chuyển mạch quang và mạng toàn quang

Seminar Mạng thông tin.
Chuyên đề: Chuyển mạch quang và mạng toàn quang
Nhóm sinh viên thực hiện:
Trần Ngọc Hà
Nguyễn Đắc Đồng
Lê Thế Đồng
1
Nội dung
1. Các công nghệ xử lý tín hiệu.
2. Vi mạch tổ hợp quang.
3. Mạng quang lưới và xu hướng phát triển.
2
Các công nghệ xử lý tín hiệu

Công nghệ ghép kênh phân chia theo bước sóng (WDM-wavelength division multiplexing).

Kỹ thuật chuyển đổi bước sóng.

Các công nghệ chuyển mạch quang.
3
Công nghệ ghép kênh theo bước sóng.
4
Nhiều kênh quang ứng với các bước sóng khác nhau có thể được truyền đi trên cùng một sợi quang
Ưu điểm của công nghệ WDM.

Có khả năng tạo dung lượng lớn chỉ trên một sợi quang.

Hệ thống WDM thuận tiện khi cho phép truyền dẫn đồng thời tín hiệu không đồng nhất.

Có khả năng truyền dẫn song công chỉ với một sợi quang (một bước sóng cho chiều đi và một bước
sóng cho chiều nhận).

5
Ưu điểm của công nghệ WDM.
6
Hệ thống TDM
Hệ thống WDM
Nhược điểm của công nghệ WDM

Quá trình khai thác, bảo dưỡng phức tạp.

Với hệ thống song công thì công nghệ WDM gặp phải vấn đề như:
- can nhiễu nhiều kênh
- phản xạ quang
- cách li giữa các kênh 2 chiều.
…………
7
Kỹ thuật chuyển đổi bước sóng.

Là khả năng chuyển đổi tín hiệu từ bước sóng này trên một ngõ vào sang bước sóng khác trên một
ngõ ra.

Có 2 phương pháp biến đổi bước sóng là:
-biến đổi bước sóng quang điện.
-biến đổi bước sóng toàn quang.

Có tác dụng giảm tắc nghẽn.
.
8
Chuyển mạch quang

Chuyển mạch kênh quang.


Chuyển mạch gói quang.

Chuyển mạch nhóm quang.
9
Công nghệ chuyển mạch quang.

Công nghệ chuyển mạch quang ứng dụng âm học (acousto-opto switching).

Công nghệ chuyển mạch quang tinh thể lỏng (liquid-crystal based optic switching).

Công nghệ chuyển mạch quang vi cơ điện (MEMS based optic switching).

Công nghệ chuyển mạch quang nhiệt(thermo-optic switching).
……….
10
Công nghệ chuyển mạch quang vi cơ điện

Là công nghệ có nhiều ưu thế.

3 kiến trúc chuyển mạch quang dựa trên MEMS là:
- chuyển mạch MEMS 1 chiều.
- chuyển mạch MEMS 2 chiều.
- chuyển mạch MEMS 3 chiều.
11
Chuyển mạch MEMS 1 chiều.
12
=> Chức năng ghép/tách kênh bước sóng quang được thực hiện nhờ phần tử tán sắc
Chuyển mạch MEMS 2 chiều
13

Dễ điều khiển vi gương vì vi gương được điều khiển số học theo hai trạng thái.
Cần phải thực hiện tách/ghép kênh độc lập với trường chuyển mạch.
Chuyển mạch MEMS 3 chiều.
14
Việc thiết kế, chế tạo và triển khai các chuyển mạch quang MEMS ba chiều hiện nay vẫn
còn gặp nhiều khó khăn thách thức.
Chuyển mạch nhóm quang

Các gói tin được tập hợp lại thành các burst để truyền tải trong mạng OBS.

Tham số quyết định việc tổ hợp burst: đích của gói tin.

Các burst có độ dài không cố định và bao gồm:
control packet (gói tin điều khiển) và data burst.

Thông tin trong các gói điều khiển bao gồm:
chiều dài burst, thời điểm burst đến và thông tin định tuyến.
15
Chuyển mạch nhóm quang.
Mạng OBS.
Các nút biên:thực hiện giao dịch với các mạng khác như IP.
Các nút lõi: chuyển tiếp burst từ cống đầu vào tới cổng đầu ra tương ứng.
16
Chuyển mạch nhóm quang

Trước khi truyền các data burst thì các control header được truyền để yêu cầu tài nguyên mạng.

Data burst gần như là được truyền ngay sau control data mà không cần đợi phản hồi dành tài nguyên
thành công.


Có một khoảng thời gian nhỏ giữa control packet và data burst để các nút có thể xử lý được control
packet.
17
Chuyển mạch nhóm quang

Bảng thời gian biểu của kênh:

Là một thời gian biểu theo trục ngang, xác định thời gian sớm nhất mà kênh truyền rỗi.

Dựa vào thời gian biểu này thì data burst sẽ được truyền vào kênh có điểm kết thúc bận sớm hơn thời
điểm đến của data burst.
Nếu không có kênh nào như thế thì data burst đó sẽ được xếp vào kênh có thời gian bận ngắn nhất và
được lưu vào để chờ đến khi kênh đó rỗi.
18
Chuyển mạch nhóm quang

Sau khi kênh được lựa chọn thì thời gian biểu của nó được tính lại.
19
VI MẠCH TỔ HỢP QUANG
20
a)Khái niệm
-Vi mạch tổ hợp quang(IOC) là một loại mạch màng mỏng quang học được thiết kế để xử lý tín
hiệu dưới dạng quang bằng cách tích hợp một nguồn diode-laser,các bộ phận chức năng khác
như thiết bị chuyển mạch,bộ điều chế,các ống dẫn sóng,máy dò photodiode
21
-Được làm từ rất nhiều vật liệu khác nhau.Bao gồm có tinh thể điện quang (lithium niobate LiNbO
3
),oxit silic
trên nền silic,silic trên nền bán dẫn,các loại polyme,và vật liệu bán dẫn.
-Công nghệ chế tạo có nhiều nét giống với mạch tích hợp điện tử (in khuôn,lắng đọng vật liệu)

-Cần nhiều phần tử cơ bản để tạo thành một vi mạch tổ hợp quang (ống dẫn sóng,bộ chia công suất,khuyếch đại
quang,điều chế quang,lọc quang,diot laser và máy dò photodiot )
22
b)Ưu điểm của mạch tổ hợp quang
-giảm khối lượng,kích cỡ của hệ thống.
-tăng băng thông,dung lượng ghép kênh.
-chống nhiễu sóng điện từ,suy hao ít.
-tốc độ hoạt động nhanh,công suất tiêu hao ít.
-có thể chịu được độ rung và nhiệt độ thay đổi
23
c)Phân loại mạch tổ hợp quang
-có hai loại chính:
+mạch lai tổ hợp quang
+mạch tổ hợp quang nguyên khối
24
Hệ thống vi cơ điện tử MEMS
25