Nghiên cứu công nghệ DWDM 100g của mạng truyền dẫn quang và giải pháp triển khai cho mạng truyền dẫn viettel

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN KHẮC TÍNH  NGUYỄN KHẮC TÍNH NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ DWDM 100G CỦA MẠNG TRUYỀN DẪN QUANG VÀ GIẢI PHÁP TRIỂN KHAI CHO MẠNG TRUYỀN DẪN VIETTEL LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGÀNH: KỸ THUẬT TRUYỀN THƠNG KHỐ: 2011B Hà Nội – Năm 2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI  NGUYỄN KHẮC TÍNH NGHIÊN CỨU CƠNG NGHỆ DWDM 100G CỦA MẠNG TRUYỀN DẪN QUANG VÀ GIẢI PHÁP TRIỂN KHAI CHO MẠNG TRUYỀN DẪN VIETTEL Chuyên ngành: KỸ THUẬT TRUYỀN THÔNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS LÂM HỒNG THẠCH Hà Nội – Năm 2014 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan số liệu kết nghiên cứu luận văn trung thực không trùng lặp với đề tài khác Tôi xin cam đoan giúp đỡ cho việc thực luận văn cảm ơn thơng tin trích dẫn luận văn rõ nguồn gốc Hà Nội, tháng năm 2014 Tác giả Nguyễn Khắc Tính Nguyễn Khắc Tính - Luận văn cao học KTTT Khóa: 2011B MỤC LỤC DANH MỤC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ LỜI GIỚI THIỆU MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1.TỔNG QUAN HỆ THỐNG MẠNG DWDM 1.1 Tổng quan hệ thống mạng DWDM .7 1.2 Nguyên lý hệ thống 1.2.1 Mơ hình hệ thống 1.2.2 Nguyên lý hoạt động 10 1.2.3 Các khối chức thiết bị DWDM 13 1.3 Các cấu hình mạng DWDM 14 1.3.1 Cấu hình OTM 15 1.3.2 Cấu hình OADM 16 1.3.3 Cấu hình OLA 17 1.3.4 Thiết bị REG 18 1.4 Ưu điểm mạng DWDM 20 1.4.1 Dung lượng lớn 20 1.4.2 Trong suốt liệu 20 1.4.3 Bảo vệ đầu tư tối đa trình nâng cấp hệ thống 20 1.4.4 Khả linh hoạt, tiết kiệm và độ tin cậy cao 20 1.5 Các yếu tố ảnh hưởng tới mạng truyền dẫn DWDM 21 1.5.1 Suy hao (Attenuation) 21 1.5.1.1 Định nghĩa 21 1.5.1.2 Các nhân tố gây suy hao 21 1.5.2 Tán sắc (Dispersion) 22 1.5.2.1 Chromatic Dispersion 23 1.5.2.2 Polarization Mode Dispersion 25 1.5.3 Các hiệu ứng phi tuyến (No linner – effect) 27 1.5.3.1 Tán xạ kích thích Brillouin (Brillouin Scattering) 30 1.5.3.2 Stimulated Raman Scattering 31 1.5.3.3 Four Wave Mixing 32 1.5.3.4 Self-phase Modulation 33 1.5.3.5 Cross-phase Modulation 34 CHƯƠNG HỆ THỐNG MẠNG DWDM 100G VÀ CÁC PHƯƠNG ÁN TRIỂN KHAI, CUNG CẤP DỊCH VỤ 36 2.1.Tổng quan mạng DWDM sử dụng công nghệ 100G/bước sóng 36 2.2 Những thay đổi cơng nghệ DWDM bước sóng 100G .38 2.2.1 Điều chế DP-QPSK 39 2.2.2 Bộ Thu coherent 42 2.2.3 Bộ thu coherent hệ thống 100G sử dụng điều chế DP-QPSK 45 2.2.4Khối DSP 47 2.2.5 SD-FEC 51 2.3 Các phương án triển khai hệ thống mạng DWDM 100G 56 2.3.1 Mơ hình triển khai mạng DWDM 100G/bước sóng 56 2.3.2.Mơ hình triển khai hỗn hợp 57 2.3.2.1 Mơ hình đấu nối 57 2.3.2.2 Phương án triển khai 57 2.3.2.3 Đánh giá 58 2.3.2.4 Phạm vi áp dụng mơ hình hỗn hợp 59 2.3.3 Mơ hình triển khai 60 2.3.3.1 Mơ hình đấu nối 60 2.3.3.2 Phương án triển khai 60 2.3.3.3 Đánh giá 60 2.3.3.4 Phạm vi áp dụng mơ hình hỗn hợp 60 2.3.4 Phân tích ưu nhược điểm mơ hình 61 2.4 Giải pháp cung cấp dịch vụ mạng 100G 62 2.4.1 Giải pháp DWDM truyền thống (DWDM tranditional) 62 2.4.1.1 Mơ hình 62 2.4.1.2 Phân tích ưu nhược điểm 63 2.4.1.3 Phạm vi áp dụng 63 2.4.2 Giải pháp DWDM OTN 63 2.4.2.1 Mô hình 63 2.4.2.2 Phân tích ưu nhược điểm 64 2.4.2.3 Phạm vi áp dụng 64 CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH HIỆN TRẠNG VÀ ĐÁNH GIÁ PHƯƠNG ÁN TRIỂN KHAI MẠNG MẠNG TRUYỀN DẪN DWDM 100G CỦA VIETTEL 66 3.1 Hiện trạng nhu cầu 66 3.1.1 Hiện trạng 67 3.1.2 Nhu cầu 67 3.2 Phân tích yếu tố đầu vào triển khai mạng truyền dẫn 100G Viettel 68 3.2.1 Phân tích trạng 68 3.2.2 Phân tích đầu vào kỹ thuật 70 3.2.3 Kết luậnsau phân tích trạng đầu vào 71 3.3 Phương án triển khai 72 3.3.1 Yêu cầu kỹ thuật 72 3.3.2 Mơ hình triển khai 73 3.3.3 Kết triển khai: 75 3.5 So sánh phân tích 81 3.5.1 So sánh 81 3.5.2 Phân tích nguyên nhân khác biệt 83 3.6 Đánh giá 83 KẾT LUẬN 85 TÀI LIỆU THAM KHẢO 87 DANH MỤC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT Ghép kênh mật độcao theo bước DWDM Dense Wavelength Division Mutiplexing CWDM Coarse Wavelength DivisionMutiplexing Ghép kênh lỏng theo bước sóng FEC Forward Error Correction Sửa lỗi chuyển tiếp IP Internet Protocol Giao thức liên mạng SDH Synchronous Digital Hierarchy Phân cấp số đồng STM-N Synchronous Transport Module-N Khối truyền dẫn đồng bộcấp N TDM Time Division Mutiplexing Ghép kênh theo thời gian WDM Wavelength Division Mutiplexing Ghép kênh theo bước sóng AFEC Advance Forward Error Correction Sửa lỗi chuyển tiếp nâng cao DCF Dispersion Compensation Fiber Khối bù tán sắc DEMUX Demultiplexer Bộtách kênh FEC Forward Error Correction Sửa lỗi chuyển tiếp MUX Multiplexer Bộghép kênh OSC Optical Supervision Channel Kênh giám sát quang OMU Optical Multiplexing Unit Bộ ghép kênh quang ODU Optical Demultiplexing Unit Bộ tách kênh quang EMS Element Management System Hệ thống quản lý phần tử NMS Network Management System Hệ thống quản lý mạng BA Boost Amplifier Bộ khuếch đại tăng cường PA Pre-Amplifier Bộ tiền khuếch đại LA Line Amplifier Bộ khuếch đại đường DCF Dispersion Compensate Fibr Sợi bù tán sắc sóng OUT Optical Transponder Unit Bộ phát đáp quang DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình vẽ Trang CHƯƠNG I Hình 1.1: Cấu trúc tổng quát WDM phổ tín hiệu ghép Hình 1.2: Sơ đồ nguyên lý DWDM Hình 1.3: Hệ thống DWDM hai hướng 12 Hình 1.4: Giao tiếp DWDM với dịch vụ khác 13 Hình 1.5: Vị trí loại thiết bị DWDM mạng 14 Hình 1.6: Cấu trúc thiết bị ghép kênh kết cuối quang (OTM) 15 Hình 1.7: Cấu trúc thiết bị ghép kênh xen/rẽ quang (OADM) 16 Hình 1.8: Cấu trúc thiết bị khuếch đại đường truyền (OLA) 18 Hình 1.9: Cấu trúc thiết bị tái tạo (REG) 19 Hình 1.10: Xung trước sau truyền bị tán sắc 23 Hình 1.11: Mơ tả hiên tượng tín hiệu bị ảnh hưởng CD 23 Hình 1.12: Các hệ số tán sắc sợi đơn mode 25 Hình 1.13: Hiện tượng tán sắc phân cực mode 25 Hình 1.14: Hiện tượng tán sắc phân cực mode (2) 26 Hình 1.15: Ảnh hưởng tán sắc đến chất lượng tín hiệu thu 27 Hình 1.16: Các hiệu ứng tán xạ SBS, SRS 28 Hình 1.17: Các hiệu ứng trộn bốn bước sóng, tự điều pha, điều chế pha chéo 29 Hình 1.18: Ngưỡng SBS laser băng hẹp 31 Hình 1.19: Kết trộn bước sóng tương tác 32 Hình 1.20:Nén dãn phổ xung truyền dẫn gây tự điều chế pha 34 CHƯƠNG II Hình 2.1: Các ứng dụng làm nhu cầu băng thông tăng nhanh 36 Hình 2.2: Xu hướng phát triển hệ thống mạng DWDM 100G 36 Hình 2.3: Mơ tả dich vụ hỗ trợ hệ thống DWDM 100G 37 Hình 2.4: Thời gian ITU phê duyệt chuẩn liên quan tới 100G 37 Hình 2.5 Mơ hình điều chế QPSK 39 Hình 2.6 Sơ đồ chịm QPSK sử dụng mã gray 40 Hình 2.7 Sơ đồ điều chế QPSK hệ thống quang sử dụng mach- zehnder 40 Hình 2.8 Sơ đồ khối điều chế DP-QPSK 41 Hình 2.9 Quan hệ tích dung lượng, khoảng cách, dung lượng với phương thức 42 điều chế hãng Infinera Hình 2.10 Lược đồ hệ thống thu coherent 43 Hình 2.11 Cấu trúc thu cân 44 Hình 2.12 Sơ đồ khối 90 Optical hybrid 46 Hình 2.13 Sơ đồ khối thu coherent 47 Hình 2.14 Sơ đồ khối lọc bù PMD 49 Hình 2.15 Sơ đồ khối lọc thích nghi 50 Hình 2.16 Sơ đồ mã hóa FEC 51 Hình 2.17: Điểm khác biệt FEC SD FEC 53 Hình 2.18 Hard decision decoding 54 Hình 2.19: Soft decision decoding 55 Hình 2.20: Soft decision decoding (2) 55 Hình 2.21 Mơ hình hệ thống triển khai hỗn hợp 10G 100G/bước sóng 57 Hình 2.22 Phổ tính hiệu 10G 100G 58 Hình 2.23 Khuyến nghị Alcatel – Lucent cho triển khai hệ thống 10/100G 58 Hình 2.24: Khuyến nghị NEC cho triển khai hệ thống mix 10/100G 59 Hình 2.25: Hệ thống mạng DWDM chạy tồn bước sóng 100G 60 Hình 2.26: Mơ hình đấu nối cho hệ thống DWDM truyền thống 62 Hình 2.27: Mơ hình đấu nối giải pháp OTN switching 63 Hình 2.28: So sánh hai giải pháp OTN traditional nâng cấp lên bước sóng 65 1x100G CHƯƠNG III Hình 3.1 Mơ hình mạng truyền dẫn trục Viettel 66 Hình 3.2: Sơ đồ mạng trục 1C Viettel 67 Hình 3.3: Roadmap phát triển dịng thiết bị XDM 1000 69 Hình 3.4 Sơ đồ phân bổ bước sóng theo nhu cầu dung lượng 73 Hình 3.5 Sơ đồ đấu nối dự kiến cho triển khai phương án triển khai hỗn hợp 74 Hình 3.6 Sơ đồ đấu nối dự kiến cho triển khai phương án triển khai 75 Hình 3.7 Phân bổ bước sóng theo phương án triển khai hỗn hợp 76 Hình 3.8 Thiết kế bổ sung bước sóng cho khoảng tần bảo vệ 76 Hình 3.9 Sơ đồ bổ sung thêm trạm lặp sau thiết kế 77 Hình 3.10 Phân bổ bước sóng theo phương án triển khai 78 73 Nguyễn Khắc Tính - Luận văn cao học KTTT Khóa: 2011B Hình 3.4 Sơ đồ phân bổ bước sóng theo nhu cầu dung lượng - Yêu cầu chất lượng dịch vụ Tại thời điểm kết thúc dự án (thêm suy hao 5dB cho section) Tỷ số tín hiệu tạp âm (OSNR) đảm bảo OSNRrecieve ≥ OSNR requitment (đã bao gồm tất các penaty hiệu ứng tán sắc, hiệu ứng phi tuyến) + OSNR tolerance = 12.2 dB (theo spec card hãng ECI) + OSNR panalty cho hiệu ứng dB (chưa bao gồm OSNR penalty hệ thống) =>∑ OSNR requitment ≥ 14.2dB  OSNRrecieve sau thiết kế phải thu giá trị ≥ 14.4dB Trong trường hợp nhỏ phải thiết kế bổ sung hệ thống lặp tín hiệu - Các yêu cầu khác + Thiết kế phải đảm bảo tính đến Margin 5db cho section + Đảm bảo tài nguyên bước sóng cho việc triển khai Phase II + Thiết kế không bao gồm phương án khai báo bảo vệ 1+1 cho bước sóng 3.3.2 Mơ hình triển khai a Phương án triển khai hỗn hợp 74 Nguyễn Khắc Tính - Luận văn cao học KTTT Khóa: 2011B 4.5dB G652 15km Hình 3.5 Sơ đồ đấu nối dự kiến cho triển khai phương án triển khai hỗn hợp Các bước triển khai sau: - Thiết kế bổ sung subrack hỗ trợ bước sóng 100G điểm hạ kênh - Điều chỉnh lại thiết kế để đảm bảo quy cơng suất cho bước sóng dự kiến triển khai - Kiểm tra tham số mô để đảm bảo yêu cầu kỹ thuật Đảm bảo OSNRrecieve ≥14.2dB sau trừ toàn tham số ảnh hưởng thời điểm EoL - Thiết kế hệ thống NMS hỗ trợ quản lý toàn bô thiết bị bao gồm thiết bị thiết bị b Phương án triển khai 75 Nguyễn Khắc Tính - Luận văn cao học KTTT Khóa: 2011B 4.5dB G652 15km Hình 3.6 Sơ đồ đấu nối dự kiến cho triển khai phương án triển khai Các bước triển khai sau: - Lắp đặt tồn vị trí việc sử dụng subrack Apollo - Thiết kế quy công suất đảm bảo hệ thống chạy sau suy tính dự phòng 5dB cho sections - Kiểm tra tham số mô để đảm bảo yêu cầu kỹ thuật Đảm bảo OSNRrecieve ≥14.2dB sau trừ toàn tham số ảnh hưởng thời điểm EoL 3.3.3 Kết triển khai: a Phân bổ bước sóng Phương án triển khai hỗ hợp Kết thiết kế bước sóng sau 76 Nguyễn Khắc Tính - Luận văn cao học KTTT Khóa: 2011B Hình 3.7 Phân bổ bước sóng theo phương án triển khai hỗn hợp Nhận xét kết - Bổ sung thêm 01 điểm lặp vị trí trạm V15 khơng đảm bảo chất lượng tín hiệu cho cung đoạn từ Đà Nẵng – Hồ Chí Minh - Bổ sung 02 bước sóng cho băng tần bảo vệ bước sóng 10G bước sóng 100G triển khai Hình 3.8 Thiết kế bổ sung bước sóng cho khoảng tần bảo vệ  Sơ đồ phải điều chỉnh sau: 77 Nguyễn Khắc Tính - Luận văn cao học KTTT Khóa: 2011B 4.5dB G652 15km Hình 3.9 Sơ đồ bổ sung thêm trạm lặp sau thiết kế Phương án triển khai Kết thiết kế bước sóng Hình 3.10 Phân bổ bước sóng theo phương án triển khai Nhận xét kết - Không phải bổ sung trạm lăp tín hiệu cho bước sóng - Khơng cần thiết kế bước sóng để làm băng tần bảo vệ hệ thống sử dụng bước sóng 100G b Khả đáp ứng yêu cầu kỹ thuật 78 Nguyễn Khắc Tính - Luận văn cao học KTTT Khóa: 2011B Yêu cầu kỹ thuật liên quan tới chất lượng hệ thống giá trị OSNR phải đảm bảo chất lượng dịch vụ đo kiểm đạt giá trị BER ≤ 10 Kết tính tốn giá trị OSNR phương án sau Phương án triển khai hỗ hợp Hướng HNI-ĐNG N0 I Items V1_PVN V2 V3 DỊCH VỤ HƯỚNG HNI_DNG V6 V7 V8 V9 V10_HKN V10_NTH Input Type of fiber II V1_PDL G.652 G.652 G.655 G.655 G.655 G.655 G.655 G.655 G.655 G.652 Distan 0.0 31.5 94.6 147.0 150.0 116.0 118.0 118.0 58.0 14.0 G.655 15.0 CMD [ps/nm] 0.0 522.0 884.7 1008.1 1290.9 1735.7 1747.9 1760.2 1542.3 1774.3 1685.1 PMD [ps] 0.0 1.2 2.3 3.4 4.2 4.7 5.2 5.7 5.9 5.9 6.0 Margin 0.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 Design OTU OTU For 38 channels 10/100G Expected OSNR: III 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 Results 45.0 26.6 26.6 25.0 20.2 18.7 17.7 16.2 15.2 14.3 14.2 OTU Expected OSNR 45.0 27.1 27.1 25.7 22.0 Dispersion 438.4 552.4 1044.5 1199.0 1574.5 Expected OSNR 45.0 27.1 27.1 25.7 22.0 Dispersion 437.2 550.9 1036.4 1192.4 1565.2 Expected OSNR 45.0 27.1 27.1 25.7 22.0 Dispersion 436.0 549.3 1028.3 1185.5 1555.4 Expected OSNR 45.0 27.1 27.1 25.7 22.0 Dispersion 434.8 547.8 1020.3 1178.3 1545.1 Expected OSNR 45.0 27.0 27.0 25.7 22.0 Dispersion 433.5 546.3 1012.3 1170.8 1534.4 Expected OSNR 45.0 27.0 27.0 25.7 21.9 Dispersion 432.3 544.7 1004.2 1163.1 1523.2 Expected OSNR 45.0 27.0 27.0 25.7 21.9 Dispersion 431.1 543.2 996.2 1155.1 1511.7 Expected OSNR 45.0 27.0 27.0 25.6 21.9 Dispersion 429.9 541.7 988.2 1146.9 1499.7 20.3 19.4 18.3 17.8 17.8 17.2 2177.9 2181.6 2185.4 1877.0 2122.5 1997.2 20.3 19.4 18.3 17.8 17.8 17.2 2160.5 2167.7 2174.9 1874.1 2118.9 1996.4 20.3 19.4 18.3 17.8 17.8 17.2 2142.7 2153.0 2163.3 1869.8 2113.9 1994.2 20.3 19.4 18.3 17.8 17.8 17.2 2124.5 2137.6 2150.8 1864.2 2107.7 1990.5 20.3 19.4 18.3 17.7 17.7 17.2 2105.8 2121.5 2137.2 1857.4 2100.2 1985.5 20.2 19.4 18.3 17.7 17.7 17.1 2086.7 2104.7 2122.7 1849.3 2091.4 1979.2 20.2 19.4 18.2 17.7 17.7 17.1 2067.1 2087.2 2107.2 1840.0 2081.4 1971.5 20.2 19.4 18.3 17.7 17.7 17.1 2047.2 2069.0 2090.8 1829.4 2070.2 1962.6 Expected OSNR Dispersion Expected OSNR Dispersion - 15.2 OTU Hướng ĐNG-HCM GUARD BAND FOR 10/100G 16.8 16.8 16.8 16.8 16.8 16.7 16.7 16.7 79 Nguyễn Khắc Tính - Luận văn cao học KTTT N0 I II III 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 Items V10_HKN V10_NTH Input Type of fiber Distan CMD [ps/nm] PMD [ps] Margin Design For 38 channels 10/100G Expected OSNR: Results Expected OSNR Dispersion Expected OSNR Dispersion Expected OSNR Dispersion Expected OSNR Dispersion Expected OSNR Dispersion Expected OSNR Dispersion Expected OSNR Dispersion Expected OSNR Dispersion Expected OSNR Dispersion Expected OSNR Dispersion V11 V12 Khóa: 2011B DỊCH VỤ HƯỚNG DNG_HCM V15 V13 V14 V16 V17 G.655 G.655 G.655 G.655 G.655 G.655 15.0 130.0 107.0 108.0 48.5 117.0 57.5 -110.6 -140.6 -166.7 19.3 467.8 0.8 2.4 3.2 3.9 4.1 4.7 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 45 44.9 25.9 18.7 17.0 16.1 45 44.9 78.0 44.9 77.0 44.9 76.0 44.9 74.9 44.9 73.9 44.9 72.9 44.9 71.8 44.9 70.8 26.2 48.3 26.2 40.2 26.2 32.2 26.2 24.2 26.2 16.2 26.2 8.2 26.2 0.3 26.2 -7.7 19.5 -5.2 19.5 -9.1 19.5 -13.2 19.5 -17.6 19.5 -22.2 19.4 -27.2 19.4 -32.4 19.4 -37.8 18.0 -53.5 18.0 -53.2 18.0 -53.5 18.0 -54.4 18.1 -55.8 18.0 -57.7 18.0 -60.2 18.0 -63.2 17.3 198.8 17.3 195.7 17.3 192.1 17.4 187.9 17.4 183.1 17.4 177.8 17.4 172.0 17.4 165.7 45 45 45 45 45 45 45 V18 V19 V20 V21 G.655 G.655 G.655 G.655 G.655 G.655 OTU 39.0 114.7 110.0 77.4 46.0 15.0 149.5 589.3 570.9 575.3 459.4 516.9 1.3 2.5 3.3 3.8 4.0 4.1 4.1 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 RE OTU 15.8 45.0 RE 17.1 45.0 807.4 17.1 45.0 796.2 17.2 45.0 784.5 17.2 45.0 772.3 17.3 45.0 759.5 17.2 45.0 746.1 17.2 45.0 732.3 17.2 45.0 718.0 28.7 26.1 21.7 18.6 17.0 16.7 28.9 202.9 28.9 200.2 28.9 197.5 28.9 194.8 28.9 192.1 28.9 189.4 28.9 186.8 28.9 184.1 26.7 799.5 26.8 788.9 26.7 778.3 26.7 767.7 26.6 757.1 26.6 746.5 26.5 736.0 26.7 725.5 22.4 761.6 22.6 755.0 22.5 748.1 22.6 740.9 22.5 733.4 22.5 725.7 22.2 717.7 22.6 709.5 19.6 759.4 19.8 755.1 19.7 750.3 20.0 745.1 19.8 739.3 19.8 733.2 19.5 726.6 19.9 719.6 18.2 593.9 18.5 594.1 18.4 593.6 18.7 592.4 18.6 590.6 18.5 588.2 18.2 585.1 18.6 581.5 17.9 672.0 18.2 671.1 18.2 669.5 18.4 667.3 18.3 664.5 18.3 661.0 18.0 657.0 18.4 652.3 GUARD BAND FOR 10/100G 16.4 OTU 17.5 672.0 17.7 671.1 17.7 669.5 17.9 667.3 17.8 664.5 17.8 661.0 17.5 657.0 17.9 652.3 GUARD BAND FOR 10/100G Nhận xét kết - Giá trị OSNR nhận bước sóng sau thiết kế đảm bảo theo yêu cầu kỹ thuật Theo giá trị yêu cầu thiết kế OSNR requitment ≥ 14.2dB Giá trị thực nhận theo thiết kế đảm bảo OSNRrecieveđều từ 16.6-16.8 dB với cung đoạn Hà Nội – Đà Nẵng 17.5-17.9 với bước sóng cung đoạn Đà Nẵng- Hồ Chí Minh Phương án triển khai - Hướng HNI-ĐNG N0 I Items V1_PDL V2 V3 DỊCH VỤ HƯỚNG HNI_DNG V6 V7 V8 V9 V10_HKN V10_NTH Input Type of fiber II V1_PVN G.652 G.655 G.655 G.655 G.655 G.655 G.655 G.655 G.652 G.655 Distan 31.5 94.6 147.0 150.0 116.0 118.0 118.0 58.0 14.0 15.0 CMD [ps/nm] 522.9 889.3 1458.6 2039.6 2488.9 2945.9 3403.0 3627.6 3860.0 3918.1 PMD [ps] 1.4 2.4 3.4 4.2 4.7 5.2 5.7 5.9 5.9 6.0 Margin 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 Design OTU OTU 80 Nguyễn Khắc Tính - Luận văn cao học KTTT N0 Items Khóa: 2011B DỊCH VỤ HƯỚNG HNI_DNG V6 V7 V8 V9 V1_PDL V1_PVN V2 V3 V10_HKN V10_NTH 45.0 34.2 29.9 25.7 21.0 18.5 18.0 17.3 17.1 17.1 16.7 34.3 30.0 30.0 26.3 22.5 20.2 19.8 19.2 19.0 19.0 438.4 552.4 1044.5 1809.1 2589.3 3192.7 3806.5 4420.3 4722.0 4967.5 34.2 29.9 29.9 26.3 22.5 20.2 19.8 19.3 19.0 19.0 437.2 550.9 1036.4 1790.9 2560.8 3156.1 3761.8 4367.4 4665.1 4909.9 For 40 channels 100G Expected OSNR: III Results Expected OSNR 1.0 OTU 45.0 Dispersion Expected OSNR 2.0 45.0 Dispersion Expected OSNR 3.0 45.0 Dispersion Expected OSNR 4.0 45.0 Dispersion Expected OSNR 5.0 45.0 Dispersion Expected OSNR 6.0 45.0 Dispersion Expected OSNR 7.0 45.0 Dispersion Expected OSNR 8.0 45.0 Dispersion Expected OSNR 9.0 45.0 Dispersion Expected OSNR 10.0 45.0 Dispersion - Hướng ĐNG-HCM OTU 34.2 29.9 29.9 26.3 22.5 20.3 19.9 19.3 19.1 19.1 436.0 549.3 1028.3 1772.7 2532.2 3119.6 3717.1 4314.6 4608.3 4852.4 34.2 29.9 29.9 26.3 22.5 20.3 20.0 19.4 19.1 19.1 434.8 547.8 1020.3 1754.5 2503.7 3083.1 3672.5 4261.9 4551.6 4795.0 34.2 29.9 29.9 26.3 22.5 20.3 19.9 19.4 19.1 19.1 433.5 546.3 1012.3 1736.4 2475.3 3046.7 3627.9 4209.2 4494.9 4737.7 34.2 29.9 29.9 26.3 22.5 20.3 20.0 19.5 19.2 19.2 432.3 544.7 1004.2 1718.2 2446.8 3010.2 3583.4 4156.5 4438.2 4680.4 34.2 29.9 29.9 26.3 22.5 20.3 19.9 19.4 19.1 19.1 431.1 543.2 996.2 1700.1 2418.4 2973.9 3538.9 4104.0 4381.7 4623.1 34.2 29.9 29.9 26.3 22.4 20.2 19.9 19.4 19.1 19.1 429.9 541.7 988.2 1682.0 2390.0 2937.5 3494.5 4051.4 4325.2 4565.9 34.2 29.9 29.9 26.3 22.4 20.1 19.8 19.2 19.0 19.0 428.7 540.2 980.2 1663.9 2361.7 2901.2 3450.1 3999.0 4268.7 4508.8 34.3 30.0 30.0 26.3 22.3 20.1 19.7 19.1 18.9 18.9 427.5 538.6 972.2 1645.9 2333.3 2865.0 3405.7 3946.5 4212.3 4451.7 18.6 18.6 18.7 18.7 18.7 18.8 18.7 18.7 18.6 18.5 81 Nguyễn Khắc Tính - Luận văn cao học KTTT N0 Items I II III 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 Input Type of fiber Distan CMD [ps/nm] PMD [ps] Margin Design For 40 channels 100G Expected OSNR: Results Expected OSNR Dispersion Expected OSNR Dispersion Expected OSNR Dispersion Expected OSNR Dispersion Expected OSNR Dispersion Expected OSNR Dispersion Expected OSNR Dispersion Expected OSNR Dispersion Expected OSNR Dispersion Expected OSNR Dispersion V10_HKN V10_NTH Khóa: 2011B DỊCH VỤ HƯỚNG DNG_HCM V13 V14 V15 V16 V17 V11 V12 V18 V19 V20 V21 G.655 G.655 G.655 G.655 G.655 G.655 G.655 15.0 130.0 107.0 108.0 48.5 117.0 39.0 G.655 G.655 G.655 G.655 G.655 114.7 110.0 77.4 46.0 15.0 58.1 561.6 976.0 1394.3 1582.2 2035.4 0.9 2.5 3.3 3.9 4.2 4.7 2186.4 2630.7 3056.7 3356.5 3534.7 3592.8 4.9 5.3 5.7 6.0 6.2 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 6.2 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 45.0 44.9 28.0 19.5 18.7 18.4 18.2 17.7 17.3 17.1 16.7 16.4 16.2 16.0 OTU 45.0 45.0 45.0 45.0 45.0 45.0 45.0 45.0 45.0 45.0 44.9 28.1 20.9 20.2 19.9 19.6 19.1 18.7 18.5 18.2 17.9 17.7 78.0 754.2 1310.8 1872.6 2124.8 2733.4 2936.3 3532.9 4105.1 4507.7 4746.9 4825.0 44.9 28.0 20.9 20.2 19.8 19.6 19.1 18.7 18.5 18.2 18.0 17.8 77.0 744.2 1293.4 1847.7 2096.6 2697.1 2897.3 3486.0 4050.6 4447.9 4684.0 4760.9 44.9 28.0 20.9 20.2 19.8 19.6 19.1 18.8 18.5 18.2 18.0 17.8 76.0 734.2 1276.0 1822.9 2068.5 2660.9 2858.4 3439.2 3996.2 4388.1 4621.0 4697.0 44.9 28.0 20.9 20.2 19.9 19.6 19.1 18.8 18.5 18.3 18.0 17.9 74.9 724.2 1258.7 1798.1 2040.3 2624.7 2819.5 3392.4 3941.8 4328.4 4558.2 4633.1 44.9 28.0 20.9 20.1 19.8 19.6 19.1 18.7 18.5 18.2 18.0 17.8 73.9 714.3 1241.3 1773.3 2012.2 2588.6 2780.7 3345.7 3887.5 4268.8 4495.4 4569.3 44.9 28.0 20.8 20.1 19.8 19.5 19.1 18.7 18.5 18.2 18.0 17.8 72.9 704.3 1224.0 1748.6 1984.2 2552.4 2741.9 3299.0 3833.3 4209.2 4432.7 4505.5 44.9 28.0 20.8 20.0 19.7 19.5 19.0 18.7 18.4 18.1 17.9 17.8 71.8 694.3 1206.7 1723.9 1956.1 2516.4 2703.1 3252.4 3779.1 4149.7 4370.0 4441.8 44.9 28.0 20.7 20.0 19.7 19.4 18.9 18.6 18.4 18.1 17.9 17.7 70.8 684.4 1189.4 1699.2 1928.1 2480.3 2664.4 3205.8 3725.0 4090.3 4307.4 4378.2 44.9 28.0 20.7 19.9 19.6 19.4 18.9 18.5 18.3 18.0 17.8 17.6 69.8 674.5 1172.2 1674.5 1900.1 2444.3 2625.7 3159.2 3670.9 4030.9 4244.9 4314.7 44.9 28.1 20.6 19.9 19.6 19.3 18.8 18.5 18.2 18.0 17.7 17.6 68.7 664.5 1154.9 1649.9 1872.1 2408.3 2587.1 3112.7 3616.9 3971.6 4182.4 4251.2 Giá trị OSNR nhận bước sóng sau thiết kế đảm bảo theo yêu cầu kỹ thuật Theo giá trị yêu cầu thiết kế OSNR requitment ≥ 14.2dB Giá trị thực nhận theo thiết kế đảm bảo OSNRrecieveđều từ 18.5-18.8 dB với cung đoạn Hà Nội – Đà Nẵng 17.3-17.5 với bước sóng cung đoạn Đà Nẵng- Hồ Chí Minh 3.5 So sánh phân tích Theo kết mô phỏng, nhận kết khác triển khai phương án 3.5.1 So sánh a Sự khác biệt phương án - 6.3 OTU Nhận xét kết - APD Sơ đồ mạng: Phương án triển khai hỗn hợp phải bổ sung thêm điểm lặp vị trí V15 cho cung đoạn Đà Nẵng – Hồ Chí Minh 17.4 17.4 17.5 17.5 17.5 17.5 17.4 17.4 17.3 17.3 82 Nguyễn Khắc Tính - Luận văn cao học KTTT - Khóa: 2011B Tài nguyên bước sóng: Phương án triển khai hỗn hợp phát sinh 02 bước sóng cho băng tần bảo vệ - Phát sinh thêm nội dung nâng cấp thiết bị để tương thích với thiết bị b Chất lượng tín hiệu Theo kết mơ phỏng, chất lượng tín hiệu nhận tại: - Cung đoạn Hà Nôi – Đà Nẵng: Phương án triển khai lợi khoảng 1.92dB so với phương án triển khai hỗn hợp (Phương án triển khai hỗn hợp: OSNR trung bình 16.7 – 16.8; Phương án triển khai mới: OSNR trung bình 18.5 – 18.8) - Cung đoạn Đà Nẵng – Hồ Chí Minh:Phương án triển khai hỗn hợp lợi khoảng 0.2-0.4dB so với phương án triển khai (Phương án triển khai hỗn hợp: OSNR trung bình 17.5 – 17.9; Phương án triển khai mới: OSNR trung bình 17.3 – 17.5) c So sánh chi phí Khơng có nhiều khác biệt lớn hai phương án Theo phương án mua cao phương án triển khai hỗn hợp khoảng13%.Chi tiết chi phí cho phương án sau: - Phương án triển khai hỗn hợp - Phương án triển khai 83 Nguyễn Khắc Tính - Luận văn cao học KTTT Khóa: 2011B (Chi phí chi tính cho Phase Viettel 2014 Đầu tư trước 300G) 3.5.2 Phân tích nguyên nhân khác biệt Thông qua thử nghiệm phương án triển khai nhận thấy khác biệt phương án Sự khác đến từ việc hệ thống 100G sử dụng cơng nghệ Coherent loại bỏ bù tán sắc trình thiết kế Việc bỏ thiết bị bù tán sắc nguyên nhân dẫn đến suy hao toàn tuyến giảm (do việc triển khai bù tán sắc suy hao insertion loss)  tiết kiệm quỹ công suất  giảm giá trị khuếch đại Mặt khác, giá trị OSNR lại tỷ lệ nghịch với giá trị khuếch đại thông qua tham số NF (Noise figure) Giá trị OSNR thu Đà Nẵng với phương án triển khai tốt Do OSNR phương án triển khai hỗn hợp giảm nhanh làm cho phát sinh thêm điểm lặp  giá trị OSNR tái tạo lại V15 nên có giá trị tốt so phương án triển khai không lặp 3.6 Đánh giá Thông qua việc nghiên cứu lý thuyết tiến hành mô với số vendor khác ta nhận thấy: - Kỹ thuật: Phương án triển khai đem lại giá trị OSNR tốt hơn, việc đồng nghĩa chất lượng tín hiệu khách hàng tốt (do giá trị BER nhỏ hơn) Mặt khác, trình vận hành khai thác chất lượng tuyến suy 84 Nguyễn Khắc Tính - Luận văn cao học KTTT Khóa: 2011B giảm chất lượng tín hiệu đảm bảo mức cao so với mức ngưỡng yêu cầu - Chi phí: Phương án triển khai giúp Viettel giảm chi phí khơng phát sinh thêm card lặp vị trí V15 (giảm 30% chi phí cho bước sóng 100G cung đoạn Đà Nẵng – Hồ Chí Minh) Phase đắt 13% - Vận hành khai thác: Phương án triển khai đưa lại nhiều thuận lợi khai thác bao gồm: o Khai thác mạng sử dụng bước sóng 100G o Thiết bị làm không sợ ảnh hưởng thiết bị cũ mạng (thiết bị cũ hết khấu hao, ngừng sản xuất, ngừng hỗ trợ kỹ thuật….) - Mở rộng dung lượng: Việc triển khai mạng dùng phương án giúp Viettel tiết kiệm bước sóng khơng tốn tần số băng tần bảo vệ Trên kết luận cho việc triển khai hệ thống mạng trục DWDM cho mạng Viettel Hiện tại, phương án triển khai phương án Viettel sử dụng mạng trục 1C giai đoạn đầu tư thuộc dự án nâng cấp dung lượng mạng trục 2014 85 Nguyễn Khắc Tính - Luận văn cao học KTTT Khóa: 2011B KẾT LUẬN Việc triển khai cơng nghệ 100Gbps/bước sóng cho mạng DWDM nhà cung cấp dịch vụ truyền dẫn nhu cầu tất yếu phục vụ cho việc triển khai mạng truyền dẫn đa dịch vụ theo nhu cầu kinh doanh tăng trưởng lưu lượng Thực tế Việt Nam chứng minh nhu cầu cần thiết nhà mạng lớn bao gồm Viettel, VTN (Vinaphone) FPT xây dựng mạng backbone trang bị cơng nghệ 100Gbps/bước sóng Tuy nhiên, cách tiếp cận nhà mạng khác theo nhu cầu trạng nhà mạng Trong FPT VTN chọn phương án đầu tư Viettel lại lựa chọn phương án nâng cấp triển khai Bài luận văn sâu vào tìm hiểu, phân tích đưa ưu nhược điểm mơ hình triển khai mạng DWDM 100G Tham khảo phân tích tổ chức viễn thơng, vendor để tăng tính thuyết phục làm rõ luận điểm luận văn Bên cạnh đó, để thấy thực tế, luận văn phân tích mơ hình triển khai cơng nghệ 100Gbps/bước sóng trục backbone Viettel (mơ hình áp dụng triển khai Viettel) ví dụ triển khai để người đọc hiểu vấn đề gặp phải trình triển khai mạng DWDM 100G Luận văn đạt số kết sau: Thơng qua việc nghiên cứu, giúp tác giả hồn thiện đề xuất phương án triển khai đầu tư cho mạng truyền dẫn Viettel Phương án triển khai cho mạng trục 1C phương án tối ưu mặt kỹ thuật tận dụng ưu điểm cơng nghệ để giảm vị trí lặp tính hiệu mà đảm bảo tiêu trí kỹ thuật Mặt khác, với việc triển khai công nghệ 100G giúp cho Viettel không bị tốn tài nguyên hệ thống đơn giản cho vận hành khai thác Luận án chứng minh thông qua kết đo kiểm kỹ thuật tùy theo trường hợp cụ thể phương án triển khai đem lại chi phí tốt phương án nâng cấp 86 Nguyễn Khắc Tính - Luận văn cao học KTTT Khóa: 2011B Tuy nhiên, luận án hạn chế chưa đánh giá tính ổn định hệ thống chạy 100G Với phương án bước sóng 100G bị lỗi yếu tố suy hao cáp ảnh hưởng tới tồn hệ thống  toàn dịch vụ mạng bị lỗi Trong trường hợp triển khai hỗn hợp, bước sóng 100G bị lỗi cịn bước sóng 10G để dự phòng Để giải vấn đề tác giả sử dụng kết thực tế triển khai vận Viettel (hiện Viettel đầu tư trục DWDM 100G theo phương án triển khai trục DWDM 100G theo phương án hỗn hợp) làm sở để khắc phục hạn chế Do kiến thức nhiều hạn chế, luận văn cịn nhiều thiết sót Rất mong góp ý thầy, cô Viện để luận văn trở nên hồn thiện Tơi xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, tháng năm 2014 Người viết Nguyễn Khắc Tính 87 Nguyễn Khắc Tính - Luận văn cao học KTTT Khóa: 2011B TÀI LIỆU THAM KHẢO WHITE PAPER_Coherent DWDM Technologies-Infenera DWDM Theory - ZTE CorporationTransmission Course Team Components for DWDM Systems,Iran Telecommunication A Zarifkar Research Center (ITRC) Optical Communications Group DWDM primer, Fujitsu, 21/5/2004 Fiber Types in Gigabit Optical Communications, Cisco, 04/2008 OptiX OSN 6800 Product Description V100R003_01, Huawei Technology, WDM Principle ISSUE1.1, Huawei Technology ZTE 100G Solution_Viettel_V1.0_20130620 10 ZTE Technology Trend 11 Experience the OTN, Enjoy WDM Network – 20140313 12 OTN Introduction ... DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI  NGUYỄN KHẮC TÍNH NGHIÊN CỨU CƠNG NGHỆ DWDM 100G CỦA MẠNG TRUYỀN DẪN QUANG VÀ GIẢI PHÁP TRIỂN KHAI CHO MẠNG TRUYỀN DẪN VIETTEL. .. lượng lớn cho mạng truyền dẫn, nhà mạng phải triển khai mạng truyền dẫn DWDM 100G Nhà mạng triển khai mạng truyền dẫn Nguyễn Khắc Tính - Luận văn cao học KTTT Khóa: 2011B đa số mạng truyền dẫn hoạt... THỐNG MẠNG DWDM 100G VÀ CÁC PHƯƠNG ÁN TRIỂN KHAI, CUNG CẤP DỊCH VỤ 36 2.1.Tổng quan mạng DWDM sử dụng công nghệ 100G/ bước sóng 36 2.2 Những thay đổi cơng nghệ DWDM bước sóng 100G