CHƯƠNG 3 MẠNG WDM
3.5.2Bộ kết nối chộo quang OXC
Tổng quan
éối với cỏc mụ hỡnh mạng đơn giản như mô hỡnh mạng tuyến tớnh hoặc mụ hỡnh mạng vũng (Ring), OADM là sự lựa chọn tối ưu xét về khía cạnh kinh tế, công nghệ chế tạo và khả năng đáp ứng yêu cầu của mạng. Tuy nhiên, trong tương lai khi yêu cầu về khả năng linh động trong việc cung ứng dịch vụ, đồng thời các dịch vụ đa phương tiện đũi hỏi phải đáp ứng được sự tăng băng thông đột biến thỡ cỏc mụ hỡnh mạng hiện tại khụng đáp ứng được. Khi đó, cần phải triển khai mạng mắt lưới (mesh), với phần tử trung tâm là các bộ kết nối chéo quang OXC (Optical Cross Connect).
Một bộ OXC cú thể phõn làm hai phần: phần lừi chuyển mạch và phần cổng giao diện. Phần lừi thực hiện cỏc chức năng kết nối chéo quang trong khi phần cổng giao diện thực hiện giao tiếp với tín hiệu khách hàng. Chú ý rằng thụng thường thỡ cổng giao diện là cỏc card chứa cỏc bộ chuyển đổi quang-điện-quang, hoặc bộ chuyển đổi quang-điện, tuy nhiên đối với cấu hỡnh phần lừi chuyển mạch là toàn quang thỡ phần lừi được nối trực tiếp với các bộ MUX/DEMUX hoặc OADM mà không cần qua bộ chuyển đổi quang-điện-quang ở phần giao diện.
Hỡnh 3.6 Vị trớ của OXC trong mạng WDM
Chức năng của OXC
Một OXC thường phải đáp ứng được các chức năng cơ bản như sau:
Cung cấp dịch vụ: Một OXC có thể dùng để cung cấp các lightpath trong một mạng lớn một cách tự động, mà không phải thao tác bằng tay. Khả năng này trở nên quan trọng khi giải quyết số bước sóng lớn trong một nỳt hoặc với số nỳt trong mạng lớn. Nú cũng quan trọng khi cỏc lightpath trong mạng cần cấu hỡnh lại để đáp ứng với sự thay đổi lưu lượng của mạng.
Bảo vệ: Chức năng quan trọng của bộ kết nối chéo là bảo vệ các lightpath khi sợi bị đứt hoặc thiết bị gặp sự cố trong mạng. Bộ OXC là phần tử mạng thông minh mà nó có thể phát hiện sự cố trong mạng và nhanh chóng định tuyến lại các lightpath.
Giám sát thực hiện, định vị lỗi: OXC cho thấy tham số của một tín hiệu ở những nút trung gian, OXC cho phép kiểm tra thiết bị và giám sát các tín hiệu đi xuyên qua nó.
Chuyển đổi bước sóng: ngoài khả năng chuyển tín hiệu từ cổng này sang cổng khác, OXC cũn khả năng có thể chuyển đổi bước sóng bên trong.
Ghép kênh: các OXC điều khiển các tín hiệu ngừ vào và ngừ ra ở tốc độ đường dây quang, tuy nhiên nó có khả năng ghép kênh để chuyển mạch lưu lượng nội tại.
Cỏc cấu trỳc của OXC
Cỏc cấu hỡnh cho OXC được cho như trên hỡnh 3.7. Các kiểu cấu trúc phân biệt nhau ở điểm bản chất chuyển mạch quang hay điện, có sử dụng các bộ chuyển đổi quang-điện-quang hay không và cách kết nối với các thiết bị xung quanh.
Hỡnh 3.7 Cỏc kiểu cấu trỳc của OXC (a) Lừi chuyển mạch điện. (b) Lừi chuyển mạch quang bao quanh bởi bộ chuyển đổi O/E/O. (c) Lừi chuyển mạch quang nối đến các bộ
chuyển đổi tín hiệu trong thiết bị WDM. (d) Lừi chuyển mạch quang nối trực tiếp đến bộ ghép kênh bên trong OLT
Lừi chuyển mạch điện
Lừi chuyển mạch điện thực hiện chuyển mạch các tín hiệu điện. Nó có thể thực hiện nhóm các luồng lưu lượng có tốc độ bit nhỏ lại thành luồng lưu lượng có tốc độ bit là tốc độ bit truyền trên kênh bước sóng thuộc lớp kênh quang. Lừi chuyển mạch điện thường được thiết kế với tổng lưu lượng mà nó có thể xử lý. Chẳng hạn như tổng lưu lượng có thể xử lý của một lừi chuyển mạch điện là 1.28 Tbps, khi đó, nó có thể thực hiện chuyển mạch tới 512 luồng STM-16 hoặc 128 luồng STM-64. Do linh kiện hoạt động với tín hiệu điện phụ thuộc vào tốc độ bit nên về lâu dài, khi tốc độ bit cao thỡ cỏc OXC dựng lừi chuyển mạch điện sẽ mắc hơn do các linh kiện điện tử hoạt động với tốc độ càng cao càng khó chế tạo. Tuy nhiên, do hoạt động dựa trên các tín hiệu điện, lừi chuyển mạch điện cho khả năng giám sát chất lượng tín hiệu tốt thông qua chỉ số BER, kích hoạt chuyển mạch bảo vệ khi chất lượng truyền dẫn không đảm bảo. Cấu hỡnh OXC dựng lừi chuyển mạch điện được cho trên hỡnh 3.7(a).
Lừi chuyển mạch quang
Khỏc với lừi chuyển mạch điện, lừi chuyển mạch quang thực hiện chức năng kết nối chéo các tín hiệu quang. Do đó, lừi chuyển mạch quang trong suốt với tốc độ bit truyền dẫn, cung cấp khả năng mở rộng cho nhu cầu tăng tốc độ truyền dẫn trong tương lai. Tuy nhiên, ngoại trừ cấu hỡnh trờn hỡnh 3.7(b) thỡ khả năng giám sát chất lượng truyền dẫn của OXC khi dùng lừi chuyển mạch quang khụng tốt bằng lừi chuyển mạch điện do chỉ có khả năng giám sát thông qua công suất quang đo được ở đầu vào. Các cấu hỡnh OXC trờn hỡnh 3.7(b), (c), (d) đều dùng lừi chuyển mạch quang. Cả ba cấu hỡnh khỏc nhau ở chỗ nú kết nối với cỏc thiếtbị quanh nú (thường là OLT hoặc OADM). Cấu hỡnh OXC như trên hỡnh 3.7(b) kết nối với các OLT thông qua bộ chuyển đổi tín hiệu quang-điện-quang với giao diện phía kênh quang cho phép khoảng cách giữa OXC và OLT là ngắn hoặc cực ngắn. Cấu hỡnh OXC như trên hỡnh 3.7(c) thỡ khụng dựng cỏc bộ chuyển đổi tín hiệu quang-điện-quang mà tận dụng bộ chuyển đổi này ở các OLT.
Cấu hỡnh OXC như trên hỡnh 3.7(d) không dùng bất cứ bộ chuyển đổi tín hiệu nào trong kết nối giữa OXC và các OLT. Cấu hỡnh này mang tớnh kinh tế nhất nhưng trong điều kiện hiện tại là khụng thực tế vỡ nhà cung cấp dịch vụ truyền dẫn cú thể mua thiết bị của cỏc nhà sản xuất khỏc nhau, dễ dẫn đến vấn đề không tương thích bước sóng hoạt động.