Thông tin tài liệu
Đại học quốc gia Hà nội Tr-ờng đại học công nghệ Đoàn Sông Thao Kỹ thuật Chuyển mạch chùm quang Trong hệ thống viễn thông đại Luận văn thạc sĩ Hà Nội 2006 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Đại học quốc gia Hà Nội tr-ờng đại học công nghệ Đoàn Sông Thao Kỹ thuật Chuyển mạch chùm quang Trong hệ thống viễn thông đại Ngành : Công nghệ Điện tử - Viễn thông Chuyên ngành: Kỹ thuật vô tuyến điện tử thôngtin liên lạc MÃ số: 2.07.00 Luận văn thạc sĩ Ng-ời h-ớng dẫn khoa học: TS Thái Văn Lan Hà Nội - 2006 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Lời cam đoan Tôi xin cam đoan luận văn thành phẩm riêng nhân tôi, không chép lại người khác Trong toàn nội dung luận văn, điều trình bày nhân tổng hợp từ nhiều nguồn tài liệu tham khảo Tất phần tổng hợp từ nguồn tài liệu tham khảo trích dẫn rõ ràng hợp pháp Tơi xin chịu hồn tồn chịu trách nhiệm chịu hình thức kỷ luật theo quy định cho lời cam đoan Hà Nội, 12/2006 Đồn Sơng Thao TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com -1- Mục lục Mục lục Danh mục hình vẽ bảng biểu Các từ viết tắt Mở đầu Chương Tổng quan 12 1.1 Giới thiệu mạng thông tin quang 12 1.1.1 Giới thiệu 12 1.1.2 Quá trình phát triển mạng chuyển tải quang 13 1.1.3 Ghép kênh quang phân chia theo bước sóng 15 1.2 Các kỹ thuật chuyển mạch quang 15 1.2.1 Giới thiệu 16 1.2.2 Mạng chuyển mạch kênh quang 17 1.2.3 Mạng chuyển mạch gói quang 18 1.2.4 Mạng chuyển mạch chùm quang 20 1.3 Kết luận 23 Chương Hệ thống chuyển mạch chùm quang 25 2.1 Giới thiệu 25 2.1.1 Cấu trúc mạng 25 2.1.2 Các yêu cầu công nghệ 29 2.1.3 Một số hiệu ứng tương tác lớp vật lý 31 2.2 Cấu trúc mạng chuyển mạch chùm quang 34 2.2.1 Các mạng OBS đồng không đồng 35 2.2.2 Cấu trúc node mạng biên 37 2.2.3 Cấu trúc node mạng lõi 40 2.2.4 Phần xử lí gói điều khiển 41 2.3 Cấu trúc phân lớp mạng chuyển mạch chùm quang 43 2.3.1 Giới thiệu 43 2.3.2 Cấu trúc phân lớp IP chuyển mạch chùm quang 43 2.3.3 Cấu trúc phân lớp chuyển mạch chùm quang 45 2.4 Thiết kế thực thi lớp vật lý node mạng lõi OBS 53 2.4.1 Một số yêu cầu OBS mạng truyền dẫn quang 53 2.4.2 Một số giải pháp chống xung đột node mạng lõi OBS 57 2.4.3 Các thành phần node mạng OBS 62 2.4.4 Xây dựng phần chuyển mạch quang 70 2.5 Các cổng On/Off khuếch đại quang bán dẫn SOA 73 2.5.1 Nguyên lý hoạt động cổng chuyển mạch 73 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com -22.5.2 Các yêu cầu 75 2.5.3 Sự phát triển công nghệ SOA 76 Chương Phân tích đánh giá cấu trúc node mạng OBS 82 3.1 Một số giả thiết 82 3.2 Yếu tố quỹ công suất 84 3.3 Một số thông số tiêu chuẩn ảnh hưởng chúng 86 3.3.1 Các thông số tiêu chuẩn 86 3.3.2 Phân tích nhiễu 90 3.3.3 Xuyên âm 97 3.3.4 Ảnh hưởng khuếch đại 99 3.3.5 Khả chuyển đổi bước sóng 100 3.3.6 Ảnh hưởng bão hoà khuếch đại SOA 102 Chương Lộ trình ứng dụng chuyển mạch quang cho mạng viễn thông Việt Nam……… 104 4.1 Mục tiêu phát triển chiến lược mạng viễn thông Việt Nam 104 4.1.1 Quan điểm chiến lược 104 4.1.2 Mục tiêu chiến lược 104 4.1.3 Định hướng phát triển lĩnh vực 105 4.2 Phân tích trạng mạng viễn thơng TCT 105 4.2.1 Mạng chuyển mạch 105 4.2.2 Mạng truyền dẫn 106 4.2.3 Mạng truy nhập 107 4.2.4 Định hướng phát triển mạng quang đường trục Tổng công ty………… 107 4.3 Xây dựng lộ trình chuyển đổi ứng dụng chuyển mạnh quang cho mạng trục tổng công ty 109 4.3.1 Mục tiêu ứng dụng mạng chuyển mạch quang cho tổng công ty 109 4.3.2 Lộ trình cho ứng dụng chuyển mạch quang giai đoạn 2006-2010 114 4.3.3 Lộ trình cho úng dụng chuyển mạch quang giai đoạn 20102015………… 116 4.3.4 Giai đoạn sau 2015 117 Kết luận 118 Tài liệu tham khảo 121 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com -3- Danh mục hình vẽ bảng biểu Hình 1.1 Cơng nghệ sử dụng mạng truyền tải……………… Hình 1.2 Cấu trúc đơn giản chuyển mạch gói quang……………… … Bảng So sánh số kỹ thuật chuyển mạch quang………………… … Hình 2.1 Cấu trúc mạng chuyển mạch chùm quang……………… ……… Hình 2.2 Sơ đồ khối chức mạng chuyển mạch chùm quang………… Hình 2.3 Cấu trúc định tuyến node mạng lõi………………….… … Hình 2.4 Cấu trúc định tuyến node mạng biên……………………… Hình 2.5 Hệ chuyển mạch vi điện tử………………………….….… … Hình 2.6 Hệ chuyển mạch sử dụng khuếch đại quang bán dẫn………… Hình 2.7 Mạng chuyển mạch chùm quang……………………………… Hình 2.8 Các chùm liệu gói tiêu đề……………………………… Hình 2.9 Các khối chức node mạng biên OBS…………… Hình 2.10 Cấu trúc node mạng biên OBS lối vào………………… ……… Hình 2.11 Phần tạo chùm liệu BAU…………………………… ……… Hình 2.12 Khối giao diện chuyển đổi quang……………………… ……… Hình 2.13 Cấu trúc node mạng biên OBS lối ra…………………………… Hình 2.14 Cấu trúc node mạng OBS lõi…………………………………… Hình 2.15 Bộ trễ sợi FDL thực bù trễ thời gian xử lý gói tiêu đề… Hình 2.16 Cấu trúc trường chuyển mạch node mạng OBS lõi………… Hình 2.17 Cấu trúc xử lý gói điều khiển………………………….….… Hình 2.18 Cấu trúc lớp phân cấp mạng IP-over-OBS……………………… Hình 2.19 Cấu trúc phân lớp mạng OBS…………………………………… Hình 2.20 Định dạng khung chùm liệu………………………………… Hình 2.21 Cấu trúc khung gói điều khiển ……………………… ….… Hình 2.22 Các liên kết truyền dẫn quang mạng OBS…………… … Hình 2.23 Hai cấu trúc đơn giản thực thi laser điều chỉnh nhanh….… … Hình 2.24 Điều khiển khuếch đại phương pháp điều chỉnh cơng suất bơm………………………………………………………………………… Hình 2.25 Sơ đồ cấu trúc node mạng OBS……….…… … … Bảng Một số cơng nghệ chuyển mạch quang……………….…….……… Hình 2.26 Các chuyển đổi bước sóng XPM……………….…… … … Hình 2.27 Các thiết kế thực thi chia, tổng hợp cơng suất quang… …… Hình 2.28 Hệ chuyển mạch sử dụng SOA……………….….……… Hình 2.29 Cấu trúc trường chuyển mạch quang node mạng lõi OBS Hình 2.30 Nguyên lý hoạt động cổng SOA………… ………….….… Hình 2.31 Sơ đồ cổng DBR-SOA…….……… ……… ……………… 14 19 21 25 26 26 27 29 30 35 36 37 37 38 38 39 40 40 41 42 44 44 47 51 53 54 56 61 63 66 69 71 72 74 79 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com -4Hình 2.32 Sơ đồ cổng GC-SOA sử dụng laser theo phương thẳng đứng để ổn đinh hệ số khuếch đại… ……………………………………… Bảng Một số thông số khuếch đại quang bán dẫn …… Bảng Một số giá trị giả định……………………………………………… Hình 3.1 Đường dẫn tín hiệu hai node biên mạng OBS với cấu trúc………….…………………………………………… … … Hình 3.2 Mức cơng suất node mạng …………………………….… Hình 3.3 Phân tích quỹ công suất node mạng cấu trúc BAS TAS… Hình 3.4 Tính tốn hệ số ồn đường tín hiệu cụ thể……….…… Hình 3.5 Hệ số ồn tổng NFTAS hệ số ồn khuếch đại, sợi quang phụ thuộc vào số bước sóng M sợi (với số sợi N=4).…… Hình 3.6 Sự phụ hệ số OSNR node TAS hàm số bước sóng M sợi, với giá trị số sợi vào/ra N tương ứng……………………… Hình 3.7 Số bước sóng tối đa sợi………………………………… Hình 3.8 Tính tốn hệ số Q theo số bước sóng tối đa sợi………… Hình 3.9 Số bước sóng sử dụng tối đa khả thơng tối đa…….…… Hình 3.10 Khả nối tầng node TAS với cấu trúc sử dụng chuyển đổi bước sóng tuyến tính………………….…….………………… Hình 3.11 Giá trị OSNR k tầng node TAS nối số bước sóng sử dụng….….….……….………….………….…………………………… Bảng Số bước sóng tối đa M sợi tương ứng với node TAS 4, sợi vào ra……………… ……………………….….……… ………….… Hình 3.12 Cấu hình hệ thống với node TAS sợi bù tán sắc…….… … Bảng Các tham số mơ hình sợi SSMF DCF……………………… Hình 4.1.Cấu trúc phân cấp mạng viễn thông quốc gia tại…………… Hình 4.2 Mạng quang đường trục DWDM 20 Gbit/s………… ………… Hình 4.3.Cấu hình hệ thống cáp quang biển trục Bắc Nam……….……… Hình 4.4 Lộ trình ứng dụng chuyển mạch quang mạng tổng cơng ty Hình 4.5 Mạng chuyển mạch quang mạng trục mục tiêu Hình 4.6 Mạng chuyển mạch quang vùng/metro mục tiêu Hình 4.7 Mạng chuyển mạch quang mạng truy nhập mục tiêu Hình 4.8 Kiến trúc mạng chuyển mạch quang mục tiêu cho mạng trục 2006-2010 Hình Chuyển mạch quang vùng giai đoạn 2006 – 2010 Hình 10 Chuyển mạch quang vùng giai đoạn 2006-2010 79 81 83 83 84 85 91 94 95 96 98 99 100 101 102 102 103 105 106 108 112 113 114 114 115 116 117 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com -5- Các từ viết tắt Từ ACK ASE ATM AWG BAS BAU BCP BDU BER BFC BHP BPRB Tiếng anh acknowledgement Amplified Spontaneous Emission Asynchronous Transfer Mode Arrayed Waveguide Grating Broadcast And Select switching node Burst Assembly Unit Burst Control Packet Burst Disassembly Unit Bit Error Rate Burst Framing Control B-SOA Burst Header Packet BHP ProcessorRegenerator Block Bulk SOA CCG CPP CRC CW CWDM Control Channel Group Control Packet Processor Cyclic Redundancy Check Continuous Wave Coarse WDM DBR Distributed Bragg Refflector Data Channel Group Dynamic Lightpath Establishment Difference Phase Shift Keying Data Transport Component Dense Wavelength Division Multiplexing Electro-Absorption DCG DLE DPSK DTC DWDM EAM Tiếng việt Xác nhận Bức xạ khuếch đại tự kích thích Chế độ truyền không đồng Cách tử cấu tạo từ mảng ống dẫn sóng Node mạng chuyển mạch lựa chọn quảng bá Đơn vị tạo chùm liệu Gói điều khiển chùm liệu Phần tách chùm liệu Tỉ số lỗi bit Phần điều khiển đồng khung chùm liệu Gói tiêu đề chùm liệu Khối xử lý tái tạo tiêu đề chùm liệu Bộ khuếch đại quang bán dẫn cấu trúc khối Nhóm kênh điều khiển Bộ xử lý gói điều khiển Kiểm tra dư thừa vịng Sóng liên tục Tín hiệu ghép kênh WDM mật độ thấp Hệ phản xạ Bragg phân tán Nhóm kênh liệu Thiết lập đường dẫn động Khố dịch pha vi phân Thành phần truyền tải liệu Ghép kênh theo bước sóng mật độ cao Bộ điều chế dựa nguyên lý TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com -6Modulator ECL External Cavity Laser EDFA Erbium-Doped Fiber Amplifier ETDM Electronic Time-Domain Multiplexing FDL Fibre Delay Line FFUC First-Fit Unscheduled Channel FWM Four Wave Mixing GC-SOA Gain-Clamped SOA GCSR Grating assisted Coupler with Sampled Reflector GE Gigabit Ethernet HDLC High-Level Data Link Control IP Internet Protocol ISI Inter Symbol Interference JET Just-Enough-Time LAN Local Area Network LAUC Latest Available Unsheduled Channel LAUCLatest Available VF Unsheduled Channel with Void Filling LCA Line Card Arbiters LOA Linear Optical Amplifier MAC Medium Access Control MAN Metropolipan Area Network MDC Medium Dependent Component MEMS Micro-Electro-Mechanical System MQWMulti Quantum Well SOA SOA NF Noise Figure NMP Network Management Mackets OADM Optical Add-Drop Multiplexer OBS Optical Burst Switching hấp thụ điện từ Laser buồng cộng hưởng Bộ khuếch đại sợi pha tạp Erbium Hợp kênh tín hiệu điện phân chia theo miền thời gian Sợi trễ tín hiệu quang Kênh khơng sử dụng lập lịch Hiệu ứng trộn bốn sóng Bộ SOA khống chế khuếch đại Phần ghép nối sử dụng cách tử với phản xạ mẫu Tín hiệu Ethernet tốc độ Gigabit Điều khiển liên kết liệu mức cao Giao thức Internet Nhiễu xuyên ký hiệu Kỹ thuật báo hiệu JET Mạng nội Kênh không lập lịch khả dụng Kênh không lập lịch khả dụng có lấp khoảng trống Các phân chia đường Bộ khuếch đại quang tuyến tính Điều khiển truy nhập mơi trường Mạng diện đô thị Thành phần phụ thuộc môi trường Hệ thống vi điện tử Bộ SOA tích hợp giếng lượng tử Hệ số nhiễu Các gói quản lý mạng Phần hợp lênh xen rẽ quang Hệ chuyển mạch chùm quang TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com -7OC-n OPS OSNR Optical Container-n Optical Packet Switching Optical Signal and Noise Rate OSPF Open Shortest Path First OTDM Optical Time Domain Multiplexing OTN Optical Transport Network OXC Optical Cross-Connect PAD Packet Aggregation and De-aggregation PHY Physical layer QD-SOA Quantum Dots SOA RAM RSVP SBS SCC SCU SDH SFC SGDBR SLE SNR SOA SONET SRS STM-n TAG TAS TAW TDM VCSEL Random Access Memory Resource reSerVation Protocol Stimulated Brillouin Scattering Signaling Connection Control System Control Unit Synchronous Digital Hierarchy Signaling Frame Control Sampled Grating DBR Static Light Establishment Signal Noise Rate Semiconductor Optical Amplifier Synchronous Optical NETworking system Stimulated Raman Scattering Synchronous Tranfer Mode Tell-And-Ago Tune And Select switching node Tell-And-Wait Time Domain Multiplexing Vertical Cavity Surface Đơn vị chuyển tải quang cấp n Hệ chuyển mạch gói quang Tỉ số tín hiệu tạp âm quang Thuật tốn tìm đường dẫn ngắn Hợp kênh tín hiệu quang phân chia theo miền thời gian Mạng chuyển tải quang Kết nối chéo quang Lớp hợp, phân tách gói Lớp vật lý Bộ SOA tích hợp điểm lượng tử Bộ nhớ truy nhập ngẫu nhiên Giao thức tích luỹ tài nguyên Tán xạ kích thích Brillouin Điều khiển báo hiệu kết nối Đơn vị điều khiển hệ thống Phân cấp tín hiệu số đồng Điều khiển khung báo hiệu Bộ DBR với cách tử mẫu Thiết lập đường dẫn sáng tĩnh Tỉ số tín hiệu tạp âm Bộ khuếch đại quang bán dẫn Hệ thống mạng quang đồng Tán xạ kích thích Raman Chế độ chuyển tải đồng Kỹ thuật báo hiệu TAG Node mạng chuyển mạch điều chỉnh lựa chọn Kỹ thuật báo hiệu TAW Hợp kênh theo miền thời gian Laser có khoang cộng hưởng theo TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com - 108 Xây dựng lớp mạch vòng cáp quang đường trục Bắc-Nam sử dụng cơng nghệ WDM có từ đến 16 bước sóng, bước sóng mang dung lượng 2,5 Gbps Cấu hình hệ thống gồm mạch vòng với 11 điểm nối chéo xen/rẽ quang Hà Nội, Vinh, Huế, Đà Nẵng, Quy Nhơn, Nha Trang, Bn MaThuật, Bình Dương, Cần Thơ Trang bị dung lượng ban đầu 10 Gbps đáp ứng nhu cầu đến năm 2005 Trước mắt sử dụng tuyến quốc lộ 1A cũ, tuyến 500 KV đoạn Hà Nội – Đà Nẵng, tuyến cáp quang đường Hồ Chí Minh đoạn Đà Nẵng – TP Hồ Chí Minh tuyến cáp quang TP Hồ Chí Minh – Cần Thơ Mạng truyền dẫn quang đường trục tổ chức dần thành lớp : lớp chạy hệ thống WDM bao gồm lưu lượng miền; lớp chạy hệ thống SDH TN16x thực truyền tải lưu lượng cấp vùng Nâng dung lượng hệ thống cáp quang WDM đường trục Bắc-Nam đất liền lên 20 Gbit/s dự kiến phục vụ nhu cầu lưu lượng đến 2008 2010 Hồn chỉnh mạch vịng TP Hồ Chí Minh - Cần Thơ sau xây dựng xong tuyến cáp quang biển Bắt đầu triển khai tuyến cáp quang biển trục Bắc-Nam Các điểm cập bờ phải trùng với điểm xen/rẽ hệ thống cáp quang 20 Gbps đất liền hình cấu hình mạng cáp quang biển Bắc Nam dự kiến thực giai đoạn 2008-2010 C C B A B A C C C C B1 B1 B2 A2 A2 A3 B A IL A IL A tHanh hoá (Sầm Sơn) C B2 A4 C C B A B2 A6 IL A IL A Đông Hà (Cưa Tïng) A5 Quang Nga (S¬n My) Phan ThiÕt Nha Trang HảI phòng Vinh Vũng Tàu Quy Nhơn Sóc Trăng Đà Nẵng GHI CHú: IL A Bộ khuếch đại đ-ờng dây MUX (STM-16) WDM & LTE LTE ADM (STM-16) DXC Hà Nội Cần Thơ TP HCM Hỡnh 4.3.Cu hỡnh hệ thống cáp quang biển trục Bắc Nam * Giai đoạn 2006-2008 Xây dựng hệ thống cáp quang biển trục Bắc-Nam sử dụng công nghệ TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com - 109 WDM Dự kiến hoàn thành vào cuối năm 2008 Hệ thống truyền dẫn trục tăng cường nhờ tuyến trục cáp quang biển Bắc-Nam sử dụng công nghệ WDM Dung lượng cuối hệ thống phải đáp ứng nhu cầu dung lượng đến năm 2027 Dung lượng thiết kế cho hệ thống cáp quang biển gồm 31 (cặp sợi) x bước sóng/sợi x 2.5 10Gb/s, theo khả tuyến cáp quang biển triển khai hệ thống WDM dung lượng 10Gbit/s x32 bước sóng/ đơi sợi Tuyến cáp quang biển trục Bắc-Nam thiết kế mạng lớp gồm có số kết nối chủ yếu thành phố có lưu lượng lớn * Giai đoạn 2008- 2010 Tạo mạch vịng trục nhờ việc mở rộng hệ thống tuyến trục cáp quang đất liền hệ thống biển từ năm 2008 Tăng dung lượng hệ thống trục (hệ thống cáp quang đất liền biển) theo yêu cầu 2027 Hệ thống truyền dẫn trục nâng cấp lên dung lượng cao sử dụng công nghệ WDM kết nối tới hệ thống trục (tuyến cáp biển trục Bắc-Nam) tạo thành cấu hình mạch vịng SDH Việc nâng cấp hệ thống WDM đất liền hồn tất đơi sợi cịn trống tuyến cáp quang quốc lộ 1A, tuyến cáp quang dọc theo đường mịn Hồ Chí Minh trang bị thêm khuếch đại băng L để mở rộng dung lượng lên 80 bước sóng 4.3 Xây dựng lộ trình chuyển đổi ứng dụng chuyển mạnh quang cho mạng trục tổng công ty 4.3.1 Mục tiêu ứng dụng mạng chuyển mạch quang cho tổng công ty Tại thời điểm mạng truyền tải trục TCT dựa hệ thống truyền dẫn DWDM 20Gbit/s kết hợp với hệ thống SDH thực tách/ghép kênh dung lượng thấp phù hợp với nhu cầu sử dụng Lớp mạng truyền tải quang đường trục (gồm thiết bị truyền dẫn DWDM nối chéo điện) sử dụng dòng thiết bị Nortel OPTera LH 1600, OPTera Connect DX (DXC) hệ thống quản lý mạng Preside a Cấu hình hệ thống: TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com - 110 Cấu hình hệ thống WDM triển khai với chế bảo vệ SNCP lớp DXC/SDH Ring Cấu trúc hệ thống bao gồm vịng ring nối móc xích với (hình ) Các điểm nối chéo, xen/rẽ: Hà Nội, Vinh, Huế, Đà Nẵng, Quy Nhơn, Nha Trang, Buôn Mê Thuật, Bình Dương, Cần Thơ Sử dụng tuyến cáp triển khai tuyến cáp quang quốc lộ 1A, tuyến cáp quang đường HCM Trong tương lai kết hợp với tuyến ngang Quy Nhơn - Pleiku, Phan Rang Buôn Mê Thuật (qua Đà Lạt) Do trạm BMT lắp đặt thiết bị OPTera Connect DX Vòng chia làm hai vịng BMT cáp giải phóng PRG BMT Điều đảm bảo độ bảo vệ an tồn cho vịng ring nội vùng Khi cấu hình mạng bao gồm vòng ring DWDM vòng TDM b Cấu hình thiết bị: Cấu hình thiết bị trạm điển hình Hệ thống thiết bị bao gồm phần: - Phần thiết bị truyền dẫn ghép kênh WDM sử dụng dòng thiết bị Optera LH 1600, bao gồm module chính: Module khuếch đại quang tầng dải băng C, ghép thêm module xen rẽ quang với bước sóng cố định F-OADM đặt Hai module ghép kênh WDM, module có 10 bước sóng Module chuyển đổi bước sóng (WT) -transponder gồm luồng 2.5G/s chuyển đổi bước sóng 1310nm sang bước sóng hệ thống WDM - Phần thiết bị đấu nối chéo/xen rẽ kênh Chuyển mạch quang Grooming- Optera Connect DX (DXC-DX) có trang bị Module chuyển mạch DX140 - dung lượng 140G, giao diện quang phía đường truyền STM-16 phía nhánh STM-1 STM-16 Thiết bị truyền dẫn quang SDH hệ sau họ OM4000: OM4200, OM4150 TN4T để xen rẽ xuống luồng tốc độ thấp STM4, STM-1, 40Mbit/s E1 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com - 111 Dung lượng hệ thống: thiết kế cho 32 bước sóng x 2.5Gbt/s; bảo vệ 11 SNCP tuyến QL.1A 500KV/HCM Hiện nay, dung lượng xen rẽ luồng E1,E4, STM-1/4/16 sử dụng thiết bị NG-SDH chiếm bước sóng dành cho dự phịng Nhận xét: Mạng DWDM đường trục WDM 20 Gbit/s Bắc Nam TCT xây dựng nguyên tắc mạng OTN truyền thống, nghĩa chức hệ thống, thiết bị mạng đáp ứng yêu cầu mạng OTN (theo khuyến nghị liên quan đến mạng OTN ITU-T) Hiện dung lượng truyền dẫn mạng quang đường trục Tổng công ty đáp ứng đủ yêu cầu lưu lượng loại hình dịch vụ viễn thông Tuy nhiên với nhu cầu lưu lượng phát triển đến năm 2010 (kể loại hình dịch vụ cũ) dung lượng truyền dẫn đường trục cần phải nâng cấp mở rộng phát triển thêm hệ thống để đáp ứng nhu cầu lưu lượng tương lai Với định hướng phát triển mạng truyền tải quang theo hướng NGN Yêu cầu đặt dự án phát triển mạng truyền dẫn quang đường trục phải lựa chọn công nghệ truyền dẫn thích hợp, đảm bảo khả kết nối thống tuyến , hệ thống Các thiết bị chuyển mạch quang phải có chức mềm việc quản lý kết nối (luồng, bước sóng) (khả xen /rẽ luồng bước sóng mềm dẻo, hỗ trợ kết nối, bảo vệ nhiều loại cấu hình Ring, Mesh tốc độ khác nhau), có khả cung cấp giao diện kết nối với hệ thống định tuyến/chuyển mạch hệ (ATM, IP, MPLS, Gigabit Ethernet….) [4] Với trạng xu hướng phát triển tương lai, dự báo lộ trình ứng dụng chuyển mạch quang cho mạng quang tổng công ty sau: TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Xu hướng công nghệ truyền tải lộ trình ứng dụng cho mạng quang Tổng cơng ty - 112- Mạng chuyển mạch gói quang Ứng dụng CMQ: OXC, CM Bảo vệ Mạng chuyển mạch chùm quang Ứng dụng CMQ: OXC, CM Bảo vệ Mạng định tuyến bước sóng động Ứng dụng CMQ: OADM, OXC, CM Bảo vệ Mạng định tuyến bước sóng tĩnh Ứng dụng CMQ: OADM, OXC, CM Bảo vệ Mạng Ring WDM Ứng dụng CMQ: OADM, CM Bảo vệ Triển khai cho mạng trục Mạng WDM điểm- điểm mạng vùng (nếu giai đoạn Ứng dụng CMQ: OADM trung tâm vùng xây dựng mạng lõi WDM) 2006 Triển khai cho mạng trục, mạng vùng, mạng truy nhập Triển khai cho mạng trục mạng vùng 2010 2015 Hình 4.4 Lộ trình ứng dụng chuyển mạch quang mạng tổng công ty TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Thời gian - 113Mục tiêu ứng dụng chuyển mạch quang cho tổng công ty Xây dựng mạng chuyển mạch quang cho mạng trục mạng vùng trung tâm: Hà nội, Đà nẵng TP Hồ Chí Minh Đối với mạng trục: thiết lập chuyển mạch quang với mục tiêu theo topo mesh nhằm phục vụ cho truyền tải lưu lượng IP/MPLS mạng trục (hình 4.5), đồng thời sử dụng phương án đảm bảo việc bảo vệ phục hồi dựa tuyến cáp quang quốc lộ 1A, tuyến cáp quang đường Hồ Chí Minh, tuyến cáp quang quang biển Đà nẵng Cáp Quang biển Qui Nhơn Cáp Quang biển Cáp Quang QL 1A Cáp Quang QL 1A Hà nội Cáp Quang biển Cáp Quang Đg HCM Cáp Quang Đg HCM Cáp Quang Đg HCM Vinh Mạng vùng TP.HCM Buôn Mê Thuật Mạng vùng Mạng vùng Hình 4.5 Mạng chuyển mạch quang mạng trục mục tiêu Đối với mạng lõi vùng nâng cấp lên mạng WDM xây dựng chuyển mạch quang theo topo ring mesh cho tất nút truy nhập dịch vụ tỉnh thành nước theo vùng TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com - 114OXC DWDM Mạng quang đường trục DWDM OXC OXC DWDM DWDM OXC DWDM OXC OADM OADM Mạng lõi vùng OXC OADM SDH Router OADM OADM SDH QNI Router HDG OADM Hình 4.6 Mạng chuyển mạch quang vùng/metro mục tiêu Gb E Đối với mạng truy nhập áp dụng chuyển mạch quang cho topo ring cho mạng truy nhập quang sau mạng chuyển mạch quang vùng xây dựng triển khai, mạng chuyển mạch quang mạng truy nhập cung cấp dịch vụ thuê bước sóng, FTTx, Ethernet OADM Mạng lõi vùng RPR 10 GbE Khu C OXC GbE OXC EPON/GPON Khu A OADM uy g tr Rin hập n R) ( RP OADM OADM GbE 10 GbE Khu B OADM Hình 4.7 Mạng chuyển mạch quang mạng truy nhập mục tiêu 4.3.2 Lộ trình cho ứng dụng chuyển mạch quang giai đoạn 20062010 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com - 115Đà nẵng Cáp Quang QL 1A Qui Nhơn Cáp Quang QL 1A Cáp Quang QL 1A Hà nội Cáp Quang QL 1A Cáp Quang QL 1A Cáp Quang Đg HCM Cáp Quang Đg HCM TP.HCM Cáp Quang Đg HCM Vinh Mạng vùng Buôn Mê Thuật Mạng vùng Mạng vùng Hình 4.8 Kiến trúc mạng chuyển mạch quang mục tiêu cho mạng trục 2006-2010 Giai đoạn thực triển khai mạng MPLS theo phương án phê duyệt Tổng công ty, với việc triển khai công nghệ MPLS toàn phạm vi đường trục Mạng trục DWDM 20 Gbit/s phải trang bị thiết bị OXC cho nút trung tâm vùng Hà Nội, Đà Nẵng Tp Hồ Chí Minh bổ sung nút chuyển mạch quang OXC thuộc vùng Vinh, Qui Nhơn, Bn Mê Thuật để hồn thiện mạng chuyển mạch quang theo topo mesh bảo vệ tuyến cáp quang quốc lộ 1A, tuyến đường Hồ Chí Minh, giai đoạn cần tiếp tục mở rộng nâng cấp hệ thống truyền dẫn WDM đường trục (các tuyến mới, dung lượng phát triển, mở rộng theo qui hoạch) nhằm đáp ứng yêu cầu kết nối mạng đường trục Trong giai đoạn chuyển mạch kênh quang giải pháp sử dụng cho mạng đường trục giai đoạn TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com - 116Tại mạng quang nội vùng, mạng quang cần phải nâng cấp lên mạng WDM mạng chuyển mạch quang triển khai theo phương án , điểm-điểm WDM , ring WDM 4.3.3 2015 Lộ trình cho úng dụng chuyển mạch quang giai đoạn 2010- Trong giai đoạn tuyến cáp theo quốc lộ A sử dụng liên kết OXC Hà nội- Đà nẵng- Qui Nhơn- Tp Hồ Chí Minh thay tuyến cáp quang biển Nâng cấp nút mạng truyền tải quang đường trục dựa công nghệ WDM sử dụng chuyển mạch quang OXC xử lý luồng quang động Trong giai đoạn hướng mạng truyền tải OTN theo cấp phát phân bổ luồng quang (chuyển mạch kênh) dạng động Mặt khác để nâng cấp tương lai, thiết bị OXC phải có khả hỗ trợ giao tiếp cho lưu lượng gói (cho việc nâng chuyển mạch gói quang sau này) Tại mạng quang nội vùng mạng chuyển mạch quang triển khai theo phương án mesh vùng điểm tập trung lưu lương cao (Hải phòng, Quang Ninh, Hải Dương cho vùng Cần Thơ, Đồng Nai, Bình Dương cho vùng 2) vùng bổ sung topo chuyển mạch quang điểm-điểm ring mạng lõi quang điểm yêu cầu vùng Trong giai đoạn phải tính tới nâng cấp mạng lõi quang WDM cho mạng vùng Mạng quang đường trục DWDM Hải Dương Hà nội OXC OXC OADM OADM Mạng lõi vùng OADM OADM Hải Phòng Quảng Ninh OXC OXC Hình Chuyển mạch quang vùng giai đoạn 2006-2010 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com - 117- Mạng quang đường trục DWDM TP HCM OXC Mạng lõi vùng OADM OADM OXC OXC Dồng Nai OADM Cần Thơ OXC Bình Dương OADM Hình 10 Chuyển mạch quang vùng giai đoạn 2006-2010 4.3.4 Giai đoạn sau 2015 Đối với mạng trục, giai đoạn nâng cấp OXC thành thiết bị chuyển mạch gói quang, tính đến chuyển mạch tồn quang cơng nghệ hồn thiện tiêu chuẩn hoá Đối với mạng vùng, chuyển sang mơ hình mạng mesh kết nối nút lõi mạng vùng, nâng cấp OXC thành thiết bị chuyển mạch gói quang Đối với mạng truy nhập, triển khai phương án sử dụng chuyển mạch quang theo topo điểm-điểm, ring xuống mạng truy nhập đáp ứng nhu cầu thuê bao quang TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com - 118- Kết luận Xu phát triển mạng giới nói chung Việt nam nói riêng xây dựng mạng truyền tải quang OTN cho mạng NGN (Next Generation Network- Mạng hệ sau) dựa công nghệ WDM Những nỗ lực phi thường cơng nghệ truyền dẫn quang tập trung vào việc nghiên cứu vấn đề công nghệ mạng WDM giới dần đáp ứng nhu cầu phát triển tất yếu mạng Tuy nhiên nhiều vấn đề cần phải giải mạng OTN nhằm ngày hồn thiện đặc tính mạng Trong vấn đề đó, chuyển mạch chùm quang mạng OTN coi hướng hấp dẫn có ý nghĩa Một mặt, kỹ thuật cho phép xây dựng mạng truyền dẫn quang linh hoạt bảo đảm thơng suốt lưu lượng tín lớn Mặt khác với điều kiện công nghệ ngày nay, hệ thống chuyển mạch gói quang chưa thể thực thi Đề tài phân tích đánh giá thực thi mạng chuyển mạch chùm quang dựa số ràng buộc vật lý công nghệ Để thực thi mạng chuyển mạch chùm quang, yêu cầu nhiều tính mức độ phức tạp cơng nghệ chế tạo thiết bị, linh kiện thực thi khối chức cấu trúc mạng cụ thể Trước tiên khoá luận cấu trúc thực thi hệ thống chuyển mạch chùm quang phân tích quan điểm nhìn theo lớp giao thức, chức thực node mạng Ngồi ra, khố luận cịn phân tích yêu cầu, thành phần chủ chốt yếu tố ảnh hưởng nâng cấp hệ thống truyền dẫn WDM lên hệ thống chuyển mạch chùm quang Dựa phân tích đánh giá này, luận văn giới thiệu số công nghệ chế tạo phương pháp xây dựng khối chức thành phần node mạng cụ thể Trên sở công nghệ tại, node mạng OBS kích thước lớn tốc độ chuyển mạch xây dựng tiêu biểu node mạng chọn nghiên cứu node mạng có kiến trúc TAS Để ước lượng kích thước tối đa node mạng lõi, luận văn thực phân tích đánh giá đường tín hiệu cụ thể tác động chế suy giảm tín hiệu nhiễu xuyên âm, độ bão hoà khuếch đại đặc TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com - 119tính động cổng SOA… Ở cổng SOA truyền thống không phù hợp để xây dựng trường chuyển mạch quang gây méo phi tuyến lớn Sử dụng cổng GC-SOA thay cổng SOA truyền thống cho đáp ứng tốt tăng kích thước tối đa tốc độ liệu qua node Tốc độ tối đa đạt tới 10.24 Tb/s thành phần xây dựng node tối ưu trường hợp sử dụng cổng GC-SOA với hệ số nhiễu thấp Hơn nữa, sử dụng chuyển đổi bước sóng có khả tái tạo, định dạng đồng lại xung tránh tích luỹ suy hao tín hiệu truyền qua node đường truyền Phần cuối trình bày lộ trình dự báo khả ứng dụng chuyển mạch chùm quang mạng viễn thông Việt Nam Với mục tiêu mạng truyền tải quang hướng tới mạng toàn quang Chuyển mạch quang tiến tới chuyển mạch chùm tiến tới chuyển mạch gói quang Trong thời điểm mà công nghệ chuyển mạch toàn quang giai đoạn nghiên cứu thử nghiệm để áp dụng công nghệ vào mạng viễn thơng TCT phải theo lộ trình lâu từ 10 đến 15 năm Hy vọng sau năm 2015 cơng nghệ khẳng định vị trí mạng truyền tải lúc khái niệm mạng tồn quang lúc trở thành thực Mạng viễn thông TCT giai đoạn chuyển đối, hướng tới mạng NGN Với tốc độ sở hạ tầng phát triển nay, khả ứng dụng chuyển mạch quang mạng Tổng Công ty lớn, Tuy nhiên phụ thuộc vào nhiều yếu tố liên quan đến vần đề công nghệ chuyển mạch quang, vấn đề tiêu chuẩn hố chưa hồn thiện, tương lai chuyển mạch quang đóng vai trị quan trọng mạng truyền tải quang Tại thời điểm chuyển mạch kênh quang, chuyển mạch chùm quang hồn tồn thực Chuyển mạch quang đóng vai trị lớn nâng mạng quang WDM điểm - điểm thành hệ mạng quang định tuyến theo bước sóng DWDM Nằm xu hướng phát triển mạng truyền tải tiến tới mạng toàn quang, chuyển mạch quang tiến tới chuyển mạch gói quang Chuyển mạch chùm quang bước đệm thực thi tương lai gần cho để tiến tới chuyển mạch gói quang tương lai TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com - 120Với tồn nội dung trình bày khoá luận, tác giả mong muốn tiếp tục cộng tác nghiên cứu lĩnh vực Trong trình hồn thành khố luận, phần cơng nghệ cịn phần trình độ có hạn nên khơng thể tránh khỏi sai sót, tơi mong nhận ý kiến đóng góp xây dựng hồn thiện đề tài Tơi xin chân thành cảm ơn ý kiến đóng góp quý báu tất quý vị mong nhận hợp tác tham gia trao đổi vấn đề liên quan lĩnh vực mạng thơng tin quang cịn rộng lớn hấp dẫn TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com - 121- TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tham khảo tiếng việt [1] Vũ Như Cương [2001], Cơ sở thơng tin quang sợi, giáo trình giảng dạy hệ đại học [2] Vũ Như Cương [2002], Cơ sở quang tích hợp, giáo trình giảng dạy hệ đại học [3] Nguyễn La Giang [1999], Nghiên cứu tiếp cận công nghệ chuyển mạch quang mạng viễn thông tương lai, Viện Khoa học kỹ thuật bưu điệnTổng cục Bưu điện [4] Nhà xuất khoa học kỹ thuật [1997], Công nghệ truyền dẫn quang, tổng cục Bưu điện-tổng công ty Bưu viễn thơng Tài liệu tham khảo tiếng Anh [5] Diplom-Ingenieurin Hao Buchta [2005], Analysis of physical constraints in an Optical Burst Switching Network, Dessertation [6] Farid Farahmand [2005], Contention Resolution and Burst GroomingStrategies in Layered Optical Burst-Switched Networks, The University of Texas at Dallas [7] H.Jonathan Chao [2002], Broadband packet switching teachnologies, A practical guide to ATM switches and IP router, A Wiley-Interscience Publication [8] Jason P.jue, Vinod M.Vokkarane [2005], Optical Burst Swicthing networks, series Editor University of California [9] Regis J Bud bates [2001], Optical Switching and Networking handbook, McGraw-Hill Companies [10] Sudhir Dixit [2002], IP over WDM, Building the Next-generation Optical Internet, Wiley-Interscience TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com - 122[11] Selin Parlar [2005], A Monte Carlo Type Simulation Approach for Performance Evaluation in Optical Burst Switched Networks, Istanbul Technical University [12] Sen Zhang [2004], Advanced Optical Modulation Formats in High-Speed Lightwave System [13] Temel Bilici [2003], Microsphere based channel dropping for optical communication, Master of Science in Electrical and Electronics Engineering [14] Yunbin Song [2002], Optical Communication System for Smart Dust, Master of Science in Department of Electrical Engineering TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com ... công nghệ hệ thống chuyển mạch kênh quang hệ thống chuyển mạch gói quang Có thể nói chuyển mạch chùm quang hệ thống trung gian để tiến từ mạng chuyển mạch kênh quang sang mạng chuyển mạch gói quang. .. mạng quang chuyển đổi dần từ công nghệ truyền dẫn quang đơn sang mạng chuyển mạch quang Các kỹ thuật chuyển mạch quang chia thành ba loại: chuyển mạch kênh quang, chuyển mạch chùm quang chuyển mạch. .. thấy kỹ thuật chuyển mạch chùm quang kỹ thuật chuyển mạch quang khắc phục số yếu điểm chuyển mạch kênh quang trung hồ u cầu cơng nghệ chuyển mạch gói quang Mặc dù có số ưu điểm kỹ thuật chuyển mạch
Ngày đăng: 27/06/2022, 17:09
Xem thêm:
