Đang tải... (xem toàn văn)
Nội dung của đồ án bao gồm 3 chương và phần kết luận, được cấu trúc như sau: Chương 1: Đưa ra cái nhìn tổng quan về mạng truyền tải quang và hướng nghiên cứu đi sâu vào chuyển mạch quang. Chương 2: Giới thiệu về chuyển mạch burst quang và các khía cạnh cơ bản như kiến trúc, cơ chế báo hiệu, tập hợp burst, thuật toán sắp xếp kênh, phương pháp giải quyết tranh chấp….. Chương 3: Nghiên cứu kỹ thuật hợp burst cơ bản dựa trên mô hình chức năng của nút biên, nút lõi, cấu trúc gói tin điều khiển của OBS dựa trên MPLS. Từ đó đưa ra phương pháp hợp burst mới với thuật toán đặc biệt.
Đồ án tốt nghiệp đại học HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG KHOA VIỄN THÔNG 1 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Đề tài: KỸ THUẬT HỢP BURST TRONG CHUYỂN MẠCH BURST QUANG Giảng viên hướng dẫn : NGUYỄN THỊ THU NGA Sinh viên thực hiện : NGUYỄN TIẾN HOÀNG Lớp : D08VT5 Khóa : 2008-2013 Hệ : Chính quy Hà Nội, tháng 12 năm 2012 SVTH: Nguyễn Tiến Hoàng, lớp D08-VT5 1 1 Đồ án tốt nghiệp đại học NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: …… ….… …………………………………………………………………………………………………………… ….… …………………………………………………………………………………………………………… ….… …………………………………………………………………………………………………………… ….… …………………………………………………………………………………………………………… ….… …………………………………………………………………………………………………………… ….… …………………………………………………………………………………………………………… ….… …………………………………………………………………………………………………………… ….… …………………………………………………………………………………………………………… ….… …………………………………………………………………………………………………………… ….… …………………………………………………………………………………………………………… ….… …………………………………………………………………………………………………………… ….… …………………………………………………………………………………………………………… ….… …………………………………………………………………………………………………………… ….… …………………………………………………………………………………………………………… ….… …………………………………………………………………………………………………………… ….… …………………………………………………………………………………………………………… ….… …………………………………………………………………………………………………………… SVTH: Nguyễn Tiến Hoàng, lớp D08-VT5 2 2 Đồ án tốt nghiệp đại học ….… …………………………………………………………………………………………………………… ….… …………………………………………………………………………………………………………… ….… …………………………………………………………………………………………………………… ….… ……………………………………………………………………………………………………… Điểm: ….………(Bằng chữ:………………………………………….) Đồng ý/Không đồng ý cho sinh viên bảo vệ trước hội đồng chấm đồ án tốt nghiệp Hà Nội , ngày tháng năm 2012 CÁN BỘ - GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN: …… ….… …………………………………………………………………………………………………………… ….… …………………………………………………………………………………………………………… ….… …………………………………………………………………………………………………………… ….… …………………………………………………………………………………………………………… ….… …………………………………………………………………………………………………………… ….… …………………………………………………………………………………………………………… ….… …………………………………………………………………………………………………………… ….… SVTH: Nguyễn Tiến Hoàng, lớp D08-VT5 3 3 Đồ án tốt nghiệp đại học …………………………………………………………………………………………………………… ….… …………………………………………………………………………………………………………… ….… …………………………………………………………………………………………………………… ….… …………………………………………………………………………………………………………… ….… …………………………………………………………………………………………………………… ….… …………………………………………………………………………………………………………… ….… …………………………………………………………………………………………………………… ….… …………………………………………………………………………………………………………… ….… …………………………………………………………………………………………………………… ….… …………………………………………………………………………………………………………… ….… …………………………………………………………………………………………………………… ….… …… ….… ……………………………………………………………………………………………………… ….… ……………………………………………………………………………………………………… ….… ……………………………………………………………………………………………………… ….… ……………………………………………………………………………………………………Điểm : …………………(Bằng chữ :…………………………………………) Hà Nội , ngày tháng năm 2012 CÁN BỘ - GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN SVTH: Nguyễn Tiến Hoàng, lớp D08-VT5 4 4 Đồ án tốt nghiệp đại học MỤC LỤC SVTH: Nguyễn Tiến Hoàng, lớp D08-VT5 5 5 Đồ án tốt nghiệp đại học DANH MỤC HÌNH VẼ SVTH: Nguyễn Tiến Hoàng, lớp D08-VT5 6 6 Đồ án tốt nghiệp đại học DANH MỤC BẢNG SVTH: Nguyễn Tiến Hoàng, lớp D08-VT5 7 7 Đồ án tốt nghiệp đại học KÝ HIỆU CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT K Acknowlegment Thông tin xác nhận API Application Program Interface Giao diện trình ứng dụng ATM Asynchronous Transfer Mode Chế độ truyền tải không đồng bộ BBM Buffered Burst Multiplexer Bộ ghép burst có đệm BHP Burst Header Packet Gói tiêu đề burst DEMUX Multiplexer Bộ giải ghép kênh DR Delay Reservation Đăng ký trễ DWDM Dense WDM WDM mật độ cao DXC Digital Cross connect Kết nối chéo số FCFS First Come, First Served Đến trước, phục vụ trước FDL Fiber Delay Line Đường dây trễ quang FDDI Fiber Distributed Data Interface Giao diện dữ liệu phân bố cáp FIFO First In, First Out Vào trước, ra trước FRP Fast Reservation Protocol Giao thức đăng ký trước IBT In-Band-Terminal Tên giao thức IM Input Module Module đầu vào IN Intelligent Network Mạng thông minh IP Internet Protocol Giao thức Internet ISPs Internet Service Providers Nhà cung cấp dịch vụ Internet JET Just Enought Time (tên giao thức) JIT Just In Time (tên giao thức) LAN Local Area Network Mạng nội hạt LCFS Last Come, First Served Đến sau, phục vụ trước LIB Label Information Base Cơ sở thông tin nhãn MAN Metro Area Network Mạng đô thị MPLS Multi Protocol Label Switching Chuyển mạch nhãn đa giao thức MUX Multiplexer Bộ ghép kênh NGN Next Generation Network Mạnh thế hệ tiếp theo OADM Optical Add/Drop Multiplexer Bộ xen rẽ quang OBS Optical Burst Switching Chuyển mạch Burst quang SVTH: Nguyễn Tiến Hoàng, lớp D08-VT5 8 Đồ án tốt nghiệp đại học ODL Optical Delay Line Đường dây trễ quang ODD Only Destination Delay (tên giao thức) O/E/O Optical/Electrical/Optical Quang/điện/quang OM Output Module Module đầu ra OPR Optical Packet Routing Định tuyến gói quang OPS Optical Packet Switching Chuyển mạch gói quang OSM Optical Switching matrix Ma trận chuyển mạch quang OSN Optical Switching node Nút chuyển mạch quang OXC Optical Cross-Connect Kết nối chéo quang RFD Reserve-a-fixed-Delay Đăng ký trễ cố định RS Random Selection Lựa chọn ngẫu nhiên SCU Switching Control Unit Khối điều khiển chuyển mạch SDH Synchronous Digital Hierarchi Ghép kênh cận đồng bộ SONET Synchronous Optical Network Mạng quang đồng bộ TAG Tell Ang Go (tên giao thức) TAW Tell And Wait (tên giao thức) TCP Transfer Control Protocol Giao thức điều khiển truyền dẫn TDM Time Dvision Multiplexing Ghép kênh phân chia theo thời gian WADM Wavelength Add/drop Division Multiplexing Bộ xen rẽ theo bước sóng WAN Wide Area Network Mạng điện rộng WDM Wavelength Division Multiplexer Bộ ghép kênh phân chia theo bước sóng SVTH: Nguyễn Tiến Hoàng, lớp D08-VT5 9 Đồ án tốt nghiệp đại học LỜI NÓI ĐẦU Trong những năm gần đây, mạng viễn thông toàn cầu phát triển với tốc độ chóng mặt. Đi kèm với đó là những biến đổi rất lớn về bản chất lưu lượng truyền tải trên mạng. Rất dễ dàng nhận thấy rằng lưu lượng thoại truyền thống ngày càng trở nên lép vế trước những luồng lưu lượng phi thoại khổng lồ. Vì vậy những công nghệ cũ vốn được sử dụng cho thoại dần dần không đáp ứng được các yêu cầu truyền thông có tính bùng nổ và liên tục như hiện nay. Internet trở thành một phần không thể thiếu của cuộc sống, số người sử dụng không ngừng gia tăng, cộng thêm sự đa dạng về các loại hình dịch vụ, … Chính vì lẽ đó yêu cầu về băng thông đối với các dịch vụ viễn thông trở nên cần thiết hơn bao giờ hết. Một trong những xu hướng phát triển của mạng viễn thông hiện nay là quang hóa từ mạng lõi cho đến tận mạng truy nhập của khách hàng. Công nghệ ghép kênh phân chia theo bước sóng WDM đã và đang được triển khai trong các hệ thống thông tin quang hiện tại cho phép tốc độ truyền dẫn cực lớn và khả năng hỗ trợ các lưu lượng khác nhau như IP, Ethernet, SONET/SDH. Khi đã có tốc độ truyền dẫn cao rồi thì một bài toán khác được đặt ra đó là làm thế nào để có thể sử dụng một cách tối ưu băng thông và giảm thiểu trễ xử lý tại các thiết bị chuyển mạch. Ba công nghệ chuyển mạch quang được nghiên cứu để sử dụng trong mạng WDM là: chuyển mạch kênh quang, chuyển mạch gói quang và chuyển mạch burst quang. Trong ba công nghệ này, chuyển mạch burst quang ra đời nhằm đáp ứng sự bùng nổ dữ liệu, cộng với việc kết hợp các ưu điểm của cả chuyển mạch gói quang và chuyển mạch kênh quang. Xuất phát từ thực tế trên em đã chọn hướng nghiên cứu về chuyển mạch burst quang, đặc biệt là các kỹ thuật hợp burst trong chuyển mạch burst quang. Nội dung của đồ án bao gồm 3 chương và phần kết luận, được cấu trúc như sau: - Chương 1: Đưa ra cái nhìn tổng quan về mạng truyền tải quang và hướng nghiên cứu đi sâu vào chuyển mạch quang. - Chương 2: Giới thiệu về chuyển mạch burst quang và các khía cạnh cơ bản như kiến trúc, cơ chế báo hiệu, tập hợp burst, thuật toán sắp xếp kênh, phương pháp giải quyết tranh chấp… - Chương 3: Nghiên cứu kỹ thuật hợp burst cơ bản dựa trên mô hình chức năng của nút biên, nút lõi, cấu trúc gói tin điều khiển của OBS dựa trên MPLS. Từ đó đưa ra phương pháp hợp burst mới với thuật toán đặc biệt. - Kết luận SVTH: Nguyễn Tiến Hoàng, lớp D08-VT5 10 [...]... là chưa đủ, các hạn chế của chuyển mạch gói còn nhiều chính vì thế cần phải có một công nghệ chuyển mạch mới với những tín năng vượt trội hơn 1.2.3.3 Chuyển mạch burst quang Chuyển mạch burst quang ra đời là sự kết hợp các ưu điểm của cả chuyển mạch gói quang và chuyển mạch kênh quang Khái niệm chuyển mạch quang xuất hiện từ đầu những năm 1980 Gần đây, chuyển mạch burst quang được nghiên cứu trở lại... đệm quang Nút lõi trong mạng chuyển mạch burst quang được cấu trúc như hình 2.2 Hình 2.2:Cấu trúc nút lõi trong mạng chuyển mạch burst quang Một nút lõi trong mạng OBS được cấu trúc bao gồm khối chuyển mạch, khối điều khiển chuyển mạch, bộ đệm quang đầu vào và các khối giao diện đường truyền dẫn (MUX, DEMUX, IM, OM) Khối chuyển mạch quang: Đây là khối quyết định dung lượng chuyển mạch của cả nút chuyển. .. nhập quang chưa phát triển, chất lượng các thiết bị quang lượng tử chưa được chính xác,…đang là vấn đề lớn nhất cần giải quyết SVTH: Nguyễn Tiến Hoàng, lớp D08-VT5 21 Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 2: Chuyển mạch burst quang CHƯƠNG 2: CHUYỂN MẠCH BURST QUANG 2.1 Cấu trúc và nguyên lý hoạt động của mạng chuyển mạch burst quang 2.1.1 Cấu trúc mạng chuyển mạch burst quang Mạng chuyển mạch burst quang. .. chuyển mạch điện tử trước đây thì chuyển mạch quang đã có một bước tiến xa Phần dữ liệu người dùng có kích thước rất lớn đã được chuyển mạch trong miền quang từ đó giảm đáng kể trễ xử lý tại các nút chuyển mạch SVTH: Nguyễn Tiến Hoàng, lớp D08-VT5 14 Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 2: Chuyển mạch burst quang Ta có mô hình của một nút chuyển mạch quang: Hình 1.1: Mô hình chung của một nút chuyển mạch quang. .. trước để đăng ký sử dụng tài nguyên Kích thước burst có thể thay đổi Không sử dụng bộ đệm Đặc biệt trong chuyển mạch burst quang có thể ứng dụng kỹ thuật ước lượng thống kê kích thước burst để gửi đi trước trong gói điều khiển, giảm thời gian trễ burst tại các nút nguồn Chuyển mạch burst quang là chuyển mạch hứa hẹn nhiều triển vọng, nó sẽ thay thế các chuyển mạch hiện tại, và sẽ mang tính thương mại cao... SVTH: Nguyễn Tiến Hoàng, lớp D08-VT5 20 Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 2: Chuyển mạch burst quang chuyển mạch gói quang Nó tránh được hai vấn đề chính đó là: Tốc độ chuyển mạch và bộ đệm quang Giảm hiện tượng tắc nghẽn trong mạng chuyển mạch gói quang khi xử lý tiêu đề gói tin trong trường chuyển mạch Thông tin được tập hợp vào một burst với độ dài lớn hơn gói trước đây mà vẫn dùng một gói tin điều khiển... Hình 2.1: Cấu trúc mạng chuyển mạch burst quang Trong mạng chuyển mạch burst quang (OBS) hay còn được gọi là mạng toàn quang thì đơn vị truyền dẫn là các burst, có kích thước bằng một số gói IP hay một chuỗi các tế bào ATM Nhưng các burst này nhỏ hơn đơn vị truyền dẫn của chuyển mạch kênh là bản tin Một gói tin điều khiển được truyền trước burst dữ liệu để cấu hình các chuyển mạch quang trên đường đi từ... trúc nút biên trong mạng chuyển mạch burst quang Các nút biên trong mạng chuyển mạch burst quang có thể được cấu trúc theo hai cách sau: có bộ chuyển đổi bước sóng hoặc không có bộ chuyển đổi bước sóng: Nút biên không có bộ chuyển đổi bước sóng: Đây là trường hợp một burst trên một bước sóng đầu vào chỉ có thể được chuyển mạch tới bước sóng đó trên một cổng đầu ra và việc sử dụng các burst đến trên... qua mạng truyền tải quang một cách trong suốt) Với chuyển mạch burst quang, nhiều dữ liệu thông tin được tập hợp thành các burst Trong đó, có một gói tin điều khiển được gửi đi trước để đăng ký sử dụng tài nguyên mạng, theo sau là burst dữ liệu Các nút mạng trong mạng chuyển mạch burst quang được phân thành hai loại: nút lõi và nút biên • Nút lõi: Có chức năng nhận và chuyển tiếp các burst đi đến các... vài đăc trưng điển hình của chuyển mạch burst quang: - - - Kích thước đơn vị truyền dẫn của chuyển mạch burst nhỏ hơn kích thước đơn vị truyền dẫn của chuyển mạch kênh và lớn hơn đơn vị truyền dẫn của chuyển mạch gói Thông tin điều khiển của chuyển mạch burst được truyền trên một bước sóng riêng (báo hiệu ngoài băng), và không được truyền đi cùng với burst như ở chuyển mạch gói Thông tin điều khiển . mạch burst quang và các khía cạnh cơ bản như kiến trúc, cơ chế báo hiệu, tập hợp burst, thuật toán sắp xếp kênh, phương pháp giải quyết tranh chấp… - Chương 3: Nghiên cứu kỹ thuật hợp burst. phát từ thực tế trên em đã chọn hướng nghiên cứu về chuyển mạch burst quang, đặc biệt là các kỹ thuật hợp burst trong chuyển mạch burst quang. Nội dung của đồ án bao gồm 3 chương và phần kết luận,. chuyển mạch burst quang có thể ứng dụng kỹ thuật ước lượng thống kê kích thước burst để gửi đi trước trong gói điều khiển, giảm thời gian trễ burst tại các nút nguồn. Chuyển mạch burst quang