CHƯƠNG II ĐẶC TÍNH VỀ CÔNG NGHỆ DWDM

NHÓM 17

Chương II: Đặc Tính Về Công Nghệ DWDM

CHƯƠNG II : ĐẶC TÍNH VỀ CÔNG NGHỆ DWDM
I. NGUYÊN LÝ HỆ THỐNG
1.1. Các bộ phận chức năng
Các 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 giao
diện 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 DWDM
thành 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 từ
luồng 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 DWDM
vào/từ luồng tín hiệu ghép kênh theo bước sóng.
5, Bộ khuếch đại quang (OAU)
Có chức năng khuếch đại công suất tín hiệu quang
6, Bộ điều khiển hệ thống và truyền thông
Có chức năng điều khiển cấu hình toàn hệ thống, xử lý cảnh bảo hệ thống, giao tiếp với hệ
thống 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 quản
lý.
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 động
Có chức năng điều khiển suy hao tự động hoặc nhân công bằng cách chèn suy hao điều
khiển được để thích ứng với sự thay đổi của đường truyền.
10, Khối bảo vệ quang
Có chức năng kết nối bảo vệ lưu lượng mức quang.
11, Khối cân bằng tín hiệu quang
Bao gồm cân bằng công suất các kênh và cân bằng tán sắc các kênh.
12, Khối phân tích phổ


NHÓM 17

Chương II: Đặc Tính Về Công Nghệ DWDM

Có chức năng đo phổ tín hiệu ghép kênh tổng tại đầu giám sát trên các khối xử lý tín hiệu
DWDM như OMU, ODU,...
1.1.1. Cấu trúc phần mềm
* Sơ đồ chức năng
Phần mềm của hệ thống DWDM được phân bố thành ba khối, bao gồm phần mềm bảng
mạch (nằm trong các bảng mạch chức năng), phần mềm NE (nằm trong bảng mạch SCC) và
phần mềm quản lý mạng (nằm trong máy tính quản lý mạng).
* Nguyên lý hoạt động
Các 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 và
chức 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 bảng
mạch bên trong NE. Nó cũng trợ giúp NMS để làm dễ dàng hơn cho việc quản lý tập trung
qua mạng WDM.. Phần mềm NE gồm các khối chức năng sau:
Phần nằm trong

máy tính NMS

Phần mềm quản lý mạng

Khối truyền thông
mức cao hơn

Hệ điều
hành đa
nhiệm thời
gian thực

Khối quản
lý cơ sở dữ
liệu

Khối quản lý thiết bị

Khối truyền thông
mức thấp hơn

Phần mềm NE

Phần mềm bảng mạch

Phần nằm
trong thiết bị

Hình 2.1: 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 và hỗ trợ các chương trình ứng dụng.
2, Khối truyền thông với cấp thấp hơn:


NHÓM 17

Chương II: Đặc Tính Về Công Nghệ DWDM

Khối truyền thông với cấp thấp hơn là khối giao diện giữa phần mềm NE và phần mềm
bảng 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 tử
mạng.
4, Khối truyền thông với lớp cao hơn
Khối truyền thông với lớp cao hơn trao đổi thông tin quản lý giữa hệ thống quản lý mạng
và 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 hệ
thống quản lý mạng (NMS).
+,EMS bao gồm cấu hình, quản lý sai lỗi, chất lượng, bảo mật, đồ hình, các báo cáo chất
lượng 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 liên
kết, các tuyến, kênh.
1.2. Cấu hình thiết bị
1.2.1. 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 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). Do
đó, cấu trúc và các thành phần trong thiết bị cũng khác nhau.

REG

TM
OLA

T
M

OA
DM
OLA

OLA

Hình 2.2: Vị trí các loại thiết bị DWDM trong mạng
1.2.2. Thiết bị OTM


NHÓM 17

Chương II: Đặc Tính Về Công Nghệ DWDM

OTM 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). Hướng
thu là hướng ngược lại. (hình 2.2).
OTM
OTU
OTU

OTU
OTU

OSC1
OSC1
OTU
OTU

OTU
OTU

OD
U

Hướng về
phía khách
hàng
(client
side)

OM
U

B

A

P
A

F
F
II
U
U

Hướng về
phía mạng
(network
side)

DCF
DCF

FIU: Fiber Interface Unit – Khối giao tiếp quang
OSC1: bộ giám sát kênh quang đơn hướng

Hình 2.3: Cấu trúc thiết bị ghép kênh kết cuối quang (OTM)
1.2.3. Thiết bị OLA
Thiết bị khuếch đại đường truyền (OLA) có chức năng khuếch đại tín hiệu quang hai
hướng và để bù lại suy hao của liên kết quang nhằm tăng khoảng cách truyền dẫn không cần
tái tạo. Cấu trúc thiết bị OLA được biểu diễn trên hình 2.4.


NHÓM 17

Chương II: Đặc Tính Về Công Nghệ DWDM

OLA
DCF
DCF

Mặt
hướng
tây

L
A
OSC2
OSC2
F
F
II
U
U

L
A

F
F
II
U
U

Mặt
hướng
đông

DCF
DCF

LA: Line Amplifier – Bộ khuếch đại đường truyền
OSC2: bộ giám sát kênh quang song hướng

Hình 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 điều
khiển công suất tự động.
1.2.4. Thiết bị OADM
Thiết bị OADM được sử dụng để xen rẽ một số kênh của luồng ghép kênh tổng, các kênh
còn 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.


NHÓM 17

Chương II: Đặc Tính Về Công Nghệ DWDM

OADM
OSC2
OSC2

F
F
II

U
U

B
A
P
A

OAD
M

DCF
DCF

OAD
M

Mặt
hướng
tây

DCF
DCF

Lưu lượng
chuyển qua

O
O
T

T
U
U

O
O
T
T
U
U

Xen rẽ lưu
lượng hướng tây
FIU: Fiber Interface Unit – Đơn vị giao diện quang

O
O
T
T
U
U

P
A
B
A

F
F
II

U
U

Mặt
hướng
đông

O
O
T
T
U
U

Xen rẽ lưu
lượng hướng
đông
OSC2: bộ giám sát kênh quang song hướng

Hình 2.5: Cấu trúc thiết bị ghép kênh xen/rẽ quang (OADM)
1.2.5. Thiết bị REG
Thiết bị REG có chức năng 3R: tái tạo dạng xung (reshaping), định thời lại (re-timing) và
phát 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.


NHÓM 17

Chương II: Đặc Tính Về Công Nghệ DWDM

REG
DCF
DCF

ODU

B
A
OTU
OTU REG
REG

Mặt
hướng
tây

OM
U

PA

OTU
OTU REG
REG

Mặt
hướng
đông

OSC2

OSC2
OTU
OTU REG
REG

OTU
OTU REG
REG

OD
U

BA

OMU

F
F
II
U
U

P
A

F
F
II
U
U

DCF
DCF

Hình 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 kênh
trên hệ thống.
1.2.6. Thiết bị OEQ
Thiết bị OEQ được sử dụng với ứng dụng ELH nhằm làm cân bằng tốt hơn về công xuất
và bù tán sắc giữa các kênh.
Thiết bị OEQ gồm hai loại: cân bằng công suất quang và cân bằng tán sắc
II. Ưu nhược điểm hệ thống DWDM
2.1. Ưu điểm
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. Vì thế, có thể
truyền các tín hiệu với các đặc điểm truyền dẫn khác hẳn nhau, có thể tổng hợp và tách các
tín hiệu điện khác nhau bao gồm các tín hiệu số và các tín hiệu tương tự, các tín hiệu PDH
và các tín hiệu SDH,.v.v.
3. Bảo vệ đầu tư tối đa trong quá trình nâng cấp hệ thống


NHÓM 17

Chương II: Đặc Tính Về Công Nghệ DWDM

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 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
Theo dự đoán, có thể thực hiện được mạng chuyển mạch hoàn toàn quang trong tương lai,
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, DWDM là công
nghệ cơ sở để thực hiện mạng hoàn toàn quang. Hơn nữa, các hệ thống DWDM có thể
tương thích với các mạng hoàn toàn quang trong tương lai. 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.
2.2. Nhược điểm
Giá 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, dẫn
đến có hạn chế về tốc độ và cự ly tối đa.

2.3. Đặc điểm hệ thống DWDM
Ghép kênh sóng dày đặc có thể kết hợp một tập hợp các bước sóng quang học truyền bởi
một sợi quang duy nhất. Đây là một sử dụng băng thông backbone sợi sẵn có của công nghệ
laser. Cụ thể hơn, công nghệ này là một sợi được chỉ định, một sợi quang duy nhất trên tàu
sân bay gần phổ ghép kênh không gian để tận dụng hiệu suất có thể đạt được. Bằng cách
này, theo khả năng chuyển giao thông tin nhất định, bạn có thể làm giảm tổng số chất xơ cần
thiết.
DWDM có thể trên cùng một sợi, kết hợp và truyền dẫn của các bước sóng khác nhau cùng
một lúc. Để đảm bảo hiệu quả, chất xơ một chuyển đổi cho nhiều sợi ảo. Vì vậy, nếu bạn có
kế hoạch tái sử dụng tàu sân bay quang 8 (OC), 8 sợi truyền tín hiệu, do đó truyền công suất
sẽ được tăng từ 2,5 Gb/s đến 20 Gb/s. Tháng ba 2013 cho bộ sưu tập dữ liệu, sử dụng công
nghệ DWDM, chất xơ duy nhất có thể truyền tải hơn 150 truyền tải đồng thời nhiều dầm
của các bước sóng khác nhau của ánh sáng, mỗi Shu Guangbo 10 Gb/s tốc độ với một tốc
độ truyền tối đa. Là nhà sản xuất bổ sung thêm vào từng sợi kênh Terabits cho mỗi tốc độ
truyền 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 liên
quan. Dựa trên DWDM mạng có thể sử dụng giao thức IP, ATM, SONET/SDH, Ethernet


NHÓM 17

Chương II: Đặc Tính Về Công Nghệ DWDM

giao thức để truyền dữ liệu, xử lý dữ liệu lưu lượng truy cập từ 100Mb/s đến 2,5 Gb/s. Bằng
cách này, mạng dựa trên DWDM trong laser truyền kênh ở các tốc độ khác nhau trên các
loại khác nhau của dữ liệu lưu lượng truy cập. QoS (quality of service) quan điểm, dựa trên
DWDM mạng tại một cách chi phí thấp một cách nhanh chóng để đáp ứng yêu cầu băng
thông 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
hệ thống: đối với quyền truy cập vào các tín hiệu quang thiết bị đầu cuối duy nhất là để đáp

ứng các thiết bị truyền dẫn quang g. 692 nguồn ánh sáng tiêu chuẩn. Hệ mở, trong làn sóng
trước và back-end của sóng, và các đơn vị chuyển bước sóng OTU, thường được sử dụng
bởi 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 của
việc áp dụng các bước sóng chuyển đổi chuyển đổi để đáp ứng g. 692 yêu cầu đặc điểm kỹ
thuật-bước sóng quang học tín hiệu bằng cách ghép kênh phân chia bước sóng và hệ thống
truyền dẫn DWDM.
Hệ thống DWDM hiện đang cung cấp 16/20 sóng 32/40 sóng hoặc sợi đơn truyền công
suất lên đến 160, với khả năng mở rộng linh hoạt. Người dùng có thể xây dựng các hệ thống
đầu 16/20 sóng, cần thiết sau khi nâng cấp lên 32/40, điều này tiết kiệm đầu tư ban đầu. Các
nguyên tắc nâng cấp chương trình: một là trong màu đỏ c-band với 16 plus Bleu 16-làn sóng
nâng cấp lên 32 chương trình; khác là interleaver, nâng cấp 200GHz 16/32 c-band cho
khoảng thời gian khoảng 20/40 100GHz giữa sóng. Tiếp tục mở rộng, và có thể cung cấp
cho các c + l-band đề án, tiếp tục mở rộng công suất truyền tải là 160
2.4 Kết luận chương
Đặc tính cơ bản của hệ thống DWDM. Trong chương này trình bày các bộ phận chức năng
cấu hình thiết bị và 1 số ưu nhược điểm của hệ thống