Kỹ thuật chuyển mạch chùm quang trong các hệ thống viễn thông hiện đại

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 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 Li cam oan Tụi xin cam oan cun lun l thnh phm ca riờng cỏc nhõn tụi, khụng chộp li ca ngi khỏc Trong ton b ni dung ca lun vn, nhng iu c trỡnh by hoc l ca cỏc nhõn tụi hoc c tng hp t nhiu ngun ti liu tham kho Tt c cỏc phn c tng hp t cỏc ngun ti liu tham kho u c trớch dn rừ rng v hp phỏp Tụi xin chu hon ton chu trỏch nhim v chu mi s hỡnh thc k lut theo quy nh cho li cam oan ca mỡnh H Ni, 12/2006 on Sụng Thao -1- Mc lc Mc lc Danh mc hỡnh v bng biu Cỏc t vit tt M u Chng Tng quan 12 1.1 Gii thiu mng thụng tin quang 12 1.1.1 Gii thiu 12 1.1.2 Quỏ trỡnh phỏt trin ca mng chuyn ti quang 13 1.1.3 Ghộp kờnh quang phõn chia theo bc súng 15 1.2 Cỏc k thut chuyn mch quang 15 1.2.1 Gii thiu 16 1.2.2 Mng chuyn mch kờnh quang 17 1.2.3 Mng chuyn mch gúi quang 18 1.2.4 Mng chuyn mch chựm quang 20 1.3 Kt lun 23 Chng H thng chuyn mch chựm quang 25 2.1 Gii thiu 25 2.1.1 Cu trỳc mng 25 2.1.2 Cỏc yờu cu v cụng ngh 29 2.1.3 Mt s hiu ng tng tỏc lp vt lý 31 2.2 Cu trỳc mng chuyn mch chựm quang 34 2.2.1 Cỏc mng OBS ng b v khụng ng b 35 2.2.2 Cu trỳc cỏc node mng biờn 37 2.2.3 Cu trỳc node mng lừi 40 2.2.4 Phn x lớ gúi iu khin 41 2.3 Cu trỳc phõn lp mng chuyn mch chựm quang 43 2.3.1 Gii thiu 43 2.3.2 Cu trỳc phõn lp IP chuyn mch chựm quang 43 2.3.3 Cu trỳc phõn lp chuyn mch chựm quang 45 2.4 Thit k thc thi lp vt lý cỏc node mng lừi OBS 53 2.4.1 Mt s yờu cu ca OBS i vi mng truyn dn quang 53 2.4.2 Mt s gii phỏp chng xung t node mng lừi OBS 57 2.4.3 Cỏc thnh phn chớnh node mng OBS 62 2.4.4 Xõy dng phn chuyn mch quang 70 2.5 Cỏc cng On/Off khuch i quang bỏn dn SOA 73 2.5.1 Nguyờn lý hot ng ca cỏc cng chuyn mch 73 -22.5.2 Cỏc yờu cu chớnh 75 2.5.3 S phỏt trin ca cụng ngh SOA 76 Chng Phõn tớch ỏnh giỏ cu trỳc node mng OBS 82 3.1 Mt s gi thit 82 3.2 Yu t qu cụng sut 84 3.3 Mt s thụng s tiờu chun v nh hng ca chỳng 86 3.3.1 Cỏc thụng s tiờu chun 86 3.3.2 Phõn tớch nhiu 90 3.3.3 Xuyờn õm 97 3.3.4 nh hng ca cỏc b khuch i 99 3.3.5 Kh nng chuyn i bc súng 100 3.3.6 nh hng ca s bóo ho khuch i SOA 102 Chng L trỡnh ng dng chuyn mch quang cho mng vin thụng Vit Nam 104 4.1 Mc tiờu phỏt trin chin lc ca mng vin thụng Vit Nam 104 4.1.1 Quan im chin lc 104 4.1.2 Mc tiờu ca chin lc 104 4.1.3 nh hng phỏt trin cỏc lnh vc 105 4.2 Phõn tớch hin trng mng vin thụng ca TCT 105 4.2.1 Mng chuyn mch 105 4.2.2 Mng truyn dn 106 4.2.3 Mng truy nhp 107 4.2.4 nh hng phỏt trin mng quang ng trc ca Tng cụng ty 107 4.3 Xõy dng l trỡnh chuyn i ng dng chuyn mnh quang cho mng trc tng cụng ty 109 4.3.1 Mc tiờu ng dng mng chuyn mch quang cho tng cụng ty 109 4.3.2 L trỡnh cho ng dng chuyn mch quang giai on 2006-2010 114 4.3.3 L trỡnh cho ỳng dng chuyn mch quang giai on 20102015 116 4.3.4 Giai on sau 2015 117 Kt lun 118 Ti liu tham kho 121 -3- Danh mc hỡnh v bng biu Hỡnh 1.1 Cụng ngh s dng mng truyn ti Hỡnh 1.2 Cu trỳc n gin ca chuyn mch gúi quang Bng So sỏnh mt s k thut chuyn mch quang Hỡnh 2.1 Cu trỳc mng chuyn mch chựm quang Hỡnh 2.2 S chc nng mng chuyn mch chựm quang Hỡnh 2.3 Cu trỳc b nh tuyn ti node mng lừi. Hỡnh 2.4 Cu trỳc b nh tuyn ti node mng biờn Hỡnh 2.5 H chuyn mch vi c in t.. Hỡnh 2.6 H chuyn mch s dng b khuch i quang bỏn dn Hỡnh 2.7 Mng chuyn mch chựm quang Hỡnh 2.8 Cỏc chựm d liu v cỏc gúi tiờu Hỡnh 2.9 Cỏc chc nng c bn ca node mng biờn OBS Hỡnh 2.10 Cu trỳc node mng biờn OBS li vo Hỡnh 2.11 Phn to chựm d liu BAU Hỡnh 2.12 Khi giao din chuyn i quang Hỡnh 2.13 Cu trỳc node mng biờn OBS li Hỡnh 2.14 Cu trỳc node mng OBS lừi Hỡnh 2.15 B tr si FDL thc hin bự tr thi gian x lý gúi tiờu Hỡnh 2.16 Cu trỳc trng chuyn mch ca node mng OBS lừi Hỡnh 2.17 Cu trỳc b x lý gúi iu khin.. Hỡnh 2.18 Cu trỳc lp phõn cp mng IP-over-OBS Hỡnh 2.19 Cu trỳc phõn lp mng OBS Hỡnh 2.20 nh dng khung chựm d liu Hỡnh 2.21 Cu trỳc khung ca gúi iu khin . Hỡnh 2.22 Cỏc liờn kt truyn dn quang mng OBS Hỡnh 2.23 Hai cu trỳc n gin thc thi laser iu chnh nhanh. Hỡnh 2.24 iu khin khuch i bng phng phỏp iu chnh cụng sut bm Hỡnh 2.25 S cu trỳc c bn ca node mng OBS. Bng Mt s cụng ngh chuyn mch quang.. Hỡnh 2.26 Cỏc b chuyn i bc súng XPM. Hỡnh 2.27 Cỏc thit k thc thi b chia, tng hp cụng sut quang Hỡnh 2.28 H chuyn mch s dng cỏc b SOA.. Hỡnh 2.29 Cu trỳc trng chuyn mch quang node mng lừi OBS Hỡnh 2.30 Nguyờn lý hot ng cỏc cng SOA .. Hỡnh 2.31 S cng 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 -4Hỡnh 2.32 S mt cng GC-SOA s dng laser theo phng thng ng n inh h s khuch i Bng Mt s thụng s c bn ca cỏc b khuch i quang bỏn dn Bng Mt s giỏ tr gi nh Hỡnh 3.1 ng dn tớn hiu gia hai node biờn mt mng OBS vi cỏc cu trỳc. Hỡnh 3.2 Mc cụng sut ti cỏc node mng . Hỡnh 3.3 Phõn tớch qu cụng sut cỏc node mng cu trỳc BAS v TAS Hỡnh 3.4 Tớnh toỏn h s n ca mt ng tớn hiu c th. Hỡnh 3.5 H s n tng NFTAS v cỏc h s n ca cỏc b khuch i, si quang ph thuc vo s bc súng M mi si (vi s si N=4). Hỡnh 3.6 S ph h s OSNR ca node TAS nh l hm ca s bc súng M trờn si, vi cỏc giỏ tr s si vo/ra N tng ng Hỡnh 3.7 S bc súng ti a trờn mi si Hỡnh 3.8 Tớnh toỏn h s Q theo s bc súng ti a trờn mi si Hỡnh 3.9 S bc súng s dng ti a v kh nng thụng ti a. Hỡnh 3.10 Kh nng ni tng cỏc node TAS vi cu trỳc s dng b chuyn i bc súng tuyn tớnh.. Hỡnh 3.11 Giỏ tr OSNR ca k tng node TAS ni tip theo s bc súng s dng...... Bng S bc súng ti a M trờn si tng ng vi cỏc node TAS 4, si vo .. . Hỡnh 3.12 Cu hỡnh h thng vi node TAS v si bự tỏn sc. Bng Cỏc tham s mụ hỡnh ca si SSMF v DCF Hỡnh 4.1.Cu trỳc phõn cp mng vin thụng quc gia hin ti Hỡnh 4.2 Mng quang ng trc DWDM 20 Gbit/s Hỡnh 4.3.Cu hỡnh h thng cỏp quang bin trc Bc Nam. Hỡnh 4.4 L trỡnh ng dng chuyn mch quang mng tng cụng ty Hỡnh 4.5 Mng chuyn mch quang mng trc mc tiờu Hỡnh 4.6 Mng chuyn mch quang vựng/metro mc tiờu Hỡnh 4.7 Mng chuyn mch quang mng truy nhp mc tiờu Hỡnh 4.8 Kin trỳc mng chuyn mch quang mc tiờu cho mng trc 2006-2010 Hỡnh Chuyn mch quang vựng giai on 2006 2010 Hỡnh 10 Chuyn mch quang vựng giai on 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 -5- Cỏc t vit tt T ACK ASE ATM AWG BAS BAU BCP BDU BER BFC BHP BPRB Ting 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 Ting vit Xỏc nhn Bc x khuch i t kớch thớch Ch truyn khụng ng b Cỏch t cu to t mng ng dn súng Node mng chuyn mch la chn v qung bỏ n v to chựm d liu Gúi iu khin chựm d liu Phn tỏch chựm d liu T s li bit Phn iu khin ng khung chựm d liu Gúi tiờu chựm d liu Khi x lý tỏi to tiờu chựm d liu B khuch i quang bỏn dn cu trỳc Nhúm kờnh iu khin B x lý gúi iu khin Kim tra d tha vũng Súng liờn tc Tớn hiu ghộp kờnh WDM mt thp H phn x Bragg phõn tỏn Nhúm kờnh d liu Thit lp ng dn ng Khoỏ dch pha vi phõn Thnh phn truyn ti d liu Ghộp kờnh theo bc súng mt cao B iu ch da trờn nguyờn lý -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 hp th in t Laser bung cng hng ngoi B khuch i si pha Erbium Hp kờnh tớn hiu in phõn chia theo thi gian Si tr tớn hiu quang Kờnh khụng s dng lp lch Hiu ng trn bn súng B SOA khng ch khuch i Phn ghộp ni s dng cỏch t vi b phn x mu Tớn hiu Ethernet tc Gigabit iu khin liờn kt d liu mc cao Giao thc Internet Nhiu xuyờn ký hiu K thut bỏo hiu JET Mng ni b Kờnh khụng lp lch kh dng mi nht Kờnh khụng lp lch kh dng mi nht cú lp khong trng Cỏc b phõn chia ng B khuch i quang tuyn tớnh iu khin truy nhp mụi trng Mng din ụ th Thnh phn ph thuc mụi trng H thng vi c in t B SOA tớch hp cỏc ging lng t H s nhiu Cỏc gúi qun lý mng Phn hp lờnh xen r quang H chuyn mch chựm quang -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 n v chuyn ti quang cp n H chuyn mch gúi quang T s tớn hiu trờn õm quang Thut toỏn tỡm ng dn ngn nht Hp kờnh tớn hiu quang phõn chia theo thi gian Mng chuyn ti quang Kt ni chộo quang Lp hp, phõn tỏch gúi Lp vt lý B SOA tớch hp cỏc im lng t B nh truy nhp ngu nhiờn Giao thc tớch lu ti nguyờn Tỏn x kớch thớch Brillouin iu khin bỏo hiu kt ni n v iu khin h thng Phõn cp tớn hiu s ng b iu khin khung bỏo hiu B DBR vi cỏch t mu Thit lp ng dn sỏng tnh T s tớn hiu trờn õm B khuch i quang bỏn dn H thng mng quang ng b Tỏn x kớch thớch Raman Ch chuyn ti ng b K thut bỏo hiu TAG Node mng chuyn mch iu chnh v la chn K thut bỏo hiu TAW Hp kờnh theo thi gian Laser cú khoang cng hng theo - 108 Xõy dng lp mch vũng cỏp quang ng trc Bc-Nam s dng cụng ngh WDM cú t n 16 bc súng, mi bc súng mang dung lng 2,5 Gbps Cu hỡnh h thng gm mch vũng vi 11 im ni chộo v xen/r quang ti H Ni, Vinh, Hu, Nng, Quy Nhn, Nha Trang, Buụn MaThut, Bỡnh Dng, Cn Th Trang b dung lng ban u l 10 Gbps ch ỏp ng nhu cu n nm 2005 Trc mt s dng tuyn quc l 1A c, tuyn 500 KV on H Ni Nng, tuyn cỏp quang ng H Chớ Minh on Nng TP H Chớ Minh v tuyn cỏp quang TP H Chớ Minh Cn Th Mng truyn dn quang ng trc s c t chc dn thnh lp : lp chy trờn h thng WDM bao gm lu lng gia min; lp chy trờn h thng SDH TN16x thc hin truyn ti lu lng cp vựng Nõng dung lng h thng cỏp quang WDM ng trc Bc-Nam trờn t lin lờn 20 Gbit/s d kin phc v nhu cu lu lng n 2008 v 2010 Hon chnh mch vũng TP H Chớ Minh - Cn Th sau xõy dng xong tuyn cỏp quang bin Bt u trin khai tuyn cỏp quang bin trc Bc-Nam Cỏc im cp b phi trựng vi cỏc im xen/r ca h thng cỏp quang 20 Gbps trờn t lin hỡnh cu hỡnh mng cỏp quang bin Bc Nam d kin thc hin giai on 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 (Cửa Tùng) A5 Quang Nga (Sơn My) Phan Thiết 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 h thng cỏp quang bin trc Bc Nam * Giai on 2006-2008 Xõy dng h thng cỏp quang bin trc Bc-Nam s dng cụng ngh - 109 WDM D kin hon thnh vo cui nm 2008 H thng truyn dn trc chớnh s c tng cng nh tuyn trc chớnh cỏp quang bin Bc-Nam s dng cụng ngh WDM Dung lng cui cựng ca h thng phi ỏp ng c nhu cu dung lng n nm 2027 Dung lng thit k cho h thng cỏp quang bin gm 31 (cp si) x bc súng/si x 2.5 hoc 10Gb/s, theo nh kh nng thỡ tuyn cỏp quang bin cú th trin khai h thng WDM dung lng 10Gbit/s x32 bc súng/ ụi si Tuyn cỏp quang bin trc Bc-Nam c thit k l mng lp gm cú mt s kt ni ch yu gia cỏc thnh ph cú lu lng ln * Giai on 2008- 2010 To mch vũng trc chớnh nh vic m rng h thng tuyn trc cỏp quang trờn t lin v h thng di bin t nm 2008 Tng dung lng h thng trc chớnh (h thng cỏp quang t lin v bin) theo yờu cu 2027 H thng truyn dn trc chớnh s c nõng cp lờn dung lng cao hn s dng cụng ngh WDM v s c kt ni ti h thng trc chớnh mi (tuyn cỏp bin trc Bc-Nam) to thnh cu hỡnh mch vũng SDH Vic nõng cp h thng WDM trờn t lin s c hon tt trờn cỏc ụi si cũn trng ca tuyn cỏp quang quc l 1A, tuyn cỏp quang dc theo ng mũn H Chớ Minh hoc cú th trang b thờm b khuch i bng L m rng dung lng lờn 80 bc súng 4.3 Xõy dng l trỡnh chuyn i ng dng chuyn mnh quang cho mng trc tng cụng ty 4.3.1 Mc tiờu ng dng mng chuyn mch quang cho tng cụng ty Ti thi im hin mng truyn ti trc ca TCT da trờn h thng truyn dn DWDM 20Gbit/s kt hp vi h thng SDH thc hin tỏch/ghộp kờnh dung lng thp phự hp vi nhu cu s dng Lp mng truyn ti quang ng trc (gm cỏc thit b truyn dn DWDM v cỏc b ni chộo in) hin s dng dũng thit b ca Nortel OPTera LH 1600, OPTera Connect DX (DXC) v h thng qun lý mng Preside a Cu hỡnh h thng: - 110 Cu hỡnh h thng WDM c trin khai vi c ch bo v SNCP lp DXC/SDH trờn tng Ring Cu trỳc ca h thng bao gm vũng ring ni múc xớch vi (hỡnh ) Cỏc im ni chộo, v xen/r: H Ni, Vinh, Hu, Nng, Quy Nhn, Nha Trang, Buụn Mờ Thut, Bỡnh Dng, Cn Th S dng cỏc tuyn cỏp ó v ang c trin khai nh tuyn cỏp quang trờn quc l 1A, tuyn cỏp quang trờn ng HCM Trong tng lai kt hp vi cỏc tuyn ngang Quy Nhn - Pleiku, Phan Rang Buụn Mờ Thut (qua Lt) Do ú trm BMT s c lp t thit b OPTera Connect DX Vũng cú th c chia lm hai vũng ti BMT cỏp c gii phúng gia PRG v BMT iu ny m bo bo v an ton cho vũng ring ni vựng Khi ú cu hỡnh mng bao gm vũng ring DWDM v vũng TDM b Cu hỡnh thit b: Cu hỡnh thit b ti cỏc trm in hỡnh H thng thit b bao gm phn: - Phn thit b truyn dn ghộp kờnh WDM s dng dũng thit b Optera LH 1600, bao gm cỏc module chớnh: Module khuch i quang tng di bng C, cú th ghộp thờm module xen r quang vi bc súng c nh F-OADM t gia Hai module ghộp kờnh WDM, mi module cú 10 bc súng Module chuyn i bc súng (WT) -transponder gm lung 2.5G/s chuyn i bc súng 1310nm sang bc súng ca h thng WDM - Phn thit b u ni chộo/xen r kờnh Chuyn mch quang Grooming- Optera Connect DX (DXC-DX) cú trang b Module chuyn mch DX140 - dung lng 140G, cỏc giao din quang phớa ng truyn l STM-16 v phớa nhỏnh l STM-1 v STM-16 Thit b truyn dn quang SDH th h sau h OM4000: OM4200, OM4150 v TN4T xen r xung cỏc lung tc thp hn nh STM4, STM-1, 40Mbit/s v E1 - 111 Dung lng h thng: thit k cho 32 bc súng x 2.5Gbt/s; bo v 11 SNCP trờn tuyn QL.1A v 500KV/HCM Hin nay, dung lng xen r cỏc lung E1,E4, STM-1/4/16 s dng cỏc thit b NG-SDH chim bc súng v dnh cho d phũng Nhn xột: Mng DWDM ng trc WDM 20 Gbit/s Bc Nam hin ca TCT ó c xõy dng trờn nguyờn tc mng OTN truyn thng, ngha l cỏc chc nng h thng, thit b mng ó ỏp ng yờu cu ca mng OTN (theo cỏc khuyn ngh liờn quan n mng OTN ca ITU-T) Hin ti dung lng truyn dn mng quang ng trc ca Tng cụng ty ỏp ng yờu cu lu lng ca cỏc loi hỡnh dch v vin thụng hin ti Tuy nhiờn vi nhu cu lu lng phỏt trin n nm 2010 (k c v loi hỡnh dch v mi v c) thỡ dung lng truyn dn ng trc cn phi c nõng cp m rng hoc phỏt trin thờm cỏc h thng mi ỏp ng nhu cu lu lng ca tng lai Vi nh hng phỏt trin mng truyn ti quang theo hng NGN Yờu cu t i vi cỏc d ỏn phỏt trin mng truyn dn quang ng trc l phi la chn c cụng ngh truyn dn thớch hp, m bo kh nng kt ni thng nht gia cỏc tuyn , h thng Cỏc thit b chuyn mch quang phi cú cỏc chc nng mm vic qun lý kt ni (lung, bc súng) (kh nng xen /r lung hoc bc súng mm do, h tr kt ni, bo v nhiu loi cu hỡnh Ring, Mesh tc khỏc nhau), cú kh nng cung cp cỏc giao din kt ni vi cỏc h thng nh tuyn/chuyn mch th h mi (ATM, IP, MPLS, Gigabit Ethernet.) [4] Vi hin trng hin ti v xu hng phỏt trin tng lai, d bỏo l trỡnh ng dng ca chuyn mch quang cho mng quang tng cụng ty nh sau: Xu hng cụng ngh truyn ti v l trỡnh ng dng cho mng quang Tng cụng ty - 112- Mng chuyn mch gúi quang ng dng CMQ: OXC, CM Bo v Mng chuyn mch chựm quang ng dng CMQ: OXC, CM Bo v Mng nh tuyn bc súng ng ng dng CMQ: OADM, OXC, CM Bo v Mng nh tuyn bc súng tnh ng dng CMQ: OADM, OXC, CM Bo v Mng Ring WDM ng dng CMQ: OADM, CM Bo v Trin khai cho mng trc v Mng WDM im- im mng vựng (nu giai on ng dng CMQ: OADM ny cỏc trung tõm vựng xõy dng mng lừi WDM) 2006 Trin khai cho mng trc, mng vựng, mng truy nhp Trin khai cho mng trc v mng vựng 2010 2015 Hỡnh 4.4 L trỡnh ng dng chuyn mch quang mng tng cụng ty Thi gian - 113Mc tiờu ng dng chuyn mch quang cho tng cụng ty Xõy dng mt mng chuyn mch quang cho mng trc v mng vựng trung tõm: H ni, nng v TP H Chớ Minh i vi mng trc: thit lp cỏc chuyn mch quang vi mc tiờu theo topo mesh nhm phc v cho truyn ti lu lng IP/MPLS mng trc (hỡnh 4.5), ng thi s dng phng ỏn m bo vic bo v phc hi da trờn cỏc tuyn cỏp quang quc l 1A, tuyn cỏp quang ng H Chớ Minh, tuyn cỏp quang quang bin nng Cỏp Quang bin Qui Nhn Cỏp Quang bin Cỏp Quang QL 1A Cỏp Quang QL 1A H ni Cỏp Quang bin Cỏp Quang g HCM Cỏp Quang g HCM Cỏp Quang g HCM Vinh Mng vựng TP.HCM Buụn Mờ Thut Mng vựng Mng vựng Hỡnh 4.5 Mng chuyn mch quang mng trc mc tiờu i vi mng lừi vựng nõng cp lờn mng WDM xõy dng cỏc chuyn mch quang theo topo ring hoc mesh cho tt c cỏc nỳt truy nhp dch v ti cỏc tnh thnh c nc theo tng vựng - 114OXC DWDM Mng quang ng trc DWDM OXC OXC DWDM DWDM OXC DWDM OXC OADM OADM Mng lừi vựng OXC OADM SDH Router OADM OADM SDH QNI Router HDG OADM Hỡnh 4.6 Mng chuyn mch quang vựng/metro mc tiờu Gb E i vi mng truy nhp ỏp dng chuyn mch quang cho topo ring cho mng truy nhp quang sau mng chuyn mch quang vựng ó c xõy dng trin khai, mng chuyn mch quang mng truy nhp s cung cp cỏc dch v thuờ bc súng, FTTx, Ethernet OADM Mng lừi vựng RPR 10 GbE Khu C OXC GbE OXC EPON/GPON Khu A OADM uy g tr Rin hp n R) ( RP OADM OADM GbE 10 GbE Khu B OADM Hỡnh 4.7 Mng chuyn mch quang mng truy nhp mc tiờu 4.3.2 L trỡnh cho ng dng chuyn mch quang giai on 20062010 - 115 nng Cỏp Quang QL 1A Qui Nhn Cỏp Quang QL 1A Cỏp Quang QL 1A H ni Cỏp Quang QL 1A Cỏp Quang QL 1A Cỏp Quang g HCM Cỏp Quang g HCM TP.HCM Cỏp Quang g HCM Vinh Mng vựng Buụn Mờ Thut Mng vựng Mng vựng Hỡnh 4.8 Kin trỳc mng chuyn mch quang mc tiờu cho mng trc 2006-2010 Giai on ny ang thc hin trin khai mng MPLS theo phng ỏn c phờ duyt ca Tng cụng ty, vi vic trin khai cụng ngh MPLS trờn ton b phm vi ng trc Mng trc DWDM 20 Gbit/s phi c trang b cỏc thit b OXC cho nỳt trung tõm vựng H Ni, Nng v Tp H Chớ Minh v b sung nỳt chuyn mch quang OXC thuc vựng l Vinh, Qui Nhn, Buụn Mờ Thut hon thin mng chuyn mch quang theo topo mesh c bo v trờn tuyn cỏp quang quc l 1A, tuyn ng H Chớ Minh, giai on ny cn tip tc m rng hoc nõng cp cỏc h thng truyn dn WDM ng trc (cỏc tuyn mi, dung lng phỏt trin, m rng theo qui hoch) nhm ỏp ng yờu cu kt ni mng ng trc Trong giai on ny chuyn mch kờnh quang l gii phỏp s dng cho mng ng trc giai on ny - 116Ti cỏc mng quang ni vựng, mng quang cn phi nõng cp lờn mng WDM mng chuyn mch quang s c trin khai theo phng ỏn , im-im WDM , ring WDM 4.3.3 2015 L trỡnh cho ỳng dng chuyn mch quang giai on 2010- Trong giai on ny tuyn cỏp theo quc l A s dng liờn kt cỏc OXC H ni- nng- Qui Nhn- Tp H Chớ Minh s c thay th bng tuyn cỏp quang bin Nõng cp cỏc nỳt mng truyn ti quang ng trc da trờn cụng ngh WDM s dng chuyn mch quang OXC x lý lung quang ng Trong giai on ny hng mng truyn ti OTN theo cp phỏt phõn b lung quang (chuyn mch kờnh) di dng ng Mt khỏc nõng cp tng lai, thit b OXC phi cú kh nng h tr giao tip cho lu lng gúi (cho vic nõng chuyn mch gúi quang sau ny) Ti cỏc mng quang ni vựng mng chuyn mch quang s c trin khai theo phng ỏn mesh i vi vựng v cỏc im trung lu lng cao (Hi phũng, Quang Ninh, Hi Dng cho vựng v Cn Th, ng Nai, Bỡnh Dng cho vựng 2) v c vựng u b sung topo chuyn mch quang im-im v ring mng lừi quang ti cỏc im yờu cu tng vựng Trong giai on ny phi tớnh ti nõng cp mng lừi quang WDM cho mng vựng Mng quang ng trc DWDM Hi Dng H ni OXC OXC OADM OADM Mng lừi vựng OADM OADM Hi Phũng Qung Ninh OXC OXC Hỡnh Chuyn mch quang vựng giai on 2006-2010 - 117- Mng quang ng trc DWDM TP HCM OXC Mng lừi vựng OADM OADM OXC OXC Dng Nai OADM Cn Th OXC Bỡnh Dng OADM Hỡnh 10 Chuyn mch quang vựng giai on 2006-2010 4.3.4 Giai on sau 2015 i vi mng trc, giai on ny nõng cp OXC thnh thit b chuyn mch gúi quang, tớnh n chuyn mch ton quang cụng ngh ó hon thin v c tiờu chun hoỏ i vi mng vựng, chuyn sang mụ hỡnh mng mesh kt ni cỏc nỳt lừi mng vựng, nõng cp OXC thnh thit b chuyn mch gúi quang i vi mng truy nhp, trin khai cỏc phng ỏn s dng chuyn mch quang theo topo im-im, ring xung mng truy nhp ỏp ng nhu cu thuờ bao quang - 118- Kt lun Xu th phỏt trin mng hin trờn th gii núi chung v Vit nam núi riờng l xõy dng mng truyn ti quang OTN cho mng NGN (Next Generation Network- Mng th h sau) da trờn cụng ngh WDM Nhng n lc phi thng v cụng ngh truyn dn quang ú trung vo vic nghiờn cu cỏc cụng ngh mng WDM trờn th gii hin ang dn ỏp ng c nhu cu phỏt trin tt yu ca mng Tuy nhiờn cũn nhiu cn phi gii quyt mng OTN nhm ngy cng hon thin c tớnh mng Trong cỏc ú, chuyn mch chựm quang mng OTN c coi l nhng hng i hp dn nht v rt cú ý ngha Mt mt, k thut ny cho phộp xõy dng c mng truyn dn quang linh hot v bo m thụng sut cỏc lu lng tớn hin ln Mt khỏc vi iu kin cụng ngh ngy nay, h thng chuyn mch gúi quang l cha th thc thi c ti ó phõn tớch ỏnh giỏ thc thi mng chuyn mch chựm quang da trờn mt s rng buc v vt lý v cụng ngh thc thi mng chuyn mch chựm quang, yờu cu nhiu tớnh nng v mc phc cụng ngh ch to cỏc thit b, linh kin thc thi cỏc chc nng mt cu trỳc mng c th Trc tiờn khoỏ lun ch cu trỳc thc thi h thng chuyn mch chựm quang v phõn tớch trờn quan im nhỡn theo cỏc lp giao thc, chc nng thc hin ca node mng Ngoi ra, khoỏ lun cũn phõn tớch cỏc yờu cu, cỏc thnh phn ch cht v cỏc yu t nh hng nõng cp h thng truyn dn WDM hin ti lờn h thng chuyn mch chựm quang Da trờn cỏc phõn tớch ỏnh giỏ ny, bn lun gii thiu mt s cụng ngh ch to v cỏc phng phỏp xõy dng cỏc chc nng thnh phn ca mt node mng c th Trờn c s cụng ngh hin ti, cỏc node mng OBS kớch thc ln v tc chuyn mch c xõy dng tiờu biu nh node mng c chn nghiờn cu l node mng cú kin trỳc TAS c lng kớch thc ti a ca node mng lừi, lun thc hin phõn tớch ỏnh giỏ mt ng tớn hiu c th di tỏc ng ca cỏc c ch suy gim tớn hiu nh nhiu xuyờn õm, bóo ho khuch i v c - 119tớnh ng ca cỏc cng SOA õy cỏc cng SOA truyn thng l khụng phự hp xõy dng trng chuyn mch quang nú gõy mộo phi tuyn ln S dng cỏc cng GC-SOA thay vỡ cỏc cng SOA truyn thng s cho ỏp ng tt hn ú tng c kớch thc ti a v tc d liu i qua node Tc ti a cú th t c ti 10.24 Tb/s nu cỏc thnh phn xõy dng node ti u nh trng hp s dng cỏc cng GC-SOA vi h s nhiu thp Hn na, nu s dng cỏc b chuyn i bc súng cú kh nng tỏi to, nh dng ng b li xung thỡ s trỏnh c s tớch lu suy hao tớn hiu nú truyn qua node cng nh trờn ng truyn Phn cui cựng trỡnh by l trỡnh v d bỏo kh nng ng dng chuyn mch chựm quang i vi mng vin thụng Vit Nam Vi mc tiờu ca mng truyn ti quang l hng ti mng ton quang Chuyn mch quang tin ti chuyn mch chựm v tin ti chuyn mch gúi quang Trong thi im hin m cụng ngh chuyn mch ton quang ang giai on nghiờn cu th nghim ỏp dng c cỏc cụng ngh mi ny vo mng vin thụng TCT phi theo l trỡnh khỏ lõu t 10 n 15 nm na Hy vng sau nm 2015 nhng cụng ngh ny mi cú th khng nh v trớ ca mỡnh mng truyn ti v lỳc ú khỏi nim v mng ton quang lỳc ú mi tr thnh hin thc Mng vin thụng ca TCT hin ang giai on chuyn i, hng ti mng NGN Vi tc c s h tng phỏt trin nh hin nay, kh nng ng dng chuyn mch quang mng Tng Cụng ty l rt ln, Tuy nhiờn cũn ph thuc vo rt nhiu yu t liờn quan n cụng ngh chuyn mch quang, tiờu chun hoỏ cng cha hon thin, tng lai chuyn mch quang s úng mt vai trũ rt quan trng mng truyn ti quang Ti thi im hin chuyn mch kờnh quang, chuyn mch chựm quang l hon ton cú th thc hin c Chuyn mch quang s úng vai trũ rt ln nõng mng quang WDM im - im thnh th h mng quang nh tuyn theo bc súng DWDM Nm xu hng phỏt trin mng truyn ti tin ti mng ton quang, chuyn mch quang s tin ti chuyn mch gúi quang Chuyn mch chựm quang s l bc m thc thi tng lai gn cho tin ti chuyn mch gúi quang tng lai - 120Vi ton b ni dung c trỡnh by khoỏ lun, tỏc gi mong mun c tip tc c cng tỏc nghiờn cu v lnh vc ny Trong quỏ trỡnh hon thnh khoỏ lun, mt phn cụng ngh cũn rt mi mt phn vỡ trỡnh cú hn nờn khụng th trỏnh nhng sai sút, tụi rt mong nhn c cỏc ý kin úng gúp xõy dng hon thin ti Tụi xin chõn thnh cm n mi ý kin úng gúp quý bỏu ca tt c quý v v rt mong nhn c s hp tỏc tham gia trao i cỏc liờn quan mt lnh vc mng thụng tin quang cũn rt rng ln v hp dn - 121- TI LIU THAM KHO Ti liu tham kho ting vit [1] V Nh Cng [2001], C s ca thụng tin quang si, giỏo trỡnh ging dy h i hc [2] V Nh Cng [2002], C s ca quang tớch hp, giỏo trỡnh ging dy h i hc [3] Nguyn La Giang [1999], Nghiờn cu tip cn cụng ngh chuyn mch quang mng vin thụng tng lai, Vin Khoa hc k thut bu inTng cc Bu in [4] Nh xut bn khoa hc v k thut [1997], Cụng ngh truyn dn quang, tng cc Bu in-tng cụng ty Bu chớnh vin thụng Ti liu tham kho ting 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 - 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 [...]... giữa các đường dẫn sóng ánh sáng Khác với chuyển mạch điện tử, chuyển mạch quang có thêm chuyển mạch theo bước sóng Như đã trình bày trong hình 1.1, các mạng quang sẽ chuyển đổi dần từ công nghệ truyền dẫn quang đơn thuần sang các mạng chuyển mạch quang Các kỹ thuật chuyển mạch quang có thể chia thành ba loại: chuyển mạch kênh quang, chuyển mạch chùm quang và chuyển mạch gói quang  Hệ thống chuyển mạch. .. nhưng trong hệ chuyển mạch kênh quang, với điều kiện công nghệ hiện nay, các yêu cầu về mặt công nghệ như: tốc độ chuyển mạch, các bộ đệm lưu trữ trong miền quang, xử lý tín hiệu trên miền toàn quang tạm thời chưa thể đáp ứng được Để thực thi hiệu quả hệ thống chuyển mạch quang trong điều kiện công nghệ hiện nay, kỹ thuật chuyển mạch chùm quang là phù hợp nhất Hệ thống chuyển mạch chùm quang là hệ thống. .. thực hiện ánh xạ trong mạng chuyển mạch gói quang, hệ thống cần tính toán để xác định các giới hạn về ưu nhược điểm của các phương pháp ánh xạ và sử dụng cho hợp lý 1.2.4 Mạng chuyển mạch chùm quang Hệ thống chuyển mạch chùm quang được thiết kế trên cơ sở tổng hợp, cân bằng về mặt công nghệ của hệ thống chuyển mạch kênh quang và hệ thống chuyển mạch gói quang Có thể nói chuyển mạch chùm quang là một hệ. .. Nhanh Cao Cao Chuyển mạch chùm quang Cao Nhỏ Trung bình Thấp Cao Bảng 1 So sánh một số kỹ thuật chuyển mạch quang Từ bảng này ta có thể thấy rằng kỹ thuật chuyển mạch chùm quang là kỹ thuật chuyển mạch quang khắc phục được một số yếu điểm của chuyển mạch kênh quang và trung hoà được các yêu cầu về công nghệ trong chuyển mạch gói quang Mặc dù có được một số ưu điểm của kỹ thuật chuyển mạch kênh quang và... đổi các vấn đề liên quan trong lĩnh vực mạng thông tin quang còn rất rộng lớn và hấp dẫn Với mục tiêu nghiên cứu tìm hiểu kỹ thuật chuyển mạch chùm quang và đánh giá khả năng ứng dụng vào mạng Viễn thông Quốc Gia Với nội dung nghiên cứu về Hệ thống chuyển mạch chùm quang trong các hệ thống viễn thông hiện đại ” được xây dựng với bố cục gồm 4 chương cụ thể như sau:  Chương 1: Tổng quan về mạng quang, ... hoà các nhược điểm của hệ thống chuyển mạch kênh quang và các yêu cầu công nghệ của hệ thống chuyển mạch gói quang nên nó có thể đáp ứng được các yêu cầu như độ mềm dẻo, tốc độ truyền dẫn, có khả năng tương thích các loại hình dịch vụ và khả năng thực thi với điều kiện công nghệ hiện nay - 25 Chương 2 Hệ thống chuyển mạch chùm quang 2.1 Giới thiệu 2.1.1 Cấu trúc mạng Một mạng chuyển mạch chùm quang. .. một hệ thống trung gian để tiến từ mạng chuyển mạch kênh quang sang mạng chuyển mạch gói quang khi điều kiện công nghệ chưa cho phép thực thi mạng chuyển mạch gói quang Trong một mạng chuyển mạch chùm quang, một chùm dữ liệu bao gồm các gói IP được được chuyển mạch trong mạng hoàn toàn trên miền quang Một gói điều khiển được truyền trước khi truyền chùm dữ liệu để thực hiện cấu hình các liên kết trong. .. cân bằng giữa chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói quang Trong mạng chuyển mạch chùm quang một chùm số liệu bao gồm các gói dữ liệu được chuyển mạch qua mạng toàn quang Một gói điều khiển được truyền đi trước gói số liệu là tiêu đề để thiết lập các chuyển mạch dọc theo tuyến truyền dẫn Thực chất chuyển mạch chùm quang được xem xét trong tầng quang đơn thuần như một môi trường truyền dẫn trong suốt không... về mặt công nghệ thì chuyển mạch quang sẽ là một giải pháp đầy hứa hẹn cho mạng viễn thông nhân loại Cũng như chuyển mạch điện tử, dựa trên nguyên lý, chuyển mạch quang được phân chia theo theo các loại như sau: - Chuyển mạch quang phân chia theo không gian, - Chuyển mạch quang phân chia theo thời gian, - Chuyển mạch quang phân chia theo bước sóng Loại chuyển mạch phổ biến nhất là chuyển mạch phân chia... mạch chùm quang giảm được đáng kể tốc độ chuyển mạch, điều này rất cần thiết đối với hệ thống chuyển mạch gói quang Bảng dưới đây cho ta cái nhìn tổng quan về các đặc điểm của cả ba công nghệ chuyển mạch quang Hiệu suất sử dụng băng thông Thời gian trễ thiết lập Tốc độ chuyển mạch yêu cầu Xử lý đồng bộ/mào đầu Tương thích về lưu lượng Chuyển mạch kênh quang Thấp Lớn Chậm Thấp Thấp Chuyển mạch gói quang .. .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. .. Surface n v chuyn ti quang cp n H chuyn mch gúi quang T s tớn hiu trờn õm quang Thut toỏn tỡm ng dn ngn nht Hp kờnh tớn hiu quang phõn chia theo thi gian Mng chuyn ti quang Kt ni chộo quang Lp hp, phõn... lp bc súng Mng quang th h th hai, da trờn cụng ngh WDM to thnh lp quang cung cp cỏc dch v lung quang, chuyn mch kờnh v kờnh o quang - 14 Chuyn mch ton quang s em n cho mng quang mt th h mng