tìm hiểu một sốvấn đề trong MAN chuyển mạch gói đơn chặng lựa chọn bước sóng

Mạng MAN đơn chặng lựa chọn bước sóng dựa trên AWG

Trang 1

Mục lục

Thuật ngữ viết tắt ii

LỜI NĨI ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG 1

1.1 Mục tiêu và phương pháp tiếp cận 3

1.1.1 Mục tiêu 3

1.1.2 Phương pháp tiếp cận 5

1.2 Các phần tử cơ bản của mạng MAN đơn chặng lựa chọn bước sĩng dựa trên AWG 6 1.2.1 Bộ kết hợp và bộ chia quang 7

1.2.2 Coupler hình sao thụ động (PSC) 8

2.1.3 Cách tử ống dẫn sĩng (AWG) 8

1.2.4 Các máy phát và thu 12

1.3 Các suy giảm truyền dẫn 16

1.3.1 Suy hao 16

1.3.2 Tán sắc 16

1.3.3 Phi tuyến 17

1.3.4 Xuyên âm 19

1.3.5 Nhiễu 19

CHƯƠNG II CÁC MẠNG WDM NỘI THỊ 21

2.1 Các mạng WDM nội thị ring 21

2.1.1 Mạng Komnet 21

2.1.2 RINGO 22

2.1.3 HORNET 24

2.1.4 IEEE 802.17 RPR 25

2.2 Các mạng WDM nội thị hình sao 25

2.2.1 RAINBOW 25

2.2.2 Telstra 26

2.2.3 NTT 27

2.3 Các mạng WDM đơn chặng 28

2.3.1 Các giao thức phân bổ trước 30

3.3.2 Các giao thức truy nhập ngẫu nhiên 31

3.3.3 Các giao thức đặt trước 32

2.3.4 Các giao thức lai 40

CHƯƠNG III MẠNG MAN ĐƠN CHẶNG LỰA CHỌN BƯỚC SĨNG DỰA TRÊN AWG 42 3.1 Các yêu cầu mạng 42

3.2 Kiến trúc mạng 43

THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN

Trang 2

Thuật ngữ viết tắt

Trang 3

Đồ án tốt ngiệp Đại học

LỜI NĨI ĐẦU

Đơ thị là nơi tập trung đơng đúc dân cư và các doanh nghiệp phát triển của một

quốc gia, là nơi xuất phát điểm của các nhu cầu đa dịch vụ dung lượng lớn, tốc độ cao,

tin cậy và giá thành thấp MAN cĩ vai trị rất quan trọng trong việc đáp ứng các yêu

cầu đĩ

Sự ra đời của kĩ thuật ghép kênh theo bước sĩng WDM cho phép phát triển mạng

quang đơ thị thành mạng quang băng rộng, cĩ khả năng đáp ứng nhu cầu truyền dẫn đa

dịch vụ hỗn hợp tốc độ cao và dễ dàng triển khai các dịch vụ mới

Được sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo ThS Cao Hồng Sơn em đã tìm hiểu một

số vấn đề trong MAN chuyển mạch gĩi đơn chặng lựa chọn bước sĩng Nội dung của

đồ án gồm 3 chương:

Chương 1: Giới thiệu chung

Chương 2: Các mạng WDM nội thị

Chương 3: Mạng MAN đơn chặng lựa chọn bước sĩng dựa trên AWG

Do hạn chế về khả năng cũng như thời gian nên đồ án khơng tránh khỏi những

hạn chế và thiếu sĩt, em mong nhận được ý kiến đĩng gĩp của các thầy cơ và các bạn

Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo ThS Cao Hồng Sơn đã quan tâm giúp đỡ

tận tình để em hồn thành đồ án này Em xin chân thành cảm ơn các thầy cơ giáo đã

giúp đỡ em trong những năm học vừa qua

SV Trần Như Cương

Trang 4

Đồ án tốt ngiệp Đại học Chương 1 Giới thiệu chung

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG

Mục đích ban đầu của các mạng viễn thơng và Internet là cung cấp truy nhập

thơng tin tới bất cứ nơi đâu vào bất cứ thời điểm nào và dưới bất cứ hình thức nào

chúng ta cần Để đạt được mục tiêu này các cơng nghệ quang và khơng dây đĩng một

vai trị quyết định trong mạng viễn thơng tương lai Các mạng quang và khơng dây cĩ

tính bổ sung cho nhau Mạng quang cho phép cung cấp một băng thơng rất lớn mặc dù

nĩ khơng thể xuất hiện ở mọi chỗ Ngược lại, các mạng khơng dây cĩ khả năng xuất

hiện ở mọi chỗ nhưng lại chỉ cĩ khả năng cung cấp các kênh truyền dẫn cĩ băng thơng

giới hạn tuỳ thuộc vào việc triển khai khác nhau Khác với các kênh khơng dây, sợi

quang cĩ một số ưu điểm về đặc tính truyền dẫn như là suy hao nhỏ, băng thơng rộng

và khơng chịu ảnh hưởng của nhiễu điện từ

Các mạng quang là mơi trường trung gian để cung cấp đủ băng thơng khi số

người sử dụng đang tăng nhanh Cĩ hai thế hệ mạng quang, ở hình 1.1a, mạng quang

thế hệ thứ nhất thay thế các dây đồng bằng các sợi quang trong khi các node vẫn là

điện Trong mạng này cách chuyển đổi tín hiệu quang - điện - quang (OEO) xảy ra ở

mỗi node Ban đầu, mỗi sợi quang chỉ mang một bước sĩng như trong các chuẩn FDDI

và IEEE 802.6 Để giải quyết khả năng tăng nhanh các lưu lượng dữ liệu và để tận

dụng tối đa băng thơng của các sợi quang EDFA ghép kênh phân chia theo bước sĩng

(WDM) đã ra đời đầu những năm 90 Nhờ WDM, mỗi kết nối sẽ mang nhiều bước

sĩng, mỗi bước sĩng hoạt động ở một tốc độ khác nhau

Hình 1.1 Các m ạng quang: a Thế hệ thứ nhất

b Thế hệ thứ hai Trong thế hệ thứ hai của mạng quang (hình 1.1b), các chuyển đổi OEO chỉ xảy

ra tại các node nguồn và node đích, trong khi tất cả các node trung gian hồn tồn là

quang Bằng cách sử dụng các node trung gian quang, các thắt cổ chai quang điện

được loại bỏ và số lượng các card cổng giảm đi Kết quả là chi phí mạng giảm đáng

Trang 5

kể Điều này là một trong các yếu tố quan trọng nhất đối với mạng quang Hơn thế, các

đường dẫn toàn quang từ đầu cuối đến đầu cuối có thể cung cấp các kênh trong suốt

cho người sử dụng Người sử dụng có thể tự chọn tốc độ bít, định dạng khối và giao

thức Sự trong suốt này cho phép dễ dàng hỗ trợ các bảo mật khác nhau cũng như các

dịch vụ trong tương lai

Hình 1.2: Các ch ồng giao thức:

a) IP/ATM/SONET(SDH)/WDM b) Chi tiết cấu trúc lớp của IP/ATM/SONET/WDM c) Chồng giao thức đơn giản IP/WDM

Trong tương lai lưu lượng trong các mạng quang sẽ chủ yếu là IP Thường thì,

các truyền dẫn gói IP trong các mạng quang WDM được thực hiện theo kiểu trộn lẫn

và kiểu ghép Hình 1.2 mô tả trồng giao thức IP/ATM/SONET (SDH)/WDM mà hiện

nay các mạng đang triển khai để truyền dẫn các gói IP Các gói tin IP có kích cỡ khác

nhau được phân mảnh thành các tế bào ATM với kích thước cố định rồi được truyền

trên các khung SONET/SDH thông qua các kết nối WDM quang Trồng giao thức này

đòi hỏi một số thao tác sắp xếp giữa các giao thức Điều này không chỉ làm tăng chi

phí và độ phức tạp của mạng mà còn có xu hướng tạo ra các nghẽn cổ chai tính toán

trong các mạng tốc độ cao Hơn thế, như hình 1.2 chỉ ra trồng giao thức này là không

hiệu quả vì cùng một khía cạnh quan tâm của mạng và tầng kết nối dữ liệu được đánh

địa chỉ ở mỗi giao thức Điều này dẫn đến các chức năng thừa và các sơ đồ kết nối

tầng phức tạp Để tránh những sự không hiệu quả này và để đơn giản sự hoạt động của

mạng, cấu trúc tầng giao thức phức tạp trên có thể được thay thế bằng chồng giao thức

IP/WDM ít phức tạp hơn nhiều Chức năng ATM của kĩ thuật lưu lượng (QoS) sẽ

được hấp thụ vào trong tầng IP nhờ sử dụng chuyển mạch nhãn đa giao thức (MPLS)

IP & MPLS WDM & Protection/Restoration

Trang 6

Mạng IP WDM quang lắm các hứa hẹn rất lớn cho việc cung cấp hiệu quả một

băng thơng lớn với độ phức tạp của mạng nhỏ mặc dầu các cơng nghệ quang hiện nay

vẫn cịn một số giới hạn về tính ổn định và tính hiệu quả về mặt chi phí Tuy nhiên,

đáng chú ý là, trong tương lai sự phức tạp và chi phí trong các mạng WDM quang cĩ

thể được giải quyết

1.1.1 Mục tiêu

Trong hình 1.3, mơ hình của mạng truyền thơng sẽ gồm các mạng đường trục,

mạng nội thị, mạng truy nhập trong đĩ các mạng sau sẽ thu thập/phân phối dữ liệu

từ/đến các trạm trung gian khác ví dụ như các trạm khơng dây và các LAN

Các LAN gigabit Ethernet cùng với chuẩn 10 GbE IEEE 802.3ae được hồn

thiện năm 2002 được hi vọng sẽ cung cấp đủ băng thơng cho ít nhất 5 năm tới Các

cơng ti điện thoại đã triển khai một số dạng của đường dây thuê bao số (DSL) và các

cơng ti cáp triển khai các modem cáp Nghẽn cổ chai ở bước truy nhập đầu tiên sẽ

được loại bỏ nhờ ứng dụng chuẩn IEE802.3ab Ethernet mà được đề cập vào tháng 9

năm 2003 Các cơng nghệ truy nhập băng rộng này cùng với các dịch vụ khơng dây thế

hệ tiếp theo ví dụ như UMTS và các LAN khơng dây (WLAN) và các giao thức tốc độ

Mạng đường trục WDM quang

Truy nhập khơng dây

(eg UMTS,WWLAN)

xDSL, cable modem ATM, FR, SDH, IP, GbE

ESCON, Kênh sợi

Mạng đơ thị

Mạng truy nhập (HFC, FTTx)

Kết nối nội thị

Kết nối nội thị Kết nối liên

mạng

Hình 1.3 M ạng phân cấp (được định nghĩa ở phụ lục B)

Kết nối đường trục Kết nối đường trục

Trang 7

cao như ATM, FRAME RELAY (FR) IP, ESCON và kênh sợi quang sẽ địi hỏi băng

thơng rất lớn và chất lượng dịch vụ QoS hỗ trợ từ các mạng cao hơn

Nằm giữa các thuê bao tốc độ cao và các đường dẫn cực lớn của mạng đường

trục là mạng truy nhập và mạng nội thị Ban đầu các mạng truy nhập là các hệ thống

HFC trong đĩ chỉ cĩ phần nguồn nuơi ở giữa tổng đài trung tâm và node ở xa của

mạng là quang cịn mạng phân tán giữa node ở xa và các thuê bao vẫn là điện Kết quả

là, các mạng truy nhập FTTx đang nhận được sự chú ý rất lớn Các mạng FTTx, nghĩa

là mạng sợi quang tới đầu cáp FTTC hay sợi quang tới nhà FTTH, là mạng hồn tồn

quang nghĩa là tín hiệu được truyền dẫn thơng qua sợi quang từ tổng đài trung tâm

hoặc tất cả các con đường tới khách hàng Về lí do chi phí nên các mạng truy nhập

tồn quang đều khơng được cấp nguồn hay cịn được gọi tương ứng là các mạng quang

thu động (PON) Các PON đã được xem xét cho mạng truy nhập kể từ giữa những

năm 90 trước cả khi nhu cầu băng thơng cho Internet bùng nổ Gần đây, các PON

Ethernet cải tiến đang trở thành ứng viên đầy hứa hẹn để cung cấp đầy đủ băng thơng

cho truyền dẫn hiệu quả lưu lượng dữ liệu

Các mạng nội thị hiện nay chủ yếu là các mạng vịng SONET/SDH Các mạng

này cĩ một số nhược điểm:

- Việc giám sát kênh cho các mạng SONET/SDH mất quá nhiều thời gian thường

là từ 6 tuần đến 6 tháng Do đĩ giám sát dịch vụ nhanh là điều khơng thể

- Thiết bị SONET/SDH rất đắt và làm giảm đáng kể vùng phủ trong thị trường

nội thị rất nhạy cảm với chi phí trong đĩ chi phí chỉ được chia sẻ bởi một lượng ít

khách hàng hơn nhiều so với mạng đường trục Chính chi phí cao đã ngăn cản các

cơng ti mới tham gia vào thị trường nội thị

- Việc nâng cấp một mạng vịng SONET/SDH ảnh hưởng tới tất cả các node chứ

khơng chỉ các node nguồn và node đích mong muốn truyền thơng ở tốc độ dữ liệu cao

hơn

- Cơ chế chuyển mạch bảo vệ tự động (APS) của SONET/SDH (bảo vệ 1+1) là

khơng hiệu quả về mặt băng thơng bởi vì các đường bảo vệ và làm việc đều mang

cùng loại lưu lượng

- SONET/SDH được thiết kế cho lưu lượng đối xứng Do đĩ, lưu lượng IP khơng

đối xứng truyền dẫn khơng hiệu quả

Trang 8

là Metrogap, ngăn cản các khách hàng tốc độ cao (và cũng ngăn cản các nhà cung cấp

dịch vụ) trong việc sử dụng băng thơng cịn rất lớn trong mạng đường trục Nghẽn cổ

chai này cĩ thể trở nên nghiêm trọng hơn vì thực tế lưu lượng IP tăng lên sẽ mang tính

cục bộ bằng cách đặt thêm nhiều máy chủ Proxy trong các mạng nội thị để giảm trễ

mạng, cân bằng tải máy chủ và cĩ độ sẵn sàng cao hơn Sự tăng cường sử dụng điện

thoại tổ ong và các thiết bị cầm tay đối với các dịch vụ Internet sẽ làm tăng lượng

thơng tin truy cập nội hạt và cần được cập nhật thường xuyên đặc biệt là các ứng dụng

trong nhà, trên xe hơi, và các thiết bị điện tử khác đang bắt đầu tận dụng mạng nội thị

[KWSR] Hơn thế, Napster đang báo trước sự xung đột về chia sẻ thơng tin, các ứng

dụng đồng hàng trong tương lai trong đĩ mỗi đầu cuối người sử dụng sẽ hoạt động như

là một máy chủ và sẽ làm tăng đáng kể lưu lượng bên trong mạng MAN Để vượt qua

độ rộng giữa các khách hàng tốc độ cao và tương lai của mạng đường trục thì các kiến

trúc và giao thức mạng nội thị cần phải được triển khai

Gần đây, các nghiên cứu đã bắt đầu tập trung vào để hạn chế độ rộng nội thị Sự

quan trọng của độ rộng nội thị cũng được phản ánh qua một số lượng lớn các hoạt

động chuẩn hố đang được triển khai gần đây, và các diễn đàn cơng nghiệp như là

IETF WG IPoRPR, IEEE 802.17 RPRWG, diễn đàn Ethernet nội thị (MEF) và liên

minh mạng vịng gĩi mềm dẻo (RPR) bao gồm hơn 70 cơng ty

Bản đồ án này sẽ tập trung vào các mạng WDM chuyển mạng gĩi trong đĩ các

gĩi tin được lưu trữ trong các RAM điện tử thay vì là các đường dây trễ sợi quang Với

các kiến trúc và giao thức được giới thiệu và kiểm tra ở đây cĩ thể cho phép các khách

hàng tốc độ cao và các nhà cung cấp dịch vụ để vượt qua độ rộng nội thị và tận dụng

tối đa băng thơng rất lớn trong mạng đường trục theo một cách hiệu quả, chi phí thấp

và cĩ tương lai

1.1.2 Phương pháp tiếp cận

Vấn đề sẽ được tiếp cận để cĩ thể tận dụng các lợi thế tương ứng của miền điện

và miền quang trong khi tránh các nhược điểm tương ứng của chúng: truyền dẫn sẽ

được thực hiện trong miền quang trong khi việc đệm và các phép logic sẽ được thực

hiện trong miền điện Do sự thiếu hụt các bộ đệm quang (RAM) các mạng quang

khơng dùng bộ đệm sẽ được xem xét Kiến trúc mạng khơng chuyển mạch hồn tồn

thụ động sẽ được xem xét Các mạng thụ động khơng chỉ khá tin cậy mà cịn cĩ thể

nâng cấp tới mạng thơng minh rìa cho phép việc giảm chi phí mạng và đơn giản hố

trong duy trì, bảo dưỡng, hoạt động của mạng Mạng đang được xem xét là lựa chọn

bước sĩng Trong một mạng lựa chọn bước sĩng tĩnh, mỗi node nguồn cĩ khả năng

tiếp cận nhiều node đích khác nhau bằng cách thay đổi bước sĩng truyền dẫn Để làm

Trang 9

được như vậy, mơ hình chuyển mạch gĩi lưu trữ và chuyển tiếp truyền thống phải

được thay thế bằng mơ hình chuyển đổi bước sĩng theo mỗi gĩi tin tại biên giới mạng

Trong mạng lựa chọn bước sĩng mỗi bước sĩng được định tuyến chỉ trong một phần

nhỏ của mạng, các phần cịn lại của mạng cĩ thể dùng cùng các bước sĩng này Kết

quả là việc tái sử dụng bước sĩng theo khơng gian khơng chỉ giảm sự trùng lặp mà cịn

giữ cho số lượng các bước sĩng cần dùng là hữu hạn Một số lượng nhỏ các bước sĩng

sẽ địi hỏi các bộ thu rất nhạy bước sĩng để cĩ thể cho truyền qua một dải sĩng rất hẹp

Điều này lại cho phép ứng dụng các bộ thu chuyển đổi được mà cĩ thời gian chuyển

đổi nhỏ hơn so với các bộ thu với các giải chuyển đổi tương đối lớn Mạng được xem

xét sẽ là mạng hình sao Các mạng hình sao cho thấy lợi thế về mặt cơng suất hơn các

mạng bus Cả mạng hình sao và mạng bus đều chịu ảnh hưởng của suy hao do rẽ

nhánh Trong khi suy hao rẽ nhánh tổng (tính bằng dB) ở mạng hình bus tăng tuyến

tính theo số lượng node trong mạng thì suy hao rẽ nhánh tổng (tính bằng dB) ở mạng

hình sao lại chỉ tăng theo hàm logarit Hơn thế, cấu hình mạng sao vật lí thì dễ dàng

thiết lập, cấu hình, điều khiển, và gỡ rối hơn Ở phía trên tầng vật lí của mạng hình sao

mạng đơn chặng sẽ được xem xét Trong các mạng đơn chặng bất cứ một cặp node

nguồn và đích nào cũng giao tiếp trực tiếp với nhau mà khơng thơng qua một node

trung gian nào Khác với mạng đa chặng, các mạng đơn chặng cĩ một số lợi thế:

Khoảng cách chặng trung bình được tối thiểu hố (tính đồng nhất), khơng lãng phí

băng thơng vì việc chuyển tiếp tại mỗi node xảy ra ngay khi tiếp cận được đích, mỗi

node chỉ phải xử lý các gĩi tin được định tuyến tới chính nĩ do đĩ giảm nhu cầu xử lý

tại các node, độ trong suốt được cung cấp, và việc nâng cấp một cặp nguồn-đích nhất

định chỉ liên quan tới hai node đĩ khác với mạng đa chặng vì khơng cĩ node trung

gian nào cần phải nâng cấp Các mạng đơn chặng cũng giảm đáng kể độ phức tạp của

chồng giao thức bởi vì việc định tuyến và chuyển tiếp trong truyền thơng đơn chặng

khơng xảy ra Kết quả là, tầng mạng sẽ hồn tồn loại bỏ được Thêm vào đĩ, các gĩi

tin truyền thơng qua đơn chặng quang thụ động duy nhất giữa chặng nguồn và chặng

đích, dẫn đến xác xuất lỗi là rất nhỏ Do đĩ, phát hiện và sửa lỗi ở tầng liên kết dữ liệu

cĩ thể loại bỏ và các lỗi truyền dẫn cịn lại cĩ thể được loại bỏ ở tầng truyền dẫn

1.2 Các phần tử cơ bản của mạng MAN đơn chặng lựa chọn bước sĩng dựa

trên AWG

Trang 10

1.2.1 Bộ kết hợp và bộ chia quang

Coupler là thuật ngữ chung chỉ tất cả các thiết bị thực hiện kết hợp ánh sáng vào

và/hoặc chia ánh sáng trong một sợi quang Các bộ kết hợp là các thiết bị mà thực hiện

kết hợp ánh sáng từ các sợi quang khác nhau Các bộ chia quang chia ánh sáng vào

nhiều sợi quang Cả bộ kết hợp và chia quang đều là các thiết bị thụ động

Bộ chia quang phổ biến nhất là bộ chia 1x2 như được vẽ trên hình 2.1 a) Tỉ số

cơng suất đầu ra được gọi là tỉ số chia quang α và cĩ thể điều khiển được Phần α trong

cơng suất đầu vào được đưa ra đầu ra, cịn phần (1-α) cịn lại đưa ra đầu ra cịn lại

Biểu thị tỉ số chia quang dưới dạng dB sẽ cho chúng ta suy hao do chia quang Đối với

bộ chia quang hai cổng với tỉ lệ chia quang 50:50 là rất phổ biến, kết quả là suy hao do

chia quang sẽ là 3 dB cho mỗi cổng ra Các bộ coupler cũng được dùng để tách một

phần cơng suất từ luồng ánh sáng để dùng cho các mục đích giám sát hoặc các nguyên

nhân khác Các bộ coupler như vậy được gọi là bộ rẽ và được thiết kế với các giá trị α

rất gần với 1, thường là từ 0.90 tới 0.95

Khi đổi chiều thì một bộ chia quang sẽ cĩ thể được sử dụng như là bộ kết hợp

quang, như được thể hiện như hình 2.1 b) Một tín hiệu đầu vào tới bộ kết hợp 2x1 sẽ

chịu suy hao cơng suất là 3dB, mà đơi khi cịn gọi là suy hao do ghép quang Bằng

cách dùng bộ kết hợp cùng với bộ chia quang, các coupler cĩ thể được tạo ra Hình 2.1

c) mơ tả một bộ coupler 2x2 bao gồm một bộ kết hợp quang 2x1 được theo sau bởi

một bộ chia quang 1x2, cĩ vai trị là phân bố các tín hiệu từ hai sợi quang đầu vào tới

hai sợi quang đầu ra Để cĩ tỉ lệ chia quang là 50:50 cần cĩ bộ coupler 3dB trong đĩ

tín hiệu đầu vào được chia đều cho cả hai đầu ra Ngồi tỉ lệ chia cơng suất 50:50 xảy

ra trong coupler, tín hiệu cũng chịu các suy hao chèn, suy hao thừa và suy hao phản

hồi Suy hao chèn là một phần của cơng suất (thường được biểu thị dưới dạng dB) bị

mất giữa các cổng vào và cổng ra của linh kiện (coupler) Nếu như tín hiệu đi vào một

coupler, một phần nhỏ cơng suất sẽ bị phản hồi theo hướng ngược lại và được dẫn trở

lại tới các đầu vào của bộ coupler (suy hao phản hồi) Suy hao thừa gây ra bởi các

khiếm khuyết sản xuất trong các vùng rất nhỏ Một bộ coupler cĩ thể được sản xuất

khơng phụ thuộc bước sĩng hoặc lựa chọn bước sĩng, cĩ nghĩa là tính chất của coupler

phụ thuộc vào bước sĩng

Hình 2.1: a) B ộ chia b) Bộ ghép và c) coupler

Trang 11

Ưu điểm của coupler là không cần cung cấp nguồn, hoạt động tin cậy, không đắt,

mức suy hao thấp

1.2.2 Coupler hình sao thụ động (PSC)

PSC là một thiết bị thực hiện kết hợp các tín hiệu quang từ các cổng đầu vào và

chia đều ra các cổng đầu ra Không giống như các bộ tách ghép kênh, các PSC không

chứa các phần tử lựa chọn bước sóng Vì vậy chúng không có khả năng tách các kênh

riêng rẽ Trong trường hợp tổng quát, PSC có số cổng vào (N) và số cổng ra (M)

không nhất thiết bằng nhau và ký hiệu là PSC NxM

Một PSC NxN được tạo ra từ các coupler 2x2 3dB như được vẽ trong hình 2.2

PSC NxN là một linh kiện N đầu vào và N đầu ra với đặc tính là công suất của

mỗi cổng đầu vào Pin sẽ được chia đều tới tất cả các cổng đầu ra Do đó, công suất

quang tại mỗi đầu ra Pout sẽ bằng:

Pout= Pin

N

Và tỉ lệ chia quang sẽ là α = 1/N hay tương ứng với suy hao do chia quang là 10

log10 N dB Một phương pháp để tạo ra PSC là kết nối một số các coupler 3dB Cách

này cần (N/2 log2N) coupler 3 dB để tạo ra một PSC NxN

2.1.3 Cách tử ống dẫn sóng (AWG)

Bộ AWG còn được biết đến là dãy pha (PHASAR) hay định tuyến lưới dẫn sóng

Một AWG NxN được vẽ sơ đồ khối như trong hình 2.3, trong đó N≥2, bao gồm các bộ

dẫn sóng đầu vào đầu ra N, hai bộ dẫn sóng tấm tập trung (các vùng truyền dẫn tự do)

và một lưới dẫn sóng hàng, trong đó chiều dài của các ống dẫn sóng liền kề sai khác

nhau một hằng số Tấm dẫn sóng tại các đường đối xứng trong linh kiện sẽ loại bỏ sự

N x N PSC

Trang 12

hiệu đến từ bất kì cổng nào trong N cổng vào cũng sẽ được chia ra M đầu ra của bộ

dẫn sóng tấm tới các đầu ra hàng Mỗi luồng sáng đến được khuyếch tán trong tấm đầu

vào, đi qua các dẫn sóng xếp hàng, tập trung lại tại tấm đầu ra, và được ghép vào các

dẫn sóng đầu ra

Hình 2.3 Bi ểu đồ sắp xếp của một AWG N x N

Các dẫn sóng xếp hàng sẽ trễ pha không phụ thuộc vào bước sóng vì chỉ các tần

số với sự khác pha số nguyên lần 2π mới gây cộng hưởng trong dẫn sóng tấm đầu ra

Do vậy, mỗi cổng đầu ra mang các tần số vượt qua có tính tuần hoàn Độ rộng của các

tần số vượt qua có tính tuần hoàn này được gọi là dải phổ tự do (FSR) và xấp xỉ bằng:

FSR = n C [Hz] (2.2)

g(∆L + dsinθI +dsin0) FSR = λ

2

ng∆L Trong mỗi FSR, một AWG NxN chấp nhận một số lượng tổng của N bước sóng

từ mỗi cổng vào và nó truyền dẫn mỗi bước sóng tới một đầu ra nhất định Mỗi đầu ra

nhận các bước sóng N, mỗi bước sóng từ một cổng vào riêng Ở đây tồn tại hoán vị

bước sóng vòng lặp tại các dẫn sóng đầu ra nếu các dẫn sóng đầu vào khác nhau được

sử dụng Trong hình 2.4 kết nối định tuyến của một AWG 8x8 được mô tả Mỗi tần số

hoặc đơn giản hơn [Zir98]

Trang 13

quang (tương ứng, chúng ta cũng cĩ thể nĩi mỗi bước sĩng) cho ta một chỉ dẫn định

tuyến độc lập với cổng vào Do vậy, thơng tin định tuyến của fk ra cổng ra, mà các

cổng (k-1) nằm dưới cổng vào tương ứng ví dụ như f1 vào từ cổng vào 1 được ra ở

cổng 1 và từ cổng vào 5 sẽ ra ở cổng 5 Tương tự như vậy, f3 vào ở cổng 1 sẽ đi ra ở

cổng 3, trong khi nếu f3 vào ở cổng 5 nĩ sẽ đi ra ở cổng 7 Nhờ vào đặc tính tuần hồn

của AWG, tần số quang f9 (ví dụ như một dải phổ tự do lớn hơn f1) vảo ở cổng 1 và ra

ở cổng 1 giống như f17 và các tần số khác được phân tách nhờ một số lượng nguyên

FSR Nhưng cũng cĩ các AWG với các phương pháp định tuyến kênh khác, ví dụ như

kênh fi vào ở cổng j và ra ở cổng k trong đĩ k = (8-i+j)mod 8 + 1 với i ⊆ N và j,k ⊆

{1,2,…8}

Kiểu định tuyến bước sĩng của một AWG cĩ thể được mơ tả chính thức hơn dựa

vào ma trận chuyển đổi bước sĩng Nhờ vào hốn vị bước sĩng tại các cổng ra AWG

nằm trong họ các bộ định tuyến bước sĩng hốn vị Một AWG NxN cung cấp kết nối

bên trong NxN đầy đủ Sử dụng một FSR cĩ thể cho phép cĩ đồng thời N2 kết nối

Chú ý rằng một PSC NxN chỉ cĩ thể cho phép mang đồng thời tối đa N kênh

Các đặc tính truyền dẫn sau của một AWG NxN đĩng một vai trị quan trọng

trong các mạng WDM Các AWG cĩ suy hao chèn thấp vào khoảng từ 3-5 dB Cũng

như vậy, các AWG với suy hao khơng thay đổi hình thức đối với tất cả các kênh cũng

được xác định Độ rộng kênh tần số của bộ kết hợp kênh được cho bởi cơng thức:

s f

n dc n

m L

x df

d L

x f

2 1

λ

f1 f8

f4 f8 f4

f8

N=1 (f1… f4…f8)

Trang 14

0,4nm (50 GHz) đã được báo cáo trong [OMS95] Gần đây, AWG độ rộng 25 GHz với

400 kênh đã được báo cáo trong [JJK+ 01]

Tần số đáp ứng của AWG là rất quan trọng cho các ứng dụng Nĩ cũng giống

như tần số đáp ứng của các bộ lọc thơng dải Gauss Độ rộng tối đa tại nửa đỉnh

(FWHM) được cho bởi cơng thức:

x

f FWHM

∆

= 2 ln 2ω0 [Hz] (2.5) Nĩi chung, FHWM bằng khoảng 30% độ rộng kênh Hình dáng của bộ lọc thơng

dải Gauss đặt ra các giới hạn chặt chẽ cho dung sai bước sĩng của các laser diode và

địi hỏi điều khiển nhiệt độ chính xác cho cả các AWG và các laser diode Sự dao động

tần số trong nguồn quang sẽ dẫn tới phải giảm cơng suất để đạt được cùng giá trị BER

tại đầu thu Hơn nữa, độ rộng dải thơng của các AWG thác trở nên nhỏ hơn nhiều so

với của bộ lọc AWG đơn chặng Gần đây, các bộ kết hợp kênh AWG với đáp ứng phổ

phẳng đã được cơng bố [OS96] [TBB+97] [KS01] Băng thơng 3 dB cĩ thể nâng lên

tới 124 GHz cho độ rộng kênh 200 GHz và xuyên âm liên kênh từ kênh bước sĩng cho

trước đối với các kênh lân cận là nhỏ hơn -27 dB Xuyên âm xuất hiện là do ảnh

hưởng của các tín hiệu khác lên một tín hiệu mong muốn Hệ thống WDM cĩ hai dạng

xuyên âm: xuyên âm liên kênh và xuyên âm đồng kênh Xuyên âm liên kênh xảy ra

khi tín hiệu xuyên âm là tại bước sĩng khác so với bước sĩng tín hiệu mong muốn

Xuyên âm đồng kênh xảy ra khi tín hiệu xuyên âm cĩ cùng bước sĩng với tín hiệu

mong muốn Nhưng nĩ phải trả giá bởi suy hao chèn cao hơn khoảng 3 dB Các AWG

với đáp ứng tần số phẳng và rộng sẽ giải quyết các hạn chế đã được đề cập ở trên Nĩi

chung, xuyên âm ở vào khoảng -30dB Do đĩ, giải ghép kênh là hồn tồn cĩ thể đối

với mất cơng suất khơng đáng kể, nghĩa là xuyên âm là đủ nhỏ để khơng làm tăng đáng

Số lượng cổng 2 … 400

B ảng 2.1 Đặc tính của một AWG

Trang 15

Bảng 2.2 tổng kết các đặc tính của một AWG và so sánh chúng với PSC Chú ý

rằng các AWG hỗ trợ đa truyền thơng băng rộng nếu một nguồn quang băng rộng

được sử dụng ví dụ như một diode phát quang (LED) Tín hiệu đầu vào này sẽ bị chia

phổ bởi AWG sao cho một phần nhỏ của tín hiệu băng rộng đầu vào được truyền dẫn

tới mỗi cổng đầu ra tương ứng, như là được trình bày trong phần 1.2.4 Tính bảo mật

cĩ nghĩa rằng các bước sĩng chỉ được định tuyến tới các cổng ra tương mà chúng cần

Điều này khác với PSC lựa chọn và quảng bá trong đĩ tất cả các đầu ra đều cĩ thể

nhận tất cả các bước sĩng cùng một lúc Do vậy, nếu như cùng một bước sĩng được

đưa vào hai hay nhiều các cổng đầu vào của PSC đồng thời thì xung đột kênh sẽ xảy ra

tại tất cả các cổng ra của PSC Nĩi cách khác, PSC khơng cho phép tái sử dụng phân

tập các bước sĩng tại các cổng ghép kênh đầu vào Ngược lại, AWG định tuyến theo

bước sĩng cho phép tái sử dụng bước sĩng theo khơng gian phân tập mà khơng gây ra

xung đột kênh tại các cổng ra của AWG Do đĩ, một PSC NxN chỉ cỏ thể hỗ trợ tối đa

N truyền dẫn đồng thời, mỗi truyền dẫn sử dụng một bước sĩng khác nhau Trong khi

đĩ một AWG NxN khơng cĩ một yêu cầu nào đối với các tín hiệu đến và hỗ trợ tới N2

truyền dẫn đồng thời mà khơng gây nên xung đột kênh tại các đầu ra của AWG

PSC AWG

Phát theo nhĩm yes no Định tuyến bước sĩng no yes Tái sử dụng bước sĩng theo khơng gian no yes

Số lượng truyền dẫn đồng thời N N2

B ảng 2.2 So sánh các đặc tính của PSC và AWG

Như vậy AWG cĩ các ưu điểm: khoảng cách giữa các bước sĩng nhỏ, số kênh

lớn, băng thơng bằng phẳng phù hợp cho các hệ thống WDM tốc độ cao và dung

lượng lớn

1.2.4 Các máy phát và thu

Trang 16

Ánh sáng đầu ra của một nguồn quang băng thông rộng có dải phổ rộng trong

khoảng từ 10-100 nm Các LED là phổ biến nhất và rất rẻ Vì các sản phẩm khác có

băng thông tương đối nhỏ nên LED được ứng dụng chủ yếu ở những nơi mà tốc độ dữ

liệu thấp hay khoảng cách truyền dẫn ngắn Công suất đầu ra phổ biến của chúng là 10

dBm Tuy nhiên, các diode siêu phát quang với công suất ra của sợi đơn mode là 18,0

dBm và độ rộng băng thông 3 dB là 35 nm đã có trên thị trường

Ở tốc độ thấp, các hệ thống nhạy cảm với bước sóng có độ dự trữ nhỏ, LED cung

cấp một giải pháp rẻ so với các laser rất đắt Hình 2.5 biểu thị một phần dải phổ của

một tín hiệu LED băng rộng qua một AWG định tuyến theo bước sóng Tại mỗi cổng

ra AWG một phần khác nhau của tín hiệu băng rộng gốc được tách ra bởi các node,

mỗi phần như thế mang cùng một thông tin Do đó, một LED có thể được chia sẻ bởi

nhiều bộ thu khác nhau

Hình 2.5: Lát c ắt phổ của tín hiệu băng rộng

Laser

Để nâng cao băng thông một cách đáng kể các laser thành phẩm khác nhau đã

được dùng Thực ra, một laser là một bộ khuyếch đại quang bao gồm trong một khung

phản xạ mà tạo ra ánh sáng dao động thông qua phản hồi dương Các laser có khả năng

tạo ra công suất đầu ra lớn, thường là từ 0 tới 10 dBm

Các laser có thể là cố định với bước sóng danh nghĩa (mặc dù bước sóng này có

thể xê dịch do nhiệt độ hoặc thời gian) hoặc là có thể chuyển đổi được, trong đó các

laser chuyển đổi được có thể là chuyển đổi liên tục hoặc rời rạc Chỉ có các bước sóng

phù hợp với chu kỳ và chiết suất của laser mới được khuyếch đại, một laser có thể

chuyển đổi bằng cách điều khiển chiều dài khoảng cộng hưởng và/hoặc chiết suất của

môi trường khuyếch đại Các ví dụ phổ biến là cơ học, quang âm, quang điện, và các

3 x 3 AWG

Trang 17

laser chuyển đổi được tiêm dịng Hầu hết các laser chuyển đổi được cơ học sử dụng

một buồng Fabry-Perot ngồi mà chiều dài của nĩ cĩ thể điều chỉnh được Các laser

chuyển đổi được cơ học cho một dải chuyển đổi khá rộng lên tới 500nm nhưng thời

gian chuyển đổi khá chậm khoảng 1-10ms Trong laser quang âm và laser quang điện

chiết suất của khoảng bên ngồi được thay đổi nhờ sử dụng một cách tương ứng sĩng

âm hoặc dịng điện Một laser quang âm cĩ một dải chuyển đổi trung bình, vào khoảng

xấp xỉ 100nm với một thời gian chuyển đổi trung bình, vào khoảng 10µs Các laser

quang điện cĩ thể chuyển đổi 10-15nm trong vài ns Các laser dùng dịng tiêm hình

thành một họ các nguồn quang cho phép lựa chọn bước sĩng thơng qua lưới phản xạ,

ví dụ như các laser phản xạ phân bố (DFB) và các laser phản xạ Bragg phân bố

(DBR) Việc chuyển đổi được thực hiện bằng cách thay đổi mật độ dịng tiêm và do đĩ

thay đổi chiết suất Kiểu laser này thường bao gồm nhiều phần để cĩ thể cho phép điều

khiển độc lập cơng suất và bước sĩng đầu ra của laser Gần đây, các bộ phát đa phần

chuyển đổi nhanh cĩ thể chuyển đổi sang bước sĩng liền kề chỉ trong 4ns và trong một

khoảng rộng khoảng 30nm trong vịng 15ns đã được báo cáo Đặc biệt, các laser

SG-DBR hứa hẹn sử dụng cho các bộ phát với dải chuyển đổi rộng và cơng suất đầu ra lớn

Các dải chuyển đổi và thời gian chuyển đổi của các loại bộ phát khác nhau được

tổng kết ở trong bảng 2.3 Chú ý rằng thay vì các laser chuyển đổi được cĩ thể sử dụng

một loạt các laser cố định hoạt động ở bước sĩng khác nhau hoặc các laser đa tần số

Ki ểu bộ phát Gi ải điều chỉnh Th ời gian điều chỉnh

Điều chỉnh cơ 500 nm 1-10 ms Quang âm ~ 100 nm ~ 10 µs Quang điện 10-15 nm 1-10 ns Dịng bơm ~ 30nm 15 ns

B ảng 2.3 Các bộ phát: Giải điều chỉnh và thời gian điều chỉnh

Các bộ lọc quang được sử dụng để lựa chọn một tín hiệu băng rộng hoặc một

bước sĩng nằm ngồi dải răng lược WDM Bước sĩng được lựa chọn được chuyển đổi

quang điện nhờ một photodetector Các bộ lọc quang cĩ thể là cố định hoặc cĩ thể

chuyển đổi được, trong khi các bộ lọc chuyển đổi được cĩ thể là liên tục hoặc rời rạc

Các ví dụ về bộ lọc cố định là cách tử nhiễu xạ, các bộ lọc phim mỏng điện, và các

Trang 18

gương, các bước sĩng khác nhau sẽ được lựa chọn Loại bộ lọc này cĩ dải chuyển đổi

khoảng 500nm và thời gian chuyển đổi trong khoảng 1-10ms

Máy giao thoa Mach Zehnder (MZI) là một ví dụ cho một bộ lọc điều khiển bằng

nhiệt Trong MZI, một bộ chia quang cĩ nhiệm vụ chia luồng sáng đến thành hai dẫn

sĩng và một bộ kết hợp thực hiện kết hợp các tín hiệu tại đầu ra của dẫn sĩng Một

thiết bị trễ điều chỉnh được bằng nhiệt điều khiển chiều dài đường dẫn quang của một

ống dẫn sĩng Nhờ vào sự sai khác pha một sĩng mong muốn duy nhất sẽ được lựa

chọn nhờ cộng hưởng Một MZI cớ thể chuyển đổi lớn hơn 10 nm trong vịng vài ms

Trong các bộ lọc điều chỉnh quang âm (AOTFs), một sĩng âm thay đổi tuần hồn

chiết suất của mơi trường lọc từ đĩ cho phép mơi trường hoạt động như là một lưới

lọc Bằng cách thay đổi tần số của sĩng âm, một bước sĩng quang duy nhất được chọn

trong khi các sĩng cịn lại bị triệt tiêu Nếu cĩ nhiều hơn một sĩng âm được dùng thì

cũng sẽ cĩ nhiều sĩng quang được lựa chọn Một nhược điểm của các AOTFs là chúng

khơng thể loại bỏ được xuyên âm từ các kênh lân cận nếu như các kênh này quá gần

nhau, do đĩ giới hạn số lượng kênh Các AOTFs cĩ thể chuyển đổi trong dải 100nm

trong vịng 10µs

Các bộ lọc điều chỉnh quang điện (EOTFs) sử dụng các điện cực nằm ở mơi

trường lọc Các dịng điện được dùng để thay đổi chiết suất của mơi trường bộ lọc, cho

phép một bước sĩng mong muốn đi qua trong khi các bước sĩng khác bị triệt tiêu

Thời gian điều chỉnh chỉ bị giới hạn bởi tốc độ điện Do đĩ, các EOTFs cĩ thể chuyển

đổi trong 1-10ns Tuy nhiên, các EOTFs cung cấp một dải điều chỉnh tương đối nhỏ,

khoảng 15 nm

Các bộ lọc Fabry-Perot tinh thể lỏng (LC) là bộ lọc rẻ nhất với các yêu cầu cơng

suất thấp Thiết kế của một bộ lọc LC là tương tự như thiết kế của một bộ lọc

Fabry-Perot, nhưng khoang là tinh thể lỏng Chiết suất của LC cĩ thể điều khiển được bằng

một dịng điện để lấy ra bước sĩng tương ứng Thời gian điều chỉnh là 0,5-10µs và

khoảng điều chỉnh là 30-40nm

Các dải điều chỉnh và thời gian điều chỉnh của các loại bộ thu khác nhau được

tổng kết trong bảng 2.4 Chú ý rằng tương ứng các bộ lọc quang chuyển đổi được các

dãy bộ thu cố định hay các bộ thu đa bước sĩng cĩ thể được dùng

Ki ểu bộ thu D ải điều chỉnh Th ời gian điều chỉnh

B ảng 2.5 Các bộ thu: Dải điều chỉnh và thời gian điều chỉnh

Trang 19

1.3 Các suy giảm truyền dẫn

Để xây dựng một hệ thống truyền thông các linh kiện được miêu tả ở trên được

kết nối bằng các bộ lọc Trong các hệ thống như vậy, một tín hiệu quang truyền từ bộ

phát tới bộ thu phải gặp một số lỗi như: suy hao, tán sắc, phi tuyến, xuyên âm, nhiễu

1.3.1 Suy hao

Ngoài tổn thất công suất quang gây ra bởi các linh kiện, bộ lọc làm giảm công

suất tín hiệu Hình 2.6 chỉ ra suy hao của một sợi quang theo bước sóng Đỉnh suy hao

ở vùng 1400nm gây ra do sự không tinh khiết ion hydroxyl (OH-) trong sợi quang Tuy

nhiên, trong sợi Lucent đỉnh này được giảm đáng kể Trong các hệ thống truyền thông

quang ngày nay có ba dải được sử dụng là 0,85µs, 1,3µs, 1,55µs trong đó dải băng

cuối cho suy hao thấp nhất vào khoảng 0,25 dB/km

Hình 2.6 Suy hao trong s ợi quang

1.3.2 Tán sắc

Tán sắc là bất cứ hiện tượng nào trong đó các thành phần khác nhau của tín hiệu

được truyền dẫn di chuyển với tốc độ khác nhau trong sợi quang, dẫn đến thời điểm

đến bộ thu khác nhau Kết quả là độ rộng xung tăng lên và gây lên nhiễu giữa các kí

hiệu (ISI) Do vậy, tán sắc sẽ giới hạn khoảng cách bit tối thiểu nghĩa là tốc độ bit tối

đa Tổng tán sắc phụ thuộc vào chiều dài tuyến nối Các loại tán sắc quan trọng là tán

sắc mode, tán sắc màu (vật liệu), tán sắc ống dẫn sóng và tán sắc mode phân cực

Trang 20

Tán sắc ống dẫn sĩng gây ra bởi truyền các bước sĩng khác nhau phụ thuộc vào

đặc tính của bước sĩng như là các chỉ số và hình dạng của lõi sợi, vỏ Sau khi đi vào

một sợi đơn mode, một thơng tin mạng xung ánh sáng được phân bố giữa lõi và vỏ

Phần lớn sẽ di chuyển bên trong lõi, phần cịn lại sẽ nằm trong vỏ Cả hai phần này di

chuyển với tốc độ khác nhau vì lõi và vỏ cĩ chỉ số chiết suất khác nhau

Tán sắc màu hay tán sắc vật liệu xuất hiện do các thành phần tần số khác nhau

trong một xung (và cũng là tín hiệu với bước sĩng khác nhau) di chuyển với vận tốc

khác nhau do chỉ số chiết suất trong sợi quang là hàm của bước sĩng Thơng thường

nĩ được đo bằng đơn vị ps/nm.km, trong đĩ ps biểu thị độ rộng xung theo thời gian,

nm là độ rộng phổ của xung, và km tương ứng với chiều dài tuyến Các sợi quang đơn

mode tiêu chuẩn (SMF) cĩ tán sắc màu cĩ giá trị 17ps/nm.km ở vùng 1550nm

Gần đây, các sợi quang dịch tán sắc (NZ DSF) khác khơng được lắp đặt nhiều

hơn Bằng cách điều khiển tán sắc ống dẫn sĩng, sợi NZ DSF cĩ tán sắc màu nằm

trong khoảng 1 đến 8 ps/nm.km hay -1 đến -8 ps/nm.km tại 1550nm Ví dụ như sợi

quang Alcatel's TeraLight Metro hoạt động ở khoảng cách 80-200 km mà khơng địi

hỏi bù tán sắc Một ví dụ khác là sợi Corning MetroCor Tán sắc âm của nĩ cho phép

sử dụng các bộ laser DFB điều chế trực tiếp cĩ chi phí thấp Cả hai loại sợi quang này

đều lắp đặt cho các mạng WDM nội thị để giảm chi phí và độ phức tạp của mạng

PMD xuất hiện khi lõi sợi khơng hồn tồn trịn, đặc biệt trong khi lắp đặt Do

vậy, sự phân cực khác nhau của tín hiệu di chuyển với tốc độ khác nhau PMD được

chứng minh là chướng ngại nghiêm trọng trong các hệ thống tốc độ rất cao hoạt động

ở tốc độ 10 Gb/s hoặc cao hơn

1.3.3 Phi tuyến

Khi cơng suất quang trong sợi quang là nhỏ, sợi quang cĩ thể được xem là mơi

trường tuyến tính nghĩa là suy hao và chỉ số chiết suất của sợi là độc lập với cơng suất

tín hiệu Tuy nhiên, khi mức cơng suất là cao trong hệ thống thì các đặc tính phi tuyến

sẽ tạo ra những giới hạn đáng kể trong các hệ thống tốc độ cao cũng như các hệ thống

WDM Các đặc tính phi tuyến cĩ thể phân làm hai loại Loại thứ nhất xảy ra do sự phụ

thuộc của chỉ số chiết suất vào cơng suất Loại này bao gồm điều chế tự pha (SPM),

điều chế chéo pha (CPM hay XPM) và hiệu ứng trộn bốn sĩng (FWM) Loại thứ hai

do các hiệu ứng phân bố trong mơi trường sợi vì sự tương tác giữa các sĩng ánh sáng

Trang 21

vơi các phono (sự dao động phân tử) trong mơi trường silica Hai hiệu ứng chính trong

loại này là phân bố Raman kích thích (SRS) và phân bố Brillouin kích thích

Điều chế tự pha

SPM gây ra bởi sự dao động của cơng suất của tín hiệu quang và dẫn đến sự biến

đổi pha của tín hiệu SPM dẫn đến việc mở rộng phổ của xung Các biến đổi tức thời

trong pha của tín hiệu gây ra bởi sự thay đổi trong mật độ tín hiệu sẽ dẫn tới các biến

đổi tức thời của tần số quanh tần số trung tâm của tín hiệu Đối với các xung rất ngắn,

thành phần tần số bổ sung do SPM kết hợp với các hiệu ứng tán sắc vật liệu dẫn tới mở

rộng hoặc nén xung trong miền thời gian từ đĩ ảnh hưởng tới tốc độ bit tối đa và tỉ lệ

lỗi bit (BER)

Điều chế chéo pha

XPM là sự dịch pha của tín hiệu gây ra bởi sự thay đổi trong mật độ của một tín

hiệu được truyền dẫn ở bước sĩng khác nhau XPM cĩ thể dẫn tới mở rộng phổ khơng

đối xứng, kết hợp với SPM và tán sắc cũng cĩ thể ảnh hưởng tới dạng xung trong miền

thời gian

FWM xảy ra khi hai bước sĩng hoạt động ở tần số f1 và f2 trộn với nhau tạo ra

các tần số như là 2f1-f2 và 2f2-f1 Các tín hiệu này cĩ thể gây nhiễu nếu chúng chồng

lấn với các tần số được sử dụng để truyền dẫn dữ liệu Tương tự như thế, việc trộn cĩ

thể xảy ra với ba hoặc nhiều hơn sĩng

SRS gây ra bởi sự tương tác giữa ánh sáng với sự dao động của phân tử Sự va

chạm của ánh sáng với các phân tử sẽ tạo ra một ánh sáng kích thích với một bước

sĩng dài hơn là ánh sáng tới Một phần của ánh sáng di chuyển với tốc độ tại mỗi tần

số sẽ bị dịch xuống qua vùng cĩ các tần số thấp hơn Ánh sáng tạo ra các tần số thấp

hơn gọi là sĩng Stokes Phần cơng suất được chuyển xuống sĩng Stokes tăng nhanh

khi cơng suất của tín hiệu đến tăng Trong các hệ thống đa bước sĩng, các kênh sĩng

càng ngắn thì sẽ mất một phần cơng suất của nĩ cho các kênh sĩng dài hơn Để giảm

lượng mất mát, cơng suất của mỗi kênh sĩng phải nhỏ hơn một mức nhất định

Trang 22

nhưng dải tần của SBS lại thấp hơn nhiều so với SRS Để chống lại ảnh hưởng của

SBS, người ta phải đảm bảo rằng cơng suất vào phải nhỏ hơn một ngưỡng nhất định

Trong các hệ thống đa bước sĩng, SBS cũng gây ra xuyên âm giữa các kênh Xuyên

âm xảy ra khi hai sĩng truyền đối nghịch khác nhau về tần số bằng đúng dịch

Brillouin, khoảng 11 GHz đối với bước sĩng 1550 nm

1.3.4 Xuyên âm

Xuyên âm làm giảm tỉ lệ tín hiệu trên nhiễu SNR từ đĩ dẫn đến tăng BER Cĩ hai

loại xuyên âm:

+ Xuyên âm liên kênh: gây ra bởi các tín hiệu cĩ tần số khác nhau Xuyên âm

liên kênh phải chú ý đến khi xác định độ rộng kênh Trong một số trường hợp, xuyên

âm liên kênh cĩ thể loại bỏ được nhờ sử dụng các bộ lọc băng hẹp thích hợp

+ Xuyên âm đồng kênh: gây ra bởi các tín hiệu cĩ cùng tần số trong một sợi

quang khác, do các đặc tính truyền dẫn khơng hồn hảo của các linh kiện ví dụ như

AWG chẳng hạn Xuyên âm đồng kênh xuất hiện trong các node chuyển mạch/định

tuyến trong đĩ các tín hiệu cĩ cùng bước sĩng được thực hiện chuyển mạch/định tuyến

từ các tín hiệu vào khác nhau tới các đầu ra khác nhau Dạng xuyên âm này đáng lo

ngại hơn xuyên âm liên kênh vì nĩ khơng thể bị loại bỏ nhờ bộ lọc

1.3.5 Nhiễu

SNR được định nghĩa bằng các thuật ngữ nhiễu khác nhau Đặc biệt phải quan

tâm đến sự phát xạ tự phát bộ khuyếch đại (ASE) của các khuyếch đại sợi Erbium,

nhiễu lượng tử của photodetector và nhiễu nhiệt của các bộ khuyếch đại điện

Một bộ EDFA quang khuyếch đại ánh sáng tới nhờ phát kích thích Ngồi phát

kích thích, phát tự phát cũng gây ra hiệu ứng xấu đối với hệ thống Bộ khuyếch đại coi

sự phát xạ tự phát như các tín hiệu tới khác và phát xạ tự phát được khuyếch đại cùng

với luồng sáng tới Kết quả là ASE sẽ trở thành nhiễu ở đầu ra của EDFA

Một photodetector chuyển đổi tín hiệu quang thành một dịng quang điện Khĩ

khăn lớn nhất trong việc tái tạo bit là cùng với dịng quang điện cịn cĩ một dịng nhiễu

hạt Dịng nhiễu hạt xuất hiện do sự phân bố ngẫu nhiên của các electron được tạo ra

bởi quá trình thu quang ngay cả khi dịng quang đến là khơng đổi (chú ý rằng dịng

nhiễu hạt khơng cộng vào dịng quang mà chỉ xuất hiện trong sự biến đổi của dịng

quang điện được tạo ra như một thành phần riêng rẽ)

Trang 23

Vì dịng quang điện là khá nhỏ nên nĩ được khuyếch đại thứ cấp bằng các bộ

khuyếch đại điện Bộ khuyếch đại điện này tạo ra một dịng nhiễu nhiệt bổ sung do sự

chuyển động của các electron mà luơn xuất hiện ở các nhiệt độ thơng thường

Trang 24

Đồ án tốt ngiệp Đại học Chương II Các mạng WDM nội thị

CHƯƠNG II CÁC MẠNG WDM NỘI THỊ

Các mạng nội thị nằm giữa các mạng truy nhập và mạng đường trục như được vẽ

trên hình 1.3 chương I MAN cĩ một số đặc tính riêng cần phải xem xét khi thiết kế

các giao thức và kiến trúc mạng nội thị:

- Vùng phủ địa lí của MAN là cĩ giới hạn Thơng thường, các MAN cĩ đường

kính từ 50 km tới 200 km, cung cấp đa dịch vụ tập trung ở khu vực đơ thị

- Số lượng node trong một MAN phổ biến trong khoảng từ 10 tới 200 node

- So với các mạng đường trục, các MAN cĩ hiệu quả chi phí hơn vì số lượng

khách hàng ít hơn nhiều và lưu lượng trong MAN cĩ tính bùng nổ hơn

- Trong khi tính chất lưu lượng trong các LAN và WAN đã được nghiên cứu, các

kiểu lưu lượng trong MAN đang được nghiên cứu ở mức lý thuyết

- Trong khi các mạng lưới là khá phổ biến trong mạng đường trục, các mạng nội

thị thường cĩ mơ hình sao, ring hoặc bus

Đồ án này sẽ tổng quan các mạng WDM nội thị khác nhau đã được giới thiệu

một cách lí thuyết cho đến thời điểm hiện tại Thơng thường, các mạng WDM nội thị

cĩ cấu hình sao hoặc ring

2.1 Các mạng WDM nội thị ring

Hầu hết các mạng WDM nội thị ring được mơ tả dưới đây hoạt động ở tốc độ

đường là 2.5Gb/s Vì các lí do thực tế nên hầu hết chúng được triển khai dạng các bộ

thu cố định hơn là các bộ thu chuyển đổi được

2.1.1 Mạng Komnet

Mạng ba trường WDM nội thị Komnet bao gồm ba bộ kết hợp kênh xen/rẽ quang

(OADM) được kết nối với nhau thơng qua một mơ hình ring hai hướng Cấu trúc của

một OADM được chỉ ra trên hình 3.1 Trên mỗi một sợi các bước sĩng khác nhau cĩ

thể được lọc bằng cách dùng các lưới Bragg chuyển đổi được Bằng cách sử dụng các

bộ kết hợp bước sĩng mật độ cao, các bước sĩng các thể được xen vào mỗi sợi quang

Mỗi FBG cĩ một tổn thất chèn tương đối nhỏ khoảng 0,1 dB Các FBG cĩ thể chuyển

đổi cơ với dải ms Do đĩ, Komnet rất thích hợp cho chuyển mạch kênh (Lambda),

nhưng lại khơng hiệu quả cho chuyển mạch gĩi do thời gian chuyển đổi tương đối lớn

đối với mỗi FBG

Trang 25

Hình 3.1 M ạng WDM nội thị KomNet

2.1.2 RINGO

Mạng nội thị RINGO chuyển mạch gói là một mạng ring sợi đơn hướng Nó bao

gồm N node trong đó N bằng với số bước sóng Mỗi node được trang bị một dãy các

bộ phát cố định và một bộ thu cố định hoạt động ở bước sóng cho trước tương ứng với

node đó Node j tách bước sóng λj từ vòng ring Do vậy, để truyền thông với node j,

một node cho trước phải truyền dữ liệu bằng cách sử dụng laser hoạt động ở bước sóng

λj, như được mô tả trên hình 3.2 Tất cả các bước sóng được chèn với chiều dài khe

bằng với thời gian truyền của bói dữ liệu có kích thước cố định cộng với thời gian bảo

vệ Mỗi node kiểm tra trang thái của chiếm bước sóng (λ–giám sát) dựa trên khe thời

gian để tránh xung đột nhờ tạo ra đa kênh theo xu hướng khe rỗng (Trong xu hướng

khe rỗng, một bit tại đầu mỗi khe thời gian chỉ ra trạng thái của khe thời gian tương

ứng nghĩa là nó có rỗi hay không) Cơ chế truy nhập này dành sự ưu tiên cho truyền

bằng cách cho phép một node giám sát sử dụng chỉ các khe thời gian rỗi

Trang 26

Fixed Rx

Fixed Tx array

Gĩi chuyển từ node i đến node j trên λj

Hình 3.2 M ạng nộ thị WDM RINGO

Hình 3.3 C ấu trúc node RINGO

Hình 3.3 thể hiện cấu trúc node một cách chi tiết hơn Tại mỗi node tất cả các

bước sĩng đều được giải ghép kênh Bước sĩng cần tách được định tuyến tới một bộ

thu trong khi trạng thái của các bước sĩng khác được giám sát bởi khoảng trống 90/10

và một dãy các photodiode Tiếp đĩ, các bước sĩng được ghép kênh trong sợi ra Với

một bộ kết hợp 50/50 và một bộ điều chế ngồi, node tương ứng cĩ thể gửi gĩi tin dữ

liệu bằng cách kích hoạt một hoặc nhiều các bộ phát cố định

Trang 27

2.1.3 HORNET

HORNET là một mạng ring WDM đơn hướng Tất cả các bước sĩng được chèn

vào khe với chiều dài khe bằng với thời gian truyền của một gĩi kích thước cố định

(cộng với thời gian bảo vệ) Mỗi bước sĩng được chia sẻ bởi một vài node để tiếp nhận

dữ liệu Tất cả các node được trang bị một bộ phát chuyển đổi nhanh và một bộ thu

mode cố định Cấu trúc node bao gồm một bộ quản lí khe thời gian, mọt bộ tách thơng

minh và một khối chèn thơng minh như hình 3.4

Hình 3.4 C ấu trúc node HORNET

Truy cập tới tất cả các bước sĩng được điều khiển nhờ giao thức MAC truy cập

cảm nhận sĩng mang tránh xung đột (CSMA/CA) Khi một node truyền một gĩi tin nĩ

ghép sĩng âm thứ cấp vào gĩi tin tại một tần số thứ cấp tương ứng với bước sĩng mà

gĩi tin chuẩn bị truyền Do vậy, tất cả các gĩi tin trên vịng mang cùng với nĩ một

sĩng âm ghép kênh thứ cấp biểu thị bước sĩng mà chúng chiếm Để cảm nhận, bộ

quản lí khe thời gian chỉ cần tách một lượng nhỏ cơng suất quang và xác định nĩ bằng

một photodiode Như được mơ tả trên hình 3.5, dữ liệu trên tất cả các bước sĩng xung

đột tại băng gốc trong khi bỏ lại các tần số sĩng mang thứ cấp (được điều chế ASK

hoặc FSK) khơng bị ảnh hưởng Sự vắng mặt của âm thứ cấp chỉ ra sự vắng mặt của

bước sĩng tương ứng Điều này cho phép node đĩ xác định liệu bước sĩng đĩ là rỗi

hay bận Nếu như bước sĩng đĩ của node đích tương ứng là rỗi, node cảm nhận sẽ

truyền gĩi tin bằng cách sử dụng khối chèn thơng minh của nĩ

Mỗi khối sử dụng khỗi tách thơng minh của nĩ (xem hình 3.4) để thu trên bước

sĩng gắn sẵn cố định của nĩ Tần số sĩng mang thứ cấp tương ứng được điều chế FSK

và mạng địa chỉ đích của gĩi tin tương ứng Nếu địa chỉ đích gĩi tin khơng phù hợp

với địa chỉ node, node đĩ sẽ chuyển tiếp gĩi tin bằng cách sử dụng khối chèn thơng

Trang 28

Hình 3.5: C ấu trúc của quản lý khe thời gian

2.1.4 IEEE 802.17 RPR

Hiện nay IEEE 802.17 và IETF WG IPoRPR đang làm việc để cĩ một chuẩn mới

cho các mạng ring nội thị

2.2 Các mạng WDM nội thị hình sao

Các mạng WDM nội thị hình sao cĩ thể dựa trên PSC hoặc AWG Trong các

mạng hình sao dưới đây, truyền thơng giữa hai cặp node bất kì - cĩ thể chuyển mạch

kênh hoặc chuyển mạch gĩi - xảy ra đơn chặng nghĩa là dữ liệu được truyền khơng

phải xử lí và chuyển tiếp qua các node trung gian

2.2.1 RAINBOW

RAINBOW là một mạng WDM nội thị do IBM khởi xướng dựa trên một PSC

Như được mơ tả trên hình 3.6 mạng này gồm 32 node Mỗi node được trang bị với một

bộ phát cố định với một bước sĩng dành riêng và một bộ thu điều chỉnh được Tất cả

các bộ thu sử dụng một bộ lọc Fabry-Perot điều chỉnh được với tốc độ điều chỉnh là

1ms RAINBOW hướng tới xu hướng chuyển mạch kênh song cơng Các mạch giữa

các node được thiết lập và loại bỏ bằng cách dùng giao thức tìm kiếm vịng Để thiết

lập một kết nối, một node liên tục quảng bá một bản tin yêu cầu kết nối trên một bước

sĩng được gán trước cho nĩ Đích mong muốn, nếu rỗi, dị tìm bộ lọc điều chỉnh được

của nĩ đối với tất cả các bước sĩng để tìm kiếm một bản tin như vậy và khố đối với

một bước sĩng nếu nĩ gặp một bước sĩng như vậy Sau đĩ nĩ gửi trở lại một bản tin

chấp nhận kết nối mà phía khởi tạo tìm kiềm trong khi nĩ kiểm tra tất cả các bước

sĩng Trong RAINBOW 1, mỗi node cĩ khả năng gửi dữ liệu ở tốc độ 300Mb/s

Trong RAINBOW 2, ngược lại, tốc độ tại mỗi node là 1Gb/s

Trang 29

Hình 3.6 M ạng nội thị sao RAINBOW của IBM

2.2.2 Telstra

Mạng Telstra sử dụng một AWG trung tâm (mà khơng đi kèm với bất cứ bộ kết

hợp và bộ chia nào) như là một bộ định tuyến bước sĩng thụ động cho các mạng

WDM liên kết với nhau trong một mơ hình sao như được thể hiện trong hình 3.7

Hình 3.7 M ạng nội thị kết nối nhiều vịng dựa trên Telstra’s AWG

Mỗi node dùng các bộ thu phát cố định Bằng cách kích hoạt các bộ thu phát

Trang 30

2.2.3 NTT

NTT là một mạng WDM nội thị hình sao dựa trên một AWG kết nối 32 node lại

với nhau Như trong hình 3.8, mỗi node cĩ 32 bộ thu phát cố định Mỗi bộ thu phát

hoạt động ở một bước sĩng khác nhau sao cho mỗi cặp node bất kì cĩ thể truyền thơng

qua đơn chặng duy nhất với tốc độ 10Gb/s Với đường kính mạng 20km thì khơng cần

một bộ khuyếch đại quang nào Mạng cĩ thể mở rộng tới 96 node cho phép dung

lượng mạng lên tới 96x96x10Gb/s = 92Tb/s

Hình 3.8 M ạng WDM nội thị hình sao dựa trên NTT’s AWG

Một mạng biến đổi trong đĩ mỗi node được trang bị chỉ hai bộ phát cố định (và n

bộ thu, trong đĩ n là số lượng node) được trình bày trong [OSS+01] Mỗi node truyền

các gĩi dữ liệu ở cùng bước sĩng 1,55µm và các tiêu đề gĩi tin tương ứng ở bước sĩng

1,33µm Để cho phép truyền thơng đơn chặng giữa bất cứ cặp node nào, các bước sĩng

phải được chuyển đổi tại một AWG trung tâm Hình 3.9 mơ tả một tiêu đề và gĩi tin

đến từ một node cho trước tới một AWG trung tâm Một coupler WDM định tuyến gĩi

tin phải truyền để đến được node đích tương ứng Gĩi tin dữ liệu được khuyếch đại và

chuyển tiếp tới bộ chuyển đổi bước sĩng Bộ này bao gồm nhiều nguồn quang mỗi cái

hoạt động ở bước sĩng khác nhau Nhờ sử dụng các cổng khuyếch đại quang (SOA) và

điều chế thu thập chéo (XGM), gĩi tin tới sẽ được chuyển đổi thành bước sĩng đích

Sau khi vượt qua bộ kết hợp kênh AWG sẽ định tuyến gĩi tin theo bước sĩng tới node

đích tương ứng

Trang 31

Hình 3.9 C ấu trúc của NTT’s AWG trung tâm với bước sĩng chuyển đổi

2.3 Các mạng WDM đơn chặng

Khái niệm của truyền thơng đơn chặng khơng chỉ giới hạn trong các mạng WDM

nội thị Nĩ cũng được áp dụng trong các mạng WDM diện rộng, các mạng nội hạt, các

chuyển mạch, và các kết nối tốc độ cao giữa các bộ vi xử lí và các bộ nhớ Vài mạng

WDM đơn chặng đã được làm và đang ở giai đoạn thử nghiệm SONATA là một

mạng đơn chặng quốc gia dựa trên AWG khơng gian tự do với các dãy được gắn lại

với nhau của các bộ chuyển đổi bước sĩng và một bộ điều khiển tài nguyên trung tâm

Các ví dụ cho các LAN WDM đơn chặng là Bellcore LAMBDANET, Fairnet,

STARNET của đại học Stanford, SYMFONET Các ví dụ về các chuyển mạch dựa

trên WDM đơn chặng được cung cấp bởi chuyển mạch quang tử của phịng thí nghiệm

AT&T Bell, Bellcore’FOX, BHYPASS và một chuyển mạch ATM quang tử

LIGHTNING là một ví dụ cho các hệ thống truyền thơng đa vi xử lí WDM đơn chặng

Vì lí do chi phí, mỗi node trong các mạng WDM đơn chặng triển khai một số

lượng bộ thu phát nhỏ mà thơng thường là nhỏ hơn số lượng bước sĩng cĩ sẵn để

truyền/nhận tin Để tăng cường hiệu quả mạng tất cả các bước sĩng phải luơn được sử

dụng tại một thời điểm cho trước Cĩ thể đạt được điều này nếu mỗi bước sĩng được

sử dụng bởi các tập con các node khác nhau Tuy nhiên, nếu các bộ thu của mỗi node

Trang 32

định cho mỗi bước sĩng hoặc làm cho mỗi node chuyển tiếp gĩi tin tới node đích

nghĩa là hình thành mạng đa chặng Các mạng đơn chặng trong đĩ bất cứ kết nối nào

cũng cĩ thể hình thành nếu các bộ thu và/hoặc bộ phát ở mỗi node là chuyển đổi được

Để làm được như vậy, mỗi node truy nhập được tới tất cả các bước sĩng và cĩ khả

năng gửi và/hoặc nhận các gĩi tin ở bất kì bước sĩng nào (trong dải chuyển đổi của bộ

thu phát) Theo những cấu trúc node khác nhau, các mạng WDM đơn chặng cĩ thể

được phân loại như sau:

- Bộ thu cố định và bộ phát cố định (FT-FR)

- Bộ phát cố định và bộ thu điều chỉnh được (FT-TR)

- Bộ phát điều chỉnh được và bộ thu cố định (TT-FR)

- Bộ phát điều chỉnh được và bộ thu điều chỉnh được (TT- TR)

Hầu hết tất cả các mạng WDM đơn chặng được báo cáo trong lí thuyết đều dùng

một cấu trúc node là phát chuyển đổi được và/hoặc thu chuyển đổi được thay vì một

dãy các bộ thu phát cố định (một bộ cho mỗi bước sĩng) Trong các mạng như thế các

gĩi tin cĩ thể gặp phải xung đột kênh và xung đột bộ thu Xung đột kênh xảy ra khi hai

hay nhiều node truyền đồng thời cùng một bước sĩng Xung đột bộ thu xảy ra khi một

gĩi tin được truyền khơng xung đột ở một bước sĩng cho trước tới một node đích mà

bộ thu của nĩ đã được bật sang một bước sĩng khác Do đĩ, gĩi tin khơng được thu

bởi node đích, dẫn đến xung đột bộ thu (cịn được gọi là xung đột phía thu) Để làm

giảm hoặc loại bỏ hồn tồn các xung đột này, truy nhập bước sĩng phải được phân xử

bởi một giao thức MAC Như hình 3.10 chỉ ra các giao thức MAC cho các mạng

WDM đơn chặng cĩ thể được chia làm phân bổ trước, truy nhập ngẫu nhiên, đặt trước

trong đĩ nhĩm các giao thức đặt trước cĩ thể được chia nhỏ hơn thành các giao thức

báo và truyền và các giao thức thử và chờ Ngồi ra cịn cĩ các giao thức là lai giữa

các giao thức đã đề cập ở trên Trong các phần kế tiếp hoạt động cơ bản và các ví dụ

của các loại giao thức MAC khác nhau sẽ được trình bày

Hình 3.10 Phân lo ại các giao thức MAC của mạng WDM đơn chặng

Các giao thức MAC đơn hop

Phân phối

trước ngẫu nhiên Truy nhập Dành trước Lai (hỗn hợp)

Tell- and- go and-defer

Attempt-THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN

Trang 33

Phần cịn lại của chương sẽ chỉ ra báo cáo trước đây về các giao thức MAC cho

các mạng WDM đơn chặng Đối với mỗi loại giao thức MAC cần phân loại giao thức

và giao thức khơng xung đột bộ thu

2.3.1 Các giao thức phân bổ trước

Giao thức phân bổ trước tài nguyên dùng cho các mạng sao và bus Mỗi node

được trang bị cả hai TT-TR hoặc một trong hai điều chỉnh được (FT-TR hoặc TT-FR)

Giao thức truy nhập này gán mỗi truyền dẫn được phép tới các node tài nguyên trong

một kiểu TDMA vịng kín cố định trong đĩ mỗi vịng gồm [N/W] khe cĩ cùng chiều

dài Trong mỗi khe, W node tài nguyên khác nhau được cho phép truyền dẫn tới bất cứ

đích nào, mỗi node tài nguyên gửi trên một bước sĩng riêng Giao thức này tránh được

xung đột kênh nhưng vẫn cĩ thể cĩ xung đột bộ thu nếu cĩ nhiều hơn một node trong

W node truyền đồng thời gĩi tin tới cùng một node đích Tình huống này xảy ra nhiều

khi tải lưu lượng là từ trung bình tới cao và W ≈ N Với W << N và/hoặc tải lưu lượng

thấp các xung đột bộ thu xảy ra ít hơn vì các gĩi tin truyền dẫn ít khi bị định tuyến tới

cùng một node đích Thực tế là mỗi node sử dụng khe phân bổ để truyền bất cứ một

trong số (N-1) node đích nào nên các bước sĩng được tận dụng một cách hiệu quả hơn

Tuy nhiên, đối với mơ hình tải lưu lượng trung bình đến cao và lưu lượng khơng bùng

nổ cĩ lí do để gán mỗi node tài nguyên (N-1) khe, mỗi một cho node đích

Một cải biến của giao thức được đề cập ở trên là giao thức phân bổ nguồn/đích

Trong giao thức này mỗi vịng gồm [N(N-1)/W] khe cĩ cùng kích thước nghĩa là số

lượng khe trong mỗi vịng được tăng lên một lượng (N-1) so với giao thức phân bổ

nguồn Bằng cách phân bổ một khe riêng cho mỗi cặp đích nguồn trong mỗi vịng, cả

xung đột kênh và bộ thu đều được loại bỏ Nhưng sự tận dụng kênh lại giảm và trễ lớn

hơn cho lưu lượng khơng cĩ tính bùng nổ hay tải lưu lượng từ thấp tới trung bình

Một giao thức TDMA vịng kín khơng xung đột khác được sử dụng trong mạng

PSC và mỗi node cĩ một kiến trúc TT-FR Các bước sĩng được gán cố định cho một

hoặc nhiều node Do đĩ các bộ thu khơng thể được chuyển đổi sang bất cứ một bước

sĩng nào khác để tránh xung đột bộ thu Vì các bộ thu khơng phải điều chỉnh được nên

Trang 34

chuyển đổi được trong một FSR bộ thu để cho phép kết nối hồn tồn Do vậy, xu

hướng này tăng số lượng kênh trong khi rất tốn kém cho bộ phát với thời gian điều

chỉnh nhỏ Để tránh xung đột bộ thu, các bước sĩng được gán trước theo một cách mà

mỗi node được phép nhận dữ liệu chỉ trên một FSR ở một thời điểm cho trước

Mạng dựa trên một PSC với cấu trúc TTi-TRj (1 ≤ i,j ≤ W) (thuật tốn xếp thời

gian biểu) được đề xuất tránh được cả hai loại xung đột Nĩ bao gồm các khung được

thay thế theo chu kì Mỗi khung bao gồm các khoảng thời gian truyền và khoảng điều

chỉnh bộ thu phát Nĩ đã chỉ ra rằng vấn đề tối thiểu hố cả hai khoảng trên được tính

tốn tương tác và do đĩ được chia làm hai vấn đề con

Một cơ chế gán TDMA/WDMA vịng kín cố định cho các bản tin thời gian thực

dựa trên một PSC và cấu trúc node là FT-TR, TT-FR hoặc TT-TR Xếp lịch

TDMA/WDMA là hồn tồn khơng xung đột và cung cấp bảo đảm thời gian xác định

trước cho các bản tin với một giới hạn phân phát cho trước trong khi tối thiểu hố số

lượng bước sĩng cần thiết

3.3.2 Các giao thức truy nhập ngẫu nhiên

Một giao thức hồn tồn phân bổ dựa trên một PSC hay bus cĩ cấu trúc node là

TT-TR Tất cả các bước sĩng được đưa vào khe với độ dài khe bằng với thời gian

truyền dẫn gĩi tin Bất cứ node nào với gĩi tin gửi đều được phép truyền dẫn gĩi tin

trong một bước sĩng được lựa chọn ngẫu nhiên tại khởi đầu mỗi khe Cả hai loại xung

đột đều cĩ thể xảy ra đặc biệt với tải lưu lượng trung bình đến cao

Giao thức phân bổ đích cho phép tất cả các node gửi một gĩi tin tại khởi đầu khe

Mạng dựa trên một PSC hoặc bus và mỗi node cĩ cấu trúc một FR hoặc một

TT-TR Trong khi xung đột kênh cĩ thể xảy ra thì xung đột bộ thu bị loại bỏ bằng cách

gán mỗi bước sĩng tới các bộ thu khác nhau trong mỗi khe Một chu kì bao gồm nhiều

khe và được lặp lại một cách tuần hồn Trong mỗi chu kì tất cả các node cĩ cơ hội gửi

gĩi tin tới bất kì đích nào

Một giao thức truy nhập ngẫu nhiên tương tự được sử dụng dựa trên một PSC

Để đơn giản hố hoạt động và triển khai mỗi node được phân bổ một bước sĩng (kênh)

cố định để nhận trong khi bộ phát là điều chỉnh được (TT-FR), nghĩa là xung đột bộ

thu bị loại bỏ Tất cả các bước sĩng được gán khe ngang nhau và mỗi node cĩ thể

truyền dẫn một gĩi tin tại thời điểm bắt đầu khe, cĩ thể dẫn tới xung đột kênh

Trang 35

Hai giao thức trên là giống với ALOHA gán khe được mở rộng cho mơi trường

đa kênh Hai biến thể của ALOHA gán khe đa kênh khác nhau trong các giới hạn đồng

bộ Giao thức thứ nhất được gán khe trong các giới hạn khe rất nhỏ trong khi giao thức

thứ hai mỗi khe dài hơn và bao gồm L khe con bằng với chiều dài gĩi trong đĩ L≥ 1

Giao thức truy nhập ngẫu nhiên thứ hai cho thơng lượng cao hơn giao thức đầu do đã

giảm thời gian khơng được bảo vệ và do đĩ giảm xung đột kênh Quan trọng hơn đối

với một số lượng nhỏ bước sĩng sẽ thuận tiện hơn để sử dụng tất cả các bước sĩng để

truyền dẫn dữ liệu thay vì dùng một bước sĩng khác để điều khiển và đặt trước như

thường được làm trong các giao thức đặt trước Kênh dữ liệu bổ sung sẽ trở nên kém

lợi thế hơn khi số lượng các bước sĩng tăng Đối với tải hệ thống thấp, ALOHA gán

khe đa kênh thực hiện TDMA ngẫu nhiên theo nghĩa là thơng lượng và trễ và ngược

lại cho mơi trường tải lưu lượng từ trung bình đến cao vì TDMA khơng bị xung đột

kênh Hiệu năng của cả hai mạng là tốt nhất khi các bộ phát ở mỗi node cĩ thể chuyển

sang tất cả các bước sĩng và số lượng bộ thu của mỗi node bằng với số bước sĩng

Một mạng đơn chặng dùng hai PSC song song, mỗi node được trang bị TT-FR

với kênh riêng dành riêng Trước khi truyền dẫn gĩi tin một node cho trước thăm dị

kênh riêng của đích tương ứng bằng cách gửi một xung nhỏ Chỉ khi xung này khơng

xung đột với các xung khác và gĩi tin đang được truyền dẫn tới cùng một đích, node

nguồn nhận được quyền truy nhập tới bước sĩng tương ứng và bắt đầu gửi gĩi tin Nếu

khơng, node nguồn phải truyền lại xung tại một thời điểm khác

Một giao thức cảm nhận sĩng mang (CSMA) cĩ mơ hình bus vơ hướng, mỗi

node cĩ cấu trúc TT-FR Kênh riêng của một node cho trước phía nhận cĩ thể dành

riêng hoặc chia sẻ với các node khác Mỗi node được phép truyền dẫn khơng chỉ các

gĩi tin đơn mà cịn một chuỗi gĩi (gửi trở lại một đa gĩi) một khi node đĩ nhận được

quyền truy nhập tới kênh riêng tương ứng của đích Thời gian được chia thành các chu

kì tuần hồn tái tạo lại Một node cho trước với một gĩi tin sẵn sàng gửi cảm nhận

kênh riêng tương ứng của node đích một lần trong một chu kì Nếu bước sĩng là rỗi,

node bắt đầu truyền dẫn gĩi tin hoặc chuỗi gĩi Nếu bước sĩng là bận, node này khơng

bắt đầu truyền dẫn và giữ cảm nhận bước sĩng trong chu kì kế tiếp cho tới khi bước

sĩng là rỗi

3.3.3 Các giao thức đặt trước

Trang 36

khiển này để thu nhập các gĩi tin điều khiển, mỗi gĩi chứa địa chỉ nguồn, địa chỉ đích,

và bước sĩng được lựa chọn ngẫu nhiên để gửi gĩi dữ liệu tương ứng Sự kết hợp của

ALOHA và CSMA để điều khiển truy nhập tới kênh điều khiển và các bước sĩng dữ

liệu Một node cho trước với một gĩi dữ liệu trong bộ đệm của nĩ truyền dẫn gĩi dữ

liệu ngay sau khi gửi gĩi tin điều khiển tương ứng, nghĩa là giao thức này thuộc loại

báo và truyền Rõ ràng là trong loại giao thức đặt trước ngẫu nhiên này cả hai gĩi tin

điều khiển và dữ liệu đều cĩ thể xảy ra xung đột Hơn nữa, các node bận khơng cĩ khả

năng giám sát kênh điều khiển và cĩ thể bị chuyển sang bước sĩng khác dẫn đến xung

đột bộ thu

Các giao thức cung cấp hiệu năng trễ-thơng lượng tương đối kém vì thực ra các

gĩi tin dữ liệu được gửi khơng phụ thuộc sự thành cơng của các gĩi tin điều khiển

tương ứng Hiệu năng trên cĩ thể tăng bằng cách chỉ gửi các gĩi tin dữ liệu nếu các gĩi

tin điều khiển hồn tồn khơng xung đột Nĩi cách khác hiệu năng trễ-thơng lượng cĩ

thể tăng nếu như thay thế giao thức báo và truyền bởi giao thức thử và chờ Tuy nhiên

vẫn cĩ thể xảy ra xung đột bộ thu

Cần chú ý rằng các giao thức thử và chờ được đề cập ở trên khơng những chịu

ảnh hưởng của xung đột bộ thu mà cịn cả xung đột kênh đối với các gĩi tin dữ liệu

Hãy tưởng tượng, hai gĩi tin điều khiển được truyền liên tiếp nhau mà khơng xảy ra

xung đột kênh đều muốn đặt trước cùng một bước sĩng Cả hai gĩi tin điều khiển đều

thành cơng và các gĩi tin dữ liệu tương ứng được gửi đi Nếu hai gĩi tin dữ liệu khơng

dài hơn gĩi tin điều khiển, chúng sẽ xung đột và dẫn tới lãng phí băng thơng và giảm

thơng lượng Vấn đề này được giải quyết bằng cách tránh các xung đột kênh của các

gĩi tin dữ liệu Một gĩi tin dữ liệu cho trước được gửi đi nếu: gĩi tin điều khiển tương

ứng được truyền dẫn mà khơng bị xung đột và khơng cĩ gĩi tin điều khiển nào khác

đặt trước cho cùng bước sĩng trong khoảng thời gian (L-1) khe liền trước đĩ, trong đĩ

L≥1 biểu thị chiều dài gĩi tin và một khe tương ứng với thời gian truyền dẫn của gĩi

tin điều khiển

Hiệu năng trễ-thơng lượng trong các kết hợp giao thức ALOHA gán khe được

nâng lên nhờ việc chia nhỏ thời gian thành các chu kì tuần hồn và cho phép trong mỗi

khe của các đặt trước kênh điều khiển vào các bước sĩng dữ liệu khác nhau Để làm

được như thế, trong mỗi khe chỉ cĩ các node muốn gửi gĩi tin dữ liệu ở cùng bước

sĩng đặt trước dẫn đến giảm số lượng các gĩi tin điều khiển bị xung đột Điều này lại

làm tăng hiệu năng vì số lượng gĩi tin điều khiển phải truyền lại do xung đột giảm Từ

đĩ ra đời giao thức ALOHA đặt trước (R-ALOHA) Trong R-ALOHA một node cho

trước đã thành cơng trong việc đặt trước trong một khe được gán cố định khe đĩ cho

Trang 37

tới khi node đĩ khơng cịn gĩi tin dữ liệu nào cần truyền nữa R-ALOHA cho thơng

lượng cao hơn và trễ nhỏ hơn đối với tải lưu lượng trung bình đến cao

Các giao thức ALOHA gán khe cĩ thể được cải tiến thêm bằng việc gửi các gĩi

tin điều khiển trong các bước sĩng dữ liệu thay vì một kênh điều khiển duy nhất

Trong giao thức này khơng cĩ kênh điều khiển riêng và các node được chia thành các

nhĩm Mỗi nhĩm được gán một bước sĩng khác nhau Thời gian được chia thành các

chu kì tuần hồn Mỗi chu kì gồm cĩ pha điều khiển và pha dữ liệu Một node rỗi

chuyển bộ thu của nĩ sang bước sĩng của nhĩm mà nĩ nằm trong Node nguồn muốn

truyền dẫn gĩi dữ liệu sẽ truyền một gĩi tin điều khiển trên bước sĩng của node đích

tương ứng trong pha điều khiển của chu kì bằng cách dùng ALOHA gán khe Giao

thức này nâng cao hiệu năng của mạng Bởi vì các gĩi tin điều khiển được phân tán

nhờ đa bước sĩng (thay vì chỉ cĩ một bước sĩng điều khiển duy nhất) và tất cả các

bước sĩng đều cĩ thể được sử dụng cho truyền dẫn dữ liệu trong pha dữ liệu và kết

quả là mức độ đồng bộ cao hơn, giảm xung đột và số lượng các gĩi tin phải truyền lại

Ảnh hưởng của xung đột bộ thu đối với hiệu năng được phân tích dựa trên PSC

với cấu trúc node TT-TR sử dụng giao thức đặt trước Nĩ đã được chứng minh rằng

trừ phi số lượng node là lớn, xung đột bộ thu sẽ làm giảm hiệu năng trễ-thơng lượng

mạng Cĩ điều này trong các mạng với một lượng nhỏ node hai gĩi tin dữ liệu truyền

dẫn đồng thời cĩ nhiều khả năng được đánh địa chỉ cùng một node đích Với mỗi node

cĩ cùng bộ thu duy nhất node đích cho trước chỉ cĩ khả năng nhận một gĩi tin dữ liệu

và loại bỏ các gĩi tin cịn lại Do đĩ gĩi tin điều khiển của bộ thu đã xung đột với gĩi

tin dữ liệu sẽ phải truyền lại, dẫn tới làm giảm thơng lượng và tăng trễ Trong các giao

thức đặt trước dựa trên kênh điều khiển với truy nhập ngẫu nhiên với cả các bước sĩng

dữ liệu và điều khiển sẽ thể hiện trễ theo kiểu khơng đều khi tải lưu lượng tăng nếu số

lượng của các bước sĩng dữ liệu nhỏ Lí do là, tại mức tải thấp, hầu hết các gĩi kênh

điều khiển và kênh dữ liệu đều được gửi thành cơng Khi tải tăng thì nghẽn kênh trên

các bước sĩng dữ liệu chiếm chủ yếu và khả năng thơng bắt đầu giảm, c¸c gãi ®iỊu

khiĨn t−¬ng øng ph¶i ®−ỵc truyỊn l¹i Khi tải tăng hơn nữa thơng lượng kênh điều

khiển cũng giảm sẽ dẫn tới giảm tải trên các bước sĩng dữ liệu Kết quả là thơng lượng

kênh dữ liệu lại tăng và số lượng các gĩi tin điều khiển phải truyền lại lại giảm Tuy

nhiên đến một tải lưu lượng nhất định xung đột trên kênh điều khiển xảy ra nhiều đến

nỗi mà thơng lượng kênh dữ liệu sẽ lại giảm

Trang 38

thu phát cố định với kênh điều khiển, một bộ phát cố định điều chỉnh và một bộ thu

điều chỉnh được cho dữ liệu Các xung đột kênh trên kênh điều khiển được loại bỏ nhờ

vịng kín TDMA Các gĩi tin dữ liệu được gửi hồn tồn khơng xung đột vì mỗi node

truyền trên một bước sĩng dành riêng Sau khi gửi gĩi tin điều khiển, node sẽ truyền

dẫn gĩi tin dữ liệu tương ứng trên kênh được gán riêng cho nĩ trong chu kì kế tiếp mà

khơng phải đợi kết quả của hệ đặt trước Một gĩi tin điều khiển bao gồm địa chỉ đích,

tuổi của gĩi tin dữ liệu tương ứng và một trường phân loại Trường này được sử dụng

để cho phép cả chuyển mạch kênh và chuyển mạch gĩi Trong kiểu chuyển mạch gĩi,

một gĩi tin điều khiển đặt trước cho một gĩi tin dữ liệu duy nhất Trong kiểu chuyển

mạch kênh gĩi tin điều khiển cố gắng thiết lập một kênh nối Với điều khiển việc đặt

trước là thành cơng, bước sĩng được đặt trước và bộ thu đích được đặt trước sẽ phục

vụ cho tới khi node nguồn tiếp tục gửi một gĩi tin điều khiển tương ứng trong khe thời

gian đặt trước nĩ đã được phân bổ Kết quả các phiên làm việc khơng bị ngắt và QoS

được đảm bảo Thơng tin về tuổi ở trong gĩi tin điều khiển được sử dụng để xác định

mức độ ưu tiên cho các gĩi tin dữ liệu Trong số các gĩi tin điều khiển cùng đến một

đích, gĩi nào cĩ tuổi lớn nhất sẽ được đặt trước Các gĩi tin điều khiển cịn lại sẽ phải

truyền lại do xung đột bộ thu trong các gĩi tin dữ liệu tương ứng

Một giao thức đặt trước loại bỏ hồn tồn xung đột kênh và xung đột bộ thu của

cả các gĩi tin dữ liệu và điều khiển được sử dụng trong mạng dựa trên một PSC và mỗi

node cĩ cấu trúc TT-FR Bộ thu của nĩ gắn với kênh dành riêng Thời gian được chia

làm các chu kì tuần hồn Mỗi chu kì được chia nhỏ thành N khe điều khiển, M khe

thơng tin và M khe dữ liệu, M≥1 Mỗi khe điều khiển được gán trước cho một node

Khi node i muốn gửi gĩi tin dữ liệu tới node j, node i sẽ truyền gĩi tin điều khiển trong

khe điều khiển thứ i vào kênh của node j Sau khi nhận được gĩi tin điều khiển node j

sẽ lựa chọn một hoặc nhiều node nguồn Sử dụng các khe thơng tin node j sẽ gửi sự

cho phép của mình tới các node nguồn được lựa chọn Vì sự cho phép chứa lược đồ

truyền dẫn nên sẽ khơng xảy ra xung đột kênh đối với gĩi tin dữ liệu

Một giao thức đặt trước hồn tồn khơng xung đột khác cĩ khả năng đạt được

thơng lượng xấp xỉ 100% được giới thiệu trong mạng dựa trên một PSC Cấu trúc node

của nĩ khá phức tạp Mỗi node sử dụng một bộ thu phát gán với một kênh điều khiển

chung để gửi các gĩi tin điều khiển Để truyền các gĩi tin dữ liệu mỗi node sử dụng

kênh riêng Nhờ sử dụng hai bộ thu phát hoạt động luân phiên các khĩ khăn về chuyển

đổi sẽ được tránh thời gian được chia thành các chu kì tuần hồn Trên kênh điều khiển

mỗi chu kì gồm N khe được phân bổ trước cho các node khác nhau Mỗi node nhận

Trang 39

thơng tin phản hồi bằng cách phát quảng bá một gĩi tin điều khiển trên khe được phân

bổ Sau đĩ các gĩi tin dữ liệu đã được xếp lịch thành cơng sẽ được truyền khơng xung

đột trên kênh dành riêng tương ứng của node nguồn

Một giao thức đặt trước khơng cĩ sự gán trước các khe sử dụng trong mạng dựa

trên một PSC Cấu trúc mỗi node là TT-FT-TR-FR, trong đĩ một bộ thu phát được gắn

vào kênh điều khiển chung cịn các bộ khác thì cĩ thể điều chỉnh được và được sử

dụng để thu/phát thơng tin Tất cả các bước sĩng được gắn khe với chiều dài khe bằng

thời gian truyền của một gĩi tin Khe trong kênh điều khiển được chia nhỏ thành các

khe đặt trước và một khoảng trễ truyền dẫn Các khe đặt trước khơng được gán cố

định Các node gửi gĩi tin điều khiển bằng cách sử dụng một trong các khe đặt trước

một cách ngẫu nhiên Tại thời điểm cuối của mỗi khe, nghĩa là, sau một chu kì trễ các

gĩi tin điều khiển khơng bị xung đột sẽ được đưa vào chu trình vào trước ra trước phân

tán (FCFS) Nếu sự đặt trước là thành cơng gĩi tin dữ liệu tương ứng sẽ được truyền

trong khe kế tiếp Các gĩi tin điều khiển khơng thành cơng sẽ được truyền lại Ở đây

khái niệm khơng thành cơng nghĩa là gĩi tin điều khiển xung đột trong kênh ALOHA

gán khe và/hoặc khơng tìm đủ tài nguyên rỗi Bằng cách tăng các gĩi tin điều khiển

được xếp lịch kênh điều khiển ALOHA gán khe khơng xung đột cĩ nhiều khả năng

tìm được tài nguyên rỗi hơn Do vậy số lượng gĩi tin điều khiển phải truyền lại sẽ ít đi

và dung lượng mạng sẽ tăng

Trong giao thức trên, mỗi node phải duy trì một số lượng khá lớn thơng tin trạng

thái Các địi hỏi liên quan đến xử lí sẽ giảm đáng kể nếu các node khơng cần phả duy

trì bảng trạng thái R- ALOHA hơn ALOHA gán khe ở điểm này Để làm được điều

này một node đã thành cơng trong việc gửi gĩi tin điều khiển cĩ thể hồn tồn sử dụng

khe thời gian đĩ để truyền lại các gĩi tin điều khiển cho tới khi kết thúc quá trình

truyền dẫn dữ liệu

Một giao thức đặt trước tránh được cả xung đột bộ thu và xung đột kênh đối với

các gĩi tin dữ liệu mà chỉ địi hỏi một bộ thu phát với mỗi node được trình bày trong

mạng dựa trên một PSC và mỗi node cĩ cấu trúc TT-TR Giao thức này cĩ thể đưa

chuyển đổi thời gian và chuyển đổi trễ của bộ thu về 0 Thời gian được chia thành các

khe dữ liệu với chiều dài của một khe bằng với thời gian truyền dẫn của một gĩi dữ

liệu cố định Khe dữ liệu trên kênh điều khiển chung được chia nhỏ thành W khe điều

khiển, mỗi khe này lại bao gồm vài khe nhỏ hơn Khi một node i, 1 ≤ i ≤ N, muốn gửi

Trang 40

trình đặt trước làm cho mạng trở nên mềm dẻo hơn Tất cả các node tham gia vào quá

trình đặt trước đều biết kết quả sau một trễ truyền dẫn Nếu gĩi điều khiển của node i

được gửi thành cơng, node i sẽ gửi gĩi dữ liệu tương ứng trên bước sĩng j trong khe

điều khiển tiếp theo Ngược lại, node i phải truyền lại gĩi tin điều khiển Băng thơng

đã được chứng minh là cĩ thể sử dụng hiệu quả hơn bằng cách chồng lấn thời gian

điều chỉnh bộ thu phát của một node bởi thởi gian truyền dẫn của một node khác

Một xu hướng khác để tránh xung đột bộ thu là sử dụng các sợi trễ chuyển mạch

(FDLs) Nếu cĩ hai hay nhiều hơn node cùng gửi dữ liệu tới một node đích, các gĩi tin

dữ liệu được đưa vào FDL chuyển mạch của node đích và được nhận lần lượt Phương

pháp này làm giảm tính bùng nổ của mạng và nâng cao hiệu năng trễ-thơng lượng

mạng

Một giao thức dựa trên kênh điều khiển thích ứng cĩ khả năng làm giảm số lượng

xung đột bộ thu được phân tích dựa trên một PSC Mỗi node cĩ cấu trúc FT2-TR-FR

và một kênh riêng cho truyền dữ liệu, do đĩ tránh được xung đột kênh Mỗi node lưu

trữ dữ liệu phản hồi trong một bộ đệm khác nhau, mỗi bộ đệm cho một đích (cấu trúc

bộ đệm này được gọi là hàng đợi đầu ra ảo (VOQ)) Nghẽn đầu dịng (HOL) cĩ thể bị

loại bỏ nếu trang bị cho mỗi node một đa hàng đợi đích cho mỗi đích Do đĩ, một gĩi

tin dữ liệu với một bộ thu đích bị chiếm giữ khơng ngăn cản một gĩi tin khác mà bộ

thu tương ứng của nĩ đang rỗi gửi đi Do đĩ hiệu năng trễ-thơng lượng mạng sẽ tăng

lên Mỗi node lựa chọn ngẫu nhiên một trong các gĩi tin theo phân bố xác suất P Địa

chỉ đích của gĩi tin dữ liệu được chọn được phát quảng bá bằng cách mỗi node gửi gĩi

tin điều khiển qua một kênh chung và sau đĩ tiếp tục truyền dẫn gĩi tin dữ liệu được

chọn trên kênh của chính nĩ Sau một vịng trễ truyền dẫn các node đều biết về lưu

lượng điều khiển dù cho bộ thu gĩi tin dữ liệu cĩ bị xung đột hay khơng Trong trường

hợp các xung đột bộ thu, xác suất P thay đổi sao cho các gĩi tin dữ liệu bị xung đột bộ

thu được chọn với xác suất nhỏ hơn trong lần đặt trước tiếp theo Phương pháp truyền

dẫn ngẫu nhiên thích ứng này cung cấp hiệu năng trễ-thơng lượng mạng tốt hơn truyền

dẫn ngẫu nhiên tĩnh và phương pháp vào trước ra trước (FIFO) Một phương pháp

thích ứng tương tự để tránh xung đột kênh trong một mạng dựa trên PSC với cấu trúc

node FF-TR Trong trường hợp này tình trạng của tất cả các bước sĩng được giám sát

bởi mỗi node và được sử dụng để cập nhật P trong các gĩi tin mà cĩ nhiều khả năng

truyền dẫn khơng xung đột hoặc trên các bước sĩng rỗi Ngược lại, nếu trên một bước

sĩng cho trứoc xung đột xảy ra thì các gĩi tin ít khả năng được gửi trên bước sĩng đĩ

Hai giao thức đặt trước với độ phức tạp báo hiệu khác nhau dùng để tránh xung

đột kênh và bộ thu của các gĩi dữ liệu sử dụng hệ thống FT2-TR-FR dựa trên PSC

Định dạng
Số trang	90
Dung lượng	1,27 MB

tìm hiểu một sốvấn đề trong MAN chuyển mạch gói đơn chặng lựa chọn bước sóng

Cỏc giao thức truy nhập ngẫu nhiờn

Cỏc giao thức đặt trước