Hình 3.42: Chuyển mạch định tuyến đệm đầu vào
T (M-1)T K x K A W G M TWC TWC TWC K x K A W G M N x N A W G M TWC TWC TWC
Khối điều khiển điện
Lập lịch gói tin Định tuyến gói tin
2 1 N 2 1 N
Chuyển mạch định tuyến b−ớc sóng đệm đầu vào này là cơ sở của chuyển mạch WASPANET, một kiến trúc chuyển mạch rất có tiềm năng trong mạng chuyển mạch gói quang. Một trong các mô hình của kiến trúc này đ−ợc mô tả trên hình 3.42.
Tr−ớc tiên, các gói tin sẽ đ−ợc đệm bộ lập lịch gói tin, mỗi gói tin sẽ nhận một b−ớc sóng theo yêu cầu và đ−ợc đệm trong bộ đệm định tuyến b−ớc sóng. Bộ đệm bao gồm hai khối ghép AWGM kết nối thông qua các đ−ờng dây trễ. Khối AWGM thứ nhất sẽ định tuyến gói tin tới đ−ờng dây trễ yêu cầu dựa trên b−ớc sóng và cổng đầu vào của gói tin, và chỉ một gói tin đ−ợc tới đầu vào hoặc đầu ra của khối tiếp theo. Tuy nhiên cũng có thể có một số gói tin trên cùng một đ−ờng dây trễ, nếu các gói tin này thuộc các b−ớc sóng khác nhau. Khối AWGM thứ hai sẽ h−ớng gói tin tới đầu ra có cùng chỉ số với chỉ số cổng đầu vào của gói tin. Sau đó, khối định tuyến b−ớc sóng kiểm tra b−ớc sóng của gói tin, và gửi gói tin tới cổng đầu ra theo b−ớc sóng. Ta có thể tăng dung l−ợng của chuyển mạch bằng cách thay thế khối ghép AWGM thứ hai bằng hai AWGM nhỏ hơn và đặt chuyển mạch không gian 1x2 tr−ớc đó. Mỗi đầu vào và đầu ra chỉ có thể chứa một gói tin tại một thời điểm.
Trong dự án WASPANET, có ba chuyển mạch định tuyến b−ớc sóng đệm đầu vào đ−ợc triển khai. Chuyển mạch thứ nhất là chuyển mạch gói quang dựa trên AWG đệm feed forward, có hoạt động t−ơng tự nh− chuyển mạch định tuyến b−ớc sóng đệm đầu vào ở trên. Điểm khác nhau chính là chuyển mạch ở trên có một tập hợp các đ−ờng dây trễ có thể trễ đệm một số gói tin trên nhiều b−ớc sóng tại một thời điểm, nên hoạt động chuyển mạch thực hiện độc lập sau khi đệm, còn chuyển mạch trong WASPANET thì mỗi đầu ra của khối ghép AWGM thứ nhất có một bộ đệm riêng, nên hoạt động chuyển mạch diễn ra đồng thời với đệm. Ngoài ra, trong chuyển mạch feed forward chỉ yêu cầu hai khối ghép AWGM, nh−ng số l−ợng bộ biến đổi b−ớc sóng khả chỉnh TWC và đ−ờng dây trễ thì nhiều gầp bội so với chuyển mạch đệm đầu vào. Và chuyển mạch feed forward đã đ−ợc phát triển lên bằng cách sử dụng các tập hợp đ−ờng dây trễ quay vòng. Và chuyển mạch thứ ba đ−ợc gọi là chuyển mạch WASPANET đ−ợc rất nhiều ng−ời biết đến, mô hình b−ớc sóng của chuyển mạch này đ−ợc mô tả trên hình 3.43 nh− sau:
Hình 3.43: Chuyển mạch WASPANET AWG AWG TWCs TWCs Tách kênh Ghép kênh Đầu ra Đầu vào
Hoạt động của chuyển mạch này nh− sau: đầu tiên, các gói tin sẽ đ−ợc chuyển đổi b−ớc sóng theo cổng đầu ra của bộ AWG thứ nhất chọn lựa. Nếu gói tin không cần phải đệm thì nó sẽ đ−ợc chuyển qua bộ chuyển đổi b−ớc sóng khả chỉnh, tới bộ AWG thứ hai và chuyển mạch tới đầu ra chính xác theo b−ớc sóng. Nếu cần phải đệm, gói tin sẽ đ−ợc chuyển mạch tới một trong các cổng của các đ−ờng dây trễ. Chúng sẽ tiếp tục biến đổi b−ớc sóng sang một b−ớc sóng xác định và đ−ợc chia trên tất cả các đ−ờng dây trễ. Tại đầu ra của các đ−ờng dây trễ, một trong các gói tin ở các b−ớc sóng khác nhau sẽ đ−ợc chọn, sau đó đ−ợc chuyển đổi sang một số b−ớc sóng và chuyển ng−ợc trở lại AWG thứ nhất. Cấu hình này chỉ minh họa một mô hình chuyển mạch mà mỗi cổng đầu vào chỉ có một b−ớc sóng, nên mỗi đầu vào và đầu ra chỉ có thể chứa một gói tin tại một thời điểm. Trên thực tế chuyển mạch WASPANET gồm rất nhiều bộ ghép kênh và bộ tách kênh và mỗi mặt chỉ hoạt động ở một b−ớc sóng, nên cấu hình trên chỉ mô tả một mặt của chuyển mạch. Trong chuyển mạch WASPANET, mỗi đầu vào sẽ đ−ợc tách kênh và mỗi bộ tách kênh sẽ gửi gói tin với b−ớc sóng i trên mặt i. T−ơng tự nh− vậy, mỗi đầu ra đ−ợc thực hiện bằng cách ghép phối hợp các đầu ra của các mặt.
3.6.3 Chuyển mạch lựa chọn và quảng bá
Chuyển mạch lựa chọn và quảng bá là một kiến trúc chuyển mạch chung, Loại chuyển mạch này đã đ−ợc thực thi trong nhiều dự án. Chuyển mạch lựa chọn và quảng bá không cần sử dụng phần tử khả chỉnh giống nh− các chuyển mạch định tuyến b−ớc sóng. Lợi ích khác của chuyển mạch là khả năng quảng bá và đa h−ớng. Nguyên lý hoạt động của chuyển mạch là thông tin từ mỗi đầu vào đ−ợc phối hợp với một tín hiệu đ−ợc xao chép tới mỗi đầu ra. Sau đó mỗi khối đầu ra sẽ lọc thông tin nh− yêu cầu (gói) từ tín hiệu và tách các gói ra. Chuyển mạch có thể dựa vào b−ớc sóng (WDM) hoặc dựa vào thời gian (TDM), hoặc sử dụng cả hai.