Đề tài Nghiên cứu phân bổ tối ưu bộ chuyển đổi bước sóng trong mạng AON

MỞ ĐẦU Sự bùng nổ của mạng Internet, sự phát triển số lượng người sử dùng, sự phát triển của các ứng dụng và dịch vụ mới trên nền IP, đó là những gì mà chúng ta đã chứng kiến trong vòng gần một thập kỉ qua. Xét về mặt kỹ thuật, để đáp ứng được sự phát triển đó, hạ tầng mạng truyền dẫn bao gồm mạng đường backbone và mạng truy nhập đã và đang phải nâng cao dung lượng bằng cách chuyển dần sang mạng truyền dẫn cáp sợi quang. Mạng truyền dẫn quang đã đáp ứng được rất nhiều yêu cầu về dung lượng (tối đa 50Tbps), chi phí xây dựng và tính bảo mật thông tin. Hai công nghệ quan trọng gần đây giúp tăng dung lượng hệ thống là WDM và khuêch đại sợi quang EDFA. Từ khoảng năm 1986 trở lại đây có rất nhiều các dự án xây dựng mạng đường trục cáp quang biển quốc tế được triển khai, đã giúp tăng cường khả năng trao đổi thông tin giữa các quốc gia, lãnh thổ trên thế giới. Tiếp đến là các mạng đường trục trên đất liền ở các quốc gia được xây dựng trên nền tảng truyền dẫn sợi quang. Vào đầu năm 1988, các công nghệ SONET và SDH là những chủ đề nóng được đề cập đến như là những chuẩn ghép kênh cho các mạng đường trục trong tương lai. SONET và SDH là các chuẩn thiết kế từ đầu cho các hệ thống TDM (chiếm đa số vào những năm 1980). Sử dụng TDM, một luồng dữ liệu ở tốc độ cao hơn được tạo ra trực tiếp bằng cách ghép các kênh có tốc độ bit thấp hơn. Thực tế đã có rất nhiều các hệ thống SDH/SONET đã và vẫn đang được triển khai. Các hệ thống TDM dung lượng cao hoạt động ở tốc độ OC-192 hoặc 10Gbps. Tuy nhiên ta sẽ gặp khó khăn khi muốn chuyển lên tốc độ OC-768 hoặc lớn hơn do hạn chế tần số hoạt động của linh kiện điện tử. Đến năm 1997, công nghệ WDM được đánh giá là công nghệ ghép kênh số một giúp tăng dung lượng hệ thống lên hàng trăm lần, giảm chi phí đầu tư. Công nghệ WDM cho phép ghép nhiều kênh tốc độ bít khác nhau trên cùng một sợi quang bằng cách đặt các kênh trên các bước sóng khác nhau. Hiện nay đã có thiết bị ghép kênh WDM có khả năng ghép 80 kênh (bước sóng). Với việc chỉ xử lý tín hiệu quang tại các node mạng, đã loại bỏ sự hạn chế của thiết bị điện tử, và đưa ra một mạng mới tên là mạng toàn quang (AON). Mạng toàn quang định tuyến bước sóng được coi là ứng cử viên cho mạng backbone diện rộng thế hệ tiếp theo. Mạng AON được xây dựng từ các thiết bị ghép kênh WDM (kèm theo khả năng xen/tách) và các thiết bị đấu chéo OXC (cross-connect). Hệ thống DWDM có khả năng ghép 32 bước sóng hoặc nhiều hơn trong dải 1550nm, tăng dung lượng trên sợi quang đang có và trong suốt với tốc độ bít. Mạng AON làm việc với các bước sóng khác nhau ở lớp vật lý, ghép kênh WDM và định tuyến theo bước sóng. Nó gồm các node định tuyến bước sóng quang được nối với nhau bằng các kết nối sợi quang. Một lightpath phải được thiết lập giữa hai node định tuyến bất kì trước khi chúng trao đổi thông tin. Mạng sẽ phải xác định tuyến (route/path) nối node này và gán một bước sóng rỗi cho các kết nối dọc theo đường đi. Lightpath chính là một kết nối quang trực tiếp giữa hai node không qua bất kì một thiết bị điện tử trung gian nào. Để thiết lập một lightpath, thông thường yêu cầu mạng phải phân bổ một bước sóng chung trên tất cả các kết nối dọc theo đường đi của lightpath. Đó chính là yêu cầu về tính liên tục bước sóng, điều khiến cho mạng định tuyến bước sóng khác với các mạng điện thoại chuyển mạch truyền thống. Một yêu cầu sẽ bị từ chối nếu không có bước sóng chung còn rỗi trên toàn tuyến. Một trong những mục tiêu cơ bản của bài toán thiết kế mạng AON định tuyến bước sóng là phải giảm tối thiểu xác suất nghẽn toàn mạng. Để tận dụng tài nguyên bước sóng và giảm xác nghẽn, tại các node mạng người ta phải đặt các bộ chuyển đổi bước sóng (WC). Khi đó mỗi kết nối từ node nguồn đến node đích, thông tin được truyền đi trên cùng một hoặc các bước sóng khác nhau. Xong câu hỏi đặt ra là có cần phải đặt các bộ chuyển đổi bước sóng ở tất cả các node? Nếu không thì những node mạng nào nên đặt và cần bao nhiêu bộ chuyển đổi đặt tại node đó? Trước khi đi ta trả lời hai câu hỏi trên, ta cần phải biết là giá thành của các bộ chuyển đổi hiện nay rất đắt mặc dù đã có những đột phá về công nghệ. Mạng có tất cả các node được trang bị bộ chuyển đổi bước sóng sẽ đạt được chất lượng tốt nhất (xác suất nghẽn nhỏ nhất), nhưng kéo theo đòi hỏi chi phí đầu tư lại rất lớn. Đối với nhà khai thác mạng khi đầu tư, yếu tố chi phí đầu tư ban đầu (CAPEX) luôn được quan tâm đâu tiên vì nó ảnh hưởng đến giá thành dịch vụ và hiệu quả đầu tư kinh doanh sau này. Mặt khác lý thuyết và thực tế đã chứng minh, có những node mạng không cần phải có bộ chuyển đổi bước sóng vì không có lưu lượng đi qua nó cần chuyển đổi. Chính vì lý do đó đã thúc đẩy các nhà thiết kế, quy hoạch mạng tìm ra một thuật giải phân bổ các bộ chuyển đổi bước sóng sao cho số lượng bộ chuyển đổi bước sóng sử dụng là tối thiểu, nhưng lại đạt chất lượng gần với mạng được trang bị đầy đủ. Đó chính là yêu cầu của bài toán phân bổ tối ưu các bộ chuyển đổi bước sóng được tác giả nghiên cứu trong luận văn này. Có thể coi đây là bài toán con trong cả một bài toán lớn về thiết kế và quy hoạch mạng truyền dẫn toàn quang. Đầu vào của bài toán gồm có : Topo mạng, số lượng bộ chuyển đổi, và thống kế lưu lượng của mạng. Đầu ra của bài toán này sẽ cho biết phải đặt bộ chuyển đổi ở node mạng nào và số lượng bao nhiêu để mạng có xác suất nghẽn nhỏ nhất. Dựa vào đó, nhà khai thác sẽ có cơ sở để lên cấu hình thiết bị cho các node mạng. Do đó bài toán WCP rất quan trọng đối với nhà khai thác mạng đường trục khi chuyển dần mạng truyền dẫn quang hiện tại sang mạng WDM, hoặc xây dựng một mạng truyền dẫn quang WDM mới xếp chồng lên mạng đang có. Sau khi nhận thấy tầm quan trọng của các bộ chuyển đổi bước sóng, yếu tố giá thành, và đặc biệt là nhận xét về sự dư thừa không cần thiết khi trang bị các bộ chuyển đổi bước sóng tại node mạng, đã có rất nhiều công trình nghiên cứu và đưa ra các thuật toán phân bổ tối ưu các bộ chuyển đổi bước sóng cho các cấu trúc mạng khác nhau (Mesh, Ring..). Lúc đầu các thuật toán này được nghiên cứu độc lập, sau đó nó được nghiên cứu gắn liền với các thuật giải định tuyến và gán bước sóng RWA. Dựa trên mô phỏng, các công trình đã có sự so sánh chất lượng giữa các thuật toán cũ và mới đề xuất. Trong luận văn này, tác giả không đưa ra một thuật giải mới. Mà mục đích chính là để nêu ra một vấn đề mà các nhà thiết kế và quy hoạch mạng phải quan tâm trước khi đầu tư mua thiết bị, đó là chất lượng mạng không chỉ phụ thuộc vào thuật toán đính tuyến và gán bước sóng được chọn, mà phân bổ tối ưu bộ chuyển đổi bước sóng là một bài toán góp phần nâng cao hơn nữa chất lượng mạng. Do đó đầu tiên tác giả nêu bật tầm quan trọng của bộ chuyển đổi bước sóng và ý nghĩa của việc chọn thuật toán phân bổ tối ưu bộ trong thiết kế và quy hoạch mạng. Trong luận văn này, tác giả đề cập đến mạng truyền dẫn quang đường trục cấu trúc mesh và ring. Mạng mesh sẽ được chọn là mạng đường trục trong tương lai vì tính dư thừa cần thiết của nó mặc dù sẽ tăng chi phí đầu tư ban đầu. Mạng vòng ring hay được triển khai trong thực tế do khả năng dự phòng của nó rất tốt. Nếu xét về khả năng chuyển đổi bước sóng, thì đối tượng nghiên cứu của luận văn là mạng có phân bố bộ chuyển đổi bước sóng rời rạc và có khả năng chuyển đổi hạn chế (SPWC- Sparse Partial Wavelength Converter). Hai ưu điểm quan trọng của mạng này là giảm chỉ phí đầu tư nhờ việc sử dụng ít bộ chuyển đổi hơn mà vẫn đạt được chất lượng mạng như yêu cầu, và mang lại thuận lợi cho các nhà khai thác khi nâng cấp dần lên hệ thống full-complete. TỔNG QUAN MẠNG TRUYỀN DẪN TOÀN QUANG Các thành phần cơ bản của mạng truyền dẫn quang Sợi quang Sợi quang (Optical fiber) được chọn làm môi trường truyền dẫn tín hiệu trong các mạng tốc độ cao do nó sở hữu nhiều ưu điểm vượt trội so với các môi trường truyền dẫn truyền thống. Có thể liệt kê ra như : Phổ tần sử dụng rộng, suy hao thấp, tiêu thụ công suất ít, không bị gây nhiễu bởi điện từ trường bên ngoài, sử dụng vật liệu chế tạo ít, nhỏ gọn và giá thành rẻ hơn. Cũng nhờ đó mà các hệ thống thông tin quang thường có tỉ lệ BER rất thấp, nhỏ hơn 10-11 Tuy nhiên sợi quang vẫn tồn tại các hiện tượng vật lý như: suy hao, tán sắc, và các hiệu ứng phi tuyến đã làm ảnh hưởng đến việc tận dụng tối đa tài nguyên của nó, đặc biệt trong các mạng đường trục tốc độ cao. Có hai vùng suy hao thấp quan trọng hay được sử dụng:1300nm, bề rộng 200nm, suy hao nhỏ hơn 0.5dB/Km; và 1550nm, bề rộng 200nm, suy hao thấp khoảng 0.2dB/Km. Băng thông được tính xấp xỉ 50THz theo công thức:
/ Phổ suy hao của sợi quang Có hai loại sợi quang là sợi quang đơn mode(SMF) và sợi quang đa mode (MMF). Nhược điểm chính của sợi quang đa mode là do hiện tượng tán sắc giữa các mode (Iinter-mode Dispersion), làm giảm giá trị tích BR*D ( BR- Bit Rate; D – Distance) xuống chỉ còn vài chục Mb/s/Km. Sử dụng sợi quang có chiết suất bậc (Step- Index), và sợi quang chiết suất giảm dần (Graded- Index) có thể nâng lên hàng (Gb/s )-Km, tuy nhiên vẫn không đảm bảo khi khoảng cách truyền dẫn lớn. Trong khi đó, sợi quang đơn mode loại bỏ tán sắc giữa các mode bằng cách giảm đường kính của lõi sợi quang. Tuy nhiên, hiện tượng tán sắc (Chromatic Dispersion)-do sự tồn tại nhiều thành phần hài trong phổ tín hiệu quang truyền trong sợi quang gây nên- lại là yếu tố ảnh hưởng sâu sắc đến chất lượng truyền quang. Một số loại sợi quang đơn mode chuẩn, do ITU-T khuyến nghị hay được dùng trong các mạng truyền dẫn quang gồm có : Non- Dispersion Shifted Fiber (G.652), Dispersion-Shifted (C.653), 1550-nm Loss minimized Fiber (G.654) và Nonzero-Dispersion Fiber (G.655) NDSF (ITU-T G.652 ) Là loại sợi quang được sử dụng nhiều nhất. Nó được chế tạo tối ưu cho vùng 1310nm, có tán sắc bằng 0 tại chính bước sóng 1310nm, và gần 20ps/nm-Km ở bước sóng 1550nm. DSF (ITU-T G.653) Là loại sợi quang được thiết kế tối ưu cho vùng 1500-1600nm, có hệ số tán sắc xấp xỉ 3.3ps/nm-Km tài cửa sổ 1550nm và gần bằng 0 tại bước sóng 1550nm. Loại sợi quang này không phù hợp cho mạng WDM do ảnh hưởng của các hiệu ứng phi tuyến. 1550nm Loss Minimized Fiber (ITU-T G.654) Đây là loại sợi quang đơn mode chuẩn đặc biệt, có tổn hao rất thấp tại vùng cửa sổ 1550nm. ITU G.654 được thiết kế tối ưu cho vùng 1500-1600nm. Bước sóng cutoff hiệu dụng là một thông số quan trọng trong thiết kế loại sợi này. Tổn hao thấp là nhờ sử dụng lõi thuỷ tinh tinh khiết. Sản xuât ITU G.654 tốt kém, giá thành cao, nên nó ít được sử dụng. Loại sợi quang này phù hợp nhất là cho hệ thống cáp quang biển hoặc mạng cáp quang đường trục NZ-DSF (ITU-T G.655) Là loại sợi quang SMF có hệ số tán sắc lớn hơn một giá trị khác không ở cả vùng 1500nm. Hiện tượng tán sắc này làm giảm ảnh hưởng của các hiệu ứng phi tuyến như: FXM, SPM,XPM xuất hiện trong các hệ thống DWDM. Loại sợi quang này phù hợp nhất, hoạt động tối ưu nhất là tại vùng 1500-1600nm. Bộ phát/thu tín hiệu quang Bộ phát tín hiệu quang Bộ phát tín hiệu quang (Optical transmitter) có chức năng chuyển tín hiệu điện thành tín hiệu quang. ánh sáng phát ra từ các nguồn này được bơm vào sợi quang để truyền đi. Có hai loại linh kiện dùng làm nguồn phát quang hiện nay là  LED (Light Emitting Diode) và LASER ( Light Amplification by Stimulated Emission Radiation). Các nguồn phát sáng quang cần có các tính chất vật lý sau : Phù hợp với kích thước sợi quang Bơm đủ công suất vào sợi quang để đảm bảo tín hiệu có thể được phát hiện ở đầu thu với suy hao biết trước. Phát ra ánh sáng ở bước sóng có suy hao và tán xạ thấp. Độ rộng phổ hẹp để giảm thiểu tán xạ. Duy trì đặc tính ổn định trong điều kiện môi trường thay đổi Cho phép điều chế trực tiếp công suát quang phát ra Giá thành thấp và độ tin cậy cao LEDs là nguồn phát lý tưởng cho các hệ thống quang đa mode sử dụng trong mạng LAN hoặc các mạng truy cập. Tuy nhiên LEDs không thể cung cấp đủ ánh sáng vào sợi quang đơn mode trên một khoảng cách truyền dẫn lớn. LASER là nguồn phát ánh sáng được sử dụng phổ biến nhất trong các hệ thống truyền dẫn quang. Hầu hết các hệ thống phát Laser được thiết kế để làm việc với nhưng bước sóng được quy định bởi ITU-T. Đối với các hệ thống WDM, người ta thường dùng loại nguồn Laser có thể điểu chỉnh được đến các bước sóng khác nhau (Tunable Laser) nhằm tiết kiệm chi phí. Cách khác là dùng các Laser cố định bước sóng (Fixed Tune Laser) DFB làm việc rất tốt với các ứng dụng hiện nay. Với các hệ thống WDM có số bước sóng lớn gồm hàng chục đến hàng trăm bước sóng, cách này trở thành rất tốn kém, gây khó khăn cho nhà sản xuất và công tác vận hành Một lựa chọn khác là dùng mảng Laser (Laser Array), bao gồm một tập các Laser, với mỗi Laser đã hoạt động ở một bước sóng cố định khác nhau. Nhưng mặt hạn chế là số bước sóng có sẵn trong một mảng Laser là cố định và hiện tại giới hạn khoảng 20 bước sóng. Thiết bị thu tín hiệu quang Thiết bị thu tín hiệu quang (Optical Receiver) thực hiện chuyển đổi tín hiệu quang thành tín hiệu điện bằng cách sử dụng linh kiện Photodetector tạo ra dòng điện có cường độ tỷ lệ với công suất quang thu được. Dòng điện sau đó được khuếch đại và cho đi qua một thiết bị ngưỡng. Một bít phát đi được xác định là ở mức 0 hay 1 phụ thuộc dòng điện này ở trên hay dưới một ngưỡng nào đó trong suốt thời gian bit. Nói cách khác sự quyết định được thực hiện dựa vào cường độ ánh sáng trong suốt khoảng thời gian bit đó. Bộ lọc và bộ ghép kênh quang Các bộ lọc quang (Optical Filter) là những thành phần chủ yếu trong hệ thống truyền dẫn WDM đối với ít nhất hai ứng dụng là ghép và tách các bước sóng, các thiết bị này được gọi là các bộ ghép kênh (MUX) và các bộ phân kênh (DEMUX). Ngoài ra bộ lọc còn làm phẳng độ lợi và lọc nhiễu trong các bộ khuếch đại quang. / Bộ lọc và bộ ghép kênh Một bộ lọc đơn giản là một thiết bị hai cổng chọn một bước sóng và loại bỏ các bước sóng khác. Nó có thể có một cổng thứ ba thêm vào mà trên đó thu được các bước sóng bị loại bỏ. Một bộ ghép kênh (MUX) kết hợp các tín hiệu ở các bước sóng khác nhau trên các đầu vào đưa tín hiệu kết hợp ở một đầu ra chung. Bộ DEMUX thực hiện chức năng ngược lại. MUX và DEMUX được dùng trong các thiết bị đầu cuối mạng WDM, các bộ kết nối chéo bước sóng (WXC) và các bộ ghép kênh xen/tách bước sóng (ADM). MUX và DEMUX có thể được nối liên tầng để tạo ra các WXC. Hình 1.3 là một ví dụ về WXC cố định. Thiết bị gửi các tín hiệu từ một đầu vào đến một ngõ ra dựa trên bước sóng. WXC động có thể được xây dựng bằng cách kết hợp sử dụng các bộ chuyển mạch quang với các bộ ghép kênh và phân kênh. / Bộ kết nối chéo cố định . Bộ chuyển mạch quang Các mạng thông tin quang trước đây sử dụng chuyển mạch điện tử tại các node mạng. Tuy nhiên ngày nay tốc độ của chuyển mạch điện tử không thể đáp ứng với yêu cầu về tốc độ bit, và hiệu suất sử dụng băng thông của sợi quang. Chuyển mạch điện tử ở các node trung gian trong mạng cũng làm gia tăng trễ. Những yếu tố này đã thúc đẩy sự phát triển của mạng toàn quang trong đó các thành phần chuyển mạch điện tử được thay thế bằng chuyển mạch quang với khả năng chuyển mạch các luồng dữ liệu quang băng thông cao. Các bộ chuyển mạch quang được sử dụng trong các mạng quang cho nhiều ứng dụng khác nhau. Mỗi ứng dụng yêu cầu thời gian chuyển mạch và số cổng chuyển mạch khác nhau. Một ứng dụng của các bộ chuyển mạch quang là cung cấp các lightpaths. Trong ứng dụng này, các chuyển mạch được sử dụng bên trong các bộ WXC nhằm cấu hình lại chúng để cung cấp các lightpaths mới. Sẽ phải có một phần mềm dùng để quản lý mạng từ đầu cuối đến đầu cuối. Một ưng dụng quan trọng khác là chuyển mạch bảo vệ. ở đây các chuyển mạch được sử dụng để chuyển các luồng lưu lượng từ một sợi chính sang một sợi khác trong trường hợp sợi chính bị hỏng. Toàn bộ quá trình chuyển luồng phải được hoàn thành trong hàng chục ms, bao gồm thời gian tìm ra lỗi, thông tin lỗi đến các phần tử mạng để điều khiển việc chuyển mạch, và thời gian chuyển mạch thật sự. Vì vậy thời gian chuyển mạch yêu cầu khoảng một vài ms. Có thể có các dạng chuyển mạch bảo vệ khác nhau, phụ thuộc vào phương pháp sử được sử dụng, số lượng cổng chuyển mạch cần thiết có thể thay đổi từ hàng trăm đến hàng ngàn cổng khi sử dụng trong các bộ kết nối chéo bước sóng. Các bộ chuyển mạch quang cũng là phần tử quan trọng trong mạng chuyển mạch gói quang tốc độ cao. Trong các mạng này, các chuyển mạch được sử dụng để chuyển các tín hiệu trên cơ sở các gói. Với ứng dụng này, thời gian chuyển mạch phải nhở hơn nhiều thời gian của một gói nên cần có các bộ chuyển mạch tốc độ cực cao. Ví dụ kích thước của một cell trong mạng ATM là 53bytes ở tốc độ 10Gbps dài 42ns, vì vậy thời gian chuyển mạch yêu cầu khoảng một vài ns. Các bộ chuyển mạch quang còn được sử dụng như là cá bộ điều chế bên ngoài để mở và đóng dữ liệu trước một nguồn Laser. Trong trường hợp này, thời gian chuyển mạch phải là một phần nhỏ của độ rộng bit. Do đó một bộ điều chế bên ngoài cho một tín hiệu 10Gbps (với một khoảng thời gian bit 100ps) phải có thời gian chuyển mạch khoảng 10ps. Bộ chuyển đổi bước sóng Bộ chuyển đổi bước sóng (Wavelength Converter) là thiết bị có khả năng chuyển đổi tín hiệu quang từ bước sóng này ở đâu vào sang một bước sóng khác ở ngõ ra. Bộ WC rất hữu ích trong việc làm giảm xác suất nghẽn mạng. Nếu các bộ WC được tích hợp vào các bộ OXC trong mạng toàn quang, thì các kết nối có thể được thiết lập giữa nguồn và đích ngay cả khi bước sóng đó không có trên tất cả các tuyến của đường đi. Chúng sẽ giúp loại bỏ sự bắt buộc về tính liên tục bước sóng. Dưới đây là một số đặc điểm mà một bộ WC lý tưởng nên có: Trong suốt đối với tốc độ bit và các định dạng tín hiệu. Thời gian tạo bước sóng ở đầu ra nhanh Chuyển đổi được cả những bước sóng ngắn và dài Dải bước sóng rộng đối vớicác tín hiệu vào/a Có tỷ số SNR cao để đảm bảo khả năng ghép tầng Có độ nhậy thấp với phân cực của tín hiệu vào Chi phí thấp và lắp đặt đơn giản Các bộ chuyển đổi bước sóng có thể được chia thành hai dạng dựa vào lượng chuyển đổi có thể. Một số bộ chuyển đổi bước sóng đầy đủ có thể chuyển một bước sóng ngõ vào thành bất kỳ bước sóng nào ở ngõ ra. Một bộ chuyển đổi bước sóng giới hạn chỉ có thể chuyển một bước sóng ngõ vào thành một số các bước sóng nào đó ở ngõ ra. Một mạng mà có các bộ chuyển đổi bước sóng đầu đủ ở tất cả các node sẽ có chất lượng tốt hon xét về khía cạnh tối thiểu hóa xác suất nghẽn. Tuy nhiên, điều này khó thực hiện trong thực tế do yếu tố chi phí và phụ thuộc các giới hạn kỹ thuật. Vì vậy thường một mạng chỉ có một số node được trang bị các bộ WC đầy đủ hoặc giới hạn. Vì vậy vấn đề lựa chọn các node thích hợp để đặc các bộ WC trở nên hết sức quan trọng. Các kỹ thuật thiết kế bộ chuyển đổi bước sóng có thể được chia ra hai dạng chuyển đổi bước sóng quang-điện và chuyển đổi bước sóng toàn quang. Dưới đây sẽ trình bày hai kỹ thuật này. Chuyển đổi bước sóng O-E Trong phương pháp này, tín hiệu quang trước tiên được chuyển thành tín hiệu điện sử dụng một bộ tách sóng. Luồng bit được lưu trữ trong bộ đệm. Sau đó tín hiệu điện được dùng dể lái ngõ vào của một Tuable Laser để tạo thành một bước sóng mong muốn ở ngõ ra. Phương pháp này không thích hợp cho các tốc độ bít cao hơn 10Gb/s. Sự tiêu hao nhiều công suất hơn và các thủ túc phức tạp là một số trở ngại củ phương pháp này khi so với các phương pháp khác. Tuy nhiên quá trình chuyển đổi O-E ảnh hưởng một cách bất lợi đến tính trong suốt. Chuyển đổi bước sóng toàn quang Trong phương pháp này tín hiệu quang ở trong miền quang trong suốt quá trình chuyển đổi. Ta có thể chia phương pháp này thành các loại sau: a) Chuyển đổi bước sóng sử dụng hiệu ứng kết hợp Các phương pháp này dựa vào hiệu ứng trộn 4 bước sóng. Trộn bước sóng phát sinh từ hiệu ứng phi tuyến trong sợi quang khi có nhiều hơn 2 bước sóng cùng truyền trên một sợi quang. Kết quả là sinh ra một bước sóng khác mà cường độ tỉ lệ với cường dộ các sóng tương tác. Trộn bước sóng duy trì thông tin về pha và biên độ, cung cấp một sự trong suốt nghiêm ngặt. Nó cũng là phương pháp duy nhất cho phép đồng thời chuyển một tập nhiều bước sóng ở ngõ vào t