So sánh các thuật toán thiết kế topo logic và tái cấu hình topo logic ứng dụng giải thuật di truyền

MỤC LỤC


BẢNG CÁC CHỮ CÁI VIẾT TẮT
Viết Tắt Nghĩa tiếng Anh

Nghĩa tiếng Việt

ADM

Add/Drop Multiplexer

Bộ xen/rớt kênh

ATM

Asynchronous Transfer Mode

Phương thức truyền không đồng bộ

ARQ

Automatic Repeat Request

Yêu cầu lặp lại tự động

BER

Bit Error Ratio

Tỉ số lỗi Bít

CRC

Cyclic Redundancy Check

Kiểm tra số dư chu trình

DEMUX Demultiplexer

Bộ giải ghép kênh

D-RWA Dynamic Routing

Định tuyến và gán bước sóng

Wavelength Assignment
DWDM Dense Wavelength

động
Ghép kênh chia bước sóng quang

Division Multiplexer

dày đặc

ECMP

Equal Cost Multi Path

Nhiều tuyến chi phí bằng nhau

EDFA

Erbium Doped Fiber Amplifier Bộ khuyếch đại quang sợi trộn Erbium

ENNI

External Network to Network

Giao diện giữa mạng với mạng

Interface

bên ngoài

GA

Generic Algorithms

Thuật toán di truyền

INNI

Internal Network to Network

Giao diện giữa mạng với mạng nội bộ

Interface
IP

Internet Protocol

Giao thức Internet

ISP

Internet Service Provider

Nhà cung cấp dịch vụ Internet

ITU-T

International

Ban tiêu chuẩn hóa Viễn Thông trong

Telecommunication trong

Liên minh Viễn Thông

Union –Telecommunication

Quốc tế

Standardization Bureau
LSA

Link State Advertisements

Bản tin thông báo trạng thái liên kết

LSP

Label Switched Path

Đường dẫn chuyển mạch nhãn

LTD

Logical Topo Design

Bài toán thiết kế topo mạng

MAC

Media Access Protocol

Giao thức truy nhập môi trường

MPLS

Multi Protocol Label Switch

Chuyển mạch nhãn đa giao thức


MUX

Multiplexer

Bộ ghép kênh

NNI

Network to Network Interface

Giao diện giữa mạng với mạng

OADM

Optical Add/Drop Multiplexer Bộ xen rớt quang

OAMP

Optical Amplifier

Bộ khuếch đại quang

OLT

Optical Line Terminal

Bộ kết cuối đường quang

OSI

Open System Interconnection

Mô hình kết nối các hệ thống mở

OSPF

Open Shortest Path First

Giao thức đầu tiên ngắn nhất mở

OXC

Optical Cross Connect

Bộ kết nối chéo quang

PDFA

Praseodymium Doped Fibre

Bộ khuếch đại sợi pha

Amplifier

Praseodymium

POH

Path Over Head

Mào đầu đường

QoS

Quality of Service

Yêu cầu chất lượng dịch vụ

SDH

Synchronous Digital Hierachy

Phân cấp số đồng bộ

SOA

Semiconductor Optical Amplifier Bộ khuếch đại quang bán dẫn

SOH

Section Over Head

Mào đầu đoạn

SONET Synchronous Optical Network Mạng quang đồng bộ
S-RWA

Static Routing Wavelength

Định tuyến và gán bước song tĩnh

Assignment
STM

Synchronous Transport Module Mô đun truyền dẫn đồng bộ

TDM

Time Division Multiplexer

Ghép kênh theo thời gian

TE

Traffic Engineering

Kỹ thuật lưu lượng

UNI

User to Network Interface

Giao diện giữa user và mạng

WDM

Wavelength Division

Ghép kênh theo bước song

Multiplexing
WRS

Wavelength Routing Switching Chuyển mạch định tuyến bước sóng

LỜI NÓI ĐẦU
Trong kỹ thuật truyền dẫn với sự ra đời của công nghệ mạng quang WDM
được coi như là công nghệ tối ưu thay thế cho công nghệ TDM truyền thống. Với
công nghệ WDM thì cho phép các nhà thiết kế mạng lựa chọn phương án tối ưu
nhất để tăng dung lượng đường truyền với chi phí thấp nhất. Bên cạnh đó thì ngày
nay các dịch vụ sử dụng giao thức IP ngày càng phát triển rộng rãi. Do đó tích hợp
IP và WDM để chuyển tải lưu lượng IP trên mạng quang WDM đã trở thành vấn đề
cấp bách và quan trọng. Tuy nhiên do số lượng bước sóng sử dụng trong hệ thống
WDM là hạn chế do đó vấn đề là phải làm thế nào để sử dụng nguồn tài nguyên này
một cách hiệu quả nhất. Vì vậy tối ưu hoá việc sử dụng tài nguyên và hiệu năng của
mạng là một yêu cầu đặt ra cho các nhà cung cấp dịch vụ.
Vì lẽ đó cuốn đồ án này sẽ trình bày cho chúng ta biết một vài kiến thức cơ bản
về mạng IP/WDM và các kỹ thuật lưu lượng trong mạng này, tức là làm thế nào để
truyền lưu lượng IP trên mạng quang một cách hiệu quả nhất. Có nhiều giải pháp
đưa ra để thực hiện kỹ thuật lưu lượng một cách tối ưu trong mạng IP/WDM. Trong
khuôn khổ của cuốn đồ án này tôi đã trình bày hai giải pháp đó là khi lưu lượng
mạng thay đổi thì ta thiết kế topo mạng mới hoặc tái cấu hình topo logic dùng thuật
toán di truyền GA. Các nội dung được trình bày trong đồ án hầu hết đều có mối liên
hệ chặt chẽ với nhau, bổ trợ cho nhau. Với phương pháp thực hiện đồ án là nghiên
cứu lý thuyết kết hợp với mô phỏng bằng cách sử dụng ngôn ngữ lập trình Matlab.
Đồ án này gồm 4 chương với nội dung của các chương được tóm tắt như sau:
Chương 1 : Giới thiệu tổng quan về mạng IP/WDM, ưu nhược điểm của
WDM, các mô hình cấu trúc mạng IP/WDM.
Chương 2 : Giới thiệu về kỹ thuật lưu lượng trong mạng IP/WDM và các
mô hình triển khai kỹ thuật lưu lượng trong mạng IP/WDM.
Chương 3 : Trình bày một số vần đề cơ bản bề thiết kế topo logic, các thuật
toán để thiết kế topo logic trong mạng IP/WDM đồng thời nhận xét một số kết quả
mô phỏng khi thiết kế topo logic ứng dụng toolbox Matplan của Matlab.

Chương 4 : Trình bày một số kiến thức cơ bản về thuật toán di truyền GA, ứng
dụng thuật toán GA vào tái cấu hình topo logic đồng thời nhận xét đánh giá kết quả
mô phỏng.
Kết luận chung và hướng phát triển đề tài
Qua đây em cũng xin cảm ơn Thầy giáo – Thạc Sĩ Nguyễn Duy Nhật Viễn, đã
giúp đỡ và tạo điều kiện cho em hoàn thành cuốn đồ án này.
Đà Nẵng, tháng 6 năm 2011
Sinh viên thực hiện
Trần Huy Cần


CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ MẠNG IP/WDM
1.1 Giới thiệu chương

Tích hợp IP vào mạng quang WDM (Wavelength Division Multiplexing) là một
xu hướng của công nghệ mạng kế tiếp. Các chủ đề chương này giới thiệu một số nội
dung cơ bản sau : giới thiệu chung về IP, tổng quan về công nghệ WDM, nguyên lý
hoạt động của WDM, các thành phần trong mạng WDM, cấu trúc mạng WDM, tổng
quan về mạng IP/WDM, giải thích sơ lược về khái niệm và cách thức chuyển tải IP
trên nền WDM. Các ưu khuyết điểm của các cấu trúc trong mạng WDM từ đó có
thể giúp ta có thể chọn cấu trúc nào cho phù hợp để làm cơ sở cho các chương tiếp
theo.
1.2 Giới thiệu chung về IP

IP (Internet Protocol) là một giao thức liên mạng nằm ở lớp 3 trong mô hình
OSI. IP bao gồm thông tin địa chỉ và điều khiển cho phép các gói tin được định
tuyến. IP cung cấp hoạt động không kết nối phân phối nỗ lực tốt nhất cho các

datagram thông qua các liên mạng và cung cấp phân mảnh và tái hợp cho các
datagram để hỗ trợ các tuyến dữ liệu với kích thước đơn vị dữ liệu khác nhau.
Datagram (packets) là đơn vị dữ liệu dùng trong giao thức IP, và là đơn vị cơ bản
của việc truyền tin Internet. Giao thức IP rất thông dụng trong mạng Internet ngày
nay.
Định tuyến trong IP : Là quá trình chuyển lưu lượng người dùng từ nguồn đến
đích. Trong mạng bộ định tuyến Router được dùng để định tuyến lưu lượng. Router
cần dựa vào bảng định tuyến để chuyển gói tin đi.
Hoạt động định tuyến :
+ Quá trình tìm đường : Sử dụng thuật toán tìm đường ngắn nhất Dijkstra, dựa
vào đơn vị đo lường chuẩn là Metric (độ dài đường đi, độ tin cậy, độ trễ tuyến,
băng thông, tải, chi phí truyền thông.
+ Chuyển gói tin theo đường đã chọn : Dựa vào địa chỉ IP và địa chỉ vật lý (địa
chỉ MAC) để chuyển gói đi. Địa chỉ vật lý của gói dữ liệu luôn thay đổi khi qua
trạm trung gian, ngược lại địa chỉ IP không thay đổi.


1.3 Tổng quan về công nghệ WDM

Giới thiệu chung về WDM

1.3.1

WDM là phương thức ghép kênh quang theo bước sóng (Wavelength Division
Multiplexing). WDM truyền song song nhiều bước sóng trên cùng một sợi quang.
Các kênh tín hiệu khác nhau sẽ được chuyển thành các bước sóng khác nhau và
được ghép vào một sợi quang tại đầu phát nhờ bộ ghép kênh và được tách ra trở lại
tại đầu thu nhờ bộ phân kênh.
Ưu nhược điểm của mạng WDM
 Ưu điểm : So với hệ thống truyền dẫn đơn kênh quang thì WDM có những

ưu điểm sau :
- Hệ thống WDM có dung lượng truyền dẫn lớn hơn nhiều so với hệ thống TDM.
- TDM phải tăng tốc độ số liệu khi lưu lượng truyền dẫn tăng, WDM chỉ cần mang
vài tín hiệu, mỗi tín hiệu ứng với mỗi bước sóng riêng.
-

Đáp ứng linh hoạt việc nâng cấp dung lượng hệ thống, kỹ thuật WDM cho phép

tăng dung lượng của mạng hiện có mà không cần phải gắn thêm sợi quang.
- Nhờ việc định tuyến và phân bố bước sóng trong mạng WDM nên có khả năng
quản lý băng tần truyền dẫn và cấu hình lại dịch vụ mạng là hiệu quả và mềm dẻo.
- Truyền chương trình truyền hình chất lượng cao, cự ly dài, giảm chi phí đầu tư
mới.
- Những tiến bộ trong công nghệ WDM hứa hẹn sẽ tăng băng thông truyền trên sợi
quang lên đến hàng Tbps, đáp ứng nhu cầu sử dụng mạng ở nhiều cấp độ khác
nhau.
 Nhược điểm :

-

Hiện tại WDM chỉ mới tận dụng băng C và băng L .

-

Chi phí khai thác và bảo dưỡng tăng do có nhiều hệ thống cùng hoạt động.

1.3.2

Nguyên lý hoạt động của mạng WDM

Hình 1.1 Nguyên lý ghép kênh phân chia theo bước sóng
Từ hình trên ta thấy các luồng tín hiệu quang từ các nguồn có các bước sóng khác
nhau λ1 , λ 2 ,..., λ n sẽ được ghép lại nhờ bộ ghép kênh MUX. Bộ ghép MUX phải đảm
bảo ít suy hao và không cho sự xuyên nhiễu giữa các luồng. Các luồng tín hiệu sau
khi ghép được truyền trên một sợi quang tới phía thu. Trên một tuyến đường có cự
li dài thì chùm sóng quang được khuyếch đại nhờ các bộ khuyếch đại.
Tại đầu thu, luồng sóng quang được tách ra thành các bước sóng λ1 , λ 2 ,..., λ n
riêng lẻ rồi đưa đến bộ thu Rx tương ứng cho từng luồng. Các bộ tách sóng quang
trong thiết bị thu Rx khôi phục lại tín hiệu điện từng luồng tương ứng với phía phát.
1.3.3

Các thành phần trong mạng WDM

1.3.3.1 Thiết bị đầu cuối OLT

Bộ đầu cuối quang OLT (Optical Line Terminal) là thiết bị có trong các mô hình
mạng điểm-điểm, thực hiện ghép tín hiệu tại đầu phát, truyền đi trên sợi quang, giải
ghép ở đầu thu và chuyển các tín hiệu thành phần đến phía khách hàng .

Hình 1.2 Thiết bị đầu cuối OLT
OLT có 3 khối chức năng chính : chuyển đổi tín hiệu (Transponder), ghép tách
bước sóng và khuyếch đại quang (bộ khuyếch đại quang không mô tả trong hình
trên).
-

Bộ chuyển đổi tín hiệu : Chuyển tín hiệu sang bước sóng, mức công suất và các

thông số quang cho phù hợp với yêu cầu chung của lớp kênh quang.

-

Bộ ghép tách bước sóng : Thực hiện ghép các tín hiệu thuộc các bước sóng khác

nhau thành tín hiệu để truyền đi trên sợi quang theo khuyến nghị của ITU-T.
- Bộ khuyếch đại quang : Có chức năng khuyếch đại tín hiệu.
1.3.3.2

Bộ khuếch đại quang OAMP

Hình 1.3 Mô hình tổng quát của 1 bộ khuếch đại quang
Tín hiệu quang bị suy hao khi truyền. Nếu tín hiệu quá yếu, chẳng hạn như
qua một cự li dài mà không có bộ khuếch đại quang thì máy thu không thể tách
được tín hiệu. Bộ khuếch đại quang sử dụng để tăng cường tín hiệu quang nhờ
khuếch đại.
Thiết bị liên quan đến bộ khuếch đại là trạm lặp mà trước đây đã sử dụng
rộng rãi để tái tạo hoàn toàn tín hiệu sau một khoảng cách nhất định. Sau này công
nghệ phát triển đã xuất hiện nhiều bộ khuếch đại quang trong đó có bộ khuếch đại
EDFA. Với những ưu điểm nổi bật của mình EDFA nhanh chóng trở thành bộ
khuếch đại được sử dụng một cách rộng rãi.

Hình 1.4 Bộ khuếch đại dùng sợi quang có pha Erbium
1.3.3.3 Bộ xen/rớt quang OADM

Chức năng chính của OADM là để truy nhập, tách hoặc chuyển tiếp các kênh
bước sóng trong mạng quang WDM. OADM thường dùng cho mạng đô thị và mạng

quang đường dài vì nó có hiệu quả kinh tế cao. Hình 1.5 đưa ra cấu trúc của một
OADM.

Hình 1.5 Bộ xen/rớt quang OADM
1.3.3.4 Bộ kết nối chéo quang OXC

Hình 1.6 đưa ra cấu trúc của một OXC. Trong đó, có 4 sợi đầu vào và 4 sợi đầu
ra, mỗi sợi có một số bước sóng. Qua bộ tách, các tín hiệu có thể tới các cổng. Phụ
thuộc vào cài đặt chuyển mạch, một tín hiệu trên bước sóng nào đó từ một sợi có
thể kết nối tới cùng bước sóng nhưng trên một sợi đầu ra khác. Trong thực tế, có
thể có nhiều tín hiệu cạnh tranh một kênh bước sóng trên một sợi đầu ra nên gây ra
tranh chấp. Để giảm bớt tranh chấp đã đưa vào sử dụng trao đổi bước sóng, theo đó
một bước sóng có thể đưa đến một sợi với tần số quang khác nhau. Trao đổi bước
sóng là tốn kém và có thể làm giảm chất lượng tín hiệu trong chuyển đổi bước sóng
hoàn toàn quang, vì vậy nó chỉ được sử dụng khi cần thiết.
Ngoài chuyển mạch bước sóng ra, OXC còn có thể cung cấp chuyển mạch
băng sóng và chuyển mạch sợi. Chuyển mạch băng sóng kết nối đồng thời một tập
con bước sóng từ sợi đầu vào đến sợi đầu ra. Chuyển mạch sợi chuyển toàn bộ sợi
bao gồm tất cả các kênh bước sóng đến sợi đầu ra. Chuyển mạch bước sóng cung
cấp chuyển mạch chi tiết hoá tốt hơn chuyển mạch băng sóng và chuyển mạch sợi.


Hình 1.6 Bộ kết nối chéo quang OXC
Cấu trúc mạng WDM

1.3.4

1.3.4.1

Cấu trúc mạng WDM điểm – điểm

Hình 1.7 Cấu trúc mạng WDM điểm-điểm
Trong cấu trúc này, mỗi kênh bước sóng được dùng để truyền tải một luồng tìn
hiệu riêng biệt. Bộ WDM sẽ có nhiệm vụ tổ hợp các kênh bước sóng này lại thành
một chùm bước sóng sau đó đưa vào sợi quang để truyền dẫn. Ở đầu thu, chùm
bước sóng sẽ được tách ra bởi bộ tách kênh WDM, sau đó các tín hiệu này sẽ được
chuyển quang thành điện qua bộ biến đổi O/E .
Mạng WDM điểm – điểm có ưu điểm là tăng độ rộng băng thông bằng cách
ghép nhiều kênh với chi phí thấp, tuy nhiên mạng này có nhược điểm là độ linh hoạt
của cấu trúc mạng này không cao do các kết nối chỉ sử dụng một bước sóng cố
định.


1.3.4.2

Cấu trúc mạng WDM định tuyến theo bước sóng quang

Hình 1.8 Cấu trúc mạng WDM định tuyến theo bước sóng quang
Trong cấu trúc trên, mỗi node bao gồm các chuyển mạch định tuyến bước sóng
WRS và các end-user, các node này liên kết với nhau bởi liên kết sợi quang và tạo
thành topo vật lý. Mỗi node đều trang bị các bộ thu phát. Bộ phát tại mỗi node có
nhiệm vụ gửi dữ liệu vào mạng, bộ thu sẽ thu dữ liệu từ mạng. Dữ liệu ở các node
trung gian sẽ không qua bất kì bộ xử lí quang điện nào.
Trong hình trên lightpath được thiết lập giữa node A với node C trên kênh bước
sóng λ1 , giữa B với F qua kênh bước sóng λ2 , và giữa G với H qua kênh bước sóng
λ1 .

Ưu điểm của cấu trúc mạng này: có khả năng sử dụng lại bước sóng, tức là
các lightpath không truyền qua trên cùng một kết cấu vật lí sẽ sử dụng được cùng
bước sóng, ở ví dụ trên thì lightpath thiết lập giữa A –C và H – G có thể sử dụng

chung bước sóng λ1 . Do việc sử dụng lại bước sóng nên các mạng định tuyến bước
sóng có thể khai thác dung lượng của sợi quang bằng cách dùng kĩ thuật WDM. Chi
phí quản lí thấp hơn so với cấu trúc mạng điểm – điểm do các thiết bị quang có chi
phí bảo dưỡng thấp hơn. Các lightpath có thể thiết lập hoặc hủy bỏ một cách động
do đó có thể hỗ trợ sự thay đổi lưu lượng trong mạng.
1.4 Tổng quan về mạng IP/WDM
1.4.1

Chuyển tải IP trên mạng WDM
IP một giao thức lớp 3, được thiết kế nhằm phối hợp hoạt động mức mạng và

định tuyến trên các mạng con khác nhau có các công nghệ lớp 2 khác nhau. Phía


trên lớp IP, có sự khác nhau rất nhiều của các dịch vụ . Vì vậy, sự vượt trội không
tránh khỏi của lưu lượng IP dẫn tới một điều hiển nhiên là các phương tiện kỹ thuật
của cơ sở hạ tầng mạng được tối ưu hoá dành cho IP. Dưới lớp IP, sợi quang trong
WDM là công nghệ có dây đầy hứa hẹn, đưa ra dung lượng mạng khổng lồ nhằm
duy trì sự tăng trưởng liên tục của Internet.
Công nghệ WDM trở nên hấp dẫn hơn vì giá thành của các hệ thống WDM
thấp. Với sự triển khai toàn cầu và liên tục về sợi quang và sự chín muồi của WDM,
các mạng quang dựa vào WDM đã phát triển không chỉ trên các đường trục, mà còn
trong mạng thành phố, mạng vùng và mạng truy nhập.
Động cơ thúc đẩy tiến tới mạng IP/WDM có thể tóm tắt như sau:
-

Các mạng quang WDM có thể hướng vào sự tăng trưởng liên tục của lưu
lượng Internet bằng cách khai thác cơ sở hạ tầng sợi hiện có. Việc sử dụng
công nghệ WDM có thể làm tăng đáng kể việc sử dụng độ rộng băng tần.

-

Hầu hết các mạng mà lưu lượng dữ liệu đi ngang qua đều là IP. Hầu như tất
cả các ứng dụng dữ liệu người sử dụng đầu cuối đều sử dụng IP. Lưu lượng
thoại truyền thống cũng có thể đóng gói nhờ các kỹ thuật VoIP (Voice-overIP) .

-

IP/WDM hy vọng hướng tới WDM hoặc sự phối hợp hoạt động của các nhà
cung cấp và phối hợp hoạt động dịch vụ của phần tử mạng (NE) có trợ giúp
của các giao thức IP.

-

Mạng IP /WDM tích hợp không chỉ giảm chi phí điều hành mạng, mà còn có
thể cung cấp việc phân phối động các nguồn tài nguyên và giám sát dịch vụ
theo yêu cầu.

-

Rút ra các bài học từ tích hợp IP và WDM, IP và WDM cần tích hợp chặt chẽ
hơn với mục đích hiệu quả và linh hoạt. Chẳng hạn giải pháp IP/ATM là
phức tạp và không hiệu quả vì topo lớp 2(ATM) có thể khác với topo lớp
3(IP), thiết bị lớp 2 khó biết được thông tin định tuyến lớp 3 và sự khác biệt
giữa kết nối có hướng và không kết nối.

1.4.2 Giải thích sự ra đời của công nghệ IP trên WDM


Mạng IP/WDM dùng để truyền lưu lượng IP trên mạng quang WDM nhằm

gắn kết các kết nối IP thông dụng và dung lượng độ rộng băng tần WDM cực lớn.
Hình 1.9 thể hiện truyền các gói IP hoặc các tín hiệu SONET/SDH trên các mạng.
Hình 1.9 Chuyển tải các gói IP trên các bước sóng
Hình 1.10 chỉ rõ ba giải pháp có khả năng đối với IP trên WDM :
Giải pháp thứ 1 là chuyển tải (IP/ATM) / SONET / SDH và cuối cùng là
sợi quang WDM. WDM được sử dụng như là công nghệ truyền dẫn song song trong
lớp vật lý, ưu điểm cơ bản của giải pháp này khi sử dụng ATM là có khả năng
chuyển tải các loại lưu lượng khác nhau trên cùng một ống có yêu cầu QoS khác
nhau.Ưu điểm khác khi sử dụng ATM là khả năng kỹ thuật lưu lượng và tính linh
hoạt trong cung cấp mạng nhằm bổ sung định tuyến lưu lượng IP thông thường có
nỗ lực cao nhất. Tuy nhiên, giải pháp này phức tạp do IP/ATM phức tạp vì topo lớp
2(ATM) có thể khác với topo lớp 3(IP), thiết bị lớp 2 khó biết được thông tin định
tuyến lớp 3 và sự khác biệt giữa kết nối có hướng và không kết nối.
Hình 1.10 Ba giải pháp đối với IP trên WDM
Giải pháp thứ 2 là (IP/MPLS) trên SONET/SDH và WDM . SONET/SDH cung
cấp một số đặc trưng hấp dẫn cho giải pháp này:
-

Thứ nhất, SONET cung cấp phân cấp ghép tín hiệu quang tiêu chuẩn nhờ
vậy mà các tín hiệu tốc độ thấp được ghép thành các tín hiệu tốc độ cao.

-

Thứ hai, SONET cung cấp khung truyền dẫn tiêu chuẩn.

-

Thứ ba, mạng SONET có khả năng bảo vệ / hồi phục hoàn toàn trong suốt từ
các lớp trên, chẳng hạn như lớp IP.
Giải pháp thứ 3 cho IP/WDM sử dụng trực tiếp IP/MPLS trên WDM là giải

pháp có hiệu quả nhất trong các giải pháp có khả năng. Tuy nhiên, nó đòi hỏi lớp IP
phải chú ý đến bảo vệ và hồi phục tuyến.
Việc quản lý mạng theo các phương pháp trên gặp không ít khó khăn. Nguyên
nhân chủ yếu gây nên sự phức tạp trong quản lý chính là sự phân lớp theo truyền
thống của các giao thức mạng. Các mạng truyền thống có rất nhiều lớp độc lập,


do đó có nhiều chức năng chồng chéo nhau ở các lớp và thường xuyên có sự mâu
thuẫn lẫn nhau. Vì vậy, một trong những giải pháp để giảm chi phí xây dựng
và quản lý mạng một cách triệt để đó là giảm số lớp giao thức.
Hơn nữa, khi dung lượng và khả năng kết nối mạng trong cả công nghệ IP và
WDM tăng lên thì càng cần thiết tối ưu mạng IP và bỏ qua tất cả các công nghệ
lớp trung gian để tạo nên mạng Internet quang thật sự hiệu quả và mềm dẻo. Tuy
nhiên, các lớp trung gian cũng cung cấp một số chức năng có giá trị như kỹ thuật
lưu lượng (Traffic Engineering) và khôi phục. Những chức năng này cần phải
được giữ lại trong mạng IP/WDM bằng cách đưa chúng lên lớp IP hoặc xuống lớp
quang.
Từ đó người ta mới nghĩ đến công nghệ IP over WDM. Đây là một công
nghệ mới tuy rằng còn nhiều vấn đề chưa giải quyết nhưng với lợi ích của nó, thị
trường rộng lớn và tương lai sáng sủa, các tổ chức viễn thông quốc tế đang triển
khai công tác nghiên cứu công nghệ này. IP over WDM cung cấp khả năng truyền
dẫn trực tiếp gói số liệu IP trên kênh quang, giảm sự trùng lặp chức năng giữa
các lớp mạng, giảm bộ phận trung tâm dư thừa tại các lớp SDH/SONET,
ATM, giảm thao tác thiết bị, dẫn đến giảm chi phí bảo dưỡng và quản lý. Do
không phải qua lớp SDH và ATM nên gói số liệu có hiệu suất truyền dẫn cao nhất,
đồng nghĩa với chi phí thấp nhất. Ngoài ra còn có thể phối hợp với đặc tính lưu
lượng không đối xứng của IP, tận dụng băng tần nhằm giảm giá thành khai thác.
Từ đó gián tiếp giảm chi phí cho thuê bao. Rõ ràng đây là một kết cấu mạng trực
tiếp nhất, đơn giản nhất, kinh tế nhất, rất thích hợp sử dụng cho các mạng đường

trục.
1.5 Các mô hình mạng IP /WDM
Mô hình tổng quát của mạng IP /WDM được mô tả trong hình sau :


Hình 1.11 Mô hình tổng quát của mạng IP/WDM
Hình trên thể hiện nhiều mạng quang tồn tại trong miền quang. Giao diện
ENNI (External Network to Network interface) được sử dụng để báo hiệu giữa các
mạng quang với nhau). Một mạng quang riêng lẻ bao gồm các mạng quang nhỏ hơn
và báo hiệu giữa chúng sử dụng giao diện INNI ( Internal Network to Network
interface). Một mạng quang nhỏ hơn đó gồm nhiều nút mạng quang (các bộ OXC)
được nối với nhau bởi sợi quang . Các mạng khách hàng như IP, ATM, SONET giao
tiếp với mạng quang thông qua giao diện UNI ( User to Network Interface). Các kĩ
thuật chuyển mạch quang quyết định loại hình dịch vụ mà mạng quang có thể cung
cấp cho khách hàng.
1.5.1

Mô hình xếp chồng

Hình 1.12 Mô hình xếp chồng
Mô hình xếp chồng cho phép mỗi router giao tiếp với mạng quang thông qua
giao diện UNI .Giao tiếp giữa các mạng con được thực hiện thông qua giao diện
NNI . Trong mô hình mạng này, mỗi mạng con được tiến triển độc lập, nhờ đó cho
phép các nhà khai thác mạng đưa ra các công nghệ mới mà không bị gánh nặng bởi


các công nghệ cũ, đáp ứng các cơ sở hạ tầng thừa kế nó. Mô hình xếp chồng có ưu
điểm là khả năng tương thích dễ dàng, kiến trúc trực tiếp và đơn giản hơn so với mô
hình ngang hàng. Cho phép đổi mới lại lớp quang độc lập với lớp IP trong khi vẫn
cung cấp khả năng kết nối tương thích cần thiết cho các dịch vụ nhanh mà vẫn duy

trì tính toàn vẹn thông tin của các nhà khai thác mạng quang.
1.5.2

Mô hình ngang hàng

Hình 1.13 Mô hình ngang hàng
Mô hình ngang hàng cũng hỗ trợ cho các thiết bị luồng động bằng cách sử
dụng các luồng đầu cuối ở biên mạng quang và cho phép quản lý chúng từ xa. Mô
hình ngang hàng giả định rằng các router điều khiển lớp mạng quang. Mối quan hệ
giữa IP router và OXC là bình đẳng về mặt điều khiển. Do đó về mặt định tuyến và
báo hiệu sẽ không có sự phân biệt nào giữu UNI, NNI, và giao diện giữa các router.
Trong mô hình này cần một khối lượng lớn thông tin trạng thái và điều khiển
chuyển qua lại giữa lớp IP và quang. Do đó sẽ khó hơn cho việc kết nối hơn trong
môi trường nhiều nhà khai thác so với mô hình xếp chồng.
Mô hình ngang hàng cho phép tích hợp hoàn toàn IP/quang tạo nên mạng Internet
quang thống nhất. Do đó việc sử dụng và quản lí mạng trở nên hiệu quả hơn và phù
hợp với các ISP hơn.


Bảng 1.1 Bảng tóm tắt so sánh giữa 2 mô hình
1.5.3

Mô hình mở rộng
Đây là mô hình mà kết hợp giữa mô hình ngang hàng và mô hình xếp chồng.

Mô hình này cho phép trao đổi thông tin định tuyến giữa lớp IP và lớp WDM. Mô
hình này chính là sự kết hợp những thuận lợi giữa mô hình xếp chồng và mô hình
ngang hàng đồng thời giảm thiểu các bất lợi của chúng.
1.6

Kết luận chương
Chương này trình bày tổng quan về IP , công nghệ WDM cũng như mạng

IP/WDM đồng thời cũng trình bày khá chi tiết nguyên lý hoạt động cơ bản cũng
như các thành phần và cấu trúc của mạng WDM. Nó đã cho ta thấy ưu khuyết điểm
của cấu trúc mạng WDM định tuyến theo bước sóng quang so với cấu trúc mạng
WDM điểm - điểm. Như vậy với cấu trúc mạng WDM định tuyến theo bước sóng
quang thì có thể khắc phục được hiện tượng nghẽn cổ chai so với cấu trúc mạng
WDM điểm - điểm. Trong chương này đã giới thiệu xu hướng và các thách thức
hiện nay trong việc tích hợp mạng IP/WDM. Trong các mô hình kể trên thì mô hình
xếp chồng là mô hình đơn giản nhất, không cần sự thống nhất về mặt điều khiển,
trong khi đó mô hình ngang hàng cần phải thống nhất về mặt điều khiển cũng như
cần một lượng lớn thông tin trạng thái và điều khiển chuyển qua lại giữa lớp IP và
lớp quang .Vì vậy tiến trình phát triển đầu tiên trong quá trình triển khai mạng
IP/WDM sẽ bắt đầu từ mô hình xếp chồng, vì mô hình này chưa có sự trao đổi
thông tin định tuyến giữa IP và mạng WDM, do đó tiến trình tiếp theo có lẽ là sử
dụng kết hợp với mô hình ngang hàng để có sự trao đổi liên kết giữa IP và WDM.


Chương này đã trình bày tương đối đầy đủ ưu nhược điểm của từng loại mô hình từ
đó giúp ta có cơ sở để lựa chọn mô hình phù hợp nhất. Và chương này cũng là tiền
đề, cơ sở cho việc trình bày các chương tiếp theo.

CHƯƠNG 2
KỸ THUẬT LƯU LƯỢNG TRONG MẠNG IP/WDM
2.1 Giới thiệu chương
Khái niệm kỹ thuật lưu lượng được các nhà cung cấp dịch vụ đưa ra để triển
khai mạng có hiệu quả. Kỹ thuật lưu lượng chính là cách thức điều khiển các luồng
lưu lượng đi qua mạng sao cho sử dụng tối ưu hoá tài nguyên và hiệu năng của
mạng. Chương này sẽ trình bày cho chúng ta biết mục đích vì sao phải sử dụng kỹ

thuật lưu lượng, khái niệm cơ bản về kỹ thuật lưu lượng. Sau đó sẽ trình bày về việc
thực hiện kỹ thuật lưu lượng trong mạng IP/WDM bao gồm kỹ thuật lưu lượng cho
mạng IP/MPLS và kỹ thuật lưu lượng cho mạng WDM, cách thức thực hiện 2 loại
kỹ thuật này để từ đó chúng ta có những hướng giải quyết phù hợp và hiệu quả.
2.2 Mục tiêu của kỹ thuật lưu lượng
Kỹ thuật lưu lượng TE (Traffic Engineering) là quá trình điều khiển cách thức
các luồng lưu lượng đi qua trong mạng sao cho tối ưu hóa việc sử dụng tài nguyên
và hiệu năng của mạng. Như vậy TE sử dụng cả phương pháp tính toán chính xác
cũng như những đánh giá dựa vào kinh nghiệm để có thể đưa ra một phương pháp
đủ tốt tùy thuộc vào tài nguyên của cơ sở hạ tầng mạng cũng như các điều kiện về
lưu lượng mạng . Như vậy sử dụng TE là vì :
-

Lưu lượng của mạng thì lớn và không thể đoán trước được. Do đó có thể lưu

lượng của mạng không khớp với topology, sẽ xảy ra điểm nóng trong mạng gây
nghẽn mạng.
- Các giải thuật định tuyến thông thường thì thường tìm đường ngắn nhất để đến
đích, như vậy nếu có nhiều traffic đến cùng một phía thì rất có thể sẽ xảy ra nghẽn
cục bộ. Trong khi những đường khác thì vẫn còn có thể sử dụng được.
- Khi xảy ra nghẽn mạng các định tuyến thông thường phải mất một khoảng thời
gian để đẩy dữ liệu sang đường khác. Ngoài việc tránh nghẽn thì TE còn có thể làm


thế nào để chuyển sang đường Backup một cách nhanh nhất, nhưng lại không tốn
quá nhiều tài nguyên cho việc Backup đường truyền.
Như vậy các mục tiêu triển khai kỹ thuật lưu lượng phân theo 2 hướng sau :
 Hướng lưu lượng (Traffic oriented) : Bao gồm giảm thiểu mất gói và trễ, tối

thiểu hóa tắt nghẽn, và tăng tối đa thông lượng.

 Hướng tài nguyên (Resource oriented) : Quản lý hiệu quả tài nguyên băng

thông, đặc biệt là trong mạng WDM, mỗi kênh bước sóng mang một lượng
lớn băng thông, do đó nếu không tận dụng tài nguyên mạng sẽ gây ra một sự
lãng phí lớn.
Các mục tiêu hướng lưu lượng liên quan đến việc tăng cường QoS cho các
luồng lưu lượng. Trong mô hình đơn lớp (dịch vụ best-effort), các mục tiêu này
gồm: giảm thiểu mất gói và trễ, tăng tối đa thông lượng (throughput) và tuân thủ các
hợp đồng mức dịch vụ (SLA)... Băng thông là một tài nguyên cốt yếu của mạng, do
đó chức năng trọng tâm của kỹ thuật lưu lượng là quản lý hiệu quả tài nguyên băng
thông, sao cho có điều khiển được tắt nghẽn.
2.3 Khái niệm kỹ thuật lưu lượng trong mạng IP/WDM
Kỹ thuật lưu lượng cho mạng IP/WDM tập trung vào việc tận dụng tài nguyên
của các bộ định tuyến và các bộ đệm trên router, các chuyển mạch trong mạng
WDM, sợi quang và các bước sóng một cách có hiệu quả và mềm dẻo cho việc
truyền tải IP và các gói thông tin trên mạng. Kỹ thuật lưu lượng cho mạng IP/WDM
bao gồm kỹ thuật lưu lượng cho mạng IP/MPLS và kỹ thuật lưu lượng cho mạng
WDM.
Kỹ thuật lưu lượng cho MPLS liên quan đến phân phối luồng và thiết kế nhãn
tuyến. Các MPLS LSP hoạt động như các tuyến ảo dùng chung topo IP đã thiết lập.
Kỹ thuật lưu lượng cho WDM đưa ra giả định một cấu trúc IP tĩnh trên mạng
WDM, kỹ thuật lưu lượng WDM giải phóng sự đảm đương của topo IP tĩnh trong
mạng WDM.
Hình 2.1 Kỹ thuật lưu lượng trong mạng IP/WDM


2.3.1 Kỹ thuật lưu lượng IP/MPLS
2.3.1.1 Những hạn chế trong kỹ thuật lưu lượng IP
Trong mạng IP truyền thống thì việc định tuyến dựa trên một đơn vị đo lường
chuẩn gọi là metric. Các loại metric này bao gồm : độ dài đường đi, độ tin cậy, độ

trễ tuyến, băng thông, tải, chi phí truyền thông. Để tìm ra các đường đi một cách
ngắn nhất chúng ta sử dụng các thuật toán dựa vào các metric này một cách thích
hợp nhất.
Khi có lỗi xuất hiện thì các bộ định tuyến IP sẽ gửi các bản tin thông báo trạng
thái liên kết LSA mô tả trạng thái liên kết bị lỗi từ đó sẽ báo cho Router biết lỗi liên
kết này. Do đó việc tính toán lại đường đi sẽ được thực hiện lại sau khi bảng định
tuyến của mỗi Router đã hội tụ về trạng thái ổn định. Vì quá trình tràn bản tin thông
báo trạng thái liên kết LSA (Link State Advertisements) gây ra độ trễ hội tụ lớn, nên
quá trình phục hồi lỗi cũng như việc tính toán lại đường đi sẽ mất nhiều thời gian,
gây ra độ trễ lớn đặc biệt là đối với các mạng lớn. Đặc biệt thậm chí trong quá trình
hội tụ mạng vẫn có thể xảy ra tình trạng không ổn định như dao động tải cũng như
quá trình định tuyến lặp lại. Vì vậy các nhà điều hành mạng sẽ không dễ dàng trong
việc quyết định nên chọn metric nào thay đổi cho hợp lý, thay đổi như thế nào cũng
như bằng cách nào dự đoán mức ưu tiên trong quá trình thi hành mạng. Do đó với
mạng IP truyền thống thì nó không hữu dụng trong các ứng dụng có tính nghiệp vụ
cũng như ứng dụng mà nhạy về độ trễ.
Tóm lại định tuyến IP truyền thống có những hạn chế :
-

Phải dựa vào các giao thức định tuyến để phân bố thông tin định tuyến .

-

Việc thực hiện quá trình chuyển tiếp phải dựa trên địa chỉ đích của gói tin,
không thể dựa trên các tham số QoS (Chất lượng dịch vụ).

-

Mỗi node mạng đều phải thực hiện việc tìm kiếm thông tin định tuyến.

2.3.1.2 Kỹ thuật lưu lượng MPLS
MPLS (Multi Protocol Label Switch) là một giải pháp để giải quyết nhiều vấn
đề trong mạng như tốc độ, khả năng mở rộng mạng, quản lí chất lượng dịch vụ
(QoS), và điều phối dung lượng. MPLS là một công nghệ kết hợp tốt nhất giữa định
tuyến lớp 3 và chuyển mạch lớp 2 cho phép chuyển tải các gói rất nhanh trong


mạng lõi và định tuyến tốt ở mạng biên bằng cách dựa vào nhãn (label). MPLS là
một phương pháp cải tiến việc chuyển tiếp gói trên mạng bằng cách các nhãn được
gắn với mỗi gói IP, tế bào ATM hoặc frame lớp 2. MPLS kết nối tính thực thi và khả
năng chuyển mạch lớp 2 và định tuyến lớp 3. Cho phép các ISP cung cấp nhiều dịch
vụ khác nhau mà không cần bỏ đi các hạ tầng sẵn có. Cấu trúc MPLS có tính mềm
dẻo trong bất kỳ sự phối hợp với công nghệ lớp 2 nào.
MPLS hỗ trợ mọi giao thức lớp 2 ,triển khai có hiệu quả các dịch vụ IP trên 1
mạng chuyển mạch IP. MPLS sẽ hỗ trợ việc tạo ra các tuyến khác nhau giữa nguồn
và đích trên một đường trục Internet. Bằng việc tích hợp MPLS vào kiến trúc mạng,
các ISP có thể giảm chi phí, tăng lợi nhuận, cung cấp nhiều hiệu quả khác nhau và
đạt được hiệu quả cạnh tranh cao.
Nguyên lý hoạt động của MPLS : Thay thế cơ chế định tuyến lớp 3 bằng cơ chế
chuyển mạch lớp 2, MPLS hoạt động trong lõi của mạng IP. Tất cả các gói IP sẽ
được gán nhãn( Label) và chuyển tiếp theo một đường dẫn LSP (Label Switched
Path). Đường chuyển mạch nhãn LSP là một đường nối giữa router ngõ vào và
router ngõ ra, được thiết lập bởi các nút MPLS để chuyển các gói xuyên qua mạng.
Các router trên đường dẫn chỉ căn cứ vào nội dung của nhãn để quyết dịnh chuyển
tiếp gói mà không cần phải kiểm tra header IP. Vì vậy tốc độ xử lý trong miền
MPLS sẽ nhanh hơn nhiều so với định tuyến IP truyền thống. Nhãn sẽ được tách ra
khi gói ra khỏi mạng MPLS.
Ưu điểm của chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS :
-

Tốc độ và độ trễ : Chuyển mạch nhãn đa giao thức được thực hiện để giải quyết

vấn đề về tốc độ và độ trễ một cách có hiệu quả. Chuyển mạch nhãn nhanh hơn
nhiều so với chuyển mạch IP cổ điển vì giá trị nhãn được đặt ở header của gói đến,
được sử dụng để quản lý bảng định tuyến theo cách nhãn sẽ được sử dụng là chỉ
mục trong bảng. Việc tìm kiếm này yêu cầu chỉ một lần là tìm ra, ngược lại định
tuyến cổ điển có thể phải tìm trong bảng đó vài nghìn lần. Kết quả, trên luồng vận
chuyển, các gói được gửi thông qua mạng nhanh hơn thông thường, giảm thời gian
trễ, và đáp ứng thời gian cho người dùng.


-

Khả năng mở rộng : Chuyển mạch nhãn còn có thể cung cấp khả năng mở rộng,

đó là có thể điều tiết một số lượng lớn và ngày càng tăng nhanh chóng các user trên
mạng Internet. Chuyển mạch nhãn đề nghị một cách giải quyết cho vấn đề phát
triển mạng một cách nhanh chóng như vậy bằng cách cho phép một số lượng lớn
các địa chỉ IP được liên kết với nhau trên một hay một vài nhãn. Cách tiếp cận này
sẽ cắt giảm bớt bảng định tuyến và cho phép một router phục vụ nhiều người dùng
hơn tại một thời điểm và cũng không cần đòi hỏi khả năng xử lý cao của các router.
-

Đơn giản : Chuyển mạch nhãn về cơ bản là nó chỉ tập hợp các giao thức định

tuyến, việc chuyển tiếp một gói dựa trên nhãn của gói đó. Chuyển mạch nhãn có
thể được thực hiện trong một phần mềm, trong các mạch điện tử tích hợp hay trong
một vi xử lý đặc biệt.
-

Mức sử dụng tài nguyên : Chuyển mạch nhãn không làm tốn nhiều tài nguyên

trong việc thiết lập một chuyển mạch cho đường dẫn.
Ứng dụng quan trọng nhất của MPLS khởi đầu là kỹ thuật lưu lượng . Kỹ
thuật lượng MPLS nhằm mục đích điều khiển chính xác các luồng lượng trong
mạng để tối ưu việc sử dụng mạng.
Khi xem xét chọn lọc tuyến, kỹ thuật lưu lượng MPLS có thể được sử dụng
nhằm hai mục đích sau :
 Cân bằng tải : được sử dụng để cân bằng các luồng lưu lượng đi ngang qua

mạng để tránh nghẽn, các điểm nóng và thắt nút cổ chai. Nó được thiết kế
đặc biệt để tránh các tình trạng một số thành phần mạng bị sử dụng quá
mức, trong khi các thành phần khác của mạng lại ít được sử dụng.Trong
mạng IP, nhiều tuyến chi phí bằng nhau có thể được thiết lập giữa các nút.
Không có định tuyến tường minh hoặc hỗ trợ cân bằng tải, một tuyến được
lựa chọn một cách tuỳ tiện. Hình 2.2 chỉ rõ vấn đề nghẽn mạng , trong đó tất
cả lưu lượng được chuyển tiếp dọc trên một tuyến. Hậu quả là tuyến có thể bị
nghẽn, nhưng một số tuyến chi phí bằng nhau lại bỏ phí. Để khắc phục điều
này OSPF đưa vào sử dụng kỹ thuật nhiều tuyến chi phí bằng nhau (ECMP –
Equal Cost Multi Path), nhờ vậy mà tải được phân chia bằng nhau trên nhiều
tuyến.


Hình 2.2 Lưu lượng chuyển dọc theo 1 tuyến
Kỹ thuật lưu lượng MPLS tốt hơn kỹ thuật ECMP tối thiểu trong hai phương
diện. Thứ nhất, MPLS đưa ra lựa chọn tuyến tối ưu. Nói chung, ECMP chỉ cố gắng
phân phối đều tải trên các tuyến chi phí bằng nhau, nhưng nó không cố gắng phân
phối các luồng một cách tối ưu tới các tuyến mà cũng không hiểu biết tính khả dụng
và điều kiện tải động của nhiều tuyến. Kỹ thuật lưu lượng MPLS thông qua cơ chế
làm tràn LSA để cấu trúc và duy trì cơ sở dữ liệu kỹ thuật lưu lượng chứa thông tin

kỹ thuật lưu lượng khi xem xét mỗi tuyến về độ rộng băng tần tổng, độ rộng băng
tần khả dụng, dự phòng và độ rộng băng tần dự phòng. Kỹ thuật lưu lượng MPLS
có khả năng đưa ra quyết định phân phối luồng tối ưu trong môi trường mạng động
phù hợp với cơ sở dữ liệu kỹ thuật lưu lượng.
Trong trường hợp của các mạng sử dụng không đúng mức, các quyết định định
tuyến chiếm ưu thế nhờ giảm thiểu trễ. Trong trường hợp của các mạng sử dụng
đúng mức, các quyết định định tuyến phải lưu ý các liên kết dung lượng thấp và các
liên kết có tải cao. Nhờ cân bằng tải mà việc sử dụng mạng đạt cực đại. Tuy nhiên,
việc sử dụng tăng hơn nữa thì cân bằng tải nhờ điều chỉnh chi phí liên kết không
còn thích hợp nữa vì mạng đã đạt tới hoặc gần tới dung lượng cực đại.
 Cung cấp mạng : Kỹ thuật lưu lượng MPLS có thể được sử dụng để cung

cấp mạng như là kết quả của lập kế hoạch mạng dài hạn hoặc tương đối ngắn
hạn, cung cấp mạng trên toàn cầu một cách tối ưu.
2.3.1.3 Cơ chế bảo vệ và khôi phục đường dẫn trong MPLS
MPLS hỗ trợ cơ chế bảo vệ, khôi phục đường dẫn cũng như là tái định tuyến
lưu lượng qua một đường dẫn chuyển mạch nhãn LSP cụ thể là :
Đối với việc khôi phục bằng tái định tuyến thì đường khôi phục sẽ được thiết
lập mỗi khi có sự cố xảy ra. Khi phát hiện có sự cố trên đường làm việc thì một LSP
đứng trước vị trí mà xảy ra sự cố đó sẽ có nhiệm vụ sửa chữa sự cố đó bằng cách nó
sẽ báo hiệu đường khôi phục đi vòng qua điểm có sự cố và nối vào điểm phía sau
điểm có sự cố nằm trên đường làm việc. Đường làm việc này có thể được tính toán


trước hoặc sau khi phát hiện ra sự cố xảy ra. Khi đường khôi phục được thiết lập
xong thì lưu lượng sẽ được truyền trên đường này.
Trong chuyển mạch bảo vệ thì đường khôi phục được tính toán và thiết lập
trước khi xảy ra sự cố trên đường làm việc. Khi có sự cố xảy ra thì một PSL (Path
Switch LSP) sẽ chuyển mạch lưu lượng sang đường khôi phục. Do đường khôi phục
đượng thiết lập trước nên chuyển mạch bảo vệ sẽ nhanh hơn so với khôi phục bằng

tái định tuyến.
2.3.2 Kỹ thuật lưu lượng trong mạng WDM
2.3.2.1 Định tuyến và gán bước sóng trong mạng WDM
2.3.2.1.1 Định tuyến và gán bước sóng tĩnh
Kỹ thuật định tuyến và gán bước sóng tĩnh được thực hiện khi các luồng quang
và các tuyến của nó đã biết trước và có tính ổn định,chúng ta cần gán bước sóng cho
các luồng quang sao cho mỗi luồng quang trong các tuyến sợi đưa ra 1 bước sóng
khác nhau.
Phương pháp thực hiện : Sử dụng thuật toán tìm đường đi ngắn nhất cho mỗi
yêu cầu kết nối, sau đó xác định bước sóng nào để thiết lập lightpath. Nếu có nhiều
đường đi giữa 2 nút mạng cần kết nối bằng nhau thì quá trình định tuyến sẽ chọn
ngẫu nhiên 1 trong các đường đó. Khi đường dẫn và bước sóng đã được xác định thì
các bộ định tuyến được lập trình để thiết lập các lightpath đã được chỉ dẫn trước.
Tuy nhiên cũng không phải lúc nào cũng phải được thiết lập theo tuyến ngắn nhất
mà cũng có khi thiết lập theo tuyến dài hơn vì như vậy sẽ có thể tránh được tắc
nghẽn không đáng có trên một số liên kết trong mạng.
Quá trình thiết lập lightpath cần thoả mãn 2 ràng buộc :
-

Ràng buộc về tính liên tục bước sóng : những kết nối chia sẽ chung một sợi phải
sử dụng những bước sóng khác nhau.

-

Ràng buộc về sự gán kênh tách biệt nhau : mỗi kết nối phải sử dụng cùng một
bước sóng dọc theo tuyến của nó.
Bài toán định tuyến và gán bước sóng tĩnh S-RWA hay còn gọi là bài toán thiết

lập lightpath tĩnh được khái quát như sau :
Đặc điểm :