Một số vấn đề trong thiết kế tuyến cáp quang biển trục bắc nam

Phương pháp truyền dẫn WDM đơn hướng Hệ thống WDM đơn hướng là tất cả kênh quang cùng trên một sợi quang truyền dẫn theo cùng một chiều, ở đầu phát các tín hiệu có bước sóng quang khác

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG

TRẦN THỊ HƯƠNG

MỘT SỐ VẤN ĐỀ TRONG THIẾT KẾ TUYẾN CÁP QUANG BIÊN TRỤC BẮC-NAM

Chuyên ngành: Kỹ thuật viễn thông

Mã số: 60.52.02.08

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ Người hướng dẫn khoa học: TS VŨ TUẤN LÂM

HÀ NỘI – 2013

1

MỞ ĐẦU

Thông tin quang đã có những bước phát triển nhảy vọt trong vài thập kỷ gần đây và đã có những tác động mạnh mẽ trong nhiều mặt của kỹ thuật viễn thông

Hiện nay mạng truyền dẫn trục chính từ Bắc vào Nam sử dụng sợi quang trên đường dây điện lực 500KV và trên tuyến cáp quang được lắp đặt dọc theo quốc lộ 1A Các tuyến đường quốc lộ đang được xây mới và mở rộng trên phạm vi cả nước, các chương trình xây dựng quốc lộ này đã gây ra nhiều sự cố về cáp cho các tuyến truyền dẫn trên đất liền, làm giảm độ tin cậy của viễn thông trên các tuyến trục

Để giải quyết vấn đề nêu trên, đồng thời tăng dung lượng của mạng truyền dẫn trục chính, việc triển khai tuyến quang biển trục Bắc – Nam sử dụng ghép kênh theo bước sóng mật độ cao DWDM là lựa chọn tất yếu Về mặt kỹ thuật, để thiết kế một hệ thống truyền dẫn DWDM với những yêu cầu khoảng cách kết nối xa, dung lượng lớn, mật độ ghép cao cũng đã nảy sinh ra nhiều vấn đề cần quan tâm

Do vậy tôi lựa chọn đề tài “Một số vấn đề trong thiết kế tuyến cáp quang biển trục Bắc - Nam” Luận văn được trình bày trong 3 chương:

Chương 1: Tổng quan về hệ thống ghép kênh quang theo bước sóng DWDM

Chương 2: Các vấn đề cần quan tâm trong thiết kế hệ thống cáp quang biển DWDM

Chương 3: Thiết kế tuyến cáp quang biển trục Bắc - Nam

Do thời gian ngắn, trình độ năng lực của bản thân có hạn, tài liệu chưa đầy đủ nên chắc chắn bản luận văn này không tránh khỏi những hạn chế và sai sót, tôi rất mong được sự góp ý của các Thầy và các bạn

Qua đây tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Thầy giáo -

TS Vũ Tuấn Lâm đã tận tình hướng dẫn, tạo điều kiện cho tôi hoàn thành bản luận văn này

Tôi xin chân thành cảm ơn!

1.1.2 Các phương pháp truyền dẫn sử dụng ghép kênh quang theo bước sóng

1.1.2.1 Phương pháp truyền dẫn WDM đơn hướng

Hệ thống WDM đơn hướng là tất cả kênh quang cùng trên một sợi quang truyền dẫn theo cùng một chiều, ở đầu phát các tín hiệu có bước sóng quang khác nhau và đã được điều chế λ1, λ2 , , λn

thông qua bộ ghép kênh tổ hợp lại với nhau và truyền dẫn một chiều trên một sợi quang Vì các tín hiệu được mang thông qua các bước sóng khác nhau, do đó sẽ không lẫn lộn Ở đầu thu, bộ tách kênh quang tách các tín hiệu có bước sóng khác nhau, hoàn thành truyền dẫn tín hiệu quang nhiều kênh Ở chiều ngược lại truyền dẫn qua một sợi quang khác, nguyên lý giống như trên

1.1.2.2 Phương pháp truyền dẫn WDM song hướng

Hệ thống truyền dẫn WDM song hướng là ở hướng đi, các kênh quang tương ứng với các bước sóng λ1, λ2, ., λn qua bộ ghép/tách kênh được tổ hợp lại với nhau truyền dẫn trên một sợi Cũng sợi quang đó, ở hướng về các bước sóng λn+1, λn+2, , λ2n được truyền dẫn theo chiều ngược lại Nói cách khác ta dùng các bước sóng tách rời để thông tin hai chiều (song công)

1.1.3 Phân loại WDM

Trước đây, hệ thống WDM thường ghép phổ biến 2, 4, 8, 12

và 16 bước sóng và khoảng cách bị giới hạn dưới 100km Tùy theo

số lượng ghép bước sóng mà ta phân WDM thành hai loại là CWDM

và DWDM

3

1.1.3.1 Ghép kênh theo bước sóng mật độ thưa CWDM

Kỹ thuật ghép kênh theo bước sóng mật độ thưa có thể ghép tới 18 bước sóng ở khoảng cách 20nm (3.000 GHz) Khuyến nghị về CWDM của ITU-T G.694.2 đã đưa ra lưới phân bổ bước sóng cho khoảng cách lên tới 50km trên sợi quang đơn mốt Lưới phân bổ bước sóng của CWDM được xác định trong dải từ 1270nm đến 1610

nm

1.1.3.2 Ghép kênh theo bước sóng mật độ cao DWDM

Kỹ thuật ghép kênh theo bước sóng mật độ cao có thể ghép tới hơn 128 bước sóng với khoảng cách các bước sóng là 200, 100,

50 hoặc 25GHz DWDM dùng cho các hệ thống truyền dẫn ở khoảng cách hàng nghìn km có khuếch đại và tái tạo tín hiệu

độ rộng phổ, độ rộng chirp phải nằm trong giới hạn cho phép

1.2.2 Bộ ghép/tách tín hiệu quang

Ghép tín hiệu WDM là sự kết hợp một số nguồn sáng khác nhau thành một luồng tín hiệu ánh sáng tổng hợp để truyền dẫn qua sợi quang

4 Tách tín hiệu WDM là sự phân chia luồng ánh sáng tổng hợp

đó thành các tín hiệu ánh sáng riêng rẽ tại mỗi cổng đầu ra bộ tách

Các bộ ghép/tách tín hiệu quang được chia ra làm hai loại chính theo công nghệ chế tạo là:

- Thiết bị WDM vi quang

- Thiết bị WDM ghép sợi

Ở loại thứ nhất, việc tách/ghép tín hiệu quang dựa trên cơ sở các thành phần vi quang Các thiết bị này được thiết kế chủ yếu sử dụng cho các tuyến thông tin quang dùng sợi đa mode, chúng có những hạn chế đối với sợi dẫn quang đơn mode Loại thứ hai dựa vào việc ghép giữa các trường lan truyền trong các lõi sợi kề nhau Kỹ thuật này phù hợp với các tuyến sử dụng sợi đơn mode

1.2.3 Sợi quang

Chức năng chính của sợi quang là dẫn sóng quang (ánh sáng)

đi xa với mức suy hao nhỏ nhất Sóng ánh sáng được truyền đi trong sợi quang dựa trên nguyên lý phản xạ toàn phần bên trong sợi quang Sợi quang là một sợi thủy tinh gồm hai lớp (core và cladding) có chiết suất khác nhau Hiện nay sử dụng hai loại sợi chính: sợi đơn mode và sợi đa mode Sợi đơn mode có core nhỏ hơn và chỉ cho một mode ánh sáng đi qua Do đó, độ trung thực của tín hiệu tốt hơn trong một khoảng cách truyền dẫn lớn vì giảm hẳn tán xạ mode Điều này làm cho sợi đơn mode có dung lượng băng thông lớn hơn sợi đa mode Do có khả năng truyền tải thông tin cực lớn và suy hao thấp, nên sợi quang đơn mode được sử dụng chủ yếu trong hệ thống thông tin đường dài và dung lượng lớn kể cả DWDM

Việc thiết kế sợi quang đơn mode đã được phát triển mấy chục năm gần đây Hiện nay ITU-T đã xây dựng chỉ tiêu cho ba loại sợi quang đơn mode sau:

+ Sợi không dịch chuyển tán sắc (NDSF: Non- Dispersion – Shifted Fiber): chuẩn NDSF được ITU-T đưa ra trong G.652 (hay còn gọi là sợi đơn mode chuẩn)

+ Sợi chuyển dịch tán sắc (DSF: Dispersion Shifted Fiber): chuẩn DSF được ITU-T đưa ra trong khuyến nghị G.653 Ở đây, điểm tán sắc bằng 0 được dịch chuyển đến cửa sổ có bước sóng 1550

nm (băng C) Ở cửa sổ này, sợi quang có suy hao thấp hơn nhiều và phù hợp với tần số làm việc của bộ khuếch đại quang sợi EDFA Tuy nhiên, do ảnh hưởng của hiệu ứng phi tuyến gần điểm dịch chuyển 0 nên loại sợi này không phù hợp sử dụng cho DWDM

5 + Sợi dịch chuyển tán sắc khác 0 (NZ-DSF: Non-Zero Dispersion-Shifted Fiber): chuẩn của sợi NZ-DSF được ITU-T khuyến nghị trong G.655, loại này có mức tán sắc thấp ở vùng 1550

nm, nhưng không về không (NZ) nên có thể khắc phục các hiệu ứng phi tuyến như hiệu ứng trộn bốn bước sóng (FWM) Do đó loại sợi này được sử dụng cho DWDM

1.2.4 Bộ khuếch đại tín hiệu

Khuếch đại tín hiệu gồm có 3 loại 1R, 2R và 3R

1R: Chỉ thực hiện khuếch đại

2R: Khuếch đại và phục hồi lại dạng

3R: Khuếch đại, phục hồi lại dạng và định thời lại tín hiệu

Bộ khuếch đại quang sợi EDFA được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống truyền dẫn DWDM EDFA hoạt động ở cửa sổ sóng 1500nm, khả năng khuếch đại đồng thời nhiều bước sóng của EDFA

đã đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển của DWDM Khuếch đại quang bao gồm ba loại sau:

Bộ khuếch đại công suất (BA): Bộ này thường được đặt ngay sau nguồn phát quang, có chức năng khuếch đại công suất quang lên một mức cao hơn Trong hệ thống DWDM, BA thường được dùng để khuếch đại tín hiệu sau bộ ghép kênh trước khi truyền trên sợi BA có thể tích hợp với bộ ghép kênh hoặc có thể tách kênh

Bộ tiền khuếch đại (PA): Bộ này thường được đặt trước máy thu Nó được thiết kế để có chức năng khuếch đại với hệ số khuếch đại cao và mức nhiễu thấp PA có thể được tích hợp với bộ tách kênh hoặc có thể tách kênh

Bộ khuếch đại đường truyền (LA): Bộ này thường sử dụng trên tuyến có chức năng khuếch đại các tín hiệu đã bị suy giảm trên đường truyền Nó thường được thiết kế trên cơ sở các bộ BA và PA

1.2.5 Đầu thu tín hiệu:

Thu tín hiệu trong các hệ thống WDM cũng sử dụng các bộ tách sóng quang như trong hệ thống thông tin quang thông thường: PIN, APD

1.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng của hệ thống DWDM

Có 3 yếu tố cơ bản ảnh hưởng đến chất lượng của các hệ thống thông tin quang DWDM, bao gồm:

- Suy hao

- Tán sắc

6

- Hiện tượng phi tuyến xảy ra trong sợi quang

Tuy nhiên, đối với các hệ thống khác nhau thì mức độ ảnh hưởng của các yếu tố này cũng khác nhau Ví dụ:

- Ðối với các hệ thống cự ly ngắn, dung lượng thấp thì yếu

tố chủ yếu cần quan tâm là suy hao

- Ðối với các hệ thống tốc độ cao, cự ly tương đối lớn thì yếu tố chủ yếu cần quan tâm là suy hao và tán sắc

- Ðối với các hệ thống cự ly dài và dung lượng rất lớn thì ngoài 2 yếu tố trên cần phải xem xét đến cả các hiệu ứng phi tuyến Các hiệu ứng phi tuyến có thể gây ra những giới hạn đáng kể cho các

hệ thống hoạt động ở tốc độ cao

CHƯƠNG 2: CÁC VẤN ĐỀ CẦN QUAN TÂM TRONG THIẾT KẾ HỆ THỐNG CÁP QUANG BIỂN DWDM 2.1 Chỉ tiêu kỹ thuật của hệ thống cáp quang biển

2.1.1 Các chỉ tiêu kỹ thuật của tuyến truyền dẫn số DLS

- DLS của hệ thống cáp quang biển sẽ phù hợp với các khuyến nghị ITU-T Theo đó, đặc tính của tín hiệu số tại giao diện với tuyến trên đất liền (Terrestrial Interface – TI) phải tuân thủ các chuẩn ITU-T G.707 và G.957

- Chỉ tiêu chất lượng lỗi của hệ thống cáp quang biển sẽ phải tuân thủ chuẩn ITU-T G.826 về tuổi thọ của hệ thống, về các tham số lỗi như số giây (s) lỗi nghiêm trọng (SES), số giây lỗi (ES)

- Về độ khả dụng của hệ thống tại TI: tuân thủ theo ITU-T G.826 Độ khả dụng của hệ thống rõ ràng phụ thuộc vào các loại giao diện TI khác nhau, do đó độ không khả dụng của hệ thống cần được tính theo độ khả dụng của TI trong cùng một thời gian Chỉ tiêu về độ khả dụng áp dụng cho thời gian không khả dụng gây ra bởi các thiết

bị thành phần hệ thống, bao gồm các hoạt động chuyển mạch, hỏng hóc thiết bị, các công việc bảo dưỡng và giám sát dẫn đến gián đoạn

10 giây hoặc lớn hơn Nó không bao gồm những hư hỏng gây ra bởi các nguyên nhân bên ngoài như: đánh cá, neo tàu làm mất nguồn cáp TTE và những khoảng thời gian ngắt nguồn hệ thống để sửa chữa

- Chỉ tiêu về Jitter của hệ thống cáp quang biển tuân thủ

ITU-T G.957

7

- Chỉ tiêu chất lượng tổng cộng End-to-end của DLS sẽ bằng chỉ tiêu phân bố theo km với chiều dài của DLS Khi cần ấn định sự suy giảm chất lượng tốt những phần khác nhau của DLS, một lượng tương ứng với một giá trị cố định (thường là 125 km) sẽ được phân

bố cho mỗi thiết bị đầu cuối và phần dưới biển sẽ được phân bố trên

cơ sở km một lượng tương đương với sự khác nhau giữa chỉ tiêu DLS và phân bố thiết bị đầu cuối

- Đối với mỗi hỏng hóc, bảo dưỡng, giám sát đối với mỗi DLS sẽ phải không ảnh hưởng đến chỉ tiêu chất lượng đã định của DLS khác trong hệ thống Đặc biệt đối với hệ thống WDM yêu cầu

hư hỏng đến một nửa số kênh quang (Line Optical Channel – LOC)

sẽ không ảnh hưởng đến các kênh còn lại

2.1.2 Các chỉ tiêu về quỹ công suất quang

Bảng quỹ công suất diễn tả cách đạt được chất lượng hệ thống về chỉ tiêu lỗi Trong hệ thống cáp quang biển, việc tái tạo lại tín hiệu chỉ thực hiện ở thiết bị TTE của trạm đầu cuối ở mức giao diện đầu ra quang điện (O-E) cáp biển Giữa đó, các kênh sẽ bị suy giảm chất lượng do tạp âm tích lũy, tán sắc, méo phi tuyến Do đó, cần phải tính toán quỹ công suất ở mức DLS phần cáp biển (SDLS) Khi tính quỹ công suất, nếu hệ thống có nhiều SDLS thì tính cho từng SDLS Đối với mỗi SDLS, cần phải tính quỹ công suất cho hai trường hợp là “bắt đầu đời sống” (Begin of life - BOL) và “kết thúc đời sống” (End of life - EOF) Cụ thể như sau:

- Quỹ công suất BOL thể hiện phẩm chất của SDLS khi hệ thống được đưa vào khai thác và là tiêu chí để đo thử Quỹ công suất này bao gồm cả độ dự phòng đảm bảo để tương thích với điều kiện EOL

- Quỹ công suất EOL thể hiện phẩm chất hệ thống tại lúc kết thúc tuổi thọ của hệ thống và nó bao gồm sự suy giảm do lão hóa và hỏng linh kiện, cáp và mức dự phòng cho sửa chữa

Khi tính toán quỹ công suất, cần cung cấp đầy đủ thông tin

về giá trị công suất ra của bộ lặp, giá trị hệ số tạp âm danh định, giá trị băng thông quang và điểm ở phía thu Tất nhiên, cũng phải tính đến cả các phần tử có khả năng cải thiện chất lượng truyền dẫn trong thiết bị trạm cáp cũng như bộ lọc, bù tán sắc, lọc cân bằng…

2.1.3 Độ tin cậy của hệ thống

Độ tin cậy của phần dưới biển của hệ thống cáp quang biển được đặc trưng:

8

- Số lần sửa chữa cần sử dụng tàu cáp do hỏng thiết bị trong tuổi thọ thiết kế của hệ thống: thông thường yêu cầu độ tin cậy hệ thống là nhỏ hơn 3 lần hư hỏng

- Tuổi thọ thiết kế của hệ thống: là quãng thời gian mà hệ thống cáp quang biển được thiết kế để khai thác tuân thủ các chỉ tiêu chất lượng của nó Thông thường tuổi thọ thiết kế của hệ thống là 25 năm kể từ khi nghiệm thu hệ thống, tức là sau khi lắp đặt và đo thử nghiệm hệ thống đáp ứng chỉ tiêu chất lượng

2.2 Các vấn đề cần xem xét khi thiết kế hệ thống DWDM

Bất cứ một công nghệ nào cũng tồn tại những giới hạn và những vấn đề kỹ thuật Khi triển khai công nghệ DWDM vào mạng thông tin quang, cần phải lưu ý một số vấn đề sau:

- Số kênh được sử dụng và khoảng cách giữa các kênh

- Vấn đề ổn định bước sóng của nguồn quang

- Vấn đề xuyên nhiễu giữa các kênh

- Vấn đề tán sắc, bù tán sắc

- Quỹ công suất của hệ thống

- Ảnh hưởng của các hiệu ứng phi tuyến

- EDFA và một số vấn đề khi sử dụng EDFA trong mạng WDM

2.2.1 Số kênh sử dụng và khoảng cách giữa các kênh

Một trong các yếu tố quan trọng cần phải xem xét là hệ thống

sử dụng bao nhiêu kênh và số kênh cực đại có thể sử dụng là bao nhiêu Số kênh cực đại của hệ thống phụ thuộc vào:

a) Khả năng công nghệ hiện có đối với các thành phần quang của hệ thống, cụ thể là:

- Băng tần của sợi quang

- Khả năng tách/ghép của các thiết bị WDM

b) Khoảng cách giữa các kênh, một số yếu tố ảnh hưởng đến khoảng cách này là:

- Tốc độ truyền dẫn của từng kênh

- Quỹ công suất quang

- Ảnh hưởng của các hiệu ứng phi tuyến

- Độ rộng phổ của nguồn phát

- Khả năng tách/ghép của các thiết bị WDM

Trong một hệ thống WDM số lượng bước sóng không thể quá nhiều, bởi vì điều khiển và giám sát đối với các bước sóng này là một vấn đề phức tạp, có thể quy định trị số lớn nhất đối với số lượng

9 bước sóng của hệ thống từ góc độ kinh tế và công nghệ Tất cả các bước sóng đều phải nằm ở phần tương đối bằng phẳng trên đường cong tăng ích của bộ khuếch đại quang, để cho hệ số tăng ích của các kênh khi đi qua bộ khuếch đại quang là gần như nhau, điều này tiện lợi cho thiết kế hệ thống Đối với bộ khuếch đại sợi quang pha trộn Erbium, phần tương đối bằng phẳng của đường cong tăng ích là từ

1540 nm đến 1560 nm

2.2.2 Vấn đề ổn định bước sóng của nguồn quang và yêu cầu độ rộng của nguồn phát

2.2.2.1 Ổn định bước sóng của nguồn quang

Trong hệ thống WDM, phải quy định và điều chỉnh chính xác bước sóng của nguồn quang, nếu không, sự trôi bước sóng do các nguyên nhân sẽ làm cho hệ thống không ổn định hay kém tin cậy Hiện nay chủ yếu dùng hai phương pháp điều khiển nguồn quang: thứ nhất là phương pháp điều khiển phản hồi thông qua nhiệt độ chip của bộ kích quang để điều khiển giám sát mạch điện điều nhiệt với mục đích điều khiển bước sóng và ổn định bước sóng; thứ hai là phương pháp điều khiển phản hồi thông qua việc giám sát bước sóng tín hiệu quang ở đầu ra, dựa vào sự chênh lệnh trị số giữa điện áp đầu

ra và điện áp tham khảo tiêu chuẩn để điều khiển nhiệt độ của bộ kích quang, hình thành kết cấu khép kín chốt vào bước sóng trung tâm

2.2.2.2 Yêu cầu độ rộng của nguồn phát

Việc chọn độ rộng phổ của nguồn phát nhằm đảm bảo cho các kênh hoạt động một cách độc lập với nhau hay nói cách khác là tránh hiện tượng chồng phổ ở phía thu giữa các kênh lân cận

2.2.3 Tán sắc

Tán sắc màu gây ra méo tín hiệu và làm giảm chất lượng hệ thống Vì thế bù tán sắc là thống số quyết định đến ảnh hưởng của các hiệu ứng phi tuyến, kiểm soát tán sắc có vai trò quan trọng trong việc khắc phục hiệu ứng phi tuyến của hệ thống

Đối với những hệ thống có tốc độ bit thấp ( 2,5Gb/s) thì ảnh hưởng của tán sắc mode phân cực là không đáng kể nhưng đối với hệ thống thông tin quang tốc độ bít cao (≥10 Gbit/s) và cự ly xa

sẽ bị ảnh hưởng rất lớn do PMD; tác động của PMD làm suy giảm biên độ, méo dạng tín hiệu, tăng nhiễu hệ thống và nhiễu phát xạ tự phát được khuếch đại ASE Kết quả là làm giảm SNR và dẫn đến giảm chất lượng truyền dẫn BER

10 Việc thiết kế cấu hình tuyến truyền dẫn mới hoặc nâng cấp

tuyến thông tin sử dụng sợi quang có hệ số tán sắc mode phân cực

nhỏ (≤0,1 ps/km1/2) để tăng cự ly truyền dẫn một giải pháp tốt là khắc

phục ảnh hưởng của tán sắc mode phân cực

2.2.4 Kiểm soát quỹ công suất và OSNR của hệ thống

2.2.4.1 Các bước phân tích, tối ưu theo cách tiếp cận quỹ công

suất và OSNR

Bước phân tích và tối ưu hệ thống là bước quan trọng, có thể

tiến hành theo các bước sau đây:

+ Xác định các thông số thiết kế đầu vào: Độ dài đoạn ghép

kênh, độ dài khoảng lặp khuếch đại quang, dung lượng kênh, số

lượng kênh Số liệu của bước này thường được rút ra từ điều kiện địa

lí, dự báo như cầu phát triển các dịch vụ viễn thông liên quan

+ Xác định độ dự trữ thiết kế: Độ dự trữ này phục vụ cho hệ

thống hoạt động đến cuối thời kỳ sử dụng vẫn đảm bảo được BER

yêu cầu của hệ thống Thường độ dự trữ này bù cho sự già hóa của

các phần tử trong hệ thống trong quá trình khai thác, cho sự không

hoản hảo của thiết bị, bù cho ảnh hưởng của các hiệu ứng phi tuyến

+ Xác định công suất quang nhỏ nhất trên một kênh, xem xét

lại khoảng lặp Công suất trên kênh nhỏ nhất để đảm bảo được yêu

cầu về quỹ công suất, cũng như yêu cầu mức ngưỡng công suất trên

một kênh không vượt quá để tránh các hiệu ứng phi tuyến xảy ra trên

sợi quang Nếu công suất không phù hợp (lớn quá hoặc nhỏ quá) thì

cần phải điều chỉnh lại khoảng lặp cho thích hợp

2.2.4.2 Tính toán các thông số

Việc thiết kế hệ thống truyền dẫn quang dù nhìn nhận từ góc

độ nào thì cũng cần phải đảm bảo hệ thống hoạt động được thỏa mãn

yêu cầu về chất lượng đề ra Thông số quan trọng mang tính quyết

định của hệ thống đó là tỉ lệ lỗi bit (BER)

BER có mối quan hệ với Q thông qua biểu thức sau:

BER =

 2

2

Q

(2.2)

Tính toán Q từ OSNR

Tỉ số tín hiệu trên nhiễu quang (OSNR) có thể sử dụng để

tính giá trị Q đối với các bit thu được

Xác định OSNR

OSNR =

N B hv L

NF

P

m AmpSpan

out

.

Phương trình biểu diễn OSNR theo công suất có thể biểu

diễn lại theo đơn vị dB (công suất theo dBm), để thuận tiện cho việc

sử dụng Đối với hệ thống 1550nm, hv=-158,93dBm/Hz Phương

trình trên trở thành:

OSNRdB158,93+Pout(dBm)-LAmpSpan–NFdB–10log(NBm)

2.2.4.3 Quỹ công suất và độ dự trữ của hệ thống

Mục đích của quỹ công suất quang là để đảm bảo công suất

đến đầu thu ở mức cho phép, xác định phân bổ công suất dọc trên

đường truyền và độ dự trữ cho toàn hệ thống để duy trì được những

thông số kỹ thuật của hệ thống trong suốt quá trình hoạt động Công

suất trung bình nhỏ nhất đến máy thu chính là độ nhạy của máy thu

Pre Công suất phát Ptr là công suất phát trên từng kênh của hệ thống

Quỹ công suất được tính theo đơn vị dB, công suất quang biểu diễn

theo đơn vị dBm Hiệu của công suất phát và công suất thu (Ptr-Pre)

cho ta quỹ công suất trên từng khoảng lặp của hệ thống

Mối quan hệ giữa đầu phát, đầu thu, phân bổ suy hao trên

tuyến, độ dự trữ có thể biểu diễn theo công thức sau:

Ptr  Pre + A + M Trong đó:

Ptr: Công suất phát của đầu phát (dBm)

Pre: Độ nhạy thu của đầu thu (dBm)

A: Tổng suy hao trên tuyến (dB)

M: Độ dự trữ trên tuyến (dB)

12

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ TUYẾN CÁP QUANG BIỂN

TRỤC BẮC NAM

3.1.1 Hiện trạng các hệ thống thông tin quang của VNPT

3.1.2 Hiện trạng tuyến trục Bắc Nam

- Gồm 2 hệ thống 120Gb/s và 240Gb/s, sử dụng cấu hình đa Ring

- Hệ thống 120Gb/s đã hết khả năng mở rộng dung lượng;

Hệ thống 240Gb/s có thể mở rộng tối đa đến 1,28Tb/s

3.1.3 Hiện trạng mạng truyền dẫn phía Bắc

- Hệ thống DWDM Huawei phía Bắc đưa vào sử dụng từ

2008, dung lượng ban đầu 300Gb/s; cuối 2010 mở rộng lên 380Gb/s

- Hệ thống DWDM Ericsson khu vực Đông Bắc dung lượng 320Gb/s, hiện đã được đưa vào sử dụng

- Nhu cầu dung lượng đến cuối 2013: Cần mở rộng thêm 1,1Tb/s

3.1.4 Hiện trạng mạng truyền dẫn phía Nam

- Hệ thống DWDM Fujitsu đưa vào sử dụng từ 2009 Dung lượng ban đầu là 271Gb/s Cuối 2010 đã tăng lên 600Gb/s (Mở rộng 323Gb/s)

- Nhu cầu dung lượng đến cuối 2013: Cần mở rộng thêm 750Gb/s

3.1.5 Hiện trạng các ring trung kế

- Các Metro Link DWDM tại Hà Nội (630Gb/s), Đà Nẵng (500Gb/s), Tp HCM (640Gb/s), Cần Thơ (150Gb/s) đưa vào khai thác nửa cuối năm 2010

- Nhu cầu dung lượng trung kế không tăng thêm do giảm nhu cầu kết nối với VDC, tăng trung kế hướng VNP, VMS

3.2 Lựa chọn tuyến cáp quang biển trục Bắc - Nam

3.2.1 Lựa chọn cấu hình hoa cung (Festoon) hay rẽ nhánh

Việc xây dựng hệ thống cáp quang biển trục Bắc - Nam có thể xây dựng dựa trên hai dạng cấu hình chính: (a) cấu hình hoa cung, (b) cấu hình rẽ nhánh Khái niệm về cấu hình hoa cung và cấu hình rẽ nhánh xem hình 3.1