tìm hiểu nguyên lý ghép kênh quang theo bước sóng công nghệ DWDM

LỜI CẢM ƠN Trong thời gian cho phép lực thân có hạn, Đề tài không tránh khỏi thiếu sót định Em kính mong nhận ý kiến đóng góp xây dựng thầy cô giáo bạn để nội dung đề tài em hoàn chỉnh Đặc biệt, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy giáo ThS.Trương Thanh Bình – người hết lòng giúp đỡ, tạo điều kiện để em học tập, nghiên cứu hoàn thành đồ án Em xin chân thành cảm ơn đến toàn thể quý Thầy Cô khoa Điện – Điện tử , Trường Đại học Hàng Hải Việt Nam tận tình truyền đạt kiến thức quý báu tạo điều kiện thuận lợi cho em trình học tập nghiên cứu, trình hoàn thành đồ án Cuối , em xin gửi lời cảm ơn đến gia đình bạn bè động viên, ủng hộ giúp đỡ em suốt trình học tập hoàn thành đồ án Em xin chân thành cảm ơn ! Hải Phòng, ngày tháng 06 năm 2016 Sinh viên Mai Hữu Minh Vương LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan nội dung đồ án chép đồ án luận văn có từ trước.Các nội dung, liệu tham khảo trích đẫn đầy đủ Người cam đoan Mai Hữu Minh Vương MỤC LỤC DANH MỤC KÝ HIỆU, THUẬT NGỮ VIẾT TẮT Từ viết tắt APD ASE FWM GI Từ đầy đủ Avanlanche Photodiode Amplifier Spontaneous Emission Bit Error Ratio Dispersion Compensate Fiber Dispersion Compensate Unit Demultiplexer Dispersion Division Multiplexer Dense Wavelenght Division Multiplexing Erbium Doped Fiber Amplifier Four Ware Mixing Graded Index ISI InterSymbol Interference ITU International Telecommunication Union Local Area Network Laser Diode Light Emitting Diode Metropolitan area network Mutil Mode Multiplexer Non-zero Dispersion-Shift Fiber Optical Amplifier Optical Add/Drop Multiplexer Optical Booster Amplifier Optical Fiber Amplifier BER DCF DCU DEMUX DFS DWDM EDFA LAN LD LED MAN MM MUX NZ-DSF OA OADM OBA OFA Tiếng việt Diode tách sóng quang thác Nhiễu tự phát khuếch đại Tỷ số lỗi bit Sợi bù tán sắc Khối bù tán sắc Thiết bị tách kênh Sợi dịch chuyển tán sắc Ghép kênh quang theo bước sóng với mật độ dày Khuếch đại quang sợi có pha tạp Erbium Hiệu ứng trộn bước sóng Chỉ số Gradient(chiết suất biến đổi Giao thoa ký tự gần Ủy ban viễn thông quốc tế Mạng nội hạt Diode Laser Diod phát quang Mạng đô thị Sợi đa mode Thiết bị ghép kênh Sợi dịch tán sắc không trở Bộ khuếch đại quang Bộ ghép kênh xen/rớt Bộ khuếch đại công suất Bộ khuếch đại quang sợi OFDM OLA OLT OPA OSC OSNR OTDM OTU OXC PIN PMD SBS SDH SI SMF SNR SOA SONET SPM SRS Optical Frequency Division Multiplexing Optical Line Amplifier Optical Line Terminator Optical Pre-Amplifier Optical Supervise Channel Optical Signal to Noise Ratio Optical Time Division Multiplexing Optical Transponder Unit Optical Cross Connect Positive Intrinsic Negative Polarization Mode Dispersion Stimulatted Brilouin Scattering Synchronous Digital Hierarchy Sep Index Single Mode Fiber Signal to Noise Ratio Optical Semiconductor Amplifier Synchronous Optical Networrk Self Phase Modulation Stiumulatted Raman Scattering Ghép kênh quang theo tần số Khuếch đại đường quang Thiết bị đầu cuối quang Tiền khuếch đại Kênh giám sát Tỷ số tín hiệu tạp âm quang Ghép kênh quang theo thời gian Khối phát đáp quang Bộ kết nối chéo quang Cấu trúc PIN Tán sắc mode phân cực Tán xạ Brilouin kích thích Phân cấp số đồng Chỉ số chiết suất phân bực Sợi đơn mode Tỷ số tín hiệu tạp âm Khuếch đại quang bán dẫn Mạng quang đồng Hiệu ứng tự điều pha Tán xạ raman kích thích DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Độ rộng phổ kênh Bảng 2.1: So sánh cấu trúc cho OADM Bảng 2.2: So sánh cấu hình OXC Bảng 3.1: Các tham số để tính toán thiết kế cấu hình tuyến 10Gbps DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Mô tả tuyến thông tin quang có ghép bước sóng Hình 1.2: Mô tả thiết bị ghép, tách kênh hỗn hợp (MUX-DEMUX) Hình 1.3: Hệ thống ghép bước sóng quang đơn hướng Hình 1.4: Hệ thống ghép bước sóng quang song hướng Hình 1.5: Sự phân chia dải bước sóng làm việc cửa sổ 1550 nm Hình 2.1: Nguyên lý thu phát quang OTU Hình 2.2: Vị trí chuyển đổi bước sóng OTU hệ thống Hình 2.3: Bộ tách bước sóng dùng lọc Hình 2.4: Bộ tách kênh dùng thấu kính phẳng lọc Hình 2.5: Bộ tách kênh dùng lọc lăng kính Grin Hình 2.6: Cấu tạo lọc nhiều bước sóng Hình 2.7 Bộ tách Littrow: a) Bộ tách bước sóng dùng thấu kính hội tụ, b) Bộ tách bước sóng dùng thấu kính Grin Hình 2.8: a) Phương pháp ghép xoắn sợi; b) Phương pháp mài ghép sợi Hình 2.9 : Cấu trúc trạm lặp quang điện Hình 2.10: Giản đồ lượng Erbium Hình 2.11: Cấu trúc EDFA đơn tầng Hình 2.12: Vai trò OADM mạng Hình 2.13: Các kiến trúc khác cho OADM Hình 2.14: Sơ đồ tán sắc sử dụng khối bù tán sắc Hình 2.15: OXC với ma trận chuyển mạch NxN Hình 2.16 Bộ kết nối chéo chuyển mạch không gian Hình 2.17 Các kiểu triển khai OXC khác Hình 3.1: Cấu hình hệ thống thông tin quang tiêu biểu Hình 3.2:Kiểu bảo vệ 1+1 lớp SDH Hình 3.3: Kiểu bảo vệ 1: N hệ thống DWDM LỜI NÓI ĐẦU • Tính cấp thiết đề tài: Hiện phát triển dịch vụ thông tin, đặc biệt Word Wide Web Internet, điều đòi hỏi dung lượng mạng lớn Trong mạng khó đáp ứng đươc Chính yêu cầu cần có mạng truyền dẫn dung lượng lớn Công nghệ DWDM(Dense Wavelenght Division Multiplexing)-ghép kênh theo bước sóng quang dày đặc đời Đây giải pháp hiệu tận dụng băng thông sợi quang tốt hơn,giúp nâng dung lượng hệ thống lên đến hàng trăm Gbps đồng thời giảm giá thành cho sản phẩm • Kết cấu đề tài: Chương Công nghệ DWDM Chương tìm hiểu sơ lược nguyên lý ghép bước sóng quang,các tham số ưu điểm hạn chế hệ thống DWDM Chương Các thành phần mạng DWDM Chương trình bày thành phần sử dụng mạng DWDM Chương 3.Các yếu tố ảnh hưởng đến yêu cầu kỹ thuật mạng DWDM Chương trình bày yếu tố ảnh hưởng đến mạng DWDM số chế bảo vệ mạng DWDM CHƯƠNG 1: CÔNG NGHỆ DWDM 1.1 Kỹ thuật ghép bước sóng quang Ghép kênh quang đời nhằm mục đích tận dụng tốt băng tần sợi Ik(k) Ok(k) tăng dung lượng kênh, xây dựng tuyến truyền dẫn tốc độ cao mà quang, hệ thống ghép kênh điện không đáp ứng Các kỹ thuật ghép kênh quang sử dụng là: Ghép kênh quang theo bước sóng (WDM- Wavelenght Division Multiplexing); ghép kênh quang theo thời gian (OTDM- Optical Time Division Multiplexing) ghép kênh quang theo tần số (OFDM- Optical Sợi dẫn quang Frequency Division Multiplexing) Công nghệ WDM sau gọi DWDM (Dense Wavelenght Các tín hiệu ghép Division Multiplexing) Bước sóng sử dụng DWDM nằm khoảng 1550nm DWDM cho phép chế tạo phần tử hệ thống với 80 kênh khoảng cách nhỏ 0,5nm Các tín hiệu giải ghép 1.2 Nguyên lý ghép bước sóng quang Nguyên lý mô tả hình 1.1 I1(1) O1(1) Sợi dẫn quang MUX In(n) O (1…n) DEMUX I(1…n) On(n) Hình 1.1: Mô tả tuyến thông tin quang có ghép bước sóng Hệ thống WDM hệ thống ghép m bước sóng 1….m , phía phát sử dụng nguồn quang LD LED Mỗi nguồn quang có bước sóng riêng Các tín hiệu sử dụng bước sóng khác ghép vào chung ghép với nhờ ghép kênh (MUX: multiplex) bên phát MUX cần có suy hao nhỏ,các tín hiệu sau MUX truyền dọc theo sợi Ở phía thu sử dụng DEMUX:Demultiplex(tách sóng quang) thu lại luồng tín hiệu tách riêng rẽ bước sóng Mỗi bước sóng đưa vào diode tách quang để tách luồng tín hiệu.Có loại thiết bị ghép quang: Bộ giải ghép,bộ ghép giải ghép hỗn hợp Hình 1.2: Mô tả thiết bị ghép, tách kênh hỗn hợp (MUX-DEMUX) Các phương pháp truyền dẫn ghép bước sóng quang WDM + Phương pháp truyền dẫn ghép bước sóng quang đơn hướng Là tất kênh quang sợi quang truyền dẫn theo chiều, đầu phát mang tín hiệu có bước sóng khác điều chế λ 1,λ2,…,λn thông qua ghép kênh tổ hợp lại với truyền dẫn chiều sợi quang Ở đầu thu, sử dụng tách kênh có nguyên lý ngược lại phía phát Bộ khuếch đại sợi quang Máy thu quang Máy phát quang o o Bộ ghép kênh Bộ tách kênh Máy thu quang Máy phát quang n 2…n Máy phát quang Máy thu quang Bộ khuếch đại sợi quang n oBộ ghép kênh Bộ tách kênho Máy thu quang Máy phát quang n n 2…n Hình 1.3: Hệ thống ghép bước sóng quang đơn hướng n n n + Phương pháp truyền dẫn ghép bước sóng quang song hướng: Nghĩa phát thông tin theo hướng theo bước sóng λ1 đồng n thời phát thông tin theo hướng ngược lại bước sóng λ2 Bên phát, đòi hỏi ghép kênh có suy hao nhỏ Bên thu, đòi hỏi độ nhạy tách sóng với bước sóng dải sóng quang 1 Máy phát quang 2…n Máy thu quang Bộ khuếch đại sợi quang Máy thu quang Máy phát quang Bộ ghép/tách kênh o Bộoghép/tách kênh 1+1 n Máy phát quang Máy thu quang n n 1+1 2+2…2n 10 Máy thu quang Máy phát quang 2n n c) b) d) (thường OLT OADM) a) OLT Hình 2.17 Các kiểu triển khai OXC khác (a) lõi chuyển mạch điện (b)chuyển mạch quang bao quanh chuyển đổi O/E/O (c) Lõi chuyển mạch quang nối trực tiếp đến chuyển đổi tín hiệu thiết bị WDM; (d) Lõi chuyển mạch quang nối trực tiếp đến ghép kênh/phân kênh bên OLT Chỉ OLT vẽ mồi phía hình, thật OXC kết nối đến nhiều OLT Bảng 2.2: So sánh cấu hình OXC Thuộc tính Cấu hình Cấu hình 2.17(a) 2.17(b) Nhóm luồng tín hiệu Có Không tốc độ thấp Dung lượng chuyển Thấp Cao mạch Chuyển đổi bước sóng Có Có 36 Cấu hình 2.17(c) Không Cấu hình OXC 2.17(d) Không Cao Cao Có Không Giám sát chất lượng truyền dẫn Chi phí cho cổng Tiêu thu lượng Chiếm không gian BER BER Trung bình Cao cao Cao Cao Cao Công suất quang Trung bình Trung bình Trung bình Công suất quang Thấp Thấp Thấp 2.5.2 Khối đường truyền Trên đường truyền hệ thống DWDM sử dụng sợi quang có suy hao thấp, độ suy hao theo bước sóng Một số loại sợi quang sử dụng công nghệ DWDM : sợi quang G.652(SMF), G.653(DFS), G.654, G.655 Sợi quang G.652 ( SMF) “Còn gọi sợi đơn mode không thay đổi vị trí tán sắc, làm việc hai cửa sổ truyền dẫn 1310 nm 1550 nm Khi làm việc cửa sổ 1310 nm, G.652 có tán sắc nhỏ ps/(nm.km) suy hao tương đối lớn Ngược lại, làm việc cửa sổ 1550 nm, G.652 có suy hao nhỏ (0.19 dB/km) hệ số tán sắc tương đối lớn 20 ps/(nm.km), số PMD nhỏ 0.1 ps/(nm.km).” (2) Sợi quang G.653 (DFS) “Sợi G.652 có tán sắc lớn dải sóng từ 1500 - 1600 nm khó áp dụng vào hệ thống DWDM tốc độ cao G.653 sử dụng tốt dải sóng từ 1500 - 1600 nm tán sắc nhỏ Nhưng DWDM có mật độ kênh bước sóng cao DSF lại gặp phải hiệu ứng phi tuyến nghiêm trọng, cụ thể hiệu ứng trộn bốn bước sóng nên sử dụng DWDM tốc độ siêu cao.”(2) “Hệ số suy hao sợi DSF thường nhỏ 0.5 dB/km cửa sổ 1300nm nhỏ 0.3 dB/km cửa sổ 1550nm Hệ số tán sắc vùng bước sóng 1550nm khoảng 20 ps/(nm.km), vùng bước sóng 1300nm nhỏ 3.5 ps/ (nm.km) Bươc sóng cắt thường nhỏ 1270nm.”(2) Sợi quang G.654 “G.654 sợi quang đơn mode tới hạn thay đổi vị trí bước sóng cắt Loại sợi có đặc điểm: suy hao bước sóng 1550 nm nhỏ lõi sợi làm 37 Silic nguyên chất Nó truyền kênh mức công suất cao, nhiên có tán sắc lớn vùng bước sóng 1550 nm Điểm tán sắc không bước sóng 1310 nm G.654 sử dụng chủ yếu tuyến cáp quang biển cự ly lớn.”(2) Sợi quang G.655 “G.655 hay gọi sợi quang dịch chuyển tán sắc khác không (NZDSF), điểm tán sắc không không nằm 1550 nm mà dịch tới 1570 nm gần 1510 - 1520 nm Giá trị tán sắc phạm vi 1548 - 1565 nm - ps/(nm.km) đủ để đảm bảo tán sắc không không, trì tán sắc tương đối nhỏ.” “Sợi quang G.655 có ưu điểm hai loại sợi quang G.652 G.653, đồng thời khắc phục điểm yếu cố hữu sợi G.652 (bị hạn chế tán sắc) sợi G.653 (bị ảnh hưởng hiệu ứng phi tuyến “trộn bốn bước sóng” nên khó áp dụng vào mạng DWDM).” (2) CHƯƠNG : CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN YÊU CẦU KỸ THUẬT CỦA MẠNG DWDM 3.1 Các yếu tố ảnh hưởng tới việc thiết kế hệ thống Để đưa công nghệ DWDM vào sử dụng ta phải xét tới nhiều yếu tố khác Sau số yếu tố cần xét tới 3.1.1 Sự suy hao Độ dài kênh quang chịu ảnh hưởng suy hao Đặc biệt ảnh hưởng hiệu ứng phi tuyến độ tán sắc Để đảm bảo chất lượng truyền cần đảm bảo tỉ lệ lỗi bit (BER) Với mạng WDM yêu cầu BER = 10-12 (10-9 – 10-12) tức tối đa cho phép 1bit lỗi 1012 bit 3.1.2 Sự tán sắc Sự tán sắc mở rộng xung miền thời gian, thường tác động lớn miền quang phổ ( Nhiều thành phần quang phổ khác tồn 38 Thu quang Tx xung, Phát với tốc độ khác quang Tx nhau) Tác động có hại mở rộng xung ISI (InterSymbol Interference) Nếu giả sử ISI không xảy có lượng nhỏ tán sắc có hại tác động vào Xét ảnh hưởng tán sắc sợi đến việc thiết kế tuyến thông tin quang tốc độ cao thông qua phương pháp xác định tổn hao công suất Phương pháp tính toán áp dụng cho tỷ lệ lỗi bit nhỏ BER = 10 -12 nhằm bảo đảm theo yêu cầu hệ thống có sử dụng khuếch đại quang theo khuyến nghị ITU-T Hình 3.1: Cấu hình hệ thống thông tin quang tiêu biểu Các hệ thống hoạt động vùng bước sóng 1550 nm sử dụng khuếch đại quang EDFA thường có tốc độ bit cao cự ly xa nên đầu thu công suất tín hiệu quang thu thường nhỏ Hơn nữa, giá trị tán sắc lớn xuất hệ thống Phương pháp xác định ảnh hưởng tán sắc đến hệ thống thông tin quang thông qua tính toán quỹ công suất hệ thống P B việc thiết kế độ dài tuyến: PB = Pt(t) – PS(G,NF) – PM – PP – PD – (NClC + NSlS) (3.1) Trong đó: Pt(t) công suất tín hiệu phát có tính ảnh hưởng chirp phi tuyến G độ khuếch đại EDFA PM công suất dự phòng hệ thống PP bù tổn hao công suất PD tổn hao công suất tán sắc, công suất tương đương lượng phổ xung tín hiệu bị giãn khe thời gian định sinh 39 PS(G,NF) độ nhạy thu lS lC tương ứng suy hao mối hàn suy hao nối quang NS NC tương ứng số mối hàn số nối quang Chất lượng truyền dẫn xác định thông qua việc tính tỷ số lỗi bit BER = 10-12 cho độ nhạy thu thiết bị thu quang Công suất tín hiệu đầu vào thiết bị thu quang: PS = (GISLR)2 (3.2) Trong đó: IS dòng tín hiệu điện thu sau tách quang LR suy hao khuếch đại quang thu quang Tổn hao công suất tín hiệu: PD = [1 - (8 Rb2 L)2]-1/2 (3.3) Với tham số tán sắc vận tốc nhóm Từ đây, ta xác định lượng công suất tổn hao có tác động tán sắc sợi Bảng 3.1: Các tham số để tính toán thiết kế cấu hình tuyến 10Gbps Tham số Bước sóng tín hiệu Công suất phát quang Suy hao sợi G.652 gồm mối hàn Tham số tán sắc sợi Khuếch đại EDFA Hệ số nhiễu EDFA Băng tần quang lọc F Băng tần điện Be thu Dự phòng hệ thong Tỷ số lỗi bit Tải tách sóng quang Suy hao nối quang ( 2bộ) Công suất đền bù “ Ký hiệu λ Pt αf D G NF B0 Be PM BER RL LC PP Giá trị tham số 1544.5 nm -1 dBm 0.24 dB 18ps/km.nm 30 dB dB 0.5 nm 7.5 GHz dB 50Ω 0.5dB/bộ dB Đối với hệ thống 10 Gbps, nguồn phát thường có độ rộng phổ hẹp 40 Để xác định cự ly truyền dẫn, có hai tham số quan trọng cần xác định độ nhạy thu quang PS(G,NF) giá trị tổn hao công suất P D tán sắc tuyến gây Trong thực tế, thiết kế tuyến 10 Gbps thêm số tham số khác tượng phi tuyến, tán sắc bậc cao, tán sắc phân cực … tác động vào làm giảm cự ly truyền dẫn.”(5) 3.1.3 Xuyên kênh Long-Haul: phi tuyến Bằng việc đặt khuếch đại quang làm nâng cao hiệu suất tín hiệu quang để tách quang Cường độ sóng điện từ truyền qua sợi quang dẫn đến phi tuyến Chiết suất có thành phần phi tuyến phụ thuộc vào mức tín hiệu Phi tuyến tạo dịch pha phi tuyến là: Trong đó: hệ số phi tuyến n2 hệ số vỏ, Aeff diện tích mặt cắt ngang lõi Trong thông tin quang, lightpath cần thiết kế giữ mức dịch pha cho phép lớn øNL < Điều chế tự dịch pha (SPM) không hoạt động mà thường hoạt động với vận tốc nhóm tương ứng qua độ dài sợi quang Công suất kênh đầu vào cần tối ưu hóa để đảm bảo độ tán sắc Theo toán học độ dịch pha biểu diễn: Trong đó: W tổng số kênh, Pk công suất kênh kth Độ dịch pha lớn (cho bit) : 3.1.4 Yêu cầu quỹ công suất Quỹ công suất quang coi yếu tố bao quát tổng hợp quan trọng nhằm khẳng định xem công suất quang có đủ để từ thiết bị phát tới 41 thiết bị thu hay không để trì đặc tính tin cậy suốt thời gian sử dụng hệ thống Quỹ công suất tuyến xem công suất tổng P T nằm nguồn phát quang tách sóng quang Suy hao tổng bao gồm suy hao sợi, suy hao nối quang, suy hao mối hàn dự phòng cho hệ thống Nếu gọi PS công suất quang nguồn phát đưa vào đầu ghép sợi P R độ nhạy thu quang PT = PS – PR = 2lC + L + M(dự phòng hệ thống) (3.7) Trong đó: lC suy hao nối quang ( suy hao mối hàn lSP gán vào suy hao sợi để đơn giản phép tính suy hao sợi L cự ly truyền dẫn 3.1.5 Quỹ thời gian lên Để đảm bảo tốc độ bit hệ thống mong muốn người ta dùng quỹ thời gian lên Kể dải thông thành phần riêng lẻ hệ thống vượt tốc độ bit, xảy trường hợp toàn hệ thống không hoạt động tốc độ bit Thời gian lên T r thời gian đáp ứng tăng từ 10 90% giá trị ngõ cuối ngõ vào bị thay đổi đột ngột Thời gian lên Tr dải thông ∆f có quan hệ nghịch đảo Ba thành phần hệ thống thông tin quang có thời gian lên riêng Thời gian lên tổng cộng toàn hệ thống lấy gần sau: = ( )1/2 (3.8) Trong đó: thời gian lên tương ứng với máy phát, sợi quang máy thu Ttr xác định thành phần điện tử mạch điều khiển phần tử ký sinh điện liên quan đến nguồn quang Thường T tr khoảng vài ns máy phát sử dụng Led, nhỏ 0.1 ns máy phát sử dụng Laser Thời gian lên máy thu T rec xác định chủ yếu dải thông điện dB sau tách quang Thời gian lên sợi quang Tfiber: 42 N (3.9) Trong đó: Tmode tán sắc mode Tchr tán sắc màu sợi quang 3.2 Bảo vệ mạng DWDM 3.2.1 Nguyên tắc Nguyên lý bảo vệ lưu lượng công nghệ DWDM dành đường khác để đảm bảo cho đường hoạt động Phần dung lượng dự trữ phòng không sử dụng để thay cho đường dùng để truyền lưu lượng khác có yêu cầu an toàn thấp lưu lượng bị gián đoạn thời gian đường sảy cố lưu lượng đẩy sang đương dự phòng Bảo vệ lưu lượng DWDM phân thành loại định nghĩa Khuyến nghị ITU –T G.841 : Bảo vệ đoạn ghép kênh tuyến tính( linear Multiplex section Protection), vòng bảo vệ( protection ring) bảo vệ kết nối mạng (Subnetword Protection) Các mô hình kết hợp phương pháp bảo vệ nhằm tăng độ an toàn mạng định nghĩa ITU – T G.842 3.2.2 Bảo vệ tuyến quang 1+1 Tx1(w) Bộ tách kênh Bộ ghép kênh Rx1(p) LA Tx1(p) Hệ thống Tx2(w) Tx2(p) Rx1(w) DWDM công tác Rx2(w) Rx2(p) Bộ tách kênh Bộ ghép kênh LA Txn(w) Hệ thống Rxn(w) Txn(p) DWDM bảo vệ Rxn(p) Hình 3.2:Kiểu bảo vệ 1+1 lớp SDH “Ở phương thức bảo vệ này, toàn thiết bị hệ thống như: đầu cuối SDH, tách ghép/kênh, khuếch đại quang, đường dây cáp quang… 43 N-1 phải có phận dự phòng Ở đầu phát tín hiệu SDH nối bắc cầu cố định hệ thống công tác hệ thống bảo vệ Ở đầu thu giám sát trạng thái tín hiệu SDH thu từ hai hệ thống DWDM chọn tín hiệu thích hợp Phương thức có tính tin cậy cao giá thành cao Trong hệ thống DWDM, chuyển đổi kênh SDH quan hệ với chuyển đổi kênh khác, tức Tx1 hệ thống công tác DWDM có cố chuyển đổi sang hệ thống bảo vệ DWDM Tx2 tiếp tục làm việc hệ thống công tác DWDM Một phát thấy thời gian khởi động việc chuyển giao phải hoàn thành chuyển giao bảo vệ 50 ms.”(7) 3.2.3 Bảo vệ tuyến quang 1:N Hình 3.3: Kiểu bảo vệ 1: N hệ thống DWDM Bảo vệ tuyến quang 1:N thực với việc sử dụng mạch đấu chéo điện SWE Tại kết cuối SWE nhận (N-1) kênh tín hiệu dịch vụ quang, qua SWE tạo N kênh quang đưa tới N card OTU đưa vào ghép OMU Tại kết cuối thu SWE nhận N kênh tín hiệu từ ODU đưa (N-1) kênh tín hiệu dịch vụ Trong trường hợp thu phát hiệu kênh bị lỗi số (N-1) kênh , thông báo tới SWE phía thu phát SEW phía phát yêu cầu gửi lại kênh thứ N thay cho kênh bị lỗi Trong trường hợp có nhiều kênh bị lỗi, khắc phục kênh hệ thống quản lý mạng NMS (Network Management system) định gửi lệnh điều khiển tới SWE Cũng giống bảo vệ 1+1, với hệ thống chuỗi 44 phương pháp bảo vệ kênh quang thiết bị (Trong hệ thống đơn hướng SWE bảo vệ 1:16, hệ thống song hướng SWE bảo vệ 1:17) 45 3.2.4 Vòng bảo vệ Hệ thống DWDM sử dụng mạng ring Ứng dụng để kết nối điểm – điểm dựa bước sóng đơn Đường ring bảo vệ ring bảo vệ MSP hệ thống SDH cài đặt DWDM tạo sợi quang “ảo” Mỗi bước sóng bảo vệ SDH độc lập với bảo vệ bước sóng khác Ring có sợi hay sợi Dùng OADM với xen/rớt kênh quang dạng ring ứng dụng kiểu: thứ đường bước sóng bảo vệ dựa bảo vệ bước sóng đơn, ví dụ bảo vệ kiểu 1+1 bước sóng đơn giống với bảo vệ hệ thống SDH; thứ đường ring bảo vệ để bảo đảm tín hiệu ghép bước sóng Khi sợi quang bị cắt, chức “vòng ngược” lắp đặt hai nút gần với điểm cắt Do vậy, tất dịch vụ bảo vệ 46 KẾT LUẬN Nội dung đề tài nghiên cứu tìm hiểu mạng DWDM Đồ án sâu vào tìm hiểu nguyên lý ghép kênh quang theo bước sóng, tham số hệ thống thành phần mạng truyền dẫn DWDM cần phải có Công nghệ DWDM công nghệ cho phép ghép nhiều bước sóng dải 1550nm, tận dụng băng thống rộng khả dẫn sóng sợi quang nâng cao dung lượng truyền dẫn, đáp ứng yêu cầu truyền dẫn tốc độ cao Ngày công nghệ DWDM sử dụng rộng rãi giới nhờ yêu điểm 47 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt: (1) Chu Công Cẩn(2007) ,bài giảng “Cơ sở kỹ thuật thông tin sợi quang” Nhà xuất Đại Học GTVT (2) Chu Công Cẩn (2009),bài giảng “Các hệ thống thông tin sợi quang”.Nhà xuất Đại Học GTVT (3) THS Đỗ Văn Việt Em(2007), “ Kỹ thuật thông tin quang 2” Học viện công nghệ bưu viễn thông (4) TS Lê Quốc Cường,THS Đỗ Văn Việt Em, THS Phạm Quốc Hợp (2009), “ Kỹ thuật thông tin quang 1” Học viện công nghệ bưu viễn thông Tài liệu tiếng Anh : (5) By Ashwin Gumaste, Tony Antony (2003), “DWDM Network Designs and Engineering Solution”, Indianapolis, In 46290 USA (6) By Avizit Basak, Md ZargisTalukder, Salman Anandachowdhury &Md Rakibul Islam, “ Analysis and Performance Evaluation of Dwdmand Conventional WDM”, Global Journals Inc (USA) Website: [7]http://khotailieu.com/ [8] http://luanvan.net.vn/ 48 NHẬN XÉT TÓM TẮT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN Tinh thần thái độ, cố gắng sinh viên trình thực Đồ án/khóa luận: Đánh giá chất lượng Đồ án/khóa luận tốt nghiệp (so với nội dung yêu cầu đề mặt: lý luận, thực tiễn, chất lượng thuyết minh vẽ): Chấm điểm giảng viên hướng dẫn (Điểm ghi số chữ) Hải Phòng, ngày tháng năm 2016 Giảng viên hướng dẫn ĐÁNH GIÁ CỦA NGƯỜI PHẢN BIỆN 49 Đánh giá chất lượng Đồ án/khóa luận tốt nghiệp mặt: thu thập phân tích số liệu ban đầu, sở lý thuyết, vận dụng vào điều kiện cụ thể, chất lượng thuyết minh vẽ, mô hình (nếu có) …: Chấm điểm người phản biện (Điểm ghi số chữ) Hải Phòng, ngày tháng năm 2016 Người phản biện 50 [...]... thống DWDM sử dụng 40 bước sóng (khoảng cách giữa các bước sóng là 100 GHz), hệ thống DWDM sử dụng 80 bước sóng (khoảng cách giữa các bước sóng là 50 GHz) và hệ thống SDH + Băng L (1565 – 1625 nm): đây là dải bước sóng làm việc của các hệ thống DWDM sử dụng 80 bước sóng (khoảng cách giữa các bước sóng là 50 GHz) 1.3.2.Số kênh bước sóng Số kênh bước sóng sử dụng phụ thuộc các yếu tố như: • Khả năng của công. .. năng 3R) 2.2 Bộ tách /ghép kênh quang Giả sử các nguồn phát quang làm việc ở các bước sóng khác nhau λ 1, λ2, …λn Các tín hiệu quang ở các bước sóng khác nhau này sẽ được ghép vào cùng một sợi quang ở phía phát Bộ ghép kênh theo bước song (OMUX) phải đảm bảo có độ suy hao nhỏ và tín hiệu sau khi được ghép sẽ được truyền dọc theo sợi để tới phía thu Tới bên thu, qua bộ giải ghép kênh (ODMUX), tín hiệu... thành phần quang như: + Khả năng băng tần của sợi quang + Khả năng tách /ghép các kênh bước sóng • Khoảng cách giữa các kênh gồm các yếu tố sau: “+ Tốc độ truyền dẫn của từng kênh + Quỹ công suất quang + Ảnh hưởng của hiệu ứng phi tuyến + Độ rộng phổ của nguồn phát + Khả năng tách /ghép của hệ thống DWDM. ”(2) Gọi ∆λ là khoảng cách giữa các kênh bước sóng thì tương ứng thì: Như vậy, tại bước sóng λ = 1550... từng kênh quang của thiết bị - Ii(i), Oi(i) tương ứng là tín hiệu có bước sóng đi vào và đi ra cửa thứ i của bộ ghép - Ii(i), Oi(i) tương ứng là tín hiệu có bước sóng đi vào và đi ra cửa thứ i của bộ tách 11 • Xuyên kênh: Xuyên kênh là sự có mặt của một kênh này trong kênh kế cận làm tăng nền nhiễu và giảm tỷ số tín hiệu nhiễu của kênh đang xét • Độ rộng kênh: Là dải bước sóng dành cho mỗi kênh Dải sóng. .. một băng các bước sóng cùng được tách và ghép w biểu thị tổng số các bước sóng Cấu trúc xen/rớt theo băng sóng Trong cấu trúc này, một nhóm cố định kênh bước sóng được thực hiện xen/rớt tại mỗi nút mạng OADM Các kênh được thiết lập thực hiện xen/rớt là các kênh liên tiếp nhau trong một băng sóng, sẽ được lọc bởi một bộ lọc có băng thông là dải bước sóng Sau đó, chúng được đưa lên mức ghép kênh cao hơn... của ghép kênh quang theo bước sóng để miêu tả đặc tính các bộ ghép tách hỗn hợp là suy hao xen, xuyên kênh và độ rộng kênh • Suy hao xen: Là suy hao về công suất tại điểm ghép nối sợi và thiết bị WDM cũng như giữa các thiết bị ghép Chính vì vậy trên thực tế thiết kế người ta phải tính cho vài dB ở mỗi đầu Công thức suy hao được mô tả như sau: Trong đó Li là suy hao tại bước sóng khi thiết bị được ghép. .. của lớp đệm là số nguyên lần của nửa bước sóng ánh sáng thì giao thoa xếp chồng xảy ra và công suất quang của bước sóng đạt giá trị cực đại Các tia ánh sáng của các bước sóng khác với bước sóng cộng hưởng phản xạ trọn vẹn, chỉ có một bước sóng đi qua bộ lọc Gương phản xạ là các lớp thủy tinh nằm trên lớp đệm trong suốt 1,2,….,n 1 Bộ lọc 2,….,n Hình 2.3: Bộ tách bước sóng dùng bộ lọc Theo đặc tính phổ... chuyển đổi quang - điện với các tín hiệu quang đưa vào ghép kênh theo khuyến nghị G.957 của ITU-T và thực hiện tái tạo tín hiệu, khôi phục định thời và khôi phục dữ liệu đối với các tín hiệu quang đã được chuyển đổi thành điện Sau đó thực hiện chuyển đổi điện - quang để đưa ra tín hiệu kênh quang DWDM mà có bước sóng, độ tán sắc và công suất phát quang theo chuẩn G.692 G.957 O/E Tín hiệu quang đầu vào... tín hiệu DWDM Mỗi OXC như vậy cần N bộ ghép sóng quang và (N+1)x(N+1) bộ chuyển mạch quang Bộ chuyển sóng, N bộ tách n mạch thường được sử dụng là ống dẫn sóng N đầu vào và N đầu ra λ 2 33 Hình 2.16 Bộ kết nối chéo chuyển mạch không gian “Cấu trúc OXC chuyển mạch theo nguyên tắc chuyển đổi bước sóng quang Đầu tiên, mỗi tín hiệu quang từ một sợi được phân chia với số nhánh bằng tổng số kênh quang cần... THz DWDM chủ yếu sử dụng dải băng tần C (1530 - 1560)nm và băng L (1560 - 1600)nm 1.3.3 Độ rộng phổ nguồn phát Để các kênh bước sóng có thể độc lập hoạt động cần phải chọn độ rộng phổ phát thích hợp, tức là tránh chồng phổ giữa các kênh gần kề với nhau ở bên thu Về bản chất, việc ghép các bước sóng khác nhau trên cùng một sợi quang là dựa trên nguyên tắc ghép kênh theo tần số Khoảng cách giữa các bước