HÀN LÂM 


 PHÂN TÍCH 
 TRONG
CHUYN MCH CHÙM QUANG









 các mô hình mô hình hóa  
t     thông qua
.
 vào : : các 

FDL;   :             

; 
: là   (quá trình
Renewal).
: n 
OBS; pt
 
so sánh 
n:  
quang FDL.
: mô hình hóa
.  
non- [2]. 
( )  
phân tích, 
    c.  trình
, 
, L
án. 2 trình bày các  
2

 [A5][A6][A7]. 3 trình bày các mô hình phân tích
, [A1][A2][A3]. Ngoài ra,
lun án  xut mt s thut toán xây dng ma trn t trng thái Q ng vi mi mô

 
chùm . 
nút biên vào chùm 

chùm 
1.1.3. Các hoạt động trong mạng chuyển mạch chùm quang
1.1.3.1. Tập hợp chùm
chùm 
OBS chúng
 ùm) 
[10].
1.1.3.2. Định tuyến chùm
các nút biên  (lightpath). Kênh
 

 


1.1.3.3. Báo hiệu chùm
chùm 

    chùm     
chùm y
chùm [10].
1.1.3.4. Lập lịch chùm
chùm 
kênh bchùm 
         chùm   chùm    à  
quang 
chùm 



, trong khi
sau 
[3].
 

[5][11][6]. C này 
   và 
   các
 . 
các   [A1][A2][A3].
 [3][8], các tác
[4] xem xét chi 
nhau. -
- 

1.2.2. Vấn đề nghiên cứu trong Luận án
 , 
án  hình 
 
nút lõi OBS 
. Theo  trong  
(1) - Nghiên cu i Markov  mt
chùm ti mt nút OBS   dng tr quang FDL. Mô hình
 tranh chp trong hai trng h
QoS [A5][A6][A7].
(2) - ó
. 
 mô hình

c xem xét là A-B-C-E. 
 Nphân tích có  
toàn CWC và   [3].
Nút lõi
Nút lõi
phân tích
Nút lõi
Nút biên vào
Nút biên ra
B
A'
C
D
E


Nút biên vào
A

Nút biên vào
A''

6

  là s bc sóng trên mi kt ni si quang ra, (







ng tr quang  cung cp thi gian offset m
rng cho các chùm lch hng. X


 c tính bng công thc tn tht Erlang-B [A7].  phc tp cc
bng 

[2]





 






  



 G 2 tng ng vi     ch hng và
không lch hng, 


và 


f


'
d


1
2



D

d
D
2
D
1d


f


'
d

 phc tp ca mô hình DRNP là 

.
2.1 Mô hình định tuyến lệch hướng có ưu tiên (mô hình DRWP)
m là xem xét 
QoS theo tài nguyên b  [5][13] u tiên cao
n so vi l 
 [A7]. Xng n trên kt
ni C-D tng ng vi 2 l ng ,
trong p  u tiên cao hn lp .  phù
 DRWP:
 

i vi lp
 và 


i vi lp .
 Mi liên kt si quang mang  bc sóng, trong  các chùm thuc lp  không
n 



 b
Lc ca mô hình DRWP c ch ra nh  [A7]. Trong ,
i p , vi 
p p ng). Do 

, 
 . i trong lc  tính c [A7]:

 [2]:












 


vi



























 





 


(2.4)
 Xác sut tc nghn vi lp  (chùm không 

:










 


(2.5)
 phc tp ca mô hình DRWP là 

.
2.2 Mô hình định tuyến lệch hướng có ưu tiên với đường trễ quang FDL (mô
hình DRPF)
8


[3].  [3] 

[3], DRPF  

  quang FDL
 (Hình 2.3) [A5].
Mô hình DRPF có dng u  

 
   [A5]  i tr   nh bi cp ,  


  




(2.6)
XDRPF  sau [3]:









 













 


 


 

Vic tính các xác sut trng thái cân bng 

trong công thc (2.7) có th c thc hin
vi ma trn t chuyn trng thái tng quát  (




 



) xây dng theo
B2.1 và B2.2 [A4][9]. DRPF tính
c bng 

 

  phc tp ca c mô hình DRPF là 

 

.
Bng 2.1. Ma trn Q - Mô hình DRPF


 



Bng 2.2. Ma trn Q
(0)
- Mô hình DRPF




=


























 





  



(2.8)
9 Hình 2.4.  (mô hình DRND)
 ng vcó dng tn tht  tr
(loss-delay) 

 



 

 


  là 

và 



ra trong [A6]. Mi tr           ng vi cp ; vi
    


, ta 
 [3]:












 


vi



 














   





 


(2.11)
 phc t     n 3 ca mô hình DRND có th tính c bng


 


 

  phc tp ca c mô hình DRND là 

 


 


d


f

k+1
k+2

FDLsnn
d

.)( 
10


ĐIỀU KHIỂN TRÁNH TẮC NGHẼN BẰNG CHUYỂN ĐỔI BƯỚC
SÓNG CÓ/KHÔNG CÓ SỰ LỆCH HƯỚNG
3.1. Mô hình và giả thiết chung
Các mô hình 2 
3 
 theo cácnút lõi OBS khác
 - [A2] và 
trúc SPL      -    
 [A1][A3]. Các mô hình phân tích trong 3 d
sau:
- ng tr quang FDL ti nút lõi.
- Phân b n các ccó th ch cn xem xét ti mt

. Tng trên m
 chun hóa n ti mt cng ra, gm  c sóng, là m
ng .
3.2. Điều khiển tắc nghẽn dựa trên chuyển đổi bước sóng không xét sự
lệch hướng
3.2.1. Mô hình với kiến trúc nút lõi SPIL giới hạn chuyển đổi bước sóng
u tiên, chúng tôi nghiên cu vi mô hình chuyi bc sóng trong kin trúc SPIL
vi mt cng ra phân tích theo mô hình Markov CTMC 1-chiu (Hình 3.1) [A2]. 
chúng tôi thc hing hp sau: (i)  và , ng vi mô hình
PSPIL [A2][7]; (ii)  và , ng vi mô hình LSPIL [A2][12]; (iii)  và
, ng vi mô hình PLSPIL [A2].

Hình 3.1. L- 
Trng thái ca h thng ti thm  c mô t bi quá trình ngu nhiên (stochastic
process)







 nu có   chim gi. Quá trình 








Mô hình này xut phát t mô hình ca tác gi Mohamed H. S. Morsy và các cng s [7],
ng vng hp  và . T chuyn trn t trng thái  n
trng thái  [7]:


 

  




 






(3.1)
Vi u kin tng tt c các xác sut trng thái bc giá tr ca 


sau [A2][7]:




  









  





(3.3)
3.2.1.2. Mô hình LSPIL
Mô hình LSPIL là s ci ting trong [12]  thng nht vi mô hình PSPIL  trên,
vi ng hp  và kh i là b hn ch (bc ). 
chuyn trn t trng thái  n trng thái  s là [A2]:




  




 




(3.5)
mô hình LSPIL  [A2]:











  



 





(3.6)
3.2.1.3. Mô hình PLSPIL
Trong mô hình PLSPIL  xut, chúng tôi xem xét vi các u kin  










  


 





 

  







 


(3.8)
12




(3.9)
Xác sut tc nghn cng hp này c [5]:









 








(3.10)
 tính các xác sut trng thái cân bng 

, t  c xác sut tc nghn
theo công thc (3.10), chúng tôi xây thut toán tính ma trn t chuyn trng thái  
ng vi mô hình phân tích (Thut toán 3.1) [A4][9].
3.2.2.2. Thuật toán tính ma trận tốc độ chuyển trạng thái 






 =







…

…
…





có kích thước là

   



  

.





: xác định tốc độ chuyển từ trạng thái



sang trạng thái

 

với
  . Ma trận 





  



   

.
13

Bước 2: Tính các giá trị trên đường chéo ma trận : 



= - (tổng các phần tử trên
dòng ), như sau:












tương ứng với



.
3.3. Điều khiển tắc nghẽn kiến trúc nút lõi SPL giới hạn chuyển đổi bước
sóng có hỗ trợ khả năng lệch hướng (mô hình SPLDF)
3.3.1. Kiến trúc nút lõi và một số giả thiết bổ sung
nghiên
trong [A4][5] và   trình bày M 3.2.2 trong C3. Tuy nhiên, các
 ch xem xét vi mt cng ra. Trong nghiên cu ca chúng tôi [A1][A3],
chúng tôi m rng mô hình vi 2 cng ra (gi là mô hình SPLDF), tc là có xem xét h tr
kh n cng ra khác (vi xác sut lng 
Hình 3.2).

Hình 3.2. 
Ngoài m M3.1, khi xem xét
 g , mô hình 

Gi thit mi nút OBS là mt h i xng [A1], tc là nu mt nút OBS có  cng ra, và
cng ra trên l u ca chùm là 

 c ln cng
ra  Hình 3.2







. Và ta có,



1

Kp
2
p
M-1
p
M




14

mt 


Hình 3.3. S
1
,c
1
; w
2
,c
2
)

 s trng thái (công thc (3.13)). Lúc này có th c
w
1
,c
1;
w
2
-1,c
2
w
1
,c
1;
w
2
,c
2

w1

w1

c2+1
p
c2

w1

w1+1
w


w2


w2
w
1
,c
1;
w
2
-1,c
2
-1
p
c2

c2
w
1
,c
1;
w
2
+1,c
2
w
1
+1,c
1

p.
1,0
w1
p.
 ,0
w1
p.
1,1
w1
p.
2,1
w1
p.
 ,1
w1
p.
C,C
w1
p.
 ,C
w1

p.'
0,0
w1

p.'
1,0
w1


,C



C

0,0
1,0
,0
C,C
,C
0,0

0,0
1,0
,0
C,C
,C
1,0

0,0
1,0
,0
C,C

,C
2,1

0,0
1,0
,0
C,C
,C

,1

'
0,0
w2


'
1,1
w2

'


 bên trong mt nhóm trng thái 



 ca Hình 3.4 chính là dng 2 chiu c
trong [5]. Ta có



 


s tr  Hình 3.4.















 














 












 










 












 



















Theo các lut chuyn trng thái c phân tích  Hình 3.3  trng thái  Hình
3.4, xác sut tc nghn ca các ng h
- 



,
vi 

, 

.
- i



 vi


 và 

.




 (vi 

   l ng
(xác sut   ).
ng ) c

































  

  




















và 



 




 
 




(

hoc 


(3.5) [A3].
tính x
(3.12)






  

 

.

c 1. Xây dng ma trn trng thái  B3.2):
-  :      




   

 


     

,
 (3.3).
o  


, 


,









 
Bng 3.2. Ma trn tng quát Q ((n
S
*n
S
) x (n
S
*n
S
))

















Bng 3.3. Ma trc
-j)*n
S
-j)*n
S
))















, 


,



   



),      










sang







2
(3.4):
Bng 3.4. Ma trc
(n
S
x n
S
)





















Bng 3.5. Ma trn B
j
2
-c
 j)*n
S
 j)*n
S
)







 sang trng
thái 



 vi . 





c
là   .  






17

 : 



 

  vi , và 







là . 
 





   : 







 

  

vi 
. 
(M 3.3.3         





 sang trng
thái  



 vi . 
 





là   . 
 





: 





   .
-  :    



, và


 

 ( 3.5). Các   



  c 
  

 







 

(









  

 
 
vi 

; hay






  

 
 
 


-  3:    


        








 là   
 

      

 





.
 


 :






  vi     

;
c 2. Tính các giá tr ng chéo ma trn 



1- 
 sóng [A2]. 
18

 [7].  
a  [A4].
2- 
nút lõi OBS.       - [A1][A3].
  [A1][A3].

CÁC MÔ HÌNH ĐIỀU KHIỂN TRÁNH TẮC VỚI LƯU LƯỢNG ĐẾN
LÀ TỔNG QUÁT (GI) HAY NON-POISSON
4.1. Đặt vấn đề
2 và 3 
OBS  quá trình Poisson. Tng lng có th c xem xét là
ng tng quát  R
4. Hình 2.1 C 4 
  
xem xét là quá trình non-Poisson (quá trình Renewal).
4.2. Mô hình phân tích xác suất tắc nghẽn với lưu lượng lệch hướng trên
một cổng ra tại nút lõi OBS là non-Poisson
4.2.1. Một số giả thiết
- ng v

-  
 .
- ng lng t cn cng 2 là không Poisson, vi tc  trung bình 
( ) và xác sut lng .
4.2.2. Tính xác suất tắc nghẽn với lưu lượng lệch hướng là non-Poisson bằng
phương pháp xấp xỉ ERT



và 

ng là các giá tr trung bình 
cng tràn t cng  và   [6].
Trong ng (,  ng tràn t 
(virtualn cng 2, vi tng tng s kênh
t là 

và 

[6]ng lng ca h th
n ca h thng thc có  c sóng và h thng thay th 
19

n trên (

 ) kênh và tng tn là 

ng lng
ca h thng này [6] 


 










 


(4.3)
t tc nghn cng lng ti cng ra 2 (vng hp nút lõi
OBS có nhi[2]:





 








(4.4)
4.2.3. Trường hợp đặc biệt với quá trình đến tổng quát GI là quá trình Poisson
ngắt
4.2.3.1. Quá trình Poisson ngắt
ng ln c c mô t t
IPP (Interrupted Poisson Process).  xut bi Kuczura [2] c s dng rng

trng thái (tc là theo các xác sut trng thái cân b[2][6]:












 


 
 







 


(4.6)
y, theo các giá tr 






   




  


 




(4.7a)
20









   

là phép bii Laplace-Stieltjes ca hàm phân phi  thì [2]:








 


  




(4.8)
Xác sut tc nghng hng vi mô hình tn tht
[2]:











 rình bày trong M4.2
 

- 

ra 2 s bao gm tp hp 2 lung: lung Poisson (lung không lng)
và lung tng quát  ).
- DRNP 2
offset 
2, -Poisson.
4.3.1. Một số giả thiết mở rộng

quang Hình 2.1) theo
  và  
- Mi cc trang b riêng  i giá tr 

n 1 ca
mô hình DRNP trong ) ng tr quang FDL, vi  c sóng trên mi si
quang ca ng tr quang  tr n ca mng tr quang FDL là  
tuyn tính theo ch s các ng tr quang FDL, tc là, 

s  tr là , vi 
. S chùm có th ng thi trong mng tr quang nh
bi s b chuyc sóng  trong s  b chuyi CWC trên cng ra ().
ng s c cung cp bi dãy các ng tr quang FDL là .
Tùy thuc vào yêu cu thi gian offset m rng, các chùm lng s c lp lch vào
ng tr quang  tr phù hp (bu t 

).
4.3.2. Mô hình phân tích

Theo Hình 2.1ng lng t mt cng ra ca nút lõi C (ng vi kt ni C-E)
n cng ra khác (ng vi kt ni C-D)   ng cung c n mt h th c lp
 ng vng tr quang ng (

) trong Hình 4.1), c
i các giá tr trung bình (mean)  và variance)  [2]:


 







  


  

 


(4.10)








và 



(

 ).
4.3.4. Xác suất tắc nghẽn tại nút lõi OBS với các quá trình đến Renewal và
Poisson
Tn cng ra bây gi s tp hp ca hai lung
ng lung lng ra t ng tr quang  thành
công (

- ng i các giá tr 

và 

(hay 

ng các chùm
nh tuyn ra trên cng ra này (ng không lt tc
nghn ti cng ra  n 2 có th c tính da vào vic phân tích tc nghn trên mô hình
Mô hình GI/M/L/L
với N FDL
Mô hình
GI+M/M/ 
cổng ra SPL
X

ng có 2 luc l có mt lung tuân theo phân phi
Poisson, và lung còn li kiu Renewal ng ).
4.3.4.1. Tính các giá trị moment của lưu lượng từ các đường trễ quang FDL sau giai
đoạn 1
ng hp tng 

là quá trình Rng ), 

s
i 2 giá tr u tiên ca nó là  và  c tính thông qua các giá tr
moment 

[1]:



 



 







(4.12)
vi 

và 

có th c thông qua các giá tr
moment 

[1]:











  



 




(4.14)
vi   và 

 thuc 




(4.15)












 















[1].
4.3.4.2. Tính xác suất tắc nghẽn ứng với kết hợp 2 luồng lưu lượng bằng phương
pháp ERT
y có th n tn 2 (

) là tp hp ca hai lung
c lp là 

(



) và 

(ti là 

ng n có th c xác nh mt cách xp
x bi hai giá tr 



 

và 



 






 









 








 



 

 



(4.17)
4.3.4.3. Tính xác suất tắc nghẽn ứng cho từng luồng lưu lượng với trường hợp lưu
lượng GI là quá trình đến IPP bằng phương pháp xấp xỉ GI
ng hp này, chúng tôi xem 

là ng lng ng vi quá trình n
là quá trình IPP (Interrupted Poisson Process). Quá trình IPP c chúng tôi trình bày trên
mc 4.2.3.1 vi hàm phân b thi gian gia các ln  nh qua các công thc
(4.7), (4.7a)  ng 




là phép bi i Laplace-Stieltjé ca hàm phân phi 
c ch ra trong công thc (4.8).  ng tp hp ca hai lung
c lng  (vi các giá tr 

,

), các giá tr (

,, ) trong
công thc (4.7a) c tính li [2]:






S dng (4.7a) và (4.18) trong (4.8)t










  





Ta có 








 




 


(4.19a)
Xác sut tc nghng hc xp x  [2]:




 

















(4.20)
 


(4.21)




 



 









 






tính theo (4.19a) vi 




 
 
 [A7] 
        
[A5]

[A6][3][8] 


(2).    nút lõi OBS theo



hình PSPIL và LSPIL [A2].  nút lõi OBS, mô hình PLSPIL

 
[A1][A3]. 
 
             các ma   
   :    - [A1]   
SPLDF [A3][A4].
(3). 
 n là quá trình Renewal
ng tng quát [A8][A9]. 

 
.


quang FDL. 