Nghiên cứu chuyển mạch gói quang

Kiến trúc điểm - điểm là loại đơn giản của topo mạng. Các gói được truyền giữa các node quang, nhưng sự chuyển đổi quang điện tử được thực hiện ở mọi node. SONET/SDH

HäC VIƯN C¤NG NGHƯ B¦U CHÝNH VIƠN TH¤NG _________  _________ §Ị tµi: CHUN M¹CH gãi quang Ngµy giao ®Ị tµi : 25/07/2005 Ngµy hoµn thµnh : 25/10/2005 Gi¸o viªn h−íng dÉn : ts. Bïi trung hiÕu Sinh viªn thùc hiƯn : lª tiÕn trung Líp : §2001-VT Hµ NéI TH¸NG 10/2005 THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Häc viƯn c«ng nghƯ b−u chÝnh viƠn th«ng Khoa viƠn th«ng I ******* §Ị tµi ®å ¸n tèt nghiƯp ®¹i häc Hä vµ tªn: Lª TiÕn Trung Líp: D01VT Kho¸: 2001 – 2005 Nghµnh häc: §iƯn tư - ViƠn th«ng. Tªn ®Ị tµi: Chun m¹ch gãi quang. Néi dung ®å ¸n: ∗ ∗∗ ∗ Giíi thiƯu chung. ∗ ∗∗ ∗ Mét sè phÇn tư quang ®iƯn tư. ∗ ∗∗ ∗ Chun m¹ch gãi quang. ∗ ∗∗ ∗ C¸c m« h×nh chun m¹ch. Ngµy giao ®Ị tµi: 25/07/2005 Ngµy nép ®å ¸n: 25/10/2005 Ngµy th¸ng n¨m Gi¸o viªn h−íng dÉn: TS. Bïi Trung HiÕu Céng hoµ x· héi chđ nghÜa viƯt nam §éc lËp – Tù do – H¹nh phóc ****** THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. Điểm: (Bằng chữ: ) Ngày tháng năm 2005 Giáo vên hướng dẫn TS. Bùi Trung Hiếu THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN: ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. Điểm: (Bằng chữ: ) Ngày tháng năm 2005 Giáo viên phản biện THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN ACK Acknowledgment B¶n tin b¸o nhËn AOTF Acoustooptical tunable Filter Bé läc kh¶ chØnh quang ©m API Application Program Interface Giao diƯn ch−¬ng tr×nh øng dơng AQM Active Queue Management Qu¶n ly hµng ®ỵi tÝch cùc ATM Asynchronous Transfer Mode ChÕ ®é trun t¶i kh«ng ®ång bé ATMoS ATM Optical Switching Chun m¹ch quang ATM DCSL Data Convergence Sublayer Líp con héi tơ d÷ liƯu DR Delay Reservation §¨ng kÝ trƠ DWDM Dense WDM WDM ®é nh¹y cao DXC Digital Cross connect KÕt nèi chÐo sè EIN Electronic Interconnection Network M¹ng kÕt nèi ®iƯn FCFS First Come, First Served §Õn tr−íc phơc vơ tr−íc FDL Fiber Delay Line §−êng trƠ sỵi FDDI Fiber Distributed Data Interface Giao diƯn d÷ liƯu phan bè c¸p FRP Fast Reservation Protocol Giao thøc ®¨ng kÝ tr−íc HAU Hierarchical Arbitration Unit Khèi ph©n cÊp ph©n xư HDTV High Definition Television Trun h×nh ®é ph©n gi¶i cao ICMP Internet Control Message Protocol Giao thøc t¹o b¶n tin ®iỊu khiĨn Internet ILI Input Line Interface Giao diƯn ®−êng vµo IM Input Modul Modul ®Çu vµo IN Intelligent Network M¹ng th«ng minh IP Internet Protocol Giao thøc Internet IPF Input Packet Filter Bé läc gãi ®Çu vµo ISI Input Switch Interface Giao diƯn chun m¹ch ®Çu vµo ISPs Internet Service Providers Nhµ cung cÊp dÞch vơ Internet IRM Input Router Module Modul ®Þnh tun ®Çu vµo LAN Local Area Network M¹ng néi h¹t LCFS Last Come, First Served §Õn sau phơc vơ tr−íc LIB Label Information Base Dùa trªn th«ng tin nh½n MAN Metro Area Network M¹ng ®« thÞ MPLS Multi Protocol Label Switching Chun m¹ch nh½n ®a giao thøc MUX Multiplexer Bé ghÐp kªnh THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN NGI Next Generation Internet Internet thÕ hƯ tiÕp theo NGN Next Generation Network M¹ng thÕ hƯ tiÕp theo NSL Network Sublayer Líp con m¹ng LSL Link Sublayer Líp con tun OADM Optical Add/Drop Multiplexer Bé t¸ch ghÐp quang ODL Optical Delay Line §−êng trƠ quang OFE Output Forwarding Engine Ph−¬ng tiƯn chun tiÕp ®Çu ra OIN Optical Interconection Network M¹ng kÕt nèi quang OLS Optical Lable Switching Chun m¹ch nh½n quang OM Output Modul Modun ®Çu ra OFE Output Forwarding Engine Ph−¬ng tiƯn chun tiÕp ®Çu ra OLI Output Line Interface Giao diƯn ®−êng ra OPF Output Packet Filter Bé läc gãi ®Çu ra OPR Optical Packet Routing §Þnh tun gãi quang OPS Optical Packet Switching Chun m¹ch gãi quang OSI Output Switch Interface Giao diƯn chun m¹ch ®Çu ra OSM Optical Switching matrix Ma trận chuyển mạch quang OSN Optical Switching node Node chuyển mạch quang ORM Output Router Module Modul bé ®Þnh tun ®Çu ra OXC Optical Cross-Connect KÕt nèi chÐo quang PAU Ping-pong Arbitration Unit Khèi ph©n xư Ping pong PSE Primitive Switching Element PhÇn tư chun m¹ch s¬ cÊp PRU Packet Reassembly Unit Khèi ghÐp l¹i gãi SCU Switching Control Unit Khèi ®iỊu khiĨn chun m¹ch SDH Synchronous Digital Hierarchi Ph©n cÊp sè ®ång bé SHP Segment Header Procesor Bé xư ly mµo ®Çu ®o¹n SNMP Simple Network Management Protocal Giao thøc qu¶n ly m¹ng ®¬n gi¶n SOA Semiconductor Optical Amplifier Bé khuch ®¹i quang b¸n dÉn SONET Synchronous Optical Network M¹ng quang ®ång bé SRC Switch Router Controller Bé ®iỊu khiĨn ®Þnh tun chun m¹ch RIP Routing Information Protocol Giao thøc th«ng tin ®Þnh tun TCP Transfer Control Protocol Giao thøc ®iỊu khiĨn trun t¶i THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN TDM Time Division Multiplexing GhÐp kªnh ph©n chia theo thêi gian WADM Wavelength Add/drop Division Multiplexing GhÐp kªnh t¸ch ghÐp theo b−íc sãng quang WAN Wide Area Network M¹ng diƯn réng WCSL Data Convergence sublayer Líp con héi tơ b−íc sãng WDM Wavelength Division Multiplexer Bé ghÐp kªnh ph©n chia theo b−íc sãng THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN §å ¸n tèt nghiƯp ®¹i häc Lª TiÕn Trung – D2001VT Mơc lơc CH¦¥NG 1: GIíI THIƯU CHUNG 1 1.1 Sù ph¸t triĨn cđa m¹ng quang 1 1.1.1 Sù ph¸t triĨn cđa topo m¹ng 1 1.1.2 Sù ph¸t triĨn cđa dung l−ỵng trun dÉn . 1 1.1.3 Sù ph¸t triĨn cđa m¹ng 2 1.2 Chun m¹ch quang 3 1.2.1 Ph©n lo¹i chun m¹ch quang . 5 1.2.1.1 Kü tht chun m¹ch kªnh quang 5 1.2.1.2 Chun m¹ch gãi quang . 6 1.2.1.3 Chun m¹ch burst quang 8 1.3 So s¸nh . 8 1.3.1 Gi÷a chun m¹ch kªnh vµ gãi . 8 1.3.2 Gi÷a chun m¹ch gãi vµ chun m¹ch burst . 8 CH¦¥NG 2: MéT Sè PhÇn tư QUANG ®iƯn tư . 5 2.1 Tr−êng chun m¹ch quang 5 2.1.1 Tr−êng chun m¹ch kh«ng gian 5 2.1.2 Tr−êng chun m¹ch thêi gian 8 2.1.3 Tr−êng chun m¹ch b−íc sãng . 9 2.1.4 Tr−êng chun m¹ch m· quang 13 2.2 Coupler quang 14 2.3 Bé chun ®ỉi b−íc sãng kh¶ chØnh (TWC) . 15 2.3.1 Chun ®ỉi b−íc sãng quang/®iƯn 15 2.3.2 Chun ®ỉi b−íc sãng b»ng hiƯu øng kÕt hỵp 16 2.3.2.1 Trén bèn b−íc sãng (FWM) . 16 2.3.2.2 T¹o tÇn sè vi sai 16 THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN §å ¸n tèt nghiƯp ®¹i häc Lª TiÕn Trung – D2001VT 2.3.3 Chun ®ỉi b−íc sãng b»ng c«ng nghƯ ®iỊu chÕ chÐo . 17 2.3.3.1 Khuch ®¹i quang b¸n dÉn trong chÕ ®é XGM vµ XPM: . 17 2.3.3.2 Sư dơng Laser b¸n dÉn 18 2.4 Bé ®Þnh tun b−íc sãng (Wavelength Router) 18 2.5 Bé läc quang ©m kh¶ chØnh 18 CH¦¥NG 3: CHUN M¹CH Gãi QUANG . 20 3.1 Giíi thiƯu chung 20 3.2 Vai trß cđa m¹ng chun m¹ch gãi quang 20 3.3 §Ỉc tÝnh l−u l−ỵng cđa chun m¹ch gãi quang . 22 3.3.1 §Ỉc tÝnh l−u l−ỵng cđa chun m¹ch kh«ng cã chøc n¨ng t¸ch-ghÐp 22 3.3.1.1 M¹ng vµ kiÕn tróc chun m¹ch cđa hƯ thèng WDM 22 3.3.1.2 ¶nh h−ëng cđa c¸c bé chun ®ỉi b−íc sãng kh¶ chØnh . 23 3.3.2 §Ỉc tÝnh l−u l−ỵng cđa chun m¹ch víi chøc n¨ng t¸ch ghÐp 26 3.3.2.1 L−u l−ỵng cđa m¹ng chun m¹ch gãi t¸ch- ghÐp WDM 28 3.3.2.2 Tht to¸n ®Þnh tun vµ kiĨu kiĨm tra 31 3.4 Bé ®Ưm trong chun m¹ch gãi quang 34 3.4.1 C¸c kü tht ®Ưm . 34 3.4.1.1 Bé ®Ưm ®Çu ra . 35 3.3.1.2 Bé ®Ưm chia xỴ . 36 3.3.1.3 Bé ®Ưm vßng . 36 3.3.1.4 Bé ®Ưm ®Çu vµo 37 3.4.2 Chun m¹ch ®¬n tÇng 37 3.4.2.1 OASIS . 37 3.4.2.2 Chun m¹ch lùa chän vµ qu¶ng b¸ . 40 3.4.2.3 §Ưm vßng lỈp ®a b−íc sãng 41 3.4.2.4 Chun m¹ch gãi quang dïng chung bé nhí . 42 THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN §å ¸n tèt nghiƯp ®¹i häc Lª TiÕn Trung – D2001VT 3.4.3 Chun m¹ch ®a tÇng 43 3.4.3.1 Chun m¹ch ghÐp b−íc sãng Wave-Mux . 43 3.4.3.2 Chun m¹ch ghÐp tÇng sư dơng c¸c phÇn tư chun m¹ch 2x2 . 46 3.4.3.3 Chun m¹ch víi bé ®Ưm quang lín SLOB 48 3.5 KiÕn tróc ®Þnh tun thùc nghiƯm gãi quang cã kh¶ n¨ng ho¸n ®ỉi nh½n OPERA . 49 3.5.1 KiÕn tróc m¹ng 49 3.5.2 Bé ®Þnh tun giao diƯn m¹ng quang 50 3.6 KiÕn tróc chun m¹ch gãi 51 3.6.1 Chun m¹ch dùa trªn tr−êng chun m¹ch kh«ng gian 51 3.6.1.1 Chun m¹ch xen kÏ . 52 3.6.1.2 Chun m¹ch gãi photonic bé ®Ưm ®Çu ra . 52 3.6.1.3 Chun m¹ch dùa trªn chun m¹ch kh«ng gian kh«ng bé ®Ưm . 53 3.6.1.4 Chun m¹ch DAVID 54 3.6.2 Chun m¹ch ®Þnh tun b−íc sãng . 55 3.6.2.1 Chun m¹ch ®Þnh tun b−íc sãng bé ®Ưm ®Çu ra . 55 3.6.2.2 Chun m¹ch ®Þnh tun b−íc sãng ®Ưm ®Çu vµo . 57 3.6.3 Chun m¹ch lùa chän vµ qu¶ng b¸ 59 3.6.3.1 Chun m¹ch lùa chän vµ qu¶ng b¸ KEOPS 59 3.6.3.2 Chun m¹ch lùa chän vµ qu¶ng b¸ ULPHA . 61 3.6.3.3 Chun m¹ch bé nhí lỈp sỵi . 61 3.6.5 Chun m¹ch ®Þnh tun quang ph©n khe thêi gian . 62 CH¦¥NG 4: C¸c M« h×nh chun m¹ch . 67 4.1 KiÕn tróc chun m¹ch ATMOS . 67 4.2 KiÕn tróc chun m¹ch KEOPS 67 4.3 KiÕn tróc chun m¹ch WASPNET 68 4.3.1 Chun m¹ch WASPNET . 69 THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN [...]... bớc sóng 1.2.1 Phân loại chuyển mạch quang Chuyển mạch có thể đợc chia thành chuyển mạch điện và chuyển mạch quang Các chuyển mạch điện có thiết bị phát triển hơn chuyển mạch quang và việc thực thi chúng dễ dàng hơn Chuyển mạch quang lại đợc chia thành: Chuyển mạch kênh quang Chuyển mạch gói quang Chuyển mạch burst quang 1.2.1.1 Kỹ thuật chuyển mạch kênh quang Chuyển mạch kênh quang hoạt động theo kiểu... triển Chuyển mạch burst quang (OBS) nh một giải pháp cho sự truyền tải lu lợng trực tiếp qua mạng WDM quang mà không cần bộ đệm Chuyển mạch burst quang là phơng pháp kết hợp cả hai kỹ thuật chuyển mạch kênh quang và chuyển mạch gói quang Nó đợc thiết kế đạt đợc cân bằng giữa những u điểm của chuyển mạch kênh quang và nhợc điểm của chuyển mạch gói quang 1.3 So sánh 1.3.1 Giữa chuyển mạch kênh và gói Các... trong chuyển mạch kênh 1.2.1.2 Chuyển mạch gói quang Chuyển mạch gói quang là công nghệ tiếp theo đợc lựa chọn phục vụ cho việc truyền tải dữ liệu qua WDM Hoạt động trong chuyển mạch gói: Các gói thông tin đợc gửi đi trên tuyến thích hợp đợc lựa chọn bởi bộ định tuyến tại node khi gói đến Trong chuyển mạch gói, mỗi gói có một tiêu đề tơng ứng mang thông tin về gói cũng nh địa chỉ của gói, và mỗi node chuyển. .. mạng quang chuyển mạch gói phi kết nối, trong đó các tiêu đề hay các nhãn đợc gắn với dữ liệu, truyền đi cùng với tải và đợc xử lý tại mỗi chuyển mạch quang WDM Dựa trên tỷ lệ giữa thời gian xử lý tiêu đề gói và chi phí truyền dẫn gói, chuyển mạch WDM có thể đợc sử dụng hiệu quả bằng cách sử dụng chuyển mạch nhãn hay chuyển mạch burst quang Chuyển mạch gói quang vẫn đang trong giai đoạn nghiên cứu Sự... gói, chuyển mạch burst không nhất thiết phải sử dụng các bộ đệm Chuyển mạch burst quang là chuyển mạch hứa hẹn nhiều triển vọng, nó sẽ thay thế các chuyển mạch hiện tại, và sẽ mang tính thơng mại cao hơn chuyển mạch gói quang, nó tránh đợc hai vấn đề chính là: Tốc độ chuyển mạch cao và bộ đệm quang Nghẽn cổ chai trong mạng chuyển mạch gói quang khi xử lý tiêu đề gói tin trong trờng chuyển mạch Bởi vì... toàn quang hiện nay là các chuyển mạch kênh Các mạng chuyển mạch gói quang vẫn đang tiếp tục nghiên cứu và trên thế giới chuyển mạch kênh quang là lựa chọn thích hợp hơn chuyển mạch gói quang Nói cách khác, lu lợng viễn thông trong tơng lai vẫn còn tiếp tục bùng nổ Trong bất cứ trờng hợp nào, thì lu lợng dạng gói sẽ ở mức lựa chọn cao hơn Nếu tìm thấy một cách để thực hiện thơng mại chuyển mạch gói quang, ... và chuyển tiễp WADM OBS WAMP WSXC(OCX) OLS DCX Chuyển mạch kênh WDM OPR Chuyển mạch burst quang Chuyển mạch gói quang Hình 1.2 Sự phát triển mạng WDM Chuyển mạch kênh quang đợc sử dụng cho lu lợng đợc tập hợp lại có kích thớc lớn, một kênh truyền sẽ đợc thiết lập trớc và không thay đổi trong quá trình truyền dữ liệu Chuyển mạch gói quang sử dụng cho các gói dữ liệu có kích thớc nhỏ 1.2 Chuyển mạch quang. .. 1.2.1.3 Chuyển mạch burst quang Khái niệm chuyển mạch quang xuất hiện từ đầu những năm 1980 Gần đây, chuyển mạch burst quang đợc nghiên cứu trở lại và đợc biết đến nh một giải pháp kế tiếp của chuyển mạch gói quang Thực chất chuyển mạch burst quang đợc xem xét trong tầng quang đơn thuần nh một môi trờng truyền dẫn trong suốt không bộ đệm cho các ứng dụng Tuy nhiên không có một định nghĩa tổng quát cho chuyển. .. đột Chuyển mạch burst đã tránh đợc những vấn đề của chuyển mạch gói, và phù hợp cho yêu cầu lu lợng hiện nay Trong thời gian tới, chuyển mạch burst rõ ràng sẽ hấp dẫn hơn chuyển mạch gói quang, và trong cuộc đua đờng dài chuyển mạch burst dờng nh là đối thủ mạnh nhất của chuyển mạch gói quang Lê Tiến Trung D2001VT 9 THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN Đồ án tốt nghiệp đại học Chơng 2: Một số phần tử quang. .. hiện chuyển mạch quang một cách có hiệu quả do: Chuyển mạch gói quang thờng sử dụng cho trờng hợp không đồng bộ Ví dụ, các gói tới tại các cổng đầu vào khác nhau phải đợc xếp hàng trớc khi truy nhập vào trờng chuyển mạch Tuy nhiên để ứng dụng cho trờng hợp không đồng bộ là rất khó và chi phí cao Một khó khăn nữa đối với chuyển mạch gói quang là sự thiếu vắng các bộ đệm quang Đặc điểm chính của chuyển mạch