LẬP VÀ TÁCH BURST TRONG CHUYỂN MẠCH BURST QUANG

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ
BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc
KHOA VIỄN THÔNG I
***
***
ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Họ và tên: Đỗ Nhật Phong
Lớp: D08VT1
Khóa: 2008-2013
Ngành học: Điện tử - Viễn thông
Đề tài đồ án:
LẬP VÀ TÁCH BURST TRONG CHUYỂN MẠCH BURST QUANG.
Nội dung đồ án:
 Tìm hiểu về sự ra đời của chuyển mạch burst quang và nền tảng cơ sở lý
thuyết của công nghệ này.
 Nghiên cứu về vai trò, nguyên lý hoạt động của quá trình lập và tách
burst. Từ đó tìm ra những vấn đề còn tồn tại và hướng xử lý.
 Đưa ra những đề xuất về cấu trúc phần cứng của khối lập và tách burst áp
dụng trong thực tiễn.
Ngày giao đề tài: 01/10/2012
Ngày nộp đề tài: 01/12/2012
Hà Nội, Ngày……tháng……năm 2012
Giáo viên hướng dẫn
PGS.TS. Bùi Trung Hiếu
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
Điểm : …… ( Bằng chữ………)
Hà Nội, Ngày……tháng…….năm 2012
Giáo viên hướng dẫn
PGS.TS. Bùi Trung Hiếu
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
Điểm : …… ( Bằng chữ………)
Hà Nội, Ngày……tháng……năm 2012
Giáo viên phản biện
Đồ án tốt nghiệp Đại học Lời mở đầu
Lời mở đầu
Trong những năm gần đây, việc phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật trong
ứng dụng chế tạo các thiết bị công nghệ tiên tiến đã kéo theo nhu cầu sử dụng lưu
lượng truyền thông đa phương tiện gia tăng nhanh chóng. Chính sự bùng nổ về yêu
cầu sử dụng băng thông cao đó đã đòi hỏi hệ thống mạng truy cập cũng như hạ tầng,
kỹ thuật mạng truyền tải cần có những cải tiến nhằm đáp ứng tốt với tình hình hiện
nay. Kỹ thuật WDM, ghép kênh theo bước sóng đã ra đời và ngày càng phát triển để
phục vụ tốt nhu cầu lưu lượng đang gia tăng theo từng ngày.
Một vấn đề đặt ra với hệ thống mạng truyền tải quang hiện nay là kỹ thuật

chuyển mạch quang. Dữ liệu ở miền quang, trên lý thuyết, có thể áp dụng các công
nghệ chuyển mạch kênh, chuyển mạch gói như trong miền điện để chuyển tiếp từ
nguồn tới đích. Tuy nhiên, trên thực tế, mới chỉ có chuyển mạch kênh quang là được
ứng dụng tốt trong hệ thống mạng truyền tải hiện nay, còn chuyển mạch gói quang, do
những hạn chế về cấu kiện (cụ thể là thiếu các bộ đệm quang) mà vẫn chưa được áp
dụng. Trong tình hình chuyển mạch gói còn đang vướng mắc và chuyển mạch kênh lại
tồn tại nhiều nhược điểm không thể khắc phục, một công nghệ mới đã được đề xuất,
đó là công nghệ chuyển mạch burst quang. Chuyển mạch burst quang được coi là cân
bằng giữa cả hai công nghệ chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói. Nó hoạt động dựa
trên cơ sở lý thuyết là tập hợp nhiều gói dữ liệu có cùng đích đến lại thành một dữ liệu
lớn hơn, gọi là burst, và tiến hành chuyển mạch burst này qua mạng lõi của mạng
truyền tải. Với phương thức như vậy, chuyển mạch burst quang đã tận dụng được ưu
điểm của công nghệ chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói, lại vừa khắc phục những
nhược điểm còn tồn tại trong khi không đòi hỏi quá khó khăn về các cấu kiện quang.
Một khối chức năng cơ bản nhưng cũng rất quan trọng trong kỹ thuật chuyển
mạch burst quang là khối lập và tách burst. Chuyển mạch burst quang có thực sự hiệu
quả hay không, có đáp ứng được sự bùng nổ nhu cầu lưu lượng mạng hay không? Có
thể nói là phụ thuộc rất nhiều vào hoạt động của khối lập và tách burst này. Trong nội
dung của đồ án này, em xin được tập trung nghiên cứu về nguyên tắc hoạt động của
khối lập và tách burst này. Qua đó để thấy rõ hơn về vị trí, cũng như vai trò của khối
trong tổng thể kỹ thuật chuyển mạch burst quang. Cuối cùng, em xin được đưa ra
những đề xuất về quá trình làm việc của khối, cũng như cấu trúc phần cứng để đưa
vào thực tiễn của khối chức năng quan trọng này.
Sau đây là sơ lược các nội dung em xin được trình bày trong đồ án:
- Chương 1: Kỹ thuật chuyển mạch burst quang.
Tìm hiểu về sự ra đời của chuyển mạch burst quang và nền tảng cơ sở lý
thuyết của công nghệ này.
- Chương 2: Lập và tách burst trong chuyển mạch burst quang.
Nghiên cứu về vai trò, nguyên lý hoạt động của quá trình lập và tách burst.
Từ đó tìm ra những vấn đề còn tồn tại và hướng xử lý.

- Chương 3: Đề xuất cấu trúc khối lập và tách burst.
Đỗ Nhật Phong – D08VT1 4
Đồ án tốt nghiệp Đại học Lời mở đầu
Dựa trên những tìm hiểu ở chương 2, đưa ra những đề xuất về cấu trúc phần
cứng của khối lập và tách burst áp dụng trong thực tiễn.
Trong quá trình thực hiện đồ án, em đã được thầy giáo Bùi Trung Hiếu tận tình
hướng dẫn, giải đáp những khúc mắc mà em còn vướng phải, giúp em hiểu kỹ càng
hơn về vấn đề kỹ thuật, công nghệ. Qua đồ án này, em xin gửi lời cảm ơn chân thành
đến thầy. Do đây là lần đầu tiên em thử sức với một nghiên cứu chuyên sâu, nên
không tránh khỏi những thiếu sót, em mong thầy Hiếu cùng với các thầy cô giáo trong
trường nhận xét và chỉ bảo giúp em ngày càng hoàn thiện hơn, không chỉ là trong giới
hạn của đồ án này. Một lần nữa, em xin chân thành cảm ơn.
Hà Nội, ngày 01 tháng 12 năm 2012
Sinh viên
Đỗ Nhật Phong
Đỗ Nhật Phong – D08VT1 5
Đồ án tốt nghiệp Đại học Mục lục
Mục lục
Lời mở đầu 1
Mục lục 3
Thuật ngữ viết tắt 5
Chương 1. Kỹ thuật chuyển mạch burst quang 8
1.1 Khái niệm về chuyển mạch burst quang 8
1.1.1 Sự ra đời của công nghệ chuyển mạch burst quang 8
1.1.2 Kỹ thuật chuyển mạch burst quang (OBS) 10
1.2 Nền tảng cơ sở của kỹ thuật chuyển mạch burst quang 16
1.2.1 Kiến trúc mạng chuyển mạch burst quang 16
1.2.2 Quá trình lập và tách burst 17
1.2.3 Quá trình truyền dữ liệu và tín hiệu điều khiển trong mạng OBS 18
1.3 Tóm tắt chương 21

Chương 2. Lập và tách burst trong chuyển mạch burst quang 23
2.1 Vai trò “Lập và tách burst” trong chuyển mạch burst quang 23
2.2 Khối lập burst (Burst Assembly) 25
2.2.1 Khái niệm lập burst 25
2.2.2 Lập burst dựa trên ngưỡng thời gian (Timer-Based Burst Assembly) 26
2.2.3 Lập burst dựa trên ngưỡng độ dài (Threhold-Based Burst Assembly) 28
2.2.4 Lựa chọn ngưỡng 29
2.2.5 Đánh giá kỹ thuật lập burst 31
2.3 Khối tách burst (Burst Deassembly) 38
2.3.1 Khái niệm tách burst 38
2.3.2 Nguyên lý tách burst 39
2.3.3 Vấn đề tồn tại trong quá trình tách burst 39
2.4 Tóm tắt chương 44
Chương 3. Đề xuất cấu trúc khối lập và tách burst 45
3.1 Đề xuất cấu trúc khối lập burst 45
3.1.1 Phân tích các khối chức năng cần có trong cấu trúc khối lập burst 45
3.1.2 Cấu trúc khối lập burst 46
3.2 Đề xuất cấu trúc khối tách burst 47
Đỗ Nhật Phong – D08VT1 6
Đồ án tốt nghiệp Đại học Mục lục
3.2.1 Phân tích các khối chức năng cần có trong cấu trúc khối tách burst 47
3.2.2 Cấu trúc khối tách burst 48
3.3 Cấu trúc tích hợp khối lập và tách burst 51
3.4 Khối lập và tách burst trong tổng thể cấu trúc nút biên 54
3.5 Tóm tắt chương 55
Kết luận 56
Tài liệu tham khảo 57
Đỗ Nhật Phong – D08VT1 7
Đồ án tốt nghiệp Đại học Thuật ngữ viết tắt
THUẬT NGỮ VIẾT TẮT

BA Burst Assembler Lập Burst
BAM Burst Assembly Module Khối lập Burst
BCP Burst Control Packet Gói tin điều khiển Burst
C Classifier Khối phân loại dịch vụ
CCG Control Channel Group Nhóm kênh điều khiển
CoS Class of Service Lớp/Loại dịch vụ
DCG Data Channel Group Nhóm kênh dữ liệu
DEMUX Wavelength demultiplexer Bộ chia kênh bước sóng
DIR
Destination-initiated
Reservation
Đăng ký khởi đầu tại đích
DLE
Dynamic Lightpath
Establishment
Thiết lập đường quang động
DP Drop Policy Tiêu chí loại bỏ
DR Deflection Routing Định tuyến lệch hướng
DR Delayed Reservation Đăng ký trễ
DWR-
OBSM
Dynamic Wavelength Routing-
Optical Burst Switching Mesh
OBS định tuyến theo bước sóng động
E/O Electrical/Optical converter Bộ chuyển đổi điện quang
FDL Fiber Delay Lines Đường trễ quang
INI
Intermediate Node-initiated
Reservation
Đăng ký khởi đầu tại nút trung gian

IP Internet Protocol Giao thức Internet
JET Just Enought Time (tên giao thức)
JIT Just In Time (tên giao thức)
MUX Wavelength multiplexer Bộ ghép kênh bước sóng
O/E Optical/Electrical converter Bộ chuyển đổi quang điện
OADM Optical Add-Drop Multiplexer Bộ xen rẽ bước sóng quang
OBS Optical Burst Switching Chuyển mạch Burst quang
OBSM Optical Burst Switching Mesh
Chuyển mạch Burst quang cấu hình
Mesh
OCS Optical Circuit Switching Chuyển mạch kênh quang
ODD Only Destination Delay Chỉ có trễ đích
Đỗ Nhật Phong – D08VT1 8
Đồ án tốt nghiệp Đại học Thuật ngữ viết tắt
OPS Optical Packet Switching Chuyển mạch gói quang
O-RAM
Optical Random Asscess
Memory
Bộ nhớ quang truy nhập ngẫu nhiên
OXC Optical Cross Connect Kết nối chéo quang
QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ
RAM Random Asscess Memory Bộ nhớ truy nhập ngẫu nhiên
RFD Reserve a Fixed Duration
Đăng ký một khoảng thời gian cố
định
RLD Reserve a Limited Duration
Đăng ký một khoảng thời gian giới
hạn
RM Routing Module Khối định tuyến
RWA

Routing and Wavelength
Assignment
Định tuyến và gán bước sóng
SCU Switch control unit Điều khiển chuyển mạch
SDP Segmentation Policy Tiêu chí phân đoạn
SIR Source-initiated Reservation Đăng ký khởi đầu tại nguồn
SLE Static Lightpath Establishment Thiết lập đường quang tĩnh
TAG Tell And Go (tên giao thức)
TAW Tell And Wait (tên giao thức)
WC Wavelength Conversion Chuyển đổi bước sóng
WDM
Wavelength Division
Multiplexing
Chuyển mạch Burst quang cấu hình
Mesh định tuyến bước sóng động
WRN Wavelength-routed network Mạng định tuyến bước sóng
WR-
OBS
Wavelength-routed optical Burst
switching
Chuyển mạch Burst quang định tuyến
bước sóng
WRON
Wavelength-routed optical
network
Mạng quang định tuyến bước sóng
Đỗ Nhật Phong – D08VT1 9
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương I. Kỹ thuật chuyển mạch burst quang
CHƯƠNG I. KỸ THUẬT CHUYỂN MẠCH BURST QUANG
1.1 Khái niệm về chuyển mạch burst quang (Optical Burst Switching).

1.1.1 Sự ra đời của công nghệ chuyển mạch burst quang.
Hơn một thập kỷ qua, trong lĩnh vực viễn thông đã có một sự phát triển mạnh mẽ
về công nghệ cũng như mạng lưới với tốc độ đáng kinh ngạc. Sự bùng nổ của việc
phổ cập Internet, cùng với sự tăng trưởng mạnh mẽ của nhu cầu truyền thông đa
phương tiện đã và đang trở thành một thách thức lớn đối với công nghệ thông tin và
viễn thông trên toàn thế giới. Và một nhu cầu cấp thiết đã được đặt ra, đó là cần phát
triển một công nghệ mạng mới, với lưu lượng cao và khả năng đáp ứng tốt với yêu
cầu mở rộng băng thông lớn hiện nay.
Để đáp ứng nhu cầu trên, hệ thống thông tin sử dụng phương pháp “Ghép kênh
quang theo bước sóng (WDM)” đã được đề xuất và triển khai trên rất nhiều mạng
đường trục của các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông trên thế giới. Trong hệ thống
WDM, một sợi quang sẽ mang nhiều kênh thông tin, với mỗi kênh sẽ làm việc trên
từng bước sóng khác nhau. Như vậy, đối với một hệ thống truyền dẫn quang, mỗi một
sợi quang sẽ có khả năng cung cấp cho ta một băng thông lên đến 50Tb/s! Điều này
cho thấy WDM có khả năng tăng dung lượng truyền dẫn lên đáng kể mà không cần
tăng tốc độ bit của đường truyền hay sử dụng thêm sợi dẫn quang.
Hình 1.1 Sơ đồ tuyến truyền dẫn quang ghép kênh theo bước sóng.
Công nghệ ghép kênh quang theo bước sóng là một giải pháp hoàn hảo cho phép
tận dụng hiệu quả khả năng cung cấp băng thông rộng của sợi quang, nâng cao rõ rệt
dung lượng truyền dẫn cũng như hạ giá thành sản phẩm. Sự phát triển của hệ thống
WDM cùng với các công nghệ chuyển mạch đã mở ra một thế hệ mạng truyền tải
mới, mạng toàn quang. Trong mạng toàn quang, giao thức IP sẽ đóng vai trò của một
giao thức chuẩn, sẽ được tích hợp với WDM. Sự tích hợp này sẽ tạo nên một cấu trúc
mạng trực tiếp nhất, đơn giản nhất, nhưng cũng hiệu quả và kinh tế nhất, thích hợp
cho cả mạng đường trục và mạng đô thị.
Các thế hệ mạng quang và hướng phát triển của công nghệ chuyển mạch.
Đỗ Nhật Phong – D08VT1 10
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương I. Kỹ thuật chuyển mạch burst quang
Hình 1.2 chỉ ra xu hướng phát triển công nghệ mạng quang được nhìn tổng thể
trên bức tranh phát triển kiến trúc mạng truyền tải quang, các công nghệ được sử dụng

trong mạng truyền tải trong từng giai đoạn.
Hình 1.2 Xu hướng phát triển công nghệ mạng truyền tải quang.
Trong thế hệ mạng thứ nhất, kiến trúc mạng quang sử dụng các liên kết WDM
điểm - điểm (Point to Point WDM). Khi đó, mạng quang bao gồm một số liên kết
điểm-điểm mà tại đó tất cả lưu lượng đến một nút được lấy ra, chuyển đổi quang sang
điện, xử lý điện và chuyển đổi từ điện sang quang trước khi được truyền đến nút khác.
Việc lấy ra, xử lý và cộng vào lưu lượng tại mỗi nút đòi hỏi một độ trễ lớn nhất định,
làm tăng chi phí mạng. Đó là nhược điểm lớn nhất và cần khắc phục trong thế hệ thứ
nhất này.
Trong thế hệ mạng quang thứ hai, kiến trúc mạng quang dựa trên các bộ xen rẽ
bước sóng quang OADM (Optical Add-Drop Multiplexer). OADM cho phép lựa chọn
các kênh bước sóng trên một sợi để kết cuối, trong khi không động chạm đến các
bước sóng khác. Thông thường, lưu lượng đi qua một nút cao hơn đáng kể so với
lượng lưu lượng tách/ghép xen tại nút này. Bằng việc sử dụng OADM chúng ta có thể
giảm chi phí xử lý tín hiệu trên mạng đã nêu ở thế hệ thứ nhất.
Trong kiến trúc mạng quang thế hệ thứ ba, để xây dựng một mạng mesh bao
gồm các liên kết sợi đa bước sóng, cần có các thiết bị thích hợp kết nối quang. Một
Đỗ Nhật Phong – D08VT1 11
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương I. Kỹ thuật chuyển mạch burst quang
trong những thiết bị quan trọng cần thiết trong kiến trúc thế hệ thứ ba này là chuyển
mạch chủ động (Active Switcher). Đây là một thiết bị định tuyến bước sóng từ các lối
vào sợi quang và có thể hỗ trợ kết nối liên tục. Nhưng khác với bộ định tuyến thụ
động, chuyển mạch chủ động có thể cấu hình lại để thay đổi mô hình các bước sóng
vào và ra.
Hệ thống mạng toàn quang khi được triển khai, sẽ có thể cung cấp các kết nối
trong miền chuyển mạch kênh quang hay kênh quang giữa các bộ định tuyến biên qua
một mạng lõi quang. Tuy nhiên, ở giai đoạn đầu, các kết nối kênh quang là hoàn toàn
tĩnh, chúng không thể tự cung cấp khả năng truyền tải hàng loạt lưu lượng Internet
một cách hiệu quả.
Lý tưởng nhất, để cung cấp một mạng quang với khả năng phục vụ tốt nhất là sử

dụng chuyển mạch gói tại mức quang. Tuy nhiên, công nghệ chuyển mạch gói quang
trong tương lai gần là chưa thể thực hiện được chủ yếu do hạn chế về công nghệ chế
tạo cấu kiện quang.
Hiện nay, để khắc phục các nhược điểm của công nghệ chuyển mạch kênh
quang và chuyển mạch gói quang, cũng như tận dụng ưu điểm của chúng, một công
nghệ chuyển mạch trung gian đã ra đời, đó là công nghệ chuyển mạch burst quang
(Optical Burst Switching - OBS). Trong công nghệ này, các gói sẽ được tập hợp thành
burst và được truyền đi trên một kênh quang trong hệ thống mạng.
1.1.2 Kỹ thuật chuyển mạch burst quang (OBS).
Các công nghệ chuyển mạch.
Chuyển mạch kênh quang (OCS - Optical Circuit Switching).
Chuyển mạch kênh quang – OCS được sử dụng trong mạng định tuyến bước
sóng quang (Wavelength Routed Networking – WRN). Đây là một kỹ thuật chuyển
mạch hướng kết nối (Connection Oriented). Kết nối từ một nút nguồn – gửi thông tin
đến một nút đích – nhận thông tin phải được thiết lập trước khi thông tin được truyền
đi. Trong mạng định tuyến bước sóng WRN thì kết nối từ nguồn tới đích này được gọi
là một đường quang (light-path). Đường quang này tương ứng với một tuyến và một
bước sóng được gán cho tuyến đó. Việc thiết lập đường quang được thực hiện bởi một
số các tác vụ kiểm tra cấu trúc liên kết, topo mạng, phát hiện tài nguyên, định tuyến,
gán bước sóng, báo hiệu và lưu trữ tài nguyên.
Cấu hình mạng, phát hiện tài nguyên liên quan đến việc phân phối và duy trì
thông tin trạng thái mạng. Thông thường thông tin này sẽ bao gồm các thông tin về
topo mạng vật lý và tình trạng của các liên kết trong mạng. Trong mạng định tuyến
bước sóng WRN, thông tin này có thể bao gồm độ sẵn sàng sử dụng (độ khả dụng)
của bước sóng vào một liên kết được đưa ra trong mạng. Một giao thức phổ biến để
duy trì thông tin trạng thái liên kết được sử dụng là OSPF (Open Shortest Path First).
Hình 1.3 chỉ ra một ví dụ điển hình về cấu trúc và hoạt động của mạng WRN.
Đỗ Nhật Phong – D08VT1 12
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương I. Kỹ thuật chuyển mạch burst quang
Hình 1.3 Mạng định tuyến bước sóng – WRN.

Tìm đường và gán bước sóng cho đường quang được gọi là bài toán RWA
(Routing and Wavelength Assignment). Thông thường, yêu cầu kết nối có thể có hai
loại, tĩnh và động. Trong thiết lập đường quang tĩnh (Static Lightpath Establishment -
SLE), toàn bộ các kết nối được biết trước, và vấn đề là phải thiết lập đường quang sao
cho tối thiểu hóa tài nguyên mạng cũng như số lượng bước sóng hoặc số sợi quang sử
dụng. Đối với thiết lập đường quang động (Dynamic Lightpath Establishment - DLE),
một đường quang được thiết lập cho mỗi yêu cầu kết nối khi nó đến, và đường dẫn
quang này sẽ được giải phóng sau một khoảng thời gian hữu hạn. Mục tiêu trong
trường hợp định tuyến động là để thiết lập đường quang và gán bước sóng theo một
cách nào để giảm thiểu số lượng kết nối bị chặn hay tối đa hóa số lượng kết nối được
thiết lập thành công trong mạng tại một thời điểm bất kỳ.
Kết nối đường quang trong mạng định tuyến bước sóng là tĩnh, có thể không phù
hợp với tính đa dạng và bùng phát của lưu lượng Internet một cách hiệu quả. Rõ ràng
là nếu lưu lượng đến thay đổi động, thì việc gửi lưu lượng trên đường quang tĩnh này
sẽ cho kết quả là việc sử dụng băng thông không hiệu quả. Để có thể đáp ứng được
yêu cầu về băng thông lớn trong mạng đô thị và mạng diện rộng, những phương thức
truyền tải phải hỗ trợ việc dự trữ tài nguyên và có khả năng truyền được lưu lượng đột
biến. Nhưng nếu chúng ta cố gắng thiết lập đường quang động, thì thông tin trạng thái
mạng sẽ thay đổi liên tục, gây khó khăn để duy trì mạng lưới thông tin trạng thái hiện
tại. Hơn nữa, dự trữ trong WRN là dự trữ hai chiều, khi có nhu cầu, nguồn gửi yêu cầu
thiết lập đường dẫn quang và nhận về một xác nhận từ đích tương ứng là kết nối đã
được thiết lập cho dù kết nối này có dung lượng bao nhiêu, do vậy việc sử dụng băng
thông không hiệu quả về mặt kinh tế. Do đó, cần có cách tiếp cận khác để truyền tải
dữ liệu qua mạng một cách hiệu quả.
Chuyển mạch gói quang (OPS - Optical Packet Switching)
Đỗ Nhật Phong – D08VT1 13
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương I. Kỹ thuật chuyển mạch burst quang
Khi công nghệ chuyển mạch quang phát triển, đã có nhiều nghiên cứu đề xuất
mạng chuyển mạch gói quang, trong đó các gói tin được chuyển mạch và định tuyến
độc lập qua mạng hoàn toàn trong miền quang mà không cần chuyển đổi thành tín

hiệu điện tại mỗi nút trung gian. Như vậy, mạng chuyển mạch gói quang cho phép
một mức độ ghép kênh thống kê cao hơn trên các liên kết sợi quang và phù hợp để xử
lý lưu lượng truy cập hàng loạt tốt hơn mạng chuyển mạch kênh quang.
Hình 1.4 cho thấy một mô hình cơ bản của mạng chuyển mạch gói quang.
Hình 1.4 Mạng chuyển mạch gói quang.
Các gói tin truyền trong mạng chuyển mạch gói quang có phần tiêu đề và phần
tải tin. Tiêu đề chứa các thông tin định tuyến cũng như các thông tin điều khiển và
được truyền trên cùng một băng với tải tin. Khi gói tin truyền tới OXC, tiêu đề sẽ
được tách ra và xử lý trong miền điện (sau khi đã được biến đổi quang-điện) còn tải
tin sẽ được chuyển mạch trong miền quang. Vì tiêu đề cần thời gian xử lý nên tải tin
sẽ được làm trễ bằng cách lưu đệm bởi đường dây trễ quang FDL (Fiber Delay Line).
Về nguyên lý chuyển mạch gói quang mong muốn truyền thông tin và xử lý thông tin
điều khiển hoàn toàn trong miền quang. Nhưng do hạn chế về mặt công nghệ hiện nay
nên phần thông tin điều khiển chỉ có thể xử lý trong miền điện mà thôi. Trong chuyển
mạch gói quang, tiêu đề được so sánh với một bảng định tuyến, tải tin sẽ được chuyển
tới đầu ra tương ứng trên một sợi quang và một bước sóng mới. Nếu không có bước
sóng mới nào khả dụng, gói tin sẽ bị hủy hoặc phải bị trễ đi để chờ bước sóng khả
dụng mới.
Để cho chuyển mạch gói quang hiệu quả, yêu cầu thời gian chuyển mạch nhanh
là bắt buộc. Thời gian chuyển mạch của các thiết bị chuyển mạch dựa trên chuyển
mạch vi cơ điện tử (MEMS-Based) vào khoảng 1-10ms. Trong khi thiết bị chuyển
mạch dựa trên bộ khuếch đại bán dẫn quang chỉ cỡ 1 ns. Tuy nhiên, điểm bất lợi của
thiết bị chuyển mạch dựa trên bộ khuếch đại bán dẫn quang là chi phí đầu tư cao hơn
rất nhiều, và kiến trúc chuyển mạch yêu cầu tín hiệu phải đưa qua các bộ Couple, dẫn
Đỗ Nhật Phong – D08VT1 14
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương I. Kỹ thuật chuyển mạch burst quang
đến tổn hao công suất khá lớn. Chuyển mạch quang dựa trên các phần tử chuyển mạch
LiN
4
O

4
(2x2) với thời gian chuyển mạch nhỏ hơn 10ns có thể là ứng viên phù hợp cho
OPS, tuy nhiên giá thành của chúng hiện tại vẫn còn khá cao.
Một thách thức khác trong chuyển mạch gói quang là đồng bộ hóa. Trong mạng
chuyển mạch gói quang với các gói dữ liệu có độ dài không cố định, đồng bộ hóa các
gói tin tại các cổng đầu vào chuyển mạch là cần thiết để giảm thiểu tranh chấp. Tuy
nhiên, việc đồng bộ là thực sự khó khăn, mới chỉ có một vài đề xuất và tất cả mới chỉ
được tiến hành trong các phòng thí nghiệm.
Vì tài nguyên mạng không được dành trước trong chuyển mạch gói quang, nên
giữa các gói hoàn toàn có thể xảy ra tranh chấp (khi hai hay nhiều gói cùng yêu cầu
chuyển mạch tại một cổng đầu vào tại cùng một thời điểm). Đối với chuyển mạch gói
thông thường, tranh chấp sẽ được giải quyết dễ dàng nhờ các bộ đệm. Nhưng trong
miền quang, đây lại là một khó khăn thực sự. Bởi hiện tại, trong cấu trúc quang, người
ta vẫn chưa tìm ra được một thiết bị quang học nào tương đương với RAM (Random
Access Memory) trong miền điện. Có một giải pháp tạm thời là sử dụng các bộ đường
dây trễ quang. Tuy nhiên giải pháp này vấp phải một vấn đề lớn, đó là giới hạn không
gian. Rõ ràng, không thể chứa một bộ dây trễ quá lớn trong một trạm chuyển mạch.
Và như vậy, kích thước bộ đệm quang sử dụng đường dây trễ rất hạn chế. Do vậy,
mạng chuyển mạch gói quang, trong khi vẫn còn thiếu Optical-RAM nên chưa sẵn
sàng để triển khai thực tế.
Về nguyên tắc chuyển mạch gói toàn quang tức là gói tiêu đề cũng được xử lý
trong miền quang phải trong nhiều năm nữa mới thực hiện được. Tuy nhiên, hiện tại
công nghệ chưa cho phép nên chuyển mạch gói quang xử lý tiêu đề trong miền điện.
Trong chuyển mạch gói OPS mào đầu gói được xử lý và so sánh với một bảng định
tuyến để nút thực hiện chuyển mạch. Điều quan trọng là tải tin được truyền trong
miền toàn quang trong suốt trong quá trình chuyển mạch.
Chuyển mạch burst quang (Optical Burst Switching)
Với những nhược điểm cần được khắc phục của chuyển mạch kênh quang, cũng
như những vấn đề còn tồn tại, chưa thể giải quyết ngay được của chuyển mạch gói
quang, một giải pháp chuyển mạch mới được đề xuất, nhằm đáp ứng sự tăng trưởng

không ngừng của nhu cầu sử dụng băng thông lớn tại thời điểm hiện tại, trong khi vẫn
tận dụng, kế thừa được cơ sở hạ tầng trước đó. Giải pháp này chính là công nghệ
chuyển mạch burst quang (Optical Burst Switching - OBS).
Chuyển mạch burst quang được đề xuất để đạt được một cân bằng giữa chuyển
mạch kênh và chuyển mạch gói quang. Trong công nghệ chuyển mạch này, một burst
dữ liệu bao gồm nhiều gói tin được chuyển mạch qua mạng quang. Như vậy, chuyển
mạch burst quang có thể hiểu là tập trung lưu lượng để giảm bớt yêu cầu xử lý nhưng
tận dụng các công nghệ chuyển mạch nhanh và tăng cường hiệu quả khi giành chiếm
tài nguyên đầu cuối - đầu cuối. Các tranh chấp có thể sử dụng bộ đệm FDL để giải
quyết.
Đỗ Nhật Phong – D08VT1 15
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương I. Kỹ thuật chuyển mạch burst quang
Chuyển mạch kênh không yêu cầu xử lý thông tin điều khiển chuyển mạch trong
miền quang và không sử dụng bộ đệm tại nút trung gian, tuy nhiên nó lại không sử
dụng hết băng thông. Ngược lại, kỹ thuật chuyển mạch gói quang có thể nâng cao hiệu
suất sử dụng băng thông bằng cách chia sẻ băng thông nhưng nó lại cần có bộ đệm.
Chính chuyển mạch burst quang đã kết hợp hai phương pháp này để kế thừa các ưu
điểm, cũng như khắc phục những nhược điểm của hai công nghệ trên. Trong mạng
chuyển mạch burst quang, các gói tin IP được tập hợp thành một nhóm dữ liệu lớn
hơn, gọi là burst, và được chuyển mạch qua mạng toàn quang. Một gói điều khiển
được truyền đi trước gói dữ liệu để thiết lập các chuyển mạch dọc theo tuyến.
Hình 1.5 Minh họa chuyển mạch burst quang.
Một số đặc trưng chung của OBS như sau:
- Tách biệt giữa kênh điều khiển và kênh dữ liệu: Thông tin điều khiển được
truyền trên một bước sóng (kênh) riêng biệt.
- Sự dành riêng một chiều: Những tài nguyên được cấp phát theo phương thức
dành riêng một chiều, nghĩa là, nút nguồn không cần đợi thông tin phản hồi từ nút
đích trước khi nó bắt đầu truyền burst.
- Độ dài của burst thay đổi được: Kích thước của burst có thể thay đổi được
tuỳ theo yêu cầu.

- Không cần bộ đệm quang: Nút trung gian trong mạng quang không yêu cầu
phải có bộ đệm quang, các burst đi xuyên qua các nút trung gian mà không có bất kỳ
sự trễ nào.
Các burst có độ dài không cố định, bao gồm hai phần: gói tin điều khiển
(Control packet) và phần thông tin dữ liệu (Data burst). OBS thực hiện việc truyền
độc lập gói tin điều khiển burst và burst dữ liệu trên các kênh bước sóng khác nhau.
Thông tin trong gói tin điều khiển gồm có chiều dài burst, thời điểm phát burst, các
thông tin định tuyến. Gói tin điều khiển được truyền đi trước burst dữ liệu một khoảng
thời gian được gọi là “offset time” để cấu hình các chuyển mạch trong suốt đường đi
Đỗ Nhật Phong – D08VT1 16
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương I. Kỹ thuật chuyển mạch burst quang
từ nguồn tới đích. Thời gian offset được tính bằng trễ xử lý gói tin điều khiển tổng
cộng tại tất cả các nút trung gian. Đây là một khác biệt cơ bản giữa chuyển mạch
burst quang so với chuyển mạch gói quang. Khoảng thời gian này cho phép thông tin
điều khiển được xử lý tại mỗi nút chuyển mạch và các nút sắp xếp tài nguyên
kênh bước sóng cho việc truyền burst dữ liệu dựa trên thông tin trong gói tin điều
khiển. Với OBS không yêu cầu phải xử lý gói tin điều khiển trong miền
quang. OBS sử dụng các mô hình dự trữ kênh và báo hiệu để dự trữ tài nguyên
kênh bước sóng.
Hình 1.6 chỉ ra hoạt động của chuyển mạch burst quang với thời gian bù.
Hình 1.6 Thời gian offset trong OBS.
Như vậy, bằng cách chiếm dụng tài nguyên chỉ trong một thời gian quy định cụ
thể chứ không phải trong một khoảng thời gian không xác định, các nguồn tài nguyên
có thể được phân bổ một cách hiệu quả. Chuyển mạch burst quang đã khắc phục một
số hạn chế của phân bổ băng thông tĩnh phát sinh trong chuyển mạch kênh quang.
Hơn nữa, dữ liệu được truyền là một burst lớn, đã cho phép giảm các yêu cầu công
nghệ cao đối với thiết bị chuyển mạch quang hơn đòi hỏi của chuyển mạch gói quang.
So sánh các công nghệ chuyển mạch.
Có thể thấy chuyển mạch kênh quang chỉ chuyển mạch cho một bước sóng
trên một đường quang nên không còn thích hợp cho mạng WDM hiện nay.

Nhưng nó cũng có những ưu điểm riêng của nó, nổi bật nhất đó là khả năng
tránh thất thoát tín hiệu cao (một khi đường nối đã hoàn tất thì sự thất thoát tín
hiệu gần như không đáng kể). Bên cạnh đó nhược điểm lớn nhất chính là độ trễ lớn và
lãng phí băng thông (các kết nối này sẽ lấy nhiều tài nguyên và chúng được cấp cho
một đường quang cho tới khi dùng xong hay có lệnh huỷ).
Chuyển mạch gói quang là loại chuyển mạch hướng tới trong mạng toàn quang
với tốc độ xử lý nhanh nhất trong các loại đã nêu, nhưng giới hạn nằm ở hạn chế về
Đỗ Nhật Phong – D08VT1 17
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương I. Kỹ thuật chuyển mạch burst quang
công nghệ hiện tại không đáp ứng được, mà vấn đề lớn nhất chính là chưa có bộ lưu
trữ quang (Optical-RAM).
Chuyển mạch burst quang đáp ứng được sự bùng nổ của lưu lượng IP. Với việc
tổ hợp các gói cùng đích đến dùng chung một gói điều khiển làm giảm thiểu tối đa
việc xử lý thông tin điều khiển. Các burst dữ liệu hoàn toàn được truyền đi trên miền
quang. Về tốc độ và khả năng sử dụng băng tần hơn hẳn chuyển mạch kênh quang.
Trong thời điểm hiện tại, với công nghệ như hiện nay thì chuyển mạch từng gói một
với việc xử lý nhiều tiêu đề trong chuyển mạch gói sẽ không thể đáp ứng được lưu
lượng như chuyển mạch burst quang.
Trong bảng 1.7 là so sánh một số tham số của ba công nghệ chuyển mạch được
trình bày ở trên.
Bảng 1.7 So sánh các công nghệ chuyển mạch quang.
1.2 Nền tảng cơ sở của kỹ thuật chuyển mạch burst quang.
1.2.1 Kiến trúc mạng chuyển mạch burst quang.
Hình 1.8 chỉ ra một cấu trúc cơ bản của mạng OBS.
Đỗ Nhật Phong – D08VT1 18
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương I. Kỹ thuật chuyển mạch burst quang
Hình 1.8 Mạng chuyển mạch burst quang.
Một mạng chuyển mạch burst quang bao gồm các nút chuyển mạch burst được
kết nối với nhau thông qua các liên kết quang. Mỗi liên kết quang có khả năng hỗ trợ
nhiều kênh bước sóng sử dụng ghép kênh phân chia bước sóng (WDM). Các nút trong

một mạng OBS có thể là các nút biên hay nút lõi như trong hình 1.8. Nút biên chịu
trách nhiệm tập hợp các gói tin vào các burst, lập kế hoạch để truyền đi trên bước
sóng kênh. Nút lõi chủ yếu chịu trách nhiệm để chuyển chuyển mạch các burst từ
cổng vào với cổng đầu ra dựa trên các gói tiêu đề, và xử lý tranh chấp giữa các burst.
Khi có một yêu cầu truyền tải, nút biên đầu vào (ingress edge node) có nhiệm vụ
tập hợp các gói tin đến từ các thiết bị đầu cuối của khách hàng vào các burst. Các
burst được thiết lập này sẽ được truyền trong miền toàn quang qua các bộ định tuyến
lõi OBS mà không cần bất kỳ lưu trữ tại các nút trung gian trong phần lõi. Nút biên
đầu ra (egress edge node), khi nhận được burst, tách burst thành các gói và chuyển
tiếp các gói tin đến các thiết bị đầu cuối của khách hàng.
1.2.2 Quá trình lập và tách burst.
Như đã trình bày ở trên, các gói tin cần truyền, nhận được từ thiết bị đầu cuối
của khách hàng, sẽ được tập hợp thành các burst tại nút biên nguồn. Quá trình đó
được gọi là “Lập burst” (Burst Assembly). Sau khi được chuyển mạch qua các nút lõi,
tới nút biên đích tương ứng, burst sẽ được tách ra thành các gói tin, sau đó chuyển tới
thiết bị đầu cuối của khách hàng nhận. Quá trình đó được gọi là “Tách burst” (Burst
Deassembly).
Lập burst (Burst Assembly).
Lập burst được định nghĩa là quá trình tập hợp các loại dữ liệu đến khác nhau từ
người dùng vào burst ở nút biên nguồn của mạng OBS. Khi các gói tới, chúng được
đệm trong miền điện theo đích và lớp (class). Do đó cơ chế lập burst phải đặt các gói
vào burst theo một số chính sách lập burst.
Hình 1.9 mô tả quá trình lập burst.
Hình 1.9 Quá trình lập burst.
Yếu tố then chốt trong lập burst là tạo ra các tiêu chuẩn xác định khi nào tạo
burst và gửi nó vào mạng. Tiêu chuẩn này rất quan trọng vì nó quyết định đặc tính của
quá trình đến của burst trong mạng lõi OBS. Hiện tại có một số kỹ thuật lập burst và
loại phổ biến nhất là timer-based (dựa trên ngưỡng thời gian) và threshold-based (dựa
trên ngưỡng độ dài).
Đỗ Nhật Phong – D08VT1 19

Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương I. Kỹ thuật chuyển mạch burst quang
Trong phương pháp timer-based (dựa trên ngưỡng thời gian), một burst được tạo
ra và gửi vào mạng theo một chu kỳ. Do đó, khoảng cách giữa các burst liên tiếp bắt
nguồn từ một nút biên đầu vào là bằng nhau. Ở đây, chiều dài của burst thay đổi khi
lưu lượng tải thay đổi.
Trong phương pháp threshold-based (dựa trên ngưỡng độ dài), một giới hạn về
số byte cực đại có trong mỗi burst được đặt ra. Do đó, kích thước các burst là cố định.
Phương thức này tạo ra các burst có thời gian đến không theo chu kỳ.
Tách burst (Burst Deassembly).
Nút biên đích có nhiệm vụ tách burst. Tại đây, các bước sóng quang mang burst
sẽ được tách ra và đưa tới các bộ thu. Sau đó, các burst được chuyển về tín hiệu điện
và đưa tới các bộ nhớ đệm, đồng thời phần mào đầu burst được đọc để lấy ra các
thông tin cần thiết. Vì tách burst là quá trình ngược của lập burst nên cần căn cứ vào
thông tin khi lập burst để thực hiện tách burst. Mục đích của việc tách burst là thu lại
các gói dữ liệu như trước khi lập burst và phát các gói đến đích.
Hình 1.10 mô tả cơ bản hoạt động của một quá trình tách burst.
Hình 1.10 Quá trình tách burst.
1.2.3 Quá trình truyền dữ liệu và tín hiệu điều khiển trong mạng OBS.
Trong mạng chuyển mạch burst quang, các gói tin dữ liệu được đóng gói thành
các burst truyền từ nút nguồn tới nút đích trong miền quang. Để thực hiện truyền burst
dữ liệu từ đầu cuối đến đầu cuối thì chuyển mạch burst quang cần truyền gói tin điều
khiển đi trước để thực hiện chức năng điều khiển burst dữ liệu. Đồng thời sẽ xuất hiện
thời gian bù trước giữa gói điều khiển và burst dữ liệu.
Thời gian bù trước là khoảng thời gian tính từ khi bit đầu tiên của gói điều khiển
được truyền đi đến khi truyền bit đầu tiên của burst, xét tại nút nguồn. Độ lớn của thời
gian bù được tính toán dựa vào cách thức truyền gói dữ liệu, số chặng từ nút nguồn
đến nút đích. Giá trị thời gian bù có thể đựợc tính bởi 3 cách sau :
- Không có sự dành riêng nào: burst được gửi tức thì sau khi gửi gói điều
khiển xong. Như vậy giá trị offset chỉ là thời gian truyền của gói điều khiển.
- Dành riêng một chiều: burst được gửi sau một thời gian ngắn sau khi gói

điều khiển đã được truyền xong và nút nguồn không cần đợi phản hồi từ nút đích. Bởi
vậy giá trị Offset là khoảng giữa thời gian truyền của gói điều khiển và trễ một chiều
của gói điều khiển.
- Dành riêng hai chiều: Offset là thời gian cần thiết để nhận được một sự xác
nhận (phản hồi) của nút đích báo lại là gói tin điều khiển đã được truyền xong. Loại
Đỗ Nhật Phong – D08VT1 20
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương I. Kỹ thuật chuyển mạch burst quang
này giống chuyển mạch kênh quang, nó phải chịu một thời gian trễ hai chiều để thiết
lập đường truyền dẫn, và từ đó duy trì tài nguyên gói điều khiển, sự phân phát các
burst được bảo đảm. Tuy nhiên thời gian offset dài, gây trễ dữ liệu lớn.
Mô tả quá trình truyền dữ liệu trong chuyển mạch burst quang.
Hình 1.11 Quá trình truyền dữ liệu trong mạng OBS.
Giao thức điều khiển trong chuyển mạch burst quang.
Trong mạng chuyển mạch burst quang để truyền burst đi người ta sử dụng giao
thức để điều khiển và đăng kí tài nguyên tại các nút. Các giao thức đặc trưng nhất là
Tell And Go (TAG), Tell And Wait (TAW) và Just In Time (JIT), Just Enough Time
(JET).
Hình 1.12 Mô tả quá trình đăng ký tài nguyên theo phương thức TAG.
Đỗ Nhật Phong – D08VT1 21
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương I. Kỹ thuật chuyển mạch burst quang
Trong giao thức điều khiển TAG độ rộng băng được đăng ký mức burst, sử dụng
xử lý một chiều và quan trọng hơn đó là các burst được truyền liên tục qua các nút
trung gian, khác với phương thức TAW có sử dụng bản tin xác nhận kết nối.
Đây là phương pháp giành trước lập tức, tức là khi gói điều khiển đi burst cũng
được truyền ngay. Trong phương thức điều khiển “Tell and Go” gói điều khiển được
truyền đi trên một kênh điều khiển và theo sau là burst dữ liệu được truyền đi ngay lập
tức trên kênh dữ liệu mà không cần đợi bản tin ACK của gói điều khiển. Trong
phương thức này thời gian bù của chuyển mạch burst bằng 0 hoặc có giá trị nhỏ.
Phương thức “Tell and Wait”.
Hình 1.13 Mô tả quá trình đăng ký tài nguyên theo phương thức TAW.

Khác với giao thức kiểu “Tell and Go”, phương pháp “Tell and Wait” thiết lập
kết nối giống chuyển mạch kênh, burst chỉ được truyền khi chắc chắn có một đường
quang thiết lập từ nút nguồn tới nút đích. Đường quang được định nghĩa là một sự liên
kết các bước sóng theo một trật tự xác định, từng kết nối liên tiếp nhau trong khoảng
thời gian thiết lập cho trước. Chính vì đặc điểm này mà ta thấy phương thức điều
khiển “Tell and wait” giống mô hình chuyển mạch kênh truyền thống hơn là mô hình
chuyển mạch burst.
Giao thức JIT là một trong những giao thức điều khiển theo kiểu đăng ký trực
tiếp hay còn gọi là giao thức giành trước bước sóng. Trong giao thức này một bước
sóng được đăng ký cho một burst ngay lập tức sau khi bản tin thiết lập tương ứng đến.
Bước sóng ngõ đầu ra được dành trước khi nút xử lý gói điều khiển hoàn tất. Nếu
bước sóng không được đăng ký tại thời điểm đó thì bản tin thiết lập được loại bỏ và
Đỗ Nhật Phong – D08VT1 22
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương I. Kỹ thuật chuyển mạch burst quang
burst tương ứng bị loại bỏ. Khi bước sóng điều khiển thiết lập bước sóng dành trước
cho burst dữ liệu thì từ lúc này bước sóng đó sẽ không được sử dụng cho đến khi bit
đầu tiên của burst đến. Tại các nút trung gian khi burst đi qua sẽ thực hiện gửi bản tin
thông báo bước sóng đã được giải phóng.
Hình 1.14 Mô tả quá trình hoạt động của giao thức JIT.
Khi kết nối với khoảng cách lớn thì việc xác nhận ACK làm tốn băng thông của
mạng. Cũng giống như chuyển mạch gói thì chuyển mạch burst quang cũng có những
giao thức truyền dẫn một chiều và giao thức truyền dẫn hai chiều. Khi khoảng cách
truyền dẫn xa thì giao thức truyền dẫn 1 chiều sẽ làm tăng hiệu năng của mạng. Giao
thức JET là một trong các giao thức truyền dẫn một chiều của chuyển mạch burst
quang.
Hình 1.15 Mô tả quá trình hoạt động của giao thức JET.
1.3 Tóm tắt chương.
Chương 1 đã chỉ ra những áp lực từ nhu cầu bùng nổ lưu lượng mạng thực tại lên
mạng truyền tải, cũng như xu hướng phát triển của mạng. Để đáp ứng lưu lượng, các
công nghệ chuyển mạch kênh, chuyển mạch gói quang được đưa ra, tuy nhiên mỗi

Đỗ Nhật Phong – D08VT1 23
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương I. Kỹ thuật chuyển mạch burst quang
công nghệ đều có những nhược điểm, những hạn chế riêng cần được khắc phục. Đối
với chuyển mạch kênh quang chính là vấn đề độ trễ lớn và lãng phí băng thông. Còn
đối với chuyển mạch gói quang, nhược điểm lớn nhất chính là những hạn chế của kỹ
thuật công nghệ hiện tại khiến cho việc xây dựng một mạng chuyển mạch gói là chưa
khả khi. Giải pháp trong tình hình hiện nay chính là công nghệ chuyển mạch burst
quang – một công nghệ cân bằng cả ưu điểm và nhược điểm của hai công nghệ trên.
Khái niệm cơ bản của chuyển mạch burst quang cùng với nền tảng cơ sở của kỹ thuật
chuyển mạch burst quang cũng được trình bày, và có thể thấy được rằng hoàn toàn có
thể ứng dụng kỹ thuật này vào mạng truyền tải trong hoàn cảnh khoa học hiện nay.
Đỗ Nhật Phong – D08VT1 24
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương II. Lập và tách burst trong OBS
CHƯƠNG II. LẬP VÀ TÁCH BURST TRONG OBS
2.1 Vai trò “Lập và tách burst” trong chuyển mạch burst quang.
Mạng chuyển mạch burst quang (OBS Network).
Một mạng chuyển mạch burst quang bao gồm các nút chuyển mạch burst được
kết nối với nhau thông qua các liên kết quang. Mỗi liên kết quang có khả năng hỗ trợ
nhiều kênh bước sóng sử dụng ghép kênh phân chia bước sóng. Các nút trong một
mạng OBS có thể là các nút biên hay nút lõi. Nút biên chịu trách nhiệm tập hợp các
gói tin vào các burst, lập kế hoạch để truyền trên đi bước sóng kênh. Nút lõi chủ yếu
chịu trách nhiệm để chuyển mạch các burst từ cổng vào với cổng đầu ra dựa trên các
gói tiêu đề, và xử lý tranh chấp giữa các burst.
Hình 2.1 là một ví dụ về mạng chuyển mạch burst quang.
Hình 2.1 Kiến trúc mạng OBS.
Trong OBS, gói tin điều khiển và gói tin dữ liệu burst tương ứng của nó được
truyền đi từ nút biên nguồn và được truyền cách nhau một khoảng thời gian gọi là thời
gian bù. Gói điều khiển chứa thông tin cần thiết để định tuyến gói tin qua mạng, chiều
dài gói dữ liệu tương ứng. Thông thường gói điều khiển được gửi đi trên một kênh
bước sóng riêng và xử lý bằng tín hiệu điện tại mỗi nút trung gian để xác lập tuyến

truyền burst. Dữ liệu burst được truyền trên bước sóng truyền tải và không có chuyển
đổi quang điện tại các nút trung gian.
Việc thiết kế và triển khai thành công như vậy đòi hỏi mạng chuyển mạch burst
cần phải có hệ thống quản lý vững chắc để cung cấp cho mạng, quản lý hệ thống và
các thông số liên kết với các nút mạng chuyển mạch burst. Đặc biệt là nút biên mạng
OBS, nó không chỉ quản lý liên quan lưu lượng burst quang mới mà còn cần các gói
Đỗ Nhật Phong – D08VT1 25