Tuỳ thuộc vào yờu cầu thiết kế hệ thống mà bộ khuếch đại cú thể ở vị trớ khỏc nhau trờn tuyến và cú yờu cầu kỹ thuật riờng
- Bộ khuếch đại cụng suất BA (Booster Amplifier) Là thiết bị EDFA cú cụng suất vào lớn,đƣợc sử dụng ngay sau Tx để tăng mức cụng suất tớn hiệu. Do cụng suất ra tƣơng đối cao nờn cú thể bỏ qua tạp õm ASE.
- Bộ khuếch đại đƣờng dõy LA (Line Amplifier) là thiết bị EDFA cú mức tạp õm thấp, đƣợc sử dụng trờn đƣờng truyền (giữa hai đoạn sợi quang) đờ tăng chiều dài khoảng lặp.Yờu cầu cú khả năng khuếch đại cú cụng suất vào nhỏ, cụng suất ra lớn và nhiễu gõy ra nhỏ nhất.
- Bộ tiền khuếch đại PA (Pre – Amplifer) Là thiết bị EDFA cú mức tạp õm thấp,đƣợc sử dụng ngay trƣớc Rx để tăng độ nhạy thu.Để đại đƣợc mức tạp õm ASE thấp,ngƣời ta sử dụng cỏc bộ lọc quang băng hẹp cú thờm chức năng điều chỉnh bƣớc súng trung tõm theo bƣớc súng nguồn phỏt.
n 1 1 BA MUX DEMUX LA PA
Hỡnh 2.10. Vị trớ của EDFA trờn tuyến thụng tin quang
n
Hỡnh 2.9. Bơm hai chiều
Đầu vào tín hiệu quang Tín hiệu vào Coupler WDM Coupler WDM EDFA Dùng bơm vào Đầu ra tín hiệu quang Dùng bơm vào
Soỏ hoựa bụỷi Trung taõm Hoùc lieọu http://lrc.tnu.edu.vn/ Bản thõn bộ khuếch đại gõy ra nhiễu cho hệ thống. Sau mỗi bộ khuếch đại tỉ số tớn hiệu trờn tạp õm giảm. Do đú, thƣờng sau ba bộ khuếch đại phải đặt thờm bộ lặp để phục hồi tớn hiệu.
EDFA cú cỏc đặc điểm sau:
Khụng cú mạch tỏi tạo thời gian, mạch phục hồi (bộ chuyển đổi O/E và
E/O). Do đú, mạch sẽ trở .
Cụng suất nguồn nuụi nhỏ, nờn khi ỏp dụng cho cỏc tuyến thụng tin vƣợt biển, cỏp sẽ cú cấu trỳc nhỏ và nhẹ hơn cỏp thƣờng.
Giỏ thành của hệ thống thấp do cấu trỳc của EDFA đơn giản, trọng lƣợng nhỏ, khoảng lặp và dung lƣợng truyền dẫn đƣợc nõng cao.
Ngoài ra, do EDFA cú khả năng khuếch đại nhiều bƣớc súng trong cựng một sợi, nờn nú cú khả năng tăng dung lƣợng tốc độ lờn đến 20Gbps, hoặc cao hơn khi sử dụng kỹ thuật WDM. 2.9 Bộ lọc . 2.9.1 - 2.11.
Soỏ hoựa bụỷi Trung taõm Hoùc lieọu http://lrc.tnu.edu.vn/ 2.11: . 2.9.2Bộ lọc điều chỉnh đƣợc - - 2.12. 2.12. -Perot. , V Khoang 1 Khoang 2 Khoang 3 mụi -Perot
Soỏ hoựa bụỷi Trung taõm Hoùc lieọu http://lrc.tnu.edu.vn/ . -Perot đ 2.13 0.99. 2.13 -Parot. FP . - bờn trong khoang.
2.10 Thiết bị đầu cuối OLT
Thiết bị đầu cuối OLT (Optical Line Terminator) là thiết bị đƣợc dựng ở đầu cuối của một liờn kết điểm nối điểm để ghộp và phõn kờnh cỏc bƣớc súng. Thiết bị
Soỏ hoựa bụỷi Trung taõm Hoùc lieọu http://lrc.tnu.edu.vn/ đầu cuối gồm cú ba phần tử: bộ tiếp súng (transponder), bộ ghộp kờnh cỏc bƣớc súng (wavelength multiplexer) và bộ khuếch đại (optical amplifier).
Bộ tiếp súng làm nhiệm vụ thớch ứng tớn hiệu đi vào từ một ngƣời sử dụng mạng thành một tớn hiệu phự hợp sử dụng trong mạng. Và ở hƣớng ngƣợc lại nú làm thớch ứng tớn hiệu từ mạng quang thành tớn hiệu phự hợp với ngƣời sử dụng. Giao diện giữa ngƣời sử dụng và bộ tiếp súng cú thể thay đổi dựa vào ngƣời sử dụng, tốc độ bớt và khoảng cỏch hoặc suy hao giữa ngƣời dựng và bộ chuyển tiếp. Giao diện phổ biến nhất là giao diện SONET/SDH.
Sự thớch ứng bao gồm nhiều chức năng, tớn hiệu cú thể đƣợc chuyển đổi thành bƣớc súng thớch hợp trong mạng quang, nú cũng cú thể thờm vào cỏc phần đầu header nhằm quản lớ mạng. Bộ tiếp súng cũng cú thể giỏm sỏt tỉ lệ lỗi bit của tớn hiệu ở điểm đi vào và đi ra trong mạng. Vỡ những lớ do này nờn bộ chuyển tiếp thực hiện chuyển đổi quang- điện- quang.
Ở hỡnh trờn, sự làm thớch ứng chỉ cho theo hƣớng đi vào và bƣớc súng ở hƣớng ngƣợc lại đƣợc gởi trực tiếp đến hƣớng ngƣời dựng. Trong một số trƣờng hợp, ta cú thể trỏnh sử dụng bộ tiếp súng bằng cỏch thực hiện chức năng thớch ứng bờn trong thiết bị ngƣời dựng, nhƣ phần tử mạng SONET nhƣ hỡnh trờn, điều này làm giảm đƣợc chi phớ đỏng kể.
Tớn hiệu ra khỏi bộ tiếp súng đƣợc ghộp kờnh với cỏc tớn hiệu khỏc ở cỏc bƣớc súng khỏc nhau sử dụng bộ ghộp kờnh theo bƣớc súng trờn một sợi quang. Thờm vào đú bộ khuếch đại cú thể đƣợc dựng để khuếch đại cụng suất lờn nếu cần thiết
Soỏ hoựa bụỷi Trung taõm Hoùc lieọu http://lrc.tnu.edu.vn/ trƣớc khi chỳng đƣợc đƣa đến bộ phõn kờnh. Những bƣớc súng này lại đƣợc kết thỳc trong một bộ tiếp súng nếu cú hoặc kết thỳc trực tiếp trong thiết bị ngƣời sử dụng.
Cuối cựng OLT cũng kết thỳc một kờnh giỏm sỏt quang (OSC). OSC đƣợc mang bƣớc súng riờng lẻ, khỏc với cỏc bƣớc súng mang lƣu lƣợng thực sự. Nú dựng để giỏm sỏt việc thực hiện của cỏc bộ khuếch đại dọc theo liờn kết cũng nhƣ cho cỏc chức năng quản lớ khỏc.
2.11 Chuyển mạch quang
Hầu hết cỏc thiết bị mạng ngày nay đều dựa trờn tớn hiệu điện, điều đú cú nghĩa tớn hiệu quang cần chuyển đổi sang tớn hiệu điện để đƣợc khuếch đại, tỏi tạo hoặc chuyển mạch và sau đú đƣợc chuyển đổi trở lại tớn hiệu quang. Điều này núi đến sự chuyển đổi optical-to-electronic-to-optical (O-E-O) và là cụng việc cốt lừi hết sức cú ý nghĩa trong việc truyền tớn hiệu. Số lƣợng lớn tớn hiệu đi qua mạng quang cần đƣợc chuyển mạch qua cỏc điểm khỏc nhau, đƣợc gọi là cỏc node. Thụng tin đến node sẽ đƣợc chuyển về phớa trƣớc theo hƣớng đến nơi mà nú đƣợc gửi tới qua đƣờng tốt nhất cú thể, con đƣờng này cú thể xỏc định bởi cỏc yếu tố nhƣ khoảng cỏch, chi phớ, độ tin cậy,băng thụng… của tuyến đú. Cỏch chuyển đổi tớn hiệu để thực hiện chuyển mạch là để tỏch ỏnh sỏng từ những đầu vào sợi quang, chuyển đổi nú sang tớn hiệu điện và sau đú chuyển đổi trở lại tớn hiệu ỏnh sỏng laser, tớn hiệu này đƣợc gởi đi trong sợi quang.
Vấn đề cơ bản của chuyển mạch quang là thay thế sự tồn tại của chuyển mạch mạng điện bằng mạng toàn quang, sự cần thiết của việc chuyển đổi O-E-O đƣợc loại bỏ. Những thuận lợi của khả năng này khi trỏnh đƣợc việc chuyển đổi O-E-O là điều hết sức ý nghĩa. Đầu tiờn chuyển mạch quang cú thể rẻ hơn bởi vỡ khụng cần nhiều tớn hiệu điện tốc độ cao đắt tiền. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Cỏc bộ chuyển mạch quang cho nhiều ứng dụng trong mạng quang. Mỗi ứng dụng yờu cầu thời gian chuyển mạch và số cổng chuyển mạch khỏc nhau. Một ứng dụng của chuyển mạch quang là cung cấp cỏc lightpath. Với ứng dụng này, chuyển mạch đƣợc sử dụng bờn trong bộ kết nối chộo nhằm cấu hỡnh lại chỳng để cung cấp cỏc
Soỏ hoựa bụỷi Trung taõm Hoùc lieọu http://lrc.tnu.edu.vn/ lightpath mới. Một phần mềm đƣợc thờm vào để quản lớ mạng từ đầu cuối đến đầu cuối. Vỡ thế với ứng dụng này, cỏc bộ chuyển mạch với thời gian chuyển mạch ms cú thể chấp nhận, nhƣng cỏc bộ chuyển mạch ở đõy đũi hỏi phải cú kớch thƣớc lớn.
Một ứng dụng quan trọng khỏc là chuyển mạch bảo vệ. Ở đõy cỏc chuyển mạch đƣợc sử dụng để chuyển cỏc luồng lƣu lƣợng từ sợi chớnh sang sợi khỏc trong trƣờng hợp sợi chớnh gặp sự cố. Toàn bộ hoạt động nhƣ thời gian tỡm ra lỗi, thụng tin lỗi đến cỏc phần tử mạng điều khiển việc chuyển mạch và quỏ trỡnh chuyển mạch thực sự đũi hỏi phải hoàn thành trong thời gian rất ngắn. Cú thể cú nhiều dạng chuyển mạch bảo vệ khỏc nhau, phụ thuộc vào phƣơng phỏp đƣợc sử dụng, số cỏc cổng chuyển mạch cần thiết cú thể thay đổi từ hàng trăm đến hàng ngàn cổng khi sử dụng trong cỏc bộ kết nối chộo bƣớc súng.
Soỏ hoựa bụỷi Trung taõm Hoùc lieọu http://lrc.tnu.edu.vn/
3 CHƢƠNG 3: PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH HỆ THỐNG WDM
Hệ thống WDM đó đỏp ứng đƣợc cỏc yờu cầu của hệ thống truyền dẫn nhƣ dung lƣợng cao, độ mộo tớn hiệu nhỏ, mức độ tạp õm hầu nhƣ khụng đỏng kể vớ tớn hiệu đƣợc truyền trong một mụi trƣờng ổn định khụng bị ảnh hƣởng bởi tỏc động bờn ngoài. Tuy nhiờn để nõng cao dung lƣợng, đảm bảo độ tin cậy tới mức tốt nhất và tận dụng đƣợc hết khả năng thiết bị hiện cú.
-
. Trong chƣơng này sẽ đề cập đến phƣơng phỏp phõn tớch và những yờu cầu trong hệ thống WDM
3.1 Tụpụ dạng hỡnh vũng
Tụpụ vật lý của mạng tức là quan hệ kết nối vật lý của cỏc điểm nỳt mạng. Đú là tập hợp của cỏc điểm nỳt sợi quang. Ngoài phƣơng thức kết nối đơn giản điểm nối điểm, cỏc tụpụ vật lý sử dụng trong mạng quang cũn cú cỏc loại sau đõy: Tụpụ dạng hỡnh tuyến tớnh, tụpụ dạng hỡnh sao, tụpụ dạng hỡnh lƣới, tụpụ dạng hỡnh cõy. Nhƣng tụpụ dạng hỡnh vũng cú cỏc đặc điểm sau:
Cỏc điểm nỳt mạng liờn kết nhau đƣợc kết nối bằng những liờn kết điểm nối điểm và tạo thành một vũng kớn
Cấu trỳc tƣơng tự nhƣ tụpụ hỡnh tuyến nhƣng 2 điểm nỳt đầu cuối đều dựng thiết bị OADM và dựng đƣờng dõy cỏp quang để nối lại chỳng với nhau sẽ tạo thành tụpụ hỡnh vũng
Trong tụpụ hỡnh vũng, giữa hai điểm bất kỳ của mạng cú định tuyến dài ngắn khỏc nhau, điều này sẽ tạo thuận lợi trong vấn đề bảo vệ mạng.
Dữ liệu di chuyển trong mạng vũng dƣới dạng gúi từ nỳt mạng này sang nỳt mạng khỏc. Tại mỗi nỳt mạng là một thiết bị tớch cực cú khả năng nhận ra địa chỉ của cỏc gúi dữ liệu để nhận đỳng thụng tin gửi cho nú hay nỳt mạng khỏc.
Soỏ hoựa bụỷi Trung taõm Hoùc lieọu http://lrc.tnu.edu.vn/ Hỡnh 3.1: Tụpụ dạng hỡnh vũng
Ƣu điểm: Cú tớnh năng bảo vệ tốt, thực hiện đơn giản, hoạt động hiệu quả, cú thể ứng dụng trong mọi trƣờng hợp
Chớnh vỡ cỏc lý do đú nờn mạng đƣờng trục Bắc Nam sử dụng tụpụ dạng vũng ring:
3.2 Mạng WDM hỡnh vũng
Mạng hỡnh vũng là một loại hỡnh tụpụ mạng thụng tin thƣờng thấy. So với kết cấu hỡnh lƣới, mạng hỡnh vũng cú sức sống tƣơng đối cao, dễ dàng thực hiện và quản lớ, do đú đƣợc ỏp dụng rộng rói trong mạng truyền dẫn đồng bộ số (SDH). Sự xuất hiện bộ tỏch/ghộp (OADM) đó thỳc đẩy sự nghiờn cứu và phỏt triển mạng hỡnh vũng WDM. Mạng hỡnh vũng WDM giữ lại đặc tớnh tự khụi phục của kết cấu hỡnh vũng, đồng thời cú thể nõng cấp dung lƣợng đều đặn trong trƣờng hợp khụng biến đổi kết cấu của hệ thống. Bộ tỏch/ghộp quang là phần tử hợp thành cơ bản của mạng hỡnh vũng WDM. Hỡnh dƣới trỡnh bày kết cấu tớnh năng của OADM. Kết cấu trong hỡnh vẽ khụng cú nghĩa là tất cả cỏc bƣớc súng đều phải tỏch ghộp kờnh trờn sợi quang vào. Thụng thƣờng điểm nỳt OADM dựng dựng bộ tỏch kờnh để tỏch ra bƣớc súng cần thiết của luồng đến (λd). Đồng thời ghộp lờn sợi quang truyền dẫn bƣớc súng truy nhập (λa) thụng qua ghộp kờnh. Dựng cỏc phƣơng phỏp khỏc nhau thực hiện chia tỏch sẽ cú thể tạo thành cỏc kết cấu OADM khỏc nhau. Sử dụng OADM cú chức năng khỏc nhau cú thể tạo thành mạng vật lớ khỏc nhau.
1 2 3 4 5 6
Soỏ hoựa bụỷi Trung taõm Hoùc lieọu http://lrc.tnu.edu.vn/ Hỡnh 3.2. Kết cấu chức năng của OADM
Cú nhiều phƣơng thức thực hiện mạng hỡnh vũng. Theo chiều truyền đi và đến của dịch vụ kờnh bƣớc súng giữa cỏc điểm nỳt, cú thể chia thành hai loại: loại hỡnh vũng đơn và kộp. Đối với một điểm nỳt, trong cựng một kờnh truyền dẫn của bƣơc súng dịch vụ đến và chiều truyền dẫn của bƣớc súng dịch vụ đi giống nhau (đều truyền dẫn theo chiều kim đồng hồ hoặc ngƣợc lại) thỡ loại vũng này gọi là vũng một chiều; Nếu truyền dẫn ngƣợc nhau thỡ gọi là vũng hai chiều. Theo số lƣợng sợi quang giữa hai điểm nỳt gần nhau trong mạch vũng liờn tiếp, cú thể chia mạng hỡnh vũng thành mạng một sợi, hai sợi, bốn sợi và mạng nhiều sợi quang. Trong đú vũng một sợi khú thực hiện chức năng bảo vệ nờn rất ớt dựng. Trong phần này giới thiệu vũng hai sợi, bốn sợi và nhiều sợi.
3.2.1Kết cấu vũng hai sợi một chiều
Loại kết cấu này hiện nay đang đƣợc nghiờn cứu nhiều nhất và cũng là kết cấu vật lớ hỡnh vũng tƣơng đối phỏt triển
Hỡnh 3.3 cho thấy giả thiết sợi quang vũng ngoài là sợi quang cụng tỏc, trong đú bƣớc súng ghộp kờnh quang mang dịch vụ cụng tỏc, sợi quang vũng trong là sợi
d a Mụ đun tỏch nhập bƣớc súng . . . . a d 1 n n 1 Mụ đun thay đổi nhau bảo vệ Điều khiển tỏch nhập
Mụ đun giao diện bƣớc súng trờn dƣới
Mụ đun tỏch nhập bƣớc súng Mụ đun thay đổi nhau bảo vệ Bộ ghộ p kờn h Bộ tỏch kờn h
Thiết bị khuếch đại quang
Thiết bị khuếch đại quang (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Soỏ hoựa bụỷi Trung taõm Hoùc lieọu http://lrc.tnu.edu.vn/ quang dự phũng, ghộp kờnh bƣớc súng bảo vệ. Trong kết cấu này, dịch vụ thụng tin giữa cỏc điểm nỳt do bƣớc súng mang cựng chiều truyền dẫn, tƣơng ứng với đến và đi là giống nhau.
Hỡnh 3.3. Cấu hỡnh vũng một chiều hai sợi
3.2.2Kết cấu vũng hai chiều hai sợi
Trong vũng hai chiều, một kờnh quang hai chiều sử dụng nhúm bƣớc súng truyền dẫn ngƣợc chiều trờn cựng một tuyến. Do loại kết cấu này cung cấp khả năng tiềm tàng dựng bƣớc súng trựng lặp nờn rất đƣợc chỳ ý. Đú là vỡ trong vũng hai chiều, số bƣớc súng một kờnh hai chiều chỉ chiếm tài nguyờn bƣớc súng cho cả đoạn kờnh đú, những đoạn khỏc trờn vũng bƣớc súng này cú thể đƣợc dựng lại.
Cú hai phƣơng phỏp thực hiện kết cấu này: Một là kờnh cụng tỏc chiếm một sợi quang, do một sợi quang truyền dẫn dịch vụ hai chiều, sợi thứ hai làm nhiệm vụ bảo vệ, phƣơng thức này cần bộ ghộp kờnh bƣớc súng hai chiều và bộ khuếch đại quang hai chiều. Hai là kờnh cụng tỏc sử dụng hai sợi quang truyền dẫn, tức là một nửa số bƣớc súng ghộp kờnh trờn sợi quang ở vũng trong và vũng ngoài để truyền dẫn dịch vụ cụng tỏc, nửa cũn lại dựng để bao vệ. Trong loại kết cấu này, vỡ để cú
AB BA AB BA Sợi quang cụng tỏc Sợi quang bảo vệ Thụng thẳng Đi đến
Soỏ hoựa bụỷi Trung taõm Hoùc lieọu http://lrc.tnu.edu.vn/ đƣợc khả năng bảo vệ cần thiết, bƣớc súng cụng tỏc của vũng sợi quang ngoài sẽ do bƣớc súng của vũng sợi quang trong bảo vệ và ngƣợc lại.
Hỡnh 3.4. Cấu hỡnh vũng hai chiều hai sợi
3.2.3Vũng nhiều sợi
Để tiện cho xử lớ, cú thể chia tất cả cỏc sợi quang trong mạch vũng thành hai nhúm: thuận và ngƣợc chiều kim đồng hồ. Trong đú mỗi nhúm cú N sợi quang. Trong vũng nhiều sợi cú thể giảm đi rất nhiều yờu cầu đối với tài nguyờn súng mang quang của mạng do khả năng sử dụng trựng lặp số bƣớc súng nhƣng việc điều khiển lại rất phức tạp. Tuy nhiờn, linh kiện ghộp kờnh bƣớc súng cú số đầu dõy nhỏ cú đặc tớnh tốt hơn nhƣng sử dụng số lƣợng lớn sợi quang lại trỏi với mục đớch của cụng nghệ ghộp kờnh. ’ ’ C A C A A C C A A C B ’ ’ Sợi quang cụng tỏc Sợi quang cụng tỏc Nhúm bƣớc súng cụng tỏc (1~N/2) Nhúm bƣớc súng bảo vệ (N/2+1~N) Nhúm bƣớc súng cụng tỏc (N/2+1~N) Nhúm bƣớc súng bảo vệ (1~N/2)
Soỏ hoựa bụỷi Trung taõm Hoùc lieọu http://lrc.tnu.edu.vn/
3.2.4 Bảo vệ mạng hỡnh vũng
Trong tụpụ vật lớ hỡnh vũng, cú thể dựng phƣơng thức khụi phục kờnh và phƣơng thức khụi phục đƣờng dõy. Đối với phƣơng thức khụi phục kờnh thƣờng dựng cấu hỡnh 1+1 hay 1:1, trong đú phƣơng thức cấu hỡnh bảo vệ 1+1 dựng cấu hỡnh “đầu phỏt chuyển đƣờng, đầu thu chọn tối ƣu”, phƣơng thức khụi phục kờnh