Kết luận chương

Bảng 2.4: Các thông số kỹ thuật của CMD4

Mô tả • Yêu cầu trên 4 bước sóng

• Đầu cuối: trên một trạm

• Mặc định là khe số 5 tới 13 của CPL

Tham số quang • Bộ hợp kênh có một lối vào eVOA với range là 15db

• Kênh MUX CMD4 suy hao thụ động 4.2dB(với lối vào eVOA)

• Kênh DEMUX CMD4 suy hao thụ động 4dB

• Bộ phân kênh có VOA để đảm bảo mức thu không bị quá tải ( khoảng thay đổi 15dB)

• Đầu vào /ra quang Chiều cao • Sâu: 10.90 in (276.9mm)

• Cao 3.38 in (85mm)

• Rộng: 15.88in (405.8 mm) Trọng Lượng • 9lbs(4.0kg)

Công suất • 7W

- Môdun chuyển mạch lựa chọn bước sóng (WSS)

Chuyển mạch lựa chọn bước sóng 1x5/5x1 (50GHz hoặc 100GHz) có những chức năng sau:

+ Hỗ trợ tới 72 kênh 50GHz hoặc 36 kênh 100GHz.

+ Một khối hợp kênh có 5 cổng chuyển mạch có thể được dùng để đấu passthrough hoặc add/drop tại trạm. .

+ Trong tương lại có hỗ trợ kết nối lưu lượng giữa 5 hướng sử dụng 4 cổng WSS.

+ Mỗi bước sóng có thể đấu passthrough hoạc add/drop linh hoạt. + Chuyển mạch trên mỗi bước sóng.

Hình 2.36: Chức năng của môdun WSS

WSS chỉ làm việc với GMD hoặc UOSC (10Base-T), WSS không sử dụng như một môdun độc lập.

Đặc tính của WSS:

+ Cung cấp kênh 50GHz hoặc 100GHz add/drop hoặc passthrough. + Kiểm tra công suất quang toàn phần tại các cổng của bộ demux. + Kiểm tra công suất quang toàn phần tại các lối vào cổng của bộ mux + Giao diện cổng nối tiếp RS-232.

+ Chỉ thị cảnh báo.

Bảng 2.5: Các thông số kỹ thuật của WSS

Mã sản phẩm (PEC)

• NTT837CA:5x1-50GHz, dải băng C

• NTT837DA:5x1-100GHz, dải băng C

Mô tả • WSS yêu cầu trên mỗi hướng ROADM: môdun WSS

• Mặc định là khe logic số 3

• Add/dropp của nhóm SCMD có thể trên bất cứ cổng nào.

Tham số quang

• Công suất lối vào toàn phần tối đa : 24dBm cho lối vào chung, cổng lối vào 1-5

• Suy hao thụ động Demux: từ cổng chung tới lối ra switch 1,2,3,4, 5 tối đa 8.7dB

• Suy hao thụ động Mux: từ cổng switch 1,2,3,4 tới lối ra chung tối đa 7dB

• Suy hao cho phép trên mỗi kênh: 0-15dB

• Tốc độ chuyển mạch: 50ms tới 500ms Chiều cao • Sâu: 10.90 in (276.9mm)

• Cao 3.38 in (85mm)

• Rộng: 15.88in (405.8 mm) Trọng Lượng • 17.5lbs(7.9kg)

Công suất • 12W

- Bộ khuếch đại CPL

Bộ khuếch đại CPL là môdun có công suất lối vào cao, nhiễu thấp điều khiển nhanh và khả năng điều khiển độ khuếch đại công suất từ xa nhằm đảm bảo mỗi bước sóng được khuếch đại cân bằng nhau.

CPL bao gồm 3 loại môdun khuyếch đại khác nhau và một môdun giao diện đường.

+ Khuyếch đại SLA là bộ khuyếch đại sợi quang đơn erbium (tiền khuyếch đại), thường dùng cho ứng dụng edge.

+ Khuyếch đại MLA, là bộ khuyếch đại kép (tiền khuyếch đại/booster) EDFA, được sử dụng cho cả 2 ứng dụng edge và lõi.

+ Khuyếch đại MLA2, là bộ khuyếch đại kép (tiền khuyếch đại/booster) EDFA, được sử dụng cho cả 2 ứng dụng edge và lõi. MLA2 cung cấp độ lợi trong node WSS không bù.

+ Môdun giao diện đường LIM được dùng cho điểm – điểm và ứng dụng edge không khuyếch đại.

Hình 2.37: Chức năng của môdun khuyếch đại

Đặc tính của khuyếch đại đường:

+ Điều khiển quang (LOC). + Kiểm tra công suất quang.

+ Các mode điều khiển công suất (đỉnh/toàn phần/độ lợi/tilt).

+ Tự động tắt đường quang (ALSO)/giảm công suất tự động (APR).

Bảng 2.6: Các thông số kỹ thuật của bộ khuếch đại

Mã sản phẩm (PEC)

• NTT830AA:bộ khuếch đại SLA

• NTT830BA:bộ khuếch đại MLA

• NTT830FA:bộ khuếch đại MLA2

• NTT830DA:giao diện đường LIM

Mô tả • SLA: thiết bị trên giá CPL dùng cho tiền khuếch đại

• MLA: thiết bị trên giá CPL dùng cho tiền /sau khuếch đại

• LIM: thiết bị trên giá CPL không có chức năng khuếch đại

Tham số quang SLA

• Tiền khuếch đại

- Khuếch đại phẳng theo thiết kế 20dB (DFG) - Công suất lối ra tối đa 17dBm (TOP)

• Chức năng APR/ALSO

• Phân loại mức nguy hiểm

• Có bộ lọc OSC

• Đầu kết nối quang MLA:

• Tiền khuếch đại - 20dB (DFG)

- 17dBm (TOP tối đa)

• Khuếch đại sau(Booster) - 17dB (DFG)

- 19dBm (TOP tối đa)

• Chức năng APR/ALSO

• Phân loại mức nguy hiểm

• Có bộ lọc OSC

• Đầu kết nối quang MLA2:

• Tiền khuếch đại - 23.5dB (DFG)

- 19.5dBm (TOP tối đa)

• Khuếch đại sau(Booster) - 23dB (DFG)

- 19dBm (TOP tối đa)

• Chức năng APR/ALSO

• Phân loại mức nguy hiểm

• Có bộ lọc OSC

• Đầu kết nối quang LIM:

• Suy hao 0.9dB

• Lối vào/ra của bộ lọc OSC

Chiều cao • Sâu: 10.90 in (276.9mm)

• Cao 1.65 in (41.9mm)

• Rộng: 15.88in (405.8 mm) Trọng Lượng • SLA,MLA,LIM:10.5lbs(4.76kg)

• MLA2:12bs (5.44kg) Công suất • SLA: 35W

• MLA, MLA2: 40W

• LIM: 20W

- Giám sát công suất quang (OPM)

Bộ giám sát công suất quang (OPM) cung cấp khả năng giám sát và thông báo công suất quang trên mỗi bước sóng thông qua các kết nối với các phần tử khác trong CPL.

Hình 2.38: Mặt trước của môdu giám sát quang OPM

Đặc tính của khuyếch đại đường:

+ Có cổng kiểm tra công suất quang (1-4). + Chỉ thị cảnh báo.

+ Kiểm tra công suất quang trên mỗi bước sóng và thông báo. + Giao diện cổng nối tiếp (RS-232).

+ Giao diện Ethernet cho giao tiếp với GMD, UOSC hoặc DOSC.

- Bộ khuyếch đại RAMAN(DRA)

Môdun DRA là bộ khuếch đại ngược, có tác dụng bù lại suy hao đã mất mát trên đường truyền. DRA cung cấp độ khuếch đại trên toàn dải băng C và có thể điều chỉnh độ khuếch đại. Môdun DRA có độ khuếch đại Raman tới 33dB tùy thuộc vào từng ứng dụng.

Hình 2.39 : Sơ đồ chức năng mô tả của DRA

Mã sản phẩm(PEC) • NTT838AA: Kiểm tra công suất quang

Mô tả • Các cổng nối tới cổng giám sát đường line A/B out

• Xác định ỏ khe slot1 của phần tử CPL Tham số quang •4 cổng quang LC

• Đo công suất công suất kênh 50GHz

• Miền công suất lối vào mỗi cổng(dBm) : -25 tới +7

• Miền công suất động lối vào mỗi kênh trên mỗi cổng (dBm): -43 tới +9

Chiều cao • Sâu: 10.90 in (276.9mm)

• Cao 1.65 in (41.9mm)

• Rộng: 15.88in (405.8 mm) Trọng Lượng • 7lbs(3.2kg)

2.12.2. Hệ thống OME 6500

Cùng với CPL, HDXc, OME6500 là thiết bị cung cấp nhiều ứng dụng và dịch vụ. Các dịch vụ MSPP(Multi-service provision platform).

+ OME 6500 đáp ứng cho mạng thế hệ sau một cách linh hoạt.

+ OME6500 có thể ứng dụng cho 1 tuyến Metro hoặc 1 mạng Core với nhiều tốc độ khác nhau và các giao tiếp khác nhau gồm giao tiếp DWDM. + Các dịch vụ bao gồm: Các tín hiệu SDH, DWDM, dịch vụ trên nền IP cũng như GE, 10GE WAN, 10GE LAN…vv

+ OME6500 hổ trợ chuyển mạch lớp 2 L2SS và chuyển mạch Ethernet. + L2SS (Service Switch) thực hiện với cả 2 tín hiệu STS-1/VC-3 và VT1.5/VC-12 được cross-connect vào khối mạch Ethernet.

+ Có khả năng Add/Drop lưu lượng trực tiếp từ STM64 xuống(E1, STM1, STM-4, STM16).

+ Truyền tải lưu lượng ATM trên nền SDH/SONET.

+ OME6500 hổ trợ các kiểu bảo vệ card sau 1:N,1+1 và nhiều phương thức chuyển mạch bảo vệ MSP, MS-SPRing..vv.

2.12.3. Hệ thống kết nối chéo, chuyển mạch HDXC

Chức năng HDXc Optical Switch (Optical Cross Connect).

Ứng dụng: kết nối liên mạng, chuyển mạch bảo vệ trong mạng quang Nortel.

Dung lượng hệ thống:

+ HDXc: 320→640 Gb/s. + HDX: 640→1.28 Tb/s.

Cấu hình:

+ 10G: 4FR, 2FR, 1+1, SNCP Ring, không bảo vệ. + 2.5G: 2FR, 1+1, SNCP Ring, không bảo vệ. + 155M/622M: 1+1, SNCP Ring, không bảo vệ.

- Cấu hình không bảo vệ:

Hình 2.40: Cấu hình bảo vệ

HDXc cung cấp các lưu lượng không bảo vệ trên các giao tiếp 155Mb/s, 622Mb/s, 2.5Gb/s và 10Gb/s.

- Cấu hình bảo vệ MSP 1+1:

Hình 2.41: Cấu hình bảo vệ MSP

HDXc cung cấp các lưu lượng bảo vệ MSP 1+1 trên các giao tiếp 155Mb/s, 622Mb/s, 2.5Gb/s và 10Gb/s.

Các cổng giao tiếp bảo vệ quan hệ tương ứng. Ví dụ cổng 1 của card trên 502 bảo vệ cho cổng 1 của card trên 501 và cổng 2 của card trên 502 bảo vệ cho cổng 2 của card trên 501.

- Cấu hình bảo vệ MS-SPING

Hình 2.42: Cấu hình bảo vệ MS-SPING

HDXc cung cấp các lưu lượng bảo vệ MS-SPRing trên các giao tiếp 2.5Gb/s và 10Gb/s. Băng thông sợi quang được chia hai: một nửa làm việc, một nửa bảo vệ.

- Cấu hình bảo vệ SNCP

Hình 2.43: Cấu hình bảo vệ SNCP

HDXc cung cấp các lưu lượng bảo vệ SNCP trên các giao tiếp 155Mb/s, 622Mb/s, 2.5Gb/s và 10Gb/s. Khi kết nối SNCP, lưu lượng phát đồng thời trên hai hướng, ở phía thu lựa chọn một trong hai tín hiệu thu được

2.13. Kết luận chương

Các phần tử trong hệ thống quang DWDM, qua mỗi phần tử tìm hiểu được các công nghệ áp dụng khác nhau, các ưu nhược điểm và hướng phát triển trong tương lai. Các yêu cầu đối với hệ thống DWDM tốc độ cao và siêu cao là khác nhau, do vậy các phần tử quang DWDM về tên gọi là giống nhau nhưng mỗi phần tử đó lại có các công nghệ chế tạo khác nhau.

CHƯƠNG III: THIẾT KẾ TUYẾN THÔNG TIN QUANG SỬ DỤNG CÔNG NGHỆ DWDM

3.1. Giới thiệu

DWDM ngày càng được ứng dụng rộng rãi ở nhiều nước trên thế giới cũng như ở Việt Nam. Chương 3 sẽ trình bày thực tế triển khai ứng dụng công nghệ DWDM trên mạng truyền tải của VNPT và thực hiện thiết kế một tuyến quang cụ thể bằng phần mềm Optisystem.

3.2. Thực trạng sử dụng và nhu cầu tăng dung lượng tuyến truyền dẫn quang WDM do VTN quản lý

Năm 1995 tuyến cáp quang đường trục 2,5 Gb/s Hà Nội - Tp.Hồ Chí Minh đã lắp đặt và đưa vào khai thác, sử dụng công nghệ truyền dẫn SDH, có dung lượng lớn nhất là 1008 luồng E1 tương đương với 30240 kênh thoại. Thiết bị tuyến truyền dẫn đường trục do hãng Nortel (Canada) cung cấp. Đây là tuyến có cấu hình bảo vệ mạng theo vòng RING được giám sát, quản lý, điều khiển tập trung gồm 4 vòng Ring con:

+ Hà Nội - Hà Tĩnh. + Hà Tĩnh - Đà Nẵng.

+ Đà Nẵng - Quy Nhơn (và Đà Nẵng - Plâycu). + Quy Nhơn (và Plâycu)- TP Hồ Chí Minh.

Trong đó nửa vòng Ring trên đường cáp quang theo tuyến đường truyền điện lực 500KV chủ yếu sử dụng làm đường dự phòng bảo vệ cho lưu lượng thông tin trên tuyến cáp quang dọc theo quốc lộ 1A.

Tuyến cáp quang đường trục 20 Gbit/s Hà Nội - TP HCM là một hệ thống thông tin quang ghép kênh theo bước sóng được khởi công lắp đặt ngày 10-07- 2003 và khánh thành đưa vào sử dụng ngày 25-09-2003. Tuyến truyền dẫn này được cấu hình dựa trên cấu hình tuyến 2,5 Gb/s. Tuyến truyền dẫn 20Gb/s có sự thay đổi ở node mạng giữa vòng ring 1 và 2 được đặt tại trạm viễn thông Vinh thay vì đặt tại trạm viễn thông Hà Tĩnh như tuyến 2,5 GB/s, và nửa vòng ring 1 được truyền dẫn trên cáp CSC của VTI trên tuyến Quốc lộ 1A đi, các vòng ring còn lại đi theo hai hướng dọc quốc lộ 1A và trên đường truyền tải điện 500 KV,

cáp quang trên tuyến là cáp quang đơn mode theo khuyến nghị G.652. Tuyến được tăng thêm vòng ring thứ 5 đó là vòng ring TP Hồ Chí Minh - Cần Thơ. Trên mạng sử dụng 6 DXC-140 cấu hình Hub tại 6 node mạng: Hà Nội, Vinh, Đà Nẵng, Quy Nhơn, Đắc Lắc, Hồ Chí Minh. Mạng đường trục 20Gb/s: thực hiện ghép 8 bước sóng (Sử dụng băng C), mỗi bước sóng có dung lượng 2,5 Gbit/s. Các bước sóng sử dụng trên mạng 20Gbit/s như sau:

λ1 = 1548.51 nm λ5 = 1551.72 nm λ2 = 1549.32 nm λ6 = 1552.52 nm λ3 = 1550.12 nm λ7 = 1554.13 nm λ4 = 1550.92 nm λ8 = 1557.36 nm

Hệ thống 20 Gbps là hệ thống thông tin 2 hướng nhưng không trên cùng một sợi quang, mà sử dụng 2 sợi (một cho hướng đi và một cho hướng về), bước sóng tín hiệu sợi đi giống như sợi về, nhưng kênh nghiệp vụ trên 2 đường là khác nhau: Đối với hướng xuất phát (ở Hà nội) sử dụng kênh OSC-1 có bước sóng 1510 nm, còn hướng ngược lại kênh OSC-2 có bước sóng là 1615 nm. Trên tuyến có sử dụng nhiều trạm lặp, tại các trạm lặp này tín hiệu sẽ được khuyếch đại lên nhờ bộ khuyếch đại EDFA. Các trạm này được xây dựng trên cơ sở thực tế của từng khu vực và dựa vào đường quang (độ suy hao công suất của tín hiệu) mà tín hiệu truyền.

Nâng cao chất lượng dung lượng và chất lượng đường truyền để thoả mãn nhu cầu thông tin và dịch vụ mới của toàn xã hội đến năm 2010, VTN đã đặt ra mục tiêu từng bước nâng cấp mạng 20Gb/s. Trên lộ trình đó đến 5/2010 tuyến trục 20Gb/s đã được nâng cấp lên 40Gb/s, sử dụng 4 bước sóng 10Gb/s. Một số trạm như Thanh Hoá, Đồng Hới, Đông Hà, Tam Kỳ, Quảng Ngãi, Kontum, Pleiku, Tuy Hoà, Phan Rang, Bình Phước thành trạm xen rẽ OADM (Optical Add Drop Multiplexer). Đến tháng 6 năm 2009 được nâng cấp lên dung lượng 60Gb/s, thêm 2 bước sóng 10Gb/s.

Tuyến trục 80Gb/s là tuyến truyền dẫn được thiết kế và lắp đặt khai thác, sử dụng song song với tuyến trục 60Gb/s. Tuyến truyền dẫn 80Gb/s được thiết lập gồm 06 vòng Ring:

+ Ring 7: Hà nội – Vinh + Ring 10: Quy nhơn - Phan Rang + Ring 8: Vinh - Đà nẵng + Ring 11: Phan Rang- Hồ Chí Minh + Ring 9: Đà nẵng - Quy nhơn + Ring 12: Hồ Chí Minh -Cần Thơ - Sử dụng thiết bị DWDM Optera nortel sử dụng băng C có giải bước sóng từ 1530nm đến 1563 (nm). Hiện tại dung lượng truyền 1 kênh quang là 10 Gb/s. Để có tốc độ truyền dẫn 80Gb/s ta phải ghép 8 bước sóng quang. Các bước sóng hiện đang sử dụng là:

λ1 = 1547.72nm λ4 = 1550.12 nm λ7= 1552.52nm

λ2 = 1548.51 nm λ5 = 1550.92nm λ8= 1553.33nm

λ3 = 1549.32 nm λ6 = 1551.72 nm

Hệ thống bao gồm các thành phần cơ CPL, HDXC, OME-6500

+ Hệ thống truyền dẫn quang CPL: Làm nhiệm vụ truyền dẫn tín hiệu quang tốc độ 80Gbp/s sử dụng công nghệ ghép bước sóng quang mật độ cao DWDM.

+ Hệ thống kết nối chéo, chuyển mach HDXC: Có nhiệm vụ kết nối chéo, xen/rẽ tín hiệu, chuyển mạch bảo vệ…

+ Hệ thống OME-6500 (Optical Multiservice Edge 6500): Là thiết bị kết hợp cả công nghệ SDH thế hệ mới và công nghệ ghép kênh theo bước sóng trên một nền tảng cho các dịch vụ: Ghép kênh theo thời gian (TDM), truyền dữ liệu, bước sóng và các dịch vụ truyền tải trong suốt trên một nền tảng quang đa dịch vụ.

Sau đó tuyến trục 80 Gb/s được nâng cấp lên tuyến trục 120Gb/s bằng cách ghép thêm 4 bước sóng 10 Gb/s. Hiện nay VTN đang tiến hành lắp đặt hệ thống tuyến trục với dung lượng là 240 Gb/s [6].

3.3. Lý thuyết thiết kế tuyến thông tin quang DWDM

Việc thiết kế các tuyến thông tin quang thông thường đều dựa trên quỹ công suất và quỹ thời gian lên. Đối với các hệ thống tốc độ cao, có sử dụng khuyếch đại quang cần phải tính toán thêm tham số OSNR của hệ thống và khảo sát các ảnh hưởng của phi tuyến.

3.3.1. Thiết kế dựa trên quỹ công suất

Mục đích của quỹ công suất là đảm bảo tín hiệu tới bộ thu với công suất đủ lớn để đảm bảo chất lượng của tuyến trong suốt thời gian làm việc. Như đã nói, công suất trung bình yêu cầu tối thiểu tại bộ thu được gọi là độ nhạy thu PR. Với công suất trung bình tại đầu phát là PT ta có quỹ công suất (tính theo dB) của từng kênh bước sóng được xác định như sau (trong trường hợp chưa có khuyếch đại quang):

PT =PR +CL +MS +∑G (3-1) Trong đó: CL là tổng suy hao, G (dB) là khuyếch đại của các bộ khuyếch