LUẬN VĂN THẠC SĨ CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ TRONG MẠNG IP TRÊN WDM

1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
--------------------------------------------

ĐỖ SINH TRƯỜNG

LỜI NÓI ĐẦU
Trong một vài năm gần đây đã có sự bùng nổ về lưu lượng IP do sự phát triển
của các ứng dụng đa phương tiện như HDTV, điện thoại Internet, âm thanh số…Điều
này dẫn đến có nhiều nghiên cứu về các kỹ thuật phân chia trong truyền dẫn tốc độ cao

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

cũng như các công nghệ chuyển mạch, trong đó WDM đã nổi lên như là một công nghệ

NGÀNH: XỬ LÝ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG

truyền dẫn mạng lõi đường trục Internet thế hệ sau với khả năng hỗ trợ đồng thời nhiều
kênh tốc độ cao trên một sợi cáp quang. Một trong những vấn đề nảy sinh khi thực hiện

XỬ LÝ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG

CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ TRONG MẠNG

kỹ thuật này đó là làm thế nào để hỗ trợ chất lượng dịch vụ (QoS) trong mạng IP trên

IP TRÊN WDM

WDM. Lý do là bởi vì hiện tại IP cung cấp dịch vụ không kết nối, truyền dẫn không tin

cậy và phân phối gói tin đáp ứng tốt nhất nhưng các ứng dụng thời gian thực hiện nay
lại có yêu cầu về QoS rất cao. Chất lượng dịch vụ đối với IP thường được đánh giá dựa

ĐỖ SINH TRƯỜNG

tin được truyền trên mạng), độ trễ gói tin (được tính là khoảng thời gian cần để truyền
gói tin từ nguồn đến đích so với giá trị thời gian trung bình của các gói tin cùng nguồn
/đích).
Trong mạng IP trên WDM, có ba phương pháp chuyển mạch được ứng dụng là
chuyển mạch định tuyến bước sóng (WR), chuyển mạch gói quang (OPS) và chuyển
mạch chùm quang (OBS) và mỗi phương pháp đều có các ưu nhược điểm khác nhau.
Tuy nhiên trong khuân khổ luận văn này chúng ta sẽ tập trung tìm hiểu chính về QoS
của mạng IP trên WDM sử dụng công nghệ chuyển mạch chùm quang .

2006-2008

Hiện nay, các mô hình QoS đều dựa trên chuyển mạch gói và qui định việc sử
dụng bộ đệm để phân tách các lớp lưu lượng khác nhau được gọi là mô hình dựa trên
bộ đệm (buffer-based). Thuật toán lập lịch trong mô hình này thường có độ phức tạp
cao. Ngoài ra nó rất khó có thể áp dụng vào các mạng WDM với nguyên nhân chính là

HÀ NỘI 2008
Hà Nội
2008

vào các tiêu chí về tỷ lệ mất gói tin (được tính bằng số gói tin bị mất trên tổng số gói

bởi sự truyền dẫn của lưu lượng trong các phương pháp này dựa trên mô hình lưu-vàchuyển tiếp và sử dụng bộ đệm để tránh xung đột. Do bộ đệm quang chưa phát triển

2

3

nờn b m in t c s dng trong cỏc chuyn mch quang cựng vi cỏc b

THUT NG VIT TT

chuyn i quang-in. Mc dự cú cỏc ng tr quang (FDL) c s dng thay
th cỏc b chuyn i ny nhng thc t nú cha ỏp ng c y cỏc kh nng
theo cỏc yờu cu cht lng dch v c bn.
Mc ớch ca lun vn ny l tỡm hiu v cỏc mụ hỡnh QoS v cỏc thut toỏn cú

ABR

Aggressive Burst Rescheduling: Tỏi lp lch chựm quang linh hot

ADM

Add/Drop Multiplexer: Bộ ghép kênh xen/rẽ

APD

Avalanche Photo Diode: Điốt quang thác APD

APS

Automatic Protection Switching: Chuyển mạch bảo vệ tự động

th ỏp dng cho mng IP trờn WDM, c bit l vi mng WDM s dng cụng ngh

ATM

Ansynchronous Transfer Mode: Kiểu chuyền dẫn không đồng bộ

chuyn mch chựm quang OBS. Ngoi ra lun vn cng cp n phng phỏp nõng

AWG

Array Wave Grating: Cách tử AWG

cao hiu nng QoS bng cỏch chốn thờm cỏc si tr quang FDL.

BER

Bit Error Ratio: Tỉ lệ lỗi bit

BPH

Burst Header Packet: Gúi mo u chựm quang

CB

Control Burst: Chựm quang iu khin

DB

Data Burst: Chựm quang d liu

B cc ca lun vn bao gm 5 chng, chia thnh hai phn chớnh. Phn th

nht bao gm ba chng u núi v cỏc kin thc tng quan v h thng mng quang
s dng cụng ngh WDM. Chng 1 núi v mng WDM v cỏc thnh phn c bn.
Chng 2 cp n cỏc k thut chuyn mch quang, c bit l h thng chuyn
mch chựm quang v cỏc giao thc h tr QoS. Chng 3 cp n vn tớch hp
IP trờn h thng mng WDM v giao thc chuyn mch nhón a giao thc s dng

DCG

Dispersion Compensating Grating: Cách tử bù tán sắc

DSF

Dispersion-shifted Singlemode

DWDM

trong mng ny. Phn th hai bao gm hai chng cui. Chng 4 núi v cỏc vn
v QoS trong mng IP/WDM v cỏc gii thut lp lch kờnh trong chuyn mch chựm
quang OBS. Chng cui cựng s xõy dng mt mụ phng h thng mng WDM v
ỏnh giỏ cỏc kt qu thu c trờn h thng mụ phng ny.

H Ni, thỏng 11 nm 2008
Hc viờn
SINH TRNG

Density Wavelengh Division Multiplexer: Ghép kênh theo bớc sóng mật
độ cao

DXC

Digital Cross-connect: Bộ đấu nối chéo

EDFA

Erbium Doped Fiber Amplifier: Bộ khuếch đại quang sợi

FDL

Fiber Delay Line: ng tr quang

FFUC

First Fit Unscheduled Channel: Kờnh cha lp lch phự hp u tiờn

FXC

Fiber Cross-Connect: u chộo si quang

IP

Internet Protocol: Giao thức Internet

ISDN

Intergrated Service Digital Network: Mang số đa dịch vụ

JET

Just Enough Time

JIT

Just In Time

LAUC

Latest Available Unscheduled Channel: Kờnh cha lp lch kh dng
cui cựng

LER

Label Edge IP Router: b nh tuyn biờn IP nhón


4

LIB

Label Information Base: Cơ sở thông tin nhãn

LSP

Label-Switched Path: Đường chuyển mạch nhãn

LSR

Label Switched IP Router: bộ định tuyến IP chuyển mạch nhãn

MPLS

Multi-Protocol Label Switching: Chuyển mạch nhãn đa giao thức

OADM

Optical Add/Drop Multiplexer: Bé xen/rÏ b−íc sãng quang

OBS

Optical Burst Switching: Chuyển mạch chùm quang

OC

Optical Channel: Kªnh quang

ODBR

On-Demand burst rescheduling: Tái lập lịch chùm quang theo yêu cầu

ODM

Optical Demultiplexer: Bé t¸ch b−íc sãng quang

OPS

Optical Packet Switching: Chuyển mạch gói quang

OSN

Optical Swiching Node: Nút chuyển mạch quang

OXC

Optical Cross-connect: Bé ®Êu nèi chÐo quang

SCU

Switching Control Unit: Đơn vị điều khiển chuyển mạch

SDH

Synchronous Digital Hierarchy: Ph©n cÊp sè ®ång bé

SMF

Single Mode Fiber: Sợi quang đơn mốt

SNR

Signal to Noise Ratio: TØ sè tÝn hiÖu trªn t¹p ©m

SOA

Semiconductor Optical Amplifier: Khuếch đại quang bán dẫn

SONET

Synchronous Optical NETwork: M¹ng quang ®ång bé

TAW

Tell And Wait: Báo và chờ

TDM

Time Division Multiplexing: GhÐp kªnh theo thêi gian

WDM

Wavelengh Division Multiplexer: GhÐp kªnh ph©n chia theo b−íc sang

WIXC

Wavelength Interchanging Cross Connect: Chuyển mạch trao đổi bước
sóng

WSXC

Wavelength Selective Cross Connect: Chuyển mạch lựa chọn bước sóng

5

DANH MỤC HÌNH VẼ, BẢNG BIỂU
Hình 1.1. Vùng bước sóng [11]
Hình 1.2 Sơ đồ chức năng hệ thống WDM [1]
Hình 1.3 Hệ thống ghép kênh theo bước sóng song hướng và đơn hướng [1]
Hình 1.4 Bộ xen/rẽ kênh quang (OADM) [10]
Hình 1.5 Sơ đồ hệ thống OXC 3×3 với hai bước sóng trên mỗi sợi quang [32]
Hình 1.6 Một số dạng OXC [32]
Hình 2.1 Chuyển mạch gói quang[23]
Hình 2.2 Mô hình chuyển mạch chùm quang (OBS)[23]

Hình 2.3 OPS và OBS [12]
Hình 2.4 Giao thức JET [27]
Hình 3.1 Mô hình mạng quang [36]
Hình 3.2 Mối quan hệ giữa các bộ định tuyến IP và OXC trong mặt phẳng điều
khiển[36]
Hình 3.3 Mô hình dịch vụ [36]
Hình 3.4 Các mô hình vận chuyển IP trên WDM [36]
Hình 3.5: Tương tác giữa lớp quang và các lớp trên [36]
Hình 3.6 Tương tác giữa mạng MPLS và MPLambdaS[36]
Hình 3.7 Mô hình mạng IP/MPLS/MPLambdaS định tuyến theo bước sóng[23]
Hình 3.8 Truyền dẫn trục chính IP/ OBS WDM dùng MPLS[35]
Hình 3.9 Mô hình chức năng tại OXC hỗ trợ OBS và MPLS[35]
Hình 3.10 Giao diện MAC giữa IP và các lớp OBS WDM[35]
Hình 4.1 Thời gian trễ cho dịch vụ được bảo đảm [2]
Hình 4.2 Kiến trúc nút lõi (core node) trong mạng OBS [24]
Hình 4.3 Mối quan hệ giữa thời gian đến của BHPi và DBi[24]
Hình 4.4 Minh họa của thuật toán LAUC [2]
Hình 4.5 Mô tả thuật toán LAUC-VF [2]


6

7

Hình 4.6 Ví dụ về phương pháp tái lập lịch [21]
Hình 4.7 Ví dụ về tái lập lịch đa mức [21]
Hình 4.8 Ví dụ về lập lịch đa mức [21]
Hình 4.9 Không lập lịch theo phương pháp LAUC, LACU-VF và ODBR [21]
Hình 4.10 Ví dụ về thuật toán ABR [21]
Hình 4.11 Cấu trúc nút chuyển mạch quang [25]

Chương 1
TỔNG QUAN VỀ MẠNG QUANG GHÉP KÊNH THEO
BƯỚC SÓNG (WDM)
1.1. SỰ PHÁT TRIỂN CỦA TRUYỀN DẪN SỢI QUANG
Truyền dẫn sợi quang bắt đầu được áp dụng từ thế kỷ 19 và cơ bản đã đáp ứng

Hình 4.12 Cấu trúc bộ đệm FDL[25]

được nhu cầu truyền dẫn các dịch vụ hiện tại. Các hệ thống truyền dẫn sợi quang với

Hình 4.13 Phân tách lớp trong đặt trước tài nguyên[25]

các ưu điểm về dung lượng truyền tải, băng thông, cự ly truyền dẫn lớn, tỷ lệ lỗi thấp,

Hình 4.14 Sự khác biệt giữa FDL và hàng đợi [25]

tránh được giao thoa điện trường, khả năng bảo mật... đã ngày càng được nghiên cứu

Hình 5.1 Kiến trúc OWns và các tầng

phát triển và ứng dụng rộng rãi.

Hình 5.2 Các thành phần của OWns
Hình 5.3 Ví dụ mô phỏng mạng với 25 nút
Hình 5.4 Mối quan hệ giữa xác suất bị chặn và hệ số chuyển đổi bước sóng
Hình 5.5 Mối quan hệ giữa hệ số chuyển đổi bước sóng và trễ trung bình gói tin
Hình 5.6 Mối quan hệ giữa số hop trung bình và hệ số chuyển đổi bước sóng
Hình 5.7 Mối quan hệ giữa độ hiệu dụng của liên kết với hê số chuyển đổi bước sóng
Hình 5.8 Mối quan hệ giữa xác suất bị chặn và tải lưu lượng

Hình 5.9 Mối quan hệ giữa tải lưu lượng và trễ trung bình gói tin

Trong truyền dẫn quang, người ta có xu hướng sử dụng những vùng phổ quang
nhất định, ở đó suy hao quang được tính toán là thấp nhất. Những vùng này, thường
được gọi là cửa sổ, nằm giữa các khu vực có độ hấp thụ ánh sáng cao. Ban đầu, hệ
thống thông tin quang hoạt động ở cửa sổ thứ nhất, khu vực bước sóng xấp xỉ 850nm
trước khi người ta nhận ra rằng ở cửa số thứ 2 (băng S), khu vực bước sóng 1310nm,
có hệ số suy hao thấp hơn và thấp hơn nữa ở khu vực cửa sổ thứ 3 bước sóng 1550nm
(băng C). Ngày nay, cửa sổ thứ tư (băng L) bước sóng 1625nm vẫn đang được nghiên
cứu để ứng dụng. Bốn cửa sổ đã trình bày được minh hoạ như trên hình 1.1.

Hình 5.10 Mối quan hệ giữa lưu lượng tải và số hop trung bình
Hình 5.11 Mối tương quan giữa tải lưu lượng và độ hiệu dụng liên kết
Bảng 5.1 Xác suất bị chặn
Bảng 5.2 Trễ trung bình gói tin
Bảng 5.3 Số hop trung bình
Bảng 5.4 Mối quan hệ giữa độ hiệu dụng của liên kết với hê số chuyển đổi bước sóng
Bảng 5.5 Xác suất bị chặn và tải lưu lượng
Bảng 5.6 Trễ trung bình gói tin và tải lưu lượng biến đổi
Bảng 5.8 Mối tương quan giữa tải lưu lượng và độ hiệu dụng liên kết

Hình 1.1. Vùng bước sóng [11]


8

Công nghệ WDM được áp dụng đầu tiên vào đầu những năm 80’s sử dụng 2

9

-

Phát tín hiệu: Hệ thống WDM sử dụng nguồn tín hiệu Laser. Yêu cầu đối với

bước sóng cách nhau khá xa trong vùng 1310nm và 1550nm (hoặc 850nm hoặc

nguồn phát laser là phải có độ rộng phổ hẹp, bước sóng phát ra ổn định, mức

1310nm) và được gọi là WDM băng rộng. Vào đầu những năm 90’s, bắt đầu xuất hiện

công suất phát đỉnh, độ rộng phổ, bước sóng trung tâm phải nằm trong giới hạn

công nghệ WDM thế hệ thứ 2, còn gọi là WDM băng hẹp, sử dụng từ 2 đến 8 kênh.

cho phép.

Các kênh này thuộc cửa sổ 1550nm và cách nhau khoảng 400GHz. Đến giữa những

-

năm 90’s, các hệ thống WDM mật độ cao (DWDM) được phát triển với 16 đến 40

Ghép/Tách tín hiệu: Ghép tín hiệu là sự kết hợp một số bước sóng ánh sang
khác nhau thành một tín hiệu tổng hợp để truyền dẫn qua sợi quang. Tách tín

kênh và khoảng cách mỗi kênh từ 100 đến 200 GHz. Cho đến cuối thập kỷ 90, các hệ

hiệu là phân tách luồng tín hiệu tổng hợp đó thành các bước sóng tín hiệu riêng

thống DWDM đã sử dụng tới 64 đến 160 kênh với khoảng cách mỗi kênh là 50 thậm

rẽ tại mỗi cổng đầu ra của bộ tách. Khi nói đến các bộ tách/ghép tín hiệu, ta phải

chí 25 GHz. [11]

xét đến các tham số như khoảng cách giữa các kênh, độ rộng băng tần của các

1.2 NGUYÊN LÝ GHÉP KÊNH THEO BƯỚC SÓNG

kênh bước sóng, bước sóng trung tâm của kênh, mức xuyên âm của các kênh,

1.2.1 Định nghĩa

suy hao…

Ghép kênh theo bước sóng (WDM) là công nghệ truyền dẫn đồng thời nhiều

-

Truyền dẫn tín hiệu: Quá trình truyền dẫn tín hiệu trong sợi quang chịu sự ảnh

bước sóng tín hiệu quang trong một sợi quang. Ở đầu phát, các tín hiệu quang có bước

hưởng của nhiều yếu tố: suy hao quang, tán sắc, các hiệu ứng phi tuyến, các vấn

sóng khác nhau được tổ hợp lại (ghép kênh) để truyền đi trên một sợi quang. Ở đầu thu,

đề về khuếch đại tín hiệu…

tín hiệu tổ hợp đó được phân giải (tách kênh) khôi phục lại thành các tín hiệu gốc và

-

Khuếch đại tín hiệu: Được sử dụng trong các hệ thống truyền dẫn có khoảng
cách xa nhằm đảm bảo chất lượng tín hiệu ở nơi nhận. Có ba chế độ khuếch đại

đưa đến các thiết bị đầu cuối khác nhau đến đích mong muốn.

tín hiệu: khuếch đại công suất, khuếch đại đường và tiền khuếch đại.
-

Thu tín hiệu: Thu tín hiệu trong các hệ thống WDM cũng sử dụng các bộ tách
sóng quang như các hệ thống thông tin quang thông thường: PIN, APD.

1.2.2 Phân loại hệ thống WDM
Hệ thống WDM về cơ bản chia làm 2 loại: hệ thống đơn hướng và song hướng
như minh hoạ trên hình 1.3. Hệ thống đơn hướng chỉ truyền theo một chiều trên sợi
Hình 1.2 Sơ đồ chức năng hệ thống WDM [1]
Như minh họa trong hình 1.2, hệ thống WDM bao gồm các các chức năng thành phần
như sau:

quang. Do vậy, để truyền thông tin giữa 2 điểm cần 2 sợi quang. Hệ thống WDM song
hướng, ngược lại, truyền hai chiều trên một sợi quang nên chỉ cần một sợi quang để có
thể trao đổi thông tin giữa 2 điểm.


10

Cả hai hệ thống đều có những ưu nhược điểm riêng. Giả sử rằng cơng nghệ hiện tại chỉ
cho phép truyền N bước sóng trên một sợi quang, so sánh hai hệ thống ta thấy:

•

•

Các bộ khuếch đại trong hệ thống song hướng thường có cấu trúc phức tạp hơn
trong hệ thống đơn hướng. Tuy nhiên, do số bước sóng khuếch đại trong hệ thống song

Xét về dung lượng, hệ thống đơn hướng có khả năng cung cấp dung lượng cao

hướng giảm ½ theo mỗi chiều nên ở hệ thống song hướng, các bộ khuyếch đại sẽ cho

gấp đơi so với hệ thống song hướng. Ngược lại, số sợi quang cần dùng gấp đơi

cơng suất quang ngõ ra lớn hơn so với ở hệ thống đơn hướng.

so với hệ thống song hướng.

1.2.3 Ưu nhược điểm của cơng nghệ WDM

Khi sự cố đứt cáp xảy ra, hệ thống song hướng khơng cần đến cơ chế chuyển
mạch bảo vệ tự động APS (Automatic Protection Switching) vì cả hai đầu của
liên kết đều có khả năng nhận biết sự cố ngay lập tức.

•

11

Về khía cạnh thiết kế mạng, hệ thống song hướng khó thiết kế hơn vì còn phải
xét thêm các yếu tố như: vấn đề xun nhiễu do có nhiều bước sóng hơn trên
một sợi quang, đảm bảo định tuyến và phân bố bước sóng sao cho hai chiều

trên sợi quang khơng dùng chung một bước sóng…

So với hệ thống truyền dẫn đơn kênh quang, hệ thống WDM cho thấy những ưu điểm
nổi trội:
- Dung lượng truyền dẫn lớn: Hệ thống WDM có thể mang nhiều kênh quang, mỗi
kênh quang ứng với tốc độ bit nào đó (TDM). Do đó hệ thống WDM có dung
lượng truyền dẫn lớn hơn nhiều so với các hệ thống TDM. Hiện nay hệ thống
WDM 80 bước sóng với mỗi bước sóng mang tín hiệu TDM 2,5Gbit/s, tổng dung
lượng hệ thống sẽ là 200Gbit/s đã được thử nghiệm thành cơng. Trong khi đó thử
nghiệm hệ thống TDM, tốc độ bit mới chỉ đạt tới STM-256 (40Gbit/s).
- Loại bỏ u cầu khắt khe cũng như những khó khăn gặp phải với hệ thống TDM
đơn kênh tốc độ cao: Khơng giống như 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 một
bước sóng riêng (kênh quang), do đó tốc độ từng kênh quang thấp. Điều này làm
giảm đáng kể tác động bất lợi của các tham số truyền dẫn như tán sắc… Do đó
tránh được sự phức tạp của các thiết bị TDM tốc độ cao.
- Đáp ứng linh hoạt việc nâng cấp dung lượng hệ thống, thậm chí ngay cả khi hệ
thống vẫn đang hoạt động: Kỹ thuật WDM cho phép tăng dung lượng của các
mạng hiện có mà khơng phải lắp đặt thêm sợi quang mới (hay cáp quang). Bên
cạnh đó nó cũng mở ra một thị trường mới đó là th kênh quang (hay bước sóng
quang) ngồi việc th sợi hoặc cáp. Việc nâng cấp chỉ đơn giản là gắn thêm các

Hình 1.3- Hệ thống ghép kênh theo bước sóng song hướng và đơn hướng.[1]

Card mới trong khi hệ thống vẫn hoạt động (plug-n-play).


12

13

- Quản lý băng tần hiệu quả và thiết lập lại cấu hình một cách mềm dẻo và linh

- Khả chỉnh: Laser khả chỉnh có nghĩa rất lớn trong mạng quang tương lai, đặc biệt

hoạt: Việc định tuyến và phân bổ bước sóng trong mạng WDM cho phép quản lý

trong mạng quảng bá. Khả năng điều chỉnh của bộ phát lẫn bộ thu ảnh hưởng

hiệu quả băng tần truyền dẫn và thiết lập lại cấu hình dịch vụ mạng trong chu kỳ

đến chỉ tiêu của toàn bộ hệ thống.

sống của hệ thống mà không cần thi công lại cáp hoặc thiết kế lại mạng hiện tại.

b. Các loại nguồn phát được sử dụng hiện nay

- Giảm chi phí đầu tư mới.

Nguồn phát quang thường được sử dụng hiện nay là điode phát quang (LED)

Bên cạnh những ưu điểm trên WDM cũng bộc lộ một số mặt hạn chế nằm ở ngay bản

hoặc Laser bán dẫn (LD).

thân công nghệ. Đây cũng chính là những thách thức cho công nghệ này:

1.3.2 Phần tử tách ghép bước sóng

- Dung lượng hệ thống vẫn còn quá nhỏ bé so với băng tần sợi quang: Công nghệ

WDM ngày nay rất hiệu quả trong việc nâng cao dung lượng nhưng nó cũng chưa
khai thác triệt để băng tần rộng lớn của sợi quang. Cho dù công nghệ còn phát

Các phần tử tách ghép bước sóng có các tham số cơ bản sau:
-

xạ, còn đối với các bộ lọc là bước sóng nằm giữa hai bước sóng ở 2 cạnh của

triển những dung lượng WDM cũng sẽ đạt đến giá trị tới hạn.
- Chi phí cho khai thác tăng do có nhiều hệ thống cùng hoạt động hơn. Tuy nhiên,
chi phí cho bảo dưỡng hệ thống WDM vẫn nhỏ hơn rất nhiều nếu so sánh với hệ

băng.
-

1.3.1. Nguồn phát

-

-

một vạch phổ trong dải phổ của nó. Độ rộng phổ tuỳ thuộc vào số lượng kênh

-

bước sóng nguồn phát trong suốt thời gian hoạt động để tránh được những ảnh
hưởng không mong muốn đến chỉ tiêu hệ thống.

Suy hao xen: Suy hao xen là lượng tổn hao công suất trên tuyến truyền dẫn
quang do sự xuất hiện của các bộ ghép bước sóng.

-

Xuyên kênh: Xuyên kênh là sự xuyên nhiễu tín hiệu từ kênh này sang kênh khác,
nói cách khác là sự xuất hiện của tín hiệu kênh này trong kênh lân cận. Sự

trong hệ thống và dung sai của các phần tử.
- Độ ổn định bước sóng phát: Trong hệ thống WDM cần giảm thiểu sự thay đổi

Bước sóng danh định: Bước sóng danh định sử dụng cho bộ lọc, được qui định
từ nhà sản xuất. Bước sóng trung tâm thực tế thường là khác bước sóng này

nguồn phát giống như đối với hệ thống truyền dẫn đơn kênh cự ly dài. Tuy nhiên
trong trường hợp này chúng ta sử dụng loại Laser DFB hoặc DBR có duy nhất

Đỉnh phản xạ: Đỉnh phản xạ định nghĩa cho cách tử, tương ứng lượng ánh sáng
phản xạ tại bước sóng trung tâm

a. Yêu cầu đối với nguồn phát
- Độ rộng phổ hẹp và phổ vạch: Nhìn chung, hệ thống WDM cũng sử dụng các

Băng tần: Băng tần đặc trưng cho dải bước sóng phản xạ đối với cách tử và dải
bước sóng lọc đặc trưng bởi khoảng cách (theo thiết kế) giữa các cạnh bộ lọc.

thống TDM có dung lượng tương đương.
1.3 CÁC THÀNH PHẦN CƠ BẢN TRONG HỆ THỐNG WDM

Bước sóng trung tâm: Đối với cách tử là bước sóng tại trung tâm của băng phản

xuyên kênh này làm tăng nền nhiễu của kênh tín hiệu dẫn đến giảm tỷ số S/N.

-

Độ rộng phổ của kênh: Độ rộng phổ của kênh là dải bước sóng dành cho mỗi
kênh. Độ rộng phổ này phải đủ lớn để đảm bảo ngăn chặn được nhiễu giữa các


14

kênh, do đó nó được xác định tuỳ theo từng loại nguồn quang.
1.3.3 Sợi quang
a. Sợi SMF (theo ITU G.652)
Sử dụng loại sợi SMF cho phép đạt tới cự ly xấp xỉ 1000 km tại tốc độ STM-16
mà không cần sử dụng các bộ bù tán sắc. Tuy nhiên với tốc độ STM-64 nếu sử dụng
loại sợi này thì chỉ đạt được khoảng cách khoảng 60 km nếu không sử dụng bù tán sắc.
Cũng vì tán sắc lớn tại vùng bước sóng 1550 nm nên hiệu ứng FWM không xảy
ra trong sợi SMF.
b. Sợi DSF (theo ITU G.653)
Loại sợi này đặc biệt phù hợp với các hệ thống đơn kênh, cự ly dài, dung lượng

15

- Độ đáp ứng: Độ đáp ứng quan tâm đến năng lượng photon. Nó được đo bằng
dòng photo đầu ra của thiết bị (đơn vị là A) chia cho công suất quang đầu vào
(đơn vị là W). Đối với một photodiode silic thì độ đáp ứng điển hình ở bước
sóng 900nm là 0,44.
b. Photodiode thác (APD)
Dạng cơ bản của một APD là một photodiode PIN có thế hiệu ngược rất lớn
(thường khoảng 50V).
Các tham số quan trọng của APD:
- Độ nhạy

- Tốc độ hoạt động

lớn. Tuy nhiên loại sợi này được khuyến nghị là không sử dụng cho các hệ thống

- Tích độ tăng ích và băng tần

WDM. Trong trường hợp tuyến đang sử dụng loại sợi này, muốn nâng cấp tăng dung

- Nhiễu

lượng bằng kỹ thuật WDM thì phải chọn vùng bước sóng có tán sắc đủ lớn để tránh
hiệu ứng FWM. Điều này làm hạn chế khả năng tăng dung lượng của hệ thống.
c. Sợi NZ-DSF (theo ITU G.655)
Tán sắc của loại sợi này đủ nhỏ để cho phép truyền với tốc độ 10 Gb/s trên

1.3.5 Khuếch đại quang
Khuếch đại quang được sử dụng trọng các hệ thống truyền dẫn để tăng khoảng
cách trạm lặp hay tăng cự ly truyền dẫn. Khuếch đại trong các hệ thống WDM đóng
vai trò đặc biệt quan trọng. Do có nhiều kênh quang cùng hoạt động nên các yêu cầu về

khoảng cách 300 - 400 km mà không cần bù tán sắc nhưng cũng đủ lớn để giảm ảnh

đặc tính khuếch đại của hệ thống WDM nghiêm ngặt hơn nhiều so với hệ thống đơn

hưởng của FWM trong dải băng của EDFA (từ 1530 - 1565 nm). Vì vậy loại sợi này

kênh. Có nhiều kiểu khuếch đại nhưng cho đến nay người ta chủ yếu tập trung vào hai

đặc biệt thích hợp với các hệ thống WDM tốc độ cao, cự ly truyền dẫn lớn.

loại sau: khuếch đại quang bán dẫn (SOA) và khuếch đại quang sợi (AFA). Tuy nhiên,

1.3.4 Đầu thu (bộ tách sóng quang)

các phẩm chất của SOA trong cửa sổ sóng 1550 nm kém hơn AFA ở nhiều khía cạnh

a. PIN
- Hiệu suất lượng tử (QE): là tỷ lệ giữa số electron thu được tại vùng chuyển tiếp
và số photon tới. Hiệu suất lượng tử tuyệt đối là 1 nếu có 1 photon tới thì giải
phóng 1 electron. QE phụ thuộc vào bước sóng hoạt động.

như: độ khuếch đại, công suất bão hoà và mức độ phụ thuộc phân cực nên trong các
ứng dụng ngày nay khuếch đại quang sợi đã trở thành độc tôn. Công nghệ khuếch đại
quang sợi đã gặt hái được rất nhiều thành công và đến nay nó được đánh giá là công
nghệ trụ cột trong tương lai của mạng quang.


16

17

khoảng thời gian tính bằng giây.

1.4 MẠNG WDM
1.4.1. Một số thành phần chính trong mạng WDM
1.4.1.1.Thiết bị OADM
Trên thực tế, đôi khi người ta cần thực hiện việc tách hoặc/và ghép một số kênh
xác định nào đó trong luồng tín hiệu. Để thực hiện nhiệm vụ này phải cần đến một loại
thiết bị chuyên dụng, đó là thiết bị xen/rẽ kênh hay gọi ngắn gọn là thiết bị xen/rẽ. [10]
Thiết bị xen/rẽ kênh quang (OADM) thực hiện chức năng thêm vào và tách ra

một kênh tín hiệu từ tín hiệu WDM mà không gây ra nhiễu với những kênh khác trong
sợi. Theo thời gian chức năng xen/rẽ kênh quang của OADM đã dần hoàn thiện và linh
hoạt hơn.

Hình 1.5 Sơ đồ hệ thống OXC 3×3 với hai bước sóng trên mỗi sợi quang [32]
Bộ đấu nối chéo quang (OXC) được xem như nền móng cho lớp mạng quang,
nó đem lại cho người sử dụng khả năng lựa chọn mềm dẻo và linh hoạt cấu hình mạng
(topo mạng) với độduy trì mạng cao. Ngày nay các thiết bị này chủ yếu xuất hiện trong
môi trường mạng đường trục. Tuy nhiên những thiết bị loại này đang được trông đợi
nhiều ở tất cả các cấp mạng bao gồm cả ở mạng nội hạt. Rào cản hiện tại của những
thiết bị này trong mạng thực tế đó là giá thành.
Hình 1.4 Bộ xen/rẽ kênh quang (OADM) [10]
1.4.1.2. Thiết bị OXC
Dưới góc độ phần tử mạng, thiết bị đấu nối chéo quang (OXC) là một phần tử
chuyển mạch quang linh hoạt cho phép chuyển mạch tín hiệu tới từ một cổng đầu

Chức năng chính của OXC sẽ là khả năng tái cấu hình mạng một cách linh hoạt
ở mức bước sóng cho khôi phục mạng hoặc thích ứng đối với những thay đổi nhu
cầu băng tần.[10]
Một số chức năng của OXC hiện nay:

vào đến một hoặc nhiều cổng đầu ra khác nhau. Dưới góc độ mạng, đấu nối chéo

- Quản lý băng tần và kết nối để cung cấp kết nối cho các kênh thuê riêng và kết

là một nút chuyển mạch mà trạng thái thay đổi theo hệ thống quản lý mạng chứ

nối của các kênh quang (hỗ trợ cho tải SDH), cung cấp chức năng xen/rẽ bước

không theo báo hiệu trong mạng. Do đó những thay đổi này thường kéo dài trong

sóng.


18

19

- Sắp xếp hiệu quả bước sóng để tận dụng tốt hơn cơ sở hạ tầng đã có.

FXC là kiểu chuyển mạch ít phức tạp nhất trong số hai kiểu còn lại (do đó cũng rẻ hơn).

- Phát triển từ từ các dịch vụ 10Gbit/s đến 40Gbit/s, đem lại một chi phí thấp cho

Trong một số phần mạng mà việc bảo vệ chống đứt sợi là vấn đề chính thì FXC có thể

mạng

là một giải pháp hợp lý. Chúng tận dụng tối đa các công nghệ quang hiện tại. Chúng có

- Bảo vệ và khôi phục mạng ở mức bước sóng.

thể cung cấp các khả năng khôi phục và dự phòng đơn giản nhưng lại không linh hoạt

- Định tuyến và liên kết ở mức bước sóng.

(nhằm hỗ trợ các dịch vụ bước sóng điểm-điểm mới).

Hiện nay, có thể phân thiết bị OXC thành hai loại chính: OXC dựa trên ma trận
chuyển mạch điện (lõi điện) và OXC dựa trên ma trận chuyển mạch quang (lõi quang).

Trước đây do công nghệ quang chưa chế tạo được chuyển mạch quang không gian lớn
nên nhiều nhà sản xuất thiết bị hướng đến sử dụng ma trận điện trong các thiết bị đấu
nối chéo quang của mình. Chính vì vậy mà phần lớn thiết bị được quảng cáo ngày nay
của một số hãng lớn như Ciena, Cisco Network, Sycamore được phát triển trên nền này.
Tín hiệu quang tới và ra khỏi OXC phải qua giao diện O/E, tốc độ xử lý cơ sở trong
kiểu OXC này thường là 2,5Gbit/s. [32]
Tuy nhiên khi nối chéo những tốc độ lớn như 10 hoặc 40Gbit/s thì các bị OXC
này sẽ bộc lộ những nhược điểm về công nghệ của mình như xuyên kênh lớn, kích

Hình 1.6 (a)OXC chuyển mạch sợi, (b)OXC chuyển mạch lựa chọn bước sóng, (c)
chuyển mạch trao đổi bước sóng [32]
b. OXC lựa chọn bước sóng (WSXC)

thước chuyển mạch nhỏ (<32x32), số lượng chuyển mạch lớn, trọng lượng nặng,... và

WSXC chuyển mạch một nhóm các kênh bước sóng từ một sợi đầu vào đến một

hơn cả giá thành sẽ bị đẩy lên rất cao vì phải chi trả cho các công nghệ để giải quyết

sợi đầu ra. Về mặt chức năng thì chúng yêu cầu giải ghép (theo tần số) các tín hiệu đến

những nhược điểm trên. Do đó giải pháp xây dựng OXC với lõi quang trở nên hấp dẫn

thành bước sóng ban đầu của chúng.

hơn cả và khắc phục được những nhược điểm nêu trên. Hơn nữa, giá thành của các linh
kiện quang (ma trận chuyển mạch quang) đã giảm xuống rất nhiều, trong tương lai gần
nó hoàn toàn có thể so sánh với OXC dựa trên ma trận chuyển mạch điện.
Dựa vào đặc tính chuyển mạch người ta chia OXC lõi quang thành ba loại chính:
a. OXC chuyển mạch sợi (FXC)

WSXC còn có tính linh hoạt trong việc khôi phục dịch vụ. Các kênh bước sóng
có thể được bảo vệ riêng biệt nhờ cơ chế bảo vệ mesh, ring hoặc kết hợp.
c. OXC trao đổi bước sóng (WIXC)
WIXC hoàn toàn giống như WSXC mô tả trên nhưng có thêm khả năng chuyển
đổi hoặc thay đổi tần số (hoặc bước sóng) của kênh từ tần số này đến tần số khác. Đặc

Các nối chéo chuyển mạch sợi (FXC) thực hiện chuyển mạch tất cả kênh bước

tính này làm giảm xác suất không được định tuyến từ sợi đầu vào đến sợi đầu ra do sự

sóng từ một sợi đầu vào tới một sợi đầu ra, nó hoạt động như một bảng đấu sợi tự động.

cạnh tranh bước sóng. WIXC có tính linh hoạt cao nhất trong việc khôi phục và dự


20

21

phòng dịch vụ.

không phải là vấn đề chính. Chi phí cho việc lắp đặt và bảo dưỡng chúng tại các

1.4.2. Vấn đề thiết kế kỹ thuật trong mạng WDM

trạm dọc theo tuyến cáp cao hơn khá nhiều so với chi phí cho các bộ khuếch đại. Vì

Thiết kế kỹ thuật của hệ thống WDM là rất phức tạp, nó là sự cân bằng của
nhiều các yếu tố tác động. Nhiều hiệu ứng trong hệ thống WDM đã được biết đến trong

các hệ thống đơn kênh. Tuy nhiên còn có một số hiệu ứng khác trong truyền dẫn WDM,
bao gồm:
- Sự phân tách kênh và băng tần tín hiệu: Để giảm thiểu ảnh hưởng của SRS và đạt
được độ bằng phẳng khuếch đại tối ưu từ các bộ khuếch đại ta phải sắp xếp các
kênh càng gần nhau càng tốt. Dĩ nhiên điều này sẽ cho chúng ta có được nhiều kênh
hơn (nếu cần) và vì vậy dung lượng cũng cao hơn.Tuy nhiên, những tác động của
FWM lại không cho phép các kênh có khoảng cách quá gần nhau.

vậy cần phải tăng tối đa công suất cho mỗi kênh. Tuy nhiên có nhiều yếu tố ảnh
hưởng làm hạn chế lượng công suất có thể được sử dụng:
• Công suất cực đại có ở các bộ phát. Đây thực ra là công suất đầu ra lớn nhất
của một EDFA đặt tại bộ phát. Cho tới gần đây nó vẫn đạt khoảng 200 mW
nhưng cùng với sự phát triển của các bộ khuếch đại EDFA nhiều tầng, thì
giới hạn công suất đạt được ngày nay là 10 W.
• Các hiệu ứng phi tuyến (SBS, SRS, CIP) gây ra những hạn chế lớn đối với
lượng công suất có thể dùng cho mỗi kênh tuỳ thuộc vào nhiều yếu tố.
• Vấn đề an toàn cũng rất quan trọng. Hầu như tất cả các hệ thống WDM đều

- Độ chính xác và giá thành phần tử quang: Nói chung, các phần tử quang càng chính

được phân loại kỹ lưỡng theo độ nguy hiểm và cần thiết phải có những hệ

xác và ổn định thì chúng càng có giá thành đắt. Độ rộng phổ nguồn laser càng hẹp

thống bảo an được đặt ở những vị trí xác định có thể truy nhập hiệu quả chỉ

và tín hiệu của nó càng ổn định thì nó càng có giá thành cao hơn. Những đánh giá

riêng các dịch vụ có chất lượng.

tương tự cũng được xét cho các cách tử, bộ lọc, và phần lớn các thiết bị khác. Đây
là yếu tố quan trọng để quyết định độ rộng dải thông và khoảng cách kênh.

- Tạp âm: Như đã nói ở trên, tác động của sự tích luỹ tạp ASE được đánh giá chủ yếu
là về khoảng cách bộ khuếch đại.

- Kiểm soát tán sắc: ý nghĩa cơ bản của việc kiểm soát tán sắc là giảm nhỏ dải thông

- Loại sợi: Để giảm tán sắc ta nên sử dụng sợi DSF. Tuy nhiên, sợi DSF lại làm tăng

tín hiệu và sử dụng một số phương pháp bù tán sắc. Việc sử dụng sợi DSF tại bước

đáng kể các hiệu ứng FWM và SRS. Do đó ta nên dùng cả sợi tiêu chuẩn lẫn sợi tối

sóng tán sắc 0 (zero) là không thể được do vấn đề FWM. Có thể giảm nhỏ dải thông

ưu hoá tán sắc (DOF).

tín hiệu nhưng dải thông lại bị giãn rộng ra do chúng tự điều chế và nếu ta giảm dải
thông tín hiệu xuống thấp hơn 80 MHz thì lại xuất hiện những hạn chế do các hiệu
ứng SBS. Trong các hệ thống có cự ly dưới 100km tại tốc độ 2,4 Gbit/s trở lên sẽ
cần đến một số phương thức quản lý tán sắc và bù tán sắc.
- Công suất tín hiệu (cho mỗi kênh): Một trong các yếu tố để đánh giá hệ thống là nhu
cầu làm tăng khoảng cách giữa các bộ khuếch đại. Chi phí cho các bộ khuếch đại

1.5 TỔNG KẾT CHƯƠNG
Chương này giới thiệu tổng quan về công nghệ ghép kênh theo bước sóng
WDM, sơ lược về nguyên lý ghép kênh cũng như các thành phần cơ bản của mạng
WDM áp dụng trên thực tế. Trong chương này cũng đề cập đến một số vấn đề thiết kế
kỹ thuật trong mạng WDM. Chương tiếp theo sẽ trình bày về vấn đề định tuyến và gán

bước sóng và một số công nghệ chuyển mạch quang.


22

23

Chương 2
CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH QUANG

và gán bước sóng cho chúng với xác suất bị chặn là nhỏ nhất, hoặc hoặc số lượng kết

2.1 BÀI TOÁN ĐỊNH TUYẾN VÀ GÁN BƯỚC SÓNG

nối là lớn nhất[18].
Vấn đề RWA thường được chia làm hai vấn đề con như sau:

Trong truyền dẫn WDM, mỗi dòng dữ liệu được mang bởi một bước sóng duy

-

Lựa chọn tuyến

nhất (hay còn gọi là tần số quang) và một sợi quang thường có rất nhiều bước sóng ánh

-

Gán bước sóng

sáng khác nhau truyền qua. Trong một mạng định tuyến theo bước sóng WDM (sử

dụng các kết nối chéo quang để xác định các tuyến quang qua mạng), người sử dụng ở
các đầu giao tiếp với nhau thông qua các kênh WDM gọi là quang tuyến. Các quang
tuyến hỗ trợ kết nối trong mạng WDM định tuyến theo bước sóng và có thể bao gồm

2.1.1 Lựa chọn tuyến
Có ba phương pháp được sử dụng để lựa chọn tuyến như sau:
-

Tuyến cố định (fixed routing): Đây là phương pháp đơn giản được thực hiện khi

nhiều kết nối quang. Để có thể đáp ứng các yêu cầu của quang tuyến trong mạng

tuyến cố định luôn được gán cho một kết nối giữa nguồn và đích cho trước. Một

WDM định tuyến theo bước sóng, chúng ta sẽ đề cập đến vấn đề chọn đường và chọn

ví dụ của phương pháp này chính là định tuyến đường ngắn nhất cố định (SP-

bước sóng. Nếu như cho ta một tập các kết nối, việc lựa chọn tuyến và gán bước sóng

Shortest path routing). Phương pháp này sử dụng các thuật toán tìm đường ngắn

cho từng kết nối được gọi là vấn đề định tuyến và gán bước sóng (RWA)[15].

nhất để tìm ra một quang tuyến cho cặp nguồn-đích cho trước.

Thông thường, các yêu cầu kết nối có thể được chia thành ba loại: tĩnh, tăng dần

-

Định tuyến cố định thay thế (fixed-alternate routing) Có một danh sách các
tuyến cố định được sắp xếp theo thứ tự tới từng nút đích. Danh sách này nằm

và động. Với trường hợp lưu lượng tĩnh, tất cả các kết nối giữa hai đầu được biết trước,
và việc xử lý chỉ là thiết lập quang tuyến cho các kết nối này theo một mô hình chung

trong bảng định tuyến được duy trì bởi từng nút trong mạng. Phương pháp định

với yêu cầu là tối thiểu hóa các tài nguyên, ví dụ như số bước sóng sử dụng cho kết nối.

tuyến K đường ngắn nhất (K-shortest path) được sử dụng để tìm các tuyến có

Một sự lựa chọn khác là có thể thiết lập càng nhiều kết nối càng tốt với một số lượng

thể giữa mỗi cặp nguồn-đích. Ví dụ, bảng này sẽ chứa danh sách tuyến ngắn

bước sóng cố định trên một đường quang (giả thiết là tất cả các sợi quang đều có cùng

nhất, tuyến thứ hai, tuyến thứ ba… Khi một yêu cầu kết nối đến, nút nguồn sẽ

số lượng bước sóng). Vấn đề RWA của lưu lượng tĩnh là thiết lập quang tuyến tĩnh

thiết lập kết nối của từng tuyến trong bảng định tuyến của nó một cách lần lượt

(Static Lightpath Establish). Trong trường hợp lưu lượng tăng dần với số lượng yêu

cho đến khi nó tìm được một tuyến khả dụng. Trong trường hợp không có tuyến

cầu kết nối đến một cách tuần tự, một quang tuyến sẽ được thiết lập cho mỗi kết nối và

nào trong bảng có thể dùng được thì yêu cầu kết nối này sẽ bị chặn[33].

nó sẽ được duy trì trong mạng không hạn định. Đối với lưu lượng động, một quang

-

Định tuyến thích nghi (Adaptive routing): Tuyến được chọn một cách tự động từ

tuyến được thiết lập cho mỗi kết nối khi có yêu cầu đến và chúng sẽ được giải phóng

nút nguồn đến nút đích, tùy thuộc vào trạng thái của mạng. Trạng thái của mạng

sau một khoảng thời gian nhất định. Vấn đề RWA trong trường hợp này là thiết lập

được xác định dựa vào các kết nối hiện tại trên mạng. Ví dụ của phương pháp

quang tuyến động (DLE- Dynamic Lightpath Establish), bao gồm thiết lập quang tuyến

này chính là định tuyến đường ít tắc nghẽn nhất (least congested-path routing).


24

Phương pháp này có xác suất chặn kết nối thấp hơn hai phương pháp trên nhưng

bị bộ chuyển đổi này thì mạng này được gọi là mạng khả chuyển hoàn toàn. Khi đó

việc tính toán phức tạp hơn[34].

mạng quang này tương đương như mạng chuyển mạch kênh truyền thống. Như vậy, bộ

2.1.2 Gán bước sóng
Gán bước sóng là lựa chọn một bước sóng trong danh sách các bước sóng có thể
dùng được cho một tuyến nhằm tối đa hóa hiệu quả của bước sóng đó. Có một số mô
hình cho phương pháp này như sau:
-

Gán bước sóng một cách ngẫu nhiên (Random Wavelength Assignment).
Phương pháp này sẽ lựa chọn một cách ngẫu nhiên một bước sóng trong số các
bước sóng có thể sử dụng để gán cho tuyến.

-

Phù hợp đầu tiên (First-Fit): Trong trường hợp này, tất cả các bước sóng sẽ
được đánh số và nó sẽ lựa chọn bước sóng khả dụng đầu tiên theo thứ tự.

-

Ít sử dụng nhất (Least-used): Phương pháp này nhằm cân bằng tải cho tất cả các

chuyển mạch có thể nâng cao hiệu năng của mạng.
2.2 CÁC KỸ THUẬT CHUYỂN MẠCH QUANG
Có ba kỹ thuật chuyển mạch quang chính được nghiên cứu trong các tài liệu về vận
chuyển lưu lượng IP trong các mạng WDM. Các kỹ thuật này bao gồm:
-

Định tuyến bước sóng

-

Chuyển mạch gói quang

-

Chuyển mạch chùm quang

Do vậy, dựa vào các kỹ thuật chuyển mạch, các mạng IP/WDM có thể được phân
loại như sau:

bước sóng. Tuy nhiên phương pháp này không được sử dụng nhiều trong thực tế

-

Mạng định tuyến bước sóng

bởi vì hiệu quả của nó được đánh giá thậm chí còn thấp hơn phương pháp gán

-

Mạng chuyển mạch gói quang

-

Mạng chuyển mạch chùm quang

ngẫu nhiên.
-

25

Sử dụng nhiều nhất (Most-used)Phương pháp này sẽ lựa chọn bước sóng được
sử dụng nhiều nhất để gán cho tuyến. Phương pháp này được dùng nhiều hơn
hai phương pháp FF và LU[19].
Trong mạng WDM định tuyến theo bước sóng có sử dụng các bộ chuyển đổi

bước sóng để chuyển đổi bước sóng ban đầu mang dữ liệu từ nút nguồn sang một bước
sóng khác ở nút trung gian trước khi chuyển nó đến sợi quang kế tiếp. Kỹ thuật này
được gọi là sự chuyển đổi bước sóng[5]. Mạng định tuyến theo bước sóng có khả năng
này được gọi là mạng bước sóng khả chuyển (wavelength-convertible). Với các bộ
chuyển đổi hoàn toàn, chúng có thể chuyển đổi một bước sóng bất kỳ sang một bước
sóng bất kỳ khác. Nếu như mỗi đường quang trong mỗi nút của mạng đều được trang

2.2.1 Định tuyến bước sóng (WR-Wavelength Routing)
Trong các mạng định tuyến bước sóng, một tuyến toàn quang được thiết lập
giữa các đầu của mạng và nó được gọi là quang tuyến. Bằng cách sử dụng quang tuyến,
nó có thể duy trì một kênh bước sóng dành riêng trên tất cả các kết nối dọc theo tuyến.
Sau khi dữ liệu được truyền đi, quang tuyến này sẽ được giải phóng. Trong
mạng định tuyến bước sóng, các thiết bị kết nối chéo quang được sử dụng để kết nối
quang điểm – điểm trong một topo bất kỳ. Như đã đề cập trong phần trước, các thiết bị
OXC có khả năng phân biệt các gói dữ liệu dựa trên cổng vào và bước sóng của nó sử
dụng. Do vậy, khi ta sử dụng mạng này thì dữ liệu được truyền giữa các điểm đầu cuối


26

sẽ không cần phải xử lý, không cần chuyển đổi điện/quang (E/O conversion) và không

27

-

cần bộ đệm tại các nút trung gian. Tuy nhiên, cũng giống như tất cả các mạng chuyển
mạch, các mạng định tuyến bước sóng không chia sẻ tài nguyên và do vậy sự hiệu

và tách gỡ thông tin mào đầu của gói tin.
-

dụng của băng thông là thấp[2].
2.2.2 Chuyển mạch gói quang (OPS – Optical Packets Switching)

-

tự như chuyển mạch kênh, tức là kết nối giữa hai đầu nguồn và đích phải được thiết lập
trước khi dữ liệu có thể được truyền đi. Quyết định chuyển cũng được tạo ra tại thời

Giao diện đầu ra (output interface): được sử dụng để tái tạo tín hiệu quang và
chèn thông tin mào đầu.

-

Đơn vị điều khiển (control unit): Được sử dụng để điều khiển chuyển mạch tiếp
dựa trên các yêu cầu chứa trong phần mào đầu quang.

hiệu quả trong hầu hết các trường hợp trừ khi kết nối được thiết lập và duy trì trong
một khoảng thời gian tương đối dài. Điều này chính là do định tuyến bước sóng tương

Cơ cấu chuyển mạch (switching fabric): là phần lõi của bộ chuyển mạch. Nó
thực hiện chuyển mạch các gói tin trong vùng quang.

2.2.2.1 Giới thiệu chung

Như chúng ta đã nói ở phần trước, các mạng định tuyến theo bước sóng không

Giao diện đầu vào (input interface): được sử dụng để mô tả và căn chỉnh gói tin,

2.2.2.2 Công nghệ chuyển mạch gói quang
Quá trình thực hiện của kỹ thuật chuyển mạch gói quang được mô tả trong hình 2.1

điểm thiết lập cuộc gọi và trong suốt quá trình diễn ra cuộc gọi, bộ chuyển mạch phải
đọc, lưu và chuyển từng khung dữ liệu cuộc gọi mà nó nhận được. Dữ liệu mào đầu
(overhead) là rất lớn tại thời điểm thiết lập cuộc gọi và ít đi trong thời gian cuộc gọi
thực hiện. Tuy vậy, thông thường thời gian của cuộc gọi dài hơn rất nhiều so với thời
gian thiết lập và ngắt cuộc gọi nên hiệu quả của phương pháp này là cao nếu như băng
thông được tận dụng tối đa trong quá trình gọi. Chính nhược điểm này của mạng định
tuyến bước sóng làm cho các nghiên cứu tập trung vào phương pháp chuyển mạch gói

Hình 2.1 Chuyển mạch gói quang[23]

quang bởi vì phương pháp này tận dụng được băng thông của mạng bằng cách sử dụng

Từ hình trên ta có thể tóm lược các bước thực hiện của chuyển mạch gói quang như

ghép kênh thống kê cho chia sẻ băng thông[2].

sau:

Trong các mạng chuyển mạch gói, lưu lượng IP được xử lý và chuyển mạch tại
các bộ định tuyến IP theo từng gói tin một. Mỗi gói tin IP đều chứa phần trọng tải
(payload) và phần mào đầu (header). Phần mào đầu gói tin chứa thông tin cần thiết để
định tuyến gói tin còn phần trọng tải chứa các bản tin dữ liệu. Một bộ chuyển mạch gói
quang WDM bao gồm bốn phần:

Đồng bộ hóa và khôi phục định thời gói tin
Thực hiện của đồng bộ hóa gói tin bao gồm một bộ nhận dạng bắt đầu gói tin
được sử dụng để xác định vị trí bắt đầu của gói tin và một module trễ có thể lập trình
được dùng để thay đổi thời gian đến của gói tin.
Loại bỏ phần mào đầu gói tin


28

Phương pháp này được thực hiện bằng cách sử dụng bộ khuếch đại quang bán
dẫn (SOA) và nó có thể được cải thiện nhờ kỹ thuật chuyển đổi bước sóng.
Bộ đệm

29

2.2.3 Chuyển mạch chùm quang (OBS-Optical Burst Switching)
2.2.3.1 Giới thiệu chung
Từ hai phần trước chúng ta có thể thấy kỹ thuật định tuyến bước sóng không cần

Do không có bộ nhớ RAM quang học phù hợp cho các chuyển mạch gói quang,

xử lý, không chuyển đổi quang-điện và không sử dụng bộ đệm tại nút trung gian, tuy

ta cần phải tìm một giải pháp khác, đó là bộ nhớ RAM điện tử. Thiết bị này có tốc độ

nhiên nó lại không sử dụng hết băng thông. Ngược lại, kỹ thuật chuyển mạch gói

truy cập giới hạn và cần có bộ chuyển đổi quang-điện-quang và bộ đệm dựa trên các

quang có thể nâng cao hiệu suất sử dụng băng thông bằng cách hợp kênh thống kê cho

đường quang trễ có hoặc không có khả năng WDM.

chia sẻ băng thông nhưng nó lại cần có bộ đệm. Chính vì vậy cần kết hợp hai phương

Định tuyến gói tin

pháp này để đưa ra một phương pháp kế thừa các ưu điểm của hai phương pháp kể trên,

Trong khi đang xử lý địa chỉ trong miền điện tử, các chuyển mạch gói quang sẽ

gọi là kỹ thuật chuyển mạch chùm quang.

chuyển hướng và lưu đệm các gói tin trong miền quang. Có rất nhiều kiến trúc chuyển

Chuyển mạch chùm quang (OBS) được xây dựng dựa trên các tiêu chuẩn của tổ

mạch gói khác nhau, ví dụ như chuyển mạch gói quang định tuyến theo bước sóng,

chức ITU-T dành cho chuyển mạch bó trong mạng ATM, được biết đến chuyển mạch

chuyển mạch gói quảng bá và lựa chọn.

khối ATM (ATM block transfer). OBS là kỹ thuật dùng để truyền đi một khối lượng

Khi một gói tin đi đến bộ chuyển mạch quang WDM, đầu tiên nó được xử lý
qua giao diện đầu vào, tại đây nó sẽ tách riêng phần thông tin mào đầu và phần dữ liệu
sau đó phần mào đầu sẽ được chuyển đổi vào miền điện tử và được xử lý bởi khối điều

lớn lưu lượng qua mạng vận chuyển quang bằng cách thiết lập một liên kết và chiếm
giữ các tài nguyên cho chỉ một chùm quang (burst). Mô hình của chuyển mạch chùm
quang được mô tả trong hình 2.2

khiển; trong khi đó phần dữ liệu vẫn nằm trong miền quang. Sau đó phần dữ liệu sẽ
được xử lý bởi cơ cấu chuyển mạch để chuyển đến cổng thích hợp. Một đặc tính chính
ở đây là quyết định khi nào thì cần phải đồng bộ. Trong mạng này cơ cấu chuyển mạch
tại một nút nhận các gói tin đến với thời gian căn chỉnh là nhỏ nhất. Tuy nhiên, phương
pháp này phức tạp hơn bởi vì chúng có các giai đoạn đồng bộ hóa căn chỉnh gói tin.
Một phương pháp khác là xây dựng một mạng không đồng bộ mà trong đó các gói tin
có thể có kích thước khác nhau. Kiến trúc của chuyển mạch trong trường hợp này đơn
giản hơn mặc dù xác suất bất đồng gói tin cao hơn. Sau khi dữ liệu truyền qua cơ cấu
chuyển mạch, nó sẽ được kết hợp với mào đầu đã được chuyển đổi ngược lại vào miền
quang tại giao diện đầu ra.[23]

Hình 2.2 Mô hình chuyển mạch chùm quang (OBS)[23]
Phần tử cơ bản của OBS là burst (chùm quang), được định nghĩa là một chuỗi
các gói tin có cùng địa chỉ đích và có các đặc điểm giống nhau, ví dụ như là cùng di
chuyển từ một lối vào đến lối ra của một nút và cùng được chuyển mạch tại các nút
trung gian. Mỗi một burst bao gồm hai phần: phần mào đầu và phần dữ liệu. Phần mào


30

31

đầu được gọi là phần burst điều khiển (control burst-CB) và phần dữ liệu được gọi là

Ngoài ra, do sự hạn chế của CB, OBS còn có độ thích nghi với tắc nghẽn hoặc

burst dữ liệu (Data burst – DB). Trước tiên phần CB sẽ được truyền đi nhằm mục đích

lỗi kết nối cao hơn so với OPS và nó hỗ trợ định tuyến dựa trên mức ưu tiên như trong

dành sẵn băng thông dọc theo tuyến truyền cho phần DB, và sau đó DB sẽ được theo

chuyển mạch gói quang. Tuy vậy, do OBS chuyển mạch các chùm quang với kích

tuyến băng thông này để đi đến nơi nhận. [14]

thước có thể lớn hơn rất nhiều lần so với các gói tin IP do đó tỷ lệ kích thước mào đầu

2.2.3.2 So sánh OBS với OPS và WR

so với dữ liệu được truyền là thấp hơn.
Tóm lại, có ba điểm khác biệt chính giữa chuyển mạch chùm quang với chuyển

Do trong OBS bước sóng dùng để truyền chùm quang sẽ được giải phóng ngay
khi chùm quang truyền qua kết nối đó nên các chùm quang từ nguồn khác đến đích

mạch kênh và chuyển mạch gói quang.:

khác hoàn toàn có thể sử dụng băng thông của cùng bước sóng trên kết nối này. Kết

- Một chùm quang có tính chất cụm khi so sánh với các loại chuyển mạch

quả này thể hiện sự sử dụng hiệu quả băng thông của OBS hơn so với WR đồng thời

kênh và chuyển mạch gói

vẫn đáp ứng được các kết nối trong thời gian dài. Kỹ thuật này cũng giải quyết được

- Chuyển mạch chùm quang chiếm giữ băng thông theo tiến trình một chiều,

các vấn đề về giới hạn kết nối trong các mạng định tuyến theo bước sóng, nơi mà số

nghĩa là nó có thể gửi dữ liệu đi mà không cần chờ bản tin xác nhận chiếm giữ

lượng quang tuyến có thể thiết lập được bị giới hạn bởi số bước sóng khả dụng.

thành công. Tuy nhiên trong chuyển mạch kênh thì băng thông cho cuộc gọi
cần phải được chiếm giữ cả hai chiều.
- Trong chuyển mạch chùm quang, một chùm quang sẽ đi qua các nút trung
gian mà không cần lưu trong bộ đệm, trong khi đối với chuyển mạch gói, các
gói tin được lưu-và-chuyển tiếp (stored and forwarding) tại mỗi nút trung
gian.[19]
2.2.3.3 Kỹ thuật chuyển mạch chùm quang
Trong một mạng IP/WDM, một chùm quang được cấu trúc ở đầu switch/router
có thể chứa nhiều gói tin IP với kích thước vài megabyte dữ liệu (ảnh có độ phân giải
cao hoặc một đoạn video clip). Có ba kỹ thuật chuyển mạch chùm quang được mô tả ở
trong phần này:
-

Hình 2.3 (a) Chuyển mạch gói quang (b) Chuyển mạch chùm quang [12]

Kỹ thuật IBT(in-and-terminator): Trong kỹ thuật này, thông tin điều khiển (chứa
địa chỉ nguồn và địa chỉ đích) được gửi đi như là mào đầu (với điều khiển trong
băng) hoặc gói tin điều khiển (với điều khiển ngoài băng), tiếp theo là chùm

32

33

quang có chứa IBT để báo hiệu kết thúc chùm quang. Băng thông sẽ được dành
riêng cho chùm quang ngay khi thông tin điều khiển được xử lý, và nó sẽ được
giải phóng ngay khi IBT được phát hiện. Một trong những khó khăn của chuyển
mạch chùm quang dựa trên IBT trong mạng quang là nhận dạng và xử lý IBT
trong miền quang.[12]
-

Kỹ thuật TAG(Tell-And-Go): Kỹ thuật này gần giống với kỹ thuật chuyển mạch
kênh nhanh. Nguyên tắc làm việc của nó như sau: Đầu tiên nút nguồn sẽ gửi đi
một gói tin điều khiển nhằm chuẩn bị riêng băng thông và sau đó dữ liệu chùm
quang tương ứng sẽ được truyền đi mà không cần phải chờ xác nhận bởi vì băng
thông đã được dành riêng hoàn toàn cho kênh này. Sau đó nút nguồn có thể gửi
đi một bản tin điều khiển khác nhằm giải phóng băng thông vừa được cấp riêng,

-

Hình 2.4 Mô tả giao thức JET [27]

hoặc nó sẽ gửi đi một bản tin làm mới (refresh packet) để tiếp tục duy trì băng

Hình trên mô tả ý tưởng cơ bản của giao thức JET (Just-Enough-Time) áp dụng

thông. Băng thông sẽ tự động giải phóng trong trường hợp nó không nhận được

cho OBS. Đây là một dạng giao thức chiếm giữ một chiều[13][27]. Để thực hiện gửi đi

một bản tin làm mới nào trong một khoảng thời gian nhất định.[22]

một chùm quang dữ liệu (gồm rất nhiều gói tin IP), một chùm quang điều khiển (được

Kỹ thuật RFD(reserve-a-fixed-duration): Trong kỹ thuật này, việc đặt trước

coi như là một gói tin IP bình thường), hay còn gọi là gói tin điều khiển, được gửi đi từ

băng thông được đóng tại từng switch, băng thông được dành riêng trong một

nút nguồn đến nút đích để chiếm giữ một tuyến toàn quang. Một cách cụ thể hơn, mỗi

khoảng thời gian nhất định dựa theo từng gói tin điều khiển.[15]

nút tự chọn một bước sóng phù hợp trên kết nối của mình và để dành cho chùm quang

2.2.3.4 Giao thức JET (Just Enough Time)
Như chúng ta đã biết, kết nối được thiết lập dựa trên đặt trước từ hai phía dưới
sự điều khiển phân tán trong các mạng điện thoại và mạng dữ liệu tốc độ cao. Phương
pháp tương tự cũng có thể được sử dụng trong mạng quang. Tuy nhiên với tốc độ
truyền 2.5 Gbps, một chùm quang có kích thước 500Kbytes có thể được gửi trong
khoảng 1.6ms nhưng để nhận một ACK đến trong khoảng 500km thì mất khoảng
2.5ms. Điều này chứng tỏ rằng giao thức đặt trước một chiều sẽ hiệu quả hơn là giao
thức hai chiều áp dụng với lưu lượng lớn truyền trên một khoảng cách tương đối xa.

dữ liệu tương ứng đến ngay sau đó, tạo nên chuyển mạch quang. Để đơn giản, ta giả sử
rằng tổng thời gian xử lý của gói tin điều khiển tại mỗi nút là δ; trong khi đó, sau khi
chùm quang dữ liệu chờ tại nguồn trong miền điện tử trong khoảng thời gian T0, nó sẽ
được gửi đi dưới dạng tín hiệu quang mà không cần phải chờ đến khi nhận được ACK
từ đích. Gọi L là số bước truyền trên tuyến thì T0 được chọn thấp nhất là (δ*L) để đảm

bảo rằng mỗi nút có đủ thời gian để hoàn tất việc xử lý gói tin điều khiển trước khi
chùm quang dữ liệu bắt đầu được truyền. Kết quả là ngay khi chùm quang dữ liệu được
truyền đi, nó vượt qua tất cả các nút trung gian mà không cần phải sử dụng bộ đệm, bộ
chuyển đổi quang-điện-quang hay một thực thể IP trung gian nào.


34

35

Trong bất kỳ một giao thức chiếm giữ một chiều nào đều có một vấn đề đặt ra,
đó là tỷ lệ mất dữ liệu. Cụ thể là nếu một gói tin điều khiển không thể thiết lập được
băng thông tại một nút trung gian, thì chùm quang dữ liệu tương ứng có thể bị bỏ qua
và một ACK từ chối sẽ được gửi đến nguồn để có thể gửi lại chùm quang dữ liệu đã

Chương 3
TRUYỀN DẪN IP TRÊN MẠNG WDM
3.1 SỰ TÍCH HỢP IP VÀ MẠNG QUANG

mất. Trong trường hợp này đoạn băng thông đã được thiết lập sẽ không được sử dụng

Ngày nay lưu lượng IP đã trở thành lưu lượng lấn át trên hầu hết các mạng viễn

và bị lãng phí. Để loại trừ khả năng băng thông bị lẵng phí này, một chùm quang cần

thông. Sự phát triển và sử dụng rộng rãi của các mạng TCP/IP ủy thác các mạng IP

phải được lưu trong bộ đệm điện tử (sau khi đã được đi qua bộ chuyển đổi quang-điện)

không chỉ đáp ứng được sự phát triển mong muốn theo số lượng mà nó còn thỏa mãn

và tiếp tục gửi đến đích của nó sau một khoảng thời gian nhất định. Người ta có thể sử

các khía cạnh khác của các mạng viễn thông truyền thống ví dụ như sự chọn lọc và các

dụng các FDL để cung cấp một số khoảng trễ tại các nút trung gian nhằm giảm thiểu

phương thức điều khiển làm nó thuận tiện trong hoạt động hoặc hiệu năng. Mặt khác,

nguy cơ trên.[13][27]

các mạng quang ngày càng được ứng dụng rộng rãi nhằm nâng cao băng thông, đáp

Ngoài ra xác suất mất dữ liệu cũng có thể được giảm thiểu mà không cần sử

ứng yêu cầu truyền thông ngày càng cao trên mạng. Do đó, để nâng cao năng lực của

dụng đến các đường trễ quang. Cụ thể hơn, ở đây một số chùm quang có thể được gán

hệ thống, công nghệ mạng IP cần phải được tích hợp với một mạng quang chặt chẽ hơn.

mức ưu tiên cao hơn bằng cách rất đơn giản là sử dụng thêm một khoảng trễ và do vậy

Để đạt được yêu cầu này, mạng quang cần phải linh hoạt, có khả năng tự cấu hình và

đảm bảo xác suất truyền thành công sẽ tăng lên.

có khả năng hỗ trợ các mô hình bảo vệ và khôi phục lỗi.

Ngoài phương pháp báo hiệu JET ra còn có một số phương pháp báo hiệu khác

trong mạng quang như là JIT (Just-In-Time) và TAW (Tell-And-Go).Các phương pháp
này được giới thiệu trong [16][29].
2. 3 TỔNG KẾT CHƯƠNG
Trong chương này chúng ta đã giới thiệu về các kỹ thuật định tuyến và gán bước
sóng cơ bản trong mạng WDM. Sau đó chúng ta đi tìm hiểu về các công nghệ chuyển
mạch quang, đặc biệt là về công nghệ chuyển mạch chùm quang OBS. Đây là vấn đề sẽ
liên quan đến phần nội dung chính của luận văn, tìm hiểu về chất lượng dịch vụ trong
mạng IP/WDM sử dụng chuyển mạch chùm quang. Chương tiếp theo chúng ta sẽ nói
đến sự tích hợp IP trên mạng WDM và các kỹ thuật liên quan.

3.1.1 Khái niệm
3.1.1.1 Mô hình mạng quang
Có rất nhiều phương pháp tích hợp IP trên mạng quang. Tuy nhiên, vấn đề đầu
tiên cần phải được đề cập đến đó là một mạng quang chính xác là như thế nào. Chúng
ta có thể định nghĩa mạng quang là một hệ thống truyền thông sử dụng các thiết bị
quang và các kỹ thuật như là thực thể vận chuyển cơ bản được sử dụng rộng rãi trong
các mạng SDH/SONET, WDM và các công nghệ kết nối quang như Ethernet quang tốc
độ gigabit… Mục đích là làm cho mạng quang trở nên khác biệt với những mô hình
mạng truyền thống như mạng điểm-điểm, mạng ring và mạng dạng lưới.


36

37

hàm một số vấn đề, tập trung vào căn chỉnh các tuyến từ một điểm đầu IP đến một
điểm khác qua mạng quang và xác định khả năng đến của IP.
3.1.1.3 Mặt phẳng dữ liệu và mặt phẳng điều khiển
Giả sử rằng mặt phẳng dữ liệu sẽ sử dụng mô hình phủ (overlay) trong đó mạng
quang cung cấp các đường ống (pipe) để truyền dẫn dữ liệu IP. Thông qua các đường

ống này, các gói tin IP có thể được vận chuyển và chúng không thể nhìn thấy các
chuyển mạch quang từ góc độ gói tin. Đặc tính chính của mô hình phủ này là các
chuyển mạch quang đều không nhận thức được các gói tin IP một các rời rạc. Chính vì
Hình 3.1 Mô hình mạng quang [36]
Tổng quan thì mô hình mạng IP bao gồm rất nhiều bộ định tuyến IP tốc độ cao
được kết nối với nhau bởi mạng lõi quang. Các bộ định tuyến này thường nằm ở biên
của mạng quang. Như chúng ta có thể thấy ở hình 3.1, một mạng quang được kết nối
bởi rất nhiều mạng khách hàng khác thông qua các giao diện người dùng (User
Network Interface-UNI). Chú ý rằng các mạng khách hàngcó thể bao gồm các mạng IP

vậy nó không thể xử lý từng gói tin IP rời rạc dựa vào phần đầu của bản tin được. Do
đó, giải pháp đưa ra hiện nay chính là sử dụng các bộ OXC có thể điều khiển động
trong hệ thống mạng. Với các bộ kết nối chéo quang OXC này, một tuyến quang sẽ
được thiết lập trên mạng trước khi dữ liệu được truyền đi. Kết quả là lưu lượng IP sẽ
được xử lý bằng cách đưa vào đường hầm quang từ cổng vào (ingress) của mạng quang
và đi ra khỏi mạng từ đầu ra (egress port).

và các dạng mạng khác, ví dụ như mạng STM. Hơn nữa, chúng ta vẫn có thể thấy rằng

Ngược lại với mặt phẳng dữ liệu, mặt phẳng điều khiển có thể nằm trong một số

bản thân một mạng quang bao gồm rất nhiều mạng con quang được kết nối với nhau

mô hình khác nhau. Giống như với mặt phẳng dữ liệu, chúng ta cũng có thể giả sử mặt

thông qua giao diện nút mạng (Network Node Interface –NNI). Mạng quang được coi

phẳng dữ liệu sử dụng mô hình phủ, ngoài ra còn một số mô hình khác như mô hình

là mạng vận chuyển dữ liệu người dùng. Mạng này là trong suốt đối với tốc độ và sự

đồng đẳng (peer-to-peer), mô hình mở rộng… [36]

mã hóa của lưu lượng khách hàng.
3.1.1.2 Các vấn đề chính
Vấn đề đầu tiên là làm thế nào để thích nghi và sử dụng các giao thức điều khiển
IP trong sự điều khiển mạng quang. Trong trường hợp này “nó bao gồm thiết kế mới
các giao thức báo hiệu và điều khiển hoặc trang bị thêm các giao thức điều khiển và
báo hiệu IP hiện có để sử dụng cho mạng quang nhằm mục đích quản lý gắn kết các
đầu, cung cấp và khôi phục các quang tuyến dọc theo các mạng quang. Vấn đề thứ hai
đó chính là làm thế nào để vận chuyển lưu lượng IP trên mạng quang. Điều này bao

Trong một mạng quang, mặt phẳng điều khiển được sử dụng để phối hợp các
giải thuật nhằm cung cấp các chức năng sau:
- Giao thức báo hiệu dùng để thiết lập, duy trì và ngắt một kết nối.
- Quy trình định tuyến nhằm điều khiển cấu trúc liên kết mạng, sử dụng tài
nguyên, và tính toán tuyến truyền.
- Sắp xếp hệ thống đặt tên và định địa chỉ.


38

- Giao thức báo hiệu dành cho truyền thông giữa thực thể yêu cầu dịch vụ và các
thực thể cung cấp dịch vụ.
3.1.2 Kiến trúc và các mô hình định tuyến
Như đã nói ở phần trên, theo quan điểm của kiến trúc mạng, mặc dù các mô
hình mạng khác nhau về báo hiệu và kiến trúc điều khiển nhưng về cơ bản chúng có

39

Từ hình 3.1 ở phần trước chúng ta có thể thấy rằng có hai loại giao diện chính
trong mô hình mạng quang, giao diện NNI và giao diện UNI. Giao diện NNI là giao
diện giữa hai mạng quang với nhau, còn giao diện UNI là giao diện giữa mạng khách
hàng và mạng quang. Trong cả hai trường hợp, một phía của giao diện có thể coi như là
bên đề xuất dịch vụ cho phía còn lại.

cùng mô hình truyền dữ liệu. Mặt phẳng dữ liệu IP trên mạng quang được thực hiện

Tùy thuộc vào các dạng dịch vụ và phương thức triệu gọi dịch vụ mà người ta

trên mạng che phủ của tuyến quang. Mặt khác, các bộ định tuyến IP và OXC có lại mối

có thể chia thành hai mô hình chính. Mô hình thứ nhất được gọi là mô hình dịch vụ

quan hệ đẳng cấp hoặc mối quan hệ dạng chủ-khách trong mặt phẳng điều khiển. Như

miền và mô hình thứ hai là mô hình dịch vụ hợp nhất[36]. Hình 3.3 mô tả hai mô hình

trong hình 3.2a ta thấy thiết bị của người dùng truy xuất các dịch vụ thông qua một

dịch vụ này. Sự khác biệt giữa hai mô hình ở chỗ một mô hình có thể định địa chỉ khác

giao thức báo hiệu UNI định nghĩa tốt để yêu cầu hoặc giải phóng các kết nối điểm –

biệt hoàn toàn trong khi mô hình sau có chung không gian địa chỉ.

điểm đã thực hiện qua mạng quang. Đây được gọi là mô hình che phủ (overlay model)
do thiết bị người sử dụng không thể biết được cấu trúc bên trong của mạng quang[30].
Hình 3.2b trình bày mô hình đồng cấp trong đó thiết bị của người sử dụng hoàn toàn
nắm được cấu trúc của mạng quang, tạo nên quan hệ đồng cấp giữa các OXC của mạng

quang và thiết bị người sử dụng. Điều này dẫn đến kiến trúc IP trên mạng quang được
định nghĩa một cách cơ bản bởi sự tổ chức của mặt phẳng điều khiển.

Hình 3.3 (a) Mô hình dịch vụ miền (b) Mô hình dịch vụ hợp nhất[36]
- Mô hình dịch vụ miền: Trong trường hợp này giao diện đưa ra một đề xuất rõ ràng về
một bộ dịch vụ được định nghĩa tới người dùng. Các mặt phẳng điều khiển và định địa
chỉ được coi là hoàn toàn tách biệt với những cái đang tồn tại trong mạng quang cũng
Hình 3.2 Mối quan hệ giữa các bộ định tuyến IP và OXC trong mặt phẳng điều khiển

như trong mạng khách hàng. Do đó, mỗi miền được coi như có báo hiệu và kiểu định

(a) mô hình che phủ (overlay) (b) mô hình đồng cấp (peer) [36]

địa chỉ riêng. Điều này được minh họa trong hình 3.3a bằng đường nét đứt bao quanh


40

41

các bộ định tuyến và OXC. Như chúng ta có thể thấy, các bộ định tuyến thực hiện giao

IP/WDM hiện nay nhưng đã có rất nhiều đề xuất đã được xác nhận như là các phương

thức điều khiển tầng IP truyền thống và/hoặc các giao thức điều khiển MLPS. Các

pháp đúng đắn.

OXC sử dụng quyền sở hữu hoặc các giao thức điều khiển/báo hiệu G-MPLS. Mô hình

3.2.1 Các kiến trúc phân tầng

dịch vụ miền này được ánh xạ với một mặt phẳng điều khiển một cách dễ dàng thông
qua các khái niệm mô hình che phủ. Hiểu như thông thường, nó coi các nút mạng
khách hàng đó (ví dụ như các bộ định tuyến) sẽ sử dụng mạng lõi quang như là nền
tảng và giao diện để thiết lập và duy trì các quang tuyến.

Các kiến trúc phân tầng giao thức chính dành cho vận chuyển IP trên mạng
WDM hiện nay là thông qua mạng ATM và SONET và đã được ứng dụng trong mạng
WDM. Hơn nữa, sự vận chuyển trực tiếp IP trên mạng WDM đang được theo đuổi cho
các hệ thống tương lai. Hình 3.4 thể hiện bốn mô hình phân tầng dành cho vận chuyển

- Mô hình dịch vụ hợp nhất: trong trường hợp này giao diện phải là liền mạch, không

lưu lượng IP trên mạng quang. Như có thể thấy, có bốn mô hình phân lớp cơ bản dựa

phân biệt IP và các mạng quang. Điều này có nghĩa là các OXC và các bộ định tuyến

trên sự sử dụng của ATM và/hoặc SDH/SONET giữa tầng IP và các tầng vận chuyển

IP lưu ý như là ngang hàng với nhau và một mặt phẳng điều khiển tín hiệu hợp nhất sẽ

quang WDM.

cùng được sử dụng cho cả OXC và bộ định tuyến IP. Như trong hình 3.3b trình bày
cách thức các bộ định tuyến IP và OXC đều có chức năng như là G-MPLS LSR và giao
tiếp thông qua báo hiệu G-MPLS. Chú ý rằng theo quan điểm của báo hiệu và định
tuyến, các bộ định tuyến IP và các OXC là hoàn toàn giống nhau. Hơn thế nữa, với
cùng một mô hình dịch vụ, một không gian địa chỉ chung sẽ được sử dụng để xác định
tất cả các bộ định tuyến và các OXC. Do vậy, không giống như trong hình 3.3a, các

đường đứt đoạn trong hình 3.3b bao quanh cả bộ định tuyến IP và OXC.[36]
3.2 MẠNG IP/WDM

Hình 3.4 Các mô hình vận chuyển IP trên WDM [36]
Trong hình 3.4 (a-c) tầng ứng dụng quang có thể được xem như là tuân theo mô

Như chúng ta đã biết, khả năng truyền dẫn của sợi quang đã được tăng lên một

hình OTN (Optical Transport Network) khuyến nghị G872 của ITU, trong đó bao gồm

cách đang kể, với khoảng 160 Gbps trong trường hợp là sợi quang DWDM. Sự thay

cả OCH( optical change- Kênh quang), OMS (bộ phận hợp kênh quang – Optical

đổi này sẽ dẫn đến rất nhiều thay đổi trong mạng viễn thông trong tương lai, không chỉ

Multiplex Section) và OTS (phần truyền dẫn quang – Optical Transmission Section).

về hệ thống truyền dẫn mà cả về kiến trúc mạng. Vận chuyển các gói tin IP trực tiếp

Tầng thích nghi quang, hay còn gọi là tầng quang, sẽ quản lý các vấn đề về thiết lập/

trên WDM có thể coi là một trong những sự thay đổi chính mà chúng ta mong muốn

giải phóng kênh WDM và cung cấp sự bảo vệ giới hạn. Tầng vật lý thực hiện các chức

trên kiến trúc mạng. Với dung lượng cực lớn của các mạng WDM có thể cho phép tích

năng như một bộ khuếch đại quang, chuyển mạch bước sóng, biến đỏi bước sóng,

hợp đầy đủ các công nghệ IP lên đó. Không có một chuẩn rõ ràng nào cho kiến trúc

thêm/bớt các bước sóng và các bộ chuyển đổi E/O và O/E.[36]


42

-

-

Kiến trúc IP/ATM/ SDM/ : Trong những kiến trúc này, các gói tin có thể được

được thiết kế với mục đích rõ ràng là sử dụng MPLS như là mặt phẳng điều khiển cho

chuyển mạch tại lớp IP, lớp ATM, lớp SDH/SONET hoặc lớp WDM. Mô hình

tầng IP và mạng quang.[10]

stack chồng này có khung mào đầu nhiều nhất và hướng đến bốn tầng quản lý.

3.2.2 Một số vấn đề kỹ thuật

IP/SDH/WDM: Cũng giống như trên, các gói tin được có thể được chuyển mạch

Theo các phương pháp được trình bày ở phần trên, hiện nay xu hướng là xây

tại lớp IP, hoặc lớp SDH/SONET hoặc lớp WDM. Điều này yêu cầu các phương

dựng mạng quang để tập trung tầng IP và tầng WDM bằng cách loại bỏ một hoặc hai

pháp tạo khung của giao thức đẳng cấp (PPP-Point-to-Point protocol) hoặc SDL

tầng khác trong chồng giao thức và cung cấp hỗ trợ đa giao thức (MPLS) hoặc đơn

(Simple Data Link) để đưa các gói tin IP vào các khung SDH/SONET. Do vậy

giản hóa kiến trúc mạng.[30]

mô hình này có ba tầng quản lý.
-

43

IP/WDM: trong kiến trúc hai tầng này, chỉ các chức năng định tuyến/chuyển
mạch của tầng IP cùng với OADM hoặc OXC được sử dụng để định tuyến hoặc
chuyển mạch các gói tin. Sự đóng gói có thể thực hiện bằng cách sử dụng
SDH/SONET, nhưng các kết nối chéo SDH/SONET hoặc WDM sẽ không được
sử dụng.
Có một số phương pháp tiếp cận mạng quang IP/WDM. Một trong số đó là

phương pháp được mô tả trong hình 3.4c, dựa trên kỹ thuật truyền các gói tin IP trên

3.2.2.1 Tương tác giữa hai tầng
Trong một hệ thống mạng IP trên WDM, một kênh quang có thể kết nối hai bộ
định tuyến IP bất kỳ và một tập các quang tuyến tạo nên một mô hình kết nối ảo được
gọi là topo ảo. Một quang tuyến được thiết lập bằng cách căn chỉnh cả bộ phát tại nút
nguồn và bộ thu tại nút đích có cùng một bước sóng phù hợp, và cấu hình các OXC
trên tuyến truyền mà lưu lượng sẽ đi qua. Chú ý là sự tương tác giữa lớp quang và lớp
điện tử (IP) là một trong những vấn đề chính bao gồm các chức năng như cung cấp

băng thông, quản lý lỗi, giám sát hiệu năng …

các quang tuyến theo định nghĩa trong khuyến cáo G.782. Phương pháp này yêu cầu
một số phương pháp tạo khung và khôi phục lỗi để thay thế các chức năng của
SDH/SONET trong các mô hình khác. Một phương pháp khác trong hình 3.4d sử dụng
MPLS trên mạng quang cũng như trên mạng IP. Mô hình này sử dụng chung các
phương thức điều khiển mạng quang và mạng IP. Hơn nữa, các chức năng tạo khung,
kiểm soát lỗi, phát hiện lỗi… sẽ được mang bởi mặt phẳng điều khiển MPLS.
Chú ý rằng ở trong hình 3.4, chúng ta chỉ đề cập đến MPLS như là giao thức
điều khiển cho hình 3.4d chứ không dành cho các mô hình 3.4(a-c). Điều này là bởi vì
mặt phẳng điều khiển MPLS chỉ có thể được sử dụng trong mô hình này và không thể
được sử dụng trong các trường khác. Ngược lại, trường hợp được mô tả trong hình 3.4d
Hình 3.5: Tương tác giữa lớp quang và các lớp trên [36]


44

Cung cấp băng thông trong lớp quang liên quan đến vấn đề phức tạp là định

45

-

tuyến và gán bước sóng (RWA), nó bao gồm tối thiểu hóa việc sử dụng tài nguyên
mạng xét về sự hạn chế của chuyển đổi bước sóng, khả năng của chuyển mạch và liên
kết ở tầng vật lý. Vấn đề càng trở nên phức tạp khi đề cập đến sự linh hoạt của lưu
lượng IP. Khi cường độ lưu lượng giữa các nút thay đổi theo thời gian, hệ thống mạng
sẽ cần phải được tối ưu lại bằng các phương pháp trực tuyến. Đây là sự kết hợp nhiều
vấn đề bao gồm định tuyến IP, cấu hình lại topo-ảo và do vậy sẽ liên quan đến định
tuyến lớp quang và gán bước sóng[3]. Để giải quyết những vấn đề này chúng ta cần các

kỹ thuật tự động mà có thể tương tác với các giao thức IP ngày nay như là IPv4, IPv6,
RSVP…
Trong kiến trúc mạng đó, một sợi quang có sự cố sẽ gây nên lỗi cho tất cả các
quang tuyến chạy qua nó. Do mỗi quang tuyến hoạt động với tốc độ lên đến hàng chục
Gbps nên sự cố này có thể làm mất dữ liệu với khối lượng lớn, khả năng khôi phục
mạng là một vấn đề quan trọng.[30]
3.2.2.2 Các vấn đề với IP/WDM
Có một số yêu cầu thực tế cần phải được xử lý để có thể thực hiện vận chuyển
IP trực tiếp qua mạng WDM:
-

-

Vấn đề đầu tiên là làm thế nào để đóng khung các gói tin IP mà cần được

-

Ngoài ra, QoS là một vấn đề lớn vì nó được cho là sẽ được đưa vào tất cả các
mạng trong tương lai và do đó cần phải được hỗ trợ một cách cơ bản.
Chúng ta có thể xem xét các vấn đề IP/WDM từ hai ứng dụng khác nhau: một

ứng dụng sử dụng trong các mạng IP/WDM khoảng cách xa và ứng dụng còn lại được
sử trong mạng IP/WDM đô thị. Mặc dù cả hai ứng dụng này đều cố gắng để đạt mục
đích chung là hỗ trợ IP/WDM nhưng yêu cầu và kiến trúc là khác nhau.
Với trường hợp mạng IP/WDM khoảng cách xa, bởi vì giá thành của nền tảng
mạng cho liên kết quang khoảng cách xa là rất cao dẫn đến giá thành của sợi quang và
bước song cũng cao. Cụ thể là giá thành của mạng phần lớn nằm trong các thiết bị sợi
quang. Do vậy, các thiết bị điện tử được sử dụng để ghép các tín hiệu nhằm tối thiểu
hóa các yêu cầu với sợi quang. Như là một hệ quả, các bộ ghép kênh SDH/SONET có
thể vẫn còn được sử dụng trong rất nhiều các liên kết WDM để nâng cao tốc độ dữ liệu.

Trong trường hợp mạng IP/WDM đô thị, khoảng cách giữa các đầu kết nối
thường ngắn, nằm trong khoảng 10-20km, và tốc độ giữa các chuyển mạch khoảng DS3 hoặc STM-1/OC-3. Với mạng này giao diện trực tiếp WDM xuất hiện một cách hạn
chế ở các mức STM-4/OC-12 hiện nay và mức STM-1/OC-3 trong tương lai. IP/WDM

chuyển đi. Phương pháp đóng khung cần phải được kết nối trực tiếp với các

có thể vẫn sử dụng SDH/SONET với mục đích tiết kiệm kinh phí hoặc để tương thích

phương pháp được sử dụng trong truyền dẫn và xử lý khung.

với các thiết bị đang có.[36]

Vấn đề tiếp theo là xây dựng các chức năng điều khiển và quản lý một cách hiệu

3.3 CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH NHÃN ĐA GIAO THỨC (MPLS)

quả trên các tuyến có thiết bị SDH/SONET, bao gồm phát hiện lỗi, khôi phục và

3.3.1 Giới thiệu

cung cấp sửa lỗi.
-

Hỗ trợ đồng thời các mạng và phân phối thời gian có thể là các mục quan trọng
nhất cần được hỗ trợ.

Chuyển mạch nhãn đa giao thức (MPLS-Multi-Protocol Label Switching) là

Sự trong suốt của mạng cũng là một vấn đề quan trọng khi mà cả các dịch vụ cũ

một tập hợp các kỹ thuật chuyển tiếp hướng kết nối và các giao thức định tuyến

và mới đều phải thường xuyên được hỗ trợ.

Internet. Với MPLS, dữ liệu có thể được chuyển mạch qua một hệ thống phân tầng


46

47

định tuyến mà không cần các yêu cầu thỏa hiệp. Hơn thế nữa, nó cũng có thể liên kết

tuyến nhãn qua LSR từ bên ngoài, và chỉ được yêu cầu sửa đổi khi một nhãn mới cần

một phạm vi rộng các nút chuyển tiếp với một nhãn, từ tất cả dữ liệu có đích qua một

được kích hoạt hoặc khi xóa bỏ một nhãn cũ.

bộ định tuyến ra tới một luồng ứng dụng host-to-host. MPLS có sự phát triển mạnh mẽ

Bộ giao thức MPLS bao gồm một họ các giao thức. Các báo hiệu thực tế của

từ yêu cầu sử dụng tốc độ cao của các công nghệ chuyển đổi nhãn đang có như ATM.

thiết lập, ngắt kết nối và duy trì các LSP có thể được thực hiện bằng cách sử dụng các

Trong sự phát triển của MPLS thì các kỹ thuật chuyển mạch IP của Ipsilon, ARIS của

giao thức phân phối nhãn (LDP) hoặc qua giao thức chiếm dụng tài nguyên (RSVP)

IBM, TAG của Cisco và các kiến trúc định tuyến chuyển mạch của Toshiba là các kỹ

mở rộng. Trong khi đó, quá trình phổ biến của tôpô mạng và thông tin tài nguyên (cần

thuật quan trọng nhất mang các chuyển mạch tốc độ cao ATM và các giao thức định

thiết cho điều hành lưu lượng MPLS) được thực hiện như bình thường sử dụng giao

tuyến IP lại với nhau.

thức cổng nội (IGP-Interior Gateway Protocol) cùng các mở rộng phù hợp với các bản

MPLS sử dụng các nhãn để chuyển tiếp các quyết định tại các nút mạng được

tin quảng cáo trạng thái kênh truyền (LSA-Link State Advertisement) của nó. Cuối

gọi là bộ định tuyến chuyển mạch nhãn (LSR-Label-switching router). Trong MPLS,

cùng, nhìn chung quản lý tài nguyên mạng được thực hiện dựa vào các giao thức CBR,

không gian của tất cả các tùy chọn chuyển tiếp có khả năng được chia thành các lớp

sử dụng các thông tin được các giao thức IGP cải tiến cung cấp để xây dựng các tuyến

tương đương chuyển tiếp(FEC-Forwarding Equivalence Class). Cụ thể là tất cả các gói

LSP. CBR là dạng tổng quát hóa của định tuyến QoS, và giới thiệu một mức tự động

tin đi đến một ngõ ra định sẵn và có cùng chất lượng dịch vụ sẽ có cùng FEC. Trong

dành cho lưu lượng mà đã thực hiện một cách có điều khiển trong khoảng thời gian

quá trình vận chuyển, đầu tiên các gói tin sẽ được dán nhãn tại ngõ vào dựa theo FEC

dài.[12]

của chúng. Sau đó mỗi nút trung gian sẽ sử dụng nhãn của các gói tin đến để xác định

MPLS cung cấp phương pháp định tuyến dựa vào cưỡng ép. Nút đầu vào có thể

nút kế tiếp và thực hiện hoán đổi nhãn bằng cách thay thế nhãn ngõ vào bằng nhãn ngõ

thiết lập và hiển thị tuyến qua mạng. MPLS cho phép tuyến hiển thị được vận chuyển

ra tương ứng. Như chúng ta đã biết, trong định tuyến IP (hop-by-hop, định tuyến gói

chỉ khi đường dẫn chuyển mạch nhãn (LSP) được thiết lập. Các chuỗi gói tin đi theo

tin dựa trên địa chỉ đích), hop kế tiếp và cổng ra của gói tin đến được xác định bằng

đường dẫn này được chuyển tiếp thông qua các nhãn gói tin. Phương pháp định tuyến

cách tìm trên bảng chuyển tiếp giá trị tiền tố phù hợp dài nhất (longest-prefix-match),

này có độ khả dụng cao trong kỹ thuật lưu lượng.[19]

trong đó địa chỉ IP đích của gói tin được xem như là khóa cần tìm. Trong trường hợp
đó, bảng này được thiết lập và duy trì bởi các giao thức định tuyến IP. Trong chuyển

3.3.2 Các kỹ thuật MPLS

tiếp theo nhãn, phương pháp chuyển tiếp của từng gói tin hoàn toàn được xác định bởi

Sự phát triển nền tảng MPLS đã mở ra nhiều chiến lược tích hợp cho các mạng

một chỉ số tra cứu trong bảng chuyển mạch bằng cách sử dụng nhãn MPLS của gói tin

vận chuyển IP và các lớp liên kết. Đặc tính tổng quát của kiến trúc này làm cho nó có

là khóa cần tìm. Bảng chuyển mạch được nạp trước bằng nhãn hop kết tiếp duy nhất,

thể ứng dụng như cơ sở cung cấp nền tảng cơ bản cho rất nhiều công nghệ mạng dữ

cổng ra, hàng đợi, và qui tắc lập lịch cho toàn bộ nhãn MPLS hiện tại. Thông tin ánh xạ

liệu. Ví dụ, MPLS ứng dụng trong các công nghệ liên kết lớp (ATM, frame relay…)

này được thiết lập và quản lý bởi bộ máy quản lý nhằm đáp ứng với các yêu cầu tạo

mặc dù không thể mô tả hoặc xử lý các gói tin IP nhưng nó có thể thực hiện một số các
hoạt động xử lý nhãn. Hiện nay, chuyển mạch lamda đa giao thức (MPλS) đã coi các


48

49

kết nối chéo quang (các bộ định tuyến bước sóng) như là các LSR và các bước sóng

Như đã giới thiệu trong phần 2.2.1, định tuyến bước sóng là một dạng của

như các nhãn để cung cấp các đường dẫn định tuyến dựa bước sóng. Hình 3.6 mô tả

chuyển mạch kênh quang, trong đó một kênh quang được thiết lập riêng khi có yêu cầu.

mối quan hệ tương tác giữa MPLS và MPλS. (Chi tiết trong [20][13][16])

Kết nối này được gọi là quang tuyến, nó bao gồm các cấp phát giống nhau trên mỗi
liên kết dọc theo hướng truyền. Quang tuyến này có thể bao gồm nhiều bước sóng khác
nhau nếu như trong mạng có các bộ chuyển đổi bước sóng. Thường thì gần như là
không có yêu cầu về định dạng và tốc độ bit đối với dữ liệu truyền trên quang tuyến.
Mạng định tuyến bước sóng bao gồm các bộ chuyển mạch kênh quang có thể được sử
dụng để kết nối các bộ chuyển mạch IP trục chính (như hình 3.7).
Chuyển mạch lamda đa giao thức được sử dụng để thiết lập các quang tuyến
giữa cổng vào (ingress) và một bộ định tuyến IP cổng ra (egress). Với MPLS, môt
OXC cung cấp các quang tuyến bằng cách thiết lập mối quan hệ giữa cổng vào cùng
bước sóng vào và cổng ra cùng bước sóng ra. Các gói tin IP được chuyển tiếp bởi các

Hình 3.6 Tương tác giữa mạng MPLS và MPLambdaS[36]
3.3.2.1 Mạng IP/MPLS định tuyến theo bước sóng

bộ định tuyến thông thường cho đến khi nó đến được một bộ định tuyến trục chính
cổng vào. Dựa vào địa chỉ đích của các gói tin này mà chúng được bộ định tuyến IP
cổng vào gửi đi trên một bước sóng phù hợp tới bộ định tuyến đầu ra qua mạng trục
chính toàn quang bao gồm các OXC. Từ bộ định tuyến IP lối ra, các gói tin IP tiếp tục
được các bộ định tuyến thông thường chuyển tiếp cho đến khi nó đến được địa chỉ đích.
Các khái niệm của chuyển mạch nhãn đa giao thức có thể được mở rộng cho mạng vận
chuyển quang (gọi là MPLambdaS). Với MPLambdaS, ý tưởng cơ bản là sử dụng các
kênh bước sóng như là các nhãn và thiết lập các tuyến đường phù hợp trong mạng. Các

tuyến quang này cho phép chuyển mạch nhanh dữ liệu mà không cần yêu cầu các bước
xử lý định tuyến phức tạp dọc theo tuyến.[23]
3.3.2.2 Kết nối chéo quang hỗ trợ OBS và MPLS

Hình 3.7 Mô hình mạng IP/MPLS/MPLambdaS định tuyến theo bước sóng[23]

Chúng ta hãy hình dung một mạng IP hoạt động trên mạng đường trục quang sử
dụng OBS như là kỹ thuật truyền dẫn như mô tả trong hình 3.8. Các gói tin IP đến
được tập hợp lại thành các chùm quang dữ liệu tại bộ định tuyến IP đầu vào và sau đó