Xemtailieu Tải về Mô phỏng dwdm.
LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi.Các số liệu, kết quả nêu trong Luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tôi xin cam đoan rằng mọisự giúp đỡ cho việc thực hiện Luận văn này đã được cảm ơn vàcác thông tin trích dẫn trong Luận văn đã được chỉ rõ nguồn gốc. Học viên thực hiện Luận văn MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU ......................................................................................................... 1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN DWDM ...................................................................... 2 1.1 Khái niệm .......................................................................................................... 2 1.2 Ứng dụng........................................................................................................... 7 1.2.1 Các kiểu mạng DWDM ............................................................................... 7 1.2.2 Ứng dụng DWDM tại các lớp mạng ............................................................ 8 1.3 Ưu – nhược điểm của DWDM ........................................................................... 9 CHƯƠNG 2: NGUYÊN LÝ HỆ THỐNG ............................................................. 11 2.1 Mô hình hệ thống và nguyên lý hoạt động ....................................................... 11 2.2 Cấu trúc thiết bị ............................................................................................... 14 2.2.1 Cấu trúc phần cứng .................................................................................... 14 2.2.2 Các bộ phận chức năng .............................................................................. 15 2.2.3 Cấu trúc phần mềm.................................................................................... 16 2.3 Cấu hình thiết bị .............................................................................................. 19 2.3.1 Phân loại cấu hình thiết bị ......................................................................... 19 2.3.2 Thiết bị OTM ............................................................................................ 20 2.3.3 Thiết bị OLA ............................................................................................. 22 2.3.4 Thiết bị OADM ......................................................................................... 23 2.3.5 Thiết bị REG ............................................................................................. 24 CHƯƠNG 3: CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG CHẤT LƯỢNG DWDM ................. 26 3.1 Suy hao............................................................................................................ 26 3.1.1 Suy hao bên trong ...................................................................................... 26 3.1.2 Suy hao bên ngoài ..................................................................................... 27 3.2 Tán sắc ............................................................................................................ 28 3.2.1 Tán sắc mode............................................................................................. 28 3.2.2 Tán sắc sắc thể .......................................................................................... 29 3.2.3 Tán sắc mode phân cực(PMD)................................................................... 30 3.3 Hiệu ứng phi tuyến .......................................................................................... 30 CHƯƠNG 4: CÁC THÀNH PHẦN TRONG HỆ THỐNG DWDM ...................... 34 4.1 Bộ phát đáp quang OTU .................................................................................. 34 4.1.1 Vai trò và chức năng .................................................................................. 34 4.1.2 Phân loại ................................................................................................... 34 4.1.3 Sơ đồ khối và nguyên lý hoạt động ............................................................ 35 4.2 Bộ ghép kênh quang OMU .............................................................................. 37 4.2.1 Vai trò và chức năng .................................................................................. 37 4.2.2 Phân loại ................................................................................................... 37 4.2.3 Sơ đồ khối và nguyên lý hoạt động ............................................................ 38 4.3 Bộ tách kênh quang ODU ................................................................................ 39 4.3.1 Vai trò và chức năng .................................................................................. 39 4.3.2 Phân loại ................................................................................................... 40 4.3.3 Sơ đồ khối và nguyên lý hoạt động ............................................................ 40 4.4 Bộ ghép kênh xen rẽ quang OADM ................................................................. 42 4.4.1 Vai trò và chức năng .................................................................................. 42 4.4.2 Phân loại ................................................................................................... 42 4.4.3 Sơ đồ khối và nguyên lý hoạt động ............................................................ 43 4.5 Bộ ghép kênh xen rẽ quang ROADM .............................................................. 44 4.5.1 Vai trò và chức năng .................................................................................. 44 4.5.2 Phân loại ROADM .................................................................................... 44 4.5.3 Sơ đồ khối và nguyên lý hoạt động ............................................................ 45 4.5.4 Các kỹ thuật và công nghệ cơ sở................................................................ 47 4.6 Bộ khuếch đại OA ........................................................................................... 50 4.6.1 Vai trò và chức năng .................................................................................. 50 4.6.2 Sơ đồ khối và nguyên lý hoạt động ............................................................ 51 4.7 Khối giám sát kênh quang OSC ....................................................................... 54 4.8 Khối bù tán sắc ................................................................................................ 55 CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ TUYẾN THÔNG TIN QUANG DWDM ...................... 56 5.1 Thiết kế tuyến điểm – điểm ............................................................................. 56 5.2 Thiết kế mạng điểm - điểm dựa trên hệ số Q và OSNR .................................... 57 5.2.1 Cách tính hệ số Q từ OSNR ....................................................................... 58 5.2.2 Cách tính OSNR cho mạng điểm - điểm .................................................... 58 5.3 Bảo vệ mạng DWDM ...................................................................................... 60 5.4 Thiết kế và mô phỏng ...................................................................................... 60 5.4.1 Giới thiệu chung về phần mềm Optisystem ............................................... 60 5.4.1.1 Các ứng dụng của optisystem. ............................................................. 61 5.4.1.2 Các đặc điểm chính của optisystem ..................................................... 61 5.4.2 Mô hình mô phỏng .................................................................................... 64 5.4.2.1 Yêu cầu thiết kế................................................................................... 64 5.4.2.2 Mô phỏng theo phương án thiết kế. ..................................................... 65 5.4.2.3 Mô phỏng theo kịch bản ...................................................................... 79 TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................... 84 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Cấu trúc tổng quát của DWDM và phổ của tín hiệu ghép ......................... 2 Hình 1.2: Hệ thống DWDM mở .............................................................................. 8 Hình 1.3: Hệ thống DWDM tích hợp ....................................................................... 8 Hình 2.1: Sơ đồ nguyên lý DWDM] ...................................................................... 11 Hình 2.2: Hệ thống DWDM hai hướng. ................................................................ 13 Hình 2.3: Thành phần phần cứng. .......................................................................... 14 Hình 2.4: Kiến trúc phần mềm hệ thống. ............................................................... 17 Hình 2.5: Vị trí các loại thiết bị DWDM trong mạng. ........................................... 20 Hình 2.6: Cấu trúc thiết bị ghép kênh kết cuối quang. ............................................ 20 Hình 2.7: Cấu trúc thiết bị khuếch đại đường truyền (OLA). ................................ 22 Hình 2.8: Sơ đồ vị trí các thiết bị trong một node OADM. .................................... 23 Hình 2.9: Cấu trúc thiết bị tái tạo (REG)................................................................ 25 Hình 3.1: Tán sắc làm độ rộng xung ngõ ra tăng. ................................................... 28 Hình 4.1: Sơ đồ khối chức năng của OTU có FEC ................................................. 35 Hình 4.2: Sơ đồ khối chức năng của bộ ghép kênh quang ...................................... 38 Hình 4.3: Sơ đồ khối chức năng của bộ tách kênh quang. ...................................... 41 Hình 4.4: Sơ đồ khối nguyên lý khối OADM......................................................... 43 Hình 4.5: Sơ đồ chức năng ROADM. ................................................................... 46 Hình 4.6: Cấu trúc của phân hệ WB ROADM. ...................................................... 47 Hình 4.7: Cấu trúc của nút mạng hai hướng dựa trên PLC ROADM. ..................... 48 Hình 4.8: Cấu trúc của ROADM 4 hướng trên cơ sở WSS trong trường hợpcổng xen/tách là colored (a) và colorless (b). ................................................................. 49 Hình 4.9: Cấu trúc phân hệ WXC cho nút mạng 8 hướng 40 bước sóngtrên một sợi quang..................................................................................................................... 50 Hình 4.10: vị trí các bộ khuếch đại EDFA. ............................................................ 51 Hình 4.11: Cấu trúc điển hình của bộ khuếch đại quang sợi EDFA. ...................... 52 Hình 4.12. Sơ đồ bộ khuếch đại quang Raman điển hình. ...................................... 53 Hình 4.13 Sơ đồ khối giám sát kênh quang. ........................................................... 54 Hình 5.1: Các tuyến điểm - điểm có bù suy hao định kỳ bằng cách; a) Sử dụng các trạm tái tạo; b) sử dụng khuếch đại quang.............................................................. 56 Hình 5.2: Quan hệ của Q với BER. ....................................................................... 57 Hình 5.3: Khuếch đại đa miền trong mạng điểm-điểm. ......................................... 58 Hình 5.4: Bảo vệ đoạn ghép kênh quang. ............................................................... 60 Hình 5.5: Sơ đồ kênh bước sóng. ........................................................................... 64 Hình 5.6: Tuyến phát quang. ................................................................................. 65 Hình5.7: Tuyến truyền quang Hà Nội - Hà Nam. ................................................... 66 Hình5.8: Tuyến truyền quang Hà Nam – Nam Định. ............................................. 66 Hình5.9: Tuyến truyền quang Nam Định –Thái Bình............................................. 67 Hình5.10: Tuyến truyền quang Thái Bình – Hưng yên........................................... 67 Hình 5.11: Thông số sợi bù tán sắc. ....................................................................... 69 Hình 5.12: Tuyến thu quang. ................................................................................. 69 Hình 5.13: Quang phổ tín hiệu phát từ Hà Nội. ...................................................... 70 Hình 5.14: Công suất phát tại Hà Nội. ................................................................... 70 Hình 5.16: Công suất thu Tại Hà Nam. .................................................................. 71 Hình 5.17: Quang phổ tín hiệu thu tại Nam Định. .................................................. 72 Hình 5.18: Công suất thu Tại Nam Định. ............................................................... 72 Hình 5.19: Quang phổ tín hiệu thu tại Thái Bình.................................................... 73 Hình 5.20: Công suất thu Tại Thái bình. ................................................................ 73 Hình 5.21: Quang phổ tín hiệu thu tại Hưng Yên. .................................................. 74 Hình 5.22: Công suất thu Tại Hưng yên. ................................................................ 74 Hình 5.23: Hiển thị mắt quang thu được tại Hà Nam. ............................................ 75 Hình 5.24: Hiển thị mắt quang thu được tại Thái Bình. .......................................... 75 Hình 5.25: Hiển thị mắt quang thu được tại Hưng Yên. ......................................... 76 Hình 5.26: Tỉ lệ lỗi BER của kênh 31 thu được tại Hà Nam................................... 76 Hình 5.27: Tỉ lệ lỗi BER của kênh 34 thu được tại Nam Định. .............................. 77 Hình 5.28: Tỉ lệ lỗi BER của kênh 36 thu được tại Thái Bình. ............................... 77 Hình 5.29: Tỉ lệ lỗi BER của kênh 38 thu được tại Hưng Yên................................ 78 Hình 5.30: Tuyến truyền dẫn có thêm suy hao. ...................................................... 79 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Phân chia băng tần quang ........................................................................ 3 Bảng 1.2: Bước sóng chuẩn hóa DWDM theo khuyến nghị ITU-T G.692. .............. 7 Bảng 4.1: Các đặc điểm của WB, PLC, WSS, WXC.............................................. 45 Bảng 4.2:So sánh OADM và ROAM ..................................................................... 50 Bảng 5.1: So sánh kết quả tỉ lệ lỗi Ber khi bị suy hao thêm 10dB. ......................... 80 Bảng 5.2: So sánh kết quả tỉ lệ lỗi Ber khi bị suy hao thêm 20dB. ......................... 80 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt ADM Add/Drop Multiplexer Bộ ghép kênh xen/rẽ APD Avalanche Photo Diode Diode quang thác APS Automatic Protection Switching Chuyển mạch bảo vệ tự động ASE Amplifier Spontaneous Emission Nhiễu tự phát được khuếch đại BER Bit Error Ratio Tỷ số lỗi bit DCF Dispersion Compensated Fiber Sợi bù tán sắc DCM Dispersion Compensator Module Module bù tán sắc DEMUX Demultiplexer Thiết bị tách kênh DSF Sợi dịch chuyển tán sắc DWDM Dispersion Shifted Fiber Dense Wavelength Division Ghép kênh theo bước sóng mật độ Multiplexer cao Bộ khuếch đại quang sợi pha trộn EDFA Erbium Doped Fiber Amplifier EMS Element Management System Hệ thống quản lý phần tử FWM Four Wave Mixing Hiệu ứng trộn bốn bước sóng FEC Forward error correction Sửa lỗi hướng tới trước FIU Fiber Interface Unit Khối giao tiếp quang RPU Raman Pump amplifier Unit Bộ khuếch đại Raman IP Internet Protocol Giao thức Internet LED Light Emitting Diode Diode phát quang LD Laser diode Diode laser MUX Multiplexer Thiết bị ghép kênh MAN Metro Area network Mạng đô thị NE Network Element Phần tử mạng NMS Network management system Hệ thống quản lý mạng OADM Optical Add/Drop Mutplexer Bộ xen/rẽ bước sóng quang OAU Optical Amplifier unit Bộ khuếch đại quang Erbium OBA Optical Booster Amplifier Bộ khuếch đại công suất ODU Optical Demultiplexing Unit Bộ tách kênh quang OEQ Optical equalizer Thiết bị cân bằng tín hiệu quang OLT Optical Line Terminator Bộ kết cuối đường quang OMU Optical Multiplexing Unit Bộ ghép kênh quang OPA Optical Pre-Amplifier Bộ tiền khuếch đại OTM Optical Terminal multiplexer Ghép kênh quang đầu cuối OTN Optical Transport Network Mạng truyền tải quang OTU Optical Transponder Unit Khối thu phát quang OSC Optical Supervisor Channel Kênh giám sát quang OSNR Optical Signal to Noise Ratio Tỷ số tín hiệu trên tạp âm quang OXC Optical Cross Connect Khối kết nối chéo quang PLC Planar lightwave circuit Mạch sóng quang phẳng REG Regenerator Thiết bịt tái tạo SMF Single Mode Fiber Sợi đơn mode SNR Signal to Noise Ratio Tỷ số tín hiệu trên tạp âm SPM Self Phase Modulation Điều chế tự dịch pha SSMF Standard Single Mode Fiber Sợi đơn mode chuẩn WDM Wavelength Division Multiplexer Ghép kênh theo bước sóng WSS Wavelength Selective Switches Chuyển mạch lựa chọn bước sóng LỜI MỞ ĐẦU Đi đôi với sự phát triển vượt bậc của nên kinh tế tri thức là nhu cầu trao đổi thông tin ngày càng tăng. Do đó đòi hỏi mạng truyền thông cần phải có khả năng linh hoạt cao,tốc độ truyền dẫn lớn,băng thông rộng...Để đáp ứng nhu cầu trên cho đến nay sợi quang vẫn được xem là môi trường lý tưởng cho việc truyền tải lưu lượng lớn. Đối với hệ thống dung lượng thấp, công nghệ TDM thường được sử dụng để tăng dung lượng truyền dẫn của một kênh cáp đơn lên 10Gbps, thậm chí là 40Gbps. Tuy nhiên, việc tăng tốc cao hơn nữa là không dễ dàng vì các hệ thống tốc độ cao đòi hỏi công nghệ điện tử phức tạp và đắt tiền. Khi tốc độđạt tới hàng trăm Gbps, bản thân các mạch điện tử sẽ không thể đáp ứng được xung tín hiệu cực kỳ hẹp, thêm vào đó chi phí cho các giải pháp trở nên tốn kém và cơ cấu hoạt động quá phức tạp đòi hỏi công nghệ rất cao. Để nâng cao tốc độ truyền dẫn và khắc phục được những hạn chếmà các mạch điện hiện tại chưa khắc phục được, công nghệ ghép kênh quang phân chia theo bước sóng mật độ cao DWDM ra đời. DWDM có thểghép một số lượng lớn bước sóng trong vùng bước sóng 1550nm để nâng dung lượng hệ thống lên hàng trăm Gbps. Sự phát triển của hệ thống DWDM cùng công nghệ chuyển mạch quang sẽ tạo nên một mạng thông tin thế hệ mới mạng thông tin toàn quang.Với những ưu điểm vượt trội về chất lượng,đặc biệt là băng thông rộng đã tạo nên một cuộc cách mạng không chỉ trong công nghệ truyền dẫn mà còn cả giải pháp phát triển mạng viễn thông.Mô phỏng nhằm mục đích nghiên cứu hệ thống là hết sức cần thiết do đó, em đã chọn đề tài “Mô Phỏng DWDM”. Với đề tài này em xin trình bày tổng quan về DWDM, nguyên lý hoạt động của hệ thống,các thành phần cơ bản,đặc biệt là việc thiết kế hệ thốngDWDM dựa trên phần mềm mô phỏng optisystem. Mặc dù đã hết sức cố gắng nhưng chắc chắn những vấn đề nêu ra trong phạm vi luận văn này chưa thể hoàn chỉnh. Nội dung của luận văn vẫn còn những vấn đề cần xem xét thêm và không thể tránh khỏi những khiếm khuyết.Rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các thầy cô để đề tài của em được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn TS.Hoàng Phương Chi-Viện Điện tử viễn thông, đã tận tình giúp đỡ, hướng dẫn nghiên cứu để em có thể hoàn thành luận văn này. Hà Nội, tháng 3 năm 2015 1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN DWDM 1.1 Khái niệm DWDM(Dense Wavelength Division Mutiplexing) là công nghệghép kênh theo bước sóng mật độ cao thực hiệnghép nhiều kênh có bước sóng khác nhau trong một băng tần hạn chế. Cấu trúc tổng quát của một tuyến DWDM đơn hướng, N kênh như hình 1.1. Hình 1.1: Cấu trúc tổng quát của DWDM và phổ của tín hiệu ghép.[3] Hệ thống DWDM về cơ bản gồm ba phần chính:khối phát quang,khối thu quang và phần truyền dẫn. +Khối phát quang gồm N bộ phát quang tương ứng với N bước sóng λ1… λn và một bộ ghép kênh quang theo bước sóng.Đầu ra của khối phát quang là N bước sóng đã được ghép lại để có thể ghép lên đường truyền quang. +Phần truyền dẫn quang gồm các đoạn sợi quang và các bộ khuếch đại.Sợi quang được dùng trong hệ thống này chủ yếu là sợi đơn mốt tiêu chuẩn. 2 +Khối thu quang gồm một bộ tách kênh bước sóng và N bộ thu quang để thu được N kênh bước sóng riêng biệt. Hệ thống ghép kênh DWDM hiện tại hoạt động ở băng C hoặc băng L (bảng 1-1), dung lượng 32 hoặc 40 kênh, khoảng cách kênh 0,4nm và tốc độ tới 10Gb/s. Băng Ý nghĩa Dải bước sóng (nm) Băng O Original – băng gốc 1260 đến 1360 Băng E Extended – băng mở rộng 1360 đến 1460 Băng S Short – băng ngắn 1460 đến 1530 Băng C Conventional – băng thông thường 1530 đến 1565 Băng L Long – băng dài 1565 đến 1625 Băng U Ultra-long – băng cực dài 1625 đến 1675 Bảng 1.1: Phân chia băng tần quang Các bước sóng trong DWDM được chuẩn hóa theo khuyến nghị ITU-T G.692 (bảng 1-2). Hiện tại, hệ thống DWDM đã nghiên cứu thử nghiệm với dung lượng kênh được nâng đến 40Gb/s hoặc số lượng kênh được nâng đến 80. TT Tần số trung tâm Tần số trung tâm Bước sóng trung tâm (THz) cho khoảng (THz) cho khoảng (nm) kênh 50 GHz kênh 100 GHz hoặc hơn 1 196.10 196.10 1528.77 2 196.05 – 1529.16 3 196.00 196.00 1529.55 4 195.95 – 1529.94 5 195.90 195.90 1530.33 3 6 195.85 – 1530.72 7 195.80 195.80 1531.12 8 195.75 – 1531.51 9 195.70 195.70 1531.90 10 195.65 – 1532.29 11 195.60 195.60 1532.68 12 195.55 – 1533.07 13 195.50 195.50 1533.47 14 195.45 – 1533.86 TT Tần số trung tâm Tần số trung tâm Bước sóng trung tâm (THz) cho khoảng (THz) cho khoảng (nm) kênh 50 GHz kênh 100 GHz hoặc hơn 15 195.40 195.40 1534.25 16 195.35 – 1534.64 17 195.30 195.30 1535.04 18 195.25 – 1535.43 19 195.20 195.20 1535.82 20 195.15 – 1536.22 21 195.10 195.10 1536.61 22 195.05 – 1537.00 23 195.00 195.00 1537.40 24 194.95 – 1537.79 4 25 194.90 194.90 1538.19 26 194.85 – 1538.58 27 194.80 194.80 1538.98 28 194.75 – 1539.37 29 194.70 194.70 1539.77 30 194.65 – 1540.16 31 194.60 194.60 1540.56 32 194.55 – 1540.95 33 194.50 194.50 1541.35 34 194.45 – 1541.75 35 194.40 194.40 1542.14 36 194.35 – 1542.54 37 194.30 194.30 1542.94 38 194.25 – 1543.33 39 194.20 194.20 1543.73 40 194.15 – 1544.13 41 194.10 194.10 1544.53 42 194.05 – 1544.92 43 194.00 194.00 1545.32 44 193.95 – 1545.72 45 193.90 193.90 1546.12 46 193.85 – 1546.52 5 47 193.80 193.80 1546.92 48 193.75 – 1547.32 49 193.70 193.70 1547.72 50 193.65 – 1548.11 51 193.60 193.60 1548.51 52 193.55 – 1548.91 53 193.50 193.50 1549.32 TT Tần số trung tâm Tần số trung tâm Bước sóng trung tâm (THz) cho khoảng (THz) cho khoảng (nm) kênh 50 GHz kênh 100 GHz hoặc hơn 54 193.45 – 1549.72 55 193.40 193.40 1550.12 56 193.35 – 1550.52 57 193.30 193.30 1550.92 58 193.25 – 1551.32 59 193.20 193.20 1551.72 60 193.15 – 1552.12 61 193.10 193.10 1552.52 62 193.05 – 1552.93 63 193.00 193.00 1553.33 64 192.95 – 1553.73 65 192.90 192.90 1554.13 6 66 192.85 – 1554.54 67 192.80 192.80 1554.94 68 192.75 – 1555.34 69 192.70 192.70 1555.75 70 192.65 – 1556.15 71 192.60 192.60 1556.55 72 192.55 – 1556.96 73 192.50 192.50 1557.36 74 192.45 – 1557.77 75 192.40 192.40 1558.17 76 192.35 – 1558.58 77 192.30 192.30 1558.98 78 192.25 – 1559.39 79 192.20 192.20 1559.79 80 192.15 – 1560.20 81 192.10 192.10 1560.61 Bảng 1.2: Bước sóng chuẩn hóa DWDM theo khuyến nghị ITU-T G.692. 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. 7 Các tín hiệu quang từ các thiết thi bị đầu cuối khác nhau sau khi đượcc chuy chuyển đổi thành các bướcc sóng khác nhau phù hợp h hệ thống theo khuyến nghị ITU--T được đưa tới bộ ghép để ghép thành tín hi hiệu DWDM. Hình 1.2: 1.2 Hệ thống DWDM mở [3] - Hệ thống ng DWDM tích hợp: h Không sử dụng công nghệ chuyển chuy đổi bước sóng,được thiết kế để hoạt động cùng với một số mạng ng khác như SDH, Ethernet, ... Các giao diện quang từ thiết bị thuộc các mạng được tích hợp phảải có bước sóng chuẩn hóa DWDM và được đư kết nối trực tiếp vào bộ tách ghép kênh của hệ thống DWDM. Hình 1.3: 1. Hệ thống DWDM tích hợp. [3] Các kiểu mạngnày ngnày được đư áp dụng tùy thuộc vào từng hoàn cảnh nh cụ thể.Trong thực tế, có thể kết hợp cảả hai kiểu ứng dụng này trong một hệ thống ng mạng. m 1.2.2 Ứng dụng ng DWDM tại t các lớp mạng - Mạng đường trụcc (back (back-bone) Các hệ thống ng DWDM khoảng cách xa (long-haul) được ứ ứng dụng trong mạng đường trục để truy truyền tải thông tin với lưu lượng lớn giữaa các vùng trong một quốc gia. Đặc điểm củaa các hệ h thống này là dung lượng rất lớn và sử ử dụng các công 8 nghệ sửa lỗi FEC, khuyếch đại Raman, định dạng xung CRZ cùng với các trạm lặpđể 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. 1.3Ưu – nhược điểm của DWDM Hệ thống DWDM có các ưu điểm sau: 1. Dung lượng cực lớn. Băng thông truyền dẫn của sợi quang thông thường được sử dụng rất lớn. Nhưng tỷ lệ sử dụng của các hệ thống đơn bước sóng vẫn rất thấp. Bằng cách sử dụng công nghệ DWDM, dung lượng truyền dẫn trên mỗi sợi quang được tăng lên rất nhiều lần mà không cần tăng tốc độ bit. 2. Trong suốt đối với tốc độ bit và khuôn dạng dữ liệu. Các hệ thống DWDM được xây dựng trên cơ sở ghép và tách các tín hiệu quang theo bước sóng và việc ghép tách này độc lập với tốc độ truyền dẫn và phương thức điều chế. Vì thế, các hệ thống này trong suốt đối với tốc độ dữ liệu và khuôn dạng dữ liệu. 3.Khả năng nâng cấp và mở rộng dễ dàng. Trong quá trình mở rộng và phát triển mạng, có thể mở rộng dung lượng mà không cần xây dựng lại hệ thống cáp quang mà chỉ cần thay thế các bộ thu phát quang. Hơn nữa, việc tăng thêm dịch vụ mới và dung lượng mới được thực hiện đơn giản bằng cách tăng thêm bước sóng. 4. Khả năng linh hoạt, tiết kiệm và và độ tin cậy cao. So với các mạng truyền thống sử dụng phương thức TDM điện, mạng DWDM có cấu trúc cực kỳ đơn giản và các lớp mạng được phân tách rõ ràng.Lớp 9 thấp nhất của mạng là lớp toàn quang tính từ đầu vào bộ ghép tới đầu ra bộ tách kênh bước sóng bao gồm các bộ khuyếch đại, bù tán sắc và các thành phần ở trên đoạn đường truyền.Lớp này là được xây dựng cố định với từng mạng và có chi phí rất thấp.Lớp dịch vụ mức cao hơn bao gồm các bộ phát đáp quang.Các bộ phát đáp quang làm nhiệm vụ gom các dữ liệu cần truyền và phát đáp tại các bước sóng chuẩn hóa của hệ thống.Việc thay đổi dung lượng, thêm bớt dịch vụ được thực hiện bằng cách thay đổi hoặc thêm bớt các bộ phát đáp. Do đó, mạng DWDM đáp ứng tốt về khả năng linh hoạt và tiết kiệm chi phí. Do đặc điểm trong suốt với tín hiệu truyền nên độ tin cậy của mạng cao hơn hẳn so với các mạng TDM. 5. Tương thích với chuyển mạch quang hoàn toàn Việc xử lý như xen/rẽ và kết nối của tất cả các dịch vụ viễn thông có thể được thực hiện bằng cách thay đổi và điều chỉnh các bước sóng tín hiệu quang.Vì vậy, hoàn toàn có thể thực hiện mạng hoàn toàn quang trong suốt và có độ tin cậy cao trên cơ sở hệ thống DWDM hiện tại. Bên cạnh những ưu điểm trên hệ thống DWDM có những nhược điểm sau : - Chi phí cho khai thác,bảo dưỡng tăng do có nhiều hệ thống cùng hoạt động. -Dung lượng hệ thống còn nhỏ, chưa khai thác triệt để băng tần rộng lớn của sợi quang. Kết luận chương: Sự tăng nhanh yêu cầu về dung lượng, khoảng cách và sự đa dạng về định dạng truyền tinđã tạo động lực cho sự ra đời và phát triển h ệ t h ố n g D W D M . Để thấy được vai trò quan trọng của công nghệ này đối với viêc phát triển hệ thống mạng, trong chương này chúng ta đã xem xét những nét chung nhất về công nghệ DWDM.Với những ưu điểm vượt trội và khả năng ứng dụng DWDM là tiền đề để xây dựng,phát triển mạng toàn quang trong tương lại. 10 CHƯƠNG 2: NGUYÊN LÝ HỆ THỐNG 2.1 Mô hình hệ thống và nguyên lý hoạt động Hệ thống DWDM vềcơ bản chia làm hai loại: Hệthống đơn hướng và song hướng.Mô hình tổng quát hệ thống DWDM đơn hướng được trình bày như sau: Hình 2.1: Sơ đồ nguyên lý DWDM. [4] OSC (Optical Supervision Channel): Kênh giám sát quang. BA (Boost Amplifier):Bộ khuếch đại tăng cường. OMU (Optical Multiplexing Unit):Bộ ghép kênh quang. PA (Pre-Amplifier): Bộ tiền khuếch đại. ODU (Optical Demultiplexing Unit): Bộ tách kênh quang. LA (Line Amplifier): Bộ khuếch đại đường. EMS (Element Management System): Hệ thống quản lý phần tử. 11 Tải về bản full