-i- Bộ giáo dục đào tạo Trờng đại học bách khoa hà nội Lời cam đoan luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật đa truy nhập mạng Em xin cam đoan luận văn công trình nghiên cứu thân Các nghiên cứu luận văn dựa tổng hợp lý thuyết hiểu biết thực tế em, không chép Tác giả luận văn quang ứng dụng ngành: xử lý thông tin truyền thông M số: Nguyễn Thế Dơng Nguyễn dơng Ngời hớng dẫn khoa học: PGS -TS Đặng văn chuyết hà nội 2006 -ii- -iii- Mục lục Nội dung Trang Lời Mở đầu 2.4 ứng dụng mạng kỹ thuật đa truy nhập WDMA 2.4 Mạng WDMA đơn bớc 36 36 2.4.1.1 Mạng LAMBDANET 36 2.4.1.2 Mạng RAINBOW 37 Chơng 1: phần tử sử dụng mạng 2.4.1.3 FOX Bộ kết nối chéo quang tốc độ cao 38 quang đa truy nhập 2.4.1.4 HYPASS (High performance packet switch system 39 1.1 giới thiệu chung 1.2 Bộ ghép hình quảng bá 2.4.1.5 Mạng RINGGO 42 2.4.2 Mạng WDMA đa bớc 43 2.4.2.1 Mạng Starnet 43 1.3 ghép kênh tách kênh 1.4 điốt laze điều chỉnh đợc bớc sóng Chơng : kỹ thuật đa truy nhập 1.4.1 Điều chỉnh nhiệt phân chia theo sóng mang phụ SCMA 1.4.2 Điốt laze điều chỉnh đợc bớc sóng sử dụng hốc 3.1 1.4.3 điốt laze hồi tiếp phân bố (DFB) hai đoạn 10 3.2 Hiệu suất mạng scma đơn kênh 51 1.4.4 Điốt laze phản xạ phân bố Bragg hai đoạn ba đoạn 11 3.2.1 Nhiễu lợng tử Short noise 53 1.5 lọc quang điều chỉnh đợc 3.2.2 Nhiễu nhiệt máy thu 54 3.2.3 Nhiễu cờng độ Laser 55 12 Chơng : Kỹ thuật đa truy nhập phân chia theo bớc sóng - wdma 2.1 Tổng quan kỹ thuật WDMA 14 2.4.2.2 Mạng HORNET 44 Giới thiệu chung 49 3.2.4 Nhiễu giao thoa quang 55 3.2.5 Tỷ số tín hiệu tạp âm tổng 58 3.2.6 ứng dụng hệ thống SCMA đơn kênh 55 2.2 Mạng WDMA đơn bớc 14 2.2.1 Mạng WDMA quảng bá lựa chọn 14 3.3 Đa truy nhập sóng mang phụ đa kênh 2.2.2 Mạng WDMA định tuyến theo bớc sóng 20 3.3.1 Khái niệm hệ thống SCMA đa kênh 61 2.2.3 Các vấn đề liên quan đến hiệu suất thiết kế mạng 25 3.3.2 Đặc điểm hệ thống SCMA đa kênh 62 Tỷ số tín hiệu tạp âm tổng 64 ứng dụng hệ thống SCMA đa kênh 65 2.2.3.1 Vị trí đệm mạng WDMA đơn bớc 25 3.3.3 2.2.3.2 Xuyên kênh 26 3.3.4 2.3 Mạng WDMA đa bớc 29 2.3.1 Khái niệm chung mạng WDMA đa bớc 29 2.3.2 Đặc điểm mạng WDMA đa bớc 31 60 Chơng : kỹ thuật đa truy nhập phân chia theo thời gian TDMA 4.1 Giới thiệu chung 68 -iv- -v- 4.2 Các khái niệm Kỹ thuật TDMA 68 4.3 ứng dụng mạng Kỹ thuật đa truy nhập TDMA 71 Thuật ngữ chữ viết tắt 4.3.1 ATM-PON (ATM dựa mạng quang thụ động) 71 ADSL Asymmetric Digital Sub Line Thuê bao số không đối xứng 4.3.2 E- PON (Ethernet dựa mạng quang thụ động) 74 AON All optical network Mạng toàn quang ADM Add/ Drop Multiplexer Bộ ghép kênh xen rẽ APD Avalanche Photodiode Điốt tách sóng thác AR Antireflection Coating Vỏ chống phản xạ ASK Amplitude Shift Keying Khoá dịch biên độ ATM Asynchronous Transfer Mode Mode chuyển giao không đồng B-ISDN Broadband Integrated Digital network BPF BandPass Filter Bộ lọc băng thông BRAS Broadband Access Server Server truy nhập băng rộng CNR Carrier to- Noise Ratio Tỷ số sóng mang nhiễu Thiết bị đầu cuối tổng đài Chơng : kỹ thuật đa truy nhập phân chia theo m - cdma 5.1 Tổng quan kỹ thuật đa truy nhập CDMA 78 5.2 Các mạng sử dụng kỹ thuật CDMA 78 5.2.1 Mạng sử dụng kỹ thuật CDMA tách sóng trực tiếp 5.2.2 Mạng CDMA quang kết hợp 85 5.2.3 Đặc điểm mạng sử dụng kỹ thuật CDMA quang 87 78 Chơng : đề xuất mô hình ứng dụng mạng man Tại bu điện hà nội Service Mạng số liên kết đa dịch vụ băng rộng 6.1 Hiện trạng mạng viễn thông BĐHN 88 COT Central Office terminal 6.1.1 Mạng truyền dẫn 88 CT Central terminal Thiết bị đầu cuối tập trung 6.1.2 Mạng tổng đài 88 DBR Distributed Bragg Reflecter Phản xạ phân bố Bragg 6.1.3 Mạng DDN truyền thống 90 DCN Digital Communication network Mạng thông tin số 6.1.4 Mạng truyền số liệu ATM + IP 90 DCS Digital Cross -connect system Bộ nối chéo số 6.1.5 Mạng truy nhập băng rộng ADSL & SHDSL 91 DEMUX Demultiplexer Bộ giải ghép (tách) kênh 6.2 Đánh giá ứng dụng truy nhập quang bđhn 94 DFB Distributed Feedback Hồi tiếp phân bố 6.3 Dự báo nhu cầu phát triển 96 DLC Digital loop Carrier Truyền tải mạch vòng số DR Distributed reflector Bộ phản xạ phân bố DSL Digital sub line Đờng dây thuê bao số 6.4 Phân tích giải pháp ứng dụng xây dựng mạng 99 6.5 Lựa chọn giải pháp công nghệ truy nhập 103 DSLAM DSL access Multiplexer Bộ ghép đờng thuê bao số 6.6 Một số tiêu xây dựng mạng FBG Fiber Bragg grating Cách tử quang Bragg 6.7 Đề xuất cấu hình ứng dụng mạng MAN 107 FP-LD Fabry-Perot laser diode Đi ốt la-de Fabry-Perot Kết luận 110 FSK Frequency Shift Keying Khoá dịch tần số Tài liệu tham khảo 111 FTTB Fiber to the Building Cáp quang tới nhà FTTC Fiber to the Curb Cáp quang tới khu dân c 105 -vi- -vii- FTTH Fiber to the home Cáp quang tới nhà PIN Positive Intrinsic Negative Cấu trúc PIN FTTL Fiber to the loop Mạch vòng cáp quang PON Passive optical network Mạng quang thụ động FTTO Fiber to the office Cáp quang tới công sở PSK Phase shift keying Khoá dịch pha FWM Four Wave Mixing Trộn bốn sóng RF Radio frequency Tần số vô tuyến GGL Gain Guided laser Lade điều khiển khuyếch đại RIN Relative Intensity Noise Nhiễu cờng độ tơng đối RPR Resilient packet ring GI Graded Index Chỉ số Gradien Mạng vòng chuyển mạch gói tự hồi phục GRIN Graded refractive Index Chỉ số chiết suất Gradien SBS Stimulated Brillouin Scattering Tán xạ Brillouin kích thích IF Intermediate frequency Trung tần SCM Subcarrier Multiplexing Ghép kênh sóng mang phụ IGL Index Guided laser Lade điều khiển số chiết suất SDSL Symmetric digital sub line Thuê bao số đối xứng SEL Surface Emitting laser La-de phát mặt IM Intensity Modulation Điều biến cờng độ SPM Self phase modulation Tự điều chế pha IMD Intermodulation Distortion Méo điều chế tơng hỗ SRS Stimulated Raman Scattering Tán xạ raman kích thích LD Laser diode Điốt lade TDM Time division Multiplexing Ghép kênh theo thời gian LED Light Emitting Diode Điốt phát quang LED TDMA Time division Multiple Access Đa truy nhập theo thời gian LO Local Oscillator Dao động nội TT Tunable transmitter Bộ phát điều chỉnh đợc LOC Large Optical Cavity Hốc cộng hởng quang rộng TR Tunable receiver Bộ thu điều chỉnh đợc MAN Metropolitan Area Network Mạng khu vực nội thị FT Fixed tuned transmitter Bộ phát cố định MQW Multiple Quantum Well Giếng lợng tử RF Fixed tuned receiver Bộ thu cố định MUX Multiplexer Bộ ghép kênh VPN Virtual private network Dịch vụ mạng riêng ảo MZ Mach Zehnder Bộ điều chế Mach Zehnder WDM Wavelength Division Multiplex Ghép kênh theo bớc sóng OA Optical amplifier Bộ khuếch đại quang WDMA OADM Optical Add/Drop Multiplexer Bộ ghép kênh xen rẽ quang Wavelength Division Multiple Đa truy nhập theo bớc Access sóng OFA Optical fiber amplifier Bộ khuếch đại quang sợi WGR Wavelength Grating Router ONI Optical Network interface Giao diện mạng quang ONNI Optical network to network Giao diện mạng mạng interface quang WR Wavelength Router Bộ định tuyến bớc sóng WRC Wavelength routing Controller Bộ điều khiển định tuyến bớc sóng Bộ định tuyến cách tử dẫn sóng ONU Optical network Unit Thiết bị mạng quang OTN Optical transport network Mạng truyền tải quang WT Wavelength terminal Thiết bị kết cuối bớc sóng XPM Cross Phase Modulation Điều chế ngang (chéo) pha OXC Optical Cross connect Nối chéo quang PDS Passive Distribute Service Dịch vụ phân phối thụ động -viii- -ix- danh mục bảng Bảng 2.1 Quan hệ số nút mạng (N) số bớc (h) xuất phát từ 33 nút nguồn giản đồ ShuffleNet (p,k) Hình 2.7 Nguyên lý hoạt động mạng LLN 24 Hình 2.8 Tái sử dụng bớc sóng mạng LLN 25 Hình 2.9 Quan hệ thời gian đợi tải cho mạng đệm đầu đầu vào 26 Hình 2.10 Chọn kênh mạng WDMA thu kết hợp 27 Mất mát công suất xuyên kênh tách sóng quang 28 Bảng 2.2 Một số thông số đại diện biểu đồ ShuffleNet 34 Hình 2.11 Bảng 2.3 Các tham số thử nghiệm mạng HORNET 45 Hình 2.12 Bảng 6.1 Kỹ thuật truyền dẫn từ tổng đài đến thuê bao 104 Bảng 6.2 Kỹ thuật truyền dẫn từ thuê bao đến tổng đài 104 Một số cấu kiện quang thụ động Bộ ghép hình 8x8 tạo 12 ghép sợi đơn mode Các ghép hình Sơ đồ khối hệ thống WDM Thiết bị ghép tách kênh hỗn hợp (MUX-DEMUX) Xuyên kênh Điốt laze điều chỉnh đợc sử dụng hốc Laser MAGIC Điốt laze hồi tiếp phân bố hai đoạn Sơ đố cấu trúc diode laze phản xạ phân bố Bragg Sơ đồ khối lọc quang điều chỉnh đợc Mạng WDMA hình đơn bớc quảng bá lựa chọn Sơ đồ chuyển đổi trạng thái kết hợp với số bớc sóng đợc sử dụng Quan hệ số bớc sóng bận -Tải số bớc sóng cực đại 20 Hình 2.4 Nguyên lý định tuyến bớc sóng mạng WDMA đơn bớc 220 Hình 2.5 Mạng định tuyến theo bớc sóng N = 21 nút ,sử dụng phần tử WDM Mạng định tuyến theo bớc sóng sử dụng chuyển mạch không gian chọn bớc sóng Hình 2.13 Cấu trúc mạng đa chặng WDMA hình nút 30 Hình 2.14 Biểu đồ kết nối trực tiếp Shufflenet mạng đa chặng Hình 2.15 2 4 9 10 11 12 15 17 Hình 2.3 Hình 2.6 29 32 hình nút Danh mục hình vẽ Hình 1.1 Hình 1.2 Hình 1.3 Hình 1.4 Hình 1.5 Hình 1.6 Hình 1.7 Hình 1.8 Hình 1.9 Hình 1.10 Hình 1.11 Hình 2.1 Hình 2.2 Quan hệ công suất cực đại kênh số kênh cho ảnh hởng phi tuyến mạng WDMA 23 Biểu diễn thông lợng nút, số nút N 35 cho mạng WDMA shuffleNet Hình 2.16 Cấu trúc mạng Lambdanet WDMA 36 Hình 2.17 Cấu trúc mạng FOX 38 Hình 2.18 Cấu trúc mạng WDMA Hypass 39 Hình 2.19 Minh hoạ thuật toán thăm dò hình trờng hợp 40 có gói liệu đồng thời đến đích Hình 2.20 Quan hệ thời gian trễ trung bình 41 Hình 2.21 Mạng metro WDM ringo 42 Hình 2.22 Cấu trúc nút RINGO Hình 2.23 Cấu trúc chuyển mạch Starnet 43 Hình 2.24 Cấu trúc mạng HORNET Hình 2.25 Sơ đồ cấu trúc nút truy nhập (AN) mạng HORNET 46 tải mạng Hypass Hình 2.26 Nguyên lý hoạt động giao thức CSMA/CA 43 46 47 mạng HORNET Hình 3.1 Nguyên lý kỹ thuật điều chế SCM 49 Hình 3.2 Mạng SCMA cấu trúc hình 51 Hình 3.2 (a) Phổ công suất quang hai Laser đơn mode dọc 53 -x- -xi- có độ lệch tần số trung tâm v Hình 3.2(b) Lời mở đầu Phổ công suất điện thành phần nhiễu v 57 Hình 3.2 (c) Phổ công suất điện thành phần nhiễu v = 57 Hình 3.3 59 Tỷ số (SNRtot) tổng loại nhiễu hệ thống SCMA đơn kênh Hình 3.4 Hớng lên hệ thống FITL dựa SCMA PON 60 Hình 3.5 Mạng SCMA đa kênh , N bớc sóng M nút mạng 61 bớc sóng Hình 3.6 Gán kênh tần mạng SCMA đa kênh 62 Hình 3.7 Cấu trúc chuyển mạch gói tốc độ cao dựa 66 SCMA đa kênh ứng dụng cho MAN Hình 4.1 Mạng quang thụ động dựa cấu trúc Bus 69 Hình 4.2 Cấu trúc ATM-PON 72 Hình 4.3 Khung thời gian ATM-PON đối xứng 155 Mbps 74 Hình 4.4 Sơ đồ ứng dụng E-PON Hình 4.5 Khe thời gian hớng lên hớng xuống E-PON 76 75 Hình 5.1 Mạng CDMA quang 79 Hình 5.2 Mã hoá bít nguồn tin với chuỗi chíp CDMA 79 Số chíp, F=25 Số chip 1, K=5 Hình 5.3 (a) Bộ mã hoá quang (b) giải mã quang sử dụng 82 đờng dây trễ quang song song Hình 5.4 Hai mã quang trực giao A B 84 Hình 5.5 Mã hoá giải mã phổ xung ánh sáng cực ngắn 86 mạng CDMA quang kết hợp Hình 6.1 Sơ đồ đấu nối trạm tổng đài - mạng Bu điện Hà Nội 89 Hình 6.2 Cấu trúc mạng truyền số liệu ATM + IP 91 Hình 6.3 Sơ đồ cấu trúc mạng truy nhập ADSL & SHDSL 92 Hình 6.4 Sơ đồ mạng truy nhập ADSL SHDSL Bu điện Hà Nội 93 Hình 6.5 Sơ đồ triển khai MAN ứng dụng công nghệ 108 HORNET mạng Hà Nội Ngày nay, giới bớc sang kỷ nguyên thông tin, công nghệ thông tin truyền thông động lực thúc đẩy phát triển xã hội Do đó, nhu cầu truyền thông ngày lớn với nhiều dịch vụ băng rộng đa phơng tiện đời sống kinh tế xã hội quốc gia nh kết nối toàn cầu Để đáp ứng đợc vai trò động lực thúc đẩy phát triển kỷ nguyên thông tin, mạng truyền thông cần phải có khả truyền dẫn tốc độ cao, băng thông rộng, dung lợng lớn Một giải pháp để tạo mạng truyền thông có khả truyền dẫn mạng thông tin quang tốc độ cao Mặc dù có phát triển nhanh công nghệ, cấu trúc mạng cấu hình hệ thống truyền dẫn quang ứng dụng thực tế, song mạng thông tin quang chia làm hai phần mạng truy nhập mạng truyền tải Mạng truyền tải với mục tiêu truyền lu lợng lớn với băng tần rộng nhằm thoả mãn nhu cầu truyền tải cấu trúc mạng đại Trên sở đó, vấn đề thông suốt lu lợng đợc đặt nh tảng cho việc thoả mãn nhu cầu băng tần rộng khách hàng mà không cần quan tâm tới nội dung luồng tín hiệu Đây nội dung yêu cầu tiến đến mạng toàn quang hệ sau (all optical network) Mạng truy nhập quang nhiều nơi đợc khai thác có hiệu đáp ứng đợc nhiều loại hình dịch vụ Tuy nhiên, nhu cầu thông tin ngày phát triển mạnh, yêu cầu hệ thống truy nhập quang cho mạng nội hạt có băng tần rộng đợc đặt nhằm thoả mãn phát triển mạng loại hình dịch vụ có băng tần chất lợng cao Để thực mục đích ngời ta nghiên cứu nhiều giải pháp kỹ thuật, số kỹ thuật đa truy nhập quang nhằm tạo sở khoa học cho việc thiết kế ứng dụng mạng quang đa truy nhập, nội dung luận văn bao gồm: Chơng giới thiệu số phần tử sử dụng mạng quang đa truy nhập Nghiên cứu chức năng, nguyên lý hoạt động đặc tính kỹ thuật số cấu kiện quang thụ động phần tử điều chỉnh đợc ứng dụng mạng quang đa truy nhập (Bộ phát thay đổi, thu thay đổi lọc thay đổi đợc) -xii- Chơng trình bày kỹ thuật đa truy nhập phân chia theo bớc sóng WDMA đa tổng quan công nghệ WDMA, khái niệm mạng WDMA đơn bớc đa bớc đồng thời phân tích cấu trúc, đặc tính kỹ thuật mạng WDMA đơn bớc đa bớc nghiên cứu số cấu trúc giao thức mạng ứng dụng kỹ thuật WDMA Chơng nghiên cứu kỹ thuật đa truy nhập phân chia theo sóng mang phụ SCMA tìm hiểu đặc điểm kỹ thuật đa truy nhập sóng mang phụ đơn kênh, kỹ thuật đa truy nhập sóng mang phụ đa kênh, đa phân tích ảnh hởng nhiễu gây liên quan đến hiệu suất mạng nêu ứng dụng kỹ thuật SCMA Chơng mô tả kỹ thuật đa truy nhập theo thời gian TDMA với hai phơng thức xử lý ghép dòng tín hiệu dới dạng chèn bít dạng khối Trình bày mạng ứng dụng: Mạng A-PON (ATM dựa mạng quang thụ động) Mạng E-PON (Ethernet dựa mạng quang thụ động) Chơng nghiên cứu đặc điểm kỹ thuật phân chia theo mã CDMA liên quan đến kỹ thuật CDMA tách sóng trực tiếp mạng CDMA quang kết hợp đặc điểm mạng sử dụng kỹ thuật CDMA quang Chơng đề xuất khả ứng dụng mô hình ứng dụng MAN mạng Bu điện Hà nội để chuyển tải lu lợng cho mạng băng rộng bớc thay mạng truyền dẫn kênh truyền thống Việc triển khai ứng dụng mạng MAN nhờ kỹ thuật WDMA nh ứng dụng kỹ thuật WDMA mạng đờng trục mạng diện rộng đợc mô tả cho thấy mức độ tính khả thi áp dụng cấu trúc MAN cho việc truyền tải liệu chuyển mạch gói phù hợp cho ứng dụng mạng hệ sau NGN vào thực tế nh -1- Chơng tổng quan phần tử sử dụng mạng quang đa truy nhập 1.1 giới thiệu chung Trong kỹ thuật đa truy nhập quang, mặt bớc sóng ta có kỹ thuật ghép kênh theo bớc sóng WDM tơng ứng kỹ thuật truy nhập WDMA, ghép kênh nhiều sóng mang SCM tơng ứng kỹ thuật truy nhập SCMA, mặt thời gian ta có kỹ thuật truy nhập theo thời gian TDMA truy nhập phân chia theo mã CDMA Trong mạng truy nhập quang dòng bít liệu hớng từ ngời sử dụng đến tổng đài có lu lợng nhỏ hớng từ tổng đài đến ngời sử dụng có lu lợng lớn nhiều, vậy, kỹ thuật truy nhập cho hớng khác Để thực đợc mạng quang đa truy nhập cần phải có số cấu kiện quang, thông thờng đợc gọi thiết bị quang thụ động Tuỳ theo chức thực mà chúng đợc chia loại nh sau : Bộ chia quang: Bộ thực chia công suất quang từ đầu vào tới số đầu Bộ tổng hợp quang: Bộ thực chức ngợc lại chia, tổng hợp số tín hiệu quang đờng vào đa tới đầu Bộ ghép hình quảng bá: Thiết bị thực việc kết hợp tín hiệu quang từ cổng vào chia cho cổng Thiết bị ghép kênh theo bớc sóng : Thiết bị tổng hợp kênh có bớc sóng khác đầu vào đa đầu Thiết bị tách kênh theo bớc sóng : Thiết bị chia đa kênh quang từ đầu vào thành đầu khác tuỳ thuộc vào bớc sóng chúng Các ly quang: Có nhiệm vụ bảo vệ phát thiết bị liên quan đến độ nhạy từ tín hiệu phản xạ không mong muốn Bộ lọc quang : Thiết bị thực chọn lọc kênh số kênh đến đầu vào, đa kênh đợc chọn đến đầu Ngoài số mạng quang đa truy nhập yêu cầu vài phần tử điều chỉnh đợc, ví dụ nh phát thay đổi đợc (Tx- Tunable), thu -2- -3- thay đổi đợc (Rx- Tunable) lọc quang thay đổi đợc Đây phần tử tích cực, có vị trí đặc biệt quan trọng mạng quang sử dụng kỹ thuật đa truy nhập theo bớc sóng (WDMA) lựa chọn bớc sóng Vì chúng khả tách kênh riêng rẽ Trong trờng hợp tổng quát số cổng đầu vào cổng đầu không cần phải ký hiệu (NxM), N số cổng đầu vào M số cổng đầu Có số kiểu ghép hình đợc phát triển Loại ghép sử dụng ghép sợi 3dB Mỗi ghép sợi có khả ghép hai tín hiệu đầu vào phân chia hai cổng đầu ra, có nghĩa ghép hình 2x2 Các hình bậc cao NxN đợc tạo cách gộp số ghép 2x2 với N bội số lần Hình 1.2 mô tả sơ đồ nh cho cấu trúc hình 8x8 tạo thành từ 12 ghép 2x2 Để tạo đợc coupler hình NxN số coupler dB cần thiết đợc tính theo biểu thức sau: N N C = log N 1.1 Nếu gọi suy hao tín hiệu qua coupler 3dB hệ số đợc xác định tổng số công suất đầu tổng công suất đầu vào, thông thờng giá trị đợc biểu diễn theo đơn vị deciBel Suy hao tổng tín hiệu qua ghép hình NxN đợc tính nh biểu thức (1.2) Nh số cổng tăng lên suy hao tín hiệu qua ghép tăng lên N a n n b c 1 n e d M n f Hình 1.1 Cấu kiện quang thụ động a Bộ chia quang d Bộ ghép kênh theo bớc sóng b Bộ tổng hợp quang e Bộ tách kênh theo bớc sóng c Bộ ghép hình quảng bá f Bộ cách ly quang 1.2 Bộ ghép hình quảng bá 10 11 12 Hình 1.2 Bộ ghép hình 8x8 tạo 12 ghép sợi đơn mode Vai trò ghép hình kết hợp tín hiệu quang từ cổng đầu vào chia cổng đầu nh hình 1.2 Không nh tách kênh, ghép hình không chứa phần tử log N Loss [ dB ] = 10 log 10 10 (1 3 log 10 ) log 10 N 1.2 N Có giải pháp khác đợc đa sử dụng ghép biconicaltaper (thắt làm hai hình chóp nóng chảy) để tạo ghép hình vững vàng, chắn Hình 1.3 mô tả sơ đồ truyền dẫn phản xạ đợc tạo công nghệ Kỹ thuật làm nóng chảy số lợng lớn sợi lại với kéo dài phần nóng chảy thành dạng cấu trúc thắt hai phần phần có dạng hình nêm, tín hiệu từ sợi đợc ghép lại với chia cổng đầu Cấu trúc nh hoạt động tơng đối tốt với sợi đa mode Còn trờng hợp sợi đơn mode bị hạn chế làm nóng chảy đợc vài sợi Các ghép nóng chảy 2x2 sử dụng sợi đơn mode đợc chế tạo từ sớm Chúng đợc thiết kế để hoạt động phạm vi bớc sóng rộng -4- (a) -5- (b) a, Bộ ghép truyền dẫn ; b, Bộ ghép phản xạ Hình 1.3 Các ghép hình 1.3 ghép kênh (MUX) tách kênh (DE-MUX) 1.3.1 Nguyên lý ghép kênh theo bớc sóng quang i1(1) O1(1) MUX in(n) o(1 .n) DE-MUX i(1 .n) On(n) Hình 1.4 Sơ đồ khối hệ thống WDM Nguyên lý ghép kênh theo bớc sóng quang đợc minh hoạ hình 1.4 Có hai phơng án thiết lập hệ thống truyền dẫn sử dụng ghép bớc sóng quang WDM là: Phơng án truyền dẫn ghép bớc sóng quang theo hớng, kết hợp tín hiệu có bớc sóng khác vào sợi quang đầu thực tách chúng để chuyển tới tách sóng quang đầu Thông thờng cần phải sử dụng hai sợi quang để thực truyền tín hiệu thông tin cho chiều chiều Phơng án truyền dẫn hai hớng không qui định phát đầu thu đầu; điều tức truyền thông tin theo hớng bớc sóng 1, , 3, .j n đồng thời truyền thông tin khác theo hớng ngợc lại bớc sóng 1, 2, 3, .j n Phơng án cần sử dụng sợi thiết lập đợc hệ thống truyền dẫn cho chiều chiều Để thực hệ thống WDM theo hớng, cần phải có ghép kênh bớc sóng MUX đầu phát để kết hợp tín hiệu quang từ nguồn phát quang khác đa vào sợi quang chung Tại đầu thu, cần phải có tách kênh DEMUX để thực tách kênh quang tơng ứng Nhìn chung, laze đơn mode thờng không phát lợng công suất đáng kể độ rộng phổ kênh định trớc chúng, không cần phải để ý đến vấn đề xuyên kênh đầu phát Vấn đề đáng quan tâm ghép kênh cần có suy hao thấp để cho tín hiệu từ nguồn quang tới đầu ghép bị suy hao Đối với tách kênh, tách sóng quang thờng nhạy cảm vùng rộng bớc sóng thu đợc toàn bớc sóng đợc phát từ phía thiết bị phát Nh vậy, để ngăn chặn tín hiệu không mong muốn cách có hiệu quả, phải có biện pháp cách ly tốt kênh quang Để thực điều này, cần thiết kế tách kênh xác sử dụng lọc quang ổn định có bớc sóng cắt xác Về nguyên lý, ghép kênh đợc dùng làm tách kênh Nh hiểu đơn giản, từ ghép-Multiplexer trờng hợp thờng đợc sử dụng dạng chung để tơng thích cho ghép tách kênh, ngoại trừ trờng hợp cần thiết phải phân biệt hai thiết bị hai chức Ngời ta chia thiết bị ghép sóng quang thành ba loại : Bộ ghép kênh (MUX ), tách kênh (DEMUX) ghép tách hỗn hợp (MUXDEMUX) Các MUX DEMUX đợc dùng cho phơng án truyền dẫn theo hớng, loại thứ ba (MUX-DEMUX) đợc sử dụng cho phơng án truyền dẫn hai hớng sợi Hình 1.5 mô tả cấu trúc thiết bị ghép tách kênh hỗn hợp Việc phân tích xác thiết bị ghép phải dựa ma trận chuyển đổi với phần tử ma trận Aij(x) Các phần tử hệ số phụ thuộc vào bớc sóng, biểu thị tín hiệu quang vào cửa thứ i cửa thứ j Tín hiệu ghép kênh Ik(k) O(k) I(i) Hìn Oi(i) Sợi quang Tín hiệu tách kênh Hình 1.5 Thiết bị ghép tách kênh hỗn hợp (MUX-DEMUX) -6- -7- 1.3.2 Các tham số ghép kênh tách kênh Các tham số để miêu tả đặc tính ghép tách kênh hỗn hợp suy hao xen, xuyên kênh, độ rộng kênh Để đơn giản, ta phân biệt thành thiết bị hớng hình 1.4 thiết bị hai hớng nh hình 1.5 Các ký hiệu I(i) O(k) tơng ứng tín hiệu có bớc sóng i , k đờng chung Ký hiệu Ik(k) tín hiệu đầu vào đợc ghép vào cửa thứ k, tín hiệu đợc phát từ nguồn phát quang thứ k Ký hiệu Oi(i) tín hiệu có bớc sóng i đợc tách từ cửa thứ i Bây ta xem xét ba tham số suy hao xen, xuyên kênh, độ rộng kênh nh sau : Suy hao xen : Đợc xác định lợng công suất tổn hao sinh tuyến truyền dẫn quang tuyến có thêm thiết bị ghép bớc sóng quang WDM Suy hao bao gồm suy hao điểm ghép nối thiết bị WDM với sợi suy hao thân thiết bị ghép gây Suy hao xen đợc diễn giải tơng tự nh suy hao ghép coupler chung, nhng có điểm khác WDM xét cho bớc sóng đặc trng: Từ hình 1.6 (a) ta thấy Ui(k) lợng tín hiệu không mong muốn bớc sóng k có rò tín hiệu cửa thứ i, mà có tín hiệu bớc sóng i Trong thiết bị ghép tách kênh hỗn hợp nh hình 1.6 (b), việc xác định suy hao xuyên kênh đợc áp dụng nh tách kênh Trong trờng hợp này, phải xem xét hai loại xuyên kênh xuyên kênh đầu xa kênh khác đợc ghép vào đờng truyền gây ra, ví dụ nh I(k) sinh Ui(k) xuyên kênh đầu gần kênh khác đầu vào sinh ra, đợc ghép bên thiết bị, nh Ui (j) Khi tạo sản phẩm, nhà chế tạo phải cho biết suy hao kênh kênh thiết bị O ( i ) L i = 10 log I i ( i ) O i ( i ) I ( i ) thiết bị DEMUX Oi(i) + Ui(k) DEMUX 1.4 Với Li suy hao bớc sóng i thiết bị đợc ghép xen vào tuyến Xuyên kênh : Là tợng lợng nhỏ tín hiệu từ kênh bị rò sang kênh khác Các mức xuyên kênh cho phép nằm dải rộng tuỳ thuộc vào trờng hợp áp dụng, nhng nhìn chung phải đảm bảo nhỏ 30 dB trờng hợp Trong tách kênh lý tởng rò công suất tín hiệu từ kênh thứ i có bớc sóng i sang kênh khác có bớc sóng khác với i Nhng thực tế tồn mức xuyên kênh định điều làm giảm chất lợng truyền dẫn hệ thống Khả tách kênh khác đợc diễn giải suy hao xuyên kênh đợc tính dB : U ( ) Di (k ) = 10log[ i k ] 1.5 I (k ) O(j) j k I(i) I(k) (a) thiết bị MUX 1.3 L i = 10 log Ij(j) Sợi quang Oi( i) + Ui(k) + Ui(j) I(i) I(k) (b) a) Bộ tách kênh b) Bộ ghép tách kênh hỗn hợp Hình 1.6 Xuyên kênh Độ rộng kênh : Là dải bớc sóng dành cho kênh mà định nguồn phát quang Nếu nguồn phát quang điốt laze độ rộng kênh đợc yêu cầu vào khoảng vài đến hàng chục nano mét để đảm bảo không bị nhiễu kênh bất ổn định nguồn phát gây ra, ví dụ nh nhiệt độ làm việc thay đổi làm trôi bớc sóng Đối với nguồn phát quang điốt phát quang LED, yêu cầu độ rộng kênh phải lớn 10 đến 20 lần Nh vậy, độ rộng kênh phải đảm bảo đủ lớn để tránh nhiễu kênh, đợc xác định tuỳ theo loại nguồn phát 1.4 điốt laze điều chỉnh đợc bớc sóng Đối với việc thiết kế hệ thống điốt laze lý tởng loại phát xạ đơn mode dọc với độ rộng phổ hẹp tốc độ điều chỉnh bớc sóng cỡ nano giây khoảng bớc sóng cỡ 100 nm quanh bớc sóng 1.3 1.5 àm Đã có nhiều kỹ thuật đợc phát triển cho ứng dụng điều chỉnh bớc sóng Tuy nhiên kỹ thuật cha hoàn thiện đáp ứng đợc tất yêu cầu ứng dụng cách đồng thời Do có thoả hiệp -82- -83- đờng dây trễ chia tín hiệu quang thu đợc sau tín hiệu lại đợc kết hợp lại Đầu giải mã quang đợc tách tín hiệu thiết bị đặt ngỡng quang tách sóng quang tốc độ cao có tín hiệu điện đầu đợc so sánh với mức ngỡng so sánh để khôi phục liệu Nừu mức tín hiệu mức ngỡng bit đợc giải mã Ngợc lại mức tín hiệu nằm dới mức ngỡng bit đợc giải mã Lỗi trình mã hoá xảy nút truyền bit gây nhiễu từ tín hiệu N-1 nút khác tạo đỉnh tơng quan chéo với mức tín hiệu ngỡng Xác suất lỗi phụ thuộc vào mức ngỡng (Th), đặc tính tơng quan mã CDMA số tín hiệu gây nhiễu Giả sử mã CDMA (F , K, a, C) có yêu cầu tối thiểu tơng quan chéo C =1 Nếu tổng số tín hiệu gây nhiễu N-1 nhỏ so với trọng lợng mã K, nhiễu xảy ta chọn mức ngỡng Th > N-1 Nếu số nút nhiễu lớn trọng lợng mã (N-1 K), tín hiệu nhiễu gây đỉnh tơng quan chéo mức Th, lỗi xảy với mức xác suất định.Thực ra, Th cần phải đợc đặt thấp K để tách đợc đỉnh tự tơng quan tín hiệu mong muốn Nói chung BER hệ thống CDMA tơng đối cao trừ tải mạng thấp kỹ thuật sửa lỗi đợc áp dụng Bởi mạng CDMA quang thể đợc đặc tính u việt mạng có phần nút mạng phát lu lợng theo đợt khoảng thời gian định Nh ta thấy phần sau, giá trị BER đạt đợc 2) ATM node: đến M nx E1 2x STM1 ATM +IP SW VTI Mạng lõi VTN VDC STM1 nxE1 STM1 ATM +IP SW Láng Trung ADM nxE1 Đức Giang Ring SDH 2.5 Gb/s ADM 75 Đinh tiên Hoàng ADM ATM + IP SW STM1 nx E1 ADM STM1 Cầu giấy ATM node STM1 BRAS ATM node: đến M STM1 ATM +IP SW nx E1 ATM node: đến M Các cổng tốc độ n x 64 Kb/s Cáp đồng Hình 6.2 Cấu trúc mạng truyền số liệu ATM+IP 6.1.5 Mạng truy nhập băng rộng ADSL & SHDSL Mạng xDSL Bu điện TP Hà nội đợc triển khai với khả cung cấp dịch vụ kết nối DDN mạng riêng ảo (VPN) thông qua giao tiếp xDSL Giao diện xDSL đợc triển khai tất node mạng nh -92- -93- có khả cung cấp kết nối đối xứng toàn địa bàn thành phố, nhiên tốc độ cổng đạt tối đa 2.3 Mbps Hơn việc cung cấp rộng rãi kết nối thông qua mạng xDSL phần bị hạn chế băng thông số DSLAM có giới hạn mức 16Mbps Mạng cung cấp dịch vụ: * ADSL ứng dụng cho việc truy nhập Internet tốc độ cao không đối xứng (chiều lên 640 Kb/s chiều xuống Mb/s) * SHDSL cung cấp dịch vụ VPN qua giao diện đờng giây đối xứng (tốc độ Mb/s cho hớng) Hình 6.3 mô tả sơ đồ chức mạng ADSL & SHDSL, đó: - BRAS (Broad band Acess Server) : Số lợng 02 trạm đặt 75 Đinh Tiên Hoàng Cầu Giấy - ATM switch : Số lợng 12 trạm có nhiệm vụ tập trung số node DSLAM trớc kết nối BRAS Các vị trí lắp đặt ATM switch mạng nh sau : Host Trần Khát Trân, Host mai Hơng, Host Giáp Bát, Host Kim Liên, Host Thợng Đình, Host Ô chợ Dừa, 75 Đinh Tiên Hoàng, Host Nguyễn Du, Host Yên Phụ, Host Cầu Giấy, Host Hùng Vơng, Host Láng Trung Tuy nhiên tốc độ mở rộng mạng nhanh vị trí tổng đài Host đặt trạm ATM switch - Các node DSLAM: Hơn 120 trạm lắp đặt trạm vệ tinh Các trạm cung cấp kết nối trực tiếp đến khách hàng thông qua mạng cáp đồng - Kết nối từ DSLAM ATM switch, từ ATM switch đến BRAS thông qua mạng truyền dẫn SDH (n x E1 STM1) Kết nối từ BRAS đến mạng lõi NGN đặt VTN qua luồng STM Mạng xDSL BĐHN đợc triển khai với khả cung cấp dịch vụ kết nối DDN mạng riêng ảo (VPN) thông qua giao tiếp xDSL Giao diện xDSL đợc triển khai tất node mạng nh có khả cung cấp kết nối đối xứng toàn địa bàn thành phố, nhiên tốc độ cổng đạt tối đa 2.3 Mbps Hơn việc cung cấp rộng rãi kết nối thông qua mạng xDSL phần bị hạn chế băng thông số DSLAM có giới hạn mức 16Mbps STM1 Mạng lõi VTN ( IP ) nx E1 ATM SW BRAS D S L A M DSLAM node đặt trạm tổng đài trạm vệ tinh n x E1 ATM SW Đinh Tiên Hoàng STM1 D S L A M GE Mạng quản lý khai thác PSTN ATM SW Yên Phụ ATM SW Cầu Giấy STM1 ATM SW Hùng Vơng STM1 BRAS 75 Đinh Tiên Hoàng Mạng quản lý khai thác ATM SW Lạc Trung STM1 STM1 STM1 Mạng lõi VTN x STM1 GE ADSL SHDSL STM1 STM1 ATM SW Nguyễn Du ADSL SHDSL STM1 STM1 STM1 STM1 STM1 ATM SW T.K Chân ATM SW Mai Hơng ATM SW Giáp bát ATM SW Kim Liên ATM sw ô C.Dừa ATM SW Thợng Đình n x E1 Cáp đồng Hình 6.3 Sơ đồ cấu trúc mạng truy nhập ADSL & SHDSL DSLAM node đặt trạm tổng đài trạm vệ tinh -94- Hình 6.4 Cấu trúc mạng truy nhập băng rộng ADSL & SHDSL 6.2 Đánh giá ứng dụng truy nhập quang BĐHN Hiện nay, BĐHN phần mạng thiết bị triển khai mức phát triển đến tổng đài vệ tinh sở mạng truyền dẫn cấu hình Ring/điểmđiểm Ring hai hớng công nghệ SDH tốc độ STM1, STM-4, STM16 Một số khu vực có mở rộng mạng truy nhập quang xuống phía thuê bao nhng sử dụng công nghệ quang SDH tích cực, tốc độ STM-1, STM-4, giao diện điển hình E1 Với trạng mạng BĐHN thấy rằng: Hầu hết địa điểm triển khai mạng cáp quang nội hạt Mạng cáp quang đợc trải rộng tiếp cận hầu hết điểm truy nhập lu lợng mạng (nh trạm tập trung RSU, tổng đài độc lập, tổng đài HOST, tổng đài truyển tiếp ) Cấu trúc vòng ring sợi quang đợc định hình theo tuyến cáp/sợi theo mô hình ring truy nhập (access ring) Đây điều kiển thuận lợi việc nghiên cứu áp dụng công nghệ truyền tải quang để xây dựng mạng đô thị Hiện phần lớn thiết bị truyền dẫn BĐHN sử dụng thiết bị truyền dẫn sở công nghệ SDH với việc triển khai vòng ring thiết bi kết nối điểm - điểm với dung lợng từ STM đến STM triển khai Ring trục với dung lợng STM 16 Do việc xem xét vấn đề tận dụng sở hạ tầng truyền dẫn có để xây dựng mạng MAN yêu cầu đặt cho mục đích tiết kiệm chi phí đầu t xây dựng mạng Trong vòng vài năm trở lại BĐHN đầu t lớn vào mạng việc phát triển tuyến cáp quang nội hạt Phần lớn tuyến cáp quang đợc lắp đặt với dung lợng sợi cáp 8, 16, 24 sợi, hệ số sử dụng sợi thấp Do vậy, tài nguyên sợi quang mạng quang nội hạt mạng Đây thuận lợi lớn cho xem xét triển khai hệ thống truyền dẫn quang dựa sở công nghệ nh WDM, SDH-NG, RPR Với phân tích nhận định dựa vào thực trạng mạng BĐHN ta thấy việc xây dựng hạ tầng truyền dẫn quang cho việc phát triển mạng MAN phải xem xét theo mục tiêu xây dựng mạng cụ thể (qui mô, kích cỡ mạng ) phù hợp với đặc thù khu vực Trong đó, sở hạ tầng mạng truyền dẫn quang áp dụng công nghệ truyền dẫn quang phù hợp không thiết phải lựa chọn công nghệ nhất, xu hớng xây dựng mạng MAN giới Do việc lựa chọn công nghệ -95- truyền dẫn quang áp dụng cho xây dựng mạng MAN BĐHN thực theo hớng nh sau: Đối với mục đích xây dựng mạng có khả tận dụng sở hạ tầng mạng truyền dẫn quang SDH cũ xây dựng mạng sở áp dụng công nghệ SDH-NG Công nghệ việc đảm bảo tiêu chí xây dựng mạng MAN mà có khả tích hợp hệ thống truyền dẫn SDH cũ Cho phép tận dụng tài nguyên mạng có sẵn, tạo khả tích hợp quản lý mạng hạ tầng quản lý Đối với bối cảnh mạng dồi tài nguyên sợi, không bắt buộc phải tận dụng hệ thống sở hạ tầng mạng truyền dẫn cũ, yêu cầu xây dựng mạng đáp ứng nhiều mục tiêu khác (nh cung cấp đa dạng dịch vụ, đa dạng giao diện, ứng dụng công nghệ mạng tiên tiến, hớng tới phát triển tơng lai) nên xây dựng sở hạ tầng mạng dựa sở công nghệ truyền dẫn quang tiên tiến nh SDH-NG, RPR, WDM giải pháp kết hợp với công nghệ định tuyến chuyển mạch lớp Đối với mục tiêu xây dựng mạng MAN có qui mô nhỏ, dung lợng thấp phân mảnh mạng MAN (trong lớp biên lớp truy nhập đến ngời sử dụng) bối cảnh dung lợng truyền dẫn SDH có phạm vi mạng có khả đáp ứng nhu cầu tận dụng dung lợng truyền dẫn hệ thống SDH có cho mạng MAN cần xây dựng để tiết kiệm chi phí đầu t xây dựng mạng Nh thấy xây dựng mạng MAN phục vụ đa truy nhập dùng cáp quang đích hớng tới cho mạng viễn thông tơng lai, có u điểm sau: Về dịch vụ: Đảm bảo đáp ứng yêu cầu kỹ thuật cho tất loại hình dịch vụ, cho phép sử dụng sở hạ tầng có hiệu hơn, thuận lợi phát triển dịch vụ Về đầu t phát triển chi phí khai thác: Chi phí đầu t cho mạng lớn, tính kinh tế đầu t quan trọng Mạng có khả tích hợp dịch vụ, giảm chi phí quản lý bảo dỡng nhiều so với mạng cáp đồng tại, tính kinh tế cao -96- -97- Về cấu trúc mạng: Mạng cho phép giảm số lợng tổng đài nội hạt, loại bỏ tổng đài độc lập, tăng dung lợng nút, giảm cấp mạng đồng nghĩa với tăng chất lợng dịch vụ khách hàng Tốc độ cổng n x 1Mbps thay đổi theo nhu cầu khách hàng - Để tận dụng hạ tầng tốc độ cao mạng, mặt kỹ thuật hệ thống cần sẵn sàng hỗ trợ số dịch vụ giá trị gia tăng nh Video on Demand, Storage Area Network, Web hosting Theo nghiên cứu, thị trờng Hà nội đợc chia thành khối sau: * Các tổ chức Đảng phủ: Trong khuôn khổ đề án 112 Chính phủ, quan công quyền khẩn trơng triển khai nội dung khác việc tin học hoá máy hành chính, nhằm mục tiêu triển khai đa Chính phủ điện tử vào thực hoạt động phục vụ đời sống xã hội Hiện BĐHN triển khai kéo cáp quang dung lợng 12 Fo đến khoảng 100 quan thuộc đề án 112 giai đoạn đầu dự kiến mạng quan Đảng- Chính phủ đợc tổ chức theo hình thức kinh điển với đờng kênh thuê riêng nx2Mbps, VPN ADSL SHDSL kết nối mạng riêng quan điểm ghép, từ kết nối vào đờng trục chung Internet Tuy nhiên việc triển khai dịch vụ hành công mạng tiến triển cách thuận lợi với phát triển xã hội, nhu cầu sử dụng mạng tăng mạnh, kèm theo yêu cầu tất yếu nâng cao lực hạ tầng mạng nói chung lực đờng truyền nói riêng Với quy mô sở liệu lớn nh số liệu dân số, doanh nghiệp, giao thông vận tải, điện, nớc , nhu cầu băng thông cỡ nx100Mbps trở lên phục vụ quản lý, cập nhật, khai thác truy nhập thông tin dự đoán đợc * Các doanh nghiệp quan nghiên cứu: Trong thời gian qua việc sử dụng mạng máy tính trở thành hoạt động hàng ngày hầu hết doanh nghiệp, trờng học, viện nghiên cứu Nhu cầu truyền số liệu tốc độ cao xuất dới nhiều hình thức, xuất phát từ nhiều đối tợng khác nh: - Các doanh nghiệp nhà khai thác cung cấp dịch vụ thông tin- viễn thông: Vietel, Saigon Postel, Công ty Viễn thông điện lực, FPT, Netnam - Các Công ty, Tổng Công ty lớn có nhu cầu khả xây dựng trung tâm liệu, trao đổi thông tin thờng xuyên: Ngân hàng, bảo hiểm Về quản lý mạng: Hệ thống quản lý mạng tập trung, cho phép điều phối mạng truy nhập hoạt động ổn định, linh hoạt chuẩn đoán khắc phục lỗi, thiết bị hỗ trợ cung cấp dịch vụ dung lợng, lu lợng giảm đợc chi phí quản lý, khai thác dịch vụ Về băng thông tốc độ truyền tải: Mạng với u điểm băng thông tốc độ truyền tải phù hợp với xu hớng phát triển thông tin tơng lai Đó hội nhập truyền thông công nghệ thông tin Bên cạnh mạng tồn số nhợc điểm sau: Mức độ thâm nhập cáp quang hạn chế, chủ yếu mở rộng phạm vi tổng đài nhờ thiết bị tập trung thuê bao, hệ thống mạng truy nhập quang kết nối tổng đài đến vê tinh Cấu trúc đợc sử dụng vào thời kỳ đầu mạng để cung cấp dịch vụ tới thuê bao kinh doanh, hiệu có nhiều thuê bao vùng, cung cấp thêm dịch vụ mới, nhng dùng cáp quang không hiệu số dịch vụ cung cấp qua mạng cáp đồng công nghệ truyền dẫn thích hợp mà cha cần thay cáp quang Các ứng dụng truy nhập quang BĐHN cung cấp kết nối tốc độ cao tơng đối bị hạn chế công nghệ, cấu hình giao diện thiết bị có 6.3 Dự báo nhu cầu phát triển Với tính tiện lợi truy nhập Internet tốc độ cao dịch vụ kết nối mạng riêng ảo điểm - đa điểm điểm - điểm, Việt Nam nớc khác giới, tốc độ phát triển thuê bao Internet dịch vụ băng rộng nhanh Trong đó: - Dịch vụ truy nhập Internet tốc độ cao (Ethernet Internet Access): Cung cấp kết nối Ethernet tới nhà khách hàng phục vụ truy nhập Internet với tốc độ cổng 10Mbps Tổ chức xác thực hệ thống RADIUS VDC - Dịch vụ kết nối mạng riêng ảo (Ethernet VPN): Cung cấp kết nối Ethernet tới nhà khách hàng phục vụ thiết lập mạng riêng ảo địa điểm khác -98- -99- - Các cao ốc hoạt động dới hình thức trung tâm thơng mại, trung tâm giao dịch, điểm cho thuê văn phòng , điểm tập trung nhiều doanh nghiệp đợc chủ thể cung cấp mặt dịch vụ nh điện, nớc, truyền thông - Trờng đại học, viện nghiên cứu, công viên phần mềm, trung tâm máy tính Theo kênh bán hàng truyền thống, dịch vụ truyền số liệu đợc cung cấp thẳng tới ngời dùng cuối nh trờng học, viện nghiên cứu, ngân hàng, bảo hiểm, công ty thơng mại Tuy nhiên điều kiện kinh doanh dịch vụ đợc bán lại thông qua nhà khai thác cung cấp dịch vụ khác nh doanh nghiệp viễn thông mới, thông qua đại lý bán lẻ dịch vụ nh chủ đầu t cao ốc, khách sạn Ngoài có đối tợng khách hàng có nhu cầu truyền số liệu cao ngân hàng (trên địa bàn thành phố có 40 ngân hàng, 27 ngân hàng thuê 182 đờng truyền số liệu) Tuy nhiên ngân hàng đầu t lớn vào hệ thống thiết bị truyền số liệu có yêu cầu cao độ tin cậy, độ ổn định hệ thống nên dự đoán tơng lai gần họ không chuyển đổi hạ tầng truyền số liệu * Nội mạng Bu điện TP Hà nội: liệu để triển khai dịch vụ cách đa dạng nhanh chóng Để đạt đợc mục tiêu này, mạng cần dựa tảng truyền dẫn chuyển mạch gói có băng thông lớn cỡ nx1Gbps, độ tin cậy lớn, khả kết nối linh hoạt - Tơng tự nh doanh nghiệp lớn khác, Bu điện TP Hà nội có nhu cầu sử dụng mạng truyền số liệu tốc độ cao để kết nối trung tâm dự liệu phục vụ hoạt động sản xuất kinh doanh nội đơn vị Do khối lợng liệu lớn, mức độ tin học hoá hàm lợng kỹ thuật công việc cao, nh cầu băng thông độ tin cậy hệ thống lớn - Tơng tự nh nhà cung cấp dịch vụ viễn thông khác đặc biệt sau đa hệ thống phân tải hệ thống mạng ADSL vào hoạt động, Bu điện TP Hà nội nhu cầu kết nối đờng trục đa điểm (các điểm Access Server với POP, DSLAM với DSLAM HUB, DSLAM HUB với BRAS ) với tốc độ cao cỡ nx100Mbps, chí cỡ nx1Gbps lớn Nhu cầu cao dịch vụ giá trị gia tăng nh Video on Demand, hội nghị truyền hình Theo định hớng chung Tổng Công ty, Bu điện TP Hà nội tổ chức xây dựng cấu trúc mạng MAN có hạ tầng thông tin hợp dựa u điểm công nghệ chuyển mạch gói, đáp ứng hội tụ thoại số 6.4 phân tích giải pháp áp dụng xây dựng mạng man Nhìn chung mạng MAN thực chất mạng cung cấp đa dịch vụ phạm vi nội vùng (thảnh phố /tỉnh) Vai trò tơng tự nh vai trò nhà cung cấp dịch vị Internet nhng có điểm khác đợc xây dựng để hớng tới đối tợng phục vụ chủ yếu liên kết trao đổi lu lợng mạng cục LAN dung lợng kích cỡ mạng lớn Qui mô mạng MAN cở thể bao phủ toàn thành phố mạng để liên kết vài khu nhà (chung c, khu công nghệ/công nghiệp, quan tổ chức, trờng đại học, viện nghiên cứu) với Thiết bị mạng MAN đợc xây dựng quản lý nhiều tổ chức khác với nhà cung cấp dịch vụ mạng MAN Có thể thấy công nghệ chủ yếu để áp dụng cho việc xây dựng mạng MAN là: Công nghệ SDH (SDH truyền thống, SDH-NG); Công nghệ WDM; Công nghệ RPR; Công nghệ Gigabit Ethernet, Công nghệ IP Tuy nhiên, vấn đề đặt cho nhà khai thác cung cấp dịch vụ mạng MAN sở mục tiêu xây dựng mạng cần phải lựa chọn đợc công công nghệ phù hợp để áp dụng vào việc xây dựng mạng Trên sở công nghệ mạng đợc lựa chọn, nhà khai thác mạng xây dựng cấu hình mạng thích hợp, lựa chọn thiết bị phù hợp để xây dựng đợc mạng đáp ứng với mục tiêu đề Sau ta phân tích đặc điểm, u nhợc điểm khả áp dụng công nghệ có khả áp dụng cho việc xây dựng mạng MAN Công nghệ SDH/SDH-NG a Đặc điểm công nghệ Công nghệ SDH công nghệ truyền dẫn đợc áp dụng phổ biến mạng nhà cung cấp dịch vụ giới Công nghệ SDH đợc xây dựng sở hệ thông phân cấp ghép kênh đồng TDM với cấu trúc phân cấp ghép kênh STM-N cho phép cung cấp giao diện truyền dẫn tốc độ từ vài Mbít/s tới vài Gigabít/s Đặc tính ghép kênh TDM phân cấp ghép kênh đồng công nghệ SDH cho phép cung cấp kênh truyền dẫn có băng thông cố định độ tin cậy cao với việc áp dụng -100- -101- cho chế phục hồi bảo vệ, chế quản lý hệ thống theo cấu trúc tô-pô mạng phù hợp đợc chuẩn hóa tiêu chuẩn ITU-T Từ trớc tới công nghệ truyền dẫn SDH đợc xây dựng chủ yếu cho việc tối u truyền tải lu lợng thoại Theo dự báo phân tích thị trờng mạng viễn thông, doanh nghiệp có gia tăng mạnh mẽ loại hình dịch vụ truyền liệu có xu hớng chuyển dần lu lợng dịch vụ thoại sang truyền tải theo giao thức truyền liệu Trong đó, sở hạ tầng mạng SDH có khó có khả đáp ứng nhu cầu truyền tải lu lợng gia tăng tơng lai gần Do yêu cầu đặt cần phải có sở hạ tầng truyền tải để đồng thời truyền tải lu lợng hệ thống SDH có lu lợng loại hình dịch vụ chúng đợc triển khai Đó lý việc hình thành hớng công nghệ SDH, SDH hệ SDH-NG Công nghệ để tạo SDH-NG đợc tập hợp chung khái niệm khái niệm truyền liệu qua mạng SDH DoS (data over SDH) DoS cấu truyền tải lu lợng cung cấp số chức giao diện nhằm mục đích tăng hiệu việc truyền liệu qua mạng SDH Mục tiêu quan trọng mà hớng công nghệ nói cần phải thực đợc phối hợp hỗ trợ lẫn để thực chức cài đặt/chỉ định băng thông cho dịch vụ cách hiệu mà không ảnh hởng tới lu lợng đợc truyền qua mạng SDH Điều có nghĩa mạng đảm bảo đợc chức hỗ trợ truyền tải lu lợng dịch vụ mạng có triển khai loại hình dịch vụ Thêm vào đó, SDH-NG cung cấp chức đảm bảo chất lợng dịch vụ QoS với mức độ chấp nhận cho loại hình dịch vụ mới; mềm dẻo linh hoạt việc hỗ trợ truyền tải lu lợng truyền tải giao thức khác qua mạng Cơ cấu DoS bao gồm giao thức chính: Thủ tục đóng khung tổng quát GFP (generic framing procedure), kỹ thuật liên kết chuỗi ảo VC (virtual concatenation) cấu điều chỉnh dung lợng đờng thông LCAS (link capacity adjustment scheme) - Thuận tiện cho kết nối truyền dẫn điểm -điểm; quản lý dễ dàng - Thiết bị đợc triển khai rộng rãi b u điểm - Cung cấp kết nối có băng thông cố định cho khách hàng - Độ tin cậy kênh truyền dẫn cao, trễ truyền tải thông tin nhỏ - Các giao diện truyền dẫn đợc chuẩn hóa tơng thích với nhiều thiết bị mạng c Nhợc điểm - Công nghệ SDH đợc xây dựng nhằm mục đích tối u cho truyền tải lu lợng chuyển mạch kênh, không phù hợp với truyền tải lu lợng chuyển mạch gói - Do cấu trúc ghép kênh phân cấp nên cần nhiều cấp thiết bị để ghép tách, phân chia giao diện đến khách hàng - Khả nâng cấp không linh hoạt giá thành nâng cấp đắt - Khó triển khai dịch vụ ứng dụng Multicast - Dung lợng băng thông giành cho bảo vệ phục hồi lớn - Phơng thức cung cấp phức tạp, thời gian cung ứng kết nối dài Công nghệ RPR a Đặc điểm công nghệ Công nghệ RPR thực chất công nghệ mạng đợc xây dựng nhằm mục đích thỏa mãn yêu cầu truyền tải lu lợng dạng liệu mạng MAN Thực tế công nghệ Ethernet công nghệ SDH thực độc lập giải pháp lý tởng để thực mạng MAN; SDH có nhiều u điểm xây dựng mạng theo cấu trúc Ring nhng lại hiệu truyền tải lu lợng dạng liệu Ethernet truyền tải lu lợng dạng liệu cách hiệu nhng lại khó triển khai với cấu trúc mạng Ring không tận dụng đợc u diểm mà cấu trúc mang lại Điểm chủ yếu công nghệ RPR kiến tạo giao thức phân lớp MAC (Media Acces Control) Giao thức đợc áp dụng nhằm mục đích tối u hoá việc quản lý băng thông hiệu cho việc triển khai dịch vụ truyền liệu vòng ring RPR hoạt động phía so với Gigabit Ethernet SDH thực chế bảo vệ với giới hạn thời gian bảo vệ 50 ms Các nút mạng RPR vòng ring thu gói tin đợc địa hoá gửi đến nút chức rớt chèn gói tin gửi từ nút vào vòng ring Các gói tin địa nút đợc chuyển qua Một chức quan trọng RPR lu lợng vòng ring đợc truyền tải theo mức u tiên High, Medium, LOW tơng ứng với mức chất lợng dịch vụ QoS Hiện giao thức RPR đợc chuẩn hoá -102- -103- tiêu chuẩn IEEE 803.17 Viện kỹ thuật Điện Điện tử Hoa kỳ có nhiều hãng sản xuất thiết bị tung sản phẩm RPR thơng mại truyền đồng thời tín hiệu quang thuộc nhiều bớc sóng khác sợi quang Băng tần truyền tải thích hợp sợi quang đợc phân chia thành bớc sóng chuẩn với khoảng cách thích hợp bớc sóng (đã đợc chuẩn hóa tiêu chuẩn G.692 ITU-T), bớc sóng truyền tải luồng thông tin có tốc độ lớn (chẳng hạn luồng thông tin số tốc độ 10Gbít/s) Do đó, công nghệ WDM cho phép xây dựng hệ thống truyền tải thông tin quang có dung lợng gấp nhiều lần so với hệ thống thông tin quang đơn bớc sóng Hiện tại, sản phẩm hệ thống truyền dẫn WDM đợc sản xuất nhiều hãng sản xuất thiết bị viễn thông đợc triển khai mạng nhiều nhà cung cấp dịch vụ viễn thông giới b u điểm - Thích hợp cho việc truyền tải lu lợng dạng liệu cấu trúc ring - Cho phép xây dựng mạng ring cấu hình lớn (tối đa đến 200 nút mạng) - Hiệu suất sử dụng dung lợng băng thông lớn thực nguyên tắc ghép kênh thống kê dùng chung băng thông tổng - Hỗ trợ triển khai dịch vụ multicast/broadcast - Quản lý đơn giản (mạng đợc cấu hình cách tự động) - Phơng thức cung cấp kết nối nhanh đơn giản - Công nghệ đợc chuẩn hóa c Nhợc điểm - Giá thành thiết bị thời điểm đắt - RPR thực chức bảo vệ phục hồi cấu hình ring đơn lẻ Với cấu hình ring liên kết, có cố nút liên kết ring với RPR không thực đợc chức phục hồi lu lợng kết nối thông qua nút mạng liên kết ring - Công nghệ đợc chuẩn hóa khả kết nối tơng thích kết nối thiết bị hãng khác cha cao d Khả áp dụng - Công nghệ RPR phù hợp với việc xây dựng mạng cung cấp kết nối với nhiều cấp độ thỏa thuận dịch vụ kết nối khác giao diện - Công nghệ RPR phù hợp cho việc truyền tải lu lợng Ethernet sở giải pháp Ethernet over RPR Công nghệ WDM a Đặc điểm công nghệ WDM công nghệ truyền tải sợi quang xây dựng phát triển từ năm 90 kỷ trớc WDM cho phép truyền tải luồng thông tin số tốc độ cao (theo lý thuyết dung lợng truyển tải tổng cộng đến hàng chục ngàn Gigabít/s) Nguyên lý công nghệ thực b u điểm - Cung cấp hệ thống truyền tải quang có dung lợng lớn, đáp ứng đợc yêu cầu bùng nổ lu lợng loại hình dịch vụ - Nâng cao lực truyền dẫn sợi quang, tận dụng khả truyền tải hệ thống cáp quang đợc xây dựng c Nhợc điểm - Giá thành thiết bị đắt d Khả ứng dụng - ứng dụng phù hợp cho nơi cần tận dung lực truyền tải sợi quang - Nâng cấp dung lợng, thay hệ thống truyền tải quang có - ứng dụng cho nơi mà cần dung lợng hệ thống truyền tải lớn (mạng lõi, mạng đờng trục) 6.5 lựa chọn giải pháp công nghệ truy nhập Trong chơng 2,3,4,5 phân tích trình bầy phơng pháp mạng ứng dụng kỹ thuật đa truy nhập WDMA, TDMA, CDMA SCMA rút đợc nhận xét: * Mạng quang CDMA phức tạp với công nghệ cha hoàn toàn thực đợc * Các mạng quang ứng dụng kỹ thuật đa truy nhập TDMA SCMA giải pháp tốt để xây dựng cấu trúc MAN LAN Công nghệ phù hợp với ứng dụng mạch vòng nội hạt thông qua mạng quang thụ động nh -104- -105- : Mạng A-PON, mạng E-PON ứng dụng mang tính chất quảng bá nh CATV.v.v (cấu trúc, ứng dụng mạng đợc trình bày mục 3.2.6 ; mục 3.3.3 ; mục 4.3.1 4.3.2) * Nh chơng phân tích, thời điểm kỹ thuật đa truy nhập phân chia theo bớc sóng WDMA thích hợp cho việc xây dựng cấu trúc MAN với lý : Kỹ thuật đáp ứng đợc nhu cầu băng thông lớn Công nghệ tơng đối hoàn thiện đợc chuẩn hoá Đợc nhiều hãng viễn thông lớn giới hỗ trợ phát triển công nghệ nh : Cisco, Nortel, Siemens Kỹ thuật WDM khắc phục đợc hạn chế kỹ thuật TDM tăng dung lợng truyền dẫn là: Không bị hạn chế tốc độ xử lý phần tử điện tử, không đòi hỏi nhiều trình xử lý phức tạp làm tăng chi phí thiết bị giảm độ tin cậy chung toàn hệ thống ảnh hởng trực tiếp đến phần tử thu phát quang nh giảm độ nhạy thu, dịch tần phổ phát, cạnh tranh mode Với khả ghép nhiều luồng tín hiệu có tốc độ bit khác để tăng dung lợng, đồng thời cho phép giảm bớt tán sắc tuyến truyền dẫn quang * So sánh yếu tố liên quan đến lực truyền dẫn mạng truy nhập: Bảng 6.1 Kỹ thuật truyền dẫn từ tổng đài đến thuê bao (downstream) Kỹ thuật truyền dẫn Tốc độ truyền dẫn Dung lợng Đầu t ban đầu Khả cung cấp dịch vụ TDM SCM WDM 2,5Gb/s Cao Thấp Tất dịch vụ Băng rộng > 2,5Gb/s Vừa Thấp > 10Gb/s Rất cao Cao Tất dịch vụ băng rộng Chỉ cung cấp dịch vụ CATV Bảng 6.2 Kỹ thuật truy nhập từ thuê bao đến tổng đài (uptream) Kỹ thuật truy nhập Yêu cầu kỹ thuật Dung lợng Khả cung cấp dịch vụ WDMA SCMA TDMA CDMA Cao Vừa Thấp Rất cao Rất cao Tất dịch vụ băng rộng Rất cao Vừa Cao Tất dịch vụ băng rộng Chỉ cung cấp dịch vụ CATV Tất dịch vụ băng rộng Từ bảng 6.1 6.2 ta thấy việc lựa chọn kỹ thuật WDM áp dụng cho việc xây dựng mạng MAN cho phép cung cấp tất dịch vụ băng rộng với dung lợng tốc độ cao Do vậy, kỹ thuật đợc lựa chọn để tối u hoá dung lợng truyền dẫn từ tổng đài đến thuê bao truy nhập từ thuê bao đến tổng đài Cũng từ kết phân tích chơng ta thấy mạng chuyển mạch gói HORNET (Cấu trúc mạng đa chặng, sử dụng phơng thức đa truy nhập theo bớc sóng thời gian - T/WDMA) hoàn toàn phù hợp cho việc xây dựng MAN chuyển mạch gói dung lợng cao Xét nhu cầu lu lợng chuyển mạch gói vài năm tới địa bàn Hà Nội ta thấy triển khai cấu hình mạng HORNET 16 nút mạng sử dụng bớc sóng, tốc độ liệu bớc sóng 2.5 Gb/s (tốc độ mạng 10 Gb/s) phù hợp (Công nghệ cấu trúc mạng HORNET đợc trình bày mục 2.4.2.2) 6.6 số tiêu xây dựng mạng Mạng MAN đợc xây dựng tổ hợp công nghệ truyền dẫn, công nghệ chuyển mạch, định tuyến đợc lựa chọn Do ta nói lựa chọn giải pháp công nghệ xây dựng mạng MAN dựa tổ hợp công nghệ truyền dẫn, chuyển mạch để đạt đợc tiêu chí cụ thể đề trớc xây dựng mạng Để xác định công nghệ đợc lựa chọn trớc hết cần phải xác định đợc tiêu chí chủ yếu cho việc xây dựng mạng Các tiêu chí chủ yếu là: Năng lực truyền tải mạng, giá thành mạng, khả nâng cấp mở rộng Năng lực truyền tải mạng tiêu quan trọng cần đạt đợc xây dựng mạng Nó đợc cấu thành số yếu tố nh trễ mạng, khả bảo vệ, thông lợng, hiệu suất băng thông, độ khả dụng mạng Trễ mạng: Bao gồm tợng trễ bảo vệ phục hồi, trễ truyền tải thông tin đợc truyền qua nhiều thành phần mạng Cấu trúc tô pô mạng, kích cỡ mạng nh cờng độ lu lợng truyền tải mạng yếu tố ảnh -106- -107- hởng lớn đến trễ mạng Công nghệ Ethernet có thời gian trễ phục hồi ngắn nhng trễ truyền tải lớn Trong công nghệ RPR, Hornet có giá trị trễ truyền tải nhỏ so với NG SDH áp dụng chức chuyển gói Thông lợng: Thông lợng đợc định nghĩa tổng số lu lợng có ích đợc truyền tải thành công tổng số lu lợng cần truyền tải khoảng thời gian xác định Lu lợng có ích đợc xem nh lu lợng thực ứng dụng truyền vào mạng mà không tính đến lu lợng định dạng khung truyền tải, lu lợng tin quản lý, điều khiển mạng Lu lợng sinh phần tiêu đề khung liệu tin quản lý điều khiển mạng thay đổi tuỳ theo công nghệ khác nhau, thông thờng chiếm dới 15 % tổng số lu lợng cần truyền phụ thuộc vào kích cỡ gói số liệu Độ dự phòng tính khả dụng: Độ dự phòng tính khả dụng hai yêu cầu quan trọng cần phải đạt đợc mạng MAN cách thực áp dụng nhiều cách khác nhiều phân lớp mạng khác phối hợp phân lớp Dự phòng thiết bị mạng ứng dụng phạm vi toàn mạng nhằm đảm bảo tính khả dụng mạng, rút ngắn thời gian hỏng hóc trung bình Xét khía cạnh cấu trúc tô pô giải pháp công nghệ áp dụng để triển khai mạng việc ứng dụng giao thức mạng nh giao thức định tuyến IP, thuật toán định tuyến hình cây, giao thức chuyển mạch vòng ring hớng BHSR, giao thức bảo vệ mạng SCCP, giao thức bảo vệ đoạn chia sẻ vòng ring MS SPRing đợc xem xét áp dụng nhằm cải thiện độ khả dụng mạng Mỗi phơng thức trì mạng có công cụ cách thức riêng để thực hiện, nhiên áp dụng phối hợp hoạt động trì mạng vấn đề cần phải xem xét cách thận trọng sở phân tích kỹ chế vận hành mạng dựa vào giải pháp công nghệ đợc áp dụng Giá thành mạng: Giá thành xây dựng mạng MAN bao gồm hai phần chủ yếu: giá thành xây dựng mạng sở giải pháp công nghệ đợc lựa chọn giá thành quản lý bảo dỡng mạng Thực tế xây dựng mạng xảy hai trờng hợp: xây dựng mạng có sở hạ tầng mạng truyền dẫn SDH cũ Hai xây dựng mạng cung cấp dịch vụ hoàn toàn Thông thờng hay lựa chọn phơng án thứ việc tính toán lựa chọn công nghệ, giá thành phải cân nhắc với mục đích giảm thiểu chi phí đầu t mạng mà đạt đợc yêu cầu Tính an toàn dịch vụ: Tính an toàn dịch vụ vấn đề cần phải quan tâm việc xây dựng mạng MAN Giải pháp công nghệ cần đáp ứng đợc khả cung cấp truyền tải lu lợng ngời sử dụng mà không ảnh hởng tới tình trạng cung cấp dịch ngời sử dụng khác sở hạ tầng mạng Ngoài mạng cần có giải pháp đề phòng tới khả công theo kiểu từ chối dịch vụ phần tử phá hoại nhằm đảm bảo việc tuân thủ điều khoản cam kết ngời sử dụng Sự vững mạng khả cung cấp từ đầu đến cuối: Đảm bảo QoS cho loại hình dịch vụ yêu cầu quan giải pháp công nghệ mạng Cả ngời sử dụng nhà cung cấp dịch vụ mong muốn tận dụng băng thông cách tối đa đảm bảo thoả thuận ràng buộc với điều khoản cam kết đảm bảo chất lợng Cơ chế đảm bảo chất lợng cần phải kiểm soát đợc thông số chất lợng dịch vụ nh trễ, jitter, tỷ lệ gói nhằm đạt hiệu suất cao sử dụng tài nguyên nh trì tính liên tục cung cấp dịch vụ có nguy xảy tình trạng tắc nghẽn Khả nâng cáp mạng Khả nâng cấp mạng yếu tố cần phải quan tâm xây dựng mạng đa vào sử dụng, trình phát triển công nghệ nh phát triển dịch vụ mạng cần phải đợc nâng cấp mở rộng Chi phí nâng cấp mở rộng mạng đợc xem xét dựa tiêu chí sử dụng đợc nhiều sở hạ tầng cũ mạng tốt Ngoài điều cần phải quan tâm xét đến đặc thù nâng cấp mạng Nếu nh xét việc nâng cấp mạng khía cạnh tăng dung lợng băng thông phát triển dịch vụ hầu hết giải pháp công nghệ đáp ứng yêu cầu Tuy nhiên tơng lai ta đoán trớc đợc mức độ tác động tích hợp giải pháp công nghệ áp dụng cho mạng MAN tới giá thành thiết bị cần có yêu cầu tính thiết bị cần có yêu cầu tính thiết bị 6.7 Đề xuất cấu hình ứng dụng mạng MAN Dựa mạng cáp sợi quang Bu điện Hà Nội thiết lập mạng MAN kiểu ring sử dụng công nghệ HORNET 16 nút mạng, bớc -108- -109- sóng, tốc độ mạng 10 Gb/s Mạng mang lu lợng chuyển mạch gói hoạt động song song với mạng SDH có Danh sách 16 nút vòng ring MAN Nút 1- 75 Đinh Tiên Hoàng ; Nút - Host Cầu Giấy ; Nút - Host Láng Trung; Nút 4- Host Nguyễn Du; Nút - Host Yên Phụ ; Nút 6- Host Hùng Vơng ; Nút 7- Host Lạc Trung, Nút - Host Trần Khát Chân; Nút Host Mai Hơng ; Nút 10 - Host Giáp Bát ; Nút 11- Host Kim Liên ; Nút 12 Host Ô chợ Dừa; Nút 13- Host Thợng Đình; Nút 14- Host Đức Giang; Nút 15- Host Đông Anh; Nút 16 - Host Nam Thăng Long * Khi lắp đặt nâng cấp tổng đài sang hệ NGN, lắp đặt ATMswitch cho mạng truy nhập băng rộng ADSL, lắp đặt tổng đài truyền số liệu ATM+IP đấu nối đến MAN không qua mạng SDH Hiện thiết bị băng rộng mạng mạng lõi ATM, nhiên có khả cung cấp đợc giao diện Gigabit Ethernet (GE), ta chọn giao diện kết nối đến MAN GE hoàn toàn phù hợp tơng thích với thiết bị có mạng Mạng NGN -VTN GE GE POP (Router) GE AN 16 AN MAN 16 nút , bớc sóng, tốc độ mạng 10Gb/s AN GE AN GE AN GE Hình 6.5 Sơ đồ triển khai MAN ứng dụng công nghệ HORNET mạng Hà Nội Thực chuyển lu lợng sang MAN theo nguyên tắc sau : * Kết nối tổng đài ATM +IP mạng truyền số liệu, ATM switch BRAS mạng truy nhập băng rộng, kết nối đến mạng lõi NGN VTN đợc đấu chuyển sang MAN * Các tổng đài cha có giao diện ATM giao diện IP sử dụng mạng SDH -110- -111- Kết luận Tài liệu tham khảo Đề tài bao gồm chơng bắt đầu việc nghiên cứu phần tử ứng dụng mạng quang đa truy nhập, tiếp đến chơng 2, 3, 4, tập trung vào việc phân tích công nghệ đa truy nhập cuối chơng đề xuất mạng MAN ứng dụng mạng Viễn thông Bu điện Thành phố Hà Nội Qua việc nghiên cứu phân tích kỹ thuật đa truy nhập WDMA, TDMA, SCMA, CDMA nhận thấy: Ngoại trừ kỹ thuật đa truy nhập theo mã CDMA khó khả thi thơng mại thời điểm tồn hạn chế định mặt công nghệ (nh khả tạo xung ánh sáng cực ngắn có chu kỳ tới pico femto giây), kỹ thuật đa truy nhập lại có bớc phát triển mạnh mẽ Công nghệ truy nhập TDMA, SCMA phát triển mạnh theo hớng ứng dụng mạch vòng nội hạt thông qua mạng quang thụ động nh : Mạng A-PON, mạng E-PON ứng dụng mang tính chất quảng bá nh CATV.v.v Công nghệ WDMA đợc phát triển mạnh theo hớng ứng dụng cho LAN, MAN chuyển mạch gói, công nghệ phù hợp cho việc phát triển mạng Viễn thông đại Chơng luận văn đề xuất mạng MAN ứng dụng cho mạng chuyển mạch gói địa bàn Hà Nội Tuy nhiên công nghệ cha đợc chuẩn hoá cha đợc thơng mại hoá nhiều thị trờng việc nghiên cứu đề xuất mang nhiều định tính, hớng đề tài nghiên cứu tính toán mối quan hệ kích thớc mạng, số bớc sóng, số nút mạng, giao thức chất lợng dịch vụ chuyển tải qua mạng MAN [1] [2] [3] [4] Denis J.G.Mestdagh,Fundamentals of Multiaccess Optical Fiber Network , 1995 ARTECH HOUSE, INC Vũ Văn San, Hệ thống thông tin quang tập , Nhà xuất Bu điện, 12 2003 Vũ Văn San, Hệ thống thông tin quang tập , Nhà xuất Bu điện, 12 2003 Ramaswamin, R, et, al Tunability needed in multi - channel networks: Transmiter, Receivers or both ?. IBM R Research Report , RC16237 (# 72046), oct 1990 [5] Lu , J, et, al On the performance of wavelength division multiple access networks 1992 [6] Ulrich Killat Access to B-ISDN via PONs ATM communication in Practice 1996 [7] National communication systems technical information Bulletin 00-7 All optical network AON may 2000 [8] Erik weis , T-Nova Systems GmbH EURESCOM Project P1117 Future access Networks FAN may 2003 [9] EURESCOM Project P614 Implementation Strategies for advanced access networks April 1999 [10] Milan Mihailo Kovacevic HONET: An integrated services wavelength division optical network 1995 [11] Martin Maier Architecture and Access protocol for wavelength selective single-hop packet switched MAN Berlin 2003 [10] Christophe Jelger Characterisation of a wavelength division Multi-ring network Dep of Electrical & Electronic Eng University of Wales Swansea 9-2001 [...]... phát quang điều chỉnh đợc hoặc là các bộ lọc quang điều chỉnh đợc Các phần tử này tạo thành các bộ thu phát quang điều chỉnh đợc để kết hợp vào mỗi nút mạng và nó đợc sử dụng vào các mục đích khác nhau phụ thuộc vào loại cấu trúc mạng WDMA đợc lựa chọn Mạng đa truy nhập sử dụng kỹ thuật ghép bớc sóng đợc phân làm hai loại chính là : Mạng WDMA đơn bớc (còn gọi là các mạng WDMA toàn quang) và mạng WDMA đa. .. cho mạng WDMA shuffleNet -36- -37- 2.4 ứng dụng mạng kỹ thuật đa truy nhập WDMA 2.4 1 Mạng WDMA đơn bớc Đã có rất nhiều mạng WDMA đơn bớc đợc thiết kế và giới thiệu trong các phòng thí nghiệm cũng nh trong thực tế Các lĩnh vực ứng dụng của nó rất đa dạng: - Mạng quang thụ động WDMA tốc độ cao - Mạng LAN băng thông cao ; mạng MAN & các mạng diện rộng WANs - Là nền tảng của các bộ chuyển mạch gói và các... đợc sử dụng để điều chế với sóng mang quang Do sóng mang phụ không ảnh hởng tới tuyến truy n dẫn quang, nên ta có thể truy n đồng thời cả tín hiệu tơng tự và tín hiệu số Kỹ thuật SCMA đợc chia ra làm hai loại đó là kỹ thuật SCMA đơn kênh và kỹ thuật SCMA đa kênh trong đó đa truy nhập sóng mang phụ đơn kênh chỉ có duy nhất một kênh sóng mang phụ đợc ấn định cho mỗi bộ phát quang còn trong đa truy nhập. .. cũng đã và đang đợc phát triển hoàn thiện điều này chỉ ra rằng các mạng WDMA có tốc độ và chất lợng cao đã hội đủ điều kiện đợc đa vào ứng dụng trong thời gian tới -49- Chơng 3 kỹ thuật đa truy nhập phân chia theo sóng mang phụ - scma 3.1 Giới thiệu chung Rất nhiều kỹ thuật sóng mang phụ của hệ thống thông tin quang đợc vay mợn từ công nghệ truy n dẫn vi ba trong đó sóng vi ba đợc sử dụng để truy n dẫn... nối đến 100 điểm truy nhập mạng AN (access network) và bán kính hoạt động khoảng 100 km Cấu trúc mạng là đa chặng, sử dụng phơng thức đa truy nhập lai ghép giữa bớc sóng và thời gian (T/WDMA) Do vậy nhiều nút mạng có thể chia sẻ cùng một bớc sóng nhng ở các khe thời gian khác nhau và các gói tin mang địa chỉ của điểm truy nhập đến nằm ở phần sóng mang phụ mào đầu Khi một điểm truy nhập rẽ một bớc sóng... đa bớc 1 Trong mạng đơn bớc WDMA: Chuỗi tín hiệu đợc truy n dới dạng quang trong toàn mạng mà không có biến đổi quang- điện -quang và tái truy n dẫn ở các bớc trung gian Mạng này đợc phân thành hai loại chính là WDMA "quảng bá lựa chọn" và "định tuyến theo bớc sóng" 2 Trong mạng đa bớc WDMA: Chuỗi tín hiệu khi qua các nút trung gian phải chuyển thành tín hiêụ điện Sau đó nút trung gian tiếp tục truy n... tuyến vào có tốc độ 5 Gbps và kích thớc chuyển mạch 128x128 thì có thể đạt đợc thông lợng đỉnh của mạng là 150 Gbps -42- -43- 2.4.1.5 Mạng RINGGO Hình 2.21 mô tả cấu trúc của mạng RINGGO, mạng chuyển mạch gói RINGO là mạng ring cáp quang vô hớng Mạng này có N nút mạng bằng số bớc sóng sử dụng trong mạng, mỗi nút gắn một mảng phát cố định và một bộ thu cố định hoạt động ở một bớc sóng định trớc và dùng... khác của mạng có cùng bớc sóng này có thể dùng lại Điều này đợc mô tả trong Hình 2.8, các kết nối ở 1 có thể xảy ra đồng thời đối với kết nối giữa nút 1 đến 4* và giữa nút 3 đến 1* Khi kỹ thuật ngày càng hoàn thiện tạo ra các bộ coupler suy hao thấp, mức tán xạ đa đờng thấp và kết hợp với kỹ thuật sử dụng lại bớc sóng sẽ mở ra hớng ứng dụng cho các mạng MAN dung lợng cao 3 1 E 4* Hình 2.8 Tái sử dụng bớc... dới dạng quang với các bớc sóng thích hợp 2.2 Mạng WDMA đơn bớc Mạng WDMA đơn bớc đợc phân loại thành hai loại chính là: Mạng WDMA quảng bá và lựa chọn và mạng WDMA định tuyến theo bớc sóng 2.2.1 Mạng WDMA quảng bá và lựa chọn Trong mạng WDMA "quảng bá và lựa chọn" đầu phát chỉ phát một hoặc một số bớc sóng, còn tại các đầu thu "quảng bá" có thể điều chỉnh để thu đợc nhiều bớc sóng Trong mạng WDMA... kênh qua phơng tiên truy n dẫn Sóng mang phụ ở đây đợc hiểu theo nghĩa là các kênh vi ba đã đợc điều chế sau đó lại đợc đa vào điều chế quang và truy n dẫn trên cáp sợi quang Đây chính là nguyên lý của kỹ thật SCM (subcarrier multiplexing) Trong kỹ thuật SCM thông tin ở mỗi kênh đợc điều chế vào một sóng mang riêng và tất cả các sóng mang đã đợc điều chế sau đó đợc cộng lại sử dụng bộ phối hợp công