Optik Çoğuşma ve Paket Anahtarlama Tekniklerinin Karşılaştırılması

1. Optik Çoğuşma ve Paket Anahtarlama Tekniklerinin Karşılaştırılması M.Ali AYDIN, Özgür Can TURNA, A.Halim ZAİM İstanbul Üniversitesi, Bilgisayar Mühendisliği Bölümü AB 2009, Şanlıurfa

2. İçerik • Optik Ağlar • Anahtarlama Teknikleri • Optik Paket Anahtarlama • Optik Çoğuşma Anahtarlama • Simülasyon Ortamı • Simülasyon Sonuçları • Sonuçlar • Sorular AB 2009, Şanlıurfa

3. Optik Ağ Nedir? • Her türlü data, ses ve görüntününışık 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

4. 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

5. İçerik • Optik Ağlar • Anahtarlama Teknikleri • Optik Paket Anahtarlama • Optik Çoğuşma Anahtarlama • Simülasyon Ortamı • Simülasyon Sonuçları • Sonuçlar • Sorular AB 2009, Şanlıurfa

6. 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

7. Devre Anahtarlama AB 2009, Şanlıurfa

8. Paket Anahtarlama AB 2009, Şanlıurfa

9. İçerik • Optik Ağlar • Anahtarlama Teknikleri • Optik Paket Anahtarlama • Optik Çoğuşma Anahtarlama • Simülasyon Ortamı • Simülasyon Sonuçları • Sonuçlar • Sorular AB 2009, Şanlıurfa

10. 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

11. Optik Paket Anahtarlama (OPS) AB 2009, Şanlıurfa

12. OPS Mimarisi AB 2009, Şanlıurfa

13. İçerik • Optik Ağlar • Anahtarlama Teknikleri • Optik Paket Anahtarlama • Optik Çoğuşma Anahtarlama • Simülasyon Ortamı • Simülasyon Sonuçları • Sonuçlar • Sorular AB 2009, Şanlıurfa

14. 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

15. Zaman veya uzunluk eşik değerine ulaşılır ATM Hücresi IP Paketi SONET Çerçevesi Çoğuşma Oluşumu Kontrol Kanalı Veri Kanalı Çoğuşma Oluşturma Düğümü AB 2009, Şanlıurfa

16. Bir kontrol paketi oluşturulur ve yollanır ATM Hücresi IP Paketi SONET Çerçevesi Çoğuşma Oluşumu Kontrol Kanalı Veri Kanalı Çoğuşma Oluşturma Düğümü AB 2009, Şanlıurfa

17. ATM Hücresi IP Paketi SONET Çerçevesi Çoğuşma Oluşumu Kontrol Kanalı Veri Kanalı Çoğuşma Oluşturma Düğümü AB 2009, Şanlıurfa

18. 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

19. OBS Mimarisi AB 2009, Şanlıurfa

20. 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

21. Anında rezervasyon-zamanlı serbest bırakma Anında rezervasyon-açıkça serbest bırakma AB 2009, Şanlıurfa

22. Gecikmeli rezervasyon-açıkça serbest bırakma Gecikmeli rezervasyon-zamanlı serbest bırakma AB 2009, Şanlıurfa

23. JET(LAUC-VF) AB 2009, Şanlıurfa

24. Paket ve Çoğuşma Anahtarlama AB 2009, Şanlıurfa

25. İçerik • Optik Ağlar • Anahtarlama Teknikleri • Optik Paket Anahtarlama • Optik Çoğuşma Anahtarlama • Simülasyon Ortamı • Simülasyon Sonuçları • Sonuçlar • Sorular AB 2009, Şanlıurfa

26. Simülasyon Ortamı(1) NSFNET(Çokgen-Mesh) Topolojisi AB 2009, Şanlıurfa

27. Simülasyon Ortamı(2) Halka(Ring) Topolojisi AB 2009, Şanlıurfa

28. 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

29. İçerik • Optik Ağlar • Anahtarlama Teknikleri • Optik Paket Anahtarlama • Optik Çoğuşma Anahtarlama • Simülasyon Ortamı • Simülasyon Sonuçları • Sonuçlar • Sorular AB 2009, Şanlıurfa

30. Simülasyon Sonuçları OBS(JET) ile Değişken Paket Uzunluklu-OPS’in Byte Düşme Oranlarının Karşılaştırılması AB 2009, Şanlıurfa

31. Simülasyon Sonuçları OBS(JET) ile Değişken Paket Uzunluklu-OPS’in Hizmet Erişim Sürelerinin Karşılaştırılması AB 2009, Şanlıurfa

32. İçerik • Optik Ağlar • Anahtarlama Teknikleri • Optik Paket Anahtarlama • Optik Çoğuşma Anahtarlama • Simülasyon Ortamı • Simülasyon Sonuçları • Sonuçlar • Sorular AB 2009, Şanlıurfa

33. 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

34. İçerik • Optik Ağlar • Anahtarlama Teknikleri • Optik Paket Anahtarlama • Optik Çoğuşma Anahtarlama • Simülasyon Ortamı • Simülasyon Sonuçları • Sonuçlar • Sorular AB 2009, Şanlıurfa

35. AB 2009, Şanlıurfa

36. …TEŞEKKÜRLER… AB 2009, Şanlıurfa