Xây dựng hạ tầng truyền tải dựa trên công nghệ chuyển mạch quang cho đến nay vẫn được xem là giải pháp “lý tưởng” nhất. Mặc dù gặp rất nhiều trở ngại về mặt công nghệ và giá thành nhưng nhiều quốc gia vẫn định hướng
phát triển mạng truyền tải dựa trên công nghệ này. Nội dung tiếp theo sẽ trình bày tóm lược về những kỹ thuật chuyển mạch quang hiện đang được nghiên cứu, triển khai thử nghiệm và ứng dụng thực tế.
Chuyển mạch kênh quang OCS
Trong chuyển mạch kênh quang, tuyến quang được thiết lập trong một khoảng thời gian tương đối dài. Mặc dù các bộ định tuyến bước sóng đã được triển khai nhưng nó không thích hợp với lưu lượng internet. Để thiết lập một tuyến quang OCS cần một khoảng thời gian trễ một vòng hành trình, điều này làm cho hiệu suất sử dụng bước sóng rất thấp nếu thời gian duy trì kết nối ngắn. Do đó, để tăng hiệu suất sử dụng bước sóng cần các cơ chế điều khiển lưu lượng phức tạp để hỗ trợ cho kỹ thuật ghép kênh thống kê số liệu từ những người dùng khác nhau.
Chuyển mạch burst quang OBS
Chuyển mạch burst quang là một phương pháp tiếp cận nhằm mục đích dịch chuyển những công việc tính toán và điều khiển phức tạp từ miền quang sang miền điện (tại các node biên). Kích thước đơn vị truyền dẫn của chuyển mạch burst nằm ở giữa chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói quang. Trong một mạng IP/WDM, bust được hình thành tại biên của mạng có thể chứa một số gói IP và có chiều dài từ vài chục kilobyte đến vài megabyte. Trong OBS, gói điều khiển, tách biệt với burst số liệu, được gửi đi trước để thiết lập cấu hình cho mỗi node chuyển mạch dọc theo tuyến mà burst số liệu mang thông tin sẽ đi qua. OBS loại bỏ được yêu cầu về đệm quang nhờ việc đẩy chức năng đệm cho các node biên tại đó có thể sử dụng các bộ đệm điện tử sẵn có.
Trong tất cả các kỹ thuật chuyển mạch quang, OPS là ứng cử viên sáng giá nhất cho mạng trục internet thế hệ tiếp theo. Tuy nhiên, hiện nay chưa có các bộ nhớ truy nhập ngẫu nhiên quang, thay vào đó OPS sử dụng các bộ đệm quang (các đường trễ quang) để giải quyết xung đột hoặc điều chỉnh vị trí của gói theo thời gian. Khi các gói đang được chuyển mạch, xung đột sẽ xảy ra bất cứ khi nào có ít nhất hai gói cùng “muốn” ra khỏi chuyển mạch tại cùng một cổng ra. Giải quyết xung đột có ảnh hưởng lớn đến các tham số kỹ thuật mạng như tỉ lệ tổn thất gói, trễ gói trung bình, khoảng cách chặng trung bình và thông lượng mạng. Trong một mạng chuyển mạch gói quang WDM, các cơ chế giải quyết xung đột có thể triển khai trên ba miền: bước sóng, không gian và thời gian. Đồng thời cũng có thể sử dụng kết hợp chuyển đổi bước sóng, đổi hướng tuyến (không gian) và các đường trễ quang để giải quyết các xung đột. Mỗi cơ chế đều có những ưu điểm và nhược điểm. Chuyển đổi bước sóng rất hiệu quả và có khả năng giải quyết xung đột mà không làm trễ gói nhưng đòi hỏi chi phí. Đổi hướng tuyến có giá thành thấp nhất vì nó chuyển toàn bộ gánh nặng giải quyết xung đột cho toàn bộ mạng, nhưng lại làm giảm thông lượng toàn mạng.