年12月13日 优先权日2005年12月13日
发明者纪越峰, 孙娜, 王宏祥 申请人:北京邮电大学