2. Xác định công nghệ mạng truyền dẫ n WDM
2.5. Chuyển mạch gói quang (Optical Packet Switching)
Như đã nói ở trên, mạng DWDM là mạng quang cung cấp các đường quang, những mạng này thường là mạng chuyển mạch kênh (circuit-switched network). Bên cạnh đó, các hướng nghiên cứu trong lĩnh vực xây dựng mạng quang thực hiện chuyển mạch gói (packet switching) trong miền quang cũng
đang được đẩy mạnh. Mạng chuyển mạch gói quang có thể cung cấp các dịch vụ
kênh ảo (vitual circuit services) hay các dịch vụ datagram, giống như mạng IP và mạng ATM cung cấp. Với một kết nối kênh ảo, mạng cung cấp một kết nối
OEO OEO OEO OEO OEO OEO
Mạng con toàn quang Mạng con toàn quang Thích ứng
Mạng con toàn quang
Chuyển đổi bước sóng λ2 λ1 Tái tạo λ1 Đường quang λ2
chuyển mạch kênh giữa hai nút mạng. Tuy nhiên, băng thông được cung cấp trên một kết nối có thể nhỏ hơn tổng băng thông sẵn có trên một liên kết hay trên một bước sóng. Ví dụ, mỗi kết nối trong mạng tốc độ cao trong tương lai có thể hoạt
động ở 10 Gbps, trong khi tốc độ truyền dẫn trên một bước sóng có thể là 100 Gbps. Do đó, mạng phải kết hợp một số dạng ghép kênh phân thời gian để kết hợp nhiều kết nối thành một tốc độ bit truyền dẫn. Ở các tốc độ này, việc ghép kênh trong miền quang sẽ dễ dàng thực hiện hơn trong miền điện. Dạng ghép kênh quang trong miền thời gian này (OTDM-Optical Time Division Multiplexer) có thể là cốđịnh (fixed) hay theo thống kê (statistical).
Mạng thực hiện việc ghép kênh thống kê được gọi là mạng chuyển mạch gói quang. OTDM cốđịnh có thể được hiểu như là một tập con của chuyển mạch gói quang, trong đó việc ghép là cốđịnh thay vì ghép thống kê.
Hình 3.10 Một nút chuyển mạch gói quang. Nút đệm các gói đến, đọc phần tiêu đề của gói, định tuyến gói đến cổng ngõ ra thích hợp dựa vào thông tin
trong tiêu đề
Hình 3.10 mô tả nút chuyển mạch gói quang. Một nút chuyển mạch gói quang như vậy phải có dung lượng cao hơn nhiều so với nút chuyển mạch gói
điện. Nút chuyển mạch quang sẽ nhận các gói vào, đọc tiêu đề (header), rồi chuyển gói đến cổng ngõ ra thích hợp. Nút cũng có thể tạo ra một tiêu đề mới trên gói, cũng như phải xử lý xung đột ở các cổng ngõ ra. Nếu hai gói đến từ hai
Nhận biết mào đầu Nhận biết mào đầu Cổng vào điều khiển Các bộđệm đầu ra Các bộđệm đầu vào Biến đổi Chuyển mạch
cổng vào khác nhau cần đi ra trên cùng một cổng, thì một trong hai gói phải
được đệm lại, hoặc phải được đưa ra một cổng khác.
Trường hợp lý tưởng, tất cả các chức năng bên trong một nút có thể được thực hiện trong miền quang. Tuy nhiên, trên thực tế, một số chức năng như xử lý phần tiêu đề và điều khiển chuyển mạch, được chuyển sang miền điện do khả
năng xử lý trong miền quang rất bị hạn chế. Vì phần tiêu đề có thểđược gửi đi ở
tốc độ bit thấp hơn so với dữ liệu nên có thểđược xử lý điện.
Nhiệm vụ của chuyển mạch gói quang là cung cấp khả năng chuyển mạch gói ở các tốc độ mà không thể thực hiện trong chuyển mạch gói điện. Tuy nhiên, các nhà thiết kế lại gặp một số bất lợi do những hạn chế của việc xử lý tín hiệu trong miền quang. Một yếu tố quan trọng đó là thiếu bộ nhớ truy xuất ngẫu nhiên quang để đệm dữ liệu. Các bộ đệm quang được xây dựng bằng cách dùng một sợi quang có chiều dài xác định và chúng chỉ có chức năng đơn giản là làm dây trễ, bộđệm không phải là các bộ nhớ có đầy đủ chức năng. Các chuyển mạch gói gồm một số lượng lớn các phần mềm thời gian thực thông minh và các phần cứng chuyên dụng để điều khiển mạng và đảm bảo chất lượng dịch vụ, tuy nhiên, những chức năng này khó thực hiện trong miền quang. Một yếu tố khác là trạng thái tương đối nguyên sơ của kỹ thuật chuyển mạch quang, so với kỹ thuật chuyển mạch điện. Vì những lý do này, chuyển mạch gói quang còn mới mẻ hiện vẫn đang được nghiên cứu trong các phòng thí nghiệm.
Sau khi mạng lưới được thiết lập, một bài toán quan trọng cần được xây dựng, đó là bài toán quản lý dung lượng truyền dẫn tổng, cũng như dung lượng hiện đang sử dụng từ một nút nguồn đến một nút đích. Từ đó có thể tính toán,
đánh ra và dựđoán dung lượng trong tương lai.