TÌm Hiểu Về Công Nghệ DWDM Nhóm 17 290918 - Tài Liệu Text

Tải bản đầy đủ (.doc) (41 trang)

1. Trang chủ
>>
2. Công Nghệ Thông Tin
>>
3. Kỹ thuật lập trình

TÌm hiểu về công nghệ DWDM nhóm 17 290918

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (744.56 KB, 41 trang )

NHÓM 17Tìm Hiểu Về Công Nghệ DWDMMỤC LỤCLời Mở Đầu ______________________________________________________________31 CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ DWDM________________________81.1 Khái niệm____________________________________________________________81.1.1 Khái niệm công nghệ DWDM...............................................................................................................81.1.2 Kỹ thuật ghép bước sóng quang.........................................................................................................91.2 Mô hình hệ thống và nguyên lý hoạt động________________________________101.3 Xu hướng phát triển tương lai của hệ thống DWDM_______________________121.3.1 Trong viễn thông.................................................................................................................................121.3.2 Xu hướng ứng dụng...........................................................................................................................131.4 Cấu trúc thiết bị______________________________________________________131.4.1 Cấu trúc phần cứng............................................................................................................................131.5 Ứng dụng___________________________________________________________141.5.1 Các kiểu mạng DWDM.......................................................................................................................141.5.2 Ứng dụng DWDM tại các lớp mạng...................................................................................................141.6 Kết luận chương______________________________________________________152 CHƯƠNG II : ĐẶC TÍNH VỀ CÔNG NGHỆ DWDM_________________________162.1 Các bộ phận chức năng________________________________________________162.1.1 Cấu trúc phần mềm............................................................................................................................172.2 Cấu hình thiết bị_____________________________________________________182.2.1 Phân loại cấu hình thiết bị..................................................................................................................182.2.2 Thiết bị OTM.......................................................................................................................................192.2.3 Thiết bị OLA........................................................................................................................................192.2.4 Thiết bị OADM....................................................................................................................................202.2.5 Thiết bị REG.......................................................................................................................................212.2.6 Thiết bị OEQ.......................................................................................................................................222.3 Ưu điểm____________________________________________________________222.4 Nhược điểm_________________________________________________________232.5 Đặc điểm hệ thống DWDM_____________________________________________242.6 Kết luận chương______________________________________________________253 CHƯƠNG III : CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN HỆ THỐNG DWDM_________263.1 Các thành phần chính của hệ thống quang DWDM________________________263.1.1 Thiết bị ghép – tách kênh bước sóng (Mux/ Demux)........................................................................263.1.2 Bộ phát................................................................................................................................................263.1.3 Bộ suy hao..........................................................................................................................................273.1.4 Bộ thu..................................................................................................................................................283.1.5 Các thiết bị bù sắc tán........................................................................................................................293.1.6 Bộ khuếch đại quang sợi EDFA ( Erbium Doped Fiber Amplifier)....................................................291NHÓM 17Tìm Hiểu Về Công Nghệ DWDM3.1.7 Bộ chuyển đổi bước sóng..................................................................................................................301.1.8 Bộ đấu nối chéo quang OXC.............................................................................................................313.1.8 Bộ xen/ rẽ quang OADM ( Optical Add/ Drop Multiplexer)................................................................323.1.9 Sợi quang...........................................................................................................................................333.2 Các tham số chính trong DWDM________________________________________343.2.1 Suy hao sợi quang.............................................................................................................................343.2.2 Số kênh bước sóng............................................................................................................................343.2.3 Độ rộng phổ của nguồn phát.............................................................................................................353.2.4 Quỹ công suất.....................................................................................................................................363.2.5 Tán sắc...............................................................................................................................................363.2.6 Vấn đề ảnh hưởng của các hiệu ứng phi tuyến................................................................................383.2.7 Dải bước sóng làm việc của DWDM.................................................................................................383.3 Kết luận chương______________________________________________________394 - KẾT LUẬN -__________________________________________________________402NHÓM 17Tìm Hiểu Về Công Nghệ DWDMDanh mục viết tắtBABoost AmplifierBộ khuếch đại tăng cường.CWDMCoarse Wavelength DivisionGhép kênh phân chia bướcsóng thôMultiplexingDCFDispersion CompensateSợi bù tán sắcFiberDemuxDemultiplexerMạch giải ghép kênhEDFAErbium Doped FiberBộ khuếch đại quang sợiAmplifierEMSElement ManagementHệ thống quản lý phần tửSystemIPInternet ProtocolGiao thức InternetMUXMultiplexerMạch ghép kênhNMSNetwork ManagementHệ thống quản lý mạngSystemOADMOptical Add/DropThiết bị ghép kênh xen/rẽMultiplexerODUOptical Demultiplexing UnitquangBộ tách kênh quangOEQOptical EqualizerThiết bị cân bằng tín hiệuquangOLAOptical Line AmplifierThiết bị khuếch đại đườngtruyềnOMUOptical Multiplexing UnitBộ ghép kênh quangOSCOptical Supervision ChannelKênh giám sát quangOTMOptical Terminal MultiplexerThiết bị ghép kênh kết cuốiquangOTUOptical Transponder UnitBộ phát đáp quangOXCOptical Cross-connectBộ đấu nối chéo quang OXCPAPre-AmplifierBộ tiền khuếch đại.QoSQuality of ServiceChất lượng dịch vụ3NHÓM 17Tìm Hiểu Về Công Nghệ DWDMREGRegeneratorThiết bị tái tạoDWDMDense Wavelength DivisionGhép kênh phân chia theobước sóng dày đặcMultiplexingWDMWavelength DivisionMultiplexingGhép kênh phân chia theobước sóng4NHÓM 17Tìm Hiểu Về Công Nghệ DWDMDanh mục hình ảnhHình 1.1: Cấu trúc tổng quát của DWDM và phổ của tín hiệu ghépHình 1.2: Sơ đồ nguyên lý DWDMHình 1.3: Hệ thống DWDM hai hướngHình 1.4: Giao tiếp giữa DWDM với các dịch vụ khácHình 1.5: Thành phần phần cứngHình 1.6: Hệ thống DWDM mởHình 1.7: Hệ thống DWDM tích hợpHình 2.1: Kiến trúc phần mềm hệ thốngHình 2.2: Vị trí các loại thiết bị DWDM trong mạngHình 2.3: Cấu trúc thiết bị ghép kênh kết cuối quang (OTM)Hình 2.4: Cấu trúc thiết bị khuếch đại đường truyền (OLA)Hình 2.5: Cấu trúc thiết bị ghép kênh xen/rẽ quang (OADM)Hình 2.6: Cấu trúc thiết bị tái tạo (REG)Hình 3-1 Thiết bị ghép/ tách kênh bước sóngHình 3-2. Quang phổ và dạng đơn giản của Laser DFBHình 3-3. Mô hình bộ suy haoHình 3-4. Đặc tuyến độ nhạy máy thuHình 3-5. Sự giãn xung và bù tán sắcHình 3-6 Bộ khuếch đại quang EDFAHình 3-7 Các vị trí của bộ khuếch đại trên tuyến thông tin quangHình 3-8 Sơ đồ mạch của bộ OXCHình 3-9 Bộ xen/ rẽ quang OADMHình 3-10. Tán sắc mode phân cực PMD5NHÓM 17Tìm Hiểu Về Công Nghệ DWDMDanh mục bảngBảng 2-1: Phân chia băng tần quangBảng 3-1. Giá trị PMD đối với các tốc độ truyền dẫn khác nhauBảng 3-2: Phân chia băng tần quang6NHÓM 17Tìm Hiểu Về Công Nghệ DWDMLời Mở ĐầuNgày nay, xu hướng hội tụ của viễn thông và công nghệ thông tin có nhiều ảnh hưởngđến mạng viễn thông, đòi hỏi mạng viễn thông phải có cấu trúc mở, linh hoạt, cung cấpnhiều loại dịch vụ khác nhau cho người sử dụng, … Chính vì vậy, việc xây dựng mạng thếhệ sau NGN (Next Generation Network) dựa trên nền tảng chuyển mạch gói tốc độ cao,dung lượng lớn và hội tụ được các loại hình dịch vụ khác nhau là một điều tất yếu.Trong cấu trúc NGN, lớp truyền tải là khâu quan trọng nhất có nhiệm vụ truyền dẫnthông suốt lưu lượng trao đổi thông tin của người dùng với tất cả các loại hình dịch vụ trênmạng, trong đó mạng truyền dẫn được xem là huyết mạch chính. Để thoả mãn việc thôngsuốt lưu lượng với băng tần lớn, các hệ thống truyền dẫn thông tin quang được sử dụng nhờcác ưu điểm nổi bật của nó. Trong các hệ thống truyền dẫn thông tin quang, công nghệ ghépkênh theo bước sóng mật độ cao DWDM được xem là công nghệ quan trọng và hiệu quảnhất cho đường truyền dẫn. Chính vì vậy đó em đã chọn đề tài: “Tìm Hiểu Về Công NghệDWDM” nhằm nghiên cứu sâu hơn về công nghệ này, cũng như những ứng dụng của côngnghệ.Để hoàn thành Đồ án này nhóm đã có sự hướng dẫn tận tình từ thầy T.S Đỗ Xuân Thuvà các bạn ở trường Đại Học Công Nghệ GTVT, cùng một số tài liệu tham khảo trên mạng.Em xin chân thành cảm ơn!Hà nội, tháng 9 năm 2018Sinh viênTô Văn HòaPhạm Văn Hải7NHÓM 17Tìm Hiểu Về Công Nghệ DWDM1 CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ DWDMLịch sử về công nghệ DWDMHiện nay sợi quang vẫn được xem là môi trường lý tưởng cho việc truyền tải lưu lượngcực lớn. Đối với hệ thống dung lượng thấp, công nghệ TDM thường được sử dụng để tăngdung 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 nghệđiện tử phức tạp và đắt tiền. Khi tốc độ đạt tới hàng trăm Gbps, bản thân các mạch điện tửsẽ không thể đáp ứng được xung tín hiệu cực kỳ hẹp, thêm vào đó chi phí cho các giải pháptrở nên tốn kém và cơ cấu hoạt động quá phức tạp đòi hỏi công nghệ rất cao.Để nâng cao tốc độ truyền dẫn, khắc phục được những hạn chế mà các mạch điện hiện tạichưa khắc phục được, công nghệ ghép kênh quang phân chia theo bước sóng mật độ caoDWDM ra đời. DWDM có thể ghép một số lượng lớn bước sóng trong vùng bước sóng1550nm để nâng dung lượng hệ thống lên hàng trăm Gbps. Vì thế, DWDM ngày càng đượcứng dụng rộng rãi ở nhiều nước trên thế giới cũng như ở Việt Nam.Với ưu thế về công nghệ đặc biệt, ghép kênh theo bước sóng mật đô cao DWDM đã trởthành một phương tiện tối ưu về kỹ thuật và kinh tế để mở rộng dung lượng sợi quang mộtcách nhanh chóng và quản lý hiệu quả hệ thống. DWDM đã đáp ứng được hoàn toàn yêucầu phát triển các dịch vụ băng rộng trên mạng và là tiền đề để xây dựng và phát triển mạngtoàn quang trong tương lai.1.1 Khái niệm1.1.1 Khái niệm công nghệ DWDMDWDM (Dense Wavelength Division Mutiplexing) là công nghệ ghép kênhtheo bước sóng mật độ cao thực hiện ghép nhiều kênh có bước sóng khác nhau trongmột băng tần hạn chế.Cấu trúc tổng quát của một tuyến DWDM đơn hướng, N kênh như hình 1.18NHÓM 17Giaotiếpvớiphíaphátthôngtin cầntruyềnTìm Hiểu Về Công Nghệ DWDMTx-1Tx-2Tx-kλ1λ1λ2λ2OAλkOAOAD EMUXMUXTx-nλnλkλnRx-1Giaotiếpvớiphíathuthôngtin cầntruyềnRx-2Rx-kRx-nGhép kênh DWDMλkλPhổ của kênh đơnλ1λ2λkλnλPhổ của tín hiệu ghép DWDMHình 1.1: Cấu trúc tổng quát của DWDM và phổ của tín hiệu ghépCác luồng thông tin cần truyền được đưa tới khối phát của từng kênh. Các khối này làmnhiệm vụ phát đáp với bước sóng khác nhau. Đầu ra của các khối phát được đưa tới bộ ghépkênh theo bước sóng để ghép thành một luồng tổng được khuyếch đại và phát lên sợi quang.Trên đường truyền, có thể đặt các bộ khuyếch đại nhằm đảm bảo về công suất để tăngkhoảng cách truyền. Tại đầu thu, tín hiệu này được khuyếch đại để tín hiệu đủ lớn và đượcđưa tới bộ tách kênh theo bước sóng để tách thành các kênh tương tự như đầu phát. Cáckênh bước sóng riêng được đưa tới các khối phát tương ứng để chuyển từng kênh thành cácluồng tín hiệu riêng tương ứng với phía phát.Hiện tại, có hai hệ thống ghép kênh theo bước sóng được biết là:Hệ thống ghép kênh theo bước sóng mật độ cao (DWDM – Dense Wavelength DivisionMutiplexing)Hệ thống ghép kênh theo bước sóng thô (CWDM – Coarse Wavelength DivisionMutiplexing).1.1.2 Kỹ thuật ghép bước sóng quangTrong hệ thống đơn kênh, khi tốc độ đường truyền đạt đến mức độ nào đó, người ta thấycác hạn chế của các mạch điện tử trong việc nâng cao tốc độ cũng như kéo dài cự ly truyềndẫn. Thêm vào đó, chi phí cho các giải pháp trên tuyến truyền dẫn rất tốn kém vì cấu trúc hệthống khá phức tạp. Do đó, kỹ thuật ghép kênh quang ra đời nhằm khắc phục được nhữnghạn chế trên.9NHÓM 17Tìm Hiểu Về Công Nghệ DWDMCác phần tử quang trong hệ thống thiết bị sẽ đóng vai trò chủ đạo trong việc thay thế hoạtđộng của các phần tử điện ở các vị trí xung yếu đòi hỏi kỹ thuật xử lý tín hiệu nhanh.Về lý thuyết, ta có thể làm tăng đáng kể dung lượng truyền dẫn của hệ thống bằng cáchtruyền đồng thời nhiều tín hiệu quang trên cùng một sợi nếu các nguồn phát có phổ cáchnhau một cách hợp lý và đầu thu có thể thu được các tín hiệu quang riêng biệt nếu phần thucó bộ tách bước sóng, Đây chính là cơ sở kỹ thuật ghép bước sóng.1.2 Mô hình hệ thống và nguyên lý hoạt độngMô hình tổng quát hệ thống DWDM được trình bày trong hình 1.2. Mô hình này biểudiễn một hệ thống DWDM mở, đơn hướng gồm đầu phát, trạm khuếch đại và bù tán sắctrung gian và đầu thu. Hệ thống ghép n kênh bước sóng, từ λ1 đến λn .OSC (Optical Supervision Channel): Kênh giám sát quangBA (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 tửDCF (Dispersion Compensate Fiber): Sợi bù tán sắc.NMS: Network Management System: hệ thống quản lý mạngOTU (Optical Transponder Unit): Bộ phát đáp quang.Hình 1.2: Sơ đồ nguyên lý DWDM10NHÓM 17Tìm Hiểu Về Công Nghệ DWDMTrên thực tế, hệ thống DWDM được xây dựng là hệ thống hai hướng. Mô hình tổng quátcủa hệ thống DWDM hai hướng được trình bày trên hình 1.3.Hình 1.3: Hệ thống DWDM hai hướngHình 1.4 biểu diễn các cách giao tiếp giữa hệ thống DWDM với các dịch vụ khác. Với hệthống DWDM mở, sử dụng các bộ phát đáp (OTU) để nhận, gom các luồng thông tin củacác dịch vụ khác nhau để phát trên các bước sóng chuẩn hóa của DWDM11NHÓM 17Tìm Hiểu Về Công Nghệ DWDMIPATMSDHATMIPKhácGiao diện quang mởSDHDWDMSợi quangHình 1.4: Giao tiếp giữa DWDM với các dịch vụ khácCác giao diện trực tiếp tới lớp DWDM là các giao diện quang tại bước sóng chuẩn hóa củahệ thống ghép kênh theo bước sóng DWDM1.3 Xu hướng phát triển tương lai của hệ thống DWDMTrong 20 năm qua, sự phát triển của truyền thông quang vượt ra ngoài trí tưởng tượngcủa người dân, và mạng lưới truyền thông quang học tạo thành cơ sở cho nền tảng mạngtruyền thông hiện đại. Sợi quang giao tiếp hệ thống đã trải qua nhiều giai đoạn phát triển, từhệ thống PDH cuối 70 's, giữa 90 's SDH hệ thống, cũng như sự gia tăng tại các hệ thốngDWDM, cũng như các công nghệ tương lai của mạng quang học thông minh và hệ thốngthông tin quang chính nó là nhanh chóng nâng cấp.1.3.1 Trong viễn thôngThông tin quang phát triển theo hai xu hướng chính:•Tăng tốc độ truyền dẫn: từ 2,5 Gb/s đến 10 Gb/s rồi đến 40 Gb/s. Sử dụng WDM tốcđộ truyền dẫn lên tới hàng trăm Gb/s.•Tăng cự ly truyền dẫn: Trước đây, với cự ly khoảng 100 Km là phải sử dụng trạm lặp.Nhưng hiện nay, với cáp quang biển, chiều dài cỡ mấy trăm Km vẫn không cần sử dụng trạmlặp.Để đạt được điều này, chúng ta cần sử dụng sợi quang có suy hao tán sắc thấp.Chính vì vậy cần nghiên cứu sợi quang có hệ số suy hao thấp hơn và hoạt động ở bước sóngcao hơn.Đồng thời cần nghiên cứu linh kiện quang điện (Laser Diode, photodiode) thích hợp.Tăng cường sử dụng hệ thống WDM và nghiên cứu các kỹ thuât truyền dẫn mới.12NHÓM 17Tìm Hiểu Về Công Nghệ DWDM1.3.2 Xu hướng ứng dụngKhông chỉ sử dụng trong mạng viễn thông mà còn sử dụng ở cự ly ngắn hơn như trongmạng LAN, máy bay, nhà máy, ô tô, máy chủ (server) lớn (nối các bo mạch )Từ một kỹ thuật và kinh tế quan điểm trên, DWDM công nghệ là khả thi về kinh tế của cácphương tiện công nghệ mở rộng1.4 Cấu trúc thiết bị1.4.1 Cấu trúc phần cứngVề phần cứng, thiết bị DWDM được thiết kế theo cấu trúc phân tách khối chức năng. Thiếtbị bao gồm khung giá (subrack) và các khối chức năng. Khung giá thiết bị được gắn trên tủthiết bị (rack). Các khối chức năng bao gồm các khối (Modul) và các bo mạch chức năng(board) hay còn gọi là card chức năng.1-Bảng mạch (Board); 2-Giá OADM; 3: DCM; 4-Kẹp sợiTủ thiết bị (Rack)Khung giá thiết bị (Subrack)Bảng mạch (Board)Hình 1.5: Thành phần phần cứngHình 2.4 là hình ảnh ví dụ về tủ thiết bị, khung giá thiết bị và bảng mạch chức năng.13NHÓM 17Tìm Hiểu Về Công Nghệ DWDM1.5 Ứng dụng1.5.1Các kiểu mạng DWDMDWDM 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 từbước sóng của luồng tín hiệu cần truyền sang bước sóng quy chuẩn trong hệ thống.Hình 1.6: Hệ thống DWDM mởHệ thống DWDM tích hợp không sử dụng công nghệ chuyển đổi bước sóng.Hình 1.7: Hệ thống DWDM tích hợpCác kiểu mạng này được áp dụng tùy thuộc vào từng hoàn cảnh cụ thể. Trong thực tế, cóthể kết hợp cả hai kiểu ứng dụng này trong một hệ thống mạng.1.5.2 Ứng dụng DWDM tại các lớp mạng- Mạng đường trục (back-bone)Các hệ thống DWDM khoảng cách xa được ứng dụng trong mạng đường trục để truyền tảithông tin với lưu lượng lớn giữa các vùng trong một quốc gia. Đặc điểm của các hệ thốngnày là dung lượng rất lớn.- Mạng nội vùng (Metropolitan)Sử dụng các hệ thống DWDM khoảng cách trung bình để kết nối giữa các điểm tập trunglưu lượng trong một vùng. Các mạng metro cũng được xây dựng dạng hình vòng hoặc hìnhlưới để tăng khả năng bảo vệ lưu lượng.14NHÓM 17Tìm Hiểu Về Công Nghệ DWDM1.6 Kết luận chươngSự tăng nhanh về dung lượng, khoảng cách và sự đa dạng về định dạng chuyền đã tạođộng lực cho sự ra đời và phát triển hệ thống DWDM . Để thấy được rõ vai trò quan trọngcủa công nghệ này đối với việc phát triển hệ thống mạng, trong chương này chúng ta đãxem xét những nét chung nhất về công nghệ DWDM. Với những mô hình và xu hướng pháttriển tương lai của hệ thống DWDM15NHÓM 17Tìm Hiểu Về Công Nghệ DWDM2 CHƯƠNG II : ĐẶC TÍNH VỀ CÔNG NGHỆ DWDM2.1 Các bộ phận chức năngCác khối chức năng chính của một thiết bị DWDM bao gồm:1, Bộ phát đáp quang (OTU)Có chức năng gom và chuyển đổi tín hiệu từ phía khách hàng thành dòng dữ liệu tại giaodiện chuẩn hóa DWDM.2, Bộ ghép kênh theo quang (OMU)Có chức năng ghép các tín hiệu tại các bước sóng đơn chuẩn hóa theo hệ thống DWDMthành luồng tín hiệu ghép kênh theo bước sóng.3, Bộ tách kênh theo quang (ODU)Có chức năng tách các tín hiệu tại các bước sóng đơn chuẩn hóa theo hệ thống DWDM từluồng tín hiệu ghép kênh theo bước sóng.4, Bộ ghép kênh xen rẽ quang (OADM)Có chức năng xen/rẽ các tín hiệu tại các bước sóng đơn chuẩn hóa theo hệ thống DWDMvào/từ luồng tín hiệu ghép kênh theo bước sóng.5, Bộ khuếch đại quang (OAU)Có chức năng khuếch đại công suất tín hiệu quang6, Bộ điều khiển hệ thống và truyền thôngCó chức năng điều khiển cấu hình toàn hệ thống, xử lý cảnh bảo hệ thống, giao tiếp với hệthống quản lý.7, Khối giao tiếp kênh giám sát quang (OSC)Có chức năng giao tiếp kênh giám sát quang đảm bảo liên lạc từ thiết bị đến hệ thống quảnlý.8, Khối bù tán sắc (DCM)Có chức năng bù tán sắc sợi quang để hạn chế tán sắc.Các khối chức năng bổ xung của thiết bị DWDM bao gồm:9, Khối điều khiển công suất tự độngCó chức năng điều khiển suy hao tự động hoặc nhân công bằng cách chèn suy hao điềukhiển được để thích ứng với sự thay đổi của đường truyền.10, Khối bảo vệ quangCó chức năng kết nối bảo vệ lưu lượng mức quang.11, Khối cân bằng tín hiệu quangBao gồm cân bằng công suất các kênh và cân bằng tán sắc các kênh.12, Khối phân tích phổ16NHÓM 17Tìm Hiểu Về Công Nghệ DWDMCó chức năng đo phổ tín hiệu ghép kênh tổng tại đầu giám sát trên các khối xử lý tín hiệuDWDM như OMU, ODU,...2.1.1 Cấu trúc phần mềm* Sơ đồ chức năngPhần mềm của hệ thống DWDM được phân bố thành ba khối, bao gồm phần mềm bảngmạch (nằm trong các bảng mạch chức năng), phần mềm NE (nằm trong bảng mạch SCC) vàphần mềm quản lý mạng (nằm trong máy tính quản lý mạng).* Nguyên lý hoạt độngCác chức năng và hoạt động của các lớp trong hệ thống như sau:Phần mềm bảng mạch: phần mềm bảng mạch điều khiển trực tiếp các mạch chức năng.Trong bảng mạch tương ứng, nó thực hiện một chức năng chuyên biệt của phần tử mạng vàchức năng 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 và điều khiển các hoạt động của bảngmạch bên trong NE. Nó cũng trợ giúp NMS để làm dễ dàng hơn cho việc quản lý tập trungqua mạng WDM.. Phần mềm NE gồm các khối chức năng sau:Phần nằm trongmáy tính NMSPhần mềm quản lý mạngKhối truyền thôngmức cao hơnHệ điềuhành đanhiệm thờigian thựcKhối quảnlý cơ sở dữliệuKhối quản lý thiết bịKhối truyền thôngmức thấp hơnPhần mềm NEPhần mềm bảng mạchPhần nằmtrong thiết bịHình 2.1: Kiến trúc phần mềm hệ thống1, 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 tàinguyên dùng chung và hỗ trợ các chương trình ứng dụng.2, Khối truyền thông với cấp thấp hơn:17NHÓM 17Tìm Hiểu Về Công Nghệ DWDMKhối truyền thông với cấp thấp hơn là khối giao diện giữa phần mềm NE và phần mềmbảng mạch.3, Khối quản lý thiết bị:Khối quản lý thiết bị là phần nhân của phần mềm NE trong việc thực hiện quản lý phần tửmạng.4, Khối truyền thông với lớp cao hơnKhối truyền thông với lớp cao hơn trao đổi thông tin quản lý giữa hệ thống quản lý mạngvà phần tử mạng và giữa các phần tử mạng với nhau.5, Khối quản lý cơ sở dữ liệu:Khối quản lý cơ sở dữ liệu là một bộ phận tổ chức của phần mềm NE.Hệ thống quản lý mạng:Hệ thống quản lý mạng được chia làm hai phần: hệ thống quản lý phần tử (EMS) và hệthống quản lý mạng (NMS).+,EMS bao gồm cấu hình, quản lý sai lỗi, chất lượng, bảo mật, đồ hình, các báo cáo chấtlượng của từng NE và quản lý hệ thống.+,NMS được kết nối với các EMS để quản lý các toàn mạng bao gồm các NE và các liênkết, các tuyến, kênh.2.2 Cấu hình thiết bị2.2.1 Phân loại cấu hình thiết bịThiết 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 bằng tín hiệu quang (OEQ – Optical Equalizer)Mỗi loại trên có một vị trí và chức năng khác nhau trong tổng thể hệ thống (hình 2.4). Dođó, cấu trúc và các thành phần trong thiết bị cũng khác nhau.REGTMOLATMOADMOLAOLAHình 2.2: Vị trí các loại thiết bị DWDM trong mạng18NHÓM 17Tìm Hiểu Về Công Nghệ DWDM2.2.2 Thiết bị OTMOTM là trạm kết cuối của mạng DWDM. Một OTM bao gồm hướng phát và hướng thu.Hướng phát là hướng từ phía khách hàng (client side) đến phía mạng (network side). Hướngthu là hướng ngược lại. (hình 2.2).OTMOTUOTUOTUOTUOSC1OSC1OTUOTUOTUOTUODUHướng vềphía kháchhàng(clientside)OMUBAPAFFIIUUHướng vềphía mạng(networkside)DCFDCFFIU: Fiber Interface Unit – Khối giao tiếp quangOSC1: bộ giám sát kênh quang đơn hướngHình 2.3: Cấu trúc thiết bị ghép kênh kết cuối quang (OTM)2.2.3 Thiết bị OLAThiết bị khuếch đại đường truyền (OLA) có chức năng khuếch đại tín hiệu quang haihướng và để bù lại suy hao của liên kết quang nhằm tăng khoảng cách truyền dẫn không cầntái tạo. Cấu trúc thiết bị OLA được biểu diễn trên hình 2.4.19NHÓM 17Tìm Hiểu Về Công Nghệ DWDMOLADCFDCFMặthướngtâyLAOSC2OSC2FFIIUULAFFIIUUMặthướngđôngDCFDCFLA: Line Amplifier – Bộ khuếch đại đường truyềnOSC2: bộ giám sát kênh quang song hướngHình 2.4: Cấu trúc thiết bị khuếch đại đường truyền (OLA)Ngoài ra, tại OLA có thể sử dụng bộ khuếch đại Raman, khối phân tích phổ và khối điềukhiển công suất tự động.2.2.4 Thiết bị OADMThiết bị OADM được sử dụng để xen rẽ một số kênh của luồng ghép kênh tổng, các kênhcòn lại được truyền thẳng qua thiết bị.Hình 2.5 biểu diễn sơ đồ cấu trúc của một thiết bị ghép kênh xen/rẽ quang.20NHÓM 17Tìm Hiểu Về Công Nghệ DWDMOADMOSC2OSC2FFIIUUBAPAOADMDCFDCFOADMMặthướngtâyDCFDCFLưu lượngchuyển quaOOTTUUOOTTUUXen rẽ lưulượng hướng tâyFIU: Fiber Interface Unit – Đơn vị giao diện quangOOTTUUPABAFFIIUUMặthướngđôngOOTTUUXen rẽ lưulượng hướngđôngOSC2: bộ giám sát kênh quang song hướngHình 2.5: Cấu trúc thiết bị ghép kênh xen/rẽ quang (OADM)2.2.5 Thiết bị REGThiết bị REG có chức năng 3R: tái tạo dạng xung (reshaping), định thời lại (re-timing) vàphát lại (regenerating) để cải thiện chất lượng tín hiệu và tăng khoảng cách truyền dẫn.Hình 2.6 biểu diễn sơ đồ cấu trúc của một thiết bị REG.21NHÓM 17Tìm Hiểu Về Công Nghệ DWDMREGDCFDCFODUBAOTUOTU REGREGMặthướngtâyOMUPAOTUOTU REGREGMặthướngđôngOSC2OSC2OTUOTU REGREGOTUOTU REGREGODUBAOMUFFIIUUPAFFIIUUDCFDCFHình 2.6: Cấu trúc thiết bị tái tạo (REG)Thiết bị REG có thể có chức năng OADM nếu sử dụng OTU thường để xen rẽ một số kênhtrên hệ thống.2.2.6 Thiết bị OEQThiết bị OEQ được sử dụng với ứng dụng ELH nhằm làm cân bằng tốt hơn về công xuấtvà bù tán sắc giữa các kênh.Thiết bị OEQ gồm hai loại: cân bằng công suất quang và cân bằng tán sắc2.3 Ưu điểmHệ thống DWDM có các ưu điểm sau:1. Dung lượng cực lớnBăng thông truyền dẫn của sợi quang thông thường được sử dụng rất lớn. Nhưng, tỷ lệ sửdụng 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 tăngtốc độ bit.2. Trong suốt đối với tốc độ bit và khuôn dạng dữ liệuCác hệ thống DWDM được xây dựng trên cơ sở ghép và tách các tín hiệu quang theobước sóng và việc ghép tách này độc lập với tốc độ truyền dẫn và phương thức điều chế. Vìthế, các hệ thống này trong suốt đối với tốc độ dữ liệu và khuôn dạng dữ liệu. Vì thế, có thểtruyền các tín hiệu với các đặc điểm truyền dẫn khác hẳn nhau, có thể tổng hợp và tách cáctín hiệu điện khác nhau bao gồm các tín hiệu số và các tín hiệu tương tự, các tín hiệu PDHvà các tín hiệu SDH,.v.v.3. Bảo vệ đầu tư tối đa trong quá trình nâng cấp hệ thống22NHÓM 17Tìm Hiểu Về Công Nghệ DWDMTrong quá trình mở rộng và phát triển mạng, có thể mở rộng dung lượng mà không cầnxây dựng lại hệ thống cáp quang mà chỉ cần thay thế các bộ thu phát quang. Hơn nữa, việctăng thêm dịch vụ mới và dung lượng mới được thực hiện đơn giản bằng cách tăng thêmbước sóng.4. Khả năng linh hoạt, tiết kiệm và và độ tin cậy caoSo với các mạng truyền thống sử dụng phương thức TDM điện, mạng DWDM có cấutrúc cực kỳ đơn giản và các lớp mạng được phân tách rõ ràng. Lớp thấp nhất của mạng làlớp toàn quang tính từ đầu vào bộ ghép tới đầu ra bộ tách kênh bước sóng bao gồm các bộkhuyếch đại, bù tán sắc và các thành phần ở trên đoạn đường truyền. Lớp này là được xâydựng cố định với từng mạng và có chi phí rất thấp. Lớp dịch vụ mức cao hơn bao gồm cácbộ phát đáp quang. Các bộ phát đáp quang làm nhiệm vụ gom các dữ liệu cần truyền và phátđáp tại các bước sóng chuẩn hóa của hệ thống. Việc thay đổi dung lượng, thêm bớt dịch vụđược thực hiện bằng cách thay đổi hoặc thêm bớt các bộ phát đáp. Do đó, mạng DWDMđáp ứng tốt về khả năng linh hoạt và tiết kiệm chi phí. Do đặc điểm trong suốt với tín hiệutruyền nên độ tin cậy của mạng cao hơn hẳn so với các mạng TDM.5. Tương thích với chuyển mạch quang hoàn toànTheo dự đoán, có thể thực hiện được mạng chuyển mạch hoàn toàn quang trong tươnglai, việc xử lý như xen/rẽ và kết nối của tất cả các dịch vụ viễn thông có thể được thực hiệnbằng cách thay đổi và điều chỉnh các bước sóng tín hiệu quang. Vì vậy, DWDM là côngnghệ cơ sở để thực hiện mạng hoàn toàn quang. Hơn nữa, các hệ thống DWDM có thểtương thích với các mạng hoàn toàn quang trong tương lai. Hoàn toàn có thể thực hiện mạnghoàn toàn quang trong suốt và có độ tin cậy cao trên cơ sở hệ thống DWDM hiện tại.2.4 Nhược điểmVẫn chưa khai thác hết băng tần hoạt động có thể của sợi quang (chỉ mới tận dụng băngC và băng L) (Xem thêm bảng 2.1)Quá trình khai thác bảo dưỡng phức tạp hơn gấp nhiều lần.Nếu hệ thống sợi quang đang sử dụng là sợi DSF theo chuẩn G.653 thì rất khó triển khaiWDM vì xuất hiện hiện tượng trộn bốn bước sóng khá gay gắt.23NHÓM 17Tìm Hiểu Về Công Nghệ DWDMBảng 2-1: Phân chia băng tần quangBăngÝ nghĩaDải bước sóng (nm)Băng OOriginal – băng gốc1260 đến 1360Băng EExtended – băng mở rộng1360 đến 1460Băng SShort – băng ngắn1460 đến 1530Băng CConventional – băng thông thường1530 đến 1565Băng LLong – băng dài1565 đến 1625Băng UUltra-long – băng cực dài1625 đến 1675Giá thành các thiết bị đầu cuối rất đắt so với thiết bị đầu cuối ở cáp kim loại.Chỉ truyền được công suất nhỏ cỡ mW.Tín hiệu ánh sáng truyền trong sợi quang cũng bị suy hao và biến dạng, dẫnđến có hạn chế về tốc độ và cự ly tối đa.2.5 Đặc điểm hệ thống DWDMGhép kênh sóng dày đặc có thể kết hợp một tập hợp các bước sóng quang học truyền bởimột sợi quang duy nhất. Đây là một sử dụng băng thông backbone sợi sẵn có của công nghệlaser. Cụ thể hơn, công nghệ này là một sợi được chỉ định, một sợi quang duy nhất trên tàusân bay gần phổ ghép kênh không gian để tận dụng hiệu suất có thể đạt được. Bằng cáchnày, theo khả năng chuyển giao thông tin nhất định, bạn có thể làm giảm tổng số chất xơ cầnthiếtDWDM có thể trên cùng một sợi, kết hợp và truyền dẫn của các bước sóng khác nhau cùngmột lúc. Để đảm bảo hiệu quả, chất xơ một chuyển đổi cho nhiều sợi ảo. Vì vậy, nếu bạn cókế hoạch tái sử dụng tàu sân bay quang 8 (OC), 8 sợi truyền tín hiệu, do đó truyền công suấtsẽ được tăng từ 2,5 Gb/s đến 20 Gb/s. Tháng ba 2013 cho bộ sưu tập dữ liệu, sử dụng côngnghệ DWDM, chất xơ duy nhất có thể truyền tải hơn 150 truyền tải đồng thời nhiều dầmcủa các bước sóng khác nhau của ánh sáng, mỗi Shu Guangbo 10 Gb/s tốc độ với một tốcđộ truyền tối đa. Là nhà sản xuất bổ sung thêm vào từng sợi kênh Terabits cho mỗi tốc độtruyền tải thứ hai là chỉ quanh góc.Một lợi ích quan trọng của DWDM là giao thức và tốc độ truyền dẫn không phải là có liênquan. Dựa trên DWDM mạng có thể sử dụng giao thức IP, ATM, SONET/SDH, Ethernetgiao thức để truyền dữ liệu, xử lý dữ liệu lưu lượng truy cập từ 100Mb/s đến 2,5 Gb/s. Bằngcách này, mạng dựa trên DWDM trong laser truyền kênh ở các tốc độ khác nhau trên cácloại khác nhau của dữ liệu lưu lượng truy cập. QoS (quality of service) quan điểm, dựa trênDWDM mạng tại một cách chi phí thấp một cách nhanh chóng để đáp ứng yêu cầu băngthông của khách hàng và thay đổi giao thức.DWDM về mặt cấu trúc, không có hiện đang tích hợp hệ thống mở và hệ thống. Tích hợp hệthống: đối với quyền truy cập vào các tín hiệu quang thiết bị đầu cuối duy nhất là để đáp24NHÓM 17Tìm Hiểu Về Công Nghệ DWDMứng các thiết bị truyền dẫn quang g. 692 nguồn ánh sáng tiêu chuẩn. Hệ mở, trong làn sóngtrước và back-end của sóng, và các đơn vị chuyển bước sóng OTU, thường được sử dụngbởi hiện tại g. 957 giao diện chuyển đổi cho G. 692 chuẩn bước sóng của quang giao diện.Bằng cách này, mở hệ thống sử dụng bước sóng chuyển đổi công nghệ? Bất kỳ gặp gỡ g.957 khuyến cáo yêu cầu cho các tín hiệu quang sử dụng quang điện-quang-phương pháp củaviệc áp dụng các bước sóng chuyển đổi chuyển đổi để đáp ứng g. 692 yêu cầu đặc điểm kỹthuật-bước sóng quang học tín hiệu bằng cách ghép kênh phân chia bước sóng và hệ thốngtruyền dẫn DWDM. Hệ thống DWDM hiện đang cung cấp 16/20 sóng 32/40 sóng hoặc sợiđơn truyền công suất lên đến 160, với khả năng mở rộng linh hoạt. Người dùng có thể xâydựng các hệ thống đầu 16/20 sóng, cần thiết sau khi nâng cấp lên 32/40, điều này tiết kiệmđầu tư ban đầu. Các nguyên tắc nâng cấp chương trình: một là trong màu đỏ c-band với 16plus Bleu 16-làn sóng nâng cấp lên 32 chương trình; khác là interleaver, nâng cấp 200GHz16/32 c-band cho khoảng thời gian khoảng 20/40 100GHz giữa sóng. Tiếp tục mở rộng, vàcó thể cung cấp cho các c + l-band đề án, tiếp tục mở rộng công suất truyền tải là 1602.6 Kết luận chươngGhép kênh sóng dày đặc có thể kết hợp một tập hợp các bước sóng quang học truyền bởimột sợi quang duy nhất. Đây là một sử dụng băng thông backbone sợi sẵn có của công nghệlaser. Cụ thể hơn, công nghệ này là một sợi được chỉ định, một sợi quang duy nhất trên tàusân bay gần phổ ghép kênh không gian để tận dụng hiệu suất có thể đạt được. Bằng cáchnày, theo khả năng chuyển giao thông tin nhất định, bạn có thể làm giảm tổng số chất xơcần thiếtQua chương này chúng ta biêt thêm về các bộ phận chức năng cấu hình và đặc điểm củahệ thống DWDM.25

Tài liệu liên quan

• Tìm hiểu về công nghệ RIS
  • 29
  • 910
  • 6
• Tìm hiểu về công nghệ định vị toàn cầu
  • 7
  • 754
  • 16
• Tìm hiểu về công nghệ Agent
  • 76
  • 737
  • 2
• Tìm hiểu về công nghệ Zigbee và vai trò cũng như tiềm năng của nó trong cuộc sống
  • 111
  • 1
  • 6
• Tài liệu TÌM HIỂU VỀ CÔNG NGHỆ WAP pdf
  • 182
  • 611
  • 1
• Tìm hiểu về công nghệ IPTV
  • 104
  • 682
  • 0
• Tìm hiểu về công nghệ ADSL2+ và khả năng ứng dụng
  • 83
  • 581
  • 0
• Tài liệu Tìm hiểu về công nghệ cảm ứng pdf
  • 7
  • 484
  • 4
• Tài liệu Tìm hiểu về công nghệ HyperTransport ppt
  • 5
  • 505
  • 0
• tìm hiểu về công nghệ sấy sữa
  • 38
  • 1
  • 0

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

(1.16 MB - 41 trang) - TÌm hiểu về công nghệ DWDM nhóm 17 290918 Tải bản đầy đủ ngay ×