CHƯƠNG III: MỘT SỐ VẤN ĐỀ KHÁC LIÊN QUAN ĐẾN IP/QUANG
3.4.3.Chuyển mạch burst quang
Trong các mạng chuyển mạch burst quang, các chùm dữ liệu bao gồm nhiều gói được chuyển mạch thông qua mạng toàn quang. Một bản tin điều khiển được truyền đi trước chùm để thiết lập cấu hình chuyển mạch trên tuyến truyền của chùm. Các chùm dữ liệu truyền sau tiêu đề mà không cần đợi bản tin xác nhận kết nối đã hoàn thành.
Hình 3.3 Cấu trúc mạng OBS
Mỗi sợi quang có thể hỗ trợ các kênh đa bước sóng sử dụng ghép kênh WDM. Một chuyển mạch chùm quang truyền tải một chùm từ một cổng đầu vào tới cổng đầu ra tại đích của nó. Các sợi liên kết có thể mang nhiều bước sóng, mỗi bước sóng có thể được xem như một kênh mang thông tin (truyền các chùm thông tin). Gói điều khiển có thể được truyền trong băng trên cùng kênh dữ liệu hoặc trên một kênh điều khiển riêng. Một chùm có thể mang một hay nhiều gói IP.
Chuyển mạch burst quang là sự kết hợp các lợi thế của chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói. Nó cho phép truyền tải lưu lượng trực tiếp qua mạng WDM mà không cần bộ đệm quang, sử dụng các sơ đồ định trước một hướng, truyền tức thời. Burst dữ liệu đi sau gói điều khiển tương ứng. Dữ liệu và các thông tin điều khiển được truyền đi thông qua các kênh có bước sóng khác nhau trong hệ thống ghép kênh phân chia theo bước sóng. Khi các burst và mào đầu được phân tách và truyền theo các kênh khác nhau,cần có các giao thức tránh mất các burst . Thực chất OBS xem lớp quang như phương tiện truyền thông trong suốt cho các ứng dụng
- tách biệt giữa kênh điều khiển và kênh dữ liệu(truyền ở các bước sóng khác nhau)
- Tài nguyên được cấp phát một chiều, node nguồn không cần đợi thông tin phản hồi từ node đích trước khi nó bắt đầu truyền burst
- Kích thước của burst có thể thay đổi theo yêu cầu
- Không cần bộ đêm quang trong các node trung gian. Khả năng tận dụng băng thông, khả năng thích ứng cao như chuyển mạch gói
Bước sóng điều khiển được sử dụng đê truyền các khe điều khiển. Trong một vòng Ring N nút có N khe điều khiển, mỗi khe cho một node được nhóm lại thành khung
Tại lối vào nút biên các gói đến được kết hợp từ các đầu cuối client thành các chùm. Các chùm được truyền toàn quang trên các bộ định tuyến lõi OBS. Lối ra nút biên trên chùm thu về sẽ tách thành các gói và chuyển tiếp các gói tới các client đích
Trong mạng chuyển mạch chùm quang. Đầu vào nút biên thực hiện kết hợp thành chùm, định tuyến, gán bước sóng và lập lịch cho các chùm tại nút biên. Nút lõi thực hiện báo hiệu, lập lịch các chùm trên các liên kết lõi và giải quyết tranh chấp. Đầu ra nút biên chủ yếu là tách các gói từ các chùm và chuyển các gói tới lớp mạng cao hơn.
Bộ định tuyến lõi bao gồm một bộ nối chéo OXC và một khối điều khiển chuyển mạch (Switching Control Unit - SCU). Khối điều khiển chuyển mạch tạo và duy trì bảng chuyển tiếp và thực hiện cấu hình OXC. Khi SCU nhận được một gói tiêu đề chùm nó xác định đích của chùm và chỉ thị cho bộ định tuyến xử lý báo hiệu để tìm ra cổng ra mong muốn. Nếu cổng ra khả dụng khi đó chùm số liệu đến, SCU cấu hình cho OXC cho số liệu đi qua. Nếu cổng ra không khả dụng thì OXC sẽ được cấu hình phụ thuộc trên mức độ tranh chấp bổ sung trong mạng. Tóm lại SCU thực hiện phiên dịch tiêu đề, lập lịch, phát hiện tranh chấp, quyết định, tra cứu bảng định tuyến, điều khiển ma trận chuyển mạch, ghi lại tiêu đề chùm và điều khiển chuyển đổi bước sóng. Trong trường hợp một chùm số liệu đến OXC trước gói điều khiển của nó, chùm khi đó sẽ bị mất.
Bộ định tuyến biên thực hiện các chức năng sắp xếp các gói, đệm các gói, kết hợp các gói thành chùm, tách các gói nguyên thuỷ của nó. Kiến trúc định tuyến biên bao gồm một khối định tuyến (Routing Module - RM), một bộ kết hợp chùm
một bộ lập lịch. Khối định tuyến lựa chọn cổng ra thích hợp cho mỗi gói và gửi mỗi gói đến khối kết hợp chùm tương ứng. Mỗi khối kết hợp chùm thực hiện kết hợp các gói với các tiêu đề cho bộ định tuyến lối cụ thể. Trong khối kết hợp chùm, có một hàng đợi gói riêng cho từng lớp lưu lượng. Bộ lập lịch tạo ra một chùm theo kỹ thuật kết hợp chùm và truyền chùm ra cổng ra mong muốn. Tại bộ định tuyến đầu ra, chùm được tách ra thanh các gói và chuyển lên lớp mạng cao hơn.
Hình 3.4 IP over OBS sử dụng MPLS
MPLS đóng vai trò quan trọng trong kĩ thuật lưu lượng và cả trong mạng OBS. Mỗi kết nối chéo quang sẽ có thong tin trao đổi nhãn về các tuyến đã tính toán tính toán trước trong cơ sở thong tin nhãn LIB. LIB có thể thiết lập bằng cách sử dụng các giao thức định tuyến, giao thức phân phối nhãn định tuyến cưỡng bức CR-LDP để phân phối nhãn. Bất kì khi nào router vào có chum dữ liệu cần phát thì nó sẽ tham chiếu LIB xác định nhãn phù hợp. Nhãn này có trong gói điều khiển đi trước chum dữ liệu. Nhãn điều khiển chứa thong tin về giao diện ra, ưu tiên, thong tin QoS. Khi gói điều khiển đi tới một node trung gian bất kì thì sẽ có các hoạt động sau:
Thiết lập kết nối chéo để chuyển mạch chum dữ liệu tương ứng với gói điều khiển trong phạm vi toàn quang. Sử dụng thong tin về chiều dài và offset của chum dữ liệu để xác định. Gói điều khiển sau đó được trao đổi nhãn, gán them
thômg tin về bước song và được chuyển tiếp trên trên kênh điều khiển riêng của sợi quang do LIB chỉ định