Hình 4.1. Sơ đồ chức năng OBS
Hình trên mô tả sơ đồ chức năng của hệ thống OBS. Hệ thống OBS gồm 3 khối chính: Hệ chuyển mạch biên vào (Edge Node - Nút biên vào), hệ chuyển mạch lõi (Core Node – Nút lõi) và hệ chuyển mạch biên ra (Edge Node – Nút biên ra).
Hệ chuyển mạch biên vào gồm các thành phần chính là: bộ kết hợp chùm (Burst Assembler), modul định tuyến và chuyển đổi bƣớc sóng (Routing & Wavelength Assignment), và bộ lập lịch biên (Edge Scheduling).
Hệ chuyển mạch biên ra gồm các thành phần chính là: Giải kết hợp chùm (Burst Disassembly), chuyển tiếp gói (Packet Forwarding).
Hình 4.2. Kiến trúc nút biên OBS
Hình trên mô tả kiến trúc của nút biên OBS gồm các thành phần chính là: một modul định tuyến (RM – Routing Module), bộ kết hợp chùm (BA – Burst Assembler), và bộ lập lịch (S – Scheduler).
Hệ chuyển mạch chùm quang biên (Node biên OBS) gồm hai loại, nút biên đầu vào và nút biên đầu ra. Chúng là giao diện giữa mạng IP và mạng OBS. Trong mạng OBS, các gói IP khác nhau đƣợc tập hợp thành các chùm tại nút biên lối vào sau đó nó đƣợc truyền đi, và các IP đã đƣợc kết hợp lại này sẽ đƣợc tách rời trở lại tại nút biên đầu ra, quá trình này đƣợc thể hiện nhƣ sau:
Tƣơng ứng với mỗi chùm gói tin điều khiển đƣợc tạo ra. Gói tin điều khiển mang thông tin nhƣ chiều dài chùm, thời gian đến của chùm, thông tin về nút đích và đƣợc gởi trên kênh điều khiển có bƣớc sóng dành riêng còn chùm đƣợc gửi đi trên các kênh dữ liệu. Sự phân chia xử lý này làm cho kênh điều khiển có thể hoạt động ở tốc độ bit thấp hơn so với kênh dữ liệu nên có thể sử dụng các phƣơng pháp điều chế khác nhau. Vì một gói điều khiển nhỏ hơn nhiều so với một chùm dữ liệu nên một kênh điều khiển thƣờng mang hàng trăm gói điều khiển, tƣơng ứng với hàng trăm chùm dữ liệu.
Cấu trúc cơ bản của nút biên lối vào nhƣ hình:
Hình 4.4. Cấu trúc của node biên lối vào
Ở nút biên lối vào, chùm đƣợc thiết lập từ các gói tin sau đó đƣợc đƣa đến bộ sắp xếp chọn đƣờng ra cho chùm và truyền trên đƣờng truyền. Gói tin điều khiển cũng đƣợc truyền đi trên kênh bƣớc sóng riêng. Ở nút biên lối ra, các kênh dữ liệu DCG (Data Channel Group) đƣợc đƣa đến bộ nhận chùm. Các kênh điều khiển CCG (Control Channel Group) đƣợc đƣa đến bộ nhận gói tin điều khiển (BHP Receiver).
Hình 4.5. Cấu trúc của node biên đầu ra
Tại nút biên lối ra chùm đƣợc đƣa đến bộ tách chùm để tách thành các gói tin ban đầu, sau đó đƣợc đƣa đến chuyển mạch để chuyển mạch đến cổng ra theo yêu cầu.
Trong nút biên lối vào, khối chức năng chính là bộ phát với bƣớc sóng điều chỉnh đƣợc còn ở nút biên đầu ra là bộ nhận chùm.
Bộ phát với bước sóng điều chỉnh được (Fast Tunable Laser)
Đây là thành phần chính trong nút biên lối vào, nó cho phép điều chỉnh bƣớc sóng trong một băng thông bƣớc sóng cho trƣớc để truyền chùm trên các bƣớc sóng khác nhau. Các bộ phát bƣớc sóng có thể sử dụng kết hợp với bộ chuyển đổi bƣớc sóng giúp cho việc giải quyết hiệu quả xung đột trong mạng OBS.
Bộ nhận burst (Burst receiver)
Bộ nhận burst có nhiệm vụ lấy lại thông tin về chiều dài chùm và bù lại những suy hao trên đƣờng truyền. Bộ nhận burst phải có khả năng xử lý các thông số sau:
Cấu trúc chùm khác nhau: do có nhiều phƣơng pháp điều chế khác nhau nên có thể có các cấu trúc chùm khác nhau. Các hệ thống truyền dẫn hiện có dựa trên phƣơng pháp điều chế N RZ (non-return to zero) và sự phát hiện trực tiếp tín hiệu dữ liệu. Nếu sử dụng phƣơng pháp điều chế DPSK (differential PSK) thì độ nhạy cao hơn và thích hợp với nhiều loại kiến trúc vật lý hơn. Trong mạng OBS đều có thể sử dụng các phƣơng pháp điều chế này nên burst receiver phải có khả năng xử lý các cấu trúc riêng của mỗi phƣơng pháp.
Sự thay đổi độ dài chùm: các chùm trong OBS có thể có độ dài khác nhau nên bộ thu cần phải đồng bộ với mọi chùm đến.
Sự thay đổi của khoảng hở giữa các chùm: Bộ thu phải có khả năng nhận đƣợc chùm đơn sau một khoảng hở giữa các chùm. Nếu bộ thu có thể hoạt động trong chế độ truyền liên tục thì không cần quan tâm đến khoảng hở giữa các chùm khi và chỉ khi các chùm đến bộ thu từ một bộ phát. Nếu chùm gởi đi từ các bộ phát khác nhau thì sự đồng bộ khoảng hở giữa các chùm là cần thiết.
Công suất chùm thay đổi: các chùm khác nhau đƣợc khuếch đại và suy hao khác nhau trên đƣờng truyền do đó bộ thu phải có khả năng đáp ứng đối với các mức công suất khác nhau của các chùm khác nhau.