Một mạng chuyển mạch chựm quang bao gồm cỏc node mạng chuyển mạch chựm quang được liờn kết với nhau thụng qua cỏc sợi quang. Cỏc sợi liờn kết cú khả năng truyền nhiều bước súng sử dụng kỹ thuật ghộp kờnh phõn chia theo bước súng WDM. Cỏc node mạng cú thể là node mạng lừi hoặc node biờn như hỡnh 2.1 dưới đõy. Cỏc node biờn thực hiện chức năng ghộp cỏc gúi tin nhận được từ cỏc mạng người sử dụng thành cỏc chựm dữ liệu và xõy dựng lược đồ cho quỏ trỡnh truyền dẫn chỳng trờn cỏc kờnh bước súng của cỏc cổng lối ra. Cỏc node mạng lừi thực hiện chức năng chuyển mạch cỏc chựm dữ liệu này từ một cổng lối vào tới cổng lối ra nào đú dựa trờn thụng tin chứa trong gúi tiờu đề của burst và điều khiển tắc nghẽn.
Hỡnh 2.1 Cấu trỳc mạng chuyển mạch chựm quang.
Node mạng biờn lối vào thực hiện gắn cỏc gúi tin từ cỏc thiết bị đầu cuối nguồn thành chựm dữ liệu. Chựm dữ liệu này được truyền đi hoàn toàn trong miền quang trờn cỏc bộ định tuyến OBS mà khụng được lưu trữ, chuyển đổi quang điện tại bất kỳ trạm trung gian nào trong mạng. Node mạng biờn lối ra thu nhận chựm dữ liệu tới, khụi phục lại cỏc gúi tin như tại lối vào ban đầu và chuyển chỳng tới thiết bị đầu cuối đớch. Hỡnh 2.2 chỉ ra cỏc quỏ trỡnh được thực hiện trong một mạng chuyển mạch chựm quang. Node mạng ở biờn lối vào thực hiện tập hợp hay thu thập gúi tin và tạo chựm dữ liệu, định tuyến, ấn định bước
Liờn kết WDM WDM
Node biờn Node mạng lừi
súng và xõy dựng lược đồ cho cỏc chựm dữ liệu trờn. Node mạng lừi thực hiện bỏo hiệu, xõy dựng lược đồ cho cỏc chựm dữ liệu trờn cỏc liờn kết lừi và giải quyết vấn đề xung đột. Ngược lại với quỏ trỡnh ở node biờn lối vào, node mạng biờn lối ra thực hiện phõn chia chựm dữ liệu thành cỏc gúi tin và gửi chỳng tới lớp mạng cao hơn.
Hỡnh 2.2 Sơ đồ khối chức năng mạng chuyển mạch chựm quang
Cấu trỳc mạng cú thể mỗi node mạng thực hiện chuyển tải cả lưu lượng mới từ thiết bị đầu cuối lẫn lưu lượng quang trung chuyển qua nú. Bởi vậy, mỗi node mạng sẽ bao gồm một bộ định tuyến lừi và một bộ định tuyến biờn. Cấu trỳc cỏc bộ này được chỉ ra trờn hỡnh 2.3 và hỡnh 2.4.
Hỡnh 2.3 Cấu trỳc bộ định tuyến tại node mạng lừi
Định tuyến và ấn định bước súng Tạo chựm dữ liệu Phần lập lịch Node mạng biờn lối vào
Phần lập lịch Bỏo hiệu Giải quyết tắc nghẽn Node mạng lừi Chuyển tiếp gúi dữ liệu Tỏch chựm dữ liệu Node mạng biờn lối ra Lưu lượng lối vào Lưu lượng lối ra
Hỡnh 2.4 Cấu trỳc bộ định tuyến tại node mạng biờn
Cỏc bộ định tuyến tại node lừi được xõy dựng bởi hai phần một là phần kết nối chộo quang (OXC) và phần điều khiển chuyển mạch (SCU). Phần điều khiển chuyển mạch tạo và duy trỡ một bảng định tuyến và phục vụ lập cấu hỡnh phần kết nối chộo quang. Khi bộ điều khiển chuyển mạch nhận gúi tin tiờu đề của chựm dữ liệu, nú nhận biết được đớch mà chựm dữ liệu cần phải tới, nú thụng qua phần xử lý bỏo hiệu, bộ định tuyến để tỡm một cổng lối ra cần thiết. Nếu cổng ra sẵn sàng khi chựm dữ liệu tới thỡ phần điều khiển chuyển mạch SCU thực hiện cấu hỡnh phần kết nối chộo cho phộp chựm dữ liệu đi qua. Ngược lại, nếu cổng lối ra khụng sẵn sàng thỡ phần kết nối chộo được cấu hỡnh tuỳ thuộc vào giải phỏp chống xung đột thực thi trong mạng. Túm lại phần SCU cú cỏc chức năng đọc cỏc thụng tin tiờu đề, xõy dựng lược đồ, phỏt hiện và giải quyết xung đột, chuyển tiếp bản tin tiờu đề, điều khiển ma trận chuyển mạch, tỏi tạo tiờu đề và điều khiển chuyển đổi bước súng. Trong trường hợp chựm dữ liệu đi đến phần kết nối chộo ở trường chuyển mạch trước khi gúi điều khiển tới, chựm dữ liệu cú thể sẽ bị rớt dẫn tới mất dữ liệu [8].
Bộ định tuyến biờn thực hiờn chức năng sắp xếp cỏc gúi tin, đệm cỏc gúi, liờn kết cỏc gúi thành chựm dữ liệu và phõn chia chựm dữ liệu thành cỏc gúi tin theo yờu cầu trong phần tiờu đề của chỳng. Cú nhiều phương phỏp hỡnh thành chựm dữ liệu như phương phỏp dựa trờn ngưỡng hay cơ cấu định thời được sử dụng để tổng hợp cỏc gúi dữ liệu thành cỏc chựm dữ liệu quang và truyền chỳng qua mạng. Cấu trỳc của một bộ định tuyến biờn được cấu thành bởi phần định tuyến, phần tạo chựm dữ liệu và phần lập lịch trỡnh cho chựm dữ liệu. Phần định tuyến sẽ lựa chọn cổng lối ra phự hợp với mỗi gúi tin và đưa chỳng tới bộ tạo chựm dữ liệu. Phần tạo chựm dữ liệu thực hiện tạo chựm dữ liệu, bao gồm cỏc gúi dữ liệu cú phần tiờu đề chứa thụng tin về bộ định tuyến biờn đú. Trong phần tạo chựm dữ liệu dữ liệu sẽ cú một hàng đợi cỏc gúi cho mỗi lớp lưu lượng. Phần lập lịch tạo ra chựm dữ liệu dựa trờn kỹ thuật tạo chựm dữ liệu và chuyển chỳng tới cổng lối ra yờu cầu. Tại một bộ định tuyến biờn lối ra, chựm dữ liệu sẽ được phõn tỏch thành cỏc gúi và chuyển chỳng tới lớp mạng cao hơn.
Một cấu trỳc dựa trờn kỹ thuật mạng OBS đó được phỏt triển và được đề cập như hệ thống chuyển mạch chựm quang được định tuyến theo bước súng (WR-OBS). Một mạng WR-OBS là mạng kết hợp cỏc chức năng của mạng OBS và chuyển mạch kờnh nhanh nhờ kỹ thuật ấn định và giải phúng động cỏc bước súng trờn mạng lừi quang khụng sử dụng đệm. Ưu điểm của cấu trỳc này so với mạng OBS thụng thường là phản ỏnh được chất lượng dịch vụ. So với cỏc mạng quang định tuyến bước súng (WRON) tĩnh nú cú ưu điểm là tương thớch nhanh với sự thay đổi của lưu lượng trong cỏc mạng quang và sử dụng cỏc kờnh bước súng hiệu quả hơn [9].
Trong mạng WR-OBS phần phục vụ yờu cầu tập trung cú thể đỏp ứng việc tớch luỹ tài nguyờn thực hiện cỏc yờu cầu kết nối khỏc nhau trong mạng. Mỗi node mạng biờn lối vào gửi đi cỏc yờu cầu kết nối để yờu cầu được phục vụ, cỏc yờu cầu này được xếp trong hàng đợi tuỳ thuộc vào node mạng biờn đớch hay phõn lớp chất lượng dịch vụ. Việc phục vụ tập trung ở đõy là thực hiện ấn định tài nguyờn dựa trờn thụng tin trạng thỏi của cỏc bước súng trờn mỗi liờn kết trong toàn mạng. Phần phục vụ yờu cầu tập trung cũng cú thể đỏp ứng việc xử lý cỏc yờu cầu kết nối riờng biệt, tớnh toỏn định tuyến theo yờu cầu từ nguồn tới đớch và cũng tớch luỹ số cỏc bước súng yờu cầu trờn mỗi liờn kết. Node mạng
biờn lối vào bắt đầu quỏ trỡnh truyền dữ liệu chỉ sau khi nú nhận được bản tin xỏc nhận từ phần phục vụ yờu cầu.