TIỂU LUẬN môn THÔNG TIN QUANG THẾ hệ mới đề tài tổng quan về mạng toàn quang

Bộ thu phát tín hiệu quang Bộ phát optical transmitter: chuyển đổi tín hiệu điện thành tín hiệu quang..  Bộ thu optical receiver: chuyển đổi tín hiệu quang thành tín hiệu điện bằng v

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

VIỆN ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC

TIỂU LUẬN MÔN THÔNG TIN QUANG

THẾ HỆ MỚI

Đề tài : Tổng quan về mạng toàn quang

Giảng viên hướng dẫn: TS.Bùi Việt Khôi

Nhóm thực hiện: Nguyễn Đình An

Đinh Tiến Hiệp Nguyễn Thành Trung Thân Văn Trường

Đỗ Xuân Phong Lớp: KTTT1

NỘI DUNG

1.Giới thiệu về mạng toàn quang.

 Các kiểu mạng toàn quang.

 Kiến trúc mạng toàn quang.

2.Các linh kiện và thiết bị cơ bản trong mạng toàn quang.

3 Kết Luận

 Sự phát triển mạnh mẽ về công nghệ, cũng như các vật liệu, linh kiện công nghệ cao đã làm thay đổi hoàn toàn mạng truyền dẫn truyền thống, cho ra đời những mạng truyền dẫn có tốc độ cao, tính bảo mật tốt cũng như chi phí xậy dựng và khai thác vận hành mạng thấp.

 Trong báo cáo chúng tôi nghiên cứu cụ thể mạng toàn quang Điểm nổi bật là mạng sử dụng công nghệ ghép kênh WDM và các thiết bị đấu chép OXC(Optical Ross – Connect).

Các kiểu mạng toàn quang

Kiến trúc mạng toàn quang

Kiến trúc AT&T MIT - LL DEC AON

 Là sự kết hợp sản xuất của 3 công ty American Telephone and

Telegraph ( AT&T), Digital Equiment Corrapation ( DEC) và Massachusetts Intude of technology Lincoln Labarary ( MIT – LL) phát triển mạng trên cơ

sở WDM và OTDM

Cấu trúc cơ sở WDM

Khung HLAN Cấu trúc HLAN

Kiến trúc bellcore’s AON

2 Các linh kiện và thiết bị cơ bản trong

mạng toàn quang

 Sợi quang.

 Bộ thu phát tín hiệu quang.

 Bộ chuyển mạch quang.

 Bộ chuyển đổi sóng.

 Bộ khuếch đại quang.

 Cấu trúc mạng DWDM.

 Thiết bị đầu cuối OLT.

 Bộ gép/xem OADM.

 Bộ kết nối chéo quang OXC

Sợi quang (optical fiber)

 Sợi quang được chọn làm môi trường truyền dẫn trong các mạng tốc

độ cao do có nhiều ưu điểm vượt trội so với các môi trường truyền dẫn truyền thống Tham số BER luôn rất nhỏ

 Tuy nhiên sợi quang vẫn còn tồn tại các hiện tượng vật lý như: tán sắc, suy hao, các hiệu ứng phi tuyến làm ảnh hướng xấu tới việc truyền dẫn quang

phổ suy hao của sợi quang

 Có 2 loại sợi quang : sợi đơn mode ( SMF) và sợi đa mode ( MMF)

Bộ thu phát tín hiệu quang

 Bộ phát ( optical transmitter): chuyển đổi tín hiệu điện thành tín hiệu quang Ánh sáng phát đi từ nguồn này được bơm vào sợi quang để truyền đi

Có 2 loại linh kiện được dùng làm nguồn phát quang: LED ( Light Emitting didoe) và LESER ( Light Amplification by Stimulated Emission Radiation)

 Bộ thu ( optical receiver): chuyển đổi tín hiệu quang thành tín hiệu điện bằng việc sử dụng linh kiện photodetector tạo ra dòng điện có cường độ tỷ lệ với công suất quang thu được Một bit được xác định là bit 0 hay 1 phụ thuộc dòng này ở dưới hay trên một mức ngưỡng quy định

Bộ lọc và bộ ghép kênh quang

 Bộ lọc là một thiết bị hai cửa nó dùng để chọn một bước sóng và loại

bỏ bước sóng khác

 Bộ ghép kênh (MUX): kết hợp các tín hiệu ở các bước sóng khác

nhau

 Bộ tách kênh thì thực hiện chức năng ngược lại

Bộ chuyển mạch quang

 Các bộ chuyển mạch trước đây sử dụng chuyển mạch điện tử tại các node mạng Tuy nhiên ngày nay chuyển mạch điện tử không thể đáp ứng được yêu cầu về tốc độ bit cũng như hiệu suất sử dụng băng thông Chính vì vậy các mạng thông tin quang hiện nay đã chuyển sang sử dụng chuyển mạch quang với khả năng chuyển mạch các luồng dữ liệu tốc độ cao

 Một số ứng dụng quan trọng trong chuyển mạch quang là cung cấp

các lightpaths, chuyển mạch bảo vệ, có thể sử dụng như một bộ điều chế

bên ngoài để đóng mở dữ liệu trước một nguồn Laser

Bộ chuyển đổi bước sóng( wavelenght converter)

 Là thiết bị có khả năng chuyển đổi bước sóng từ đầu vào sang một bước sóng khác ở đầu ra quang

 Một bộ WC lý tưởng có đặc điểm: trong suốt, thời gian tạo bước sóng đầu ra nhanh, chuyển đổi được cả bước sóng ngắn và dài, SNR cao, chi phí thấp, lắp đặt đơn giản…

 Bộ WC có thể chia thành 2 dạng:

 Một loại có thể chuyển đổi bước sóng đầu vào thành bất kỳ bước

sóng nào đó ở ngõ ra.

ra.

Bộ chuyển đổi bước sóng( wavelenght converter)

Các kỹ thuật thiết kế bộ chuyển đổi được chia ra làm 2 dạng sau:

 Chuyển đổi bước sóng O - E: tín hiệu quang được chuyển đổi thành tín hiệu điện, tín hiệu điện sẽ được dùng đẻ lái ngõ vào của một tauble laser thành một bước sóng mong muốn ở ngõ ra Phương pháp này không phù hợp ở tốc độ bit cao hơn 10Gb/s

 Chuyển đổi bước sóng toàn quang: tức là tín hiệu quang sẽ ở trong miền quang trong suốt quá trình chuyển đổi Có 2 phương pháp:

 Chuyển đổi bước sóng sử dụng hiệu ứng kết hợp.

Bộ khuếch đại quang

 Do tín hiệu quang bị suy hao trong quá trình truyền cũng như xử lý Do vậy cần có bộ khuếch đại quang để bù đắp lượng tín hiệu bị suy hao đó

 Hai loại khuếch đại quang cơ bản:

 Bộ khuếch đại EDFA: hoạt động ở dải bước sóng từ 1530nm đến 1560nm

 Bộ khuếch đại quang bán dẫn

SOA( Semicondutor Optical Amplifier):

Thiết bị đầu cuối OLT

Được dùng ở đầu cuối của một liên kết điểm – điểm dùng để ghép và phân kênh các bước sóng:

Gồm 3 phần tử: transponder, wavelenght multiplexer , optical

amplifier

Bộ ghép/xem OADM

WDM để ghép và định tuyến các kênh quang đi vào/ra một sợi quang đơn mode (SMF) Một thiết bị OADM có thể được coi như một loại chuyển mạch quang (Optical Cross – Connect) đặc biệt

Cấu tạo một bộ OADM

FBG: Fiber Bragg Grating

Bộ kết nối chéo quang OXC

 Bộ OXC là thiết bị dùng để chuyển mạch các tín hiệu quang tốc độ cao trong mạng sợi quang

 OXC được đặt ở vị trí trung tâm để điều khiển lưu lượng lớn Một OXC cũng là một phần tử mạng ở đó các Lightpath được thiết lập và giải phóng theo yêu cầu, chứ không được cung cấp 1 cách cố định

 Một số cách thực hiện OXC:

 Thực hiện OXC trên miền điện tử, được gọi là OXC điện tử - opaque OXC.

Transparent OXC hay Photonic Cross – Connect.

 Cách thứ 3 là thực hiện cả 2 loại trên, loại này gọi là Translucent OXC.

Kết Luận

 AONs hướng tới sự tiên tiến hơn ở tính khả năng hệ thống, kết nối và giá thành bằng phép cho truyền thông tin mà không cần đi qua các bộ chuyển đổi quang – điện

 Các kỹ thuật ghép kênh khác nhau như WDM, OTDM năng cao hiệu suất sử dụng băng thông

 Tuy nhiên mạng toàn quang vẫn trong giai đoạn thử nghiệm còn nhiều vấn đề cần nghiên cứu như: bảo mật, vận hành liên mạng, điều khiển và quản lý trong AONs Tiêu chuẩn hóa trong mạng AONs…