Tìm hiểu hệ thống thông tin quang và một số ứng dụng

LỜI CẢM ƠN Trong thời gian thực đồ án tốt nghiệp với đề tài “Tìm hiểu hệ thống thông tin quang số ứng dụng” em nhận hướng dẫn giúp đỡ tận tình thầy cô khoa Điện Tử - Viễn Thông trường Đại học Vinh Vậy cho phép em bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới giúp đở Đặc biệt em xin chân thành cảm ơn Thầy giáo TS Lưu Tiến Hưng, Người trực tiếp hướng dẫn em tận tình ,chỉ bảo ,cung cấp tài liệu ,thiết bị vật chất liên quan đưa lời khun hữu ích để em nhanh chóng hồn thành đồ án tốt nghiệp Trong q trình hồn thành đồ án có nhiều cố gắng tầm hiểu biết có hạn điều kiện thực đề tài có hạn khơng tránh khỏi thiếu sót mong góp ý quý thầy cô để đề tài hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn ! VINH, ngày tháng năm 2012 Sinh viên: Nguyễn Hữu Phước Mục Lục LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT LỜI NÓI ĐẦU……………… ………………………………… …………… CHƯƠNG I: SƠ LƯỢC VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG 10 1.1 Lịch sử phát triển hệ thống thông tin quang 10 1.2 Cấu trúc hệ thống thông tin quang 11 1.3 Ứng dụng ưu nhược điểm hệ thống thông tin quang 13 1.4 Lý thuyết chung quang dẫn 14 1.4.1 Cơ sở quang học 14 1.4.2 Sự truyền ánh sáng sợi quang dẫn 15 1.4.3 Các dạng phân bố triết suất sợi quang 17 1.4.4 Sợi đa mode đơn mode 20 1.5 Các thông số sợi quang 22 1.5.1 Suy hao sợi quang 22 1.5.2 Các nguyên nhân gây suy hao 23 a Suy hao hấp thụ 24 b Suy hao tán sắc 25 c Suy hao uốn cong 25 1.5.3 Tán sắc 26 a Định nghĩa 26 b Các nguyên nhân gây tán sắc 27 1.6 Câú trúc sợi quang 29 1.6.1 Lớp phủ 30 1.6.2 Lớp võ 30 1.7 Các linh kiện biến đổi quang 32 1.7.1 Khái niệm chung biến đổi quang 32 1.7.2 Yêu cầu kỹ thuật linh kiện biến đổi quang 33 1.7.3 Nguồn quang 35 1.8 Tách sóng quang 40 1.8.1 Nguyên lý chung 40 1.8.2 Những thông số 41 1.8.3 Điốt thu PIN 43 1.8.4 Điốt thu APD 45 1.8.5 Đặc tính kỹ thuật PIN APD 46 1.9 Hàn nối sợi quang 47 1.9.1 Các yêu cầu mối nối 47 1.9.2 Hệ thống thông tin quang 49 Khái niệm 49 Cấu trúc hệ thống thông tin quang 50 Mã hóa hệ thống thơng tin quang 53 CHƯƠNG II: MỘT SỐ MẠCH ĐIỆN THÔNG TIN QUANG 57 2.1 Mã hóa truyền liệu 57 2.1.1 Bộ mã hóa Manchester/ Bi - Phanse 57 a Dữ liệu NRZ 57 b Mã Manchester 58 c Mã Bi - Phase Mark/ space 58 2.1.2 Bộ giải mã Manchester/ Bi - Phase 59 2.2 Ghép kênh tín hiệu số 61 2.2.1 Lý thuyết 61 2.2.2 Sơ đồ khối hệ thống ghép/ tách kênh kênh áp dụng mã Manchester Bi - Phase cho việc truyền 61 2.2.3 Bộ ghép kênh 63 CHƯƠNG III: TÌM HIỂU VIỆC KHẢO SÁT, ĐỀ XUẤT VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN NÂNG CAO DUNG LƯỢNG CÁP QUANG 68 3.1 Khảo sát cấu hình cáp quang trục Bắc Nam 68 3.1.1 Khảo sát cấu hình 68 3.1.2 Dự kiến nhu cầu thực tiễn 68 a Khái quát chung 68 b Kết dự báo nhu cầu thoại giai đoạn 2006-1010 69 c Kết dự báo nhu cầu phi thoại giai đoạn 2006-2010 69 3.1.3 Kế hoạch thực 71 3.2 Đề xuất lựa chọn phương án nâng cao dung lượng hệ thống 2,5Gb/s lên 20Gb/s 73 3.2.1 Đề xuất phương án 73 3.2.2 Phân tích 74 a Tăng dung lượng ghép kênh TDM 74 b TDM kết hợp ghép bước sóng WDM 75 c Tăng dung lượng ghép kênh bước sóng STM - 16 76 3.2.3 Lựa chọn phương án 77 3.3 Kết thực 78 3.3.1 Xây dựng tuyến cáp quang 20 Gb/s 78 3.3.2 Quản lý đường trục 79 3.3.3 Kết nối Ring 79 3.4 Hướng nghiên cứu 81 KẾT LUẬN: 83 TÀI LIỆU THAM KHẢO 84 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 Sơ đồ truyền quang dẫn 11 Hình 1.2 Sơ đồ khối trạm lặp 13 Hình 1.3 Sự phản xạ ,khúc xạ 15 Hình 1.4 Sự truyền ánh sáng sợi quang dẫn 16 Hình 1.5 Các dạng phân bố triết suất 18 Hình 1.6 Sự truyền ánh sáng sợi quang có triết suất 18 Hình 1.7 Sự truyền ánh sáng 19 Hình 1.8 Cơng suất truyền sợi 22 Hình 1.9 Suy hao tán sắc 26 Hình 1.10 Suy hao uốn cong thay đổi theo bán kính R 26 Hình 1.11 Tán sắc loại sợi 29 Hình 1.12 Cấu trúc sợi quang 30 Hình 1.13 Cấu trúc ống đệm 31 Hình 1.14 Cấu trúc sợi quang có võ đệm tổng hợp 32 Hình 1.15 Cấu trúc băng dẹt 32 Hình 1.16 Các vùng lượng chất bán dân………… ……………… 34 Hình 1.17 Cấu trúc LED tiếp xúc bề mặt 37 Hình 1.18 Cấu trúc LED Burus 37 Hình 1.19 Cấu trúc LED phát bước dài 38 Hình 1.20 LCD phát xạ rìa 39 Hình 1.21 Ánh sáng cấu tạo Diot laser 39 Hình 1.22 Cấu tạo mode thu quang PIN 44 Hình 1.23 Cấu tạo APD nhóm III - V 46 Hình 1.24 Quá trình hàn nối sợi 48 Hình 1.25 Phân bố suy hao mối hàn 49 Hình 2.1 Nhận gửi liệu NRZ mã hóa liệu 57 Hình 2.2 Mạch điện mạch mã hóa Bi - Phanse Mark 59 Hình 2.3 Sơ đồ khối mạch điện giải mã Manchester 60 Hình 2.4 Sơ đồ giải mã Bi - Phanse M/S 61 Hình 2.5 Sơ đồ tách ghép kênh 63 Hình 2.6 Sơ đồ mạch điện ghép kênh 65 Hình 2.7 Dạng sóng tạo ghép kênh 66 Hình 2.8 Sơ đồ mạch điện mạch tách kênh 67 Hình 3.1 Sơ đồ nghiên cứu dự báo lưu lượng cáp quang (2006 - 2010) 70 Hình 3.2 Kết dự báo nhu cầu lưu lượng cho tuyến trục Bắc Nam 71 Hình 3.3 Mạng cáp quang đường trục Việt Nam 73 Hình 3.4 Phương án ghép bước sóng STM - 64 75 Hình 3.5 Phương án ghép bước sóng STM - 64 76 Hình 3.6 Vai trị DXC/OXC việc phối luồng - phân luồng lưu lượng 78 Hình 3.7 Mạng quản lý điều khiển DWDM 80 Hình 3.8 Kết nối Ring 81 Hình 3.9 Bảo vệ kết nối Ring theo kiểu Matched - Node 81 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng Mã hóa nhóm bit thành bit 49 Bảng Các tiêu chuẩn PCM dùng 51 Bảng Mã hóa hệ thống thông tin quang 52 CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT BER Bit Error Ratio Tỉ lệ lỗi bít DFA Doped Fiber Amplifier Khuếch đại sợi quang trộn DST Dispersion Supported Bù tán sắc Transmission FDM Frequence Ghép kênh phân chia theo tần Division Multiplexing số LD Laser Diode Điốt laze LED Light Emitting Diode Điốt phát quang NRZ Not Retum to Zero Nhị phân đơn cực OA Optical Amplifier Khuếch đại quang OC Optical Channel Kênh quang 10 ODM 11 OSA Optical Signal Amplifier Khuếch đại tín hiệu quang 12 OSC Optical Supervisor Kênh giám sát quang Optical Demultiplexer Bộ tách bước sóng quang Channel 13 PCM Pulse Code Modulation Điều chế giải điều chế 14 WDM Warelegth Division Ghép kênh phân chia theo Mutiplexing bước sóng Time Division Ghép kênh theo thời gian 15 TDM Mutiplexing LỜI NÓI ĐẦU Đất nước ta thời kỳ đổi mới, công nghiệp hoá, đại hoá, với xu hội nhập kinh tế quốc tế Sự phát triển doanh nghiệp, ngành nghề quan trọng, đóng vai trò tiên cho vững bước lên đất nước Ngành Điện tử - Viễn Thông Việt Nam, ngành có vai trị quan trọng kết cấu hạ tầng sở kinh tế quốc dân có đóng góp lớn lao cho lớn mạnh kinh tế, ổn định trị an ninh quốc phịng nước nhà Lượng thông tin muốn trao đổi ngày nhiều lên, phương pháp truyền dẫn cũ đáp ứng hết nhu cầu người dùng Vì lẽ phương pháp truyền dẫn đời khác biệt hoàn tồn so với phương pháp cũ , truyền dẫn thơng tin dựa vào đặc tính ánh sáng mở kỷ nguyên mới, kỷ nguyên xã hội thơng tin Với mong muốn tìm hiểu tiếp cận với loại hình truyền dẫn ưu việt nên em chọn đề tài : “Tìm hiểu hệ thống thông tin quang số ứng dụng ” để hiểu biết hệ thống thơng tin quang Qua tim hiểu số mạch điện thơng tin quang để nâng cao trình độ thân Mục tiêu nghiên cứu đề tài là: - Nghiên cứu sở lý thuyết thơng tin quang - Tìm hiểu số mạch điện thông tin quang - Đề xuất lựa chọn phương án nâng cao dung lượng cáp quang Cấu trúc đồ án, phần mở đầu, kết luận tài liệu tham khảo, nội dung trình bày ba chương: Chương I: Sơ lược hệ thống thông tin quang Trong chương giới thiệu lịch sử phát triển thông tin quang , cấu trúc hệ thống thơng tin quang, đặc tính kỷ thuật thông tin quang Chương II: Một số mạch điện thông tin quang Trong chương này, chúng tơi tìm hiểu việc mã hóa truyền liệu, mã hóa giải mã ,các mạch điện tách, ghép kênh tín hiệu số Chương III: Tìm hiểu việc khảo sát, đề xuất lựa chọn phương án nâng cao dung lượng cáp quang Chương khảo sát đưa phương án nâng cao dung lượng cáp quang 10 Như là, đến năm 2010 lưu lượng đạt đến 90 luồn STM-1, xấp xỉ 15Gbps, cần có phương án nâng cấp tuyến truyền dẫn trục Bắc Nam lf 2.5Gbps lên 20Gbps Hình 3.2 Kết dự báo nhu cầu lưu lượng cho tuyến trục Bắc Nam 3.1.3 Kế hoạch thực Sau hồn thành tuyến cáp quang đường Hồ Chí Minh quốc lộ 1A mới, tuyến cáp quang Vĩnh Long - Cần Thơ Mỹ Tho - Ngã ba An Hữu, tuyến cáp quang Xuân Mai - Mỹ Đình - C2 Cam Lộ - Đăkrơng chuyển hệ thống sang hoạt động tuyến tạo thành Ring sau:(ngồi Ring tỉnh phía bắc VTN) - Ring 7: Hà nội, Ninh Bình, Thanh Hố, Vinh, Hương Sơn, Tân Kỳ, R2, Chợ Bến, Hà nội - Ring 8: Vinh, Rịn, Đồng Hới, Đơng Hà, Huế, Đà Nẵng, Hiên, A Lưới, Cam Lộ, R7, Bắc Sơn, Hương Sơn, Vinh - Ring 9: Đà Nẵng, Tam Kỳ, Quảng Ngãi, Lai Khan, Quy Nhơn, An 71 Khê, Pleiku, Kon Tum, Đăk Tô, Phước Sơn, Đà Nẵng - Ring 10: Quy Nhơn, Tuy Hòa, Nha Trang, Phan Rang, Đà Lạt, Krong No, Buôn Ma Thuột, Phú Nhơn, Pleiku, An Khê, Quy Nhơn - Ring 11: Phan Rang, Núi Một, Phan Thiết, Xn Lộc, TP Hồ Chí Minh, Bình Dương, Bình Phước, Đắk Nông, Buôn Ma Thuột, Krong No, Đà Lạt, Phan Rang - Ring 12: TP Hồ Chí Minh, Mỹ Tho, Vĩnh Long, Cần Thơ, Cao Lãnh, Mỹ Tho, TP Hồ Chí Minh Trên mạng sử dụng DXC-140 cấu hình Hub node mạng: Hà Nội, Vinh, Đà Nẵng, Quy Nhơn, Đắc Lắc, Hồ Chí Minh Mạng đường trục VTN có dung lượng 20Gbit/s: thực ghép bước sóng (Sử dụng băng C), bước sóng có dung lượng 2,5 Gbit/s, hệ thống cho phép ghép tối đa 32 bước sóng Các bước sóng sử dụng mạng 20Gbit/s sau:  = 1548.51 nm  = 1551.72 nm  = 1549.32 nm  = 1552.52 nm  = 1550.12 nm  = 1554.13 nm  = 1550.92 nm  = 1557.36 nm Hệ thống 20 Gbps hệ thống thông tin hướng không sợi quang, mà sử dụng sợi (một cho hướng cho hướng về), bước sóng tín hiệu sợi giống sợi về, kênh nghiệp vụ đường khác nhau: Đối với hướng xuất phát (ở Hà nội) sử dụng kênh OSC-1 có bước sóng 1510 nm, cịn hướng ngược lại kênh OSC-2 có bước sóng 1615 nm Trên tuyến có sử dụng nhiều trạm lặp, trạm lặp tín hiệu khuếch đại lên nhờ khuếch đại EDFA Các trạm xây dựng sở thực tế khu vực dựa vào đường quang (độ suy hao cơng suất tín hiệu) mà tín hiệu truyền 72 Hình 3.3 Mạng cáp quang đường trục Việt Nam 3.2 Đề xuất lựa chọn phương án nâng cao dung lượng hệ thống 2.5Gb/s lên 20Gb/s 3.2.1 Đề xuất phương án Các phương án đề xuất nhằm tăng dung lượng tuyến 73 truyền dẫn trục Bắc Nam mà lắp đặt thêm thay sợi quang, phải đảm bảo yêu cầu: Q trình nâng cấp khơng phép gây gián đoạn thông tin Tận dụng tồi đa đảm bảo tương thích hệ thống khai thác Đảm bảo chất lượng tuyến thông tin sau nâng cấp, linh hoạt việc định tuyến, đảm bảo an toàn xảy cố cáp cố thiết bị Quản lý mạng mềm dẻo, có khả quản lý thiết bị nhiều hãng khác nhau, có khả mở rộng, ghép nối với cá tuyến cáp quang quốc tế, tuyến cáp quang ven biển nội địa… Có tính khả thi kinh tế - tính bảo mật – độ an tồn Các phương án có thể: + Phương án 1: Nâng cấp theo công nghệ TDM từ 2,5Gbps lên 10 Gbps + Phương án 2: Kết hợp công nghệ TDM WDM: Nâng cấp TDM tốc độ từ 2,5Gbps lên 10Gbps (STM - 64), sau thực ghép bước sóng tín hiệu 10Gbps thành dung lượng 20Gbps + Phương án 3: Dùng hồn tồn cơng nghệ WDM, sử dụng bước sóng, bước sóng mang tín hiệu 2,5Gbps (STM - 16), thành dung lượng 20Gbps 3.2.2 Phân tích a Tăng dung lượng ghép kênh TDM Đối với truyền dẫn quang TDM, vấn đề cần quan tâm tăng dung lượng lên tới 20Gbps sợi G.652 suy hao tán sắc Vì phương án đưa đề xuất bù suy hao tán sắc Bù suy hao: Bằng cách đo kiểm, tính tốn lắp đặt thêm khuếch đại quang OA (gồm cấu hình BA, LA, PA), nhiên có giới hạn cho số OA mắc thêm, công suất quang lớn gây hiệu ứng phi tuyến, OA sinh nhiễu ASE cộng thêm vào tín hiệu dọc tuyến, gây suy giảm SNR hệ thống Xử lý tán sắc Sử dụng sợi G.653 74 Bù tán sắc phương pháp điều chế tự dịch pha SPM Bù tán sắc thành phần bù tán sắc thụ động (bộ kết hợp quay pha bước sóng sợi tán sắc âm) Bù tán sắc thiết bị dịch tần trước (Pre – Chirp) Bù tán sắc kỹ thuật DST (Dispersion Supported Transmission) Kết luận: Phương án đưa mang tính tham khảo, khơng khả thi xu mạng backbone network giới triển khai phương án truyền dẫn WDM, thiết bị TDM tốc độ cao 20Gbps đắt chi phí cho tuyến TDM tơc độ 20Gbps lớn phải xử lý bù suy hao bù tán sắc nghiêm ngặt b TDM kết hợp ghép bước sóng WDM Phương án thực theo giai đoạn: + Nâng cao thiết bị lên chủng loại STM – 64, thực truyền dẫn 10Gbps + Triển khai module WDM thực ghép luồng tín hiệu STM – 64 thành tổng dung lượng 20Gbps λ1 Tx1 STM-64 R x1 STM-64 MUX DEMUX λ1 λ1 , λ2 λ2 Tx2 STM-64 R x1 STM-64 Hình 3.4 Phương án Ghép bước sóng STM - 64 Ưu điểm: - Do có kênh bước sóng, kênh tốc đốTM – 64 nên thiết bị phải quản lý - Lưu lượng RING lớn, nên có thay đổi nhu cầu lưu lượng có khả phải phân bố lại lưi lượng RING 75 c Tăng dung lượng ghép kênh WDM bước sóng STM – 16 Phương án sử dụng bước sóng, bước sóng mang tín hiệu luồng STM – 16 (2,5Gbps) λ1 Tx1 STM-16 Tx2 STM-16 R x1 STM-16 λ2 λ1 R x1 STM-16 DEMUX MUX λ1 , λ2 ….λ8 Tx2 STM-16 λ8 λ8 Tx2 STM-16 Hình 3.5 Phương án Ghép bước sóng STM - 64 Ưu điểm: - Do dung lượng bước sóng nhỏ (2,5Gbps), nên thực tăng dung lượng tuyến truyền dẫn cách từ từ theo nhu cầu (phụ thuộc số kênh bước song sử dụng) - Với tốc độ kênh bước sóng 2,5Gbps bị ảnh hưởng tán sắc, hiệu ứng phi tuyến Nhờ khoảng cách trạm lặp tăng tới 150 km (khuyến nghị G.692) Với tốc độ kêng bước sóng việc tính tốn lại cự ly trạm lặp vấn đề liên quan đến bù tán sắc đơn giản, giữ ngun cấu hình phân bố trạm (bởi tốc độ 2,5Gbps tốc độ khai thác tốt tuyến trục Bắc Nam) - Vẫn sử dụng đường cáp G.652 sẵn, cần kiểm tra lại chất lượng đoạn cáp bị xuống cấp, số mối hàn có suy hao lớn - Tận dụng phần lớn số thiết bị STM – 16 khai thác - Phù hợp với xu công nghệ truyền dẫn đại triển khai rộng rãi giới 76 Nhược điểm: - Số lượng truyền dẫn SDH liên quan đến tuyến WDM nhiều, phức tạp việc quản lý mạng - Việc quản lý lưu lượng phức tạp, thực chất, RING lớn gồm bước sóng tương đương vơi RING ( RING bước sóng mang tín hiệu STM - 16); mà trạm xen rẽ lưu lượng nhỏ tác dụng lên bước sóng (1 RING con), giả thiết cần bổ xung lưu lượng thay phân bố lưu lượng trạm xen rẽ bước sóng vấn đề phức tạp, cần thêm thiết bị DXC, cao cấp OXC 3.2.3 Lựa chọn phương án Khơng nên lựa chọn phương án luận điểm nêu Không nên chọn phương án phương án này, so với phương án tồn nhược điểm sau: - Tốc độ kênh bước sóng 10Gbps, bị ảnh hưởng mạnh mẽ tán sắc, tượng phi tuyến, tán sắc PMD … - Do lưu lượng thực tuyến xuất phát chủ yếu từ trung tâm lớn (Hà Nội – Đà Nẵng – TP HCM), nên đóng vai trị lưu lượng chuyển qua, vậu lưu lượng thực tế xen rẽ node không cần đến thiết bị STM – 64 (gây lãng phí) Hơn nữa, khơng có tăng đột biến lưu lượng từ 2,5Gbps lên 10Gbps, sau lên 20Gbps, nên phương án tỏ không hiệu - Thiết bị truyền dẫn quang 10Gbps giá cao Nên chọn phương án phương án khắc phục nhược điểm phương án 2; nhược điểm phương án có thê khắc phục bởi: - Đối với vấn đề quản lý mạng, áp dụng mơ hình quản lý TMN theo khuyến nghị ITUT - Đối với việc phức tạp việc cấu hình lạ lưu lượng cá RING, có sản phẩm thương mại DXC, cho đời sản phẩm OXC đảm nhiệm Hơn nữa, thiết bị kiểu OADM linh hoạt việc thiết lập bước sóng xen rẽ Vả lại, áp dụng phương án 3, việc đưa thên lưu 77 lượng vào thực từ từ theo nhu cầu (cần đến đâu dùng đến đó), vấn đề cấu hình lại lưu lượng khơng đáng lo (Xem hình dưới) Vậy nên chọn phương án 3: Ghép bước sóng mang tín hiệu STM – 16 (2,5Gbps) Hình 3.6 Vai trị DXC/OXC việc phối luồng – Phân luồng lưu lượng 3.3 Kết thực 3.3.1 Xây dựng tuyến cáp quang 20Gb/s Tuyến cáp quang đường trục 20 Gbit/s Hà nội - TP HCM hệ thống thông tin quang ghép kênh theo bước sóng khởi cơng lắp đặt ngày 10-072003 khánh thành đưa vào sử dụng ngày 25-09-2003 Tuyến truyền dẫn theo hai hướng: Dọc quốc lộ 1A đường truyền điện 500 KV, cáp quang tuyến cáp quang đơn mode theo khuyến nghị G.652 Đây tuyến có cấu hình mạng đa ring với bốn vịng Ring Trong đó, nửa vịng Ring đường cáp quang theo tuyến đường truyền điện lực chủ yếu làm đường dự phòng bảo vệ cho lưu lượng thông tin đường quốc lộ 1A 78 3.3.2 Quản lý đường trục Hệ thống mạng đường trục Bắc - Nam có quãng đường truyền dẫn lớn qua nhiều trạm khuếch đại, xen/rẽ, trạm lặp nối chéo khác Để giám sát khai thác, điều khiển bảo dưỡng thiết bị mạng cần phải có hệ thống quản lí mạng cho tuyến đường trục 20Gbps Mạng đường trục 20Gbps sử dụng hai kênh nghiệp vụ nằm băng tần truyền dẫn để điều khiển, vận hành khai thác thiết bị DWDM mạng Chiều từ Hà Nội vào thành phố Hồ Chí Minh sử dụng bước sóng 1510nm chiều từ thành phố Hồ Chí Minh Hà Nội sử dụng bước sóng 1615nm Các kênh quang nghiệp vụ tách kênh trước vào khuếch đại ghép vào sau tín hiệu khuếch đại Do đó, kênh quang nghiệp vụ 1510nm sử dụng bước sóng 1510nm bước sóng bơm khuếch đại Raman Phần điều khiển gồm ba thành phần chính, phần có chức riêng: Phần nguồn: Xử lí lọc nguồn Phần điều khiển: Giao tiếp với thiết bị bên ngồi điều khiển hoạt động thơng qua giao tiếp người máy Bao gồm điều khiển đồng bộ, khuếch đại, chuyển đổi bước sóng xen rẽ lưu lượng thông qua tin (thông điệp) hệ thống Phần giao tiếp vào để liên kết với phận điều khiển với thiết bị bên Phần giám sát bao gồm ba thành phần chính: Quản lí phổ tín hiệu bao gồm phổ kênh quang sáu kênh quang Quản lí hoạt động thiết bị mạng lưới thông qua tin hệ thống gửi về, tiếp nhận cảnh báo từ xa hoạt động thiết bị, đường truyền Quản lí nguồn tín hiệu đồng hệ thống Hiện hệ thống giám sát, điều khiển mạng quang đường trục DWDM đặt ba trung tâm Hà Nội, Đà Nẵng thành phố Hồ Chí Minh Trong trung tâm Hà Nội trung tâm quản lí chính, thành phố Hồ Chí Minh dự phịng, 79 Đà Nẵng có chức giám sát Hệ thống điều khiển, quản lí có cấu trúc nhu mạng WAN nên node mạng trung tâm điều khiển, giám sát node mạng mạng lưới Cấu trúc trung tâm điều khiển, quản lí bao gồm máy chủ điều khiển hoạt động mạng hiển thị thông số mạng thông qua giao tiếp người máy, nhớ chứa chương trình điều khiển bao gồm file, tệp chương trình chạy vv X.25 X.25 Hoạt động X.25 Dự phòng X.25 X.25 Switch Switch Switch Hub Hub OM4200 RPT OM4200 RS-232 WT Computer DX RPT Computer EC-1 Máy chủ OM4200 X-Term Computer WT Computer Hoạt động Dự phịng Computer Phản hồi DX Hình 3.7 Mạng quản lí, điều khiển DWDM Các thiết bị mạng khuếch đại, chuyển đổi bước sóng, nối chéo DX giao tiếp với hệ thống điều khiển, quản lí giao diện RS-232 truyền qua mạng quản lí giao thức X.25 3.3.3 Kết nối Ring Mỗi Ring bảo vệ theo kiểu kết nối MS – SPRing (MS-BSHR), xem hình vẽ sau: Nếu kết nối (khơng có N2 N4) bảo vệ cố Ring, bảo vệ kết nối Ring đảm bảo (Giả sử 80 cố N1 N3); trường hợp kết nối Ring Ring 2, Ring Ring Kết nối Ring Ring kiểu matched – node, có tồn kết nối N3 N4, bảo vệ mạng có cố Node N1 TA Nút A N3 MS SPRING RA MS SPRING N2 Nút B N4 Hình 3.8 Kết nối Ring .Tuyến đường trục tuyến có lưu lượng cao, quan trọng, cấu hình bảo vệ kiểu Ring hợp lý, nhiên, xảy cố node kết nối HTH DNG gây gián đoạn thông tin, phương án nâng cấp tuyến cần xem xét vấn đề Nên thay đổi cấu hình sang kiểu matched – node có sử dụng DXC/OXC; Nhưng đòi hỏi phải mua thêm thiết bị N N4, mua thêm DXC/OXC DXC/OXC N1 N3 MS SPRING MS SPRING N2 N4 Hình 3.9 Bảo vệ kết nối Ring theo kiểu Matched – Node 3.4 Hướng nghiên cứu Tuyến cáp quang đường trục 20 Gbit/s Hà Nội – TP Hồ Chí Minh hoàn thành vào 25-09-2003 dọc quốc lộ 1A đường điện 500KV xây 81 dựng dựa dự báo nhu cầu thoại phi thoại từ 2006 đến 2010 Thực tế nhu cầu người dùng ngày tăng vượt xa dự báo Ngày 27/2/2007, Công ty Viễn thông Liên tỉnh (VTN), thành viên Tập đồn Bưu Viễn thơng Việt Nam (VNPT) triển khai dự án Nâng cấp tuyến đường trục Bắc - Nam lên 40Gbps Theo VTN, dự án hoàn thành xong thủ tục đầu tư hợp đồng cung cấp thiết bị Tháng 2/2007 thiết bị chuyển tới cơng trình, dự kiến đến cuối tháng 3/2007 tiếp nhận xong toàn thiết bị VTN triển khai đội Giám sát thi công lắp đặt thiết bị khu vực Dự kiến đến tháng 11/2007, dự án hoàn thành vào vận hành Việc xây dựng đưa dự án vào khai thác góp phần lớn vào việc đáp ứng tốt nhu cầu ngày tăng nhanh dung lượng chất lượng đường truyền người dùng Đáp ứng ngày tốt sở hạ tầng CNTT, viễn thông phục vụ cho việc phát triển kinh tế xã hội đất nước, dịch vụ cần băng thông rộng Dự án có giá trị đầu tư khoảng 180 tỷ đồng Nortel đối tác chịu trách nhiệm cung cấp thiết bị thiết kế 82 Kết Luận Sau thời gian tìm hiểu đề tài “ Tìm hiểu hệ thống thông tin quang số ứng dụng” em phần hiểu số vấn đề phương thức truyền dẫn đại Tuy cố gắng trình độ kiến thức kinh nghiệm chưa có nhiều nên chắn gặp nhiều sai sót việc tiếp cận giải vấn đề yêu cầu độ xác, nghiêm túc, khắt khe kỹ thuật truyền thông tin quang Mặc dù kết đạt không nhiều qua đồ án em rút nhiều học bổ ích phương pháp nghiên cứu khoa học, cách tiếp cận giải vấn đề mà yêu cầu đặt đồ án em hoàn thành đạt số kết sau : Đã trình bày số hiểu biết lịch sử phát triển hệ thống thông tin quang, cấu trúc hệ thống thông tin quang, số đặc điểm kỷ thuật hệ thống thơng tin quang Tìm hiểu số mạch điện thông tin quang, phương thức mã hóa truyền liệu mã hóa, giải mã mạch điện tách, ghép kênh Khảo sát cấu hình cáp quang trục Bắc Nam, dự báo nhu cầu thực tiễn, kế hoạch thực đưa phương án nâng cao dung lượng cáp quang 83 TÀI LIỆU THAM KHẢO Lê Quốc Cường, Đỗ Văn Việt Em, Phạm Quốc hợp, “Kỷ thuật thông tin quang” nhà xuất Học viện công nghệ bưu viễn thơng, Hà Nội 2009 Cao Phán, “Cơ sở kỷ thuật thông tin quang”, nhà xuất Học viện cơng nghệ bưu viễn thơng, 2000 Cao Phán, “Ghép kênh quang khuếch đại quang”, Nhà xuất Học viện cơng nghệ bưu viễn thông, 1998 Nguyễn Thế Tân, “Bài giảng thực hành thông tin quang” Một số tài liệu mạng internet - Tài liệu.vn - Điện tử Việt Nam.net - Scribd.com … 84 Bảng Các tiêu chuẩn PCM dùng Tiêu chuẩn Đặc trưng Cấp bậc Cấp Châu âu Bắc Mỹ Tốc độ bit 2.048 8.448 Hệ số nhân 2.048 Số kênh thoại 30 480 Tốc độ bít hệ số 1.544 6.312 nhân số kênh 1.544 24 96 thoại Nhật Bản Cấp Tốc độ bít hệ số 1.544 6.312 nhân số kênh 1.544 24 96 thoại Cấp cấp 34.368 139.264 480 44.736 672 Cấp 4 1920 7680 274.176 565 4032 8064 32.064 97.728 480 1440 397.2 5760 Ở Việt Nam xây dựng hệ thống ghép kênh theo tiêu chuẩn Châu Âu Một kênh thoại tiêu chuẩn có phổ giới hạn 0,3  3,4 KHZ chuyển sang dạng số có tốc độ 64 Kb/s Một kênh truyền truyền với tốc độ 384 Kb/s tương đương với kênh thoại * Thiết bị tiếp vận: Khác với thiết bị trạm đầu cuối, thiết bị trạm tiếp vận giao tiếp với đường dây quang phía Trong thiết bị tiếp vận khơng có khối mã B/V ngẫu nhiên mã hóa biến đổi ngược lại Vì dạng mã đường dây quang giữ nguyên chức khối lại tương tự chức khối tương ứng thiết bị trạm đầu cuối Mã hóa hệ thống thơng tin quang Chuỗi tín hiệu PCM có dạng phù hợp mơi trường truyền dẫn điện Thông dụng thường mã HDB3 mã nhị phân mật độ cao có cực đại số khơng liên tiếp có trạng thái - 1, 0, +1 Mã truyền sợi quang Do tín hiệu quang có trạng thái sáng tối Để phù hợp với trạng thái sáng, tối tốt dùng mã đơn cực hướng dùng NRZ Người ta thường thực đổi mã theo xu hướng sau: - Đối với hệ thống có dung lượng nhỏ, tốc độ Mb/s sử dụng 85 ... LƯỢC VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG 10 1.1 Lịch sử phát triển hệ thống thông tin quang 10 1.2 Cấu trúc hệ thống thông tin quang 11 1.3 Ứng dụng ưu nhược điểm hệ thống thông tin quang. .. thơng tin Với mong muốn tìm hiểu tiếp cận với loại hình truyền dẫn ưu việt nên em chọn đề tài : ? ?Tìm hiểu hệ thống thông tin quang số ứng dụng ” để hiểu biết hệ thống thông tin quang Qua tim hiểu. .. đồ khối trặm lặp 1.3 Ứng dụng ưu nhược điểm hệ thống thông tin quang  Ứng dụng sợi quang - Sợi quang ứng dụng thơng tin số mục đích khác - Vị trí Sợi quang mạng thơng tin + Mạng đường trục xuyên