Phan 3 thong tin quang (last)

15/05/2010 Gi̫ng viên: Tr̯n Thi͏n Chính H͕c vi͏n Công ngh͏ BCVT MÔN HӐC Ӑ THÔNG TIN Q QUANG 15/05/2010 Phҫn ҫ I: Cѫ sͧ kͿ thu̵t thông tin quang Giҧng viên: Trҫn ThiӋn Chính - Hӑc viӋn Công nghӋ BCVT Phҫn II: Thành ph̯n c˯ b̫n cͯa m̩ng quang Giҧng viên: Trҫn ThiӋn Chính - Hӑc viӋn Công nghӋ BCVT Phҫn III: H͏ th͙ng thông tin quang Giҧng viên: Trҫn ThiӋn Chính - Hӑc viӋn Công nghӋ BCVT Phҫn IV: Thi͇t k͇ h͏ th͙ng thông tin quang WDM Giҧng viên: Trҫn ThiӋn Chính - Hӑc viӋn Công nghӋ BCVT NӜI DUNG MÔN HӐC 15/05/2010 III 5- HӋ thӕng truyӅn dүn Soliton III III 4- HӋ thӕng thông tin quang Coherent III III 3- HӋ thӕng thông tin quang SONET/SDH III III 2- Các thӃ hӋ phát triӇn mҥng quang WDM III III 1- HӋ thӕng thông tin quang WDM/DWDM III III/ CÔNG NGHӊ THÔNG TIN QUANG 15/05/2010 III.1- HӋ thӕng III ӕ thông tin quang WDM/DWDM WDM/DWDM:: III 1.1- Công ngh͏ ghép kênh quang III quang:: • Ngày nay, dung lѭӧng cӫa hӋ thӕng thông tin quang ÿã có thӇ vѭӧt 10 Tbps • Thӵc h tӃ, Ӄ tӕc ӕ ÿӝ ÿ bít b chӍ h ÿҥt ÿ tӟii 40 Gbps b d giӟi i i hҥn h cӫa hiӋu hi ӭng tán sҳc, ҳ phi hi tuyӃn tӕc ÿӝ cӫa thành phҫn ÿiӋn, vұy, truyӅn dүn nhiӅu kênh quang mӝt sӧi phѭѫng thӭc ÿѫn giҧn ÿӇ mӣ rӝng dung lѭӧng cӫa hӋӋ thӕngg lên hàngg Tbps p • Ghép kênh có thӇ thӵc hiӋn miӅn thӡi gian (ghép kênh thӡi gian TDM) hoһc tҫn sӕ (ghép kênh tҫn sӕ FDM) • Nhìn chung, có hai kӻ thuұt ghép kênh quang cѫ bҧn ghép kênh quang thӡi gian i (OTDM) vàà ghép kênh kê h bѭӟc b ӟ sóng ó (WDM/DWDM/OFDM) + WDM công nghӋ ghép nhiӅu bѭӟc sóng vào mӝt sӧi quang, vұy làm tăng hiӋu quҧ dҧi rӝng băng chung sӧi quang vӟi tәng tӕc ÿӝ bit cӫa mӛi bѭӟc sóng, ví dө 40 bѭӟc sóng ӣ tӕc ÿӝ bit 10 Gbps mӛi bѭӟc sóng mӝt sӧi sӁ tăng dҧi rӝng băng chung tӟi 400 Gbps III/ CÔNG NGHӊ THÔNG TIN QUANG 15/05/2010 • + DWDM công nghӋ có sӕӕ lѭӧng (mұt ÿӝ) bѭӟc sóng ghép nӕi ӕ vào sӧi quang lӟn hѫn (> 40 bѭӟc sóng) WDM WDM;; nhiên sӕ lѭӧng kênh bѭӟc sóng tăng lên cҫn phҧi lѭu ý bҧo ÿҧm ÿӝ rӝng khoҧng cách kênh, tәng công suҩt quang ÿѭa vào sӧi, sӧi hiӋu ӭng phi tuyӃn, tuyӃn xuyên âm, âm chiӅu dài cӫa sӧi quang, khuӃch ÿҥi, v.v + Mӝt công nghӋ WDM trѭӟc có sӕ lѭӧng bѭӟc sóng nhӓ, (< (Z t  ) s t @ (III 14) (III 14) • CNJng giӕng ӕ nhѭ hӋ thӕng ӕ thông tin sӕ, ӕ có thӇӇ có ba dҥng ÿiӅu Ӆ chӃӃ cѫ III.4III 4- HӋ thӕng thông tin quang Coherent III.4 15/05/2010 57 + Luӗng bit quang ÿѭӧc tҥo nên bҵng cách ÿiӅu biӃn pha )s theo (III (III 14), 14), ÿәi;; ÿӕi vӟi dҥng PSK nhӏ biên ÿӝ As tҫn sӕ Z0 giӳ không thay ÿәi phân pha )s nhұn hai giá trӏ lӵa chӑn vӟi S phân, + Ĉӕi vӟi dҥng PSK, cѭӡng ÿӝ quang giӳ cӕ ÿӏnh tҩt cҧ bit tín hiӋu xuҩt hiӋn có dҥng CW; CW; tách sóng Coherent cҫn thiӃt cho PSK tҩt cҧ thông tin sӁ bӏ mҩt nӃu nhѭ tín hiӋu quang ÿѭӧc tách sóng trӵc tiӃp mà không trӝn vӟi ÿҫu cӫa bӝ dao ÿӝng nӝi + Thӵc hiӋn PSK ÿòi hӓi khҧ thay ÿәi pha quang ÿiӅu chӃ bên tѭѫng ӭng vӟi ÿiӋn áp ӭng dөng, cѫ chӃ vұt lý sӱ dөng bӝ ÿiӅu chӃ nhѭ vұy gӑi khúc xҥ ÿiӋn tӱ + Bҩt kǤ mӝt tinh thӇ quang - ÿiӋn có hѭӟng xác ÿӅu có thӇ sӱ dөng ÿӇ ÿiӅu chӃ pha, thӵc tӃ thѭӡng sӱ dөng tinh thӇ LiNbO3; viӋc thiӃt kӃ bӝ ÿiӅu chӃ pha cѫ sӣ LiNbO3 ÿѫn giҧn hѫn ÿiӅu chӃ biên ÿӝ • Dҥng ÿiӅu Ӆ chӃӃ pha (PSK) (PSK):: III.4III 4- HӋ thӕng thông tin quang Coherent III.4 15/05/2010 • 58 + Sӱ dөng PSK ÿòi hӓi pha cӫa sóng mang quang phҧi giӳ әn ә ÿӏnh, pha thông tin có thӇ bӏ rút ӣ bӝ thu không rõ ràng; ràng; yêu cҫu ÿһt ÿiӅu kiӋn nghiêm ngһt vӅ dung sai ÿӝ rӝng ÿѭӡng cӫa Laser phát dao ÿӝng nӝi + Ĉӝ rӝng ÿѭӡng yêu cҫu có thӇ giҧm bӟt nhӡ sӱ dөng sӵ thay ÿәi dҥng PSK, nhѭ ÿã biӃt ÿó khóa dӏch pha vi sai (DPSK); (DPSK); trѭӡng hӧp DPSK, thông tin ÿѭӧc mã hóa nhӡ sӱ dөng chênh lӋch pha giӳa hai bit bên cҥnh Dҥng ÿiӅu chӃ tҫn sӕ (FSK) (FSK):: + Thông tin ÿѭӧc mã hóa sóng mang quang bҵng cách dӏch tҫn sӕ sóng mang Z0, vӟi tín hiӋu nhӏ phân sӕ, Z0 nhұn hai giá trӏ Z0 + 'Z Z0 'Z tùy thuӝc vào luӗng bit truyӅn hay + Dӏch chuyӇn 'f = 'Z 'Z//2S gӑi ÿӝ lӋch tҫn sӕ, sӕ 2'f ÿôi gӑi khoҧng cách tín hiӋu, biӇu thӏ khoҧng cách tҫn sӕ giӳa bit 0; trѭӡng quang ÿӕi vӟi dҥng FSK có thӇ viӃt nhѭ sau sau:: E s t As cos>Z r 'Z t  ) s @ (III 15) (III 15) III.4III 4- HӋ thӕng thông tin quang Coherent III.4 15/05/2010 59 + Dҩu ҩ + - tѭѫng ӭng vӟi bit 0, lѭu ý rҵng ҵ ÿӕi ӕ sӕ ӕ cӫa cosine có thӇӇ ÿѭӧc viӃt nhѭ sau Z0t + ()s r 'Z 'Zt) t);; dҥng FSK cNJng có thӇ xem nhѭ dҥng ÿiӅu chӃ PSK nӃu nhѭ pha sóng mang tăng hoһc giҧm tuyӃn tính khoҧng thӡi gian bit + Lӵa chӑn ÿӝ lӋch tҫn sӕ 'f phө thuӝc vào dҧi rӝng băng có thӇ, toàn bӝ dҧi rӝng băng cӫa tín hiӋu FSK xҩp xӍ 2'f + 2B (vӟi B tӕc ÿӝ bit) + Khi 'f >> B dҧi rӝng băng gҫn bҵng 2'f gҫn nhѭ không phө thuӝc vào tӕc ÿӝ bit, trѭӡng hӧp gӑi ÿӝ lӋch rӝng hay băng rӝng + Trѭӡng hӧp ngѭӧc lҥi, 'f [...]... 97,728 Mbps 139 264 Mbps 139 ,264 Mb 39 7,200 Mbps 3, 152 Mbps 6, 132 Mbps 32 064 Mbps 32 ,064 Nht Bn 64 Kbps 1,544 Mbps III.1III 1- H thng thụng tin quang WDM/DWDM III.1 22 15/05/2010 Chuyn mch gúi quang Th h th ba (3rd): Mng gúi quang Chuyn mch kờnh quang ng Th h th hai (2nd): Mng truyn ti quang Lung quang tnh im - im Th h th nht (1st): Mng truyn ti quang III 2- Cỏc th h phỏt trin III mng quang WDM WDM::... nhau + Trong cỏc tuyn thu phỏt quang, quang cú mt s thnh phn quang tham gia nh:: si quang; nh quang; b khuch i quang; quang; OADM; OADM; b lc quang; quang; b ghộp ni quang; ; ngun Laser quang Laser;; b iu ch ch;; b thu III.1III 1- H thng thụng tin quang WDM/DWDM III.1 15/05/2010 16 + Mng vũng WDM gm si quang cú cu hỡnh vũng vi y cỏc nỳt liờn kt, mt s h thng cú hai vũng si quang bo v mng + Tc bớt b... ca WDM vi tt c cỏc lp t truy nhp ti ng trc ng truyn quang STM Nỳt quang tc cao OC-12 ti OC-192 Nỳt OADM STM OC-192/OC-768 B ghộp kờnh IP/LAN III.1III 1- H thng thụng tin quang WDM/DWDM III.1 21 15/05/2010 DS0/ E0 DS1 E1 DS1c DS2 E2 DS3 DS3c E3 DS4 Tc 274,176 Mbps 44, 736 Mbps 91,0 53 Mbps 3, 152 Mbps 6, 132 Mbps M 64 Kbps 1,544 Mbps 88,448 448 Mbps 34 ,36 8 Mbps 2 048 Mbps 2,048 Tiờu chun tc Chõu u 64 Kbps... mch Burst quang III.2III 2- Cỏc th h phỏt trin mng quang WDM III.2 15/05/2010 Signal Source Optical-label switching IP/WDM Node ode Th h th ba: b M Mng gúi úi quang Chuyn mch gúi quang Chuyn mch nhón quang 31 Signal Destination III.2III 2- Cỏc th h phỏt trin mng quang WDM III.2 15/05/2010 Signal Source Th h th ba: Mng g gúi g quang q g Chuyn mch gúi quang Routing table look up 32 Signal Destination...Thời gian EDFA B chia quang Bộ điều chế Bộ điều chế Trễ quang EDFA Sợi quang Kênh: 1 2 3 4 1 2 3 4 Bộ ghép quang 11 Kênh 4 Kênh 1 Thời gian Bộ tách kênh Khối phát Clock Hình III .3: Sơ đồ tuyến thông tin quang sử dụng kỹ thuật OTDM ghép 4 kênh quang 15/05/2010 Ngun phỏt Bộ điều chế Bộ điều chế Tín hiệu III.1III 1- H thng thụng tin quang WDM/DWDM III.1 15/05/2010 12 III 1.4- Cu... trin mng quang WDM III.2 15/05/2010 35 III .3- H thng III thụng tin quang SONET/SDH SONET/SDH:: III 3. 1- Phõn loi giao din quang III quang: : Mng quang ng b (SONET) l tiờu chun truyn dn s tc d cao trờn c s TDM, nú c s dng d rng róii trong cỏc mng vin i thụng h truyn ti lu lng thoi v/hoc s liu gia cỏc tng i n gin nht cú th coi SONET/SDH l cu trỳc cỏc tớn hiu truyn i trờn cỏc si quang, quang m ... cúú th truyn t ti tc t thp th hn h Si quang n mode truyn dn bc súng trong di 130 0nm, 130 0nm, 1550 nm v hp th bc súng trong di 134 0 nm, 1440 nm; nm; h thng WDM s dng cỏc bc súng trong vựng 131 0 nm v 1550 nm III.1III 1- H thng thụng tin quang WDM/DWDM III.1 15/05/2010 13 mc dự cụng ngh si quang mi cú th m ra vựng ph rng, nhng khụng phi tt c cỏc thnh phn quang u hot ng hiu qu nh nhau trờn ton b... cỏc h thng ó hot ng vi vi chc bc súng trờn mt si quang Cụng ngh DWDM ó c chng minh hot ng vi hn 200 bc súng trờn mi si quang, tc 40 Gbps/bc súng, nh vy ton b di rng b ca bng mi i sii quang cúú th h t khong kh 8 Tbps Tb III.1III 1- H thng thụng tin quang WDM/DWDM III.1 OC 3 ti OC-192 OC -3 OC 192 ATM ng truyn in Truy nhp ti tn nh (tc t DS0 ti OC -3) Mng ng trc (tc ln hn OC-12) Mng khu vc trung... kờnh quang ng 28 Mesh network III.2III 2- Cỏc th h phỏt trin mng quang WDM III.2 15/05/2010 passtthru u Th h th hai: h i Mng M truyn t ti quang Chuyn mch kờnh quang ng OADM DXC ATM pass-thru OADM transit OXC IP add/drop TDM OADM III.2III 2- Cỏc th h phỏt trin mng quang WDM III.2 29 passthru 15/05/2010 Th h th ba: b M Mng gúi úi quang Chuyn mch gúi quang data burst Control Packet control channel 30 Optical... phỏt trin mng quang WDM III.2 15/05/2010 + Cõn bng ti + Gim xỏc sut nghn + Khụi phc mng Kt ni ggia mngg IP v qquang g s dngg cụngg ngh g GMPLS Thit lp lung quang ng theo nhu cu K thut mng: mng: Th h th hai: Mng truyn ti quang Chuyn mch kờnh quang ng III.2III 2- Cỏc th h phỏt trin mng quang WDM III.2 27 15/05/2010 OADM DCS Ring network OADM OXC OADM DCS OXC Th h th hai: Mng g truyn y ti quang q g Chuyn