Tổng quan hệ thống thông tin quang và công nghệ ghép kênh theo bước sóng wdm

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MỤC LỤC Mục lục trang THUẬT NGỮ VIẾT TẮT………………………………………… ……… DANH MỤC HÌNH VẼ……………………………………………………… LỜI NÓI ĐẦU……………………………………………………………… CHƢƠNG I: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG…… 1.1 GIỚI THIỆU HỆ THỐNG THÔNG TIN QUAN 1.1.1 Khái niệm hệ thống thông tin quang 1.1.2.Lịch sử phát triển thông tin quang sợi 1.1.3.Vai trị hệ thống thơng tin quang 10 1.2 CẤU HÌNH HỆ THỐNG THƠNG TIN QUANG 11 1.2.1 Cấu hình sơ đồ khối 11 1.2.2 Nguyên lý hoạt động hệ thống thông tin quang 12 1.2 CÁC THÀNH PHẦN CỦA HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG 13 1.2.1 Sợi quang 13 1.2.2 Bộ phát quang 26 1.2.3 Bộ thu quang 29 1.2.4 Các trạm lặp 30 1.3 PHÂN LOẠI HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG 31 1.3.1 Ph n loại th o ạng t n hiệu 31 1.3.2 Ph n loại th o chuẩn ghép kênh 31 1.3.3 Ph n loại th o phƣơng pháp điều iến v giải điều iến 34 1.3.4 Ph n loại th o tốc độ v c ly truyền ẫn 35 1.4 ĐẶC ĐIỂM HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG SỢI 35 1.4.1 Ƣu điểm 35 1.4.2 Nhƣợc điểm 36 1.5 PHƢƠNG HƢỚNG PHÁT TRIỂN 37 CHƢƠNG II: CÔNG NGHỆ TRUYỀN DẪN WDM 38 2.1 GIỚI THIỆU HỆ THỐNG WDM 38 2.1.1 Giới thiệu chung 38 DƢƠNG TUẤN ĐẠT Khoa Công nghệ - 46K ĐTVT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MỤC LỤC 2.1.2 Nguyên lý l m việc hệ thống WDM 39 2.1.3 Đặc điểm hệ thống WDM 41 2.1.4 Một số tham số kỹ thuật hệ thống WDM 42 2.2 ẢNH HƢỞNG CỦA CÁC HIỆU ỨNG PHI TUYẾN 46 2.2.1 Định nghĩa 46 2.2.2 Các hiệu ứng tán xạ 47 2.2.3 Hiệu ứng K rr 49 2.2.4 Phƣơng hƣớng giải ảnh hƣởng hiệu ứng phi tuyến 53 CHƢƠNG III: CÁC THÀNH PHẦN CƠ BẢN HỆ THỐNG WDM…… 54 3.1 BỘ GHÉP VÀ BỘ TÁCH KÊNH QUANG 54 3.1.1 Bộ lọc quang 55 3.1.2 Bộ tách kênh miền không gian 68 3.2 BỘ XEN RẼ QUANG OADM 72 3.3 BỘ NỐI CHÉO QUANG OXC 73 3.4 BỘ KHUẾCH ĐẠI QUANG 75 3.4.1 S cần thiết sử ụng ộ khuếch đại quang 75 3.4.2 Bộ khuếch đại quang sợi EDFA 75 CHƢƠNG IV: ỨNG DỤNG CỦA HỆ THỐNG WDM 78 4.1 ỨNG DỤNG TRONG MẠNG TRUYỀN DẪN 78 4.1.1 Tuyến truyền ẫn điểm - điểm ung lƣợng cao 78 4.1.2 Mạng quảng 81 4.2 ỨNG DỤNG CỦA WDM TRONG MẠNG ĐA TRUY NHẬP 82 4.2.1 Mở đầu 82 4.2.2 Mạng WDMA đơn chặng 84 4.2.3 Mạng WDMA đa chặng 87 4.3 ỨNG DỤNG WDM TRONG MẠNG CHUYỂN MẠCH QUANG 89 4.4 ỨNG DỤNG WDM CHO CÁC TUYẾN CÁP ĐƢỜNG DÀI 91 KẾT LUẬN 94 DƢƠNG TUẤN ĐẠT Khoa Công nghệ - 46K ĐTVT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THUẬT NGỮ VIẾT TẮT THUẬT NGỮ VIẾT TẮT ADM APD AWG BER CATV CPM DBR DFB DWDM EDFA F-B FBG FDM IM- DD ITU LA LED MZI MS MUX NZ-DSF NF OA OADM ODMUX OMUX Bộ ghép kênh x n/rẽ Diơt tách sóng thác Ma trận ống ẫn sóng kiểu Arrayed Waveguide Grating lƣới Bit Error Rate Tỉ số lỗi t Cable Television Truyền hình cáp Cross Phase Modulation Điều chế xuyên pha Distribute Bragg Reflect Las r phản xạ Bragg ph n ố Distribute FeedBack Las r phản hồi ph n ố Dense Wavelength Division Ghép kênh ƣớc sóng mật độ Multiplex cao Erbium Doped Fiber Amplifier Bộ khuyếch đại sợi có pha tạp Erbium Fabry-Perot Khoang cộng hƣởng Fiber Bragg Grating Cách tử Bragg sợi Frequency Division Ghép kênh ph n chia th o tần Multiplexing số Intensity Modulation - Direct Điều chế cƣờng độ - Tách tr c Detection tiếp International Liên minh viễn thông quốc tế Telecommunications Union Line Amplifier Khuếch đại đƣờng quang Light Emitting Diode Diod phát sáng Mach Zehnder Interferometer Bộ giao thoa Mach Zehnder Multiplex Section Đoạn ghép kênh Multiplexer Bộ ghép kênh Non-Zero Dispersion Shifted Sợi ịch tán sắc khác không Fibre Noise Figure Hệ số nhiễu Optical Amplier Bộ khuếch đại quang Optical Add/Drop Multiplexer Bộ ghép kênh x n/rẽ quang Optical Demultiplexer Bộ tách sóng quang Optical Mutltiplexer Bộ ghép sóng quang Add Drop Multiplexer Avalance Photodiode DƢƠNG TUẤN ĐẠT Khoa Công nghệ - 46K ĐTVT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP O-E-O OMS OS OFDM OTDM OTM OTS OXC PA PCM PDH PIN SBS SDH SMF SNR SRS STM TDM WC WDM THUẬT NGỮ VIẾT TẮT Optical-Enectronical-Optical Optical Multiplex Section Optical Source Otical Frequency Division Multiplexing Optical Time Division Multiplexing Optical Termination Multiplexer Optical Transmission Section Optical Crossconnect Pre Amplifier Pulse Code Modulation Plesiochronous Digital Hierachy Positive Intrinsic Negative Biến đổi quang-điện-quang Đoạn ghép kênh quang Nguồn quang Ghép kênh quang phân chia th o tần số Ghép kênh quang phân chia th o thời gian Bộ đầu cuối ghép kênh quang Đoạn truyền ẫn quang Nối chéo quang Tiền khuếch đại Điều chế xung mã Ph n cấp số cận đồng ộ Cấu trúc án ẫn P-N có lớp t ẫn ên Stimulated Brillouin Scatting Tán xạ Brillouin k ch th ch Synchronous Digital Hierachy Ph n cấp số đồng ộ Single Mode Fiber Sợi quang đơn mo Signal-Noise Ratio Tỷ số t n hiệu nhiễu Stimulated Raman Scatting Tán xạ Raman k ch th ch Synchorous Transmision Mode Chế độ chuyển giao đồng ộ Time Division Multiplexing Ghép kênh phân chia theo thời gian Wavelength Converter Bộ chuyển đổi ƣớc sóng Wavelength Division Ghép kênh phân chia theo Multiplexing ƣớc sóng DƢƠNG TUẤN ĐẠT Khoa Cơng nghệ - 46K ĐTVT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP DANH MỤC HÌNH VẼ DANH MỤC HÌNH VẼ Trang Hình 1.1 Sơ đồ khối hệ thống thông tin quang 12 Hình 1.2 Cấu trúc sợi quang 14 Hình 1.3 Sự truyền ánh sáng sợi quang có chiết suất nhảy bậc (SI) 15 Hình 1.4 Sự truyền ánh sáng sợi GI 16 Hình 1.5 Cấu trúc sợi đa mode 17 Hình 1.6 Cấu trúc sợi đơn mode 18 Hình 1.7 Hiện tượng phản xạ toàn phần sợi quang 19 Hình 1.8 Truyền sóng ánh sáng sợi SI 20 Hình 1.9 Tán sắc Mode (dmod) thay đổi theo chiết suất 23 Hình 1.10 Tán sắc chất liệu, tán sắc dẫn sóng tán sắc sắc thể thay đổi theo bước sóng 23 Hình 1.11 Tán sắc thể loại sợi 25 Hình 1.12 Sơ đồ khối phát quang 27 Hình 1.13 Sơ đồ khối thu quang 29 Hình 1.14 Sơ đồ khối tổng quát trạm l p điện quang 30 Hình 1.15 Ghép kênh theo tần số quang (OFDM) 33 Hình 1.16 Hệ thống ghép kênh theo thời gian OTDM 34 Hình 2.1 Nguyên lý hệ thống WDM đơn hướng 39 Hình 2.2 Hệ thống ghép bước sóng song hướng 40 Hình 2.3 Xuyên âm hệ thống 43 Hình 2.4 Khoảng cách độ rộng kênh 45 Hình 3.1 Bộ lọc Fabry - Perot 55 Hình 3.2 Bộ lọc Fabry – Perot 56 Hình 3.3 Cấu trúc lọc Fabry-Perot khả chỉnh 59 Hình 3.4 Mắc nối tiếp, (A) two-pass (B) two-cavity 61 DƢƠNG TUẤN ĐẠT Khoa Công nghệ - 46K ĐTVT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 3.5 Cấu trúc lọc Mach-Zender 62 Hình 3.6 Bộ lọc ghép hình M=2 tầng 65 Hình 3.7 Cấu tạo lọc Mach-Zender sản xuất theo cơng nghệ tích hợp quang 67 Hình 3.8 Tán sác dùng lăng kính 68 Hình 3.9 Sử dụng lăng kính để tách bước sóng 69 Hình 3.10 Sử dụng cách tử để tách bước sóng 70 Hình 3.11 Sử dụng cách tử để tách kênh 71 Hình 3.12 Sử dụng cách tử để ghép kênh 71 Hình 3.13 Bộ xen rẽ quang OADM 72 Hình 3.14 Nguyên lý AWG 72 Hình 3.15 Sơ đồ nối chéo quang 73 Hình 3.16 Bộ khuếch đại quang sợi EDFA 76 Hình 4.1 Cấu trúc mạng WDM điểm- điểm 78 Hình 4.2 Mạng WDM quảng bá hình 82 Hình 4.3 Sơ đồ khối mạng truyền dẫn quang đa truy nhập phân chia theo bước sóng 83 Hình 4.4 Cấu trúc mạng Lambdanet 85 Hình 4.5 Sơ đồ khối mạng vòng quang thụ động nội hạt 86 Hình 4.6 Mạng đa ch ng nút 88 Hình 4.7 Tuyến thơng tin quang BIMPP-GUAM 92 Hình 4.8 Tuyến thơng tin quang SEA-ME-WE phần mở rộng 92 Hình 4.9 Tuyến thơng tin quang ASIA-GUAM 93 Hình 4.10 Tuyến thơng tin quang NPC2 93 DƢƠNG TUẤN ĐẠT Khoa Công nghệ - 46K ĐTVT C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LỜI NÓI ĐẦU LỜI NĨI ĐẦU Thơng tin liên lạc đóng vai trị ng y c ng quan trọng s phát triển mạnh mẽ xã hội lo i ngƣời, l sở hạ tầng, l điều kiện thiết yếu để phát triển kinh tế Thời gian qua kinh tế nƣớc ta chuyển iến t ch c c, ho nhịp với s phát triển khu v c v giới Xu to n cầu hoá thƣơng mại v thơng tin địi hỏi phát triển xa lộ thông tin thoả mãn nhu cầu v ịch vụ Để tạo sở hạ tầng tốt l m tảng để phát triển ịch vụ thông tin, hệ thống truyền ẫn ng y c ng đƣợc cải tiến v n ng cao l c Từ đời, cáp quang thể l môi trƣờng truyền ẫn lý tƣởng với ăng thông gần nhƣ vô hạn v nhiều ƣu điểm khác Các hệ thống truyền ẫn khai thác phần nhỏ ăng thông sợi quang Do việc n ng cấp tuyến truyền ẫn ằng cách tăng tốc độ t n hiệu điện gặp nhiều khó khăn, nh khoa học tìm cách n ng cao tốc độ truyền ằng cách tăng tốc độ t n hiệu quang Trong hƣớng n ng cấp tốc độ truyền ẫn, ghép kênh quang th o ƣớc sóng (WDM) l cơng nghệ khai thác đƣợc t i nguyên sợi quang, khắc phục đƣợc khó khăn tăng tốc độ t n hiệu điện Phƣơng pháp ghép kênh th o ƣớc sóng cịn có ƣu điểm l linh hoạt việc tăng ung lƣợng, tận ụng triệt để hệ thống cáp quang Với h ng loạt ƣu điểm đó, ghép kênh th o ƣớc sóng đƣợc nghiên cứu áp ụng nhiều mạng tại, đặc iệt l tuyến trung kế, liên quốc gia, l tuyến ln có nhu cầu tăng tốc độ Muốn áp ụng công nghệ n y v o th c tiễn cần phải nắm đƣợc kỹ thuật ản thông tin quang, nguyên lý việc ghép kênh th o ƣớc sóng, hệ thống hệ thống thơng tin quang ghép kênh th o ƣớc sóng v yêu cầu nó, ƣu khuyết điểm hệ thống n y so với hệ thống truyền ẫn Đ y ch nh l mục đ ch đề t i m DƢƠNG TUẤN ĐẠT m nghiên cứu Khoa Công nghệ - 46K ĐTVT Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LỜI NĨI ĐẦU Với mục đ ch tìm hiểu công nghệ mới, củng cố v phát triển kiến thức lĩnh hội đƣợc trình nghiên cứu v học tập Đại học Vinh m chọn đề t i tốt nghiệp l : “Tổng quan hệ thống thông tin quang v công nghệ ghép kênh th o ƣớc sóng” Sau thời gian tìm hiểu v nghiên cứu đồ án tốt nghiệp với đề t i chọn đƣợc ho n th nh với nội ung gồm chƣơng nhƣ sau: Chƣơng 1: Tổng quan hệ thống thông tin quang Chƣơng 2: Giới thiệu công nghệ truyền ẫn WDM Chƣơng 3: Các th nh phần ản hệ thống WDM Chƣơng 4: Ứng ụng WDM Em xin đƣợc gửi lời cảm ơn ch n th nh tới thầy giáo Lê Đình Cơng ngƣời tận tình hƣớng ẫn v giúp đỡ động viên m nhiều thời gian m th c đề t i n y Em xin cảm ơn thầy, cô giáo khoa công nghệ, Đại học Vinh, cô, cán ộ đ i viễn thông liên tỉnh VTN Cảm ơn ạn è v ngƣời th n ủng hộ m trình học tập mái trƣờng đại học vinh Mặc ù cố gằng nhiều thời gian ho n th nh đồ án n y, nhƣng o thời gian v trình độ có hạn nên đồ án n y chắn tránh khỏi thiếu sót Rất mong nhận đƣợc ý kiến đóng góp thầy v ạn è đồng nghiệp để đồ án n y đƣợc ho n thiện Em xin ch n th nh cảm ơn ! Vinh, ng y 19 tháng năm 2010 Sinh viên Dƣơng Tuấn Đạt DƢƠNG TUẤN ĐẠT Khoa Công nghệ - 46K ĐTVT Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TỔNG QUAN HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG CHƢƠNG I: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG 1.1 GIỚI THIỆU HỆ THỐNG THÔNG TIN QUAN 1.1.1 Khái niệm hệ thống thông tin quang Hệ thống thông tin đƣợc hiểu cách đơn giản l hệ thống để truyền thông tin từ nơi n y đến nơi khác Khoảng cách nơi n y từ v i trăm mét đến v i trăm kilômét ch h ng trăm ng n kilômét Hệ thống thông tin quang l hệ thống thông tin ằng ánh sáng v sử ụng sợi quang để truyền thông tin Thông tin truyền hệ thống thông tin quang đƣợc th c tần số sóng mang cao vùng nhìn thấy vùng hồng ngoại gần phổ sóng điện từ 1.1.2.Lịch sử phát triển thông tin quang sợi Việc thông tin liên lạc ằng ánh sáng sớm xuất lịch sử lồi ngƣời trƣớc liên lạc với ằng cách ấu Liên lạc ằng cách ấu l ạng thơng tin quang ởi khơng thể đấu óng tối Ban ng y, mặt trời l nguồn ánh sáng cho hệ thống n y Thông tin đƣợc mang từ ngƣời gửi đến ngƣời nhận thu thông điệp n y, v av os ức xạ mặt trời.Mắt l thiết ị ộ não thu thông điệp n y Thông tin đƣợc truyền th o kiểu n y chậm, khoảng cách lan truyền có giới hạn v lỗi lớn Trải qua thời ngƣời sử ụng ánh sáng mặt trời v lửa để làm thông tin liên lạc đến lịch sử thông tin quang qua ƣớc phát triển v ho n thiện tóm tắt ằng mốc ch nh sau đ y: + Năm 1960 phát minh las r rắn v sau 1973-1977 chế tạo đƣợc las r án ẫn v LED tạo nguồn phát quang cho tia hẹp, điện áp nguồn nuôi thấp, công suất v ải sóng đáp ứng v phù hợp l m nguồn phát ánh sáng cho thông tin quang sợi + Năm 1967 sản xuất sợi quang có tiêu hao lớn α =1000 B/km DƢƠNG TUẤN ĐẠT Khoa Công nghệ - 46K ĐTVT Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TỔNG QUAN HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG + Năm 1970 hãng Corming Glass works (Mỹ) sản xuất th nh cơng sợi quang thạch anh có tiêu hao đạt α = 20 B/km tƣơng đƣơng với tiêu hao cáp đồng trục Mở khả ùng sợi quang l m môi trƣờng truyền ẫn ánh sáng trở th nh th c + Từ năm 1979 đến sản suất đƣợc loại sợi quang có tiêu hao thấp đạt α = 0,2 B/km + Năm 1978 đời hệ thống thông tin quang thƣơng mại hệ l m việc ớc sóng λ = 0,78 μm, ùng sợi đa mo chiều i khoảng lặp L = 12 km, tốc độ it 90 M /s + Năm 1987 hệ thống thông tin quang sợi thƣơng mại hệ đời làm việc với λ = 1,3 μm, dùng sợi quang đơn mode tốc độ it 1,7 G /s, c li khoảng lặp L = 45 km + Năm 1990 hệ thống thông tin quang sợi thƣơng mại hệ đời làm việc với λ = 1,55 μm, dùng sợi đơn mode, tốc độ bit 2,5 Gb/s, khoảng lặp L=100 km + Từ 1995-2000 hệ thống thông tin quang thƣơng mại thứ tƣ đƣợc đƣa vào sử ụng Đó hệ thống thông tin quang coherent sử ụng công nghệ WDM kết hợp với ộ khuyếch đại quang EDFA tạo nên tuyến thông tin quang dung lƣợng lớn tốc độ cao từ chục đến hàng trăm Gb/s + Hiện hệ thông tin quang thứ đƣợc nghiên cứu phịng thí nghiệm thử nghiệm trƣờng Đó hệ thống thơng tin quang Soliton, ứng ụng hiệu ứng phi tuyến sợi quang cho phép xây ng tuyến truyền ẫn c ly siêu dài đến hàng chục nghìn km với s trợ giúp ộ khuyếch đại quang 1.1.3.Vai trị hệ thống thơng tin quang Thơng tin quang có tổ chức hệ thống tƣơng t nhƣ hệ thống thơng tin khác thành phần ản hệ thống thông tin quang tuân thủ theo hệ thống thông tin chung Đ y l nguyên l m lo i ngƣời sử ụng từ thời kì khai sinh hình thức thơng tin, t n hiệu cần đƣợc DƢƠNG TUẤN ĐẠT 10 Khoa Công nghệ - 46K ĐTVT Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ỨNG DỤNG CỦA WDM 4.1.2 Mạng quảng Trong mạng quảng á, nhiều kênh t n hiệu đƣợc ghép lại v truyền tới nhóm thuê ao Tại thuê ao, ộ thu th c chức l a chọn kênh th ch hợp thơng qua việc tách kênh Mạng truyền hình cáp CATV l v ụ mạng quảng Nhiều kênh truyền hình đƣợc ghép lại v đƣa tới us quang chung, sau ph n phối tới thuê ao riêng iệt Hình 4.2 l sơ đồ mạng WDM quảng sử ụng quảng Mỗi kênh t n hiệu đƣợc điều chế với ƣớc sóng riêng Các kênh n y đƣợc ghép với nhờ coupl r quang thụ động v đƣợc ph n phối đồng tới tất ộ thu Mỗi thuê ao nhận đƣợc to n ộ ung lƣơng hệ thống v l a chọn kênh th ch hợp Mạng n y đƣơc gọi l mạng phát quảng v thu l a chọn Nếu hệ thống thông tin quang sử ụng kĩ thuật tách sóng coh r nt ph a thu l a chọn kênh ằng cách thay đổi ăng thông ộ lọc trung tần điều chỉnh tần số ao động nội Nếu hệ thống sử ụng kĩ thuật tách sóng tr c tiếp ta ùng ộ lọc quang để l a chọn ƣớc sóng cần thiết 1,2, N 1 2 N N Bộ phát Bộ thu khả chỉnh Sao quảng Hình 4.2 Mạng WDM quảng bá hình DƢƠNG TUẤN ĐẠT 82 Khoa Công nghệ - 46K ĐTVT Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ỨNG DỤNG CỦA WDM Có nhiều ứng ụng mạng quảng cấp độ th nghiệm Gần đ y có th nghiệm quảng 8x8 để ph n phối kênh t n hiệu, khoảng cách kênh 15 nm Mỗi ộ thu có ộ lọc khả chỉnh ăng thông 10 nm v ải điều chỉnh 400 nm Ngo i số th nghiệm khác sử ụng kĩ thuật tách sóng coh r nt, th c ghép 10 kênh quang 70G /s, v khoảng cách kênh 6GHz Th nghiệm n y sử ụng quảng 128 x128 để đƣa t n hiệu tới nhiều thuê ao khác 4.2 ỨNG DỤNG CỦA WDM TRONG MẠNG ĐA TRUY NHẬP 4.2.1 Mở đầu Trong th c tế có nhiều kiểu đa truy nhập khác nhƣ TDMA, CDMA, FDMA, WDMA Các kĩ thuật n y không gian, tần số v a v o t i nguyên thời gian, ƣớc sóng để ph n phối t n hiệu từ trạm thu tới trạm phát Mạng WDM đa truy nhập gọi l mạng quang đa truy nhập th o ƣớc sóng (WDMA) Điểm khác iệt lớn mạng quang đa truy nhập v mạng quảng l mạng đa truy nhập có khả đáp ứng truy nhập song hƣớng thuê ao ất kì Mỗi thuê ao thu/phát t n hiệu từ/tới ất kì thuê ao khác Node Node Coupler NxN Node N Node Hình 4.3 Sơ đồ khối mạng truyền dẫn quang đa truy nhập phân chia theo bước sóng DƢƠNG TUẤN ĐẠT 83 Khoa Cơng nghệ - 46K ĐTVT Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ỨNG DỤNG CỦA WDM Trong mạng WDMA, ăng thông rộng sợi quang đƣợc chia th nh khoảng nhỏ, khoảng n y mang kênh quang riêng iệt Các kênh n y đƣợc truyền đồng thời sợi quang Khoảng cách tối thiểu hai ƣớc sóng cỡ 0,4 đến 0,8 nm Mỗi ƣớc sóng n y mang kênh t n hiệu có tốc độ lên tới G /s Hình 4.3 mô tả sơ đồ khối mạng truyền ẫn quang đa truy nhập ph n chia th o ƣớc sóng Các kênh quang từ nút khác đƣợc ghép với nhờ coupl r quang N xN Bộ ghép trộn tất t n hiệu đến v chia công suất tới ộ thu Kết l , t n hiệu từ tất cổng v o đƣợc thu từ cổng ất kì Hệ thống có s chia sẻ ƣớc sóng, từ nút ất kì thu đƣợc kênh chung môi trƣờng chia sẻ Tất kênh đƣợc phát v o môi trƣờng chia sẻ (coupl r sao) v nút thu t n hiệu tất nút cịn lại mạng Mơi trƣờng chia sẻ có cấu trúc mạng sao, us mạng ring, kết nối tất nút với Mỗi nút thu t n hiệu mong muốn ằng phƣơng pháp tách sóng tr c tiếp coh r nt Mỗi nút thu/phát tần số cố định thay đổi Do đó, việc triển khai mạng WDMA địi hỏi th nh phần quang có khả điều chỉnh ƣớc sóng nhƣ las r phát khả chỉnh, ộ lọc quang khả chỉnh Các th nh phần n y x y ng nên ộ thu phát quang có khả điều chỉnh ƣớc sóng nút mạng Mạng WDMA có hai vấn đề cần đƣợc quan t m Đó l tốc độ điều chỉnh ƣớc sóng v giao thức mạng Tốc độ điều chỉnh ƣớc sóng phải nhanh để đáp ứng yêu cầu mạng, đặc iệt mạng chuyển mạch gói Ngo i ra, giao thức đƣợc triển khai mạng phải đảm ảo kết nối ngang hàng kênh t n hiệu khác Mạng WDMA có hai cấu hình ản l WDMA đơn chặng (singl hop) v WDMA đa chặng (multi hop) 4.2.2 Mạng WDMA đơn chặng Trong mạng WDMA đơn chặng nút có khả kết nối tr c tiếp đến tất nút khác Dữ liệu đƣợc phát ƣới ạng ánh sáng v đƣợc truyền tr c tiếp đến nút đ ch m chuyển ạng t n hiệu điện Để gói ữ liệu đƣợc truyền, trƣớc hết đƣợc phát v o mạng nhờ las r DƢƠNG TUẤN ĐẠT 84 Khoa Công nghệ - 46K ĐTVT Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ỨNG DỤNG CỦA WDM phát Tại nút đ ch ộ thu quang phải điều chỉnh ƣớc sóng cho trùng với ƣớc sóng phát Khi đó, gói tin đƣợc truyền qua mạng tới nút đ ch Mạng WDMA đơn chặng chia l m hai loại, phát quảng thu l a chọn v mạng WDMA định tuyến th o ƣớc sóng Trong mạng WDMA đơn chặng phát quảng thu l a chọn, ữ liệu nút phát đƣợc ghép lại v phát quảng tới tất nút khác mạng Ph a thu l a chọn kênh t n hiệu mong muốn a v o ƣớc sóng Có ốn loại mạng WDMA phát quảng thu l a chọn, phát thay đổi thu cố định (TT-FR), phát cố định thu thay đổi (FT-TR), phát v thu thay đổi (TT-TR) v phát v thu cố ịnh (FT-FR) Mạng WDMA đơn chặng sử ụng ộ định tuyến th o ƣớc sóng ma trận chuyển mạch khơng gian ƣớc sóng Trong th c tế, có nhiều ứng ụng mạng WDMA đơn chặng cấp độ th c nghiệm th c tế Một số ứng ụng mạng WDMA l mạng quang thụ động PON (t l phon PON v Broa PON), mạng Lam an t, mạng quang thụ động PPL, mạng Rain ow Mạng Lam an t l mạng quang đƣợc triển khai cấp độ th nghiệm Cấu trúc mạng đƣợc cho nhƣ hình 4.4 Nút N Nút Giao iện điện Giao iện điện DƢƠNG TUẤN ĐẠT Laser Tx 1 Bộ thu WDM DEMUX Laser Tx 2 Nút Bộ thu WDM DEMUX Coupler Sao NxN Nút Hình 4.4 Cấu trúc mạng Lambdanet 85 Nút Khoa Công nghệ - 46K ĐTVT Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ỨNG DỤNG CỦA WDM Mạng Lam an t l mạng phát quảng thu l a chọn hình FT-FR Trong mạng n y sử ụng coupl r hình N xN để ph n phối t n hiệu tới tất nút Mỗi nút có ộ phát riêng ƣớc sóng xác định v N ộ thu hoạt động N ƣớc sóng khác (N l số ngƣời sử ụng hay số nút), nút nhận to n ộ lƣu lƣợng mạng Do đó, mạng n y không ị tắc nghẽn m truyền t n hiệu suốt không phụ thuộc v o tốc độ it v phƣơng pháp điều chế Những ngƣời sử ụng khác truyền t n hiệu có tốc độ it khác v ạng điều chế khác nhau, truyền t n hiệu số t n hiệu tƣơng t Vì mạng Lam an t linh hoạt v th ch hợp cho nhiều loại ứng ụng khác Ta truyền t n hiệu thoại quan Năm 1987 có th nghiệm mạng 18 kênh tốc độ it kênh l 1,5 G /s, ung lƣợng hệ thống l 27 G /s Mỗi kênh truyền khoảng cách 57,8 km Nhƣợc điểm mạng Lam an t l số lƣợng ngƣời sử ụng ị giới hạn ởi số lƣợng ƣớc sóng Ngo i ra, nút cần có nhiều ộ thu ( ằng số lƣợng ngƣời sử ụng) Do tốn đầu tƣ phần cứng cho hệ thống Khi sử ụng ộ thu khả chỉnh v o mạng Lam an t l m giảm giá th nh v độ phức tạp hệ thống Mạng nhƣ đƣợc gọi l mạng Rain ow Mạng n y có khả kết nối 32 nút, kênh có tốc độ 1G /s v khoảng cách truyền từ 10 đến 20 km S W I T C H 1 N Bộ phát N+1 MUX/ DMUX MUX/ DMUX Sợi quang N Bộ thu DƢƠNG TUẤN ĐẠT Thuê bao Trạm xa 86 2 N+2 2N N Thuê bao N Khoa Công nghệ - 46K ĐTVT Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn Trạm trung tâm Thuê bao Hình 4.5 Sơ đồ khối mạng vòng quang C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ỨNG DỤNG CỦA WDM Mạng sử ụng coupl r thụ động để kết nối nhiều máy t nh Bộ lọc quang khả chỉnh lọc ƣớc sóng th ch hợp cho nút Hạn chế mạng Rain ow l tốc độ điều chỉnh ộ thu chậm., đáp ứng cho mạng chuyển mạch gói Các mạng WDM sử ụng coupl r thụ động đƣợc gọi l mạng quang thụ động (PON) Mỗi nút thu to n ộ lƣu lƣợng PON mang t n hiệu quang tới tận nh Hình 4.5 sơ đồ khối mạng vịng quang thụ động, ƣớc sóng quang đƣợc ùng để định tuyến t n hiệu mạng vòng nội hạt Trạm trung t m có N ộ phát ƣớc sóng 1,, 2 N v N ộ thu hoạt động ƣớc sóng N+1,, N+2 2N (N l số thuê ao) Tại thuê ao thu v phát ƣớc sóng riêng Trạm xa ghép t n hiệu từ thuê ao v gửi tới trạm trung t m Trạm xa l thiết ị thụ động nên tốn t chi ph ƣỡng Bộ chuyển mạch trạm xa định tuyến t n hiệu ảo a v o ƣớc sóng Năm 1996, mạng vịng nội hạt đƣợc thiết kế nhƣ l mạng quang thụ động PON Mục đ ch việc n y l cung cấp khả truy nhập ăng thông rộng khách h ng v ph n phát t n hiệu hình ảnh vi o, ữ liệu th o yêu cầu m đảm ảo giá th nh thấp Ngo i ngƣời ta cịn sử ụng cơng nghệ cắt phổ LED để tạo ƣớc sang cho hệ thống WDM 4.2.3 Mạng WDMA đa chặng Trong mạng đa chặng, kênh quang đƣợc chuyển từ nút phải đƣợc chuyển qua số nút trung gian Mỗi nút thu/phát quang mạng WDMA đa chặng có số ộ thu phát quang thu phát v i ƣớc sóng định Kết nối tr c tiếp xảy ƣớc sóng đƣợc định trƣớc nút đ ch trùng với ƣớc sóng đƣợc định trƣớc nút phát Kết nối hai nút ất kì đƣợc định tuyến qua nút trung gian Tại nút trung DƢƠNG TUẤN ĐẠT 87 Khoa Công nghệ - 46K ĐTVT Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ỨNG DỤNG CỦA WDM gian, ữ liệu đƣợc chuyển th nh t n hiệu điện Địa đ ch gói đƣợc giải mã v xử l ƣới ạng điện Sau đó, gói tin lại đƣợc chuyển th nh t n hiệu quang có ƣớc sóng th ch hợp chuyển tới nút đ ch hay nút trung gian Quá trình đƣợc lặp lại đ ch Do vậy, gói tin đƣợc chuyển qua nhiều chặng, gói tin phải qua số nút trung gian trƣớc tới nút đ ch cuối Số lƣợng nút trung gian phụ thuộc v o thiết kế v qui mơ mạng Hình 3.6 v ụ mạng đa chặng có nút Giả sử gói tin đƣợc truyền từ nút tới nút Ta thiết lập đƣợc kết nối tr c tiếp hai nút n y Do đó, gói tin phải qua số nút trung gian Giả sử nút phát gói tin ƣớc sóng 2 , gói tin đƣợc chuyển tới nút Tại nút có q trình iến đổi quang điện, sử ụng ƣớc sóng 11 để truyền tới nút Hƣớng n y gồm hai chặng Ngo i ra, gói tin th o hƣớng khác với số chặng lớn ằng Một ƣu điểm ản mạng đa chặng so với mạng đơn chặng l không thiết phải có thiết ị điều khiển kênh nút mạng hoạt động nhƣ trạm lặp v có nhiệm vụ định nhận gói tin hay chuyển gói tin tiếp tới nút khác mạng Kết nối mạng đa chặng đƣợc th c linh hoạt ằng nhiều cách khác nhau, ằng đƣờng khác Ch nh vậy, mạng đa chặng giảm đƣợc tƣợng tắc nghẽn đƣờng truyền so với mạng đơn chặng Nút T R Nút T T 8, 4 R 1, 2 9, 13 15, 16 Nút 2 Coupler NxN 11 3, 7 R T 11, 15 Nút 7, 6 2, 6 T 5, 6 R 11, 10 DƢƠNG TUẤN ĐẠT R 10, 14 13, 14 T 3, 4 Nút 9,10 88 1,5 12, 16 Khoa Công T nghệ - 46K ĐTVT Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn Nút R R T R Nút C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ỨNG DỤNG CỦA WDM Hiện có số cấu trúc mạng WDMA đa chặng V ụ, mạng đa chặng có cấu trúc hình đa iện Cấu trúc n y thƣờng đƣợc sử ụng để ghép nhiều ộ xử lý máy t nh lớn Trong mạng đa chặng nút nút n y nằm góc hình lập phƣơng Trong mạng N nút (N =2m) nút đƣợc đặt đỉnh hình đa iện Mỗi nút đƣợc nối tr c tiếp với m nút khác Khi truyền t n hiệu từ chặng tới chặng khác qua nhiều m chặng Số lƣợng chặng trung ình phải qua l m/2 Mỗi nút cần có m ộ thu Ta sử ụng số kĩ thuật khác để giảm số ộ thu Nhƣng số chặng trung ình lại tăng lên 4.3 ỨNG DỤNG CỦA WDM TRONG MẠNG CHUYỂN MẠCH QUANG Hiện đƣợc nghiên cứu nhiều l mạng WDM chuyển mạch kênh quang, l mạng gần th c tế Ở nƣớc Mỹ, Nhật Bản v số nƣớc ch u Âu x y ng mạng th c nghiệm WDM chuyển mạch kênh quang Xét từ cấu trúc mạng có hình thức mạng WDM chuyển mạch quang: l mạng quảng v l a chọn, tức l mạng kết cấu hình sao, hai l mạng ƣớc sóng ị đƣờng - Mạng quảng v l a chọn: Trong mạng quảng v l a chọn, điểm nút đƣợc nối với thông qua sợi quang v ộ phối ghép khơng nguồn hình sao, điểm nút đƣợc ph n ổ ƣớc sóng khác T n hiệu phát với đặc t nh ƣớc sóng điểm nút v đƣợc hội tụ lại qua ộ phối ghép, sau ph n luồng DƢƠNG TUẤN ĐẠT 89 Khoa Công nghệ - 46K ĐTVT Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ỨNG DỤNG CỦA WDM tới đầu thu tin điểm nút, ùng máy thu có điều chỉnh điểm nút để l a chọn thu Trong máy phát điểm nút có tần số cố định; máy thu điều chỉnh đƣợc Chú ý đ y, điểm nút thu muốn nhận đƣợc tin tức điểm nút phát n o đó, phải ùng máy thu để điều chỉnh ƣớc sóng thu giống với ƣớc sóng phát, điều n y cần tới giao thức điều khiển thăm ò phƣơng tiện Vì ộ ph n phối ghép hình v đƣờng kết nối sợi quang khơng có nguồn, loại mạng n y tin cậy v ễ điều khiển Nhƣng mạng quảng v l a chọn có điểm yếu rõ r ng: l mạng n y lãng ph lƣợng quang, ởi lƣợng quang t n hiệu cần truyền ẫn hầu nhƣ đƣợc chia cho tất điểm nút mạng; hai l điểm nút cần có ƣớc sóng khác nhau, m số ƣớc sóng l có hạn, số điểm nút mạng có hạn Vì mạng quảng v l a chọn th ch hợp ùng mạng LAN - Mạng ƣớc sóng ị đƣờng Trong mạng ƣớc sóng ị đƣờng, t n hiệu ƣớc sóng định đƣợc tr c tiếp ò đƣờng đến điểm nút đ ch, m l quảng đến to n mạng Nhƣ giảm đƣợc tổn thất lƣợng quang t n hiệu, đồng thời sử ụng ƣớc sóng nhiều lần ộ phận khơng trùng lặp mạng Hiện nay, s phát triển ịch vụ thoại v phi thoại m đặc iệt l Int rn t nhƣ số ịch vụ ăng rộng khác tạo s ùng nổ nhu cầu ung lƣợng Kỹ thuật WDM đời giải đƣợc vấn đề Nhƣ phần đề cập, kỹ thuật WDM đƣợc ứng ụng mạng truyền ẫn v mạng truy nhập Ngƣời ta sử ụng t i nguyên ăng thông to lớn sợi quang để truyền nhiều kênh quang sợi quang Một sợi quang truyền ẫn thơng tin số tới h ng chục G /s S tăng trƣởng với tốc độ nhanh chóng ung lƣợng hệ thống truyền ẫn l sức ép v động l c mạnh cho s phát triển hệ thống chuyển mạch Hệ thống chuyển mạch DƢƠNG TUẤN ĐẠT 90 Khoa Công nghệ - 46K ĐTVT Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ỨNG DỤNG CỦA WDM mạng thông tin có qui mơ u cầu ng y c ng lớn v tốc độ ng y c ng phải cao Hầu hết mạng sử ụng trƣờng chuyển mạch điện v sử ụng sợi quang nhƣ phƣơng tiện truyền ẫn Chuyển mạch đƣợc th c thơng qua q trình iến đổi t n hiệu quang th nh ạng t n hiệu điện an đầu v sau lại iến đổi ngƣợc lại Chuyển mạch điện có nhƣợc điểm l linh kiện điện khơng cho phép kết nối ải ăng rộng sợi quang v tạo thêm trễ o có iến đổi quang điện nút trung gian Để giải vấn đề n y, nh nghiên cứu đầu đƣa kỹ thuật quang tử v o hệ thống chuyển mạch, th c chuyển mạch quang Chuyển mạch quang có khả chuyển mạch luồng ữ liệu quang m không cần iến đổi quang điện Do đó, khơng ị linh kiện chuyển mạch điện tử hạn chế tốc độ Ngo i ra, chuyển mạch quang không phụ thuộc v o tốc độ v phƣơng thức điếu chế t n hiệu, có cơng suất tiêu thụ thấp Song kỹ thuật chuyển mạch quang tồn nhiều khó khăn việc đƣa v o ứng ụng th c tế Phần kết nối thiết ị chuyển mạch với sợi v sợi v o phức tạp Thiết ị phải thoả mãn điều kiện ph n c c nghiêm ngặt Do tác ụng linh kiện logic quang cịn đơn giản, khơng thể ho n th nh chức xử l logic phức tạp ộ phận điều khiển, nên ộ chuyển mạch quang điện phải điều khiển ằng t n hiệu điện 4.4 ỨNG DỤNG WDM CHO CÁC TUYẾN CÁP QUANG ĐƢỜNG DÀI Nói chung WDM đƣợc ứng ụng nhiều cho tuyến truyền ẫn cáp sơi quang đƣờng i lục địa, xuyên lục địa, tuyến quang iển nội vùng nhƣ liên vùng, tuyến quang xuyên ch u lục… Nó đƣợc l a chọn nhƣ giải pháp uy m cho hiệu cao mặt kĩ thuật nhƣ kinh tế Có thể kể nhiều tuyến truyền ẫn cáp sợi quang ứng ụng công nghệ WDM giới (SEA-ME-WE 3, SAT, NPC…) Dƣới đ y l số tuyến truyền ẫn cáp sợi quang điển hình có sử ụng WDM khu v c Ch u Á: DƢƠNG TUẤN ĐẠT 91 Khoa Công nghệ - 46K ĐTVT Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ỨNG DỤNG CỦA WDM 4.4.1 BIMPP-GUAM: D án tuyến thông tin quang n y nhằm kết nối Brun i, In on sia, Malaysia, Philippin s, quần đảo Palau v Guam (Hoa Kì) Tuyến truyền ẫn n y hoạt động nhƣ mạng khu v c v phịng cho mạng l n cận nhƣ mạng nội vùng Malaysia, mạng SEA-ME-WE mở rộng Để đáp ứng mục tiêu n y, ngƣời ta ph n ổ số ƣớc sóng đảm ảo việc phịng v số ƣớc sóng phục vụ kết nối quốc gia tuyến Trên hình 4.7 l sơ đồ tuyến nối BIMPP-GUAM Guam (USA) Malaysia Philippine Brunei Indonesia Hình 4.7 Tuyến thông tin quang BIMPP-GUAM 4.4.2.SEA-ME-WE phần mở rộng Phần mở rộng SEA-ME-WE Keoja Thƣợng hải Toucheng Shantou Okinawa Ma cao Hồngcông SEA-ME-WE Fengshan Đà nẵng Batangas Mersing Brunei Singapore Hình 4.8 Tuyến thơng tin quang SEA-ME-WE phần mở rộng DƢƠNG TUẤN ĐẠT 92 Khoa Công nghệ - 46K ĐTVT Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ỨNG DỤNG CỦA WDM Tuyến thông tin quang n y nối từ Ch u u xun qua Địa Trung Hải tới Đơng Nam (hình 4.8) Nó có trạm đầu cuối trải i 38.000 km (với 20.000 km iển), có 27 điểm x n rẽ (ADM) v 40 điểm cập Dung lƣơng tuyến n y l x 2,5 G ps, sử ụng công nghệ WDM truyền đồng thời ƣớc sóng (mỗi ƣớc sóng mang ung lƣợng 2,5 G ps) hai đôi sợi quang Phần mở rộng SEA-ME-WE triển khai Ch u nhằm kết nối 10 quốc gia từ Singapor tới Nhật Bản v H n Quốc với nhánh x n rẽ l Malaysia, Brun i, Việt Nam, Hồng Kông, Ma Cao, Đ i Loan, Trung Quốc v Philippin s 4.4.3 ASIA-GUAM D án n y kết nối Trung Quốc, H n Quốc v Nhật Bản tới Guam (hình 4.8) Trong tuyến thông tin n y quốc gia Trung Quốc, H n Quốc v Nhật Bản sử ụng ƣớc sóng riêng với ung lƣợng 2,5 G ps nhằm đảm ảo s truy cập độc lập tới Bắc Mĩ Đồng thời, tuyến n y có thêm số ƣớc sóng phụ phịng cho truyến thơng tin SEA-ME-WE H n Quốc Nhật Bản Trung Quốc Guam (USA) Hình 4.8 Tuyến thông tin quang ASIA-GUAM 4.4.4 NORTH PACIFIC CABLE (NPC2) D án n y kết nối Nhật Bản, H n Quốc, Trung Quốc v Liên ang Nga tới Bắc Mĩ Bắc Mĩ Liên bang nga H n Quốc Nhật Bản Trung Quốc DƢƠNG TUẤN ĐẠT 93 Khoa Công nghệ - 46K ĐTVT Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn Hình 4.9 Tuyến thơng tin quang NPC2 C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP DƢƠNG TUẤN ĐẠT ỨNG DỤNG CỦA WDM 94 Khoa Công nghệ - 46K ĐTVT Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KẾT LUẬN KẾT LUẬN Truyền ẫn ung lƣợng cao th o hƣớng sử ụng công nghệ WDM có sức hút mạnh nh cung cấp ịch vụ viễn thông h ng đầu giới Đã có h ng loạt tuyến truyền ẫn vận h nh v khai thác th o cơng nghệ n y, ởi chi ph đầu tƣ v t nh ổn định có nhiều điểm hẳn so với ghép kênh truyền thống TDM, l m nhu cầu ung lƣợng ng y c ng cao nhƣ Nghiên cứu tìm hiểu vấn đề hệ thống WDM l nhu cầu cần thiết nh thiết kế mạng viễn thơng nhằm tối ƣu hố chất lƣợng mạng truyền ẫn để đƣa hệ thống v o ứng ụng thông tin viễn thông cách linh hoạt v tối ƣu Với thời gian nghiên cứu tìm hiểu cịn hạn chế, có nhiều vấn đề liên quan m m chƣa đƣa đƣợc v o đồ án Trong thời gian tới có nhiều thời gian m tiếp tục tìm hiểu s u vấn đề n y v tìm hiểu thêm vấn đề thiết kế mạng viễn thông đặc iệt l mạng đƣờng trục Việt Nam Một lần m xin cảm ơn thầy giáo hƣớng ẫn Lê Đình Cơng thầy cô Khoa công nghệ hƣớng ẫn ảo, tạo điều kiện thuận lợi để m ho n th nh đồ án n y DƢƠNG TUẤN ĐẠT 94 Khoa Công nghệ - 46K ĐTVT Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn