đồ án kỹ thuật viễn thông thiết kế nâng cấp tuyến thông tin quang đường trục SHD tốc độ 2,5Gbits thành 20Gbits

Mặc dù khoa học công nghệ, kỹ thuật vô tuyến, thông tin vệ tinh đang có nhiều bước tiến quan trọng nhưng trong việc xây dựng hệ thống cáp quang rộng khắp, đặc biệt đối với mạng đường trụ

LỜI NÓI ĐẦU

Thông tin liên lạc đóng vai trò ngày càng quan trọng trong sự phát triển mạnh mẽ của xă hội loài người, là một trong những cơ sở hạ tầng, là điều kiện thiết yếu để phát triển kinh tế Thời gian qua kinh tế nước ta đã chuyển biến tích cực, hoà nhịp với sự phát triển chung của khu vực và thế giới Xu thế toàn cầu hoá về thương mại và thông tin thoả món cỏc nhu cầu và dịch vụ

Mặc dù khoa học công nghệ, kỹ thuật vô tuyến, thông tin vệ tinh đang

có nhiều bước tiến quan trọng nhưng trong việc xây dựng hệ thống cáp quang rộng khắp, đặc biệt đối với mạng đường trục là một phương ánh hữu hiệu nhằm thoả măn và kết hợp các phương thức và nhu cầu ngày càng phong phó trong xă hội thông tin

Mạng viễn thông đă và đang được phát triển cả về chất lượng còng nh

sè lượng Tuyến thông tin quang đường trục SDH tốc độ 2,5Gbit/s được đưa vào sử dụng cuối năm 1995 đã đáp ứng nhu cầu thông tin trong giai đoạn vừa qua và sẽ phát huy thêm một thời gian nữa Các tuyến thông tin T-V-H, C-S-

C và đặc biệt tuyến cáp quang biển SEA-ME-WE3 là siờu lộ thông tin nối Việt Nam với các nước trong khu vực và quốc tế

Nhu cầu về thông tin liên lạc trong cả nước tăng nhanh, đặc biệt là ở các thành phố sẽ dẫn tới tình trạng quá tải của các trục hiện tại Nhiều phương

án đã được đề xuất nhằm khắc phục tình trạng quá tải, trong đó tuyến thông tin cáp sợi quang đường Hồ Chí Minh và cáp quang biển trục Bắc – Nam được xem là thích hợp hơn cả Trong tình hình hiện nay ở Việt Nam, cùng với biện pháp nâng dụng lượng cho thông tin đường trục, xây dựng cáp quang ven biển xây dựng tuyến cáp quang mới trên đất liền là chiến lược đưa cáp quang thâm nhập sâu vào mạng nội hạt

Bản đồ án tốt nghiệp này này nghiên cứu thiết kế nâng cấp tuyến thông tin quang đường trục SHD tốc độ 2,5Gbit/s thành 20Gbit/s trong mối quan hệ với tuyến cáp quang biển trục Bắc – Nam và tuyến thông tin cáp sợi quang đường Hồ Chí Minh Việc nâng cấp công nghệ ghộp kờnh theo bước sóng có nhiều ưu điểm, đảm bảo có kinh tế có hiệu quả cao do có thể vẫn sử dụng sợi cáp quang hiện tại

Tôi xin trân trọng cám ơn sự quan tâm giúp đỡ và sự hướng dẫn của cô giáo Tạ Vũ Hằng trong quá trình hướng dẫn thực tập và xây dựng bản đồ án tốt nghiệp

Xin cám ơn các thầy cô trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội đã nhiệt tình giảng dạy, trang bị cho tôi kiến thức tổng hợp nhất định để tôi có thể hoàn thành đề tài, tuy vậy do trình độ có hạn nên không thể tránh khỏi nhưng sai sót, rất mong nhận được ý kiến đóng góp quý báu của các thầy cô giỏo, chuyờn gia chuyên nghành và đồng nghiệp Tôi hy vọng đồ án tốt nghiệp này

sẽ đóng góp một phần nhỏ vào sự nghiệp hiện đại hoá mạng viễn thông đường trục Việt Nam

CẤU TRÚC TỔNG THỂ MẠNG ĐƯỜNG TRỤC BẮC – Nam

1.1.Đỏnh giá hiện trạng Mạng viễn thông Việt Nam.

Những năm qua mạng Viễn thông Việt Nam phát triển nhanh chóng về

cả số lượng , chất lượng cũng như quy mô và mức độ Các tuyến thông tin V-H, C-S-C và đặc biệt tuyến cáp quang biển SEA-ME-WE3 là siêu xa lé thông tin nối Việt Nam với các nước trong khu vực và quốc tế Mạng viễn thông đã và đang phát triển về cả chất lượng còng nh sè lượng Tuyến thông tin quang đường trục SDH tốc độ 2,5Gbit/s đã đáp ứng nhu cầu thông tin trong giai đoạn vừa qua

Toàn bộ tổng đài đi quốc tế và tổng đi chuyển tiếp quốc gia đã được nâng hệ thông báo hiệu số 7 và dịch vụ ISDN Toàn bộ tổng đài cấp huyện và cấp tỉnh đã được số hoá, nhiều tuyến cáp quang đã nối đến các tỉnh ven đường trục quốc gia

Mạng viễn thông Việt Nam được chia ra làm 3 cấp:

- Cấp 1 là cấp quốc tế gồm các trạm vệ tinh mặt đất, các tổng đài

Gateway

Gateway Quèc tÕ

Gateway quèc tÕ

- Cấp 2 là cấp liờn tỉnh gồm cỏc tuyến dẫn đường truc, cỏc tổng đàiToc

- Cấp 3 là cấp nội tỉnh gồm cỏc tuyến dẫn nội tỉnh, cỏc tổng đài Host , tổng đài vệ tinh và cỏc Tandem

Cỏc trạm vệ tinh Intelsat hướng Ân Độ Dương và Thỏi Bỡnh Dương bao gồm:

Trạm Intelsat 600 tại C2 Hà Nội

Trạm Intelsat 700 tại 1B Lý Tự trọng- Đà Nẵng

Trạm Intelsat 1740 , 1570, 1660 tại Sụng Bộ

Cuối năm 1996, hệ thụng cỏp quang biển TVH(Thỏi Lan, ViờtNam, Hồng Kụng) được đưa vào sử dụng , tuyến cập bờ ở Vũng Tàu được chuyển tiếp về thành phố Hồ Chớ Minh bằng viba số 140 Mbit/s Trạm Intelsat 1570 tại Bỡnh Dương là trạm dự phũng cho tuyến cỏp biển TVH

• Mạng chuyển mạch quốc tế gồm cú:

• Cửa ngừ quốc tế miền Bắc : Tổng đài AXE-105, dụng lượng 150 luồng

E1 tại C2-Lỏng Trung, Hà Nội

Trạm mặt đất mới (1998) Trạm Trung Quốc Singapho(1998)

• Cửa ngõ quốc tế miền Nam : Tổng đài AXE-105, dụng lượng 269

luồng E1 tại khu công viên Mạc Đĩnh Chi

• Cửa ngõ quốc tế miền Trung: Tổng đài AXE-105, dụng lượng 269 luồng E1 tại thành phố Đà Nẵng

1.1.2 Mạng viễn thông liên tỉnh

+ Tuyến truyền dẫn đường trục chính (backbone):

Tuyến truyền dẫn đường trục chính là tuyến trục cáp sợi quang Bắc –Nam, nối từ Hà Nội đến thành phố Hồ Chí Minh dài 1850km Giai đoạn đầu làm việc tốc độ 34Mbit/s với công nghệ truyền dẫn SDH ở mức STM-16 Tuyến trục HNI- Tp HCM được đảm bảo trên hai phương thức truyền dẫn: tuyến viba sè PDH=140Mb/s và 02 tuyến cáp quang (08 sợi trên quốc lé QL1A và 04 sợi trên đường dây 500KV) Tuyến trục này cùng với tuyến nhánh tạo thành 04 mạch vòng với dụng lượng khai thác 2,5GB/s Tuyến trục này đi qua 18 tỉnh và thành phố dọc theo quốc lé 1A gồm: Hà Nam , Nam Định, Ninh Bình, Thanh Hoá, Nghệ An, Hà Tĩnh, Quảng Trị, Quảng Bình, Thừa Thiên Huế, Quảng Nam, Quảng ngãi, Bình Định, Phỳ Yờn, Khỏnh Hoà, Ninh Thuận, Bình Thuận, Đồng Nai Tuyến cáp quang trên đường dây điện lực 500KV dài 1448km tạo thành mạng vòng Ring, kết hợp với tuyến viba 140Mbit/s công nghệ PDH tương ứng 1920 kênh thoại tạo thành mạng đường trục đáp ứng nhu cầu thông tin trên toàn quốc

Nghiên cứu thiết kế nâng cấp tuyến cáp quang trục Bắc - Nam 5

Nam §Þnh

Quy Nh¬n Tuy Hoµ Nha Trang Phan Rang Phan ThiÕt Biªn Hoµ

Vinh

Hµ TÜnh

§ång Híi

§«ng Hµ HuÕ

§µ N½ng Qu·ng Ng·i

Ninh B×nh Thanh Ho¸

Hµ Néi 82Km

Bé dÊu chÐo

Bé ghÐp kªnh xen rÏ

§iÓm rÏ kªnh däc QL1A C¸c ký hiÖu:

15Km

Cấu hình tuyến trục Bắc- Nam là mạng Ring vu hồi có khả năng bảo vệ cao với các luồng thông tin Mạng bao gồm 4 mạng Ring nhá:

Hà Nội- Hà Tĩnh(HNI-HTH)

Hà Tĩnh-Đà Nẵng(HTH- ĐNG)

Quy Nhơn-tp Hồ Chí Minh(QNN-HCM)

Hình vẽ 1.3 thể hiện cấu hình tuyến trục cáp quang Bác – Nam Thiết bị

do hãng Telecom cung cấp Tại mỗi tỉnh dọc quốc lé 1A mà tuyến trục đi qua

có Ýt nhất một thiết bị ADM cấp STM-16 và một thiết bị ADM cấp STM-1 cho phép xen rẽ các luồng 2Mb/s Chóng bao gồm 21 ADFM cấp STM-16, 18 trạm lặp cho sử dụng khuếch đại quang 28 ADM cấp STM(TN-1X)

Tại 4 trạm: Hà Tĩnh, Đà Nẵng, Quy Nhơn, Plõy Ku sử dụng 2ADM cấp STM-16 lắp theo kiểu back-to- back để thực hiện chức năng Cross- Connect

Việc bố trí các thiết bị ADM cấp STM-1, ADM cấp STM-16 và phân

bổ số kênh theo luông xen kẽ xuống các tỉnh được thực hiện theo yêu cầu cụ thể về lưu lượng cung cấp dịch vụ hiện tại và xu hướng phát triển trong tương lai Việc phân bố kênh luồng hiện này được thể hiện trong bảng phõn kờnh

hệ thông cáp quang 2,5Gb/s Hà Nội-TpHCM Tại mỗi tỉnh mà trục tuyến Bắc –Nam đi qua đều có xen/rẽ xuống các luồng 2Mb/s

Nghiên cứu thiết kế nâng cấp tuyến cáp quang trục Bắc - Nam 6

N 3

N3 MS SPRIN G222 2

n

Nót B

TB

R B

N 1

N2MS SPRIN G1 1

Nót A

H×nh 1.4.C¬ chÕ b¶o vÖ vµ kÕt nèi gi÷a c¸c

Chế độ bảo vệ:

- Mỗi Ring được bảo vệ theo kiểu MSSPRING(MS-BSHR)

- Kết nối bảo vệ(HTH và ĐNG) giữa các Ring thuộc kiểu trongcựng lớp bảo vệ(chained inter- layer protection interwỏking-theo TS 101 010 V1.1.1[7.1.1])

- Trong trường hợp R1 và R2 chỉ giao với Ring lân cận tại một nỳt(HTH

và ĐNG) mà không có N2 và N4, nếu xảy sự cố ở nót N1 hoặc N3 thì Ring 1 không thể kết nối được với Ring2 Kết nối này bảo vệ chưa hợp

lý, chỉ có khả năng bảo vệ lưu lượng cho từng Ring mà không có khả năng bảo vệ lưu lượng kết nối giữa các Ring khi có sự cố tại nót kết nối(mức bảo vệ 1-TS 101 010 V1.1.1[5.1])

- Nót N2, N4 tồn tại trong trường hợp Ring 3, Ring 4 nối nhau ở QNN và PKU Đó là kiểu mached-node bảo đảm an toàn khi có sự cố xảy ra tại nót kết nối tương ứng mức bảo vệ 3-TS 101 010 V1.1.1[5.2](chined inter – layer protection interworking)

- Tuyến đường trục bảo vệ SDH là nơi có dụng lượng cao, quan trọng nên cấu hình Ring là hợp lý để bảo vệ toàn bộ lưu lượng khi có sự cố trờn cỏp hoặc tại một nót nào đó

- Để bảo vệ toàn bộ lưu lượng của Ring thỡ cú hai kiểu là MS SPRING

MS DPRING(2 sợi hoặc 4 sợi)

Việc sử dụng kiểu bảo vệ nào phụ thuộc nhiều yếu tè nh dông lượng Ring khả năng xen /rẽ HOVC, khả năng truyền dụng lượng phụ(secondary trafic), tính đơn giản của cơ chế bảo vệ ,số nót tối đa trên một Ring

Hiện tại, sét tổng quát các yếu tố đối với mạng đường trục thì kiểu MS SPRING cú nhiờu ưu điểm hơn , kiểu MS DPRING vứi việc sử dụng 4 dây để bảo vệ còn đang được tiếp tục nghiên cứu thờm(TS 101 009

V1.1.1[0.2.2]).Do vậy kiểu bảo vệ được tiếp tục ở MS SPRING 2 sợi hiện nay trên tuyến đường trục Việt Nam là hợp lý.

Mạng đường trục cần bảo vệ toàn bộ lưu lượng kết nối giữa các Ring xuất hiện một sự cố(mức bảo vệ 3)

VTU.Cỏc tuyến cáp quang 2,5Gb/s:TPHCM-TNH, TPHCM-CLH-CTO Các tuyến liên tỉnh còn lại theo kế hoạch 1998-2000 đang được triển khai mạng cáp quang SDH có dụng lượng 622Mb/s hoặc 2,5Gb/s nhằm đáp ứng đày đủ nhu cầu truyền dẫn liên tỉnh và hình thành các mạch vòng liên tỉnh nhằm đạt được độ an toàn cao nhất cho mạng truyền liên tỉnh

1.2Cấu trúc mạng viễn thông giai đoạn 2001-2002

1.2.1 Mạng chuyển mạch:

Để từng bước hoàn thiện mạng lưới theo cấu trúc PSTNđó được HĐQT Tổng công ty Bưu Chinh Viễn Thông phê duyệt, trong giai đoạn kế hoạch 2002-2005 mạng PSTN được tổ chức thành 5 vùng lưu lượng: miền Bắc , Hà Nội, miền Trung , TpHCM miền Nam

Để đảm bảo lưu thoát lưu lượng liên tỉnh và quốc tế cho cỏc vựng lưu lượng trên cơ sở năng lực mạng Toll hiện có, giai đoạn 2001-2002 mạng chuyển mạch được trang bị nh sau:

- Trang bị mới tổng đài Toll HDG dụng lượng 12000 trunk/C7(400E1) với 45C7-ST

- Trang bị mới tổng đài Toll ĐNG2 dụng lượng 15000 trunk/C7(500E1) với 45 C7-ST

- Thay thế miễn phí 02 tổng đài TDX-10HNI 5K và TDX-10 HCM8K bằng hệ thống tổng đài công nghệ mới, đảm bảo đầy đủ các tính năng cần thiết

- Mở rộng node các tổng đài Toll HN1,TPHCM mỗi khu vực thêm 300 E1/C7

- Xõy dựng lớp mạch vòng cấp quang đường trục Bắc_ Nam 20Gb/s sử dụng công nghệ WDM trên cơ sở tuyến cáp quang mới dọc QL1A và tuyến cáp quang đường tp Hồ Chí Minh Thiết bị xen rẽ được bố trí tại một số node quan trọng nh Hà Nội, Vinh, Đà Nẵng, Quy Nhơn, Nha Trang , Gia Lai, Đắc Lắc, TP HCM Các mạch vòng cáp quang trung

kế hiện có sẽ được kết hợp với nhau Xây dựng phương án cải tạo và nâng cấp các mạch vòng cáp quang ại Hà Nội, TPHCM có dụng lượng 2,5Gb/s(trang bị dụng lượng ban đầu 5Gb/s) va tại Dà Nẵng co dụng lượng 2,5Gb/s để kết nối các điểm chuyển mạch Gateway, Toll, tandem Local, các MSC của VMS,GPC, các máy chủ tại Hà Nội, Đà Nẵng , TP HCM Tuyến cáp quang đường TP Hồ Chí Minh sẽ được thi công từng đoạn đồng bộ với việc thi công đường của Ngành Giao Thông

Trước mắt khi chưa hình thành toàn bộ tuyến cáp quang QL1A mới và tuyến đường Hồ Chí Minh, sẽ sử dông 02 sợi cáp quang trên tuyến QL1A cũ

và tuyến cáp quang trên đường dây 500KV để lắp đặt thiết bị 20gb/s (trang bị dụng lượng ban đầu 5Gb/s)

+ Các tuyến truyền dẫn liên tỉnh:

- Tiếp tục thực hiện các dự án cáp quang đã được phê duyệt trong giai đoạn 1998-2000

- Nâng dụng lượng mạch vòng cáp quang 622 Mb/s Nà Nội – Vĩnh

Yờn_Việt trỡ_ Tuyờn Quang- Thỏi Nguyờn_ Hà Nội lên đủ 04 STM-1

- Xây dựng tuyến cáp quang:

* Tuyến cáp quang vu hồi Lạng Sơn- Quảng Ninh, sử dụng thiết bị cùng chủng loại hệ thống SDH của tuyến CSC tạo thành mạch vòng cáp quang

Hà Nội_ Bắc Ninh_ Bắc Giang –Lạng Sơn_ Quảng Ninh_Hải Dương_ Hà Nội

*Tuyến cáp quang 622 Mb/s (trang bị dụng lượng ban đầu 02 STM-1) Hoà Bình- Sơn La- Điện Biên Phủ

Tuyến cáp quang Hải Phòng – Thái Bình trên cơ sở kết hợp với tuyến cáp quang nội tỉnh Hải Phòng để tạo thành mạng vòng 622Mb/s Hải Dương –Hải Phòng _Thái Bình –Hải Dương(xõy dựng mới 25 km cáp quang dọc theo quốc lé 10 , kết hợp với các tuyến cáp quang liên tỉnh và nội tỉnh đó

cú để khép kín vòng Ring- Thiết bị mua mới hoặc điều chuyển thiết bị 622Mb/s Bosh Telecom từ tuyến Hà Nội – Quảng Ninh sang)

• Tuyến cáp quang vu hồi 2,5Gb/sVũng Tàu – Xuõn Lộc nhằm tạo thành mạng vòng TP HCM- Vũng Tàu-Xuõn Lộc- TP HCM

• Tuyến cáp quang vu hồi Tây Ninh – Bình Dương để tạo thành mạng vòng TP HCM-Tõy Ninh-Đài mặt đất Bình Dương-BĐT Bình Dương-TPHCM

• Tuyến cáp quang vu hồi 2,5Gb/s Đà Lạt- Buụn Mờ Thuột để tạo thành mạng vòng TP HCM- Bình Dương_ Bình Phước- Buụn Mờ- Thuột -Đà Lạt- Tp HCM(sử dụng 08 sợi trên tuyến cáp nội tỉnh đó xõy dựngBĐT Đắc Lắc và BĐT Lâm Đồng.)

• Tuyến cáp quang 622Mb/s Vĩnh Long-Trà Vinh: xây dựng mới 50km cáp quang kết hợp với tuyến cáp quang nội tỉnh đã xây dựng

• Tổ chức tuyến truyền dẫn viba SDH Mỹ Tho- Bến Tre SDH-155Mb/s tuyến Bói Chỏy- Hũn Gai.

• Tuyến cáp quang biển trục Bắc – Nam dù kiến triển khai vào giai đoạn

kế hoạch 2003-2005

1.3 Dự án tiền khả thi tuyến thông tin cáp sợi quang đường Hồ Chí Minh

Trong quá trình khai thác, tuyến cáp quang trên đường dây 500KV đã

bị sự cố đứt cáp 7 lần, việc khôi phục thông tin phụ thuộc vào ngành năng lượng Tuyến cáp quang theo QL1A bị đứt cáp nhiều lần do con người hoặc

do lũ lụt gõy ra.Tỡnh hỡnh thời tiết diễn biến rất phức tạp, ảnh hưởng El-Nino

va La-Nina ngày càng rõ nét do vậy cần phải có những biện pháp dự phòng hữu hiệu cho các tuyến truyền thông tin, nhất là thông tin đường trục

Để tăng thêm độ vững chắc của hệ thống thông tin trục Bắc- Nam, trong khi tuyến cáp quang biển trục Bắc-Nam chưa hình thành, cần có thêm tuyến cáp theo đường Hồ Chí Minh Hiện tại ở đó cú cáp quang trên đoạn Hà Nội – Xuân Mai; ở phía Nam, từ Ngọc Hồi (Kon Tum) vào Tp HCM đã và đang xây dựng từng tuyến cáp quang, dự kiến cuối năm 2000 sẽ nối thông Nay xây dựng tiếp đoạn tuyến cáp quang từ Xuân Mai theo đường Tp HCM vào đến Ngọc Hồi để nối liền với cáp quang đó cú hoặc đang xây dựng từ Ngọc Hồi đến TP HCM, sẽ hình thành tuyến nhỏnh phớaTõy được nối vào mạng trục Bắc- Nam qua các điểm nót Hà Nội, Hà Tĩnh, Đà Nẵng, Quy Nhơn,- Plauku, Tp HCM theo 4 mạch vòng như có hiện tại, nâng cao mức độ

an toàn cho thông tin, kể cả trong tình huống lũ lớn như cuối năm 1999 Tóm lại tuyến thông tin cáp sợi quang đường Hồ Chí Minh là một đoạn thuộc nhánh phía Tây của hệ thống cáp quang tuyến trục Bắc – Nam

Dự kiến quy mô đầu tư cho tuyến thông tin cáp sợi quang đường Hồ Chí Minh gồm ba hạng mục chính nh sau:

- Hạng mục tuyến cáp : xây dựng tuyến cáp (sử dụng cáp 24 sợi quang) theo đường Hồ Chí Minh tương ứng với kế hoạch xây dựng giao

thông Cụ thể xây dựng các tuyến cáp:

Xuân Mai- Khe Gỏt: 510km;Khe Gỏt- Ngọc Hồi:678km

Tổng sè chiều dài tuyến cáp xây dựng mới theo đường Hồ Chí Minh

Giai đoạn 2, xây dựng tiếp đoạn mối ngang từ Thạnh Mỹ(đường HCM) đến Đà Nẵng, dài khoảng 100km theo đường địa phương.

Tổng chiều dài tuyến cáp xây dựng theo đường HCM, kể cả đoạn

nhánh Thạch Mỹ - Đà Nẵng là 1288km

- Hạng mục nhà trạm: nhà trạm đặt máy cáp quang kết hợp bảo dưỡng tuyến, quy mô hai tầng với 100 m2 và giữa hai trạm cú thờm 1 trạm quản lý bảo dưỡng tuyến cáp Mỗi loại cần xây dựng 15 trạm

Phần thiết bị truyền dẫn: dự kiến hệ thống dẫn trục sẽ dùng thiết bị truyền dẫn 10Gb/s-20 Gb/s

Do đoạn tuyến cáp sợi cáp quang đường HCM từ Xuân Mai đến Ngọc Hồi dài gần 1200km, qua cỏc vựng hầu hết là miền núi, không có các tỉnh lỵ, nên chỉ chủ yếu sử dụng các trạm lặp tín hiệu, ước tính khoảng 80-100km/1 trạm lặp

Toàn bộ hệ thống truyền dẫn 20Gb/s trục Bắc – Nam, dự kiến gồm 22 trạm xen rẽ quang OADM và16 trạm khuyếch đại quang bao gồm cả đoạn tuyến cáp sợi quang đường HCM

Thiết bị dự kiến dùng loại có công nghệ ghép bước sóng (WDM) đang phát triển trên thế giới

Cáp sợi quang đơn mode(single-mode) sản xuất theo khuyến nghị

G-652 của ITU-T thường được dùng cho đường trục Việc Nam đang dùng cáp

có sợi loại này Khi sử dụng thiết bị truyền dẫn ghộp kờnh theo bước theo bước sóng, sẽ có những hiện tượng: mức độ tán sắc lớn, có hiệu ứng phi tuyến(giao thoa sóng, phát sinh sóng hài, lẫn pha, tự điều chế pha ) ảnh hưởng không nhỏ tới chất lượng đường truyền Để khắc phục, phải dùng các thiết bị tránh được các hiện tượng trờn,đặc biệt phải dựng cỏc bộ bù tán sắc

Hiện nay trên thế giới, để truyền tín hiệu có tốc độ cao (dụng lượng đường truyền rất lớn) người ta đă chế tạo các loại sợi có chất lượng cao hơn

Cụ thể là có mức tán sắc nhỏ, nhờ đó khi sử dụng thiết bị ghộp kờnh theo bước súng trờn khoảng dài không cần đến hoặc giảm được các bộ bù tán sắc, tăng khoảng cách trạm lặp tớn hiệu(vớ dụ loại sợi tán sắc dịch chuyển DSF hoặc mới đây là sợi cú vựng hiệu dụng –large effective area fiber – LEAF của hãng Corning giới thiệu).Tuy nhiên cáp quang dùng sợi này có thể có giá thành cao hơn so với sợi SMF tiêu chuẩn

1.4.Tuyến cáp quang biển trục Bắc –Nam.

Cáp quang biển và hệ thống truyền dẫn dựa trờn cáp quang biển là xu hướng phát triển nhanh trong lĩnh vực thông tin quang Cáp quang biển là giải pháp được xem là khả thi và có hiệu quả kinh tế cao Ưu điểm của hệ thống cáp quang biển so với các hệ thống cáp quang khác là nú cú độ tin cậy cao, đặc biệt khi xảy ra các sự cố thiên tai nh bão, lũ lụt; không phụ thuộc vào việc xây dựng đường giao thông Tuy nhiên việc sửa chữa khi có sự cố trên toàn tuyến chi phí hơn, bởi vậy hệ thống quang biển đòi hỏi công nghệ cao hơn Trong quỏ trình lắp đặt sửa chữa cáp biển cần chú ý lực căng của cáp do chịu áp suất lớn dưới biển sâu

1.4.1 Sự cần thiết của dự án:

• Điều kiện địa lý Việt Nam: nước ta có bờ biển trải dài 2500km từ Bắc Nam do đó một tuyến cáp quang biển trục sẽ đảm bảo thông tin xuyên suốt cho cả nước Mặt khác, các trung tâm chuyển mạch quốc tế lớn như Hà Nội (Hải Phòng), Đà Nẵng, Tp Hồ Chí Minh (Vũng Tàu) đều nằm gần bờ biển, đó là điều kiện thuận lợi liên kết với các tuyến trục khỏc.Xõy dựng một hệ thống thông tin có độ tin cậy cao như tuyến cáp biển dọc bờ biển đất nước để kết nối cỏc nút thông tin quan trọng của mạng quốc gia là phương thức khả thi và kinh tế để nâng cao chất lượng mạng lưới cũng như tăng dụng lượng truyền dẫn

• Việt Nam nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa, bão được coi là thiên tai nguy hiểm kèm theo bão la lũ lụt Hướng bão chủ yếu từ Thái Bình Dương và biển Đụng.Vựng Bắc và Nam Trung Bộ địa hình từ Tây sang Đông hẹp và dốc nờn bóo thường tan nhanh nhưng cường độ mạnh nên sức tàn phá lớn Cũng vì những nguyờn nhõn trờn mà tuyến cáp quang trên Quốc lé 1A và trên đường dây 500KV kể từ ngày đưa vào sử dụng đến tháng 7/2000 đã bị hư háng 166 lần(phần lớn do thiên tai, tai nạn giao thông và việc nâng cấp đường)

• Tình hình cáp quang quốc tế và đường trục chủ yếu hiện tại:

- Tuyến cáp quang biển quốc tế T-V-H tốc độ 565Mb/s nối Hồng Kụng- Vũng Tàu- Thái Lan

- Tuyến cáp quang biển quốc tế SE-ME-WE3 có dụng lượng tổng cộng tương ứng với tốc độ 40Gb/s.

- Tuyến cáp quang CSC nối Trung Quốc và các nước trong khu vực

- Tuyến cáp quang dọc quốc lé 1A và dọc theo đường dây 500kv có tốc

sự cố trờn cỏc tuyến khác do đó đảm bảo an toàn mạng Viễn thông trong cả nước

• Ưu thế của cáp quang tuyến nội địa: Sự phát triển kỹ thuật, công nghệ cáp quang biển trên thế giới, đặc biệt kỹ thuật quang sợi làm cho phương án xõy dựng tuyến cáp quang biển nội mang tính thực tiễn và hiệu quả kinh tế cao

- Cáp quang biển nội địa cung cấp giao diện chất lượng cao khi kết nối với các mạng cáp quang biển quốc tế tạo nên tuyến truyền dẫn dụng lượng cao giữa hai miền, đồng thời phục vụ các thành phố trọng điểm dọc bờ biển cũng như các tổng đài đi quốc tế; góp phần nâng cao chất lượng và bổ sung cho mạng truyền dẫn trên đất liền

- Cáp quang biển nội địa có độ tin cậy cao nhất, cung cấp công nghệ kết nối SDH hiện đại nhất, rút ngắn thời gian chuyển giao công nghệ

* Đáp ứng nhu cầu thông tin: Dự báo giai đoạn 2002-2010 Việt Nam tăng trưởng kinh tế đạt khoảng 7% và giai đoạn 2010-2020 có thể đạt 7%-10% Tăng trưởng kinh tế có ảnh hưởng sự phát triển của ngành Viễn thông Ngoài nhu cầu điện thoại , các nhu cầu khác nh Internet, truyền số liệu v.v…cũng gia tăng Với lĩnh vực phát thanh và truyền hình, VNPT chịu trách nhiệm cung cấp đường truyền cũng như sự phát triển nhanh chóng Dụnglượng truyền dẫn được tính toán dùa trên lưu lượng và sự phân bố

lưu lượng trên trục Bắc –Nam Yờu cầu trên trục này qua các năm cụ thể

> 2,5

23111 12 12 24 5 4 1766 10

32282 17 17 34 10 10 3500 20

1.4.2Cấu hình cáp quang biển nội địa:

Cú các phương án sau:

- Cấu hình nối trực tiếp

- Cấu hớnh có điểm rẽ nhánh trung gian

- Cấu hình hoa cung nối tất cả các trung tâm chuyển mạch

- Cấu hình hoa cung nối một số trung tâm chuyển mạch

- Tuyến cáp quang nội địa được tiếp bờ do dụng lượng đi và đến các trạm tiếp bờ sẽ tăng nhanh trong tương lai và tuyến này sẽ ứng dụng hệ thống không khuếch đại

- Dựa trên dữ liệu và thông tin đạt được trong quá trình khảo sát thực địa

và quá trình tìm hiểu từ các nhà chức trách có liên quan, từng điểm cặp

bờ đã được nghiên cứu

Các điều kiện chọn lùa điểm cặp bờ được chỉ ra nh sau:

- Sự kết nối với các trạm đầu cuối(nỳt mạng) được xem xét

- Sù thuận tiện đi lại, truy nhập vào trạm cặp bờ qua các đường công cộng phải được xét xem

- Bãi cát được lùa chọn nh điểm cặp bờ

- Khu vực xung quanh cửa sông lớn phải được tránh nhằm tránh ảnh hưởng của lũ lụt

- Theo kết qủa của quá trình nghiên cứu, những địa điểm sau được lùa chọn như điểm cặp bờ tiềm năng nhất: Hải Phũng(Đồ Sơn), Hà

Tĩnh(Như Sơn), ĐụngHà(Phố Nội), Đà Nẵng, Quy Nhơn, Nha Trang , Vũng Tàu, Vĩnh Chừu, Cụn Đảo Hỡnh 1-5 là sơ đồ kết nối cỏp quang biển với cỏp trờn đất liền.

Nghiờn cứu thiết kế nõng cấp tuyến cỏp quang trục Bắc - Nam 16

Cáp trên đất liền Ghi chú:

Đà Nẵng

Quy Nhơn Hải Phòng

Nhưng điểm đấu nối giữa tuyến trục hiện tại trên quốc lé 1A và tuyến cáp biển thức hiện giữa trạm bờ và các nốt chuyển mạch Toll.

1.4.3 Kỹ thuật của tuyến đáy biển:

Vấn đề kỹ thuật của tuyến đáy biển phải được thực nhằm lùa chọn tuyến ngắn nhất, cùng với điều kiện đáy tốt nhất đảm bảo an toàn cho việc chụn cỏp

Các điều kiện lưa chọn cho tuyến đáy biển được liệt kê nh sau:

- Lùa chọn những tuyến ngắn nhất với góc nghiêng nhỏ Ngoài ra nên chọn một đáy biển bằng phẳng căn cứ vào đường mức hải đồ

- Khu vực đáy biển có nhiều cát và bùn được lùa chọn nh tuyến lý tưởng

- Góc luân phiên của dòng chảy cần được cân nhắc và nó phải lớn hơn

của tuyến trục trong từng giai đoạn quy hoạch Trên cơ sở đó chúng ta xây dựng cấu hình mạng đường trục trong từng giai đoạn Dự ỏn tiền khả thi tuyến thông tin sợi cáp quang đường Hồ Chí Minh được thiết lập để tăng thêm độ vững chắc của hệ thống thông tin trục Bắc – Nam khi tuyến cáp quang biển trục Bắc – Nam chưa hình thành Tuyến thông tin này có nhiều ý nghĩa quan trọng về tầm chiến lược kinh tế, chính trị , an ninh , quốc phòng.Các hạng mục lắp đặt tuyến cáp quang trên từng giai đoạn được đưa gia phù hợp với tiến bộ xây dựng đường Hồ Chí Minh của nghành giao thông vận tải Trong tương lai gần tuyến cáp quang biển trục Bắc – Nam sẽ được xây dựng phù hợp với xu hướng phát triển của thời đại, nó có tính khả thi và hiệu quả kinh tế cao Đề tài có phân tích sự cần thiết của dự án sau đó đưa ra cấu hình của tuyến cáp này Vấn đề kỹ thuật của tuyến đáy biển cũng được đề cập nhằm chọn tuyến ngắn nhất với điều kiện đáy biển tốt nhất, đảm bảo an toàn cho việc chụn cỏp.

Chương II: Chiến lược và giải pháp cáp HOÁ MẠNG VIỄN THÔNG

Chiến lược và giả phỏp cỏp hoỏ mạng viễn thông là một phần quan trọng trong toàn bộ chiến lược phát triển mạng viễn thông Việt Nam Hệ thống thông tin quang đóng vai trò quan trọng và ảnh hưởng lớn đến chiến lược phát triển dịch vụ

2.1 Chiến lược phát triển dịch vụ:

Kế koạch , chiến lược phát triển mạng phụ thuộc và thay đổi theo các dịch vụ mà đời sống xã hội mong muốn hoặc được phép cung cấp trong hiện tại và tương lai Các loại dịch vụ mà một nhà khai thác có thể cung cấp cho thuê bao ngoài dịch vụ truyền thông sẽ là các dịch vụ băng hẹp, video phân bố

và video chuyển mạch

Hệ thống cáp quang có khả năng cung cấp được tất cả dịch vô băng rộng , từ dịch vụ băng rộng theo yêu cầu cho đến mạng hoàn toàn băng rộng Tuy vậy trong giai đoạn đầu các nhà khai thác lắp đặt mạng cáp để kinh doanh đều chưa mở rộng các dịch vụ cỏc dịch vụ băng rộng mà họ có thể

cung cấp Chỉ khi công nghệ phát triển rất cao , có thể mở ra nhiều hứa hẹn thì mạng quang mới được phát triển mạnh mẽ và mở rộng hơn tới thuê bao Tất cả các công ty viễn thông đều chấp nhận sự phát triển dần dần của mạng quang tới thuê bao nh là chiến lược phát triển mạng.

2.1.1 Chiến lược cung cấp các dịch vụ băng hẹp.

Các dịch vụ băng hẹp vẫn là dịch vụ đầu tiên mà các nhà khai thác lập

kế hoạch triển khai hiện tại và trong tương lai Hầu hết các dịch vụ này là thông tin hai chiều và yêu cầu mạng có khả năng chuyển mạch băng hẹp Đối với hầu hết cỏc thuờ bao, các yêu cầu có thể được thoả mãn theo tiêu chuẩn N_ISDN, có nghĩa mỗi thuê bao có thể truy nhập tớn hiờu 144kb/s, bao gồm

2 kênh 64 kb/s tín hiệu và kênh D 16KB/s dùng để báo hiệu và truyền dữ liệu với tốc độ thấp Để truyền tớn hiờu băng hẹp người ta lắp đặt cáp quang trong mạng cỏp chớnh của tổng đài , sau đó sẽ triển khai mạng cỏp nhỏnh

Một sự lùa chọn quan trọng trong chiến lược này là dụng lượng cáp sử dụng cho các dịch vụ trong tương lai Số sợi quang trong mạng quyết định khả năng nâng cao cấu hình mạng nhằm cung cấp các dịch vụ băng rộng Cấu trúc mạng có thể áp dụng các kỹ thuật tiên tiến khác nhau nh WDM hay truyền dẫn coherent để có khả năng nâng cao dụng lượng đường truyền Sợi quang dự phòng là một yếu tố quang trọng trong khi lập chiến lược phát triển mạng vỡ nú tạo ra khả năng linh hoạt trong việc chuyển sang thị trường mới khi có sự thay đổi chiến lược trong tương lai

2.1.2 Chiến lược cung cấp các dịch vụ video phân bố.

Xu hướng sau năm 2000 dịch vụ video theo yêu cầu sẽ phát triển cùng với tổng đài ATM được triển khai trên mạng Sau khi thoả mãn được các yêu cầu dịch vụ băng hẹp trong hiện tại cũng như trong tương lai, ngành Bưu điện

có thể thâm nhập vào thị trường dịch vụ băng rộng mà trước tiên là cung cấp cỏcdịch vụ truyền hình và các thuê bao Để thực hiện điều này, cần phải dự báo cấu hình có thể cung cấp đồng thời cả hai loại dịch vụ trên

2.1.3 Chiến lược cung cấp các dịch vụ video chuyển mạch.

Có thể xây dựng các mạch băng hẹp hoặc băng rộng để thoả mãn cung cấp cỏcdịch vụ video chuyển mạch Trong thời gian trước mắt, các dịch vụ video chuyển mạch chua có hiệu quả kinh tế cao Chóng ta sẽ lắp đặt hệ thống cho dịch vụ thoại và triển khai mạng đường trục quang để truyền dẫn các dịch

vụ video phân bố nhưng được thiết kế có khả năng cung cấp các dịch vụ video chyển mạch khi công nghệ phát triển và giá thành hệ thông giảm tới mức có thể chấp nhận được.

2.1.4 Chiến lược đưa cáp quang vào mạng viễn thông.

Trước tiên chúng ta tiến hành cáp quang hoá mạng đường trục và trung

kế Để có thể sử dụng cáp quang một cách đồng bộ và phù hợp với mạng quốc

tế, mạng đường trục , năm 2000 hầu nh các tỉnh lỵ đều sử dụng cáp quang

Đối với các thành phố và các tỉnh lớn, nếu mạng nội hạt có nhiều tổng đài kể cả vệ tinh thì hầu nh mạng trung kế liên đài được sử dụng cáp quang Chóng ta cần xây dựng mạng vòng cho các tỉnh thành phố còng nh nội thị nhằm đảm bảo an toàn mạng viễn thông , tạo ra một sự linh hoạt của mạng và

có thể phân tải khi cần thiết

Giai đoạn sau chóng ta sẽ cáp quang hoá thuê bao, sợi cáp quang có thể đến từng nhà , từng cơ quan, trường học v v Sau năm 2000 khi mạng Viễn thông triển khai các tổng đài ATM thì sự đòi hỏi thuê bao sẽ nhiều hơn và điêu kiện để hoàn thiện nó sẽ đầy đủ hơn Những mạng quang tổ hợp trong đó kết hợp truyền hình quảng bá cũng như các dịch vụ video sẽ thúc đẩy mạng truy cập thuê bao đồng thời các tuyến cáp quang được xây dựng hiện nay vẫn còn giá trị và phát huy hiệu quả

2.2 Các phương pháp nâng cao dụng lượng tuyến truyền dẫn.

Các dịch vụ viễn thông ngày càng đa dạng và phát triển nhanh chóng Cùng với sự gia tăng số lượng thuê bao là sự gia tăng nhu cầu đa dạng về dịch

vụ, đặc biệt là các dịch vụ băng rộng đòi hỏi tốc độ truyền dẫn lớn

Hệ thống thông tin quang ngày càng phát triển mạnh mẽ do có nhiều ưu điểm, phù hợp với các yêu cầu của mạng viễn thông nh dông lượng lớn, độ mộo tớn hiờu nhỏ, cự ly thông tin dài, đa dạng tín hiệuv.v Tuy nhiên để thoả mãn nhu cầu về lưu lượng ngày càng tăng do mật độ thuê bao tăng và do dịch

vụ viễn thông ngày càng đa dạng nh Internet, ISDN, thuờ kờnh đũi hỏi tuyến thông tin phải được bổ sung, nâng cấp và hoàn thiên hơn Có thể sử dụng hai phương thức sau để tăng dụnglượng của tuyến thông tin: Ghộp kờnh theo bước sóng quang(WDM- Wavelenght Division Multiplexing) hoặc ghộp kênh the thời gian(TDM- Time Division Multiplexing)

Phương ỏn TDM lợi dụng khả năng truyền dẫn với tốc độ rất lớn của sợi quang để tăng dụng lượng Phương ỏn này đó sử dụng từ lõu và đó chứng

tỏ tớnh ưu việt của mỡnh Tuy nhiờn với tốc độ truyền dẫn cỡ 10Gb/s trờn cỏp sợi quang vấn đề đặt ta là ngoài việc khỏc phục suy hao đường truyền cũn đặc biệt chỳ ý tới vấn đề tỏn sắc của tớn hiệu để tớn nhận đượch khụng bị mộo dạng

Phương ỏn WDM lợi dụng băng thụng của sợi quang để ghỏp nhiều bước song cụng tỏc nhằm tăng dụng lượng thụng tin

Cả hai phương ỏn TDM và WDM đều cú một mục đớch chung là tăng dụng lượng tuyến truyền dẫn mà khụng phải lắp thờm hay thay sợi quang mới Mỗi phương ỏn cú nhưng ưu khuyết, phải phõn tớch điều kiện cụ thể để lựa chọn phương hướng thớch hợp

2.2.1 Phương phỏp TDM(Time Division Multiplexing)

Đối với mạng đường trục hiện tại ở cấp STM-16 (tốc độ 2,5Gb/s) cỳthể

sử dụng kỹ thuật TDM để lắp đặt cỏc thiết bị truyền dẫn mới cho phộp truyền dẫn cấp STM (10 Gb/s) Hỡnh 2.1 là sơ đồ tuyến cỏp quang 10 Gb/s ghộp kờnh theo thời gian

10Gb/s

Hỡnh2.1.Sơ đồ tuyến cỏp quang 10 Gb/s ghộp kờnh theo thời gian.

Phương ỏn sử dụng ghộp kờnh theo thời gian cần điều biến tỏch quang ngoài Bộ quang ngaũi biến đổi quangđiện cú sơ đồ ở hỡnh 2.2.

Nghiờn cứu thiết kế nõng cấp tuyến cỏp quang trục Bắc - Nam 21

I.T MU X

Bộ điều chế

Mạch điều

ổ đĩa D-

Bộ tiền khuyếch

đại quang

Bộ tiền

khuyếch đại

quang

Bộ tiền KĐ Bộ KĐ Đệm quyết địnhMạch

Dữ liệu ra

Bộ tách xung nhịp

Bộ lọc

đệm Bộ KĐ

đồng bộ Bộ phân

phối đồng hồ

Tín hiệu

ra 10 Gb/s

Hình 2.2 Bộ biến đổi điện quang và quang

điện 10 Gb/s

2.2.2 Phương ỏn WDM(Wavelenght Division Multiplexing).

Nếu sử dụng ghộp kờnh theo bước súng (WDM) để truyền 4 luồng 2,5Gb/s một sợi quang thỡ dụng lượng của toàn tuyến la 10Gb/s

Hiện nay việc tăng tốc độ lờn 10 Gb/s trờn cựng một sợi quang sẽ gặp một khú khăn về kỹ thuật và giỏ thnàh cụng nghệ cao Trước mắt chỉ nờn ỏp dụng tại cỏc tuyến chớnh cỳ dụng lượng lớn

Kỹ thuật WDM cho phộp tăng dụng lượng cỏc tuyến dẫn quang mà khụng cần phải tăng tốc độ xử lý của cỏc Phone điện tử hoặc dựng thờm sợi quang, tận dụnh cỏc thiết bị đó lắp đặt khai thỏc trờn toàn tuyến va rất linh hoạt trong việc tăng dụng lượng Ta biết rằng tỏn sắc tăng theo tốc độ truyền dẫn, kỹ thuật WDM tuy tăng dụng luợng nhưng khong tăng tốc độ nờn cho phộp giảm bớt ảnh hưởng của tỏn sắc đối vơis cỏc tuyến dẫn quang

Trong một hệ thỳng truyền dẫn quang tiờu chuẩn, một bước súng đơn được truyền trong cỏc cửa sổ quang của sợi, thường cửa sổ này ở 1310nm hoặc 1550 nm WDM dạng đơn giản nhất cho phộp tăng gấp đụi dụng lượng

0 100

đầu ra ± 2dB

Hệ số khuyếch

đại công suất bằng 2,5dB

Công suất vào sợi quang (dBm)

Hình 2.3 Sự phụ thuộc của khoảng cách đoạn lặp đối với công suất vào và tán sắc của sợi quang

sợi bằng cách truyền thông tin ở hai bước sóng là 1310 nm và 1550 nm Dụng lượng tuyến tăng lên khi số bước sóng ghép tăng lên

Phương thức này cho phép hệ thống hoạt đọng tốt trong tuyến truyền dẫn đường dài, truyền dẫn điểm nối điểm Tín hiệu quang truyền trong sợi quang thông thường suy hao 2,25 dB/km, do đó hệ thống thông tin quang cần phải có bộ phận thiết bị lặp trên từng chặng cỡ 100km để bù vào công suất suy hao trên sợi quang

Trước đây muốn khuyếch đại phải biến đổi trở lại thành tín hiệu quang thành tín hiệu điện, tái tạo và biến đổi trở lại thành tín hiệu quang và truyền đi tiếp Sự ra đời của bộ khuyếch đại quang sợi EDFA làm đơn giản việc bù công suất tín hiệu bằng cách khuyếch đại thẳng tín hiệu quang mà không cần các bộ tái tạo điện Các bộ EDFA làm việc trong một cửa sổ hẹp (khoảng 40nm) xung quanh bước sóng 1550nm

Cỏc bé EDFA tăng cường sự phát triển của WDM Việc chia cửa sổ EDFA thành nhiều bước sóng hoặc nhiều kênh cho phép truyền nhiều bước sóng trên cùng một sợi do đó dụng lượng truyền dẫn tăng lên đáng kể

2.3 Kỹ thuật ghộp kờnh theo bước sóng (WDM).

2.3.1 Nguyên lý cơ bản của kỹ thuật WDM

Với kỹ thuật thông tin quang điểm nối điểm thông thường, mỗi sợi quang chỉ có thể truyền tín hiệu quang từ một nguồn phát tới một nguồn phát tới một bộ tách quang ở đầu thu, Các tín hiệu từ các nguồn quang khác nhau đòi hỏi các sợi xác định và riêng biệt Trong thực tế thì nguồn quang có độ rộng phổ tương đối hẹp, do vậy phương pháp này chỉ sử dông một phần băng tần vốn rất lớn của sợi quang Về mặt lý thuyết có thể làm tăng đáng kể dụng lượng tuyến truyền dẫn của hệ thống bằng cách truyền đòng thời nhiều tín hiệu quang trên cùng một sợi nếu các nguồn phỏt cú phổ cách nhau một cách hợp lý và ở đầu thu có thể thu được các tín hiệu quang riêng biệt nếu phần thu

cú cỏc bộ tách bước sóng Đõy chớnh là cơ sở của kỹ thuật ghép bước sóng

Có thể phân loại các hệ thống ghép bước sóng thành hai loại : Hệ thống ghép bước sóng theo một hướng, thiết bị ghép bước sóng được dùng để kết hợp các bước sóng khác nhau, sau đó truyền trờbn cùng một sợi và tại đầu kia thiết bị tách bước sóng sẽ tỏch cỏc bước sóng này trước khi đưa vào bộ thu quang

Trong hệ thống ghép bước sóng theo hai hướng, tín hiệu được truyền di theo hai hướng ngược nhau tại hai bước sóng khác nhau trên cùng một sợi quang (bước sóng ’k và k với k=1 đến n)

MUX/

DEMU X

2.3.2.1 Thiết bị WDM làm việc theo nguyên tắc tán sắc góc

Theo nguyên tắc này, các bước sóng khác nhau sẽ được tách thành các hướng khác nhau nhờ thiết bị tán sắc góc

Giai đoạn đầu của WDM người ta thường dùng lăng kính để làm phần

tử tán sắc góc Do hiện tượng chiết suất pphụ thuộc vào bước sóng ánh sáng nên chùm tia sáng cú cỏc bướcsúng khác nhau ở đầu vào sẽ bị lăng kính phân thành các tia sáng đơn sắc theo các hướng khác nhau ở đầu ra

Hinh 5.2 biểu thị hiện tượng tán sắc dùng lăng kính, với góc i là góc , i’

là gúc lú, A là góc đỉnh của lăng kính, n là chiết suất của vật liệu làm lăng kính

Tán sắc dùng lăng kính có nhược điểm đó là mức độ tán sắc thấp nờn khú tách được các bước sóng gần nhau Bởi vậy người ta chỉ dùng lăng kính trong trường hợp tỏch cỏc bước sóng ở hai cửa sổ truyền dẫn khác nhau

Do nhược điểm khụngtỏch được các tia sáng có bươcsongs gần nhau nên ngày nay lăng kính hầu nh không được dùng nữa, thay vào đó người ta sử dụng cách tử nhiễu làm phần tử tán sắc gúc Cỏch tử được cấu tạo bao gồm nhiờu rónh như răng cưa, trên bề mặt của cỏc rónh này được phủ một líp có tính năng phản xạ Khi rọi ánh sáng lên bề mặt cách tử, ngoài hiện tượng nhiễu xạ khi gặp cấch tử(hiện tượng tia sáng lệch khỏi phương truyền thẳng) cũn cú hiện tượng giao thoa của các tia anh sáng bị phản xạ bởi bề mặt cách

tử làm cho ánh sáng bị nhiễu xạ theo cỏc gúc riêng biệt Góc nhiễu xạ phụ thuộc vào bước sóng của ánh sáng tới Cũng giông nh lăng kính, ánh sáng không đơn sắc ở đầu vào sau khi qua cách tử sẽ được tách thành các tia sáng

r

H×nh 2.5 T¸n s¾c dïng l¨ng kÝnh

đơn sắc ở đầu ra theo cỏc gúc khác nhau Ưu điểm của cách nhiễu xạ so với lăng tính đó là góc tán sắc lớn hơn.

Hình 2.6 Sử dụng cách tử để tách bước sóng

2.3.2.2 Thiết bị WDM sử dụng bộ lọc quang

Bộ lọc quang sử dụng trong thiết bị WDM là bộ lọc điện môi, làm việc theo nguyên tắc phản xạ tín hiệu ở một dải phổ nào đó và cho phần dải phổ còn lại đi qua Bộ lọc này được cấu tạo từ nhiều líp có chiết suất cao(H) và cú lớp cú chiết suất thấp (L) xen kẽ nhau trờn lớp nền (S).Cỏc lớp H và L thường được làm bằng ỗit kim loại hoặc Fluroide, cũn lớp nền được làm bằng Si

Mỗi líp này có bề dày nc = 0/4 hoặc nc = 30/4 (0 là bước sóng trung tâm)

trong đó bộ lọc với nc = 0/4 được gọi là bộ lọc bạc 0, còn bộ lọc với

nc = 30/4 được gọi là bộ lọc bậc 1

Để tách được nhiều bước sóng người ta phải sử dụng nhiều bộ lọc nối với nhau theo cấu trúc tầng Hình 2.7 là nguyên lý của thiết bị WDM sử lý bộ lọc

Các bộ lọc này hoạt động theo nguyên tắc của buồng cộng hưởng FabryPerot Đây là bộ cộng hưởng có tính chất chọn lọc bước sóng, sóng ánh sáng nào có thể tạo ra trong bộ cộng hưởng một sóng đứng thì truyền đạt cực đại tại bước sóng đó Người ta có thể tạo ra các bộ lọc với các đặc tính phổ khac nhau, tuỳ thuộc vào số líp và độ dày của líp điện môi Để bộ lọc có đường đặc tính được dốc(cú nghĩa hệ số phản xạ đạt được R >99%, hệ số truyền qua đạt được T >99%) người ta sử dụng bộ lọc có cấu trúc (H/2L H/2)k

Tuỳ theo đặc tính phổ của bộ lọc có thể phân ra thành hai họ:

- Bộ lọc thông dải: bao gồm bộ lọc thông thấp (SWPF) và bộ lọc thông cao(LWPF) Bộ lọc thông thấp sử dụng bộ lọc bằng 0 còn bộ lọc thông cao sử dụng cấu trúc bộ lọc bậc 1 Bộ lọc thông dải được đặc trưng bởi bước sóng cắt c

- Bộ lọc băng (BPF): bộ lọc này được cấu tạo từ nhiều bộ lọc cộng

hưởng, được đặc trưng bởi bước sóng trung tâm 0 vàđộ rộng băng thông  của bộ lọc

Các bộ lọc thông dải thường được sử dụng trong việc tách và ghép hai bước sóng ở hai cửa sổ truyền dẫn khỏc nhau(vớ dụ bước sóng 850 nm và

1300 nm hay 1300 nm và 1500 nm) Có thể sử dông các thiết bị này với hiệu quả cao đối với các nguồn sáng có độ rộng lớn nh LED Cũn cỏc nguồn sáng

có độ rộng hẹp nh Laser người ta thường sử dụng các bộ lọc băng Các bộ lọc này thường được thiết kế sao cho đặc tính phổ có dạng phẳng xung quanh bước sóng trung tâm và sườn của đặc tính càng dốc càng tốt có thể ngăn ngõa

sự thường xuyên âm giữa hai kênh gần nhau

Trong trường hợp phải sử dụng bộ lọc có cấu trúc tầng để tách nhiều bước sóng, do suy hao truyền dẫn bị tích luỹ dần lờn(vỡ kờnh thứ n phải đi qua Ýt nhất n bộ lọc) nên số lượng kênh bước sóng của thiết bị WDM sử

dụng bộ lọc thường bị giới hạn Bình thường số kênh nhiều nhất là 10 nếu dùng Laser và chỉ khoảng 5 kênh nếu dùng LED.

Trong thực tế , các phần tử tách và ghép bước sóng thường được sử dụng kết hợp với thấu kính Thấu kính này đóng vai trò hội tụ các tia sáng được đưa đến từ các sợi quang vào các phần tử tách/ ghép bước sóng Mặt khác thấu kính cũn cú vai trò chuẩn trực các tia sáng, đó là việc cần thiết bởi các phần tử tán sắc góc và lọc quang nhạy cảm với góc tới của tia sáng

Cả hai ví dụ trên đều sử dụng chung thấu kính cho các cổng vào và cổng ra Trong một số thiết kế người ta cũng sử dụng các thấu kính khác nhau cho các sợi khác nhau và thấu kinh được đặt vuông góc với trục của sợi, cấu trúc này có ưu điểm là tăng độ chính xác và độ hội tụ của tia sáng

Ngoài ra cũn cú cỏc phần tử quang khác cũng được dùng trong việc lọc(tỏch / ghộp) một hoặc hai bước súncg xác định hoặc lùa chọn được các bước sóng quang

Phần tử thứ nhất có thể xem nh bé định tuyến bước sóng (wavelengthrouting) nó hoạt động dựa trờn nguyên lý dịch pha của các bước súng ( AWG-arryed Waveguid Grating) Nú cũn có tên khác nh Phase Aray Chức năng của AWG được thể hiện nh trờn hình 2.9

Components Phased Array

λ1,λ2λ

2

Tất cả các bước sóng được đưa vào “a” sẽ xuất hiện lần lượt tại các đầu ra Trên cùng một đàu ra có thể xuất hiện các bước sóng tại các đầu vào khác nhau Nguyên lý làm việc này khiến AWG thành một bộ định tuyến bước sóng.

λ1

λ2

Fiber grating rellective For λ2

Component Add/drop multiplexer using circulator and grating

H×nh 2.10 Bé quay pha

Nếu chọn các bước sóng đưa tới đầu vào thích hợp thì có thể lấy được bước sóng đó ở đầu ra bất kỳ Khi đầu vào “a” chỉ có một cổng thì AWG được dùng nh bộ tỏch súng quang, nếu đi theo chiều ngược thỡ nú trở thành

bộ ghép bước sóng

Phần tử này có thể được chế tạo với khối lượng lớn, giá thành hạ vì cơ bản nó được chế tạo theo phương pháp nh đối với chíp điện tử Do vậy AWG còn được gọi là linh kiện quang tích hợp (Intergated Optics)

Phần tử thứ hai là bộ tỏch ghộp bước sóng sử dụng phối hợp bộ quay pha bước sóng (circulator) và cách tử sợi quang(fiber grating) Nguyên lý hoạt động được mô tả ở hình 2.10 Bé quay pha quang được thiết kế gần giống với bộ cách ly quang (optical isolator), nó thực hiện chức năng quay pha của bước sóng cần tách/ xen cũn cỏc bước sóng khỏc thỡ không bị ảnh hưởng Bước sóng nào đã bị quay pha sau đó sẽ được bộ cách tử sợi quang phản xạ lại đưa vòng tới lối ra/ vào của bé quay pha Các bước sóng khác vẫn

đi qua bình thường

Cách tử quang là một linh kiện được ứng dụng rất nhiều trong truyền dẫn Có thể sử dụng nó làm bộ lọc bước sóng băng hẹp hoặc băng rộng, bộ bù tán sắc, bộ lọc làm phẳng đường đặc tuyến của EDFA và một Phone của bộ lọc quang trong phần tử tỏch/ghộp bước sóng Cách tử sợi quang được chế tạo với giá thành thấp bằng cách sử dụng chùm tia cực tím năng lượng cao tạo ra cách tử trong lõi sợi hoạt động theo nguyên lý cách tử Bragg Bởi vì nó chỉ là một mẩu sợi quang nhỏ nên suy hao xem có thể bằng 0, đó là một đặc tính có tắc động tốt đối với bộ tỏch/ghộp bước sóng

Kết hợp bộ quay pha và cách tử sợi quang nh trên làm cho việc tỏch/ ghộp một bước sóng tại nót xen/rẽ có suy hao nhỏ(khoảng 2dB) Giá thành hiện nay của bộ quay pha còn khá cao nờn nú mới được sử dụng cho các tuyến cáp quang biển có cự ly dài Theo xu hướng phát triển công nghệ hiện nay, chắc chắn giá thành của bộ quay pha sẽ giảm nhiều trong thời gian tới

2.3.3 Các tham số cơ bản của bộ tỏch/ghộp bước sóng,

Có 3 tham số cơ bản để đánh giá một bộ tỏch/ ghộp bước sóng: suy hao xen, xuyờn õm và độ rộng phổ của kênh

2.3.3.1 Suy hao xen:

Suy hao xen là lượng hao tổn công suất trên tuyến truyền dẫn quang do việc đưa thờm cỏc bộ ghép bước sóng Khác với các thành phần quanh thụ động thông thường suy hao xen ở đây được xem xét đối với từng bước sóng,

có nghĩa mỗi bước sóng i thì suy hao được tính nh sau:

Li = -10Lg[O(i)/Ii(i)] (đối với mỗi bộ MUX)

Li = -10Lg[O(i)/Ii(i)] (đối với mỗi bộ DEMUX)

Trong đó (i) và Ii(i) là tín hiệu được ghộp trờn kờnh chung, tương ứng với bước sóng i.

Ii(i) là tín hiệu bước sóng i đi vào cổng thứ i của bộ ghép

Oi(i) là tín hiệu bước sóng i đi ra khỏi cổng thứ i của bộ ghép

Suy hao này bao gồm suy hao sinh ra tại điểm ghép nối của bộ tỏch/ghộp bước sóng mà nguyên nhân chủ yếu là do hấp thụ hoặc phản xạ

2.3.3.2 Xuyờn õm

Xuyờn âm là hiện tượng dò tín hiệu từ kênh này sang kênh kia Xuyờn

õm sinh ra do các nguyên nhân sau:

- Do đặc tính bộ lọc không hoàn thiện

- Do phổ của các nguồn phát chồng lên nhau

- Do phản xạ hay hộ tụ xảy ra không triệt để làm các tia sáng bị phân tán

- Do hiện tượng phi thuyến, đặc biệt đối với trường hợp công suất của cỏc kờnh bước sóng lớn

Trong thực tế người ta chia thành hai loại xuyờn õm đầu gần và được biểu thị ở hình 2.11

Nghiên cứu thiết kế nâng cấp tuyến cáp quang trục Bắc - Nam 32

Khi truyền hai hướng trờn cựng một sợi tức mỗi đầu đều cú cả bộ phỏt

và bộ thu thỡ xuyờn ừm đầu gần xảy ra Chẳng hạn tớn hiệu cú bước súng 1

cú thể đi ngay vào bộ thu của bước súng 2 mà khụng bị suy hao do đường truyền Do vậy yờu cầu về giới hạn xuyờn ừm đầu gần đối với cỏc bộ ghộp bước súng là rất khắt khe và được đỏnh giỏ trong mối tương quan với suy hao trờn toàn tuyến

2.3.3.3 Độ rộng phổ của kờnh.

Độ rộng phổ của kờnh là dải bước súng dành cho mỗi kờnh Độ rộng này phải đảm bảo đủ lớn để trỏnh nhiễu giữa cỏc kờnh, do đú nú được xỏc định theo từng loại nguồn phỏt

2.4 Kỹ thuật truy nhập mạng.

2.4.1 Tổng quan về kỹ thuật WDMA

Kỹ thuật ghộp bước súng cho phộp truyền đồng thời nhiều tớn hiệu quang cú bước súng cỏch nhau một khoảng an toàn trờn cựng một sợi quang Khỏi niệm truyền ở đõy bao gồm cả việc truyền cựng hướng và ngược hướng cỏc tớn hiệu trờn sợi quang Hỡnh 2.12 và 2.13 mụ tả một cỏch tổng quỏt cỏc

hệ thụng WDM theo cựng và ngược hướng

Nghiờn cứu thiết kế nõng cấp tuyến cỏp quang trục Bắc - Nam 33

Tín hiệu λ 2

Tín hiệu λ 1 Phát λ 1

Thu λ 2

WD M

WD M

Nguồn phát λ n Kênh 1

Hình 2.12 Hệ thống ghép bước sóng cùng hướng

Kỹ thuật ghép bước sóng trên mạng truy nhập cũng xây dựng theo nguyên lý như trên Người ta dịnh nghĩa mạng đa truy nhập sử dụng kỹ thuật ghộp súng là mạng sử dụng bước sóng một cách hiệu quả bằng cách truyền đồng thời nhiều tín hiệu quang ở các bước sóng khác nhau trên cùng một sợi quang.

Mạng đa truy nhập sử dụng kỹ thuật ghép bước sóng (WDMA) gồm hai loại : mạng WdMA đơn bước (được gọi là mạng WDMA quang hoá hoàn toàn) và mạng WDMA đa bước

2.4.1.1 Mạng WDMA đơn bước.

Chuỗi tín hiệu truyền trong mạng này là dạng quang mà không bị chuyển thành tín hiệu điện ở các bước trung gian

Các mạng WDMA đơn bước được chia làm hai loại chính nh sau:

- Mạng WDMA”định tuyến theo bước súng”(xem hỡnh 2.14)

- Mạng WDMA”quảng bỏ” và “lựa chọn”(xem hình 2.15)

2.4.1.2 Mạng WDMA đa bước:

Chuỗi tín hiệu khi đi qua cỏc nút trung gian trong mạng WDMA đa bước phải chuyển thành dạng điện Sau đó cỏc nút trung gian liên tục truyền tín hiệu tới cỏc nút khác nhau bằng cách phát lại chuỗi tín hiệu dưới dạng quang ở bước sóng thích hợp

Mạng WDMA đa bước được thể hiện ở hình vẽ 2.16 đó là mạng hớnh sao 8 nót, mỗi nót có hai đầu thu và phát có thể hoạt động tại một vài bước sóng.

Ngoài cấu hình mạng hình sao, kỹ thuật này có thể áp dụng cho các cấu hình khác

T R

T R

R T

R

T R

2.4.1.3 So sánh các mạng sử dụng kỹ thuật truy nhập mạng

WDMA đơn bước.

Mạng WDMA định tuyến theo bước súng có ưu điểm hơn so với mạng WDMA “quảng bỏ” và “lựa chọn” bởi vì mạng WDMA định tuyến theo bước sóng sử dụng các bộ WDMA mà không sử dụng các coupler hoặc van quang nên tránh được suy hao tách Tuy vậy mạng này cũng có yếu điểm đó là cỏc nút phải được cung cấp cả đầu phát và đầu thu hoạt động được ở tất cả các bước sóng Mạng WDMA định tuyến theo bước súng cú thờm ưu điểm nữa

đó là khả năng điêu chỉnh linh động cấu trúc định tuyến theo phổ lưu lượng trong mạng Khả năng này rất cần thiết đối với các mạng có phổ lưu lượng không cân bằng

2.4.2 Tổng quan kỹ thuật SCMA.

Nhiều kỹ thuật sóng quang phụ của hệ thống thông tin quang được áp dụng kỹ thuật truyền dẫn viba Một số bội của sóng quang viba được sử dụng

để truyền dẫn một số kênh qua cáp đồng hoặc trong khoảng không gian Khi cỏc kờnh điều chế được truyền dưới dạng quang, cỏc súng viba tần số từ 107 đến 1010 HZ hoạt động nh các sóng mang quang Đõy chớnh là nguyên lý của

§Çu thu

H×nh 2.17 CÊu tróc m¹ng SCMA

Giả thiết tất cả các sóng mang phụ được điều chế bằng cách sử dụng bộ phối hợp công suất viba RF Tín hiệu kết hợp sau đó được sử dụng dể điều chế trực tiếp sóng mang quang Tín hiệu quang được phát trong hệ thông tin quang theo kiểu một điểm tới đa điểm (có thể chứa tất cả các bộ khuyếch đại quang) và được thu bằng photodioe băng tần cao Photodioe này sẽ biến đổi tín hiệu quang thành tín hiệu điện Kênh muốn thu sẽ được chọn bằng bộ lọc thông số viba R/F hoặc các bộ thu đổi tần Bởi vì sóng mạng phụ khong ảnh hưởng đến truyền dẫn nên có thể truyền được cả tín hiệu tương tự và tín hiệu số.

Đa truy nhập bằng cách chia sóng mang phô cho cỏc nút thu/ phát gọi

là kỹ thuật SCMA

2.4.3 Tổngquan kỹ thuật TDMA.

Nguyên lý của kỹ thuật TDMA hoàn toàn dựa trờn kỹ thuật TDM điện, chỉ khác là kỹ thuật này sử dụng trong mạng đa truy nhập và chúng được chuyển hoá thành dạng quang trước khi truyền trong môi trường truyền dẫn

Trong kỹ thuật TDMA, cỏc nút dùng chung nguồn thông tin bằng cách gửi dữ liệu một cách đồng bộ để tránh việc phá vỡ dữ liệu Có hai cách để lắp đặt TDMA đó là TDMA dựa trờn bớt và TDMA dựa trờn khối

Dòng dữ liệu TDMA bít được tạo ra bằng cách chốn cỏc bit từ mỗi nót Phương pháp này chỉ yêu cầu việc lưu trữ của một bit cho nót tại bất cứ thời gian nào nên phải quan tâm tới khoảng trống bộ nhớ yêu cầu tại mỗi nót Phương pháp này yêu cầu tất cả cỏc nút được đồng bộ bit, nh vậy là không thực tế vì trong các hệ thống quang sợi truyền chuỗi dữ liệu tốc độ bit cao

Phương pháp TDMA dựa trờn khối được chia thành hai loại là TDMA dựa trờn khung hoặc TDMA dựa trờn gúi Trong kỹ thuật TDMA dựa trờn khung , mỗi nót được sắp xếp một dụng lượng cố định trong mỗi khung TDMA Trong kỹ thuật TDMA trờn gúi, mỗi nót được phép gửi một gói toàn

bộ dữ liệu khi đến lượt truy nhập

Việc lựa chọn dựng loại kỹ thuật TDMA nào phụ thuộc vào khả năng

xử lý dữ liệu của mỗi nút Giả sử mạng gồm N nỳt cỳ tốc độ xử lý dữ liệu là K(b/s) thỡ mỗi nút phải cú khả năng xử lý dữ liệu tại tốc độ N.B(b/s)

Hỡnh 2.18 mụ tả mạch quang thụ động xõy dựng theo cấu hỡnh bus, nú biểu diễn bus với N nút nối thụng qua cỏc van thụ động Bộ điều khiển nút trung tõm quản lý dũng dữ liệu đi và đến nút Dữ xuụi dũng từ bộ điều khiển trung tõm (CO) cỏc nỳt trung tõm là quảng bỏ, trong khi đú truyền dẫn ngược dũng được thực hiện thụng qua TDMA ghộp khối

Một nút i cú dữ liệu từn nút j, trước tiờn dữ liệu dược truyền ngược hướng tới bộ điều khiển trung tõm sau đú xuụi chiều đến nút i

Cú ba vấn đề cần quan tõm khi lắp đặt TDMA : việc sắp xếp (bự khoảng cỏch); đồng bộ; mức cụng suất quang

1.Việc sắp xếp: Cần phải sắp xếp (hay bự khoảng cỏch) bởi vỡ cấu hỡnh

và khoảng cỏch từ cỏc nỳt tới bộ điều khiển trung tõm thường khỏc nhau Để dạng dũng TDMA khụng cú sự trựng khối dữ liệu (cú nghĩa khụng bị phỏ vỡ

dữ liệu) cần phải được thực hiện bằng ảo khảng cỏch nối từ cỏc nỳt tới bộ điều khiển trung tõm Việc này được thực hiện thụng qua quỏ trỡnh sắp xếp, quỏ trỡnh sẽ do khoảng cỏch từ cỏc nỳt đến bộ điều khiển trung tõm và xỏc định số lượng tương đương chốn vào mỗi nỳt.Dữ liệu tại cỏc nỳt gần bộ điều khiển trung tõm sẽ bị tỏc chế khi truyền lõu, trong khi dữ liệu tại cỏc nỳt xa hơn thỡ bị trễ ít (thời gian trễ cú thể là 0 đối với cỏc nỳt ở xa nhất) Bằng phương phỏp này tất cả cỏc nỳt hầu nh phỏt cựng khoảng cỏch truyền đến bộ điều khiển trung tõm

Nút 2

Hình 2.18 Mạng quang thụ đọng xây dựng theo cấu hình Bus

2 Đồng bộ: Ngay khi sắp xếp, một vài dữ liệu cần được khụi phục

đồng hồ của mỗi burst vào từ mỗi nút một cỏch nhanh chúng Cú nhu cầu này bởi lẽ sự sắp xếp khụng thể thực hiện với độ chớnh xỏc tuyệt đối do đú thời thời gian gỏc giữa cỏc burst phải được chốn vào một cỏch phự hợp Giả thiết cỏc nỳt gửi cựng tốc độ danh định nờn chỉ cỏc pha đồng hồ chớnh xỏc của mỗi burst mới được khụi phục Điều này cú thể thực hiện bằng nhiều cỏch khỏc nhau, chẳng hạn sử dụng cỏc mạnh vũng khoỏ pha (PLC) Thụng thường, việc

sử dụng PLC yờu cầu cỏc phần mở đầu dài hơn ở trước mỗi khối dữ liệu do

đú làm giảm hiệu suất truyền tải của chuỗi dữ liệu kỹ thuật TDMA

2.4.4 Tổng quan kỹ thuật CDMA.

Kỹ thuật CDMA quang khai thỏc khả năng tạo ra cỏc xung ỏnh sỏng cực ngắng (chẳng hạn như cỏc xung xó chu kỳ cỡ picro giõy, thậm chớ ngắn hơn nhiều) để mú hoỏ 1 bit dữ liệu từ cỏc nguồn tớn hiệu thành một chuỗi chung với 1 mó duy nhất, được gọi là mó CDMA hay mó địa chỉ Do vậy tớn hiệu quang CDMA được bức xạ từ một nguồn tớn hiệu sẽ chiếm độ rộng băng tần lớn nhiều so với độ rộng băng tần tối thiểu cần thiết để truyền thụng tin đi Cỏc tớn hiệu này được tạo ra đơn thuần là tớn hiệu quang bằng cỏch sử dụng cỏc đường dõy trễ quang Tại đầu thu, sự tương quan quang (optical corelation) được thực hiện bằng cỏch sử dụng một bộ cỏc đường dõy trễ sợi quang song song và dữ liệu sẽ được khụi phục nhờ thỳờt bị ngưỡng

Nếu sử dụng cỏc mú CDMA thớch hợp thớ cỏc tớn hiệu từ cỏc nguồn thụng tớn hiệu khỏc nhau trờn mạng sẽ gõy nhiễu lẫn nhua ở mức tối thiểu do

đú cú thể truy nhập đũng thời mà khụng cần làm thễ cỏc tớn hiệu và cũng khụng cần thiết sử dụng cỏc giao thức mạng phức tạp để truyền tớn hiệu từ cỏc nguồn tớn hiệu khỏc nhau tại cỏc nỳt mạng

2.4.4.1 Mạng sử dụng kỹ thuật CDMA tỏch súng trực tiếp.

Một mạng CDMA sợi quang điển hỡnh được mụ tả như hỡnh vẽ 2.19Dư liệu

Bộ phân tích &

thiết bị ngưỡng Mã cố định

Bộ mã

hoá

CDMA Mã cố định

Bộ thu

Cỏc nót mạng được nối với nhau thông qua một bộ ghép sao N N thụ động Tại đầu phát của nót mạng, bộ mó hoỏ quang sẽ ghép mỗi bit “1” của nguồn thông tin thành một chuỗi các xung quang cực ngắn có tốc độ rất cao Các bit”0” của nguồn thông tin không được mó hoỏ do đó chúng được biểu diễn bằng một chuỗi các xung zero Tín hiệu sau khi mó hoỏ sẽ được ghép vào một sợi quang đơn mode và phát đi tới tất cả các đầu thu trong mạng Chuỗi xung quang là duy nhất cho mỗi nót mạng và chính là mã địa chỉ của nót Để gửi dữ liệu từ một nót i đến nót j, mã địa chỉ của đầu thu j được sử dụng để mó hoỏ dữ liệu tại bộ mó hoỏ của nót thứ i Bit được mó hoỏ”1” của nót i khi truyền tới nót j được biểu diễn nh sau:

Ký hiệu p(t) là một xung ánh sáng cực ngắn trong khoảng thời gian Tc

và được gọi là một chíp Giá trị cj,n = 0 hay cj,n =1 với 1 < n <F quyết định mã địa chỉ của nót j Giá trị F chính là chiều dài của mã và được xác định theo công thức : F =T/Tc, trong đó T là chu kỳ của bit nguồn tin Tổng số các bit

“1” ở trong chuỗi được gọi là trọng lượng của mã j

Tại đầu thu j, bộ giải mã quang sẽ nhận được một tín hiệu quang là tổng của N tín hiệu đó mó hoỏ được phát đi đồng thời (tong trường hợp tốt nhất) từ tất cả các bộ phát của cỏc nút Việc giải mã tín hiệu cần thu là quá trình lấy tương quan, trong đó các chuỗi xung tương quan được so sánh với chuỗi địa chỉ được lưu giữ của nót j Tín hiệu thu có thể biểu diễn như sau: