chơng 2: ĐỊNH TUYẾN VÀ GÁN BƯỚC SểNG
2.1. Giới thiệu bài toỏn RWA
Trong mạng toàn quang, để trao đổi thụng tin giữa hai node bất kỳ nào, mạng sẽ thiết lập cỏc kờnh thụng tin quang được goi là lightpath. Lightpath là một đường đi của tớn hiệu quang từ node nguồn đến node đớch thụng qua những kết nối trung gian. Một lightpath cú thể kộo dài qua nhiều tuyến truyền dẫn (link) để cung cấp một kết nối chuyển mạch giữa hai node với dung lượng rất lớn và cú thể ở khoảng cỏch xa. Số cỏc bước súng cú ghộp kờnh WDM cú thể được hỗ trợ trong một sợi quang bị giới hạn (hiện nay khoảng vài ) nờn chỉ cú một số giới hạn cỏc lightpath cú thể được thiết lập tại một thời điểm.
Mặc dự những đường đi ngắn cú vẻ thớch hợp hơn, nhưng đụi khi ta lại phải chịu sự hy sinh để cho nhiều lightpath hơn được thiết lập. Vỡ vậy cỏc thuật toỏn thường cho phộp nhiều đường đi thay phiờn nhau đối với mỗi lightpath được thiết lập. Cỏc lightpath khụng được thiết lập do ràng buộc về đường đi và bước súng được coi là bị nghẽn (blocking). Do đú thuật toỏn RWA tối ưu là thuật toỏn giảm tối thiểu xỏc suất nghẽn xảy ra.
Hai lightpath chia sẻ cựng một tuyến truyền dẫn sẽ khụng được gỏn cựng bước súng. Thụng thường một lightpạth được thiết lập sử dụng duy nhất một bước súng trờn tất cả cỏc tuyến truyền dẫn mà nú đi qua. Trường hợp này
ra núi rằng lightpath thỏa món sự ràng buộc về tớnh liờn tục bước súng. Tuy nhiờn nếu một node chuyển mạch/định tuyến (WR) được trang bị với một bộ chuyển đổi bước súng, thỡ điều kiện ràng buộc về tớnh liờn tục bước súng sẽ khụng cũn và một lightpaht cú thể chuyển sang nhiều bước súng khỏc nhau trờn lộ trỡnh từ nguồn đến đớch.
Hình 2.1: Định tuyến và gỏn bước súng lightpath trong mạng toàn quang
Trong một mạng khụng cú bộ chuyển đổi bước súng (WC), cỏc lightpath phải sử dụng cựng một bước súng trờn đường đi (path) từ nguồn đến đớch. Khi cú cuộc gọi (yờu cầu) đến một đầu vào của bộ WR (Wavelength Router), dựa trờn thuật toỏn định tuyến đó được định nghĩa từ trước WR sẽ chọn ra một tuyến ra và một bước súng phự hợp. Việc lựa chọn bước súng đúng một vai trũ quan trọng quyết định đến chất lượng của thuật toỏn và xỏc suất nghẽn trung bỡnh. Vỡ vậy khi cú yờu cầu một lightpath WR phải tỡm ra một tuyến đi và gỏn một bước súng trờn tuyến đú sao cho tối thiểu hoỏ xỏc suất nghẽn. Đõy là yờu cầu cơ bản trong thiết kế mạng toàn quang
Trong một mạng quang định tuyến bằng bước súng, cỏc yờu cầu lightpath đến tuõn theo một quỏ trỡnh đến nhất định và thời gian giữ bước súng đú (holding time) cũng tuõn theo một quỏ trỡnh xỏc định. Một thuật toỏn RWA động sử dụng trạng thỏi hiện tại của mạng để xỏc định một tuyến hay đường đi cho một yờu cầu lightpath. Tuyến được chọn để thiết lập kết nối phản ỏnh mức sử dụng hiện tại của cỏc links trong mạng, và một kết nối sẽ bị nghẽn (blocking) nếu khụng cú sẵn một tuyến rỗi để phục vụ nú. Một trong những thỏch thức liờn quan đến thiết kế mạng với nhu cấu lưu lượng mạng động là phải xõy dựng một thuật toỏn và giao thức hiệu quả để thiết lập cỏc lightpaths sao cho xỏc suất nghẽn mạng là nhỏ nhất.
Thuật toỏn RWA cú thể được chia ra thành hai loại: thuật toỏn RWA tĩnh( Static hoặc Off-line) và thuật toỏn RWA động (Dynamic hay On-line). Trong thuật toỏn RWA off-line, tất cả cỏc tuyến và cỏc bước súng cho cỏc lightpath được thiết lập cố định ngay từ đầu. Bất cứ khi nào cú một yờu cầu đến, thuật toỏn RWA sẽ gỏn cho nú một tuyến và một bước súng đó được chỉ định từ trước. Vỡ vậy cỏch định tuyến này sẽ khụng thay mặc dự trạng thỏi của mạng thay đổi theo thời gian. Khi sử dụng phương phỏp gỏn tĩnh, việc thực hiện sẽ khụng phức tạp do khụng phải chạy bất kỳ một thuật toỏn RWA nào, nú chỉ việc gỏn ngay một đường đi và một bước súng khi nhận được yờu cầu. Bài toỏn RWA động, việc định tuyến và gỏn bước súng phự hợp được quyết định dựa vào thụng tin trạng thỏi toàn mạng node phục vụ cú được tại thời điểm đú.
Thuật toỏn định tuyến và gỏn bước súng RWA được hỡnh thành từ hai thuật toỏn là: thuật toỏn định tuyến (lựa chọn một tuyến/ lối ra) và thuật toỏn gỏn bước súng với yờu cầu là để giảm tối thiểu xỏc suất nghẽn. Dưới đõy tỏc giả sẽ nờu tổng quỏt hoỏ cỏc thuật giải định tuyến và gỏn bước bước súng đó được đề xuất.