GIẢI QUYẾT TRANH CHẤP TRONG CHUYỂN MẠCH GÓI QUANG BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐỆM TOÀN QUANG

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
KHOA VIỄN THÔNG 1
ĐỒ ÁN
TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Đề tài: “ GIẢI QUYẾT TRANH CHẤP
TRONG CHUYỂN MẠCH GÓI QUANG
BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐỆM TOÀN QUANG”
Giảng viên hướng dẫn: ThS. NGUYỄN THỊ THU NGA
Sinh viên thực hiện: PHẠM QUANG HUY
Lớp : D08VT5
Khoá : 2008-2013
Hệ : ĐẠI HỌC CHÍNH QUY
Hà Nội, tháng 12 /2012
HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
KHOA VIỄN THÔNG 1
ĐỒ ÁN
TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Đề tài: “ GIẢI QUYẾT TRANH CHẤP
TRONG CHUYỂN MẠCH GÓI QUANG
BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐỆM TOÀN QUANG”
Giảng viên hướng dẫn: ThS. NGUYỄN THỊ THU NGA
Sinh viên thực hiện: PHẠM QUANG HUY
Lớp : D08VT5
Khoá : 2008-2013
Hệ : ĐẠI HỌC CHÍNH QUY
Hà Nội, tháng 12 /2012
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
BỘ MÔN TÍN HIỆU VÀ HỆ THỐNG
ĐỀ CƯƠNG ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN, KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI

HỌC
Họ và tên sinh viên:PHẠM QUANG HUY
Lớp:D08VT5 Khoá:2008-2013
Ngành đào tạo: Viễn thông Hệ đào tạo: Chính quy
1/ Tên đồ án/khoá luận tốt nghiệp
Giải quyết tranh chấp trong chuyển mạch gói quang bằng phương pháp đệm toàn
quang.
2/ Lý do chọn đề tài
………………… ………………………………………………………
………………
3/ Nội dung, nhiệm vụ nghiên cứu
Chương 1: Mạng truyền tải quang.
Chương 2: Chuyển mạch gói quang.
Chương 3: Giải quyết tranh chấp trong chuyển gói quang bằng phương pháp đệm toàn
quang.
Kết luận và kiến nghị
4/ Tài liệu, dữ liệu tham khảo
1. All optical buffering using laser neural networks IEEE-Photonics
2. Application of a lase neural network for all optical buffering of data packets
6/ Ngày giao đề tài:…… /…./20….
7/ Ngày nộp quyển: …… /…./20….
Hà Nội, ngày 01tháng 10năm 2012
CÁN BỘ, GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN SINH VIÊN
(Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên)
TRƯỞNG KHOA
(Ký, ghi rõ họ tên)
LỜI MỞ ĐẦU
Chuyển mạch quang chỉ mới được nghiên cứu trong hơn một thập niên trở
lại đây. Và đã có rất nhiều thay đổi cả về thiết bị lẫn phương thức truyền trên
mạng quang.Còn rất nhiều những vấn đề chưa có lời giải nhưng công nghệ

chuyển mạch quang đã có những bước trưởng thành nhất định. Có rất nhiều
phương thức chuyển mạch quang như chuyển mạch kênh quang, chuyển mạch
burst quang, chuyển mạch gói quang. Nếu như là nhiều năm về trước chuyển
mạch gói quang được xem như là còn phải nghiên cứu rất nhiều với có thể theo
kịp sự phát triển của chuyển mạch burst quang và chuyển mạch kênh quang thì
bây giờ công nghệ chuyển mạch quang đã có những bước phát triển vượt bậc.
Tuy nhiên trong chuyển mạch gói quang vẫn có nhiều vấn đề tồn đọng. Đồ án
này tập trung nghiên cứu về giải pháp xử lý xung đột trong chuyển mạch gói
quang bằng phương pháp đệm toàn quang. Phương pháp này hiện tại đang
được nghiên cứu và ứng dụng khá nhiều trong các mô hình chuyển mạch gói
quang nhằm xử lý các vấn đề về tranh chấp của hai, ba hoặc nhiều hơn các gói
quang cùng đi qua các bộ chuyển tiếp. Trong việc nghiên cứu này có sử dụng
đến các tài liệu về mạng truyền tải quang, chuyển mạch gói quang từ tài liệu
của trường và các tài liệu thu thập trên internet.
Với mục đích tìm hiểu một công nghệ mới, củng cố và phát triển các kiến
thức đã lĩnh hội được trong quá trình nghiên cứu và học tập tại Học viện công
nghệ Bưu chính Viễn thông em đã chọn đề tài tốt nghiệp của mình là: “Giải
quyết tranh chấp trong chuyển mạch gói quang bằng phương pháp đệm
toàn quang”. Sau một thời gian tìm hiểu và nghiên cứu cuốn đồ án tốt nghiệp
với đề tài đã chọn đã được hoàn thành với nội dung gồm 3 chương như sau:
- Chương 1: Mạng truyền tải quang
- Chương 2: Chuyển mạch gói quang
- Chương 3:Giải quyết tranh chấp trong chuyển mạch gói quang bằng
phương pháp đệm quang.
SVTN: Phạm Quang Huy – Lớp D08VT5 4
LỜI CẢM ƠN
Sau gần 3 tháng nỗ lực tìm hiểu và thực hiện đồ án “Giải quyết tranh chấp
trong chuyển mạch gói quang bằng phương pháp đệm toàn quang” đã được hoàn
thành, ngoài sự cố gắng hết mình của bản thân, em còn nhận được sự động viên, khích
lệ từ gia đình, thầy cô và bạn bè.

Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô của trường Học viện Công nghệ Bưu
chính Viễn thông đã truyền đạt nhiều kinh nghiệm và kiến thức quý báu cho em trong
suốt quá trình học tập tại trường. Đặc biệt em xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Cô
Nguyễn Thị Thu Nga – Giảng viên khoa Viễn thông và các thầy cô trong khoa đã tận
tình giúp đỡ em trong suốt quá trình thực hiện đồ án cuối khóa này.
Mặc dù em đã cố gắng hết sức để hoàn thành đồ án cuối khóa này, nhưng do
tham khảo ở nhiều nguồn khác nhau cộng thêm kiến thức còn nhiều hạn chế, do đó
không thể tránh khỏi thiếu sót. Em rất mong nhận được sự thông cảm và đóng góp,
chỉ bảo tận tình của quý thầy cô và các bạn để đồ án ngày càng hoàn thiện hơn.
Một lần nữa em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất!
Hà Nội, tháng 11 năm 2012
Sinh viên thực hiện
Phạm Quang Huy – Lớp D08VT5
SVTN: Phạm Quang Huy – Lớp D08VT5 5
NHẬN XÉT
(Của giảng viên hướng dẫn)
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
Điểm: …………………….………(bằng chữ: … …………… ….)
Đồng ý/Không đồng ý cho sinh viên bảo vệ trước hội đồng chấm đồ án tốt nghiệp?.
…………, ngày tháng năm 20
CÁN BỘ- GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN
(ký, họ tên)
NHẬN XÉT
(Của giảng viên phản biện)
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
Điểm: …………………….………(bằng chữ: … …………… ….)
Đồng ý/Không đồng ý cho sinh viên bảo vệ trước hội đồng chấm đồ án tốt nghiệp?.
…………, ngày tháng năm 20
CÁN BỘ- GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN
(ký, họ tên)
MỤC LỤC
SVTN: Phạm Quang Huy – Lớp D08VT5 8

DANH MỤC HÌNH VẼ
KÍ HIỆU CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT
SVTN: Phạm Quang Huy – Lớp D08VT5 9
ASE: Amplified Spontaneous Emission Khuếch đại phát xạ tự phát
ATMOS: ATM Optical Switching Chuyển mạch quang ATM
AWGM: Arrayed Waveguide Grating
Multiplexer
Ghép dàn ống dẫn sóng lưới
COD: Cascaded Optical Delays Ghép trễ quang
CW: Continuous Wave Sóng liên tục
FDL: Fiber Delay Line Đường dây trễ
FIFO: First-In First-Out Vào trước ra trước
IGM: Input Group Module Mô hình nhóm đầu vào
ISPs: Internet Service Providers Nhà cung cấp dịch vụ Internet
LNN: Laser Neural Network
OGM: Output Group Module Mô hình nhóm đầu ra
ONIR's: Optical Network Interface Routers
Bộ định tuyến giao diện mạng
quang
OSCM: Optical Subcarrier Multiplexer Ghép sóng quang con
OTF: Optical Thoreshold Function Hàm ngưỡng quang
SOA: Semiconductor Optical Amplifier Bộ khuyếch đại quang bán dẫn
TDM: Time Division Multiplexing Ghép kênh phân chia theo thời gian
TOWC: Tunable Optical Wavelength
Converter
Chuyển đổi có hướng bước sóng
quang
WAN: Wide Area Network Mạng diện rộng
WDM: Wavelength Division Multiplexer Ghép kênh phân chia theo thời gian
SVTN: Phạm Quang Huy – Lớp D08VT5 10

Đồ án Tốt nghiệp Đại học Chương 1: Mạng truyền tải quang
CHƯƠNG 1: MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG
1.1. Tổng quan về mạng truyền tải quang.
Trước đây, do xa hội chưa phát triển nên nhu cầu trao đổi thông tin của
con người chưa cao và cũng không yêu cầu khắt khe về chất lượng của các dịch
vụ được cung cấp. Chính vì vậy, mà chỉ cần một cơ sở hạ tầng mạng vừa phải
đã đủ cung cấp các dịch vụ viễn thông đáp ứng nhu cầu trao đổi thông tin của
xã hội lúc bấy giờ.
Ngày nay, sự phát triển của xã hội có thể được đánh giá qua sự phát triển
của ngành công nghệ viễn thông, mặt khác do nhu cầu trao đổi thông tin của
con người ngày càng tăng và đòi hỏi chất lượng cao hơn với nhiều dịch vụ hơn
đã gây ra sự bùng nổ lưu lượng. Vì vậy mà với cơ sở hạ tầng mạng trước đây
trở nên không còn phù hợp cần phải được nâng cấp, để đáp ứng được các nhu
cầu của khách hàng đồng thời phù hợp để cung cấp các dịch vụ mới với chất
lượng tốt hơn.
Do sự phát triển của công nghệ vi mạch điện tử, bán dẫn và công nghệ
truyền dẫn quang đã cho phép thu nhỏ kích cỡ, đồng thời làm tăng tính năng
của các vi mạch điện tử. Mặt khác, tốc độ truyền dẫn tăng đột biến nhưng vẫn
không đủ để đáp ứng tốc độ tăng nhanh như vũ bão của số lượng khách hàng
sử dụng các dịch vụ viễn thông và sự bùng nổ lưu lượng internet, do sự hạn chế
tốc độ của các chuyển mạch điện tử. Đây quả là một cơ hội tốt để các nhà cung
cấp tăng doanh thu của mình nhưng cũng đồng thời đặt ra cho họ một thách
thức là phải nâng cao hiệu quả sử dụng tài nguyên mạng một cách tối đa bằng
cách áp dụng các công nghệ mới, đồng thời nghiên cứu phát triển công nghệ
chuyển mạch mới với tốc độ cao hơn và thực hiện đơn giản hơn.
Cũng tại thời điểm này, cáp quang được đưa ra như một phương tiện truyền
dẫn, cho phép sử dụng công nghệ WDM, điều này đã mở đầu một sự tăng trưởng
nhanh chóng về giá trị của băng thông truyền dẫn làm cho Internet tốc độ cao
được cung cấp tới mọi người. Khả năng tính toán thô sơ của những máy vi tính
cá nhân đã tạo ra những ứng dụng tinh vi (như là truyền hình và thoại thời gian

thực) có thể cung cấp cho nhiều người, và để truy nhập vào nội dung các ứng
dụng trên Internet đây là một nguồn tiềm năng của các nhà cung cấp dịch vụ
Internet (ISPs: Internet Service Providers), các nhà cung cấp đã đi tới hướng
cung cấp các dịch vụ truy nhập yêu cầu băng thông rộng tới khách hàng.
Công nghệ ghép kênh WDM ra đời như một giải pháp được lựa chọn để
cung cấp cơ sở hạ tầng mạng nhanh hơn đáp ứng được sự bùng nổ lưu lượng
internet, cho phép cung cấp nhiều dịch vụ mới với chất lượng tốt hơn đáp ứng
được nhu cầu sử dụng các dịch vụ viễn thông ngày càng tăng của xã hội.
SVTN: Phạm Quang Huy – Lớp D08VT5 11
Đồ án Tốt nghiệp Đại học Chương 1: Mạng truyền tải quang
Nhưng thế hệ đầu tiên của WDM chỉ cung cấp các kết nối vật lý điểm điểm
được sử dụng hạn chế trong các trung kế WAN.
Thế hệ thứ hai của WDM có khả năng thiết lập các tuyến kết nối chéo lựa
chọn bước sóng từ đầu cuối tới đầu cuối tạo ra các tô pô ảo trên sợi quang vật lý,
mặt khác cấu hình bước sóng ảo này có thể được thay đổi theo quy hoạch mạng.
Thế hệ WDM thứ 3 được sử dụng trong các mạng chuyển mạch gói phi
kết nối, trong mạng chuyển mạch gói các tiêu đề hay nhãn được gắn với dữ liệu
và được truyền đi cùng với tải trọng là các dữ liệu người dùng. Tại mỗi node
chuyển mạch WDM chúng được xử lý lấy ra thông tin định tuyến để xác định
tuyến đi cho gói tin từ nguồn tới đích. Dựa trên tỷ lệ giữa chi phí xử lý tiêu đề
gói và chi phí truyền dẫn gói mà công nghệ WDM có thể được sử dụng hiệu
quả hơn bằng cách sử dụng các công nghệ chuyển mạch nhãn hay burst thực
hiện truyền một gói tin điều khiển để sử dụng cho nhiều gói tin người dùng.
Đây quả là một hướng đi mới tiến tới mạng NGN trong thời gian tới.
Hiện nay trên thế giới chuyển mạch quang vẫn đang trong quá trình
nghiên cứu và thử nghiệm nên chưa được triển khai rộng trên thực tế. Các
mạng trên thực tế hiện nay chủ yếu được phát triển theo hướng truyền dẫn
quang và chuyển mạch điện tử do công nghệ bộ nhớ truy nhập quang chưa phát
triển gây cản trở cho sự ứng dụng của chuyển mạch quang trong các mạng thực
tế.

1.2. Tổng quan về chuyển mạch quang
1.2.1. Tầm quan trọng của chuyển mạch quang
Chuyển mạch là một thiết bị tối cần thiết trong mạng truyền tải, nó là thiết
bị duy nhất cho phép truyền tải thông tin giữa một node này với một hay nhiều
node khác, hay đầu cuối này với một hay nhiều đầu cuối khác trong mạng
truyền tải thông tin.
Trước đây, do dung lượng mạng không lớn nên chỉ cần hệ thống chuyển
mạch với dung lượng nhỏ, tốc độ không cao cũng có thể đáp ứng đủ nhu cầu
của xã hội lúc bấy giờ. Nhưng sau này, do nhu cầu trao đổi thông tin của con
người ngày càng tăng với nhiều dịch vụ đa dạng hơn gây nên sự "bùng nổ" lưu
lượng làm cho mạng với cơ sở hạ tầng cũ trở nên quá tải, và cần phải sử dụng
các công nghệ chuyển mạch mới để tăng tốc độ truyền tải thông tin cũng như
sử dụng tài nguyên mạng một cách hiệu quả hơn.
Mặt khác do công nghệ truyền dẫn quang phát triển, các mạng truyền dẫn
quang được xây dựng, đã đem lại dung lượng truyền dẫn vô cùng lớn do băng
tần sóng mang quang có thể lên tới 200 THz, nhưng dung lượng mạng vẫn
không đáp ứng được sự "bùng nổ" lưu lượng do dung lượng mạng bị giới hạn
bởi các thiết bị chuyển mạch điện tử có dung lượng và tốc độ hạn chế.
SVTN: Phạm Quang Huy – Lớp D08VT5 12
Đồ án Tốt nghiệp Đại học Chương 1: Mạng truyền tải quang
Chuyển mạch quang ra đời như một giải pháp được lựa chọn để nâng cao
hiệu quả truyền tải thông tin tốc độ cao mà không phải thay đổi hay bổ sung hệ
thống truyền dẫn quang sẵn có của mạng. Đồng thời cho phép tăng đáng kể
dung lượng mạng cũng như chất lượng dịch vụ được cung cấp bởi mạng có hệ
thống truyền dẫn quang. Cho phép cung cấp nhiều dịch vụ mới với băng thông
rộng trên hệ thống truyền dẫn quang đã được lắp đặt trước đây. Góp phần làm
tăng lợi nhuận của các nhà đầu tư viễn thông, cùng các nhà khai thác dịch vụ.
Chuyển mạch quang ra đời đã khắc phục được các hạn chế của việc xử lý
và chuyển mạch tín hiệu trong miền điện như trước đây. Ở trong chuyển mạch
quang chỉ có các thông tin điều khiển với số lượng ít ỏi là được biến đổi quang-

điện-quang tại mỗi node chuyển mạch để xử lý định tuyến, vì vậy đã làm giảm
đáng kể trễ xử lý do không còn phải tốn thời gian để biến đổi quang-điện-
quang cho phần thông tin người dùng (khối lượng lớn) tại các đầu vào và đầu
ra node mạng quang.
Ngoài ra sự có mặt của chuyển mạch quang cho phép các nhà cung cấp
dịch vụ viễn thông cung cấp nhiều dịch vụ viễn thông mới với chất lượng dịch
vụ tốt hơn, băng thông rộng hơn và được cung cấp một cách mềm dẻo hơn. Có
nhiều mức chất lượng dịch vụ khác nhau cho khách hàng lựa chọn. Tăng đáng
kể dung lượng mạng viễn thông hiện có mà không phải bổ sung thêm cơ sở hạ
tầng mới gây tốn kém.
Các công nghệ chuyển mạch quang mới ra đời nhằm nâng cao hiệu quả sử
dụng tài nguyên mạng, cũng như tận dụng tốc độ truyền dẫn dịch vụ tương đối
cao của các mạng truyền dẫn quang hiện có như chuyển mạch kênh quang,
chuyển mạch gói quang, chuyển mạch burst quang. Đồng thời bổ sung thêm
các chức năng mới để phù hợp hơn với các dịch vụ viễn thông mới chất lượng
cao băng thông rộng, với nhiều loại hình dịch vụ.
Chuyển mạch gói quang là công nghệ chuyển mạch mà trong đó thông tin
cần truyền được cắt nhỏ thành các đoạn nhỏ có kích thước cố định hoặc biến
đổi. Sau đó chúng được gắn thêm thông tin điều khiển, định tuyến và hỗ trợ
mạng và được truyền đi trên mạng truyền tải gói tới đích.
Chuyển mạch gói quang, là công nghệ tiếp theo của chuyển mạch kênh
quang nên đã khắc phục được nhược điểm lớn nhất của chuyển mạch kênh là
sử dụng tài nguyên mạng không hiệu quả, chiếm dụng tài nguyên mạng cả khi
không thật sự cần thiết (tức là không thật sự có thông tin cần truyền, các
khoảng lặng trong khi kết nối). Tuy nhiên để đạt được hiệu quả tối đa trong
chuyển mạch gói là một điều rất khó vì cần phải dung hoà giữa hai yêu cầu trái
ngược nhau. Đó là hiệu suất truyền thông tin (được đánh giá dựa trên tỷ số giữa
thông tin tải trọng và thông tin truyền đi, yêu cầu gói phải có kích thước lớn để
tăng hiệu suất truyền tin) và tỷ số lỗi thông tin (là tỷ số giữa số bít lỗi và tổng
SVTN: Phạm Quang Huy – Lớp D08VT5 13

Đồ án Tốt nghiệp Đại học Chương 1: Mạng truyền tải quang
số bít thông tin truyền đi trong thời gian quan trắc, yêu cầu gói tin nhỏ để khi
lỗi bít hay mất gói thì lượng thông tin mất đi là nhỏ).
Chuyển mạch burst quang. Đây là một công nghệ chuyển mạch mới đã
kết hợp các ưu điểm của cả chuyển mạch kênh và gói quang, thực hiện kết hợp
một số gói tin tạo thành burst với một gói mang thông tin điều khiển nên giảm
lượng thông tin điều khiển mà không làm kích thước gói tin tăng lên. Mặt khác,
do được truyền tải trên mạng truyền tải quang nên khoảng thời gian truyền một
burst không quá lớn để gây trễ tới các burst khác. Hiện tại chuyển mạch burst
quang đang là sự lựa chọn phù hợp nhất cho mạng internet tốc độ cao, để cung
cấp các dịch vụ băng thông rộng, đa phương tiện đồng thời với chất lượng dịch
vụ theo yêu cầu. Tuy nhiên để phát triển công nghệ này phổ biến còn gặp rất
nhiều khó khăn, và phụ thuộc vào nhiều yếu tố khách quan khác như sự phát
triển của công nghệ bộ nhớ truy nhập quang, công nghệ quang lượng tử …
1.2.2 Nguyên tắc chung của chuyển mạch quang
Nguyên tắc chung của chuyển mạch quang là thực hiện chuyển mạch
thông tin dữ liệu trong miền quang (tại lớp quang) mà không còn cần phải
chuyển đổi thông tin dữ liệu sang miền điện như các node chuyển mạch điện
trước đây. Bằng cách tạo ra các kênh quang (kênh bước sóng hay khe thời
gian) để truyền tải thông tin dữ liệu.
Ngoài ra, cũng giống như chuyển mạch nói chung. Chuyển mạch quang
cũng thực hiện lưu đệm và chuyển tiếp thông tin tải trọng giữa nguồn và đích.
Nhưng có một điểm khác biệt giữa chuyển mạch quang và chuyển mạch điện
tử là: Trong chuyển mạch quang dữ liệu được "làm trễ" trước khi được chuyển
tiếp tới node tiếp theo trên đường đi tới đích, chứ không phải thực hiện đệm tại
các node trung gian như trong chuyển mạch điện tử.
Trong chuyển mạch quang, tại các node chuyển mạch các thông tin điều
khiển được tách riêng biến đổi quang điện, và xử lý để lấy thông tin định tuyến,
còn thông tin tải trọng được lưu trong các bộ đệm quang hay các đường dây trễ
để đợi chuyển mạch tới đầu ra thích hợp trên hướng đi tới đích. Như vậy trong

chuyển mạch quang đã bỏ đi hẳn quá trình chuyển đổi O/E/O làm giảm đáng kể
trễ xử lý tại các node chuyển mạch.
Dưới đây là mô hình chung của một node chuyển mạch quang.
SVTN: Phạm Quang Huy – Lớp D08VT5 14
Đồ án Tốt nghiệp Đại học Chương 1: Mạng truyền tải quang
Hình 1.1: Mô hình chung của một node chuyển mạch quang
Một node chuyển mạch quang nói chung bao gồm 4 phần chính:
1. Khối giao diện đầu vào: Thu, đệm tín hiệu quang để chuẩn bị đưa vào
trường chuyển mạch thực hiện chuyển mạch tới đầu ra, và tách thông tin điều
khiển đưa lên khối điều khiển chuyển mạch.
2. Khối điều khiển chuyển mạch: Khối này thực hiện thu nhận các thông
tin từ module đầu vào và phân tích thông tin điều khiển và thực hiện điều khiển
khối chuyển mạch. Ngoài ra sau khi phân tích song thông tin điều khiển thì nó
còn phải có chức năng cấu tạo lại phần thông tin điều khiển đưa tới module đầu
ra.
3. Khối chuyển mạch quang: Đây là thành phần chính trong mỗi node
chuyển mạch quang thực hiện chức năng chuyển mạch thông tin từ đầu vào tới
đầu ra theo yêu cầu.
4. Khối giao diện ra: thực hiện đệm đầu ra và ghép thông tin tải trọng và
thông tin điều khiển mới, biến đổi thành tín hiệu phù hợp với đường truyền và
đưa lên đường truyền dẫn.
Các đơn vị thông tin truyền tải khi đến node chuyển mạch nó được đưa
qua một bộ phân kênh (DEMUX) để tách phần tải trọng đưa vào bộ đệm quang
(đường dây trễ), và thông tin điều khiển đưa vào module đầu vào của khối điều
khiển chuyển mạch để chuẩn bị xử lý lấy thông tin định tuyến, để điều khiển
khối chuyển mạch. Thực hiện chuyển mạch thông tin dữ liệu tới đầu ra phù
hợp, rồi qua bộ ghép thông tin điều khiển (MUX) và được đưa lên đường
truyền quang tới node tiếp theo trên đường đi từ nguồn tới đích.
SVTN: Phạm Quang Huy – Lớp D08VT5 15
Đồ án Tốt nghiệp Đại học Chương 1: Mạng truyền tải quang

1.2.3. Phân loại chuyển mạch quang
1.2.3.1. Chuyển mạch kênh quang
Trong chuyển mạch kênh quang, một kênh quang được thiết lập trước khi
truyền tin bởi một bản tin thiết lập, và được giải phóng bởi một bản tin giải
phóng được gửi đi sau khi cuộc nối kết thúc. Đơn vị dữ liệu trong chuyển mạch
kênh thường là bản tin.
Chuyển mạch kênh quang hoạt động theo phương pháp định tuyến bước
sóng. Trong mạng chuyển mạch kênh quang định tuyến bước sóng một kênh
bước sóng sẽ được thiết lập từ điểm đầu tới điểm cuối trước khi truyền tin và
kênh đó sẽ bị chiếm dụng trong suốt thời gian diễn ra cuộc nối.
Để thiết lập một cuộc nối trong mạng chuyển mạch kênh bao gồm 3 pha
(thiết lập kết nối, truyền tin, giải phóng kết nối). Sau đây là mô hình thiết lập
một kết nối đối với giao thức không yêu cầu bản tin xác nhận kết thúc phiên
truyền tin.
Hình 1.2: Mô tả quá trình kết nối trong mạng chuyển mạch kênh quang
1.2.3.2. Chuyển mạch gói quang
Ở mạng chuyển mạch gói thông tin cần truyền được cắt nhỏ thành các
khối có kích thước cố định hay thay đổi, và được cấu trúc thành gói tin bao
gồm thông tin tải trọng (là thông tin dữ liệu người dùng cần truyền, trao đổi) và
phần thông tin điều khiển mạng (thông tin điều khiển header) để gửi qua mạng
tới đích. Tại phía thu phải thực hiện phục hồi bản tin từ các gói tin thu được.
Trong mạng chuyển mạch gói các kết nối chỉ được thiết lập khi truyền gói tin,
sau khi truyền song gói tin thì kết nối đó được giải phóng và các tài nguyên
mạng đã phục vụ kết nối này lại được cung cấp phục vụ cho các kết nối khác,
vì vậy mà kết nối chỉ được thiết lập khi thực sự có thông tin cần truyền. Đây là
SVTN: Phạm Quang Huy – Lớp D08VT5 16
Đồ án Tốt nghiệp Đại học Chương 1: Mạng truyền tải quang
điểm khác biệt so với chuyển mạch kênh. Trong mạng chuyển mạch gói đã
khắc phục được nhược điểm của mạng chuyển mạch kênh đó là sử dụng tài
nguyên mạng một cách mềm dẻo và đạt hiệu quả cao.

Trong mạng chuyển mạch gói quang thì các dữ liệu người sử dụng được
truyền dẫn quang hoàn toàn từ nguồn đến đích. Chính điều này đã làm giảm
đáng kể thời gian trễ xử lý như ở các mạng chuyển mạch gói sử dụng chuyển
mạch điện tử do không phải thực hiện biến đổi O-E-O tại các node trung gian.
Tuỳ theo kỹ thuật chuyển mạch được áp dụng mà ta có các kiểu thiết lập
kết nối khác nhau: Như định tuyến độc lập ( tức là, mỗi gói tin được định tuyến
trên những đường đi khác nhau tối ưu tại thời điểm đó), định tuyến phụ thuộc
(là phương pháp định tuyến mà trong đó các gói tin cùng đi trên một đường đi)
hay định tuyến ngẫu nhiên (là gói tin được gửi đi liên tục trên mạng và ngẫu
nhiên đến đích). Ở mạng chuyển mạch gói các gói tin có thể đi trên các con
đường khác nhau, là con đường tối ưu nhất tại thời điểm đó, khi con đường tối
ưu nhất bị lỗi thì mạng có khả năng định tuyến lại.
Hình 1.3: Mô hình mạng chuyển mạch gói.
Một nguyên tắc cơ bản của chuyển mạch gói đó là "lưu đệm" và chuyển
tiếp, tức là một gói tin chỉ được gửi đi khi đã thu được hoàn toàn đầy đủ tại
node nguồn hay các node trung gian. Chính đặc điểm này đã khiến các gói tin
bị trễ tương ứng với độ dài của mỗi gói tại các node trung gian. Để giảm trễ thì
người ta có thể tiến hành sử dụng các giao thức khác như: Giao thức không
kiểm tra lỗi tại node trung gian (trong mạng sử dụng công nghệ ATM), giao
thức không cần bản tin xác nhận, hay có thể thực hiện ước lượng thống kê kích
thước gói để gửi đi trước thiết lập băng thông và cấu hình chuyển mạch v v
Tuy nhiên chuyển mạch gói vẫn không phải là một phương pháp hoàn
hảo có thể đáp ứng mọi nhu cầu trong tương lai, nó vẫn tồn tại các hạn chế khó
khắc phục như: Khi tốc độ đường truyền lên cao thì thời gian truyền dẫn trở
SVTN: Phạm Quang Huy – Lớp D08VT5 17
Đồ án Tốt nghiệp Đại học Chương 1: Mạng truyền tải quang
nên không đáng kể. Vì vậy, nếu kích thước gói nhỏ thì thời gian định tuyến trở
nên lớn hơn thời gian truyền thông tin rất nhiều, hay có thể xảy ra tranh chấp
gây tắc nghẽn mạng do quá nhiều thông tin điều khiển phải xử lý Vì vậy cần
phải phát triển một công nghệ chuyển mạch khác khắc phục được các nhược

điểm này, phù hợp hơn với các mạng hiện tại có dung lượng lớn tốc độ truyền
dẫn cao. Chuyển mạch burst quang là một trong những công nghệ chuyển mạch
đáp ứng được các yêu cầu đó.
1.2.3.3 Chuyển mạch burst quang(OBS).
Chuyển mạch burst quang ra đời là sự kết hợp các ưu điểm của cả chuyển
mạch gói quang và chuyển mạch kênh quang. Nó được thiết kế để cân bằng
giữa các ưu và nhược điểm của cả hai loại chuyển mạch này, thực hiện truyền
thông tin dưới dạng các burst quang. Đặc biệt hơn là nó không yêu cầu đệm các
burst quang tại các node trung gian (thực hiện truyền dẫn qua mạng truyền tải
quang một cách trong suốt).
Hình 1.4: Mô hình mạng chuyển mạch burst quang
Trong mạng chuyển mạch burst quang các thông tin cần truyền được cấu
trúc vào thành các burst, bao gồm một gói điều khiển được gửi đi trước để đăng
ký sử dụng tài nguyên mạng và phần thông tin tải trọng bao gồm nhiều gói tin IP
hay tế bào ATM hay Frame ralay thậm trí là dữ liệu HDTV đã được cấu trúc
thành một burst đi theo sau gói điều khiển đã được gửi đi.
Các node mạng trong mạng chuyển mạch burst quang được phân thành hai
loại: node lõi và node biên.
SVTN: Phạm Quang Huy – Lớp D08VT5 18
Đồ án Tốt nghiệp Đại học Chương 1: Mạng truyền tải quang
Node lõi: Là node chỉ có chức năng thu nhận và chuyển tiếp các burst đến
tới các node tiếp theo trên đường đi trong mạng. Tuỳ theo các phương thức điều
khiển được sử dụng trong mạng mà node lõi có thể có bộ đệm hay không. Chức
năng chính của node này chỉ đơn thuần thực hiện cung cấp kết nối để chuyển
tiếp burst tới node tiếp theo mà không có chức năng cấu thành hay phân giải
burst.
Node biên: Ngoài chức năng của một node lõi nó còn phải có chức năng
cấu tạo (thành lập) và phân giải các burst thông tin, là nơi kết cuối hay bắt đầu
của các burst. Đây là node có cả giao diện tín hiệu quang với các mạng quang và
mạng chuyển mạch burst và giao diện tín hiệu điện với các mạng chuyển mạch

gói điện hay các mạng truy nhập. Chức năng chính của node này là thu thập
thông tin để cấu tạo các burst và phân giải các burst ra thành các dạng thông tin
ban đầu(gói hay bản tin) phân bổ chúng tới các mạng truy nhập.
Ở mạng chuyển mạch burst quang mỗi burst chỉ có một gói mang thông tin
điều khiển (gói điều khiển) nên đã giảm được đáng kể lượng thông tin điêu khiển
tăng hiệu suất truyền tin. Đồng thời trong mỗi burst được cấu tạo từ nhiều gói
nên cũng không chiếm dụng kênh trong thời gian qua dài hay gây trễ quá lớn tới
các burst khác. Ở mạng chuyển mạch burst có thể tiến hành phát burst trong khi
vẫn còn đang thu phần sau của burst đó nên giảm hiện tượng trễ do một burst
chiến dụng kênh quá lâu gây ảnh hưởng tới các burst khác, nên tăng hiệu quả sử
dụng tài nguyên đồng thời tăng được chất lượng dịch vụ.
Chuyển mạch burst quang có một số đặc trưng sau đây:
1. Kích thước đơn vị truyền dẫn của chuyển mạch burst nhỏ hơn kích thước
đơn vị truyền dẫn của chuyển mạch kênh và lớn hơn đơn vị truyền dẫn của
chuyển mạch gói quang.
2. Có sự ngăn cách giữa điều khiển và dữ liệu: Thông tin điều khiển của
chuyển mạch burst được truyền trên một bước sóng riêng (báo hiệu ngoài băng),
và không được truyền đi cùng với burst như ở chuyển mạch gói mà nó được
truyền đi trước.
3. Sử dụng đăng ký trước: Trước khi truyền burst thì nó gửi đi một gói điều
khiển để đăng ký tài nguyên và cấu hình trường chuyển mạch. Node nguồn
không yêu cầu thu nhận thông tin xác nhận từ node đích gửi về trước khi truyền
tin tới node đích.
4. Kích thước burst có thể thay đổi. Từ kích thước burst nhỏ nhất tới kích
thước burst lớn nhất. Đặc biệt có thể phát burst bổ sung.
5. Không sử dụng bộ đệm: Các node trung gian trong mạng chuyển mạch
burst quang không thực hiện đệm tín hiệu. Các burst được truyền thẳng qua các
node trung gian tới node đích.
SVTN: Phạm Quang Huy – Lớp D08VT5 19
Đồ án Tốt nghiệp Đại học Chương 1: Mạng truyền tải quang

6. Đặc biệt trong chuyển mạch burst quang có thể ứng dụng kỹ thuật ước
lượng thống kê kích thước burst để gửi đi trước trong gói điều khiển, giảm thời
gian trễ burst tại các node nguồn.
Mặt khác chuyển mạch burst quang có tốc độ cao và cho phép đồng thời
truyền dẫn nhiều loại lưu lượng khác nhau (IP, ATM, Frame relay hay
HDTV ) nên có thể đáp ứng được các dịch vụ mới yêu cầu chất lượng cao
băng thông rộng trong tương lai. Hiện nay chuyển mạch burst quang đang là
một giải pháp phù hợp nhất cho mạng internet tốc độ cao và cung cấp các dịch
vụ đa phương tiện. Tuy nhiên vấn đề ứng dụng chuyển mạch burst quang vào
mạng viễn thông hiện nay vẫn đang gặp nhiều khó khăn, do công nghệ bộ nhớ
truy nhập quang chưa phát triển, chất lượng các thiết bị quang lượng tử chưa
được chính xác,…đang là vấn đề lớn nhất cần giải quyết.
SVTN: Phạm Quang Huy – Lớp D08VT5 20
Đồ án Tốt nghiệp Đại học Chương 2: Chuyển mạch gói quang
CHƯƠNG 2: CHUYỂN MẠCH GÓI QUANG
2.1. Giới thiệu chung
Mạng với các thiết bị quang hiện đang có triển vọng lớn trong việc cung
cấp các ứng dụng đa phương tiện thời gian thực cao, vì nó có khả năng truyền
dẫn ở tốc độ cao hơn rất nhiều với độ tin cậy lớn hơn so với mạng điện thông
thường. Hiện nay, các liên kết quang đã thay thế cho cáp đồng trong rất nhiều
mạng, tuy nhiên mạng quang theo đúng nghĩa mới chỉ được bắt đầu phát triển,
nó bao gồm truyền dẫn quang, chuyển mạch quang và cả khả năng xử lí gói tin
bằng công nghệ quang. Dưới đây sẽ nghiên cứu một kĩ thuật mới, hiện chưa
được triển khai trên thực tế, song lại là một giải pháp có rất nhiều ưu điểm, và
có khả năng đáp ứng được các yêu cầu của mạng thế hệ mới về mọi mặt, đó là
"chuyển mạch gói quang". Chuyển mạch gói quang là kĩ thuật chuyển mạch gói
được thực hiện bởi hoàn toàn công nghệ quang thông qua các thiết bị quang.
Mạng chuyển mạch gói quang hoàn toàn có khả năng truyền tải mọi loại thông
tin, từ tốc độ bit thấp như thoại cho tới tốc độ bit cao là video rõ nét, và có thể
đáp ứng các yêu cầu khác nhau của mỗi loại dịch vụ có về tốc độ bit, đặc tính,

kiểu tốc độ (cố định hay thay đổi), độ chính xác thông tin (như độ mất gói và tỉ
lệ lỗi bit) và đảm bảo thời gian (độ trễ và jitter).
Chuyển mạch gói quang có thể đáp ứng mọi yêu cầu và ta có thể phân loại
các yêu cầu thông tin của chuyển mạch đó là:
• Khả năng quản lí các loại tốc độ thông tin khác nhau.
• Có thể chuyển mạch đa phương hoặc quảng bá.
• Có hiệu năng cao về độ trễ, khả năng thông qua và tỉ lệ lỗi bit (BER)
Hiện nay mạng chuyển mạch gói quang vẫn chưa hoàn toàn quang, các tín
hiệu đều cần chuyển đổi trở lại dạng điện trước khi chuyển mạch và xử lí. Như
vậy, các ưu điểm lớn của thông tin quang như tốc độ và hiệu quả vẫn chưa
được phát huy cao do độ trễ vẫn lớn. Mạng chuyển mạch gói quang có thể chưa
được áp dụng vào cuộc sống trong một vài năm tới do giới hạn về công nghệ
quang. Tuy nhiên với sự phát triển nhanh chóng và rất nhiều các mô hình
nghiên cứu chuyển mạch gói quang, mạng viễn thông sẽ có thể áp dụng công
nghệ này vào thực tiễn để đáp ứng được đòi hỏi ngày càng cao của các dịch vụ
người dùng.
2.2 Vai trò của mạng chuyển mạch gói quang
Sự phát triển của các dịch vụ hiện có và các dịch vụ mới băng thông cao
đã làm cho lưu lượng viễn thông không ngừng tăng nhanh, và từ đó băng thông
yêu cầu cũng tăng lên ngày càng lớn. Bước đầu để đáp ứng băng thông là sự
triển khai hệ thống truyền dẫn WDM. Và bước tiếp theo, mạng thế hệ mới cần
phải tận dụng được kĩ thuật WDM bằng cách thực hiện các chức năng quang
SVTH: Phạm Quang Huy – Lớp D08VT5 21
Đồ án Tốt nghiệp Đại học Chương 2: Chuyển mạch gói quang
trong điều khiển và quản lí các tín hiệu hàng megabit, như thế sẽ làm giảm sự
phức tạp trong hệ thống điện và giảm giá thành.
Sự nâng cấp mạng từ điện sang quang làm phát sinh vấn đề nghẽn cổ chai
về khả năng thông qua. Vấn đề này đã thấy được trên mạng đường trục kết nối
chéo quang, và người ta cần sử dụng tầng chuyển mạch gói quang giữa tầng
chuyển mạch điện và tầng truyền dẫn. Như vậy tầng chuyển mạch gói quang sẽ

kết nối, lấp khe trống giữa tầng điện đang tồn tại và các kênh quang ở đường
trục, đồng thời cho phép chuyển mạch gói nhanh các kết nối đổi tần ở tốc độ
cao hơn nhiều so với tầng điện mà không ảnh hưởng trực tiếp lên kết nối chéo.
Ta có mô hình phân tầng tham khảo như hình 2.1.
Hình 2.1: Mô hình mạng phân tầng tham chiếu
Các xu hướng phát triển của các mạng viễn thông chủ yếu phụ thuộc vào
những yêu cầu của các dịch vụ tương lai. Qua thực tế người ta dự đoán môi
trường mạng sẽ biến đổi hoàn toàn theo những xu hướng chủ đạo là:
• Lưu lượng internet trong đó thông tin dữ liệu chiếm ưu thế.
• Sự phát triển kỹ thuật WDM dựa trên liên kết điểm-điểm sẽ tận dụng được
băng thông cũng như số lượng kênh bước sóng và tốc độ bít trên một kênh.
• Mạng truyền tải WDM kết nối chéo quang có độ linh hoạt cao.
Các nghiên cứu cho thấy mạng chuyển mạch gói là mạng chủ đạo trong
tương lai và có thể đáp ứng được các yêu cầu dịch vụ, một trong số đó có mạng
SVTH: Phạm Quang Huy – Lớp D08VT5 22
Đồ án Tốt nghiệp Đại học Chương 2: Chuyển mạch gói quang
chuyển mạch gói quang. Mạng chuyển mạch gói quang đã được nghiên cứu
cách đây khoảng chục năm. Từ đó đến nay có rất nhiều thay đổi, các thiết bị đã
được cải thiện cũng như đặc tính lưu lượng có nhiều biến đổi. Có rất nhiều vấn
đề chưa được giải quyết, song công nghệ quang đã bắt đầu có những dấu hiệu
trưởng thành. Mạng quang có thể được trải rộng từ mạng đường trục với
khoảng cách lớn tới mạng truy cập, và mạng đã càng ngày càng phức tạp hơn,
hiệu quả hơn và độ tin cậy cao hơn trước đây. Chuyển mạch gói quang có thể
vẫn chỉ trong phòng thí nghiệm nhiều năm nữa, song với công nghệ phát triển
ngày càng cao để đáp ứng cho các phương thức chuyển mạch hiện có như
chuyển mạch kênh quang, sẽ tạo bước xúc tiến cho mạng chuyển mạch gói
quang ra đời.
2.3 Đặc tính lưu lượng của chuyển mạch gói quang
2.3.1 Đặc tính lưu lượng của chuyển mạch không có chức năng tách-
ghép

2.3.1.1 Mạng và kiến trúc chuyển mạch của hệ thống WDM
Mạng gói quang WDM xác định ở đây được chỉ ra trong hình 2.2.
Hình 2.2: Chuyển mạch gói của hệ thống WDM
Chuyển mạch gói quang chuyển dữ liệu giữa các mạng con như MAN,
LAN Mạng giống với một mạng sao và N bước sóng khác nhau, λ
1
λ
N-1
,λ
N
trên một sợi và các bước sóng này được sử dụng để mang lưu lượng mạng.
Kiến trúc chuyển mạch ATMOS và KEOPS với các cổng đầu vào kênh
đơn được mô tả. Ơ đây, thực hiện chung của một node chuyển mạch gói WDM
được xác định như trong hình 2.3.
SVTH: Phạm Quang Huy – Lớp D08VT5 23
Đồ án Tốt nghiệp Đại học Chương 2: Chuyển mạch gói quang
Hình 2.3 Khối chuyên mạch gói quang WDM
• Phần đầu vào: Tại đây, khối tách kênh lựa chọn các gói đến ở N bước sóng cố
định λ
1
, λ
2
,…, λ
N
và bộ chuyển đổi bước sóng quang khả chỉnh (TOWC's) sẽ
đánh địa chỉ các gói theo không gian trống trong bộ đệm đầu ra đường dây trễ.
• Khối chuyển mạch không gian không nghẽn (nonblocking) có chức năng
chuyển gói tới đầu ra yêu cầu cũng như đệm đầu ra đường dây trễ thích hợp.
• Khối đệm gói bằng các đường dây trễ. Như trên hình ta có kích thước chuyển
mạch là







+1
N
B
M. x N.M
, trong đó B là số vị trí gói trong bộ đệm, N là số bước
sóng, M là số đầu vào và đầu ra, B/N là số lượng đường dây trễ. Các kết nối
cuối B/N +1 từ chuyển mạch không gian qua bộ đệm tới đầu ra là một đoạn cáp
có chiều dài rất nhỏ. Đặt B/N+1 = α để nhấn mạnh rằng với số đường đường
dây trễ cho trước, thì số vị trí gói B là bội số của N hay α là số nguyên.
Kiến trúc này không thể hiện giao diện quang/điện đặt ngay sau bộ tách
kênh ở đầu vào của chuyển mạch. Giao diện này được dùng để tách tiêu đề mỗi
gói tìm đầu ra, sau đó xác định vị trí hay trạng thái hàng đợi để điều khiển bộ
chuyển đổi bước sóng cũng như trạng thái cổng ở chuyển mạch không gian.
2.3.1.2 Ảnh hưởng của các bộ chuyển đổi bước sóng khả chỉnh
a. Lưu lượng kiểu ngẫu nhiên
Bộ biến đổi bước sóng khả chỉnh TOWC (Tunable Optical Wavelength
Converter) làm giảm rõ rệt số lượng đường dây trễ vì TOWC cho phép lưu
chuyển nhiều gói quang ở nhiều bước sóng khác nhau trên cùng một đường dây
trễ. Mặc dù sử dụng TOWC có thể làm đảo lộn thứ tự gói, song ta có thể bỏ
qua vì ảnh hưởng lên độ lưu thoát lưu lượng là rất nhỏ, ngay cả trong trường
hợp xấu nhất. Hình 2.4 trình bày việc xử lí đệm trong trường hợp có và không
có bộ biến đổi bước sóng TOWC.
SVTH: Phạm Quang Huy – Lớp D08VT5 24
Đồ án Tốt nghiệp Đại học Chương 2: Chuyển mạch gói quang

Hình 2.4: Xử lí đệm khi có và không có chuyển đổi bước sóng
Có thể minh họa tác dụng giảm số lượng đường dây trễ trên hình 2.5, mẫu
lưu lượng đã được công nhận và đang được phát triển cho một số mô hình
khác.
Hình 2.5: Xác suất mất gói tin khi có và không có TOWC’s
Đồ thị chỉ ra xác xuất mất gói với số đường dây trễ là B/N, trong đó B là
số lượng gói tin lớn nhất có thể lưu trên bộ đệm, N là số lượng bước sóng.
Trường chuyển mạch 16 x 16, tải 0,8 cho mỗi kênh trên N kênh đầu vào. Nếu
không có bộ biến đổi bước sóng, hiệu năng là độc lập với N, hàng đợi có thể
coi như gồm N hàng riêng biệt và độc lập, mỗi hàng chỉ tương ứng với 1 bước
sóng, và các tính toán chỉ cần đặt N=1. Khi có bộ biến đổi, xác suất mất gói
PLR được cải thiện khi số lượng bước sóng tăng tức là khi N tăng, tổng số
lượng kênh đầu vào và đầu ra cũng tăng do đó dung lượng chuyển mạch không
gian tăng làm giảm tỉ lệ mất gói tin. Mặc dù số kênh đầu vào tăng, nhưng mỗi
đầu ra có thể nhận cùng tỉ lệ tải tin ρ độc lập với N, và do đó với cùng một tỉ lệ
mất gói PLR mà độ sâu bộ đệm không đổi. Mặt khác nếu B/N cố định, thì độ
sâu bộ đệm sẽ tăng theo N. Do vậy, xác suất mất gói giảm với số kênh bước
sóng khi TOWC's được sử dụng. Ta cũng có thể so sánh như sau: với PLR =
10
-10
, N=4/ 8 nếu có bộ chuyển đổi thìcần số đường dây trễ là 12/6, trong khi đó
nếu không có bộ chuyển đổi thì cần số đường dây trễ là 48.
b. Lưu lượng biến đổi đột ngột
Mô hình tính toán cho lưu lượng biến đổi đột ngột đã được thực hiện và
xác nhận. Các tính toán cơ bản khi áp dụng trên đơn kênh, đã chỉ ra rằng tải
chấp nhận được thấp hơn nhiều khi so sánh với lưu lượng ngẫu nhiên. Tuy
nhiên, với hệ thống WDM thì vấn đề này cũng được giản quyết như trường hợp
tải ngẫu nhiên.
Hình 2.6 (a) mô tả số lượng đường dây trễ giảm nhờ có TOWC's trong
chuyển mạch gói WDM với tỉ lệ mất gói tinPLR = 10

-10
.
SVTH: Phạm Quang Huy – Lớp D08VT5 25