Chương “Mạng chuyển mạch kênh quang” nhằm cung cấp một phân tích chi tiết về mạng chuyển mạch kênh quang và các kỹ thuật hỗ trợ, bao gồm: Chuyển mạch nhãn đa giao thức suy rộng • Tổng quan về chuyển mạch nhãn đa giao thức; Chuyển mạch nhãn đa giao thức suy rộng Chuyển mạch bước sóng • Chuyển mạch quang đa mức; Dải sóng; Định tuyến và cấp phát bước sóng Chuyển mạch khe quang • Khe quang; Đồng bộ hoá; Giao thức phân loại truy cập; Xử lý tranh chấp. Nhận xét và kết luận BG Mạng Quang, TS. Võ Viết Minh Nhật 071016 2 071016 3 Nội dung o Chuyển mạch nhãn đa giao thức suy rộng Tổng quan về chuyển mạch nhãn đa giao thức; Chuyển mạch nhãn đa giao thức suy rộng o Chuyển mạch bước sóng Chuyển mạch quang đa mức; Dải sóng; Định tuyến và cấp phát bước sóng o Chuyển mạch khe quang Khe quang; Đồng bộ hoá; Giao thức phân loại truy cập ;
BG "Mạng Quang", TS Võ Viết Minh Nhật 07/10/16 Học phần Mạng quang Chương 2: Mạng chuyển mạch kênh quang TS Võ Viết Minh Nhật Đại học Huế vominhnhat@gmail.com 07/10/16 Mục tiêu o Chương “Mạng chuyển mạch kênh quang” nhằm cung cấp phân tích chi tiết mạng chuyển mạch kênh quang kỹ thuật hỗ trợ, bao gồm: Chuyển mạch nhãn đa giao thức suy rộng • Tổng quan chuyển mạch nhãn đa giao thức; Chuyển mạch nhãn đa giao thức suy rộng Chuyển mạch bước sóng • Chuyển mạch quang đa mức; Dải sóng; Định tuyến cấp phát bước sóng Chuyển mạch khe quang • Khe quang; Đồng hoá; Giao thức phân loại truy cập; Xử lý tranh chấp Nhận xét kết luận 07/10/16 BG "Mạng Quang", TS Võ Viết Minh Nhật 07/10/16 Nội dung o Chuyển mạch nhãn đa giao thức suy rộng Tổng quan chuyển mạch nhãn đa giao thức; Chuyển mạch nhãn đa giao thức suy rộng o Chuyển mạch bước sóng Chuyển mạch quang đa mức; Dải sóng; Định tuyến cấp phát bước sóng o Chuyển mạch khe quang Khe quang; Đồng hoá; Giao thức phân loại truy cập Xử lý tranh chấp ; o Nhận xét kết luận 07/10/16 2.1 Chuyển mạch nhãn đa giao thức suy rộng o Khái niệm mạng quang chuyển mạch tự động (ASON, Automatic Switched Optical Network) giao thức GMPLS (Generalized Multiprotocol Label Switching) thích hợp cho mạng chuyển mạch quang quản lý tập trung o Một ASON bao gồm nhiều miền (domain), miền thuộc nhà điều hành, quản trị viên nhà cung cấp tản mạng khác o Khung làm việc (framework) ASON hỗ trợ việc thiết lập, sửa đổi, tái cấu hình giải phóng kết nối quang o Điểm tương tác miền gọi điểm tham chiếu: UNI: mạng người sử dụng miền quản trị E-NNI: miền quản trị hai mạng quang I-NNI: khu vực (định tuyến) miền quản trị 07/10/16 BG "Mạng Quang", TS Võ Viết Minh Nhật 07/10/16 Các điểm tham chiếu ASON 07/10/16 2.1.1 Tổng quan chuyển mạch nhãn đa giao thức (MPLS) o Trong ASON, OADMs OXCs trung gian cho phép kênh bước sóng cảnh toàn quang ngăn việc truy cập vào kênh => kỹ thuật báo hiệu out-of-band khuyến khích in-band o Chuyển mạch nhãn đa giao thức (MPLS, Multiprotocol Label Switching) cung cấp tảng đầy hứa hẹn cho mặt phẳng điều khiển mạng chuyển mạch quang MPLS tách rời mặt phẳng điều khiển mặt phẳng liệu o Kiến trúc MPLS chuẩn hóa IETF o MPLS cho phép sử dụng lại, mở rộng giao thức báo hiệu, định tuyến IP có, nên tránh phải phát triển giao thức làm giảm thời gian đến với thị trường 07/10/16 BG "Mạng Quang", TS Võ Viết Minh Nhật 07/10/16 2.1.1 Tổng quan MPLS o MPLS mở đầu mô hình hướng kết nối bối cảnh IP không kết nối Nó đóng gói gói tin IP thành gói có gắn nhãn o Việc gắn nhãn phụ thuộc vào công nghệ liên kết sử dụng Ví dụ: Mạng ATM, định danh kênh ảo (VCI) định danh đường ảo (VPI) sử dụng nhãn tự nhiên Một tiêu đề MPLS shim thêm vào gói tin IP sử dụng nhãn o Các gói gắn nhãn vận chuyển kết nối ảo gọi đường chuyển mạch nhãn (LSP), tương tự mạch ảo đường ảo mạng ATM 07/10/16 Hoạt động MPLS 07/10/16 BG "Mạng Quang", TS Võ Viết Minh Nhật 07/10/16 2.1.1 Tổng quan MPLS o Bộ định tuyến MPLS gọi định tuyến chuyển mạch nhãn (LSR) o LSR biên miền MPLS, xem định tuyến biên nhãn (LER), thiết lập, sửa đổi, thay đổi tuyến gỡ bỏ LSPs cách sử dụng giao thức báo hiệu định tuyến nói với phần mở rộng thích hợp o LSRs trung gian miền MPLS không kiểm tra tiêu đề IP chuyển tiếp (forwarding) Thay vào đó, chúng chuyển tiếp gói tin IP gắn nhãn theo mô hình trao đổi nhãn o Với trao đổi nhãn, LSR trung gian ánh xạ nhãn cổng vào cụ thể đến nhãn cổng 07/10/16 2.1.1 Tổng quan MPLS o LERs thiết lập LSPs cách cấu hình LSR trung gian thực trao đổi nhãn cách, cách sử dụng cổng nhãn vào gói tin IP đến để xác định cổng nhãn o MPLS cung cấp số tính thuận lợi, giúp nhà khai thác mạng xây dựng mạng đa dịch vụ loại bỏ lớp mạng dự phòng cách kết hợp số chức cung cấp ATM SONET/SDH với mặt phẳng điều khiển IP/MPLS o MPLS hỗ trợ đặt trước tài nguyên mạng khả định tuyến rõ ràng dựa ràng buộc 07/10/16 10 BG "Mạng Quang", TS Võ Viết Minh Nhật 07/10/16 2.1.1 Tổng quan MPLS o Định tuyến dựa ràng buộc sử dụng cho kỹ nghệ lưu lượng (TE) định tuyến lại nhanh (FRR) Khi làm vậy, IP/MPLS thay ATM cho mục đích TE SONET/SDH cho việc bảo vệ phục hồi o Hơn nữa, MPLS cung cấp khả xếp chồng nhãn Kết là, mạng MPLS gói tin IP gắn nhãn có một, hai nhiều nhãn, trái ngược với có hai nhãn (VCI, VPI) mạng ATM o Khả xếp chồng nhãn cho phép xây dựng hệ thống phân cấp LSP tùy ý mạng MPLS 07/10/16 11 Nhược điểm MPLS o Trong kiến trúc MPLS, LSPs chiều Để thiết lập LSP hai chiều, hai LSPs riêng biệt hướng ngược phải thiết lập cách độc lập Như vậy, mặt phẳng điều khiển IP/MPLS thiết lập kết nối hai chiều yêu cầu đơn, kết làm tăng chi phí điều khiển độ trễ thiết lập o Hơn nữa, băng thông bảo vệ sử dụng lưu lượng ưu tiên thấp hoạt động mạng không lỗi, mà đặc quyền trường hợp lỗi mạng để thực lưu lượng ưu tiên cao bảo vệ Kết là, mạng MPLS băng thông bảo vệ không sử dụng hoạt động không lỗi 07/10/16 12 BG "Mạng Quang", TS Võ Viết Minh Nhật 07/10/16 2.1.2 Chuyển mạch nhãn đa giao thức suy rộng (GMPLS) o Các mạng chuyển mạch quang triển khai loạt kỹ thuật chuyển mạch ghép kênh khác nhau, chuyển mạch gói (có kích thước thay đổi), mạng chuyển mạch tế bào (có kích thước cố định), mạng TDM mạng WDM o Không hỗ trợ chuyển mạch gói, MPLS cần mở rộng để hỗ trợ chuyển mạch khe thời gian, chuyển mạch bước sóng, chuyển mạch dải sóng (waveband) chuyển mạch sợi quang => MPLS cần mở rộng (GMPLS) 07/10/16 13 2.1.2 GMPLS o Để hỗ trợ mở rộng MPLS sang miền thời gian miền bước sóng, cần có số hình thức nhãn => Nhãn suy rộng o Một nhãn suy rộng chứa đủ thông tin để nút cấu hình OXC o Nhãn suy rộng mở rộng nhãn truyền thống (như VCI, VPI, shim header) để bao gồm loại nhãn khác khe thời gian, bước sóng sợi quang (cổng) o Các nút gửi nhận nhãn suy rộng cần biết loại liên kết mà chúng sử dụng, bối cảnh loại nhãn mong đợi o Kiến trúc GMPLS xây dựng dựa MPLS, nên nhiều khái niệm MPLS tìm thấy kiến trúc GMPLS 07/10/16 14 BG "Mạng Quang", TS Võ Viết Minh Nhật 07/10/16 2.1.2.1 Khả chuyển mạch giao diện o GMPLS mặt phẳng điều khiển đa năng, không hỗ trợ cho thiết bị chuyển mạch gói mà hỗ trợ cho thiết bị thực chuyển mạch miền thời gian, bước sóng không gian o Mặt phẳng điều khiển GMPLS hoạt động phạm vi rộng thiết bị mạng không đồng (như định tuyến IP/MPLS, thiết bị mạng SONET/SDH, chuyển mạch ATM, thiết bị mạng quang OXC OADM) o Các thiết bị mạng không đồng đại diện LSRs để thực loại chuyển mạch khác Các loại LSRs mạng GMPLS phân loại theo khả chuyển mạch giao diện (ISC) chúng 07/10/16 15 2.1.2.1 Khả chuyển mạch giao diện o Các loại giao diện khả chuyển mạch LSRs 07/10/16 Giao diện có khả chuyển mạch gói (PSC) Giao diện có khả chuyển mạch tầng (L2SC) Giao diện có khả ghép kênh thời gian (TDM) Giao diện có khả chuyển mạch bước sóng (LSC) Giao diện có khả chuyển mạch sợi quang (FSC) 16 BG "Mạng Quang", TS Võ Viết Minh Nhật 07/10/16 2.1.2.1 Khả chuyển mạch giao diện o Giao diện có khả chuyển mạch gói (PSC): giao diện nhận biết ranh giới gói tin chuyển tiếp liệu dựa nội dung tiêu đề gói tin Ví dụ giao diện dựa tiêu đề IP, hay giao diện dựa tiêu đề MPLS shim o Giao diện có khả chuyển mạch tầng (L2SC): giao diện nhận biết ranh giới khung/tế bào chuyển mạch liệu dựa nội dung tiêu đề khung/ tế bào Ví dụ giao diện Ethernet Bridge hay giao diện MAC ATM o Giao diện có khả ghép kênh thời gian (TDM): giao diện chuyển mạch liệu dựa khe thời gian liệu chu kỳ lặp lại Ví dụ giao diện hệ thống chuyển mạch số (DCS) SONET/SDH ADM 07/10/16 17 2.1.2.1 Khả chuyển mạch giao diện o Giao diện có khả chuyển mạch bước sóng (LSC): giao diện chuyển mạch liệu dựa bước sóng mang liệu Ví dụ, giao diện OXC hoạt động mức bước sóng đơn Lưu ý rằng, lớp giao diện LSC bao gồm giao diện mức nhóm bước sóng (dải sóng), nên gọi chuyển mạch dải sóng o Giao diện có khả chuyển mạch sợi quang (FSC): giao diện chuyển mạch liệu dựa vị trí không gian vật lý Ví dụ, giao diện OXC mà hoạt động mức nhiều sợi quang o Lưu ý rằng, mạng GMPLS, LSP thiết lập giao diện loại; Nghĩa là, LSPs phải bắt đầu kết thúc LSRs có hỗ trợ ISC 07/10/16 18 BG "Mạng Quang", TS Võ Viết Minh Nhật 07/10/16 2.1.2.2 Phân cấp đường chuyển mạch nhãn o MPLS cung cấp khả xếp chồng nhãn; có nghĩa phân cấp MPLS LSP thực cách cho phép LSRs trung gian thêm nhãn vào tiêu đề gói tin, tạo thành ngăn xếp nhãn Như vậy, LSPs lồng vào LSPs khác, tạo phân cấp LSP o Khái niệm phân cấp LSP mở rộng đến mạng GMPLS cách sử dụng nhãn suy rộng o Tương tự MPLS, phân cấp chuyển tiếp LSPs xây dựng LSRs suy rộng với ISC Ví dụ, SONET/SDH LSP bậc thấp (OC12) lồng vào bên LSP bậc cao (OC48) o Không giống MPLS, mạng GMPLS, việc lồng LSPs thực loại giao diện 07/10/16khác 19 Các đường hầm chuyển mạch nhãn GMPLS 07/10/16 20 10 BG "Mạng Quang", TS Võ Viết Minh Nhật 07/10/16 2.1.2.4 Đường chuyển mạch nhãn hai chiều o Với LSP quang chiều, có cặp initiator - terminator cặp đường liệu hướng lên hướng xuống (initiator terminator terminator initiator) thiết lập cách sử dụng tập thông điệp báo hiệu Điều làm giảm độ trễ thiết lập = thời gian + thời gian xử lý hạn chế chi phí điều khiển LSP chiều o Đối với LSP hai chiều, nhãn phải phân bổ, hướng lên hướng xuống o Thiết lập LSP chiều định nhãn hướng lên thông điệp báo hiệu, xảy yêu cầu thiết lập LSP hướng di chuyển ngược phân bổ nhãn lúc, dẫn đến tranh chấp nhãn 07/10/16 25 2.1.2.5 Bảo vệ phục hồi LSP o LSP bị ảnh hưởng lỗi liên kết và/hoặc lỗi LSR o Để xây dựng mạng GMPLS chịu lỗi, số kỹ thuật phục hồi lỗi triển khai để hỗ trợ bảo vệ, phục hồi LSP o Quá trình phục hồi lỗi gồm bốn bước: (1) Phát lỗi; (2) Định vị lỗi; (3) Thông báo lỗi; (4) Giảm nhẹ lỗi o (1) Phát lỗi: thường xảy lớp gần với lỗi (lớp vật lý) Có số kỹ thuật phát lỗi lớp vật lý phát ánh sáng (LOL) đo tỷ lệ tín hiệu quang/lỗi (OSNR), tán sắc, nhiễu xuyên âm suy giảm o (2) Định vị lỗi: thực thông qua giao tiếp nút thủ tục quản lý lỗi LMP sử dụng để định vị lỗi 07/10/16 26 13 BG "Mạng Quang", TS Võ Viết Minh Nhật 07/10/16 Định vị lỗi cách sử dụng LMP 07/10/16 27 2.1.2.5 Bảo vệ phục hồi LSP o (3) thông báo lỗi: thực cách cách gửi thông báo lỗi RSVPTE CR-LDP lên LSR nguồn LSR trung gian o (4) giảm thiểu lỗi: phân loại thành bảo vệ phục hồi; Trong bảo vệ, tài nguyên điểm cuối bảo vệ thiết lập trước kết nối thực cách đơn giản có lỗi cách thực chuyển mạch điểm cuối bảo vệ => bảo vệ xem kỹ thuật chủ động phục hồi thực tính toán đường báo hiệu sau lỗi => phục hồi xem kỹ thuật phản ứng Bảo vệ đạt thời gian phục hồi nhanh, chi phí dự phòng lớn Phục hồi nhiều thời gian, giảm thiểu lỗi cách hiệu Do đó, bảo vệ phục hồi cung 07/10/16 cấp cân thời gian dự phòng tài nguyên 28 14 BG "Mạng Quang", TS Võ Viết Minh Nhật 07/10/16 2.1.2.5 Bảo vệ phục hồi LSP o Bảo vệ phục hồi áp dụng cấp độ: Cấp liên kết: bảo vệ phục hồi sử dụng để bảo vệ cặp LSRs láng giềng chống lại lỗi liên kết lỗi kênh cách chuyển lưu lượng vào liên kết thay kênh nối hai LSRs Cấp phân đoạn: bảo vệ phục hồi sử dụng để bảo vệ đoạn kết nối với nhiều lỗi liên kết lỗi nút cách chuyển lưu lượng đến đoạn thay mà định tuyến vòng qua điểm lỗi Cấp đường: bảo vệ phục hồi sử dụng để bảo vệ toàn đường LSRs nguồn đích khỏi nhiều lỗi liên kết nút cách chuyển sang đường khác vòng qua điểm lỗi o Do đó, có loại kỹ thuật bảo vệ phục hồi: chuyển mạch dòng, chuyển mạch đoạn chuyển mạch đường 07/10/16 29 2.1.2.5 Bảo vệ phục hồi LSP o Các sơ đồ bảo vệ tồn mạng GMPLS: Bảo vệ 1+1: Hai tài nguyên rời cung cấp trước (liên kết, phân đoạn, đường) sử dụng song song để truyền liệu đồng thời Bảo vệ 1:1: Một tài nguyên hoạt động tài nguyên bảo vệ cung cấp trước, liệu không chép tài nguyên bảo vệ Nếu tài nguyên hoạt động bị lỗi, liệu chuyển đến tài nguyên bảo vệ Bảo vệ 1:N: N tài nguyên hoạt động tài nguyên bảo vệ cung cấp trước Nếu tài nguyên hoạt động lỗi, liệu chuyển đến tài nguyên bảo vệ Bảo vệ M:N: N tài nguyên hoạt động M tài nguyên bảo vệ cung cấp trước, ≤ M ≤ N Nếu tài nguyên hoạt động lỗi, liệu chuyển đến tài nguyên bảo vệ 07/10/16 30 15 BG "Mạng Quang", TS Võ Viết Minh Nhật 07/10/16 2.1.2.5 Bảo vệ phục hồi LSP o Các sơ đồ khôi phục mạng GMPLS : Phục hồi với cung cấp lại: Một đường phục hồi thiết lập sau lỗi Đường phục hồi tự động tính toán sau lỗi hay tính toán trước lỗi, băng thông dành riêng cấp phát Phục hồi với đặt trước băng thông không chọn trước nhãn: Một đường phục hồi tính toán trước lỗi thông điệp báo hiệu gửi dọc theo tuyến chọn trước để dành băng thông, nhãn không chọn Chỉ phát lỗi, báo hiệu bắt đầu thực chọn nhãn Phục hồi với đặt trước băng thông chọn trước nhãn: Một đường phục hồi tính toán trước trước lỗi thông điệp báo hiệu gửi dọc theo tuyến chọn trước để đặt trước băng thông chọn nhãn 07/10/16 31 2.2 Chuyển mạch bước sóng o Để thực mạng GMPLS, nút mạng cần hỗ trợ nhiều mức độ chuyển mạch Do đó, chuyển mạch quang (OXCs), thông thường thực chuyển mạch bước sóng, phải nâng cấp để hỗ trợ nhiều mức chuyển mạch, chuyển mạch quang đa mức (MG-OXCs) o So với OXC, MG-OXC giảm độ phức tạp giảm chi phí đáng kể cách chuyển mạch sợi quang chuyển mạch dải sóng thực thể mà không tách tín hiệu WDM đến thành bước sóng riêng biệt o Chuyển mạch bước sóng thông thường đòi hỏi số lượng lớn cổng; chuyển mạch dải sóng WBS hứa hẹn giảm số cổng, giảm độ phức tạp điều khiển giảm chi phí chuyển mạch quang 07/10/16 32 16 BG "Mạng Quang", TS Võ Viết Minh Nhật 07/10/16 2.2.1 Chuyển mạch quang đa mức o Chuyển mạch quang đa mức bao gồm MG-OXC ba lớp chuyển mạch điện (DXC) o MG-OXC không chuyển mạch lưu lượng nhiều mức sợi quang, dải sóng bước sóng mà cho phép thêm trích lưu lượng nhiều mức cách triển khai dãy máy phát thu o Lưu lượng chuyển từ mức đến mức khác cách sử dụng ghép tách kênh thích hợp 07/10/16 33 Chuyển mạch quang đa mức MG-OXC 07/10/16 34 17 BG "Mạng Quang", TS Võ Viết Minh Nhật 07/10/16 2.2.1 Chuyển mạch quang đa mức o Một MG-OXC bao gồm lớp chuyển mạch sợi quang (FXC), chuyển mạch dải sóng (BXC) chuyển mạch bước sóng (WXC) Cả ba lớp sử dụng cổng thêm/trích để thêm trích lưu lượng mức tương ứng o Lớp BXC WXC triển khai ghép kênh (MUXs) tách kênh (DEMUXs) o Lớp WXC bao gồm ma trận chuyển mạch WXC để chuyển mạch bước sóng (của đường quang) nhiều cổng W add/W drop để thêm/trích bước sóng o Lớp WXC sử dụng một/nhiều band-to-wavelength (BTW) DEMUXs để tách dải sóng thành bước sóng một/ nhiều wavelength-to-band (WTB) MUXs để ghép bước sóng vào dải sóng 07/10/16 35 2.2.1 Chuyển mạch quang đa mức o Tương tự, lớp BXC bao gồm ma trận chuyển mạch BXC để chuyển mạch dải sóng một/nhiều cổng Badd/Bdrop để thêm/trích dải sóng o Lớp BXC bao gồm một/nhiều fiber-to-band (FTB) DEMUXs để tách sợi quang thành dải sóng một/nhiều band-tofiber (BTF) MUXs để ghép dải sóng thành sợi quang o Các MUXs DEMUXs khác sử dụng để vận chuyển lưu lượng từ lớp đến lớp khác o Lớp FXC bao gồm ma trận chuyển mạch FXC để chuyển mạch không gian sợi quang 07/10/16 36 18 BG "Mạng Quang", TS Võ Viết Minh Nhật 07/10/16 2.2.1 Chuyển mạch quang đa mức o Như vậy, MG-OXC chuyển mạch toàn sợi quang lớp FXC dải sóng bước sóng cần trích thêm o Nếu không, sợi quang tách thành dải sóng Chỉ dải sóng cần tách thành bước sóng cần thêm trích; Các dải sóng lại chuyển mạch toàn lớp BXC o Kết là, sợi quang dải sóng có mang lưu lượng cảnh không cần phải trải qua tách ghép kênh, dẫn đến giảm số lượng cổng cần thiết so với OXCs ma trận chuyển mạch mô đun hóa với quy mô tương đối nhỏ để xây dựng MG-OXCs có khả mở rộng 07/10/16 37 2.2.1 Chuyển mạch quang đa mức o Các MG-OXCs có vài hạn chế: MG-OXC đòi hỏi (DE)MUXs bổ sung để chuyển lưu lượng lớp khác chất lượng tín hiệu quang bị xấu đáng kể đường quang cần phải qua nhiều lớp o Giải pháp: Sử dụng MG-OXCs lớp thay MG-OXCs nhiều lớp Trong MG-OXCs lớp, đường quang qua ma trận chuyển mạch Bên cạnh độ phức tạp, chi phí chất lượng tín hiệu, điều quan trọng phải xem xét tải lưu lượng cho việc chọn lựa MG-OXCs đơn lớp đa lớp 07/10/16 38 19 BG "Mạng Quang", TS Võ Viết Minh Nhật 07/10/16 2.2.2 Dải sóng o MG-OXC cho phép chuyển mạch dải sóng (WBS) nhằm giúp giảm kích thước độ phức tạp chuyển mạch quang o Tuy nhiên, vấn đề bước sóng cần nhóm lại với thành dải sóng để đáp ứng vài yêu cầu hiệu suất o Có chiến lược nhóm dải sóng: (1) nhóm dải đầu-cuối (2) nhóm dải sóng trung gian, chiến lược tốt chiến lược tiết kiệm chi phí Ví dụ: Cho ba nút nguồn phân tán mặt địa lý, nút sử dụng bước sóng riêng biệt để gửi lưu lượng đến nút đích D Thông qua nhóm dải sóng trung gian, ba bước sóng nhóm lại thành dải sóng nút trung gian chung X, kết số lượng cổng cần thiết giảm MG-OXCs nút X trung gian nút đích D 07/10/16 39 2.2.3 Định tuyến cấp phát bước sóng o Vấn đề định tuyến cấp phát bước sóng (RWA) xử lý việc lựa chọn đường đường quang cấp phát bước sóng liên kết WDM dọc theo đường chọn o Ngoài tính toán đường quang mạng chuyển mạch bước sóng quang, đường quang mức chuyển mạch khác phải tính toán, đường quang đường chuyển mạch nhãn mức sợi quang, dải sóng, bước sóng (lambda), subwavelength (TDM, gói) o Vấn đề RWA mạng sử dụng MG-OXCs nói chung phức tạp, nhiều ràng buộc phải quan tâm Kết là, nhiều vấn đề cần phải xác định giải để tối ưu hóa hiệu suất mạng WBS 07/10/16 40 20 BG "Mạng Quang", TS Võ Viết Minh Nhật 07/10/16 2.3 Chuyển mạch khe quang o MG-OXC trang bị thêm DXC bổ sung để thực chuyển mạch TDM gộp miền điện chuyển đổi OEO bước sóng dải sóng o Một kiến trúc chuyển mạch lai quang điện tích hợp chuyển mạch sợi quang, chuyển mạch dải sóng toàn quang chuyển mạch TDM điện nghiên cứu, kết hợp khả mở rộng tiết kiệm chi phí WBS với tính linh hoạt chuyển mạch TDM subwavelength o Dựa kiến trúc chuyển mạch lai này, nhiều giải thuật heuristic đề xuất để tối ưu hóa toàn chi phí chuyển mạch mạng WBS cách tối thiểu thiểu chi phí cổng chuyển mạch dải sóng cổng OEO TDM 07/10/16 41 2.3.1 Khe quang o Trong mạng toàn quang (AON), khái niệm đường quang (lightpath) đóng vai trò quan trọng mạng quang định tuyến bước sóng o Một đường quang đường ánh sáng điểm-điểm kết nối cặp nút nguồn đích, nút trung gian dọc theo đường quang định tuyến tín hiệu cách toàn quang mà không trải qua chuyển đổi OEO o Bởi vì, đường quang đòi hỏi bước sóng liên kết qua, số bước sóng liên kết AON bị giới hạn chi phí hiệu quả, nên cặp nút kết nối đường quang dành riêng Do nút mà kết nối trực tiếp đường quang sử dụng nhiều đường quang khác 07/10/16để trao đổi liệu 42 21 BG "Mạng Quang", TS Võ Viết Minh Nhật 07/10/16 2.3.1 Khe quang o Trong mạng quang đa chặng, nút trung gian kết thúc đường quang việc thực chuyển đổi OEO Kết là, mạng quang đa chặng mờ cung cấp tính suốt o Ngoài ra, dung lượng truyền tải cặp nút kết nối thông qua đường quang băng thông toàn kênh bước sóng; Khả truyền dẫn dành riêng chia sẻ cho nút khác, dẫn đến băng thông lãng phí lưu lượng bursty không thường xuyên o Để cải thiện việc sử dụng băng thông đường quang, gộp lưu lượng điện tử trở nên cần thiết nút nguồn 07/10/16 43 2.3.1 Khe quang o Để tránh tính suốt nhu cầu cần gộp lưu lượng điện tử, giải pháp định tuyến khe quang (PSR), dải sóng chia thành khe, khe mang nhiều gói tin kênh bước sóng khác nhau, chuyển mạch toàn quang cá nhân hoá o PSR cho phép tất nút giao tiếp toàn quang (không có chuyển đổi OEO nút trung gian) cho phép kết hợp lưu lượng thực toàn quang để sử dụng băng thông kênh bước sóng cách hiệu (tức là, không gộp lưu lượng điện tử) 07/10/16 44 22 BG "Mạng Quang", TS Võ Viết Minh Nhật 07/10/16 2.3.2 Đồng hoá o Vấn đề PSR đến từ chi phí việc đạt trì đồng khe mạng diện rộng o Một cách để đạt đồng khe yêu cầu độ dài liên kết sợi quang bội số nguyên kích thước khe quang Giải pháp cho vấn đề độ dài sợi quang điều chỉnh cách sử dụng đường trễ quang (FLDs) cổng vào nút PSR o Một giải pháp khác để đạt đồng khe quang mạng diện rộng xây dựng mạng PSR hai lớp gồm mạng hình vòng chiều trung tâm kết nối nhiều mạng hình bus Các khe quang lưu thông mạng hình vòng đồng đầu tiên, đồng khe quang truyền mạng hình bus kết nối 07/10/16 45 2.3.3 Giao thức phân loại truy cập o Bên cạnh đồng hóa, PSR phải xử lý biên mạng làm để đặt gói vào khe quang thích hợp o Trong PSR khe quang cấp phát cho đích đến o Về nguyên tắc, địa đích xác định nút nhất, nhóm đa nút (nhóm multicast), phân đoạn mạng (ví dụ: bus mạng hai lớp) o Một nút nguồn phép gửi gói tin bước sóng rỗi khe quang đến địa đích khe quang phù hợp với địa đích gói tin o Ví dụ: Khe quang thời dành cho nút đích A, nên việc truyền gói tin trì hoãn nhiều khe khe quang với đích B xuất nút nguồn 07/10/16 46 23 BG "Mạng Quang", TS Võ Viết Minh Nhật 07/10/16 Điều khiển truy cập mạng PSR dựa đích khe quang 07/10/16 47 2.3.3 Giao thức phân loại truy cập o Địa đích khe quang xác định địa đích gói tin truyền khe quang Tại nút nguồn, gói tin lựa chọn để truyền dựa phương pháp xếp hàng phụ thuộc đích đến o Tùy thuộc vào loại địa đích, đệm yêu cầu cho nút đích đơn, nhóm multicast đoạn mạng o Nếu khe quang đến định cho đích đến, gói tin lựa chọn để truyền gói (head-of-the-line) đệm liên kết với đích đến o Nếu khe quang đến không cấp phát đích đến, gói tin lựa chọn để truyền gói tin cũ (gói tin có độ trễ hàng đợi lớn nhất) số gói mà không gây va chạm bước sóng khe 07/10/16quang 48 24 BG "Mạng Quang", TS Võ Viết Minh Nhật 07/10/16 2.3.4 Xử lý tranh chấp o Một cách để tránh tranh chấp PSR mạng sử dụng kỹ thuật ghép kênh phân chia thời gian (TDM) Dựa đồng mạng diện rộng, TDM sử dụng để phân bổ băng thông cho khe quang mà không tranh chấp o Với TDM, việc truyền liên kết diễn khung thời gian xác định trước theo định kỳ, bao gồm số lượng tương đương khe thời gian o Trong khung thời gian, kết nối (mỗi kết nối với khả truyền tải khung) thiết lập cặp nút PSR nguồn đích o Xử lý tranh chấp mạng PSR khó PSR thông thường không sử dụng hình thức đệm quang để xử lý tranh chấp 07/10/16 49 2.3.4 Xử lý tranh chấp o Tranh chấp giảm nhẹ cách đường trễ chuyển mạch (SDL), kết hợp FDLs nối với chuyển mạch quang điều khiển sở khe quang, với mục tiêu làm trễ khe quang tranh chấp giải 07/10/16 50 25 BG "Mạng Quang", TS Võ Viết Minh Nhật 07/10/16 2.3.4 Xử lý tranh chấp o Có nhiều phương án xử lý tranh chấp nghiên cứu: truyền lại khe quang bị rơi nút PSR nguồn đệm khe quang tranh chấp SDLs nút PSR trung gian định tuyến lệch hướng khe quang bị tranh chấp đến số liên kết rỗi lại Tuy nhiên cần phải ngăn chặn việc định tuyến lệch hướng mức có số nghiên cứu đề xuất giải pháp cho vấn đề 07/10/16 51 2.4 Nhận xét kết luận o Giao thức chuyển mạch nhãn đa giao thức suy rộng (GMPLS) o Chuyển mạch quang đa mức (MG-OXCs) o Kỹ thuật chuyển mạch subwavelength, gọi định tuyến khe quang (PSR) 07/10/16 52 26 BG "Mạng Quang", TS Võ Viết Minh Nhật 07/10/16 Câu hỏi tập o Trả lời câu hỏi làm tập trang 74-75 Giáo trình Mạng quang o … 07/10/16 53 Câu hỏi ? 07/10/16 54 27 [...]... hầm cho các LSPs bậc thấp lồng nhau o Các đường hầm LSP được hình thành bởi các LSRs ở biên của hai miền GMPLS mà khác nhau đối với ISC của chúng o LSP bậc cao được thiết lập để tạo đường hầm cho việc mang các LSPs bậc thấp hơn Tuy nhiên, nếu một LSP bậc thấp mới không tìm thấy một LSP bậc cao thích hợp tồn tại thì nó sẽ kích hoạt việc thiết lập LSP bậc cao 07/10/16 22 11 BG "Mạng Quang", TS Võ Viết... các dải sóng Chỉ những dải sóng cần được tách hơn nữa thành các bước sóng cần được thêm hoặc trích; Các dải sóng còn lại sẽ được chuyển mạch toàn bộ ở lớp BXC o Kết quả là, các sợi quang và dải sóng có mang lưu lượng quá cảnh không cần phải trải qua tách và ghép kênh, dẫn đến giảm số lượng cổng cần thiết so với các OXCs và các ma trận chuyển mạch có thể được mô đun hóa với quy mô tương đối nhỏ để xây... nút nguồn 07/10/16 43 2.3.1 Khe quang o Để tránh mất tính trong suốt và nhu cầu cần gộp lưu lượng điện tử, một giải pháp là định tuyến khe quang (PSR), trong đó dải sóng được chia thành các khe, mỗi khe mang nhiều gói tin trên các kênh bước sóng khác nhau, được chuyển mạch toàn quang và được cá nhân hoá o PSR cho phép tất cả các nút giao tiếp toàn quang (không có chuyển đổi OEO tại các nút trung gian) ... giao diện o Giao diện có khả chuyển mạch bước sóng (LSC): giao diện chuyển mạch liệu dựa bước sóng mang liệu Ví dụ, giao diện OXC hoạt động mức bước sóng đơn Lưu ý rằng, lớp giao diện LSC bao gồm... thành LSRs biên hai miền GMPLS mà khác ISC chúng o LSP bậc cao thiết lập để tạo đường hầm cho việc mang LSPs bậc thấp Tuy nhiên, LSP bậc thấp không tìm thấy LSP bậc cao thích hợp tồn kích hoạt việc... sóng cần thêm trích; Các dải sóng lại chuyển mạch toàn lớp BXC o Kết là, sợi quang dải sóng có mang lưu lượng cảnh không cần phải trải qua tách ghép kênh, dẫn đến giảm số lượng cổng cần thiết