Giải pháp điều khiển động dựa vào chất lượng truyền dẫn sử dụng cơ chế đặt trước tài nguyên linh hoạt cho mạng EON định nghĩa bằng phần mềm

Bài báo này đề xuất giải pháp điều khiển động đa miền cho mạng quang lưới bước sóng linh hoạt định nghĩa bằng phần mềm (SD-EON) sử dụng kỹ thuật định tuyến dựa trên các tham số phản ánh chất lượng truyền dẫn (QoT) và cơ chế đặt trước tài nguyên linh hoạt. Trong giải pháp được đề xuất này, các bộ điều khiển SDN của các mạng quang lưới bước sóng linh hoạt phối hợp hoạt động với nhau theo cơ chế điều khiển phân tán trong đó, các bộ điều khiển SDN của các vùng chỉ trao đổi thông tin định tuyến với các bộ điều khiển lân cận (có liên kết điều khiển trực tiếp) khi có yêu cầu thiết lập/giải phóng kết nối quang. Mời các bạn cùng tham khảo!

Giải pháp điều khiển động dựa vào chất lượng truyền dẫn sử dụng chế đặt trước tài nguyên linh hoạt cho mạng EON định nghĩa phần mềm Lê Hải Châu, Trần Thủy Bình Nguyễn Đức Nhân Khoa Viễn thơng I, Học viện Cơng nghệ Bưu Viễn thông Email: chaulh@ptit.edu.vn, tran_thuy_binh@yahoo.com, nhannd@ptit.edu.vn lưới tần số cố định hay hạn chế khả cung cấp linh hoạt dịch vụ với băng thơng thay đổi [2] Vì vậy, để giải hạn chế công nghệ mạng lõi tại, công nghệ mạng quang lưới bước sóng linh hoạt (Elastic Optical Network - EON) đề xuất nghiên cứu triển khai với tư cách công nghệ mạng đường trục hứa hẹn cho mạng Internet tương lai gần [3] Mạng quang lưới bước sóng linh hoạt sử dụng lưới tần số linh hoạt có khả tận dụng hiệu băng tần sợi quang cung cấp dịch vụ với băng thông linh hoạt (từ dịch vụ tốc độ thấp đến dịch vụ tốc độ cao siêu cao) Bên cạnh đó, nhằm giải triệt để khó khăn tồn kỹ thuật điều khiển mạng tại, để tạo linh hoạt vấn đề quản lý, điều khiển triển khai dịch vụ mới, kỹ thuật mạng định nghĩa phần mềm (Software-Defined Networking - SDN) nghiên cứu đề xuất cho mặt phẳng điều khiển, quản lý ứng dụng hệ thống mạng tương lai [4-5] Giải pháp kết hợp công nghệ mạng điều khiển phần mềm công nghệ mạng quang lưới bước sóng linh hoạt hứa hẹn cho phép thực hóa việc cung cấp động dịch vụ kết nối băng thông linh hoạt sở hạ tầng linh hoạt có khả tùy biến cao, tạo điều kiện cho nhà cung cấp dịch vụ điều chỉnh hoạch định chiến lược nâng cấp hạ tầng cách động, hiệu để đáp ứng tốt yêu cầu phức tạp nhiều loại hình dịch vụ khác [6-8] Hầu hết nghiên cứu chủ yếu tập trung vào mạng quang lưới bước sóng linh hoạt định nghĩa phần mềm đơn miền [6] Tuy nhiên, kiến trúc mạng đa miền cần thiết có tính thực tế cao xuất phát từ yêu cầu phối hợp hoạt động liên mạng/liên vùng [8-10] Mạng đa miền áp dụng số trường hợp thực tế hoạt động phối hợp liên mạng triển khai thiết bị nhiều nhà cung cấp khác nhau, phân chia mạng thành phân vùng, khu vực để tăng cường khả nâng cấp quản lý hiệu mạng nhằm hạn chế tầm với dịch vụ quản lý kịch mạng với nút mạng phân tán đặc điểm địa lý hay nhu cầu quản lý theo vùng [11-13] Để thực hóa mạng quang lưới bước sóng linh hoạt đa miền định nghĩa phần mềm, nhiều chế điều khiển quản lý mạng thực hiện, bật lên nhà chế điều phối chung (tương tự kiến trúc PCE phân tầng) nghiên cứu đề xuất [11] Các phương pháp điều khiển quản lý phân tầng đòi hỏi phải có thiết bị điều phối SDN trung tâm cho Abstract—Giải pháp kết hợp công nghệ mạng điều khiển phần mềm công nghệ mạng quang lưới bước sóng linh hoạt (EON) hứa hẹn cho phép thực hóa việc cung cấp động dịch vụ kết nối băng thông linh hoạt sở hạ tầng linh hoạt có khả tùy biến cao, tạo điều kiện cho nhà cung cấp dịch vụ điều chỉnh hoạch định chiến lược nâng cấp hạ tầng cách động, hiệu để đáp ứng tốt yêu cầu phức tạp nhiều loại hình dịch vụ truyền thơng Internet tương lai gần Bài báo đề xuất giải pháp điều khiển động đa miền cho mạng quang lưới bước sóng linh hoạt định nghĩa phần mềm (SD-EON) sử dụng kỹ thuật định tuyến dựa tham số phản ánh chất lượng truyền dẫn (QoT) chế đặt trước tài nguyên linh hoạt Trong giải pháp đề xuất này, điều khiển SDN mạng quang lưới bước sóng linh hoạt phối hợp hoạt động với theo chế điều khiển phân tán đó, điều khiển SDN vùng trao đổi thông tin định tuyến với điều khiển lân cận (có liên kết điều khiển trực tiếp) có yêu cầu thiết lập/giải phóng kết nối quang Việc định tuyến thực thông qua chế phát quảng bá yêu cầu lựa chọn tuyến đường khả dụng ngắn theo chất lượng truyền dẫn chế đặt trước tài nguyên linh hoạt áp dụng để làm tăng độ khả dụng tuyến quang tránh xung đột phổ tần mạng Hiệu giải pháp đề xuất đánh giá phương pháp mô số đối sánh với giải pháp truyền thống dựa thuật toán đường ngắn Kết mô đạt cho thấy giải pháp đề xuất có hiệu vượt trội so với giải pháp truyền thống Keywords- Mạng định nghĩa phần mềm, truyền thông quang, mạng quang lưới bước sóng linh hoạt, định tuyến gán phổ tần I GIỚI THIỆU Lưu lượng Internet phát triển bùng phát suốt thập kỷ vừa qua phát triển đa dạng loại hình dịch vụ hướng video video theo yêu cầu, mạng xã hội, dịch vụ chia sẻ video, … xuất nhiều loại hình dịch vụ băng thơng siêu cao (3D/4k TV, điện toán đám mây, …) [1] Nhu cầu lưu lượng ngày gia tăng không đặt yêu cầu ngày cao khơng số lượng, chất lượng mà cịn linh hoạt băng thông việc triển khai cung cấp dịch vụ mạng lưới Trong q trình thích ứng với nhu cầu lưu lượng mới, mạng đường trục quang với công nghệ WDM gặp phải nhiều thách thức hạn chế kỹ thuật việc sử dụng 218 vùng mạng hệ thống tự vận hành (AS) Mặt khác, kịch điều khiển mạng SD-EON đa miền phân tán mô tả [11, 13], kịch tập trung vào việc quản lý hai miền đơn giản mà chưa quan tâm đến khả định tuyến liên miền – yêu cầu thiết yếu mạng đa miền Do vậy, việc phát triển giải pháp điều khiển động có khả hỗ trợ kết nối đầu cuối đến đầu cuối cách hiệu thỏa mãn yêu cầu mạng đa miền tính bảo mật, tính độc lập sách miền, … vơ cần thiết Bên cạnh đó, mạng truyền thơng quang, chất lượng tín hiệu quang truyền dẫn mạng quang bị suy giảm ảnh hưởng yếu tố truyền thông quang méo, nhiễu, … gọi chung yếu tố ảnh hưởng vật lý (physical impairments) [14-15] Những yếu tố ảnh hưởng vật lý tích lũy dần dọc theo tuyến truyền dẫn làm giảm khả truyền xa tín hiệu; giới hạn tầm với quang khả dụng-khoảng cách lớn mà tín hiệu quang truyền mà khơng cần đến lặp hay khuếch đại Ảnh hưởng yếu tố ảnh hưởng vật lý trở nên nghiêm trọng mạng đa miền khoảng cách truyền dẫn mạng đa miền thường lớn nhiều mạng đơn miền Do vậy, ảnh hưởng cần xem xét trình định tuyến việc lựa chọn gán khuôn dạng điều chế Trong báo này, đề xuất giải pháp điều khiển động cho mạng quang lưới bước sóng linh hoạt định nghĩa phần mềm đa miền cách sử dụng kết hợp kỹ thuật định tuyến theo tham số chất lượng truyền dẫn chế đăng ký trước tài nguyên linh hoạt Q trình định tuyến thực thơng qua chế quảng bá yêu cầu lựa chọn tối đa hai tuyến đường khả dụng gần nhất, phổ tần phương thức điều chế lựa chọn việc kết hợp xem xét ảnh hưởng yếu tố ảnh hưởng vật lý đến chất lượng truyền Nhờ vậy, điều khiển SDN miền mạng phối hợp hoạt động với theo chế điều khiển phân tán đó, điều khiển SDN vùng trao đổi thông tin định tuyến với điều khiển lân cận (có liên kết điều khiển trực tiếp) có yêu cầu thiết lập/giải phóng kết nối quang Bên cạnh đó, nhằm tận dụng triệt để ưu điểm kỹ thuật kết nối mạng định nghĩa phần mềm tránh vấn đề "đăng ký trước nhiều" (“overreservation”), giải pháp này, đề xuất sử dụng chế đăng ký trước tài nguyên kép (multiple (double) reservation mechanism) cải tiến linh hoạt nhằm giảm thiểu xung đột phổ tần tăng cường độ khả dụng tuyến quang Hiệu giải pháp đề xuất đánh giá phương pháp mô số đối sánh với giải pháp truyền thống sử dụng thuật tốn đường ngắn (ví dụ, giải pháp GMPLS/PCE [16]) Kết mô đạt chứng minh hiệu vượt trội giải pháp đề xuất so với giải pháp truyền thống Trong mạng quang lưới bước sóng linh hoạt định nghĩa phần mềm đa miền xem xét khuôn khổ báo này, vùng (miền) mạng bao gồm chuyển mạch quang băng tần khả chỉnh điều khiển agent định nghĩa phần mềm (ví dụ: OpenFlow agent) điều khiển SDN dành riêng NOX, Ryu, OpenDaylight, … Bộ điều khiển SDN dành riêng dùng để cập nhật/trao đổi thông tin điều khiển thiết bị chuyển mạch quang thông qua SDN agent giao thức OpenFlow [9-11] Nhờ kiến trúc điều khiển tập trung miền, điều khiển SDN miền mạng dễ dàng quản lý bảo trì thơng tin nội miền tính khả dụng khe phổ tần liên kết mạng mà không yêu cầu thêm nhiều thông tin bổ sung mặt phẳng điều khiển Các điều khiển có khả thực định tuyến gán phổ tần nội mạng việc điều khiển động hệ thống mạng để cung cấp kết nối đầu cuối-đếnđầu cuối dựa kết định tuyến Tuy nhiên, để phối hợp hoạt động điều khiển miền mạng với nhau, người ta đưa nhiều giải pháp khác phân theo hai hướng tiếp cận điều khiển tập trung điều khiển phân tán Trong kỹ thuật điều khiển liên miền tập trung, giải pháp sử dụng điều phối SDN quan tâm nghiên cứu triển khai thử nghiệm [8-9] Trong kỹ thuật này, người ta sử dụng điều khiển SDN kết nối với tất điều khiển SDN nội miền miền mạng để điều phối chung cho toàn mạng lưới (hoặc điều khiển SDN nội vùng đóng vai trị điều phối) [9] Giải pháp có nhược điểm điều phối SDN yêu cầu thông báo cập nhật thông tin định tuyến điều khiển tất miền mạng khác, vậy, vị trí đặt điều phối việc phân quyền quản lý hệ thống cho nhà cung cấp viễn thông trở thành vấn đề nan giải để đảm bảo hiệu điều khiển chung mạng Trong đó, kỹ thuật điều khiển phân tán cho thấy nhiều tiềm việc quản lý điều khiển hiệu mạng quang lưới bước sóng linh hoạt định nghĩa phần mềm đa miền Ưu điểm bật kỹ thuật điều khiển SDN miền mạng chia sẻ thông tin điều phối hoạt động điều khiển miền mạng kề cận Điều giúp đơn giản hóa tiến trình điều khiển, tăng khả thích nghi với trạng thái miền mạng đảm bảo tính độc lập tối đa cho miền Một đề xuất giải pháp điều khiển phân tán đáng ý công bố [13], nhiên, giải pháp nhắm đến mạng hai miền đơn giản, khó mở rộng cho mạng đa miền không xem xét đến định tuyến mạng lớn xử lý xung đột đăng ký sử dụng tài nguyên B Ước lượng chất lượng truyền dẫn (QoT) mạng quang lưới bước sóng linh hoạt Chất lượng tín hiệu quang truyền dẫn mạng quang bị suy giảm ảnh hưởng yếu tố ảnh hưởng vật lý tích lũy dần dọc theo tuyến truyền dẫn Những yếu tố nguyên nhân làm giới hạn tầm với quang khả dụng [14-15] Chính thế, q trình định tuyến cho kết nối quang, tham số ảnh hưởng đến chất lượng tín hiệu quang cần phải xem xét để đảm bảo kết nối đạt mức chất lượng yêu cầu Trong nghiên cứu này, sử dụng tham số tỉ lệ tín hiệu quang nhiễu (OSNR) để làm sở đánh giá II GIẢI PHÁP ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CHO MẠNG SDEON ĐA MIỀN DỰA VÀO CHẤT LƯỢNG TRUYỀN DẪN VÀ CƠ CHẾ ĐẶT TRƯỚC TÀI NGUYÊN LINH HOẠT A Mạng quang lưới bước sóng linh hoạt định nghĩa phần mềm điều khiển phân tán 219 Tỉ lệ tín hiệu quang nhiễu (OSNR) định nghĩa theo công thức sau [17], OSNR  Ptx PASE  PNLI mạng/liên vùng cho mạng quang lưới bước sóng linh hoạt định nghĩa phần mềm đa miền, thay sử dụng điều phối SDN để điều khiển/điều phối hoạt động tất điều khiển SDN vùng mạng thông thường, đề xuất ứng dụng chế điều khiển phân tán điều khiển vùng đó, điều khiển SDN vùng trao đổi thông tin định tuyến với điều khiển lân cận (có liên kết điều khiển trực tiếp) có yêu cầu thiết lập/giải phóng kết nối quang Ngoài ra, để tận dụng ưu điểm kỹ thuật kết nối mạng định nghĩa phần mềm tăng cường khả thích nghi với trạng thái liên kết vùng mạng, kỹ thuật phát quảng bá thông tin yêu cầu kết nối lựa chọn đường nhằm giảm thiểu phân mảnh phổ tần sử dụng giải pháp đề xuất để thiết lập kết nối quang phục vụ yêu cầu dịch vụ bước sóng quang với băng thơng linh hoạt (1) đó, Ptx cơng suất thu tín hiệu quang kênh bước sóng lựa chọn, PASE công suất nhiễu ASE PNLI công suất nhiễu phi tuyến Trong công suất thu tín hiệu quang bị suy giảm theo khoảng cách truyền dẫn (chiều dài sợi quang) phụ thuộc vào hệ số suy hao sợi quang () cơng suất nhiễu ASE, PASE, tính theo cơng thức [18]: PASE  S ASE Bo (2) với SASE mật độ phổ công suất nhiễu ASE Bo băng thơng nhiễu Ta có, S ASE  Ns h  G 1 NF (3) công thức này, G độ lợi khuếch đại, NF hệ số tạp âm (nhiễu) Ns số khoảng lặp khuếch đại Bên cạnh đó, cơng suất nhiễu phi tuyến, PNLI, tính xấp xỉ sau [18], log   Nch2 Rs2 Leff  2 (4) PNLI    N s Ptx3 Leff Bo   Rs3 3 với Nch số kênh sợi quang, γ hệ số phi tuyến sợi, 2 hệ số tán sắc, Rs tốc độ baud (Rs= Rb/log2(M) với Rb tốc độ bít kênh truyền M mức điều chế) Leff chiều dài hiệu dụng sợi quang Theo định nghĩa, Leff tính sau:  e L (5) Leff  Đầu vào: Đầu ra: 1: Gán nhãn IDs,d cho yêu cầu kết nối; 2: Lập danh sách M chứa vùng mạng tiếp nhận nhãn IDs,d; 3: Lập danh sách Q chứa vùng mạng xử lý yêu cầu tại; // Cho vùng nguồn s vào Q 4: Q.enqueue(s); // Đánh dấu vùng s tiếp 5: M.enqueue(s);  đó, L độ dài khoảng lặp quang  hệ số suy hao sợi quang Ngồi ra, SASE PNLI tính xấp xỉ theo cơng thức sau đây: S ASE  4 h KT L tot (6)   log   Nch2 Rs2 Ltot 2 PNLI     Ptx3 Ltot Bo   Rs3 3 6: while( Q is not empty & d is not in M) 7: v =Q.dequeue( ); Cập nhật thông tin(QoT, ) ; 8: 9: For all neighbours w of v in Graph G 10: if (w is not in M & BER≤ BERthreshold) (7) với Ltot tổng chiều dài tuyến quang, KT số (KT 1,13 khuếch đại Raman) Các đại lượng tính dọc theo tuyến truyền dẫn quang Tại điều khiển SDN mạng, dựa đại lượng này, tỉ lệ lỗi bít (BER) hệ thống ước lượng để kiểm tra chất lượng tuyến quang có đảm bảo theo mức chất lượng yêu cầu (≥BERthreshold) qua miền mạng điều khiển quản lý theo công thức sau (đối với tín hiệu điều chế M-QAM) [19]:  1  M BER   log M    erfc  3log M SNR    M  1    Bo Bo OSNR  OSNR Rb Rs log M 11: Q.enqueue( w ); 12: M.enqueue( w ); 13: 14: 15: 16: 17: endif endfor endwhile if d is in M Đăng ký trước tài nguyên kép(M, s,d); 18: else 19: Chặn kết nối; (8) với tỉ lệ tín hiệu nhiễu SNR tính theo giá trị OSNR thu [20]: SNR  Bảng Pseudo-code thuật toán định tuyến G={V, E} V E tập đỉnh (các vùng mạng) tập cạnh (kết nối liên mạng) mạng liên miền vùng mạng chia sẻ BERthreshold := Tỉ lệ lỗi bít ngưỡng s := nguồn d := đích Kết nối từ s đến d nhận yêu cầu // Thực tiếp miền tiếp nhận yêu cầu chưa đạt đến đích // Vùng mạng v xử lý yêu cầu kết nối // Xem xét tất vùng mạng w kề cận với v // Nếu w chưa tiếp nhận yêu cầu kết nối chất lượng tuyến đảm bảo // Cho vùng w vào danh sách tiếp nhận Q // Đánh dấu vùng w tiếp nhận yêu cầu // Kiểm tra kết định tuyến // Đăng ký tài nguyên dọc tuyến đường kết nối // Khơng tìm đường (Chặn kết nối) 20: endif (9) Thuật toán định tuyến sử dụng giải pháp đề xuất phát triển dựa sở thuật tốn tìm kiếm theo chiều rộng Mỗi yêu cầu kết nối liên mạng điều khiển SDN vùng mạng nguồn tiếp nhận khởi phát q trình xử lý, C Nội dung giải pháp đề xuất Nhằm thực hiệu trình định tuyến liên 220 Hình Cơ chế định tuyến thích nghi đăng ký tài nguyên kép giải pháp đề xuất điều khiển trung gian thực chuyển tiếp điều khiển vùng đích định khuôn dạng điều chế gán phổ tần phù hợp Bộ điều khiển đích chấp nhận hai tuyến đường khác (một tuyến tuyến dự phịng) đó, chế đăng ký sử dụng tài nguyên ngược (backward reservation) từ vùng đích vùng nguồn áp dụng để tạo kết nối theo tuyến đường tìm Bảng thể thuật toán định tuyến đề xuất để xử lý yêu cầu kết nối đến kết nối giải phóng Ngược lại, trạng thái passive trạng thái mà theo đó, điều khiển SDN dọc theo tuyến kết nối đăng ký tạm thời tài nguyên tài nguyên đăng ký tạm thời cấp phát cho kết nối khác cần thiết; tài nguyên dành riêng trạng thái chuyển sang thành active Trong giải pháp đề xuất chúng tôi, hai tuyến đường lựa chọn cho kết nối tuyến ngắn đặt trước theo trạng thái active tuyến dự trữ theo trạng thái passive Nếu tuyến active đăng ký trước tài ngun thành cơng, tuyến passive kích hoạt trạng thái active để thay Bản tin kết nối (Active/Passive RESV) chuyển ngược lại điều khiển SDN vùng nguồn Nếu tin gửi thành công đến vùng nguồn, tài nguyên cho kết nối từ thiết bị nguồn đến thiết bị đích đăng ký cung cấp để thiết lập gọi từ đầu cuối đến đầu cuối Kết nối không thực (bị chặn) vùng mạng đó, điều khiển xác định thấy tỉ lệ lỗi bít kết nối khơng đạt yêu cầu xếp tài nguyên khả dụng tới vùng mạng kề cận để chuyển tiếp tin Bên cạnh đó, nhằm làm tăng độ khả dụng tài nguyên thiết lập kết nối, điều khiển miền đích chấp nhận tối đa hai tuyến đường cho kết nối chế đăng ký trước tài nguyên kép áp dụng cho hai tuyến đường tìm này, bao gồm tuyến (ACTIVE PATH) tuyến dự phịng (PASSIVE PATH) Việc đăng ký tài nguyên cho tuyến dự phòng thực theo nguyên tắc tạm thời, nghĩa tài nguyên đăng ký đăng ký cho tuyến kết nối khác Tuyến dự phịng bị hủy bỏ tuyến đăng ký thành cơng Ngược lại, tuyến dự phịng chuyển thành tuyến q trình đăng ký tài nguyên dọc tuyến gặp phải xung đột Cơ chế thực giải pháp đề xuất minh họa Hình Khi có u cầu kết nối từ thiết bị (thiết bị nguồn) vùng mạng (vùng nguồn) đến thiết bị (thiết bị đích) vùng mạng khác (vùng đích), thiết bị nguồn khởi phát tin thông báo yêu cầu thiết lập kết nối (PATH REQ) tới điều khiển SDN miền mạng nguồn Sau đó, điều khiển thiết bị SDN vùng nguồn tạo lập phát quảng bá tin yêu cầu kết nối (PATH REQ) đến điều khiển lân cận Cứ vậy, điều khiển vùng mạng nhận thông tin kết nối, kiểm tra: 1) tin có bị trùng lặp với tin trước hay không, có loại bỏ, khơng thực 2) xem thiết bị đích có thuộc vùng mạng quản lý hay khơng, khơng kiểm tra tính kết nối, cập nhật thông tin độ khả dụng khe phổ tần, chất lượng truyền dẫn, Sau đó, điều khiển ước lượng tỉ lệ lỗi bít (BER) so sánh với giá trị ngưỡng yêu cầu (BERthreshold), chất lượng tuyến truyền dẫn đạt yêu cầu (BER≤ BERthreshold) tiếp tục chuyển tiếp tin yêu cầu đến điều khiển vùng mạng lân cận cịn khơng đạt loại bỏ tin Nếu thiết bị đích thuộc vùng mạng điều khiển SDN thời quản lý, thiết bị kiểm tra tính kết nối giá trị BER đến thiết bị đích thành cơng tạo lập tin kết nối để thực đăng ký tài nguyên cho kết nối để gửi ngược trở lại cho điều khiển SDN tuyến đường gửi tin đến Các điều khiển nhận tin kết nối kiểm tra đăng ký tài nguyên khả dụng cho kết nối chuyển tiếp tin Để thực chế đăng ký trước tài nguyên kép, định nghĩa hai trạng thái đăng ký trước tài nguyên active passive (tương ứng tin Active/Passive RESV) Trạng thái active trạng thái mà tài nguyên mạng kết nối đăng ký dành trước thực sự; tài nguyên chia sẻ hay bị chiếm dụng kết nối khác cho III ĐÁNH GIÁ VÀ SO SÁNH HIỆU NĂNG Nhằm đánh giá hiệu giải pháp điều khiển động định tuyến dựa QoT sử dụng chế đăng ký tài nguyên kép đề xuất cho mạng quang lưới bước sóng linh hoạt định nghĩa phần mềm đa miền phân tán (ký hiệu QoT-aware solution with double reservation), phương pháp mô số 221 thực kết thu được đánh giá so sánh với kết tương ứng giải pháp dựa thuật toán đường ngắn thông thường giải pháp GMPLS/PCE [16] (ký hiệu Traditional solution) Kịch mô thực cấu hình mạng thực tế Mỹ mạng NSF (National Science Foundation network) với 14 nút 22 liên kết hai chiều Mạng SD-EON đa miền thiết lập giải phóng kết nối linh hoạt theo yêu cầu với tham số thiết lập mô sau: dung lượng tổng liên kết quang 125 khe tần số với độ rộng khe tần số 12,5 GHz khuyến nghị ITU-T G.694.1 [21] Các yêu cầu kết nối tạo ngẫu nhiên xuất theo quy luật phân bố Poisson với tốc độ xuất trung bình λ (yêu cầu/đơn vị thời gian) Phân bố thời gian giữ kết nối giả định theo quy luật mũ âm (negative exponential distribution) với giá trị trung bình 1/µ (đơn vị thời gian) Trong mơ số, dung lượng kết nối giả định gán ngẫu nhiên theo ba tốc độ tiêu chuẩn cho mạng đường trục 10 Gbps, 40 Gbps 100 Gbps với số khe tần số yêu cầu tương ứng 1, khe Sự so sánh hiệu giải pháp đề xuất với giải pháp truyền thống theo tỉ lệ chặn kết nối lưu lượng yêu cầu thay đổi từ 200 đến 1500 Erlang thời gian giữ kết nối trung bình thiết lập mức 1000 đơn vị thời gian thể Hình Kết đạt cho thấy giải pháp đề xuất có khả giảm thiểu tỉ lệ chặn kết nối cung cấp hiệu cao nhiều so với giải pháp truyền thống Với lưu lượng đến 700 Erlang (và 900 Erlang), tỉ lệ chặn kết nối giải pháp đề xuất giảm đến 68,3% (và 58,6%) so với giải pháp truyền thống Điều đạt giải pháp đề xuất có khả định tuyến thích nghi tốt với trạng thái thời mạng có chiến lược lựa chọn gán phổ tần thông minh chế đăng ký tài nguyên kép nhờ vậy, tránh xung đột phổ tần làm tăng khả kết nối mạng lượng nhiều đáng kể (hơn tối thiểu 18%) so với phương pháp truyền thống Đồ thị cho thấy hiệu giải pháp đề xuất tăng lên rõ rệt điều kiện tỉ lệ chặn kết nối tối đa bớt chặt chẽ Hình Tỉ lệ lưu lượng chấp nhận tương đối Mặt khác, ảnh hưởng tham số thời gian giữ kết nối trung bình (Mean Hold Time)- tham số đặc tính quan trọng thể tính chất lưu lượng mạng – đến hiệu mạng sử dụng hai giải pháp điều khiển đối sánh thể Hình Các kết mô số đạt lần xác nhận hiệu vượt trội giải pháp đề xuất so với giải pháp truyền thống Hiệu giải pháp đề xuất (độ chênh xác suất chặn kết nối đạt phương pháp đề xuất so với giải pháp truyền thống) tăng lên rõ rệt thời gian giữ kết nối trung bình lớn Lý với tốc độ xuất yêu cầu kết nối thời gian giữ kết nối trung bình lớn (tức lưu lượng mạng lớn), mức độ khan phổ tần cao, dẫn đến ảnh hưởng phân mảnh phổ tần hiệu mạng trầm trọng Nhờ có khả hạn chế xung đột phổ tần, phương pháp đề xuất chúng tơi có khả thích nghi tốt điều kiện lưu lượng mạng lớn Hình So sánh hiệu giải pháp đề xuất với giải pháp truyền thống Hình Ảnh hưởng tham số thời gian giữ kết nối trung bình Hình so sánh tỉ lệ lưu lượng chấp nhận tương đối, tính tỉ lệ số kết nối chấp nhận đạt phương pháp đề xuất số kết nối phương pháp truyền thống điều kiện mạng xác suất chặn kết nối giả định 10-4, 10-3 10-2 Kết thể đồ thị cho thấy giải pháp đề xuất có khả chấp nhận lưu IV KẾT LUẬN Nhằm mục tiêu hỗ trợ cấp phát động dịch vụ bước sóng phát triển giải pháp điều khiển mạng hiệu cho hệ thống mạng đường trục Internet, đề xuất giải pháp định tuyến, gán phổ tần động đăng ký trước tài nguyên linh 222 [9] hoạt cho mạng quang lưới bước sóng linh hoạt định nghĩa phần mềm đa miền điều khiển phân tán Trong giải pháp đề xuất, việc định tuyến cho kết nối thực thông qua chế quảng bá yêu cầu lựa chọn tối đa hai tuyến đường khả dụng dựa chất lượng truyền dẫn quang, phổ tần phương thức điều chế lựa chọn việc kết hợp với tỉ lệ lỗi bít theo yêu cầu hệ thống Cơ chế đặt trước tài nguyên linh hoạt áp dụng với hai trạng thái đặt trước tài nguyên active passive nhằm giảm thiểu khả xung đột tài nguyên phổ tần Các kết mô số đạt cho thấy giải pháp đề xuất có khả giảm đáng kể tỉ lệ chặn kết nối có hiệu vượt trội so với giải pháp truyền thống [10] [11] [12] [13] TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [14] A Jukan and J Mambretti, “Evolution of Optical Networking Toward Rich Digital Media Services,” Proceedings of the IEEE , vol 100, no 4, pp 855-871, 2012 M Jinno, H Takara, B Kozicki, Y Tsukishima, Y Sone, and S Matsuoka, “Spectrum-Efficient and Scalable Elastic Optical Path Network: Architecture, Benefits, and Enabling Technologies,” IEEE Communications Magazine, vol 47, pp 66-73, 2009 B Chatterjee, N Sarma and E Oki, “Routing and Spectrum Allocation in Elastic Optical Networks: A Tutorial,” IEEE Communications Surveys & Tutorials, vol PP, no 99, pp 1, 2015 D Kreutz, F.M Ramos, P.E Verissimo, C.E Rothenberg, S Azodolmolky and S Uhlig, “Software-defined networking: A comprehensive survey,” Proceedings of the IEEE, 103(1), pp.14-76, 2015 Y Jarraya, T Madi, and M Debbabi, ‘‘A survey and a layered taxonomy of software-defined networking,’’ IEEE Commun Surv Tut., vol 16, no 4, pp 1955–1980, Fourth Quart 2014 L Liu et al., "Design and performance evaluation of an Openflow-based control plane for software-defined elastic optical networks with directdetection optical OFDM (DDO-OFDM) transmission," Opt Exp., vol 22, pp 30-40, 2013 L Liu et al., "Software-Defined Fragmentation-Aware Elastic Optical Networks Enabled by OpenFlow," ECOC 2013 Y Yoshida et al., "First international SDN-based Network Orchestration of Variable-capacity OPS over Programmable Flexi-grid EON," OFC/NFOEC 2014 [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] 223 R Casellas et al., "SDN based Provisioning Orchestration of OpenFlow/GMPLS Flexi-grid Networks with a Stateful Hierarchical PCE," OFC/NFOEC 2014 M Chamania et al., "A Survey of Inter-Domain Peering and Provisioning Solutions for Next Generation Optical Networks," IEEE Comm Surveys & Tutorials, vol 11, pp 33-51, 2009 C Chen et al., "Demonstration of OpenFlow-Controlled Cooperative Resource Allocation in a Multi-Domain SD-EON Testbed across Multiple Nations," ECOC 2014 H.-C Le, N T Dang, and S Vu-Van, "Dynamic multi-domain elastic optical networks with 4R regeneration capable border nodes," in 2015 2nd National Foundation for Science and Technology Development Conference on Information and Computer Science (NICS), vol., no., pp.169-173, 16-18 Sept 2015 Z Zuqing, L Wei, Z Liang, and N Ansari, "Dynamic Service Provisioning in Elastic Optical Networks With Hybrid Single-/Multi-Path Routing," Journal of Lightwave Technology, vol 31, pp 15-22, 2013 Sartzetakis I, Christodoulopoulos K, Tsekrekos CP, Syvridis D, Varvarigos E., “Quality of transmission estimation in WDM and elastic optical networks accounting for space–spectrum dependencies,” IEEE/OSA Journal of Optical Communications and Networking, vol 8(9), pp 676-88, 2016 Koubàa, M., Bakri, M., Bouallègue, A and Gagnaire, M., “QoT-aware elastic bandwidth allocation and spare capacity assignment in flexible island-based optical transport networks under shared risk link group constraints,” Computer Networks, vol 116, pp 111-140, 2017 A Giorgetti et al., "Hierarchical PCE in GMPLS-based Multi-domain Wavelength Switched Optical Networks," OFC/NFOEC 2011 P Poggiolini, A Carena, V Curri, G Bosco, and F Forghieri, “Analytical modeling of non-linear propagation in uncompensated optical transmission links,” Photon Technol Lett.23, pp 742-744, 2011 G Bosco, P Poggiolini, A Carena, V Curri, and F Forghieri, “Analytical results on channel capacity in uncompensated optical links with coherent detection,” Opt Express, vol 19, pp B438-B449, 2011 J.G Proakis, Digital Communications (4th Edition), New York, McGraw-Hill, 2000 R.-J Essiambre, “Capacity Limits of Fiber-Optic Communication Systems”, Proc OFC 2009, San Diego, ISA, Paper OThL1, 2009 ITU-T Recommendations G.694.1: Transmission media and optical systems characteristics – Characteristics of optical systems, 02/2012  ... tơi sử dụng tham số tỉ lệ tín hiệu quang nhiễu (OSNR) để làm sở đánh giá II GIẢI PHÁP ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CHO MẠNG SDEON ĐA MIỀN DỰA VÀO CHẤT LƯỢNG TRUYỀN DẪN VÀ CƠ CHẾ ĐẶT TRƯỚC TÀI NGUYÊN LINH HOẠT... giải pháp điều khiển động cho mạng quang lưới bước sóng linh hoạt định nghĩa phần mềm đa miền cách sử dụng kết hợp kỹ thuật định tuyến theo tham số chất lượng truyền dẫn chế đăng ký trước tài nguyên. .. mạng quang lưới bước sóng linh hoạt định nghĩa phần mềm đa miền, thay sử dụng điều phối SDN để điều khiển /điều phối hoạt động tất điều khiển SDN vùng mạng thông thường, đề xuất ứng dụng chế điều