g: là hệ số khuếch đại Brillouin
4.1.1 Các phần tử quang tiên tiến trong thiết bị OADM
Các mạng quang hiện đại phải có khả năng tự khôi phục sự cố một cách linh hoạt, có khả năng chuyển mạch bảo vệ tự động hoàn toàn và độ tin cậy cao tại lớp quang vật lý. Để thực hiện được điều này, mạng quang cần có các chức năng giám sát và định tuyến kênh hết sức chặt chẽ và phải được tiến hành ở tốc độ cao. Cho dù mạng quang đó có cấu hình đơn giản, như cấu hình điểm nối điểm, đến cấu hình phức tạp, như cấu hình mạch vòng, cấu hình Mesh... , thì mọi phần tử của mạng đó
đều phải được cấu hình theo một qui hoạch trước hay nằm trong một tiến trình qui hoạch mạng truyền tải nào đó để có thể tiến hành được các chức năng như giám sát, tối ưu hoá hoạt động, định tuyến quang....
Trong các chức năng này bao gồm:
• Chức năng giám sát, sẽ do các phần tử OPM (Optical Performence Monitor) thực hiện.
• Tối ưu hoá sẽ do các phần tử như module cân bằng tán sắc DM (Chromatic Dispration Equalizer Module) và PMD (Polarization Mode - Dispration ), thực hiện để tối ưu hoá các đặc tính tín hiệu quang trên đường truyền.
• Chức năng định tuyến sẽ do các thiết bị như OXC (Optical Cross Connect) thực hiện, bao gồm: định tuyến... để cân bằng dung lượng các tuyến kênh..., kích hoạt chuyển mạch quang bảo vệ và ngăn ngừa các sự cố...
• Các chức năng xen rẽ do OADM (Optical Add – Drop Multiplexer) thực hiện xen rẽ bước sóng, chia tách lưu lượng theo yêu cầu cho từng nút mạng xen rẽ, giống như vai trò của ADM trong mạng SDH.
§¹i Häc Më Hµ Néi
4.1.1.1 Các node xen rẽ ADM thông thường hướng tới OADM
Về bản chất, ADM là một phần tử trong kiến trúc mạng quang thực hiện việc cấu hình lưu lượng theo kiểu đơn hướng hoặc đa hướng. Kiến trúc hiện tại của ADM dựa trên các thiết bị SONET/SDH ADM, sử dụng bộ ghép kênh điện TDM
để tách hoặc ghép các luồng tín hiệu theo tốc độ chuẩn của SONET hoặc SDH vào luồng chính hoặc từ luồng chính ra. Chỉ có các luồng dữ liệu cần thiết mới được truy nhập và bị tách ra và dữ liệu mới được chèn vào luồng với dung lượng tối đa bằng dung lượng còn lại cho phép của mạng; sau đó lưu lượng này được truyền tới nút mạng tiếp theo.
Với sự xuất hiện của công nghệ WDM, đặc biệt là DWDM, nhiều bước sóng quang mang tin tức được truyền đi trên cùng một sợi, thì thiết OADM trở nên quan trọng hơn, dữ liệu cần tách ghép được truy nhập thông qua việc lọc lấy một bước sóng quang từ luồng tín hiệu đa bước sóng trên sợi quang tại node đó (xem hình 4.1).
Trong mạng quang WDM, thiết bị OADM coi như là trong suốt đối với toàn bộ lưu lượng thuộc các kênh bước sóng mà không có nhu cầu tách hoặc ghép tại nút
đó. Mỗi kênh bước sóng (tương ứng với các tốc độ chuẩn khác nhau của SONET/SDH) có thểđược tách hoặc ghép mà không cần đến các tín hiệu tách ghép TDM trong lớp điện.
§¹i Häc Më Hµ Néi
Một đặc tính khác của thiêt bị tách ghép bước sóng là khả năng cung cấp dịch vụ thuê bước sóng (giống như là cho thuê kênh / luồng sóng mang ), điều này sẽ
mang lại hiệu quả kinh tế cao hơn việc cho thuê cả một sợi quang.
Một yêu cầu toàn diện đối với thiết bị OADM là các tín hiệu sóng mang quang WDM phải được khuếch đại, được phát và định tuyến, nói tóm lại là hầu hết các chức năng chính của mạng quang được thực hiện tại các node OADM... Do đó, mô hình chung của trạm xen rẽ gồm các phần tử mạng quang như OADM điều chỉnh
được, các module bù tán sắc điều chỉnh theo từng kênh, các thiết bị giám sát hoạt
động của mạng... (xem hình 4.1). Những module này thích hợp với hệ thống “nhúng” bởi tính gọn nhẹ, chắc chắn.
4.1.1.2 Các modul xen rẽ quang điều khiển được bước sóng xen rẽ:
Một thiết bị OADM như trên hình (4.1) trên đây có thể cho phép xen hoặc rẽ
một kênh bước sóng đơn hoặc nhiều kênh bước sóng đồng thời.
OA A O A Khả chỉnh DEM Khả chỉnh DEM OP OP OP Tách kênh Ghép kênh Khả chỉnh OADM OP Tín hiệu WDM Tín hiệu WDM tới nút
Hình 4.1: Cấu hình các module quang trong một thiết bị mạng quang OADM
§¹i Häc Më Hµ Néi
Trong tương lai, khi vai trò chuyển mạch định tuyến được chuyển dần cho lớp quang (hiện nay lớp điện, vẫn đóng vai trò chính, để chuyển mạch, các tín hiệu quang được chuyển thành tín hiệu điện, thực hiện chuyển mạch ATM hoặc định tuyến IP, rồi được chuyển lại thành tín hiệu và truyền đi) thì thiết bị OADM cần thiết phải trải qua một quá trình “chuyển giao mềm” giữa một cấu hình thụ động (Passive) như hiện nay sang một cấu hình động (Dynamic hoặc Active). Tức là các thiết bị OADM phải có khả năng cấu hình lại, có thể điều khiển một cách chủ động các tính năng như các thiết bị có đặc tính “linh hoạt”.
Khi đó, các thiết bị OADM này sẽ cho phép lớp quản lý mạng có thể cấu hình lại luồng và lưu lượng sang một bước sóng mang khác nếu chẳng may mạng có sự
cố tại một nhánh nào đó, do đó tránh được sự gián đoạn dịch vụ, hoặc cân bằng lưu lượng giữa các nhánh của mạng để đạt được hiệu quả mạng cao, nhờ đó cải thiện hiệu quả truyền dẫn.
Các mô hình OADM hiện tại chủ yếu dựa trên các công nghệ như: các bộ lọc
điện môi mỏng, các bộ lọc quang - âm học điều chỉnh được, các bộ dịch pha định tuyến bước sóng AWG hoặc sợi cách tử Bragg.
Với các bộ lọc điện môi, các thiết OADM, đạt được khoảng cách kênh bước sóng khoảng 100GHz và lớn hơn. Nhưng với khoảng cách ghép kênh là 50GHz thì khó thể chế tạo với các bộ lọc này, chúng không thểđáp ứng được đầy đủ các yêu cầu vềđộ dốc và tần số trung tâm của phổ băng tần cần thiết. Các bộ lọc quang - âm học mặc dù có ưu điểm là phạm vi điều chỉnh bước sóng rộng, song lại bị hạn chế
bởi các đặc tính không thích hợp của bộ lọc băng thông. Các bộ dịch pha bước sóng AWG mặc dù là ứng cử cho các hệ thống có mật độ kênh bước sóng lớn, nhưng chúng vẫn có suy hao xen lớn, và các đặc tính về phổ băng thông chưa thật hoàn hảo. Cách tử Bragg cũng là một triển vọng tốt cho các thiết bị WDM nhờ công nghệ
chế tạo, và kĩ thuật điều khiển mới, cách tử Bragg đã được chế tạo trong các bộ
tách-ghép bước sóng khoảng cách kênh 50 GHz với suy hao thấp, đặc tính phổ bộ
§¹i Häc Më Hµ Néi