Tiểu luận chuyên đề thông tin quang: Định tuyến bước sóng

CHƯƠNG 1: HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG DWDM
CHƯƠNG 1: HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG DWDM


1.1. NGUYÊN LÝ GHÉP KÊNH THEO BƯỚC SÓNG WDM
1.1. NGUYÊN LÝ GHÉP KÊNH THEO BƯỚC SÓNG WDM


1.2. CHUYỂN MẠCH QUANG TRONG HỆ THỐNG DWDM
1.2. CHUYỂN MẠCH QUANG TRONG HỆ THỐNG DWDM






1.1. NGUYÊN LÝ GHÉP KÊNH
THEO BƯỚC SÓNG WDM
Giới thiệu hệ thống ghép kênh theo bước sóng WDM

Các kết cấu cơ bản của hệ thống DWDM
Nguyên lý hoạt động của hệ thống DWDM

Giới thiệu hệ thống ghép kênh theo bước sóng WDM
Ghép kênh theo bước sóng WDM là công nghệ “trong một sợi quang đồng
thời truyền dẫn nhiều bước sóng tín hiệu quang”. Ở đầu phát, nhiều tín hiệu
quang có bước sóng khác nhau được tổ hợp lại (ghép kênh) để truyền đi
trên một sợi quang. Ở đầu thu, tín hiệu tổ hợp đó được phân giải ra (tách
kênh), khôi phục lại tín hiệu gốc rồi đưa vào các đầu cuối khác nhau.
Đặc điểm nổi bật của hệ thống ghép kênh theo bước sóng WDM là tận dụng
hữu hiệu nguồn tài nguyên băng rộng trong khu vực tổn hao thấp của sợi
quang đơn mode, nâng cao rõ rệt dung lượng truyền dẫn của hệ thống
đồng thời hạ giá thành của kênh dịch vụ xuống mức thấp nhất.
Hiện nay trong viễn thông đều dùng công nghệ ghép kênh theo bước sóng
mật độ cao DWDM (Dene Wavelength Devision Multiplexing). Công nghệ
DWDM có thể mang đến giải pháp hoàn thiện nhất trong điều kiện công
nghệ hiện tại. Một mặt nó vẫn giữ tốc độ xử lý của các linh kiện điện tử ở
mức 10Gb/s, đảm bảo thích hợp với sợi quang hiện tại, mặt khác công nghệ
DWDM tăng băng thông bằng cách tận dụng cửa sổ làm việc của sợi quang
trong khoảng bước sóng 1260 nm đến 1675nm.
Khoảng bước sóng 1260 nm đến 1675nm được chia làm nhiều băng sóng
hoạt động. Băng O (1260 đến 1360nm), Băng E (1360 đến 1460 nm), Băng
S (1460 đến 1530nm), Băng C (1530 đến 1565nm),Băng L (1565 đến
1625nm), Băng U (1625 đến 1675nm).

Các kết cấu cơ bản của hệ thống DWDM

Hệ thống đơn hướng chỉ truyền theo một chiều trên sợi quang.Để truyền
thông tin giữa hai điểm cần hai sợi quang.


Hệ thống WDM song hướng truyền hai chiều trên một sợi quang nên chỉ cần
1 sợi quang để có thể trao đổi thông tin giữa 2 điểm
DE
MUX
RxN
Rx2
Rx1
EDFA
EDFA
λ
1
, λ
2
, … λ
i
λ
(i+1)
, λ
(i+2)
, … λ
n
Hệ thống DWDM song hướng
MUX
Tx1
Tx2
TxN
MUX DE
MUX
Tx1
Tx2

TxN
RxN
Rx2
Rx1
EDFA EDFA
Hệ thống DWDM đơn hướng
λ
1
, λ
2
, … λ
n
λ
1
, λ
2
, … λ
n

Nguyên lý hoạt động của hệ thống DWDM

Đầu phát: Tín hiệu quang đến được biến đổi thành tín hiệu quang có
bước sóng theo chuẩn G962 sau đó được tập hợp thành tín hiệu quang
tổng nhờ bộ ghép sóng quang, được khuếch đại và phát lên sợi quang.

Sau khi truyền dẫn qua cự ly dài (80 ÷ 100 km), tín hiệu quang cần
được khuếch đại chuyển tiếp.

Đầu thu: Tín hiệu quang tổng hợp sẽ được khuếch đại, sau đó được tách
thành các tín hiệu quang có bước sóng nhất định ra khỏi tín hiệu quang

tổng hợp.

Kênh tín hiệu quang giám sát: điều khiển và giám sát tình hình truyền
dẫn các kênh tín hiệu quang của hệ thống DWDM .

Hệ thống quản lý mạng DWDM: quản lý cấu hình, quản lý sự cố, quản lý
tính năng, quản lý bảo mật, …
Bộ phát
tín hiệu
quang
giám sát
Hê thông quan lý và giám sát mang DWDM

λ
1
λ
n
Bộ chuyển đổi
bước sóng
Bộ chuyển đổi
bước sóng
Tín hiệu
quang 1
Tín hiệu
quang n
Bộ
ghép
sóng
quang
KĐ

Phần phát quang DWDM
λ
1
λ
n
KĐ
Bộ
tách
sóng
quang
Bộ chuyển đổi
bước sóng
Bộ chuyển đổi
bước sóng
Tín hiệu
quang 1
Tín hiệu
quang n
Bộ phát
tín hiệu
quang
giám sát
Phần thu quang DWDM
KĐ
Bộ phát và thu tín
hiệu quang giám sát
Phần KĐ đường dây

1.2. CHUYỂN MẠCH QUANG TRONG
1.2. CHUYỂN MẠCH QUANG TRONG
HỆ THỐNG DWDM
HỆ THỐNG DWDM

Khái niệm chuyển mạch quang

Chuyển mạch kênh quang








Chuyển mạch kênh quang

Mạng quảng bá và lựa chọn: Các điểm nút được nối với nhau thông
qua sợi quang và bộ phối ghép không nguồn hình sao, mỗi điểm nút
được phân bổ bước sóng khác nhau. Tín hiệu phát đi với đặc tính bước
sóng của từng điểm nút và được hội tụ lại qua bộ phối ghép, sau khi
phân luồng đi tới đầu thu tin ở các điểm nút, dùng máy thu có điều
chỉnh ở mỗi điểm nút để lựa chọn thu. Trong đó máy phát ở các điểm
nút có tần số cố định; máy thu có thể điều chỉnh được.

Mạng bước sóng dò đường: Tín hiệu trên bước sóng nhất định được
trực tiếp dò đường đến điểm nút đích, mà không phải là quảng bá đến
toàn mạng. Như vậy giảm được tổn thất năng lượng quang của tín hiệu,

đồng thời sử dụng một bước sóng nhiều lần tại các bộ phận không trùng
lặp của mạng.

CHƯƠNG 2: MẠNG ĐỊNH TUYẾN BƯỚC SÓNG
TRONG HỆ THỐNG DWDM
2.1. CẤU HÌNH MẠNG ĐỊNH TUYẾN BƯỚC SÓNG
2.2. KIẾN TRÚC MẠNG ĐỊNH TUYẾN BƯỚC SÓNG

2.1. CẤU HÌNH MẠNG ĐỊNH TUYẾN BƯỚC SÓNG

Mạng định tuyến bước sóng là mạng cung cấp các đường quang
(lightpaths) tới người sử dụng là các đầu cuối SDH (SONET) hay các router
IP.

Lightpath là kết nối quang từ kết cuối tới kết cuối (end to end), kết nối
quang này vận chuyển tín hiệu quang từ nút nguồn (Source node) tới nút
đích (Destination node) qua một bước sóng trên tuyến.
A
IP
Router
OADM
B
SONET
Terminal
C
D
IP
Router
SONET
Terminal

E
IP
Router
F
IP
Router
OLT
OXC
Lightpath
λ
1
λ
1
λ
2
λ
2
λ
2
λ
1
A
IP
Router
OADM
B
SONET
Terminal
C
D

IP
Router
SONET
Terminal
E
IP
Router
F
IP
Router
OLT
OXC
Lightpath
λ
1
λ
1
λ
2
λ
2
λ
2
λ
1
OXC
OXC
OXC
OXC
OLT

OLT
OADM
OLT
OLT OLT
OLT
OLT
OADM
OLT
OLT
OADM
OLT
OLT
OXC




2.2. KIẾN TRÚC MẠNG ĐỊNH TUYẾN BƯỚC SÓNG

Khái niệm

Mô hình kiến trúc vật lý (Physical Topology)

Mô hình kiến trúc đường quang (Lightpath Topology)




Khái niệm


Topology có nghĩa là hình thù mạng. Bất kỳ mạng thông tin nào
cũng có 2 loại kết cấu topology, đó là Physical topology (kiến trúc
vật lý) và Logic topology (kiến trúc logic). Trong đó, Physical
topology mô tả kết cấu vật lý của nút mạng; Logic topology mô tả
sự phân bố dịch vụ của hai nút mạng.




Mô hình kiến trúc vật lý (Physical Topology)

Kiến trúc vật lý của mạng là một tập các nút đầu cuối, nút định tuyến và các
liên kết sợi quang kết nối các nút với nhau về mặt vật lý mà trên đó, người ta
có thể thiết lập đường quang giữa các nút đầu cuối.

Ðường quang là một đường dẫn đi qua mạng đã có cấp phát bước sóng giữa
các nút đầu cuối, và được thiết lập bằng cách cấu hình các nút định tuyến
trong mạng.

Kiến trúc vật lý có liên quan trực tiếp với việc định tuyến khi đặt đường cáp
quang, mục đích thiết kế kiến vật lý là nhằm đáp ứng nhu cầu dịch vụ mạng,
do đó quá trình thiết kế được thực hiện sao cho phân bố địa lý của điểm nút
mạng và quan hệ kết nối vật lý giữa các điểm nút là tối ưu.
fiber
fiber
fiber
a) Linear topology
b) Ring topology
c) Mesh topology