KỸ THUẬT CHUYỂN MẠCH BURST QUANG và ỨNG DỤNG TRONG MẠNG THẾ hệ mới

Trong ba công nghệ này, chuyển mạch burst quang ra đời nhằm đáp ứng sựbùng nổ dữ liệu, giải quyết được nhược điểm của chuyển mạch kênh quang và làbước trung gian trước khi tiến tới chuyể

BỘ CÔNG THƯƠNGTỔNG CÔNG TY CP ĐIỆN TỬ VÀ TIN HỌC VIỆT NAM

TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ VIETTRONICS

KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP

TÊN ĐỀ TÀI: KỸ THUẬT CHUYỂN MẠCH BURST

: CNKT Điện tử, Truyền thông

Ký duyệt của giáo viên hướng dẫn:

Hải Phòng, tháng 3 năm 2016

LỜI CẢM ƠN

Trong thời gian thực tập và hoàn thành được báo cáo này thì không thể

thiếu được sự hướng dẫn chỉ dạy của cô giáo Vũ Ngọc Quý đã trực tiếp

hướng dẫn để chúng em có thể hoàn thành tốt được báo cáo do nhà trường và khoa đưa ra.

Em xin trân trọng gửi lời cảm ơn tới:

Nhà trường và khoa Điện – Điện tử đã tạo điều kiện cho chúng em có cơ hội bồi dưỡng, nâng cao kiến thức cho chuyên ngành của mình.

Mặc dù có cố gắng xong với kinh nghiệm và kiến thức còn hạn chế không tránh khỏi những thiếu xót, em rất mong nhận được những lời khuyên, nhận xét của các thầy cô giáo để em có thêm kinh nghiệm phát triển tốt hơn sau thời gian làm luận án tốt nghiệp.

Kính chúc toàn thể các thầy cô luôn mạnh khỏe, hạnh phúc!

Hải Phòng, tháng 3 năm 2016

Sinh viên

Hồ Trọng Thuần

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN 2

MỤC LỤC 3

DANH MỤC THUẬT NGỮ VÀ TỪ VIẾT TẮT 5

DANH MỤC HÌNH VẼ 6

MỞ ĐẦU 7

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU VỀ CHUYỂN MẠCH BURST QUANG 9

1.1 Chuyển mạch kênh quang 9

1.2 Chuyển mạch gói quang 9

1.3 Chuyển mạch burst quang 11

1.4 So sánh các công nghệ chuyển mạch quang 11

CHƯƠNG 2: CÁC KHÍA CẠNH CƠ BẢN CỦA CHUYÊN MẠCH BURST QUANG

13

2.1 Kiến trúc mạng OBS 13

2.1.1 Cấu tạo nút biên 14

2.1.2 Cấu tạo nút lõi 15

2.2 Tổ hợp burst 17

2.2.1 Tổ hợp burst dựa trên bộ định thời 17

2.2.2 Tổ hợp burst dựa trên mức ngưỡng 17

2.3 Các cơ chế báo hiệu 19

2.3.1 Cơ chế báo hiệu Just – Enough – Time (JET) 19

2.3.2 Cơ chế báo hiệu Just – In – Time (JIT) 22

2.3.3 Cơ chế báo hiệu Tell – And – Go (TAG) 24

2.3.4 Cơ chế báo hiệu Tell – And – Wait (TAW) 25

2.4 Các thuật toán sắp xếp kênh 26

2.4.1 Kênh rỗi phù hợp đầu tiên (FFUC) 27

2.4.2 Kênh rỗi với LAUT gần nhất (LAUC) 28

2.4.3 Kênh rỗi phù hợp đầu tiên – thực hiện lấp khoảng trống (FFUC-VF) 28

2.4.4 Kênh rỗi với LAUT gần nhất - thực hiện lấp khoảng trống (LAUC-VF) 29

2.4.5 Khoảng trống kết thúc tối thiểu (Min-EV) 29

2.5 Phân giải tranh chấp 30

2.5.1 Bộ đệm quang 30

2.5.2 Chuyển đổi bước sóng 31

2.5.3 Định tuyến chuyển hướng 32

2.5.3.1 Giới thiệu 32

2.5.3.2 Phương pháp định tuyến chuyển hướng 33

2.5.4 Phân đoạn burst 34

CHƯƠNG 3 ỨNG DỤNG OBS TRONG MẠNG THẾ HỆ SAU 38

3.1 Giới thiệu về mạng thế hệ sau 38

3.2 Mạng truyền tải quang thế hệ sau 42

3.3 Chuyển mạch nhãn đa thức có sử dụng OBS 44

3.4 OBS như là một vấn đề tối ưu hóa hệ thống hàng đợi 46

3.5 Các kiến trúc OBS thế hệ tiếp theo 47

3.6 OBS hỗ trợ điều khiển luồng 49

3.7 Khả năng ứng dụng của OBS trong mạng truyền tải thế hệ sau 49

KẾT LUẬN 51

TÀI LIỆU THAM KHẢO 52

DANH MỤC THUẬT NGỮ VÀ TỪ VIẾT TẮT

FFUC-VF First Fit Unscheduled

Channel-Void Filling

Kênh rỗi phù hợp đầu tiên-thực hiện lấp khoảng trống

Channel

Kênh rỗi với LAUT gần nhất

LAUC- VF Latest Available Unscheduled

Channel – Void Filling

Kênh rỗi với LAUT gần nhất-thực hiện lấp khoảng trống

Assignment

Định tuyến và gán bước sóng

WDM Wavelength Division Multiplexing Ghép kênh phân chia bước sóng

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1 Mạng định tuyến bước sóng 9

Hình 1.2 Mạng chuyển mạch gói quang OPS 9

Hình 1.3 Nút chuyển mạch trong mạng chuyển mạch gói quang 10

Hình 1.4 Sử dụng thời gian offset trong OBS 11

Hình 2.1 Kiến trúc mạng OBS 13

Hình 2.2 Sơ đồ khối chức năng của mạng OBS 14

Hình 2.3 Cấu tạo nút biên 15

Hình 2.4 Cấu tạo nút lõi 16

Hình 2.5 Tổ hợp burst dựa trên bộ định thời 17

Hình 2.6 Tổ hợp burst dựa trên mức ngưỡng 18

Hình 2.7 Cơ chế báo hiệu Just – Enough – Time 20

Hình 2.8 Lợi ích của DR 22

Hình 2.9 Cơ chế báo hiệu Just – In – Time 23

Hình 2.10 So sánh cơ chế báo hiệu JET (trên) và JIT (dưới) 23

Hình 2.11 Cơ chế báo hiệu Tell-And-Go 25

Hình 2.12 Cơ chế báo hiệu Tell – And – Wait 26

Hình 2.13 Thuật toán FFUC và LAUC 28

Hình 2.14 Thuật toán FFUC-VF và LAUC-VF 29

Hình 2.15 Mô tả giải quyết xung đột bằng bộ đệm 30

Hình 2.16 Dây trễ FDL cùng với bộ khuếch đại và chuyển mạch tạo thành một vòng lặp trễ 31

Hình 2.17 Giải quyết tranh chấp bằng bộ chuyển đổi bước sóng 32

Hình 2.18 Cấu trúc của mạng OBS với kỹ thuật làm lệch hướng đi 33

Hình 2.19 Phương pháp định tuyến chuyển hướng 34

Hình 2.20 Mô tả giải quyết xung đột bằng phân đoạn burst 35

Hình 2.21 Cấu trúc của burst được đóng kiểu phân đoạn 36

Hình 2.22 Xung đột làm chồng lấn các đoạn lên nhau 37

Hình 3.1 Mô hình mô tả cấu trúc kết nối của NGN ……… 39

Hình 3.2 Cấu trúc phân lớp của NGN ……… ……… .40

Hình 3.3 Cấu trúc các khối chức năng của NGN theo khuyến nghị của MSF… 40

Hình 3.4 Cấu trúc mạng IP Over WDM sử dụng OBS ……… 42

Hình 3.5 Sơ đồ chức năng kết nỗi chéo quang hỗ trợ OBS……… 43

Hình 3.6 Sơ đồ khối chức năng lớp liên kết giữa lớp IP và lớp quang ………… 44

Hình 3.7 Cấu trúc chuyển mạch OBS có đường dây trễ phía sau ………… …… 46

Hình 3.8 Cấu trúc chuyển mạch OBS có đường dây trễ phía trước ………… … 47

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Những năm gần đây đã diễn ra sự bùng nổ lưu lượng thông tin trên toàn cầu.Yêu cầu về băng thông đối với các dịch vụ viễn thông ngày càng gia tăng Mộttrong những xu hướng phát triển của mạng viễn thông hiện nay là quang hóa từmạng lõi cho đến tận mạng truy nhập của khách hàng Công nghệ ghép kênh phânchia theo bước sóng WDM đã và đang được triển khai trong các hệ thống thông tinquang hiện tại cho phép tốc độ truyền dẫn cực lớn và khả năng hỗ trợ các lưu lượngkhác nhau như IP, Ethernet, SONET/SDH Một vấn đề đặt ra cho mạng quangWDM là lựa chọn được công nghệ chuyển mạch thích hợp để có thể sử dụng mộtcách tối ưu băng thông của sợi quang và giảm thiểu trễ xử lý tại các thiết bị chuyểnmạch Xuất phát từ thực tế trên em đã chọn hướng nghiên cứu về chuyển mạchburst quang và ứng dụng trong mạng thế hệ mới

2 Mục đích nghiên cứu

Mục đích của đề tài là nghiên cứu lý thuyết và ứng dụng của công nghệ

3 Nhiệm vụ nghiên cứu

Nghiên cứu và tìm hiểu đặc tính kỹ thuật chuyển mạch burst quang, nghiêncứu ứng dụng của kỹ thuật trong mạng viễn thông thế hệ mới

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu: là công nghệ kỹ thuật chuyển mạch quang, chuyểnmạch burst quang

Phạm vi nghiên cứu: Công nghệ OBS đang trong giai đoạn nghiên cứu thửnghiệm chính vì vậy thông tin về những công nghệ này còn chưa nhiều Nội dungcủa đồ án được thực hiện trên cơ sở thu thập, nghiên cứu các bài báo đã được công

bố trên các tạp chí khoa học như: IEEE, Computer, network, Jounra, of LighweveTechnology và các tài liệu thu thập được từ Internet

Xuất phát tữ những đặc điểm trên nên phạm vi của đề tài chỉ dừng lại ở mứcnghiên cứu lý thuyết nhằm đưa ra một bức tranh tổng thể về lĩnh vực công nghệchuyển mạch này Những vấn đề nghiên cứu sâu như vấn đề đồng bộ, QoS,… trongmạng chưa được đề cấp vì thời gian cũng như trình độ hiểu biết còn nhiều hạn chế.Nếu có điều kiện em sẽ xin được tìm hiểu và nghiên cứu sâu hơn

5 Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp nghiên cứu: nghiên cứu lý thuyết, nghiên cứu ứng dụng của kỹthuật trong các mạng viễn thông thế hệ mới

6 Những đóng góp thực tiễn

Ba công nghệ chuyển mạch quang được nghiên cứu để sử dụng trong mạngWDM là: chuyển mạch kênh quang, chuyển mạch gói quang và chuyển mạch burstquang Trong ba công nghệ này, chuyển mạch burst quang ra đời nhằm đáp ứng sựbùng nổ dữ liệu, giải quyết được nhược điểm của chuyển mạch kênh quang và làbước trung gian trước khi tiến tới chuyển mạch gói quang trong khi công nghệ chưacho phép có mạng truyền tải toàn quang

7 Kết cấu của đề tài

Đề tài gồm ba chương:

Chương 1: Giới thiệu về chuyển mạch burst quang

Chương 2: Các khía cạnh cơ bản của chuyển mạch burst quang

Chương 3: Chuyển mạch quang ứng dụng trong mạng thế hệ sau

Do giới hạn về mặt thời gian và kiến thức nên khoá luận không tránh khỏithiếu sót Rất mong nhận được những đóng góp từ thầy cô và các bạn để khoá luậncủa em được hoàn thiện hơn

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU VỀ CHUYỂN MẠCH BURST QUANG 1.1 Chuyển mạch kênh quang

Mạng WDM định tuyến bước sóng bao gồm các thiết bị nối chéo quang OXC(Optical Cross Connect) được kết nối với nhau bằng các liên kết WDM trong mộttôpô mạng hình lưới tùy ý Phương pháp chuyển mạch trong mạng định tuyến bướcsóng là chuyển mạch kênh quang Chuyển mạch kênh quang là chuyển mạch hướngkết nối (connection oriented) Kết nối từ một nút nguồn gửi thông tin đến một nútđích nhận thông tin phải được thiết lập trước khi thông tin được truyền đi Trongmạng định tuyến bước sóng thì kết nối từ nguồn tới đích này được gọi là đườngquang (lightpath) Đường quang tương ứng với một tuyến và bước sóng được gáncho tuyến đó Sự thiết lập các đường quang bao gồm một số bước thực hiện Nhữngbước này bao gồm tìm ra tài nguyên và tôpô mạng, định tuyến, gán bước sóng, báohiệu và dự trữ tài nguyên

Hình 1.1 Mạng định tuyến bước sóng

1.2 Chuyển mạch gói quang

Hình 1.2 Mạng chuyển mạch gói quang OPS

Mạng chuyển mạch gói quang OPS bao gồm các OXC được nối với nhau bằngcác liên kết WDM trong một cấu hình mesh tùy ý Mạng chuyển mạch gói quang

bao gồm phần lõi có khả năng truyền tải tốc độ cao và phần biên giao diện với phần

tử của các mạng IP, SONET/SDH, Ethernet

Các gói tin truyền trong mạng chuyển mạch gói quang có phần tiêu đề và phầntải tin Tiêu đề có chứa thông tin định tuyến cũng như thông tin điều khiển và đượctruyền trong băng cùng với tải tin Khi gói tin truyền tới OXC, tiêu đề sẽ được tách

ra và được xử lý trong miền điện (sau khi biến đổi quang – điện – quang) còn tải tin

sẽ được chuyển mạch trong miền quang Vì phần tiêu đề cần mất thời gian để xử lýnên phần tải tin được làm trễ đi bằng cách lưu đệm bởi đường dây trễ quang Vềnguyên lý, chuyển mạch gói quang mong muốn truyền thông tin và xử lý thông tinđiều khiển hoàn toàn trong miền quang Nhưng do hạn chế về mặt công nghệ hiệnnay nên phần thông tin điều khiển chỉ có thể xử lý trong miền điện mà thôi Trongchuyển mạch gói quang, tiêu đề được so sánh với một bảng định tuyến, tải tin sẽđược chuyển ra cổng đầu ra tương ứng trên một sợi quang và một bước sóng mới.Nếu không có bước sóng mới nào khả dụng, gói tin sẽ bị hủy hoặc phải bị trễ đi đểchờ bước sóng khả dụng mới

Thành phần chính của nút OXC là cơ cấu chuyển mạch quang và khối điều khiểnchuyển mạch Khối điều khiển chuyển mạch duy trì thông tin về tô pô mạng, duy trìbảng định tuyến, xử lý tiêu đề gói tin, điều khiển việc lưu đệm, lập lịch và chuyểntiếp các gói tin, điều khiển cơ cấu chuyển mạch chuyển mạch gói tin đúng thời gian

đã định, phát hiện tranh chấp và phân giải khi tranh chấp xảy ra giữa các gói tin Cơcấu chuyển mạch thực hiện tạo kết nối từ cổng đầu vào đến cổng đầu ra tương ứngtheo yêu cầu của khối điều khiển chuyển mạch

Hình 1.3 Nút chuyển mạch trong mạng chuyển mạch gói quang

1.3 Chuyển mạch burst quang

Chuyển mạch burst quang ra đời nhằm đạt được sự cân bằng giữa chuyển mạchkênh quang và chuyển mạch gói quang Các gói tin ở lớp trên sẽ được tập hợp lạithành các burst để truyền tải trong mạng OBS Các burst có độ dài không cố địnhgồm có hai phần: gói tin điều khiển (control packet) hay còn được gọi là gói tiêu đềburst Burst Header Packet (BHP) và phần thông tin dữ liệu còn được gọi là databurst OBS thực hiện việc truyền độc lập gói tin điều khiển và burst dữ liệu trêncác kênh bước sóng khác nhau Thông tin trong gói tin điều khiển gồm có chiều dàiburst, thời điểm phát burst, các thông tin định tuyến Gói tin điều khiển được truyền

đi trước burst dữ liệu một khoảng thời gian được gọi là offset time để cấu hình cácchuyển mạch trong suốt đường đi từ nguồn tới đích Thời gian offset time này bằngtrễ xử lý tổng cộng của gói tin điều khiển tại tất cả các nút trung gian

Hình 1.4 Sử dụng thời gian offset trong OBS

Đây là một trong những khác biệt cơ bản giữa chuyển mạch burst quang so vớichuyển mạch gói quang Khoảng thời gian này cho phép thông tin điều khiển được

xử lý tại mỗi nút chuyển mạch và các nút sắp xếp tài nguyên kênh bước sóng choviệc truyền burst dữ liệu dựa trên thông tin trong gói tin điều khiển Với OBS khôngyêu cầu phải xử lý gói tin điều khiển trong miền quang OBS sử dụng các mô hình

dự trữ kênh và báo hiệu để dự trữ tài nguyên kênh bước sóng

1.4 So sánh các công nghệ chuyển mạch quang

Như đã nêu ở trên, ta có thể thấy chuyển mạch kênh quang chỉ chuyển mạch chomột bước sóng trên một đường quang nên không còn thích hợp cho mạng WDMhiện nay Nhưng nó cũng có những ưu điểm riêng của nó, nổi bật nhất đó là độ tincậy Bên cạnh đó nhược điểm chính là độ trễ lớn và lãng phí băng thông

Chuyển mạch gói quang là loại chuyển mạch hướng tới trong mạng toàn quangvới tốc độ xử lý nhanh nhất trong các loại đã nêu Nhưng giới hạn của nó là ở chỗ

sự hạn chế về công nghệ hiện tại không đáp ứng được các yêu cầu cho một mạngtoàn quang

Trong khi đó lưu lượng càng ngày càng bùng nổ Ta có thể thấy chuyển mạchburst quang đáp ứng được sự bùng nổ đó như thế nào Với việc tổ hợp các gói cùngđích đến dùng chung một gói điều khiển làm giảm thiểu tối đa việc xử lý thông tinđiều khiển Các burst dữ liệu hoàn toàn truyền đi trên miền quang Về tốc độ và khảnăng sử dụng băng tần hơn hẳn chuyển mạch kênh quang Trong thời điểm hiện tạivới công nghệ như hiện nay thì chuyển mạch từng gói một với việc xử lý từng ấytiêu đề trong chuyển mạch gói quang sẽ không thể đáp ứng được lưu lượng nhưchuyển mạch burst quang Tuy nhiên, cái gì cũng có hai mặt của nó, chuyển mạchburst quang đáp ứng được yêu cầu về bùng nổ lưu lượng nhưng nó vẫn chưa phải làchuyển mạch toàn quang, trễ tổ hợp burst, việc thay thế thiết bị hay chỉ là cần thaythế module Đó là vấn đề “trade off” trong viễn thông.

Bảng 1.1 So sánh các công nghệ chuyển mạch quang khác nhau

Công nghệ

chuyển mạch

quang

Hiệu quả sửdụng băngthông

Thời gianchuyển mạchyêu cầu

Xử lý header Khả năng thích

ứng lưu lượngChuyển mạch

CHƯƠNG 2 CÁC KHÍA CẠNH CƠ BẢN CỦA CHUYỂN MẠCH

BURST QUANG 2.1 Kiến trúc mạng OBS

Như đã đề cập ở chương 1, ý tưởng của chuyển mạch burst quang là phân chiamặt bằng dữ liệu và mặt bằng điều khiển và thực hiện báo hiệu ngoài băng để chophép truyền tải dữ liệu trong miền quang một cách hiệu quả hơn Đơn vị dữ liệutruyền tải trong mạng OBS là các burst gồm có gói tin điều khiển và burst dữ liệu.Mạng OBS thực hiện việc báo hiệu ngoài băng: gói tin điều khiển được truyền trênmột kênh bước sóng khác với burst dữ liệu để cấu hình các chuyển mạch từ nguồntới đích Gói tin điều khiển mang thông tin về chiều dài burst, thời điểm bursttruyền cũng như các thông tin định tuyến khác Một khi tài nguyên đã được dự trữcác burst sẽ được phát đi Để làm được điều đó người ta đề xuất xây dựng mộtmạng OBS với kiến trúc như hình 2.1

Hình 2.1 Kiến trúc mạng OBS

Mạng OBS về bản chất là một mạng WDM trên đó nó thực hiện công nghệchuyển mạch OBS Mạng OBS bao gồm các nút biên (edge node) và các nút lõi(core node) được kết nối với nhau bằng các liên kết WDM

Nút biên mạng OBS thực hiện giao diện với mạng khác như mạng IP, SONET/SDH hay Ethernet Nút biên vì thế có khả năng giao tiếp cả trong miền điện và miềnquang và có khả năng biến đổi điện quang cũng như chuyển đổi bước sóng để tươngthích với tín hiệu truyền trên các liên kết quang WDM Nút biên trên cơ sở truyềntải burst có thể phân thành nút biên đầu vào và nút biên đầu ra Nút đầu vào ở phíaphát vào thực hiện tổ hợp các gói tin từ các đầu cuối thành các burst và tạo các góitin điều khiển, định tuyến và sắp xếp bước sóng để truyền các burst dữ liệu vàomạng lõi OBS Nút đầu ra ở phía thu thực hiện giải tổ hợp các burst thành các gói

tin và gửi tới các mạng đích Nếu một nút biên thực hiện thông tin hai chiều thì nó

sẽ đóng vai trò vừa là nút đầu vào vừa là nút đầu ra

Nút lõi có nhiệm vụ cơ bản là chuyển tiếp burst từ các cổng đầu vào tới cáccổng đầu ra tương ứng, dự trữ các kênh bước sóng cho các burst dữ liệu dựa trênthông tin trong các gói tin điều khiển và giải quyết tranh chấp Hình 2.2 mô tả cácthành phần của mạng OBS với các chức năng khác nhau

Giải tổ hợp Burst

Chuyển tiếp gói

Lưu lượng ra Lưu lượng vào

Hình 2.2 Sơ đồ khối chức năng của mạng OBS

2.1.1 Cấu tạo nút biên

Các nút biên là các router biên có khả năng giao diện điện và quang, thực hiệnchức năng phân loại gói tin, lưu đệm các gói tin, tổ hợp các gói tin thành các burst

và giải tổ hợp burst thành các gói tin cấu thành Các phương pháp tổ hợp burst khácnhau như dựa trên thời gian của bộ định thời hoặc dựa trên kích thước các gói tin cóthể được sử dụng để tổ hợp các gói tin dữ liệu thành các burst và gửi vào trongmạng lõi OBS Cấu tạo của một router biên bao gồm một bộ định tuyến RM(Routing Module), các bộ tổ hợp burst BA (Burst Assembler) và các bộ lập lịchkênh S (Scheduler)

Bộ định

tuyến

Lập lịch kênh

Class 0

Class m

Class 0 Class m

Lưu

lượng

vào

Lưu lượng

ra tới node lõi Đến node biên 1

Đến node biên N

Tổ hợp burst N

Tổ hợp burst 1

Lập lịch kênh

Hình 2.3 Cấu tạo nút biên

Bộ định tuyến kiểm tra thông tin định tuyến của từng gói tin, chọn lựa các cổng

ra thích hợp cho từng gói tin và gửi nó đến bộ tổ hợp burst thích hợp Mỗi bộ tổhợp burst tạo ra các burst chứa các gói dữ liệu đến cùng một đích tới (cùng mộtrouter biên đầu ra) Trong mỗi bộ tổ hợp burst còn có hàng đợi khác nhau cho cácloại gói tin ứng với các dịch vụ khác nhau Bộ lập lịch kênh dự trữ kênh bước sóngcho các burst dữ liệu và chuyển các burst dữ liệu tới các cổng đầu ra tương ứng Ởnút biên đầu ra, bộ giải tổ hợp burst sẽ tiến hành tách các gói tin từ các burst này vàchuyển tiếp lên các lớp trên

2.1.2 Cấu tạo nút lõi

Nút lõi gồm có OXC và một đơn vị điều khiển chuyển mạch SCU (SwitchingControl Unit), các bộ chuyển đổi quang – điện – quang, các bộ ghép kênh, phânkênh Ta xét hai phẩn tử chính là OXC và SCU SCU tạo và duy trì một bảngchuyển tiếp và chịu trách nhiệm cấu hình cho OXC Khi gói tin điều khiển tới nútlõi nó sẽ được biến đổi từ miền quang vào miền điện và đi đến SCU SCU đọcthông tin trong gói xác định đích đến của gói này và burst dữ liệu theo sau, kế đó tracứu thông tin trong bảng chuyển tiếp để đưa đến quyết định chuyển tiếp dữ liệu đếncổng ra nào của OXC Đồng thời SCU cũng chịu trách nhiệm dự trữ kênh bướcsóng cho burst dữ liệu ở đầu ra Gói tin điều khiển sau đó sẽ được cập nhật thêmthông tin điều khiển nếu như nút hiện tại chưa phải là đích cuối cùng của nó vàđược biến đổi điện quang và truyền ra kênh bước sóng đầu ra tương ứng Trước khiburst dữ liệu đi đến router lõi, SCU sẽ điều khiển OXC thiết lập kết nối từ cổng đầuvào đến đầu ra tương ứng cho burst dữ liệu đó Tại nút lõi có nhiều kịch bản có thểxảy ra Nếu gói tin điều khiển không thành công trong việc dự trữ tài nguyên choburst dữ liệu thì cả gói tin điều khiển và burst dữ liệu sẽ bị hủy bỏ Hoặc khi các

burst dữ liệu tại các đầu vào cùng muốn đến một cổng đầu ra của OXC, khi đótranh chấp sẽ xảy ra và SCU sẽ có nhiệm vụ phát hiện và giải quyết tranh chấp nàytheo các chính sách giải quyết tranh chấp mà mạng sử dụng Có hai phương phápgiải quyết tranh chấp mà phần 2.5 của khoá luận đề cập đến là sử dụng các đườngdây trễ quang và chuyển đổi bước sóng Để thực hiện được các phương pháp nàyđòi hỏi nút lõi mạng OBS phải trang bị thêm đường dây trễ quang và các bộ chuyểnđổi bước sóng

Hình 2.4 Cấu tạo nút lõi

Ta có thể thấy các gói tin khi đi vào các node biên sẽ được định tuyến để chuyểnrồi mới chuyển đến các bộ tổ hợp và sau đó được lập lịch và sắp xếp trên bước sóngđầu ra tương ứng Tại các node lõi sẽ chỉ có trách nhiệm chuyển tiếp gói tin đi nhờ

xử lý các thông tin báo hiệu và lập lịch Tại node biên đầu ra sẽ burst sẽ được giải tổhợp và phân phối đến địa chỉ.Trong mạng OBS xử dụng các giao thức định tuyếnOSPF và GMPLS Có thể thấy tuyến đã được lựa chọn tại node biên, các node đíchchỉ việc chuyển tiếp Nếu đi thêm về các giao thức trên thì khoá luận sẽ quá dài vàkhông tập trung vào đặc điểm riêng chính của OBS nên nhóm sẽ không trình bày cụthể về các giao thức định tuyến trên Mục tiếp theo sẽ đề cập đến quá trình tổ hợpburst là một trong những đặc điểm nổi bật của OBS

2.2.1 Tổ hợp burst dựa trên bộ định thời

Như đã trình bày trong phần 2.1.1, các router biên có cấu tạo gồm có bộ địnhtuyến, các bộ tổ hợp burst và các bộ lập lịch kênh Khi các gói tin đến router biên,

bộ định tuyến sẽ căn cứ vào địa chỉ đích của các gói tin để chuyển các gói tin nàyđến bộ tổ hợp burst thích hợp Các gói tin này sẽ được lưu đệm tạm thời trong cáchàng đợi khác nhau nằm trong bộ tổ hợp burst Trong phương pháp tổ hợp burst dựatrên bộ định thời, mỗi bộ tổ hợp burt sẽ tham chiếu thời gian của một bộ định thờicục bộ nằm trên một hàng đợi để quyết định việc tổ hợp các gói tin thành các burst.Thời điểm bộ định thời bắt đầu đếm thời gian có thể là ngay sau khi một burst trước

đó được lập lịch để truyền đi hoặc ngay sau khi gói tin đầu tiên đến hàng đợi saukhi hàng đợi trống Sau một khoảng thời gian Tđược cấu hình từ trước, các gói tintrong hàng đợi đó sẽ được tổ hợp thành một burst và lập lịch để truyền đi Phươngpháp tổ hợp burst này sẽ tạo ra các burst có chiều dài ngẫu nhiên Lưu lượng vàomạng thay đổi phần lớn sẽ quyết định chiều dài của burst Lưu lượng vào mạng lớn,burst sẽ có kích thước lớn, lưu lượng vào mạng nhỏ, burst sẽ có kích thước nhỏ.Tuy nhiên, thời gian của bộ định thời cũng là một nhân tố quyết định kích thước cácburst

Hình 2.5 Tổ hợp burst dựa trên bộ định thời

2.2.2 Tổ hợp burst dựa trên mức ngưỡng

Trong phương pháp tổ hợp burst dựa trên mức ngưỡng, số lượng các burst bịgiới hạn hay chiều dài của các burst là bằng nhau Cụ thể là khi khi kích thước củacác gói tin trong hàng đợi đạt đến một giá trị ngưỡng L, các gói tin được tổ hợpthành burst và lập lịch để truyền đi Phương pháp tổ hợp burst này không đảm bảo

về thời gian trễ tổ hợp burst

X1 X2 X3 Thời gian

Hình 2.6 Tổ hợp burst dựa trên mức ngưỡng

Một vấn đề đặt ra cho việc tổ hợp burst là làm sao tìm ra giá trị của bộ định thời

và kích thước ngưỡng để tối thiểu hóa xác suất mất gói trong mạng OBS Nếu nhưmức ngưỡng quá thấp dẫn đến kích thước burst nhỏ, số lượng burst truyền trongmạng sẽ nhiều dẫn đến xác suất xảy ra xung đột ở các router lõi cao, nhưng sốlượng gói trung bình bị mất do xung đột lại nhỏ Tuy nhiên, số lượng burst nhiều sẽlàm tăng áp lực lên mặt bằng điều khiển do phải xử lý nhiều các gói tin điều khiểncủa mỗi burst dữ liệu Nếu thời gian cấu hình cho mỗi nút chuyển mạch không được

bỏ qua, các burst ngắn sẽ khiến cho việc sử dụng tài nguyên một cách kém hiệu quả

do phải mất nhiều thời gian chuyển mạch Ngược lại, khi mức ngưỡng lớn dẫn đếnkích thước burt lớn, số lượng burst vào mạng sẽ nhỏ, do đó xác suất xảy ra xung đột

sẽ nhỏ nhưng số lượng gói trung bình bị mất do xung đột sẽ lớn

Vì thế, cần có một sự cân bằng giữa số lượng xung đột và số lượng gói mấttrung bình tại mỗi lần xung đột Do đó, hoạt động của mạng OBS sẽ được cải thiệnkhi các gói đến được tổ hợp thành burst với một kích thước tối ưu Tương tự,phương pháp tổ hợp burst dựa trên bộ định thời cũng cần giá trị tối ưu về mặt thờigian

Việc lựa chọn phương pháp tổ hợp burst tùy thuộc vào loại lưu lượng đượctruyền đi Phương pháp tổ hợp burst dựa trên bộ định thời thích hợp với các lưulượng bị giới hạn về mặt thời gian như các dịch vụ thời gian thực như thoại, truyềntải video vì thời gian trễ tổ hợp burst bị giới hạn Nếu không có giới hạn về độ trễ,phương pháp tổ hợp burst dựa trên mức ngưỡng phù hợp cho các dịch vụ không yêucầu thời gian thực như truyền số liệu, và cho phép điều khiển được số lượng gói bịmất trong mỗi lần xung đột

Việc sử dụng cả hai loại phương pháp dựa trên bộ định thời và dựa trên mứcngưỡng là lựa chọn tốt nhất và việc tổ hợp burst sẽ linh hoạt hơn là chỉ dùng mộttrong hai phương pháp kể trên Bằng cách tính toán giá trị mức ngưỡng tối ưu và sửdụng giá trị của bộ định thời dựa trên độ trễ gói cho phép, ta có thể chắc rằng sốlượng mất gói là nhỏ nhất trong khi vẫn đảm bảo độ trễ cho phép

Sau khi một burst được tạo ra sử dụng các phương pháp được nói ở trên, burtđược lưu đệm trong hàng đợi trong một khoảng thời gian trước khi truyền đi saocho gói tin điều khiển của burst đó có đủ thời gian để dự trữ tài nguyên Trong thời

gian này, các gói tin khác có thể tiếp tục đến router nút biên Việc thêm các gói tinnày vào burst là không chấp nhận được vì tài nguyên cho burst lúc đầu được dự trữcăn cứ vào chiều dài của burst có trong gói tin điều khiển Để các gói tin này chocác burst ở đằng sau có khả năng tăng trễ trung bình trong trường hợp lưu lượnglớn Trong [4], theo Yang Chen, Chunming Quiao và Xiang Yu, một cách để giảmthiểu trễ là thực hiện dự đoán chiều dài burst: Gói tin điều khiển sẽ mang thông tin

về chiều dài burst là L + f(t) thay vì là L với L là chiều dài chính xác của burst khigói tin điều khiển được gửi đi, f(t) là chiều dài dự đoán của các gói tin đi đến trongkhoảng thời gian offset và được tính toán dựa trên tốc độ trung bình của lưu lượngtới Giả sử chiều dài thực sự của các gói tin đi đến là l(t) Nếu f(t) > l(t), chiều dàicủa burst khi truyền vào nút lõi là L + l(t), tài nguyên dự trữ cho burst sẽ bị lãngphí Nếu f(t) < l(t), chiều dài của burst khi truyền vào nút lõi là L + f(t) Một phầngói tin có chiều dài l(t) – f(t) sẽ được ghép vào để truyền trên các burst phía sau.Nếu f(t) = l(t) là trường hợp lý tưởng nhất khi đó việc dự trữ tài nguyên cho burst sẽ

là tối ưu và không tăng trễ

2.3 Các cơ chế báo hiệu

Khi burst được truyền vào mạng lõi OBS, một cơ chế báo hiệu phải được thựchiện nhằm mục đích phân bổ tài nguyên và cấu hình trường chuyển mạch cho từngburst tại mỗi nút thông qua các gói tin tiêu đề burst BHP hay gói tin điều khiển.OBS sử dụng báo hiệu ngoài băng: Gói tin BHP được truyền trên một bước sóngkhác với burst dữ liệu Tuy nhiên, BHP được truyền trên cùng một đường đi từnguồn tới đích như burst dữ liệu để thông báo cho các nút chuyển mạch dự trữ tàinguyên và cấu hình trường chuyển mạch cho burst dữ liệu tương ứng

Dưới đây ta xét bốn cơ chế báo hiệu cơ bản trong OBS là Just – Enough – Time,Just – In – Time, Tell – And – Go và Tell – And – Wait Trong đó ba cơ chế báohiệu đầu là ba cơ chế báo hiệu một chiều: Nút nguồn gửi gói tin điều khiển để dựtrữ tài nguyên và thực hiện truyền burst dữ liệu mà không cần đợi nút đích thôngbáo việc dự trữ tài nguyên từ nguồn tới đích có thành công hay không Cơ chế báohiệu Tell – And – Wait là cơ chế báo hiệu hai chiều: nút nguồn sẽ chỉ truyền burst

dữ liệu khi được xác nhận kênh truyền đã được thiết lập hoàn toàn từ nguồn tớiđích

2.3.1 Cơ chế báo hiệu Just – Enough – Time (JET)

Trong phương thức JET, có một độ trễ giữa việc truyền dẫn gói tiêu đề burst vàburst dữ liệu Độ trễ này lớn hơn tổng thời gian xử lý gói điều khiển dọc theo tuyến.Mục đích là sao cho khi burst đến mỗi nút chuyển mạch trung gian thì gói tiêu đềburst đã được xử lý xong và một kênh trên cổng đầu ra đã được chỉ định Do đókhông cần đường dây trễ quang để làm trễ burst dữ liệu ở mỗi nút Đây là một đặc

tính quan trọng của JET vì đường dây trễ quang tốn kém và có nhiều hạn chế (ví dụnhư chỉ cho độ trễ cố định, chiều dài lớn) Cơ chế báo hiệu Just – Enough – Timeđược mô tả trên hình 2.7, node nguồn đầu tiên gửi một gói tiêu đề bust (BurstHeader Packet – BHP) trên một kênh điều khiển tới node đích BHP được xử lý tạimỗi node tiếp theo với yêu cầu thiết lập đường dữ liệu toàn quang cho burst dữ liệutương ứng Nếu quá trình dự trữ tài nguyên thành công, chuyển mạch sẽ được cấuhình cho burst dữ liệu đi qua Trong lúc đó, burst sẽ đợi tại nguồn trong miền điện.Sau một khoảng thời gian offsetime xác định trước, burst được gửi trong miềnquang trên bước sóng được chọn.

Hình 2.7 Cơ chế báo hiệu Just – Enough – Time

Offset time được tính toán cơ bản dựa trên số nút chuyển mạch trung gian từnguồn tới đích và thời gian chuyển mạch của node đích Offset time được tính là[1]:

OT = h.δ + ST

Ở đây: h là số nút chuyển mạch trung gian giữa nguồn và đích

δ là thời gian xử lý tiêu đề burst trên một nút trung gian

ST là thời gian cấu hình lại chuyển mạch ở nút đích

Gói tiêu đề burst chứa thông tin về offset time và chiều dài burst Và khi qua mộtnút trung gian thì giá trị offset time sẽ phải được cập nhật lại vì giá trị offset time sẽgiảm đi một lượng đúng bằng thời gian xử lý gói tin tiêu đề burst Khi quá trình dựtrữ tài nguyên thành công, kênh bước sóng tại một nút sẽ chỉ được ấn định hoàn

toàn cho burst khi bit đầu tiên của burst dữ liệu truyền tới nút Tức là trong khoảngthời gian offset time, kênh không bị chiếm hay rỗi cho dù đã đăng ký tài nguyênthành công Kênh có thể gán cho burst dữ liệu khác miễn sao cho việc truyền cácburst dữ liệu không bị chồng lên nhau Kiểu dự trữ tài nguyên của JET gọi là dự trữtài nguyên trễ (Delayed Reservation) Sau khi truyền xong burst dữ liệu kênh bướcsóng sẽ tự động được giải phóng mà không cần phải có bản tin giải phóng kênhđược gửi từ nguồn tới đích Vì thế một đặc điểm khác của JET là giải phóng tàinguyên không rõ ràng (Implicit Release).

Nếu tại nút trung gian nào đó, quá trình dự trữ không thành công, burst sẽ bị loạibỏ

Một vấn đề nảy sinh trong việc tính toán giá trị offset cho JET là phải xác địnhđược số nút chuyển mạch trung gian giữa nguồn và đích Trong mạng OBS, thôngtin về số lượng các nút chuyển mạch trung gian trên một đường đi từ nguồn tớiđích thông thường là không sẵn có Thậm chí khi những thông tin này bằng cáchnào đó được biết thì do ảnh hưởng của lộ trình thay đổi, nó cũng không đảm bảotính hợp lệ khi sử dụng [5]

Như vậy, cần một giá trị offset time mà không phụ thuộc vào đường truyền sửdụng và không yêu cầu trao đổi thông tin giữa các node mạng với nhau Hiện nayvới những tiến bộ trong chế tạo phần cứng cho các giao thức truyền thông, trễ xử lýtại các node trung gian là rất ngắn trong hầu hết các chức năng chung của giao thứcbáo hiệu Trong trường hợp này, các dây trễ quang có thể được sử dụng một cáchhợp lý tại các node trung gian làm trễ mỗi burst đầu vào một lượng thời gian cânbằng với trễ xử lý tiêu đề Ta có thể bỏ qua các trễ này trong tính toán Sơ đồ mớinày được gọi là giao thức chỉ có trễ đích (Only Destination Delay – ODD) và giá trịtrong biểu thức là [5]:

OT = δ + ST

δ,ST là các giá trị trễ tại đích

*Dự trữ trễ (DR) trong việc sử dụng hiệu quả băng thông:

Dự trữ trễ sẽ đem lại hiệu quả cao trong việc sử dụng băng thông Hình 2.8 minhhoạ tại sao dự trữ trễ tạo nên sử dụng hiệu quả băng thông

Giả sử xét tại node X, một gói điều khiển tới và thực hiện dành trước tài nguyêntại thời điểm t1' và thời điểm bít đầu tiên của burst thứ nhất đến là t1, với t1> t1' Ta

có khoảng thời gian offset time của burst thứ nhất là: offset time = t1 - t1'

Cũng giả sử có một gói điều khiển khác (gói điều khiển thứ 2) đến node đang xétthời điểm t2', tương tự t2 là thời điểm bít đầu tiên của burst thứ 2 đến Ta có thờigian trễ của burst này là: offset = t2 - t2'

Thời điểm gói

điều khiển thứ

Thời điểm gói điều khiển thứ hai tới t1'

Trong chuyển mạch burst quang dựa trên giao thức JET , việc xác định thời điểmđến của burst t1 là rất quan trọng Trong giao thức JET độ rộng băng được đăng kýtới thời điểm t1 +l1, l1 là khoảng thời gian tồn tại của burst thứ 1 , thay vì đến vôhạn Điều này sẽ làm tăng hiệu quả sử dụng băng thông và giảm xác suất loại bỏburst

Như hình ở trên, trong cả hai trường hợp, chúng ta sử dụng giao thức JET và dựtrữ trễ thì burst thứ 2 đến vẫn được phục vụ nếu t1' < t2' < t2+l2 < t1 (trường hợp 1)hay t1' < t2' < t1+l1 < t2 (trường hợp 2)

DR luôn sử dụng thời gian trễ Để tăng hiệu quả sử dụng thời gian trễ trong JET

và giảm độ trễ khi phải truyền lại burst, gói điều khiển sẽ được truyền đi tại thờiđiểm sớm nhất có thể được bằng cách ước lượng độ dài burst Nếu độ dài burst lớnhơn độ dài ước lượng thì một gói điều khiển khác sẽ được gửi đi để xoá độ rộngbăng đã đăng ký Nếu độ dài burst nhỏ hơn độ dài ước lượng thì phần dữ liệu cònlại được gửi đi như một hay nhiều burst bổ sung

2.3.2 Cơ chế báo hiệu Just – In – Time (JIT)

Cơ chế báo hiệu Just-In-Time (JIT) tương tự như cơ chế báo hiệu JET, nhưng cơchế này sử dụng phương thức dự trữ tài nguyên tức thời (Immediate Reservation) vàgiải phóng tài nguyên rõ ràng (Explicit Release) Giữa burst dữ liệu và gói tiêu đềburst có khoảng thời gian offset time do đó JIT không yêu cầu phải sử dụng đườngdây trễ quang tại các nút chuyển mạch trung gian

Hình 2.9 Cơ chế báo hiệu Just – In – Time

Khi gói tiêu đề burst được gửi đi để dự trữ tài nguyên, tại một nút chuyển mạchtrung gian, một bước sóng khả dụng sẽ được ấn định cho burst dữ liệu ngay sau khigói tiêu đề burst được xử lý Bước sóng này sẽ dành riêng cho burst dữ liệu cho đếnkhi có một bản tin giải phóng được gửi đi từ node nguồn để giải phóng kết nối Góitiêu đề burst không cần phải mang thông tin về thời điểm đến của burst dữ liệu và

độ dài của burst [3] Nếu quá trình dự trữ tài nguyên thất bại, burst dữ liệu sẽ bị loại

OT0

Header

Control Chanel

Data chanel

Hình 2.10 So sánh cơ chế báo hiệu JET (trên) và JIT (dưới)

Hình 2.10, so sánh cơ chế báo hiệu JET và JIT Trong cơ chế báo hiệu JET sửdụng phương thức dự trữ tài nguyên trễ (Delayed Reservation), nghĩa là bước sóngkhả dụng chỉ được ấn định khi burst dữ liệu “0” tới được nút nên trong khoảng thờigian offset time có thể truyền burst dữ liệu “1” trên cùng một bước sóng mà khôngxảy ra tranh chấp Khi burst dữ liệu “0” kết thúc truyền, kênh truyền sẽ được giảiphóng ngay vì vậy burst dữ liệu “2” có thể được gửi vào mạng OBS ngay khi burst

“0” kết thúc Trong cơ chế báo hiệu JIT, do sử dụng phương thức dự trữ tài nguyêntức thì nên trong khoảng thời gian offset time, burst dữ liệu “1” không thể truyềnqua mạng OBS trên cùng bước sóng với burst dữ liệu “0” Và khi burst dữ liệu “0”truyền kết thúc thì bản tin giải phóng sẽ được gửi đi từ node nguồn để giải phóngkênh, trong thời gian giải phóng kênh thì burst dữ liệu “2” không thể truyền quamạng OBS được Như vậy cơ chế báo hiệu Just – In – Time sử dụng băng thôngkhông hiệu quả như Just – Enough – Time Trong [4], Jing Teng và George N.Roukas đã tiến hành mô phỏng và kết quả cho thấy cơ chế báo hiệu JIT cho tỷ lệmất burst cao hơn cơ chế báo hiệu JET.

2.3.3 Cơ chế báo hiệu Tell – And – Go (TAG)

Đây là cơ chế báo hiệu dự trữ tài nguyên tức thì và giải phóng tài nguyên rõ ràng.Trong TAG, gói điều khiển được truyền dẫn trên một kênh điều khiển được theosau bởi một burst, trên một kênh dữ liệu với độ lệch bằng không hoặc không đáng

kể Burst được đệm bằng cách sử dụng đường dây trễ quang (Fiber Delay Line –FDL) trong khi gói tin điều khiển được xử lý tại mỗi node trung gian Đặc điểm nàycủa Tell – And – Go giống với chuyển mạch gói quang Nếu việc chiếm dụng bướcsóng thành công thì burst được truyền dẫn dọc theo kênh đã chiếm trái lại burst sẽ

bị loại bỏ và một bản tin phủ định báo nhận (NAK – Negative Acknowledgment)được gửi trở lại nguồn Node nguồn sẽ gửi một gói điều khiển sau khi truyền dẫnburst để giải phóng tài nguyên bị chiếm dọc theo tuyến [2]

Nhược điểm cơ bản của phương pháp này là giới hạn về mặt công nghệ củađường dây trễ quang FDL FDL có thể làm trễ burst trong một khoảng thời gian cốđịnh và không thể thích nghi với kích thước burst dữ liệu thay đổi Cũng như cơ chếbáo hiệu Just – In – Time, TAG không tận dụng tài nguyên hiệu quả do sử dụng dựtrữ tức thì và giải phóng tài nguyên rõ ràng Khi chưa có bản tin Release, kênh sẽkhông được giải phóng và trong khoảng thời gian giải phóng kênh, kênh sẽ khôngđược gán cho bất cứ burst nào khác

Gói tin RELEASE

Hình 2.11 Cơ chế báo hiệu Tell-And-Go

2.3.4 Cơ chế báo hiệu Tell – And – Wait (TAW)

Cơ chế báo hiệu Tell – And – Wait được mô tả trên hình 2.12 Trong phươngthức TAW, node nguồn sẽ gửi một gói điều khiển để dự trữ tài nguyên cho burst dữliệu dọc theo tuyến Sau đó nút nguồn sẽ đợi một bản tin xác nhận ACK từ nodeđích thông báo việc dự trữ tài nguyên đã thành công Burst dữ liệu sẽ được gửi đi từnode nguồn trên tuyến đường đã chọn Và sau khi burst được truyền đến đích sẽ cómột bản tin giải phóng kết nối được gửi đi để giải phóng tài nguyên từ nguồn tớiđích

Nếu quá trình dự trữ tài nguyên là không thành công tại một nút OBS trung giannào đó đến nút đích thì ngay lập tức sẽ có một bản tin thông báo không thành côngđược gửi về từ nút đó để giải phóng tài nguyên đã được thiết lập trên tuyến từ nútnguồn đến nút đó và burst sẽ không được phát đi Nút nguồn sẽ phải gửi lại gói điềukhiển để dự trữ tài nguyên từ nguồn tới đích một lần nữa

Nếu chúng ta so sánh TAW và các cơ chế báo hiệu một chiều thì nhược điểm củaTAW là thời gian cần thiết cho thiết lập kênh; tuy nhiên ưu điểm của TAW là tỷ lệmất dữ liệu là rất thấp Do đó, TAW phù hợp cho lưu lượng yêu cầu tin cậy về tỉ lệmất burst và các burst có kích thước tương đối lớn so với thời gian thiết lập kênhtruyền từ nguồn tới đích

Hình 2.12 Cơ chế báo hiệu Tell – And – Wait

2.4 Các thuật toán sắp xếp kênh

Khi một gói tin tiêu đề burst tới nút lõi, khối điểu khiển chuyển mạch SCU xử lýgói tin này và một thuật toán sắp xếp kênh hay lập lịch kênh được thực hiện để gánburst dữ liệu cho một kênh bước sóng thích hợp ở đầu ra Khối lập lịch kênh lấythời điểm burst đến và chiều dài burst từ gói tin điều khiển Thuật toán có thể cầnphải duy trì thời điểm kênh truyền rỗi gần nhất LAUT (Latest AvailableUnscheduled Time) hay còn gọi là horizon, các tham số “void” và “gap” trên mọikênh dữ liệu đầu ra Theo lý thuyết, LAUT của một kênh dữ liệu là thời điểm gầnnhất một kênh dữ liệu có thể sử dụng cho một burst dữ liệu chưa được lập lịch hay

có thể hiểu là thời điểm kết thúc của một burst đã được lập lịch trong một số trườnghợp “Gap” là khoảng thời gian được tính giữa thời điểm đến của một burst chưađược lập lịch và thời điểm kết thúc của một burst đã được lập lịch trước đó “Void”

là khoảng thời gian giữa hai burst dữ liệu được lập lịch trên một kênh dữ liệu màtrong thời gian đó không có burst dữ liệu nào khác được lập lịch

Những thông tin sau được sử dụng bởi khối lập lịch cho hầu hết các thuật toánlập lịch kênh:

- Lb là chiều dài burst

- t là thời điểm đến của burst chưa được lập lịch

- W là số lượng kênh dữ liệu tối đa ở ngõ ra

- Nb là số lượng tối đa các burst dữ liệu được lập lịch