BÀI GIẢNG MÔN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 1 GIỚI THIỆU MÔN HỌC

 Thời lượng môn học:  4ĐVHT 36LT + 18TL + 6TH  Mục tiêu:  Kiến thức: Trang bị cho sinh viên các kiến thức về ghép kênh quang theo bước sóng WDM, các kỹ thuật khuếch đại quang, xu hướ

 Thời lượng môn học:

 4ĐVHT (36LT + 18TL + 6TH)

 Mục tiêu:

 Kiến thức: Trang bị cho sinh viên các kiến thức về ghép kênh quang theo bước sóng WDM, các kỹ thuật khuếch đại quang, xu hướng phát triển của mạng quang

 Kỹ năng: Rèn cho sinh viên có kỹ năng nghiên cứu, phân tích, đánh giá về các công nghệ trên mạng truyền tải quang

 Nội dung:

trong mạng truyền tải quang

 Cao Hồng Sơn Công nghệ IP trên WDM Nhà xuất bản Bưu Điện, 8-2005.

 Hoàng Văn Võ Công nghệ và mạng thế hệ sau Nhà xuất bản Bưu Điện, 2008

 Vũ Văn San Hệ thống Thông Tin Quang, tập 2 Nhà xuất bản Bưu Điện, 2008.

 Đỗ Văn Việt Em Hệ thống thông tin quang II Học viện Công nghệ Bưu chính

Viễn thông, 2007.

 J M Senior, “Optical Fiber Communications: Principles and Practice” Second

edition, Prentice Hall, 1993.

 G Keiser, “Optical Fiber Communications” Third edition, McGraw-Hill, 2000.

 J Gowar Optical Communication Systems Second edition, Prentice-Hall, 1993.

 G P Agrawal Fiber-Optic Communication Systems Second edition, John Wiley

& Sons, 1997.

 Silvello Betti, Giancarlo De Marchis, Eugenio Iannoe Coherent Optical

Communications Systems John Wiley & Sons, Inc, 1995.

 Tài liệu tham khảo:

 Max Ming – Kang Liu Principles and Applications of Optical

Communications, 2001.

 Gerard Lachs Fiber Optic Communications – Systems, Analysis, and

Enhancements McGraw-Hill, 1998.

 Peter Tomsu and Christian Schmutzer, "Next Generation Optical

Networks", Prentice Hall PTR, 2002.

 D Marcuse, A R Chraplyvy, et al., “Effect of Fiber Nonlinearity on Long

Distance Transmission”, J Lightwave Tech., Vol 9, No.1, pp 121-128,

1991.

 G P Agrawal, Nonlinear Fiber Optics New York: Academic, 1995.

 Đánh giá:

 Thực hành/Thí nghiệm/Bài tập/Thảo luận: 30 %

 Kiểm tra giữa kỳ: 10%

CHƯƠNG 1

HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG

WDM

 NGUYÊN LÝ GHÉP KÊNH THEO BƯỚC SÓNG QUANG (WDM) )

 CÁC PHẦN TỬ CƠ BẢN TRONG HỆ THỐNG WDM

 MỘT SỐ VẤN ĐỀ ẢNH HƯỞNG ĐẾN HIỆU NĂNG HỆ

THỐNG WDM

 MẠNG TRUYỀN TẢI WDM

 1.1 NGUYÊN LÝ GHÉP KÊNH THEO BƯỚC SÓNG

QUANG (WDM) )

 Khái niệm WDM:

- Nhu cầu truyền số liệu tăng cao  dung lượng truyền dẫn tăng nhanh

- Hệ thống truyền dẫn TDM truyền thống bị giới hạn về tốc độ

- Cửa sổ truyền dẫn trong sợi quang:

- WDM là kỹ thuật cho phép truyền dẫn nhiều kênh bước sóng quang trên cùng một sợi quang

 Các dải băng tần hoạt động trong WDM:

• O-band(Original band):

Dải băng tần từ 1260 nm  1360 nm

• E-band (Extended band):

Dải băng tần từ 1360 nm  1460 nm

• S-band(Short wavelength band):

Dải băng tần từ 1460 nm  1530 nm

• C-band(Conventional band):

Dải băng tần từ 1530 nm  1565 nm

• L-band (Long wavelength band):

DảI băng tần từ 1565 nm  1625 nm

• U-band(Ultra-long wavelength band):

DảI băng tần từ 1625 nm  1675 nm

 Quá trình phát triển WDM

Combining Signals

Separating Signals Transmission on fiber

 Hệ thống WDM đơn hướng:

Fiber 1

 1

 2

 3

 n

 1

 2

 3

 n

Fiber 2

 1

 2

 3

 n

 1

 2

 3

 n

 21

 21

Transmitters

 Multiplexing +Demultiplexing

Fiber 1

 11

 1n

 2n

 1

 2

 2n

 Multiplexing +Demultiplexing

Receivers

 21

 21

Transmitters

 Multiplexing +Demultiplexing

Fiber n

 11

 1n

 1

 2

 Multiplexing +Demultiplexing

OTU

Bộ thu

Bộ thu

D E M U X

PA LA

kế quang

Bộ thu tín hiệu điều khiển giám sát kênh

quang

Bộ phát tín hiệu điều khiển giám sát kênh

quang

Thu/ phát tín hiệu điều khiển giám sát kênh

quang

Hệ thống quản lý mạng

1

n 1

n

s

 s

OTU - Bộ chuyển phát quang

MUX/DEMUX - Bộ ghép/tách bước sóng

BA - Bộ khuyếch đại công suất

PA - Bộ tiền khuyếch đại quang

LA - Bộ khuyếch đại đường truyền

 - Bước sóng kênh giám sát quang (OSC)

a Số lượng kênh bước sóng N

b Khoảng cách giữa các kênh bước sóng Dl

c Băng thông sử dụng của hệ thống N x Dl

d Tốc độ truyền tin trên mỗi kênh bước sóng B

e Dung lượng của hệ thống N x B

f Dung lượng truyền dẫn của hệ thống N x B x L

g Hiệu suất sử dụng kênh bước sóng B/Dl

Bước sóng 

#1 #2 … # k … # N-1 #N Côn

g suất quan g

D

~ B

Bảng 1.1- Các tham số chính của một số hệ thống WDM trong các phòng thí nghiệm.

Số kênh bước sóng N

Tốc độ kênh B (Gbit/s)

Khoảng cách truyền dẫn L (km)

Dung lượng truyền dẫn (Tb/s-km)

hiện đang được khai thác trên thế giới.

Số kênh bước sóng N

Tốc độ kênh B (Gbit/s)

Khoảng cách truyền dẫn Dl

Dung lượng truyền dẫn (Pb/s-km)

Hệ thống

8 + 4 10 + 40 1 700 0.4 Mạng đường trục DWDM

backbone VNPT (2010)

48 10 39 000 18.7 Mạng liên lục địa

SEAMEWE3 (2007)

SEAMEWE4 (2008)

 Phân loại và các chuẩn của hệ thống WDM

Hệ thống WDM băng tần rộng (BWDM – Broad passband WDM)

Hệ thống WDM ghép mật độ thấp (CWDM – Coarse WDM)

Hệ thống WDM ghép mật độ cao (DWDM – Dense WDM)

 1.2- CÁC PHẦN TỬ CƠ BẢN TRONG HỆ THỐNG WDM

- Sử dụng laser đơn mode làm nguồn phát (Có thể sử dụng LED trong kỹ thuật cắt phổ)

- Sử dụng bộ điều biến ngoài để giảm chirp, tốc độ điều biến cao và tạo các định dạng tín hiệu quang khác nhau (NRZ, RZ, CS-RZ, DPSK …).

- Đảm bảo tín hiệu quang có độ rộng phổ hẹp tại bước sóng chính xác theo tiêu chuẩn.

 Bộ thu quang:

- Giống các bộ thu quang sử dụng trong các hệ thống đơn kênh

- Độ nhạy cao trong dải rộng bước sóng, nhiễu thấp, hoạt động ổn định.

- Sử dụng sợi đơn mode G.652 (SMF) và sợi G.655 (NZ-DSF)

- Tránh sử dụng sợi G.653 (DSF).

- Các yếu tố ảnh hưởng cơ bản:

Suy hao Tán sắc Hiệu ứng phi tuyến

Một số loại sợi điển hình

- OMUX : kết hợp các bước sóng rời rạc khác nhau thành tín hiệu tổ hợp đưa vào sợi quang.

đưa tới bộ thu.

- Các tham số cơ bản:

Suy hao xen:

Xuyên âm:  



















0

lg

j P

jcông suất quang đi vào đường truyền

0công suất quang tới tại j



 







  ij