Đồ án : Nguyên lý ghép kênh quang theo bước sóng WDM.

Đồ án Nguyên lý ghép kênh quang theo bước sóng WDM.  1 MỞ ĐẦU WDM có khả năng cung cấp dung lượng truyền dẫn lớn bằng cách ghép nhiều bước sóng trên cùng sợi cáp, mỗi bước sóng được coi như một liên kết vật lý giữa các nút mạng. Theo cách này, dung lượng truyền dẫn của liên kết sẽ tăng tỷ lệ với số bước sóng ghép trên liên kết đó, nhưng giải pháp này vẫn không đủ để giải quyết vấn đề nghẽn cổ chai trong mạng khi lưu lượng bùng nổ. Tuỳ thuộc vào độ lớn của mạng WDM, tổn thất lưu lượng do sự cố xảy ra trong các thành phần của mạng cũng có mức độ nghiêm trọng khác nhau. Để khắc phục vấn đề này, nhiều giải pháp đã được nghiên cứu trong đó có phương thức bảo vệ và phương thức khôi phục. Phương thức bảo vệ cho phép mạng hồi phục rất nhanh nhờ chuyển lưu lượng trên luồng quang hoạt động bị gián đoạn thông tin sang luồng quang dự phòng, các luồng dự phòng này đã được chuẩn bị từ trước khi sự cố xảy ra. Nhờ việc chuẩn bị trước luồng quang dự phòng mà phương thức bảo vệ có thể đảm bảo khôi phục 100% khỏi sự cố với điều kiện 2 sự cố không xuất hiện đồng thời. Trong khi đó, phương thức khôi phục tìm cách xác định đường đi và bước sóng cho tuyến dự phòng sau khi sự cố xảy ra. Bởi vậy, phương thức khôi phục có thể không khắc phục được sự cố nếu thiếu tài nguyên, chẳng hạn không có đủ bước sóng cho tuyến dự phòng. Hơn thế nữa, phương thức khôi phục có xu hướng tiêu tốn nhiều thời gian hơn để khắc phục sự cố nếu so sánh với phương thức bảo vệ, đó là thời gian để xác định tuyến dự phòng. Xác định đường đi và gán bước sóng cho tuyến hoạt động/dự phòng được gọi là phương thức thiết kế cấu hình mạng logic. Phần lớn các cách thức thông thường để thiết kế cấu hình mạng logic có bảo vệ/khôi phục mạng đều tập trung vào việc giảm thiểu số bước sóng cần sử dụng hoặc giảm thiếu xác suất từ chối thiết lập tuyến quang, trong đó xác suất này là xác suất mà các yêu cầu thiết lập tuyến quang bị từ chối do thiếu tài nguyên mạng. Nhiều nghiên cứu đã được triển khai, trong đó đa số tập trung vào giảm bước sóng cần thiết bằng cách cho phép các tuyến dự phòng dùng chung tài nguyên bước sóng, hoặc đưa ra khái niệm chất lượng dịch vụ (QoS) của khả năng hồi phục lỗi. Một số nghiên cứu dựa trên mô hình khôi phục lỗi theo xác suất trong đó chỉ có phần lưu lượng mà người dùng đã xác định trước mới được khôi phục sau sự cố. Bài luận này giới thiệu chất lượng tin cậy QoR là đơn vị định lượng QoS mới để dựa theo đó xây dựng các tuyến quang có độ tin cậy cao. Trong đề xuất QoR này, việc xây dựng mạng có độ tin cậy cao quan trọng hơn rất nhiều so với việc sử dụng hiệu quả tài nguyên mạng, đặc biệt khi mà số lượng bước sóng sử dụng trong các mạng WDM hiện nay đang ngày càng tăng. Điều đó đồng nghĩa với việc cần xây dựng một cấu hình topology logic có sử dụng tài nguyên bước sóng thật sự hiệu quả để đảm bảo thời gian khôi phục sau sự cố cũng như đảm bảo khôi phục 100% sự cố. Tiếp đó, bài luận đề xuất thuật toán thực nghiệm để thiết kế cấu 2 hình logic cho mạng thoả mãn yêu cầu QoR của từng kết nối và sau đó so sánh với một vài thuật toán khác về mặt số lượng bước sóng cần thiết để xây dựng cấu hình mạng thoả mãn yêu cầu QoR. Trong phạm vi khuôn khổ có hạn, bài luận được tổ chức như sau: - Chương 1 giới thiệu về nguyên lý ghép kênh quang theo bước sóng WDM. - Chương 2 trình bày sơ lược về mạng quang định tuyến theo bước sóng hiện đang được ứng dụng rộng rãi trong mạng truyền dẫn. Trong đó đề cập đến các phần tử cấu thành, cũng như trình bày về các vấn đề liên quan đến việc định tuyến và gán bước sóng trong mạng WDM. - Chương 3 giới thiệu về cơ chế bảo vệ nâng cao độ an toàn trong mạng quang. - Chương 4 giới thiệu chỉ tiêu chất lượng tin cậy dựa trên mô hình thời gian khôi phục cực đại, xây dựng bài toán thiết kế mạng đảm bảo an toàn và trên cơ sở đó đề xuất thuật toán giải bài toán định tuyến và gán bước sóng trong mạng WDM thoả mãn QoR yêu cầu Các kết quả của bài luận góp phần vào việc giải quyết vấn đề đang nổi lên, đó là xây dựng cấu hình mạng thoả mãn tiêu chuẩn tin cậy cho trước và hy vọng kết quả này có thể áp dụng vào thực tế trong tương lai. 3 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ GHÉP KÊNH THEO BƯỚC SÓNG WDM 1.1. Sự phát triển của truyền dẫn sợi quang. Truyền dẫn sợi quang bắt đầu được áp dụng từ thế kỷ 19 và đã đáp ứng được nhu cầu truyền đưa các dịch vụ hiện tại. Các hệ thống truyền dẫn sợi quang với các ưu điểm về dung lượng truyền tải, băng thông, cự ly truyền dẫn lớn, tỷ lệ lỗi thấp, tránh được giao thoa điện trường, khả năng bảo mật . đã ngày càng được nghiên cứu phát triển và ứng dụng rộng rãi. Trong truyền dẫn quang, người ta có xu hướng sử dụng những vùng phổ quang nhất định, ở đó suy hao quang được tính toán là thấp nhất. Những vùng này, thường được gọi là cửa sổ, nằm giữa các khu vực có độ hấp thụ ánh sáng cao. Ban đầu, hệ thống thông tin quang hoạt động ở cửa sổ thứ nhất, khu vực bước sóng xấp xỉ 850nm trước khi người ta nhận ra rằng ở cửa số thứ 2 (băng S), khu vực bước sóng 1310nm, có hệ số suy hao thấp hơn và thấp hơn nữa ở khu vực cửa sổ thứ 3 bước sóng 1550nm (băng C). Ngày nay, cửa sổ thứ tư (băng L) bước sóng 1625nm vẫn đang được nghiên cứu để ứng dụng. Bốn cửa sổ đã trình bày được Hình 1.1. Vùng bước sóng minh hoạ như trên hình 1.1 Công nghệ WDM được áp dụng đầu tiên vào đầu những năm 80’s sử dụng 2 bước sóng cách nhau khá xa trong vùng 1310nm và 1550nm (hoặc 850nm hoặc 1310nm) và được gọi là WDM băng rộng. Vào đầu những năm 90’s, bắt đầu xuất hiện công nghệ WDM thế hệ thứ 2, còn gọi là WDM băng hẹp, sử dụng từ 2 đến 8 kênh. Các kênh này thuộc cửa sổ 1550nm và cách nhau khoảng 400GHz. Đến giữa những năm 90’s, các hệ thống WDM mật độ cao (DWDM) được phát triển với 16 đến 40 kênh và khoảng cách mỗi kênh từ 100 đến 200 GHz. Cho đến cuối thập kỷ 90, các hệ thống DWDM đã sử dụng tới 64 đến 160 kênh với khoảng cách mỗi kênh là 50 thậm chí 25 GHz. 4 1.2. Công nghệ ghép kênh theo bước sóng WDM. 1.2.1. Lớp quang Trong hệ thống phân cấp mạng theo lớp, lớp quang có chức năng cung cấp dịch vụ cho các lớp mạng cao hơn như SONET/SDH, IP, ATM . Có thể coi các lớp này là các lớp khách hàng (client) còn lớp quang là lớp phục vụ (server). Lớp quang được chia nhỏ thành các lớp con. Một định nghĩa về lớp con đã được đề xuất tại khuyến nghị G.872, theo đó, lớp quang được chia thành 3 lớp con: lớp kênh quang OCH, lớp đoạn ghép kênh quang OMS và lớp đoạn truyền dẫn quang OTS như được chỉ ra trên hình vẽ. Hình 1.2 Phân cấp mạng quang theo lớp Hình 1.3. Kiến trúc mạng truyền tải quang [3] Lớp kênh quang xử lý toàn trình mạng và vận chuyển một cách trong suốt các tín hiệu khách hàng dưới nhiều khuôn dạng khác nhau (SDH, ATM, IP ) Lớp này có các chức năng sau: Lớp khách hàng (SONET/SDH), PDH . Lớp kênh quang (OCH) Lớp đoạn ghép kênh quang (OMS) Lớp đoạn truyền dẫn quang (OTS) Giao diện quang Lớp quang 5 • Sắp xếp lại các kết nối kênh quang để việc định tuyến trong mạng mềm dẻo. • Giám sát kênh quang để cho phép thực hiện các hoạt động khai thác và quản lý ở mức mạng, chẳng hạn cung cấp kết nối, chất lượng dịch vụ QoS Lớp đoạn ghép kênh quang tương ứng với một liên kết điểm-điểm trên tuyến của 1 kênh quang (bước sóng) và có các chức năng sau: • Xử lý phần mào đầu đoạn để đảm bảo tính toàn vẹn của các thông tin đoạn ghép kênh quang. • Giám sát đoạn ghép kênh quang để cho phép thực hiện các hoạt động khai thác và quản lý ở mức đoạn, chẳng hạn nâng cao an toàn đoạn ghép kênh. Lớp đoạn truyền dẫn quang OTS tương ứng với chức năng truyền dẫn các tín hiệu quang khác nhau trên phương tiện truyền dẫn quang. 1.2.2. Nguyên lý ghép bước sóng a. Khái niệm Ghép kênh theo bước sóng (WDM) là kỹ thuật truyền dẫn cơ bản để tạo nên mạng quang. Kỹ thuật này sử dụng sợi quang (linh kiện quang) để mang nhiều kênh quang độc lập và riêng rẽ. Mỗi bước sóng biểu thị cho một kênh quang trong sợi. Ghép kênh theo bước sóng (WDM) là kỹ thuật truyền dẫn trên sợi quang sử dụng các bước sóng ánh sáng để truyền dẫn số liệu song song theo bit hoặc nối tiếp theo ký tự. Qua quá trình phát triển công nghệ khái niệm WDM được thay bằng khái niệm DWDM. Về nguyên lý không có sự khác biệt nào giữ hai khái niệm trên, DWDM nói đến khoảng cách gần giữa các kênh và chỉ ra một cách định tính số lượng kênh riêng rẽ (mật độ kênh) trong hệ thống. Những kênh quang trong hệ thống DWDM thường nằm trong một cửa sổ bước sóng, chủ yếu là 1550 nm vì môi trường ứng dụng hệ thống này là mạng đường trục, cự ly truyền dẫn dài và dung lượng lớn. Công nghệ hiện nay đã cho phép chế tạo phần tử và hệ thống DWDM 80 kênh với khoảng cách kênh rất nhỏ 0,5 nm. Hệ thống thiết bị này đã được thương mại hoá. Ngày nay khi nói đến WDM người ta thường liên tưởng đến DWDM bởi vì sự hiện diện khắp nơi của những sản phẩm thiết bị loại này. Để thuận tiện chúng ta dùng thuật ngữ WDM để chỉ chung cho cả hai khái niệm. Trong trường hợp cần có sự phân biệt giữa hai khái niệm này sẽ có phần chú thích kèm theo. Như đã nói ở trên các hệ thống DWDM thường được ứng dụng trong cấp mạng đường trục (mạng trung kế) xuất phát từ nhu cầu thực tế. Tuy nhiên cho đến nay mặc dù chưa có tác động mạnh mẽ đến thị trường mạng nội hạt nhưng DWDM đã chiếm được vị trí chắc chắn trong kế hoạch phát triển mạng tương lai của nhiều nhà khai thác. Điều này là bởi, thứ nhất áp lực lớn từ các dịch vụ Multimedia và đặc biệt là Internet đòi hỏi nhà cung cấp dịch vụ phải giải quyết bài toán dung 6 lượng truyền dẫn; thứ hai công nghệ chế tạo phần tử và thiết bị truyền dẫn quang đã gần đạt tới sự hoàn thiện, hơn nữa do ứng dụng cho mạng nội hạt (khoảng cách truyền dẫn thường ngắn) nên không đòi hỏi các phần tử quang phẩm chất cao bởi vậy giá thành đã hạ xuống đáng kể. b. Hệ thống WDM và các phần tử cấu thành Hệ thống WDM hoàn toàn tương tự như hệ thống TDM truyền thống, nó bao gồm: các bộ phát và thu ở hai phía, sợi quang và các bộ lặp ở giữa. Sự khác biệt là ở chỗ hệ thống WDM truyền dẫn đồng thời nhiều kênh quang qua sợi trong khi hệ thống TDM chỉ truyền dẫn duy nhất có một kênh. Chúng ta có thể xem hệ thống WDM như là nhiều hệ thống TDM song song dùng chung sợi quang và thiết bị. Về cơ bản thành phần quang của hệ thống WDM bao gồm một hoặc nhiều nguồn phát (laser), một bộ ghép kênh, một hoặc nhiều bộ khuếch đại quang (ví dụ EDFA), khối xen/rẽ (OADM), sợi quang, một bộ tách kênh và các bộ thu tương ứng với phía phát. Mỗi phần tử trên đây của hệ thống đều thực hiện những chức năng xác định một cách chính xác. Như chúng ta đã biết hệ thống truyền dẫn là những hệ thống tương tác, nghĩa là tại mỗi đầu sẽ thực hiện chức năng phát tín hiệu đi (hướng đi) và nhận về tín hiệu về (hướng về). Trong hệ thống WDM, tính tương tác sẽ được thực hiện qua môi trường sợi quang. Người ta chia hệ thống WDM thành hai kiểu: - Hệ thống ghép bước sóng một hướng: Sử dụng mỗi sợi quang cho từng hướng truyền dẫn. Hình 1.4. Hệ thống ghép bước sóng một hướng - Hệ thống ghép bước sóng hai hướng: Sử dụng một sợi quang chung cho cả hai hướng truyền dẫn. Hình 1.5.Hệ thống ghép bước sóng hai hướng c. Ưu nhược điểm của công nghệ WDM So với hệ thống truyền dẫn đơn kênh quang, hệ thống WDM cho thấy những ưu điểm nổi trội: Tx1 Tx2 TxN λ1 λ2 λN Rx1 Rx2 RxN λ1 λ2 λN λ1, λ2 . λN MUX DEMUX EDFA EDFA λ1, λ2 . λN Tx1 Tx2 TxN λ1 λ2 λN Rx1 Rx2 RxN λ1 λ2 λN λ1, λ2 . λN MUX DEMUX EDFA EDFA 7 - Dung lượng truyền dẫn lớn: Hệ thống WDM có thể mang nhiều kênh quang, mỗi kênh quang ứng với tốc độ bit nào đó (TDM). Do đó hệ thống WDM có dung lượng truyền dẫn lớn hơn nhiều so với các hệ thống TDM. Hiện nay hệ thống WDM 80 bước sóng với mỗi bước sóng mang tín hiệu TDM 2,5Gbit/s, tổng dung lượng hệ thống sẽ là 200Gbit/s đã được thử nghiệm thành công. Trong khi đó thử nghiệm hệ thống TDM, tốc độ bit mới chỉ đạt tới STM-256 (40Gbit/s). - Loại bỏ yêu cầu khắt khe cũng như những khó khăn gặp phải với hệ thống TDM đơn kênh tốc độ cao: Không giống như TDM phải tăng tốc độ số liệu khi lưu lượng truyền dẫn tăng, WDM chỉ cần mang vài tín hiệu, mỗi tín hiệu ứng với một bước sóng riêng (kênh quang), do đó tốc độ từng kênh quang thấp. Điều này làm giảm đáng kể tác động bất lợi của các tham số truyền dẫn như tán sắc… Do đó tránh được sự phức tạp của các thiết bị TDM tốc độ cao. - Đáp ứng linh hoạt việc nâng cấp dung lượng hệ thống, thậm chí ngay cả khi hệ thống vẫn đang hoạt động: Kỹ thuật WDM cho phép tăng dung lượng của các mạng hiện có mà không phải lắp đặt thêm sợi quang mới (hay cáp quang). Bên cạnh đó nó cũng mở ra một thị trường mới đó là thuê kênh quang (hay bước sóng quang) ngoài việc thuê sợi hoặc cáp. Việc nâng cấp chỉ đơn giản là gắn thêm các Card mới trong khi hệ thống vẫn hoạt động (plug-n-play). - Quản lý băng tần hiệu quả và thiết lập lại cấu hình một cách mềm dẻo và linh hoạt: Việc định tuyến và phân bổ bước sóng trong mạng WDM cho phép quản lý hiệu quả băng tần truyền dẫn và thiết lập lại cấu hình dịch vụ mạng trong chu kỳ sống của hệ thống mà không cần thi công lại cáp hoặc thiết kế lại mạng hiện tại. - Giảm chi phí đầu tư mới. Bên cạnh những ưu điểm trên WDM cũng bộc lộ một số mặt hạn chế nằm ở ngay bản thân công nghệ. Đây cũng chính là những thách thức cho công nghệ này: - Dung lượng hệ thống vẫn còn quá nhỏ bé so với băng tần sợi quang: Công nghệ WDM ngày nay rất hiệu quả trong việc nâng cao dung lượng nhưng nó cũng chưa khai thác triệt để băng tần rộng lớn của sợi quang. Cho dù công nghệ còn phát triển những dung lượng WDM cũng sẽ đạt đến giá trị tới hạn. - Chi phí cho khai thác tăng do có nhiều hệ thống cùng hoạt động hơn. Tuy nhiên, chi phí cho bảo dưỡng hệ thống WDM vẫn nhỏ hơn rất nhiều nếu so sánh với hệ thống TDM có dung lượng tương đương. 1.2.3. Các thành phần cơ bản trong hệ thống WDM 1.2.3.1. Nguồn phát a. Yêu cầu đối với nguồn phát 8 - Độ rộng phổ hẹp và phổ vạch: Nhìn chung, hệ thống WDM cũng sử dụng các nguồn phát giống như đối với hệ thống truyền dẫn đơn kênh cự ly dài. Tuy nhiên trong trường hợp này chúng ta sử dụng loại Laser DFB hoặc DBR có duy nhất một vạch phổ trong dải phổ của nó. Độ rộng phổ tuỳ thuộc vào số lượng kênh trong hệ thống và dung sai của các phần tử. - Độ ổn định bước sóng phát: Trong hệ thống WDM cần giảm thiểu sự thay đổi bước sóng nguồn phát trong suốt thời gian hoạt động để tránh được những ảnh hưởng không mong muốn đến chỉ tiêu hệ thống. - Nguyên nhân của hiện tượng này là do mức năng lượng cao trong hốc cộng hưởng của Laser và trên bề mặt phản xạ sẽ sinh ra sự thăng giáng vật liệu trong suốt thời gian hoạt động và gây nên sự trôi bước sóng phát. - Khả chỉnh: Laser khả chỉnh có nghĩa rất lớn trong mạng quang tương lai, đặc biệt trong mạng quảng bá. Khả năng điều chỉnh của bộ phát lẫn bộ thu ảnh hưởng đến chỉ tiêu của toàn bộ hệ thống. - Trong các hệ thống WDM hiện nay không đòi hỏi sử dụng các bộ phát thu khả chỉnh. Tuy nhiên do các nhà máy sản xuất linh kiện này chỉ chế tạo ở một số hữu hạn bước sóng nên để đảm bảo tính đa dạng trong việc chọn lựa bước sóng hoạt động thì có bộ phát khả chỉnh, hơn nữa điều này còn giải quyết được vấn đề trôi bước sóng. - Laser đa bước sóng: Một trong những yêu cầu của mạng quang tương lai là khả năng đáp ứng nhanh đối với những nguồn khả chỉnh. Để thực hiện điều này có thể tích hợp nhiều Laser có bước sóng khác nhau trên cùng một nền. Do đó kiểu Laser này cho phép hoạt động đồng thời với nhiều bước sóng và có khả năng điều chỉnh rất nhanh (bằng cách lựa chọn bước sóng phát). b. Các loại nguồn phát được sử dụng hiện nay Nguồn phát quang thường được sử dụng hiện nay là điode phát quang (LED) hoặc Laser bán dẫn (LD). 1.2.3.2.Phần tử tách ghép bước sóng Các phần tử tách ghép bước sóng có các tham số cơ bản sau: - Bước sóng trung tâm: Đối với cách tử là bước sóng tại trung tâm của băng phản xạ, còn đối với các bộ lọc là bước sóng nằm giữa hai bước sóng ở 2 cạnh của băng. - Băng tần: Băng tần đặc trưng cho dải bước sóng phản xạ đối với cách tử và dải bước sóng lọc đặc trưng bởi khoảng cách (theo thiết kế) giữa các cạnh bộ lọc. - Đỉnh phản xạ: Đỉnh phản xạ định nghĩa cho cách tử, tương ứng lượng ánh sáng phản xạ tại bước sóng trung tâm - Bước sóng danh định: Bước sóng danh định sử dụng cho bộ lọc, được qui định từ nhà sản xuất. Bước sóng trung tâm thực tế thường là khác bước sóng này 9 - Suy hao xen: Suy hao xen là lượng tổn hao công suất trên tuyến truyền dẫn quang do sự xuất hiện của các bộ ghép bước sóng. Lượng tổn hao này gồm hai loại: • Suy hao sinh ra tại các điểm ghép nối giữa bộ ghép bước sóng với các phần tử quang điện • Tổn hao do chính bản thân các bộ ghép bước sóng Trong WDM thì tổn hao do ghép nối chiếm ưu thế đặc biệt khi sử dụng các thiết bị vi quang học và sợi SM. Tổn hao của bộ ghép bước sóng thứ i được tính như sau:         Φ Φ = oi ii i L log10 [dB] (1.1) trong đó: Φ ii là năng lượng đưa vào bộ ghép ở bước sóng thứ i Φ oi là năng lượng đưa ra bộ ghép ở bước sóng thứ i Khác với các phần tử quang thụ động thông thường, ở đây suy hao xen được xem xét đối với từng bước sóng, tức là với bước sóng thứ i thì suy hao xen được tính là:       −= )( )( log10 ii i i I O L λ λ [dB] (1.2)       −= )( )( log10 i ii i I O L λ λ [dB] (1.3) trong đó: • O( λ i ) và I( λ i ) là công suất tín hiệu ra và vào ở bước sóng thứ i trên kênh chung • I i ( λ i ) và O i ( λ i ) là công suất tín hiệu ở bước sóng thứ i đi vào bộ MUX và đi ra bộ DMUX - Xuyên kênh: Xuyên kênh là sự xuyên nhiễu tín hiệu từ kênh này sang kênh khác, nói cách khác là sự xuất hiện của tín hiệu kênh này trong kênh lân cận. Sự xuyên kênh này làm tăng nền nhiễu của kênh tín hiệu dẫn đến giảm tỷ số S/N. Nguyên nhân gây ra xuyên kênh là do : • Phổ của kênh này lọt vào băng thông của kênh kia (khi ta coi đặc tính của bộ lọc bước sóng và bộ cách ly là hoàn hảo) • Do chính đặc tính (sự không hoàn hảo) của các bộ chọn lọc bước sóng hay các bộ cách ly quang • Do phản xạ hay hội tụ xảy ra không hoàn toàn làm các tia sáng bị tản mát [...]... theo sẽ trình bày về vấn đề mạng quang định tuyến theo bước sóng 25 CHƯƠNG 2 MẠNG QUANG ĐỊNH TUYẾN THEO BƯỚC SÓNG 2.1 Giới thiệu Mạng định tuyến theo bước sóng WRN là mạng toàn quang, trong đó việc định tuyến các nút mạng dựa trên bước sóng tín hiệu Thiết lập cấu hình mạng quang định tuyến theo bước sóng chủ yếu liên quan đến việc lựa chọn đường đi và gán bước sóng cho tuyến Mạng định tuyến theo bước. .. được phát xạ thành ánh sáng có bước sóng lớn hơn bước sóng cuả ánh sáng tới (ánh sáng với bước sóng mới này được gọi là ánh sáng Stoke) Khi ánh sáng tín hiệu truyền trong sợi quang có cường độ lớn, quá trình này trở thành quá trình kích thích (được gọi là SRS) trong đó ánh sáng tín hiệu đóng vai trò sóng (gọi là bơm Raman) làm cho phần lớn năng lượng của tín hiệu được chuyển tới bước sóng Stoke Nếu trong... phát bước sóng Do bản chất thời gian thực của bài toán, các thuật toán RWA trong môi trường lưu lượng thay đổi phải hết sức đơn giản Chính vì nguyên nhân kết hợp định tuyến và gán bước sóng là bài toán khó nên các thuật toán thường tìm cách tách thành 2 bài toán con: bài toán con định tuyến và bài toán con gán bước sóng Kết quả là, phần lớn các thuật toán RWA áp dụng cho mạng định tuyến theo bước sóng. .. đi của tuyến quang trên các đường vật lý - Bài toán con gán bước sóng: Xác định bước sóng trên các tuyến quang được sử dụng, nghĩa là gán bước sóng cho mỗi tuyến quang trên cấu hình topology logic sao cho thoả mãn các điều kiện về mạng định tuyến theo bước sóng - Bài toán con định tuyến lưu lượng: Định tuyến các gói lưu lượng giữa nút nguồn và đích qua mạng vừa thiết kế Rất nhiều thuật toán thực nghiệm... đổi bước sóng (wavelength converter) Bộ biến đổi bước sóng là một thiết bị vào/ra có khả năng chuyển đổi bước sóng của tín hiệu quang ở đầu vào thành bước sóng khác ở đầu ra nhưng vẫn giữ cho tín hiệu quang không thay đổi Ở các OXC không biến đổi bước sóng, tín hiệu đến cổng pi có bước sóng λ có thể được chuyến mạch quang học sang cổng pj bất kỳ nhưng vẫn giữ nguyên bước sóng λ Với OXC có biến đổi bước. .. giải bài toán thiết kế mạng đảm bảo yêu cầu độ tin cậy của mạng sẽ được giải quyết dự trên bài toán định tuyến và gán bước sóng 35 CHƯƠNG 3 CÁC PHƯƠNG THỨC BẢO VỆ TRONG MẠNG WDM 3.1 Nâng cao độ tin cậy trong lớp quang Như đã đề cập ở phần trước, lớp quang được chia làm 2 phần, kênh quang và đoạn ghép quang Kênh quang tương ứng với mỗi bước sóng sử dụng trong mạng quang OTN Còn đoạn ghép kênh quang là... thay đổi chiết suất sợi quang cùng với sóng âm, ánh sáng tán xạ tuỳ thuộc hướng truyền của sóng âm mà bị dịch tần theo sóng âm Tiến trình được gọi là kích thích vì sự giao thoa giữa sóng tới và sóng tán xạ làm cho sóng âm được khuếch đại và có xu hướng bơm thêm năng lượng cho sóng tán xạ Tiến trình hồi tiếp dương này có thể tạo nên sự bùng nổ theo hàm mũ ở sóng tán xạ SBS Tán xạ SBS làm suy yếu tín... cổ chai trên mạng Tiếp theo, việc cần giải quyết bây giờ là bài toán con gán bước sóng, tương tự như trên, các bước sóng cũng được sắp xếp vào danh sách theo trật tự Để gán cho một tuyến quang, các bước sóng được kiểm tra theo thứ tự trong danh sách để tìm ra bước sóng rỗi gán cho tuyến Ở đây cần phân biệt 2 trường hợp tĩnh và thích 32 nghi Ở trường hợp tĩnh, thứ tự của bước sóng là cố định (chẳng... Xuyên âm đầu gần: là do các kênh khác ở đầu vào sinh ra, nó được ghép ở trong thiết bị, như Ui(λj), thường xảy ra trong hệ thống ghép bước sóng một hướng • Xuyên âm đầu xa: là do các kênh khác ở đầu vào gây ra trong bộ ghép, ví dụ như I(λk) sinh ra Ui(λk), thường xảy ra trong hệ thống ghép bước sóng hai hướng - Độ rộng phổ của kênh: Độ rộng phổ của kênh là dải bước sóng dành cho mỗi kênh Độ rộng phổ... số kênh bước sóng, khoảng cách giữa các kênh, công suất của từng kênh và tổng chiều dài của hệ thống Hơn nữa, nếu như bước sóng mới tạo ra lại trùng với kênh tín hiệu thì hiệu ứng này cũng gây xuyên âm giữa các kênh 1.3.4.3 Tán xạ kích thích Brillouin SBS [6] [7] Sóng âm học và sóng quang học trong sợi quang có thể tương tác với nhau để tạo nên tán xạ kích thích Brillouin Chùm laser tới sẽ tán xạ theo . Đồ án Nguyên lý ghép kênh quang theo bước sóng WDM.  1 MỞ ĐẦU WDM có khả năng cung cấp dung lượng truyền dẫn lớn bằng cách ghép nhiều bước sóng. như sau: - Chương 1 giới thiệu về nguyên lý ghép kênh quang theo bước sóng WDM. - Chương 2 trình bày sơ lược về mạng quang định tuyến theo bước sóng hiện