Chương II. GIỚI THIỆU HỆ THỐNG THÔNG TIN CÁP QUANG BIỂN WDM
II.1.1. Sự phát triển của thông tin cáp quang biển
Nhiều người vẫn cho r ng các cuộc đ ệằ i n thoại giữa các châu lục như Châu Á và Châu Mỹ là được phát qua vệ tinh. Nhưng thực tế, các hệ thống cáp biển mới là phương tiện chính để truyền tải lưu lượng thoại và data. Đó là do cáp quang biển truyền tín hiệu thoại và data với độ tin cậy và an toàn cao hơn và rẻ hơn nhi u so ề với vệ tinh. Bởi thế, các hệ thống cáp biển đã được xây d ng và phát tri n m nh m ự ể ạ ẽ từ bao năm qua và trở thành phương tiện truyền dẫn quốc t chế ủ ế y u, đặc biệt là các tuyến vượt đại dương. Với độ tin cậy cao và dung lượng cực lớn tới hàng trăm Gbit/s, và với những tiến bộ vượt bậc trong công ngh thông tin quang, các h ệ ệ thống cáp quang biển ngày nay phát triển hết sức mạnh mẽ đ, áp ng nhu cầu bùng ứ nổ về dung lượng các nước, đặc bi t ph c v cho k t n i internet và các nhu c u ở ệ ụ ụ ế ố ầ băng rộng khác.
1. Các tuyến cáp biể đ ện i n báo đầu tiên
Thông tin cáp biể đn ã có lịch sử phát triển hàng trăm năm. Các tuyến cáp đầu tiên được rải vào những năm 1850 và tuyến cáp biển vượt Đại tây dương đầu tiên được rải n m 1867 gi a nước Anh và M . ó là nh ng tuy n cáp i n báo và ă ữ ỹ Đ ữ ế đ ệ không truyền tiếng nói. Cho đến 1895, Marconi phát minh ra sóng vô tuyế đ ện i n và dần dần radio đã thay thế các tuyến cáp đ ệi n báo. Cho đến 1924, tuy n cáp biển ế đ ệi n báo đường dài cuối cùng được r i và cáo chung cho thời kỳ cáp biể đ ệả n i n báo.
2. Các tuyến cáp đồng trục dưới biển
Mãi tới 1956, khi công nghệ đ ã phát triển tới mức cho phép rải tuyến cáp bi n ể đ ệi n thoại vượt Đại tây dương, đó là tuyến cáp TAT-1. Đây là tuyến cáp đồng trục dài 1945 hải lý nối nước Anh và Bắc Mỹ với dung lượng 60 kênh tho i. Tuy n ạ ế cáp này đã hoạt động trong 22 năm cho tới 1978. Một lo t các tuy n cáp đồng tr c ạ ế ụ vượt Đại tây dương đã được rải, với tuyến cuối cùng TAT-7 có dung lượng l n nh t ớ ấ đưa vào khai thác từ 1977. khu v c Thái bình dương c ng xây d ng nh ng tuy n Ở ự ũ ự ữ ế
41
cáp tương tự: TPC-1 năm 1964, TPC-2 năm 1975.
RFS Tên hệ thống cáp biển
Dung lượng (Gbps)
Cấu trúc truyền dẫn
Kh/cách tuyến (Km)
Các nước cập bờ
Giá trị ($US
Mil)
Khu vực Thái Bình Dương
1989 TPC-3/HAW-4 0.560 (2+1)pr x 280Mbps x 1ch 13.399 Mỹ, Hawaii, Guam,
Nhật $475
1991 NPC 1,260 (3+1 pr x 420Mbps x 1ch 9.531 Mỹ, Alaska, Nhật $450
1992 TPC-4 1,120 2pr x 560Mbps x 1ch 9.85 Mỹ, Canada, Nhật $373
1996 TPC-5 19,906 2pr x 2.488Gbps x 4ch 22.56 Mỹ, Haawaii, Guam,
Nhật $1,262
1999 PC-1 159,248 4pr x 9.953Gbps x 4ch 29 Mỹ, Nhật $1,200
2000 China-US CN 79,624 4pr x 2.488Gbps x 8ch 30 Mỹ, Guam, Nhật, Trung
quốc $1,100
2000 Japan-US CN 398,080 4pr x 9.953Gbps x 10ch 21 Mỹ, Hawaii, Nhật $1,150
2002 TGN 5,094.424 8pr x 9.953Gbps x 64ch 32.25 Mỹ, Hawaii, Nhật N/A
Khu vự Đc ông Á - TBD
1993 APC 1.12 2pr x 560Mbps x 1ch 7.5 Nhậ Đt, ài loan, Hồng
kông, Singapore, Malaysia
$332
1997 APCN 4,976 1pr x 2.488Gbps x 2ch 12.083 Nhật, Hàn quố Đc, ài loan, Hồn kông, Phillipines, Indonesia, Singapore, Malaysia, Thái lan
$525
2000 EAC 1,273.98 4pr x 9.953Gbps x 32ch Nhậ Đt, ài loan, Hàn
quốc, Trung quốc, Hồng kông, Singapore, Malaysia, Phillipines
N/A
2001 APCN-2 1,273.98 4pr x 9.953Gbps x 32ch Nhật, Hàn quốc'Jap.,
Kor., Tai., Chi., HK, Sin., Ind., Sing., Mal., Thai.
N/A
2001 Level 3 Network 1,273.98 4pr x 9.953Gbps x 32ch Hong Kong, Japan N/A
2002 C2CCN 2,547.97 4pr x 9.953Gbps x 64ch Japan, Korea, Taiwan,
China, HK. Singapore, Phil.
$1,500
Khu vực xuyên lục địa
1995 PacRimWest 1,120 2pr x 560Mbps x 1ch 7.084 Guam, Australia $275
1997 Jasaurus 4,976 1pr x 2.488Gbps x 2ch 2,800 Indonesia, Australia $100
1999 Sea-Me-We-3 19,906 2pr x 2.488Gbps x 4ch 38 33 nước từ Nhật tới
Châu Âu $1,400
2000 Southern Cross 119.436 2pr x 2.488Gbps x 16ch 29.6 Mỹ, Hawaii, Fiji, NZ, Australia
$1,070
2001 AJC 636.992 2pr x 9.953Gbps x 32ch 10.2 Nhật, Guam, Australia $450
Khu vực Đại Tây dương
1988-96 TAT-8, PTAT-1, TAT-9, TAT-10, TAT-11, CANTAT-3, Columbus-2, TAT-12,
TAT-13
1998 Gemini 29.859 2pr x 2.488Gbps x 6ch 12.6 Mỹ, Anh $500
1998 Atlantic Crossing-1 39.812 2pr x 2.488Gbps x 8ch 14 Mỹ, Anh, Đức, Hà lan $800 1999 Columbus-3 9.953 1pr x 2.488Gbps x 4ch 10 Mỹ, B , Tây ban nha, ồ
Italy
$236
2000 TAT-14 636,928 4pr x 9.953Gbps x 16ch 14 Mỹ, Anh, Đan mạch,
Đức, Hà lan, Pháp
$1.200 2001 FLAG Atlantic-1 2,388.720 6pr x 9.953Gbps x 40ch 12.5 Mỹ, Anh, Pháp $1,500 2001 360Atlantic 1,910.976 4pr x 9.953Gbps x 48ch 12.2 Mỹ, Canada, Ireland,
Anh
$1.200 2001 Project Yellow/AC-2 1,273.984 4pr x 9.953Gbps x 32ch 13 Mỹ, Anh $1,100
2001 Tycom TGN 2,547.968 4pr x9.953Gbps x 64ch Nhiều nước TBA
Bảng II.1: Các hệ thống cáp quang biển trên thế giới
42
3. Các hệ thống cáp quang dưới biển
Sau khoảng 30 năm phát triển cáp biển đồng trục, những năm ‘80 bắt đầu thế hệ cáp biển mới sử dụng cáp s i quang. Tuy n cáp quang biểợ ế n đầu tiên Châu Âu, ở dài 112 km, dược thi công nối nước Anh và Bỉ. Năm 1988, tuyến cáp quang biển vượt Đại tây dương TAT-8 được đưa vào sử dụng có dung lượng 280 Mbit/s (40.000 kênh thoại). Tuyến cáp quang biển vượt Thái bình dương TPC-4 khai thác năm 1992 nối Nhật bản với Mỹ và Canada có dung lưọng 2+1 560 Mbit/s.
Các tiến bộ trong công nghệ thông tin quang như khuếch đại quang cho phép thiết kế các bộ lặp khu ch đại quang, công ngh ghép bước sóng WDM, các công ế ệ nghệ khắc phục tán sắc sợi quang… Bảng II-1 trình bày mộ ốt s thông tin chính v ề các tuyến cáp biển hi n tệ ại trên thế giới. Thông tin thêm về lịch s phát tri n các hệ ử ể thống cáp biển trên thế giới có thể tìm hiểu ở website: http://www.atlantic- cable.com/Cables/CableTimeLine/index.htm.
4. Xu hướng phát triển của hệ thống cáp quang biển
Từ những năm ’90, công nghệ thông tin cáp quang biển đã phát triển rất mạnh mẽ tạo ti n đề cho xây d ng các tuy n cáp quang bi n dung lượng ngày càng ề ự ế ể cao, giá thành ngày càng hạ. Cùng với sự phát triển các dịch vụ viễn thông t o nên ạ nhu cầu dung lượng truyền d n cẫ ực k lớỳ n, đặc bi t là nhu c u k t nối Internet và ệ ầ ế các dịch vụ băng r ng trên n n IP. S tựộ ề ự do hoá trong vi n thông toàn c u ã t o ễ ầ đ ạ nên động lực cạnh tranh, kể cả trong l nh v c thông tin cáp bi n. Nh ng ti n đề về ĩ ự ể ữ ề công nghệ, dịch vụ và môi trường pháp lý đ đó ã tạ đ ềo i u kiện cho các hệ thống cáp quang biển phát triển hết sức mạnh m , tr thành phương ti n truy n d n ch lực ẽ ở ệ ề ẫ ủ toàn cầu, có tính chất trọng yếu trong hạ ầ t ng công nghệ thông tin của mỗi quốc gia.
Cáp quang biển ngày nay được phát triể ộn r ng kh p. Các hệ thống cáp quang ắ biển dung lượng lớn, khoảng cách xa nối liền các châu l c, k t n i các qu c gia. ụ ế ố ố Không chỉ là các hệ thống xuyên Đai tây dương, Thái bình dương mà các hệ thống cáp nối Âu – Á, các hệ thống cáp khu vực cũng được xây dựng nhiều. Bảng II-1 thống kê các hệ thống cáp biển quốc tế ở các khu vực trên thế giới. Hệ thống cáp quang biển cũng được ứng d ng r ng rãi để xây d ng mạụ ộ ự ng truy n d n đường tr c ề ẫ ụ nội địa của các quốc gia dựa trên loại hệ thống cáp không trạm lặp (festun).
Các hệ thống cáp quang biển ngày nay có dung lượng rấ ớt l n, d a trên công ự nghệ ghép bước sóng mật độ cao DWDM có thể đạt tới trên Terabit/s trên mộ đôi t sợi quang. Năm 1995, hệ thống cáp quang biển TAT-12/12, TPC-5 và APCN có dung lượng 5 Gbit/s đưa vào khai thác. Hệ th ng Sea-Me-We 3 nố ối Á – Âu có dung lượng 8 x 2,5 Gbit/s đưa vào vào khai thác năm 1998, và ngay sau đó đã có kế hoạch nâng cấp bước sóng từ 2,5 Gbit/s lên 10 Gbit/s. Hệ thống cáp quang biển C2CCN có dung lượng thiết kế 10 Gbit/s x 96 bước sóng x 8 đôi sợi bằng 7,68 Tbit/s được đưa vào khai thác năm 2002.
Chính vì thế, xu hướng của các nhà cung cấp hệ thống cáp biển là nghiên cứu, phát triển công nghệ để sản xu t các h th ng cáp quang bi n có dung lượng ấ ệ ố ể ngày càng lớn hơn. Các hướng phát triển chính là: nâng số bước sóng trong mộ đt ôi 43
sợi, tăng bit rate trên mỗi bước sóng, và sử dụng nhiề đu ôi s i trong m t cáp. Hình ợ ộ II-1 giới thiệu các kết quả nghiên cứu đạt được c a Alcatel trong những năm gần ủ đây.
Hình II-1: Các kết quả thử nghi m củệ a Alcatel nhằm nâng cao dung lượng và cự ly hệ thống cáp biển WDM