Cuối thể kỷ 20 nhiều nhà khai thác viễn thông trên thế giới đã chứng kiến những biến động lớn về bản chất lưu lượng truyền tải trên mạng. Lưu lượng phi thoại dần lấn át lưu lượng thoại truyền thống. Nguyên nhân sâu xa của vấn đề này là do tốc độ phát triển vượt bậc của lưu lượng Internet và sự gia tăng không ngừng của số người sử dụng cùng các nhà cung cấp dịch vụ Internet đã làm cho Internet ngày càng trở nên hữu dụng. Các cuộc gọi truyền thống đã bị thay thế bằng các cuộc gọi số liệu với đặc tính lưu lượng “bùng nổ”, thời gian cuộc gọi dài và có tính bất đối xứng (lưu lượng đường lên khác với lưu lượng đường xuống ), đã tạo nên những thách thức mới cho nhà khai thác mạng.
Kiến trúc mạng IP ngày nay được xây dựng theo kiểu xếp chồng giao thức những công nghệ như ATM, SDH và WDM. Do có nhiều lớp liên quan nên đặc trưng của kiến trúc này là dư thừa tính năng; và chi phí liên quan đến vận hành khai thác cao. Hơn nữa, kiến trúc này trước đây sử dụng để cung cấp chỉ tiêu đảm bảo cho dịch vụ thoại và thuê kênh, không được thiết kế phù hợp cho mạng số liệu. Do đó nó không thật sự thích hợp đối với các ứng dụng hoạt động dựa trên công nghệ chuyển mạch gói và đặc biệt là những ứng dụng có nguồn gốc IP.
Một số nhà cung cấp và tổ chức tiêu chuẩn đang đề xuất những giải pháp mới khai thác IP trên kiến trúc mạng đơn giản, ở đó lớp WDM là nơi cung cấp băng tần truyền dẫn vô cùng lớn. Những giải pháp này cố gắng giảm tối đa các tính năng dư thừa, thông tin mào đầu giao thức, đơn giản hoá công việc quản lý và qua đó truyền tải IP trên lớp WDM (lớp mạng quang) càng hiệu quả càng tốt.
Việc loại bỏ các lớp mạng trung gian trong kiến trúc mạng truyền tải IP gắn liền với sự phát triển của công nghệ chuyển mạch quang. Sự mở rộng chức năng của chuyển mạch quang tới lớp cao hơn sẽ tạo ra một kiến trúc mạng vô cùng đơn giản, và đó cũng là mục tiêu hướng đến trong tương lai; kiến trúc mạng chỉ gồm hai lớp: IP/quang. Hiện nay các sản phẩm chuyển mạch bước sóng quang đã được thương mại hoá. Chuyển mạch burst quang (OBS), chuyển mạch gói quang (OPS) đang trong giai đoạn nghiên cứu phát triển. Vấn đề về công nghệ đang là rào cản chính trong lĩnh vực này.
85 trang |
Chia sẻ: oanhnt | Lượt xem: 1784 | Lượt tải: 5
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đồ án Chuyển mạch burst quang và ứng dụng trong mạng truyền tải thế hệ sau, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
KHOA VIỄN THÔNG 1
-----o0o-----
CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
-----o0o-----
ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Họ và tên : Hà Thanh Hoà
Lớp : D2001-VT
Khoá : 2001 – 2006
Ngành : Điện tử – Viễn thông
TÊN ĐỀ TÀI:
CHUYỂN MẠCH BURST QUANG VÀ ỨNG DỤNG TRONG MẠNG TRUYỀN TẢI THẾ HỆ SAU
NỘI DUNG ĐỒ ÁN :
- Tổng quan về mạng truyền tải quang
- Kỹ thuật chuyển mạch burst quang
- Mạng truyền tải quang cấu trúc vòng OBS
- Nghiên cứu ứng dụng trong mạng truyền tải thế hệ sau
Ngày giao đề tài: 25/07/2005
Ngày nộp đồ án: 25/10/2005
Hà Nội, ngày tháng năm 2005
Giáo vên hướng dẫn
TS. Bùi Trung Hiếu
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN:
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
Điểm: (Bằng chữ: )
Ngày tháng năm 2005
Giáo vên hướng dẫn
TS. Bùi Trung Hiếu
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN:
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
Điểm: (Bằng chữ: )
Ngày tháng năm 2005
Giáo viên phản biện
MỤC LỤC
THUẬT NGỮ VIẾT TẮT
ACK
Acknowlegment
Thông tin xác nhận
API
Application Program Interface
Giao diện trình ứng dụng
AQM
Active Queue Management
Quản lý hàng đợi tích cực
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
DFDP
Deflecr First, Drop Policy
Đổi hướng trước, và chính sách loại bỏ
DFSDP
Deflect First, Segment and Drop Policy
Đổi hướng trước, chính sách phân mảnh và loại bỏ
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
HDTV
High Difinition Television
Truyền hình độ phân giải cao
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
ODL
Optical Delay Line
Đường dây trễ quang
ODD
Only Destination Delay
(tên giao thức)
OLS
Optical Lable Switching
Chuyển mạch nhãn 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
PSE
Primitive Switching Element
Phần tử chuyển mạch sơ cấp
RFD
Reserve-a-fixed-Delay
Đăng ký trễ cố định
RR/ACK
Round-Robin With Acknowlegment
Giao thức quay vòng có xác nhận
RR/NP
Round-Robin With Non-Persistent service
Giao thức quay vòng phục vụ không kiên trì
RR/P
Round-Robin With Persistent service
Giao thức quay vòng phục vụ kiên trì
RR/R
Round-Robin With selection Random
Giao thức quay vòng với lựa chọn ngẫu nhiên
RR/Token
Round-Robin With Token
Giao thức quay vòng với thẻ bài
RS
Random Selection
Lựa chọn ngâu 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
WR-OBS
Wavelength-Route OBS
OBS định tuyến theo bước sóng
LỜI NÓI ĐẦU
Cuối thể kỷ 20 nhiều nhà khai thác viễn thông trên thế giới đã chứng kiến những biến động lớn về bản chất lưu lượng truyền tải trên mạng. Lưu lượng phi thoại dần lấn át lưu lượng thoại truyền thống. Nguyên nhân sâu xa của vấn đề này là do tốc độ phát triển vượt bậc của lưu lượng Internet và sự gia tăng không ngừng của số người sử dụng cùng các nhà cung cấp dịch vụ Internet đã làm cho Internet ngày càng trở nên hữu dụng. Các cuộc gọi truyền thống đã bị thay thế bằng các cuộc gọi số liệu với đặc tính lưu lượng “bùng nổ”, thời gian cuộc gọi dài và có tính bất đối xứng (lưu lượng đường lên khác với lưu lượng đường xuống…), đã tạo nên những thách thức mới cho nhà khai thác mạng.
Kiến trúc mạng IP ngày nay được xây dựng theo kiểu xếp chồng giao thức những công nghệ như ATM, SDH và WDM. Do có nhiều lớp liên quan nên đặc trưng của kiến trúc này là dư thừa tính năng; và chi phí liên quan đến vận hành khai thác cao. Hơn nữa, kiến trúc này trước đây sử dụng để cung cấp chỉ tiêu đảm bảo cho dịch vụ thoại và thuê kênh, không được thiết kế phù hợp cho mạng số liệu. Do đó nó không thật sự thích hợp đối với các ứng dụng hoạt động dựa trên công nghệ chuyển mạch gói và đặc biệt là những ứng dụng có nguồn gốc IP.
Một số nhà cung cấp và tổ chức tiêu chuẩn đang đề xuất những giải pháp mới khai thác IP trên kiến trúc mạng đơn giản, ở đó lớp WDM là nơi cung cấp băng tần truyền dẫn vô cùng lớn. Những giải pháp này cố gắng giảm tối đa các tính năng dư thừa, thông tin mào đầu giao thức, đơn giản hoá công việc quản lý và qua đó truyền tải IP trên lớp WDM (lớp mạng quang) càng hiệu quả càng tốt.
Việc loại bỏ các lớp mạng trung gian trong kiến trúc mạng truyền tải IP gắn liền với sự phát triển của công nghệ chuyển mạch quang. Sự mở rộng chức năng của chuyển mạch quang tới lớp cao hơn sẽ tạo ra một kiến trúc mạng vô cùng đơn giản, và đó cũng là mục tiêu hướng đến trong tương lai; kiến trúc mạng chỉ gồm hai lớp: IP/quang. Hiện nay các sản phẩm chuyển mạch bước sóng quang đã được thương mại hoá. Chuyển mạch burst quang (OBS), chuyển mạch gói quang (OPS) đang trong giai đoạn nghiên cứu phát triển. Vấn đề về công nghệ đang là rào cản chính trong lĩnh vực này.
Nội dung của đồ án bao gồm 4 chương và phần kết luận, được cấu trúc như sau:
• Chương 1: Trình bày tổng quang về sự phát triển của công nghệ chuyển mạch quang hiện tại. Thực hiện đi xâu vào tình hình phát triển của kỹ thuật OBS.
• Chương 2: Tìm hiểu hoạt động và một số vấn đề liên quan đế kỹ thuật chuyển mạch OBS, cùng với một số giao thức điều khiển đăng ký tài nguyên của OBS. Ngoài ra trong chương này còn đi vào tìm hiểu một số vấn đề liên quan đến OBS.
• Chương 3: Chương này đi giới thiệu về cơ chế hoạt động của một số giao thức truy nhập dùng trong mạng OBS cấu trúc vòng.
• Chương 4: Nghiên cứu một số đặc điểm đặc trưng chủ yếu của OBS phù hợp với mạng truyền tải thế hệ sau và đưa ra một số cấu trúc chuyển mạch burst cải tiến để phù hợp với mạng truyền tải thế hệ sau.
Phạm vi, sở cứ và phương pháp nghiên cứu
Công nghệ OBS đang trong giai đoạn nghiên cứu thử nghiệm chính vì vậy thông tin về những công nghệ này còn chưa nhiều. Nội dung của 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, Journal of Lighwave Technology và các tài liệu thu thập được từ Internet.
Xuất phát từ những đặc điểm trên nên phạm vi của đề tài chỉ dừng lại ở mức nghiên cứu lý thuyết nhằm đưa ra một bức tranh tổng thể về lĩnh vực công nghệ chuyển mạch này. Những vấn đề nghiên cứu sâu như vấn đề đồng bộ, QoS, ... trong mạng chưa được đề cập 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.
CHƯƠNG I
TỔNG QUAN VỀ CHUYỂN MẠCH QUANG
1.1 Tổng quan về mạng truyền tải quang
Trước đây, do xa hội chưa phát triển nên nhu cầu trao đổi thông tin của con người chưa cao và cũng không yêu cầu khắt khe về chất lượng của các dịch vụ được cung cấp. Chính vì vậy, mà chỉ cần một cơ sở hạ tầng mạng vừa phải đã đủ cung cấp các dịch vụ viễn thông đáp ứng nhu cầu trao đổi thông tin của xã hội lúc bấy giờ.
Ngày nay, sự phát triển của xã hội có thể được đánh giá qua sự phát triển của ngành công nghệ viễn thông, mặt khác do nhu cầu trao đổi thông tin của con người ngày càng tăng và đòi hỏi chất lượng cao hơn với nhiều dịch vụ hơn đã gây ra sự bùng nổ lưu lượng. Vì vậy mà với cơ sở hạ tầng mạng trước đây trở nên không còn phù hợp cần phải được nâng cấp, để đáp ứng được các nhu cầu của khách hàng đồng thời phù hợp để cung cấp các dịch vụ mới với chất lượng tốt hơn.
Do sự phát triển của công nghệ vi mạch điện tử, bán dẫn và công nghệ truyền dẫn quang đã cho phép thu nhỏ kích cỡ, đồng thời làm tăng tính năng của các vi mạch điện tử. Mặt khác, tốc độ truyền dẫn tăng đột biến nhưng vẫn không đủ để đáp ứng tốc độ tăng nhanh như vũ bão của số lượng khách hàng sử dụng các dịch vụ viễn thông và sự bùng nổ lưu lượng internet, do sự hạn chế tốc độ của các chuyển mạch điện tử. Đây quả là một cơ hội tốt để các nhà cung cấp tăng doanh thu của mình nhưng cũng đồng thời đặt ra cho họ một thách thức là phải nâng cao hiệu quả sử dụng tài nguyên mạng một cách tối đa bằng cách áp dụng các công nghệ mới, đồng thời nghiên cứu phát triển công nghệ chuyển mạch mới với tốc độ cao hơn và thực hiện đơn giản hơn.
Cũng tại thời điểm này, cáp quang được đưa ra như một phương tiện truyền dẫn, cho phép sử dụng công nghệ WDM, điều này đã mở đầu một sự tăng trưởng nhanh chóng về giá trị của băng thông truyền dẫn làm cho Internet tốc độ cao được cung cấp tới mọi người. Khả năng tính toán thô sơ của những máy vi tính cá nhân đã tạo ra những ứng dụng tinh vi (như là truyền hình và thoại thời gian thực) có thể cung cấp cho nhiều người, và để truy nhập vào nội dung các ứng dụng trên Internet đây là một nguồn tiềm năng của các nhà cung cấp dịch vụ Internet (ISPs: Internet Service Providers), các nhà cung cấp đã đi tới hướng cung cấp các dịch vụ truy nhập yêu cầu băng thông rộng tới khách hàng.
Công nghệ ghép kênh WDM ra đời như một giải pháp được lựa chọn để cung cấp cơ sở hạ tầng mạng nhanh hơn đáp ứng được sự bùng nổ lưu lượng internet, cho phép cung cấp nhiều dịch vụ mới với chất lượng tốt hơn đáp ứng được nhu cầu sử dụng các dịch vụ viễn thông ngày càng tăng của xã hội. Nhưng thế hệ đầu tiên của WDM chỉ cung cấp các kết nối vật lý điểm điểm được sử dụng hạn chế trong các trung kế WAN.
Thế hệ thứ hai của WDM có khả năng thiết lập các tuyến kết nối chéo lựa chọn bước sóng từ đầu cuối tới đầu cuối tạo ra các tô pô ảo trên sợi quang vật lý, mặt khác cấu hình bước sóng ảo này có thể được thay đổi theo quy hoạch mạng.
Thế hệ WDM thứ 3 được sử dụng trong các mạng chuyển mạch gói phi kết nối, trong mạng chuyển mạch gói các tiêu đề hay nhãn được gắn với dữ liệu và được truyền đi cùng với tải trọng là các dữ liệu người dùng. Tại mỗi node chuyển mạch WDM chúng được xử lý lấy ra thông tin định tuyến để xác định tuyến đi cho gói tin từ nguồn tới đích. Dựa trên tỷ lệ giữa chi phí xử lý tiêu đề gói và chi phí truyền dẫn gói mà công nghệ WDM có thể được sử dụng hiệu quả hơn bằng cách sử dụng các công nghệ chuyển mạch nhãn hay burst thực hiện truyền một gói tin điều khiển để sử dụng cho nhiều gói tin người dùng. Đây quả là một hướng đi mới tiến tới mạng NGN trong thời gian tới.
Hiện nay trên thế giới chuyển mạch quang vẫn đang trong quá trình nghiên cứu và thử nghiệm nên chưa được triển khai rộng trên thực tế. Các mạng trên thực tế hiện nay chủ yếu được phát triển theo hướng truyền dẫn quang và chuyển mạch điện tử do công nghệ bộ nhớ truy nhập quang chưa phát triển gây cản trở cho sự ứng dụng của chuyển mạch quang trong các mạng thực tế.
1.2. Tổng quan về chuyển mạch quang
1.2.1. Tầm quan trọng của chuyển mạch quang
Chuyển mạch là một thiết bị tối cần thiết trong mạng truyền tải, nó là thiết bị duy nhất cho phép truyền tải thông tin giữa một node này với một hay nhiều node khác, hay đầu cuối này với một hay nhiều đầu cuối khác trong mạng truyền tải thông tin.
Trước đây, do dung lượng mạng không lớn nên chỉ cần hệ thống chuyển mạch với dung lượng nhỏ, tốc độ không cao cũng có thể đáp ứng đủ nhu cầu của xã hội lúc bấy giờ. Nhưng sau này, do nhu cầu trao đổi thông tin của con người ngày càng tăng với nhiều dịch vụ đa dạng hơn gây nên sự "bùng nổ" lưu lượng làm cho mạng với cơ sở hạ tầng cũ trở nên quá tải, và cần phải sử dụng các công nghệ chuyển mạch mới để tăng tốc độ truyền tải thông tin cũng như sử dụng tài nguyên mạng một cách hiệu quả hơn.
Mặt khác do công nghệ truyền dẫn quang phát triển, các mạng truyền dẫn quang được xây dựng, đã đem lại dung lượng truyền dẫn vô cùng lớn do băng tần sóng mang quang có thể lên tới 200 THz, nhưng dung lượng mạng vẫn không đáp ứng được sự "bùng nổ" lưu lượng do dung lượng mạng bị giới hạn bởi các thiết bị chuyển mạch điện tử có dung lượng và tốc độ hạn chế.
Chuyển mạch quang ra đời như một giải pháp được lựa chọn để nâng cao hiệu quả truyền tải thông tin tốc độ cao mà không phải thay đổi hay bổ sung hệ thống truyền dẫn quang sẵn có của mạng. Đồng thời cho phép tăng đáng kể dung lượng mạng cũng như chất lượng dịch vụ được cung cấp bởi mạng có hệ thống truyền dẫn quang. Cho phép cung cấp nhiều dịch vụ mới với băng thông rộng trên hệ thống truyền dẫn quang đã được lắp đặt trước đây. Góp phần làm tăng lợi nhuận của các nhà đầu tư viễn thông, cùng các nhà khai thác dịch vụ.
Chuyển mạch quang ra đời đã khắc phục được các hạn chế của việc xử lý và chuyển mạch tín hiệu trong miền điện như trước đây. Ở trong chuyển mạch quang chỉ có các thông tin điều khiển với số lượng ít ỏi là được biến đổi quang-điện-quang tại mỗi node chuyển mạch để xử lý định tuyến, vì vậy đã làm giảm đáng kể trễ xử lý do không còn phải tốn thời gian để biến đổi quang-điện-quang cho phần thông tin người dùng (khối lượng lớn) tại các đầu vào và đầu ra node mạng quang.
Ngoài ra sự có mặt của chuyển mạch quang cho phép các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông cung cấp nhiều dịch vụ viễn thông mới với chất lượng dịch vụ tốt hơn, băng thông rộng hơn và được cung cấp một cách mềm dẻo hơn. Có nhiều mức chất lượng dịch vụ khác nhau cho khách hàng lựa chọn. Tăng đáng kể dung lượng mạng viễn thông hiện có mà không phải bổ sung thêm cơ sở hạ tầng mới gây tốn kém.
Các công nghệ chuyển mạch quang mới ra đời nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng tài nguyên mạng, cũng như tận dụng tốc độ truyền dẫn dịch vụ tương đối cao của các mạng truyền dẫn quang hiện có như chuyển mạch kênh quang, chuyển mạch gói quang, chuyển mạch burst quang. Đồng thời bổ sung thêm các chức năng mới để phù hợp hơn với các dịch vụ viễn thông mới chất lượng cao băng thông rộng, với nhiều loại hình dịch vụ.
Chuyển mạch gói quang là công nghệ chuyển mạch mà trong đó thông tin cần truyền được cắt nhỏ thành các đoạn nhỏ có kích thước cố định hoặc biến đổi. Sau đó chúng được gắn thêm thông tin điều khiển, định tuyến và hỗ trợ mạng và được truyền đi trên mạng truyền tải gói tới đích.
Chuyển mạch gói quang, là công nghệ tiếp theo của chuyển mạch kênh quang nên đã khắc phục được nhược điểm lớn nhất của chuyển mạch kênh là sử dụng tài nguyên mạng không hiệu quả, chiếm dụng tài nguyên mạng cả khi không thật sự cần thiết (tức là không thật sự có thông tin cần truyền, các khoảng lặng trong khi kết nối). Tuy nhiên để đạt được hiệu quả tối đa trong chuyển mạch gói là một điều rất khó vì cần phải dung hoà giữa hai yêu cầu trái ngược nhau. Đó là hiệu suất truyền thông tin (được đánh giá dựa trên tỷ số giữa thông tin tải trọng và thông tin truyền đi, yêu cầu gói phải có kích thước lớn để tăng hiệu suất truyền tin) và tỷ số lỗi thông tin (là tỷ số giữa số bít lỗi và tổng số bít thông tin truyền đi trong thời gian quan trắc, yêu cầu gói tin nhỏ để khi lỗi bít hay mất gói thì lượng thông tin mất đi là nhỏ).
Chuyển mạch burst quang. Đây là một công nghệ chuyển mạch mới đã kết hợp các ưu điểm của cả chuyển mạch kênh và gói quang, thực hiện kết hợp một số gói tin tạo thành burst với một gói mang thông tin điều khiển nên giảm lượng thông tin điều khiển mà không làm kích thước gói tin tăng lên. Mặt khác, do được truyền tải trên mạng truyền tải quang nên khoảng thời gian truyền một burst không quá lớn để gây trễ tới các burst khác. Hiện tại chuyển mạch burst quang đang là sự lựa chọn phù hợp nhất cho mạng internet tốc độ cao, để cung cấp các dịch vụ băng thông rộng, đa phương tiện đồng thời với chất lượng dịch vụ theo yêu cầu. Tuy nhiên để phát triển công nghệ này phổ biến còn gặp rất nhiều khó khăn, và phụ thuộc vào nhiều yếu tố khách quan khác như sự phát triển của công nghệ bộ nhớ truy nhập quang, công nghệ quang lượng tử …
1.2.2 Nguyên tắc chung của chuyển mạch quang
Nguyên tắc chung của chuyển mạch quang là thực hiện chuyển mạch thông tin dữ liệu trong miền quang (tại lớp quang) mà không còn cần phải chuyển đổi thông tin dữ liệu sang miền điện như các node chuyển mạch điện trước đây. Bằng cách tạo ra các kênh quang (kênh bước sóng hay khe thời gian) để truyền tải thông tin dữ liệu.
Ngoài ra, cũng giống như chuyển mạch nói chung. Chuyển mạch quang cũng thực hiện lưu đệm và chuyển tiếp thông tin tải trọng giữa nguồn và đích. Nhưng có một điểm khác biệt giữa chuyển mạch quang và chuyển mạch điện tử là: Trong chuyển mạch quang dữ liệu được "làm trễ" trước khi được chuyển tiếp tới node tiếp theo trên đường đi tới đích, chứ không phải thực hiện đệm tại các node trung gian như trong chuyển mạch điện tử.
Trong chuyển mạch quang, tại các node chuyển mạch các thông tin điều khiển được tách riêng biến đổi quang điện, và xử lý để lấy thông tin định tuyến, còn thông tin tải trọng được lưu trong các bộ đệm quang hay các đường dây trễ để đợi chuyển mạch tới đầu ra thích hợp trên hướng đi tới đích. Như vậy trong chuyển mạch quang