Công nghệ truyền tải quang

Cơng nghệ truyền tải quang Bộ mơn Tín hiệu Hệ thống Hà Nội, 2018 Giới thiệu môn học • Thời lượng môn học: – ĐVHT (32LT + 8BT + 2TH + 3Tự học) • Mục tiêu: – Kiến thức: Trang bị cho sinh viên kiến thức ghép kênh quang theo bước sóng WDM, kỹ thuật truyền tải IP/WDM, kỹ thuật khuếch đại quang, bù tán sắc, chuyển mạch quang, công nghệ mạng truy nhập quang số công nghệ quang tiên tiến – Kỹ năng: Rèn cho sinh viên có kỹ nghiên cứu, phân tích, đánh giá cơng nghệ mạng truyền tải quang 2/25/19 Giới thiệu môn học • Nội dung: – Chương 1: Tổng quan phát triển công nghệ truyền tải quang – Chương 2: Công nghệ truyền tải WDM – Chương 3: Công nghệ mạng truyền tải quang: NG-SDH OTN – Chương 4: Truyền tải IP/WDM – Chương 5: Công nghệ truy nhập quang – Chương 6: Quản lý điều khiển mạng quang 2/25/19 Giới thiệu mơn học • Tài liệu tham khảo: – Học viện CNBCVT, Bài giảng môn Công nghệ truyền tải quang, 2016 – Cao Hồng Sơn Công nghệ IP WDM Nhà xuất Bưu Điện, 8-2005 – Đỗ Văn Việt Em Hệ thống thông tin quang II Học viện Cơng nghệ Bưu Viễn thông, 2007 – G Keiser, “Optical Fiber Communications” Third edition, McGraw-Hill, 2000 – Rajiv Ramaswami, Kumar N Sivarajan, Galen H Sasaki, “Optical Networks: A Practical Perspective” Third Edition, Elservier, Inc, 2010 – Khurram Kazi, “Optical Networking Standards: A Comprehensive Guide”, Springer Science+Business Media, LLC, 2006 – Stamatios V Kartalopoulos, “Next Generation Intelligent Optical Networks: From Access to Backbone” Springer Science+Business Media, LLC, 2008 – Huub Van Helvoort “The Comsoc Guide to Next Generation Optical Transport SDH/SONET/OTN” John Wiley & Sons, Inc, 2009 – Leonid G Kazovsky et.al “Broadband Optical Access Networks” John Wiley & Sons, Inc, 2011 – ITU-T Recommendations 2/25/19 Giới thiệu mơn học • Đánh giá: – Tham gia học tập lớp: – Thực hành/Thí nghiệm/Bài tập/Thảo luận: 10 % – Kiểm tra kỳ: 20% – Tiểu luận: – Kiểm tra cuối kỳ: 2/25/19 10% 10% 50 % Giới thiệu mơn học • Nội dung chi tiết: Chương 1- TỔNG QUAN VỀ SỰ PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ TRUYỀN TẢI QUANG – Giới thiệu chung – Sự phát triển cơng nghệ quang • Tiến trình phát triển cơng nghệ truyền dẫn quang • Cơng nghệ chuyển mạch quang • Kỹ thuật khuếch đại chuyển đổi bước sóng quang – Xu hướng phát triển công nghệ truy nhập quang – Xu hướng phát triển mạng truyền tải quang 2/25/19 Giới thiệu môn học • Nội dung chi tiết: Chương 2- CÔNG NGHỆ TRUYỀN TẢI WDM – Tổng quan trình phát triển – Kỹ thuật ghép kênh quang theo bước sóng • • • • Giới thiệu chung Kiến trúc hệ thống nguyên lý WDM Các đặc điểm tham số hệ thống WDM Phân loại chuẩn hệ thống WDM – Xu hướng phát triển công nghệ truy nhập quang – Xu hướng phát triển mạng truyền tải quang 2/25/19 Giới thiệu mơn học • Nội dung chi tiết: Chương 2- CÔNG NGHỆ TRUYỀN TẢI WDM – Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng HT WDM • Băng thơng khuếch đại • Xun kênh tuyến tính phi tuyến • Cân bù tán sắc kênh quang – Kỹ thuật khuếch đại quang • Tổng quan khuếch đại quang • Bộ khuếch đại quang SOA/ EDFA/ RA • So sánh loại khuếch đại quang – Kỹ thuật bù tán sắc • Giới thiệu chung • Các kỹ thuật bù tán sắc • So sánh kỹ thuật bù tán sắc 2/25/19 Giới thiệu môn học • Nội dung chi tiết: Chương 3- CÔNG NGHỆ TRUYỀN TẢI QUANG: SDH OTN NG- – Giới thiệu chung – Cơng nghệ NG-SDH • • • • • • Tổng quan công nghệ NG-SDH Các tiêu chuẩn liên quan đến cơng nghệ NG-SDH Đặc tính kỹ thuật NG-SDH Cơ chế kết chuỗi container ảo (VCAT) Cơ chế điều chỉnh dung lượng tuyến (LCAS) Thủ tục đóng khung tổng quát (GFP) – Công nghệ mạng truyền tải quang • • • • • • • 2/25/19 Giới thiệu chung Hệ thống khuyến nghị ITU-T mạng truyền tải quang OTN Giao diện nút mạng mạng truyền tải quang OTN Kiến trúc chức mạng truyền tải quang OTN Kiến trúc truyền tải thông tin OTN Cấu trúc khung OTN G.709 Hệ thống phân cấp ghép kênh xếp tín hiệu OTN – So sánh NG-SDH OTN Giới thiệu môn học • Nội dung chi tiết: Chương 4- TRUYỀN TẢI IP/WDM – Xu hướng tích hợp IP WDM – Kiến trúc truyền tải IP/WDM • Tổng quan • Các kiến trúc IP/ WDM • Chức số tầng kiến trúc IP/ WDM – Các giai đoạn phát triển IP/WDM • Giai đoạn IP/ATM/SDH /WDM • Giai đoạn IP/SDH /WDM • Giai đoạn IP/WDM 2/25/19 10 Cấu hình mạng truy nhập quang • Các thành phần mạng: – Khối ONU/ONT: • Khối mạng quang ONU/ONT đặt ODN th bao • Phía mạng ONU có giao diện quang, còn phía th bao giao diện điện • 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) hoặc ngồi trời (FTTC) 2/25/19 279 Cấu hình mạng truy nhập quang • Các thành phần mạng: – Khối ONU: 2/25/19 280 Cấu hình mạng truy nhập quang • Các thành phần mạng: – Khối ODN: • Khối mạng phân phối quang ODN đặt ONU với OLT • Chức phân phối cơng 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 bằng ghép kênh quang trở thành mạng phân phối quang hình tích cực • Trong mạng phân phối quang tích cực, ODN bao gồm phần sợi quang truyền dẫn chuyển mạch tích cực để phân phối tín hiệu 2/25/19 281 Các phương thức truy nhập quang • Kiến trúc mạng truy nhập – Các node kết cuối quang mạng truy nhập khối mạng quang (ONU) - FTTC: Sợi quang tới vùng dân cư - FTTO: sợi quang tới quan - FTTB: sợi quang tới toa nhà - FTTH: sợi quang tới tận nhà 2/25/19 282 Các phương thức truy nhập quang • Kiến trúc mạng truy nhập FTTH cung cấp kết nối băng rơng đáp ứng cung cấp truyền liêu tốc đô 10 đến 1000 Mbit/s trực tiếp cho người dùng Các ky thuât VDSL ADSL sử dụng thống cáp điên thoại tồn bị giới hạn khoảng cách truyền dẫn tốc 2/25/19 283 Các cơng nghệ OAN • Mạng quang tích cực (AON) – Là mạng truy nhập quang để phân phối tín hiệu sử dụng thiết bị cần nguồn cung cấp – Dữ liệu từ phía nhà cung cấp khách hàng se chuyển đến khách hàng →dữ liệu khách hàng se tránh xung đột truyền đường vật lý chung 2/25/19 284 Các cơng nghệ OAN • Mạng quang tích cực (AON) – Kiến trúc “Home run”: Được sử dụng nhiều Châu Âu • Kết nối điểm – điểm • Độ rộng băng tần cao • Mức độ linh hoạt cao 2/25/19 285 Các cơng nghệ OAN • Mạng quang tích cực (AON) – Kiến trúc “Home run”: Được sử dụng nhiều Châu Âu số khu vực Mỹ • Độ rộng băng tần cao • Mức độ linh hoạt cao 2/25/19 286 Các công nghệ PON • Mạng quang thụ động (PON) – Phần quang mạng truy nhập • Phải đơn giản • Chi phí tiết kiệm dễ dàng phân phối dịch vụ – Kỹ thuật mạng quang ưu tiên mạng truy nhập quang gần mạng quang thụ động (PON) • Các node đầu xa  Các thành phần thụ động (VD: coupler sao) • Độ tin cậy cao, dễ dàng bảo dưỡng không cần cấp nguòn • Dễ dàng nâng cấp mà không cần thay đổi hạ tầng cấu trúc 2/25/19 287 Các công nghệ PON • Mạng quang thụ động (PON) – Các cấu hình bản: 2/25/19 288 Các cơng nghệ PON • Mạng quang thụ động (PON) – Các kiểu mạng PON: 2/25/19 289 Các cơng nghệ PON • Mạng quang thụ động (PON) – Hiện có tiêu chuẩn cho mạng PON tách cơng suất • IEEE EPON (GE-PON Nhật Bản) sử dụng hầu hết khu vực Châu Á • Các nhà mạng Bắc Mỹ Châu Âu lựa chọn ITU-T PON 2/25/19 290 Các công nghệ PON • Mạng quang thụ động (PON) G983.3 Optical System – 1480-1550 nm - 622 Mb/s down – 1310 nm -155 Mb/s up – 1550 nm – RF Video Overlay • 46-870 MHz Video Rx • Low Form Factor: < 2” X 3” • Power Consumption: < 1W Ví dụ module Triplexer OLT mạng BPON 1550-1560 nm Analog PIN Primary Thin film WDM • Reflect/pass 1550-1560 nm block 1480-1500 nm • Transmit/pass 1480-1500 block 1550-1560 nm • Transmit /pass 1260-1360 nm 1310 nm Laser LD Secondary Thin film WDM • Reflect/pass 1480-1500 nm block 1550-1560 nm • Transmit /pass 1260-1360 nm Digital PIN-TIA (622 /155 Mb/s) Single mode Pigtail 2/25/19 291 Các công nghệ PON Central Office or Remote Terminal Internet Fiber Distribution Passive Outside Plant up to 20 km (12.4 mi.) AMS FTTH IP / ATM G6 Voice IP / ATM Gateway 7340 Ethernet P-OLT /ATM Splitters 1,490 nm 622 Mb/s 1,310 nm GR303 TR08 T1 CAS MGCP FTTH 155 Mb/s FTTB PSTN 7340 V-OLT Video 1,550 nm 7340 H-ONT Ví dụ mạng BPON 7340 FTTU Alcatel 7340 B-ONT Voice, Data and Video (bi-directional) for 32 subscribers over a single fiber per G983.3 Coarse WDM supports three wavelengths — 1,490 nm – Downstream Voice and Data at 622 Mb/s 1,310 nm – Upstream Voice and Data at 155 Mb/s 2/25/19 1,550 nm - Dedicated wavelength for RF Digital/Analog video 292 Bài tập Cho mô hình hệ thống WDM đơn hướng điểm-điểm sử dụng bước sóng băng C Mỗi bước sóng hoạt động tốc độ 10 Gbit/s Khoảng cách bước sóng 100 GHz Hệ thống sử dụng sợi quang đơn mốt có hệ số suy hao 0,25 dB/km băng C Nếu hệ thống sử dụng khuếch đại quang pha trộn Erbium (EDFA) bơm ngược, bước sóng bơm 980 nm Bộ khuếch đại EDFA thứ đặt vị trí cách nguồn phát 120 km, khuếch đại EDFA thứ hai đặt vị trí cách khuếch đại thứ 125km cách máy thu 130 km - Hãy vẽ sơ đồ khối hệ thống WDM bao gồm sơ đồ khối khuếch đại EDFA Cho biết chức khối sơ đồ khối khuếch đại - Nếu cơng suất phát bước sóng 1 mW khuếch đại có hệ số khuếch đại tổng cộng 50 dB, bỏ qua suy hao thiết bị ghép/tách bước sóng mối hàn nối, tính cơng suất bước sóng 1 phía thu theo đơn vị mW - Nếu tỷ số SNR đầu máy phát kênh (1) 30dB, khuếch đại quang OA1 OA2 có hệ số G1=G2=25dB, cơng suất nhiễu ASE P ASE=293 2/25/19 27dBm Bỏ qua suy hao hàn nối nhiễu sợi quang gây nên Xác định ... giá công nghệ mạng truyền tải quang 2/25/19 Giới thiệu mơn học • Nội dung: – Chương 1: Tổng quan phát triển công nghệ truyền tải quang – Chương 2: Công nghệ truyền tải WDM – Chương 3: Công nghệ. .. tin quang 28 29 Chương 1- Tổng quan phát triển công nghệ truyền tải quang Sự phát triển tốc độ dung lượng mạng truyền tải quang 2/25/19 30 Chương 1- Tổng quan phát triển công nghệ truyền tải quang. .. QUAN VỀ SỰ PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ TRUYỀN TẢI QUANG – Giới thiệu chung – Sự phát triển công nghệ quang • Tiến trình phát triển cơng nghệ truyền dẫn quang • Cơng nghệ chuyển mạch quang • Kỹ thuật khuếch