VI. THIẾT KẾ TỐI ƯU TÔPÔ LOGIC QUANG
4. Định tuyến cho các đường quang trên tôpô vật lý
Có sự tương đồng giữa hai bài toán định tuyến cho lưu lượng và định tuyến cho đường quang. Đó là sự sắp xếp đường đi cho các kết nối của một lớp trên tôpô cụ thể của lớp dưới kế đó. Nếu như lưu lượng cần định tuyến trên lớp logic là số lượng luồng SDH căn bản (STM-1) cần kết nối giữa các thiết bị SDH đặt tại các
node thì lưu lượng đối với lớp vật lý là số đường quang cần thiết lập giữa các thiết bị quang đặt tại các node. Bài toán định tuyến đường quang được tóm tắt như sau:
a) Dữ liệu vào
• Tôpô logic: là kết quả của bài toán thiết kế tôpô logic, thể hiện số lượng và vị trí các đường quang cần kết nối giữa các cặp nguồn – đích.
• Mạng vật lý: cung cấp tôpô vật lý và cự ly giữa các cặp node có đường nối vật lý trong mạng.
b) Dữ liệu ra
• Bảng định tuyến đường quang thể hiện đường đi cụ thể của các đường quang, với mục tiêu có số hop vật lý trung bình tối thiểu.
c) Các ràng buộc
• Số lượng đường quang (mỗi đường quang ứng với một bước sóng) chạy qua mỗi sợi quang không vượt quá một con số giới hạn. Kỹ thuật ngày nay đã nâng con số giới hạn này lên đến từ vài chục đến hơn một trăm [4].
• Chiều dài vật lý lớn nhất mà các đường quang phải vượt qua.
CÂU HỎI ÔN TẬP
3.1. Phân tích nguyên nhân ra đời công nghệ IP qua WDM.
3.2. Những chức năng liên quan đến kỹ thuật lưu lượng (định tuyến, cân bằng lưu lượng...) sẽ được thực hiện tại lớp nào trong mô hình mạng IP qua WDM?
3.3. Trình bày các xu hướng xây dựng mô hình tích hợp liên mạng IP/WDM.
Phân tích ưu khuyết điểm của từng mô hình.
3.4. Nêu mối quan hệ giữa router IP và OXC trong các mô hình liên mạng.
3.5. Nguyên nhân ra đời IPv6, cho ví dụ minh họa.
3.6. Trình bày các chức năng chính của quá trình định tuyến IP. Quá trình này do thiết bị nào thực hiện? Chức năng định tuyến thuộc chức năng của lớp nào trong mô hình OSI?
3.7. Trình bày những điểm đặc trưng của định tuyến véc tơ khoảng cách và định tuyến trạng thái liên kết. Phân tích ưu khuyết điểm của hai loại định tuyến này.
3.8. Giao thức định tuyến RIP là gì?
3.9. Nguyên nhân ra đời của kỹ thuật MPLS?
3.10. Trình bày khái niệm lightpath? Quá trình thiết lập lightpath cần phải tuân theo các ràng buộc nào?
3.11. Mục tiêu của bài toán định tuyến và gán bước sóng? Người ta phân loại bài toán định tuyến và gán bước sóng dựa theo những tiêu chí nào?
Chương 3: Truyền tải IP/WDM 197 3.12. Đặc điểm và mục tiêu của bài toán định tuyến và gán bước sóng tĩnh S-
RWA.
3.13. Trình bày các phương trình toán của mô hình của toán tối thiểu số lượng bước sóng sử dụng trên một liên kết trong mạng OCS.
3.14. Khi nào chúng ta có thể bỏ đi điều rằng buộc liên tục các bước sóng trong bài toán RWA Trình bài mô hình toán của bài toán S-RWA khi bỏ đi các ràng buộc về tính liên tục này.
3.15. So sánh ưu khuyết điểm của thuật toán Largest-First so với thuật toán First- Fit trong bài toán gán bước sóng.
3.16. Đặc điểm và mục tiêu của bài toán định tuyến và gán bước sóng động D- RWA.
3.17. Phân tích ưu điểm của bài toán D-RWA so với bài toán S-RWA.
3.18. So sánh ưu khuyết điểm của thuật toán định tuyến cố định và định tuyến thay thế cố định.
3.19. So sánh hai thuật toán định tuyến thích nghi dựa trên thông tin tổng thể và định tuyến thích nghi dựa trên thông tin cục bộ.
3.20. Xét một đường gồm 6 nút được đánh số từ 0 đến 6 liên tiếp. Có một số bước sóng đã được gán như hình sau:
1 2 3 4 5 6
0 λ2
λ1
λ0
λ3
Ta giả sử mỗi liên kết chỉ gồm 1 sợi quang và 4 bước sóng. Giả sử ta cần thiết lập lightpath P1: (1,5). Các lightpath cần được thiết lập sau đó là P2:
(2.4), P3: (3,6) và P4: (0,3). Tính tổn thất dung lượng tổng cộng dựa theo giải thuật M∑ cho quá trình thiết lập các lightpath trên.
3.21. Cùng dữ liệu như câu 20, hãy tính tính tổn thất dung lượng tổng cộng dựa theo giải thuật RCL cho quá trình thiết lập các lightpath trên. So sánh với kết quả của câu 20 và nhận xét.
3.22. Phân tích ưu khuyết điểm giữa hai giải thuật dành trước bước sóng (Wavelength reservation) DIR và SIR.
3.23. Phân tích ưu khuyết điểm của hai cơ chế điều khiển tập trung và điều khiển phân tán trong mạng chuyển mạch kênh quang.
3.24. So sánh giữa tôpô vật lý và tôpô logic trong mạng thông tin quang.
3.25. Tìm phát biểu đúng cho bài toán tối thiểu số bước sóng sử dụng trên một liên kết trong S-RWA.
a) Với một tập bước sóng cho trước, ta thử có tìm được lời giải hay không. Nếu không, thì thử lại với một tập bước sóng lớn hơn và lặp lại đến khi số bước sóng nhỏ nhất được tìm thấy.
b) Với một tập bước sóng cho trước, ta thử có tìm được lời giải hay không. Nếu không, thì thử lại với một tập liên kết nhỏ hơn và lặp lại đến khi có lời giải.
c) Với một tập bước sóng cho trước, ta thử có tìm được lời giải hay không. Nếu có, thì tăng số liên kết và lặp lại đến khi số liên kết là lớn nhất.
d) Với một tập bước sóng cho trước, ta thử có tìm được lời giải hay không, Nếu có thì tăng số liên kết và lặp lại lặp lại đến khi số bước sóng nhỏ nhất được tìm thấy.
3.26. Bất phương trình CTB ≤ 1WxL trong bài toán tối đa hoá số lượng kết nối được thiết lập cho một tập bước sóng cố định có ý nghĩa là:
a) Hai liên kết chia sẻ chung một sợi quang phải sử dụng hai bước sóng khác nhau.
b) Một bước sóng chỉ được dùng tối đa 1 lần trong một liên kết.
c) Mỗi kết nối phải sử dụng cùng một bước sóng dọc theo tuyến của nó.
d) 1WxL là ma trận W x L trong đó các phần tử đều bằng 1.
3.27. Trong mạng OCS, ràng buộc về tính liên tục bước sóng có thể được loại bỏ nếu:
a) Các OXC có chức năng chuyển mạch kênh quang.
b) Các OXC có chức năng của bộ ADM.
c) Ta có sử dụng các bộ chuyển đổi bước sóng tại các OXC.
d) OXC có chức năng định tuyến lại các lightpath.
3.28. Theo phương pháp truyền thống để giải quyết vấn đề định tuyến trong bài toán S-RWA là:
a) Xác định đường cho một phần bộ kết nối, sau đó giải quyết bài toán gán buớc sóng và lặp lại cho đến khi hoàn thành.
b) Gán bước sóng cho cho một phần bộ kết nối sau đó giải quyết bài toán xác định đường và lặp lại cho đến khi hoàn thành.
c) Gán bước sóng cho toàn bộ kết nối và sau là bài toán xác định đường.
Chương 3: Truyền tải IP/WDM 199 d) Xác định đường cho toàn bộ kết nối và sau đó là gán bước sóng cho
chúng.
3.29. Trong bài toán gán bước sóng, các lightpath sẽ được sắp xếp theo thứ tự từ tuyến dài nhất đến tuyến ngắn nhất. Đây là ý tưởng của thuật giải:
a) Longest-First.
b) Largest-First.
c) Most-Used.
d) First-Fit.
3.30. Trong bài toán S-RWA, những kết nối thường được gán một đường ngắn nhất nối 2 điểm đầu cuối vì:
a) Những đường dài hơn thì sử dụng nhiều tài nguyên mạng và thường mang lại một cấu hình mạng có hiệu suất thấp hơn.
b) Những đường ngắn thì quá trình thiết lập mạng nhanh và thường mang lại một cấu hình mạng có hiệu suất cao.
c) Những đường dài hơn dẫn đến xác suất đứt đường cao.
d) Những đường ngắn sẽ đơn giản trong quá trình quản lý mạng.
3.31. Để đạt được cấu hình tối ưu thu trong bài toán S-RWA ta nên:
a) Kết hợp những con đường ngắn nhất và những đường dài hơn để tránh nghẽn.
b) Bằng cách chọn các đường ngắn nhất.
c) Bằng cách chọn các đường dài nhất.
d) Bằng cách chọn con đường ngẩu nhiên.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Vũ Tuấn Lâm, Xu hướng tích hợp IP/quang trong mạng thế hệ sau, Tạp chí Bưu chính Viễn thông kỳ 1, 5/2003.
2. Surhir Dixit, IP over WDM – Building the Next-Generation Optical Internet, John Wiley & Sons, New Jersey, 2003.
3. Chunming Qiao and Myungsik Yoo, Optical Switching Techniques in WDM Optical Networks, McGraw-Hill, 2003.
4. Rajiv Ramaswami and Kumar N. Sivarajan, Optical Networks: A Practical Perspective (3nd Edition), Morgan Kaufmann, 2002.
5. Nguyễn Hồng Sơn, Giáo trình hệ thống mạng máy tính CCNA Semester, Nhà xuất bản Giáo dục, 9/2001.
6. Trần Công Hùng, Bài giảng Internet/Intranet, Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông, Cơ sở II, Thành phố Hồ Chí Minh, 2003.
7. Biswanath Mukherjee, Optical Communication Networks, McGraw-Hill, 1997.
8. George N. Rouskas, Routing and Wavelength Assignment in Optical WDM networks, John Wiley & Sons, New Jersey, 2003.
9. Hui Zang, J.P.Jue và B. Mukherjee, A Review of Routing and Wavelength Assignment Approaches for Wavlength Routed Optical WDM Networks, Optical Networks Magazine, Jan 2000.
10. Gangxiang Shen, Chao Lu, Online Wavelength Assignment for Optical Network, Optical Networks Magazine, Sep 2003.
11. Xiaowen Chu, Bo Li và Zhensheng Zhang, Sparse-Partial Wavelength Conversion in Wavelength-Routed All-Optical Networks, 2003.
12. Nguyễn Huỳnh Minh Tâm và Nguyễn Hữu Quang, Phân tích các thuật toán dành trước bước sóng, Hội nghị Khoa học Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông, 11/2005.
13. Kejie Lu, I.Chlamtac và G. Xiao, Intermediate-Node Initiated Reservation (IIR): A New Signaling Scheme for Wavelength-Routed Networks, IEEE Journal on Selected Areas in Communications, Vol. 21, No. 8, Oct 2003 14. Yoshure Kanitnai, S.Arakawa, M.Murata, Distributed Wavelength
Reservation Method for Fast Lightpath Setup in WDM Networks, 2004.
Cám ơn
Tác giả chân thành cám ơn sự đóng góp về tư liệu cũng như về một phần nội dung của anh Nguyễn Hữu Quang (NCS tại Illinois Unviversity, USA) cho chương này.
CHƯƠNG 4