Độ tinh khiết thuỷ tinh Sợi quang yêu cầu thuỷ tinh có độ tinh khiết cao Kính cửa inch (~3 cm) Thuỷ tinh quang học (kính) 10 feet (~3 m) Sợi quang mile (~14 km) Khoảng cách để công suất ánh sáng truyền giảm 50% (3 dB) Phổ quang IR UV 125 GHz/nm Visible • Ấnh sáng Tử ngoại (UV) 850 nm 980 nm 1310 nm Nhìn thấy Hồng ngoại (IR) 1480 nm 1550 nm 1625 nm • Các bước sóng thơng tin 850, 1310, 1550 nm Các bước sóng suy hao thấp • Các bước sóng đặc biệt 980, 1480, 1625 nm λ C =ƒ x λ λ Tần số : ƒ Bước sóng : (nanometers) (terahertz) Các loại sợi đơn mốt • SMF-28(e) (standard, 1310 nm optimized, G.652) Xuất năm 1986 Hiện sử dụng rộng rãi nhất, rẻ • DSF (Dispersion Shifted, G.653) Được thiết kế truyền đơn kênh bước sóng 1550 nm • NZDSF (Non-Zero Dispersion Shifted, G.655) Dùng cho WDM, tối ưu vùng 1550 nm – TrueWave, FreeLight, LEAF, TeraLight… Các sợi hệ phát triển vào năm 90 Cho đặc tính tốt hệ thống WDM dung lượng cao Các loại sợi ULH có PMD thấp Các giải pháp khác cho loại sợi khác SMF •Good for TDM at 1310 nm (G.652) •OK for TDM at 1550 •OK for DWDM (With Dispersion Mgmt) DSF •OK for TDM at 1310 nm (G.653) •Good for TDM at 1550 nm •Bad for DWDM (C-Band) NZDSF •OK for TDM at 1310 nm (G.655) •Good for TDM at 1550 nm •Good for DWDM (C + L Bands) Extended Band •Good for TDM at 1310 nm (G.652.C) •OK for TDM at 1550 nm (suppressed attenuation in the traditional water peak region) •OK for DWDM (With Dispersion Mgmt •Good for CWDM (>8 wavelengths) Sự khác chủ yếu tính chất tán sắc bước sóng (CD) DWDM © 2003, Cisco Systems, Inc All rights reserved Nội dung • Giới thiệu • Các thành phần hệ thống • Thiết kế WDM • Tóm tắt Các giải pháp tăng dung lượng mạng Cùng tốc độ, thêm sợi Có thể gặp trở ngại hết sợi Sử dụng thêm sợi (SDM) W D M Tốc độ điện nhanh (TDM) Cùng sợi tốc độ, thêm λ Tận dụng băng thông sợi Sợi phải thích hợp Giá thành thấp Sử dụng thiết bị điện có Tốc độ bit cao hơn, sợi Thiết bị điện đắt tiền Mạng thông tin quang • Time division multiplexing (TDM) Một bước sóng truyền sợi Nhiều kênh truyền sợi Kênh Kênh n Single Fiber (One Wavelength) Kênh OC-3 OC-12 Kênh OC-12 OC-48 16 Kênh OC-3 OC-48 • Wave division multiplexing Một bước sóng truyền sợi l1 l2 4, 16, 32, 64 kênh hệ thống Nhiều kênh truyền sợi ln Single Fiber (Multiple Wavelengths) So sánh TDM DWDM • TDM (SONET/SDH) Lấy tín hiệu đồng cận đồng ghép chúng lại thành luồng quang tốc độ cao Có biến đổi E/O O/E/O DS-1 DS-3 OC-1 OC-3 OC-12 OC-48 SONET ADM Fiber • (D)WDM Lấy tín hiệu quang ghép chúng vào sợi Khơng cần chuyển đổi định dạng tín hiệu OC-12c OC-48c OC-192c DWDM OADM Fiber Lịch sử DWDM • WDM hệ đầu (cuối năm 80) Hai bước sóng riêng rẽ, cách xa (1310, 1550nm) • WDM hệ (những năm đầu 90) Hai tới bước sóng cửa sổ 1550 nm Khoảng cách kênh 400+ GHz • Các hệ thống DWDM (giữa tk90) 16 tới 40 kênh cửa sổ 1550 nm Khoảng cách kênh 100 to 200 GHz • Các hệ thống DWDM hệ sau 64 tới 160 kênh cửa sổ 1550 nm Khoảng cách kênh 50 25 GHz C«ng nghƯ läc quang Dielectric Filter λ ,λ ,λ , λn λ2 λ 1, λn ,λ 3, Multiplexer / Demultiplexer DWDM Mux DWDM Demux Wavelength Multiplexed Signals Wavelength Multiplexed Signals Wavelengths Converted via Transponders Loss of power for each Lambda Wavelengths separated into individual ITU Specific lambdas Optical Multiplexer Optical Demultiplexer Optical Add/Drop Filters (OADMs) OADMs allow flexible add/drop of channels Drop Channel Drop & Insert Add Channel Pass Through loss and Add/Drop loss Nội dung • Giới thiệu • Các thành phần hệ thống • Thiết kế WDM • Tóm tắt Các chủ đề thiết kế DWDM • Các thách thức, trở ngại • Đơn hướng song hướng • Dung lượng • Khoảng cách Các hiệu ứng truyền dẫn • Suy hao: Giảm mức cơng suất theo khoảng cách • Tán sắc hiệu ứng phi tuyến: Ảnh hưởng theo tốc độ khoảng cách • Noise and Jitter: Dẫn tới mờ hình ảnh (biểu đồ hình mắt) Giải pháp cho suy hao Khuếch đại quang Suy hao OA Giải pháp cho tán sắc Bù cưa Dispersion Dispersion Fiber spool DCU Fiber spool DCU Total dispersion averages to ~ zero +D -D Length DWDM hướng hai hướng Hệ thống DWDM triển khai theo hai cách: • Một hướng: Các bước sóng hướng truyền sợi Cần hai sợi cho thơng tin hai hướng • Hai hướng: Một nhóm bước sóng cho hướng Cần sợi cho thông tin hai hướng λ λ λ λ λ λ λ λ λ λ λ λ Fiber λ λ λ λ Fiber Uni -directional Fiber λ λ5 λ6 λ7 λ λ1 λ2 λ3 Bi -directional DWDM hướng hai hướng • Hệ thống đơn hướng 32 kênh Full band 32 ch full duplex 32 λ 32 λ Channel Spacing 100 GHz Full band • Hệ thống hai hướng 32 kênh Blue-band 16 ch full duplex 16 λ 16 λ 16 λ 16 λ Red-band Channel Spacing 100 GHz Lợi ích DWDM • DWDM cung cấp dung lượng truyền dẫn lên tới hàng trăm, nghìn Gbps Cung cấp dung lượng truyền dẫn vượt khả TDM Hỗ trợ phát triển từ từ có tính modul Cơ sở truyền dẫn cho mạng hệ sau ITU-T G.692 DWDM • 43 wavelength channels • 1,530-1565 nm • spacing 100GHz • each carrying OC-192 at 10 Gbps • ~ 400 Gbps per fibre • ~ 80 km without amplification Aggregate Bandwidth • 1000 wavelength channels • separated by 50 GHz • 40 Gbps per wavelength • 40 Tbps per fibre • 432 fibres per cable • 8000 Tbps (@ 50% utilization) ... thống • Thiết kế WDM • Tóm tắt Các giải pháp tăng dung lượng mạng Cùng tốc độ, thêm sợi Có thể gặp trở ngại hết sợi Sử dụng thêm sợi (SDM) W D M Tốc độ điện nhanh (TDM) Cùng sợi tốc độ, thêm λ Tận... đổi định dạng tín hiệu OC-12c OC-48c OC-192c DWDM OADM Fiber Lịch sử DWDM • WDM hệ đầu (cuối năm 80) Hai bước sóng riêng rẽ, cách xa (1310, 1550nm) • WDM hệ (những năm đầu 90) Hai tới bước sóng... thành phần hệ thống DWDM(tiếp) Optical Amplifier (EDFA) Optical Attenuator Variable Optical Attenuator Dispersion Compensator (DCM / DCU) Cấu trúc mạng DWDM điển hình DWDM SYSTEM DWDM SYSTEM VOA DCM