Kiến trúc chuyển mạch định tuyến bớc sóng đệm đầu ra đã đợc nghiên cứu từ những năm 1992 bởi Gabriagues và Jacob, và đợc mô tả nh hình 3.40.
Chuyển mạch này bao gồm ba khối chức năng quang là: Khối mã hoá gói tin; khối tầng đệm và khối tách gói tin, các khối đều đợc điều khiển bằng điện. Khối mã hoá gói tin bao gồm N bộ chuyển đổi bớc sóng khả chỉnh TWC's để chuyển đổi gói tin sang một bớc sóng tơng ứng với đầu ra yêu cầu. Tầng đệm là một ma trận chuyển mạch N xK cổng SOA và K đờng dây trễ, ma trận chuyển mạch sẽ hớng các gói tin tới đờng dây trễ cần thiết. Bộ điều khiển điện sẽ đảm bảo các gói tin cần tới đích sẽ
Bộ lọc thông dải
0
(K-1).T
TWC
Điều khiển điện
TWC
λ1
λN 1
N
Hình 3.40: Các phần chính của chuyển mạch định tuyến bước sóng.
M hoá góiã Đệm gói tin Tách gói tin 1 N 1 K 1 K
Đồ án tốt nghiệp đại học Chơng 3: Chuyển mạch gói quang
chuyển tới mỗi cổng đầu ra theo nguyên tắc lập lịch FIFO. Khối tách gói tin bao gồm một coupler sao K xN và một tập N bộ lọc thông dải. Coupler sao sẽ ghép tất cả cá gói tin từ các đờng dây trễ khác nhau tới tất cả các cổng đầu ra. Bộ lọc sẽ chọn lọc các gói tin có bớc sóng tơng ứng với cổng đầu ra đó. Số lợng cổng SOA có mối quan hệ tỉ lệ với N và K. Mỗi đầu vào và đầu ra có thể chứa một gói tin tại một thời điểm.
Một dạng khác của chuyển mạch định tuyến bớc sóng là chuyển mạch gói quang mạng biên đã đợc thực hiện ở những năm đầu thập kỉ 90. Trung tâm của chuyển mạch là một AWGM (Arrayed Waveguide Grating Multiplexer) có thể coi nh một bộ định tuyến bớc sóng nh trên hình 3.41.
Trờng chuyển mạch N xN đợc tạo ra nhờ sử dụng N bớc sóng để định tuyến các gói tin. Trong AWGM, mỗi gói tin sẽ đợc định tuyến theo cổng đầu vào và bớc sóng. Do đó, mỗi cổng đầu vào cần phải có một bớc sóng riêng biệt cho mỗi đầu ra. Ngoài ra, các gói tin hớng từ các đầu vào khác nhau tới cùng một đầu ra cần phải có bớc sóng khác nhau, ví dụ gói tin từ cổng đầu vào 1 tới cổng đầu ra 1 sẽ nhận bớc sóng λ1, gói tin từ đầu vào 2 tới cổng đầu ra 1 sẽ nhận bớc sóng λ2, và gói tin từ đầu vào 1 tới đầu ra 2 sẽ nhận bớc sóng λ3. Mỗi đầu vào và đầu ra có thể chứa một gói tin tại một thời điểm.
Trớc tiên, các gói tin sẽ đợc hớng tới các bộ chuyển đổi bớc sóng khả chỉnh TWC's, sau đó đi qua AWGM và tới một trong các bộ đệm ghép quay vòng. TWC sẽ
Lê Tiến Trung D2001VT–
Bộ định tuyến AWGM TWC TWC TWC Bộ đệm ghép quay vòng Bộ đệm ghép quay vòng Bộ đệm ghép quay vòng G1 G2 Coupler G2 G1 Khối m Coupler Khối 1 Đệm ghép quay vòng
Hình 3.41 : Chuyển mạch gói quang mạng biên.
Đồ án tốt nghiệp đại học Chơng 3: Chuyển mạch gói quang
lựa chọn một bớc sóng thích hợp cho mọi gói tin và sau đó, AWGM định tuyến các gói tin tới đầu ra theo yêu cầu theo bớc sóng đó. Do AWGM có thể đồng thời định tuyến một số gói tin tới cùng một đầu ra tại một thời điểm nên sự tranh chấp có thể xảy ra tại cổng đầu ra. Lúc này, bộ đệm ghép quay vòng cần xác định trạng thái đó, nếu có tranh chấp, tất cả các gói tin trừ một gói đều đợc đệm.
ý tởng của bộ đệm ghép quay vòng nh sau: Có M bộ đệm quay vòng, mỗi bộ đệm bao gồm một mạch lặp bằng sợi quang, hai chuyển mạch cổng SOA và một coupler 3 dB. Cổng SOA thứ nhất sẽ xác định có luồng gói tin nào cần tới mạch lặp không, còn SOA thứ hai sẽ xác định có luồng gói tin nào trên mạch lặp chuyển trực tiếp tới đầu ra, hay bị trễ gay thời điểm đó. Các luồng gói tin đến bao gồm các gói tin tại cùng một khe thời gian, sẽ đợc chuyển tới mạch lặp rỗi gần đầu ra nhất có thể. Nếu các bộ đệm trống hoàn toàn, thì các tín hiệu sẽ đợc sao chép tới các bộ lọc thông dải tại cổng đầu ra. Tất cả các bộ lọc bớc sóng thông dải đều chỉ chọn một gói tin, còn các gói tin khác đều bị loại bỏ. Trong khe thời gian tiếp theo, luồng gói tin ở mạch lặp gần nhất bộ lựa chọn bớc sóng sẽ đợc sao chép tới bộ lựa chọn bớc sóng một lần nữa. Khi tất cả các gói tin trong mạch lặp gần nhất tới bộ lựa chọn đã đợc chuyển ra ngoài, thì luồng gói tin trên mỗi mạch lặp lại đợc sao chép tới mạch lặp tiếp theo. Ví dụ tại mọi khe thời gian, luồng gói tin từ mỗi mạch lặp thứ i sẽ đợc chuyển tới mạch lặp thứ (i-1) khi và chỉ khi tất cả các gói tin trong mạch lặp thứ i đã đợc chuyển tiếp. Bộ điều khiển điện sẽ tính toán khi nào gói tin từ mạch lặp 1 đợc chuyển tiếp và tín hiệu từ các mạch lặp khác đợc chuyển tới mạch lặp quay vòng tiếp theo.