II. ỨNG DỤNG CỦA WDM TRONG MẠNG TRUY NHẬP.
2. Mạng WDMA đơn chặng.
Trong mạng WDMA đơn chặng mỗi nút đều có khả năng kết nối trực tiếp đến tất cả các nút khác. Dữ liệu được phát đi dưới dạng ánh sáng và được truyền trực tiếp đến nút đích mà không phải chuyển về dạng tín hiệu điện. Để một gói dữ liệu được truyền, trước hết nó được phát vào mạng nhờ một laser phát. Tại nút đích bộ thu quang phải điều chỉnh bước sóng sao cho trùng với bước sóng phát. Khi đó, gói tin được truyền qua mạng tới nút đích. Mạng WDMA đơn chặng có thể chia làm hai loại, phát quảng bá thu lựa chọn và mạng WDMA định tuyến theo bước sóng.
Trong mạng WDMA đơn chặng phát quảng bá thu lựa chọn, dữ liệu tại các nút phát ra được ghép lại và phát quảng bá tới tất các nút khác trong mạng. Phía thu lựa chọn kênh tín hiệu mong muốn dựa vào bước sóng. Có bốn loại mạng WDMA phát quảng bá thu lựa chọn, phát thay đổi thu cố định (TT-FR), phát cố định thu thay đổi (FT-TR), cả phát và thu cùng thay đổi (TT-TR) và cả phát và thu cố dịnh (FT-FR). Mạng WDMA đơn chặng sử dụng các bộ định tuyến theo bước sóng hoặc ma trận chuyển mạch không gian bước sóng.
Trong thực tế, có rất nhiều ứng dụng của mạng WDMA đơn chặng ở cấp độ thực nghiệm hoặc thực tế. Một số ứng dụng của mạng WDMA là mạng quang thụ động PON (telephone PON và Broad PON), mạng Lambdanet, mạng quang thụ động PPL, mạng Rainbow. Mạng Lambdanet là mạng quang đầu tiên được triển khai cấp độ thí nghiệm. Cấu trúc mạng này được cho như hình 4.4
Hình 4.4: Cấu trúc mạng Lambdanet
Mạng Lambdanet là mạng phát quảng bá thu lựa chọn hình sao FT-FR. Trong mạng này sử dụng một coupler hình sao N xN để phân phối tín hiệu tới tất cả các nút. Mỗi nút có một bộ phát riêng ở bước sóng xác định và N bộ thu hoạt động ở N bước sóng khác nhau (N là số người sử dụng hay số nút), mỗi nút nhận toàn bộ lưu lượng của mạng. Do đó, mạng này không bị tắc nghẽn mà truyền tín hiệu trong suốt không phụ thuộc vào tốc độ bit và phương pháp điều chế. Những người sử dụng khác nhau có thể truyền tín hiệu có tốc độ bit khác nhau và dạng điều chế khác nhau, có thể truyền tín hiệu số hoặc tín hiệu tương tự. Vì vậy mạng Lambdanet rất linh hoạt và thích hợp cho nhiều loại ứng dụng khác nhau. Ta có thể truyền tín hiệu thoại trong cùng một cơ quan. Năm 1987 đã có một thí nghiệm về mạng 18 kênh tốc độ bit một kênh là 1,5 Gb/s, dung lượng hệ thống là 27 Gb/s. Mỗi kênh có thể truyền ở khoảng cách 57,8 km. Nhược điểm của mạng Lambdanet là số lượng người sử dụng bị giới hạn bởi số lượng bước sóng. Ngoài ra, mỗi nút cần có rất nhiều bộ thu (bằng số lượng người sử dụng). Do đó rất tốn kém khi đầu tư phần cứng cho hệ thống
Khi sử dụng bộ thu khả chỉnh vào mạng Lambdanet làm giảm giá thành và độ phức tạp của hệ thống. Mạng như vậy được gọi là mạng Rainbow. Mạng này có khả năng kết nối 32 nút, mỗi kênh có tốc độ 1Gb/s và khoảng cách truyền từ 10 đến 20 km.
Mạng sử dụng coupler sao thụ động (hình 4.5) để kết nối nhiều máy tính. Bộ lọc quang khả chỉnh lọc ra bước sóng thích hợp cho mỗi nút. Hạn chế của mạng Rainbow là tốc độ điều chỉnh của bộ thu chậm., không thể đáp ứng cho mạng chuyển mạch gói. Các mạng WDM sử dụng coupler sao thụ động được gọi là mạng quang thụ động (PON). Mỗi nút thu toàn bộ lưu lượng. PON mang tín hiệu quang tới tận nhà.
Hình 4.6 chỉ ra sơ đồ khối của mạng vòng quang thụ động, bước sóng quang được dùng để định tuyến tín hiệu trên mạng vòng nội hạt. Trạm trung tâm có N bộ phát ở các bước sóng λ1,, λ2... λN và N bộ thu hoạt động ở các bước sóng λN+1,, λN+2... λ2N
(N là số thuê bao). Tại mỗi thuê bao thu và phát ở các bước sóng riêng. Trạm xa ghép tín hiệu từ các thuê bao và gửi tới trạm trung tâm. Trạm xa là thiết bị thụ động nên tốn ít chi phí bảo dưỡng. Bộ chuyển mạch ở trạm xa định tuyến tín hiệu dựa vào bước sóng.
Năm 1996, mạng vòng nội hạt được thiết kế như là một mạng quang thụ động PON. Mục đích của việc này là cung cấp khả năng truy nhập băng thông rộng của mỗi khách hàng và phân phát tín hiệu hình ảnh video, dữ liệu theo yêu cầu mà vẫn đảm bảo giá thành thấp. Ngoài ra người ta còn sử dụng công nghệ cắt phổ LED để tạo ra các bước sang cho hệ thống WDM
Hình 4.5: Sơ đồ khối của mạng vòng quang thụ động nội hạt.