NGUYÊN CỨU MẠNG MAN CHUYỂN MẠCH GÓI ĐƠN CHẶNG LỰA CHỌN BƯỚC SÓNG DỰA TRÊN AWG CHƯƠNG 2_2
Chia sẻ: Tran Le Kim Yen Tran Le Kim Yen | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:16
lượt xem 4
download
Một giao thức hoàn toàn phân bổ dựa trên một PSC hay bus có cấu trúc node là TT-TR. Tất cả các bước sóng được đưa vào khe với độ dài khe bằng với thời gian truyền dẫn gói tin
Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!
Nội dung Text: NGUYÊN CỨU MẠNG MAN CHUYỂN MẠCH GÓI ĐƠN CHẶNG LỰA CHỌN BƯỚC SÓNG DỰA TRÊN AWG CHƯƠNG 2_2
- Đồ án tốt ngiệp Đại học Chương II. Các mạng WDM nội thị ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP BỘ MÔN THÔNG TIN QUANG ĐỀ TÀI: NGUYÊN CỨU MẠNG MAN CHUYỂN MẠCH GÓI ĐƠN CHẶNG LỰA CHỌN BƯỚC SÓNG DỰA TRÊN AWG CHƯƠNG II. CÁC MẠNG WDM NỘI THỊ 3.3.2 Các giao thức truy nhập ngẫu nhiên Các giao thức có xung đột bộ thu Một giao thức hoàn toàn phân bổ dựa trên một PSC hay bus có cấu trúc node là TT-TR. Tất cả các bước sóng được đưa vào khe với độ dài khe bằng với thời gian truyền dẫn gói tin. Bất cứ node nào với gói tin gửi đều được phép truyền dẫn gói tin trong một bước sóng được lựa chọn ngẫu nhiên tại khởi đầu mỗi khe. Cả hai loại xung đột đều có thể xảy ra đặc biệt với tải lưu lượng trung bình đến cao. Các giao thức không xung đột bộ thu Giao thức phân bổ đích cho phép tất cả các node gửi một gói tin tại khởi đầu khe. Mạng dựa trên một PSC hoặc bus và mỗi node có cấu trúc một TT-FR hoặc một TT-TR. Trong khi xung đột kênh có thể xảy ra thì xung đột bộ thu bị loại bỏ bằng cách gán mỗi bước sóng tới các bộ thu khác nhau trong mỗi khe. Một chu kì bao gồm nhiều khe và được lặp lại một cách tuần hoàn. Trong mỗi chu kì tất cả các node có cơ hội gửi gói tin tới bất kì đích nào.
- Đồ án tốt ngiệp Đại học Chương II. Các mạng WDM nội thị Một giao thức truy nhập ngẫu nhiên tương tự được sử dụng dựa trên một PSC. Để đơn giản hoá hoạt động và triển khai mỗi node được phân bổ một bước sóng (kênh) cố định để nhận trong khi bộ phát là điều chỉnh được (TT-FR), nghĩa là xung đột bộ thu bị loại bỏ. Tất cả các bước sóng được gán khe ngang nhau và mỗi node có thể truyền dẫn một gói tin tại thời điểm bắt đầu khe, có thể dẫn tới xung đột kênh. Hai giao thức trên là giống với ALOHA gán khe được mở rộng cho môi trường đa kênh. Hai biến thể của ALOHA gán khe đa kênh khác nhau trong các giới hạn đồng bộ. Giao thức thứ nhất được gán khe trong các giới hạn khe rất nhỏ trong khi giao thức thứ hai mỗi khe dài hơn và bao gồm L khe con bằng với chiều dài gói trong đó L≥ 1. Giao thức truy nhập ngẫu nhiên thứ hai cho thông lượng cao hơn giao thức đầu do đã giảm thời gian không được bảo vệ và do đó giả m xung đột kênh. Quan trọng hơn đối với một số lượng nhỏ bước sóng sẽ thuận tiện hơn để sử dụng tất cả các bước sóng để truyền dẫn dữ liệu thay vì dùng một bước sóng khác để điều khiển và đặt trước như thường được làm trong các giao thức đặt trước. Kênh dữ liệu bổ sung sẽ trở nên kém lợi thế hơn khi số lượng các bước sóng tăng. Đối với tải hệ thống thấp, ALOHA gán khe đa kênh thực hiện TDMA ngẫu nhiên theo nghĩa là thông lượng và trễ và ngược lại cho môi trường tải lưu lượng từ trung bình đến cao vì TDMA không bị xung đột kênh. Hiệu năng của cả hai mạng là tốt nhất khi các bộ phát ở mỗi node có thể chuyển sang tất cả các bước sóng và số lượng bộ thu của mỗi node bằng với số bước sóng. Một mạng đơn chặng dùng hai PSC song song, mỗi node được trang bị TT- FR với kênh riêng dành riêng. Trước khi truyền dẫn gói tin một node cho trước thăm dò kênh riêng của đích tương ứng bằng cách gửi một xung nhỏ. Chỉ khi xung này không xung đột với các xung khác và gói tin đang được truyền dẫn tới cùng một
- Đồ án tốt ngiệp Đại học Chương II. Các mạng WDM nội thị đích, node nguồn nhận được quyền truy nhập tới bước sóng tương ứng và bắt đầu gửi gói tin. Nếu không, node nguồn phải truyền lại xung tại một thời điểm khác. Một giao thức cảm nhận sóng mang (CSMA) có mô hình bus vô hướng, mỗi node có cấu trúc TT-FR. Kênh riêng của một node cho trước phía nhận có thể dành riêng hoặc chia sẻ với các node khác. Mỗi node được phép truyền dẫn không chỉ các gói tin đơn mà còn một chuỗi gói (gửi trở lại một đa gói) một khi node đó nhận được quyền truy nhập tới kênh riêng tương ứng của đích. Thời gian được chia thành các chu kì tuần hoàn tái tạo lại. Một node cho trước với một gói tin sẵn sàng gửi cảm nhận kênh riêng tương ứng của node đích một lần trong một chu kì. Nếu bước sóng là rỗi, node bắt đầu truyền dẫn gói tin hoặc chuỗi gói. Nếu bước sóng là bận, node này không bắt đầu truyền dẫn và giữ cảm nhận bước sóng trong chu kì kế tiếp cho tới khi bước sóng là rỗi. 3.3.3 Các giao thức đặt trước Các giao thức có xung đột bộ thu Mạng hình sao đơn chặng dựa trên một PSC. Mỗi node có cấu trúc TT-TR. Các bước sóng không được gán cố định. Một bước sóng được sử dụng cho truyền dẫn kết hợp giữa các bộ phát và các bộ thu. Các node rỗi chuyển đổi các bộ thu tới kênh điều khiển này để thu nhập các gói tin điều khiển, mỗi gói chứa địa chỉ nguồn, địa chỉ đích, và bước sóng được lựa chọn ngẫu nhiên để gửi gói dữ liệu tương ứng. Sự kết hợp của ALOHA và CSMA để điều khiển truy nhập tới kênh điều khiển và các bước sóng dữ liệu. Một node cho trước với một gói dữ liệu trong bộ đệm của nó truyền dẫn gói dữ liệu ngay sau khi gửi gói tin điều khiển tương ứng, nghĩa là giao thức này thuộc loại báo và truyền. Rõ ràng là trong loại giao thức đặt trước ngẫu nhiên này cả hai gói tin điều khiển và dữ liệu đều có thể xảy ra xung đột. Hơn nữa, các node bận không có khả năng giám sát kênh điều khiển và có thể bị chuyển sang bước sóng khác dẫn đến xung đột bộ thu.
- Đồ án tốt ngiệp Đại học Chương II. Các mạng WDM nội thị Các giao thức cung cấp hiệu năng trễ-thông lượng tương đối kém vì thực ra các gói tin dữ liệu được gửi không phụ thuộc sự thành công của các gói tin điề u khiển tương ứng. Hiệu năng trên có thể tăng bằng cách chỉ gửi các gói tin dữ liệu nếu các gói tin điều khiển hoàn toàn không xung đột. Nói cách khác hiệu năng trễ- thông lượng có thể tăng nếu như thay thế giao thức báo và truyền bởi giao thức thử và chờ. Tuy nhiên vẫn có thể xảy ra xung đột bộ thu. Cần chú ý rằng các giao thức thử và chờ được đề cập ở trên không những chịu ảnh hưởng của xung đột bộ thu mà còn cả xung đột kênh đối với các gói tin dữ liệu. Hãy tưởng tượng, hai gói tin điều khiển được truyền liên tiếp nhau mà không xảy ra xung đột kênh đều muốn đặt trước cùng một bước sóng. Cả hai gói tin điều khiển đều thành công và các gói tin dữ liệu tương ứng được gửi đi. Nếu hai gói tin dữ liệu không dài hơn gói tin điều khiển, chúng sẽ xung đột và dẫn tới lãng phí băng thông và giả m thông lượng. Vấn đề này được giải quyết bằng cách tránh các xung đột kênh của các gói tin dữ liệu. Một gói tin dữ liệu cho trước được gửi đi nếu: gói tin điều khiển tương ứng được truyền dẫn mà không bị xung đột và không có gói tin điều khiển nào khác đặt trước cho cùng bước sóng trong khoảng thời gian (L-1) khe liền trước đó, trong đó L≥1 biểu thị chiều dài gói tin và một khe tương ứng với thời gian truyền dẫn của gói tin điều khiển. Hiệu năng trễ-thông lượng trong các kết hợp giao thức ALOHA gán khe được nâng lên nhờ việc chia nhỏ thời gian thành các chu kì tuần hoàn và cho phép trong mỗi khe của các đặt trước kênh điều khiển vào các bước sóng dữ liệu khác nhau. Để làm được như thế, trong mỗi khe chỉ có các node muốn gửi gói tin dữ liệu ở cùng bước sóng đặt trước dẫn đến giảm số lượng các gói tin điều khiển bị xung đột. Điều này lại làm tăng hiệu năng vì số lượng gói tin điều khiển phải truyền lạ i do xung đột giảm. Từ đó ra đời giao thức ALOHA đặt trước (R-ALOHA). Trong R-ALOHA một node cho trước đã thành công trong việc đặt trước trong một khe
- Đồ án tốt ngiệp Đại học Chương II. Các mạng WDM nội thị được gán cố định khe đó cho tới khi node đó không còn gói tin dữ liệu nào cần truyền nữa. R-ALOHA cho thông lượng cao hơn và trễ nhỏ hơn đối với tải lưu lượng trung bình đến cao. Các giao thức ALOHA gán khe có thể được cải tiến thêm bằng việc gửi các gói tin điều khiển trong các bước sóng dữ liệu thay vì một kênh điều khiển duy nhất. Trong giao thức này không có kênh điều khiển riêng và các node được chia thành các nhóm. Mỗi nhóm được gán một bước sóng khác nhau. Thời gian được chia thành các chu kì tuần hoàn. Mỗi chu kì gồ m có pha điều khiển và pha dữ liệu. Một node rỗi chuyển bộ thu của nó sang bước sóng của nhóm mà nó nằ m trong. Node nguồn muốn truyền dẫn gói dữ liệu sẽ truyền một gói tin điều khiển trên bước sóng của node đích tương ứng trong pha điều khiển của chu kì bằng cách dùng ALOHA gán khe. Giao thức này nâng cao hiệu năng của mạng. Bởi vì các gói tin điều khiển được phân tán nhờ đa bước sóng (thay vì chỉ có một bước sóng điều khiển duy nhất) và tất cả các bước sóng đều có thể được sử dụng cho truyề n dẫn dữ liệu trong pha dữ liệu và kết quả là mức độ đồng bộ cao hơn, giảm xung đột và số lượng các gói tin phải truyền lại. Ảnh hưởng của xung đột bộ thu đối với hiệu năng được phân tích dựa trên PSC với cấu trúc node TT-TR sử dụng giao thức đặt trước. Nó đã được chứng minh rằng trừ phi số lượng node là lớn, xung đột bộ thu sẽ làm giảm hiệu năng trễ- thông lượng mạng. Có điều này trong các mạng với một lượng nhỏ node hai gói tin dữ liệu truyền dẫn đồng thời có nhiều khả năng được đánh địa chỉ cùng một node đích. Với mỗi node có cùng bộ thu duy nhất node đích cho trước chỉ có khả năng nhận một gói tin dữ liệu và loại bỏ các gói tin còn lại. Do đó gói tin điều khiển của bộ thu đã xung đột với gói tin dữ liệu sẽ phải truyền lại, dẫn tới làm giảm thông lượng và tăng trễ. Trong các giao thức đặt trước dựa trên kênh điều khiển với truy nhập ngẫu nhiên với cả các bước sóng dữ liệu và điều khiển sẽ thể hiện trễ theo
- Đồ án tốt ngiệp Đại học Chương II. Các mạng WDM nội thị kiểu không đều khi tải lưu lượng tăng nếu số lượng của các bước sóng dữ liệu nhỏ. Lí do là, tại mức tải thấp, hầu hết các gói kênh điều khiển và kênh dữ liệu đều được gửi thành công. Khi tải tăng thì nghẽn kênh trên các bước sóng dữ liệu chiế m chủ yếu và khả năng thông bắt đầu giảm, c¸c gãi ®iÒu khiÓn t¬ng øng ph¶i ®îc truyÒn l¹i. Khi tải tăng hơn nữa thông lượng kênh điều khiển cũng giả m sẽ dẫn tới giả m tải trên các bước sóng dữ liệu. Kết quả là thông lượng kênh dữ liệu lại tăng và số lượng các gói tin điều khiển phải truyền lại lại giả m. Tuy nhiên đến một tải lưu lượng nhất định xung đột trên kênh điều khiển xảy ra nhiều đến nỗi mà thông lượng kênh dữ liệu sẽ lại giả m. Trong giao thức đặt trước sử dụng đa truy nhập phân chia theo bước sóng - thời gian động (DT-WDMA) hoàn toàn giúp tránh được xung đột kênh đối với cả gói tin dữ liệu và điều khiển. Đây là mạng hình sao dựa trên một PSC. Mỗi node có một bộ thu phát cố định với kênh điều khiển, một bộ phát cố định điều chỉnh và một bộ thu điều chỉnh được cho dữ liệu. Các xung đột kênh trên kênh điều khiể n được loại bỏ nhờ vòng kín TDMA. Các gói tin dữ liệu được gửi hoàn toàn không xung đột vì mỗi node truyền trên một bước sóng dành riêng. Sau khi gửi gói tin điều khiển, node sẽ truyền dẫn gói tin dữ liệu tương ứng trên kênh được gán riêng cho nó trong chu kì kế tiếp mà không phải đợi kết quả của hệ đặt trước. Một gói tin điều khiển bao gồm địa chỉ đích, tuổi của gói tin dữ liệu tương ứng và một trường phân loại. Trường này được sử dụng để cho phép cả chuyển mạch kênh và chuyể n mạch gói. Trong kiểu chuyển mạch gói, một gói tin điều khiển đặt trước cho một gói tin dữ liệu duy nhất. Trong kiểu chuyển mạch kênh gói tin điều khiển cố gắng thiết lập một kênh nối. Với điều khiển việc đặt trước là thành công, bước sóng được đặt trước và bộ thu đích được đặt trước sẽ phục vụ cho tới khi node nguồn tiếp tục gửi một gói tin điều khiển tương ứng trong khe thời gian đặt trước nó đã được phân bổ. Kết quả các phiên làm việc không bị ngắt và QoS được đảm bảo.
- Đồ án tốt ngiệp Đại học Chương II. Các mạng WDM nội thị Thông tin về tuổi ở trong gói tin điều khiển được sử dụng để xác định mức độ ưu tiên cho các gói tin dữ liệu. Trong số các gói tin điều khiển cùng đến một đích, gói nào có tuổi lớn nhất sẽ được đặt trước. Các gói tin điều khiển còn lại sẽ phải truyề n lại do xung đột bộ thu trong các gói tin dữ liệu tương ứng. Các giao thức không có xung đột ở bộ thu Một giao thức đặt trước loại bỏ hoàn toàn xung đột kênh và xung đột bộ thu của cả các gói tin dữ liệu và điều khiển được sử dụng trong mạng dựa trên một PSC và mỗi node có cấu trúc TT-FR. Bộ thu của nó gắn với kênh dành riêng. Thời gian được chia làm các chu kì tuần hoàn. Mỗi chu kì được chia nhỏ thành N khe điều khiển, M khe thông tin và M khe dữ liệu, M≥1. Mỗi khe điều khiển được gán trước cho một node. Khi node i muốn gửi gói tin dữ liệu tới node j, node i sẽ truyền gói tin điều khiển trong khe điều khiển thứ i vào kênh của node j. Sau khi nhận được gói tin điều khiển node j sẽ lựa chọn một hoặc nhiều node nguồn. Sử dụng các khe thông tin node j sẽ gửi sự cho phép của mình tới các node nguồ n được lựa chọn. Vì sự cho phép chứa lược đồ truyền dẫn nên sẽ không xảy ra xung đột kênh đối với gói tin dữ liệu. Một giao thức đặt trước hoàn toàn không xung đột khác có khả năng đạt được thông lượng xấp xỉ 100% được giới thiệu trong mạng dựa trên một PSC. Cấu trúc node của nó khá phức tạp. Mỗi node sử dụng một bộ thu phát gán với một kênh điều khiển chung để gửi các gói tin điều khiển. Để truyền các gói tin dữ liệu mỗi node sử dụng kênh riêng. Nhờ sử dụng hai bộ thu phát hoạt động luân phiên các khó khăn về chuyển đổi sẽ được tránh thời gian được chia thành các chu kì tuầ n hoàn. Trên kênh điều khiển mỗi chu kì gồm N khe được phân bổ trước cho các node khác nhau. Mỗi node nhận thông tin phản hồi bằng cách phát quảng bá một gói tin điều khiển trên khe được phân bổ. Sau đó các gói tin dữ liệu đã được xếp
- Đồ án tốt ngiệp Đại học Chương II. Các mạng WDM nội thị lịch thành công sẽ được truyền không xung đột trên kênh dành riêng tương ứng của node nguồn. Một giao thức đặt trước không có sự gán trước các khe sử dụng trong mạng dựa trên một PSC. Cấu trúc mỗi node là TT-FT-TR-FR, trong đó một bộ thu phát được gắn vào kênh điều khiển chung còn các bộ khác thì có thể điều chỉnh được và được sử dụng để thu/phát thông tin. Tất cả các bước sóng được gắn khe với chiều dài khe bằng thời gian truyền của một gói tin. Khe trong kênh điều khiển được chia nhỏ thành các khe đặt trước và một khoảng trễ truyền dẫn. Các khe đặt trước không được gán cố định. Các node gửi gói tin điều khiển bằng cách sử dụng một trong các khe đặt trước một cách ngẫu nhiên. Tại thời điểm cuối của mỗi khe, nghĩa là, sau một chu kì trễ các gói tin điều khiển không bị xung đột sẽ được đưa vào chu trình vào trước ra trước phân tán (FCFS). Nếu sự đặt trước là thành công gói tin dữ liệu tương ứng sẽ được truyền trong khe kế tiếp. Các gói tin điều khiển không thành công sẽ được truyền lại. Ở đây khái niệm không thành công nghĩa là gói tin điều khiển xung đột trong kênh ALOHA gán khe và/hoặc không tìm đủ tài nguyên rỗi. Bằng cách tăng các gói tin điều khiển được xếp lịch kênh điều khiể n ALOHA gán khe không xung đột có nhiều khả năng tìm được tài nguyên rỗi hơn. Do vậy số lượng gói tin điều khiển phải truyền lại sẽ ít đi và dung lượng mạng sẽ tăng. Trong giao thức trên, mỗi node phải duy trì một số lượng khá lớn thông tin trạng thái. Các đòi hỏi liên quan đến xử lí sẽ giả m đáng kể nếu các node không cần phả duy trì bảng trạng thái. R- ALOHA hơn ALOHA gán khe ở điểm này. Để làm được điều này một node đã thành công trong việc gửi gói tin điều khiển có thể hoàn toàn sử dụng khe thời gian đó để truyền lại các gói tin điều khiển cho tới khi kết thúc quá trình truyền dẫn dữ liệu.
- Đồ án tốt ngiệp Đại học Chương II. Các mạng WDM nội thị Một giao thức đặt trước tránh được cả xung đột bộ thu và xung đột kênh đối với các gói tin dữ liệu mà chỉ đòi hỏi một bộ thu phát với mỗi node được trình bày trong mạng dựa trên một PSC và mỗi node có cấu trúc TT-TR. Giao thức này có thể đưa chuyển đổi thời gian và chuyển đổi trễ của bộ thu về 0. Thời gian được chia thành các khe dữ liệu với chiều dài của một khe bằng với thời gian truyền dẫ n của một gói dữ liệu cố định. Khe dữ liệu trên kênh điều khiển chung được chia nhỏ thành W khe điều khiển, mỗi khe này lại bao gồm vài khe nhỏ hơn. Khi một node i, 1 ≤ i ≤ N, muốn gửi dữ liệu trên bước sóng j, 1 ≤ i ≤ W, nó lựa chọn ngẫu nhiên một khe con trong khe điều khiển thứ j để quảng bá gói tin điều khiển. Bằng cách sử dụng ALOHA gán khe thay vì TDMA trong kênh điều khiển các node mới có thể dễ dàng tham gia vào quá trình đặt trước làm cho mạng trở nên mềm dẻo hơn. Tất cả các node tham gia vào quá trình đặt trước đều biết kết quả sau một trễ truyền dẫn. Nếu gói điều khiển của node i được gửi thành công, node i sẽ gửi gói dữ liệu tương ứng trên bước sóng j trong khe điều khiển tiếp theo. Ngược lại, node i phải truyền lại gói tin điều khiển. Băng thông đã được chứng minh là có thể sử dụng hiệu quả hơn bằng cách chồng lấn thời gian điều chỉnh bộ thu phát của một node bởi thởi gian truyền dẫn của một node khác. Một xu hướng khác để tránh xung đột bộ thu là sử dụng các sợi trễ chuyể n mạch (FDLs). Nếu có hai hay nhiều hơn node cùng gửi dữ liệu tới một node đích, các gói tin dữ liệu được đưa vào FDL chuyển mạch của node đích và được nhậ n lần lượt. Phương pháp này làm giả m tính bùng nổ của mạng và nâng cao hiệu năng trễ-thông lượng mạng. Một giao thức dựa trên kênh điều khiển thích ứng có khả năng làm giảm số lượng xung đột bộ thu được phân tích dựa trên một PSC. Mỗi node có cấu trúc FT2-TR-FR và một kênh riêng cho truyền dữ liệu, do đó tránh được xung đột kênh. Mỗi node lưu trữ dữ liệu phản hồi trong một bộ đệm khác nhau, mỗi bộ đệm cho
- Đồ án tốt ngiệp Đại học Chương II. Các mạng WDM nội thị một đích (cấu trúc bộ đệ m này được gọi là hàng đợi đầu ra ảo (VOQ)). Nghẽn đầ u dòng (HOL) có thể bị loại bỏ nếu trang bị cho mỗi node một đa hàng đợi đích cho mỗi đích. Do đó, một gói tin dữ liệu với một bộ thu đích bị chiếm giữ không ngăn cản một gói tin khác mà bộ thu tương ứng của nó đang rỗi gửi đi. Do đó hiệu năng trễ-thông lượng mạng sẽ tăng lên. Mỗi node lựa chọn ngẫu nhiên một trong các gói tin theo phân bố xác suất P. Địa chỉ đích của gói tin dữ liệu được chọn được phát quảng bá bằng cách mỗi node gửi gói tin điều khiển qua một kênh chung và sau đó tiếp tục truyền dẫn gói tin dữ liệu được chọn trên kênh của chính nó. Sau một vòng trễ truyền dẫn các node đều biết về lưu lượng điều khiển dù cho bộ thu gói tin dữ liệu có bị xung đột hay không. Trong trường hợp các xung đột bộ thu, xác suất P thay đổi sao cho các gói tin dữ liệu bị xung đột bộ thu được chọn với xác suất nhỏ hơn trong lần đặt trước tiếp theo. Phương pháp truyền dẫn ngẫu nhiên thích ứng này cung cấp hiệu năng trễ-thông lượng mạng tốt hơn truyền dẫn ngẫu nhiên tĩnh và phương pháp vào trước ra trước (FIFO). Một phương pháp thích ứng tương tự để tránh xung đột kênh trong một mạng dựa trên PSC với cấu trúc node FF-TR. Trong trường hợp này tình trạng của tất cả các bước sóng được giám sát bởi mỗ i node và được sử dụng để cập nhật P trong các gói tin mà có nhiều khả năng truyền dẫn không xung đột hoặc trên các bước sóng rỗi. Ngược lại, nếu trên một bước sóng cho trứoc xung đột xảy ra thì các gói tin ít khả năng được gửi trên bước sóng đó. Hai giao thức đặt trước với độ phức tạp báo hiệu khác nhau dùng để tránh xung đột kênh và bộ thu của các gói dữ liệu sử dụng hệ thống FT2-TR-FR dựa trên PSC. Mỗi node có một bộ thu phát có bước sóng gán với một kênh chung cố định, một bộ phát điều chỉnh cố định dùng để truyền dẫn dữ liệu, và một bộ thu điề u chỉnh được để nhận dữ liệu. Trong mô hình giao thức được đề xuất đầu tiên, tất cả các node dùng một thuật toán xử lí giống nhau sử dụng một bộ tạo số ngẫu nhiên
- Đồ án tốt ngiệp Đại học Chương II. Các mạng WDM nội thị có cùng hạt nhân. Do vậy, tất cả các node sẽ có cùng một kết quả. Một bộ phát i được lựa chọn ngẫu nhiên trong số tất cả các bộ phát. Trong số các hàng đợi bộ thu không rỗng tại bộ phát thứ i, một hàng đợi r được lựa chọn ngẫu nhiên. Trong khe kế tiếp bộ phát i gửi một gói tin cho bộ thu r. Nếu tất cả các hàng đợi bộ thu đề u rỗng khe thời gian vẫn chưa được sử dụng. Trong kênh điều khiển, hàng đợi bộ thu của tất cả các node được liên tục quảng bá sử dụng một lược đồ TDM cố định. Do vậy, mỗi node có thông tin toàn mạng cho việc thực hiện thuật toãnử lý phân tán chung. Thuật toán được lặp lại trên mỗi khe dữ liệu cho tới khi tất cả các bộ phát được phục vụ. Tại mỗi bước, các bộ phát và các bộ thu đã được xếp lịch sẽ bị loạ i bỏ khỏi thuật toán. Trong cách này, các mức ưu tiên cao được cho vào hàng đợi với tốc độ dữ liệu đến cao bằng cách lựa chọn chỉ những hàng đợi bộ thu không rỗng. Chú ý rằng khi mạng tăng thì lưu lượng báo hiệu có thể trở nên khá nhiều. Để giảm báo hiệu mào đầu giao thức thứ hai là sự kết hợp của TDM và giao thức đầu, nghĩa là, nó duy trì cả việc gán khe phân bổ trước và gán khe động. Một giao thức tránh cả hai loại xung đột của gói tin dữ liệu bằng cách sử dụng các bảng tình trạng bộ thu và kênh tại mỗi node. Mạng dựa trên một PSC và mỗ i node có cấu trúc TT-TR-FR. Trên một kênh điều khiển chung, mỗi node được gán một khe điều khiển theo một kiểu lặp cố định. Các gói tin điều khiển bao gồm bốn trường: địa chỉ đích, địa chỉ nguồn, bước sóng dữ liệu và kích thước gói (gói có thể có kích thước biến đổi). Mỗi node duy trì hai bảng trạng thái. Bảng trạng thái kênh lưu trữ trạng thái các bước sóng và được sử dụng để tránh xung đột kênh. Bảng trạng thái node tại mỗi node loại bỏ xung đột bộ thu bằng cách lưu trữ trạng thái của các bộ thu chuyển đổi được ở mọi node. Thông số bảng chỉ ra số lượng các bước sóng và các bộ thu đang bận và được cập nhật bởi thông tin điều khiển. Một giao thức đặt trước không đòi hỏi kênh điều khiển. Tất cả các bước sóng được chia thành pha điều khiển và pha dữ liệu lặp lại tuần hoàn. Trong pha điều
- Đồ án tốt ngiệp Đại học Chương II. Các mạng WDM nội thị khiển tất cả các node sử dụng mọi bước sóng được gán theo kiểu TDM để đặt trước. Các gói tin dữ liệu tương ứng sẽ được truyền dẫn trong pha dữ liệu sau một vòng trễ truyền dẫn. Các node có thể có cấu trúc TT-FR hoặc TT-TR. TT được làm bằng một dãy các bộ phát cố định cho mỗi bước sóng. Phát quảng bá tất cả các gói tin điều khiển được thực hiện bằng cách kích hoạt tất cả các bộ phát đồng thời. Băng thông được sử dụng hiệu quả hơn bằng cách dùng TR thay cho FR tại mỗ i node. Để làm vậy, một node cho trước cần gửi gói tin điều khiển chỉ trên một bước sóng cho bộ thu của tất các các node khác. Hơn thế, do độ mềm dẻo của hệ thống TT-TR so với TT-FR, tận dụng bước sóng được nâng lên trong khi trễ giảm xuống. Mạng này có N>W nghĩa là một bước sóng được sử dụng cho nhiều node. Đối vớ i hệ thống TT-FR có thể xảy ra kênh riêng của một node cho trước bận trong khi các bước sóng khác không được sử dụng. Vì bộ thu các node được điều chỉnh cố định không thể chuyển sang các bước sóng rỗi. Dẫn đến gói tin dữ liệu tương ứng không được gửi mà các bước sóng rỗi còn lại vẫn không được sử dụng. Ngược lại, hệ thống TT-TR có các các node đích và nguồn đều có thể điều chỉnh bộ phát và bộ thu tới một bước sóng rỗi và bắt đầu truyền dẫn gói tin dữ liệu tương ứng. Đối vớ i lưu lượng không đồng nhất thì cấu trúc node TT-TR ưu điểm hơn hẳn TT-FR ở hiệu năng. Trong khi các kênh của hệ thống TT-FR không tận dụng được với lưu lượng không đồng nhất thì hệ thống TT-TR cho phép cân bằng tải trong tất cả các bước sóng dẫn đến độ tận dụng kênh tốt hơn và nâng cao hiệu năng trễ-thông lượng mạng. Hơn thế, bằng cách cho phép mỗi node đặt trước hơn một bước sóng hiệu năng trễ-thông lượng mạng cũng tăng lên. Nhờ triển khai các bộ thu quang âm có dải chuyển đổi khá rộng mỗi node có thể dùng nhiều bước sóng hơn và hiệu năng trễ-thông lượng mạng tăng lên. Hơn thế, nhờ ứng dụng khả năng lọc đa bước sóng của các bộ thu quang âm nên đã nâng cao hơn nữa hiệu năng trễ-thông lượng mạng vì tăng tính đồng nhất.
- Đồ án tốt ngiệp Đại học Chương II. Các mạng WDM nội thị Lưu lượng điều khiển có thể giả m bằng cách cho phép mỗi node đặt trước các gói tin dữ liệu kích thước biến đổi thay vì gửi nhiều gói tin điều khiển cho mỗ i phần của gói tin dữ liệu gốc. Trong đề xuất này, mỗi node có hiểu biết toàn cục về tất cả các đặt trước của node khác và dùng một cơ chế xếp lịch phân tán có mục tiêu là tránh các hoạt động điều chỉnh bộ thu phát không cần thiết. Cả hai bước sóng dữ liệu và điều khiển đều được gán khe, trong khi mỗi khe điều khiển được phân bổ trước cho mỗi node. Vì các khe trong kênh điều khiển và các bước sóng dữ liệu không nhất thiết phải đồng bộ thì các khe điều khiển có thể được thêm vào hoặc loại bỏ, do đó tăng tính dễ nâng cấp của mạng. Hơn thế, thời gian điều chỉnh bộ thu có thể che kín nhờ điều chỉnh các bộ phát rỗi tới bước sóng mà trên đó bộ thu của node đích tương ứng đang hoạt động và bắt đầu gửi dữ liệu ngay khi bộ thu đích sẵn sàng. Kết quả là bộ thu đích không phải điều chỉnh sang một bước sóng khác mà vẫn có thể bắt đầu thu dữ liệu không làm ngắt dẫn tới tăng độ tận dụng kênh. Một giao thức đặt trước không chỉ tận dụng WDMA và TDMA mà còn sử dụng đa truy nhập phân chia theo mã (CDMA). Một vài node chia sẻ bước sóng bằng cách triển khai các mã khác nhau. Do vậy, số lượng các bước sóng giả m xuống. Điều này lại dẫn đến cho phép s ử dụng các bộ thu phát với dải điều chỉnh nhỏ và thời gian điều chỉnh không đáng kể. Kết quả là tổn hao điều chỉnh giảm, độ tận dụng tăng và hiệu năng trễ-thông lượng mạng tăng. Một giao thức đặt trước thăm dò và làm mẫu với báo hiệu trong băng dựa trên một PSC và có cấu trúc node là TT-FR-TR. Mỗi node có kênh dành riêng cho việc nhận các gói tin dữ liệu. Một node nguồn cho trước giám sát kênh riêng của node đích tương ứng bằng cách dùng TR của nó (mẫu). Nếu kênh riêng rỗi node nguồn gửi một yêu cầu đặt trước trên kênh riêng (thăm dò). Nếu yêu cầu này thành công node nguồn bắt đầu truyền dẫn gói tin dữ liệu tương ứng trên kênh riêng của node
- Đồ án tốt ngiệp Đại học Chương II. Các mạng WDM nội thị đích. Hiệu năng của giao thức đặt trước có thể tăng lên nhờ xếp hàng các gói tin dữ liệu tại node nguồn trước khi quảng bá gói tin điều khiển. Xếp hàng nghĩa là các gói tin dữ liệu được xử lí tại node nguồn sao cho chúng không chỉ được sắp xếp bởi địa chỉ node đích mà còn cả theo chiều dài. Các dữ liệu cùng node đích (thường là vài gói tin dữ liệu) sẽ được tiếp tục xử lí theo độ dài của chúng. Có nhiều phương pháp sắp xếp khác nhau. Trong số chúng, một node nguồn cho trước bắt đầu việc đặt trước cho khối dữ liệu dài nhất và tiếp tục làm như vậy cho các khối dữ liệu theo trật tự giảm dần. Theo xu hướng này một gói tin điều khiển đặt trước cho nhiều gói tin dữ liệu sẽ nâng cao sử dụng hiệu quả băng thông và hiệ u năng trễ-thông lượng mạng. Sự phân biệt dịch vụ có thể được cung cấp nhờ đặt các gói tin đến vào các hàng đợi khác nhau theo đòi hỏi QoS của chúng trước khi thực hiện đặt trước. Các hàng đợi bao gồm các gói tin thời gian thực hoặc không thời gian thực. Mỗi node nguồn cố gắng đặt trước cho gói tin có độ ưu tiên cao hơn trong bộ đệm dữ liệ u thời gian thực. Một giao thức đặt trước hỗ trợ cả các dịch vụ thời gian thực là một mạng dựa trên một PSC sử dụng một bước sóng như là kênh điều khiển quảng bá. Truy nhập kênh điều khiển được thực hiện bằng TDMA hoặc ALOHA gán khe và thẻ token. Kĩ thuật truy nhập này không đòi hỏi kênh điều khiển phải gán khe và các node cần phải đồng bộ. 2.3.4 Các giao thức lai Giao thức MAC lai TDM (HTDM) kết hợp TDM và đặt trước theo nhu cầu. Kênh điều khiển và tất cả các bước sóng dữ liệu đều được gán khe. Một phần của các khe được phân bổ cố định trong khi các khe còn lại được gán động bằng cách quảng bá các gói tin đặt trước trên kênh điều khiển. Giao thức này có thể được xem là sự thoả hiệp giữa độ mềm dẻo và mào đầu báo hiệu. Các khe được gán cố định
- Đồ án tốt ngiệp Đại học Chương II. Các mạng WDM nội thị không đòi hỏi lưu lượng điều khiển nhưng chịu ảnh hưởng của lưu lượng không đồng nhất bùng nổ. Ngược lại, các khe còn lại đòi hỏi báo hiệu nhưng lại thích hợp hơn cho lưu lượng bùng nổ. Một giao thức lai được sử dụng TDM vòng kín cho lưu lượng đơn hướng và đặt trước cho tải lưu lượng đa hướng trong một mạng dựa trên một PSC với cấu trúc node FT2-TR-FR và kênh điều khiển dành riêng. Cụ thể hơn nếu phiên đa hướng có độ dài và kích thước nhóm đa hướng nhỏ gói tin đa hướng được gửi như nhiều đơn hướng sử dụng lược đồ vòng kín TDM. Tuy nhiên, nếu độ dài phiên đa hướng và kích thước nhóm đa hướng vượt quá một ngưỡng nhất định gói tin đa hướng tương ứng sẽ truyền dẫn chỉ một lần và nó sẽ được nhận bởi tất cả các node đích mong muốn. Để đạt được điều này, node nguồn tương ứng quảng bá một gói tin điều khiển để giành các bộ thu. Để làm điều này gói tin đa hướng được truyền dẫn có thể chiếm khe truyền dẫn đơn hướng vì một số node đích đa hướng có thể không nghe thấy lưu lượng đơn hướn trong khi nhận gói tin đa hướng. Một giao thức MAC lai thích ứng không chỉ kiểu lưu lượng mà còn tải lưu lượng được gọi là giao thức đặt trước lai động (HDRP). Giao thức này là sự kết hợp của các giao thức đặt trước báo và truyền và báo và chờ. Cụ thể hơn, trong khi lưu lượng đồng bộ luôn luôn truyền dẫn theo kiểu báo và chờ còn kiểu truyền dẫn của lưu lượng không đồng bộ là phụ thuộc vào tải: Với tải thấp các node dùng giao thức báo và truyền trong khi ở tải cao mỗi node dùng giao thức báo và chờ. Kiểu truyền dẫn được lựa chọn bởi mỗi node theo tải lưu lượng trong khi bộ đếm phục vụ như một chỉ thị tốt. Ưu điể m của giao thức MAC lai này là nó loại bỏ trễ vòng ở tải thấp và xung đột bộ thu ở tải cao (chú ý rằng xung đột bộ thu nhiều khả năng xảy ra ở tải lưu lượng cao). Hơn thế, giao thức đặt trước báo và chờ tố hơn khi dùng các lược đồ phân bổ cố định như là TDMA vòng kín cho lưu lượng không đồng bộ, nghĩa là lưu lượng khách-chủ.
- Đồ án tốt ngiệp Đại học Chương II. Các mạng WDM nội thị Trong các phần trên, các báo cáo trước đây đã được tổng quan lại theo thiết kế và đánh giá hiệu năng của các giao thức MAC cho các mạng đơn chặng WDM. Phần tổng quan này cố gắng nhấn mạnh các đóng góp có liên quan và các cái nhìn bên trong trong các báo cáo lí thuyết. Còn rất nhiều báo cáo liên quan đề cập tới các giao thức MAC WDM đơn chặng. Một mạng đơn chặng dựa trên hai PSC. Cấu trúc này cho phép tái sử dụng bước sóng theo không gian phân cấp dẫn đến truyề n dẫn đồng thời một số lượng lớn hơn. Một mạng đơn chặng (logic) đa bước sóng dựa trên mạng ring (vật lí) có khả năng điều khiển công bằng.
CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD
-
Đề tài nghiên cứu khoa học: Nghiên cứu các yếu tố nguy cơ nhiễm virut viêm gan B ở những bệnh nhân viêm gan, xơ gan, ung thư gan
0 p | 1105 | 66
-
Luận văn: ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ ĐIỀU TRỊ RỐI LOẠN CHUYỂN HOÁ LIPID MÁU Ở BỆNH NHÂN ĐÁI THÁO ĐƢỜNG TÝP 2 BẰNG MEDIATOR TẠI BỆNH VIỆN ĐA KHOA TRUNG ƢƠNG THÁI NGUYÊN
71 p | 144 | 33
-
Tổng quan về công nghệ W-CDMA
78 p | 163 | 11
-
Tiểu luận:NGUYÊN TẮC SÁNG TẠO KHOA HỌC TRONG SỰ PHÁT TRIỂN CỦA MICROSOFT .NET FRAMEWORK
31 p | 71 | 7
-
NGUYÊN CỨU MẠNG MAN CHUYỂN MẠCH GÓI ĐƠN CHẶNG LỰA CHỌN BƯỚC SÓNG DỰA TRÊN AWG CHƯƠNG 3_2
23 p | 57 | 7
-
NGUYÊN CỨU MẠNG MAN CHUYỂN MẠCH GÓI ĐƠN CHẶNG LỰA CHỌN BƯỚC SÓNG DỰA TRÊN AWG CHƯƠNG 1
24 p | 62 | 6
-
NGUYÊN CỨU MẠNG MAN CHUYỂN MẠCH GÓI ĐƠN CHẶNG LỰA CHỌN BƯỚC SÓNG DỰA TRÊN AWG CHƯƠNG 3_3
25 p | 59 | 6
-
NGUYÊN CỨU MẠNG MAN CHUYỂN MẠCH GÓI ĐƠN CHẶNG LỰA CHỌN BƯỚC SÓNG DỰA TRÊN AWG CHƯƠNG 3_1
27 p | 40 | 6
-
Luận văn Thạc sĩ Nông nghiệp: Nghiên cứu tỷ lệ mang gene kháng nguyên bám dính F18 và tính mẫn cảm kháng sinh của vi khuẩn E. coli gây tiêu chảy ở lợn con sau cai sữa tại huyện Bố Trạch, tỉnh Quảng Bình
71 p | 37 | 5
-
NGUYÊN CỨU MẠNG MAN CHUYỂN MẠCH GÓI ĐƠN CHẶNG LỰA CHỌN BƯỚC SÓNG DỰA TRÊN AWG CHƯƠNG 2_1
15 p | 55 | 4
Chịu trách nhiệm nội dung:
Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA
LIÊN HỆ
Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM
Hotline: 093 303 0098
Email: support@tailieu.vn