次世代高速インターネット通信基盤を目指した光バースト交換方式に関する研究

针对下一代高速互联网通信基础设施的光突发交换系统研究

基本信息

批准号：
15760264
负责人：
笠原正治
金额：
$ 1.98万
依托单位：
Kyoto University (2005)Nara Institute of Science and Technology (2003-2004)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

平成17年度では、グリッド・コンピューティングやDVD配信のような大容量転送を実現するバースト転送方式について検討を行った。光バースト交換方式はACKを介さない一方向予約型通信(One-way reservation)であるため、ネットワーク内部でバーストの棄却が発生してもそれを補償するしくみが存在しない。そこで棄却されたバーストを復元するための手段としてForward Error Correction(FEC)の適用を考える。一般にFECを用いて情報量を冗長化した場合、冗長度を上げると棄却に対する復元能力は向上するが送信しなければならない情報量も増大するため、結果としてネットワークに対する負荷が増大する。またFEC処理にかかる時間もエンド・ツウ・エンドの転送遅延に大きな影響を与える。ここではFECの回復能力と処理時間とのトレードオフを考慮に入れた実装の容易なエンコード・デコード方法、および冗長度を含めたバーストの送出方法として、二つの高信頼性伝送方式、Out-of-Burst Generation(OBG)法とIn-Burst Generation(IBG)法を提案した。OBG法では、冗長バーストを生成することで、伝送途中で棄却されたバーストの回復を行う。また、IBG法では冗長バーストを生成せずに、冗長データと元データを使用して新たなバーストを生成する。これらの提案方式では複数バーストに対してFEC処理を行うことによって冗長データを生成する。生成された冗長データは、二つの提案手法によってそれぞれ異なる形式で光バースト交換網に送信される。両方式とも、伝送中で棄却されたバーストを冗長データによって回復し、信頼性の高い伝送を実現する。また、FEC処理はエッジノードでのみ行われるため、コアノードでは従来手法のような複雑な処理を行う必要がない。提案手法の性能を評価するため、単方向リング網においてシミュレーションを行い、代表的な従来手法であるエクストラオフセット手法と性能比較を行った。評価尺度としては、全体のバースト棄却率に加えてFEC処理にかかる時間についても考慮した。シミュレーション結果より、両提案手法は現実的なFEC処理時間内でエクストラオフセット手法よりも低いバースト伝送失敗率を達成できることが判明した。

2005年度，我们研究了网格计算、DVD分发等实现大容量传输的突发传输方法。由于光突发交换系统是一种不涉及ACK的单向预留型通信，因此即使突发发生在网络内，也没有机制来补偿突发的丢失。因此，我们考虑应用前向纠错（FEC）作为恢复被拒绝的突发的方法。通常，当使用FEC来使信息量冗余时，增加冗余可以提高从拒绝中恢复的能力，但必须传输的信息量也会增加，导致网络负载增加。此外，FEC 处理所需的时间对端到端传输延迟也有显着影响。在这里，我们将介绍两种高度可靠的传输方法，一种是考虑到FEC恢复能力和处理时间之间的权衡的易于实现的编码/解码方法，以及一种包含冗余-突发生成（Burst Generation）的突发传输方法。提出了OBG）方法和突发生成（IBG）方法。在OBG方法中，通过生成冗余突发，恢复在传输过程中被丢弃的突发。此外，IBG方法不生成冗余突发，而是使用冗余数据和原始数据生成新突发。这些提出的方法通过对多个突发执行FEC处理来生成冗余数据。使用所提出的两种方法将生成的冗余数据以不同的格式传输到光突发交换网络。这两种方法都利用冗余数据来恢复传输过程中丢弃的突发，从而实现高可靠的传输。另外，由于FEC处理仅在边缘节点进行，因此不需要像传统方法那样由核心节点进行复杂的处理。为了评估该方法的性能，我们在单向环网上进行了仿真，并将其性能与典型的传统方法——额外偏移量方法进行了比较。作为评估指标，除了总体突发拒绝率之外，我们还考虑了FEC处理所需的时间。仿真结果表明，在实际的FEC处理时间内，两种方法都可以实现比额外偏移方法更低的突发传输失败率。