CHƯƠNG 3: PHÁT TRIỂN GIẢI PHÁP XỬ LÝ MÀO ĐẦU GÓI TOÀN QUANG DỰA TRÊN KỸ THUẬT ĐIỀU CHẾ VỊ TRÍ XUNG SỬA ĐỔI (MPPM)
3.1 KỸ THUẬT ĐIỀU CHẾ VỊ TRÍ XUNG SỬA ĐỔI (MPPM)
3.1.1 Kỹ thuật điều chế vị trí xung (PPM)
3.1.1.2 Ứng dụng kỹ thuật PPM cho xử lý mào đầu gói toàn quang
Trong một nút điển hình có một bảng định tuyến thông thường với 2N mẫu địa chỉ, xác định mỗi cổng ra (nút có thể có M cổng đầu ra) cho một gói với địa chỉ N bit riêng [14], [49], [90], đây chính là thông tin định tuyến, thí dụ như trên hình 3.2. Một nút đưa ra một quyết định định tuyến bằng cách tương quan địa chỉ mào đầu gói với một mẫu địa chỉ duy nhất trong bảng định tuyến. Trong trường hợp xấu nhất, khi mà tất cả mẫu địa chỉ được kiểm tra (tương quan toàn bộ), nút cần phải thực hiện tương quan quang 2N lần. Khi số mẫu địa chỉ trong bảng định tuyến lớn, quá trình tương quan yêu cầu: (i) sự tương quan tuần tự mà dài thì phải sử dụng số lượng bộ tương
quan quang (cổng logic quang) tối thiểu hoặc (ii) phải sử dụng một số lượng lớn bộ tương quang quang song song để tương quang đồng thời. Trong cả hai trường hợp, yêu cầu sự hợp lí giữa tốc độ nhận dạng mào đầu và giá/độ phức tạp của nút. Do đó, cần giảm số mẫu địa chỉ trong bảng định tuyến trong khi vẫn duy trì đầy đủ thông tin định tuyến để làm giản đồ nhận dạng mào đầu đơn giản hơn.
Hình 3.2: Bảng định tuyến thông thường (với N=5, có thể có 32 mẫu địa chỉ P) tại một nút và các tương quan tuần tự [41].
Trong bảng định tuyến thông thường số mẫu địa chỉ có thể có bằng 2N, với mỗi mẫu địa chỉ dành cho một cổng ra. Thời gian xử lý mào đầu gói sẽ bị kéo dài trong trường hợp khi các bảng định tuyến có kích thước lớn (nghĩa là: khi N lớn tương ứng có 2N mẫu địa chỉ).
Bảng định tuyến vị trí xung tiêu chuẩn (PPRT) là một sự lựa chọn thay thế để tạo ra bảng định tuyến có kích thước giảm xuống bằng cách giới hạn số mẫu địa chỉ cho M cổng ra của nút và do đó rút ngắn thời gian xử lý.
Một bảng định tuyến vị trí xung (PPRT) tiêu chuẩn được xây dựng theo các qui tắc như sau [21], [41]:
Qui tắc 1: Từ bảng định tuyến thông thường, tất cả các giá trị thập phân của mẫu địa chỉ (P) có cùng cổng ra #k (k= 1, 2,..., K) sẽ được nhóm vào trong một tập Pk. Số các thành phần của Pk là Nk = length(Pk).
Qui tắc 2: Mẫu địa chỉ thứ k trong PPRT sẽ được tạo thành một khung PPM có2N khe chứa Nk xung quang. Các xung này nằm ở các ví trí tương ứng với giá trị thập phân cho trong Pk.
Bảng 3.1 biểu diễn một dạng PPRT tiêu chuẩn với số đầu ra K=4 dựa trên bảng định tuyến thông thường đã được đưa ra trong hình 3.2 với N=5 bit. Mỗi mẫu địa chỉ PPM tiêu chuẩn được tạo ra trong bảng là một khung PPM có 32 khe với số các xung nằm ở vị trí các khe tương ứng với giá trị thập phân của các mẫu địa chỉ gán cho đầu ra riêng của nút. Khi một địa chỉ mào đầu gói tương hợp với các mẫu địa chỉ có giá trị thập phân là 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31 thì toàn bộ gói sẽ được chuyển tiếp tới cổng đầu ra số 1 của nút. Đối với tập P1= {24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31}
trong PPRT tiêu chuẩn, mẫu địa chỉ thứ nhất có các xung nằm ở các vị trí 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31. Tương tự đối với các tập P2= {16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23 }; P3= {8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15}; P4= {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7} của PPRT tiêu chuẩn, các mẫu địa chỉ thứ hai, thứ ba và thứ tư sẽ có các xung nằm ở các vị trí tương ứng là 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23; 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15; 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7.
Bảng 3.1: Bốn mẫu địa chỉ PPM trong bảng PPRT tiêu chuẩn được tạo ra từ bảng định tuyến thông thường (RT) trong hình 3.2 [41].
Giả thiết là một địa chỉ mào đầu gói có giá trị thập phân là 7 được chuyển sang dạng PPM, địa chỉ PPM có một xung nằm ở vị trí khe 7 như trên hình 3.1. Tương
quan giữa địa chỉ PPM này với các mẫu địa chỉ PPRT tiêu chuẩn trong bảng 3.1 sẽ cho kết quả một đầu ra duy nhất cho mẫu địa chỉ PPRT tiêu chuẩn với một xung ở vị trí số 7, như minh họa trên hình 3.3. Rõ ràng là với PPRT tiêu chuẩn số mẫu địa chỉ đã giảm từ 2Nxuống còn K mẫu địa chỉ.
Hình 3.3: Tương quan giữa địa chỉ PPM và các mẫu địa chỉ trong PPRT tiêu chuẩn [41].