BÀI TẬP LỚN MÔN KĨ THUẬT VIỄN THÔNG Đề tài : Tìm hiểu công nghệ chuyển mạch quang Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Việt Hùng Sinh viên thực hiện : Nguyễn Vũ Nam Hà Ngọc Tân Mạc Tuấn Anh Lưu Thúy Hường Nội dung Chương I: Công nghệ chuyển mạch quang 1. Giới thiệu chuyển mạch quang 2. Sự phát triển từ chuyển mạch điện tử sang chuyển mạng quang Chương II: Các công nghệ chuyển mạch quang 1. Chuyển mạch quang phân chia theo thời gian 2. Chuyển mạch quang phân chia theo bước sóng 3. Chuyển mạch quang hình cây phân chia theo không gian Chương III: Chuyển mạch ATM quang 1. Chuyển mạch ATM quang 2. Kết nối quang 3. Chuyển mạch quang tại các nút ATM Chương IV: Ứng dụng chuyển mạch quang vào viễn thông 1. Triển khai ứng dụng dựa vào các chức năng của chuyển mạch quang 2. Sắp xếp các vị trí và vấn đề truyền thông suốt trên mạng Chương 1: Công nghệ chuyển mạch quang 1. Giới thiệu chuyển mạch quang: ◘ Giới thiệu chuyển mạch quang ◘ Đặc tính đặc biệt của quang: • Độ rộng băng hầu như vô hạn trong cáp quang. • Tương tác yếu giữa các thành phần mang thông tin là các photonic trong môi trường trong suốt. • Tương tác mạnh giữa ánh sáng và thí dụ các chất bán dẫn về mặt hấp thụ hay khuếch đại và các thay đổi chiết xuất tại các bước sóng bằng độ rộng bước lượng tử cộng hưởng. • Chuyển mạch photonic không cạnh tranh hay loại trừ chuyển mạch điện tử truyền thống mà chúng phối hợp, bổ sung cho nhau nhằm khai thác tốt nhất tiềm năng của mạng. • Tính kinh tế sử dụng băng tần rất hiệu quả và khả năng hỗ trợ các dịch vụ khác nhau. Chương 1: Công nghệ chuyển mạch quang 2. Sự phát triển từ chuyển mạch điện tử sang chuyển mạng quang C « n g n g h Ö c h u y Ó n m ¹ c h C h u y Ó n m ¹ c h c ¬ ® i Ö n C h u y Ó n m ¹ c h ® i Ö n t ö C h u y Ó n m ¹ c h q u a n g T õ n g n Ê c N g a n g d ä c T ¬ n g t ù S è P h © n c h i a t h e o k h « n g g i a n P h © n c h i a t h e o t h ê i g i a n § é d µ i b í c s ã n g T h ê i g i a n P A M K h « n g g i a n P h o t o n i c B - I S D N A T M N - I S D N S T M Q u a n g - ® i Ö n Sơ đồ tiến hóa của công nghệ chuyển mạch Chương II: Các công nghệ chuyển mạch quang 1. Chuyển mạch quang phân chia theo thời gian ◘ Dây trễ lập trình ◘ Sử dụng dây trễ lập trình ◘ Hoạt động của TSDEMUX ◘ Bộ ghép khe thời gian Chương II: Các công nghệ chuyển mạch quang 2. Chuyển mạch quang phân chia theo bước sóng ◘ Chuyển mạch quang phân chia theo bước sóng quảng bá và lựa chọn ◘ Chuyển mạch định tuyến bước sóng Chương II: Các công nghệ chuyển mạch quang 3. Chuyển mạch quang hình cây phân chia theo không gian ◘ Tổng quan về cấu trúc hình cây ◘ Mạng hình cây truyền thống: Phèi hîp kÕt nèi c¸c kªnh Phèi hîp kÕt nèi c¸c kªnh 1 N 1 N Bé t¸ch 1:N/2 Khèi trung t©m Bé ghÐp N/2:1 N/2 1 N 1 N Bé t¸ch 1:N/2 Khèi trung t©m Bé ghÐp N/2:1 1 1 1 N N 1 1 N N 1 N/2 1 N/2 N/2 1 Chương II: Các công nghệ chuyển mạch quang 3. Chuyển mạch quang hình cây phân chia theo không gian ◘ Độ suy hao của cấu trúc mạng hình cây • Không suy hao quá độ • Độ suy hao trong các thanh chéo = 0 • Độ suy hao của các bộ tách 1:2 và bộ ghép 2:1 là 3-dB 0 10 20 30 40 50 60 2 4 8 16 32 64 128 256 512 §é su y ha o CÊu tróc më réng PS/PC CÊu tróc hai líp tÝch cùc CÊu tróc më réng PS/AC CÊu tróc truyÒn thèng PS/AC, AS/PC CÊu tróc ®¬n gi¶n PS/AC, AS/PC CÊu tróc truyÒn thèng AS/AC CÊu tróc ®¬n gi¶n AS/AC CÊu tróc thanh chÐo Chương II: Các công nghệ chuyển mạch quang 3. Chuyển mạch quang hình cây phân chia theo không gian ◘ Tỷ số tín hiệu/nhiễu SNR Cấu trúc Tỷ số tín hiệu/nhiễu SNR (dB) Cấu trúc truyền thống AS/AC 2X - 10log 10 (log 2 N) Cấu trúc truyền thống PS/AC, AS/PC X - 10log 10 (log 2 N) Cấu trúc mở rộng PS/AC 2X - 10log 10 (log 2 N) Cấu trúc mở rộng PS/PC X - 10log 10 (N - 1) Cấu trúc đơn giản AS/AC X Cấu trúc đơn giản PS/AC X - 10log 10 (log 2 N) Cấu trúc đơn giản AS/PC X - 10log 10 (log 2 N/2) Cấu trúc hai lớp tích cực X - 10log 10 (log 2 N/2) Chương III: Chuyển mạch ATM quang 1. Chuyển mạch ATM quang ◘ Chuyển mạch ATM quang ◘ Cấu trúc chuyển mạch ATM quang • Cấu trúc 1 (thế hệ thứ nhất) NxN NxN 1 N N 1 1 N PD Các tín hiệu điều khiển điện tử Mạch điều khiển điện tử Tiếp đầu quang Bộ nhớ đệm Chuyển mạch ma trận quang Tín hiệu quang lối ra [...]...Chương III: Chuyển mạch ATM quang 1 Chuyển mạch ATM quang ◘ Chuyển mạch ATM quang ◘ Cấu trúc chuyển mạch ATM quang • Cấu trúc 1 (thế hệ thứ nhất) • Cấu trúc 2 (thế hệ thứ hai) Tín hiệu tế bào quang lối vào Bộ nhớ đệm quang Tín hiệu quang lối ra Mạch tự định tuyến quang 1 1 NxN NxN N N Chương III: Chuyển mạch ATM quang 2 Kết nối quang trong hệ thống chuyển mạch ATM quang Dữ liệu đầu vào (song... Chuỗi tín hiệu quang 311Mbit/s AGC MINUET S/P Dữ liệu đầu ra (song song) Đồng bộ Chương III: Chuyển mạch ATM quang 3 Chuyển mạch quang tại nút ATM ◘ Chuyển mạch ATM T bít dựa trên các hệ thống chuyển mạch truy nhập điện tử ATM và hạt nhân chuyển mạch quang 2,5 hoặc 10 Gbit/s 155 Mbit/s Kết cấu chuyển mạch quang 622 Mbit/s 2,5 Gbit/s • • • Chương III: Chuyển mạch ATM quang 3 Chuyển mạch quang tại nút... thống chuyển mạch ATM quang Tbit/s T gói TẢI TIN TIẾP ĐẦU Trễ = T xử lý TẢI TIN TIẾP ĐẦU Chuyển mạch. /tầng đệm đóng gói quang Đồng bộ N N e o GHI LẠI TIẾP ĐẦU @ lối e vào TIẾP ĐẦU Bảng tìm kiếm Điều khiển điện tử T xử lý =< T gói o GHI LẠI TIẾP ĐẦU @ lối ra Chương III: Chuyển mạch ATM quang 3 Chuyển mạch quang tại nút ATM ◘ Lược đồ thử nghiệm của hệ thống chuyển mạch ATM quang sử dụng bộ nhớ lặp sợi quang. .. nỗ lực phi thường về công nghệ truyền dẫn quang trong đó tập trung vào việc nghiên cứu các vấn đề công nghệ mạng WDM trên thế giới hiện nay đang dần đáp ứng được nhu cầu phát triển tất yếu của mạng Có nhiều vấn đề cần phải giải quyết trong mạng truyền tải quang nhằm ngày càng hoàn thiện đặc tính mạng Trong các vấn đề đó, chuyển mạch quang trong mạng truyền tải quang được coi là những hướng đi hấp dẫn... chia đều cho các cổng ra và các thiết bị cổng lựa chọn cổng ra theo yêu cầu Các đặc tính của các hệ thống chuyển mạch này, hoặc là dựa trên việc đóng mở cổng của các bộ khuếch đại quang hoặc thay đổi chiết xuất nhiều hơn Các hệ thống chuyển mạch này được sử dụng trong hệ thống kết nối chéo Chương VI: Ứng dụng chuyển mạch quang trong viễn thông 2 Kết nối chéo quang Các bộ lọc Bộ tách quang khuếch đại quang. .. toàn quang có thể hiệu quả giá thành hơn Giải pháp khả dĩ cho các mạng chỉ toàn quang có thể là các mạng dựa trên truyền dẫn cáp quang, các kết nối chéo quang và chuyển mạch điện tử Kết luận Xu thế phát triển mạng hiện nay trên thế giới và ở Việt Nam là xây dựng mạng truyền tải quang cho mạng NGN (Next Generation Network – Mạng thế hệ sau) dựa trên công nghệ WDM Những nỗ lực phi thường về công nghệ. .. (WDM) Chuyển mạch không gian Chuyển mạch không gian Chương VI: Ứng dụng chuyển mạch quang trong viễn thông a Phân hoặc ghép kênh theo thời gian Được thực hiện bằng điện tử sử dụng các kiểu khác nhau của mạch đồng hồ, các phần tử cất giữ và logic có liên quan dựa trên công nghệ transistor silicon (Si) Các hoạt động cất giữ và logic có liên quan cần thiết tạo nên TDM đồng bộ khó thực hiện bằng quang. .. truyền dẫn quang linh hoạt và bảo đảm thông suốt các lưu lượng tín hiệu lớn Mặt khác nó cho phép nâng cao tính thông minh cho lớp quang trong khi vẫn đơn giản hóa được rất nhiều cấu trúc mạng Điều đó có tác động lớn tới việc xây dựng, khai thác và bảo dưỡng mạng rất có hiệu quả sau này Mục tiêu của mạng truyền tải quang là hướng tới mạng toàn quang Chuyển mạch quang tiến tới chuyển mạch gói quang Mạng... cân bằng Hệ thống chuyển mạch không gian Bộ kết hợp khuếch đại quang Các bộ thu Các modul e giám sát Chương VI: Ứng dụng chuyển mạch quang trong viễn thông 3 Khả năng truyền thông suốt trên mạng Lý do lớn nhất cho việc phát triển các mạng toàn quang là khả năng truyền thông suốt Dựa vào một kênh quang, khách hàng có thể tự do quyết định lựa chọn dạng mã gì và tốc độ nào Xem xét 3 mức: quang (không có... quang Các hệ thống thông tin quang hiện đại có sử dụng bộ khuếch đại quang để ghép nhiều kênh theo WDM Công nghệ phân chia theo bước sóng cho chuyển mạch hầu hết có thể áp dụng cho các ứng dụng kết nối chéo để tăng dung lượng cũng như tính linh hoạt của mạng d Chuyển mạch không gian Đây là loại chuyển mạch quan trọng nhất và có hai loại cấu hình Loại thứ nhất có cổng ra được lựa chọn trực tiếp nhờ điều . Công nghệ chuyển mạch quang 1. Giới thiệu chuyển mạch quang 2. Sự phát triển từ chuyển mạch điện tử sang chuyển mạng quang Chương II: Các công nghệ chuyển mạch quang 1. Chuyển mạch quang phân. Chuyển mạch quang phân chia theo bước sóng 3. Chuyển mạch quang hình cây phân chia theo không gian Chương III: Chuyển mạch ATM quang 1. Chuyển mạch ATM quang 2. Kết nối quang 3. Chuyển mạch quang. điện tử Mạch điều khiển điện tử Tiếp đầu quang Bộ nhớ đệm Chuyển mạch ma trận quang Tín hiệu quang lối ra Chương III: Chuyển mạch ATM quang 1. Chuyển mạch ATM quang ◘ Chuyển mạch ATM quang