Nghiên cứu hệ thống cáp quang biển WDM và ứng dụng xây dựng yêu cầu kỹ thuật cho tuyến cáp biển Việt NamHồng Kông

Nghiên cứu hệ thống cáp quang biển WDM và ứng dụng xây dựng yêu cầu kỹ thuật cho tuyến cáp biển Việt NamHồng Kông Nghiên cứu hệ thống cáp quang biển WDM và ứng dụng xây dựng yêu cầu kỹ thuật cho tuyến cáp biển Việt NamHồng Kông luận văn tốt nghiệp thạc sĩ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI HỒ CÔNG LÂM NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG CÁP QUANG BIỂN WDM VÀ ỨNG DỤNG XÂY DỰNG YÊU CẦU KỸ THUẬT CHO TUYẾN CÁP BIỂN VIỆT NAM - HỒNG KÔNG Chuyên ngành: Điện tử Viễn thông LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC Người hướng dẫn khoa học: Tiến sỹ PHẠM CÔNG HÙNG Hà nội - 2004 MỤC LỤC MỤC LỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT MỞ ĐẦU Chương I TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG GHÉP KÊNH THEO BƯỚC SÓNG WDM 11 I.1 Nguyên lý ghép kênh theo bước sóng quang WDM 11 I.1.1 Nguyên lý ghép kênh 11 I.1.2 Các thông số thành phần thiết bị WDM 13 I.2 Các thành phần thiết bị WDM 14 I.2.1 Sợi quang 15 I.2.2 Thiết bị phát thu WDM 16 I.2.3 Bộ khuếch đại quang 17 I.3 Các vấn đề thiết kế hệ thống WDM 19 I.3.1 Vấn đề suy hao quỹ công suất quang 19 I.3.2 Vấn đề tán sắc 19 I.3.3 Vấn đề xuyên kênh 20 I.3.4 Kênh bước sóng – ITU-T Grid 27 I.4 Hệ thống truyền dẫn WDM đường trục khoảng cách dài 32 I.4.1 Các yếu tố thách thức thiết kế hệ thống 32 I.4.2 Một số công nghệ áp dụng cho hệ thống WDM đường trục 35 I.5 Kết luận 40 Chương II GIỚI THIỆU HỆ THỐNG THÔNG TIN CÁP QUANG BIỂN WDM 41 II.1 Giới thiệu chung 41 II.1.1 Sự phát triển thông tin cáp quang biển 41 II.1.2 Một số đặc điểm hệ thống cáp quang biển 44 II.1.3 Cấu hình tổng quát hệ thống cáp quang biển 45 II.2 Các đặc tính thành phần hệ thống cáp quang biển WDM 48 II.2.1 Các đặc tính phẩm chất hệ thống 48 II.2.2 Thiết bị TTE 52 II.2.3 Bô lặp quang biển (Optical Submarine Repeater – OSR) 54 II.2.4 Thiết bị rẽ nhánh BU 56 II.2.5 Cáp biển 58 II.3 Những tiến công nghệ hệ thống cáp quang biển 61 II.3.1 Xu hướng phát triển hệ thống cáp quang biển giới 61 II.3.2 Dung lượng 61 II.3.3 Bộ khuếch đại khuếch đại quang 62 II.3.4 Những tiến công nghệ sợi quang khoảng lặp 65 II.3.5 Những tiến công nghệ thiết bị trạm đầu cuối 66 II.3.6 Thế hệ 40 Gbit/s 67 II.4 Kết luận 67 Chương III THIẾT BỊ HỆ THỐNG CÁP QUANG BIỂN WDM 68 III.1 Thiết bị Alcatel 68 III.2 Thiết bị Tyco 74 III.3 Thiết bị Fujitsu 81 III.4 Một số hệ thống cáp quang biển 86 III.4.1 Sea-Me-We 86 III.4.2 C2C Cable Network 90 III.5 Kết luận 92 Chương IV NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG YÊU CẦU KỸ THUẬT CHO TUYẾN CÁP QUANG BIỂN VIỆT NAM - HỒNG KÔNG 93 IV.1 Lựa chọn dung lượng cơng nghệ cấu hình hệ thống 93 IV.1.1 Nhu cầu dung lượng Việt nam 93 IV.1.2 Lựa chọn dung lượng thiết kế hệ thống 94 IV.1.3 Lựa chọn địa điểm 94 IV.1.4 Lựa chọn công nghệ truyền dẫn 96 IV.1.5 Cấu hình hệ thống 97 IV.2 Lựa chọn tuyến cáp 99 IV.2.1 Các yếu tố cần xem xét lựa chọn tuyến cáp: 99 IV.2.2 Lựa chọn hướng tuyến 102 IV.3 Yêu cầu kỹ thuật cho hệ thống 104 IV.3.1 Chỉ tiêu chất lượng hệ thống 104 IV.3.2 Chỉ tiêu kỹ thuật thiết bị 108 IV.4 Kết luận 114 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 115 TÀI LIỆU THAM KHẢO 117 CÁC HÌNH VẼ Hình 0-1: Cấu hình tổng qt hệ thống thông tin cáp quang biển Hình I-1 Các vùng bước sóng có suy hao sợi nhỏ cho phép truyền nhiều bước sóng 12 Hình I-2 Mơ tả q trình ghép giải ghép WDM 12 Hình I-3 Hệ thống ghép kênh theo bước sóng điểm - điểm 13 Hình I-4: Sơ đồ khối khuếch đại EDFA 18 Hình I-5: Phổ quang đầu tuyến WDM sử dụng EDFA băng C+L 19 Hình I-6: Giới hạn công suất kênh tác động bốn hiệu ứng phi tuyến 24 Hình I-7: Các thành phần FWM bước sóng 34 Hình I-8: Các vấn đề cần xem xét thiết kế hệ thống truyền dẫn dung lượng cao, khoảng cách xa 35 Hình I-9 Phẩm chất hệ thống khoảng cách trạm lặp khác 37 Hình I-10: Phổ quang phương thức điều chế khác 38 Hình I-11: Chấtlượng hệ thống hệ thống cáp biển WDM 16-kênh, 10 Gbit/s 39 Hình II-1: Các kết thử nghiệm Alcatel nhằm nâng cao dung lượng cự ly hệ thống cáp biển WDM 44 Hình II-2: Cấu hình tổng quát hệ thống cáp quang biển có trạm lặp 46 Hình II-3: Cấu hình hệ thống thiết bị SLTE WDM 53 Hình II-4: Cấu hình lặp quang cáp biển 55 Hình II-5: Cấu hình ứng dụng rẽ nhánh BU 57 Hình II-6: Các loại quang cáp bỉển 59 Hình II-7: Cấu trúc cáp biển OALC4 59 Hình II-8:Phổ quang khả dụng 62 Hình II-9: Cấu hình lặp sử dụng khuếch đại lai EDFA + DRA 64 Hình III-1: Khoảng cách lặp điển hình theo thực nghiệm Alcatel 69 Hình III-2: Cấu hình thiết bị SLTE OALW4 Alcatel 71 Hình III-3: Sơ đồ khối lặp WDM chế bơm 72 Hình III-4: Thêm/rẽ tín hiệu điều khiển, giám sát xác định cố BU 73 Hình III-5: Chuyển mạch cấp nguồn BU 73 Hình III-6: Sơ đồ chức thiết bị SLTE TeraWaveTM Tyco 75 Hình III-7: Sơ đồ chức TeraWaveTM HPOE 76 Hình III-8: Phần phát thiết bị TeraWaveTM WTE 77 Hình III-9: Phần thu thiết bị TeraWaveTM WTE 78 Hình III-10: Chức khuếch đại TeraWave™ TLA 79 Hình III-11: Ví dụ cửa số ứng dụng hệ thống TEMS Tyco 81 Hình III-12: Ví dụ cửa sổ trạng thái chất lượng hệ thống TEMS Tyco 81 Hình III-13: Cấu hình mạng cáp biển 640 Gbit/s Fujitsu 83 Hình III-14: Sơ đồ khối phần phát thiết bị SLTE Fujitsu 84 Hình III-15: Sơ đồ khối phần thu thiết bị SLTE Fujitsu 85 Hình III-16: Sơ đồ khối lặp Fujitsu 86 Hình III-17: Bản đồ hệ thống cáp quang biển Sea-Me-We 88 Hình III-18: Cấu hình hệ thống cáp quang biển Sea-Me-We 89 Hình III-19: Cấu hình đấu nối bước sóng Segment S2 – Sea-MeWe 89 Hình III-20: Sơ đồ cấu hình thiết bị trạm đầu cuối nhánh rẽ Sea-Me-We 90 Hình III-21: Bản đồ hệ thống cáp quang biển C2CCN 91 Hình III-22: Cấu hình hệ thống cáp quang biển C2CCN 92 Hình IV-1: Các hệ thống cáp quang biển kết cuối khu vực Đông Á 95 Hình IV-2: Cấu hình tuyến đơn cho tuyến cáp quang biển Việt nam - Hồng kông 97 Hình IV-3: Cấu hình tuyến vịng dẹt cho tuyến cáp quang biển Việt nam - Hồng kông 98 Hình IV-4: Cấu hình tuyến vịng cho tuyến cáp quang biển Việt nam - Hồng kông 98 Hình IV-5: Bản đồ tuyến dự kiến cho tuyến cáp quang biển Việt nam - Hồng kông 103 Hình IV-6: Quan hệ BER giá trị Q 106 Hình IV-7: Cấu hình cấp nguồn cho tuyến cáp biển V-H 109 CÁC BẢNG Bảng 0.1: Cáp quang biển cập bờ Việt nam Bảng I.1: Các tham số số loại sợi quang đơn mode (theo khuyến nghị ITU-T G.652, G.653 G655) 16 Bảng I.2: Lưới phân bổ tần số trung tâm DWDM (Khuyến nghị ITU-T G.694.1 (06/2002)) 31 Bảng I.3: Các bước sóng trung tâm lưới CWDM (ITU-T G.694.2 (06/2002)) 32 Bảng II.1: Các hệ thống cáp quang biển giới 42 Bảng II.2: Bảng mẫu tính quỹ cơng suất hệ thống cáp quang biển 50 Bảng III.1: Các thông số cáp OALC4 Alcatel 74 Bảng III.2: Các thơng số hệ thống 640 Gb/s Fujitsu 82 Bảng III.3: Các đặc điểm hệ thống cáp quang biển Sea-Me-We 87 Bảng III.4: Các đặc điểm hệ thống cáp quang biển C2CCN 91 Bảng IV.1: Dự báo nhu cầu dung lượng truyền dẫn quốc tế 93 Bảng IV.2: Danh mục số cố cáp biển khu vực tuyến cáp dự kiến 102 Bảng IV.3: Danh mục vị trí tuyến dự kiến cho tuyến cáp biển Việt nam - Hồng kông 104 Bảng IV.4: Các thông số yêu cầu trạm lặp 111 Bảng IV.5: Bảng tiêu khí yêu cầu cáp biển 113 CÁC CHỮ VIẾT TẮT ADM ASE ASK AWG BBER BER BOL BU CIT CWDM DA DBF DEMUX DFB DLS DRA DWDM DXC EFDA EOL FEC FFD-BU FP FSK FWM GDV IDF ITU LME LTE LW LWP MUX NE NRZ ODXC OEIC OSR PDG PDL PFE Add/Drop Multiplexing Amplified Spontaneous Emission Amplitude Shift Keying Array Wave Grating Background Block Error Ratio Bit Error Ratio Bigin of Life – BOL Branching Unit Craft Interface Terminal Course Wave Length Multiplexing Double Amour (cable) Distributed Bragg Reflecter Demultiplexing Distributed Feedback Digital Line Section – DLS Distributed Raman Amplifier Dense Wave Length Multiplexing Digital Cross Connect Erbium Doped Fiber Amplifier End of Life EOL Forward Error Correction – FEC Full Fiber Drop BU Fabry Perot Frequency Shift Keying Four-Wave Mixing Group Velocity Dispersion Inversion Dispersion Fiber International Telecommunication Union Line Monitoring Equipment Line Terminal Equipment Light Weight (cable) Light Weight Protected (cable) Multiplexing Network Element Non Return to Zero Optical Digital Cross-Connect Optic-Electronic Integrated Circuit Optical Submarine Repeater Polarization Dependent Gain Polarization Dependent Loss Power Feeding Equipment Ghép kênh xen rẽ Bức xạ tự phát khuếch đại Khoá dịch biên độ Cách tử AWG Tỷ số khối lối nghiêm trọng Tỉ lệ lỗi bit Bắt đầu đời sống Bộ rẽ nhánh Ghép kênh theo bước sóng thơ (cáp) vỏ giáp kép Phản xạ phân bố Bragg Giải ghép kênh Phản hồi phân bố Phần đường truyền số Bộ khuếch đại Raman phân bố Ghép kênh bước sóng mật độ cao Đấu chéo số Bộ khuếch đại quang Erbium Kết thúc đời sống Bộ sửa lỗi trước Bộ rẽ nhánh rẽ toàn sợi Fabry Perot Khố dịch tần số Trộn bốn bước sóng Tán sắc vận tốc nhóm Sợi tán sắc đảo ngược Liên minh viễn thông quốc tế Thiết bị kiểm tra đường truyền Thiết bị đầu cuối đường truyền (cáp) trọng lượng nhẹ (cáp) trọng lượng nhẹ có bảo vệ Ghép kênh Phần tử mạng Không trở không Bộ đấu nối chéo quang Mạch tích hợp quang điện Trạm lặp quang biển Tăng ích phụ thuộc phân cực Suy hao phụ thuộc phân cực Thiết bị cấp nguồn PHB PMD PSK RDF ROV RZ SA SBS SDH SESR SLTE SNR SPM SRS SSE SWS TSE TTE VCSEL WDM WDM-BU WGR XPM Polarization Hole Burning Polarization Mode Dispersion Phase Shift Keying Reverse Dispersion Fiber Remote Operation Vehicle Return to Zero Single Armour (cable) Stimulated Brillouin Scaterring Synchronous Digital Hiararchy Severely Error Second Ratio Submarine Terminal Equipment Signal to Noise ratio Self-Phase Modulation Stimulated Raman Scattering System Surveillance Equipment Single Wavelength System Terminal Stattion Equipment Transmission Terminal Equipment Vertical Cavity Surface-emitting Laser Wave Length Multiplexing Wavelength Division Mulitplexing Branching Unit Wavelength Grating Router Cross-Phase Modulation Cháy lỗ phân cực Tán sắc Mode phân cực Khoá dịch pha Sợi tán sắc ngược Máy hoạt động từ xa Trở không (cáp) vỏ giáp đơn Tán xạ Brillouin kích thích Phân cấp số đồng Tỷ số giây lỗi nghiêm trọng Thiết bị đầu cuối tuyến cáp biển Tỷ số tín hiệu tạp âm Điều chế tự dịch pha Tán xạ Raman kích thích Thiết bị giám sát hệ thống Hệ thống bước sóng Thiết bị đầu cuối trạm cáp Thiết bị đầu cuối truyền dẫn laser phát mặt có hốc theo chiều đứng Ghép kênh theo bước sóng Bộ rẽ nhánh WDM Bộ định tuyến cách tử dẫn sóng Điều chế pha chéo MỞ ĐẦU Viễn thông - tin học ngày phát triển mạnh mẽ hầu hết quốc gia giới, tạo nên tảng, động lực cho phát triển kinh tế xã hội, xã hội tri thức Ở Việt nam, kể từ công đổi đất nước đến nay, ngành viễn thông phát triển vượt bậc theo xu hướng đại hoá, đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế Một sở hạ tầng viễn thông đại thiết lập với hệ thống truyền dẫn cáp quang, vi ba trải dài khắp nước, vươn quốc tế Các hệ thống truyền dẫn quang với ưu việt vượt trội băng thông, cự ly chất lượng ngày trở nên phương thức truyền dẫn chủ yếu kể mạng nội bộ, mạng nội hạt, mạng đường trục nước đường trục quốc tế, cho phép truyền tải loại hình dịch vụ viễn thông phong phú điện thoại, data, Internet, multimedia… Với tiến vượt bậc công nghệ, ngày lực hệ thống truyền dẫn quang lớn Kỹ thuật ghép kênh theo bước sóng (WDM) cho phép dung lượng truyền dẫn lên tới hàng Tbps Các hệ thống truyền dẫn quang WDM ứng dụng rộng rãi mạng metro mạng đường trục Ở Việt nam, WDM ứng dụng tuyến đường trục Bắc – Nam với dung lượng 20Gbps Hiện dự án cáp quang biển nội địa sử dụng công nghệ kế hoạch triển khai xây dựng Các hệ thống truyền dẫn quang sử dụng kỹ thuật ghép kênh theo bước sóng WDM ứng dụng rộng rãi tuyến cáp quang biển đường trục quốc tế Trong năm gần đây, hàng loạt tuyến cáp quang biển quốc tế quy mô lớn xây dựng khu vực giới, đáp ứng đầy đủ nhu cầu tăng vọt dung lượng truyền dẫn quốc tế, đặc biệt cho nhu cầu kết nối Internet ứng dụng băng rộng khác Ở Việt nam, mạng lưới viễn thông quốc tế bao gồm hai tuyến cáp quang biển quốc tế cập bờ vào Việt nam TVH Sea-Me-We-3, tuyến cáp quang đất liên quốc tế CSC Các thông số hai tuyến thống kê Bảng SMW-3 CSC Điểm kết nối Việt nam (Vũng Tàu) Hồng kông - Thái lan TVH Việt nam (Đà nẵng) - 33 nước Á, Âu từ Nhật - Đức Dung lượng thiết kế Năm đưa vào khai thác 560 Mbit/s 1996 2,5 Gb/s x 8λ x fp 1999 Việt nam - Trung quốc - Lào - Thái lan Malaysia - Singapore 2,5 Gbit/s 2000 Bảng 0.1: Cáp quang biển cập bờ Việt nam Với phát triển có tính bùng nổ việc sử dụng Internet Việt nam, đặc biệt sách khuyến khích Nhà nước việc triển khai thành công truy nhập băng rộng ADSL, nhu cầu dung lượng truyền dẫn quốc tế lớn phát Mở đầu triển ngày bùng nổ Có thể dễ dàng nhận thấy hai tuyến cáp biển có khơng thể đáp ứng nhu cầu dung lượng quốc tế năm tới xét dung lượng, điểm kết nối, tính an tồn mạng lưới Ngồi ra, cịn phải kể tới vấn đề quang trọng yếu tố kinh tế Bởi vậy, việc xây dựng tuyến cáp quang biển đại, dung lượng cao an toàn để kết nối Việt nam giới điều cần thiết cấp bách Nghiên cứu hệ thống thông tin cáp biển lĩnh vực mẻ, thơng tin cáp quang biển có lịch sử phát triển hàng trăm năm Đề tài trình bày cách tổng quan vấn đề kỹ thuật công nghệ liên quan hệ thống thông tin cáp quang biển dung lượng WDM khoảng cách xa Trên sở thành tựu xu hướng kỹ thuật công nghệ nhất, đề tài nghiên cứu đề xuất yêu cầu thiết kế hệ thống, yêu cầu kỹ thuật cho Tuyến cáp quang biển Việt nam - Hồng kông, hệ thống truyền dẫn quốc tế cần thiết phải xây dựng tương lai Đây tuyến cáp quang biển sử dụng cơng nghệ WDM có dung lượng cao, đại thiết kế với tính kỹ thuật có hiệu kinh tế cao Có thể nói, thông tin cáp quang biển ngày xây dựng phát triển dựa thành tựu công nghệ thông tin quang, đặc biệt tuyến truyền dẫn đường trục khoảng cách xa Hình 0-1 mơ tả cấu hình tổng qt hệ thống thụng tin cỏp quang bin Phần mặt đất Phần chìm d−íi biĨn Bé lỈp TTE O Rx CTE S Bé lặp Tx D Phần mặt đất Rx A A Tx BU Bé lỈp SSE TTE D B A CTE Bé lỈp B A PFE SSE CTE TTE PFE Bé lỈp CJ A B TTE: CTE: SSE: PFE: BU: DLS: CJ: Terminal Transmission Equipment Cable Terminating Equipment System Surveillance Equipment Power Feeding Equipment Branching Unit (Bộ rẽ nhánh) Digital Line Section Cable jointing box (Hộp nối cáp) PFE SSE Hình 0-1: Cấu hình tổng qt hệ thống thơng tin cáp quang biển Mở đầu Hệ thống cáp quang biển bao gồm thiết bị trạm đầu cuối kết nối với thông qua tuyến cáp quang thả biển Do khoảng cách thiết bị đầu cuối thông tin cáp quang biển xa (hàng ngàn km), nên tín hiệu quang truyền cáp biển chuyển tiếp nhờ trạm lặp cấp nguồn từ xa Do đó, cịn gọi hệ thống cáp quang biển có trạm lặp Đây hướng nghiên cứu đề tài, phù hợp với tuyến cáp quang biển quốc tế khoảng cách xa Ngồi ra, cịn có hệ thống cáp quang biển không trạm lặp, mà khoảng cách hai thiết bị đầu cuối không vượt 350 – 400 km; loại phù hợp để thiết lập hệ thống truyền dẫn nội địa dọc bờ biển (Festun) Nội dung luận văn gồm chương: Chương I giới thiệu tổng quan hệ thống thông tin ghép kênh theo bước sóng WDM Ở trình bày cách nguyên lý ghép kênh WDM, thông số hệ thống WDM, thiết bị thành phần hệ thống WDM, có giới thiệu cáp sợi quang, ghép/giải ghép khuếch đại EDFA Chương trọng phân tích vấn đề ảnh hưởng đến thiết kế hệ thống số kênh bước sóng, quỹ cơng suất, vấn đề tán sắc, xuyên kênh hiệu ứng phi tuyến Ở chương này, phân tích thêm vấn đề kỹ thuật ảnh hưởng đến việc phát triển hệ thống thông tin quang WDM dung lượng cao, đường trục khoảng cách dài Đây tiền đề cho việc xem xét chương sau hệ thống cáp quang biển Chương II giới thiệu hệ thống thông tin cáp quang biển WDM Ở giới thiệu vắn tắt trình phát triển thơng tin cáp quang biển, trình bày đặc tính cấu hình tổng quát hệ thống cáp quang biển Chương phân tích kỹ thành phần thiết bị hệ thống cáp quang biển thiết bị trạm đầu cuối, trạm lặp, cáp quang biển, rẽ nhánh… Cuối chương có tổng hợp phát triển công nghệ xu hướng phát triển hệ thống cáp quang biển giới Chương III giới thiệu số thiết bị hãng cung cấp giới, có thiết bị Alcatel, Tyco Fujitsu Chương giới thiệu thông tin hai thệ thống cáp quang biển đáng quan tâm hệ thống Sea-Me-We 3, hệ thống C2CCN Những thông tin giới thiệu chương chủ yếu nhằm mục đích tham khảo, nhiên qua thấy vấn đề kỹ thuật nêu lên nhà cung cấp giải Chương IV phân tích đưa đề xuất thiết kế hệ thống, lựa chọn yêu cầu kỹ thuật cho Tuyến cáp quang biển Việt nam - Hồng kơng Qua việc phân tích nhu cầu dung lượng truyền dẫn quốc tế Việt nam, phân tích yếu tố kỹ thuật khác để đề yêu cầu hệ thống dung lượng thiết kế, dung lượng ban đầu, địa điểm, lựa chọn công nghệ cấu hình hệ thống Chương đưa đề xuất yêu cầu kỹ thuật cho việc lựa chọn hướng tuyến, yêu cầu tiêu chất lượng hệ thống, tiêu kỹ thuật cho thiết bị trạm cáp, cáp quang biển thiết bị phần chìm… Đây phần kết nghiên cứu đề tài Mở đầu Đề tài “Nghiên cứu hệ thống cáp quang biển WDM ứng dụng xây dựng yêu cầu kỹ thuật cho Tuyến cáp biển Việt nam - Hồng kơng” có ý nghĩa thực tiễn cao tài liệu tham khảo có ích việc lập kế hoạch triển khai xây dựng hệ thống cáp quang biển quốc tế tương lai Việt nam Để hoàn thành luận án tốt nghiệp này, giúp đỡ chu đáo Khoa Điện tử - Viễn thông, Trường Đại học Bách khoa Hà nội Tôi xin chân thành cảm ơn hướng dẫn, sửa đổi tận tình ý kiến đóng góp Tiến sỹ Phạm Cơng Hùng để tơi hồn thành luận văn 10 Chương IV: Tuyến cáp quang biển Việt nam – Hông kông 1) Bản đồ tuyến Hồng kông VỊNH BẮC BỘ Tuyến cáp biển Việt nam - Hồng kông Đà nẵng Hình IV-5: Bản đồ tuyến dự kiến cho tuyến cáp quang biển Việt nam - Hồng kông 2) Danh mục vị trí tuyến STT Vĩ độ N16 02.3117 Kinh độ Kh/cách Cáp (m) Kh/cách Cáp (m) Đoạn Luỹ tiến E108 15.1442 Kh/cách Cáp (m) Theo loại 1,798 1,798 1,798 N16 02.6323 E108 16.0754 N16 02.9832 E108 41.9647 DA 48,091 48,091 57,453 57,453 69,746 69,746 186,410 116,663 9,362 N16 02.1877 E108 47.1353 N16 02.3014 E108 54.0099 N16 34.9536 E109 49.9174 DA 12,293 DA 116,664 269,026 Ghi DA 46,293 Loại cáp SAH AC1;PLDN Bury AC2 Bury AC3 Bury AC4 Bury PLUP LWP 103 Chương IV: Tuyến cáp quang biển Việt nam – Hông kông N17 48.2332 E111 55.9805 455,436 269,027 160,269 N18 29.5540 E113 12.8983 615,705 160,268 53,935 N18 52.1624 E113 30.9065 N20 18.2360 669,640 E113 44.1528 53,935 SAH 830,526 160,886 946,955 277,315 999,575 52,619 1,009,675 62,720 1,028,424 81,469 116,429 10 N21 20.9919 E113 49.2609 11 N21 48.8884 E113 55.1915 12 N21 54.1202 E113 56.8631 13 N22 04.2490 E113 57.2000 SAH 52,620 DA 10,100 DA 18,749 N22 06.6923 E113 56.3270 N22 07.0656 1,033,188 E113 56.3771 86,233 N22 08.8855 1,033,884 E113 55.9864 86,929 N22 09.1381 1,037,318 E113 56.0726 90,363 N22 09.3614 1,037,808 E113 56.1066 90,853 N22 09.5859 1,038,226 E113 56.1382 91,271 N22 10.5938 1,038,645 E113 56.2649 91,689 N22 12.7017 1,040,522 E113 56.3026 93,567 N22 13.0237 1,044,422 E113 56.1828 97,467 N22 13.4732 1,045,053 E113 55.7205 AC20 DA 98,098 1,152 23 AC19 DA 631 22 AC18 DA 3,900 21 AC17 DA 1,877 20 AC16 DA 419 19 AC15 DA 418 18 AC14 DA 490 17 AC13 DA 3,434 16 AC12 DA 696 15 AC7;PLDN Bury AC8 Bury AC9 Bury AC10 Bury AC11;PLUP DA 4,764 14 AC6 LWP 160,886 AC5 LW AC21 DA 1,046,205 99,249 Bảng IV.3: Danh mục vị trí tuyến dự kiến cho tuyến cáp biển Việt nam - Hồng kông IV.3 Yêu cầu kỹ thuật cho hệ thống IV.3.1 Chỉ tiêu chất lượng hệ thống 1) Độ tin cậy hệ thống Tuyến cáp quang biển Việt nam - Hồng kông (viết tắt V-H) có tuổi thọ thiết kế 25 năm tính từ nghiệm thu đưa vào khai thác Tất phần tử, linh kiện, công nghệ sử dụng cho hệ thống phải kiểm tra, đo thử thử thách tốt để đảm bảo yêu cầu độ tin cậy hệ thống, đặc biệt thiết bị, vật liệu, linh kiện sử dụng phần chìm (cáp, trạm lặp) Khi thiết kế hệ thống, phải tính tốn số lần hư hỏng liên lạc gây 104 Chương IV: Tuyến cáp quang biển Việt nam – Hông kông cố thiết bị phần chìm phần thiết bị trạm TSE Số lần sửa chữa cần dùng tới tàu cáp cố thiết bị chìm phải đạt 0,5 lần thời gian tuổi thọ thiết kế 25 năm Các thiết bị sử dụng hệ thống đặc biệt SLTE, PFE, SDH repeater cần có chế dự phịng cạc để tăng độ dự phòng, nâng cao độ tin cậy hệ thống 2) Các giao diện hệ thống Tuyến cáp biển V-H có phần đường truyền số (DLS) độc lập giao diện kết nối với mạng nội địa tuân thủ theo Khuyến nghị ITU-T G.703, G.707 G.957 cho giao diện STM-1, STM-4, STM-16 STM-64 Giao diện STM-1 giao diện sở Ngoài giao diện với mạng nội địa có khả cấp trực tiếp cổng IP Gigabit Ethenet Giao diện SLTE SDH/DXC (STM-64): S-64.3, S-64.2 Các giao diện thiết bị SDH/DXC: (STM-1e): (STM-1o): (STM-4): (STM-16): (STM-64): G.703 (155.52M) I-1, S-1.1 S-4.1 S-16.1, S-16.2, L-16.1 S-64.3, S-64.2 Các chức chuyển mạch bảo vệ tuân thủ ITU-T G.783 Các giao diện quang đáp ứng chế chuyển mạch “1+1 bi-directional switching compatible with 1:n bi-directional switching” 3) Chỉ tiêu chất lượng phần đường truyền số (DLS) Chỉ tiêu chất lượng phần đường truyền số thoả mãn khuyến nghị ITU-T G.826 - Chỉ tiêu lỗi: Chỉ tiêu lỗi đường truyền số hệ thống mức STM64 tính theo cơng thức sau: SESR = x10 −8 xL = x10 −5 BBER = x10 −9 xL = x10 −6 Trong đó: SESR (Severely Error Second Ratio) tỷ số số giây bị lỗi nghiêm trọng tổng số giây khoảng thời gian đo cố định BBER (Background Block Error Ratio) tỷ số số khối lỗi nghiêm trọng tổng số khối có khoảng thời gian đo cố định L khoảng cách tính km phần đường truyền số DLS (đối với V-H khoảng 1000 km) 105 Chương IV: Tuyến cáp quang biển Việt nam – Hông kông - Chỉ tiêu Jitter: Mỗi DLS hệ thống đáp ứng yêu cầu sau jitter theo khuyến nghị ITU-T: Hạn mức thấp jitter đầu vào chịu cực đại: DLS hệ thống có khả chịu giao diện đầu vào tín hiệu quang có tính theo G.957 điều chế jitter hình sin có quan hệ biên độ/tần số Hình 6.3/G.958 tham số Bảng 9.2/G.958 Mức jitter đầu cực đại khơng có jitter đầu vào: khơng vượt mức hạn chế nêu G.958 Đặc tính truyền đạt jitter: mức hạn chế Hình 6.2/G.958 4) Chỉ tiêu quỹ công suất Khi thiết kệ thống, phải tính bảng quỹ cơng suất tổi thiểu đáp ứng mẫu trình bày Bảng II-2 thuộc Mục 2), Phần II.2.1 tài liệu Bảng tính quỹ cơng suất giải pháp đảm bảo tiêu chất lượng hệ thống Dự trữ công suất hệ thống trường hợp cuối tuổi thọ hệ thống (EOL) dB Quỹ công suất tính chi tiết dựa hệ số Q Hình IV-6 diễn tả biểu đồ hệ số Q hàm BER có FEC khơng FEC Ta thấy Q 11,2 dB tương ứng với BER = 2,4.10-4 trước FEC BER = 10-11 sau FEC Hay nói cách khác, để đạt BER = = 10-11 ta có giá trị Q tương ứng 11,2 dB 16,7 dB có khơng có FEC Vậy hệ số lợi sửa méo trước 5,5 dB Hình IV-6: Quan hệ BER giá trị Q Trong q trình tính tốn quỹ cơng suất, phải lập danh sách thơng số có ảnh hưởng tới tiêu hệ thống V-H khía cạnh khác tiêu lỗi, tiêu jitter, truyền dẫn tín hiệu giám sát để xem xét, đánh giá Phải hiệu ứng tích luỹ thơng số tạp âm khuếch đại, xuyên kênh, tán sắc màu, tán sắc mode phân cực, suy hao/tăng ích phụ thuộc phân cực tính phi tuyến sợi quang kết hợp lại để xác định tiêu chất lượng hệ thống 106 Chương IV: Tuyến cáp quang biển Việt nam – Hơng kơng Trong tính tốn quỹ cơng suất, phải bao gồm giá trị dự trữ cho lão hoá bù trừ cho sửa chữa Giá trị dự trữ xác định thời điểm đo thử nghiệm thu trình khai thác (bằng phương pháp đo giá trị Q) Quỹ công suất tính tốn đánh giá giá trị thông số tối thiểu sau: Hệ thống: - Tốc độ truyền dẫn quang hệ thống; Phương thức điều chế (NRZ/RZ); Các bước sóng khai thác sai số; Cơng suất quang bước sóng (đầu lặp); Hệ số tạp âm lặp; Khoảng cách lặp suy hao; Chỉ tiêu BER; Đặc tính mã sửa sai; Biểu đồ kiểm soát tán sắc Trạm lặp: - Phương pháp điều khiển công suất quang, hệ số khuếch đại, phương pháp giám sát; Bước sóng bơm; loại sợi EDF; Công suất danh định lặp; Công suất vào lặp cực đại cực tiểu; Đặc tuyến hệ số khuếch đại theo công suất vào; Đặc tuyến hệ số tạp âm theo công suất vào; Độ nhạy phân cực lặp theo suy hao tán sắc mode; Đặc tuyến tần số lặp; Băng thông quang khuếch đại bước sóng lọc tự động; Sợi quang: - Suy hao bước sóng khai thác trung tâm; Tiết diện hiệu dụng core; Tán sắc màu bước sóng trung tâm với độ dốc; Tán sắc mode phân cực sợi; Các thơng số phi tuyến Thiết bị: - Hình dạng lọc quang tiền khuếch đại, băng thông sai số bước sóng; Cơng suất quang tổng danh định, cực đại cực tiểu đầu vào thu; Đặc tuyến điện thu; Công suất quang tổng phát phần phát; Các giá trị gây méo trước công suất quang cho phần phát; Dạng xung ra, thời gian lên/xuống, tỷ số phân biệt, dịch tần số; Độ rộng phổ ra, Tỷ số dập mode phụ (SMSR) laser phát; 107 Chương IV: Tuyến cáp quang biển Việt nam – Hông kông IV.3.2 Hệ số Q back-to-back thiết bị (bao gồm suy giảm xuyên kênh quang); Loại xáo trộn phân cực; Độ ổn định bước sóng laser phát; Phương pháp phát tín hiệu giám sát tuyến; Phương pháp thu tín hiệu giám sát tuyến; Kế hoạch phân bổ bước sóng laser; Diễn giải bảo vệ dự phòng nội Chỉ tiêu kỹ thuật thiết bị 1) Thiết bị trạm đầu cuối Thiết bị trạm đầu cuối (TSE) thực hiện: - Ghép/tách tín hiệu STM-64 để truyền dẫn tuyến cáp quang biển; - Cung cấp nguồn cho trạm lặp; - Thưc điều khiển, giám sát bảo dưỡng Thiết bị trạm đầu cuối bao gồm SLTE, PFE, SSE SDH/DXC a) Các yêu cầu chung Thiết bị TSE có chuyển mạch tự động dự phòng cần thiết để đảm bảo yêu cầu độ tin cậy hệ thống liên lạc Cơ chế dự phịng 1:n 1+1 Thiết bị TSE thiết kế có chuyển mạch nhân cơng để sử dụng cần - Thiết bị TSE có tiêu xạ điện từ trường, điện, xóc rung động… đáp ứng tiêu chuẩn thiết kế quốc tế IEC - Các giá máy, shelf thiết bị TSE trang bị phương tiện hiển thị cảnh báo để thị tình trạng hoạt động thiết bị trạng thái bình thường, bị cố trạng thái bảo dưỡng - Thiết bị TSE bao gồm thiết bị giám sát hệ thống (SSE) để kiểm ta, theo dõi, điều khiển trạng thái hoạt động lưu trữ thông tin từ thiết bị khác hệ thống - Thiết bị TSE sử nguồn điện chiều có dải điện áp 40,5 đến 57 VDC Thiết bị nguồn điện có dự phịng bảo vệ từ hai nguồn riêng biệt để đảm bảo độ tin cậy cao hệ thống lâu dài Thiết bị TSE phải có dự phịng nóng nguội đầy đủ đảm bảo khai thác - Thiết bị TSE có khả quản lý, điều khiển từ xa, từ hệ thống quản lý mạng tập trung NMS Việc quản lý từ xa bao gồm khả quản lý, thiết bị PFE, thiết bị chìm b) SLTE - Thiết bị SLTE thực gộp luồng tín hiệu STM-64 vào đầu 108 Chương IV: Tuyến cáp quang biển Việt nam – Hông kông quang để tryền dẫn qua cáp biển, thực ngược lại đầu - Giao diện SLTE với thiết bị SDH/DXC mức quang STM-64 tuân thủ với loại giao diện STM-64 trình bày ITU-T G.691 - SLTE cho phép kết nối với thiết bị giám sát thiết bị chìm, chí tín hiệu vào STM-64 - Mỗi nhánh STM-64 SLTE hoạt động với tiêu khơng phụ thuộc vào nhánh khác - SLTE có tiêu lỗi jitter đảm bảo tuân thủ hệ thống với tiêu chất lượng hệ thống trình bày Mục IV.3.1 - Việc sử dụng FEC SLTE tuân thủ ITU-T G.975 SLTE có chức hiển thị số lỗi sửa FEC tràn mã số lỗi sửa Kết gửi tới SSE để đo chất lượng truyền dẫn thiết bị chìm đánh giá dự trữ - Các thơng số chất lượng SLTE giám sát có cảnh báo thích ứng Có điểm đo mặt máy để đo kiểm tra, tối thiểu bao gồm: mức tín hiệu đường truyền (phát thu); tín hiệu thị lỗi sửa (FEC) c) Thiết bị cấp nguồn PFE Cấu hình: Cấu hình cấp nguồn cho tuyến cáp V-H áp dụng theo sơ đị Hình IV-7 Do khoảng cách không lớn (1000 km) nên PFE sử dụng loại 3kV/1A đầu cuối, đầu Việt nam dùng nguồn (-), đầu Hồng kông dùng nguồn (+), tiếp địa đáy biển (double-end feeding) Bộ cấp nguồn PFE có chức chuyển đổi chế độ cấp nguồn sang cấp nguồn từ trạm đầu cuối cho toàn tuyến (singleend feeding) ĐÀ NẴNG HỒNG KÔNG - 3kV + 3kV Hình IV-7: Cấu hình cấp nguồn cho tuyến cáp biển V-H - Độ tin cậy độ ổn định: Cấu hình cấp nguồn phải đảm bảo việc cấp nguồn cho hệ thống tin cậy ổn định kể trình mở/tắt bao gồm việc thiết lập lại việc cấp nguồn trường hợp cố hệ thống - Định vị lỗi: Thiết kế cấu hình cấp nguồn cho phép định vị lỗi chập cáp khoảng khoảng lặp Trong trường hợp nguồn cấp phân đoạn cố, quy trình định vị lỗi điều kiện liên lạc cho phép định vị lỗi 109 Chương IV: Tuyến cáp quang biển Việt nam – Hơng kơng tuyến với độ xác +/- 0,5 km - PFE trạm đầu cuối có dự phịng đầy đủ chuyển đổi chế độ cấp nguồn tự động Mỗi PFE có N biến đổi làm việc có khả cung cấp điện áp cực đại sử dụng N-1 biển đổi để cấp nguồn cho tuyến từ đầu Quá trình chuyển đổi chế độ cấp nguồn, chuyển đổi thiết bị dự phịng khơng làm gián đoạn gây lỗi lưu lượng - PFE có trang bị để giám sát trạng thái hoạt động đưa cảnh báo Các thông số trạng thái PFE gồm thơng số sau: điện áp dòng điện tuyến; điện án dòng điện ra; dòng dây dẫn cáp tiếp đất cấp nguồn; sai áp đất trạm đất cấp nguồn; dòng chảy hệ thống đất trạm Các điều kiện cảnh báo PFE gồm: biến đổi nguồn: dòng, hỏng biến đổi; đường cấp nguồn chung: áp, dòng, thiếu dịng, điện áp ac-quy ngồi giới hạn d) Thiết bị giám sát hệ thống SSE Thiết bị SSE cung cấp giao diện nguời máy để giám sát điều khiển thiết bị TSE thiết bị chìm Đối với thiết bị chìm, SSE cung cấp chức sau: - giám sát trạng thái, chất lượng; định vị cố khăc phục tự động nhân công; giám sát định kỳ tuyến; điều khiển thiết bị chìm Đối với TSE, SSE thực chức sau: - hiển thị trạng thái; xử lý cảnh báo; thực khắc phục tự động; SSE thực chức hệ thống quản lý mạng bao gồm: quản lý kiện, quản lý chất lượng hệ thống, quản lý cấu hình quản lý an tồn 2) Trạm lặp a) Yêu cầu chung: Trạm lặp có chức sau để thực truyền tín hiệu quang ghép kênh theo bước sóng cự ly xa: - Khuếch đại tín hiệu quang: trạm lặp thu tín hiệu quang khuếch đại trực tiếp phát tuyến cáp biển - Giám sát định vị hư hỏng: trạm lặp tách lệnh giám sát tín hiệu điều khiển truyền tới từ đường truyền quang thực chức năng: chuyển đổi laser bơm, kiểm tra cơng suất quang, kiểm tra dịng điều khiển laser bơm, kiểm tra công suất vào quang, kiểm tra nhiệt độ Những thông tin 110 Chương IV: Tuyến cáp quang biển Việt nam – Hông kông kiểm tra truyền trạm đầu cuối công nghệ điều chế quang - Ngoài ra, trạm lặp cấp đường OTDR để đo EOTDR cho phép định vị lỗi xác cách sử dụng máy đo COTDR Việc kiểm tra trạm lặp khai thác đo OTDR cố đảm bảo xác định vị trí lỗi xác rút ngắn thời gian sửa chữa - Trạm lặp có độ tin cậy cao để đảm bảo yêu cầu độ tin cậy hệ thống (Mục IV.3.1.1) - Trạm lặp có cấu trúc chịu áp suất nước cao độ sâu tới 8000m chịu môi trường đáy biển khác mơi trường, nhiệt độ, hố chất… b) Các thơng số trạm lặp: - Trạm lặp có thơng số sau: Khoản mục Số kênh bước sóng Khoảng cách tuyến Dải nhiệt độ Khai thác Lưu kho Công suất danh định Hệ số khuếch đại danh định Dải động Khoảng cách lặp Điều khiển mức Bước sóng laser bơm Dịng cấp nguồn Độ cách điện Bảo vệ áp Cấp nguồn Độ tin cậy Thông số 10 Gbit/s x 16λ 1000 km 0oC đến +35oC -20oC đến +45oC +15 dBm 20 dB +4dB/-5dB 90 - 100 km ALC 980 1480 nm 1.0 A Hơn 10 kV Đỉnh ±15 kV lưỡng cực < 11 FIT/Sys 2oC Bảng IV.4: Các thông số yêu cầu trạm lặp 3) Cáp biển a) Yêu cầu chung: Sợi quang, mối nối sợi quang, ghép, cáp, nối cáp, chuyển đổi cáp, đầu cáp phải thiết kế để đảm bảo yêu cầu chất lượng chung hệ thống toàn tuổi thọ thiết kế tuyến cáp biển V-H Cấu trúc cáp có đặc tính để xử lý thiết bị tàu cáp mà khơng cần sửa đổi đáng kể Cáp biển có loại khác để sử dụng vị trí tuyến khác 111 Chương IV: Tuyến cáp quang biển Việt nam – Hông kông tuỳe thuộc vào điều kiện địa lý, điều kiện khai thác mà xác định xác q trình khảo sát thiết kế tuyến cáp Các loại cáp khác phải đảm bảo nối với dễ dàng Universial Joint Consortium (UJ) xác nhận Các loại cáp biển sử dụng cho V-H đáp ứng yêu cầu tối thiểu sau: - Cáp trọng lượng nhẹ LW: phù hợp để triển khai, khai thác khôi phục vùng nước sâu tới 8000 mét - Cáp trọng lượng nhẹ có bảo vệ LWP: cáp có lớp bảo vệ chống cá cắn chống trầy sước, phù hợp triển khai, khai thác khôi phục độ sâu tới 6000 m - Cáp bọc giáp đơn nhẹ SAL: phù hợp để đặt, trôn khôi phục từ độ sâu tới 1500 m Nếu khơng trơn, cáp phù hợp để đặt khôi phục độ sâu tới 2000 m - Cáp bọc giáp đơn SA: phù hợp để đặt, trôn khôi phục từ độ sâu tới 1000 m, đặt khôi phục tới độ sâu 1500 m - Cáp bọc giáp kép DA: phù hợp để thả đặt, trôn khôi phục để bảo vệ độ sâu tới 400 m Loại cáp nên không bị di chuyển thuỷ triều - Cáp bọc giáp đá RA: cần loại cáp phù hợp để triển khai, khai thác khôi phục độ sâu tới 200 m với NTTS (cường độ căng tức thời danh định) không nhỏ 260N Đặc tính loại cáp thích hợp với mặt nghiêng bề mặt đáy biển chống lại có hiệu tác động bên Dải nhiệt độ khai thác: - Cáp vùng nước sâu, nước nông: -10°C to +50 °C - Cáp đất: -20 °C to +50°C Thâm nhập nước khí: cáp nối cáp thiết kế để ngăn chặn thâm nhập nước khí vào cấu trúc bên cáp điều kiện khai thác bình thường Trong trường hợp cáp bị hư hại chiều dài đoạn cáp phải thay nước thâm nhập từ điểm hư hại không vượt quá: - Vùng nước sâu: < km theo hai hướng - Vùng nước nông: < 0,25 km theo hai hướng sau đoạn cáp bị hư hỏng nằm đáy biển thời gian tới 14 ngày Cáp biển có đường dẫn cấp nguồn điện với trở kháng nhỏ 1,0 Ω/km Đường dẫn có đặc tính DC tần số thấp AC phù hợp với định vị lỗi cáp b) Yêu cầu khí: - Cáp biển thiết kế để đảm bảo cho sợi quang bên không suy giảm chất lượng đáng kể thời gian sử dụng Cáp, hộp nối cáp phải chịu q trình rải, trơn, khơi phục sử dụng lại mà không ảnh hưởng đến chất lượng khí truyền dẫn tuyến Việc thiết kế chế tạo cáp, hộp nối cáp để không bị ảnh hưởng tới chất lượng chất tàu cáp hoạt động độ sâu 112 Chương IV: Tuyến cáp quang biển Việt nam – Hông kông thiết kế cực đại nhât thời gian cần thiết để tàu cáp hoàn thành mối nối cáp, điều kiện động mạnh (gió cấp sóng cáo mét) - Các loại cáp, hội nối cáp, kết nối repeater có khả khơi phục từ độ sâu thi công sâu với tốc độ knot góc kéo lên tối thiểu 75o điều kiện sóng biển cao yới mét - Các loại cáp có tiêu khí đáp ứng u cầu sau: Đặc tính CBL (tải trọng làm gẫy cáp) NPTS (cường độ căng cố định danh định) NOTS (cường độ căng khai thác danh định) NTTS (cường độ căng tức thời danh định) Modulus Hằng số thuỷ động lực học (rải/khôi phục) Độ bền vặn Độ bền van chạm Độ bền áp suất Đơn vị kN KN kN kN km Deg.Knot s kN J MPa LW LWP SA DA ≥100 ≥100 320 550 25 25 75 150 55 55 150 300 80 80 200 ≥ 380 ≥20 47/55 > 18 >9 52/61 18 75 111 20 >20 100 20 >20 100 40 400 100 60 600 100 RA 450 100 200 ≥ 300 >6 121 80 800 100 Bảng IV.5: Bảng tiêu khí yêu cầu cáp biển c) Yêu cầu điện/quang: Tuyến cáp quang biển V-H sử dụng cơng nghệ ghép kênh theo bước sóng (có thể sử dụng tối đa tới 16 bước sóng), nên sợi quang sử dụng cho cáp biển loại sợi phù hợp với ITU-T G.655 (NZDSF) Reduced Slope and LEAF Khi thiết kế hệ thống, dựa đặc điểm kỹ thuật công nghệ sử dụng thiết bị trạm đầu cuối, trạm lặp dựa vào đặc tính sợi quang, nhà thầu áp dụng giải pháp kỹ thuật cần thiết (như bù tán sắc, cân hệ số khuếch đại (gain equaliser), pre-amp…) để tối ưu hoá thiết kế khắc phục hiệu ứng phi tuyến nâng cao khoảng cách lặp Nhà thầu đặc tính loại sợi quang sử dụng quan hệ chúng tới phẩm chất hệ thống tuyên V-H, bao gồm: - Dải bước sóng khai thác tốc độ truyền lan; - Các đặc tính sợi quang theo ITU-T; - Suy hao trung bình sợi quang, bao gồm suy hao mối hàn dung sai; - Kiểm soát tán sắc màu tuyến, bao gồm dung sai tán sắc tác động đến trì hệ thống V-H; - Bước sóng có tán sắc màu zero độ dốc nó; - Tán sắc mốt phân cực; - Tiết diện hiệu dụng core sợi quang; - Các tham số phi tuyến sợi quang; 113 Chương IV: Tuyến cáp quang biển Việt nam – Hông kông - Bước sóng cắt đo theo phương pháp đo ITU-T, kết tương đương; - Độ dãn sợi quang trình đo thử cường độ chịu lực cáp giá trị trình đo, giá trị phải để hiệu ứng tích luỹ dãn sợi quang trình rải, khơi phục dãn sợi cố định dãn dư cáp tuân thủ tiêu yêu cầu tuổi thọ thiết kế tuyến V-H - Các phương pháp đo thử sử dụng để đo đặc tính hình học, quang truyền dẫn sợi quang, kết phù hợp với kết đạt phương pháp đo nêu ITU-T G.652 - Các mối hàn sợi quang có đặc tính khí sợi quang định Nếu nhiệt độ làm cho biến đổi đặc tính sợi quang, biến đổi triệt tiêu phải tính tới thiết kế hệ thống Nếu có điều kiện mơi trường làm biến đổi đặc tính sợi quang biến đổi phải tính tới thiết kế hệ thống IV.4 Kết luận Chương IV trình bày nghiên cứu tác giả đề tài việc xây dựng Tuyến cáp quang biển quốc tế Việt nam - Hồng kông Ở chương này, đề tài dựa dự báo nhu cầu, dựa phát triển công nghệ để đưa đề xuất cụ thể thiết kế hệ thống lựa chọn dung lượng hệ thống, lựa chọn công nghệ lựa chọn cấu hình hệ thống Tuyến cáp quang V-H Ở đây, hệ thống kết nối Việt nam (Đà nẵng) - Hồng kông với dung lượng thiết kế 10G x 8λ x 1fp (80 Gbit/s) có cấu hình tuyến cáp đơn đề nghị Ở chương trình bày khảo sát đề xuất sơ hướng tuyến cáp cho V-H Đồng thời, trình bày yêu cầu, yếu tố liên quan càn tính tới q trình khảo sát thiết kế thi cơng rải cáp sau Ở phần cuối chương, đề tài nêu yêu cầu kỹ thuật cần thiết thiết bị bao gồm thiết bị trạm đầu cuối, trạm lặp cáp biển Những yêu cầu câầnphải đáp ứng trình thiết kế hệ thống thi công xây lắp để đảm bảo chất lượng lâu dài tuyến V-H Đây đề xuất, thông tin hữu ích để tham khảo q trình thiết kế, đấu thầu để xây dựng tuyên cáp biển V-H, hệ thống khác tương lai 114 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ Phần tóm tắt kết nghiên cứu đề tài Mục tiêu nghiên cứu hệ thống cáp quang biển WDM để xây dựng yêu cầu kỹ thuật cho Tuyến cáp quang biển quốc tế Việt nam - Hồng kông Các hệ thống cáp quang biển ngày phương tiện chính, đáp ứng hầu hết nhu cầu dung lượng truyền dẫn quốc tế để kết nối quốc gia giới, đặc biệt yêu cầu thông tin thoại, truyền số liệu, kết nối Internet toàn cầu, ứng dụng băng rộng khác Là sở hạ tầng viễn thông trọng yếu quốc gia, hệ thống cáp quang biển ngày ứng dụng thành tựu công nghệ thơng tin quang, có dung lượng hệ thống cao tới hàng Terabit/s, có khoảng cách xa nối liền Châu lục Đề tài nghiên cứu kỹ thuật thông tin quang ghép kênh theo bước sóng WDM, yếu tố ảnh hưởng tới chất lượng truyền dẫn hệ thống đặc biệt tán sắc màu sợi quang hiệu ứng phi tuyến hệ thống WDM Nghiên cứu trọng tới đặc thù hệ thống thông tin quang đường dài ứng dụng cáp biển với dung lượng cao khoảng cách lớn với nhiều trạm lặp Mục tiêu giải pháp kỹ thuật để tăng khoảng cách lặp yếu tố khác nhằm giảm kinh phí đấu tư cho hệ thống, tính giá STM-1 giá bit Đề tài nghiên cứu trình phát triển hệ thống thông tin cáp biển, khái niệm hệ thống thông tin cáp quang biển bao gồm cấu hình hệ thống, thành phần hệ thống thiết bị trạm đầu cuối, trạm lặp, trạm rẽ nhánh cáp quang biển Việc nghiên cứu gắn liền với việc phân tích yêu cầu, khuyến nghị ITU-T liên quan đến hệ thống cáp quang biển (G.971-G.977) Từ đó, nêu yêu cầu phẩm chất hệ thống, yêu cầu đặc tính khí, đặc tính điện đặc tính quang thành phần làm sở cho việc xây dựng yêu cầu kỹ thuật tuyến V-H trình bày phần sau Đề tài tìm hiểu giới thiệu số sản phẩm điển hình nhà cung cấp hệ thống cáp quang biển giới bao gồm Alcatel, Tyco Fuitsu Hai hệ thống cáp quang biển quốc tế có giới Sea-Me-We C2CCN giới thiệu Các thơng tin trình bày điển hình hữu ích để tham khảo tình hình kỹ thuật, công nghệ Trên sở nghiên cứu hệ thống thông tin quang WDM ứng dụng hệ thống cáp quang biển, đề tài đưa đề xuất cụ thể cho việc xây dựng tuyến cáp quang biển quốc tế Việt nam - Hồng kông Đề tài đưa đề xuất cấu hình hệ thống bao gồm tuyến cáp quan biển đơn nối Việt nam (Đà nẵng) - Hồng kơng có dung lượng thiết kế 10G x 8λ x 1fp (80 Gbit/s) Hướng tuyến sơ khảo sát đề nghị Điều đáng lưu ý kết phân tích kỹ thuật yếu tố khác cần xem xét trình lập kế hoạch triển khai công đoạn khảo sát thiết kế hệ thống với lựa chọn khác Phần 115 cuối, kết đề tài yêu cầu kỹ thuật cụ thể thành phần thiết bị thiết bị trạm cáp (SLTE, PFE, SSE), trạm lặp cap quang biển Kết nghiên cứu đề xuất đề tài thông tin kỹ thuật, công nghệ, yếu tố liên quan cần thiết phải tính tới q trình lập kế hoạch thiết kế, thi công tuyến cáp biển V-H Hướng nghiên cứu đề tài bao gồm vấn đề sau Trong trình lập kế hoạch, nghiên cứu khả thi dự án cho việc xây dựng tuyến cáp quang biển quốc tế V-H, chủ đầu tư cần nghiên cứu kỹ lưỡng để xác định cấu hình hệ thống cho phù hợp với nhu cầu sử dụng, khả vốn đầu tư khả quản lý khai thác Đó là cấu hình hệ thống theo tuyến vòng hay tuyến đơn, dung lượng thiết kế, địa điểm cập bờ Riêng địa điểm cập bờ Hồng kơng phải tính tới yếu tố đối tác nước để đảm bảo quyền lợi kinh doanh Việc thiết kế chi tiết hướng tuyến cần phải tiến hành tỉ mỉ, thận trọng dựa theo đề nghị sơ đề tài Các điểm cần lưu ý vùng biển khai thác dầu, tuyến cáp biển/ống dẫn dầu mà tuyến cắt qua việc trôn cáp sâu điểm bờ Hống kông Các yêu cầu kỹ thuật nêu đề tài xây dựng dựa nghiên cứu cơng nghệ, sản phẩm có dựa vào khuyến nghị ITU-T Đây yêu cầu để tham khảo trình làm dự án, đặc biệt lập yêu cầu kỹ thuật hồ sơ mời thầu Do pham vi nghiên cứu luận văn tốt nghiệp, kết nghiên cứu chủ yếu đề cập đến thơng số phẩm chất hệ thống, đặc tính khí, đặc tính điện quang thành phần thiết bị Khi xây dựng yêu cầu kỹ thuật cụ thể cho dự án, chủ đầu tư phải xác định thêm nhiều yêu cầu cụ thể phù hợp với việc triển khai thi công, lắp đặt vận hành khai thác hệ thống sau 116 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Công Hùng, “Bài giảng mơn Cơng nghệ ghép kênh theo bước sóng”, Khoa Điện tử - Viễn thông, Trường Đại học Bách khoa Hà nội, Hà nội 2003 [2] Vũ Văn San, “Hệ thống thông tin quang”, Nhà xuất Bưu điện, Hà nội 12/2003 [3] ITU-T, G.692, “Optical interfaces for multichannel systems with optical amplifiers”, 10/1998 [4] ITU-T, G.694.1, “Spectral grids for WDM applications: DWDM frequency grid”, 06/2002 [5] ITU-T, G.694.2, “Spectral grids for WDM applications: CWDM frequency grid”, 06/2002 [6] ITU-T, G.798, “Characteristics of optical transport network hierarchy equipment function blocks”, 06/2002 [7] ITU-T, G.958, “Digital line systems based hierarchy for use on optical fibre cables”, 11/1994 [8] ITU-T, G.971, “General features of optical fibre submarine cable systems”, 04/2000 [9] ITU-T, G.972, “Definition of terms relevant to optical fibre submarine cable systems”, 10/2000 [10] ITU-T, G.973, “Characteristics of repeaterless optical fibre submarine cable system”, 12/2003 [11] ITU-T, G.974, “Characteristics of regenerative optical fibre submarine cable system”, 03/1993 [12] ITU-T, G.975, “Forward error correction for submarine systems”, 10-2000 [13] ITU-T, G.976, “Test methods applicable to optical fibre submarine cable systems”, 10/2000 [14] ITU-T, G.977, “Charactoristics of optically amplified optical fibre submarine cable systems”, 04/2000 [15] Kenichi Iga, “ Fundamentals of Laser Optics”, Plenum Publishing Corporation, 1994 [16] S Shimura, “International Submarine Cable Systems”, KDD Engineering and Consulting Inc., Tokyo, 1985 [17] Peter K Runge, Patrik R Trischita, “Undersea Lightwave Communcation”, IEEE Press, Nework, 1986 [18] 2nd International Conference on Optical Fiber Submarine Telecommunication Systems, March 1993 [19] Y R Zhou, A Lord and E S R Sikora, “Ultra-long-haul WDM transmission systems”, BT Technology Journal, Vol 20 No 4, October 2002 [20] O Gautheron, “Submarine optical networks at the threshold of Tbit/s per fiber capability”, Alcatel Telecommunications Review - 3rd Quarter 2000 [21] Tổng Cơng ty Bưu Viễn thơng Việt nam (VNPT), “Điều chỉnh bổ xung cấu trúc mạng viễn thông quốc tế giai đoạn 2004-2005”, Hà nội, 08/2004 [22] http://www/alcatel.com [23] http://www.fujitsu.co.jp on the synchronous digital 117 ... thống, tiêu kỹ thuật cho thiết bị trạm cáp, cáp quang biển thiết bị phần chìm… Đây phần kết nghiên cứu đề tài Mở đầu Đề tài ? ?Nghiên cứu hệ thống cáp quang biển WDM ứng dụng xây dựng yêu cầu kỹ. .. thiết kế hệ thống, yêu cầu kỹ thuật cho Tuyến cáp quang biển Việt nam - Hồng kông, hệ thống truyền dẫn quốc tế cần thiết phải xây dựng tương lai Đây tuyến cáp quang biển sử dụng công nghệ WDM có dung... WDM đề xuất yêu cầu kỹ thuật cho việc xây dựng tuyến cáp quang biển nối Việt nam - Hồng kông Kỹ thuật ghép kênh theo bước sóng phần hệ thống cáp quang biển đại ngày Chương nghiên cứu nguyên lý