Các phản xạ từ ONE vào trong thiết bị cáp được xác lập bởi độ phản xạ cho phép lớn nhất của ONE được đo tại điểm tham chiếu MPI-RM hoặc MPI-R. Độ phản xạ quang được định nghĩa trong 4.3.6.
Đồ án tốt nghiệp ChươngIV: Các giao diện Mạng truyền tải quang 4.4.4.8 Độ nhạy nhỏ nhất
Giá trị nhỏ nhất của công suất thu trung bình tại điểm MPI-R để hoàn thành BER lớn nhất của mã ứng dụng. Nó chú ý đến các penalty công suất sử dụng một bộ phát dưới các trạng thái hoạt động tiêu chuẩn với các giá trị trường hợp xấu nhất của tỷ số tắt dần , tăng xung và thời gian giảm suy hao phản xạ quang MPI-S, suy giảm connector, xuyên âm, nhiễu khuếch đại quang và các dung sai đo. Không chứa các penalty công suất kết hợp với tán sắc, biến động trễ, hoặc các phản xạ từ đường quang; các hiệu ứng chỉ rõ phân chia trong cấp phát của đường quang penalty lớn nhất. Lưu ý, tuy nhiên, công suất quang trung bình nhỏ nhất tại bộ thu phải cao hơn đô nhạy nhỏ nhất bởi giá trị của đường quang penalty. Các ảnh hưởng lão hóa không được mô tả độc lập. Trường hợp xấu nhất, các giá trị end-of-life được mô tả.
CHƢƠNG 5 MỘT SỐ ĐIỂM NỔI BẬT CỦA MẠNG TRUYỀN
TẢI QUANG
Mạng truyền tải quang OTN được ứng dụng trên hầu hết các ứng dụng yêu cầu đường truyền cực lớn như mạng đồng trục Backbone, các mạng quang vượt đại dương và trên đất liền. Yêu cầu cho băng thông trong truy nhập và mạng đường trục tăng nhanh .Bởi vì chúng yêu cầu băng thông cao, hiệu quả chi phí, sự thông suốt mạng, và nhiều ưu điểm khác nữa, các mạng quang trở thành phương tiện truyền dẫn chủ yếu.Sự phát triển tiếp theo của các công nghệ và các chuẩn mới trong miền quang làm cho mạng quang các giải pháp cho yêu cầu băng thông cao trong tương lai phía trước. Các tốc độ dữ liệu cao hơn, nó trở thành nhiều khó khăn cho điện tử để xử lý dữ liệu theo đúng sự giới hạn tốc độ thực tế . Mạng quang mặt khác có khả năng cung cấp nhiều chức năng hơn so với truyền dẫn điểm –điểm đơn thuần.Yêu cầu cho cao hơn và cao hơn nữa băng thông được ghép với ưu điểm của các mạng quang như sự thông suốt và chi phí xét đến các đường cho chức năng chuyển mạch và định tuyến được hoàn thành trong miền quang. Với nhiều ưu điểm mạng truyền tải OTN trong tương lai không xa sẽ được ứng dụng trên các đường truyền dữ liệu lớn.
OTN đưa ra các ưu điểm khi so sánh với SONET/SDH như sau: Sữa lỗi hướng thuận tốt hơn
Thêm nhiều mức giám sát kết nối nối tiếp hơn Truyền tải thông suốt các tín hiệu client Mở rộng quy mô chuyển mạch
OTN có nhược điểm như sau
Yêu cầu phần cứng mới và hệ thống quản lý
Khuyến nghị ITU-T G.798 định nghĩa tất cả các nhược điểm của mạng truyền tải quang OTN Để tím hiểu thêm các nhược điểm này các bạn có thể đọc thêm khuyến nghị trên.
5.1 Sửa lỗi hƣớng thuận
Sửa lỗi hướng thuận chính là ưu điểm của mạng truyền tải quang sau này..
Mạng SDH cũng đã sử dụng từ mã FEC . Mạng SDH sử dụng các byte SOH nhưng không kiểm tra truyền tải thông tin FEC nên được gọi là một FEC trong băng. Nó chỉ cấp phát giới hạn thông tin kiểm tra FEC, và giới hạn các hiệu năng của FEC.
Đồ án tốt nghiệp ChươngV: Một số điểm nổi bật của Mạng truyền tải quang
OTN xác định một sơ đồ FEC đan xen một mã Reed-Solomon 16 byte , nó sử dụng 4x356 byte của kiểm tra thông tin cho khung ODU . Bổ sung sơ đồ FEC nâng cao riêng biệt cấp phát một cách rõ ràng và sử dụng một cách rộng rãi .
FEC đã được sủ dụng thực tế trong hệ thống giới hạn OSNR như trong hệ thống giới hạn tán sắc. Cũng như hiệu ứng phi tuyến, sự suy giảm của dây dẫn nguồn đầu ra tới giới hạn OSNR , nên FEC là rất cần thiết. FEC có ảnh hưởng thấp dựa vào PMD. G.709 xác định một mã sữa lỗi hướng thuận cho OTN mà kết quả lên tới 6.2 dB cải thiện trong tỷ lệ tín hiệu trên tạp âm (SNR). Một cách nhìn khác là truyền dẫn một tín hiệu tại một tốc độ lỗi bit đã biết có độ suy hao nguồn giảm hơn 6.2 dB khi sư dụng FEC .
Độ lợi mã hóa được cung cấp bởi FEC có thể sử dụng đến:
- Chiều dài span lớn nhất được tăng lên và số các span , dẫn đến mở rộng miền quang(giả định rằng sự suy giảm các ánh sáng như nhau và tán xạ trong chế độ phân cực là không thích hợp các hệ số giới hạn ).
- Sự gia tăng số kênh DWDM trong một hệ thống DWDM giới hạn nguồn đầu ra của bộ . Độ lợi do suy giảm nguồn mỗi kênh và gia tăng số kênh( Lưu ý rằng sự thay đổi trên hiệu ứng phi tuyến tính vì bị giảm trên mỗi kênh nguồn bị chiếm .
-Sự suy giảm các tham số thành phần ( cũng như nguồn thiết bị khởi động, mặt nạ tầm mắt, tỷ lệ mất mát, hệ số nhiễu, khử ghép lọc) đối với một liên kết đã cho và chi phí linh kiện thấp hơn.
- Nhưng điều quan trọng nhất là FEC là một bộ kích hoạt cho các mạng quang thông suốt.Các phần tử mạng quang thông suốt tương tự ODAMs và PXCs cần một độ suy hao quang hợp lý. Các phần tử mạng quang thông suốt có thể chuyển qua bởi đường quang trước bộ tái tạo 3R cần thiết để có giới hạn sử dụng tốt hơn. Với một đường quang bổ sung FEC có thể cho đi qua nhiều hơn các phần tử mạng thông suốt. Cấp phát này phát triển từ các liên kết điểm-tới-điểm hiện tại nhằm thông suốt mạng quang mắt lưới với các tính năng đầy đủ hơn.
5.1.1 Mô tả lý thuyết
Từ mã FEC thực thi một mã Reed-Solomon RS(255,239) . Một mã RS xác lập như RS(n,k) với ký tự s-bits khi mà n là tổng số các ký tự mỗi từ mã, k là số các ký tự thông tin, s là kích cỡ của một ký tự . Một từ mã bao gồm dữ liệu và tính chẵn lẻ, cũng cho biết các ký tự kiểm tra, bổ sung tới dữ liệu .Các ký tự kiểm tra là các byte dư thừa
ngoài sử dụng để phát hiện và sửa lỗi trong một tín hiệu mà dữ liệu gốc có thể phục hồi.
s = kích cỡ ký tự = 8 bit
n = các ký tự mỗi từ mã = 255 bytes
k = các ký tự thông tin mỗi từ mã = 239 byte Một hệ thống điển hình trình bày trong hình 2
Hình 5. 1 Sơ đồ khối FEC
Phương pháp này mã hóa lấy k ký tự thông tin của s bit, mỗi một, và bổ sung ký tự kiểm tra làm một từ mã n ký tự. Có n-k ký tự kiểm tra của s bit, mỗi một giải mã Reed-Solomon có thể hiệu chỉnh lên tới t ký tự bao gồm các lỗi trong một từ mã, chỗ mà 2t = n-k.
Hình 5.2 sau đây trình bày một từ mã Reed-Solomon riêng:
Hình 5. 2 Từ mã Reed-Solomon
Cho chuẩn ITU khuyến nghị mã RS(255,239): 2t = n-k = 255 -239 = 16
t = 8
Do đó , bộ giải mã có thể hiệu chỉnh bất kỳ 8 ký tự trong một từ mã.
Mã Solomon xử lý các lỗi trên một ký tự gốc , thành ra một ký tự bao gồm tất cả các bit lỗi dễ dàng thiết lập và sửa đổi như một ký tự bao gồm một lỗi bit đơn. Đó là tại sao mã Solomon là một mã mạnh để sữa lỗi khối ( vị trí một dãy bit trong từ mã thu nhận lỗi bởi bộ giải mã )
Đồ án tốt nghiệp ChươngV: Một số điểm nổi bật của Mạng truyền tải quang
Ban đầu một ký tự kích cỡ s, chiều dài từ mã lớn nhất (n) cho một từ mã Reed- Solomon là :
n = 2s -1 = 255
Đan xen dữ liệu từ các từ mã khác nhau nâng cao hiệu quả của mã Solomon bởi vì ảnh hưởng của lỗi khối được phân chia giữa nhiều từ mã khác .Bởi đan xen, nó mở rộng tác động của nhiễu qua nhiều ký tự, tới từ nhiều từ mã . Cũng như mỗi từ mã không đan xen có một vài lỗi mà nó có thể sửa được, nhóm đan xen của các từ mã sẽ được sửa. Nó có thể vài từ mã sẽ được sửa và một vài từ mã không sửa được nếu các lỗi dư thừa được bắt gặp.
Sự đan xen trên thực tế hợp nhất sửa lỗi nguồn cho tất cả các từ mã chứa trong nhóm đan xen, đó là năng lực của bộ( thiết bị) đan xen .Cấp phát(cho phép) tốc độ cao hơn cho khả năng kênh và mã và hơn nữa bảo vệ đề phòng biến cố lỗi rấ dài. Cho ví dụ, nếu 64 từ mã có thể sửa được 8 lỗi được đan xen, nhóm đan xen có thể sửa hầu như kết hợp bất kỳ các lỗi ký tự có tổng bé hơn 512 .Nó không có vấn đề lắm nếu tất cả 512 lỗi trong một khối dài, có 512 các lối một ký tự , hoặc bất cứ chỗ nào ở giữa . Cả hai chuẩn ITU-T G.709 và ITU-T G.975 chỉ rõ đan xen như phần khung truyền tải nâng cao hiệu quả sửa lỗi
5.1.1.2 Độ lợi mã hóa
Các ưu điểm khi sử dụng FEC xác suất của một lỗi dư thừa trong giải mã dữ liệu là chậm hơn xác suất của lỗi nếu một thuật toán FEC, giống như Reed-Solomon là không được sử dụng. Đó là sự độ lợi mã hóa cơ bản.
Khuếch đại mã hóa khác nhau cho từng đầu vào SNF để xác định một đầu ra BER. Đầu vào SNR là được xác định như “ hệ số Q”, hoặc như Eb/N0 hay OSNR.
“ Khuyếch đại mã hóa NET” mang lại hiệu quả 7% tốc độ mở rộng thực đến FEC. Điều cốt yếu là tốc độ dữ liệu tăng lên cho truyền dẫn cả dữ liệu và FEC .
5.1.2.1 Xác định Độ lợi mã hóa theo tham số Q
Công nghệ được sử dụng rộng rãi đo khuyếch đại mã hóa là đo tham số Q ( hệ số chất lượng). Công nghệ này đánh giá OSNR tại bộ khuyếch đại quang hoặc thu nhận bằng đo BER và giới hạn điện áp tại các mức điện áp mà BER có thể xác định chính xác ( thấy ở hình 5.4 và 5.5) .Trong thực tế, tuy nhiên , hệ số Q suy ra từ đo tín hiệu biểu dồ
mắt. Nó xác định như tỷ lệ của tín hiệu đỉnh tới đỉnh đến tổng nhiễu ( tín hiệu điện thông thường)
Q = (µ1 - µ0) / (σ0+σ1)
Với µ1 và µ0 là các mức tín hiệu chính của mức 1 và mức 0 σ1 và σ0 là độ lệch chuẩn tương ứng
Hình 5. 3 Giản đồ mắt
µ1 = giá trị chuẩn (trung bình) mức ON σ1 = độ lệch chuẩn nhiễu mức ON µ0 = giá trị chuẩn (trung bình) mức OFF σ0 = độ lệch chuẩn nhiễu mức OFF
Một hệ thống yêu cầu một thao tác BER của 10-15 có một đại lượng đo hệ số Q của 18 dB bên ngoài FEC. Nếu RS (255,239) FEC đã sử dụng, đại lượng đo hệ số Q giảm tới 11.8 dB, giảm đi 6.2 dB của độ lợi mã hóa. Tăng thêm 6.2 dB với FEC sẽ cấp phát với dải rộng hơn khi BER ban đầu được duy trì. Vì vậy khoảng truyền dẫn được cải thiện với sự tăng lên một cách tương đối nhỏ trong dung lượng bán dẫn.
Đồ án tốt nghiệp ChươngV: Một số điểm nổi bật của Mạng truyền tải quang
5.1.2.2 Khuyếch đại mã hóa được xác định qua Eb/N0
Các phương pháp để đo khuyếch đại mã hóa với một khe của BER vs Eb/N0. Eb là năng lượng bit và có thể được mô tả như nguồn tín hiệu (S) bit thời gian Tb. N0 là mật độ phổ nguồn nhiễu và có thể mô tả như nguồn nhiễu (N) được chia bởi băng thông (W). Vì vậy Eb/N0 bằng SNR( băng thông/tốc độ bit).
Hình 5. 5 BER và Eb/N0
Hình 5.5 trình bày cho một đầu vào cho trước SNR(Eb/N0) , đầu ra BER của giãi mã FEC như trên.Vì vậy chúng muốn mở rộng hệ thống tại 10-13 BER sau đó chúng cần qua 14 dB SNR theo FEC hay chỉ có 8.5 dB với FEC .
5.1.2.3 Khuyếch đại được xác định theo OSNR
Hình 5.6 trình bày khuếch đại mã hóa NET FEC (NCG) của các sơ đồ FEC. Đó là kết quả lý thuyết và đại lượng đo thực tế từ các hệ thống chạy thử.
Khuyếch đại mã hóa giảm bớt tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu đúng khi sử dụng FEC tại một
BER tham chiếu.
Độ lợi mã hóa Net (NCG) tính toán đến thực trạng ở rộng băng thông cần thiết cho sơ đồ FEC được liên kết với gia tăng nhiễu trong bộ thu.
Cho ví dụ xét đến một tham chiếu BER của 10-15
. SDH trong băng FEC cung cấp một NCG của 4dB . Chuẩn một NCG OTN FEC của 6.2 dB và một NCG FEC nâng cao của 9.5 dB.
Hình 5. 6 Khuyếch đại mã hóa qua OSNR
Các biên của FEC
5.2 Giám sát kết nối nối tiếp
Giám sát SONET sinh ra khi bạn muốn trạng thái “ sóng mang của sóng mang “(Carrier’s Carrier) trình bày trong hình 5.7, tại đó nó yêu cầu giám sát một đoạn của đường truyền đi qua mạng sóng mang khác.
Đồ án tốt nghiệp ChươngV: Một số điểm nổi bật của Mạng truyền tải quang
Hình 5. 7 Giám sát kết nối nối tiếp
Ở đây người khai thác mạng A cần có người khai thác mạng B mang tín hiệu của A. Tuy nhiên anh ấy lại cần một đường (phương pháp) giám sát tín hiệu mà nó chuyển qua mạng của người khai thác mạng B. Đây là “ Kết nối nối tiếp “ .Nó là lớp giữa giám sát đường truyền và giám sát đường dẫn. SONET/ SDH thay đổi cấp phát một kết nối nối tiếp đơn. G.709 cấp phát sáu kết nối.
TCM1 sử dụng bởi người dùng giám sát chất lượng dịch vụ (QoS) mà chúng xem xét. TCM2 sử dụng bởi người khai thác mạng đầu tiên giám sát QoS đầu cuối đến đầu cuối. TCM3 sử dụng bởi các cho giám sát trong miền . Sau đó TCM4 sử dụng cho giám sát bảo vệ bởi người khai thác mạng B.
Không có một tiêu chuẩn nào khi TCM sử dụng bởi các nhà khai thác mạng .Người khai thác mạng có thể đặt qui ước để mạng của họ không thể xảy ra xung đột.
TCM cũng hỗ trợ giám sát của các kết nối ODUk ( G.709 w/0 FEC ) cho một hay nhiều ứng dụng mạng sau đây ( tham chiếu tới ITU-T G.805 và ITU-T G.872) :
- Giám sát kết nối nối tiếp quang UNI tới UNI , giám sát kết nối ODUk qua mạng truyền tải công cộng ( từ lối vào mạng công cộng đầu cuối mạng tới lối ra đầu cuối mạng )
- Giám sát kết nối nối tiếp quang NNI tới NNI ; giám sát kết nối ODUk qua mạng của người khai thác mạng ( từ lối vào đầu cuối người khai thác mạng tới đầu cuối ) - Giám sát lớp con cho tuyến tính 1+1, 1:1, và 1:n mạng con kênh quang kết nối chuyển mạch bảo vệ, để xác định lỗi tín hiệu và các điều kiện suy giảm tín hiệu;
- Giám sát lớp con cho kênh quang dùng chung vòng bảo vệ (SPRing) chuyển mạch bảo vệ , để xác định lỗi tín hiệu và các điều kiện suy giảm tín hiệu;
- Giám sát một kết nối nối tiếp kênh quang cho mục đích kiểm tra( phát hiện) một lỗi tín hiệu hay điều kiện suy giảm tín hiệu trong kết nối kênh quang được chuyển mạch , khởi đầu tự động khôi phục cho kết nối trong lúc lỗi và các điều kiện lỗi trong mạng
- Giám sát một kết nối nối tiếp kênh quang cho , e.g, cho định vị lỗi hoặc kiểm tra phân phối chất lượng dịch vụ .
Một trường TCM chỉ định một kết nối giám sát được mô tả trong khuyến nghị G.709. Số kết nối giám sát theo một vạch có thể thay đổi giữa 0 và 6 . Các kết nối giám sát có thể lồng nhau, chồng lấn lên nhau và/ hoặc là phân cấp. Sự lồng nhau và sự phân tầng trình bày trong hình 5.8. Giám sát các kết nối A1-A2/B1-B2/C1-C2 và
