Chuyển mạch gói quang và các mô hình chuyển mạch

Cùng với sự phát triển của xã hội thì nhu cầu của con người đối với việc trao đổi thông tin ngày càng cao. Để đáp ứng được nhu cầu đó, đòi hỏi đó mạng lưới viễn thông phải có tốc độ cao, dung lượng lớn. Kỹ thuật ghép kênh phân chia bước sóng WDM ra đời đã đáp ứng được một phần những đòi hỏi cấp thiết đó. Kỹ thuật ghép kênh bước sóng WDM có thể nâng dung lượng truyền dẫn của sợi quang lên rất cao. Đồng thời sự tăng trưởng với tốc độ nhanh chóng dung lượng của hệ thống truyền dẫn là sức ép và động lực mạnh cho sự phát triển hệ thống chuyển mạch. Quy mô của hệ thống chuyển mạch trong thông tin càng ngày càng lớn, tốc độ vận hành càng ngày càng cao. Nhưng mạng chuyển mạch điện tử và xử lý thông tin đã phát triển đến gần tốc độ giới hạn. Trong đó tham số cố hữu như RC, méo, trôi trượt, xuyên âm, tốc độ phản ứng chậm… là những khuyết điểm hạn chế đến việc nâng cao tốc độ chuyển mạch. Để giải quyết vấn đề này chuyển mạch quang với kỹ thuật quang điện tử đã ra đời.

Ưu điểm của chuyển mạch quang là ở chỗ, khi tín hiệu quang đi qua bộ chuyển mạch, không cần chuyển đổi quang điện/điện quang, do đó nó không bị các thiết bị quang điện như máy đo kiểm, bộ điều chế… hạn chế tốc độ đáp ứng, đối với tốc độ bít và phương thức điều chế là trong suốt, có thể nâng rất cao thông lượng qua bộ chuyển mạch. Do tác dụng của linh kiện logic quang còn rất đơn giản, không thể hoàn thành chức năng xử lý logic phức tạp của bộ phận điều khiển, nên bộ chuyển mạch quang hiện nay vẫn còn phải điều khiển bằng tín hiệu điện, tức là chuyển mạch quang điều khiển điện.
Mặt khác, mạng quang trong tương lai cần phải hỗ trợ dịch vụ truyền số liệu. Do đó, ý tưởng về chuyển mạch gói quang ra đời. Đây là một ý tưởng mới được đưa ra nhưng được tập chung nghiên cứu rất cẩn thận với rất nhiều ưu điểm như mạng thông tin toàn quang, có tốc độ cao, dung lượng lớn, trong suốt….
Với mục đích tìm hiểu một công nghệ mới, củng cố và phát triển các kiến thức đã lĩnh hội được trong quá trình nghiên cứu và học tập tại Học viện công nghệ Bưu chính Viễn thông em đã chọn đề tài tốt nghiệp của mình là: “Chuyển mạch gói trong mạng quang WDM”. Sau một thời gian tìm hiểu và nghiên cứu cuốn đồ án tốt nghiệp với đề tài đã chọn đã được hoàn thành với nội dung gồm 3 chương như sau:
Chương 1: Giới thiệu chung về WDM.
Chương 2: Các phần tử trong hệ thống WDM.
Chương 3: Chuyển mạch gói trong mạng quang WDM.

MỤC LỤC
THUẬT NGỮ VIẾT TẮT………………………………………………………......ix
Lời nói đầu 1
CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ WDM 3
1.1 Nguyên lý cơ bản của WDM 3
1.1.1 Khái niệm về WDM 3
1.1.2 Mô hình hệ thống WDM 4
1.2 Ảnh hưởng của các hiệu ứng phi tuyến trong hệ thống WDM 6
1.2.1 Hiệu ứng tán xạ 6
a. Hiệu ứng SBR 6
b. Hiệu ứng SBS 7
1.2.2 Hiệu ứng Kerr quang 8
a. Hiệu ứng SPM 8
b. Hiệu ứng XPM 9
c. Hiệu ứng FWM 9
1.3 Các cấu hình mạng WDM 10
1.3.1 Cấu hình điểm-điểm 11
1.3.2 Cấu hình vòng 11
CHƯƠNG 2. CÁC PHẦN TỬ TRONG HỆ THỐNG WDM 14
2.1 Các bộ lọc quang 14
2.1.1 Bộ chọn bước sóng 14
2.1.2 Bộ lọc điều chỉnh được 16
2.2 Bộ ghép và bộ tách kênh quang 19
2.2.1 Nguyên tắc làm việc của lăng kính 19
2.2.2 Nguyên lý làm việc của cách tử tán xạ 20
2.2.3 Bộ ghép và tách kênh quang 21
2.3 Bộ xen rẽ quang (OADM) 22
2.4 Coupler hình sao 24
2.5 Bộ định tuyến bước sóng 25
2.6 Bộ nối chéo quang OXC 26
2.7 Bộ biến đổi bước sóng 28
2.8 Phần tử phát và thu quang 29
2.8.1 Bộ phát 29
2.8.2 Bộ thu 31
2.9 Bộ khuếch đại quang 32
CHƯƠNG 3. CHUYỂN MẠCH GÓI TRONG MẠNG QUANG WDM 39
3.1 Giới thiệu chung về chuyển mạch gói quang 39
3.2 Mô hình mạng chuyển mạch gói quang 40
3.3 Kiến trúc nút mạng 41
3.3.1 Kiến trúc và hoạt động nút mạng 41
3.3.2 Định dạng gói tin 43
3.3.3 Đồng bộ và sắp xếp gói 44
3.3.4 Xử lý tiêu đề 50
3.3.5 Định tuyến gói 51
3.3.6 Giải pháp chống xung đột 52
3.3.7 Trường chuyển mạch 56
3.3.7.1 Phân loại trường chuyển mạch 56
3.3.7.2 Trường chuyển không gian đơn tầng với FDL nối tiếp 57
3.3.7.3 Trường chuyển mạch quảng bá và chọn lọc đơn tầng với FDL nối tiếp…………………………………………………………………. 58
3.3.7.4 Trường chuyển mạch định tuyến bước sóng đơn tầng với FDL hồi tiếp…... ……………………………………………………………………...59
3.3.7.5 Trường chuyển mạch đa tầng với FDL nối tiếp 60
3.3.7.6 Trường chuyển mạch đa tầng không sử dụng FDL 61
3.4 Một số dự án về chuyển mạch gói quang đã được nghiên cứu 61
3.4.1 KEOPS 61
3.4.2 WASPET 65
Kết luận 68
TÀI LIỆU THAM KHẢO 69

LINK DOWNLOAD