Evaluation des Performances dans une Architecture Réseau

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Evaluation des Performances dans une Architecture Réseau
Optique Transparente avec Accès PON
Charlotte Roger, Julio Orozco, Philippe Niger
France Telecom Recherche & Développement
2, av. Pierre Marzin 22307 Lannion
E-mail : [email protected]
Résumé. Ce document présente une architecture réseau s'inscrivant dans le cadre des réseaux
d'accès optiques et intégrant plusieurs accès PON. Elle permet d'obtenir des communications tout
optique de bout en bout à très haut débit. Ce modèle utilise le principe de l'Optical Burst Switching
associé à des techniques de multiplexage temporel et en longueur d'onde. Son fonctionnement se
déroule sur deux plans distincts : plan de contrôle et plan de transfert. Nous présentons les
principales fonctions du modèle de simulation utilisé pour l'étude des performances du plan de
transfert. Nos résultats montrent qu'un partage des ressources entre plusieurs entités a un effet
majeur sur l'utilisation des ressources.
1
Introduction
Aujourd'hui, l'ADSL est la technologie haut débit la plus utilisée en France. Si le haut débit permet les
usages actuels avec un bon niveau de confort, il risque de limiter les nouveaux usages. Depuis l'offre
Triple Play (voix, TV, internet), les usagers demandent des débits toujours plus élevés avec une
meilleure réactivité du réseau. L'accès au réseau évolue désormais vers le très haut débit. Cette montée
croissante du très haut débit permet l'ouverture vers des nouvelles méthodes d'accès utilisant la fibre
optique qui offre des débits de plusieurs centaines de Mbits/s. Déjà largement utilisée dans les réseaux
longue distance, car moins limitée par la distance que le cuivre, l'optique entre désormais dans les
réseaux de desserte grand public. On parle de FTTx (Fiber To The…, «fibre jusqu'à…») : la fibre est
amenée au plus près de l'usager final. A ce jour, seulement quelques infrastructures commencent à être
déployées en France, alors qu'à l'étranger (au Japon et en Corée du sud) cette technologie est
massivement utilisée.
Un PON (Passive Optical Network) est une technologie d'accès point-multipoint passive sur fibre
optique, déployée pour une infrastructure à large bande de type Fiber-To-The-Home (FTTH). Dans un
PON, une fibre unique part du central et se raccorde à un groupe de fibres au niveau d’un point de
partage afin de desservir plusieurs usagers (voir figure 1). Outre les câbles optiques, trois éléments
principaux constituent un PON : un OLT (Optical Line Terminal), un coupleur (ou splitter) et plusieurs
ONT (Optical Network Termination). L'OLT, équipement actif, positionné au Nœud de Raccordement
Optique (NRO) assure l'interconnexion du PON avec les autres réseaux. L'ONT, équipement actif placé
chez l'usager, gère la connexion avec les terminaux de l'abonné ; il est l'interlocuteur direct de l'OLT.
Le coupleur est un élément passif, son fonctionnement est basé sur la seule propagation de la lumière à
l’intérieur des fibres. Dans le sens descendant, il divise le signal optique en provenance de l'OLT ; dans
le sens montant, il combine par addition les signaux optiques en provenance des abonnés. La
technologie PON permet d'obtenir une forte capacité de transport tout en minimisant l'infrastructure
fibre nécessaire. La génération actuelle du PON est le GPON (ITU G9.84) [1] et le EPON (IEEE
802.3ah) dont les caractéristiques sont résumées ci-dessous. Ces deux standards utilisent la technique
de multiplexage temporel avec une longueur d'onde pour le sens montant et une pour le sens
descendant.
Débit max. total par port
Abonnés par port OLT
Distance OLT-ONT
Encapsulation
EPON
1,25 Gbit/s symétrique
Jusqu’à 32
Jusqu’à 20km
Ethernet
GPON
2,5 Gbit/s asymétrique
Jusqu’à 64
Jusqu’à 60km
ATM, Ethernet
Les prochaines générations de PON tendent à s'orienter autour de 3 axes :
-
-
accroître le nombre de longueur d'onde sur le PON (avec l'objectif d'attribuer une longueur
d'onde par utilisateur ou de les partager entre les utilisateurs) en utilisant la technique du
multiplexage en longueur d'onde (WDM) [2], dans l'optique d'augmenter le débit final afin
d'atteindre une capacité de 10 Gbits/s.
étendre le nombre d'ONT par PON à 128 ou plus
augmenter la portée entre ONT et OLT en utilisant par exemple des amplificateurs optiques,
permettant ainsi de relier plus d'abonnés.
ONT
Coupleur
ONT
OLT situé
au NRO
ONT
Fig. 1. FTTH ou point-multipoint passif
La commutation par rafales optiques (ou Optical Burst Switching) est proposée pour réaliser des
commutations transparentes de bout en bout appelées aussi commutation toute optique c'est-à-dire
toutes les communications sont faites exclusivement dans le domaine optique, aucune conversion
optoélectronique n'est faite dans les nœuds intermédiaires. L'OBS est une solution intermédiaire entre
la commutation de paquets et la commutation de circuits optiques, elle est utilisée pour des modèles de
réseaux tout optique. Elle permet de palier aux inconvénients des deux commutations : un besoin
important de ressources pour une utilisation de la bande passante peu efficace pour la commutation de
circuits et une nécessité de buffers optiques pour la commutation de paquets. OBS consiste en une
séparation fonctionnelle du réseau en deux plans : le plan de contrôle (ou signalisation) et le plan de
transfert (ou plan de données). Le plan de contrôle gère la réservation des chemins optiques. L'envoi
des bursts (ou trame de données) se fait de manière tout optique sur le plan de transfert. L'entête et les
données sont transmis en différés sur deux longueurs d'onde différentes. L'entête est envoyé en avance
pour établir une réservation unidirectionnelle du chemin (Tell-and-go) [3]. Aucun acquittement n'est
attendu. Les données suivent après un délai correspondant au traitement des informations de l'entête. Il
existe une alternative à cette architecture connue sous le nom de Wavelength Routed OBS [4], utilisant
un mécanisme de réservation de type bidirectionnelle (two-way).
Une architecture optique interconnectant plusieurs PON dans un réseau de type métropolitain et
utilisant la commutation par rafales optiques a été introduite dans [5]. Cette architecture n'est pas une
évolution directe des solutions PON mais plutôt une évolution en rupture intégrant des PON WDM.
Nous avons développé un modèle flexible de l'architecture sous OPNET. Des premiers résultats sur
l'évaluation des performances du plan de contrôle ont été publiés dans [6]. Dans cette publication, nous
allons décrire le modèle et présenter les performances de l'architecture en termes d'utilisation de
ressources. La suite du document est organisée de la manière suivante : dans la section 2 nous
présentons l'étude de l'architecture réseau ; dans la section 3 nous montrons l'évaluation des
performances ; finalement les conclusions et perspectives seront exposées dans la section 4.
2
Architecture Réseau
Une architecture réseau OBS a deux types de nœuds : les nœuds de bordure (Edge node) et les nœuds
du cœur du réseau (Core node). Les nœuds de bordure agrègent les paquets en burst ; les nœuds du
cœur allouent, en fonction des informations de l'entête, un chemin optique pour transmettre au nœud
suivant le burst. L'architecture étudiée consiste en une interconnexion de PON WDM dont le but est
d'obtenir des communications tout optique entre deux ONT différents. Elle est adaptée à un réseau de
type métropolitain avec quelques PON de longue portée (voir figure 2). Cette architecture permet
d'établir des communications à très haut débit (>1 Gigabit/s) grâce à la technique de commutation par
rafales optiques. Elle adapte le principe WR-OBS à un réseau intégrant des PON. L'ONT joue dans ce
cas, le rôle de nœud de bordure et assemble les paquets en burst. Les nœuds de contrôle ne sont plus
disséminés mais centralisés en une seule entité correspondant à l'ensemble Control Node et Optical
Cross Connects (OXC). L'emploi de longueurs d'ondes partagées entre différents ONT impose d'utiliser
un processus d'allocation des ressources. Ce processus repose sur une solution de transmission hybride,
le TDM/WDM (Time Division Multiplexing / Wavelength Division Multiplexing).
Fig. 2. Architecture
Par la suite, nous étudierons un réseau limité à quelques PON comprenant un seul commutateur.
L'utilisation de plusieurs commutateurs pour le model n'apporte rien de plus du point de vue de la
simulation et des résultats, étant donné que le délai de propagation n'est pas pris en compte et que le
plan de transfert est transparent. La figure 3 représente trois PON (0,1 et 2) reliés à deux ONT chacun
et à un nœud central. Le système comprend l'utilisation de plusieurs longueurs d'onde, ici huit, dont
deux sont réservées uniquement pour le plan de contrôle au niveau de chaque PON (une pour le sens
montant : L1, et une pour le sens descendant : L0). Au niveau du plan de contrôle le procédé est le
même que pour un PON classique : broadcast dans le sens descendant (entité centrale vers les ONT) et
partage de la longueur d'onde entre les différents ONT dans le sens montant (les ONT vers l'entité
centrale). Les six longueurs d'onde restantes (L2-L7) sont attribuées au plan de transfert. Elles
permettent d'interconnecter, au niveau du switch optique, une paire de PON (une pour chaque sens).
Par exemple, le PON 2 est relié au PON1 par l'intermédiaire des longueurs L4 et L5. Chaque ONT
utilise deux lasers : un à longueur fixe dédiée pour le plan de contrôle et un à longueur d'onde
accordable pour le plan de transfert. C'est l'ONT qui initie et termine la communication en accordant
son laser.
Fig. 3. Détail de l'architecture avec trois PON
2.1
Plan de Contrôle
L'architecture étant basée sur le Wavelength-Routed OBS, le plan de contrôle a deux fonctions
principales : gérer la signalisation des paquets et allouer dynamiquement des ressources aux ONT pour
qu'ils puissent émettre leurs bursts. Le schéma de fonctionnement de la signalisation est de type twoway : chaque demande de ressources doit recevoir un acquittement positif. La figure 4 montre les
différents échanges effectués cycliquement sur le plan de contrôle. L'ONT source envoie l'entête du
burst ou requête. L'entité centrale exécute le processus d'allocation des ressources et envoie un accusé
positif ou grant à l'ONT source, ainsi qu'une commande de configuration à l'ONT destination. Ce type
d'opérations (requête suivie d'un accusé) correspond au schéma utilisé dans les dialogues ONT/OLT de
la norme GPON actuelle pour une réservation de ressources.
Control
ONT
src
ONT
dest
req
grant
ressource
allocation
config
data
Fig. 4. Dialogue ONT / Entité centrale
Nous considérons un plan de transfert cyclique : le temps d'émission est divisé en trames de 1 ms qui
elles-mêmes sont divisées en y slots de durée 1/y ms. Une trame contient plusieurs bursts de
provenances différentes. Le délai entre l'envoi de la requête et l'envoi du burst est fonction de la vitesse
du processus signalisation/allocation. Ce délai est égal ou supérieur à la durée d'une trame. Sur la figure
3 les ONT 01 et 02 (PON 0) ont besoin d'envoyer des informations aux ONT 11 (PON 1) et 21 (PON
2). Chaque ONT a assemblé un burst par destination et envoie une requête pour chacun de ces bursts.
Le tableau 1 résume ces informations, ainsi que le nombre de slots requis pour l'envoi de chaque burst.
Table 1. Information nécessaire à l'allocation
Id
B0
B1
B2
B3
Source
ONT 01
ONT 01
ONT 02
ONT 02
Destination
ONT 11
ONT 21
ONT 11
ONT 21
Size (# timeslots)
2
3
5
2
Comme une seule longueur d'onde est attribuée par destination (exemple : L2 pour envoyer du PON
0 vers le PON 1), deux ONT d'un même PON ne peuvent émettre en même temps sur une même
destination, ceci afin d'éviter tout risque de collision. Le processus d'allocation tient compte de cet
élément dans sa réservation des ressources. Dans la même perspective, un ONT ne peut recevoir sur
deux longueurs différentes au même instant. Le résultat de l'allocation sur une trame est schématisé
dans la figure 5. Les grants sont envoyés une fois le processus d'allocation terminé. Ils spécifient une
longueur d'onde, une date d'émission ainsi que la taille de la fenêtre allouée correspondant au nombre
de slots requis pour envoyer le burst. La solution présentée ci-dessus illustre le mécanisme de base.
D'autres informations peuvent être ajoutées à la signalisation et à l'algorithme d'allocation.
L2
L7
T0 T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7
B0
B2
B3
B1
Fig. 5. Résultat de l'allocation par longueur d'onde
2.2
Plan de Transfert
Le plan de transfert est la partie la plus simple de l'architecture, aucun traitement n'est fait sur les
paquets. Au niveau de l'entité centrale, le switch optique commute les longueurs d'onde en fonction
d'une table de routage. Cette table met en correspondance une longueur avec un port destination et un
port source. La figure 6 présente un exemple de table de routage. Les ONT 01 et 02 du PON 0 utilisent
deux longueurs d'onde différentes, L2 et L7, pour envoyer des données vers les ONT 11 et 21. Au
niveau du switch optique, les longueurs sont redirigées en fonction de leur port d'arrivée vers le port de
sortie correspondant. Ici, la longueur L2 arrivant sur le port P1 est redirigée, d'après la table, vers le
port P2. Au niveau de l'ONT, les paquets sont stockés dans une file d'attente jusqu'à l'envoi. Les
paquets d'un même burst sont transmis en rafales dans la fenêtre qui a été allouée pour ce burst. Au
niveau du récepteur, les paquets sont directement transmis aux couches supérieures.
ONT 11
Switch Optique
2L2
?1
?λ2
ONT 01
PON 0
PON 1
P2
ONT 12
λL3
?3
3
?3
P1
ONT 21
λ7
?2
?7
L7
ONT 02
PON 2
P3
ONT 22
Port
PortSrc
Src– λ Src
Port Dest
Port DestLambda
– λ Dest
P1
L2
P2
L2
P1
P2
…
L7
L3
P3
L7
P3
…
L3
Fig. 6. Commutation des longueurs d'ondes
3
Evaluation de l'Utilisation des Ressources
3.1
Modèle de Simulation
Nous avons développé l'architecture sous OPNET Modeler (logiciel de simulation réseau) afin d'avoir
un prototype permettant de simuler et d'évaluer les différents éléments la constituant. Ce modèle a été
implémenté avec trois PON reliés chacun à huit ONT. Le but de cette configuration est d'avoir un trafic
relativement important sans pour autant alourdir le système, permettant ainsi d'évaluer ses
performances. Comme une seule longueur d'onde est dédiée sur chaque PON pour le sens montant du
plan de contrôle, un protocole d'accès (MAC) est nécessaire pour assurer le partage des ressources.
Nous avons implémenté trois schémas classiques de protocole d'accès : Aloha, Slotted-Aloha et TDMA
(Time Division Multiple Access). L'idée, derrière cette étude, est que le trafic de signalisation est
beaucoup moins volumineux que celui des données. De plus, grâce à la séparation des deux plans, un
plan de contrôle avec un débit faible peut gérer un plan de transfert avec un haut débit. L'objectif est
d'optimiser les ressources tout en réduisant la capacité du plan de contrôle.
Nous avons fixé la capacité des longueurs d'ondes à 1 Gbits/s. Chaque ONT envoie des
données vers 16 destinations différentes réparties sur deux PON. Ils émettent de manière uniforme vers
leurs seize destinations. Le trafic circulant dans le modèle approxime un flux de type internet : la taille
des paquets est modélisée à l'aide de la loi trimodale (trois tailles de paquets 48, 576 et 1500 octets
avec, respectivement, une probabilité de 0.559, 0.2 et 0.241) [7] et, le temps inter-arrivée des paquets
avec la loi Pareto. L'assemblage des bursts est fonction d'une temporisation fixée au début de chaque
simulation. La taille d'un burst ne peut excéder quatre slots sur la trame de données.
L'allocation se déroule sur deux cycles (1 cycle = 1 trame = 1 ms). Durant le premier cycle (cycle n)
l'entité centrale reçoit les requêtes. A la fin du cycle elle lance le processus d'allocation. Enfin pendant
le deuxième cycle (cycle n+1) elle envoie les grants, indiquant aux ONT, les ressources qui leur sont
allouées pour le prochain cycle (cycle n+2).
Deux paramètres influent sur le trafic de signalisation : la temporisation utilisée pour l'agrégation
des bursts et le nombre de slots par trame de données. En effet pour une charge nominale donnée au
niveau de l'ONT, une temporisation plus longue génère moins de requêtes et par conséquent moins de
trafic sur le plan de contrôle. A l'inverse une temporisation plus courte engendre plus de trafic. Le
même principe s'applique pour le nombre de slots, plus il augmente plus il y a de bursts, puisqu'un
burst ne peut excéder 4 slots sur la trame de données, donc le trafic augmente.
Des premiers résultats sur l'évaluation des performances du plan de contrôle ont été publiés dans [6].
Le premier test montre que parmi les trois protocoles de couche MAC (Medium Access Control)
implémentés TDMA reste le protocole le plus efficace au niveau des pertes de données (aucune perte)
et pour l'optimisation des ressources. Pour les protocoles Aloha et S-Aloha les pertes correspondent à
des collisions entre les requêtes des différents ONT d'un même PON. Pour le protocole TDMA, on
considère qu'une requête est perdue si le temps d'attente du burst avant émission dépasse un délai fixé à
1ms, 100µs ou 10 µs. En effet pour une même utilisation des ressources et un même nombre de pertes,
Aloha nécessite, pour le plan de contrôle, une capacité de 311 Mbits/s alors que TDMA n'a besoin que
8,3 Mbits. Le deuxième test concerne la temporisation. Après plusieurs simulations avec des
temporisations allant de 125 µs à 1 ms, il s'est avéré qu'une temporisation de 750µ s est un bon
compromis entre une utilisation efficace des ressources et un temps d'attente court avant envoi de
l'entête à l'entité centrale.
Les paramètres choisis pour évaluer les performances du plan transfert prennent en compte les
résultats obtenus au niveau du plan de contrôle. Ainsi sur toutes les simulations effectuées, la
temporisation est fixée à 750 µs et la couche MAC utilisée est TDMA. Le tableau 2 récapitule les
paramètres inchangés lors des simulations
Table 2. Paramètres de simulation
3.2
Paramètres
Durée d'une trame
Nombre maximal de slots alloués pour un burst
Valeurs
1ms
4 slots
Temporisation
Durée de la simulation
Nombre de simulation / scénario
Source de trafic
750µs
15 s
10
Pareto / trimodale
Allocation des burst
Premier arrivé / Premier alloué
Résultats
Capacité du plan de contrôle. Un bref rappel sur les protocoles de couche MAC utilisés, avec Aloha
les ONT envoient les requêtes sitôt celles-ci prêtes. Avec Slotted-Aloha, les ONT se synchronisent sur
un timeslot pour envoyer leurs requêtes. Avec TDMA, chaque ONT a plusieurs intervalles de temps
qui lui sont dédiés pour envoyer ses requêtes. La taille des timeslots pour TDMA et S-Aloha est égale à
la taille d'une requête sur le plan de contrôle.
Dans [6], l'utilisation d'une capacité de 8,3 Mbits/s permet d'avoir une très bonne utilisation des
ressources avec une couche MAC de type TDMA. Seulement il s'est avéré que ce débit engendre des
pertes au niveau du plan de transfert. Ces pertes sont dues à un retard des grants. Les ONT ne reçoivent
pas "à temps" les grants et, les fenêtres qui leur ont été allouées pour l'envoi des bursts, sont perdues.
Tout burst qui n'a pu être envoyé à l'instant prévu est considéré comme perte. Deux solutions sont
possibles pour résoudre ce problème : soit augmenter le délai entre envoi de la requête et envoi du
burst correspondant (allouer sur le cycle n+3 plutôt que sur le cycle n+2), soit augmenter la bande
passante du plan de contrôle. La première solution entraine un temps d'attente des paquets dans les files
d'attente plus important (environ 3 ms au lieu de 2 ms) et, donc diminue les performances du modèle.
La deuxième solution affecte un peu l'efficacité du plan de contrôle au niveau de l'utilisation des
ressources mais n'influe pas sur les performances du plan de transfert. C'est donc la deuxième solution
qui est choisie. La figure 7 présente les capacités minimales que peut avoir le plan de contrôle avec une
telle architecture (3 PON, 8 ONT, charge nominale à 80%) sans engendrer des pertes sur le plan de
contrôle. Le critère pour ce test est 5% de pertes. Même avec l'élargissement de la bande passante, le
protocole TDMA reste le plus efficace en termes d'utilisation des ressources, avec un débit minimal de
15,50 Mbits/s pour temps maximum de 1ms.
350,00
311,00
Control Bandwidth (Mbits/s)
300,00
250,00
200,00
160,50
150,00
98,20
100,00
50,00
15,50
21,50
TDMA 1ms
TDMA 100µs
0,00
Aloha
S-Aloha
TDMA 10µs
MAC type
Fig. 7. Débit du plan de contrôle par type de couche MAC (5% de requêtes perdues)
Utilisation et pertes. Nous allons maintenant présenter les résultats obtenus concernant l'utilisation
des ressources et les pertes engendrées par un manque de ressources. Le processus d'allocation fait à
chaque fin de cycle prend en compte, dans son algorithme d'attribution des slots, toutes les requêtes
reçues durant le cycle écoulé. Toute requête qui n'a pas reçu de grant dû à une insuffisance de
ressources est supprimée. Le burst correspondant est considéré comme perdu. L'utilisation correspond
au débit utile effectif sur le plan de transfert. Le graphique de la figure 8 présente les résultats obtenus
avec les paramètres fixés au départ, soit 64 slots par trame. Un slot est égal à 1953 octets et correspond
à une durée de 15,62 µs. L'utilisation et les pertes ont été mesurées sur deux longueurs d'onde : L2 et
L1. Nous obtenons pour une charge nominale de 60%, soit un débit nominal de 600 Mbits/s, 51,62%
d'utilisation et 9,45% de pertes sur L2. Pour un débit nominal de 900 Mbits/s, la longueur L1 est
utilisée à 61,11% et les pertes sont de l'ordre de 30,50%. Ce taux élevé de pertes est dû au choix de
l'algorithme d'allocation des ressources, en effet un slot est alloué dans sa globalité à un burst même si
celui-ci n'utilise que la moitié des ressources qui lui ont été attribuées. Dans le [6], le taux de
remplissage des times slots a été analysé, pour une charge de 90% et une temporisation de 750 µs, la
taille moyenne d'un burst équivaut à 3175 octets, donc nécessite l'allocation de deux slots sur une trame
de données de 64 slots, soit 19% de perte (correspond à 731 octets). De plus les 64 slots sur trame de
données ne permettent pas de couvrir toutes les demandes d'allocation, la pénurie des ressources
survient relativement vite. La solution pour diminuer les pertes et accroître l'utilisation est de mieux
calibrer la taille des slots en fonction de ce taux de remplissage, donc de modifier le nombre de slots
sur la trame de données.
Notre objectif est de maximiser l'utilisation des longueurs d'onde tout en minimisant les pertes. Pour
cela, nous avons refait ces mesures avec différentes valeurs de timeslots, afin de trouver la taille de
slots la mieux adaptée pour ce type de flux. Le graphique de la figure 9 montre les résultats obtenus
pour l'utilisation et les pertes sur une longueur d'onde avec un nombre différent de slots par trame (32,
64, 96, 128). Ce modèle étant idéal, 128 slots par trame est la meilleure configuration, elle permet
d'avoir une utilisation de 70,80% et des pertes n'excédant pas les 20,81% avec une charge nominale de
90%. Avec cette configuration, la taille d'un slot est de 977 octets, soit une fenêtre de 7,8 µs sur le plan
de transfert. Pour un environnement sans contrainte cette durée reste raisonnable. De plus avec un
nombre plus important de slot, les bursts seraient beaucoup trop petit, ce qui rendrait l'utilisation de
l'OBS moins intéressante pour cette architecture. Bien que les résultats obtenus pour une trame de 128
slots soient appréciables, il n'en demeure pas moins que les pertes restent importantes. Une
modification du principe d'allocation des ressources semble la meilleure solution pour diminuer ce taux
de pertes. Un algorithme se rapprochant plus du principe de RSVP avec une allocation en fonction de
l'état des files d'attente serait à envisager et à implémenter.
80,00%
70,00%
Utilisation et Pertes
60,00%
50,00%
40,00%
30,00%
20,00%
10,00%
0,00%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100% 110% 120%
Charge / Longue ur d'onde
Utilisation Lambda 1
Utilisation Lambda 2
Perte Lambda 1
Perte Lambda 2
Fig. 8. Utilisation et pertes pour Lambda 1 (L1) et Lambda 2 (L2) avec 64 slots par trame
80,00%
Utilisation et pertes
70,00%
60,00%
50,00%
40,00%
30,00%
20,00%
10,00%
0,00%
32
64
96
Nombre de slots / trame
Perte (charge 60%)
Perte (charge 90%)
Utilisation (charge 60%)
Utilisation (charge 90%)
Fig. 9. Utilisation et Pertes pour L1
128
4
Conclusion et Travail Futur
Nous avons présenté une architecture réseau tout optique intégrant plusieurs PON et adaptant le
principe Wavelength-Routed OBS. Nous avons développé un modèle permettant de simuler le
fonctionnement de cette architecture pour étudier les performances du plan de transfert : utilisation et
pertes. Nos résultats ont montré qu'une capacité de l'ordre de 18 Mbits sur le plan de contrôle permet
une bonne utilisation des ressources sans pour autant engendrer des pertes sur le plan de transfert ; et
qu'une allocation des bursts sur des trames de 128 slots permet d'avoir une utilisation de 70,8% des
longueurs d'onde avec seulement 20,81% de pertes mesurées. Beaucoup d'éléments peuvent être
ajoutés à l'architecture présentée dans ce document. En effet différents algorithmes d'allocation peuvent
être implémentés sur ce modèle afin de diminuer le taux de pertes et de prendre en compte différentes
classes de service. Pour le moment l'architecture est étudiée dans un environnement idéal, par la suite
elle prendra en compte les différentes contraintes que l'on peut trouver aujourd'hui dans des réseaux
déjà déployés.
Références
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Optoelectronics, Photonic Devices, and Optical Networks, Dublin, 2005.
2. A. Banerjee, Y. Park, F. Clarke, H. Song, S. Yang, G. Kramer, K. Kim, and B. Mukherjee, Wavelengthdivision-multiplexed passive optical network (WDM-PON) technologies for broadband access: a review.
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3. M. Yoo and C. Qiao, A new optical burst switching protocol for supporting quality of service, in SPIE Proc. of
Conf. All-optical Networking, vol. 3531, 1998, pp. 396–405.
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architecture, Journal of Lightwave Technology, vol. 20, no. 4, pp. 574–585, April 2002
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based all-optical metro network with PON access, in Proc. of OPNETWORK, August 27-31, 2007,
Washington DC, USA
7. C. Fraleigh et al., Packet-level traffic measurements from the Sprint IP backbone, IEEE Network, vol. 17, no. 6,
pp. 6-16, 2003.
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