CÁC PHƯƠNG THỨC TÍCH HỢP IP TRÊN QUANG VÀ ỨNG DỤNG TRONG NGN CỦA TỔNG CÔNG TY BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG VIỆT NAM

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP BỘ MÔN THÔNG TIN QUANG ĐỀ TÀI: CÁC PHƯƠNG THỨC TÍCH HỢP IP TRÊN QUANG VÀ ỨNG DỤNG TRONG NGN CỦA TỔNG CƠNG TY BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG VIỆT NAM CHƯƠNG CÔNG NGHỆ GHÉP KÊNH THEO BƯỚC SÓNG 2.3.5 Bộ xen/rẽ quang OADM ● Chức OADM OADM linh kiện quan trọng việc tổ chức mạng truyền dẫn Chức OADM rẽ tín hiệu quang từ thiết bị truyền dẫn mạng chỗ, đồng thời xen tín hiệu quang thuê bao để phát đến điểm nút khác mà không ảnh hưởng đến việc truyền dẫn tín hiệu kênh bước sóng khác Chức tương tự chức xen/rẽ kênh ADM mạng SDH, đối tượng thao tác trực tiếp tín hiệu quang Nhờ lực OADM nên trở thành phần tử mạng hình vòng dựa cơng nghệ WDM Mạng hình vòng WDM giữ lại đặc tính tự khơi phục kiến trúc hình vòng, đồng thời nâng cấp dung lượng đặn trường hợp không biến đổi kiến trúc hệ thống ● Cấu trúc OADM Kết cấu OADM bao gồm phần tử tách kênh, phần tử điều khiển tách nhập phần tử ghép kênh Hình 2.10 trình bày kết cấu tính OADM Kết cấu hình vẽ khơng có nghĩa tất bước sóng phải tách kênh sợi quang đầu vào Thông thường điểm nút OADM dùng để tách bước sóng cần thiết luồng đến (λd), đồng thời ghép lên sợi quang truyền dẫn bước sóng truy nhập (λa) thơng qua ghép kênh Mơ đun tách nhập bước sóng λ1 Thiết bị khuếc h đại quang Mô đun thay đổi bảo vệ Bộ tách kên h λ1 Điều khiển tách nhập λn λd λn Bộ ghé p kên h λa Mô đun thay đổi bảo vệ Thiết bị khuếc h đại quang Mơ đun giao diện bước sóng λđ λa Mơ đun tách nhập bước sóng Hình 2.10: Kết cấu chức OADM ● Phân loại Các thiết bị OADM chia làm hai loại: OADM tĩnh OADM động Trong OADM tĩnh, sử dụng tín hiệu kênh quang có bước sóng vào/ra cố định Vì kết cấu, phần tử điều khiển tách nhập chủ yếu dùng linh kiện thụ động như: tách ghép kênh, lọc cố định Như vậy, định tuyến điểm node cố định, thiếu linh hoạt trễ Trong OADM động, vào nhu cầu để chọn tín hiệu kênh quang có bước sóng vào/ra khác Vì kết cấu, phần tử điều khiển tách nhập thường dùng linh kiện khoá quang, lọc có điều khiển Như vậy, phân phối tài nguyên bước sóng mạng cách hợp lý Tuy nhiên, phức tạp có trễ 2.3.6 Chuyển mạch quang ♣ Khái niệm Để xây dựng hệ thống truyền dẫn toàn quang nhằm lợi dụng ưu điểm truyền dẫn quang ngồi phần truyền dẫn sợi quang, thiết bị chuyển mạch phải làm việc miền quang Các ma trận chuyển mạch sử dụng để cấu tạo nên thiết bị chuyển mạch quang dùng thay cho thiết bị chuyển mạch điện tử, khắc phục giới hạn “nút cổ chai” mạch điện tử làm tăng khả suốt mạng quang Ngoài ra, ma trận chuyển mạch quang thành phần lõi thiết bị điểm node mạng WDM Hệ thống chuyển mạch quang hệ thống cho phép tín hiệu bên sợi cáp quang hay mạch tích hợp quang (IOC) chuyển mạch có lựa chọn từ cáp (mạch) tới cáp (mạch) khác Một hệ thống chuyển mạch quang vận hành nhờ phương tiện dịch chuyển sợi quang tới sợi quang khác, hay nhờ hiệu ứng điện – quang, từ - quang, hay phương pháp khác ♣ Phân loại Có loại chuyển mạch quang là: chuyển mạch phân chia theo thời gian, chuyển mạch phân chia theo không gian, chuyển mạch phân chia theo bước sóng chuyển mạch phân chia theo mã Trong hệ thống WDM dùng hai loại chuyển mạch là: chuyển mạch phân chia theo không gian chuyển mạch phân chia theo bước sóng Còn chuyển mạch quang phân chia theo thời gian chuyển mạch quang phân chia theo mã ứng dụng vào chuyển mạch gói quang ATM Sau đây, ta tìm hiểu hai loại chuyển mạch a, Chuyển mạch quang phân chia theo không gian Chuyển mạch quang phân chia theo không gian loại chuyển mạch Nó chia thành hai loại: loại sợi quang loại không gian tự Trong đó, loại sợi quang phổ biến Cấu trúc loại này: đầu vào đầu có sợi quang hồn thành hai trạng thái kết nối song song kết nối chéo Trong kết cấu kiểu này, sợi đến phải giao điểm chuyển mạch nên phải đặt gần mặt vật lý Hình 2.11 ví dụ loại chuyển mạch Hình 2.11: Ví dụ chuyển mạch quang khơng gian loại sợi quang Đây chuyển mạch quang kiểu ống dẫn sóng, hoạt động nhờ thay đổi hiệu suất khúc xạ ống dẫn sóng điều khiển từ bên ngồi để chọn ống dẫn sóng đầu Điều khiển hiệu suất khúc xạ cách đưa điện áp bên ngồi vào để hình thành điện trường, thơng qua đốt nóng Cơng nghệ cho phép sử dụng vi gương để tạo nên cấu trúc ma trận chuyển mạch Các vi gương gương có kích thước nhỏ đầu chân cắm IC, chế tạo từ silicon – crystal đơn để chuyển mạch luồng tín hiệu quang Để thực chuyển mạch tín hiệu quang từ đầu vào đến đầu tương ứng góc nghiêng vi gương điều chỉnh thích hợp cho tia sáng từ sợi đầu vào phản xạ gương để đến đầu yêu cầu Các ma trận chuyển mạch thường cấu tạo từ nhiều modul Trên modul có số lượng vi gương định theo nhà sản xuất, thường 512 vi gương Hình 2.12 cấu tạo modul chuyển mạch loại Hình 2.12: Cấu trúc modul vi gương Nhược điểm chuyển mạch quang phân chia theo không gian chuyển mạch với dung lượng lớn, số lượng giao điểm quang tăng lên nhanh cần số lượng lớn sợi quang cho đầu vào đầu b, Chuyển mạch quang phân chia theo bước sóng Chuyển mạch bước sóng tức bước sóng λi tín hiệu ghép kênh bước sóng biến đổi thành bước sóng λj khác theo nhu cầu Chuyển mạch bước sóng quang cần biến đổi bước sóng.Thực chuyển mạch bước sóng tách kênh để chia cắt kênh tín hiệu khơng gian, tiến hành chuyển đổi bước sóng kênh ghép lại đưa sợi quang Cần phân biệt chuyển mạch bước sóng với định tuyến bước sóng Định tuyến bước sóng lợi dụng khác bước sóng để thực chọn đường tức là, chuyển mạch khơng gian khơng bao gồm chuyển đổi bước sóng Để thực biến đổi bước sóng phải sử dụng biến đổi bước sóng (WC) Chức biến đổi bước sóng mang liệu đầu vào thành bước sóng đầu dải thông hệ thống Một WC lý tưởng suốt tốc độ bit BR khn dạng tín hiệu Các thiết bị WC thiết bị quang - điện hay hoàn toàn quang Sử dụng loại thiết bị phụ thuộc vào yêu cầu hệ thống Tuy nhiên, WC hoàn tồn quang có nhiều ưu điểm vượt trội có xu hướng sử dụng rộng rãi Trong năm gần đây, việc nghiên cứu chuyển mạch quang đạt nhiều thành tựu Các loại cấu hình chuyển mạch quang thử nghiệm tuyến thực tế Chuyển mạch quang theo không gian kết hợp chặt chẽ với định tuyến bước sóng sử dụng vào nút xen/rẽ quang (OADM) nối chéo quang (OXC) tuyến thông tin quang DWDM Chuyển mạch quang đóng vai trò quan trọng mạng quang hệ sau 2.3.7 Sợi quang Sợi quang thành phần quan trọng mạng Nó phương tiện truyền dẫn vật lý Dưới trình bày số loại sợi quang ● Sợi quang G.652 Đây loại sợi quang đơn mode sử dụng phổ biến mạng lưới viễn thông nhiều nước Loại sợi làm việc hai cửa sổ truyền dẫn 1310 nm 1550 nm Khi làm việc cửa sổ 1310 nm, G.652 có tán sắc nhỏ (xấp xỉ ps/nm.km) suy hao tương đối lớn Ngược lại, làm việc cửa sổ 1550 nm, G.652 có suy hao truyền dẫn nhỏ hệ số tán sắc tương đối lớn ● Sợi quang G.653 Để xây dựng tuyến thông tin quang tốc độ cao, cự ly dài cần phải sử dụng loại sợi có suy hao tán sắc tối ưu bước sóng Hiện nay, cách thay đổi mặt cắt chiết suất chế tạo sợi tán sắc dịch chuyển, loại sợi gọi sợi DSF hay sợi G.653 Hệ số suy hao sợi DSF thường nhỏ 0.5 dB/km cửa sổ 1310 nm nhỏ 0.3 dB/km cửa sổ 1550 nm Hệ số tán sắc vùng bước sóng 1310 nm khoảng 20 ps/nm.km, vùng bước sóng 1550 nm nhỏ 3.5 ps/nm.km Bước sóng cắt thường nhỏ 1270 nm Xét mặt kỹ thuật, sợi G.653 cho phép xây dựng hệ thống thông tin quang với suy hao khoảng nửa suy hao hệ thống bình thường làm việc bước sóng 1310 nm Còn tuyến hoạt động bước sóng 1550 nm sợi G.653 có tán sắc nhỏ, nên xét tán sắc gần khơng có giới hạn tốc độ truyền tín hiệu hệ thống ● 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 giảm tán sắc tương đối cao, điểm tán sắc bước sóng 1310 nm G.654 chủ yếu sử dụng cho tuyến cáp quang biển ● Sợi quang G.655 Sử dụng sợi quang thích hợp cho hệ thống WDM vấn đề nhiều nhà khoa học quan tâm Do tính chất ưu việt sợi quang G.653 (DSF) bước sóng 1550 nm mà trở thành sợi quang ý Nhưng nghiên cứu kỹ người ta phát dùng G.653 hệ thống WDM khu vực bước sóng có tán sắc bị ảnh hưởng nghiêm trọng hiệu ứng phi tuyến Đây nhược điểm DSF Từ xuất loại sợi