a. Tuyến truyền dẫn đường trục chớnh (backbone)
Tuyến truyền dẫn đường trục chớnh là tuyến trục cỏp sợi quang Bắc –Nam, nối từ Hà Nội đến thành phố Hồ Chớ Minh dài 1850km. Giai đoạn đầu làm việc tốc
độ 34Mbit/s với cụng nghệ truyền dẫn SDH ở mức STM-16. Tuyến trục HNI- Tp HCM được đảm bảo trờn hai phương thức truyền dẫn: tuyến viba số PDH=140Mb/s và 02 tuyến cỏp quang (08 sợi trờn quốc lộ QL1A và 04 sợi trờn đường dõy 500KV). Tuyến trục này cựng với tuyến nhỏnh tạo thành 04 mạch vũng với dung lượng khai thỏc 2,5GB/s. Tuyến trục này đi qua 18 tỉnh và thành phố dọc theo quốc lộ 1A gồm: Hà Nam, Nam Định, Ninh Bỡnh, Thanh Hoỏ, Nghệ An, Hà Tĩnh, Quảng Trị, Quảng Bỡnh, Thừa Thiờn Huế, Quảng Nam, Quảng ngói, Bỡnh Định, Phỳ Yờn, Khỏnh Hoà, Ninh Thuận, Bỡnh Thuận, Đồng Nai. Tuyến cỏp quang trờn đường dõy điện lực 500KV dài 1448km tạo thành mạng vũng Ring, kết hợp với tuyến viba 140Mbit/s cụng nghệ PDH tương ứng 1920 kờnh thoại tạo thành mạng đường trục đỏp ứng nhu cầu thụng tin trờn toàn quốc.
Cấu hỡnh tuyến trục Bắc- Nam là mạng Ring vu hồi có khả năng bảo vệ cao với cỏc luồng thụng tin. Mạng bao gồm 4 mạng Ring:
Hà Nội- Hà Tĩnh(HNI-HTH) Hà Tĩnh-Đà Nẵng(HTH- ĐNG)
Quy Nhơn- Thành phố Hồ Chớ Minh(QNN-HCM). Nam Định
Quy Nhơn Tuy Hoà Nha Trang Phan Rang Phan Thiết Biên Hoà Vinh Hà Tĩnh Đồng Hới Đông Hà Huế Đà Nẵng Quãng Ngãi Ninh Bình Thanh Hoá Hà Nội 82Km Hoà Bình 7Km 160Km 15Km 10Km Đà Nẵng Hà Tĩnh Tuyến đ ờng 500KV Tuyến dọc Quốc lộ 1A Bộ dấu chéo Bộ ghép kênh xen rẽ Điểm rẽ kênh dọc QL1A Các ký hiệu:
Hỡnh vẽ 4.3 thể hiện cấu hỡnh tuyến trục cỏp quang Bắc – Nam. Thiết bị do hóng Telecom cung cấp. Tại mỗi tỉnh dọc quốc lộ 1A mà tuyến trục đi qua có ớt nhất một thiết bị ADM cấp STM-16 và một thiết bị ADM cấp STM-1 cho phép xen rẽ cỏc luồng 2Mb/s. Chỳng bao gồm 21 ADFM cấp STM-16, 18 trạm lặp cho sử dụng khuếch đại quang 28 ADM cấp STM (TN-1X).
Tại 4 trạm: Hà Tĩnh, Đà Nẵng, Quy Nhơn, Plõy Ku sử dụng 2ADM cấp STM-16 lắp theo kiểu back-to- back để thực hiện chức năng Cross- Connect.
Việc bố trớ cỏc thiết bị ADM cấp STM-1, ADM cấp STM-16 và phõn bổ số kờnh theo luồng xen kẽ xuống cỏc tỉnh được thực hiện theo yờu cầu cụ thể về lưu lượng cung cấp dịch vụ hiện tại và xu hướng phỏt triển trong tương lai. Việc phõn bố kờnh luồng hiện này được thể hiện trong bảng phõn kờnh hệ thụng cỏp quang 2,5Gb/s Hà Nội-TpHCM. Tại mỗi tỉnh mà trục tuyến Bắc –Nam đi qua đều có xen/rẽ xuống cỏc luồng 2Mb/s.
Hỡnh 4.3. Sơ đồ tuyến cỏp quang trục Bắc - Nam
N 3 N 3 MS SPRIN G222 2 n Nút B T B R B N1 N2 MS SPRIN G1 1 Nút A TA RA
Chế độ bảo vệ:
- Mỗi Ring được bảo vệ theo kiểu MSSPRING(MS-BSHR)
- Kết nối bảo vệ(HTH và ĐNG) giữa cỏc Ring thuộc kiểu trong cựng lớp bảo vệ - Trong trường hợp R1 và R2 chỉ giao với Ring lõn cận tại một nỳt (HTH và ĐNG) mà khụng có N2 và N4, nếu xảy sự cố ở nỳt N1 hoặc N3 thỡ Ring 1 khụng thể kết nối được với Ring2. Kết nối này bảo vệ chưa hợp lý, chỉ có khả năng bảo vệ lưu lượng cho từng Ring mà khụng có khả năng bảo vệ lưu lượng kết nối giữa cỏc Ring khi có sự cố tại nỳt kết nối.
- Nỳt N2, N4 tồn tại trong trường hợp Ring 3, Ring 4 nối nhau ở QNN và PKU. Đó là kiểu mached-node bảo đảm an toàn khi có sự cố xảy ra tại nỳt kết nối
- Tuyến đường trục bảo vệ SDH là nơi có dụng lượng cao, quan trọng nờn cấu hỡnh Ring là hợp lý để bảo vệ toàn bộ lưu lượng khi có sự cố trờn cỏp hoặc tại một nỳt nào đó.
- Để bảo vệ toàn bộ lưu lượng của Ring thỡ có hai kiểu là MS SPRING MS DPRING (2 sợi hoặc 4 sợi).
Việc sử dụng kiểu bảo vệ nào phụ thuộc nhiều yếu tố như dung lượng Ring khả năng xen /rẽ HOVC, khả năng truyền dung lượng phụ (secondary trafic), tớnh đơn giản của cơ chế bảo vệ, số nỳt tối đa trờn một Ring..
Hiện tại, xét tổng quỏt cỏc yếu tố đối với mạng đường trục thỡ kiểu MS SPRING có nhiều ưu điểm hơn, kiểu MS DPRING vứi việc sử dụng 4 dõy để bảo
Luồng làm việc Ký hiệu:
Luồng bảo vệ
vệ cũn đang được tiếp tục nghiờn cứu thờm. Do vậy kiểu bảo vệ được tiếp tục ở MS SPRING 2 sợi hiện nay trờn tuyến đường trục Việt Nam là hợp lý.
Mạng đường trục cần bảo vệ toàn bộ lưu lượng kết nối giữa cỏc Ring xuất hiện một sự cố (mức bảo vệ 3).
b. Cỏc tuyến dẫn đường trục cấp 1:
Hiện tại cấu trỳc mạng truyền dẫn đường trục đó có những bước tiến lớn về số lượng và chất lượng. Cỏc trung tõm truyền dẫn quốc gia ở Hà Nội, Đà Nẵng và TpHCM được hỡnh thành. Mặt khỏc cỏc trung tõm truyền dẫn khu vực khỏc được xõy dựng như ở Cần Thơ, Tiền Giang, Plõy ku, Hải Dương..Ngoài ra cỏc trung tõm nhỏ đang hỡnh thành chẳng hạn như Nam Định, Thỏi Nguyờn, Đắc Lắc..Mạng phỏt triển rộng như vậy đũi hỏi phải có cấu trỳc phự hợp đảm bảo được an toàn mạng lưới. Cấu hỡnh Ring được hỡnh thành, kết nối mạng cỏc khu vực lại với nhau nhằm nõng cao độ tin cậy. Cỏc Ring giao nhau tại cỏc nỳt, đó là những nơi phõn phối lưu lượng khi quỏ tải hoặc khi xảy ra sự cố tại nơi nào đó trờn mạng. Cỏc nỳt này được bố trớ cỏc thiết bị chyển mạch. Trong tương lai sẽ trang bị cỏc thiết bị nối chéo (DXC) tại một số nỳt quan trọng nhằm đỏp ứng nhu cầu thụng tin trờn mạng lưới. 100% cỏc trung tõm tỉnh đó có truyền dẫn vi ba về cỏc tổng đài Toll
- Với RING 1 có số trạm xen rẽ có lưu lượng thấp (Phủ Lý, Nam Định), để có hiệu quả kinh tế cao hơn (do tiết kiệm được một loạt cỏc thiết bị xen rẽ bước sóng đầu tư cho cỏc nỳt này ), nờn đưa cỏc trạm này thành cỏc nỳt của cỏc RING liờn tỉnh Hà Nội – Phủ Lý – Nam Định – Thỏi Bỡnh – Hưng Yờn – Hải Dương – Hà Nội.
- Với RING 4: Lý do tương tự đối với một số nỳt có lưu lượng xen rẽ thấp, nờn tỏch chuyển chỳng sang RING liờn tỉnh Phan Rang – Phan Thiết – Xuõn Lộc – Bảo Lộc – Đà Lạt – Phan Rang.
Cỏc thiết bị đầu cuối WDM 8 hay 16 bước sóng thương mại hiện nay đều chỉ cho phép span lớn nhất khoảng trờn 600 km, mà khoảng cỏch giữa hai nỳt cuối của RING 4 lại lờn tới 695 km (Qui Nhơn – TP HCM), vượt quỏ mức tỏn sắc cho phép, vậy nờn cần có một trạm đầu cuối WDM nữa cần thờm vào tại RING 4. Nỳt có thể thay đổi từ ADM thành thiết bị T8λ (Thiết bị đầu cuối WDM 8 bước sóng) là Nha
Trang hoặc Phan Rang, nếu chọn về Phan Rang thỡ có lợi về khoảng cỏch lặp, Nhưng Nha Trang tương lai sẽ là thành phố lớn phỏt triển mạnh về lưu lượng, vậy nếu chọn Nha Trang thỡ có lợi cho việc cấu hỡnh lại lưu lượng sau này hơn.
+ Một giải phỏp khỏc là sử dụng một bộ khuếch đại quang đường truyến LA 2 tầng, xen rẽ giữa 2 tầng một đoạn cỏp DSF (sợi bự tỏn sắc) có đọ dài được tớnh toỏn cho phự hợp. nhờ xen giữa hai tầng khuếch đại, nờn vẫn đảm bảo suy hao sợi được bự hoàn toàn, tỏn sắc được xử lý.
Đề xuất lựa chọn phương ỏn tăng dung lượng
Cỏc phương ỏn đề xuất dưới đõy đều nhằm tăng dung lượng tuyến truyền dẫn trục Bắc Nam mà khụng phải lắp đặt thờm hoặc thay sợi quang, phải đảm bảo cỏc yờu cầu:
Quỏ trỡnh nõng cấp khụng được phép gõy giỏn đoạn thụng tin
Tận dụng tối đa và đảm bảo tương thớch hệ thống đang khai thỏc.
Đảm bảo chất lượng của tuyến thụng tin sau khi nõng cấp, linh hoạt trong việc định tuyến, đảm bảo an toàn khi xảy ra sự cố cỏp hoặc sự cố thiết bị. Quản lý mạng mềm dẻo, có khả năng quản lý thiết bị của nhiều hóng khỏc nhau, có khả năng mở rộng, ghép nối với cỏ tuyến cỏp quang quốc tế, tuyến cỏp quang ven biển nội địa…
Có tớnh khả thi về kinh tế - tớnh bảo mật – độ an toàn. Cỏc phương ỏn có thể:
+ Phương ỏn 1: Nõng cấp theo cụng nghệ TDM từ 2,5Gbps lờn 10 Gbps. + Phương ỏn 2: Kết hợp cụng nghệ TDM và WDM: Nõng cấp TDM tốc độ từ 2,5Gbps lờn 10Gbps (STM - 64), sau đó thực hiện ghép 2 bước sóng tớn hiệu 10Gbps thành dung lượng 20Gbps.
+ Phương ỏn 3: Dựng hoàn toàn cụng nghệ WDM, sử dụng 8 bước sóng, mỗi bước sóng mang tớn hiệu 2,5Gbps (STM - 16), thành dung lượng 20Gbps.
Phương ỏn 1: Tăng dung lượng bằng ghộp kờnh TDM.
Đối với truyền dẫn quang TDM, vấn đề cần quan tõm nhất khi tăng dung lượng lờn tới 20Gbps đối với sợi G.652 là suy hao và tỏn sắc. Vỡ vậy phương ỏn này đưa ra cỏc đề xuất về bự suy hao và tỏn sắc.
Bự suy hao: Bằng cỏch đo kiểm, tớnh toỏn và lắp đặt thờm cỏc bộ khuếch đại quang OA (gồm 3 cấu hỡnh BA, LA, PA), tuy nhiờn có giới hạn cho số OA được mắc thờm, bởi nếu cụng suất quang quỏ lớn sẽ gõy ra hiệu ứng phi tuyến, cỏc bộ OA đều sinh ra nhiễu ASE cộng thờm vào tớn hiệu dọc tuyến, gõy ra suy giảm SNR của hệ thống.
Xử lý tỏn sắc
Sử dụng sợi G.653.
Bự tỏn sắc bằng phương phỏp điều chế tự dịch pha SPM.
Bự tỏn sắc bằng cỏc thành phần bự tỏn sắc thụ động (bộ kết hợp quay pha bước sóng và sợi tỏn sắc õm).
Bự tỏn sắc cỏc thiết bị dịch tần trước (Pre – Chirp).
Bự tỏn sắc bằng kỹ thuật DST (Dispersion Supported Transmission).
Kết luận: Phương ỏn này chỉ đưa ra mang tớnh tham khảo, khụng khả thi bởi hiện tại xu thế cỏc mạng backbone network trờn thế giới đang triển khai phương ỏn truyền dẫn WDM, thiết bị TDM tốc độ cao 20Gbps đắt chi phớ cho tuyến TDM tục độ 20Gbps rất lớn bởi phải xử lý bự suy hao và bự tỏn sắc rất nghiờm ngặt.
Phương ỏn 2: Tăng dung lượng bằng ghộp kờnh TDM kết hợp với ghộp 2 bước súng WDM.
Phương ỏn này thực hiện theo 2 giai đoạn:
+ Nõng cao thiết bị lờn chủng loại STM – 64, thực hiện truyền dẫn 10Gbps. + Triển khai module WDM thực hiện ghép 2 luồng tớn hiệu STM – 64 thành tổng dung lượng 20Gbps.
Ưu điểm:
- Do chỉ có 2 kờnh bước sóng, mỗi kờnh tốc độ STM – 64 nờn thiết bị phải quản lý ớt.
- Lưu lượng trờn một RING rất lớn, nờn nếu có sự thay đổi về nhu cầu lưu lượng thỡ ớt có khả năng phải phõn bố lại lưu lượng giữa cỏc RING.
Phương ỏn 3: Tăng dung lượng bằng ghộp kờnh WDM 8 bước súng STM – 16
Phương ỏn 3 sử dụng 8 bước sóng, mỗi bước sóng sẽ mang tớn hiệu luồng STM – 16 (2,5Gbps).
Ưu điểm:
- Do dung lượng mỗi bước sóng nhỏ (2,5Gbps), nờn có thể thực hiện tăng dung lượng của cả tuyến truyền dẫn một cỏch từ từ theo nhu cầu (phụ thuộc số kờnh bước sóng được sử dụng).
- Với tốc độ mỗi kờnh bước sóng là 2,5Gbps thỡ sẽ ớt bị ảnh hưởng của tỏn sắc, cỏc hiệu ứng phi tuyến. Nhờ vậy khoảng cỏch giữa cỏc trạm lặp có thể tăng tới 150 km (khuyến nghị G.692). Với tốc độ mỗi kờng bước sóng như vậy thỡ việc tớnh toỏn lại cự ly trạm lặp và cỏc vấn đề liờn quan đến bự tỏn sắc sẽ đơn giản, có thể giữ nguyờn cấu hỡnh phõn bố cỏc trạm như hiện nay (bởi tốc độ 2,5Gbps là tốc độ hiện đang khai thỏc tốt trờn tuyến trục Bắc Nam).
- Vẫn có thể sử dụng đường cỏp G.652 sẵn, chỉ cần kiểm tra lại chất lượng cỏc đoạn cỏp bị xuống cấp, và một số mối hàn có suy hao lớn.
- Tận dụng được phần lớn số thiết bị STM – 16 đang khai thỏc.
- Phự hợp với xu thế cụng nghệ truyền dẫn hiện đại đang được triển khai rộng rói trờn thế giới.
Nhược điểm:
- Số lượng truyền dẫn SDH liờn quan đến tuyến WDM khỏ nhiều, do đó sẽ phức tạp về việc quản lý mạng.
- Việc quản lý lưu lượng cũng sẽ phức tạp, vỡ thực chất, mỗi RING lớn gồm 8 bước sóng sẽ tương đương vơi 8 RING con ( mỗi RING con là một bước sóng mang tớn hiệu STM - 16); mà mỗi trạm xen rẽ lưu lượng nhỏ sẽ chỉ tỏc dụng lờn bước sóng (1 RING con), nếu giả thiết cần bổ xung lưu lượng hoặc thay thế phõn bố lưu lượng tại cỏc trạm xen rẽ bước sóng thỡ vấn đề sẽ phức tạp, sẽ cần thờm cỏc thiết bị DXC, hoặc cao cấp hơn là OXC.
Đỏnh giỏ và lựa chọn phương ỏn.
Khụng nờn lựa chọn phương ỏn 1 vỡ những luận điểm nờu trờn.
Khụng nờn chọn phương ỏn 2 vỡ đối với phương ỏn này, so với phương ỏn 3 tồn tại những nhược điểm sau:
- Tốc độ của từng kờnh bước sóng vẫn là 10Gbps, cho nờn bị ảnh hưởng mạnh mẽ của tỏn sắc, cỏc hiện tượng phi tuyến, tỏn sắc PMD …
- Do lưu lượng thực sự trờn tuyến xuất phỏt chủ yếu từ 3 trung tõm lớn (Hà Nội – Đà Nẵng – TP HCM), nờn chỉ đóng vai trũ lưu lượng chuyển qua, nếu vậu thỡ lưu lượng thực tế xen rẽ giữa cỏc node sẽ khụng cần đến thiết bị STM – 64 (gõy lóng phớ). Hơn nữa, khụng có sự tăng đột biến về lưu lượng từ 2,5Gbps lờn 10Gbps, sau đó lờn 20Gbps, nờn phương ỏn này tỏ ra khụng hiệu quả.
- Thiết bị truyền dẫn quang 10Gbps giỏ vẫn cao. Nờn chọn phương ỏn 3 vỡ phương ỏn này khắc phục được cỏc nhược điểm của phương ỏn 2; những nhược điểm của phương ỏn này có thờ khắc phục bởi.
- Đối với vấn đề quản lý mạng, sẽ ỏp dụng mụ hỡnh quản lý TMN theo khuyến nghị của ITUT.
- Đối với việc phức tạp trong việc cấu hỡnh lạ lưu lượng giữa cỏ RING, đó có những sản phẩm thương mại DXC, và hiện đang cho ra đời cỏc sản phẩm OXC đảm nhiệm. Hơn nữa, cỏc thiết bị kiểu OADM hiện rất linh hoạt trong việc thiết lập bước sóng xen rẽ
Vậy nờn chọn phương ỏn 3: Ghép 8 bước sóng mang tớn hiệu STM – 16 (2,5Gbps).