Bài giảng Mạng thông tin quang

Bài giảng Mạng thông tin quang

NOI DUNG MON H

dụng trong các trường hợp sai

1u cầu lưu lượng cực lớn cho hệ

bara

›hức tạp gồm nhiều cơ sở hạ tầng

phôi đa dịch vụ với chi phí vận

của các dịch vụ này khi tích hợp trên

nh hiệu quả các địch vụ mới của lớp

x cang nhiéu yéu cau

la thap nhat

thông chung cũng như riÊn§

ø phép kênh phân chia theo thấp và cho phép các luồng nà

áp đáng tin cậy

J9 triển tốc độ của mạng Interne

> định tuyến gói hiệu quả từ một

› một giao thức phi kết nối

Fhể hệ thứ nhất (1”): Mạng truyền tải quang

Luông (mang Cink diém - diém

[hê hệ thứ hai 2”): Mạng truyên tải quang

Chiuyéen mach kenh quane dong

Thé hé thie ba (3) Mang goi quang

OT TTR Te Bett

ác đường dẫn đã xác định qua mạng

Vorce low-speed Voate, low-speed

data services data sarvicey

Sang Song

Hish speed High epeed

data wervices Packet over SONET dats services

ing WDM thé hé thir nhat (luôn

5.1 MANG QUANG T

uang WDM/DWDM thé hé thir §

n quang)

‘ore Network Plane man agement \ x

Leer UNI

1 ; Aon Lay Dignalzig ve ares

* ~~

Manag IP PPP Layer Interface

5.1 MANG QUANG T

ach hang nay

ø của lớp quang đóng ạng của lớp đó

Ữ liệu trong miền điện, thực

gian cô định hoặc theo thông

hhiều loại dịch vụ khác nhau vàê

¡ dữ liệu, dịch vụ đường dây riêf

ó nhiệm vụ riêng và có thê hoạt

sm hoặc trên một lớp quang phức

11 lớp quang

T/SDH thường dùng đê giao tiêp với

hình thành môi trường truyề

kỹ thuật định tuyến thông min

ET/SDH thường được sử dụng

ê bao khách hàng của hệ thống

, đó là hệ thông SDH Nx2,5Gb/s

5.1 MANG QUANG T

ải bất kỳ khuôn đạng tín hiệu nảo, từ

o đó, với sự phát triển.của lưu lượng

ải cần dựa trên WDN ;

tại cùng một thời điểm Điều

ác lớp dưới là SONET/SDH và Ÿ

5.1 MANG QUANG T

khả năng khôi phục lại mạng sau khi

1 phí thiệt bị và chi phí thực hiện cao

nhiêu, ví dụ các đường lease

ường dùng mô hình này đê xã yén dé toi ưu hóa phân phôi lưu Ì

truyền tải thấp vì vẫn còn tồn tại

ø câp dịch vụ chât lượng cao QoS

20

liệu thường xây dựng mạng theo cau trúc này, gói dữ P được truyên

tải của mạng cao hơn vì đã loại be

dễ dàng hơn vì không dùng thiể

ie dung lượng truyền tải của sợi qu

5.2 CAC CHUYEN MA

kênh quang được thiết lập trước khi

được giải phóng bởi một bản tin giải

¡ phóng) kết nối Đo iéu trong

định tuyên bước sóng một lêm cuôi trước khi truyền t1 điên ra kêt nôi

ênh quang: Hình 5.9 là mô hình 1n xác nhận kêt thúc phiên truyên

Input Fiber | Output Fiber

mm

Hình 5.8: Mô hình nút chuyển mạch kênh quang

23 20/03/2012

tin cần truyền được cắt nhỏ thành các

i và được câu trúc thành gói tin bao liệu người dùng cần

ng tin điều khiển mào €

n tin từ các gói tin thu d

¡ chỉ được thiết lập khi truyẻ

đó được giải phóng và các tài

ng cấp phục vụ cho các kết nỗ

hực sự có thông tin een truyền

ạch kênh quang Trong mạng ch

ợc điểm của mạng chuyền mạch Ì

ôt cách mềm dẻo và đạt hiệu qua cé

Hình 5.10: Mô hình núuí chuyển mach goi quang

26 20/03/2012

Chính điều này đã làm giảm đáng kể

yên mạch gói sử dung O-E-O tai cac node

dụng mà có các kiểu í

là mỗi gói tin được đị

ời điểm đó), định tuyến ph

€ gói tin cùng di trên một ä

ợc gửi ổi liên tục trên mạng

tin có thể đi trên các con đường

điêm đó, khi con đường tôi ưu n Hình 5.11 là mô hình mạng ch

ΠNode chuven mach

— Đường truyền dân

Ea Gor tin

Hinh 5.11: Mo hinh mang chuyển mạch SỐI quang

28 20/03/2012

1 da thu duoc hoan toan day du tai nut

không phải là một phương ph tương lai, nó vẫn tôn tại các yén cao thi thoi gian truyén d

ớc gói nhỏ thì thời g1an định tuyể

ất nhiều, hay có thể xảy ra tranh ¢

in điều khiến phải xử lý,

5.2 CAC CHUYEN MA

kêt hợp các uu diém của ca chuyên

thực hiện truyền dẫn qua

ác thông tin cần truyền được

èu khiến được gửi đi trước để ( tin tải trọng bao gồm nhiều gó

trí là dữ liệu HDTV da duoc ca

n đã được gửi đi ạch burst quang được phân thàn

in, là nơi kết cuối hay bắt Š

ệu quang với các mạng qual điện với các mạng chuyển

ø chính của nút này là thu thập burst ra thành các dạng thông t

ác mạng truy nhập

burst chỉ có một gói mang thônš

đáng kề lượng thông tin điêu khiê

5.2 CAC CHUYEN MA

từ nhiều gói nên cũng không chiếm

gây trê quá lớn tới các burst khác Ở

nh phát Durst trong khi vân còn đang

st khác, cho nên đã tãi

t lượng dịch vụ

ớc sóng riêng (báo hiệu ngoài bỉ

hư ở chuyên mạch gói mà nó ö

chuyên mạch Nút nguôn khong he

ch thước burst nhỏ n sung

ong gói điêu khiên, giảm thời ø

ó tốc độ cao và cho phép đồng

(IP, ATM, Frame relay hay HDT

u câu chât lượng cao băng thông tị

5.3 MANG VIEN THO

ng câp trên các cơ sở hệ

ứng dụng

ớn, hỗ trợ đa

riên khai nhanh chóng €

dàng phát triên và mở rộng

ả các loại lưu lượng hiện tại và

ư lưu lượng thoại, dữ liệu, video,

5.3 MANG VIEN THONG

làm cho mạng viễn thông

é cin cứ vào nhu cầu địch vụ

ệc tiêu chuẩn hoá giao thức g

nh khác nhau

h vụ phải thực hiện độc lập với r0

noi

lệu quả trong cung câp dịch vụ Thuê

> quan tam dén

ên một giao thức thống 1 ạng viễn thông, mạng

ot trong cac mang do lam n

la công nghệ IP đã cho thay ré

n hình cáp cuôi cùng cũng tí

at yéu, goi la “dung hop ba mang

h ứng ngày càng tăng và có đủ ¿

5.3 MANG VIEN THONG

ao thức ứng dụng vạn H2 c2 và bắt đầu

ch vụ, mặc dù hiện a van con bat loi

mang được mêm hóa và sử dung

0 các dịch vụ mà không phụ thuộc

hai phần là phần mạng quản lý điều

độ cao, như Hình *

ø để cung cấp các dị

{

ò nhiệm vụ quản lý và điểt

iét lập các kết nỗi và điều

mạng khác Thực hiện diéu k

goi trong NGN

c thành các ring từ mạng cáp

DH, hay SONET với các thiết bị

tải các loại lưu lượng khác nhau

ả các loại lưu lượng

ông tin/dữ liệu tới lớp truy nh

ựa trên công nghệ [P MPLS

ết nỗi với thiết bị đầu cuỗi thu

ô tuyên

n lý hoạt động của tất cả các lớp Ì

MG TG i

IP phone SÍP phone Computer POTS [V'Vixkeo

Hình 5.15: Kiến trúc mang va dich yu NGN

co 20/03/2012

= 91 chuyên mạch gói NGN và mạng

1n người dùng và ngược

5.3 MANG VIEN THONG

lo

ACO, SIP, H323, nhằm phỗi hợp báo

nhiêu mạng báo hiệu sô 7 ở 0á tài nguyên mạng

lõi mạng chuyển mạch gói)

ATM Switch, IP Switch )

2 (SDH, DWDM, SONET)

› phía xa như ~~ L, ADSL/SDSL,

lØi mạng chuyển mạch gó

° (SDH, DWDM, SONET)

tại các mạng lõi đường trục của

ao điện chuân cho các lớp cao hơn

20

quang mả mạng cung câƑ ạch điện tử

: Lên chuyển mạch phù hợp

5.4 MANG TRUYEN TA

SAU (tiép)

ông tin qua trường chuyén mach burst

ng phụ thuộc vào nội dung thông ate

thông qua gói điều khiển được hoàn toàn xử lý điện

¡ốt từ nút nguôn tới nút đích

cơ chế triển khai IP trên Wl

c OBS như là một cơ chế truy€

ee tee lại tạo nên các burst để

èu khiển đã gửi đi trước đó Đặ

h IP/MPLS Thông tin nhãn được baal

5.4 MẠNG TRUYÊN T:

SAU (tiên)

› sử dụng OBS

tin trao đối nhãn về các tuyến đã tính

trên sợi quang) đề phân ñ

Nhãn này có trong gói điêu khiên đi tới một nút trung gia

\g để chỉ ra thông tin chuyên tiếp

ac thong tin vé QoS

ø với gói điều khiến trong phạ

éu dai va thoi gian bu/tré (offset) cua

n chuyén ne lây ra từ LIB Đặc biệt,

ïc có được phép ưu tiên hay khô

ao đôi nhãn và găn thêm thông điêu khiên riêng của sợi cáp qual

ợ OBS và sử dụng chuyên tiếp MP

Chuyên _ đôi nhần [¬

¡ chép quang hỗ trợ OBS

a lớp quang trong mạng đường trục

hải cầu trúc một lớp liên kết giữa lớp )BS Câu trúc lớp ý liên kết giữa

BS như Hình 5.18

các nút chuyển mạch b kết hợp burst tạo các bt

ào hàng đợi burst để chuẩn b àng đợi burstf) thì bộ phát bù phát gói điều khiến cấu trúc gỗ

bu, do dai burst, thông tin định

cho đến khi hết thời gian bù thì é

Bộ định tuyến

` : Bộ định tuyên biển nguôn

biến dich

Ciúi IP đến Goa IP Lip IP

z

Lop MAC | BOkethopburst | ee ee ee ee +

| Hang doi burst | :

Phân bỏ nhân Gói điển

lêu khiên được phân tích đê câu trúc

yên tải thê hệ sau

co so cho mang IP nS hệ

burst đữ liệu cho cẫu trúc nảy wats kê lên chất lượng hoạt độ

ết lập bù (tham số hệ thống của ( dòng dữ liệu đã cho (đường chị

của chúng, làm cho mạng được ợng được dễ dàng

hà sản xuất cũng như nhà khai thi

ng chi phí phải bỏ ra

các tham số điện và quang khác nhau Dước sóng (WDM); TÚC ag hoc ang vong hoac mang

thiét ké hé théng quang

à lớp vật lý đơn thuân, chức

O VỚI suy hao rât nhỏ yên dẫn tăng lên, các tham sẽ

Ê với các tham số orem

6 A(t,t) la ham cua eater inte cach

ng trong tất cả thời gian

5.5 THIẾT KÉ MẠNG (

ô truyện sóng B, tín hiệu quang này bị

n sóng của sợi Silica và đặc tả bởi hệ

ộ thu gọi là độ nhạy thu R, ở đ

đủ cao đề có thể giữ cho công su hao dọc đường truyên, điều đó

ức cao có thể truyền các bit đi xa

trên tôn tại với mọi bộ thu (APD hoặc

u và nó thiệt 1-28 đBm

Pmy_ mạ„ (4B) = aL + P, (dB)

sợi (đầu nôi, hàn nôi, gia hoa),

yên dẫn giảm xuông

DM ghép lại cần phải được tả

hoặc không hiệu quả; bộ khu

đại tất cả các kênh trong miền (

z khoảng cách khuếch đại shay

đại quang cũng lai gay ra tap an

uéch dai (ASE)

Hình $.19(a): Ban chat ngdu nhién ctia nhidu vd né tich ly & mai ting khuéch dei

Signal Signal Signa!

Level Level Leve|

5.5 THIET KE MANG

thiết kế hệ thông đó là tỷ lệ tín hiệu

y sO cua hai công suât (tín hiệu và

được khuêch đại, thì OSNR của hệ

là công cụ thiệt kê qua

ø nhât là tán sắc vận tôc

ăng sô truyện sóng với t

x và công suât tín hiệu P,

tới g1ao thoa giữa các ký hiệu

B với thay đổi kh 6b 0015) 2K:

D còn gọi là tán sắc màu đối lập

hoạt động: hơn nữa, kỹ thuật sử dụng

ở vi tri quan trong trong mang, vi no rong; ky thuat kha |

cực khác nhau tạo nên các

m các tín hiệu tôc độ bit cao

ung; FEWM, SRS, SBS cũng bả

5.5 THIẾT KÉ MẠNG (

ệ thông

ân tô lớn nhất giới-hạn chiều dài của

liệu tăng lên và c¿ ng chiêm g1ữ GVD, SPM, XPM

hênh lệch mức (công suất) bit của mức bit cao và thap

ột bộ tách sóng quang phân biệt

5.5 THIET KE MANG

ủa nó, có nghĩa răng A, tăng lên, nói

xét thiết kết hệ thống khác nữa ¢

h, cường độ của sóng điện từ

iết suất khúc xạ có thành phần ph

5.5 THIẾT KÉ MẠNG (

ủa xung, buộc phải đặt ngưỡng công

nề

éu to do; sir dung phương [

in sO bang cach chia nho (vi pl

lần vô cùng nhỏ, như vậy, SP

và GVD thiết lập hoạt động trê

ên một kênh, vậy những gi sé xz

5.5 THIET KE MANG ¢

, g161 hạn khoảng cách:

Q và BER như sau:

Hình 5.20: Mi guan hệ của @ với BER

Hé) 20/03/2012

Q- Penalty Due to Nonlinear EMects

; trong khi thiét ké hé thong

1g han Q nhoé hơn OSNR khoé

'Y//2.h

khuếch đại được bồ trí một các )ng suất tín hiệu; do đó, tín hiệu cí

ép lớn nhất với sợi quang là œL

01 bo khuéch dai da khuéch đại với sự

1h toán OSNR (dau ra)

sn dan 14 T (dB), khi nay

1 _ Pin OSNR finat_ NF InWvAfN

OSNR jp = 158,93 + P, — Cig — NF yp — 10 log N — 10 log Af

OSNR ap = 58 + P,, — lqp — NF yp —-l0log N

hu duoc OSNR co do chin

hiết kế cần phải cân nhắc O

ên hoặc cuỗi cùng của phô tân :

tu sO va mau so

OSNRii stage ) NF ;h vAf

h đại Raman theo công suất Ì

Pump Power of Raman Amplifier

Hình §.24: Bién thién hé sé khuéch dai Raman theo véng suat bom

5.5 THIẾT KÉ MẠNG (

[F) là 0,2 đB/km

0,2*50 = 10 đB); điều này ảnh hưởng

R; tác động trực tiếp lên cảm biến suất

z OSNR cho bởi phưc

am du tin cay, do du tri

công suất tín hiệu quang,

5.5 THIET KE MANG Q

màu, tông tán sắc tích lũy đôi với

nhât, hệ thông khô :

bit cao (noi tắn sắc có thé x phai su dung ban do tan sac d

5.5 THIET KE MANG Q

-km với tín hiệu 10 Gb†

yén di xa 16x = 1600

lộ bít 10 Gbps; lưu ý là khi tán sắc tích lũy cũng tăng lê

ng (hay băng tần hoạt động) ỏ

tất cho bởi đặc tính tiêu chuẩn

sắc cho giá trị đường cong cao

am số tán sắc phụ thuộc vào nhỉ

độ bít (hay độ rộng xung), chiều đ

độ rộng phố của Laser

sắc D, điêu này xuât phát từ đặc hình vẽ)

Tham sẻ tán sắc D ngược với côag suất bắt lợi đo tán sắc

5.5 THIET KE MANG Q

ìn có liên quan đên tôc độ bit, chiêu

u khi khuếch đại sau đường

n sắc ngược với sợi quang tru sac 16 ps/nm-km, DCU có thể

-km, tín hiệu truyền qua cuộn

ợc bù trước; ngược lại, với các Ì

khi khuếch đại trước đường truyề

Soi don mode (SMF)

Soi vung hiéu dung lon E (ELEAF)

RS dang song thuc (TW-RS)

Trong Hinh IV.8, tan sac roi xuống tại vị trí DCU và tán sắc tích lũy

không bao giờ vượt quá ngưỡng (đường nét đứt)

® Khoảng cách

Hình I1.9® : Bản đề tán sắc đốt với sơ đỏ bù saw

5.5 THIET KE MANG

lệ tín hiệu trên nhiễu quang

10 3R (O-E-O), điều nà

u như Go thê thực hiện

đó khi thiết kế một tuyến đên giới hạn OSNR

phĩa là hoặc OSNR 6 tang cud

' muốn để đạt được BER theo cầu phải thực sự để tái tạo thu

ặc là bảo đảm tiếp theo để bù lại k

1 rí thay thê bộ bù tán sắc phụ thuộ

ải và tốc độ bit

Axis (db)

5.5 THIET KE MANG

ờng truyền, cường độ điều chế gây

mang thay đôi theo:chiêt suât khúc đường Laser Xung

huyét, me lợi công suã

có thể gần đúng với dự