第一節 網路架構與系統假設
我們考慮的系統是在單躍被動星狀耦合器 (Single-Hop Passive Star Coupler) 光纖網路的環境，且是採用了分波多工 (WDM: Wavelength Division Multiplexing) 的技術和預約保留型的協定 (reservation based protocol)。
在此光纖網路環境中包含 N 個節點 (node)，每一個節點利用雙向的光纖連結 到一個被動星狀耦合器如圖 1-1，因為分波多工的技術，使得每一個方向的光纖 都支援 W + 1 個一樣容量 (capacity) 的光波之頻道 (channel)；我們是考慮在預約 保留型協定，所以其中 W 個的頻道做為資料傳輸 (data transmission) 用，稱為資 料頻道 (data channel)，而剩餘的最後一個頻道則是所有節點共享之頻道，用來溝 通協調各個節點欲傳送的資料，稱為控制頻道 (control channel)。
此光纖網路裡的被動星狀耦合器主要作用是將所有輸入的頻道之光訊號
(optical signal) 做結合，然後再將結合的訊號廣播輸出到所有節點，各個節點根 據接收器所調到的頻道，擷取結合的訊號中所需要的資訊。每個節點會裝備一個 固定的傳送器 (fixed transmitter) 和一個固定的接收器 (fixed receiver)，皆用於控 制頻道，所以這兩個裝置都會調到控制頻道的位置且固定住，不再做頻道調校的 動作，以做為控制封包的傳送與接收之用。此外還會有一個可調的傳送器 (tunable
transmitter) 和一個可調的接收器 (tunable receiver) ，皆用於資料頻道，並分別地 做資料封包的傳送與接收，在此假設這兩個裝置可調校到所有的 W 個資料頻道，
圖 2-1 節點的傳送接收器
且調校到任意的資料頻道所需時間皆相等，如圖 2-1。以現在分波多工的技術，
頻道數量會少於節點數量。
在資料頻道中，將時間切割成資料時槽 (data slot)，並假設所有資料頻道的 資料時槽是同步的，且一個資料時槽相當於一個固定長度的資料封包的傳送時 間。假設系統節點所產生的資料封包是可變的長度，其長度恰可分為數個固定長 度的資料封包。在傳送可變長度的資料封包，會連續不間斷使用多個資料時槽在 同一個資料頻道，直到使用的資料時槽數量相等於資料封包長度即完成傳送。
在控制頻道中，將時間切割成控制訊框 (control frame)，而控制訊框再根據 系統的節點數量分成 N 個控制時槽 (control slot)。每個控制時槽可存放一個控制 封包 (control packet)，每個控制封包包含目的端節點的位址 (destination node
address) 和資料封包的長度的資訊。控制頻道利用分時多工存取 (TDMA: Time Division Multiple Access) 的技術這可以避免控制封包的碰撞 (collision)，代表節 點 i 要傳送控制封包，只能存放在控制訊框中的第 i 個控制時槽內，其中
圖 2-2 資料頻道和控制頻道之結構 1, 2,...,
i N，如圖 2-2。資料時槽的單位長度跟控制訊框的單位長度可由系統自 行定義且不需要相同，在本論文中是假設資料時槽的長度跟控制訊框中的控制時 槽的長度是相同的。
此外，我們假設來回傳遞延遲時間 (round-trip propagation delay) 是 R 時間單 位，表示從節點送出資訊經過被動星狀耦合器，再到其它節點接收到的這段距離 所需花費的時間，而且假設每個節點都是相同的來回傳遞延遲時間。每個節點的 傳送接收裝置 (transceiver)，即可調的傳送器和可調的接收器，這兩個裝置整調 到分配的資料頻道所需花費的調校時間 (tuning time)，我們皆假設為 T 時間單位。
第二節 一般傳送和接收程序
系統的各個節點分別隨時間產生資料封包至各自的節點佇列 (queue)，且只 有在各個節點佇列首 (head) 的資料封包才能做傳送，即後面進入佇列的資料封 包必須等待較先進入佇列的資料封包傳送完，變成佇列首才能傳送資料封包。各 個節點佇列首的資料封包在傳送前，會各自傳送控制封包至所預先分配的控制時 槽，且一個來回傳遞延遲時間後，各個控制封包到達控制時槽，經過一個控制訊
框後，根據各個控制時槽內的控制封包資訊，得知那些節點的資料封包欲傳送，
並根據所使用的排程方法，來決定各個資料封包分配的資料頻道以及開始傳送的 時間點，即完成這一次的排程程序，所以每次控制訊框不一定是所有節點的資料 封包欲傳送，且每次排程的資料封包數量也都不一定。假設是節點 i 要送資料封 包，節點 i 需要先傳送一個控制封包至控制頻道中的所分配好的控制時槽內。在 一個來回傳遞延遲時間後，節點 i 和其它所有的節點都會透過控制頻道接收這個 控制封包。接收到此控制封包後，根據所使用的排程方法來決定節點 i 要分配使 用那一個資料頻道以及何時將節點 i 的資料封包開始傳送。
排程方法的設計通常都會考慮以下三點：
1. 避免目的端的接收器發生碰撞，也就是同一個時間不會有兩個以上的資 料封包要傳送到同一個目的端。
2. 避免資料頻道發生碰撞，也就是同一個時間不會有兩個以上的資料封包 使用同一個資料頻道來傳送。
3. 將節點的傳送器和接收器的調頻時間以及來回傳遞延遲時間都考慮到 排程方法中。
一旦某一個資料封包被決定排程後，在還沒有到傳送時間點之前，欲傳送的 節點的傳送器會事先調到排程方法所分配的資料頻道，而傳送時間點到的時候，
則立即開始傳送資料封包，經過一個來回傳遞延遲時間後，目的端的接收器應該 事先調到排程方法所分配的資料頻道，使資料封包到達目的端時，接收器能順利
的接收。
以上為系統的一般傳送和接收程序，其中各個節點是各自獨立排程一樣的方 法，這樣在分散式環境中達到一樣的排程結果，而我們的重點就是排程方法中的 資料封包順序方式，所以不同的資料封包順序方式與不同的資料頻道分配方式所 結合的排程方法，是我們要討論研究。