HỆ THỐNG VIỄN THÔNG VỚI CÔNG NGHỆ MỚI CHƯƠNG 4 : MẠNG THÔNG TIN QUANG

HỆ THỐNG VIỄN THÔNG VỚI CÔNG NGHỆ MỚI

CHƯƠNG 4 :
MẠNG THƠNG TIN QUANG

Giảng viên: ĐINH THỊ THÁI MAI
Bộ mơn Hệ thống Viễn thông – Khoa Điện tử - Viễn thông
Trường Đại học Công Nghệ

Dinh Thi Thai Mai

1


NỘI DUNG

PHẦN I: CÁC KỸ THUẬT TRONG THÔNG TIN
QUANG
PHẦN II: CÁC MẠNG THÔNG TIN QUANG

Dinh Thi Thai Mai

2


PHẦN I: CÁC KỸ THUẬT TRONG THÔNG TIN QUANG

1.1 Khái quát về thông tin quang
1.2 Cấu trúc hệ thống truyền dẫn thông tin quang
1.3 Các phương pháp truyền dẫn trong thông tin
quang

1.4 Ghép kênh quang

Dinh Thi Thai Mai

3


PHẦN II: CÁC MẠNG THƠNG TIN QUANG

2.1 Hệ thống thơng tin quang PDH
2.2 Hệ thống thông tin quang 34 Mb/s –
MARCONI
2.3 Hệ thống thông tin quang SDH
2.4 Hệ thống thông tin quang WDM

Dinh Thi Thai Mai

4


PHẦN I: CÁC KỸ THUẬT TRONG THÔNG TIN QUANG

1.1 Khái quát về thông tin quang
1.2 Cấu trúc hệ thống truyền dẫn thông tin quang
1.3 Các phương pháp truyền dẫn trong thông tin
quang
1.4 Ghép kênh quang

Dinh Thi Thai Mai

5


1.1 Khái quát về thông tin quang
Khái niệm
- Thông tin quang là một hệ thống truyền tin
thông qua sợi quang. Điều đó có nghĩa là thơng
tin được chuyển thành ánh sáng và sau đó ánh
sáng được truyền qua sợi quang. Tại nơi nhận,
nó lại được biến đổi trở lại thành thông tin ban
đầu

Dinh Thi Thai Mai

6


1.1 Khái quát về thông tin quang
Khái niệm

Dinh Thi Thai Mai

Hình 4.1. Hệ thống truyền dẫn sợi quang digital

7


1.1 Khái quát về thông tin quang
Cáp sợi quang
- Sợi quang là những dây nhỏ và dẻo truyền các ánh

sáng nhìn thấy được và các tia hồng ngoại
- Cấu tạo:
• Lõi ở giữa và có phần bao bọc xung quanh lõi. Để
ánh sáng có thể phản xạ một cách hồn tồn trong lõi thì
chiết suất của lõi lớn hơn chiết suất của áo một chút.
• Vỏ bọc ở phía ngồi áo bảo vệ sợi quang khỏi bị ẩm
và ăn mòn, đồng thời chống xuyên âm với các sợi đi
bên cạnh và làm cho sợi quang dễ xử lý. Để bọc ngoài
ta dùng các nguyên liệu mềm và độ tổn thất năng lượng
quang lớn.
Dinh Thi Thai Mai

8


1.1 Khái qt về thơng tin quang
Cáp sợi quang

Hình: Cấu trúc cáp sợi quang

Dinh Thi Thai Mai

9


1.1 Khái qt về thơng tin quang
Các đặc tính của thơng tin quang
- Có băng thơng lớn => truyền một khối lượng thơng
tin lớn như các tín hiệu âm thanh, dữ liệu, và các tín
hiệu hỗn hợp thơng qua một hệ thống có cự ly đến

100 GHz-km
- Sợi quang nhỏ nhẹ và khơng có xun âm =>lắp
đặt dễ dàng ở các thành phố, tàu thuỷ, máy bay và các
toà nhà cao tầng không cần phải lắp thêm các đường
ống và cống cáp.

Dinh Thi Thai Mai

10


1.1 Khái qt về thơng tin quang
Các đặc tính của thông tin quang
- Được chế tạo từ các chất điện mơi phí dẫn => khơng chịu

ảnh hưởng bởi can nhiễu của sóng điện từ và của xung điện từ
=> được sử dụng để truyền dẫn mà khơng có tiếng ồn =>có thể
lắp đặt cùng với cáp điện lực và có thể sử dụng trong môi
trường phản ứng hạt nhân.
- Nguyên liệu chủ yếu để sản xuất sợi quang là cát và chất
dẻo - là những thứ rẻ hơn đồng nhiều - nên nó kinh tế hơn cáp
đồng trục nhiều. Giá thành của sợi quang sẽ giảm nhanh một
khi công nghệ mới được đưa ra
- Độ an toàn, bảo mật cao, tuổi thọ dài và có khả năng đề
kháng mơi trường lớn, có độ tin cậy cao. Hơn nữa, nó khơng

bị rị rỉ tín hiệu và dễ kéo dài khi cần và có thể chế tạo với giá
thành thấp.
Dinh Thi Thai Mai
11

1.1 Khái qt về thơng tin quang
Các đặc tính của thơng tin quang
Đặc tính

Ưu điểm

Nhược điểm

Độ tổn thất thấp

Cự ly tái tạo xa, tiết kiệm
chi phí thiết
bị đường dây dẫn

Dải thơng lớn

Truyền dẫn dung lượng lớn

Giảm kích thước
đường truyền dẫn

Dễ lắp đặt và bảo dưỡng
Giảm chi phí lắp đặt cống

Khó đấu nối

Phi dẫn

Ngăn ngừa xun âm
Thơng tin an tồn

Cần có các đường dây
Cấp nguồn cho tiếp
phát

Nguồn - cát

Nguyên liệu phong phú
Chi phí sản xuất rẻ

Cần có các phương
thức chỉnh lõi mới
(cáp)

Đánh giá

Đường truyền dẫn tuyệt vời Có thể giải quyết bằng

Dinh Thi Thai Mai

các tiến bộ công
12
nghệ mới


PHẦN I: CÁC KỸ THUẬT TRONG THÔNG TIN QUANG

1.1 Khái quát về thông tin quang

1.2 Cấu trúc hệ thống truyền dẫn thông tin quang
1.3 Các phương pháp truyền dẫn trong thông tin
quang
1.4 Ghép kênh quang

Dinh Thi Thai Mai

13


1.2 Cấu trúc hệ thống truyền dẫn thơng tin quang

Hình: Cấu hình của hệ thống truyền dẫn cáp quang
Dinh Thi Thai Mai

14


1.2 Cấu trúc hệ thống truyền dẫn thông tin quang
Các thành phần cơ bản
- Phần tử phát xạ ánh sáng (nguồn sáng):
• Điơt Laser (LD)
• Điơt phát quang (LED)
• Laser bán dẫn

Dinh Thi Thai Mai

15

1.2 Cấu trúc hệ thống truyền dẫn thông tin quang
Các thành phần cơ bản
- Các sợi quang (môi trường truyền dẫn):
• Sợi quang đa mode
• Sợi quang đơn mode
- Các phần tử thu để nhận ánh sáng truyền qua sợi
quang.
• Điơt quang kiểu thác (APD)
• Điơt quang PIN (PIN - PD)

Dinh Thi Thai Mai

16


PHẦN I: CÁC KỸ THUẬT TRONG THÔNG TIN QUANG

1.1 Khái quát về thông tin quang
1.2 Cấu trúc hệ thống truyền dẫn thông tin quang
1.3 Các phương pháp truyền dẫn trong thông tin
quang
1.4 Ghép kênh quang

Dinh Thi Thai Mai

17


1.3 Các phương pháp truyền dẫn trong thơng tin quang

•

Phân cấp số cận đồng bộ PDH

• Phân cấp số đồng bộ SDH

Dinh Thi Thai Mai

18


1.3 Các phương pháp truyền dẫn trong thông tin quang

Phân cấp số cận đồng bộ PDH
(Plesiochronous Digital Hierarchy)
- Trong mạng thông tin PDH không sử dụng đồng bộ tập
trung, nghĩa là tất cả các phần tử trong mạng không bị
không chế bởi một đồng hồ chủ. Mỗi thiết bị ghép kênh
hoặc tổng đài trong mạng này có một đồng hồ riêng.
- Muốn ghép các luồng số có tốc độ bit khác nhau thành
một luồng số có tốc độ cao hơn thì phải hiệu chỉnh cho tốc
độ bit của chúng bằng tốc độ bit của đồng hồ ghép nhờ
chèn bit. Sau khi chèn bit thì các luồng số đầu vào bộ ghép
xem như đã đồng bộ về tốc độ bit, nhưng pha của chúng
không đồng bộ với nhau. Kiểu ghép này được gọi là cận
đồng bộ.
Dinh Thi Thai Mai

19

1.3 Các phương pháp truyền dẫn trong thông tin quang
Phân cấp số cận đồng bộ PDH
Tiêu chuẩn tốc độ bit PDH
2048
kbit/s

x4

8448
kbit/s

x 4 34368
kbit/s

x 4 139264
kbit/s

x 4 564992 Châu Âu
kbit/s

ITU-T

x5
1544
Kbit/s

x4

x3

97728 x 4
Kbit/s

400352
Kbit/s

Nhật

6312
Kbit/s

x7
ITU-T
Dinh Thi Thai Mai

32064
Kbit/s

44736
Kbit/s

x9

405000
Kbit/s

Hình: Quy định các mức truyền dẫn PDH

Bắc Mỹ

20


1.3 Các phương pháp truyền dẫn trong thông tin quang

Phân cấp số cận đồng bộ PDH
Nhược điểm
- Tốc độ dữ liệu tối đa thấp
- Tính hiệu quả của việc truyền dẫn thấp bởi vì một số
lượng lớn các dữ liệu thừa cần phải chèn vào luồng để
biểu diễn cho độ trễ giữa các tín hiệu khơng đồng bộ
của các thiết bị trong mạng
- Sự khơng tương thích giữa các nhà sản xuất chỉ bởi ở
cơ chế ghép kênh

Dinh Thi Thai Mai

21


1.3 Các phương pháp truyền dẫn trong thông tin quang

Phân cấp số đồng bộ SDH
- Để khắc phục nhược điểm của hệ thống truyền dẫn
PDH, hệ thống truyền dẫn SONET/SDH ra đời
- Năm 1985, ANSI đã đưa ra các tiêu chuẩn của mạng
thông tin quang đồng bộ (SONET) phục vụ cho việc hoà
mạng các thiết bị của nhiều nhà cung cấp dịch vụ khác
nhau tại mức quang.

- Năm 1986 ITU-T bắt đầu nghiên cứu các tiêu chuẩn của
SONET, sau đó đề nghị thay đổi một số tiêu chuẩn của
SONET để dung hoà các giao diện 2 Mbit/s, 34 Mbit/s.
- 11/1998: các tiêu chuẩn của SDH được ITU-T ban hành
Dinh Thi Thai Mai

22


1.3 Các phương pháp truyền dẫn trong thông tin quang

Phân cấp số đồng bộ SDH

Dinh Thi Thai Mai

SONET

Tốc độ

SDH

STS-1/OC-1

51.84Mbps

-

STS-3/OC-3

155.52Mbps

STM-1

STS-12/OC-12

622.08Mbps

STM-4

STS-24/OC-24

1244.16Mbps

-

STS-48/OC-48

2488.32Mbps

STM-16

STS-192/OC-192

9953.28Mbps

STM-64

Tốc độ các giao diện của cơ chế ghép kênh SDH/SONET

23

1.3 Các phương pháp truyền dẫn trong thông tin quang

Phân cấp số đồng bộ SDH
Tốc độ bit của SDH gồm có:

Dinh Thi Thai Mai

STM-1 =

155.52 Mbit/s

STM-4 = 4 x STM-1 =

622.08 Mbit/s

STM-8 = 8 x STM-1 =

1244.16 Mbit/s

STM-12 = 12 x STM-1 =

1866.24 Mbit/s

STM-16 = 16 x STM-1 =

2488.32 Mbit/s

STM-64 = 64 x STM-1 =

9953.28 Mbit/s
24


1.3 Các phương pháp truyền dẫn trong thông tin quang

Phân cấp số đồng bộ SDH
các khuyến nghị của ITU-T về SDH
G.702 - Số lượng mức trong phân cấp số đồng bộ
G.707 – Các tốc độ bit của SDH
G.708 – Giao diện nút mạng SDH
G.709 - Cấu trúc ghép đồng bộ
G.773 – Giao thức phù hợp với giao diện Q
G.774 – Mơ hình thơng tin quản lySDH
G.782 – Các kiểu va các đặc tính chủ yếu của thiết bị ghép SDH
G.783 – Các đặc tính của các khối chức năng trong thiết bị ghép
SDH …
Dinh Thi Thai Mai

25