Cơ chế bảo vệ và khôi phục dữ liệu cho hệ thống DWDM ứng dụng trên mạng đường trục Việt Nam

Với sự ra đời của hệ thống ghép kênh theo bước sóng WDM đã dần đáp ứng được yêu cầu về một hệ thống truyền dẫn băng thông lớn tốc, độ cao, dung lượng lớn…nhưng khả năng tận dụng băng thông sợi quang của hệ thống WDM vẫn còn rất hạn chế. Đồ án này được chia thành ba chương: Chương I: Tổng quang về hệ thống DWDM. Chương II: Các cơ chế bảo vệ và khôi phục dữ liệu trong hệ thống DWDM. Chương III: Ứng dụng trên mạng đường trục việt Nam.

PHỤ LỤC

PHỤ LỤC 1

THUẬT NGỮ VIẾT TẮT 3

DANH MỤC HÌNH VẼ 5

LỜI NÓI ĐẦU 7

Chương I Tổng quan về DWDM 9

1.1 Sơ đồ tổng quát 9

1.1.1 Định nghĩa: 9

1.1.2 Sơ đồ chức năng………9

1.1.3 Phân loại hệ thống WDM 10

1.2 Các thành phần cơ bản của DWDM 11

1.2.1 Cấu trúc truyền dẫn cơ bản của mạng DWDM 11

1.2.2 Khối phát đáp quang OTU 11

1.2.3 Bộ tách/ghép kênh quang 13

1.2.4 Bộ khuếch đại sử dụng EDFA(Erbium Doped Fiber Amplifier) 14

1.2.5 Bộ rẽ/xen quang OADM(Optical Add/Drop Multiplexer) 15

1.2.6 Bộ bù tán sắc 16

1.2.7 Bộ kết nối chéo quang OXC 16

1.2.8 Sợi quang 17

1.3 Các tham số chính ảnh hưởng đến hệ thống DWDM 18

1.3.1 Suy hao của sợi quang 18

1.3.2 Số kênh bước sóng 19

1.3.3 Độ rộng phổ nguồn phát 20

1.3.4 Quỹ công suất 20

1.3.5 Tán sắc 21

1.3.6 Ảnh hưởng của hiệu ứng phi tuyến 23

1.3.7 Giải bước sóng làm việc của hệ thống DWDM 25

1.4 Ưu điểm của hệ thống DWDM 26

1.5 Ứng dụng của hệ thống DWDM 27

1.5.1 Các kiểu mạng DWDM 27

1.5.2 Ứng dụng DWDM tại các lớp mạng 27

Chương II: Cơ chế bảo vệ và khôi phục dữ liệu trong hệ thống DWDM 29

2.1 Các khái niệm cơ bản 30

2.1.1 Bảo vệ riêng 31

2.1.2 Bảo vệ chia sẻ 31

2.1.3 Bảo vệ đoạn ghép kênh quang 32

2.1.4 Bảo vệ kênh quang 32

2.2 Các phương thức bảo vệ theo cấu hình mạng 32

2.2.1 Bảo vệ ở lớp kênh quang 32

2.2.1.1 Bảo vệ riêng cho cấu hình Điểm – Điểm 32

2.2.1.2 Bảo vệ riêng cho cấu hình ring (OCh - DPRing) 34

2.2.1.3 Bảo vệ chia sẻ cho cấu hình điểm -điểm 36

2.2.1.4 Bảo vệ chia sẻ cho cấu hình Ring (OCh -SPRing) 37

2.2.1.5 Bảo vệ chia sẻ cho cấu hình Mesh 39

2.2.2 Bảo vệ ở đoạn ghép kênh quang 42

2.2.2.1 Bảo vệ cho cấu hình điểm – điểm 42

2.2.2.2 Bảo vệ riêng cho cấu hình vòng ring (OMS - DPRing) 42

2.2.2.3 Bảo vệ chia sẻ cho cấu hình vòng ring (OMS- SPRing) 43

2.3 Phương thức bảo vệ trong kiến trúc liên kết giữa các lớp quang 48

2.3.1 Lựa chọn kiến trúc mạng tham chiếu 48

2.3.2 Liên kết giữa các mạng con 51

2.3.2.1 Bảo vệ với kiến trúc ring ảo(VRA) 51

2.3.2.2 Bảo vệ với kiến trúc Ring ảo cải tiến 53

Chương III: Ứng dụng cơ chế bảo vệ và khôi phục dữ liệu hệ thống DWDM trên mạng đường trục Việt Nam 57

3.1 Tuyến truyền dẫn Quang trục 80 Gbps 58

3.1.1 Cấu hình truyền dẫn 58

3.1.2 Cấu hình thiết Bị 59

3.1.2.1 Trạm khuếch đại đường Line AMP 59

3.1.2.2 Cấu hình trạm OADM 60

3.1.2.3 Cấu hình trạm HDXc 61

3.1.3 Hệ thống Quản lý 62

3.2 Cơ chế bảo vệ và khôi phục dữ liệu tuyến quang trục 80Gbps 63

3.2.1 Cơ chế bảo vệ MSP 1+1 trên lớp SDH 63

3.2.2 Cơ chế bảo vệ chia sẻ lưu lượng OMS-SPRing 64

3.2.2.1 Sự cố đứt cáp sử dụng cơ chế OMS-SPRing 65

3.2.2.2 Sự cố hỏng nút sử dụng bảo vệ OMS-SPRing 65

3.2.3 Cơ chế bảo vệ riêng OMS- DPRing 66

Kết Luận 68

Tài Liệu Tham Khảo 69

THUẬT NGỮ VIẾT TẮT

APS Automatic Protection Switching Chuyển mạch bảo vệ tự động

DGD Differential Group Delay Trễ nhóm vi sai

EDFA Erbium Doped Fiber Amplifier Khuếch đại sợi Ẻbium

TelecommunicationUnion

Liên hiệp viễn thông quốc tế

NZ –DSF Non-ZeroDispersion Shifted Fibre Sợi dịch tán sắc khác không

OADM Optical Add/Drop Multiplexer Bộ xen/rẽ bước sóng quang

OCh-SPRing Optical Channel Shared Protection

Ring

Ring bảo vệ chia sẻ kênh quang

OCh-DPRing Optical Channel-Dedicated

Protection Ring Ring bảo vệ dành riêng ở kênh quangO/E/O Optical-Enectronical-Optical Biến đổi quang-điện-quangOMS Optical Multiplex Section Đoạn ghép kênh quangOMS-DPRing Optical Multiplex Section -

Dedicated Protection Ring Ring bảo vệ dành riêng ở đoạn ghép kênh quangOMS-SPRing Optical Multiplex Section –Shared

Protection Ring Ring bảo vệ dùng chung ở đoạn ghép kênh quangOSC Optical Supervisor Channel Kênh giám sát quang

OTS Optical Transmission Section Đoạn truyền dẫn quangOUT Optical Transponder Unit Bộ phát đáp quang

OXC Optical Cross-connect Kết nối chéo quang

PMD Polarization Mode Dispersion Tán sắc mode phân cựcPPS Path Protection Switching Chuyển mạch bảo vệ tuyếnSDH Synchronous Digital Hierachy Phân cấp số đồng bộ

SNCP Subnetwork Connection Protection Bảo vệ mạng con

SPM Self-Phase-Modulation Tự điều chế pha

SBS Stimulated Brillouin Scattering Tán xạ do kích thích BrillouinVRA Virtual Ring Architecture Kiến trúc Ring ảo

XPM Cross-phase-Modulation Điều chế pha chéo

Multiplexing Ghép kênh phân chia theo bước sóng

Hình 1-6 Thiết bị tách/ghép kênh bước sóng.

Hình 1-7 Bộ khuếch đại EDFA

Hình 1-8 Vị trí các bộ khuếch đại trên tuyến truyền dẫn thông tin quang

Hình 1-9 Bộ rẽ/xen quang OADM

Hình 1-10 Sơ đồ mạch của bộ OXC

Hình 1-11 Sự phân chia dải bước sóng làm việc tại cửa sổ 1550nm

Hình 1-12 Hệ thống DWDM mở

Hình 1-13 Hệ thống DWDM tích hợp

Hình 2-1 Hệ thống WDM cấu hình đường thẳng chuyển mạch bảo vệ 1+1Hình 2-2 Hệ thống WDM cấu hình đường thẳng chuyển mạch bảo vệ 1:1.Hình 2-3 OCh –DPRing hai sợi đơn hướng ở điều kiện bình thường và khi có

Hình 2-7 OCh–SPRing khi bình thường và khi sự cố đoạn

Hình 2-9 Mô hình chức năng của một nút OCh – SPRing kề cận với sự cốHình 2-10 Bảo vệ đường trong cấu hình Mesh

Hình 2-11 OMS–DPRing hai sợi ở điều kiện bình thường và khi có sự cố

Hình 2-12 Mô hình chức năng của một nút OMS – DPRing hai sợi

Hình 2-13 Bảo vệ chia sẻ các kênh quang trong OMS - SPRing

Hình 2-14 Ring hai sợi hai hướng chuyển mạch bảo vệ đoạn ghép kênh

Hình 2-15 Ring hai sợi hai hướng bảo vệ sự cố đoạn OMS – 2SPRing

Hình 2-16 Ring hai sợi hai hướng bảo vệ sự cố nút OMS – 2SPRing

Hình 2-17 Mô hình chức năng của một nút

Hình 2-19 Cấu hình của một nút sử dụng chuyển mạch quang 2 ¿ 1

Hình 2-20 Ring bốn sợi hai hướng chuyển mạch bảo vệ đoạn ghép kênh

Hình 2-21 Ring bốn sợi hai hướng sự cố đoạn OMS – 4SPRing

Hình 2-22 Kiến trúc CS-Ring/CS-Ring

Hình 2-23 Kiến trúc OMS –SPRing hai mức

Hình 2-24 Kiến trúc lưới quang/OMS -SPRing

Hình 2-25 Kiến trúc OMS – SPRing/lưới quang

Hình 2-26 Liên kết dual – homing dựa trên kiến trúc ring ảo, (a)áp dụng choOC–DPRing, (b) áp dụng cho OMS-SPRing

Hình 2-27 Kiến trúc ring ảo cải tiến, (a) OC-DPRing, (b) OMS-SPRing

Hình 3-1 Sơ đồ khối cấu trúc mạng quang đường trục 80Gbps

Hình 3-2 Sơ đồ kết nối các thiết bị tại trạm AMP

Hình 3-3 Cấu trúc trạm OADM

Hình 3-4 Cấu trúc trạm HDXC

Hình 3-5 Mô hình quản lý mạng

Hình 3-6 Kiến trúc phân lớp mô hình quản lý

Hình 3-7 Bốn nút đại diện vòng ring 7 với cấu trúc bảo vệ 1+1

Hình 3-8 Bảo vệ chia sẻ lưu lượng khi bị sự cố đứt cáp

Hình 3-9 Bảo vệ chia sẻ lưu lượng với sự cố hỏng nút

Hình 3-10 Cơ chế bảo vệ riêng ở điều kiện bình thường và khi có sự cố

LỜI NÓI ĐẦU

Cùng với sự phát triển của xã hội, nhu cầu trao đổi thông tin cho công việc, chogiáo dục, cho hoạt động giải trí, An ninh Quốc phòng… không ngừng tăng nhanh.Trong mấy năm trở lại đây, kinh tế Việt Nam mở cửa hội nhập với kinh tế thế giới,trao đổi thông tin không chỉ trong phạm vi quốc gia mà còn trên phạm vi toàn thế giới.Chính vì vậy, việc xây dựng hệ thống truyền dẫn với băng thông lớn, tốc độ cao, dunglượng lớn luôn là nhiệm vụ quan trọng có ý nghĩa vô cùng to lớn Với một hệ thốngyêu cầu băng thông lớn, tốc độ cao ta có thể đặt niềm tin vào môi trường truyền dẫnthông tin trên sợi quang với băng thông có thể lên tới THz Để tận dụng được băngthông vô cùng lớn trên sợi quang cũng không phải là điều rễ dàng Với sự ra đời của

hệ thống ghép kênh theo bước sóng WDM đã dần đáp ứng được yêu cầu về một hệthống truyền dẫn băng thông lớn tốc, độ cao, dung lượng lớn…nhưng khả năng tậndụng băng thông sợi quang của hệ thống WDM vẫn còn rất hạn chế Chính vì lẽ đó,công nghệ gép kênh theo bước sóng với mật độ cao DWDM được xây dựng trên nềntảng WDM được cho là phương pháp tối ưu cho vấn đề sử dụng hiệu quả tài nguyênbăng thông, đáp ứng được nhu cầu trao đổi thông tin tăng nhanh

Với những ưu điểm vượt trội của hệ thống DWDM về băng thông lớn, tốc độcao, dung lượng lớn…nên được úng dụng rất nhiều trong việc xây dựng các hệ thốngtruyền dẫn thông tin trong thực tế Một trong những ứng dụng quan trọng của hệ thốngDWDM đó là tuyến truyền dẫn quang trục Việt Nam Là tuyến truyền dẫn trải dài từBắc vào Nam, kết nối và trao đổi lưu lượng các vùng miền trong lãnh thổ Việt Nam.Hiện nay, mạng quang trục Backbone do VNPT quản lý, vận hành và khai thác Đây làtuyến truyền dẫn dữ liệu vô cùng quan trọng có tầm ảnh hưởng vô cùng lớn đối vớikinh tế, an ninh quốc phòng Với đặc điểm là tuyến truyền dẫn với khoảng cách xa,dung lượng lớn, tốc độ cao, băng thông lớn và tầm ảnh hưởng vô cùng lớn nên vấn đềđảm bảo tính ổn định và sẵn sàng của hệ thống là vô cùng quan trọng vì khi truyền dẫnvới dung lượng lớn, tốc độ cao chỉ cần sảy ra sự cố hỏng tuyến sẽ gây thiệt hại vô cùnglớn cho nhà cung cấp dịch vụ cũng như cho khách hàng Tính ổn định của hệ thốngkhông chỉ do các nhân tố khách quan như tuổi thọ thiết bị, công nghệ xử lý yếu tố ảnhhưởng hệ thống mà còn phụ thuộc rất nhiều vào các nhân tố chủ quan như điều kiệnthời tiết, khí hậu, tác nhân do con người…Do đó việc xây dựng các cơ chế bảo vệ vàkhôi phục dữ liệu cho tuyến là vấn đề sống còn trong vận hành và khai thác mạng

quang trục Chính vì vậy em chọn đề tài “Cơ chế bảo vệ và khôi phục dữ liệu cho hệ

thống DWDM ứng dụng trên mạng đường trục Việt Nam” để được tìm hiểu và

nghiên cứu vấn đề thực tế vô cùng ý nghĩa này

Để xây dựng được cơ chế bảo vệ và khôi phục dữ liệu cho tuyến truyền dẫnquang trục ta phải hiểu rõ được công nghệ nền tảng DWDM, cơ chế bảo vệ và khôi

phục dữ liệu trên hệ thống rồi từ đó mới áp dụng vào mạng quang trục Việt Nam Do

đó, đồ án này được chia thành ba chương:

 Chương I: Tổng quang về hệ thống DWDM.

 Chương II: Các cơ chế bảo vệ và khôi phục dữ liệu trong hệ thống DWDM.

 Chương III: Ứng dụng trên mạng đường trục việt Nam.

Để hoàn thành Đồ án này có sự hướng dẫn rất nhiệt tình, và hữu ích của giảngviên hướng dẫn cô : Ths Lê Thanh Thủy Qua đây cho phép em gửi lời cảm ơn chânthành nhất đến cô!

Do hạn chế về mặt thời gian và kiến thức, quyển đồ án còn rất nhiều thiếu sót.Rất mong được sự góp ý của các thầy cô và của các bạn để Đồ án hoàn thiện hơn

Xin chân thành cảm ơn !

Hà Nội, ngày , tháng , năm 2012

Sinh viên

Lê Quốc Toàn

Chương I Tổng quan về DWDM

Ngày nay, khi xã hội phát triển không ngừng, nhu cầu của con người về dunglượng, tốc độ, băng thông… cao đòi hỏi hệ thống truyền dẫn thông tin phải phát triểntheo Hệ thống truyền dẫn thông tin quang ghép kênh theo bước sóng (WDM) ra đời

đã mở ra một xu hướng đi mới về một hệ thống truyền dẫn băng thông lớn, tốc độ cao,dung lượng lớn…Nhưng nhu cầu của con người không hề dừng lại, DWDM(ghépkênh theo bước sóng mật độ cao) đã được nghiên cứu dựa trên nền tảng hệ thốngWDM nhằm đáp ứng nhu cầu luôn gia tăng đó Nguyên lý DWDM tương tự nhưWDM chỉ khác là khoảng cách giữa các kênh bước sóng gần hơn, tức là số kênh ghépđược nhiều hơn Thông thường khoảng cách kênh ghép là 0.4nm (50GHz) Hiện nayngười ta dùng WDM với nghĩa rộng bao hàm cả DWDM

Chương này sẽ trình bày về công nghệ DWDM trên nền tảng WDM

1.1.1 Định nghĩa:

Ghép kênh theo bước sóng WDM (Wavelength Division Multiplexing ) là côngnghệ “trong một sợi quang đồng thời truyền dẫn nhiều bước sóng tín hiệu quang” Ởđầu phát, nhiều tín hiệu quang có bước sóng khác nhau được tổ hợp lại (ghép kênh) đểtruyền đi trên một sợi quang Ở đầu thu tín hiệu tổ hợp đó được phân giải ra (táchkênh), khôi phục lại các tín hiệu gốc rồi đưa vào các đầu cuối khác nhau

MUX Sợi quang DEMUX

Đầu phát Đầu Thu

Hình 1-1 Sơ đồ chức năng hệ thống WDM

Đây là sơ đồ thể hiện chức năng của hệ thống WDM, nhưng trong thực tế, tínhiệu truyền tải luôn luôn là hai chiều, bên thu cũng có chức năng phát và bên phátcũng có chức năng thu

Để truyền và nhận nhiều bước sóng trên một sợi quang, hệ thống WDM phảithực hiện các chức năng sau:

 Phát tín hiệu

Cả hai hệ thống đều có những ưu nhược điểm riêng Xét trường hợp công nghệchỉ cho phép truyền N bước sóng trên một sợi quang, so sánh hai hệ thống ta thấy:

 Xét về dung lượng: Hệ thống đơn hướng có khả năng cung cấp dung lượng caogấp đôi so với hệ thống song hướng Ngược lại số lượng sợi quang cần dùng làgấp đôi so với hệ thống song hướng.

 Khi sự cố đứt cáp sảy ra: Hệ thống song hướng không cần đến cơ chế chuyểnmạch tự động bảo vệ APS (Automatic Protection Switching) vì cả hai đầu củaliên kết đều có khả năng nhận biết một cách tức thời

 Trên khía cạnh thiết kế mạng : hệ thống song hướng khó thiết kế hơn vì cònphải xét thêm yếu tố như: vấn đề xuyên nhiễu, đảm bảo định tuyến và phân bốbước sóng sao cho hai chiều trên sợi quang không dùng chung một bước sóng

 Các bộ khuếch đại trong hệ thống song hướng thường phức tạp hơn trong hệthống đơn hướng Tuy nhiên, trong hệ thống song hướng, số bước sóng khuếchđại giảm ½ theo mỗi chiều nên ở hệ thống song hướng, các bộ khuếch đại sẽcho công suất ngõ ra lớn hơn hệ thống đơn hướng

1.2.1 Cấu trúc truyền dẫn cơ bản của mạng DWDM.

Hệ thống DWDM thực hiện ghép các bước sóng danh định khác nhau (tươngứng với tín hiệu quang riêng rẽ) thành một chùm sáng và được truyền dẫn trên một sợi,trong đó mỗi kênh quang mang dịch vụ khác nhau

Cấu trúc cơ bản của hệ thống DWDM gồm các thành phần chính sau:

 Khối phát đáp quang OTU

 Bộ tách/ ghép kênh quang MUX/DEMUX

 Bộ khuếch đại quang sợi EDFA

 Bộ rẽ/xen quang OADM

 Bộ bù tán sắc

 Bộ kết nối chéo quang OXC

 Sợi quang

1.2.2 Khối phát đáp quang OTU.

OTU (Optical Transponder Unit) là thiết bị được sử dụng để thực hiện sửa dạngtín hiệu Nó chuyển đổi những tín hiệu của kênh quang đầu vào ở phía Client sidethành các tín hiệu quang theo chuẩn khuyến nghị G.692 của ITU-T để có thể truyềntrên hệ thống DWDM

Nguyên lý hoạt động:

OTU thực hiện chuyển đổi quang-điện với các tín hiệu quang đưa vào ghépkênh theo khuyến nghị G.957 và thực hiện tái tạo tín hiệu, khôi phục định thời và khôiphục dữ liệu đối với các tín hiệu điện-quang để đưa ra tín hiệu quang DWDM mà cóbước sóng, độ tán sắc và công suất phát theo chuẩn G.692

Hình 1-4 Nguyên lý khối phát đáp quang OTU.

Sau khi chuyển đổi O/E nếu chỉ thực hiện tái tạo tín hiệu, khôi phục định thời(thực hiện chức năng 2R: Reshape, Retiming) thì OTU thực hiện chức năng sửa dạngtín hiệu cho chuyền dẫn ở khoảng cách ngắn

Nếu sau khi chuyển đổi O/E, OTU xử lý tái tạo dạng tín hiệu, khôi phục địnhthời và khôi phục dữ liệu (chức năng 3R: Reshape, Retiming, Regenerator) được thựchiện thì OTU đó có chức năng của một bộ repeater

Phân loại và ứng dụng:

Phụ thuộc vào vị trí của OTU trong mạng DWDM mà OTU có thể được chialàm 3 loại: OTUT(OTU Transmitter), OTUR(OTU Receiver) và OTUG(OTUGeneration) Ứng dụng của chúng trong hệ thống như hình vẽ:

OTUT OA OTUG OA OTUR

MUX DMUX MUX DMUX

Hình 1-5 Vị trí OTU trong hệ thống

OTUT (OTU ở đầu phát): đặt giữa các thiết bị của khách hàng và MUX Thựchiện chuyển đổi tín hiệu quang từ phía khách hàng thành tín hiệu quang đầu ra theochuẩn G.692 rồi đưa vào MUX Loại OTU này không chỉ thực hiện chức năng chuyểnđổi O/E và E/O mà còn thực hiện việc tái tạo tín hiệu, khôi phục định thời (chức năng2R) và có chức năng tìm byte B1 (byte giám sát lỗi bit từng đoạn lặp)

OTUR(OTU ở đầu thu): đặt giữa DEMUX và các thiết bị của khách hàng Tínhiệu quang đầu ra từ DEMUX đến OTUR phải tuân theo chuẩn G.692 Loại OTU này

có chức năng giống như OTUT, nó thực hiện sửa dạng tín hiệu, chức năng 2R và tìmkiếm byte B1

OTUG(OTU chuyển tiếp): đặt giữa MUX và DEMUX Tín hiệu đầu vào và đầu

chuyển đổi O/E, E/O mà còn có chức năng tái tạo dạng tín hiệu, khôi phục định thời vàchức năng khôi phục dữ liệu(chức năng 3R) Vì vậy, OTUG tương đương như một bộlặp thông thường và cũng có chức năng tìm byte B1.

1.2.3 Bộ tách/ghép kênh quang.

Chức năng: Thiết bị tách/ghép kênh bước sóng là thiết bị dùng để tách/ghép tín

hiệu ở các bước sóng khác nhau

λ1 MUX DEMUX λ 1

λ2 λ 1 , λ 2 ,… λ n λ 1 , λ 2 ,… λ n λ 2

…

λn λ n

(a) Bộ ghép bước sóng (b) Bộ tách bước sóng

Hình 1-6 Thiết bị tách/ghép kênh bước sóng

Hiện nay, nhiều bộ tách/ ghép kênh có thể xử lý được các kênh mà có khoảngcách giữa chúng là 0,8 nm(100 GHz) có thể cả với khoảng cách 0,4nm (50GHz), với

hệ thống DWDM mật độ ghép dày đặc công nghệ chế tạo bộ tách/ghép bước sóng phảicải tiến để tách/ghép các bước sóng có khoảng cách ngắn hơn nữa

Các thiết bị tách/ghép kênh có cấu tạo dựa trên hai nguyên tắc sau: nguyên tắctán sắc góc và nguyên tắc lọc quang Ngoài ra còn sử dụng phương pháp ghép địnhhướng theo phương pháp hàn sợi

Bộ tách/ghép kênh bước sóng phải đảm bảo có độ suy hao nhỏ để tín hiệu saukhi ghép được truyền dọc theo sợi đến phía thu, thông qua bộ tách sẽ tách ra thành cácbước sóng riêng rẽ và đến các bộ thu thích hợp

Bộ tách/ghép kênh bước sóng cùng với bộ kết nối chéo quang là thiết bị quantrong nhất cấu thành nên hệ thống WDM nói chung và hệ thống DWDM nói riêng.Khi dùng kết hợp với bộ nối chéo quang OXC(Optical Cross-connect) sẽ hình thànhnên mạng truyền tải quang, có khả năng truyền tải đồng thời và trong suốt mọi loạihình dịch vụ, mà công nghệ hiện nay đang hướng tới

1.2.4 Bộ khuếch đại sử dụng EDFA(Erbium Doped Fiber Amplifier).

Chức năng: Bộ khuếch đại là thiết bị dùng để khuếch đại tín hiệu quang đã bịsuy giảm (trực tiếp trong nhiều miền).

Bộ khuếch đại quang thường được dùng trong các mạng có khoảng cách dài khisuy hao tích lũy lớn Hiện tại các hệ thống WDM thường sử dụng bộ khuếch đại quangsợi có pha tạp Erbium (EDFA) Tuy nhiên trên thực tế, các bộ khuếch đại Raman cũnghay được sử dụng, đặc biệt trong hệ thống mạng đường trục sử dụng với cấu trúc Ring

Hình 1-7 Bộ khuếch đại EDFA

Có ba chế độ khuếch đại: khuếch đại công suất BA, khuếch đại đường LA vàtiền khuếch đại PA

Hình 1-8 Vị trí các bộ khuếch đại trên tuyến truyền dẫn thông tin quang.Khi sử dụng bộ khuếch đại EDFA cho hệ thống WDM nói chung và hệ thốngDWDM nói riêng phải đảm bảo các yêu cầu:

 Độ lợi khuếch đại đồng đều đối với tất cả các kênh bước sóng(mứcchênh lệch không quá 1dB).

 Sự thay đổi số lượng kênh bước sóng không gây ảnh hưởng đến mứccống suất đầu ra của các kênh

 Có khả năng phát hiện mức chênh lệch mức công suất đầu vào để điềuchỉnh lại các hệ số khuếch đại nhằm đảm bảo đặc tuyến khuếch đại làbằng phẳng đối với tất cả các kênh

1.2.5 Bộ rẽ/xen quang OADM(Optical Add/Drop Multiplexer).

OADM còn được gọi là bộ xen/rẽ bước sóng WADM là một phần hệ toànquang đã thúc đẩy sự phát triển các mạng quang điểm-điểm một bước sóng đến mạngquang ghép kênh phân chia theo bước sóng OADM thường được dùng trong cácmạng quang đô thị và mạng quang đường dài vì nó cho hiệu quả kinh tế cao, đặc biệtvới cấu hình mạng tuyến tính, mạng vòng (ring)

Chức năng: OADM rẽ tín hiệu quang từ thiết bị truyền dẫn về mạng tại chỗ,đồng thời xen tín hiệu quang của thuê bao để phát đến một nút khác mà không ảnhhưởng đến việc truyền dẫn các tín hiệu kênh bước sóng khác Chức năng này tương tựnhư chức năng của bộ rẽ/ xen ADM trong mạng SDH, nhưng đối tượng thao tác trựctiếp là tín hiệu quang

Cấu tạo của OADM là các lõi OADM hoạt động với các chức năng kết hợp một

bộ ghép/ tách kênh theo bước sóng và chuyển mạch không gian xen/rẽ Bộ OADMchịu trách nhiệm quản lý lưu lượng trong sợi quang Nhờ khả năng thao tác trực tiếpvới tín hiệu quang, OADM trở thành phần tử cơ bản nhất trong các mạng ring dựa trêncông nghệ WDM

Hình 1-9 Bộ rẽ/xen quang OADM

1.2.6 Bộ bù tán sắc.

Sự tán sắc ảnh hưởng đến nhiều thành phần của mạng quang, đặc biệt là sợiquang Chiết suất của chúng thay đổi theo bước sóng, làm thay đổi tốc độ truyền dẫn,gây ra hiện tượng giãn xung ánh sáng, làm cho việc khôi phục các xung trở nên khókhăn hơn do hiện tượng các bít lân cận chồng chập lên nhau Thiết bị bù tán sắc đưa ramột mức tán sắc bằng và ngược lại để điều chỉnh sự giãn xung ánh sáng

Sợi bù tán sắc DCF(Dispersion Compensate Fiber) là loại sợi đặc biệt mà bướcsóng của ánh sang ở vùng cửa sổ 1550 nm có hệ số tán sắc không âm với khoảng 80ps/(nm.km) Do đó, 1km sợi DCF có thể bù tán sắc cho 5km sợi mode, khi hệ số tánsắc của sợi mode là 17 ps/(nm.km) Hệ số tán sắc của sợi DCF cũng thay đổi theo tần

số như sợi SFM, do đó không thể có khả năng bù tán sắc tốt nếu dải tần số mở rộng.Suy hao của sợi DCF có giá trị cỡ 0,6 dBm/km và lớn hơn sợi SFM

1.2.7 Bộ kết nối chéo quang OXC.

Chức năng của OXC:

OXC (Optical Cross-connect) chức năng tương tự như của DXC trong mạngSDH, chỉ khác là thực hiện trong miền quang, không cần chuyển đổi O/E/O và xử lýtín hiệu điện OXC phải hoàn thành hai chức năng chính sau:

 Chức năng nối chéo các kênh quang: Thực hiện chức năng kết nối chéo giữa Ncổng đầu vào tới N cổng đầu ra

 Chức năng xen/ rẽ đường tại chỗ: Chức năng này có thể làm cho kênh quangnào đó tách ra để vào mạng địa phương hoặc sau đó trực tiếp đi vào DXC củaSDH thông qua biến đổi O/E

Có thể phân biệt chức năng đấu nối chéo với chức năng chuyển mạch là: Đấunối chéo là các kết nối bán cố định dưới sự điều khiển của nhà khai thác và thườngthực hiện ở mức tín hiệu đã ghép kênh theo thời gian như các VC-n; chuyển mạch làcác kết nối tạm thời dưới sự điều khiển của người sử dụng

Cấu tạo của OXC gồm 3 thành phần chính (như hình 1-10)

 Bộ tách kênh chia bước sóng quang ở đầu vào: Thực hiện tách các kênh quangtheo các bước sóng khác nhau từ các sợi quang vào khác nhau

 Ma trận chuyển mạch: Thực hiện đấu nối chéo từ một kênh quang đầu vào tớimột kênh quang đầu ra Trường chuyển mạch có thể là chuyển mạch chia theothời gian hoặc chuyển mạch chia bước sóng

 Bộ ghép kênh chia bước sóng quang ở đầu ra: Thực hiện ghép các kênh quang

từ các đầu ra tương ứng của trường chuyển mạch để truyền dẫn trên một sợiquang

Hình 1-10 Sơ đồ mạch của bộ OXCNgoài các thành phần chính trên thì trong OXC có thể còn trang bị các bộ lọcbước sóng để loại bỏ các thành phần xuyên nhiễu xuất hiện trong quá trình truyền tínhiệu Biến đổi bước sóng là công nghệ then chốt trong cấu tạo của OXC Nhờ côngnghệ này có thể thực hiện kết nối định tuyến ảo, do đó giảm nghẽn mạng, tận dụng tối

đa tài nguyên sợi quang cũng như bước sóng

1300 nm và 1500nm Suy hao tại 3 vùng cửa sổ này là thấp nhất:

 Vùng cửa sổ I: Người ta dùng LED chế tạo ra vùng cửa sổ quang cóbước sóng 850nm, mức suy hao α =1 dB/km gần dải ánh sáng nhìn thấy

Hệ số tán sắc lớn

 Vùng cửa sổ II: ứng với bước sóng 1300nm, có hệ số suy hao α= 0,5 dB/

km, hệ số tán sắc nhỏ αTS = 3,5 ÷5 ps/(nm.km)

 Vùng cửa sổ III: ứng với bước sóng 1550nm, có hệ số suy hao nhỏ nhất

α =0,154 dB/km Có thể tạo ra sợi quang có hệ số suy hao α =0,14dB/km khi sản xuất với kỹ thuật cao Đây là vùng cửa sổ mà việt namhay sử dụng

Với công nghệ hiện nay, sợi quang đã giải quyết được 1 số vấn đề như: Sợi cảitiến không tán sắc, một lượng nhỏ được điều khiển của tán sắc có thể đưa vào dải 1530

÷1565 nm(từ hơn 3 ps/(nm.km) tại 1530 nm đến 0,7 ps/(nm.km) tại 1565nm) cho phéptốc độ kênh lớn hơn 2,5 Gbps trên khoảng cách 1000km Những sợi này thích hợp với

hệ thống DWDM

Có hai loại sợi: sợi NZ –DSF là sợi NZ- (dịch chuyển vùng tán sắc không tớitrước bước sóng 1550nm) và sợi NZ+ dịch chuyển vùng tán sắc không tới sau bướcsóng 1550 nm

Về lý thuyết đã chứng minh tốc độ truyền dẫn sợi quang NZ-DSF có thể đạtđuợc ít nhất 80 Gbps Vì vậy sợi NZ –DSF có thể đạt được ít nhất 80 Gbps do đó là sựlựa chọn lý tưởng để xây dựng tuyến tốc độ cao, cự ly dài

 Hiệu ứng phi tuyến

 Dải bước sóng làm việc của DWDM

1.3.1 Suy hao của sợi quang.

Suy hao ảnh hưởng rất lớn đến khả năng truyền tải dữ liệu trong hệ thốngDWDM Suy hao được tính bằng tỷ số giữa công suất cuối sợi quang P2 của sợi dẫn

có độ dài L (km) với công suất đưa vào sợi quang P1 Nếu α là hệ số suy hao của sợithì :

Các nguyên nhân chính dẫn đến suy hao trong sợi quang là: Suy hao do hấp thụánh sáng, trong đó có hấp thụ tử ngoại và hấp thụ hồng ngoại Hấp thụ chủ yếu do hấpthụ điện tử, hấp thụ tạp chất và hấp thụ vật liệu Ngoài ra còn phải kể đến suy hao doghép nguồn quang vào sợi quang, suy hao do mối hàn, suy hao do uốn cong sợi và suyhao do tán xạ do tính không đồng nhất quang học của lõi gây ra Có 3 loại suy hao dotán xạ cơ bản của lõi sợi quang là tán xạ Rayleigh, tán xạ Brillouin và tán xạ Raman.

1.3.2 Số kênh bước sóng.

Vấn đề được quan tâm nhất là hệ thống sử dụng bao nhiêu kênh bước sóng và

số kênh cực đại hệ thống có thể sử dụng Số kênh bước sóng sử dụng phụ thuộc vào :

 Khả năng của công nghệ đối với các thành phần quang như:

 Khả năng băng tần sợi quang

 Khả năng tách/ ghép các kênh quang bước sóng

 Khoảng cách giữa các kênh gồm :

 Tốc độ truyền dẫn từng kênh

 Quỹ công suất

 Ảnh hưởng của hiệu ứng phi tuyến

 Độ rộng phổ nguồn phát

 Khả năng tách/ ghép của hệ thống DWDM

Mặc dù cửa sổ truyền dẫn tại vùng bước sóng 1550nm có độ rộng khoảng100nm, nhưng do dải khuếch đại của bộ khuếch đại quang chỉ có độ rộng khoảng35nm (theo quy định của ITU-T thì dải khuếch đại này là từ 1530nm đến 1565nm đốivới băng tần C; hoặc băng L là từ 1570 nm đến 1603nm ) nên trong thực tế các hệthống DWDM không thể tận dụng hết băng tần sợi quang

Gọi ∆λ là khoảng cách giữa các kênh bước sóng thì ta có:λ là khoảng cách giữa các kênh bước sóng thì ta có:

∆λ là khoảng cách giữa các kênh bước sóng thì ta có:f = -c ∆λ là khoảng cách giữa các kênh bước sóng thì ta có:λ / λ2 (1.3)Vậy tại bước sóng λ =1550 nm, với ∆λ là khoảng cách giữa các kênh bước sóng thì ta có:λ =35 nm thì ∆λ là khoảng cách giữa các kênh bước sóng thì ta có:f = 4,37.1012 Hz Giả sử tốc

độ truyền dẫn của mỗi kênh là 2,5 Gbps thì theo định lý Nyquist, phổ cơ sở của tínhiệu là 2× 2,5 =5 Gbps thì số kênh bước sóng cực đại đạt được là N = ∆λ là khoảng cách giữa các kênh bước sóng thì ta có:f /5 =874 kênhtrong dải băng tần khuếch đại quang Đây là số kênh theo lý thuyết, tuy nhiên với mật

độ kênh càng lớn thì đòi hỏi các thành phần quang trên tuyến phải có chất lượng càngcao Để tránh xuyên âm giữa các kênh này cần có bộ phát ổn định và một bộ lọc bướcsóng cao Bất kỳ sự dịch tần nào của nguồn phát cũng có thể làm dãn phổ sang kênhlân cận

Với công nghệ hiện nay, ITU-T đưa ra quy định về khoảng cách giữa các kênh

là 100 GHz (0,8 nm) hay 50 GHz (0,4 nm) với chuẩn tần số là 193,1 THz

Công nghệ DWDM hiện nay chủ yếu dùng dải băng tần C (1530 -1560 nm) vàbăng L (1560 -1600 nm).

1.3.3 Độ rộng phổ nguồn phát.

Mục đích chọn độ rộng phổ nguồn phát là đảm bảo cho các kênh bước sónghoạt động độc lập với nhau, hay để tránh hiện tượng chồng phổ ở phía thu giữa cáckênh lân cận Khoảng cách giữa các kênh này phụ thuộc vào đặc tính các thiết bị nhưMUX/ DEMUX, bộ lọc, độ dung sai cũng như độ ổn định của các thiết bị này

Về bản chất, việc ghép các bước sóng khác nhau trên cùng một sợi quang là dựatrên nguyên tắc ghép kênh theo tần số Các kênh khác nhau làm việc ở các kênh tần sốkhác nhau trong cùng một băng thông của sợi quang Theo lý thuyết, băng thông củasợi quang rất rộng nên số lượng kênh bước sóng ghép được rất lớn(ở cả 2 cửa sổtruyền dẫn) Tuy nhiên, trong thực tế thì các hệ thống WDM thường đi liền với các bộkhuếch đại sợi quang và làm việc ở cửa sổ 1550 nm Vì vậy băng tần của sợi quang bịgiới hạn bởi băng tần của bộ khuếch đại Như vậy, vấn đề đặt ra khi ghép là khoảngcách giữa các bước sóng phải thỏa mãn yêu cầu tránh độ cộng phổ của các kênh lâncận ở phía thu Khoảng cách này phụ thuộc vào đặc tính phổ của nguồn phát và cácảnh hưởng khác nhau trên đường truyền như tán sắc sợi, hiệu ứng phi tuyến…

Lý tưởng là có thể xem hệ thống DWDM như là sự xếp chồng của các hệ thốngtruyền dẫn đơn kênh khi khoảng cách giữa các kênh bước sóng đủ lớn và công suấthợp lý Mối quan hệ giữa phổ công suất phía thu với phổ công suất nguồn phát đượcthể hiện bởi tham số đặc trưng cho giãn phổ , ký hiệu là ∆λ là khoảng cách giữa các kênh bước sóng thì ta có:, băng tần tín hiệu B và bùtán sắc D Nếu gọi ε là hệ số đặc trưng cho sự tương tác giữa nguồn phát và sợi quang,

ta có biểu thức:

ε = B× D× ∆λ là khoảng cách giữa các kênh bước sóng thì ta có:RMS (1.4)Trong đó: B là độ rộng băng tần tín hiệu truyền dẫn

D là độ tán sắc tương ứng khoảng cách truyền dẫn

∆λ là khoảng cách giữa các kênh bước sóng thì ta có:RMS là độ giãn rộng phổ

1.3.4 Quỹ công suất.

Mục đích của tìm hiểu Quỹ công suất là để đảm bảo cho hệ thống hoạt độngbình thường trong hệ thống truyền dẫn thông tin sợi quang Với nhiệm vụ chính là đảmbảo công suất đến máy thu đủ lớn để duy trì hoạt động tin cậy trong suốt thời giansống của hệ thống

Suy hao trên toàn tuyến gồm: suy hao trên sợi dẫn quang, trên các bộ nối quang

và tại các mối hàn Tổng suy hao trên toàn tuyến nhận được từ các phân bổ suy haoliên tiếp của từng phần tử trên tuyến

Ngoài suy hao do các phần tử trên tuyến quang gây ra ta còn phải có một lượngcông suất quang dự phòng cho tuổi thọ của các thành phần, sự thay đổi nhiệt độ và cácsuy hao tăng lên ở các thành phần Dự phòng cho tuyến thường từ 6- 8 dB Chính vìvậy mà quỹ công suất của tuyến quang có thể xem như là công suất tổng PT nằm giữanguồn phát và bộ tách sóng quang Suy hao tổng này gồm suy hao sợi, suy hao bộ nốiquang, suy hao mối hàn và dự phòng cho hệ thống

Gọi Ps là công suất quang của nguồn phát được đưa vào đầu ghép sợi và PR là

độ nhạy thu quang thì:

PT = Ps – PR =2 lC + αf L + dự phòng hệ thống (1.5)Trong đó: lc là suy hao bộ nối quang

αf là suy hao sợi

Sở dĩ có hiện tượng méo này là do tán sắc ở bên trong mode và hiệu ứng giữacác mode gây ra

-Tán sắc bên trong mode bao gồm tán sắc vật liệu và tán sắc dẫn sóng Tán sắcvật liệu do chỉ số chiết suất của vật liệu lõi phụ thuộc vào bước sóng tạo nên Nó gây

ra sự phụ thuộc của bước sóng vào vận tốc nhóm của bất kỳ mode nào

Tán sắc dẫn sóng phụ thuộc vào thiết kế sợi vì hằng số lan truyền mode β Nóthường được bỏ qua trong sợi đa mode nhưng lại cần quan tâm trong sợi đơn mode.Gọi tán sắc dẫn sóng vì hiện tượng này thường xảy ra trong các ống dẫn sóng kể cả ởsong cao tần và siêu cao tần

-Tán sắc giữa các mode:

Chúng chỉ ảnh hưởng đến các sợi đa mode, nó sinh ra do nhiều đường khácnhau( các mode khác nhau) mà một tia sáng có thể truyền lan trong sợi đa mode dẫnđến tia sáng truyền qua những quang lộ khác nhau, làm cho xung truyền dẫn giãn rộng

ra, tán sắc này phụ thuộc vào kích thước sợi quang, đặc biệt phụ thuộc đường kính lõisợi

Các phương pháp để giảm thiểu ảnh hưởng của tán sắc đến hệ thống DWDMtốc độ cao có dùng khuếch đại EDFA gồm: làm hẹp bề rộng phổ của nguồn phát hoặc

 Bù tán sắc bằng các modul DCM sử dụng cách tử sợi Bragg

Các hệ thống truyền dẫn TDM cũng như WDM bị ảnh hưởng nhiều hơn đối vớimột loại tán sắc khác, khi tăng tốc độ truyền dẫn của hệ thống còn phải quan tâm đếnảnh hưởng của tán sắc mode phân cực (PMD) Ảnh hưởng này thường được bỏ quađối với hệ thống tốc độ thấp

-Tán sắc mode phân cực PMD

Tán sắc mode phân cực là một thuộc tính cơ bản của sợi quang đơn mode vàcác thành phần hợp thành trong đó năng lượng tín hiệu ở bất kỳ bước sóng nào cũngđược phân tích thành hai mode phân cực trực giao có vận tốc truyền khác nhau Dovận tốc của hai mode chênh nhau đôi chút nên thời gian truyền qua cùng khoảng cách

là khác nhau và được gọi là sự trễ nhóm (DGD) Vì vậy, PMD sẽ làm giãn rộng xungtín hiệu gây nên suy giảm dung lượng truyền dẫn Về phương diện này, ảnh hưởng củatán sắc mode phân cực cũng giống như ảnh hưởng của tán sắc Tuy nhiên, có một điểmkhác biệt lớn đó là: tán sắc là một hiện tượng ổn định, trong khi PMD của sợi đơnmode ở bất kỳ bước sóng nào cũng không ổn định Ngoài những ảnh hưởng trên cònphải kể đến suy hao phụ thuộc phân cực(PLD) của các thành phần hợp thành PLDphân biệt sự thay đổi phân cực trong thành phần cường độ được tách ra từ tín hiệumong muốn thông qua sự suy hao trạng thái phân cực có chọn lọc

Tán sắc mode phân cực được tính theo công thức:

PMDtotal =K.L1/2 (1.6)Trong đó: PMDtotal là tán sắc phân cực sợi của sợi quang (ps)

K là hệ số tán sắc phân cực (ps/km1/2)

L là chiều dài của sợi (km)Nguyên nhân của tán sắc phân cực: Do cấu trúc không hoàn hảo của sợi quangcũng như các thành phần quang hợp thành nên có sự khác biệt về chiết suất đối với cặptrạng thái phân cực trực giao, được gọi là sự lưỡng chiết Sự khác biệt chiết suất sẽsinh ra độ chênh lệch thời gian truyền sóng trong các mode phân cực này Trong cácsợi đơn mode, hiện tượng này bắt nguồn từ sự không tròn hoặc ovan của lõi sợi theo 2cách: ống dẫn ovan( có tính lưỡng chiết) và trường lực căng cơ học tạo nên bởi lõiovan gồm có cả lưỡng chiết phụ Nói chung, ảnh hưởng của ống dẫn sóng ovan có vaitrò lớn trong sợi PMD thấp.

Sự lưỡng chiết của các vật liệu trong suốt giống như thạch anh được tạo ra từcấu trúc tinh thể cân xứng Và như vậy, PMD trong các thành phần quang có thể sinh

ra từ lưỡng chiết của các thành phần con trong các thành phần quang hợp thành Tínhiệu truyền trên các đường song song nhau có độ dài quang khác nhau cũng sinh rahiện tượng trễ nhóm

Sự phân cực trong sợi đặc trưng cho lưỡng chiết do lực cơ học Nhiều phần tửkhông phải là thủy tinh được cho vào trong lớp vỏ của sợi nên ở lõi xuất hiện trườnglực không đối xứng nhau dọc theo chiều dài sợi Khi ánh sáng phân cực bị ghép trongmột đoạn sợi này thì trường điện đầu ra của ánh sáng đầu vào được phân tích thành 2modul phân cực trực giao với tốc độ truyền khác nhau Các modul phân cực được duytrì dọc theo sợi và năng lượng của chúng sẽ không bị ghép

Ngoài những nguyên nhân trên, lưỡng chiết còn sinh bởi sự uốn cong của sợi

Sự uốn cong này làm thay đổi mật độ phân tử của cấu trúc sợi, làm hệ số khúc xạ mấtđối xứng Tuy nhiên lưỡng chiết do uốn cong không phải là nguyên nhân chủ yếu sinh

ra PMD

1.3.6 Ảnh hưởng của hiệu ứng phi tuyến.

Trong hệ thống thông tin quang, các hiệu ứng phi tuyến sẽ xảy ra khi công suấttín hiệu trong sợi quang vượt qua một mức nào đó và đối với các hệ thống WDM nóichung và DWDM nói riêng thì mức công suất này thấp hơn nhiều so với hệ thống đơnkênh Việc nảy sinh các hiệu ứng phi tuyến sẽ gây ra một số hiện tượng như: xuyên âmgiữa các kênh, suy giảm công suất tín hiệu của từng kênh dẫn đến suy giảm tỷ sốS/N… các hiệu ứng phi tuyến ảnh hưởng đến chất lượng của hệ thống WDM chủ yếugồm: hiệu ứng SPM, XPM, FWM, SBS và SRS Các hiệu ứng này có thể chia thành 2loại:

 Hiệu ứng tán xạ gồm hiệu ứng SBS và SRS Phát sinh do tác động qualại giữa các photon ánh sáng

 Hiệu ứng liên quan đến hiệu ứng Kerr gồm SPM, XPM và FWM Phátsinh do sự phụ thuộc của chiết suất môi trường truyền dẫn vào công suấtquang của tín hiệu.

Trong đó ảnh hưởng của các hiệu ứng cụ thể như sau:

 Hiệu ứng tán xạ Raman SRS:

Khái niệm: là hiệu ứng phi tuyến liên quan đến quá trình tương tác của sóngánh sáng và môi trường truyền dẫn Sóng ánh sáng tới bị hấp thụ một phần năng lượngcho các dao động phân tử(hạt photon) Phần năng lượng còn lại chuyển hóa thànhphoton có bước sóng dài hơn so với bước sóng tới Sóng sinh ra gọi là sóng Stokes.Sóng bị mất năng lượng bởi quá trình này gọi là sóng bơm Bước sóng Stokes có giátrị là 13,2 GHz

Ảnh hưởng: Trong hệ thống DWDM, các kênh trải dài trên vùng phổ (băng C

và băng L) Các bước sóng ngắn có thể gây tán xạ Raman và chuyển sang bước sóngdài gây lên hiện tượng không đồng đều công suất giữa các kênh bước sóng, và gâyxuyên kênh tuyến tính

 Hiệu ứng tán xạ Brillouin SBS:

Khái niệm: Cũng là hiệu ứng liên quan đến quá trình tương tác của sóng ánhsáng và môi trường truyền và mất một phần năng lượng để chuyển lên các bước sóngdài hơn Bước sóng Stokes ở hiện tượng Brillouin là 11GHz

Ảnh hưởng: Làm giảm công suất tín hiệu ánh sáng Nếu các bước sóng Stokestiếp tục gây ra tán xạ Brillouin thì ta gọi các bước sóng đó là các bậc tán xạ Stokes.Với những sóng Stokes bậc cao có thể gây xuyên nhiễu

phổ tín hiệu bị giãn rộng ra khiến ảnh hưởng của tán sắc tăng cường (độ giãn xung dotán sắc tỷ lệ thuận với tán sắc, độ rộng phổ tín hiệu và chiều dài truyền dẫn).

Trường hợp tự điều chế pha chéo XPM, pha thay đổi do chịu ảnh hưởng của cáckênh khác Ảnh hưởng của SPM và XPM là tương tự nhau, nhưng về mức độ thì SPMlớn hơn rất nhiều XPM

Nhận xét:

Nhìn chung các hiệu ứng đều gây xuyên âm giữa các kênh làm giảm mức côngsuất của từng kênh dẫn đến suy giảm tỷ số S/N, ảnh hưởng đến chất lượng hệ thống.Hơn nữa do mức độ ảnh hưởng của các hiệu ứng này đều phụ thuộc vào mức công suấtcủa từng kênh, số kênh và khoảng cách kênh giữa các kênh cũng như khoảng cáchtruyền dẫn vì vậy để giảm ảnh hưởng của hiệu ứng này phải lựa chọn các tham số trênsao cho phù hợp

1.3.7 Giải bước sóng làm việc của hệ thống DWDM.

Sợi quang thạch anh có 3 cửa sổ suy hao thấp 860nm, 1310nm, và 1550nm,trong đó tại cửa sổ 1550 nm đặc tính suy hao của sợi quang là nhỏ nhất, cửa sổ nàyđược áp dụng để truyền dẫn SDH với khoảng cách ngắn và dài Hơn thế nữa, các bộkhuếch đại quang EDFA sử dụng hiện nay có đặc tính độ lợi khá bằng phẳng trong cửa

sổ này, bởi vậy đây là cửa sổ hoạt động rất tốt của hệ thống DWDM Các bước sónglàm việc trong cửa sổ 1550nm được chia làm 3 dải : băng S, băng C và băng L:

Hình 1-11 Sự phân chia dải bước sóng làm việc tại cửa sổ 1550nm

GHz ), hệ thống DWDM sử dụng 80 bước sóng (khoảng cách giữa cácbước sóng là 50 GHz) và hệ thống SDH

 Băng L (1565- 1625nm) : đây là dải bước sóng làm việc của các hệthống DWDM sử dụng 80 bước sóng(khoảng cách giữa các bước sóng là

50 GHz)

 Tận dụng được phần lớn băng thông của sợi quang, tạo ra được dunglượng lớn Công nghệ DWDM cho phép sử dụng toàn bộ tài nguyênbăng thông rất lớn của sợi quang (khoảng 25 THz) để nâng cao dunglượng truyền dẫn của hệ thống

 Khoảng cách truyền dẫn xa bằng cách sử dụng công nghệ khuếch đạiquang sợi EDFA

 Cho phép truy nhập nhiều loại hình dịch vụ: các bước sóng trong hệthống DWDM độc lập nhau do đó có khả năng truyền nhiều loại hìnhdịch vụ trên cùng một cáp sợi quang như : SDH, GE hay ATM

 Hạn chế được số sợi quang cần sử dụng: hệ thống DWDM ghép nhiềubước sóng trên một sợi quang nên tiết kiệm được rất nhiều cáp quang từ

đó có thể giảm được chi phí xây dựng đường dây

 Nâng cấp hệ thống dễ dàng: trong quá trình mở rộng và phát triển mạng

có thể mở rộng dung lượng mà không cần xây dựng lại hệ thống cápquang mà chỉ cần thay thế các bộ thu phát quang Hơn nữa, việc tăngthêm dịch vụ mới và dung lượng mới có thể thực hiện đơn giản bằngcách tăng thêm bước sóng

 Khả năng linh hoạt, tiết kiệm và độ tin cậy cao: mạng DWDM có cấutrúc đơn giản và các lớp mạng phân tách rõ ràng Lớp thấp nhất là lớptoàn quang tính từ đầu vào bộ ghép tới đầu ra bộ tách kênh bước sónggồm: bộ khuếch đại, bù tán sắc và các thành phần ở trên đoạn đườngtruyền lớp này được xây dựng cố định với từng mạng và có chi phí thấp.Lớp dịch vụ mức cao hơn gồm các bộ phát đáp quang Các bộ phát đápquang làm nhiệm vụ gom các dữ liệu cần truyền và phát đáp tại các bướcsóng chuẩn hóa của hệ thống Việc thay đổi dung lượng, thêm bớt dịch

vụ được thực hiện bằng cách thay đổi hoặc thêm bớt các bộ phát đáp Do

đó, mạng DWDM đáp ứng tốt về khả năng linh hoạt và tiết kiệm chi phí

 Tương thích với chuyển mạch quang hoàn toàn: theo dự đoán, có thểthực hiện được mạng chuyển mạch hoàn toàn quang trong tương lai, việc

xử lý như xen/ rẽ và kết nối của tất cả các dịch vụ viễn thông có thể đượcthực hiện bằng cách thay đổi và điều chỉnh các bước sóng tín hiệu quang

Vì vậy, DWDM là công nghệ cơ sở để thực hiện mạng hoàn toàn quang.Hơn nữa, các hệ thống DWDM có thể tương thích với các mạng hoàntoàn quang trong tương lai

1.5 Ứng dụng của hệ thống DWDM.

1.5.1 Các kiểu mạng DWDM.

DWDM có hai kiểu mạng ứng dụng : kiểu mạng mở và mạng tích hợp

 Kiểu mạng DWDM mở hoạt động với mọi loại giao diện quang đầucuối Hệ thống này sử dụng công nghệ chuyển đổi bước sóng để chuyểnđổi tín hiệu quang từ bước sóng của luồng tín hiệu cần truyền sang bướcsóng quy chuẩn trong các hệ thống Các tín hiệu quang từ thiết bị đầucuối khác nhau sau khi được chuyển đổi thành các bước sóng khác nhauphù hợp hệ thống theo khuyến nghị ITU- T được đưa tới các bộ ghép đểghép thành tín hiệu DWDM

 Kiểu mạng DWDM tích hợp không sử dụng công nghệ chuyển đổi bướcsóng Hệ thống tích hợp được thiết kế để hoạt động cùng với một sốmạng khác như SDH, Ethernet…Các giao diện quang từ thiết bị thuộccác mạng được tích hợp phải có bước sóng chuẩn hóa DWDM và đượckết nối trực tiếp vào bộ tách ghép kênh của hệ thống DWDM

sử dụng các công nghệ sửa lỗi FEC, khuếch đại Raman, định dạng xungCRZ cùng với các trạm lặp để tăng cường về khoảng cách Hệ thốngmạng đường trục được xây dựng dưới dạng hình vòng (ring) hoặc hìnhlưới(Mesh) để tăng khả năng bảo vệ lưu lượng.

 Mạng nội vùng (Metropolitan):

Sử dụng các hệ thống DWDM khoảng cách trung bình để kết nối giữacác điểm tập trung lưu lựng trong một vùng Các mạng metro cũng đượcxây dựng dạng hình vòng (ring) hoặc lưới(Mesh) để tăng khả năng bảo

vệ lưu lượng

Kết luận chương I:

Trong chương này đã giới thiệu tổng quan nhất về công nghệ DWDM trên nềntảng WDM Với những ưu điểm vượt trội của hệ thống DWDM về dung lượng, băngthông, tốc độ…đã cho thấy tiềm năng ứng dụng vô cùng lớn Nghiên cứu và ứng dụngcông nghệ DWDM vào hệ thống truyền tải thông tin là nhiệm vụ không chỉ riêng ởViệt Nam mà còn ở rất nhiều các quốc gia phát triển trên thế giới Vì vậy việc nghiêncứu và ứng dụng không chỉ mang lại lợi ích cho quốc gia, cho nền kinh tế mà còn đểtránh tụt hậu so với thế giới Trong thời buổi hiện nay, công nghệ kỹ thuật khôngngừng phát triển với những xu hướng mới về ứng dụng truyền tải thông tin quang,không chỉ ở những mạng cự ly dài mà còn ở những cự ly ngắn như mạng LAN, nhàmáy, máy bay, ô tô, máy chủ (server) lớn (nối các bo mạch) thì hệ thống DWDM vớikhả năng linh hoạt, độ tin cậy cao, có khả năng tương thích với hệ thống toàn quang sẽ

là lựa trọn tốt nhất trong xu hướng truyền tải thông tin trong tương lai Vấn đề ghépđược bao nhiêu kênh, bao nhiêu loại hình dịch vụ với tốc độ bao nhiêu phục thuộc rấtlớn vào công nghệ chế tạo vật liệu, hy vọng trong tương lai gần chúng ta có thể tậndụng tối đa băng thông truyền dẫn của sợi quang, nâng cao độ ổn định và tin cậy của

hệ thống DWDM Một vấn đề đặt ra là độ ổn định của hệ thống không chỉ phụ thuộcvào tuổi thọ thiết bị mà còn ảnh hưởng rất nhiều vào các nhân tố chủ quan do thời tiết,khí hậu, con người Vì vậy để duy trì và khai thác hệ thống thì vấn đề xây dựng cơ chếbảo vệ và khôi phục tín hiệu là nhiệm vụ vô cùng cần thiết để đảm bảo cho sự ổn định

và tin cậy của hệ thống Các cơ chế bảo vệ và khôi phục tín hiệu sẽ được trình bàytrong chương 2 của đồ án này

Chương II: Cơ chế bảo vệ và khôi phục dữ liệu trong hệ thống

DWDM.

Hoạt động bình thường của một mạng truyền tải quang trong thực tế không nhữngảnh hưởng bởi những yếu tố khách quan như độ tin cậy, tuổi thọ của thiết bị mà cònchịu tác động của các yếu tố như môi trường, khí hậu, thời tiết, các nhân tố chủ quan

do con người gây ra Tác động của các yếu tố trên gây ra sự cố hỏng thiết bị, đứt cápdẫn đến sự ngừng hoạt động của kênh truyền tải thông tin gây thiệt hại cho cả người sửdụng và nhà cung cấp dịch vụ Vấn đề đặt ra là cần thiết lập chức năng duy trì hoạtđộng cho mạng trước sự cố bằng cách áp dụng kỹ thuật bảo vệ hoặc khôi phục mạng.Đối với mạng truyền tải quang WDM các kỹ thuật bảo vệ ở tầng quang có khả năngphục hồi mạng chỉ mất thời gian rất ngắn (dưới 50 ms), đây là phương pháp chủ yếuđược áp dụng Với hệ thống DWDM khi tốc độ truyền dẫn cao, lưu lượng lớn thì việcxây dựng chức năng phục hồi mạng là một vấn đề sống còn nhằm duy trì hoạt độngliên tục của mạng

Theo G.872 ITU-T, lớp quang được chia thành 3 lớp con: lớp kênh quang(OCh-Optical Channel), lớp đoạn ghép kênh quang (OMS – Optical MultiplexSection) và lớp đoạn truyền dẫn quang (OTS – Optical Transmission Section) Bảo vệ

có thể được thực hiện tại lớp OMS hoặc lớp OCh hoặc phối hợp trên cả hai lớp

Bảo vệ OMS và bảo vệ OCh có thể theo phương thức riêng hoặc chung Trongbảo vệ riêng, mỗi kênh làm việc được truyền trên hai tuyến khác nhau và kênh có chấtlượng tốt nhất sẽ được lựa chọn tại đầu thu, do vậy một nửa của dung lượng truyền dẫntrong mạng sẽ luôn được ấn định là dung lượng dự phòng dành cho bảo vệ (tức là dunglượng bảo vệ bằng 100% dung lượng làm việc) Trái lại, trong bảo vệ chung, tàinguyên bảo vệ có thể được sử dụng để phục hồi nhiều kênh làm việc khác nhau, tuỳthuộc vào sự cố Bảo vệ chung cho phép sử dụng dung lượng mạng tốt hơn bảo vệriêng (lượng dung lượng dự phòng yêu cầu phụ thuộc nhiều vào Topo mạng và vào sựphân bổ lưu lượng giữa các node)

Hiện nay, bảo vệ riêng OMS chủ yếu được triển khai trong các hệ thống thôngtin quang WDM điểm - điểm, còn bảo vệ OCh được sử dụng cả trong các hệ thốngđiểm - điểm và các ring OADM (Optical Add Drop Multiplexer) Trong tương lai gần,các ring bảo vệ chung OMS sẽ có thể được triển khai.

Bảo vệ OCh có thể được triển khai với hai cách: bảo vệ kết nối mạng con(SNCP) hoặc bảo vệ luồng Sự khác nhau cơ bản là trong bảo vệ luồng là kết cuối củaluồng OCh cũng được bảo vệ vì số lượng card transponder được nhân đôi Giải phápnày cải thiện độ sẵn sàng của kênh quang, nhưng lại làm tăng chi phí đầu tư thiết bị

2.1 Các khái niệm cơ bản.

Bảo vệ là một phương thức hồi phục mạng sử dụng các tài nguyên bảo vệ đượccấp phát trước để truyền lưu lượng tải hoạt động trên kênh bị ảnh hưởng bởi sự cốnhằm đảm bảo khả năng duy trì của mạng

Bảo vệ - Có nhiều tiêu chuẩn để phân loại các kỹ thuật bảo vệ mạng nhưngthường dựa trên các tiêu chuẩn phổ biến sau:

 Dựa vào hệ thống làm việc và dự phòng

 Bảo vệ 1+1: là bảo vệ mà trong đó dành riêng một hệ thống dựphòng bảo vệ cho mỗi hệ thống hoạt động Bình thường cả hai hệthống cùng được sử dụng nhưng chỉ lấy kết quả của tuyến hoạt động,khi xảy ra sự cố thì chuyển sang hệ thống dự phòng

 Bảo vệ M:N là bảo vệ mà ta chia sẻ M hệ thống dự phòng để bảo vệcho N hệ thống hoạt động cùng chủng loại Khi xảy ra sự cố trên bất

kỳ hệ thống hoạt động nào thì chuyển mạch bảo vệ sang một hệthống dự phòng khả dụng Để tiết kiệm tài nguyên ta có thể sử dụng

M hệ thống dự phòng này cho các mục đích khác như: hoạt động thửnghiệm dịch vụ mới hoặc xử lý các công việc phụ có mức ưu tiênthấp

 Dựa vào cấu trúc hệ thống bảo vệ ta có chuyển mạch bảo vệ đơn hướnghay cả hai hướng, loại trở về hay không trở về; chuyển mạch bảo vệtuyến (PPS) hay bảo vệ đoạn (LPS)

 Chuyển mạch bảo vệ đơn hướng: chỉ lưu lượng trên hướng truyềndẫn nào có sự cố thì mới chuyển mạch bảo vệ sang kênh dự phòng,còn các tuyến khác không có sự cố thì giữ nguyên

 Chuyển mạch bảo vệ hai hướng: nếu có bất kỳ một hướng hoạt độngnào bị sự cố thì cả hai hướng cùng chuyển mạch bảo vệ sang kênh dựphòng (kênh bảo vệ)

 Bảo vệ có trở về: sau khi chuyển mạch bảo vệ sang kênh dự phòng

mà khôi phục lại đường truyền sự cố thì lưu lượng tự động chuyển từkênh bảo vệ về kênh hoạt động đã được khôi phục Phương pháp bảo

vệ này thường áp dụng cho bảo vệ chia sẻ M:N, đặc biệt là 1:N

 Bảo vệ kiểu không trở về: sau khi chuyển mạch bảo vệ sang kênh dựphòng mà khôi phục lại được đường truyền sự cố thì vẫn truyền lưulượng trên kênh dự phòng Phương pháp bảo vệ này thường áp dụngcho bảo vệ riêng 1+1

 Bảo vệ tuyến: chỉ thực hiển chuyển mạch bảo vệ tại điểm kết cuốicủa tuyến có sự cố

 Bảo vệ đoạn: thực hiện chuyển mạch bảo vệ tại hai nút kế cận vớiđoạn bị sự cố, trường hợp sự cố nút thì đoạn bị sự cố là hai đoạn liềnnhau chứa nút đó

Trong bảo vệ 1+1, nút nguồn phát tín hiệu đồng thời trên cả hai tuyến hoạt động

và bảo vệ Nút đích giám sát tín hiệu của cả hai tuyến này và lựa chon tín hiệu có chấtlượng tốt nhất (ví dụ dựa trên tham số SNR) Nếu phát hiện suy giảm tín hiệu trêntuyến hoạt động thì nút đích tự động chuyển mạch sang tuyến bảo vệ Trong bảo vệ1:1 nút nguồn chỉ phát tín hiệu lên tuyến hoạt động, còn tuyến bảo vệ có thể đượcdùng để truyền lưu lượng có mức ưu tiên thấp Khi xảy ra sự cố trên tuyến hoạt độngthì cả nút nguồn và nút đích chuyển mạch lên tuyến bảo vệ

Ví dụ trong một mạng vòng bảo vệ 1+1 sử dụng các kênh quang kép, tín hiệuđược phát đi trên hai kênh: một kênh truyền theo hướng thuận chiều kim đồng hồ, cònkênh kia truyền theo hướng ngược chiều kim đồng hồ; máy thu sẽ lựa chọn tín hiệu tốtnhất Nếu hoạt động này được thực hiện ở lớp kênh quang thì ta gọi là OCh-DPRing(áp dụng cho ring 2 sợi 2 hướng), nếu thực hiện ở lớp ghép kênh quang thì ta gọi làOMS -DPRing (áp dụng cho ring 4 sợi 2 hướng)

Trong các mạng lưới xây dựng các liên kết điểm - điểm truyền tải hai hướngmuốn cung cấp bảo vệ riêng thì phải sử dụng hai cặp sợi tách biệt nhau về mặt vật lý,

một cặp cấp cho các kênh hoạt động còn cặp kia cấp cho các kênh bảo vệ, khi xảy ra

sự cố trên sợi hoạt động thì chuyển các kênh lưu lượng lên sợi bảo vệ

2.1.2 Bảo vệ chia sẻ.

Bảo vệ chia sẻ là hình thức bảo vệ mà trong đó nhiều hệ thống hoạt động cùng

sử dụng chung một hệ thống dự phòng để bảo vệ Chẳng hạn là dung lượng dự phònghoặc bước sóng dự phòng Ở điều kiện bình thường mọi yêu cầu được định tuyến lêncác kênh hoạt động, và dung lượng bảo vệ có thể được dùng để truyền lưu lượng cómức ưu tiên thấp Khi xảy ra sự cố lưu lượng tải của từng tuyến truyền dẫn bị sự cốđược chuyển mạch lên các bước sóng bảo vệ Hoạt động này yêu cầu hỗ trợ báo hiệu

để thông báo cho các nút mạng về các tuyến đường truyền dẫn bị sự cố thì mới đảmbảo chắc chắn các bước sóng bảo vệ trên các sợi khác nhau kết nối chính xác tới cáctuyến quang yêu cầu bảo vệ Trong thời gian tài nguyên dự phòng được dùng để bảo

vệ một tuyến hoạt động bị sự cố thì nó không còn khả dụng để bảo vệ cho các tuyếnquang hoạt động khác cho tới khi tuyến hoạt động ban đầu này được khôi phục lại Đối với các vòng ring quang bảo vệ chia sẻ, dung lượng của các sợi dành chocác kênh hoạt động và bảo vệ là riêng biệt Do đó một ring 2 sợi bảo vệ chia sẻ là ring

2 hướng, một sợi truyền lưu lượng theo hướng thuận chiều kim đồng hồ, còn sợi kiatruyền lưu lượng theo hướng ngược chiều kim đồng hồ

Tương tự với các mạng lưới quang bảo vệ chia sẻ (trong các liên kết điểm điểm): trong mỗi cặp sợi, mỗi sợi sử dụng một nửa số kênh cho làm việc, và dành mộtnửa số kênh còn lại để bảo vệ cho lưu lượng làm việc trên sợi kia Nếu một sợi bị sự

-cố thì các kênh hoạt động sẽ được truyền trên các kênh bảo vệ của sợi kia

Bảo vệ chia sẻ là một cách để giảm dung lượng thừa dành cho dự phòng và giảm

số lượng các tuyến quang cần phải quản lý

Hiện nay mới chỉ áp dụng bảo vệ riêng OMS cho các hệ thống WDM điểm điểm, trong khi đó bảo vệ riêng OCh được sử dụng cho cả hệ thống điểm - điểm và cácring OADM, sắp tới có thể sẽ cung cấp thêm các ring bảo vệ chia sẻ OMS

-2.1.3 Bảo vệ đoạn ghép kênh quang.

Hình thức bảo vệ này được thực hiện ở lớp ghép kênh quang (OMS), và hayđược áp dụng bảo vệ trong các mạng cung cấp một số lượng lớn các kênh quang Tất

cả các bước sóng (kênh WDM) truyền trên sợi quang bị sự cố cùng được định tuyếnlại lên một tuyến sợi quang tạm thời rỗi (đã được xác định trước) Thực hiện chuyểnmạch bảo vệ không gian tại bộ ghép kênh WDM (chuyển mạch sợi quang)

2.1.4 Bảo vệ kênh quang.

Kênh báo hiệu APS

Chuyển mạch

Rx Tx

Sợi hoạt động

Hình thức bảo vệ này được thực thi ở lớp kênh quang Mỗi kênh quang đượcbảo vệ độc lập sử dụng một chuyển mạch riêng, dẫn đến tổng số các chuyển mạchquang lớn nhưng cho phép lựa chọn các kênh để bảo vệ trong bộ ghép kênh và có thểtích hợp bảo vệ của các bộ phát đáp vào trong kiến trúc này

2.2 Các phương thức bảo vệ theo cấu hình mạng.

2.2.1 Bảo vệ ở lớp kênh quang.

2.2.1.1 Bảo vệ riêng cho cấu hình Điểm – Điểm.

Với cấu hình này có thể áp dụng trực tiếp các kỹ thuật bảo vệ tuyến riêng/chia

sẻ nên không cần phân tích nhiều Mặc dù cấu hình này đơn giản nhưng nó thường hayxảy ra sự cố như đứt cả tuyến cáp hay sự cố hỏng thiết bị nên nó chỉ được sử dụng ởgiai đoạn đầu thử nghiệm chưa phát triển dung lượng mà không mấy khi được sử dụngtrong các mạng quy mô lớn Trong trường hợp sử dụng kiểu bảo vệ này thì cách đềphòng hiệu quả nhất là chọn tuyến đường đi cáp thuận lợi hạn chế tối thiểu khả năng bịxâm phạm, có chính sách bảo dưỡng thường xuyên, và áp dụng kỹ thuật bảo vệ 1+1hay 1:1

Bảo vệ quang 1+1 tương tự như phương thức bảo vệ 1+1 SDH Phía phát sử dụng

bộ chia sẻ để chia công suất quang và phát trên cả hai tuyến hoạt động và dự phòng; ởphía thu sử dụng một chuyển mạch quang có chức năng như một bộ lựa chọn và chuyểnmạch lên tuyến bảo vệ khi tuyến hoạt động tương tự có sự cố

Bảo vệ quang 1:1 tương tự như phương thức bảo vệ 1+1 trong SDH Khác vớibảo vệ 1+1, lưu lượng không được truyền trên cả hai sợi hoạt động và làm việc mà sửdụng chuyển mạch ở cả hai đầu Ban đầu chuyển mạch đặt lên sợi hoạt động, khi pháthiện sự cố thì chuyển mạch lưu lượng lên sợi bảo vệ Trường hợp này yêu cầu phải cókênh báo hiệu APS để kích hoạt chuyển mạch bảo vệ

SVTH: LÊ QUỐC TOÀN, Lớp D08VT1 33

Nút

A

Nút D

Nút A

Nút D

2.2.1.2 Bảo vệ riêng cho cấu hình ring (OCh - DPRing).

Bảo vệ trong cấu hình này được thực thi ở lớp kênh quang sử dụng các chuyểnmạch quang để chuyển mạch lưu lượng lên sợi hoạt động hay bảo vệ tùy thuộc vàotrạng thái của ring ở điều kiện bình thường hay sự cố mà không yêu cầu báo hiệu Kiếntrúc bảo vệ này có thể chống lại sự cố đơn chặng, sự cố đa chặng, hay sự cố tại núttrung gian trên tuyến hoạt động Nhưng có nhược điểm chung là yêu cầu chi phí đắthơn so với các giải pháp khác

Trường hợp ring hai sợi cấp phát một sợi cho hoạt động và dành một sợi dựphòng bảo vệ cho sợi hoạt động Tại máy phát tín hiệu quang được chia thành hailuồng tín hiệu và định tuyến trên hai tuyến khác nhau (như trong bảo vệ 1+1) Máy thunhận cả hai tín hiệu rồi lựa chọn tín hiệu tốt nhất Khi sợi hoạt động xảy ra sự cố, đầuthu tương ứng tự động chuyển mạch bảo vệ lên sợi dự phòng

dự phòng chuyển sang.

sHình 2.4 OCh –DPRing bốn sợi đơn hướng ở điều kiện bình thường và khi có sự cố

Ví dụ về OCh –DPRing bốn sợi đơn hướng được mô tả trong hình 2-4, hình a ởtình trạng chưa xảy ra sự cố, hình b ở tình trạng sự cố

Giả sử ta có một mạng vòng ring bốn nút, mỗi nút yêu cầu 3 bước sóng để truyềnthông với ba nút kia nếu không tái sử dụng bước sóng thì tổng bước sóng yêu cầu lêntới 6 Tổng quát một mạng OCh –DPRing bốn sợi có N nút sẽ yêu cầu

N ( N−1)

2

bước sóng Nếu cho phép sử dụng lại các bước sóng, ví dụ các đoạn kề nhau có thểchia sẻ cùng bước sóng thì tổng số bước sóng giảm xuống 3 nhưng yêu cầu thực thi