Các giả thiết tính toán:
- Đối với đường dây 500kV mạch 1 do đã hoạt động trên 10 năm nên cáp đã bị lão hóa và hệ số suy hao là 0,28dB/km.
- Đối với đường dây 500kV mạch 2 và cáp Viettel là 0,25dB/km + Suy hao trên 1 mối hàn là 0,05dB.
+ Suy hao do đấu nối là 0,5dB/connector + Chiều dài cuộn cáp trung bình là 3km + Hệ số tán sắc:
- Đối với cáp quang theo tiêu chuẩn ITU-T G.652 là: 18 ps/nm.km.
- Đối với cáp quang theo tiêu chuẩn ITU-T G.655 là: 2 ps/nm.km. + L-64.2a/b: 22dB; 1600ps/nm (theo ITU-T G.691)
+ V-64.2a/b: 33dB; 2400ps/nm (theo ITU-T G.691) + Dự phòng trên mỗi tuyến thông tin: 3 dB.
Hệ số tán sắc phân cực (PMD) không thể tính toán được theo giả
Bảng 4.2: tính toán suy hao tán sắc đối với hệ thống DWDM
STT Tên tuyến Losợại i C(km) ự ly Sốhàn mối Connector Suy hao Dsuy hao ự phòng Tổng suy hao Tán sắc
1 Hà Nội - Hòa Bình G.652 85 29 4 27.25 dB 3 30.25 dB 1530 ps/nm
2 Hòa Bình - Nho Quan G.652 105 35 2 32.15 dB 3 35.15 dB 1890 ps/nm
3 Nho Quan - N1 G.652 69 23 2 21.47 dB 3 24.47 dB 1242 ps/nm 4 N1 - N2 G.652 120 40 2 36.6 dB 3 39.6 dB 2160 ps/nm 5 N2 - TBA 500kV Hà Tĩnh G.652 120 40 2 36.6 dB 3 39.6 dB 2160 ps/nm 6 Hà Tĩnh - N3 G.652 118 40 2 36.04 dB 3 39.04 dB 2124 ps/nm 7 N3 - N4 G.652 118 40 2 36.04 dB 3 39.04 dB 2124 ps/nm 8 N4 - N5 G.652 121 41 2 36.93 dB 3 39.93 dB 2178 ps/nm 9 N5 - Đà Nẵng G.652 69 23 2 21.47 dB 3 24.47 dB 1242 ps/nm 10 Đà Nẵng - N6 G.652 110 37 2 33.65 dB 3 36.65 dB 1980 ps/nm 11 N6 - N7 G.652 110 37 2 33.65 dB 3 36.65 dB 1980 ps/nm 12 N7 - Plei Ku G.652 55 19 2 17.35 dB 3 20.35 dB 990 ps/nm 13 Plei Ku - N8 G.652 67 23 2 20.91 dB 3 23.91 dB 1206 ps/nm 14 N8 - N9 G.652 130 44 2 39.6 dB 3 42.6 dB 2340 ps/nm 15 N9 - N10 G.652 130 44 2 39.6 dB 3 42.6 dB 2340 ps/nm 16 N10 - N11 G.652 130 44 2 39.6 dB 3 42.6 dB 2340 ps/nm
17 N11- HCM G.652 80 27 2 24.75 dB 3 27.75 dB 1440 ps/nm 18 Hà Nội - Nho Quan G.655 105 35 4 30 dB 3 33 dB 210 ps/nm 19 Nho Quan - R1 G.655 148 50 2 40.5 dB 3 43.5 dB 296 ps/nm 20 R1 - TBA 500kV Hà Tĩnh G.655 148 50 2 40.5 dB 3 43.5 dB 296 ps/nm 21 Hà Tĩnh - R2 G.655 118 40 2 32.5 dB 3 35.5 dB 236 ps/nm 22 R2 - R3 G.655 118 40 2 32.5 dB 3 35.5 dB 236 ps/nm 23 R3 - R4 G.655 121 41 2 33.3 dB 3 36.3 dB 242 ps/nm 24 R4 - Đà Nẵng G.655 53 18 2 15.15 dB 3 18.15 dB 106 ps/nm 25 Đà Nẵng - Dốc Sỏi G.655 108 36 2 29.8 dB 3 32.8 dB 216 ps/nm 26 Dốc Sỏi - Kon Tum G.655 147 49 2 40.2 dB 3 43.2 dB 294 ps/nm
27 Kon Tum - Plei Ku G.655 40 14 2 11.7 dB 3 14.7 dB 80 ps/nm
28 Plei Ku - N12 G.655 165 55 2 45 dB 3 48 dB 330 ps/nm
29 N12 - N13 G.655 164 55 2 44.75 dB 3 47.75 dB 328 ps/nm
30 N13 - N14 G.655 125 42 2 34.35 dB 3 37.35 dB 250 ps/nm
31 N14 - Tân Định G.655 80 27 2 22.35 dB 3 25.35 dB 160 ps/nm
4.3. Hệ thống quản lý mạng
Hiện tại, trục thông tin quang STM-16 trên ĐZ 500kV Bắc Nam đang
được quản lý bởi hệ thống quản lý mạng tập trung của hãng Siemens đặt tại Hà Nội và Tp Hồ Chí Minh. Ngoài ra, ngành Điện đang xúc tiến triển khai xây dựng trung tâm điều hành viễn thông ngành, trong đó xem xét trang bị hệ thống quản lý mạng tập trung có chức năng quản lý toàn bộ hệ thống truyền dẫn, hệ thống chuyển mạch, thông tin di động, Internet, ... trên mạng.
Trong bối cảnh như trên, đề xuất trang bị hệ thống quản lý mạng cho trục hệ thống đường trục DWDM và STM-64 Bắc Nam với 02 phần chính như sau:
Quản lý phần tử (ENM).
Phục vụ cài đặt cấu hình trong quá trình lắp đặt thiết bị và sửa chữa, thay
đổi cấu hình thiết bị cho quá trình vận hành sau này. Với chức năng như vậy, yêu cầu thiết bị phải nhỏ gọn.
– Phần cứng: Trang bị 03 máy tính xách tay. – Phần mềm: Phần mềm quản lý phần tử ENM.
Quản lý mạng (NMS).
Là trung tâm quản lý mạng tập trung có nhiệm vụ quản lý toàn bộ các thiết bị trên trục DWDM và STM-64 Bắc Nam với 3 chức năng chính là quản lý lỗi, quản lý cấu hình và quản lý hiệu năng. Do hệ thống truyền dẫn đường trục DWDM và STM-64 trải dài từ Bắc vào Nam và yêu cầu độ an toàn cao, do đó đề
xuất trang bị 02 hệ thống quản lý mạng: một hệ thống đặt tại Hà Nội và một hệ
thống dự phòng đặt tại Tp Hồ Chí minh. Hệ thống quản lý mạng này phải có các giao diện mở để có thể kết nối với các hệ thống quản lý khác. Tùy thuộc vào tính tương thích của thiết bị, hệ thống quản lý mạng mới có thể sử dụng chung với hệ (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
thống quản lý mạng hiện có hoặc trang bị mới (bao gồm cả phần cứng và phần mềm).
4.4. Một số thiết bị mạng DWDM của các nhà cung cấp 4.4.1. Thiết bị Optix BWS 1600G của Huawei 4.4.1. Thiết bị Optix BWS 1600G của Huawei
Optix BWS 1600G là thiết bị có dung lượng lớn sử dụng trong các hệ
thống DWDM có cự ly lớn, được sử dụng tại lớp core của các hệ thống chuyển mạch, đóng vai trò là trung tâm chuyển mạch của toàn bộ hệ thống. Tất cả các phần tử của hệ thống như OTM, OLA và OADM đều được thiết kế dưới dạng cấu trúc module do đó Optix BWS 1600G dễ dàng nâng cấp lên cấu hình tối đa
đáp ứng đựoc 160 kênh (1.6Tbps)
Hệ thống Optix BWS 1600 G cho phép truy cập đa dịch vụ và đa tốc độ. Với hệ thống 1600G có thể sử dụng cho các dịch vụ SDH/SONET từ tốc độ
STM-1/OC-1 đến STM-64/OC-192, dung cho các dịch vụ Fast Ethernet, Gigabit Ethernet và cả các tín hiệu PDH với các tốc độ khác nhau từ 34Mbps đến 2.5Gbps. Hệ thống Optix BWS 1600G còn cho phép truyền tất cả các dịch vụ
trên cùng một bước sóng quang, sử dụng chức năng TMUX, do đó hệ thống có thể nâng hiệu suất sử dụng băng thông của các kênh thông tin
Các đặc điểm chính của thiết bị:
- Thiết kế đơn giản: Mỗi giá thiết bị có thể lắp được ít nhất 3 sub rack. Với việc sử dụng các kênh thu phát kép trên cùng một khối giao diện đơn lẻ, thiết bị có thể cung cấp một số lượng lớn các kết nối trên cùng một sub rack
- Điều khiển công suất quang thông minh: Sử dụng các bộ tự động điều chỉnh mức tín hiệu (ALC) cho phép hệ thống tự điều chỉnh giảm mức công suất phát của tín hiệu quang – là một trong những nguyên nhân gây sự lão hóa hay hỏng hóc với thiết bị.
- Kỹ thuật khuyếch đại quang nâng cao: Optix BWS 1600G sử dụng các bộ
khuyếch đại EDFA cho các tần số thuộc cả băng C và băng L, bao gồm bộ
khuyếch đại BA và cả bộ khuyếch đại đường quang
- Tăng cường chức năng kiểm tra lỗi khung: Thiết bị OUT sử dụng công nghệ EFEC (enhanced ÈC) đã làm giảm tỷ số OSNR yêu cầu xuống còn 7-9dB, làm tăng khoảng cách truyền dẫn của hệ thống lên rất lớn
- Mở rộng hệ thống xen rẽ kênh quang: Optix BWS 1600G hỗ trợ các bộ
tách ghép bước sóng có khả năng mở rộng. Mỗi trạm OADM có thể xen rẽ từ 2 – 40 kênh.
- Điều khiển: Optix BWS 1600G được thiết kế sử dụng thiết bị OSA (optical Spectrum Analyzer), sử dụng các cổng giám sát quang kết hợp với hệ thống giám sát mạng để giám sát các thông số phổ theo thời gian thực, bao gồm năng lượng quang tổng cộng, năng lượng trên mỗi kênh quang, bước sóng quang và tỷ số OSNR
Các thông số kỹ thuật chính của thiết bị
Bảng 4.3: Thông số kỹ thuật thiết bị Optix BWS 1600G
Dung lượng hệ thống 160, Modular growth up to
1.6 Tbps ESCON FICON Fiber Channel OC-3c/STM-1 OC-12c/STM-4/-4c OC-48c/STM-16/-16c Giao diện dịch vụ OC
GE/FE X-Rate (34Mbit/s2.5Gbit/s) GE ↔ 2.5G 155M/622M 2.5G, TMUX 2.5G ↔ 10G, OMSP OCHP Protection 1:8 OTU protection OADM 2~40 channels
Khoảng cách kênh 0.4nm compliant with ITU-T
G.692
Cáp quang G.652/G.653/G.655
Kích thước (mm) (rộng * sâu * cao)
625*495*291
Nguồn cung cấp Voltage: -48.V ±20%
ETSI EN300 386-1.2.1 (2000) Miễn nhiễm từ trường CISPR55022 (1999) 4.4.2. Thiết bị ZXWM M900 của ZTE Tính năng thiết bị: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Dung lượng lớn và dễ dàng nâng cấp: ZXWM có thể cung cấp dung lượng chuyển mạch lên đến 1600Gbps đáp ứng đủ nhu cầu băng thông của nhà cung cấp dịch vụ. Hệ thống được thiết kế với cấu trúc module và công nghệ
quản lý multi rack. Thông qua việc bổ sung các sub rack truyền dẫn quang và một vài card xử lý, hệ thống có thể dễ dàng nâng cấp lên 160 kênh
- Truyền dẫn thông tin với cự ly dài: Với việc xử dụng các bộ OUT, EDFA khác nhau, các công nghệ FEC và AFEC, mã hóa RZ, phân tán các bộ
khuyếch đại Raman… Hệ thống ZXWM M900 có thể thực hiện truyền dẫn quang từ vài km đến hang ngàn km mà không cần tái tạo tín hiệu điện. - Truy cập đa dịch vụ: ZXWM M900 là một hệ thống thiết kế mở. Các tín
hiệu quang được chuyển đổi phù hợp với tiêu chuẩn ITU-TG962 cho các bước sóng ra thông qua việc chuyển đổi quang – điện – quang. ZXWM M900 có thể truyền dẫn thông suốt các tín hiệu quang dưới các định dạng
khác nhau như STM-N (N=1,4,16,64), POS, GE, ATM, ESCON, FISCON
và FC nhằm bảo vệ quyền lợi của khách hang và cung cấp khả năng mở
rộng hệ thống dễ dàng. Đồng thời ZXWM M900 còn có thể ghép các dịch vụ tốc độ thấp thành các luồng 2.5Gbps hay 10Gbps trước khi truyền đi trong hệ thống nhằm nâng cao hiệu suất sử dụng kênh truyền.
- Hệ thống mềm dẻo: ZXWM M900 có thể dễ dàng chuyển đổi từ OTM sang OLA hay OADM bằng việc lựa chọn hay kết hợp các module chức năng khác nhau do đó làm cho hệ thống trở nên mềm dẻo hơn, dễ quản lý
đặc biệt với các hệ thống phức tạp.
- Chức năng bảo vệ đáng tin cậy: ZXWM M900 có thể cung cấp hàng loạt các cơ chế bảo vệ hiệu quả như bảo vệ đường quang 1+1 hay 1:N vời thời gian chuyển mạch nhỏ hơn 50ms.
- Giám sát: ZXWM M900 sử dụng board giám sát riêng rẽđể giám sát trạng thái của các board dữ liệu. Hệ thống có thể giám sát và xác định vị trí của các thiết bị gây lỗi thông qua hệ thống giám sát mạng.
- Điều khiển công suất: ZXWM M900 sử dụng công nghệ điều khiển công suất để giám sát và điêu chỉnh công suất, công suất phổ tại mỗi điểm trên hệ thống.
KẾT LUẬN
Truyền dẫn dung lượng cao theo hướng sử dụng công nghệ DWDM đang có một sức hút mạnh đối với các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông hàng đầu thế
giới. Đã có hàng loạt tuyến truyền dẫn đang vận hành và khai thác theo công nghệ này, bởi vì chi phí đầu tư và tính ổn định của nó có nhiều điểm hơn hẳn so với ghép kênh truyền thống TDM, nhất là khi mà nhu cầu về dung lượng ngày càng cao như hiện nay.
Khi nâng cấp một hệ thống thông tin quang theo công nghệ DWDM, có rất nhiều vấn đề cần phải xem xét, như nhu cầu về dung lượng, cấu hình hợp lý và cấu hình tối ưu. Vấn đề về mật độ ghép bước sóng, mặc dù ITU-T đã ban hành chuẩn về tần số và khoảng cách ghép giữa các kênh, nhưng nó đã trở nên lạc hậu so với các công nghệ tách/ghép bước sóng hiện nay, khi mà khoảng cách ghép giữa các bước sóng trong nhiều hệ thống DWDM thương mại đã giảm xuống chỉ còn 25 GHz.
Công nghệ khuếch đại quang sợi ra đời, đã mở ra một chặng mới cho thông tin quang nói chung và cho thông tin DWDM nói riêng, giải quyết được vấn đề về suy hao, quỹ công suất mà không cần các bộ lặp 3R cồng kềnh, chi phí lớn và chỉ đáp ứng được tốc độ thông tin thấp. Thêm vào đó, các module bù tán sắc DCM được “nhúng” vào các thiết bị DWDM, đã làm cho hệ thống DWDM càng có thêm nhiều hứa hẹn. Khi đó mỗi kênh bước sóng có thể đạt đến tốc độ
10 Gbit/s hoặc hơn nữa, nhờ vậy có thể đạt được tốc độ Tbit/s trên một sợi đơn mode SSMF thông thường.
Tuyến truyền dẫn quang Bắc-Nam của ngành điện một vai trò quan trọng
đối với hoạt động sản xuất, kinh doanh của ngành điện nói riêng và an ninh của quốc gia và sự phát triển kinh tế, xã hội của cả nước nói chung. Do vậy, việc
tăng dung lượng tuyến cáp quang trục Bắc-Nam bằng công nghệ mới như
DWDM có một ý nghĩa thiết thực. Từ suy nghĩ đó tôi đã tập trung nghiên cứu công nghệ DWDM, trình bày hiện trạng và kế hoạch triển khai hệ thống mạng DWDM, cấu hình dự kiến triển khai một số node mạng.
Tuy công nghệ DWDM mới được bắt đầu phát triển từ năm 1996 nhưng hiện nay các nhà cung cấp thiết bị đã đưa ra những thiết bị có khả năng ghép tới 160 bước sóng trên cùng một tuyến truyền dẫn quang. Tuy nhiên khi triển khai hệ thống với tốc độ cao sẽ gặp phải những thách thức lớn về kỹ thuật mà đặc biệt là việc sử dụng các tuyến cáp quang đã qua thời gian dài sử dụng. Hiện nay công nghệ DWDM vẫn được nghiên cứu, phát triển rộng rãi trên thế giới và nó là cơ
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt:
[1] Vũ Văn San ,“Hệ thống thông tin quang”, Nhà xuất bản Bưu điện, 2005 [2] Dương Đức Tuệ, “Mạng thông tin toàn quang”, NXB Bưu Điện 2001 [3] Cao Mạnh Hùng, “Công nghệ truyền dẫn quang”, NXB Tổng cục bưu
điện 1997
Tiếng Anh:
[4] Biswanath Mukherjee, Optical Communication Networks, June 1997 [5] Thomas E Stern Krishna Bala, “Multiwavelength Optiacal Network A layered Approach”. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
[6] Wayne D. Grover, Mesh-Based Survivable Networks: “Options and Strategies for Optical, MPLS, SONET, and ATM Networking”, Prentice Hall, 2003
[7] AijunDing, Gee-Swee Poo, A survey of optical multicast over WDM networks, JEEE 2002
[8] Sano, A., et al., European Conference on Optical Communications 2006, PDP Th4.1.1 (2006)
[9] Cisco systems, “Introduction to DWDM Technology”, Cisco Press, June 4, 2001
[10] B. M. Waxman, “Routing of multipoint connections, IEEE Journal on Selected Areas in Communications”, 6 (1988), 1617-1622.
[11] L. H. Sahasrabuddhe and B. Mukherjee, “Multicast routing algorithms and protocols: a tutorial, IEEE Network”, 14 (1) (2000), 90-102.
[12] www.corning.com, “An in troduction to the fundamentals of PMD in fiber Corning Incorpoated”, July 2006.
[13] Optical Network Design and Implementation”, Cisco Press. [14] Fujitsu, “DWDM” November 2002.
[15] EXFO, “DWDM Technology testing”