DE60319697T2 - Verfahren zur Übertragung von Datenpaketen in einem Netzwerk - Google Patents

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Description

  • In Netzen wie etwa OBS-Netzen (Optical Burst-Switched) oder optischen Netzen werden Pakete, zum Beispiel IP-Pakete (Internet Protocol), ATM-Zellen (Asynchrony Transfer Mode) oder Protokolldateneinheiten (PDUs) zu Bursts wie elektrische oder optische Bursts gesammelt, um durch das Netz übertragen zu werden. Die Konvertierung von Paketen in Bursts findet in einem Knoten wie etwa einem Randknoten des Netzes gemäß einer bestimmten Aggregationsstrategie statt. Die Lösungen liefern bisher zwei Hauptaggregationsstrategien: die Aggregationsstrategie mit Zeitüberwachungen und die Aggregationsstrategie mit Puffergrenze.
  • Zuerst wird die Aggregationsstrategie mit Zeitüberwachungen erörtert. Ein schematisches Beispiel 100 ist in 1 gezeigt. Bei diesem Verfahren werden Pakete 102 zu einem Burst 104, der in einem Puffer 106 erzeugt wird, bis zum Ablauf eines bestimmten Zeitgebers T addiert oder damit aufgefüllt. Dann wird der Burst 108 gesendet.
  • Die zweite Aggregationsstrategie 200 mit Puffergrenze wird unter Bezugnahme auf 2 erörtert. Bei diesem Verfahren werden Pakete 202 zu einem Burst 204, der in einem Puffer 206 erzeugt wird, addiert oder damit aufgefüllt, bis der Puffer voll ist. Dann wird der Burst 208 gesendet.
  • Nachdem die Pakete in Bursts transformiert und in das Netz gesendet worden sind, bewegen sie sich in dem Netz durch eine Reihe von Vermittlungen wie etwa elektrischen oder optischen Vermittlungen je nach dem Netz zu einem bestimmten Ziel. Diese Vermittlungen besitzen im besten Fall begrenzte Speicherkapazitäten, zum Beispiel im Fall von optischen Vermittlungen Faserverzögerungsleitungen, und im schlimmsten Fall überhaupt keine Speicherkapazitäten in dem Normalfall. Deshalb kommt es zu Kollisionen unter Bursts. In einer Vermittlung gibt es zwei mögliche Ursachen für das Blockieren eines Burst.
  • Zuerst gibt es ein Blockieren aufgrund von Schaltzeit. Ein Schalter erfordert eine bestimmte Zeit ts, um den Kopfteil eines ankommenden Bursts zu verarbeiten und die Schaltelemente so vorzubereiten, daß der Burst zu dem adäquaten Ausgang und Kanal gesendet wird, im Fall von optischen Schaltern zu der entsprechenden Faser und Wellenlänge. Diese Schaltzeit ts ist technologieabhängig. Zu dem Blockieren aufgrund einer Schaltzeit kommt es, wenn ein Burst ankommt, bevor die Schaltzeit ts abgelaufen ist.
  • Zweitens gibt es ein Blockieren aufgrund einer Burstüberlappung. Im allgemeinen besitzt ein Schalter eine begrenzte Anzahl von m Kanälen pro Verbindung, im Fall von optischen Schaltern m Wellenlängen pro optischer Faser, die zu einem bestimmten Ziel gehen. Ein Burst wird blockiert, wenn an einer bestimmten abgehenden Verbindung alle m Kanäle belegt sind, zum Beispiel an einer Faser alle m Wellenlängen belegt sind.
  • Andererseits ist die Bursterzeugungszeit an den Knoten die Hauptursache für die Verzögerung, die ein Paket erfährt. Die Bursterzeugungszeit ist die Zeit, während der ein Paket in dem Puffer am Knoten warten muß, bis der Burst, zu dem es gehört, vollständig erzeugt ist.
  • Hauptleistungsparameter eines Netzes sind somit die Burstblockierungswahrscheinlichkeit, der Durchsatz und die Verzögerung.
  • Die beiden Hauptaggregationsstrategien Zeitüberwachung und Puffergrenze haben den Nachteil einer gewissen Blockierungswahrscheinlichkeit und eines erzielbaren Durchsatzes.
  • In der Patentanmeldung US 2003/0099243 A1 werden eine Steuerpaketstruktur und ein Verfahren zum Erzeugen eines Datenbursts in optischen Burstschaltnetzen beschrieben. Ein Steuerpaket eines OBS-Netzes umfaßt ein Label, das geschaltet wird zum schnellen Übertragen jedes Pakets von einem Quellenhost zu einem entsprechenden Zielhost, eine Wellenlängen-ID zur Unterscheidung von Kanal und Schalten, ein CoS-Feld, das eine andere Art von CoS liefert, eine Offsetzeit, die die Differenz zwischen einer Ankunftszeit des Steuerpakets und einer Ankunftszeit des Datenbursts angibt, eine Datenburstgröße und eine CRC zur Fehlerdetektion. Ein Datenbursterzeugungsalgorithmus verwendet Hysteresecharakteristiken in dem Warteschlangenmodell für einen Eingangsrandknoten in einem optischen Burstschaltnetz. Dieser Algorithmus ändert die Datenburstgröße adaptiv entsprechend der angebotenen Last und bietet eine hohe mittlere Datenburstnutzung mit einem geringeren Zeitgeberbetrieb.
  • Die Veröffentlichung „Threshold-Based Burst Assembly Policies for QoS Support in Optical Burst-Switched Networks" von Vinod M. Vokkarane, Karthik Haridoss und Jason P. Jue schlagen ein schwellwertbasiertes Burstzusammenbauverfahren in Verbindung mit einer Burstsegmentierungspolitik vor zur Bereitstellung von QoS in OBS-Netzen (Optical Burst-Switched). Bursts werden an dem Netzrand zusammengebaut, indem Pakete mit den gleichen QoS-Anforderungen gesammelt werden. Nachdem die Anzahl von Paketen in einem Burst einen Schwellwert erreicht hat, wird der Burst in das Netz gesendet. Verschiedene Burstzusammenbaustrategien werden untersucht, die Bursts differenzieren, indem sie unterschiedliche Schwellwerte nutzen oder verschiedene Burstprioritäten Bursts zuteilen, die Pakete mit differierenden QoS-Anforderungen enthalten. Die primäre Aufgabe dieser Arbeit besteht darin, die optimalen Schwellwerte für verschiedene Arten von Bursts zu finden.
  • Eine Aufgabe der Erfindung besteht in der Bestimmung der Anzahl von Paketen pro Burst für eine gegebenen größte zulässige Verzögerung der Pakete und eine mittlere Paketrate.
  • Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 oder 2 angeführten Merkmale gelöst.
  • Der Vorteil der Erfindung liegt darin, daß eine optimale Anzahl von Paketen pro Burst bestimmt wird. In einem Netz führt diese Anzahl von Paketen pro Burst zu einer niedrigeren Blockierungswahrscheinlichkeit in den optischen Schaltern und zu einem höheren Durchsatz.
  • Weitere Entwicklungen der Erfindung sind in Unteransprüchen identifiziert.
  • Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird die Anzahl von Paketen pro Burst zum Bestimmen der mittleren Burstgröße und der mittleren Burstrate verwendet. Dies hat den Vorteil, daß die Parameter zum Berechnen des Verkehrs in dem Netz bestimmt werden.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden anhand der Anzahl von Paketen pro Burst die relevanten Parameter für verschiedene Aggregationsstrategien bestimmt, wie Puffergrenze und Zufallsauswahl. Dies hat den Vorteil, daß für jede Aggregationsstrategie die relevanten Parameter zum Erzeugen der optimalen Anzahl von Paketen pro Burst bestimmt werden, um in den Schaltern eine minimale Blockierung zu erzielen, den Durchsatz in dem Netz zu maximieren und unter der größten Verzögerung für ein Paket zu bleiben.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird die bestimmte Anzahl von Paketen pro Burst und daraus die resultierende mittlere Burstrate durch einen Ausdruck verifiziert, wobei die inverse Erlang-B-Formel für eine gegebene Anzahl von m Kanälen, eine gegebenen Burstblockierungswahrscheinlichkeit, eine Schaltzeit und eine Burstdauerzeit verwendet werden. Dies hat den Vorteil, daß das bestimmte Ergebnis für die Anzahl von Paketen pro Burst bzw. die mittlere Burstrate durch eine unabhängige Formel verifiziert wird.
  • Der Erfinder hat herausgefunden, daß für eine gegebene größte zulässige Verzögerung für ein ankommendes Paket und eine mittlere Paketrate der ankommenden Pakete die optimale Anzahl an Paketen pro Burst ppb durch plus/minus zwanzig Prozent der Summe von zwei Termen gegeben ist, wobei der erste Term der Wert Eins und der zweite Term ein Produkt aus der größten zulässigen Verzögerung mad für ein Paket, der mittleren Paketrate apr und dem Wert Zwei ist. ppb = 1 + 2·mad·apr Gleichung 1
  • Darüber hinaus sollte für eine Übertragung von Datenpaketen durch ein Netz die mittlere Anzahl von Paketen pro Burst ppb zwischen einer Ober- und einer Untergrenze liegen, wobei die Pakete mit einer größten zulässigen Verzögerung mad, einer mittleren Paketenrate apr und einer mittleren Paketgröße aps in einem Knoten des Netzes zu einem Burst aggregiert werden und der Burst mit einer mittleren Anzahl von Paketen und einer Streckengeschwindigkeit ls in das Netz übertragen wird und mindestens einen Schalter des Netzes mit einer Anzahl von Kanälen noc, einer Schaltzeit ts und einer gegebenen Burstblockierungswahrscheinlichkeit bbp passiert.
  • Die Obergrenze der mittleren Anzahl von Paketen pro Burst ppbu sollte durch plus/minus zwanzig Prozent der Summe des Wertes Eins plus einem Produkt der größten zulässigen Verzögerung mad, der mittleren Paketrate apr und dem Wert Zwei bestimmt werden. ppbu = 1 + 2·mad·apr Gleichung 2
  • Die Untergrenze der mittleren Anzahl von Paketen pro Burst ppbl sollte durch plus/minus zwanzig Prozent eines Quotienten bestimmt werden, wobei der Dividend die Schaltzeit ts ist und der Divisor eine Differenz ist, wobei der Minuend ein Quotient des Ergebnisses der inversen Erlang-B-Formel für die Burstblockierungswahrscheinlichkeit bbp und die Anzahl von Kanälen noc dividiert durch die mittlere Paketrate apr ist und der Subtrahend ein Quotient der mittleren Paketgröße aps dividiert durch die Streckengeschwindigkeit ls ist.
  • Figure 00060001
  • Weiter ist eine mittlere Burstgröße abs durch das Produkt einer mittleren Paketgröße aps der ankommenden Pakete und der Anzahl von Paketen pro Burst ppb wie oben bestimmt gegeben. Die mittlere Paketgröße aps kann festgestellt werden, indem die Größe der ankommenden Pakete gemessen und die mittlere Paketgröße aps bestimmt wird. Falls die ankommenden Pakete IP-Pakete sind, können die Ergebnisse der sogenannten trimodalen Verteilung für IP-Pakete verwendet werden. Gemäß dieser Verteilung beträgt die mittlere Paketgröße aps eines IP-Pakets 3735 Bit pro IP-Paket. abs = aps·ppb Gleichung 4
  • Die bestimmte Anzahl der optimalen mittleren Burstgröße abs nach Bestimmung durch das Produkt aus der mittleren Paketgröße aps der ankommenden Pakete und der optimalen Anzahl von Paketen pro Burst ppb wie oben erwähnt kann zum Erzeugen von Bursts mit der optimalen Größe verwendet werden. Während der Aggregation von ankommenden Paketen zu einem Burst wird eine effektive Burstgröße, dies bedeutet die Größe eines Bursts während der Aggregation zu einer bestimmten Zeit, mit einem Wert verglichen wird, und wenn die effektive Burstgröße gleich diesem Wert ist oder diesen übersteigt, wird der aggregierte Burst gesendet und die ankommenden Pakete werden zu einem neuen Burst aggregiert. Dieser Wert liegt im Bereich zwischen plus/minus zwanzig Prozent der optimalen mittleren Burstgröße abs. Die optimale mittlere Burstgröße sollte als bevorzugter Wert verwendet werden.
  • Entsprechend der Aggregationsstrategie mit Puffergrenze können die ankommenden Pakete in einem Puffer zu einem Burst aggregiert werden. Entsprechend den obigen Ergebnissen sollte die Mindestgröße des Puffers BSmin in dem durch das Produkt aus der mittleren Paketgröße aps der ankommenden Pakete und der Differenz der Anzahl von Paketen pro Burst ppb und einer ersten Konstante d, die größer als 0 und höchstens 5 ist, liegen, wobei ein bevorzugter Wert von 1 verwendet werden sollte.
  • Die maximale Größe des Puffers BSmax sollte durch das Produkt aus zwei Termen bestimmt werden, wobei der erste Term die mittlere Paketgröße aps ist und der zweite Term eine Summe aus der Anzahl von Paketen pro Burst ppb und einer zweiten Konstanten e, die größer als 0 und höchstens 5 ist, liegt, wobei ein bevorzugter Wert von 1 verwendet werden sollte. BSmin = aps·(ppb – d) Gleichung 5 BSmax = aps·(ppb + e) Gleichung 6
  • Entsprechend der Aggregationsstrategie mit Zufallsauswahl, wie in einer parallelen Anwendung des Patentanmelders vorgeschlagen, wird immer dann, wenn ein ankommendes Paket gespeichert wird, eine binäre Zufallszahl mit einer Wahrscheinlichkeit für den ersten und den zweiten Wert der binären Zahl erzeugt und mit dem ersten Wert der binären Zahl verglichen. Wenn beide Werte gleich sind, werden die gespeicherten Pakete als ein Burst gesendet. Um mit dieser Aggregationsstrategie die optimale Anzahl von Paketen pro Burst zu erzeugen, schlägt der Erfinder vor, die Wahrscheinlichkeit des ersten Werts P(1) durch den Kehrwert der Anzahl von Paketen pro Burst ppb wie oben bestimmt zu bestimmen. Die entsprechende Formel würde lauten:
    Figure 00080001
  • Weiterhin wird die mittlere Burstrate abr durch den Quotienten aus der mittleren Paketrate apr und der Anzahl von Paketen pro Burst bbp bestimmt.
  • Figure 00080002
  • Alternativ kann die optimale Burstrate abr durch den Kehrwert aus der Summe der inversen mittleren Paketrate apr und dem Doppelten der größten zulässigen Verzögerung mad für ein Paket bestimmt werden.
  • Figure 00080003
  • Eine Burstdauerzeit tb ist die Dauer eines Bursts. Unter Berücksichtigung einer Streckengeschwindigkeit ls und der mittleren Burstgröße abs kann die Burstdauer durch die mittlere Burstgröße abs dividiert durch die Streckengeschwindigkeit ls bestimmt werden.
  • Figure 00080004
  • Unter Berücksichtigung einer Schaltzeit ts, einer Burstdauerzeit tb, einer Grenze der Burstblockierungswahrscheinlichkeit bbp und einer gegebenen Anzahl von Kanälen noc in einem Schalter des Netzes sollte die mittlere Burstrate abr der Bedingung genügen, daß der Quotient des Ergebnisses aus der inversen Erlang-B-Formel Enoc –1(bbp) für die Grenze der Burstblockierungswahrscheinlichkeit bbp und der Anzahl von Kanälen noc dividiert durch die Summe aus der Schaltzeit ts und der Burstdauerzeit tb größer oder gleich der mittleren Burstrate abr wie zuvor bestimmt ist.
    Figure 00090001
    wobei Enoc –1(bbp) bzw. Em –1(x) die umgekehrte Erlang-B-Formel für m Kanäle im Fall von OBS-Netzwellenlängen und für eine Last von x ist.
  • In diesem Fall genügt die bestimmte Anzahl von Paketen pro Burst bzw. die resultierende mittlere Burstrate der Bedingung, daß die Grenze der Burstblockierungswahrscheinlichkeit für die gegebenen Parameter nicht überstiegen wird.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird unten unter Bezugnahme auf eine Zeichnung näher beschrieben.
  • In der Zeichnung zeigen:
  • 1 den anfänglich angeführten Stand der Technik,
  • 2 den anfänglich angeführten Stand der Technik,
  • 3 ein Diagramm mit der mittleren Burstrate als Funktion der mittleren Burstgröße.
  • 3 zeigt ein Diagramm mit drei Kurven 10, 20, 30. Auf der x-Achse ist die mittlere Burstgröße abs und auf der y-Achse die mittlere Burstrate abr gezeigt. Die Werte 11, 12 für die beiden mittleren Burstgrößen sind auf der x-Achse gezeigt, und ein Wert 21 für eine mittlere Burstrate ist auf der y-Achse gezeigt. Die erste Kurve 10 ist eine Durchsatzkurve und zeigt eine Abhängigkeit zwischen der mittleren Burstgröße und der mittleren Burstrate für einen gegebenen konstanten Durchsatz TP gemäß folgender Formel: TP = abr·abs Gleichung 12
  • Wenn wir uns auf der Durchsatzkurve nach links bewegen (kleinere Bursts und höhere Raten), nimmt die Burstblockierungswahrscheinlichkeit zu. Die Häufigkeit der Bursts ist höher, und deshalb ist es wahrscheinlicher, daß der Schaltzeitschutz nicht respektiert wird. Der Wert 21 legt mit der Kurve 20 eine größte mittlere Burstrate für eine gegebene Burstblockierungswahrscheinlichkeit auf. Dies führt zu einer größten mittleren Burstrate und einer mittleren Burstgröße gemäß der Durchsatzkurve, durch einen Punkt A in 3 dargstellt.
  • Die mittlere Anzahl von Paketen pro Burst für Punkt A wird durch einen Quotienten bestimmt, wobei der Dividend das Produkt aus der mittleren Paketrate apr und einer Summe der Schaltzeit ts und der Burstdauerzeit tb ist und der Divisor das Ergebnis der inversen Erlang-B-Formel für die Anzahl von Kanälen noc und die Burstblockierungswahrscheinlichkeit bbp ist.
  • Figure 00100001
  • Wenn wir uns auf der Durchsatzkurve nach rechts bewegen (größere Bursts und niedrigere Raten), nimmt die Verzögerung zu. Die Bursts werden größer, und deshalb muß ein Paket durchschnittlich länger warten, bis der Burst, zu dem es gehört, beendet ist. Die Abhängigkeit der mittleren Burstgröße und der mittlern Burstrate für eine gegebene größte zulässige Verzögerung eines Pakets sind durch Kurve 30 in 3 gezeigt. Hinsichtlich der Durchsatzkurve 10 sind für einen gegebenen Durchsatz und eine gegebenen größte zulässige Verzögerung die größte mittlere Burstgröße und die kleinste mittlere Burstrate durch einen Punkt B in 3 angegeben.
  • In 3 erfüllt das ganze Segment AB die Bedingung größter zulässiger Verzögerung und gegebener Burstblockierungswahrscheinlichkeit. Aufgrund der Tatsache jedoch, daß B größere Burstgrößen darstellt, ist dieser Punkt B besser als jeder andere Punkt des Segments AB in dem Sinne, daß er zu einer höheren Multiplexierungsverstärkung führt. Aus diesem Grund sollte das gewünschte Optimum in der Nähe des Punkts B gewählt werden.
  • Dementsprechend bestimmen die oben erwähnten Formeln ein Optimum für die mittlere Anzahl von Paketen pro Burst.
  • Für einen Randknoten eines OBS-Netzes (Optical Burst Switched), wobei an dem Randknoten ankommende Pakete zu Bursts aggregiert werden, die als optische Bursts in das OBS-Netz mit einer Reihe optischer Schalter gesendet werden, wird die Anzahl von Paketen pro Burst anhand eines Beispiels bestimmt.
  • Ein Randknoten empfängt Verkehr, zum Beispiel IP-Pakete von einer STM-1-Strecke mit einer Streckengeschwindigkeit ls von 155,52 Mbit/s. Die mittlere Last al der Strecke kann 0,7 betragen. Eine trimodale Verteilung der IP-Pakete bei einer mittleren IP-Paketgröße aps von 3735 Bit/Paket wird angenommen. Die mittlere größte zulässige Verzögerung mad eines IP-Pakets in dem Randknoten sollte unter 0,002 s liegen. Daraus erhalten wird die mittlere Paketrate:
    Figure 00120001
  • Die optimale Anzahl von Paketen pro Burst ppb kann anhand von Gleichung 1 unter Verwendung von c = 1 und d = 2 gefunden werden: ppb = c + d·mad·apr = 1 + 2·0,002 s·29146,988 Pakete/s = 117,588 Pakete/Burst
  • Die optimale mittlere Burstgröße abs beträgt dann: abs = ppb·aps = 117,588 Pakete/Burst·3735 Bit/Pakete = 439191 Bit/Burst
  • Die optimale mittlere Burstrate abr beträgt:
    Figure 00120002
  • Ein OBS-System mit einem optischen Schalter empfängt Verkehr vom Randknoten.
  • Die Schaltzeit ts in dem optischen Schalter beträgt 10 μs, und pro Faser stehen 8 Wellenlängen (Kanäle) zur Verfügung. Die Burstblockierungswahrscheinlichkeit bbp in dem Schalter soll unter 10–6 gehalten werden.
  • Unter Verwendung der inversen Erlang-B-Formel für die Anzahl von Kanälen noc und eine Blockierungswahrscheinlichkeit bbp von 10–6 erhalten wir: E8 –1(10–6) = 0,7337 Erlang.
  • Die mittlere Burstdauer beträgt:
    Figure 00130001
  • Die Bedingung:
    Figure 00130002
    ist erfüllt, deshalb genügt das oben berechnete Optimum der gegebenen Burstblockierungswahrscheinlichkeit.
  • Es versteht sich, daß folgendes Vorteile der Erfindung sind:
    • • Ein höherer Durchsatz aufgrund optimierter Burstgrößen wird erzielt.
    • • Eine gegebene Blockierungswahrscheinlichkeit ist erfüllt.
    • • Aufgrund gegebener Burstgrößen ist es leichter, Wartezeiten für Bursts und/oder Kopfabschnitte von Bursts zu berechnen.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren kann dazu verwendet werden, die optimale Anzahl von Paketen pro Burst für gegebene oder gemessene mittlere Paketraten und/oder mittlere Paketgrößen in einem Randknoten des Netzes während des Betriebs dynamisch anzupassen. So kann die Anzahl von Paketen pro Burst aufgrund täglicher Verkehrsfluktuationen angepaßt werden.
  • Beispielsweise wird die mittlere Rate von ankommenden Paketen gemessen oder anderweitig festgestellt. Entsprechend der größten zulässigen Verzögerung und der mittleren Paketrate wird die optimale Anzahl von Paketen bestimmt. Entsprechend dieser Anzahl und der verwendeten Aggregationsstrategie werden die optimalen Parameter für die betreffende Aggregationsstrategie bestimmt, zum Beispiel für eine Aggregation mit Puffergrenze die geforderte Puffergröße, für Aggregation mit Zufallsauswahl die Wahrscheinlichkeit für den ersten Wert der binären Zahl.
  • Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können diese Werte dynamisch und proportional zu der mittleren Paketrate ankommender Pakete neu justiert werden.

Claims (15)

  1. Verfahren zur Übertragung von Datenpaketen durch ein Netz, wobei die Pakete mit einer weiter als „mad" bezeichneten größten zulässigen Verzögerung und einer weiter als „apr" bezeichneten mittleren Paketrate in einem Knoten des Netzes zu einem Burst aggregiert werden und der Burst mit einer weiter als „ppb" bezeichneten Anzahl von Paketen pro Burst übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Burst mit einer Anzahl von Paketen pro Burst „ppb" übertragen wird, die durch das Ergebnis von plus/minus zwanzig Prozent der Summe des Werts Eins plus einem Produkt aus der größten zulässigen Verzögerung „mad", der mittleren Paketrate „apr" und dem Wert Zwei bestimmt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pakete eine weiter als „aps" bezeichnete mittlere Paketgröße aufweisen, der Burst mit einer weiter als „ls" bezeichneten Streckengeschwindigkeit durch Strecken des Netzes übertragen wird und mindestens einen Schalter passiert, mit einer weiter als „noc" bezeichneten Anzahl von Kanälen, einer weiter als „ts" bezeichneten Schaltzeit und einer weiter als „bbp" bezeichneten gegebenen Burstblockierungswahrscheinlichkeit, der Burst mit einer mittleren Anzahl von Paketen pro Burst „bbp" übertragen wird, die zwischen einer Ober- und einer Untergrenze liegt, wobei die Obergrenze die Anzahl von Paketen pro Burst „bbp" gemäß Anspruch 1 ist, und die Untergrenze durch plus/minus zwanzig Prozent eines Quotienten bestimmt wird, wobei der Dividend die Schaltzeit „ts" ist und der Divisor eine Differenz ist, wobei der Minuend ein Quotient aus dem Ergebnis der inversen Erlang-B-Formel für die Burstblockierungswahrscheinlichkeit „bbp" und der Anzahl von Kanälen „noc" dividiert durch die mittlere Paketrate „apr" ist und der Subtrahend ein Quotient aus der mittleren Paketgröße „aps" dividiert durch die Streckengeschwindigkeit „ls" ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die optimale mittlere Anzahl von Paketen pro Burst „ppb" etwa plus/minus zwanzig Prozent des für die Obergrenze bestimmten Werts beträgt.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3 dadurch gekennzeichnet, daß die Pakete eine weiter als „abs" bezeichnete mittlere Burstgröße aufweisen, die bestimmt wird durch das Produkt aus einer mittleren Paketgröße „aps" der ankommenden Pakete und der Anzahl von Paketen pro Burst „bbp" nach Bestimmung in Anspruch 1, 2 oder 3.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß während der Aggregation von ankommenden Paketen zu einem Burst eine effektive Burstgröße mit einem Wert verglichen wird, und wenn die effektive Burstgröße gleich diesem Wert ist oder diesen übersteigt, der aggregierte Burst gesendet wird und die ankommenden Pakete zu einem neuen Burst aggregiert werden, wobei der Wert im Bereich zwischen plus/minus 20 Prozent der mittleren Burstgröße „abs" nach Bestimmung in Anspruch 4 liegt.
  6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die ankommenden Pakete in einem Puffer zu einem Burst aggregiert werden, wobei die kleinste Größe des Puffers durch das Produkt aus der mittleren Paketgröße „aps" der ankommenden Pakete und der Differenz der Anzahl von Paketen pro Burst „ppb" und einer ersten Konstante d bestimmt wird, die zwischen 0 und 5 liegt, wobei 1 der bevorzugte Wert ist.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die größte Größe des Puffers durch das Produkt aus zwei Termen bestimmt wird, wobei der erste Term die mittlere Paketgröße „aps" ist und der zweite Term eine Summe ist aus der Anzahl von Paketen pro Burst „ppb" und einer zweiten Konstanten e, die zwischen 0 und 5 liegt, wobei 1 der bevorzugte Wert ist.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß immer dann, wenn ein ankommendes Paket gespeichert wird, eine binäre Zufallszahl mit einer Wahrscheinlichkeit für den ersten und den zweiten Wert der binären Zahl erzeugt und mit dem ersten Wert der binären Zahl verglichen wird und, falls gleich, die gespeicherten Pakete als ein Burst gesendet werden, wobei die Wahrscheinlichkeit für den ersten Wert durch den Kehrwert der Anzahl von Paketen pro Burst „ppb" nach Bestimmung in Anspruch 1, 2 oder 3 bestimmt wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine weiter als „abr" bezeichnete mittlere Burstrate durch den Quotienten aus der mittleren Paketrate „apr" und der Anzahl von Paketen pro Burst „ppb" nach Bestimmung in Anspruch 1, 2 oder 3 bestimmt wird.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere als „abr" bezeichnete mittlere Burstrate durch den Kehrwert aus der Summe der inversen mittleren Paketrate „apr" und dem Doppelten der größten zulässigen Verzögerung „mad" für ein Paket bestimmt wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß hinsichtlich einer Schaltzeit „ts", einer Burstdauerzeit „tb", einer Grenze der Burstblockierungswahrscheinlichkeit „bbp" und einer gegebenen Anzahl von Kanälen „noc" in einem Schalter des Netzes die mittlere Burstrate „abr" die Bedingung erfüllt, daß der Quotient aus dem Ergebnis der inversen Erlang-B-Formel für die Grenze der Burstblockierungswahrscheinlichkeit „bbp" und der Anzahl von Kanälen „noc" dividiert durch die Summe aus der Schaltzeit „ts" und der Burstdauerzeit „tb" größer oder gleich der mittleren Burstrate „abr" nach Bestimmung in Anspruch 8 oder 9 ist.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß IP-Pakete als ankommende Pakete verwendet werden.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Netz als ein OBS-Netz (Optical Burst Switched) ausgebildet ist.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Knoten ein Randknoten des Netzes ist.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Randknoten der Burst transformiert und als ein optischer Burst in das OBS-Netz gesendet wird.
DE60319697T 2003-08-28 2003-08-28 Verfahren zur Übertragung von Datenpaketen in einem Netzwerk Expired - Lifetime DE60319697T2 (de)

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