2.2.2.1 Giới thiệu chung
Như chỳng ta đó núi ở phần trước, cỏc mạng định tuyến theo bước súng khụng hiệu quả trong hầu hết cỏc trường hợp trừ khi kết nối được thiết lập và duy trỡ trong một khoảng thời gian tương đối dài. Điều này chớnh là do định tuyến bước súng tương tự như chuyển mạch kờnh, tức là kết nối giữa hai đầu nguồn và đớch phải được thiết lập trước khi dữ liệu cú thể được truyền đi. Quyết định chuyển cũng được tạo ra tại thời
điểm thiết lập cuộc gọi và trong suốt quỏ trỡnh diễn ra cuộc gọi, bộ chuyển mạch phải
đọc, lưu và chuyển từng khung dữ liệu cuộc gọi mà nú nhận được. Dữ liệu mào đầu (overhead) là rất lớn tại thời điểm thiết lập cuộc gọi và ớt đi trong thời gian cuộc gọi thực hiện. Tuy vậy, thụng thường thời gian của cuộc gọi dài hơn rất nhiều so với thời gian thiết lập và ngắt cuộc gọi nờn hiệu quả của phương phỏp này là cao nếu như băng thụng được tận dụng tối đa trong quỏ trỡnh gọi. Chớnh nhược điểm này của mạng định tuyến bước súng làm cho cỏc nghiờn cứu tập trung vào phương phỏp chuyển mạch gúi quang bởi vỡ phương phỏp này tận dụng được băng thụng của mạng bằng cỏch sử dụng ghộp kờnh thống kờ cho chia sẻ băng thụng[2].
Trong cỏc mạng chuyển mạch gúi, lưu lượng IP được xử lý và chuyển mạch tại cỏc bộ định tuyến IP theo từng gúi tin một. Mỗi gúi tin IP đều chứa phần trọng tải (payload) và phần mào đầu (header). Phần mào đầu gúi tin chứa thụng tin cần thiết để định tuyến gúi tin cũn phần trọng tải chứa cỏc bản tin dữ liệu. Một bộ chuyển mạch gúi quang WDM bao gồm bốn phần:
- Giao diện đầu vào (input interface): được sử dụng để mụ tả và căn chỉnh gúi tin, và tỏch gỡ thụng tin mào đầu của gúi tin.
- Cơ cấu chuyển mạch (switching fabric): là phần lừi của bộ chuyển mạch. Nú thực hiện chuyển mạch cỏc gúi tin trong vựng quang.
- Giao diện đầu ra (output interface): được sử dụng để tỏi tạo tớn hiệu quang và chốn thụng tin mào đầu.
- Đơn vị điều khiển (control unit): Được sử dụng đểđiều khiển chuyển mạch tiếp dựa trờn cỏc yờu cầu chứa trong phần mào đầu quang.
2.2.2.2 Cụng nghệ chuyển mạch gúi quang
Quỏ trỡnh thực hiện của kỹ thuật chuyển mạch gúi quang được mụ tả trong hỡnh 2.1
Hỡnh 2.1 Chuyển mạch gúi quang[23]
Từ hỡnh trờn ta cú thể túm lược cỏc bước thực hiện của chuyển mạch gúi quang như
sau:
Đồng bộ húa và khụi phục định thời gúi tin
Thực hiện của đồng bộ húa gúi tin bao gồm một bộ nhận dạng bắt đầu gúi tin
được sử dụng để xỏc định vị trớ bắt đầu của gúi tin và một module trễ cú thể lập trỡnh
được dựng để thay đổi thời gian đến của gúi tin.
Phương phỏp này được thực hiện bằng cỏch sử dụng bộ khuếch đại quang bỏn dẫn (SOA) và nú cú thểđược cải thiện nhờ kỹ thuật chuyển đổi bước súng.
Bộđệm
Do khụng cú bộ nhớ RAM quang học phự hợp cho cỏc chuyển mạch gúi quang, ta cần phải tỡm một giải phỏp khỏc, đú là bộ nhớ RAM điện tử. Thiết bị này cú tốc độ
truy cập giới hạn và cần cú bộ chuyển đổi quang-điện-quang và bộ đệm dựa trờn cỏc
đường quang trễ cú hoặc khụng cú khả năng WDM.
Định tuyến gúi tin
Trong khi đang xử lý địa chỉ trong miền điện tử, cỏc chuyển mạch gúi quang sẽ
chuyển hướng và lưu đệm cỏc gúi tin trong miền quang. Cú rất nhiều kiến trỳc chuyển mạch gúi khỏc nhau, vớ dụ như chuyển mạch gúi quang định tuyến theo bước súng, chuyển mạch gúi quảng bỏ và lựa chọn.
Khi một gúi tin đi đến bộ chuyển mạch quang WDM, đầu tiờn nú được xử lý qua giao diện đầu vào, tại đõy nú sẽ tỏch riờng phần thụng tin mào đầu và phần dữ liệu sau đú phần mào đầu sẽđược chuyển đổi vào miền điện tử và được xử lý bởi khối điều khiển; trong khi đú phần dữ liệu vẫn nằm trong miền quang. Sau đú phần dữ liệu sẽ được xử lý bởi cơ cấu chuyển mạch để chuyển đến cổng thớch hợp. Một đặc tớnh chớnh
ởđõy là quyết định khi nào thỡ cần phải đồng bộ. Trong mạng này cơ cấu chuyển mạch tại một nỳt nhận cỏc gúi tin đến với thời gian căn chỉnh là nhỏ nhất. Tuy nhiờn, phương phỏp này phức tạp hơn bởi vỡ chỳng cú cỏc giai đoạn đồng bộ húa căn chỉnh gúi tin. Một phương phỏp khỏc là xõy dựng một mạng khụng đồng bộ mà trong đú cỏc gúi tin cú thể cú kớch thước khỏc nhau. Kiến trỳc của chuyển mạch trong trường hợp này đơn giản hơn mặc dự xỏc suất bất đồng gúi tin cao hơn. Sau khi dữ liệu truyền qua cơ cấu chuyển mạch, nú sẽđược kết hợp với mào đầu đó được chuyển đổi ngược lại vào miền quang tại giao diện đầu ra.[23]