Đề Tài: TỔNG QUAN VỀ MẠNG QUANG doc

BÀI LUẬN ĐỀ TÀI: TỔNG QUAN VỀ MẠNG QUANG HOÀNG THANH HẢI – TIN K25A MỞ ĐẦU Ngày nay chúng ta đang sống trong thời đại công nghệ thông tin. Công nghệ thông tin đã thâm nhập vào tất cả các lĩnh vực của đời sống. Tuy nhiên, với một máy tính riêng lẻ không còn đáp ứng được nhu cầu của chúng ta. Nhu cầu tất yếu là các máy tính được kết nối lại với nhau tạo thành mạng máy tính. Mạng máy tính ra đời đã làm tăng hiệu quả của việc sử dụng máy tính. Để làm tốt công việc, chúng ta phải có khả năng truy cập được thông tin ở mọi nơi, mọi lúc, mọi khuôn dạng. Chúng ta có thể nhận được thông tin qua báo chí, phát thanh, truyền hình,… Mạng máy tính có thể thực hiện được tất cả các kiểu truyền tin trên. Thông tin mà chúng ta nhận được chủ yếu là được cung cấp thông qua mạng truyền thông toàn cầu như mạng Internet, mạng truyền thông không đồng bộ (ATM). Nhờ có mạng truyền thông mà chúng ta có thể truy cập và nhận được thông tin ở khắp nởi, về bất cứ vấn đề gì một cách nhanh chóng và chính xác. Vì vậy, lượng thông tin truyền qua mạng ngày càng lớn, số người sử dụng mạng ngày càng nhiều. Tuy nhiên, với tần suất truy cập cao và khối lượng thông tin truy cập lớn như vậy trong khi dung lượng đường truyền bị hạn chế không đáp ứng được sẽ dẫn đến tốc độ truy cập chậm và mạng bị nghẽn, thông tin sẽ không đến được nơi cần đến hoặc sẽ đến chậm. Vấn đề đặt ra là phải cải thiện dung lượng, chất lượng đường truyền để đáp ứng được một khối lượng lớn các yêu cầu truy cập thông tin một cách nhanh chóng, chính xác. Sợi quang có băng tần rất lớn, có đặc tính truyền truyền dẫn mạnh và là vật dẫn truyền dẫn vật lý lý tưởng để thực hiện truyền dẫn thông tin với tốc độ cao, dung lượng lớn, độ chính xác cao. Việc áp dụng công nghệ cáp quang vào mạng truyền thông đã giải quyết được những vấn đề ở trên nhờ khả năng của nó: • Dải thông khổng lồ (gần 50Tbps). • Suy giảm tín hiệu không đáng kể (khoảng 0,2dB/km). • Sự biến dạng của tín hiện thấp. • Chỉ cần nguồn điện thấp. • Vật liệu chế tạo sẵn có. • Chỉ cần không gian nhỏ. • Giá thành thấp. Sự ra đời của sợi cáp quang đã tạo ra thách thức cho chúng ta là tiếp tục phát triển công nghệ cáp quang để có thể sử dụng cáp quang trong tất cả các yêu cầu về truyển thông mạng trong những năm tới. Mục đích của việc thiết kế mạng quang để khai thác khả năng dải thông cực lớn của sợi quang là để giải quyết tắc nghẽn mạng do truyền thông đa người sử dụng, thông qua những giao thức và kiến trúc mạng. Trong một mạng quang, để giải quyết vấn đề trên, người ta đưa vào các kỹ thuật ghép kênh như: Kỹ thuật ghép kênh chia bước sóng (WDM), Kỹ thuật ghép kênh chia theo thời gian (TDM), Kỹ thuật ghép kênh chia mã (CDM) [4]. Trong đó, WDM là kỹ thuật ghép kênh được ưa chuộng nhất hiện nay cho các mạng truyền thông quang vì tất cả trang bị của người sử dụng đầu cuối cần để hoạt động chỉ là tốc độ bit của một kênh WDM mà nó có thể được chọn một cách tùy ý, thí dụ tốc độ xử lý điện tử cao. Đặc điểm nổi bật nhất của một hệ thống WDM là tận dụng hữu hiệu nguồn tài nguyên băng thông rộng với sự suy giảm tín hiệu thấp, nâng cao rõ rệt dung lượng đường truyền của hệ thống, đồng thời hạ giá thành sản phẩm xuống mức thấp nhất. Ở thế kỷ 21 này, sự phát triển hệ thống WDM và công nghệ chuyển mạch quang tạo nên một mạng thông tin mới - mạng thông tin toàn quang. Do đó việc nghiên cứu mạng quang có ý nghĩa quang trọng trong việc phát triển mạng truyền thông quang trong tương lai. Khi công nghệ mạng quang được ứng dụng vào trong các mạng truyền thông thì những vấn đề dung lượng và chất lượng đường truyền sẽ được giải quyết. Với những khả năng của sợi quang và kỹ thuật WDM sẽ làm tốc độ truyền dẫn trên mạng, dung lượng và chất lượng được nâng lên rất nhiều. Trong khuôn khổ đề tài chúng tôi đã đề cập đến một số vấn đề của mạng quang WDM. Nội dung của khóa luận bao gồm 4 chương, được tổ chức nhau sau: - Chương 1: Tổng quan về mạng quang - Chương 2: Đề cập đến một số vấn đề về mạng quang WDM. - Chương 3: Nghiên cứu một vấn đề quan trọng trong mạng quang, đó là định tuyến và phân phối bước sóng trong mạng quang WDM - Chương 4: Trong chương này chúng tôi đặt ra một bài toán định tuyến và phân phối bước sóng cụ thể, trong điều kiện dịch vụ tĩnh, với sự ràng buộc tính liên tục của bước sóng. Bài toán sẽ được giải quyết bằng thuật toán GreedyRWA trên ngôn ngữ lập trình Java. Lời giải sẽ được minh họa cụ thể trong khóa luận này. Chương 1 TỔNG QUAN VỀ MẠNG QUANG 1.1 Tổng quang về mạng máy tính Mạng máy tính là sự tổ hợp hai hay nhiều máy tính được nối với nhau qua đường truyền để chúng có thể trao đổi thông tin với nhau, nâng cao hiệu quả khai thác tài nguyên chung từ những vị trí địa lý khác nhau [1]. 1.1.1 Sự hình thành và phát triển của mạng máy tính Trước những năm 70 đã xuất hiện các mạng nối các máy tính và các thiết bị đầu cuối dữ liệu để tận dụng tài nguyên chung, giảm giá thành truyền số liệu, sử dụng tiện lợi. Tiếp theo là việc tăng nhanh các máy tính mini và PC đã tăng yêu cầu truyền số liệu giữa máy tính và – Terminal và ngược lại. Do đó mạng máy tính càng ngày càng phát triển để đáp ứng với nhu cầu của người dùng. Sự hình thành của mạng máy tính được mô tả qua 4 giai đoạn và sự phát triển của các thiết bị mạng: (1) Các Terminal nối trực tiếp máy tính. (2) Thiết bị tập trung và dồn kênh. (3) Các bộ tiền xử lý. (4) Mạng máy tính. Trong giai đoạn 1 và 2, máy tính trung tâm có chức năng quản lý truyền tin qua các tấm ghép nối điều kiển cứng. Trong giai đoạn 3 và 4 ta có thể thay thế các tấm ghép nối, quản lý đường truyền bằng máy tính mini. Bộ tiền xử lý gắn chặt với trung tâm bởi ghép nối nhanh tăng sức mạnh toàn hệ thống. Các xử lý ngoại vi đưa vào máy chủ và các trạm đầu cuối thông minh. Ba giai đoạn đầu, hệ có cấu trúc hình sao quanh máy tính trung tâm . Trong giai đoạn 4 việc đưa vào mạng truyền tin cho phép xây dựng mạng máy tính rộng lớn. 1.1.2 Các yếu tố của mạng máy tính Có hai yếu tố chính cần xem xét là đường truyền vật lý và kiến trúc của một mạng máy tính. a. Đường truyền vật lý: Đường truyền vật lý dùng để chuyển các tín hiệu giữa các máy tính. Tất cả các tín hiệu đó biểu thị các dữ liệu dưới dạng xung nhị phân. Các tín hiệu có dạng sóng điện từ và có tần số trải từ tần số cực ngắn đến tia hồng ngoại. Tùy theo tần số của sóng điện từ mà có thể dùng các đường truyền vật lý khác nhau để truyền. • Các tần số radio có thể truyền bằng cáp điện hoặc bằng phương pháp khuếch tán. • Sóng cực ngắn được dùng để truyền giữa các trạm mặt đất và vệ tinh hoặc là để truyền từ một trạm phát đến các trạm thu. • Tia hồng ngoại là lý tưởng đối với truyền thông mạng. Tia hồng ngoại và tần số cao của ánh sáng có thể truyền qua cáp quang. Đường truyền vật lý có các đặc trưng cơ bản sau: • Dải thông của đường truyền là độ đo phạm vi tần số mà nó có thể đáp ứng được. Dải thông phụ thuộc vào độ dài cáp, cáp ngắn có Dải thông lớn hơn so với cáp dài. • Thông lượng của một đường truyền là tốc độ truyền dữ liệu trên đường truyền đó, tính bằng bit/giây. • Độ suy hao là độ đo độ suy yếu của tín hiệu trên đường truyền. Cáp càng dài độ suy hao càng lớn. • Độ nhiễu điện tử (EMI- Electromagnetic Inerference) làm nhiễu tín hiệu trên đường truyền, được gây ra bởi môi trường điện từ xung quanh làm ảnh hưởng đến chất lượng đường truyền. b. Kiến trúc mạng: Kiến trúc mạng máy tính thể hiện cách nối ghép các máy tính với nhau như thế nào. Kiến trúc mạng máy tính còn được gọi là Topology (gọi tắt là topo). Có hai loại topo: • Điểm- Điểm (Point- to- Point): Các đường truyền nối từng cặp nút với nhau và mỗi nút đều có trách nhiệm lưu trữ tạm thời thông tin chuyển đến, sau đó chuyển tiếp dữ liệu đi đến đích. Hình 1.1 cho một số dạng topo mạng Điểm- Điểm: Hình 1.1: Một số topo mạng kiểu Điểm- Điểm • Quảng bá (Broadcast hay Point- to- multipoint): Tất cả các trạm đều cùng truy nhập vào một đường truyền vật lý duy nhất. Để có thể gửi dữ liệu, các trạm phải dành quyền truy nhập vào đường truyền vật lý. Do đó phải có cơ chế phân chia quyền truy nhập hợp lý. Hình 1.2 cho một số topo mạng dạng quảng bá. Dạng vòng Dạng Bus Hình 1.2 Một số topo mạng kiểu quảng bá 1.1.3 Giao thức mạng (Network protocol) Việc trao đổi thông tin, cho dù là đơn giản nhất, cũng đều phải tuân theo những qui tắc nhất định.Việc truyền tín hiệu trên mạng cần phải có những qui tắc, qui ước về nhiều mặt từ khuôn dạng của dữ liệu cho đến các thủ tục gửi, nhận dữ liệu kiểm soát hiệu quả và chất lượng truyền tin và xử lý các lỗi và sự cố. Yêu cầu xử lý và trao đổi thông tin của người sử dụng càng cao thì các qui tắc càng nhiều và phức tạp hơn. Tập hợp các qui tắc, qui ước truyền thông mà các thực thể tham gia truyền thông trên mạng phải tuân theo được gọi là giao thức mạng. Các mạng có thể sử dụng các giao thức khác nhau tùy sự lựa chọn của người thiết kế, tuy nhiên người ta đưa ra một số giao thức chuẩn được dùng trong nhiều mạng khác nhau [1]. 1.1.4 Phân loại mạng máy tính Có nhiều cách phân loại mạng khác nhau tùy theo những yếu tố chính được chọn để làm chỉ tiêu phân loại như: khoảng cách địa lý, kỹ thuật chuyển mạch… a. Phân loại theo khoảng cách địa lý: • Mạng cục bộ (LAN: Local Area Network): là mạng được cài đặt trong phạm vi tương đối nhỏ (trường học, cơ quan…), khoảng cách địa lý trong phạm vi vài chục km. • Mạng đô thị (MAN: Metro Area Network): là mạng được cài đặt trong phạm vi một thành phố, một trung tâm kinh tế, phạm vi địa lý là hàng trăm km. • Mạng diện rộng (WAN: Wide Area Network): phạm vi hoạt động của mạng có thể vượt qua biên giới một quốc gia, có thể cả một khu vực. • Mạng toàn cầu (GAN: Global Area Network): phạm vi của mạng trải rộng khắp lục địa của trái đất. b. Phân loại theo kỹ thuật chuyển mạch: • Mạng chuyển mạch kênh (Circuit Switched Network): Trong mạng này, khi hai thực thể muốn liên lạc với nhau chúng tạo ra một kênh cứng, cố định được duy trì liên tục cho đến khi một trong hai thực thể ngắt liên lạc. Nhược điểm của phương pháp này là hiệu suất sử dụng không cao (vì có khi kênh bị bỏ không) và tiêu tốn thời gian cho việc thiết lập kênh truyền cố định giữa hai thực thể. Mạng này chỉ phù hợp với mạng điện thoại. • Mạng chuyển mạch thông báo (Message Switched Network): Thông báo là một đơn vị dữ liệu của người sử dụng có khuông dạng được qui định trước, mỗi một thông báo đều có vùng thông tin điều khiển chỉ rõ địa chỉ đến của thông báo. Căn cứ vào thông tin này mà mỗi nút trung gian của mạng cứ tiếp tục chuyển thông báo đến đích. Ưu điểm của phương pháp này là: o Hiệu suất sử dụng đường truyền cao vì không bị chiếm dụng độc quyền mà được phân chia cho nhiều thực thẻ. o Mỗi nút mạng có thể lưu trữ thông báo cho tới khi kênh truyền rỗi mới chuyển thông báo đi, do đó giảm tình trạng tắc nghẽn. o Có thể điều khiển truyền tin bằng cách sắp xếp độ ưu thiên cho các thông báo. Nhược điểm của phương pháp này là khi một thông báo dài bị lỗi phải truyền thông báo này lại nên hiệu suất không cao. Phương pháp này thích hợp với thư tín điện tử. • Chuyển mạch gói (Packet Switched Network): Trong mạng chuyển mạch gói, mỗi thông báo được chia thành nhiều phần nhỏ được gọi là gói tin (Packet). Mỗi gói tin được qui định kích thước và có khuôn dạng được qui đinh trước. Các gói tin của một thông báo có thể được gửi đi theo nhiều đường khác nhau để đến đích. Ưu điểm lớn nhất của mạng chuyển mạch gói là các gói tin có kích thước nhỏ nên các nút mạng xử lý trực tiếp được và chuyển đến đích mà không phải lưu trữ tạm thời trên đĩa, tiết kiệm được tài nguyên, dữ liệu được truyền đi nhanh hơn. Mỗi đường truyền bị chiếm trong thời gian rất ngẵn vì có thể sử dụng bất kỳ đường nào để đi đến đích nên hiệu suất đường truyền cao hơn. Nhược điểm của phương pháp này là việc hợp nhất các gói tin thành dữ liệu ban đầu của người sử dụng khá phức tạp. c. Phân loại theo phương thức khai thác dữ liệu: Có hai phương thức khai thác dữ liệu: • Phương thức 1 (bình đẳng: pear to pear): Các máy tính được nối lại với nhau, máy này có thể sử dụng tài nguyên của máy kia và ngược lại. Không có máy nào được coi là máy chủ. Chức năng phân cấp của các máy là như nhau. • Phương thức 2 (khách/chủ: client/server): Trong mạng, có ít nhất một máy gọi là máy chủ, máy này có chức năng phân chia các tài nguyên trên mạng theo từng nhu cầu của mỗi máy trạm trên mạng. Thuật ngữ Client dùng để chỉ người khai thác hệ thống mạng. Mỗi người khai thác phải sử dụng một máy tính nào đó có nối với máy chủ để khai thác mạng. 1.2 Mạng quang ghép kênh chia bước sóng (Wavelength- Division Multiplexer Network): 1.2.1 Sự phát triển của mạng quang WDM Đầu thập kỷ 90, sự nghiên cứu chuyển mạch quang tử trên thế giới tập trung vào ATM và chuyển mạch quang gói, dùng khóa quang cao tốc, thực hiện chuyển mạch quang tử trên miền thời gian. Nhưng loại chuyển mạch quang này không phát triển nhanh chóng được, vì linh kiện nhớ quang chưa phát triển, không thể nhận biết được đầu tín hiệu ATM quang. Phương pháp thường được dùng là sử dụng bộ phân luồng, tín hiệu quang được phân thành các bộ phận nhỏ, chuyển đổi thành tín hiệu điện, nhận dạng đầu tín hiệu về điện, rồi điều khiển khóa quang động tác. Tuy nhiên làm như vậy sẽ mất đi tính trong suốt về quang [2]. Cuối những năm 90, triển vọng ứng dụng hệ thống truyền dẫn quang WDM đã rất khả quan. Trên cơ sở hệ thống WDM điểm nối điểm, lấy định tuyến bước sóng làm cơ sở, người ta sẽ đặt ở chỗ những dây kết nối WDM giao nhau những thiết bị đấu chéo quang (OXC) lấy bước sóng làm đơn vị nối chéo dây đối với tín hiệu quang, hoặc thiết bị ghép kênh tách nhập quang (OADM) để nhập vào tách ra. Khi đó, ở trên lớp vật lý do đường dây kết nối quang tạo thành sẽ hình thành một lớp quang mới. Trong lớp quang này, các kênh bước sóng trong dây kết nối quang gần nhau được nối với nhau, hình thành kênh quang vượt qua nhiều OXC và OADM, hoàn thành việc truyền tin tức từ đầu đến cuối, đồng thời kênh quang này còn thiết lập và giải phóng kênh theo nhu cầu một cách linh hoạt. Hiện nay, lớp quang này là mạng toàn quang WDM đời mới đang được chú ý . Tóm lại, mạng thông tin quang WDM có những ưu điểm chính sau đây: • Có thể nâng rất cao dung lượng truyền dẫn quang và lượng lưu thoát của điểm nút, đáp ứng với yêu cầu của mạng thông tin cao tốc băng rộng trong tương lai. • OXC và OADM là trong suốt đối với tốc độ và khuôn dạng của tín hiệu, có thể xây dựng một mặt bằng truyền dẫn quang trong suốt cho nhiều loại khuôn dạng thông tin. • Lấy tuyến bước sóng làm cơ sở, có thể thực hiện tái định tuyến động của mạng và tự động khôi phục khi có sự cố, tạo thành mạng truyền quang có tính linh hoạt và có sức sống. Hình 1.3 là một ví dụ về mạng định tuyến bước sóng (wavelength-routing network). Mạng sẽ thiết lập các kênh quang đến các người sử dụng, như các thiết bị cuối SONET hay các bộ định tuyến IP (IP router). Các kênh quang là những kết nối quang được truyền từ điểm nguồn đến điểm đích trên một bước sóng tại mỗi liên kết trung gian. Tại mỗi điểm trung gian trong mạng, các kênh quang được định tuyến và được chuyển từ một liên kết này sang một liên kết khác. Trong một vài trường hợp, các kênh quang có thể được chuyển đổi từ một bước sóng sang bước sóng khác dọc theo đường đi được định tuyến của nó. Các kênh quang khác nhau trong mạng định tuyến bước sóng có thể sử dụng bước sóng giống nhau miễn là chúng không dùng chung bất kỳ những liên kết nào. Điều này cho phép bước sóng giống nhau có thể được dùng lại trong các phần khác thuộc không gian của mạng. Hình 1.3: Mạng định tuyến bước sóng WDM Ví dụ: trong hình 1.3 chỉ ra có 6 kênh quang. Kênh quang giữa B và C, giữa D và E và một kênh quang giữa E và F không dùng chung bất kỳ một liên kết nào trong mạng và vì vậy có thể được thiết lập để sử dụng cùng bước sóng λ 1 . Tại cùng một thời điểm, kênh quang giữa A và F sử dụng chung một liên kết với kênh quang giữa B và C và do vậy phải sử dụng bước sóng khác nhau. Tương tự như vậy, hai kênh quang giữa E và F phải được phân phối các bước sóng khác nhau. Chú ý rằng, các kênh quang đó phải luôn luôn sử dụng bước sóng giống nhau trên mỗi liên kết trong đường đi của chúng. Đây là ràng buộc mà ta phải giải quyết nếu chúng ta không có khả năng chuyển đổi bước sóng trong mạng. Giả sử ta chỉ có hai bước sóng sẵn có trên mạng và muốn thiết lập một kênh quang mới giữa điểm E và điểm F. Không có sự chuyển đổi bước sóng, thì ta sẽ không thể thiết lập được kênh quang này. Mặt khác, nếu điểm trung gian X có thể thực hiện chuyển đổi bước sóng, ta có thể thiết lập kênh quang này sử dụng bước sóng λ 2 trên liên kết EX và bước sóng λ 1 trên XF. 1.2.2 Kỹ thuật ghép kênh chia bước sóng (Wavelength Division Multiplexr) Ghép kênh chia bước sóng (WDM) là một phương pháp tiếp cận mà theo đó có thể khai thác dải thông rất lớn của quang điện tử bằng cách ghép nhiều kênh WDM từ các người dùng đầu cuối khác nhau trên cùng một sợi quang. Với WDM, trong quá trình truyền, quang phổ sẽ được chia nhỏ thành một số bước sóng (tương ứng với một tần số) không trùng nhau, với mỗi bước sóng hổ trợ cho một kênh giao tiếp đơn hoạt động ở bất kỳ mức độ mong muốn nào. Như vậy, bằng việc cho phép nhiều kênh WDM cùng tồn tại trên một sợi quang, với những yêu cầu tương ứng dựa trên việc xây dựng và phát triển của những kiến trúc, giao thức và những thuật toán mạng thích hợp. Những thiết bị của WDM là dễ dàng vận hành hơn. Nhiều thiết bị WDM đang được giới thiệu ra thị trường ngày càng phổ biến hơn. Sự nghiên cứu và phát triển hiện tại cho thấy rằng loại mạng WDM sẽ được ứng dụng chủ yếu như là một “mạng xương sống” cho các vùng có phạm vi rộng, ví dụ như mạng tại từng quốc gia hay mạng toàn cầu. Các người dùng đầu cuối sẽ gắn vào mạng thông qua một bộ phận gọi là những nút chuyển mạch/định tuyến dùng sóng ngắn. a. Định nghĩa WDM WDM là kỹ thuật ghép- chia tầng số (FDM) cho cáp quang. Kỹ thuật này cho phép một đường cáp quang chứa nhiều tín hiệu ánh sáng thay vì chỉ một tín hiệu. Mỗi tín hiệu ánh sáng chiếm một tần số khác nhau. WDM được các nhà cung cấp như MCI sử dụng để làm tăng đáng kể tốc độ truyền dữ liệu trên mạng. MCI mới đây đã dùng Quad- WDM (four- wavelength WDM) trong trục chính, làm tăng gấp bốn lần dung lượng của mạng bằng cách bổ sung thêm cáp quang. Trục chính vận hành ở tốc độ 2.5Gbit/s trước khi dùng Quad- WDM, và với tốc độ 10Gbis/s sau khi dùng Quad- WDM. Công nghệ WDM là công nghệ trong một sợi quang đồng thời truyền dẫn nhiều bước sóng tín hiệu quang. Nguyên lý cơ bản là tín hiệu quang có bước sóng khác nhau ở đầu vào được tổ hợp lại (ghép kênh) và phối ghép trên cùng một sợi quang của đường dây cáp quang để truyền dẫn, ở đầu thu tín hiệu có bước sóng tổ hợp đó được phân giải ra (tách kênh) và xử lý thêm một bước, khôi phục lại tín hiệu gốc rồi đưa vào các đầu cuối khác nhau, do đó công nghệ này gọi là ghép kênh chia bước sóng quang, gọi tắt là công nghệ ghép kênh bước sóng. WDM gởi các tín hiệu bội thông qua một đường cáp duy nhất với các tần số khác nhau. Để ý rằng cáp quang có băng thông rất lớn (25000 GHz), nhưng mỗi kênh chỉ dùng một phần nhỏ của băng thông này. Các kênh quang học có băng thông hẹp vì khó thực hiện nhanh các chuyển đổi từ tín hiệu điện sang tín hiệu quang. Tuy vậy, các kênh bội vận hành ở những tần số khác nhau có thể dồn (multiplex) vào chung một sợi cáp quang để sử dụng hiệu quả. Cấu hình WDM điển hình gồm một bộ multiplex, nhận đầu vào từ các nguồn quang (lên đến 32 nguồn trong một số hệ thống) và điều biến mỗi tín hiệu ở các tần số khác nhau để [...]... 1.3.2 Sự phân lớp của mạng quang WDM Trong mạng quang người ta đưa vào một lớp mới gọi là lớp quang Lớp quang là lớp chủ (server) cung cấp các dịch vụ đến các khách (client) Lớp quang nằm giữa lớp vật lý và lớp liên kết dữ liệu Lớp quang cũng cung cấp các kênh quang đến các lớp khách [4] Một lớp quang bao gồm 3 lớp con tạo thành như sau: • Lớp kênh quang (OCH): Tương ứng với các kênh quang, truyền dẫn... lớp quang mà không qua lớp trung gian nào 2.4 Thiết kế mạng WDM 2.4.1 Sự phân cấp của mạng quang WDM Nếu trong mạng quang WDM ứng dụng bộ biến đổi bước sóng, thì kết cấu của mạng quang WDM có thể phân cấp cũng có thể không phân cấp Nếu không dùng bộ biến đổi bước sóng thì kết cấu mạng quang WDM là không phân cấp [3] Kết cấu của mạng quang phạm vi rộng thường có 3 cấp: • Cấp 0: là mạng LAN sợi quang Mạng. .. Erbium) [4] 1.2.3 Mạng quang WDM Mạng quang WDM là mạng máy tính bao gồm tập hợp các điểm nút và tập hợp các đường sợi quang nối các điểm nút Kết cấu của điểm nút chia làm hai phần: phần quang và phần điện Bộ phận quang là khóa định tuyến bước sóng do bộ ghép/tách kênh bước sóng quang và ma trận khóa quang tạo thành, nó có thể làm cho kênh quang đã chọn trực tiếp thông qua điểm nút truyền dẫn quang, nối chéo... dây ra, về kết cấu chia bước sóng, nó biểu hiện là trên kênh quang cùng một bước sóng đồng thời có hai khối quang đến từ hai nguồn khác nhau Để giải quyết xung đột trên dây ra, cần phải có thêm module trễ khối quang Module trễ khối quang do giao diện quang và dây trễ sợi quang hợp thành, chiều dài dây trễ của sợi quang là 1T, 2T,…, (Q-1)T (T là chu kỳ của một khối quang ATM) Khi có hai khối quang cùng... công nghệ mạng quang sẽ làm chất lượng của các ứng dụng trên ngày càng được nâng cao Chương 2 MẠNG QUANG WDM 2.1 Các thành phần của mạng quang Trong mạng WDM, các điểm nút trung gian bao gồm các điểm nút nối chéo quang (OXCs), ghép kênh tách ghép (OADM) và điểm nút hỗn hợp (điểm nút có đồng thời chức năng của OXC và OADM),… Trong mạng quang, linh kiện quan trọng nhất là thiết bị nối chéo quang (OXC),... trùng lặp của mạng quang động Kết cấu trùng lặp thiếu tính linh hoạt, nhưng tin cậy không có trễ , kết cấu không trùng lặp phức tạp và có trễ nhưng có thể phân phối tài nguyên của mạng được hợp lý 2.2 Các kiểu chuyển mạch của mạng quang WDM Mạng ghép kênh quang có 2 kiểu chuyển mạch: chuyển mạch kênh quang và chuyển mạch gói quang Từ đó hình thành 2 hình thức mạng ghép kênh bước sóng, tức mạng quang WDM... WDM chuyển mạch kênh quang (Circuit-Switched WDM Network) và mạng quang WDM chuyển mạch gói quang (Packet-Switched WDM Network) 2.2.1 Mạng chuyển mạch kênh quang (Circuit- Switched WDM NetWork) Mạng quang WDM chuyển mạch kênh quang hiện là mạng được nghiên cứu nhiều nhất và nó cùng gần với thực tế nhất Ở một số nước phát triển (như Mỹ, Nhật, một số nước Châu Âu) đã và đang xây dựng mạng thực nghiệm WDM... (IP over WDM) IP qua WDM còn gọi là mạng quang Internet hoặc kết nối mạng quang IP tối ưu, là mạng Internet trực tiếp vận hành trên mạng quang Trong mạng thế hệ mới này, truyền dẫn trưc tiếp gói số IP trên kênh quang nhiều bước sóng từ bộ định tuyến (router) tính năng cao thông qua bộ ghép kênh tách nhập quang (OADM) hoặc bộ ghép kênh bước sóng trực tiếp nối vào mạng WDM [3] 2.3.1 Internet Internet... sợi quang Bộ tách quang là một dạng của bộ phôi ghép dùng để phân chia tín hiệu quang trong một luồng thành hai hay nhiều luồng Bộ ghép quang có chức năng ngược lại bộ tách quang Kiến trúc mạng quảng bá và lựa chọn phổ biến nhất là dựa và một bộ phối ghép không nguồn hình sao (Hình 2.2.a) Đây là topo mạng WDM toàn quang đơn giản nhất Trong mạng, một bộ phối ghép NxN hình sao được đặt ở trung tâm của mạng, ... một số thiết bị phát/thu quang nối đến phần quang ở điểm nút Ở đây, đường thông quang là đường nối giữa hai điểm nút bằng một tuyến quang hai chiều Trong mạng quang WDM, để tận dụng tài nguyên băng tầng của mạng thì việc sử dụng bộ biến đổi bước sóng là một biện pháp cần thiết Bộ biến đổi bước sóng là một thiết bị quan trọng để giải quyết vấn đề định truyến bước sóng Trong mạng có sử dụng bộ biến đổi . Tổng quan về mạng quang - Chương 2: Đề cập đến một số vấn đề về mạng quang WDM. - Chương 3: Nghiên cứu một vấn đề quan trọng trong mạng quang, đó là định tuyến và phân phối bước sóng trong mạng. nghệ chuyển mạch quang tạo nên một mạng thông tin mới - mạng thông tin toàn quang. Do đó việc nghiên cứu mạng quang có ý nghĩa quang trọng trong việc phát triển mạng truyền thông quang trong tương. Java. Lời giải sẽ được minh họa cụ thể trong khóa luận này. Chương 1 TỔNG QUAN VỀ MẠNG QUANG 1.1 Tổng quang về mạng máy tính Mạng máy tính là sự tổ hợp hai hay nhiều máy tính được nối với nhau