TIỂU LUẬN môn THÔNG TIN QUANG THẾ hệ mới đề tài tổng quan về mạng toàn quang

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC
TIỂU LUẬN MÔN THÔNG TIN QUANG
THẾ HỆ MỚI
Đề tài : Tổng quan về mạng toàn quang
Giảng viên hướng dẫn: TS.Bùi Việt Khơi
Nhóm thực hiện: Nguyễn Đình An
Đinh Tiến Hiệp
Nguyễn Thành Trung
Thân Văn Trường
Đỗ Xuân Phong
Lớp:
KTTT1


NỘI DUNG
1.Giới thiệu về mạng toàn quang.
Các kiểu mạng toàn quang.
Kiến trúc mạng toàn quang.
2.Các linh kiện và thiết bị cơ bản trong mạng toàn quang.

3. Kết Luận


1. Giới thiệu về mạng toàn quang (AONs).
 Sự phát triển mạnh mẽ về công nghệ, cũng như các vật liệu,

linh kiện cơng nghệ cao đã làm thay đổi hồn toàn mạng truyền
dẫn truyền thống, cho ra đời những mạng truyền dẫn có tốc độ
cao, tính bảo mật tốt cũng như chi phí xậy dựng và khai thác vận
hành mạng thấp.

 Trong báo cáo chúng tôi nghiên cứu cụ thể mạng tồn quang.
Điểm nổi bật là mạng sử dụng cơng nghệ ghép kênh WDM và các
thiết bị đấu chép OXC(Optical Ross – Connect).


Các kiểu mạng toàn quang


Kiến trúc mạng toàn quang


Kiến trúc AT&T MIT - LL DEC AON


Là sự kết hợp sản xuất của 3 công ty American Telephone and

Telegraph ( AT&T), Digital Equiment Corrapation ( DEC) và Massachusetts
Intude of technology Lincoln Labarary ( MIT – LL) phát triển mạng trên cơ
sở WDM và OTDM .

Cấu trúc HLAN
Cấu trúc cơ sở WDM
Khung HLAN


Kiến trúc bellcore’s AON


2. Các linh kiện và thiết bị cơ bản trong
mạng tồn quang

 Sợi quang.
 Bộ thu phát tín hiệu quang.
 Bộ chuyển mạch quang.
 Bộ chuyển đổi sóng.
 Bộ khuếch đại quang.
 Cấu trúc mạng DWDM.
 Thiết bị đầu cuối OLT.
 Bộ gép/xem OADM.
 Bộ kết nối chéo quang OXC.


Sợi quang
(optical fiber)
 Sợi quang được chọn làm môi trường truyền dẫn trong các mạng tốc
độ cao do có nhiều ưu điểm vượt trội so với các môi trường truyền dẫn
truyền thống. Tham số BER luôn rất nhỏ.
 Tuy nhiên sợi quang vẫn còn tồn tại các hiện tượng vật lý như: tán sắc,
suy hao, các hiệu ứng phi tuyến làm ảnh hướng xấu tới việc truyền dẫn
quang.
phổ suy hao của sợi quang

 Có 2 loại sợi quang : sợi đơn mode ( SMF) và sợi đa mode ( MMF).


Bộ thu phát tín hiệu quang
 Bộ phát ( optical transmitter): chuyển đổi tín hiệu điện thành tín hiệu
quang. Ánh sáng phát đi từ nguồn này được bơm vào sợi quang để truyền
đi.
Có 2 loại linh kiện được dùng làm nguồn phát quang: LED ( Light

Emitting didoe) và LESER ( Light Amplification by Stimulated Emission
Radiation).
 Bộ thu ( optical receiver): chuyển đổi tín hiệu quang thành tín hiệu điện
bằng việc sử dụng linh kiện photodetector tạo ra dịng điện có cường độ
tỷ lệ với công suất quang thu được. Một bit được xác định là bit 0 hay 1
phụ thuộc dòng này ở dưới hay trên một mức ngưỡng quy định.


Bộ lọc và bộ ghép kênh quang
 Bộ lọc là một thiết bị hai cửa nó dùng để chọn một bước sóng và loại
bỏ bước sóng khác.

 Bộ ghép kênh (MUX): kết hợp các tín hiệu ở các bước sóng khác nhau.

 Bộ tách kênh thì thực hiện chức năng ngược lại


Bộ chuyển mạch quang
 Các bộ chuyển mạch trước đây sử dụng chuyển mạch điện tử tại các
node mạng. Tuy nhiên ngày nay chuyển mạch điện tử không thể đáp ứng
được yêu cầu về tốc độ bit cũng như hiệu suất sử dụng băng thơng. Chính
vì vậy các mạng thơng tin quang hiện nay đã chuyển sang sử dụng chuyển
mạch quang với khả năng chuyển mạch các luồng dữ liệu tốc độ cao.
 Một số ứng dụng quan trọng trong chuyển mạch quang là cung cấp các
lightpaths, chuyển mạch bảo vệ, có thể sử dụng như một bộ điều chế bên
ngồi để đóng mở dữ liệu trước một nguồn Laser.


Bộ chuyển đổi bước sóng( wavelenght converter)
 Là thiết bị có khả năng chuyển đổi bước sóng từ đầu vào sang một

bước sóng khác ở đầu ra quang.
 Bộ WC có tác dụng là giảm xác xuất nghẽn mạng.
 Một bộ WC lý tưởng có đặc điểm: trong suốt, thời gian tạo bước sóng
đầu ra nhanh, chuyển đổi được cả bước sóng ngắn và dài, SNR cao, chi
phí thấp, lắp đặt đơn giản…
 Bộ WC có thể chia thành 2 dạng:
 Một loại có thể chuyển đổi bước sóng đầu vào thành bất kỳ bước
sóng nào đó ở ngõ ra.
 Một loại thì chỉ có thể chuyển đổi thành một số các bước sóng ở ngõ
ra.


Bộ chuyển đổi bước sóng( wavelenght converter)
Các kỹ thuật thiết kế bộ chuyển đổi được chia ra làm 2 dạng sau:
 Chuyển đổi bước sóng O - E: tín hiệu quang được chuyển đổi thành tín
hiệu điện, tín hiệu điện sẽ được dùng đẻ lái ngõ vào của một tauble laser
thành một bước sóng mong muốn ở ngõ ra. Phương pháp này không phù
hợp ở tốc độ bit cao hơn 10Gb/s.
 Chuyển đổi bước sóng tồn quang: tức là tín hiệu quang sẽ ở trong
miền quang trong suốt quá trình chuyển đổi. Có 2 phương pháp:
 Chuyển đổi bước sóng sử dụng hiệu ứng kết hợp.
 Chuyển đổi bước sóng dùng điều biên chéo.


Bộ khuếch đại quang
 Do tín hiệu quang bị suy hao trong quá trình truyền cũng như xử lý. Do
vậy cần có bộ khuếch đại quang để bù đắp lượng tín hiệu bị suy hao đó.
 Hai loại khuếch đại quang cơ bản:
 Bộ khuếch đại EDFA: hoạt động ở dải bước sóng từ 1530nm đến
1560nm.

 Bộ khuếch đại quang bán dẫn
SOA( Semicondutor Optical Amplifier):


Thiết bị đầu cuối OLT
Được dùng ở đầu cuối của một liên kết điểm – điểm dùng để ghép và
phân kênh các bước sóng:

Gồm 3 phần tử: transponder, wavelenght multiplexer , optical
amplifier.


Bộ ghép/xem OADM
WDM để ghép và định tuyến các kênh quang đi vào/ra một sợi quang
đơn mode (SMF). Một thiết bị OADM có thể được coi như một loại
chuyển mạch quang (Optical Cross – Connect) đặc biệt.

Cấu tạo một bộ OADM
FBG: Fiber Bragg Grating


Bộ kết nối chéo quang OXC
 Bộ OXC là thiết bị dùng để chuyển mạch các tín hiệu quang tốc độ cao
trong mạng sợi quang.
 OXC được đặt ở vị trí trung tâm để điều khiển lưu lượng lớn. Một
OXC cũng là một phần tử mạng. ở đó các Lightpath được thiết lập và giải
phóng theo u cầu, chứ khơng được cung cấp 1 cách cố định.
 Một số cách thực hiện OXC:
 Thực hiện OXC trên miền điện tử, được gọi là OXC điện tử - opaque OXC.

 Cách 2: chuyển mạch quang trong các thiết bị toàn quang - được gọi là
Transparent OXC hay Photonic Cross – Connect.
 Cách thứ 3 là thực hiện cả 2 loại trên, loại này gọi là Translucent OXC.


Kết Luận
 AONs hướng tới sự tiên tiến hơn ở tính khả năng hệ thống, kết nối
và giá thành bằng phép cho truyền thông tin mà không cần đi qua các
bộ chuyển đổi quang – điện.
 Các kỹ thuật ghép kênh khác nhau như WDM, OTDM năng cao
hiệu suất sử dụng băng thơng.
 Tuy nhiên mạng tồn quang vẫn trong giai đoạn thử nghiệm còn
nhiều vấn đề cần nghiên cứu như: bảo mật, vận hành liên mạng, điều
khiển và quản lý trong AONs. Tiêu chuẩn hóa trong mạng AONs…