Đang tải... (xem toàn văn)
1.2. Ứng dụng 1.2.1. Các kiểu mạng dwdm Dwdm có hai kiểu ứng dụng: kiểu mạng mở và mạng tích hợp. Kiểu mạng dwdm mở: hoạt động với mọi loại giao diện quang đầu cuối. Hệ thống này sử dụng công nghệ chuyển đổi bước sóng để chuyển đổi tín hiệu quang từ bước sóng của luồng tín hiệu cần truyền sang bước sóng quy chuẩn trong hệ thống. Các tín hiệu quang từ các thiết bị đầu cuối khác nhau sau khi được chuyển đổi thành các bước sóng khác nhau phù hợp hệ thống theo khuyến nghị itut được đưa tới bộ ghép để ghép thành tín hiệu DWDM. Hình 1.2: Hệ thống DWDM mở. Hệ thống DWDM tích hợp: Không sử dụng công nghệ chuyển đổi bước sóng, được thiết kế để hoạt động cùng với một số mạng khác như SDH, Ethernet, Các giao diện quang từ thiết bị thuộc các mạng được tích hợp phải có bước sóng chuẩn hóa DWDM và được kết nối trực tiếp vào bộ tách ghép kênh của hệ thống DWDM. Hình 1.3: Hệ thống DWDM tích hợp Các kiểu mạng này được áp dụng tùy thuộc vào từng hoàn cảnh cụ thể. Trong thực tế, có thể kết hợp cả hai kiểu ứng dụng này trong một hệ thống mạng. 1.2.2. Ứng dụng DWDM tại các lớp mạng Mạng đường trục (backbone) Các hệ thống DWDM khoảng cách xa được ứng dụng trong mạng đường trục để truyền tải thông tin với lưu lượng lớn giữa các vùng trong một quốc gia. Đặc điểm của các hệ thống này là dung lượng rất lớn và sử dụng các công nghệ sửa lỗi FEC (forward error correction), khuyếch đại Raman, định dạng xung CRZ cùng với các trạm lặp để tăng cường về khoảng cách. Hệ thống mạng đường trục được xây dựng dưới dạng hình vòng hoặc hình lưới để tăng khả năng bảo vệ lưu lượng. Mạng nội vùng (Metropolitan) Sử dụng các hệ thống DWDM khoảng cách trung bình để kết nối giữa các điểm tập trung lưu lượng trong một vùng. Các mạng metro cũng được xây dựng dạng hình vòng hoặc hình lưới để tăng khả năng bảo vệ lưu lượng.
PHỤ LỤC PHỤ i LỤC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT LỜI MỞ i i ĐẦU NỘI DUNG CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN DWDM 1.1 Khái niệm 1.2 Ứng dụng 1.2.1 Ứng dụng kiểu mạng DWDM 1.2.2 Ứng dụng lớp mạng DWDM 1.3 Ưu nhược điểm DWDM CHƯƠNG 2: NGUYÊN LÝ HỆ THỐNG 2.1 Mơ hình hệ thống nguyên lý hoạt động 2.2 Cấu trúc thiết bị 2.2.1 Cấu trúc phần cứng 2.2.2 Các phận chức 2.2.3 Cấu trúc phần mềm 2.3 Cấu hình thiết bị 2.3.1 Phân loại cấu hình thiết bị 2.3.2 Thiết bị OTM 2.3.3 Thiết bị OLA 2.3.4 Thiết bị OADM 2.3.5 Thiết bị REG KẾT LUẬN 1 1 1 1 2 TÀI LIỆU THAM KHẢO CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT STT 10 11 12 13 Từ viết tắt TDM DWDM SHD OSC BA OMU PA ODU OTU LA EMS DCF NMS Ý nghĩa Ghép kênh phân chia theo thời gian Ghép kênh theo bước sóng mật độ cao Hệ thống phân cấp đồng Kênh giám sát quang Bộ khuếch đại tăng cường Bộ ghép kênh quang Bộ tiền khuếch đại Bộ tách kênh quang Bộ phát đáp quang Bộ khuếch đại đường Hệ thống quản lý phần tử Sợi mù tán sắc Hệ thống quản lý mạng I MỞ ĐẦU Đi đôi với phát triển vượt bậc nên kinh tế tri thức nhu cầu trao đổi thơng tin ngày tăng Đòi hỏi mạng truyền thơng cần phải có khả linh hoạt cao,tốc độ truyền dẫn lớn, băng thông rộng Để đáp ứng nhu cầu sợi quang xem môi trường lý tưởng cho việc truyền tải lưu lượng cực lớn Đối với hệ thống dung lượng thấp, công nghệ TDM thường sử dụng để tăng dung lượng truyền dẫn kênh cáp đơn lên 10Gbps, chí 40Gbps Tuy nhiên, việc tăng tốc cao khơng dễ dàng hệ thống tốc độ cao đòi hỏi cơng nghệ điện tử phức tạp đắt tiền Khi tốc độ đạt tới hàng trăm Gbps, thân mạch điện tử khơng thể đáp ứng xung tín hiệu hẹp, thêm vào chi phí cho giải pháp trở nên tốn cấu hoạt động q phức tạp đòi hỏi cơng nghệ cao Để nâng cao tốc độ truyền dẫn khắc phục hạn chế mà mạch điện chưa khắc phục được, công nghệ ghép kênh quang phân chia theo bước sóng mật độ cao DWDM đời DWDM ghép số lượng lớn bước sóng vùng bước sóng 1550nm để nâng dung lượng hệ thống lên hàng trăm Gbps Sự phát triển hệ thống DWDM công nghệ chuyển mạch quang tạo nên mạng thơng tin hệ mới-mạng thơng tin tồn quang.Với ưu điểm vượt trội chất lượng, đặc biệt băng thông rộng tạo nên cách mạng không công nghệ truyền dẫn mà giải pháp phát triển mạng viễn thơng Chính lý nên em muốn tìm hiểu “Kỹ thuật ghép kênh theo bước sóng mật độ cao DWDM” II NỘI DUNG Chương 1: Tổng quan DWDM 1.1 Khái niệm DWDM (Dense Wavelength Division Mutiplexing) cơng nghệ ghép kênh theo bước sóng mật độ cao thực ghép nhiều kênh có bước sóng khác băng tần hạn chế Cấu trúc tổng quát tuyến DWDM đơn hướng, N kênh hình 1.1 Hình 1.1: Cấu trúc tổng quát DWDM phổ tín hiệu ghép Hệ thống DWDM gồm ba phần chính:khối phát quang, khối thu quang phần truyền dẫn + Khối phát quang gồm N phát quang tương ứng với N bước sóng λ1… λn ghép kênh quang theo bước sóng Đầu khối phát quang N bước sóng ghép lại để ghép lên đường truyền quang + Phần truyền dẫn quang gồm đoạn sợi quang khuếch đại Sợi quang dùng hệ thống chủ yếu sợi đơn mốt tiêu chuẩn + Khối thu quang gồm tách kênh bước sóng N thu quang để thu N kênh bước sóng riêng biệt Hệ thống ghép kênh DWDM hoạt động băng C băng L (bảng 1-1), dung lượng 32 40 kênh, khoảng kênh 0,4 nm tốc độ tới 10G Băng Ý nghĩa Dải bước sóng Băng O Original – băng gốc 1260 đến 1360 Băng E Extended – băng mở 1360 đến 1460 Băng S Short – băng ngắn 1460 đến 1530 Băng C Conventional – băng 1530 đến 1565 (nm) rộng Băng L thông thường Long – băng dài Băng U Ultra-long – băng cực 1565 đến 1625 1625 đến 1675 dài Bảng 1.1: Phân chia băng tần quang T T 10 11 12 13 Tần số Tần số trung trung tâm tâm (THz) cho (THz) cho khoảng kênh 100 khoảng kênh GHz 50 GHz 196.10 196.05 196.00 195.95 195.90 195.85 195.80 195.75 195.70 195.65 195.60 195.55 195.50 Tần số T T trung tâm (nm) 196.10 – 196.00 – 195.90 – 195.80 – 195.70 – 195.60 – 195.50 1528.77 1529.16 1529.55 1529.94 1530.33 1530.72 1531.12 1531.51 1531.90 1532.29 1532.68 1533.07 1533.47 Tần số trung Bước sóng trung tâm tâm (THz) cho (THz) cho khoảng kênh 100 khoảng kênh GHz Bước sóng trung tâm (nm) Băng Ý nghĩa Dải bước sóng Băng O Original – băng gốc 1260 đến 1360 Băng E Extended – băng mở 1360 đến 1460 Băng S Short – băng ngắn 1460 đến 1530 Băng C Conventional – băng 1530 đến 1565 (nm) rộng Băng L thông thường Long – băng dài Băng U Ultra-long – băng cực 1565 đến 1625 1625 đến 1675 dài Bảng 1.1: Phân chia băng tần quang T T 10 11 12 13 Tần số Tần số trung trung tâm tâm (THz) cho (THz) cho khoảng kênh 100 khoảng kênh GHz 50 GHz 196.10 196.05 196.00 195.95 195.90 195.85 195.80 195.75 195.70 195.65 195.60 195.55 195.50 Tần số T T trung tâm (nm) 196.10 – 196.00 – 195.90 – 195.80 – 195.70 – 195.60 – 195.50 1528.77 1529.16 1529.55 1529.94 1530.33 1530.72 1531.12 1531.51 1531.90 1532.29 1532.68 1533.07 1533.47 Tần số trung Bước sóng trung tâm tâm (THz) cho (THz) cho khoảng kênh 100 khoảng kênh GHz Bước sóng trung tâm (nm) Băng Ý nghĩa Dải bước sóng Băng O Original – băng gốc 1260 đến 1360 Băng E Extended – băng mở 1360 đến 1460 Băng S Short – băng ngắn 1460 đến 1530 Băng C Conventional – băng 1530 đến 1565 (nm) rộng Băng L thông thường Long – băng dài Băng U Ultra-long – băng cực 1565 đến 1625 1625 đến 1675 dài Bảng 1.1: Phân chia băng tần quang T T 10 11 12 13 Tần số Tần số trung trung tâm tâm (THz) cho (THz) cho khoảng kênh 100 khoảng kênh GHz 50 GHz 196.10 196.05 196.00 195.95 195.90 195.85 195.80 195.75 195.70 195.65 195.60 195.55 195.50 Tần số T T trung tâm (nm) 196.10 – 196.00 – 195.90 – 195.80 – 195.70 – 195.60 – 195.50 1528.77 1529.16 1529.55 1529.94 1530.33 1530.72 1531.12 1531.51 1531.90 1532.29 1532.68 1533.07 1533.47 Tần số trung Bước sóng trung tâm tâm (THz) cho (THz) cho khoảng kênh 100 khoảng kênh GHz 10 Bước sóng trung tâm (nm) Hình 2.2: Hệ thống DWDM hai hướng Với hệ thống DWDM mở, sử dụng phát đáp (OTU) để nhận, gom luồng thông tin dịch vụ khác để phát bước sóng chuẩn hóa DWDM Như vậy, dịch vụ giao tiếp với hệ thống DWDM giao diện quang mở hệ thống Với hệ thống DWDM tích hợp, luồng số liệu cần truyền từ mạng kết hợp chuẩn hóa bước sóng nên kết nối trực tiếp với khối tách ghép kênh.Vì lớp dịch vụ giao tiếp trực tiếp với lớp DWDM Hệ thống DWDM tích hợp có chi phí thấp sử dụng OTU Hệ thống DWDM mở có ưu điểm khả linh hoạt tốt 2.2 Cấu trúc thiết bị 2.2.1 Cấu trúc phần cứng Về phần cứng, thiết bị DWDM thiết kế theo cấu trúc phân tách khối chức Thiết bị bao gồm khung giá (subrack) 24 khối chức Khung giá thiết bị gắn tủ thiết bị (rack) Các khối chức bao gồm khối (Modul) mạch chức (board) hay gọi card chức 1-Bảng mạch (Board); 2-Giá OADM; 3: DCM; 4-Kẹp sợi Tủ thiết bị (Rack) Khung giá thiết bị (Subrack) Bảng mạch (Board) Hình 2.3: Thành phần phần cứng Hình 2.3 hình ảnh ví dụ tủ thiết bị, khung giá thiết bị bảng mạch chức Tủ rack thường sử dụng tủ theo chuẩn ETSI rộng 600mm, sâu 300mm, cao 2200mm 2600mm Tủ rack làm kim loại kín, với cửa phía mặt trước để thao tác Subrack có kích thước chiều rộng chuẩn 19 inchs 21 inchs, chiều sâu nhỏ 300 mm chiều cao tùy theo nhà sản xuất Trên rack có hệ thống phân phối nguồn nuôi DC hệ thống đèn cảnh báo cho thiết bị nằm rack 25 Cấu tạo subrack bảng mạch chức tùy theo nhà sản xuất, nhiên có bố trí tương tự hình 2.3 Subrack khung với khe trượt hệ thống chân cắm để lắp bảng mạch chức Phía có khe để dây Khối nguồn bố trí dạng card chức gắn liền với subrack vị trí Cấu trúc bảng mạch chức bao gồm mặt trước, thân card hệ thống lỗ cắm mặt sau Mặt trước bao gồm ký hiệu tên card, giao diện tín hiệu, đèn cảnh báo công tắc điều khiển Khối DCM đoạn sợi quang tán sắc ngược chiều với sợi quang đường truyền đặt khối hộp độc lập với subrack thiết bị gắn rack 2.2.2 Các phận chức Các khối chức thiết bị DWDM bao gồm: 1) Bộ phát đáp quang (OTU): Có chức gom chuyển đổi tín hiệu từ phía khách hàng thành dòng liệu giao diện chuẩn hóa DWDM 2) Bộ ghép kênh theo quang (OMU): Có chức ghép tín hiệu bước sóng đơn chuẩn hóa theo hệ thống DWDM thành luồng tín hiệu ghép kênh theo bước sóng 3) Bộ tách kênh theo quang (ODU): Có chức ghép tín hiệu bước sóng đơn chuẩn hóa theo hệ thống DWDM từ luồng tín hiệu ghép kênh theo bước sóng 4) Bộ ghép kênh xen rẽ quang (OADM): Có chức xen/rẽ tín hiệu bước sóng đơn chuẩn hóa theo hệ thống DWDM vào/từ luồng tín hiệu ghép kênh theo bước sóng 5) Bộ khuếch đại quang (OAU): Có chức khuếch đại cơng suất tín hiệu quang 6) Bộ điều khiển hệ thống truyền thơng: Có chức điều khiển cấu hình tồn hệ thống, xử lý cảnh bảo hệ thống, giao tiếp với hệ thống quản lý 26 7) Khối giao tiếp kênh giám sát quang (OSC): Có chức giao tiếp kênh giám sát quang đảm bảo liên lạc từ thiết bị đến hệ thống quản lý 8) Khối bù tán sắc (DCM): Có chức bù tán sắc sợi quang để hạn chế tán sắc Các khối chức bổ xung thiết bị DWDM bao gồm: 9) Khối điều khiển cơng suất tự động: Có chức điều khiển suy hao tự động nhân công cách chèn suy hao điều khiển để thích ứng với thay đổi đường truyền 10) Khối bảo vệ quang: Có chức kết nối bảo vệ lưu lượng mức quang 11) Khối cân tín hiệu quang: Bao gồm cân công suất kênh cân tán sắc kênh 12) Khối phân tích phổ: Có chức đo phổ tín hiệu ghép kênh tổng đầu giám sát khối xử lý tín hiệu DWDM OMU, ODU, 2.2.3 Cấu trúc phần mềm * Sơ đồ chức Phần mềm hệ thống DWDM phân bố thành ba khối, bao gồm phần mềm bảng mạch (nằm bảng mạch chức năng), phần mềm NE (nằm bảng mạch SCC) phần mềm quản lý mạng (nằm máy tính quản lý mạng) Kiến trúc phần mềm hệ thống biểu thị hình 2.4 * Nguyên lý hoạt động Các chức hoạt động lớp hệ thống sau: Phần mềm bảng mạch: Phần mềm bảng mạch điều khiển trực tiếp mạch chức Trong bảng mạch tương ứng, thực 27 chức chuyên biệt phần tử mạng định nghĩa khuyến nghị ITU-T chức cảnh báo Phần mềm bảng mạch hỗ trợ phần mềm NE quản lý bảng mạch Phần mềm NE: Phần mềm NE quản lý, giám sát điều khiển hoạt động bảng mạch bên NE.Nó trợ giúp NMS để làm dễ dàng cho việc quản lý tập trung qua mạng WDM Theo khuyến nghị ITU-T M.3010, phần mềm NE đặt lớp quản lý đơn vị mạng quản lý viễn thông, thực chức phần tử mạng (NEF – Network Element Function),chức điều phối phần chức hệ điều hành (OS) lớp đơn vị mạng Chức truyền thông số liệu (DCF – Data Communication Function) cung cấp kênh truyền thông NE thiết bị khác (gồm NM NE khác) Phần mềm NE gồm khối chức sau: Hình 2.4: Kiến trúc phần mềm hệ thống 1) Hệ điều hành đa nhiệm thời gian thực: Phần mềm phần tử DWDM yêu cầu hệ điều hành đa nhiệm thời gian thực để quản lý tài nguyên dùng chung hỗ trợ chương trình ứng dụng Nó cách ly chương trình ứng dụng với xử lý 28 cung cấp ứng dụng môi trường thực thi chương trình, độc lập với phần cứng xử lý 2) Khối truyền thông với cấp thấp hơn: Khối truyền thông với cấp thấp khối giao diện phần mềm NE phần mềm bảng mạch Theo giao thức truyền thông tương ứng, chức truyền thông phần mềm NE phần mềm bảng mạch thực nhằm trao đổi thông tin bảo dưỡng thiết bị Qua thông tin với cấp thấp hơn, lệnh điều khiển bảo dưỡng bảng mạch từ phần mềm NE gửi tới bảng mạch Mặt khác, trạng thái, cảnh báo kiện thực thi bảng mạch tương ứng thông báo tới phần mềm NE 3) Khối quản lý thiết bị: Khối quản lý thiết bị phần nhân phần mềm NE việc thực quản lý phần tử mạng Nó bao gồm phận quản lý (administrator) phận đại diện (agent) Bộ phận quản lý gửi lệnh điều hành quản lý mạng nhận kiện Bộ phận đại diện đáp ứng lệnh điều hành quản lý mạng gửi phận quản lý, thực hoạt động đối tượng quản lý gửi lên kiện để thay đổi trạng thái đối tượng quản lý 4) Khối truyền thông với lớp cao Khối truyền thông với lớp cao trao đổi thông tin quản lý hệ thống quản lý mạng phần tử mạng phần tử mạng với Nó bao gồm khối truyền thông mạng (network communication module), khối communication module) truyền khối thông truyền nối thông tiếp ECC (serial (ECC communication module) 5) Khối quản lý sở liệu: Khối quản lý sở liệu phận tổ chức phần mềm NE Nó bao gồm hai phần độc lập: liệu chương trình Dữ liệu, tổ chức theo khn dạng sở liệu, bao gồm sở 29 liệu mạng, sở liệu cảnh bảo, sở liệu chất lượng sở liệu thiết bị Chương trình có chức quản lý truy nhập liệu sở liệu Phần mềm quản lý mạng: Hệ thống quản lý mạng chia làm hai phần: hệ thống quản lý phần tử (EMS) hệ thống quản lý mạng (NMS) EMS bao gồm cấu hình, quản lý sai lỗi, chất lượng, bảo mật, đồ hình, báo cáo chất lượng NE quản lý hệ thống Thông tin quản lý lưu sở liệu EMS quản lý NE Đối với EMS, NE thực thể rời rạc độc lập NMS bao gồm cấu hình, quản lý sai lỗi, chất lượng, bảo mật, đồ hình, báo cáo chất lượng NE tuyến, quản lý hệ thống NMS kết nối với EMS để quản lý toàn mạng bao gồm NE liên kết, tuyến, kênh Đối với NMS, NE thực thể có liên kết hệ thống NMS biểu diễn thông tin mạng, công cụ điều khiển, giám sát, truy vấn dạng giao diện người dùng đồ họa (GUI) Khai thác viên tương tác với mạng NMS EMS NMS nằm tách biệt hai hệ thống máy tính nằm hệ thống máy tính 2.3 Cấu hình thiết bị 2.3.1 Phân loại cấu hình thiết bị Thiết bị DWDM bao gồm năm loại cấu hình chính: 1) Thiết bị ghép kênh kết cuối quang (OTM – Optical Terminal Multiplexer) 2) Thiết bị khuếch đại đường truyền (OLA – Optical Line Amplifier) 3) Thiết bị ghép kênh xen/rẽ quang (OADM – Optical Add/Drop Multiplexer) 4) Thiết bị tái tạo (REG – Regenerator) 5) Thiết bị cân tín hiệu quang (OEQ – Optical Equalizer) 30 Mỗi loại có vị trí chức khác tổng thể hệ thống (hình 2.5) Do đó, cấu trúc thành phần thiết bị khác Hình 2.5: Vị trí loại thiết bị DWDM mạng 2.3.2 Thiết bị otm OTM trạm kết cuối mạng DWDM Một OTM bao gồm hướng phát hướng thu Hướng phát hướng từ phía khách hàng (client side) đến phía mạng (network side) Hướng thu hướng ngược lại (hình 2.6) Hình 2.6: Cấu trúc thiết bị ghép kênh kết cuối quang Nguyên lý hoạt động thiết bị OTM sau: Theo hướng phát, OTM nhận tín hiệu từ nhiều luồng tín hiệu từ phía khách hàng với giao diện điện giao diện quang với bước sóng khơng chuẩn hóa theo DWDM Các tín hiệu OTU gom thành luồng có tốc độ phù hợp phát bước sóng chuẩn hóa DWDM khác Các tín hiệu từ đầu OTU đưa tới OMU để ghép kênh theo bước sóng để phát sợi quang Tín hiệu 31 ghép kênh trước phát vào sợi quang đưa qua BA để khuếch đại đến mức công suất thích hợp Theo hướng thu, OTM nhận tín hiệu ghép kênh đến từ phía mạng (network side), khuếch đại với tạp âm nhỏ, bù tán sắc đưa đến ODU để tách thành kênh có bước sóng khác Mỗi kênh đưa đến OTU để chuyển hóa lưu lượng phía đầu thu phù hợp với giao diện thiết bị phía khách hàng tương ứng Khối giao tiếp quang (FIU:Fiber Interface Unit) có chức ghép/ tách kênh tín hiệu giám sát quang (OSC) để kênh OSC ghép vào tín hiệu ghép DWDM sau khuếch đại tách trước khuếch đại Một thiết bị OTM bao gồm thành phần sau: + Các phát đáp quang (OTU) + Bộ ghép kênh quang (OMU) + Bộ tách kênh quang (ODU) + Các khuếch đại quang (OA) bao gồm tiền khuếch đại PA sử dụng để khuếch đại với tạp âm thấp cho tín hiệu cơng suất lớn nhỏ khuếch đại tăng cường BA sử dụng để khuếch đại cho tín hiệu cơng suất cao + Khối giao tiếp kênh giám sát quang (OSC), OTM sử dụng loại OSC đơn hướng OTM giao tiếp hướng với mạng + Khối giao tiếp quang (FIU): có chức giao tiếp với đường truyền tách/ghép kênh OSC + Khối điều khiển hệ thống truyền thơng (SCC): có chức điều khiển hoạt động hệ thống liên lạc với hệ thống quản lý + Khối bù tán sắc (DCM) có chức bù tán sắc sợi quang nhằm hạn chế tán sắc + Khối cấp nguồn: cấp nguồn nuôi cho thiết bị + Ngoài ra, tùy vào yêu cầu nhà khai thác yêu cầu thiết kế tuyến, OTM có khối chức sau: 32 + Bộ khuếch đại Raman (RPU- Raman Pump amplifier Unit): sử dụng để khuếch đại với tạp âm nhỏ để đảm bảo chất lượng tín hiệu RPU sử dụng với tuyến có khoảng cách lớn để giảm yêu cầu tái tạo tín hiệu + Khối đồng bộ: có chức xử lý đồng bộ, sử dụng mạng DWDM đảm nhận vai trò đồng hệ thống + Khối phân tích phổ: sử dụng để giám sát phổ tín hiệu Khối phân tích phổ kết nối với cổng giám sát (monitor) thiết bị tách ghép kênh + Khối điều khiển suy hao: khối thường tích hợp vào OMU để đảm bảo cân công suất kênh + Khối điều khiển công suất tự động: sử dụng để điều khiển cơng suất thích ứng với thay đổi đường truyền 2.3.3 Thiết bị OLA Thiết bị khuếch đại đường truyền (OLA) có chức khuếch đại tín hiệu quang hai hướng để bù lại suy hao liên kết quang nhằm tăng khoảng cách truyền dẫn không cần tái tạo Cấu trúc thiết bị OLA biểu diễn hình 2.7 Hình 2.7: Cấu trúc thiết bị khuếch đại đường truyền (OLA) Trên hình sơ đồ khối OLA, thành phần nhiều khối độ lợi sợi EDF mắc nối tiếp với nhau, chặng độ lợi bù tán sắc (dispersion compensasor) để bù tán sắc tích luỹ dọc theo tuyến quang.Các khuếch đại đường quang OLA (Optical Line Amplifier) dùng liên kết quang với khoảng cách (trên thực tế khoảng cách đặt OLA khơng phải nhỏ giá trị khoảng 33 cách định, thường khoảng 100-200 km) Bộ khuyếch đại sử dụng nhiều tầng khuyếch đại Erbium bao gồm bù tán sắc (tùy chọn) OADM tầng khuyếch đại Bộ bơm Raman dùng để cung cấp thêm độ khuyếch đại Raman cho đoạn sợi quang OSC tách đầu vào kết cuối, xen vào ngõ Bộ OLA có thiết bị thực chức ghép/tách kênh giám sát OSC Tại đầu vào chưa qua khối độ lợi, kênh giám sát OSC lọc lại đưa vào đầu thu OSC Tiếp đến, sau khuếch đại kênh tín hiệu thuộc bước sóng khác nhau, kênh OSC ghép chung vào với kênh tín hiệu truyền Như vậy, kênh OSC không khuếch đại OLA Bộ OLA cấu hình gồm khuếch đại Raman thực chức khuyếch đại phân bố (distributed amplifier) cách cấu hình đầu vào nguồn bơm Raman có cơng suất quang lớn, bơm ngược chiều với chiều tín hiệu vào 2.3.4 Thiết bị OADM Thiết bị OADM sử dụng để xen rẽ số kênh luồng ghép kênh tổng, OADM node có vai trò quan trọng mạng DWDM, làm cho mạng quang DWDM trở nên linh hoạt đơn giản nhiều với nhiều cấu hình mạng khác Điểm node OADM chia làm hai loại: điểm node OADM tĩnh điểm node OADM động Trong điểm node OADM tĩnh, thực việc xen/rẽ bước sóng cố định Trong điểm node OADM động, vào nhu cầu để chọn tín hiệu quang có bước sóng xen/rẽ 34 Hình 2.8: Sơ đồ vị trí thiết bị node OADM Thiết bị OADM hình 2.8 cho phép xen/rẽ kênh bước sóng đơn nhiều kênh bước sóng đồng thời Trong tương lai, vai trò lớp chuyển mạch định tuyến chuyển dần cho lớp quang thiết bị OADM cho phép chuyển luồng số có bước sóng sang bước sóng khác chẳng may mạng gặp cố nhánh đó, tránh thơng tin Hoặc việc chuyển bước sóng mang nhằm mục đích cân lưu lượng nhánh mạng để đạt hiệu cao cho mạng lưới, từ cải thiện hiệu truyền thơng Các kỹ thuật sử dụng OADM chủ yếu dựa lọc điện môi mỏng, lọc quang âm điều chỉnh được, dịch pha định tuyến bước sóng AWG, sợi cách tử Bragg.Với lọc điện môi, thiết bị OADM đạt khoảng cách kênh 100 GHz lớn với khoảng cách kênh 50 GHz lọc điện môi chưa thể đáp ứng Các lọc quang âm có ưu điểm phạm vi điều chỉnh bước sóng rộng, song lại bị hạn chế đặc tính khơng thích hợp lọc băng thông 2.3.5 Thiết bị reg Việc sử dụng OLA DCM tăng khoảng cách truyền dẫn không cần tái tạo nhờ vào việc đảm bảo công suất hạn chế tán sắc Tuy nhiên, với khoảng cách xa, nhân tố tán sắc, suy hao, nhiễu quang, hiệu ứng phi tuyến, tán sắc phân cực mode ảnh hưởng đến chất lượng truyền dẫn Các ảnh hưởng có tính 35 tích lũy Vì thế, cần tái tạo lại tín hiệu ban đầu để loại bỏ ảnh hưởng Thiết bị REG có chức 3R: tái tạo dạng xung (reshaping), định thời lại (re-timing) phát lại (regenerating) để cải thiện chất lượng tín hiệu tăng khoảng cách truyền dẫn Hình 2.9 biểu diễn sơ đồ cấu trúc thiết bị REG Nguyên lý hoạt động thiết bị REG sau: tín hiệu đến , sau khuếch đại bù tán sắc, đưa đến ODU để tách hoàn toàn thành kênh bước sóng đơn Các kênh đưa đến OTU REG tương ứng OTU có chức khơi phục thành luồng số ban đầu phát lại bước sóng tương tự đầu vào Các kênh đầu OTU REG lại ghép lại cũ OMU, khuyếch đại phát vào sợi quang hướng tây Hướng ngược lại thực tương tự Như vậy, sau thiết bị REG, tín hiệu khơi phục lại ban đầu OTU REG có chức sửa lỗi OTU thơng thường Hình 2.9: Cấu trúc thiết bị tái tạo (REG) Nguyên lý khuyếch đại, bù tán sắc tách ghép OSC thiết bị REG tương tự loại thiết bị lại 36 III KẾT LUẬN Truyền dẫn dung lượng cao theo hướng sử dụng cơng nghệ DWDM có sức hút mạnh nhà cung cấp dịch vụ viễn thơng hàng đầu giới Đã có hàng loạt tuyến truyền dẫn vận hành khai thác theo công nghệ này, mà nhu cầu dung lượng ngày cao Công nghệ DWDM ghép nhiều bước sóng dải 1550 nm, tận dụng băng thông rộng khả dẫn sóng sợi quang, từ nâng cao dung lượng truyền dẫn sợi quang, đáp ứng yêu cầu truyền dẫn tốc độ cao Hiện nay,công nghệ DWDM nghiên cứu tiếp tục phát triển theo hướng: nâng cao tốc độ kênh, tăng số bước sóng ghép,truyền dẫn quang khoảng cách xa, phát triển từ mạng toàn quang điểm - điểm thành mạng toàn quang tương lai Với đề tài em trình bày về: tổng quan DWDM, nguyên lý hoạt động hệ thống, thành phần DWDM Đề án báo cáo tìm hiểu em ghép kênh theo bước sóng mật độ cao DWDM Với thời gian nghiên cứu tìm hiểu thực tế mạng lưới, tìm hiểu cơng nghệ DWDM hạn chế nên em tìm hiểu đề tài phương diện lý thuyết tổng quát 37 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1.Th.s Đỗ Văn Việt Em, giáo trình “Kỹ thuật Thơng Tin Quang II” , HV Cơng nghệ bưu viễn thơng 2.TS.Cao Phán, Cao Hồng Sơn “Cơ sở kỹ thuật thông tin quang”, Nhà xuất bưu điện Dương Đức Tuệ, “Hệ thống ghép kênh theo bước sóng”, Nhà xuất Bưu điện, 2001 Dương Đức Tuệ, Tài liệu: khuếch đại quang sợi khả ứng dụng vào mạng viễn thông 38 ... ghép kênh theo bước sóng mật độ cao DWDM II NỘI DUNG Chương 1: Tổng quan DWDM 1.1 Khái niệm DWDM (Dense Wavelength Division Mutiplexing) cơng nghệ ghép kênh theo bước sóng mật độ cao thực ghép. .. hoạt động q phức tạp đòi hỏi cơng nghệ cao Để nâng cao tốc độ truyền dẫn khắc phục hạn chế mà mạch điện chưa khắc phục được, công nghệ ghép kênh quang phân chia theo bước sóng mật độ cao DWDM. .. chuẩn hóa DWDM 2) Bộ ghép kênh theo quang (OMU): Có chức ghép tín hiệu bước sóng đơn chuẩn hóa theo hệ thống DWDM thành luồng tín hiệu ghép kênh theo bước sóng 3) Bộ tách kênh theo quang (ODU):