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。

在2005年，我们讨论了使大容量转移的爆发转移方法，例如网格计算和DVD分布。由于光爆发交换方法是一种不涉及ACK的单向预订类型通信，因此即使在网络内发生爆发拒绝，也没有任何机制来补偿爆发拒绝。因此，我们将正向误差校正（FEC）视为恢复被拒绝的爆发的一种手段。通常，当使用FEC冗余信息量时，增加冗余将提高恢复反对拒绝的能力，但是必须传输的信息量也会增加，从而导致网络上的负载增加。 FEC处理所需的时间也对端到端转移延迟产生了重大影响。在这里，我们提出了两种高度可靠的传输方法，即出现外（OBG）和爆发生成（IBG）方法，它们易于实施编码和解码方法，这些方法考虑了FEC恢复功能和处理时间之间的权衡，以及包括冗余性的突发交付方法之间的权衡。在OBG方法中，生成冗余爆发以恢复传输过程中被拒绝的爆发。此外，IBG方法不会生成冗余爆发，而是使用冗余数据和原始数据来生成新的爆发。在这些提出的方法中，通过在多个爆发上执行FEC处理来生成冗余数据。生成的冗余数据通过两种建议的方法以不同格式传输到光爆开网络。两种方法都通过冗余数据恢复了传输过程中被拒绝的爆发，从而实现了可靠的传输。此外，由于仅在边缘节点上执行FEC处理，因此无需像核心节点的常规方法那样执行复杂的处理。为了评估所提出方法的性能，在单向环网络上进行了模拟，并使用典型的常规方法（额外的偏移方法）进行了性能比较。作为评分量表，除了总体爆发拒绝率外，还考虑了FEC处理所需的时间。仿真结果表明，在现实的FEC处理时间内，这两种提出的方法都可以达到比额外的偏移方法更低的爆发传输失败率。