18、城域光接入网络中的碰撞避免技术

城域光接入网络中的碰撞避免技术

1. 引言

下一代城域网络中的互联网流量具有三个重要特征：基于数据包的突发数据流量将变得普遍；流量会大幅且随机波动；未来几年互联网流量将持续增长，甚至超过 1 Tbit/s。因此，下一代城域网络架构必须发展以应对这些挑战，其中光学、数据包交换和协议融合是关键的推动因素。

在城域网络中，基础设施通常采用环形拓扑。为满足下一代城域网络的需求，提出了一种名为 DBORN（双总线光环形网络）的新架构。本文的工作主要涉及为基于总线的光接入网络（如 DBORN）设计媒体访问控制（MAC）协议，该协议旨在高效传输可变大小的 IP 数据包，但未解决共享介质网络固有的公平性控制问题。

为避免网络中各个 WDM 通道上的碰撞并协调带宽访问，需要 MAC 协议。目前文献中提出的全光时隙 WDM 环的访问协议存在可扩展性问题和设备成本高等局限性。为解决这些问题，提出了一种支持比网络中可用波长更多环节点的新型访问协议，适用于非时隙 WDM 环。

由于多个源节点共享一个公共通道，上游节点可能会占用所有可用带宽，导致下游节点饥饿。因此，需要引入各级协议来确保传输资源的良好利用并缓解公平性问题。然而，现有的公平性控制机制在基于异步传输的架构（如 DBORN）中效果不佳。本文通过分析模型来阐述这一问题，并研究了基于总线的光接入网络中异步传输的访问延迟。

2. 网络架构与 MAC 设计

2.1 DBORN 架构

DBORN 是一种单向光纤，分为频谱不相交的下游和上游通道（即不同波长）。下游总线从中心节点发起，是共享读取介质；上游总线从环节点发起，是多访问写入介质。

2.2 碰