đề tài nghiên cứu công nghệ chuyển mạch quang

Các kết quả nghiên cứu, thử nghiệm đã chỉ ra rằng có thể chuyển mạch các tín hiệu băng rộng bằng các thiết bị quang, quang-điện tử trên cơ sở lợi dụng tính chất sóng của ánh sáng và một

Học Viện Công Nghệ Bưu Chính Viễn Thông

BÀI TẬP LỚN MÔN KĨ THUẬT VIỄN THÔNG

Đề tài : Nghiên cứu công nghệ chuyển mạch quang

Sinh viên thực hiện : Nguyễn Vũ Nam

Hà Ngọc Tân Mạc Tuấn Anh Lưu Thúy Hường

Nhóm : 2

Lớp : HCD06CNTT

Hà Nội, tháng 6 năm 2007

LỜI NÓI ĐẦU

Nhân loại ngày nay đang sống trong một thế giới tràn ngập thông tin Thông tin từ chỗ là nhu cầu của cuộc sống, đã trải qua thời kỳ là phương tiện, công cụ làm việc hữu hiệu và nay đã là một nền công nghiệp sản xuất trực tiếp

Mạng viễn thông đang phát triển theo hướng đa dịch vụ băng rộng nhằm đáp ứng nhu cầu dịch vụ ngày càng tăng của khách hàng Và công nghệ chuyển mạch điện

tử đang được sử dụng là chủ yếu Nhưng những năm gần đây nhờ vào những đặc tính vượt trội của cáp quang là khả năng truyền thông suốt trên mạng với độ rộng băng thông hầu như vô hạn thì các tuyến truyền dẫn quang đã phát triển với tốc độnhanh chóng, cùng với sự mở rộng các tuyến truyền dẫn này thì một câu hỏi đã xuất hiện: Có thể dùng các thiết bị quang không những chỉ để truyền tín hiệu mà còn chuyển mạch các tín hiệu đó hay không? Các kết quả nghiên cứu, thử nghiệm

đã chỉ ra rằng có thể chuyển mạch các tín hiệu băng rộng bằng các thiết bị quang, quang-điện tử trên cơ sở lợi dụng tính chất sóng của ánh sáng và một công nghệ chuyển mạch mới ra đời : Chuyển mạch quang

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 1

MỤC LỤC 3

DANH MỤC HÌNH VẼ 4

DANH MỤC CÁC BẢNG 4

CÁC TỪ VIẾT TẮT 5

Chương I: Công nghệ chuyển mạch quang 7

1 Giới thiệu chuyển mạch quang: 7

2 Sự phát triển từ chuyển mạch điện tử sang chuyển mạng quang 8

Chương II: Các công nghệ chuyển mạch quang 12

1 Chuyển mạch quang phân chia theo thời gian 12

2 Chuyển mạch quang phân chia theo bước sóng 13

3 Chuyển mạch quang hình cây phân chia theo không gian 15

Tổng quan về cấu trúc hình cây 15

Chương III: Chuyển mạch ATM quang 19

1 Chuyển mạch ATM quang 19

a Cấu trúc 1 (thế hệ thứ nhất) 19

b Cấu trúc 2 (thế hệ thứ hai) 20

2 Kết nối quang 21

3 Chuyển mạch quang tại các nút ATM 22

Chương IV: Ứng dụng chuyển mạch quang vào mạng viễn thông 25

1 Triển khai ứng dụng dựa vào các chức năng của chuyển mạch quang 25

a Phân hoặc ghép kênh theo thời gian 25

b.Đệm và đồng bộ 25

c Phân và ghép kênh phân chia theo bước sóng (WDM) 26

d Chuyển mạch không gian 26

2 Sắp xếp các vị trí và vấn đề truyền thông suốt trên mạng 27

a Kết nối chéo quang 27

28

b Khả năng truyền thông suốt trên mạng 28

KẾT LUẬN 29

TÀI LIỆU THAM KHẢO 31

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1: Sơ đồ tiến hóa của công nghệ chuyển mạch

Hình 2.1: Chuyển mạch phân chia thời gian

Hình 2.2: Chuyển mạch quang T - S - T sử dụng WC-WGR-WC

Hình 2.3: Chuyển mạch phân chia theo bước sóng quảng bá và lựa chọn

Hình 2.4: Chuyển mạch định tuyến bước sóng

Hình 2.5: Chuyển mạch bước sóng

Hình 2.6: Cấu trúc mạngchuyển mạch hình cây tổng quát

Hình 2.7: Cấu trúc mạng chuyển mạch hình cây truyền thống

Hình 2.8: Sự thay đổi độ suy hao theo cấu trúc và dung lượng của mạng

Hình 3.1: Cấu trúc chuyển mạch ATM quang thế hệ thứ nhất

Hình 3.2: Cấu trúc chuyển mạch ATM quang thế hệ thứ hai

Hình 3.3: 1 Kết nối quang nối tiếp điểm-điểm

Hình 3.4: Chuyển mạch ATM T bít dựa trên các hệ thống chuyển mạch truy nhập điện tử ATM và hạt nhân chuyển mạch quang

Hình 3.5: Sơ đồ khối của hệ thống chuyển mạch ATM quang Tbit/s

Hình 3.6: Lược đồ thử nghiệm của hệ thống chuyển mạch ATM quang sử dụng bộnhớ lặp sợi quang

Hình 4.1: Nút kết nối quang để quản lý lưu lượng

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1: Công thức tính độ suy hao trong các cấu trúc mạng hình cây

Bảng 2.2: Tỷ số tín hiệu/nhiễu SNR của các cấu trúc mạng hình cây

CÁC TỪ VIẾT TẮT

OPS Optical Packet Switching Chuyển mạch gói quang

STP Signaling Transfer Point Điểm chuyển tiếp báo hiệu

Network

Mạng số liên kết đa dịch vụ

BISDN Broadband Integrated

Services Digital Network

Mạng số liên kết đa dịch vụ băng rộng

Mạng thông tin cá nhân

Chương I: Công nghệ chuyển mạch quang

1 Giới thiệu chuyển mạch quang:

Quá trình phát triển nhanh chóng khi triển khai các giao tiếp quang đã dẫn đến những ý tưởng về việc triển khai thiết bị quang để thực thi các chức năng chuyển mạch mà từ trước đến nay là điện tử

Lĩnh vực chuyển mạch quang xuất hiện là kết quả tất yếu của việc phát triển nhanh chóng mạng quang: do việc thống trị của cáp quang trên mạng trong tương lai nên tiềm năng thâm nhập sâu hơn vào thị trường của các thiết bị quang làtất yếu, thêm vào đó công nghệ truyền dẫn điểm-điểm đã chứng tỏ thành công trong thời gian gần đây Ở đây, cần phải quan tâm tới các đặc tính đặc biệt của quang:

• Độ rộng băng hầu như vô hạn trong cáp quang: tần số mang xấp xỉ

200 THz và cửa sổ bước sóng khả dụng, ví dụ như 200 nm, tương ứng với một nửa tỷ kênh điện thoại hay lớn hơn 300.000 kênh truyền hình có độ nét cao

• Tương tác yếu giữa các thành phần mang thông tin là các photonic trong môi trường trong suốt Đây thực sự là một điều kiện cho việc sử dụng thành công cáp quang làm trung gian truyền dẫn và điều đó dẫn đến một số kết quả đáng chú ý sau:

Các mạch quang có thể được đấu chéo mà không bị ngắn mạch nhưng lại bịxuyên âm Điều này dẫn tới các ảnh hưởng đáng kể trong việc bố trí các mạch photonic tích hợp và các kết nối quang

Khó khăn trong việc "điều khiển ánh sáng bằng ánh sáng"

• Tương tác mạnh giữa ánh sáng và thí dụ các chất bán dẫn về mặt hấp thụ hay khuếch đại và các thay đổi chiết xuất tại các bước sóng bằng độ rộng bước lượng tử cộng hưởng

Cần chú ý rằng sự khác biệt giữa chuyển mạch và truyền dẫn đang trở nên không rõ ràng, với việc sử dụng các kết nối chéo số và các bộ ghép kênh xen-tách,lớp truyền dẫn sẽ đảm nhận một số vai trò của lớp chuyển mạch Do những ưu, nhược điểm của mình, các hệ thống chuyển mạch quang sẽ là một phần tử cần thiết được bố trí tại các nút có thông lượng cao của mạng chuyển tải băng rộng cũng như phục vụ cho các dịch vụ sử dụng độ rộng băng cao

Một điểm cần phải nhấn mạnh là chuyển mạch photonic không cạnh tranh hay loại trừ chuyển mạch điện tử truyền thống mà chúng phối hợp, bổ sung cho nhau nhằm khai thác tốt nhất tiềm năng của mạng

Chuyển mạch gói quang (OPS-Optical Packet Switching) đã được khẳng định tính kinh tế sử dụng băng tần rất hiệu quả và khả năng hỗ trợ các dịch vụ khác nhau Khi công nghệ chuyển mạch quang cải thiện, chúng ta có thể thực hiện mạng chuyển mạch quang dựa trên gói, khi đó các gói được chuyển mạch và định tuyến độc lập qua mạng trong miền quang mà không cần biến đổi sang điện tại mỗi nút Như vậy chuyển mạch gói quang cho phép một mức độ cao hơn việc ghép kênh thống kê trên các liên kết sợi quang và điều khiển chùm lưu lượng tốt hơn chuyển mạch kênh.

2 Sự phát triển từ chuyển mạch điện tử sang chuyển mạng quang

Nằm trong tiến trình phát triển chung của công nghệ viễn thông, công nghệ chuyển mạch đã có những tiến bộ vượt bậc Từ những hệ thống chuyển mạch với dung lượng hạn chế điều khiển nhân công trong giai đoạn đầu tiên đến những hệ thống chuyển mạch phức tạp với phương pháp điều khiển hiện đại, kết hợp nhiều loại hình dịch vụ cho những mục đích sử dụng khác nhau đã chứng minh cho điều đó

Trong quá trình phát triển công nghệ chuyển mạch luôn được thừa hưởng những thành tựu mới nhất về khoa học kỹ thuật của các lĩnh vực có liên quan như điện tử, tin học, linh kiện, vật liệu mới Một điều dễ nhận thấy là các thành tựu mới nhất của khoa học công nghệ trong các lĩnh vực kể trên thường được ứng dụng sớm nhất trong lĩnh vực Viễn thông - trong đó có chuyển mạch và ngược lại những vấn đề nảy sinh trong quá trình phát triển hoàn thiện công nghệ chuyển mạch lại đặt ra các vấn đề mới cho các nhà nghiên cứu thiết kế giải quyết

Các hệ thống chuyển mạch đang được nghiên cứu thiết kế trên thế giới không những đáp ứng nhu cầu dịch vụ viễn thông trước mắt mà còn cố gắng thoả mãn nhu cầu ngày một tăng trong tương lai, tiến tới một mạng viễn thông toàn cầuvới những "siêu xa lộ thông tin", tiếp cận đến từng khách hàng mọi nơi, mọi lúc

Để đạt được mục tiêu đó, các hệ thống chuyển mạch hiện đại không những chỉ thoả mãn những tính năng cơ bản của dung lượng, khả năng xử lý cuộc gọi, báo hiệu, định tuyến, đánh số mà còn cần những khả năng sau đây:

• Khả năng thực hiện điểm báo hiệu, điểm chuyển tiếp báo hiệu

SP/STP đối với tổng đài local/transit phục vụ cho các dịch vụ ISDN

• Khả năng thực hiện điểm chuyển mạch dịch vụ, điều khiển dịch vụ SSP/SCP trong tổng đài local/transit phục vụ cho các dịch vụ của mạng trí tuệ (Intelligent Network)

• Khả năng phối hợp với các đường truyền dẫn SDH để thực hiện các dịch vụ ISDN băng rộng trên cơ sở kỹ thuật ATM

• Khả năng cung cấp các giao thức cho giao diện NISDN - BISDN.

• Khả năng cung cấp các giao thức để thực hiện giao diện Q cho mạngđiều hành Viễn thông TMN

• Khả năng kết hợp Wireless để thực hiện mạng thông tin di động và thông tin cá nhân PCN

Ở đây cần chú ý là trong chuyển mạch quang vẫn còn dùng chuyển mạch quang-điện tử (optoelectronic switching) Khái niệm này thường dùng khi quá trình chuyển mạch được thực hiện kèm theo sự biến đổi quang-điện, điện-quang và chức năng chuyển mạch gần với điện tử hơn là quang Chuyển mạch quang-điện tử còn là thuật ngữ dùng cho một kỹ thuật lấy mẫu nhanh tín hiệu điện

tử do auston đề xuất với việc nhờ các thiết bị quang tạo ra các xung quang tốc độ rất cao để xử lý các tín hiệu điện tử Sự khác biệt cơ bản giữa lấy mẫu quang-điện

tử và ma trận quang-điện tử là trong ma trận quang-điện tử thì điều khiển là điện

tử và tín hiệu là quang, trong khi đó lấy mẫu quang-điện tử thì ngược lại

Theo định nghĩa thì hệ thống chuyển mạch quang là một hệ thống chuyển mạch cho phép các tín hiệu bên trong các sợi cáp quang hay các mạch quang tích hợp (IOC) được chuyển mạch có lựa chọn từ một mạch này tới một mạch khác Với chú ý là: một hệ thống chuyển mạch quang có thể được vận hành nhờ các phương tiện cơ như chuyển dịch một sợi cáp quang tới một sợi cáp quang khác, hay nhờ các hiệu ứng điện-quang, từ-quang hoặc bằng các phương pháp khác Ngoài ra, các hệ thống chuyển mạch quang tốc độ chậm, như các hệ thống chuyển mạch quang sử dụng việc dịch chuyển cáp quang có thể được sử dụng cho việc định tuyến thay thế đường truyền dẫn quang, ví dụ định tuyến vòng qua nơi bị lỗi; các hệ thống chuyển mạch quang tốc độ nhanh như loại sử dụng các hiệu ứng điện-quang hay từ-quang có thể được sử dụng cho việc thực hiện các hoạt động mang tính logic

Khái niệm chuyển mạch photonic (photonic switching) liên quan đến việc điều khiển trực tiếp đường truyền của tín hiệu ánh sáng mà không có bất cứ quá trình biến đổi quang điện nào có nghĩa là việc điều khiển chuyển mạch hoàn toàn bằng quang Như vậy khái niệm chuyển mạch quang bao hàm cả khái niệm

chuyển mạch photonic

Có thể tóm tắt quá trình tiến hoá của công nghệ chuyển mạch theo mô hình sau:

Hình 1.1: Sơ đồ tiến hóa của công nghệ chuyển mạch

Dựa vào số lượng lớn lưu lượng đa phương tiện cần thiết được chuyển mạch trong tương lai, một vấn đề tất yếu được đặt ra là chuyển mạch photonic có thể được sử dụng trên mạng để giảm độ phức tạp và giá thành của mạng không và việc triển khai nó về phương diện thương mại sẽ thực hiện ở vị trí nào Vấn đề chính cho việc thừa nhận chuyển mạch photonic là loại bỏ ‘nút cổ chai’ điện tử-quang tức là giao diện chuyển đổi giữa tín hiệu quang và tín hiệu điện tử cho việc chuyển mạch, định tuyến và xử lý cao hơn của các tín hiệu Ngoài ra nếu như chuyển mạch quang phối hợp cùng truyền dẫn quang thì mạng lúc đó sẽ là truyền thông suốt không phụ thuộc vào các dạng mã và tốc độ bit Do vậy sẽ giảm đi các nút và các thiết bị xử lý cũng như làm tăng hiệu quả sử dụng trên mạng

Các bộ khuếch đại quang và ghép kênh phân chia theo bước sóng đang được thừa nhận về phương diện thương mại cho truyền dẫn cự ly xa Vậy vai trò của chuyển mạch quang trong các mạng với các liên kết truyền dẫn được ghép kênh theo bước sóng là gì? Hiện tại có hai xu hướng về việc sử dụng chuyển mạchquang: các đề xuất của chuyển mạch bằng quang là có thể xem chuyển mạch điện

tử được thay thế hoàn toàn bằng chuyển mạch quang, định tuyến bước sóng và chuyển đổi bước sóng; Các đề xuất khác theo hướng chuyển mạch điện tử với tốc

độ Terabit/s là có thể xem chuyển mạch điện tử có hiệu quả về mặt giá thành do

đó các thiết bị quang chỉ cần cho chuyển tải điểm-điểm còn chuyển mạch, định tuyến và xử lý nên là các thiết bị điện tử

Theo truyền thống thì các thiết bị quang là tốt cho chuyển tải nhưng kém về

xử lý các tín hiệu; đó là bởi vì các photon hoặc không thể đi chậm lại, tập trung lại, hoặc không được cất giữ một cách thuận tiện Kích thước của các thiết bị quang bị giới hạn do nhiễu xạ theo trật tự bước sóng làm cho các thiết bị photonic lớn hơn nhiều thiết bị điện tử Nếu coi đây là hạn chế cơ bản của các thiết bị quang

thì ứng dụng thích hợp của photonic trong các mạng chuyển mạch cần phải được xem xét cẩn thận trước khi đưa vào sử dụng Tuy nhiên, trong tương lai nếu như

có những kết quả nghiên cứu về mặt công nghệ nhằm khắc phục được những yếu điểm này thì chuyển mạch quang sẽ là một giải pháp đầy hứa hẹn cho mạng viễn thông

Bảng so sánh chuyển mạch điện tử và chuyển mạch quang:

Các điểm so sánh Chuyển mạch điện tử

STM

Chuyển mạch quang

Phạm vi ứng dụng Nội hạt, chuyển tiếp,

quốc tế Nút mạng, mạng truy nhập băng thông rộng ISDN

Băng tần tín hiệu chuyển

Theo chiến lược phát triển khoa học - công nghệ và công nghiệp bưu chính

- viễn thông đến năm 2020 của tổng cục bưu điện : triển khai và hoàn thành chuyển đổi hệ thống báo hiệu sang báo hiệu số 7 trên toàn mạng Triển khai các tổng đài ISDN và ứng dụng tổng đài ATM trên các nút đường trục và các thành phố lớn Thử nghiệm các hệ thống chuyển mạch quang Giai đoạn từ năm 2011 đến năm 2020, hoàn thành việc triển khai các tổng đài ATM tới cấp nội Trong giaiđoạn từ nay đến năm 2010, mở rộng và nâng cấp mạng truyền số liệu sử dụng công nghệ chuyển mạch gói nhanh nhằm cung cấp dịch vụ truyền số liệu tốc độ cao hạt để cung cấp dịch vụ B-ISDN cho khách hàng Triển khai các hệ thống chuyển mạch quang trên các nút đường trục

Chương II: Các công nghệ chuyển mạch quang

1 Chuyển mạch quang phân chia theo thời gian

Chuyển mạch quang phân chia theo thời gian chuyển tạm thời các tín hiệu quang đã ghép giữa các khe thời gian ti và tj Chuyển từng bít của tín hiệu 10Gbit/scần một thời gian chuyển mạch tối thiểu là 100ps Tuy nhiên đòi hỏi thời gian chuyển mạch phải được điều tiết trong trường hợp chuyển gói tin chứa hàng trăm bít Chuyển mạch phân chia thời gian rất hấp dẫn đối với đa truy nhập phân chia thời gian, trong đó lưu lượng được ghép theo thời gian Vì các photon không thể

dễ dàng lưu giữ và hồi phục sau khi trễ lập trình nên việc thực hiện chuyển mạch phân chia thời gian hoặc trao đổi khe thời gian là không dễ dàng Dây trễ lập trình gồm các vòng sợi và một chuyển mạch 2x2 như hình 2.1a Thời gian trễ của một vòng sợi là T lấy bằng chu kỳ của một gói, thời gian trễ lập trình kT (k là số lần

mà gói tin đi qua vòng sợi trong một dây trễ) được thực hiện bằng cách thay đổi trạng thái của chuyển mạch 2x2 Trước tiên đặt chuyển mạch ở trạng thái “chéo” trong thời hạn T để chuyển gói tin đầu vào tới vòng sợi Sau đó đặt chuyển mạch ởtrạng thái “ngang” trong thời hạn (k-1)T Cuối cùng đặt lại chuyển mạch ở trạng thái “chéo” và thời gian trễ tổng là kT

Sử dụng các dây trễ lập trình, TSI được thực hiện theo sơ đồ trong hình 2.1b Tầng đầu tiên là bộ tách khe thời gian (TSDEMUX) Hoạt động của

TSDEMUX như hình 2.1c, trong đó các khe thời gian được sắp xếp trong miền thời gian Tại các đầu ra của TSDEMUX, các khe thời gian xuất hiện đồng thời và

đi vào dây trễ tương ứng Bộ ghép khe thời gian như

hình 2.1d

Hình 2.1: Chuyển mạch phân chia thời gian

Trong thực tế chuyển mạch phân chia thời gian kết hợp với chuyển mạch phân chia không gian và/ hoặc chuyển mạch phân chia bước sóng.

Vì các dây trễ lập trình đã đề cập trên đây có suy hao công suất quang đáng

kể và gây ra lỗi thời gian sau một quá trình trễ dài, vì vậy đòi hỏi thiết kế phải rất chính xác Khi chuyển mạch nhiều chiều có thể không cần dùng các dây trễ và chuyển mạch phân chia thời gian được thực hiện theo một số phương pháp khác nhau Chẳng hạn chuyển mạch T- S -T được thực hiện nhờ sử dụng kết hợp WC-WGR-WC như hình 2.2

Hình 2.2: Chuyển mạch quang T - S - T sử dụng WC-WGR-WC

Laser hai trạng thái cũng là một trong những bộ nhớ bít của chuyển mạch

số, nhưng yêu cầu nghiêm ngặt về cải thiện tốc độ hoạt động và dung lượng

2 Chuyển mạch quang phân chia theo bước sóng

Hệ thống ghép bước sóng là rất cần thiết để thay đổi kênh tín hiệu từ bước sóng li thành lj tại các nút mạng Chuyển mạch bước sóng được phân thành hai loại: (1) quảng bá và lựa chọn, (2) định tuyến bước sóng Loại thứ nhất như hình 2.3 Coupler hình sao dùng để xáo trộn các bước sóng vào và phát quảng bá chúngtới các đầu ra Các bộ lọc quang tại đầu ra coupler hình sao cho phép chuyển mạchbước sóng không tắc nghẽn Muốn chuyển một số bước sóng tới người sử dụng dịch vụ, cần sử dụng các bộ chuyển đổi bước sóng (WC) để hoán vị bước sóng

Hình 2.3: Chuyển mạch phân chia theo bước sóng quảng bá và lựa chọn

Chuyển mạch định tuyến bước sóng như hình 2.4, gồm hai dãy WC đặt tại hai phía bộ định tuyến bước sóng dùng cách tử (WGR) Các WC trong tầng đầu chuyển đổi các bước sóng vào Nếu bước sóng tại cổng vào i cần định tuyến tới

λi+j = λ0 - (i+j) ΔλTrong đó λ0 là bước sóng tham chiếu được xác định bởi WGR, Δλ là

khoảng cách giữa hai bước sóng kề nhau Tại đầu ra của WGR các bước sóng lại được chuyển đổi một lần nữa trở về bước sóng ban đầu

Hình 2.4: Chuyển mạch định tuyến bước sóng

So sánh hai phương pháp chuyển mạch bước sóng trên đây nhận thấy phương pháp quảng bá và lựa chọn thực hiện đơn giản hơn, nhưng suy hao phân

bố rộng Phương pháp định tuyến bước sóng có suy hao công suất thấp nhưng đòi hỏi điều khiển và chuyển đổi bước sóng chính xác

Trong cả hai phương pháp chuyển mạch nói trên, các bước sóng đầu vào được định tuyến trong miền không gian Cũng có khả năng thực hiện chuyển mạchbước sóng trong miền bước sóng Phương pháp này gọi là trao đổi kênh bước sóng(WCI) và tương đương về mặt logic với trao đổi khe thời gian (TSI) Hình 2.5 mô

tả WCI Trong mô hình này gồm bộ ghép bước sóng, một dãy các bộ chuyển đổi bước sóng (WC) và coupler, việc chuyển mạch bước sóng được thực hiện trong cùng một kênh bước sóng Tách bước sóng được cấu trúc nhờ kết hợp bộ chia công suất quang và bộ lọc bước sóng Điều chỉnh bước sóng của tách bước sóng hoặc chuyển đổi là cần thiết để chuyển mạch bước sóng tuỳ ý từ i thành j Cả hai cách kết hợp sau đây đều có khả năng: thứ nhất là kết hợp bộ tách ống dẫn sóng cóbước sóng cố định với một laser điều hưởng (điều chỉnh l được) Thứ hai là bộ tách công suất, bộ lọc điều hưởng bước sóng và một laser có bước sóng cố định Một laser điều hưởng và/hoặc bộ lọc là thành phần chủ yếu trong trường hợp bất kỳ

Bước sóng hoạt động của bộ chuyển đổi bước sóng sẽ chiếm hầu hết vùng bước sóng của hệ thống WDM nhằm đảm bảo chuyển mạch tuỳ ý giữa các kênh WDM Tín hiệu quang có tốc độ bít 10Gbit/s đã được chuyển đổi khi sử dụng sơ

đồ điều chế khuếch đại ánh sáng phun Một thực nghiệm chuyển mạch quang 16 kênh WDM đã thực hiện thành công khi sử dụng thiết bị chủ chốt này Cần chú ý

là WCI sử dụng một coupler thay cho bộ ghép bước sóng, vì các bộ chuyển đổi bước sóng có khả năng chuyển đổi các bước sóng khác nhau Khi WCI sử dụng cùng với WGR có thể hoạt động như chuyển mạch bước sóng-không gian-bước sóng (λ-S-λ) hoặc S-λ-S

Hình 2.5: Chuyển mạch bước sóng

3 Chuyển mạch quang hình cây phân chia theo không gian

Tổng quan về cấu trúc hình cây

Hình

mạngchuyển mạch hình cây tổng quát

Cấu trúc chung của mạng chuyển mạch quang cấu trúc hình cây NxN được thể hiện trên hình 2.6 Nó bao gồm N bộ tách quang 1:N/2 và N bộ ghép quang N/2:1 Các bộ tách và ghép có thể có đặc tính thụ động hoặc tích cực và chúng thường được bố trí theo cấu hình dạng cây nhị phân gồm các phần tử cơ bản 1:2 và2:1 tương ứng Các khối trung tâm và khối phối hợp kết nối giữa các kênh có đặc điểm riêng tuỳ theo từng loại mạng hình cây và mỗi khối này có thể gồm một hoặcnhiều lớp chuyển mạch Với cấu trúc mạng hình cây cho phép kết nối điểm - điểm cũng như điểm - đa điểm