QUANG
Hiện nay được nghiên cứu nhiều nhất là mạng WDM chuyển mạch kênh quang, nó cũng là mạng gần thực tế nhất. Ở nước Mỹ, Nhật Bản và một số nước châu Âu đã xây dựng mạng thực nghiệm WDM chuyển mạch kênh quang.
Xét từ cấu trúc của mạng thì có 2 hình thức mạng WDM chuyển mạch quang: một là mạng quảng bá và lựa chọn, cũng tức là mạng kết cấu hình sao, hai là mạng bước sóng dò đường.
- Mạng quảng bá và lựa chọn:
Trong mạng quảng bá và lựa chọn, các điểm nút được nối với nhau thông qua sợi quang và bộ phối ghép không nguồn hình sao, mỗi điểm nút được phân bổ bước sóng khác nhau. Tín hiệu phát đi với đặc tính bước sóng của từng điểm nút và được hội tụ lại qua bộ phối ghép, sau khi phân luồng đi tới đầu thu tin ở các điểm nút, dùng máy thu có điều chỉnh ở mỗi điểm nút để lựa chọn thu. Trong đó máy phát ở các điểm nút có tần số cố định; máy thu có thể điều chỉnh được. Chú ý ở đây, điểm nút thu muốn nhận được tin tức của điểm nút phát nào đó, phải dùng máy thu để điều chỉnh bước sóng thu giống với bước sóng phát, điều này cần tới giao thức điều khiển thăm dò phương tiện.
Vì bộ phân phối ghép hình sao và đường kết nối sợi quang không có nguồn, cho nên loại mạng này rất tin cậy và dễ điều khiển. Nhưng mạng quảng bá và lựa chọn có 2 điểm yếu rõ ràng: một là mạng này rất lãng phí năng lượng quang, bởi vì năng lượng quang của mỗi tín hiệu cần truyền dẫn hầu như được chia đều cho tất cả các điểm nút của mạng; hai là mỗi điểm nút đều cần có một bước sóng khác nhau, mà hiện nay số bước sóng là có hạn,
cho nên số điểm nút trong mạng cũng có hạn. Vì vậy mạng quảng bá và lựa chọn chỉ thích hợp dùng trong mạng LAN.
- Mạng bước sóng dò đường.
Trong mạng bước sóng dò đường, tín hiệu trên bước sóng nhất định được trực tiếp dò đường đến điểm nút đích, mà không phải là quảng bá đến toàn mạng. Như vậy giảm được tổn thất năng lượng quang của tín hiệu, đồng thời sử dụng một bước sóng nhiều lần tại các bộ phận không trùng lặp của mạng.
Hiện nay, sự phát triển của các dịch vụ thoại và phi thoại mà đặc biệt là Internet cũng như một số dịch vụ băng rộng khác đã tạo ra sự bùng nổ nhu cầu về dung lượng. Kỹ thuật WDM ra đời đã giải quyết được vấn đề trên. Như phần trên đã đề cập, kỹ thuật WDM đã được ứng dụng trong mạng truyền dẫn và mạng truy nhập. Người ta đã sử dụng tài nguyên băng thông to lớn của sợi quang để truyền nhiều kênh quang trên cùng sợi quang. Một sợi quang có thể truyền dẫn thông tin số tới hàng chục Gb/s. Sự tăng trưởng với tốc độ nhanh chóng dung lượng của hệ thống truyền dẫn là sức ép và động lực mạnh cho sự phát triển của hệ thống chuyển mạch. Hệ thống chuyển mạch trong mạng thông tin có qui mô yêu cầu ngày càng lớn và tốc độ ngày càng phải cao.
Hầu hết các mạng hiện nay đều sử dụng các trường chuyển mạch điện và chỉ sử dụng sợi quang như phương tiện truyền dẫn. Chuyển mạch được thực hiện thông qua quá trình biến đổi tín hiệu quang thành dạng tín hiệu điện ban đầu và sau đó lại biến đổi ngược lại. Chuyển mạch điện có nhược điểm là các linh kiện điện không cho phép kết nối dải băng rộng của sợi quang và tạo thêm trễ do có biến đổi quang điện tại các nút trung gian. Để giải quyết các vấn đề này, các nhà nghiên cứu bắt đầu đưa kỹ thuật quang tử vào hệ thống chuyển mạch, thực hiện chuyển mạch quang.
Chuyển mạch quang có khả năng chuyển mạch các luồng dữ liệu quang mà không cần biến đổi quang điện. Do đó, nó không bị các linh kiện chuyển mạch điện tử hạn chế tốc độ. Ngoài ra, chuyển mạch quang không phụ thuộc
vào tốc độ và phương thức điếu chế của tín hiệu, có công suất tiêu thụ thấp. Song kỹ thuật chuyển mạch quang còn tồn tại rất nhiều khó khăn trong việc đưa vào ứng dụng thực tế. Phần kết nối thiết bị chuyển mạch với sợi ra và sợi vào rất phức tạp. Thiết bị phải thoả mãn điều kiện phân cực nghiêm ngặt. Do tác dụng của linh kiện logic quang còn rất đơn giản, không thể hoàn thành chức năng xử lí logic phức tạp của bộ phận điều khiển, nên bộ chuyển mạch quang điện hiện nay vẫn còn phải điều khiển bằng tín hiệu điện.
4.4. ỨNG DỤNG WDM CHO CÁC TUYẾN CÁP QUANG ĐƯỜNG DÀI
Nói chung WDM đã được ứng dụng rất nhiều cho các tuyến truyền dẫn cáp sơi quang đường dài trong lục địa, xuyên lục địa, các tuyến quang biển nội vùng cũng như liên vùng, các tuyến quang xuyên châu lục… Nó được lựa chọn như một giải pháp duy nhất mà cho hiệu quả cao cả về mặt kĩ thuật cũng như kinh tế.
Có thể kể ra rất nhiều tuyến truyền dẫn cáp sợi quang đã ứng dụng công nghệ WDM trên thế giới (SEA-ME-WE 3, SAT, NPC…). Dưới đây là một số tuyến truyền dẫn cáp sợi quang điển hình có sử dụng WDM trong khu vực Châu Á:
4.4.1. BIMPP-GUAM:
Dự án tuyến thông tin quang này nhằm kết nối Brunei, Indonesia, Malaysia, Philippines, quần đảo Palau và Guam (Hoa Kì). Tuyến truyền dẫn này hoạt động như một mạng khu vực và có thể dự phòng cho các mạng lân cận như mạng nội vùng Malaysia, mạng SEA-ME-WE 3 mở rộng. Để đáp ứng mục tiêu này, người ta đã phân bổ một số bước sóng đảm bảo việc dự phòng và một số bước sóng phục vụ các kết nối giữa các quốc gia trên tuyến. Trên hình 4.7 là sơ đồ tuyến nối của BIMPP-GUAM .
DƯƠNG TUẤN ĐẠT 91 Khoa Công nghệ - 46K ĐTVT
Brunei
Indonesia Malaysia
Guam (USA) Philippine
4.4.2.SEA-ME-WE 3 và phần mở rộng
Tuyến thông tin quang này nối từ Châu âu xuyên qua Địa Trung Hải tới Đông Nam á (hình 4.8). Nó có 6 trạm đầu cuối trải dài trên 38.000 km (với hơn 20.000 km biển), có 27 điểm xen rẽ (ADM) và hơn 40 điểm cập bờ. Dung lương của tuyến này là 8 x 2,5 Gbps, sử dụng công nghệ WDM truyền đồng thời 8 bước sóng (mỗi bước sóng mang dung lượng 2,5 Gbps) trên hai đôi sợi quang. Phần mở rộng của SEA-ME-WE 3 triển khai tại Châu á nhằm kết nối hơn 10 quốc gia từ Singapore tới Nhật Bản và Hàn Quốc với các nhánh xen rẽ là Malaysia, Brunei, Việt Nam, Hồng Kông, Ma Cao, Đài Loan, Trung Quốc và Philippines.
4.4.3. ASIA-GUAM
Dự án này kết nối Trung Quốc, Hàn Quốc và Nhật Bản tới Guam (hình 4.8). Trong tuyến thông tin này mỗi quốc gia Trung Quốc, Hàn Quốc và Nhật Bản sử dụng một bước sóng riêng với dung lượng 2,5 Gbps nhằm đảm
DƯƠNG TUẤN ĐẠT 92 Khoa Công nghệ - 46K ĐTVT
Trung Quốc
Guam (USA)
Nhật Bản
Hàn Quốc
Hình 4.8. Tuyến thông tin quang ASIA-GUAM Hình 4.8 Tuyến thông tin quang SEA-ME-WE 3 và phần mở rộng
Keoja Okinawa Thượng hải Ma cao Hồngcông Shantou Fengshan Toucheng Batangas Brunei Đà nẵng Mersing Singapore Phần mở rộng SEA-ME-WE 3 SEA-ME-WE 3
bảo sự truy cập độc lập tới Bắc Mĩ. Đồng thời, tuyến này có thể có thêm một số bước sóng phụ dự phòng cho truyến thông tin SEA-ME-WE 3.
4.4.4. NORTH PACIFIC CABLE 2 (NPC2)
Dự án này kết nối Nhật Bản, Hàn Quốc, Trung Quốc và Liên bang Nga tới Bắc Mĩ
Trung Quốc
Liên bang nga
Bắc Mĩ
Nhật Bản Hàn Quốc
KẾT LUẬN
Truyền dẫn dung lượng cao theo hướng sử dụng công nghệ WDM 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.
Nghiên cứu tìm hiểu về những vấn đề trong các hệ thống WDM là nhu cầu cần thiết đối với các nhà thiết kế mạng viễn thông nhằm tối ưu hoá chất lượng mạng truyền dẫn để có thể đưa hệ thống vào ứng dụng trong thông tin viễn thông một cách linh hoạt và tối ưu nhất.
Với thời gian nghiên cứu tìm hiểu còn hạn chế, có rất nhiều vấn đề liên quan mà em chưa đưa được vào đồ án. Trong thời gian sắp tới khi có nhiều thời gian em sẽ tiếp tục tìm hiểu sâu hơn về vấn đề này và tìm hiểu thêm những vấn đề thiết kế mạng viễn thông đặc biệt là mạng đường trục của Việt Nam.
Một lần nữa em xin cảm ơn thầy giáo hướng dẫn Lê Đình Công cùng các thầy cô trong Khoa công nghệ đã hướng dẫn chỉ bảo, tạo điều kiện thuận lợi để em hoàn thành đồ án này.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. TS. Lê Quốc Cường, THS. Đỗ Văn Việt Em, THS Phạm Quốc Hợp, “Kỹ thuật thông tin quang 1,2”. Học viện công nghệ bưu chính viễn thông
[2]. Biswanath Mukherjee – Optical Communication Networks, June 1997
[3]. Achyut K. Dutta Banpil Photonics, Inc. San Jose, California, USA
NiloyK.Dutta University of Connecticut Storrs, Connecticut, USA
Masahiko Fujiwara NEC Electronics, Corporation Nakahara-Ku, Kawasaki, Japa WDM TECHNOLOGIES:OPTICAL NETWORKS
[4]. TS. Vũ Văn San, “Hệ thống thông tin quang sử dụng kỹ thuật WDM”, tạp chí bưu chính viễn thông số 9-1999
[5]. Fiber-Optic Technologies
[6]Công nghệ truyền dẫn quang- Tông cục Bưu Điện, NXB Khoa hoc kỹ thuật [7]. Các trang Web: http:// www.juniper.net. http:// www.ipv6forum.org. http:// www.vnpt.com.vn Và một số tài liệu khác