Thuyết trình báo cáo truyền dẫn quang và ứng dụng 3g

Thuyết trình báo cáo truyền dẫn quang và ứng dụng 3g

Hệ thống truyền dẫn quang

& ứng dụng cho mạng 3G.

Nội dung

Các phương pháp điều chế

Phạm Minh Quyết Trần Thanh Sơn

Tổng quan về quang

Code: làm bằng thủy tinh hoặc plastic dùng để truyền dẫn ánh sáng.

Cladding: làm bằng thủy tinh hoặc plastic dùng để bảo vệ và phản xạ ánh

sáng lại lớp core.

Primary coating: làm bằng nhựa PVC, bảo vệ lớp code, cladding.

Lớp vỏ: là các lớp Streng, Menber, Buffer, Jacket, có tác dụng chịu lực

bảo vệ cho các lớp bên trong.

Cấu tao sợi quang: gồm 3 phần chính

Tổng quan về quang

Singlemode

• Đường kính code nhỏ

(khoảng 9µm), sử dụng

nguồn sáng laser nên tín

hiệu suy hao ít và tốc độ

Singlemode.

Phân loại theo kênh truyền :

Tổng quan về quang

• Lớn đạt từ : 100 Mbps – 10 Gbps, ở các nước phát triển 100

Gbps

Dung lượng kênh truyền

• Nhỏ hơn so với cáp đồng nên dễ thi công & lắp đặt.

Kích thước

• Không bị nhiễu điện và ít bị ảnh hưởng bởi môi trường do

được truyền dẫn bằng ánh sáng=> suy hao ít khi truyền dẫn.

Độ nhiễu tín hiệu truyền

• Truyền dẫn bằng ánh sáng nên an toàn hơn so với truyền dẫn

bằng tín hiệu điện

Tính cách điện

• Tốt, do thông tin không thể bị đánh cắp khi truyền.

• Độ tin cậy cao.

Tính bảo mật

• Cao, có thể sử dụng cho hầu hết các dạng thông tin số.

• Dễ bảo dưỡng, dễ dàng mở rộng khi cần thiết.

Tính linh hoạt

Đặc điểm của truyền dẫn quang :

Tổng quan về quang

Các vấn đề suy hao trong truyền dẫn quang :

• Suy hao quang (Optical loss): lượng công suất quang (optical power) mất trong

suốt quá trình truyền dẫn qua cáp quang, điểm ghép nối

• Suy hao phản xạ (Optical Return loss): ánh sáng bị phản xạ tại các điểm ghép nối,

đầu nối quang

• Suy hao tiếp xúc (Insertion loss): giảm công suất quang ở hai đầu ghép nối Giá trị

thông thường từ 0,2dB – 0,5dB.

• Suy hao (Attenuation): mức suy giảm công suất quang trong suốt quá trình truyền

dẫn trên một khoảng cách xác định Ký hiệu dB/km Ví dụ, với cáp quang

Multimode ở bước sóng 850nm suy giảm 3dB/km, trong khi ở bước sóng 1300nm chỉ suy giảm 1dB/km Cáp quang Singlemode: suy giảm 0,4dB/km ở 1310nm,

0,3dB/km ở 1550nm Đầu nối (connector) suy giảm 0,5dB/cặp đấu nối Điểm ghép nối (splice) suy giảm 0,2 dB/điểm.

Cáp Quang, tính hiệu ánh sáng

Tốc độ

truyền dẫn

Không cân bằng (Bất đối xứng, Download >

Upload). 

Tối đa 20 Mbps

Cho phép cân bằng (Đối xứng, Download =

Upload)

Công nghệ cho phép tối đa là

10 Gbps FPT Telecom cung cấp tối đa là 1Gbps(tương đương1,000Mbps).

Bảo mật

Thấp, do là cáp đồng tín hiệu điện nên có thể bị đánh cắp tín hiệu trên đường dây Mặt khác có thể truyền dẫn sét, dễ ảnh hưởng đến máy chủ

và hệ thống dữ liệu

Cao Cáp được chế tạo là lõi thuỷ

tinh, tín hiệu truyền là ánh sang nên hầu như

không thể bị đánh cắp tín hiệu trên đường dây Không dẫn sét nên có thể đảm bảo an toàn cho dữ liệu cao

Chiều dài

cáp Tối đa 2,5 Km để đạt sự ổn định cần thiết Có thể lên tới 10Km

Độ ổn định

Bị ảnh hưởng nhiều của môi trường, điện từ…suy giảm theo thời gian.

Tín hiệu suy giảm trong quá trình truyền dẫn nên chỉ đạt được 80% tốc độ cam kết.

Cao (không bị ảnh hưởng của thời tiết, điện từ, xung điện, sét ).

Không bị suy hao tín hiệu trong quá trình truyền dấn nên có thể đạt đến tốc độ tối đa.

Modem không hỗ trợ Wireless.

Rất phù hợp vì tốc độ rất cao và có thể tùy biến tốc độc download

và upload Modem hỗ trợ Wireless.

Các phương pháp điều chế

• Điều chế mã xung (PCM: Pulse Code Modulation)

• Điều chế mã xung vi sai( DPCM: Differential Pulse Code Modulaiton)

• Điều chế Delta ( DM: Delta Modulation)

• Điều chế DPCM tương thích (ADPCM: Adaptive Diferential Pulse Code Modulation)

Phương pháp PCM được sử dụng phổ biến.

• Khi truyền tin qua khoảng cách xạ, tín hiệu PCM có thể được khôi phục hoàn toàn tại mỗi trạm lặp trung gian Ảnh hưởng của nhiễu không bị tích lũy mà chỉ cần quan tâm đến nhiễu truyền giữa 2 trạm lặp cách nhau

Các phương pháp điều chế

• Có thể giảm ảnh hưởng của nhiễu lên tín hiệu

PCM bằng cách sử dụng các kĩ thuật mã hóa đặc biệt, có thể sửa được hầu hết các lỗi

• Có thể giảm sự lặp lại không cần thiết hay còn gọi

là độ dư trong bản tin

• Tín hiệu PCM dễ lưu trữ

 Tuy nhiên đòi hỏi băng thông truyễn dẫn rộng

hơn tín hiệu tương tự nhiều lần

Các ưu điểm khi sử dụng PCM :

Các phương pháp điều chế

Các phương pháp điều chế

- New generation fixed line +84 73…

Các phương pháp điều chế

PCM(chuyên đổi A/D)

Các phương pháp điều chế

PCM(lấy mẫu)

Các phương pháp điều chế

PCM(lượng tử)

Các phương pháp điều chế

PCM (lượng tử)

Các phương pháp điều chế

PCM(mã hóa)

Các phương pháp điều chế

PCM(chyển đổi D/A)

Các phương pháp điều chế

Quá tình giải mã

Các phương pháp điều chế

Quá trình lọc tín hiệu từ các xung PAM

•Ghép kênh quang theo tần số (OFDM - Optical

Frequency Division Multiplexing)

 Tuy nhiên phương pháp ghép kênh quang theo

bước sóng WDM đã và đang được sử dụng rộng rãi nhất hiện nay

Ghép kênh theo bước sóng WDM (Wavelength Devision Multiplexing)

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 thiết bị đầu cuối khác nhau.

Sơ đồ khối tổng quát

• Sơ đồ chức năng: bao gồm các chức năng sau:

– Ghép/tách tín hiệu

– Truyền dẫn tín hiệu

– Khuếch đại tín hiệu

– Thu tín hiệu

Phân loại hệ thống WDM

• hệ thống đơn hướng : chỉ truyền theo một chiều trên sợi quang

• hệ thống 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

Đặc điểm của hệ thống WDM

Ưu điểm của công nghệ WDM:

• Tăng băng thông truyền trên sợi quang số lần tương ứng số bước sóng được ghép vào.

• Tính trong suốt.

• mở rộng mạng ở nhiều cấp độ khác nhau.

• cho phép xây dựng mô hình mạng truyền

tải quang OTN (Optical Transport Network)

Đặc điểm của hệ thống WDM

Nhược điểm của công nghệ WDM:

• Vẫn chưa khai thác hết băng tần hoạt động có thể của sợi quang

• Quá trình khai thác, bảo dưỡng phức tạp

• Nếu hệ thống sợi quang đang sử dụng là sợi DSF theo chuẩn G.653 thì rất khó triển khai

WDM

Bộ ghép/tách tín hiệu

• ĐN: là thiết bị quang dùng để kết hợp các tín hiệu truyền đến từ các sợi quang khác nhau.

Bộ ghép/tách tín hiệu

Phân loại:

• coupler có hướng (directional

coupler):coupler chỉ cho phép ánh sáng truyền qua nó theo một chiều.

• coupler song hướng (bidirectional coupler):

coupler cho phép ánh sáng đi theo 2 chiều.

Bộ isolator

• Isolator là thiết bị không thuận ngược (nonreciprocal) Nó chỉ truyền ánh sáng qua nó theo một chiều và ngăn không cho truyền theo chiều ngược lại

• Isolator được dùng tại đầu ra của các thiết bị quang (bộ

khuếch đại, nguồn phát laser) để ngăn quá trình phản xạ

ngược trở lại các thiết bị đó gây nhiễu và hư hại thiết bị.

Bộ ghép/tách kênh bước sóng

• Thực hiện ghép tách tín hiệu ở các bước sóng khác nhau

Bộ ghép/tách kênh bước sóng

Ghép tầng để tạo bộ ghép kênh dung lượng cao

• Ghép tầng nối tiếp đơn kênh (Serial)

• Ghép một tầng (Single-Stage)

• Ghép tầng theo từng băng sóng (Multistage

Banding)

• Ghép tầng đan xen chẵn lẻ

Bộ chuyển đổi bước sóng

Bộ chuyển đổi bước sóng là thiết bị chuyển đổi tín hiệu có bước sóng này ở đầu vào ra thành tín hiệu có bước sóng khác ở đầu ra

 Ðối với hệ thống WDM, bộ chuyển đổi bước sóng

cho nhiều ứng dụng hữu ích khác nhau:

 Tín hiệu có thể đi vào mạng với bước sóng không thích hợp khi truyền trong mạng WDM

 Bộ chuyển đổi khi được trang bị trong các cấu hình nút mạng WDM giúp sử dụng tài nguyên bước sóng hiệu quả hơn, linh động hơn.

Bộ chuyển đổi bước sóng

• Có bốn phương pháp chế tạo bộ chuyển đổi bước sóng:

– Phương pháp quang-điện

– Phương pháp cửa quang

– phương pháp giao thoa

– phương pháp trộn bước sóng

Công nghệ mới của WDM

DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing):

Là công nghệ ghép kênh theo bước sóng với mật

độ rất cao, có khi lên tới hàng nghìn, cung cấp dung lượng rất lớn Khoảng cách ko dùng bộ lặp hay bộ

khuếch đại lên đến vài nghìn km.

DWDM hiên nay thường được dùng cho hệ thống cáp quang biển hay hệ thống xuyên lục địa, tuy nhiên, cũng có thể cung cấp trong phạm vi một nước hay

một khu vực do chi phí trong việc triển khai rất cao

Công nghệ mới của WDM

• CWDM (Coarse WDM) :công nghệ này theo lý

thuyết ghép được tối đa 18 bước sóng, với khoảng cách các bước sóng khoảng 20nm vào một kênh,

dung lượng và tốc độ được đảm bảo như DWDM khoảng cách ko dùng bộ lặp hoặch khuếch đại là

khoảng vài chục cho tới vài trăm km

• Ưu điểm của CWDM là có chi phí thấp hơn triển khai DWDM khoảng 30-50% Do vậy, CWDM được ưu

tiên triển khai trong hệ thống mạng của thành phố hoặc của 1 khu vực

SƠ ĐỒ KẾT NỐI INTERNET QUỐC TẾ

TELEGLOBE [HK]

NTT [JP]

CHINA TEL [CN] PCCW [US]

T-SYSTEM [EU] MCI [USA]

• FTTx (Fiber To The x): Có các loại sau kết nối viễn thông bằng

cáp quang hiện nay:

 FTTN (Fiber To The Node)

 FTTC (Fiber To The Curb)

 FTTB (Fiber To The Building)

 FTTH (Fiber To The Home)

– (Hiện FTTH đang được triển khai)

CÁC ỨNG DỤNG

1-2 km

Optical cable (24 core)

Optical cable (4 core)

ONU: Optical Network Unit

MÔ HÌNH FTTx

• MetroNet là đường truyền tốc độ siêu cao, có khả năng cung cấp nhiều loại dịch vụ giá trị gia tăng cùng lúc trên cùng một đường truyền.

• MetroNet là dịch vụ cho thuê dựa trên mạng

đô thị băng thông rộng đa dịch vụ (MAN), chủ yếu sử dụng đường truyền cáp quang

• MetroNet được thiết kế mạng lõi theo dạng mạch vòng

và được cáp quang hóa nên có tốc độ cao có thể lên tới hàng Gbps, đáp ứng được mọi nhu cầu về tốc độ cũng như các ứng dụng cao cấp, chất lượng đường truyền

định và tính bảo mật cao.

• Nhờ ứng dụng công nghệ tiên tiến nhất kết hợp với hệ thống cáp quang đến tận nhà,

MetroNet cung cấp cho khách hàng khả năng

sử dụng đồng thời 3 loại dịch vụ là thoại

(voice), dữ liệu (data) và hình ảnh (video)

So sách tốc độ các loại dịch vụ băng thông rộng

 SLA3 thực hiện truyền số liệu;

 SLA4 cho chất lượng dịch vụ tối thiểu tùy lựa chọn của khách hàng.

Một Số Ứng Dụng Cơ Bản

• Voice IP

Video Conferencing

Tele Medicine

Ứng dụng thực tế

• Ngoài ra còn các ứng dụng khác như:

Học tập từ xa (Telelearning);

Làm việc tại nhà (Telecommuting);

Xem phim theo yêu cầu (Video on Demand);

Mua hàng qua mạng (Online Shopping);

Truyền hình và phát thanh (Broadcast Audio & TV);

Truyền dữ liệu