HƯỚNG dẫn ôn tập CÔNG NGHỆ TRUYỀN tải QUANG

HƯỚNG DẪN ÔN TẬP CÔNG NGHỆ TRUYỀN TẢI QUANG PHẨN 1: HỆ THỐNG WDM Câu 1: Nêu tham số hệ thống WDM - Số lượng kênh bước sóng: N Khoảng cách kênh bước sóng: DI Tốc độ truyền tin kênh bước sóng: B Dung lượng hệ thống: N x B Dung lượng truyền dẫn hệ thống: N x B x L Hiệu suất sử dụng kênh bước sóng: B/DI Câu 2: Cho biết dải băng tần hoạt động hệ thống WDM - Băng O (Original band): từ 1260 – 1360 nm Băng E (Extended band): từ 1360 – 1460 nm Băng S (Short wavelength band): từ 1460 – 1530 nm Băng C (Conventional band): từ 1530 – 1565 nm Băng L(Long wavelength band): từ 1565 – 1625 nm Băng U (Ultra-long wavelength band) : từ 1625 – 1675 nm Câu 3: Nêu yêu cầu nguồn quang sử dụng hệ thống WDM Câu 4: Phân loại hệ thống WDM theo khoảng cách kênh bước sóng sử dụng hệ thống - - - Hệ thống WDM băng tần rộng (BWDM – Broad passband WDM + Ra đời sớm lịch sử phát triển WDM + Thực truyền dẫn kênh bước sóng, kênh bước sóng thuộc cửa sổ truyền dẫn (vùng 850 nm, 1310 nm vùng 1550 nm), khoảng cách kênh hệ thống cỡ vài trăm nm + Chi phí hệ thống thấp, nhiên dung lượng khoảng cách truyền dẫn bị giới hạn CWDM: ghép kênh theo bước sóng mật độ thấp + Ra đời năm 1990, cho phép ghép nhiều bước sóng hệ thống + Các khuyến nghị ITU-T G.694.2 G.695 + 18 bước sóng từ băng O đến băng L + Sử dụng cho ứng dụng mạng truy nhập/LAN/MAN + Khoảng cách bước sóng rộng: 20 nm + Dung sai độ dịch phổ nguồn quang rộng hơn: ± nm DWDM: ghép kênh theo bước sóng mật độ cao + Là hệ thống WDM khai thác giới + Khuyến nghị ITU-T G.694.1 Page | + Cho phép ghép nhiều bước sóng hệ thống + Sử dụng cho dịch vụ tốc độ cao MAN/WAN + Khoảng cách kênh (bước sóng) hẹp: 200 Ghz, 100Ghz, 50 Ghz, 25 Ghz + Các nguồn quang đòi hỏi nghiêm ngặt ổn định nhiệt độ bước sóng + Dung sai độ dịch phổ nguồn quang: ± 0.02 nm (cho khoảng cách kênh 25 GHz) + Chuẩn G.692 quy định khoảng cách kênh, bước sóng trung tâm hệ thống DWDM sau: - Khoảng cách kênh: 100 GHz - Bước sóng trung tâm: 1552.52 nm - Vùng bước sóng hoạt động: Băng S, C, L, U Câu 5: Sơ đồ khối trình bày nguyên lý hoạt động hệ thống thông tin quang ghép kênh theo bước sóng WDM đơn hướng/ song hướng a Hệ thống đơn hướng b Hệ thống song hướng Câu 6: Trình bày chế bảo vệ đường truyền quang WDM  Bảo vệ + 1: - - Lưu lượng truyền dẫn bảo vệ mô qua hai đường dẫn song song Khi hoạt động bình thường, phía đích nhận hai chuỗi lưu lượng cân lựa chọn chuỗi Trong trường hợp lưu lượng đường bị lỗi, phía đích chuyển sang đường dẫn khác lại Gây lãng phí băng thông Page |  Bảo vệ : 1: - - - - Hai đường dẫn song song sử dụng Tuy nhiên, hoạt động bình thường lưu lượng truyền qua đường dẫn dự phòng Chỉ trường hợp bị lỗi, đường dẫn chuyển nguồn đích vào đường dẫn dự phòng  Bảo vệ 1: N: Những đường truyền dẫn mạng chia sẻ đường truyền dẫn dự phòng Điều quan trọng kỹ thuật phục hồi lưu lỗi riêng lẻ Trong trường hợp nhiều lỗi, thủ tục báo hiệu phải khẳng định chắn đường dẫn mạng bảo vệ thời điểm a Bảo vệ đường truyền quang Khi thực cấu hình điểm - điểm mạng vòng WDM thường sử dụng chế bảo vệ 1+1 1:1 cho lớp đoạn truyền dẫn Khi sử dụng chế bảo vệ 1+1, toàn tín hiệu WDM bảo vệ cách chia thành hai tín hiệu nút WDM truyền dẫn hai sợi quang riêng biệt Tại nút phía thu, hai tín hiệu so sánh tín hiệu có chất lượng tốt chọn Khi sử dụng chế bảo vệ 1:1, tín hiệu WDM phát sợi quang Nếu sợi làm việc có cố, tín hiệu WDM chuyển mạch tới sợi bảo vệ Bảo vệ đường truyền quang theo chế + Bảo vệ đường truyền quang theo chế 1:1 Page | b Bảo vệ đoạn ghép kênh quang - - Phần lớn chế bảo vệ đoạn ghép kênh quang thường sử dụng chế bảo vệ SDH Các thiết bị ghép kênh xen/rẽ WDM tái cấu hình lại đưa phân phối kênh bước sóng động chuyển mạch để bảo vệ kênh quang mạng có cố c Bảo vệ kênh quang Liên quan đến kênh hoạt động kênh bảo vệ kết cuối WDM để cung cấp chế bảo vệ 1:1 cho kênh quang Khối bảo vệ gồm phần phát phần thu Phía phát, tín hiệu quang từ khách hàng đến chia coupler dB sau gửi tới chuyển phát thiết bị kết cuối hoạt động bảo vệ Phía thu, tín hiệu quang tới từ tuyến hoạt động bảo vệ đưa vào khối chuyển mạch quang 1×2 để lựa chọn trường hợp có cố lớp quang Kênh lựa chọn sau gửi tới khách hàng Bảo vệ kênh quang theo chế 1:1 Page | PHẦN 2: KHUẾCH ĐẠI QUANG OA Câu 1: Nêu tham số khuếch đại quang a Hệ số khuếch đại: G = Pout / Pin G (dB) = 10 log (Pout / Pin) - - - Pin và Pout là công suất đầu vào và đầu khuếch đại quang [mW] Hệ số khuếch đại đặc trưng cho khả khuếch đại công suất ánh sáng khuếch đại Bị giới hạn chế bão hòa khuếch đại Điều làm giới hạn công suất quang cực đại khuếch đại b Độ rộng băng tần khuếch đại (B0) Hệ số khuếch đại khuếch đại quang hàm số tần số quang [G(f)] Tức là, đo hệ số khuếch đại G tín hiệu quang tần số khác khác Độ rộng băng tần khuếch đại khuếch đại quang B o xác định điểm -3dB so với hệ số khuếch đại đỉnh khuếch đại Giá trị Bo xác định băng thông tín hiệu truyền khuếch đại quang Do đó, ảnh hưởng đến hoạt động hệ thống thông tin quang sử dụng chúng c Công suất bão hòa Page | - - Khi hoạt động chế độ tín hiệu nhỏ, công suất quang đầu tăng tuyến tính với công suất quang đầu vào theo hệ số khuếch đại G: Pout = G.Pin Tuy nhiên, công suất đầu vào P in tăng đến mức đó, hệ số khuếch đại G không tăng tuyến tính với tính hiệu đầu vào mà không đổi chí bắt đầu giảm tiếp tục tăng công suất đầu vào Khi đó, khuếch đại quang đạt trạng thái bão hòa Công suất đầu điểm G giảm dB gọi công suất bão hòa P sat, out Công suất bão hòa Psat, out khuếch đại quang cho biết công suất đầu lớn mà khuếch đại quang hoạt động Một khuếch đại quang có hệ số khuếch đại cao có công suất bão hòa cao d Nhiễu KĐ - Hệ số nhiễu NF Các khuếch đại quang tạo nhiễu, gây phát xạ tự phát, pha photon phát xạ tự phát ngẫu nhiên Năng lượng phát xạ tự phát tạo khuếch đại chúng truyền qua khuếch đại phía đầu Tại đầu khuếch đại công suất quang thu P out bao gồm công suất tín hiệu khuếch đại - G.Pin công suất nhiễu phát xạ tự phát khuếch đại (ASE) - PASE Pout = G.Pin + PASE - Ảnh hưởng nhiễu khuếch quang biểu diễn hệ số nhiễu (NF) - SNRin, SNRout tỷ số tín hiệu nhiễu đầu vào đầu khuếch đại [mW] Page | - NF khuếch đại nhỏ tốt Câu 2: Ưu khuyết điểm khuếch đại quang bán dẫn SOA/ EDFA/ Raman SOA Ưu: + Hệ số KĐ cao (25 – 30dB) + Kích thước nhỏ, tích hợp với linh kiện quang bán dẫn khác + Dải thông lớn, lên tới 100nm + Có thể thực KĐ tín hiệu cửa sổ a/s 1310nm 1550nm Nhược: +Công suất bão hòa thấp (5mW), hạn chế khả SOA làm KĐ công suất + Hệ số nhiễu cao (5-7dB), ảnh hưởng đến chất lượng SOA làm tiền KĐ KĐ đường dây +Nhiễu xuyên kênh lớn hiệu ứng phi tuyến, ổn định độ lợi chịu ảnh hưởng nhiệt độ EDFA Ưu: +Nguồn laser bơm bán dẫn có độ tin cậy cao, gọn công suất cao +Cấu hình đơn giản, hạ giá thành hệ thống +Cấu trúc nhỏ gọn: lắp đặt nhiều EDFA trạm, dễ vận chuyển, thay + Công suất nguồn nuôi nhỏ: thuận lợi cho áp dụng tuyến thông tin quang vượt biển +Ko có nhiễu xuyên kênh KĐ tín hiệu WDM KĐ quang bán dẫn + Hầu ko phụ thuộc vào phân cực tín hiệu Nhược: +Phổ KĐ EDFA ko phẳng +Băng tần bị giới hạn băng C L +Nhiễu tích lũy qua nhiều chặng gây hạn chế cự ly truyền Raman Ưu: + Tạp âm nhiễu thấp + Cấu trúc đơn giản, không cần sợi đặc biệt + Dễ chọn băng tần + Có thể đạt băng thông rộng nhờ kết hợp vài laser bơm Nhược: +Xuyên âm kênh tín hiệu tán xạ Raman kích thích SRS +Hệ số KĐ thấp + Hiệu suất KĐ thấp so với EDFA: KĐ Raman cần công suất bơm lớn để đạt giá trị hệ số KĐ Câu 3: Vẽ sơ đồ cấu trúc khuếch đại EDFA theo chế độ bơm thuận/ngược/2 chiều, nêu chức khối nguyên tắc hoạt động a Chế độ bơm thuận: Page | Bơm thuận với bước sóng bơm 980nm Ion erbium sợi quang EDFA liên tục chuyển tiếp từ vùng lượng I15/2 thấp lên vùng lượng cao 4I11/2, sau ion phân rã xuống vùng 4I13/2 không phát xạ - Từ vùng này, có tín hiệu ánh sáng kích thích ion phát xạ bước sóng mong muốn (từ 1550 đến 1600 nm) chuyển từ vùng lượng 4I13/2 xuống vùng 4I15/2 Đây hệ thống ba mức Thời gian sống ion erbium mức 4I11/2 khoảng 1µs 4I13/2 tới 10ms Với thời gian sống dài, vùng 4I15/2 gọi vùng ổn định - Các ion bơm lên mức cao, sau nhanh chóng xuống vùng 4I13/2 tồn khoảng thời gian tương đối dài tạo nên nghịch đảo nồng độ b Chế độ bơm ngược - - Bơm bước sóng 1480nm Các ion erbium hoạt động hai vùng lượng 4I13/2 4I15/2 Đây hệ thống mức Các ion erbium liên tục chuyển từ vùng lượng 4I15/2 lên vùng lượng kích thích 4I13/2 nhờ lượng bơm Vì thời gian tồn mức dài nên chúng tích lũy tạo nghịch đảo nồng độ Page | c Chế độ bơm hướng - Sử dụng nguồn bơm (980nm 1480nm ngược chiều nhau) Chức khối: - - - - Sợi quang pha ion đất Erbium (EDF): + nồng độ pha tạp 100 – 2000 ppm, môi trường KĐ, tạo trạng thái nghịch đảo nồng độ + Vùng lõi trung tâm có đường kính từ -6 µm pha trộn ion Er3+ nơi có cường độ sóng bơm Là nơi xảy trình khuếch đại (vùng tích cực) EDFA + Lớp bọc có chiết suất thấp bao quanh vùng lõi, Lớp vỏ bảo vệ bao quanh sợi quang tạo bán kính sợi quang tổng 250 µm + Trong giản đồ phân bố lượng, ion Er3+ tồn nhiều vùng lượng khác ký hiệu: 4I15/2 , 4I13/2 , 4I11/2, 4I9/2, 4F9/2, 4S9/2, 2H11/2 Laser bơm: + Cung cấp lượng ánh sáng để tạo trạng thái nghịch đạo nồng độ vùng tích cực Laser bơm phát ánh sáng có bước sóng 980nm 1480nm WDM Coupler: + Ghép tín hiệu quang cần khuếch đại ánh sáng từ laser bơm vào sợi quang Loại coupler sử dụng WDM coupler cho phép ghép tín hiệu có bước sóng 980/1550nm 1480/1550nm Bộ cách ly quang: + Ngăn không cho tín hiệu quang phản xạ ngược phía đầu phát tín hiệu quang đường truyền phản xạ ngược EDFA Nguyên tắc hoặt động: Page | - - - Khi bơm ánh sáng cho laser: + Khi sử dụng nguồn bơm laser 980nm, ion Er3+ vùng hấp thụ lượng từ photon (có lượng Ephoton =1.27eV) chuyển lên trạng thái lượng cao vùng bơm (1) + Tại vùng bơm, ion Er3+ phân rã không xạ nhanh (khoảng 1µs) chuyển xuống vùng giả bền (2) Khi sử dụng nguồn bơm laser 1480nm, ion Er3+ vùng hấp thụ lượng từ photon (có lượng Ephoton =0.841eV) chuyển sang trạng thái lượng cao đỉnh vùng giả bền (3) + Các ion Er3+ vùng giả bền có khuynh hướng chuyển xuống vùng lượng thấp (4) + Sau khoảng thời gian sống (khoảng 10ms), không kích thích photon có lượng thích hợp ion Er3+ chuyển sang trạng thái lượng thấp vùng phát xạ photon (phát xạ tự phát) (5) Khi cho tín hiệu ánh sáng vào EDFA, có trình: + Các photon tín hiệu bị hấp thụ ion Er 3+ vùng (6) Tín hiệu ánh sáng bị suy hao + Các photon tín hiệu kích thích ion Er3+ vùng giả bền (7) Hiện tượng phát xạ kích thích xảy => EDFA khuếch đại tín hiệu ánh sáng tới KĐ tín hiệu ánh sáng tới: + Các ion Er3+ vùng giả bền trạng thái kích thích nhờ nguồn bơm (7) nhận kích thích từ tín hiệu ánh sáng tới chuyển trạng thái lượng từ mức lượng cao vùng giả bền xuống mức lượng thấp vùng phát xạ photon có hướng truyền, phân cực, pha bước sóng Page | 10 PHẦN 4: TRUYỀN TẢI QUANG – IP QUANG Câu 1: Nêu phương thức tích hợp IP quang - IP/ATM/SDH/WDM IP/SDH/WDM IP/NG-SDH/WDM IP/MPLS/SDH/WDM IP/MPLS/NG-SDH/WDM IP/MPLS/WDM IP/GMPLS/WDM IP/GbE/WDM IP/WDM Câu 2: Trình bày giai đoạn phát triển IP/ WDM a Giai đoạn IP/ATM/SDH/WDM - Đây giai đoạn công nghệ truyền tải IP quang Trong giai đoạn này, IP datagram trước đưa vào mạng truyền tải quang phải thực chia cắt thành tế bào ATM để từ nguồn tới đích Tại chuyển mạch ATM cuối cùng, IP datagram khôi phục lại từ tế bào Đây giai đoạn có đầy đủ tầng IP, ATM SDH, chi phí lắp đặt, vận hành bảo dưỡng tốn Tuy nhiên, công nghệ router nhiều hạn Page | 15 chế mặt tốc độ, dung lượng việc xử lý truyền dẫn IP quang thông qua ATM SDH có lợi mặt kinh tế b Giai đoạn IP/SDH/WDM - - - Giai đoạn này, tầng ATM bị loại bỏ IP datagram chuyển trực tiếp xuống tầng SDH Thay vào đó, người ta sử dụng công nghệ router với ưu điểm vượt trội so với chuyển mạch ATM mặt tính năng, dung lượng router IP phương tiện truyền dẫn ưu việt cho công nghệ IP datagram Ngoài ra, việc có thêm kỹ thuật MPLS bổ sung vào tầng IP tạo hai khả mới: Thứ nhất, cho phép thực kỹ thuật lưu lượng nhờ vào khả thiết lập kênh ảo VC Thứ hai, MPLS tách riêng mặt điều khiển khỏi mặt định hướng nên cho phép giao thức điều khiển IP quản lý trạng thái thiết bị mà không yêu cầu xác định rõ biên giới IP datagram Như vậy, dễ dàng xử lý IP datagram có độ dài thay đổi c Giai đoạn IP/WDM Page | 16 - - Trong giai đoạn này, tầng SDH bị loại bỏ IP datagram chuyển trực tiếp xuống tầng quang Giải pháp cho phép truyền trực tiếp IP datagram hệ thống WDM, giao thức có bước sóng tương ứng Việc loại bỏ tầng ATM tầng SDH đồng nghĩa với việc có phần tử mạng phải quản lý việc xử lý (việc xử lý thực hiên theo luồng quang) Các bước sóng khác xen/rẽ chuyển đổi bước sóng nút khác nhờ thiết bị như: OXC, OADM, định tuyến bước sóng quang Sự kết hợp IP phiên với khả khôi phục tầng quang, thiết bị OAM&P chức định tuyến phân bố tạo khả phục hồi, phát lỗi d Câu 3: Trình bày mô hình kết nối mạng IP/ WDM Gồm mô hình: - IP/WDM điểm – điểm IP/WDM tái cấu hình IP/WDM chuyển mạch a IP/WDM điểm – điểm Page | 17 - - - Với cấu trúc này, tuyến quang WDM điểm - điểm sử dụng để cung cấp dịch vụ truyền tải cho lưu lượng IP Các thiết bị WDM, chẳng hạn OADM tự chúng không hình thành mạng Thay vào đó, chúng cung cấp tuyến lớp vật lí định tuyến IP SONET/SDH sử dụng cho truyền khung kênh WDM Các gói IP đóng gói khung SONET/ SDH sử dụng phương thức đóng gói SONET/ SDH Kiến trúc IP WDM điểm-điểm cần có định tuyến IP để kết nối định hướng tới định tuyến IP khác qua tuyến sợi quang bước sóng khác Đối với IP WDM điểm- điểm, cấu trúc mạng hoàn toàn tĩnh Các hệ thống quản lí mạng tập trung hóa, có tương tác lẫn lớp IP WDM b IP/WDM tái cấu hình Page | 18 - - - - - Trong cấu trúc IP/WDM cấu hình lại, giao điện định tuyến IP kết nối tới giao diện phía khách hàng mạng WDM Các giao diện kết nối chéo WDM xen/rẽ tự kết nối mạng WDM Vì vậy, mạng WDM tự có tôpô vật lý tôpô tuyến quang Tôpô vật lý WDM gồm các phần tử mạng kết nối với qua sợi quang; tôpô tuyến quang thực nhờ kết nối kênh bước sóng Trong IP/WDM cấu hình lại, trình thiết lập hủy bỏ kênh bước sóng điều khiển giai đoạn riêng biệt Chuyển mạch lưu lượng IP chuyển mạch bước sóng không hoạt động lớp mạng IP/WDM cấu hình lại Các tuyến quang mạng WDM thiết kế để phù hợp với tôpô IP Nhờ kết nối chéo WDM cấu hình thích hợp, giao diện định tuyến định nối tới giao diện định tuyến khác c IP/WDM chuyển mạch Cơ sở hạ tầng WDM có khả hỗ trợ trực tiếp chuyển mạch gói Có phương pháp chuyển mạch gói bản: + Chuyển mạch burst quang (OBS) + Chuyển mạch nhãn quang (OLS) + Chuyển mạch gói quang (OPS) OBS OLS sử dụng mô hình chuyển mạch gói cỡ lớn/luồng nên khác với định tuyến gói IP thông thường OBS OLS không hiểu mào đầu gói IP chuyển tiếp gói IP OPR đại diện cho thực quang định tuyến IP nên hỗ trợ đầy đủ chức IP Page | 19 - - - - - Các hệ thống WDM chuyển mạch không nhớ đệm, công nghệ xử lý logic quang nhớ đệm liệu quang chưa chín muồi Các đường dây trễ quang sử dụng để mô đệm quang Các dường dây trễ phức tạp nhiều so với nhớ truy nhập ngẫu nhiên Cũng vậy, hệ thống WDM chuyển mạch dựa vào xử lý điện tử mào đầu gói để điều khiển hoạt động chuyển mạch => OPR không chín muồi OBS Bổ sung vào đệm quang gây ảnh hưởng đến thương mại hoá OPR bao gồm tốc độ chuyển mạch, độ tin cậy suy giảm tín hiệu cấu chuyển mạch OBS OLS mô tả OLSR (Optical Label Switching Router) Khác chủ yếu OBS OLS OBS sử dụng chuyển mạch gói nhanh, OLS chuyển mạch luồng OLS thường sử dụng bước sóng mang phụ băng để truyền thông tin điều khiển (mào đầu luồng) OLSR thường triển khai cụm Bên cụm, có OLSR biên yêu cầu bổ sung đầy đủ ngăn xếp giao thức IP OLSR biên cung cấp đệm điện tử nên gói IP đến xếp hàng chờ đợi biên trường hợp thiết lập LSP động Các OLSR kết nối nhờ sợi quang hỗ trợ kênh bước sóng OPR triển khai định tuyến IP điện tử, nhiên OPR có nhiều giao diện Trong thực tế, giao diện dành sẵn điều khiển phía sau OPR định tuyến IP điện PHẦN 5: MẠNG TRUY NHẬP QUANG FTTx Câu 1: Nêu khái niệm nêu ưu khuyết điểm FTTx - Khái niệm: Đây hình thức truy nhập mạng truy nhập sợi quang, để đưa dịch vụ tới khách hàng Page | 20 - - - FTTx bao gồm hệ thống truy nhập:  Sợi quang tới vùng dân cư (FTTC)  Sợi quang tới quan (FTTO)  Sợi quang tới tòa nhà (FTTB)  Sợi quang tới tận nhà (FTTH) Ưu điểm:  Dung lượng lớn  Cự ly đoạn lặp dài  Tính cách điện tốt  Tính bảo mật cao  Độ tin cậy cao dễ bảo dưỡng  Tính linh hoạt lớn  Tính mở rộng cao Nhược điểm:  Mặc dù sợi quang rẻ chi phí cho lắp đặt, bảo dưỡng, thiết bị đầu cuối lớn  Do thiết bị đầu cuối đắt nên lúc hệ thống mạng FTTx phù hợp  Đối với ứng dụng thông thường, không đòi hỏi băng thông lớn lướt Web, Check mail…thì cáp đồng tin dùng Do ngày người ta cần phải đầu tư nghiên cứu để giảm chi phí Câu 2: Cho biết công nghệ mạng quang thụ động PON - - Mạng quang thụ động (PON) kiến trúc mạng điểm - đa điểm, sử dụng chia quang thụ động (không có nguồn cung cấp) để chia công suất quang từ sợi quang tới sợi quang cung cấp cho nhiều khách hàng Các công nghệ PON:  Công nghệ ATM PON: ban hành thành tiêu chuẩn G983.1 ITU Trên sở xây dựng PON băng rộng (B-PON) chuẩn ITU-T G983 Một mạng APON/BPON điển hình cung cấp 622Mbít/s băng thông đường xuống 155 Mbit/s đường lên  Công nghệ GPON: Chuẩn ITU-T G984 mô tả gia tăng băng thông hiệu suất sử dụng băng thông nhờ sử dụng gói lớn, có độ dài thay đổi Hơn chuẩn G984 cho phép vài lựa chọn tốc độ bít, sử dụng tốc độ 2,488 Mbit/s cho luồng xuống tốc độ 1,244 Mbit/s cho luồng lên Phương thức gói tổng hợp GPON (GPON Encapsulation Methed- GEM) cho phép đóng gói lưu lượng liệu người dùng hiệu quả, với phân đoạn khung cho phép đảm bảo chất lượng dịch vụ QoS cao phục vụ lưu lượng nhạy cảm (dịch vụ thời gian thực yêu cầu trễ thấp) truyền thoại luồng video Page | 21  Công nghệ: EPON/GEPON + Chuẩn IEEE 802.3 Ethernet PON (EPON hay GEPON) hoàn thành năm 2004, phần dự án Ethernet First Mile + EPON chuẩn IEEE 802.3 sử dụng khung Ethernet đối xứng 1,24 Gbit/s tốc độ luồng lên luồng xuống + EPON ứng dụng cho mạng trung tâm liệu, mạng dịch vụ ba thoại, liệu video + Gần đây, năm 2006, tiếp tục thực chuẩn EPON tốc độ cực cao 10Gigabit/s (chuẩn XEPON hay 10- GEPON) Câu 3: Cấu hình tham chiếu nêu khối chức mạng truy nhập quang FTTx Các khối chức mạng truy nhập FTTx - - Khối chức OLT + Khối đầu cuối đường quang OLT cung cấp giao diện quang phía mạng với ODN, đồng thời cung cấp giao diện phía mạng dịch vụ OLT chia thành dịch vụ chuyển mạch dịch vụ không chuyển mạch OLT quản lý báo hiệu thông tin giám sát điều khiển đến từ ONU, từ cung cấp chức bảo dưỡng cho ONU OLT lắp đặt tổng đài nội hạt vị trí xa Khối chức ONU/ONT: + Khối mạng quang ONU/ONT đặt ODN thuê bao Phía mạng ONU có giao diện quang, phía thuê bao giao diện điện Page | 22 - Do đó, ONU có chức biến đổi quang/điện Đồng thời thực chức xử lý quản lý bảo dưỡng loại tín hiệu điện ONU đặt phía khách hàng (FTTH/B) trời (FTTC) Khối chức ODN: + Khối mạng phân phối quang ODN đặt ONU với OLT Chức phân phối công suất tín hiệu quang ODN chủ yếu linh kiện quang không nguồn sợi quang tạo thành mạng phân phối quang thụ động Nếu ODN thay ghép kênh quang trở thành mạng phân phối quang hình tích cực Câu 4: Trình bày phương thức truy nhập FTTx - - Phương thức FTTC: + sợi quang kéo tới ONU đặt vỉa hè + Một nhiều tòa nhà kết nối đến ONU cáp đồng, khoảng cách từ ONU tới thuê bao khoảng 100m + Phương thức FTTC khuyến nghị sử dụng cho vùng dân cư có mật độ dân tương đối cao, đặc biệt nơi sử dụng lại mạng cáp đồng, nơi khó lắp đặt cáp quang + Đây phương thức truy nhập phù hợp cho khách hàng có nhu cầu dịch vụ VoIP, truy nhập internet tốc độ cao Phương thức FTTB: + Sợi kéo tới ONU đặt tòa nhà + Các khách hàng truy nhập internet theo kết nối đến ONU thông qua LAN + Chiều dài + phần cáp đồng thường không lớn 10m + Cấu hình hệ thống truy nhập FTTB: Page | 23 - + Để tận dụng hiệu nguồn tài nguyên cũ phương thức FTTB+LAN xem tiết kiệm tối đa chi phí xây dựng mạng + Hơn nữa, khoảng cách ngắn ONU thiết bị đầu cuối thuê bao cho phép phát triển bước từ FTTB+LAN sang FTTH/FTTO + Mô hình FTTB phù hợp với tòa nhà có mật độ lớn khách hàng doanh nghiệp họ có nhu cầu đặc biệt lớn băng tần, đặc biệt tòa nhà có LAN Phương thức FTTO/FTTH + sợi quang kéo tới quan hộ gia đình, ONT đặt thuê bao + ONT điểm phân phát dịch vụ cho phép nhà khai thác cung cấp dịch vụ số liệu, thoại hình ảnh sợi + Cấu hình hệ thống truy nhập FTTO/FTTHH: + FTTO/H có khả cung cấp băng tần lớn, nhiên chi phí cho việc xây dựng mạng lại cao, cần phải xem xét cụ thể thiết kế + Nhìn chung, để tiến tới phương án FTTO/H cần có chiến lược phát triển mạng kế hoạch triển khai cụ thể để có bước thực đầu tư hợp lí + Phương thức đặc biệt phù hợp cần phải lắp đặt mạng cáp phải thay mạng cáp cũ PHẦN 6: QUẢN LÝ VÀ ĐIỀU KHIỂN QUANG Page | 24 Câu 1: Trình bày phương pháp bảo vệtrong mạng vòng (ring) quang UPSR/2; / (ULSR/2); /(BLSR/2) Câu 2: Các phương pháp điều khiển mạng quang Có phương pháp điều khiển mạng IP quang:  Phương pháp điều khiển tĩnh: Áp dụng cho giai đoạn đầu tổ chức truyền tải IP/ WDM việc điều khiển IP WDM thực theo phương thức cấp phát cố định  Phương pháp điều khiển động: Áp dụng cho giai đoạn thứ hai, mạng WDM chuyển đổi từ cấu trúc vòng ring hay điểm-điểm sang cấu trúc mesh với hệ thống DWDM Trong giai đoạn này, điều khiển WDM thông qua việc cấp phát bước sóng thực liệu điều khiển nhằm đảm bảo tận dụng mạng cách hiệu  Phương pháp điều khiển tích hợp: Giải pháp điều khiển tích hợp sử dụng mô hình giải pháp mạng ngang hàng Trong đó, mặt phẳng điều khiển dùng mạng WDM IP, đồng thời kết nối quang dẫn hướng định tuyến IP PHẦN 7: MỘT SỐ CÔNG NGHỆ, KỸ THUẬT VÀ XU HƯỚNG NGHIÊN CỨU TRONG MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG Câu 1: So sánh ưu nhược điểm hệ thống thông tin quang Coherent với hệ thống IM-DD IM/SS Phát: cường độ ánh sáng phát (LED/Laser) điều chế tuyến tính tín hiệu vào + ko sử dụng pha sóng mang để truyền tin Thu: trực tiếp tách băng tần sở (không có xử lý, biến đổi nào) Ưu: + Giá thành sản xuất giảm, phù hợp với hệ thống đơn kênh Nhược: + Quá trình bỏ qua đặc tính pha phân cực sóng mang tạo từ linh kiện quang + Nhiễu thu tách sóng trực tiếp Coherent Phát: tín hiệu thông tin điều chế (trực tiếp ngoài) với mức độ yêu cầu cao độ rộng phổ tín hiệu, độ ổn định tần số + Độ phân cực ánh sáng giữ nguyên trình truyền Thu: trước tách sóng, tín hiệu thông tin trộn với tín hiệu dao động nội (được xử lý trước tách sóng.) Ưu: + Độ nhạy thu cao + Băng tần hệ thống lớn + Có thể lựa chọn điều chỉnh lựa chọn kênh quang Nhược: + Cấu trúc hệ thống phức tạp Page | 25 tiền khuếch đại cao Do độ nhạy hệ thống tách sóng thấp + Tốc độ kênh thấp + Giá thành sản xuất cao Câu 2: Mô hình tổng quát trình bày thành phần hệ thống RoF FSO a Mô hình tổng quát hệ thống RoF - - - Các thành phần bản: Thiết bị đầu cuối vô tuyến: đóng vai trò thiết bị đầu cuối Các MH điện thoại di động, máy tính xách tay có tích hợp chức năng, PDA, hay máy chuyên dụng khác có tích hợp chức truy nhập vào mạng không dây Base Station (BS): có nhiệm vụ phát sóng vô tuyến nhận từ trạm trung tâm CS đến MH, nhận sóng vô tuyến nhận từ MH truyền CS Mỗi BS phục vụ microcell BS chức xử lý tín hiệu, đơn biến đổi từ thành phần điện/quang ngược lại để chuyển nhận từ CS BS gồm hai thành phần quan trọng antena thành phần chuyển đổi quang điện từ tần số RF Tùy bán kính phục vụ BS mà số lượng BS để phủ sóng vùng lànhiều hay Bán kính phục vụ BS nhỏ (vài chục hay vài trăm mét) phục vụ số lượng vài chục đến vài trăm MH Page | 26 Central Station (CS): trạm xử lý trung tâm, tùy vào khả kỹ thuật RoF mà CS phục vụ BS cách xa hàng chục km, nên CS nối đến hàng ngàn BS - Do kiến trúc mạng tập trung nên tất chức định tuyến, cấp phát kênh…đều thực chia sẻ CS, nói CS thành phần quan trọng mạng RoF CS nối tới tổng đài, server khác b Mô hình FSO - - - - Máy phát: sử dụng LED Laser Thông tin thường dạng liệu số đưa tới mạch điện thực điều chế nguồn ánh sáng phát (LED/LD) Đầu nguồn đưa qua hệ thống quang (telescope ghép (diplexer) quang), sau phát qua môi trường không gian sử dụng ăng-ten quang Môi trường truyền dẫn: nước, chân không, không khí Xét môi trường không khí lượng khí bao phủ thiên thể, trái đất Trái đất có bầu khí cao 560 km giữ lại nhờ vào lực hấp dẫn Hơi nước không khí tồn dạng mây sương mù, chúng ngưng tụ thành mưa, tuyết Các tượng gây ảnh hưởng trực tiếp đến liên kết OWC hoạt động phần bầu khí quyển, gần với bề mặt trái đất (tầng đối lưu) Máy thu: tín hiệu quang chuyển thành tín hiệu điện nhờ tách sóng photodiode  Bộ tách sóng: PIN APD  Bộ tập trung quang: để tăng diện tích hiệu tách sóng Độ tăng ích cao đạt nhờ sử dụng tập trung paralbol tổ hợp, thấu kính bán cầu  Bộ lọc quang: để làm tổn hao xạ băng Câu 3: Trình bày kỹthuật chuyển mạch burst quang chuyển mạch gói quang Page | 27 a Chuyển mạch Burst quang b Chuyển mạch gói quang Câu 4: Phân loại chuyển mạch quang: - - Theo môi trường truyền ánh sáng: + Chuyển mạch ống dẫn sóng + Chuyển mạch không gian tự Theo tín hiệu điều khiển: + Các thiết bị chuyển mạch quang điều khiển nhờ thay đổi chiết suất hệ số hấp thụ vùng tích cực thiết bị Đó nhờ hạt tải điện phun, điện trường gắn vào, photon phun Page | 28 - - Theo chức chuyển mạch + Chuyển mạch phân chia theo không gian + Chuyển mạch phân chia theo thời gian + Chuyển mạch phân chia theo bước sóng + Chuyển mạch phân chia theo mã Theo kỹ thuật chuyển mạch: + Chuyển mạch kênh quang + Chuyển mạch Burst quang + Chuyển mạch gói quang Page | 29