Kiến trúc chuyển mạch định tuyến b−ớc sóng đệm đầu ra đã đ−ợc nghiên cứu từ những năm 1992 bởi Gabriagues và Jacob, và đ−ợc 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 đ−ợc điều khiển bằng điện. Khối mã hoá gói tin bao gồm N bộ chuyển đổi b−ớc sóng khả chỉnh TWC's để chuyển đổi gói tin sang một b−ớc sóng t−ơng ứng với đầu ra yêu cầu. Tầng đệm là một ma trận chuyển mạch N xK cổng SOA và K đ−ờng dây trễ, ma trận chuyển mạch sẽ h−ớng các gói tin
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 b−ớc sóng.
Mã hoá gói Đệm gói tin Tách gói tin 1 N 1 K 1 K
tới đ−ờng dây trễ cần thiết. Bộ điều khiển điện sẽ đảm bảo các gói tin cần tới đích sẽ 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 đ−ờng dây trễ khác nhau tới tất cả các cổng đầu ra. Bộ lọc sẽ chọn lọc các gói tin có b−ớc sóng t−ơng ứng với cổng đầu ra đó. Số l−ợng 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 b−ớc sóng là chuyển mạch gói quang mạng biên đã đ−ợc 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 b−ớc sóng nh− trên hình 3.41.
Tr−ờng chuyển mạch N xN đ−ợc tạo ra nhờ sử dụng N b−ớc sóng để định tuyến các gói tin. Trong AWGM, mỗi gói tin sẽ đ−ợc định tuyến theo cổng đầu vào và b−ớc sóng. Do đó, mỗi cổng đầu vào cần phải có một b−ớc sóng riêng biệt cho mỗi đầu ra. Ngoài ra, các gói tin h−ớng từ các đầu vào khác nhau tới cùng một đầu ra cần phải có b−ớc sóng khác nhau, ví dụ gói tin từ cổng đầu vào 1 tới cổng đầu ra 1 sẽ nhận b−ớc
sóng λ1, gói tin từ đầu vào 2 tới cổng đầu ra 1 sẽ nhận b−ớc sóng λ2, và gói tin từ đầu
vào 1 tới đầu ra 2 sẽ nhận b−ớc sóng λ3. Mỗi đầu vào và đầu ra có thể chứa một gói tin
tại một thời điểm.
Bộ định tuyến AWGM TWC TWC TWC Bộ đệm ghép quay vòng Bộ đệm ghép quay vòng Bộ đệm ghép quay vòng G1 G2 Couple r G2 G1 Khối m Couple r Khối 1 Đệm ghép quay vòng
Tr−ớc tiên, các gói tin sẽ đ−ợc h−ớng tới các bộ chuyển đổi b−ớc sóng khả chỉnh TWC's, sau đó đi qua AWGM và tới một trong các bộ đệm ghép quay vòng. TWC sẽ lựa chọn một b−ớc sóng thích hợp cho mọi gói tin và sau đó, AWGM định tuyến các gói tin tới đầu ra theo yêu cầu theo b−ớc 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 đ−ợc đệm.
ý t−ởng 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 đ−ợc chuyển tới mạch lặp rỗi gần đầu ra nhất có thể. Nếu các bộ đệm trống hoàn toàn, thì các tín hiệu sẽ đ−ợc sao chép tới các bộ lọc thông dải tại cổng đầu ra. Tất cả các bộ lọc b−ớc 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 b−ớc sóng sẽ đ−ợc sao chép tới bộ lựa chọn b−ớc sóng một lần nữa. Khi tất cả các gói tin trong mạch lặp gần nhất tới bộ lựa chọn đã đ−ợc chuyển ra ngoài, thì luồng gói tin trên mỗi mạch lặp lại đ−ợc sao chép tới mạch lặp tiếp theo. Ví dụ tại mọi khe thời gian, luồng gói tin từ mỗi mạch lặp thứ i sẽ đ−ợc chuyển tới mạch lặp thứ (i-1) khi và chỉ khi tất cả các gói tin trong mạch lặp thứ i đã đ−ợc chuyển tiếp. Bộ điều khiển điện sẽ tính toán khi nào gói tin từ mạch lặp 1 đ−ợc chuyển tiếp và tín hiệu từ các mạch lặp khác đ−ợc chuyển tới mạch lặp quay vòng tiếp theo.