c. Kết cấu OXC dựa vào chuyển mạch chia bước súng
2.1.1 Giải phỏp WCA trong định tuyến và gỏn bước súng
Một số giả thiết
Giải phỏp WCA xõy dựng trờn một số giả thiết sau đõy:
• Giả thiết rằng tốc độ đến của cỏc yờu cầu kết nối tuõn theo luật phõn bố Poisson và thời gian chiếm giữ đường truyền tuõn theo luật phõn bố hàm số mũ.
• Mỗi node mạng cú một số hữu hạn cỏc bộ chuyển đổi bước súng và sự chuyển đổi là hoàn toàn súng (bất kỳ một đầu vào cú thể nào đến bất kỳ một đầu ra cú thể nào).
• Việc định tuyến gỏn bước súng được thực hiện phõn tỏn (định tuyến gỏn bước súng tại mỗi nỳt một cỏch độc lập)
Mụ hỡnh hệ thống
Mụ hỡnh húa mạng WDM bằng đồ thị G (N,L), trong đú N là tập cỏc nỳt (node) và L là tập cỏc tuyến (link).
Thiết lập cỏc tham số liờn quan bao gồm: Tổng số bước súng sử dụng tại nỳt và trờn tuyến, tổng số bộ chuyển đổi bước súng, số bước súng cho phộp tại nỳt, số bước súng cho phộp tại đầu vào của nỳt, số lượng luồng nhỏnh cho phộp của một cạnh trờn luồng nhỏnh từ nguồn đến đớch khụng cần đến bộ chuyển đổi bước súng và số lượng luồng nhỏnh trờn mỗi cạnh từ nguồn đến đớch cần phải sử dụng bộ chuyển đổi bước súng. Giải phỏp tổng thể - Chuyển đồ thị nhằm mục đớch định tuyến. - Xỏc định đường đi ngắn nhất. - Chuyển đồ thị nhằm mục đớch gỏn bước súng. - Thực hiện giải phỏp gỏn bước súng.
Sau đõy là một số bước thực hiện cụ thể: • Thực hiện định tuyến nguồn đến đớch
Chuyển mạng gốc thành đồ thị bổ trợ, bằng cỏch dựng hai nỳt giả ngẫu nhiờn S và D kết nối trực tiếp với hai nỳt nguồn đớch trong mạng gốc với chi phớ kết nối là 0. Sau đú thực hiện chuyển đổi tuyến trong mạng gốc thành đỉnh và
cạnh trong đồ thị bổ trợ. S và D đúng vai trũ như cỏc nỳt trung gian, khụng tham gia quỏ trỡnh chuyển đổi này.
Hỡnh 2.2 (a) Đồ thị mạng gốc trong giải phỏp WCA
Hỡnh 2.2 (b) Đồ thị bổ trợ trong giải phỏp WCA
Trong mạng WDM, đường quang động cú thể khụng thiết lập qua một nỳt (node) cú gỏn bước súng đầu vào đầu ra cho phộp, khi tại đầu đú khụng cú bộ chuyển đổi bước súng phự hợp với cỏc bước súng vào ra cũn cú thể sử dụng. Do đú khi thiết lập hàm tớnh toỏn tham số tải trọng của cạnh trờn đồ thị bổ trợ, cần phải dựa vào tham số trạng thỏi của đường tuyến như số bước súng đầu vào đầu ra cho phộp, số lượng cũng như giải chuyển đổi cũng như dải chuyển đổi của cỏc bộ chuyển đổi bước súng tại nỳt.
Tải trọng của một cạnh trờn đồ thị bổ trợ được xỏc định bằng xỏc suất của cỏc luồng nhỏnh cho phộp đi qua cạnh đú.
Giải thuật tỡm đường Dijkstra được ỏp dụng để tỡm đường đi ngắn nhất trong đồ thị bổ trợ (tải trọng của luồng nhỏnh là thấp nhất), tương ứng với đường
đi từ nguồn đến đớch trong mạng gốc. Trong đồ thị bổ trợ này, khụng quan tõm đến cỏc kờnh trờn một tuyến giữa hai nỳt, mà chỉ quan tõm đến tải trọng của chỳng.
• Gỏn bước súng
Cỏc đường đi tối ưu được ỏp đặt trong biểu đồ bổ trợ để tạo ra đồ thị bổ trợ của bước súng tiếp theo trong giải phỏp tổng thể. Tại thời điểm này chỉ quan tõm đến cỏc luồng nhỏnh tối ưu tỡm được theo giải phỏp trờn và xột đồ thị bổ trợ trờn tập cỏc luồng nhỏnh này.
• Cỏc thuật toỏn được ỏp dụng
- Thuật toỏn FFWF(First Fit Wavelength First)
Node nguồn sẽ thực hiện và gỏn bước súng chưa dựng đầu tiờn nú tỡm thấy trờn đường đi tối ưu từ nguồn tới đớch xỏc định theo giải thuật định tuyến. Khi việc gỏn bước súng thực hiện trờn một tuyến, yờu cầu kết nối sẽđược gửi tới một node kế cận, và quỏ trỡnh tiếp tục. Tại node thuật toỏn luồng ưu tiờn sử dụng bộ chuyển đổi bước súng nếu cho phộp. Bản tin từ chối yờu cầu trả về trong hai trường hợp, hoặc khụng thể gỏn được trờn toàn bộ tuyến, hoặc cho phộp một bước súng trờn đường quang động được xỏc định.
- Thuật toỏn LEC (Least Converter First )
Giải thuật LEC được coi vấn đề gỏn bước súng như vấn đề định tuyến và giải thuật Dijkstra để tỡm giải phỏp. Lý do đưa ra là số bộ chuyển đổi bước súng tại node cú thể rất nhỏ số bước súng cho phộp sử dụng tại node đú, nú cú thểđưa tham số này vào để xem xột trong vấn đề gỏn bước súng. Một biểu đồ bổ trợ cũng được lập ra tương tự, nhưng trong giải thuật này, chỉ quan tõm đường đi tối ưu tỡm được trong giải thuật định truyến. Tải trọng LEC xỏc định theo cỏch tương tự, tức là một kờnh cú tải trọng hữu hạn nếu nú chưa sử dụng, và nú cú tải trọng là vụ hạn nếu nú đang sử dụng. Tải trọng của một cạnh chuyển đổi bằng g và lớn hơn tổng của bất kỳ đường nào chưa dựng mà cú bộ chuyển đổi bước súng tại node đạt bằng 0. LEC sẽ thiết lập một đường quang cho một yờu cầu kết nối với tối thiểu húa cỏc bộ chuyển đổi được sử dụng. Nếu khụng cú đương quang nào được thiờt lập yờu cầu kết nối bị từ chối.
- Thuật toỏn LCC (Least Converter Cost First)
LCC tương tự như LEC nhưng hàm tải trọng xõy dựng khụng tuyến tớnh. Nú đặt ra giả thiết rằng việc sử dụng cỏc bộ chuyển đổi bước súng tại cỏc node cú hiệu suất sử dụng chuyển đổi bước súng cao sẽ phải trả với chi phớ cao.