firstlove_85dn
New Member
Download miễn phí Công nghệ ghép kênh quang theo bước sóng wdm và ứng dụng trong mạng đường trục Việt Nam
CÔNG NGHỆ GHÉP KÊNH QUANG THEO BƯỚC SÓNG WDM VÀ ỨNG DỤNG TRONG MẠNG ĐƯỜNG TRỤC VIỆT NAM
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG GHÉP KÊNH THEO BƯỚC SÓNG WDM
1.1. Cấu trúc tổng quát của hệ thống thông tin quang WDM
1.2. Nguyên lý ghép kênh theo bước sóng WDM
1.3. Hai dạng hệ thống WDM
1.4. Đặc điểm chính của công nghệ WDM
1.5. Giao diện chuẩn và các tiêu chuẩn liên quan đến hệ thống WDM
CHƯƠNG 2
SỢI QUANG VÀ CÁC THIẾT BỊ TRONG HỆ THỐNG WDM
2.1. Sợi quang
2.2. Cáp quang
2.3. Nguồn quang WDM
2.4. Thiết bị khuếch đại quang sợi
2.5. Thiết bị xen rớt quang (OADM)
2.6. Thiết bị kết nối chéo OXC
CHƯƠNG 3
NHỮNG VẤN ĐỀ KỸ THUẬT CẦN QUAN TÂM ĐỐI VỚI
HỆ THỐNG WDM
3.1. Số kênh được sử dụng và khoảng cách giữa các kênh
3.2. Vấn đề ổn đinh bước sóng của nguồn quang và yêu cầu độ rộng phổ của nguồn phát
3.3. Xuyên nhiễu giữa các kênh tín hiệu quang
3.4. Suy hao - quỹ công suất của hệ thống WDM
3.5. Tán sắc - bù tán sắc
3.6. Ảnh hưởng của các hiệu ứng phi tuyến
3.7. Một số vấn đề khi sử dụng EDFA trong mạng WDM
CHƯƠNG 4
ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ WDM TRONG MẠNG ĐƯỜNG TRỤC
VIỆT NAM
4.1. Hệ thống cáp quang DWDM 40Gbps Nortel (Bắc - Nam)
4.2. Cấu hình bảo vệ trong mạng
4.3. Giới thiệu thiết bị của hãng Nortel được lắp đặt trong mạng đường trục
4.4. Giới thiệu hệ thống ghép kênh xen/rẽ SDH
4.5. Sự truyền tín hiệu và kết nối các ngăn card
Với chế độ chuyển mạch bảo vệ SNCP, thông tin được truyền theo vòng kín ở cả hai hướng, cho phép bảo vệ đến cấp STM-1. Khi vận hành bình thường, tuyến thông tin được chọn từ đường làm việc có chất lượng tốt hơn, nhưng với bất cứ một lỗi đường truyền nào tuyến bảo vệ sẽ được lựa chọn.
Ví dụ ta xét vòng Ring Vinh - Huế - Đà Nẵng như hình 4.4, tín hiệu được truyền đi theo cả hai hướng, tín hiệu lấy chính trên cáp QL1A tức là tín hiệu đi theo đường từ Vinh qua Huế đến Đà Nẵng, đường bảo vệ trên cáp 500 kV Vinh - Đà Nẵng. Khi có sự cố xảy ra trên đoạn QL1A, đoạn Vinh - Huế - Đà Nẵng (như xảy ra đứt cáp, thu lỗi hay có suy hao lớn trên đường truyền...), tín hiệu làm việc sẽ tự động chuyển mạch sang đường bảo vệ 500 kV Vinh - Đà Nẵng để đảm bảo an toàn thông tin trên mạng lưới.
Đấu chéo
(Cross-Connect)
Điểm chuyển bảo vệ
tại đầu thu
1
2
Đến Huế
Sau Đà Nẵng
VINH
HUE
DA NANG
1
Cáp QL1A
Đường bảo vệ
2
1
1
2
2
Cáp 500kV
Đường chính
DXC
Hình 4.4. Chế độ bảo vệ chuyển mạch SNCP trong mạng DWDM
4.3. Giới thiệu thiết bị của hãng Nortel được lắp đặt trong mạng đường trục
4.3.1. Thiết bị khuếch đại quang OpTera Long Haul 1600G (LH-1600G)
4.3.1.1. Chức năng
LH-1600G của Nortel Networks cung cấp khả năng khuếch đại quang cho các bước sóng quang 2.5Gbps và 10Gbps. LH-1600G hỗ trợ cho cả hai loại khuếch đại quang sợi trộn Erbium (EDFA) và khuếch đại Raman (DRA), với mục đích tăng khoảng cách truyền dẫn của hệ thống.
4.3.1.2. Phổ bước sóng quang sử dụng trong mạng
Trong mạng DWDM của tuyến đường trục Bắc – Nam. Thiết bị LH-1600G sử dụng các bước sóng quang theo tiêu chuẩn ITU-T G.692 trong dải từ 1510÷1615 nm được chia làm 2 băng là băng C (Conventional Band – Băng thông thường) và băng L (Long Band – Băng dài), mỗi băng gồm 40 bước sóng và các kênh dịch vụ quang ngoài băng. Sơ đồ phân bố bước sóng quang được trình bày trong hình 4.5.
Hình 4.5. Sơ đồ phân bố bước sóng quang
Các bước sóng băng C: nằm trong khoảng từ 1530 nm ÷ 1563 nm, được chia thành 2 lưới: lưới 1 (Grid 1) và lưới 2 (Grid 2), mỗi lưới gồm 40 bước sóng, khoảng cách giữa các bước sóng là 100GHz. Các cấu hình đơn hướng truyền các bước sóng của lưới 1 theo cả 2 hướng trên 2 sợi quang riêng biệt. Các bước sóng của lưới 2 cách các bước sóng của lưới 1 một khoảng 50GHz. Các bước sóng của lưới 2 được dành cho các cấu hình song hướng.
Hình 4.6. Sơ đồ phân bố bước sóng băng-C và băng-L theo ITU-T G-692
Các bước sóng băng L: nằm trong khoảng từ 1570 nm – 1603 nm, cũng được chia thành 2 lưới: lưới 3 (Grid 3) và lưới 4 (Grid 4), mỗi lưới gồm 40 bước sóng, mỗi bước sóng cách nhau 100GHz. Các cấu hình đơn hướng truyền bước sóng của lưới 3 theo cả 2 hướng trên 2 sợi quang riêng biệt. Các bước sóng của lưới 4 cách các bước sóng của lưới 3 một đoạn là 50GHz được dành cho các cấu hình song hướng. Các cấu hình đơn hướng phải dùng các bước sóng của lưới 3 và không thể phối hợp các bước sóng của lưới 3 và lưới 4 trên cùng một sợi quang.
Bước sóng quang dành cho kênh dịch vụ: Việc truyền thông giữa các trạm với nhau đuợc thực hiện thông qua các kênh dịch vụ quang ngoài băng sóng . Hai kênh dịch vụ quang của thiết bị LH-1600G có bước sóng là 1510 nm và 1615 nm.
4.3.1.3. Cấu hình của khối khuếch đại OpTera LH- 1600G
Vùng BIP
(Breaker
Interface Panel)
Vùng cáp
Shelf điều khiển
LCAP
Khung quản lý sợi
Shelf chính
Bảng điều khiển
môi trường
Shelf mở rộng 1
Bảng điều khiển
môi trường
Shelf mở rộng 2
Vùng phủ cáp
Máng sợi (ETSI)
Máng công suất (ETSI)
Thanh dẫn sợi
Hình 4.7. Sơ đồ khung máy khuếch đại dùng 3 - shelf
Hình 4.8. Sơ đồ khung máy khuếch đại dùng 2 - shelf
Khung máy của OpTera LH 1600G có hai loại cấu hình, đó là khung khuếch đại dùng 3-shelf và khung khuếch đại dùng 2-shelf. Nếu là khung có 3 shelf thì có 1 shelf truyền tải chính và 2 shelf truyền tải mở rộng, nếu là khung có 2 shelf thì có 1 shelf truyền tải chính và 1 shelf truyền tải mở rộng, và một shelf nữa là shelf DWDM độc lập dành để lắp đặt các thành phần thụ động. Hình 4.7 và hình 4.8 trình bày sơ đồ mặt máy tổng quát của khối khuếch đại đường dây Long Haul 1600G có 3-shelf và 2- shelf.
Khối khuếch đại Long Haul 1600G 3-shelf có 3 shelf truyền tải (1 shelf chính và 2 shelf mở rộng 1 và mở rộng 2). Khung 3-shelf hỗ trợ tất cả những ứng dụng chuẩn như chỉ dùng băng-C, dùng băng-C và băng-L kết hợp, chỉ dùng băng-L.
Khối khuếch đại Long Haul 1600G 2-shelf có 2 shelf truyền tải (1 shelf chính
và 1 shelf mở rộng) để thực hiện và hổ trợ cho các ứng dụng khuếch đại 1600G đơn hướng chỉ trong băng-C. Vì không có shelf mở rộng thứ hai nên cho phép tùy chọn thêm vào 2 shelf DWDM thụ động để cung cấp tối đa 8 thành phần DWDM thụ động.
4.3.1.4. Các loại ngăn card trong khối khuếch đại LH-1600G
Trong giá máy khối khuếch đại LH-1600G có 2 loại shelf: shelf điều khiển và shelf truyền tải.
Shelf điều khiển
Shelf điều khiển là shelf chuẩn chung cho tất cả các ứng dụng Long Haul 1600. Tùy theo các ứng dụng khác nhau của mạng mà yêu cầu đối với các ngăn card trên shelf điều khiển sẽ khác nhau. Ứng dụng của bộ khuếch đại 1600G gồm các ngăn card trên shelf điều khiển sau:
Các module Breaker/Filter.
Bộ điều khiển shelf (SC- Shelf Controller) 32 Mbyte.
Giao diện bảo dưỡng 128 Mbyte (MI- Maitainance Interface).
Trao đổi bản tin (MX- Message Exchange).
Bộ điều khiển hoạt động được phân khu (P-OPC- Partitioned Operations Controller).
Đo từ xa song song (PT- Parallel Telemetry).
Orderwire (OW).
Các khối Filler.
Hình 4.9. Sơ đồ bố trí card trên shelf điều khiển
Các ngăn card trên shelf điều khiển chia ra làm 2 loại: các ngăn card thuộc shelf điều khiển chính và các ngăn card thuộc shelf điều khiển tùy chọn. Hình 4.9 là sơ đồ bố trí các card trên shelf. Trong các khe được tô đậm chỉ các khối mạch chính, các khe để trắng chỉ các khối mạch tùy chọn.
a. Các ngăn card chính của shelf điều khiển
Module Breaker/Filter: Mỗi shelf điều khiển yêu cầu 2 module breaker/filter (A và B) trong khe 1 và khe 2 của shelf điều khiển để cấp nguồn -48V DC cho các shelf. Mỗi module breaker/filter chứa một cái ngắt điện 10A và 6 cái ngắt điện 20A, các bộ lọc tần số thấp và các mạch khởi động mềm. Các module phân phối công suất cho shelf điều khiển, và các shelf truyền tải chính, mở rộng, bao gồm khối điều khiển môi trường (ECU). Ngoài ra , các module breaker/filter còn làm giảm nhiễu trên các đường dây tải điện. Các filter cũng có chức năng giới hạn các quá dòng và quá áp.
Bộ điều khiển shelf (SC): Khung OpTera Long Haul 1600 yêu cầu một bộ xử lý shelf (SC) trong khe 6 của shelf điều khiển. Các chức năng của SC gồm có: báo cáo cảnh báo, phát hiện lỗi của hệ thống, cách ly và bảo vệ và khả năng khởi động lại.
Giao diện bảo dưỡng (MI): Mỗi OpTera Long Haul 1600 yêu cầu một MI trong khe 9 của shelf điều khiển. MI chứa bộ nhớ flash 128 Mbyte dùng cho cấu hình...
Link mới
Hệ thống ghép kênh quang theo bước sóng WDM và ứng dụng
CÔNG NGHỆ GHÉP KÊNH QUANG THEO BƯỚC SÓNG WDM VÀ ỨNG DỤNG TRONG MẠNG ĐƯỜNG TRỤC VIỆT NAM
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG GHÉP KÊNH THEO BƯỚC SÓNG WDM
1.1. Cấu trúc tổng quát của hệ thống thông tin quang WDM
1.2. Nguyên lý ghép kênh theo bước sóng WDM
1.3. Hai dạng hệ thống WDM
1.4. Đặc điểm chính của công nghệ WDM
1.5. Giao diện chuẩn và các tiêu chuẩn liên quan đến hệ thống WDM
CHƯƠNG 2
SỢI QUANG VÀ CÁC THIẾT BỊ TRONG HỆ THỐNG WDM
2.1. Sợi quang
2.2. Cáp quang
2.3. Nguồn quang WDM
2.4. Thiết bị khuếch đại quang sợi
2.5. Thiết bị xen rớt quang (OADM)
2.6. Thiết bị kết nối chéo OXC
CHƯƠNG 3
NHỮNG VẤN ĐỀ KỸ THUẬT CẦN QUAN TÂM ĐỐI VỚI
HỆ THỐNG WDM
3.1. Số kênh được sử dụng và khoảng cách giữa các kênh
3.2. Vấn đề ổn đinh bước sóng của nguồn quang và yêu cầu độ rộng phổ của nguồn phát
3.3. Xuyên nhiễu giữa các kênh tín hiệu quang
3.4. Suy hao - quỹ công suất của hệ thống WDM
3.5. Tán sắc - bù tán sắc
3.6. Ảnh hưởng của các hiệu ứng phi tuyến
3.7. Một số vấn đề khi sử dụng EDFA trong mạng WDM
CHƯƠNG 4
ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ WDM TRONG MẠNG ĐƯỜNG TRỤC
VIỆT NAM
4.1. Hệ thống cáp quang DWDM 40Gbps Nortel (Bắc - Nam)
4.2. Cấu hình bảo vệ trong mạng
4.3. Giới thiệu thiết bị của hãng Nortel được lắp đặt trong mạng đường trục
4.4. Giới thiệu hệ thống ghép kênh xen/rẽ SDH
4.5. Sự truyền tín hiệu và kết nối các ngăn card
Với chế độ chuyển mạch bảo vệ SNCP, thông tin được truyền theo vòng kín ở cả hai hướng, cho phép bảo vệ đến cấp STM-1. Khi vận hành bình thường, tuyến thông tin được chọn từ đường làm việc có chất lượng tốt hơn, nhưng với bất cứ một lỗi đường truyền nào tuyến bảo vệ sẽ được lựa chọn.
Ví dụ ta xét vòng Ring Vinh - Huế - Đà Nẵng như hình 4.4, tín hiệu được truyền đi theo cả hai hướng, tín hiệu lấy chính trên cáp QL1A tức là tín hiệu đi theo đường từ Vinh qua Huế đến Đà Nẵng, đường bảo vệ trên cáp 500 kV Vinh - Đà Nẵng. Khi có sự cố xảy ra trên đoạn QL1A, đoạn Vinh - Huế - Đà Nẵng (như xảy ra đứt cáp, thu lỗi hay có suy hao lớn trên đường truyền...), tín hiệu làm việc sẽ tự động chuyển mạch sang đường bảo vệ 500 kV Vinh - Đà Nẵng để đảm bảo an toàn thông tin trên mạng lưới.
Đấu chéo
(Cross-Connect)
Điểm chuyển bảo vệ
tại đầu thu
1
2
Đến Huế
Sau Đà Nẵng
VINH
HUE
DA NANG
1
Cáp QL1A
Đường bảo vệ
2
1
1
2
2
Cáp 500kV
Đường chính
DXC
Hình 4.4. Chế độ bảo vệ chuyển mạch SNCP trong mạng DWDM
4.3. Giới thiệu thiết bị của hãng Nortel được lắp đặt trong mạng đường trục
4.3.1. Thiết bị khuếch đại quang OpTera Long Haul 1600G (LH-1600G)
4.3.1.1. Chức năng
LH-1600G của Nortel Networks cung cấp khả năng khuếch đại quang cho các bước sóng quang 2.5Gbps và 10Gbps. LH-1600G hỗ trợ cho cả hai loại khuếch đại quang sợi trộn Erbium (EDFA) và khuếch đại Raman (DRA), với mục đích tăng khoảng cách truyền dẫn của hệ thống.
4.3.1.2. Phổ bước sóng quang sử dụng trong mạng
Trong mạng DWDM của tuyến đường trục Bắc – Nam. Thiết bị LH-1600G sử dụng các bước sóng quang theo tiêu chuẩn ITU-T G.692 trong dải từ 1510÷1615 nm được chia làm 2 băng là băng C (Conventional Band – Băng thông thường) và băng L (Long Band – Băng dài), mỗi băng gồm 40 bước sóng và các kênh dịch vụ quang ngoài băng. Sơ đồ phân bố bước sóng quang được trình bày trong hình 4.5.
Hình 4.5. Sơ đồ phân bố bước sóng quang
Các bước sóng băng C: nằm trong khoảng từ 1530 nm ÷ 1563 nm, được chia thành 2 lưới: lưới 1 (Grid 1) và lưới 2 (Grid 2), mỗi lưới gồm 40 bước sóng, khoảng cách giữa các bước sóng là 100GHz. Các cấu hình đơn hướng truyền các bước sóng của lưới 1 theo cả 2 hướng trên 2 sợi quang riêng biệt. Các bước sóng của lưới 2 cách các bước sóng của lưới 1 một khoảng 50GHz. Các bước sóng của lưới 2 được dành cho các cấu hình song hướng.
Hình 4.6. Sơ đồ phân bố bước sóng băng-C và băng-L theo ITU-T G-692
Các bước sóng băng L: nằm trong khoảng từ 1570 nm – 1603 nm, cũng được chia thành 2 lưới: lưới 3 (Grid 3) và lưới 4 (Grid 4), mỗi lưới gồm 40 bước sóng, mỗi bước sóng cách nhau 100GHz. Các cấu hình đơn hướng truyền bước sóng của lưới 3 theo cả 2 hướng trên 2 sợi quang riêng biệt. Các bước sóng của lưới 4 cách các bước sóng của lưới 3 một đoạn là 50GHz được dành cho các cấu hình song hướng. Các cấu hình đơn hướng phải dùng các bước sóng của lưới 3 và không thể phối hợp các bước sóng của lưới 3 và lưới 4 trên cùng một sợi quang.
Bước sóng quang dành cho kênh dịch vụ: Việc truyền thông giữa các trạm với nhau đuợc thực hiện thông qua các kênh dịch vụ quang ngoài băng sóng . Hai kênh dịch vụ quang của thiết bị LH-1600G có bước sóng là 1510 nm và 1615 nm.
4.3.1.3. Cấu hình của khối khuếch đại OpTera LH- 1600G
Vùng BIP
(Breaker
Interface Panel)
Vùng cáp
Shelf điều khiển
LCAP
Khung quản lý sợi
Shelf chính
Bảng điều khiển
môi trường
Shelf mở rộng 1
Bảng điều khiển
môi trường
Shelf mở rộng 2
Vùng phủ cáp
Máng sợi (ETSI)
Máng công suất (ETSI)
Thanh dẫn sợi
Hình 4.7. Sơ đồ khung máy khuếch đại dùng 3 - shelf
Hình 4.8. Sơ đồ khung máy khuếch đại dùng 2 - shelf
Khung máy của OpTera LH 1600G có hai loại cấu hình, đó là khung khuếch đại dùng 3-shelf và khung khuếch đại dùng 2-shelf. Nếu là khung có 3 shelf thì có 1 shelf truyền tải chính và 2 shelf truyền tải mở rộng, nếu là khung có 2 shelf thì có 1 shelf truyền tải chính và 1 shelf truyền tải mở rộng, và một shelf nữa là shelf DWDM độc lập dành để lắp đặt các thành phần thụ động. Hình 4.7 và hình 4.8 trình bày sơ đồ mặt máy tổng quát của khối khuếch đại đường dây Long Haul 1600G có 3-shelf và 2- shelf.
Khối khuếch đại Long Haul 1600G 3-shelf có 3 shelf truyền tải (1 shelf chính và 2 shelf mở rộng 1 và mở rộng 2). Khung 3-shelf hỗ trợ tất cả những ứng dụng chuẩn như chỉ dùng băng-C, dùng băng-C và băng-L kết hợp, chỉ dùng băng-L.
Khối khuếch đại Long Haul 1600G 2-shelf có 2 shelf truyền tải (1 shelf chính
và 1 shelf mở rộng) để thực hiện và hổ trợ cho các ứng dụng khuếch đại 1600G đơn hướng chỉ trong băng-C. Vì không có shelf mở rộng thứ hai nên cho phép tùy chọn thêm vào 2 shelf DWDM thụ động để cung cấp tối đa 8 thành phần DWDM thụ động.
4.3.1.4. Các loại ngăn card trong khối khuếch đại LH-1600G
Trong giá máy khối khuếch đại LH-1600G có 2 loại shelf: shelf điều khiển và shelf truyền tải.
Shelf điều khiển
Shelf điều khiển là shelf chuẩn chung cho tất cả các ứng dụng Long Haul 1600. Tùy theo các ứng dụng khác nhau của mạng mà yêu cầu đối với các ngăn card trên shelf điều khiển sẽ khác nhau. Ứng dụng của bộ khuếch đại 1600G gồm các ngăn card trên shelf điều khiển sau:
Các module Breaker/Filter.
Bộ điều khiển shelf (SC- Shelf Controller) 32 Mbyte.
Giao diện bảo dưỡng 128 Mbyte (MI- Maitainance Interface).
Trao đổi bản tin (MX- Message Exchange).
Bộ điều khiển hoạt động được phân khu (P-OPC- Partitioned Operations Controller).
Đo từ xa song song (PT- Parallel Telemetry).
Orderwire (OW).
Các khối Filler.
Hình 4.9. Sơ đồ bố trí card trên shelf điều khiển
Các ngăn card trên shelf điều khiển chia ra làm 2 loại: các ngăn card thuộc shelf điều khiển chính và các ngăn card thuộc shelf điều khiển tùy chọn. Hình 4.9 là sơ đồ bố trí các card trên shelf. Trong các khe được tô đậm chỉ các khối mạch chính, các khe để trắng chỉ các khối mạch tùy chọn.
a. Các ngăn card chính của shelf điều khiển
Module Breaker/Filter: Mỗi shelf điều khiển yêu cầu 2 module breaker/filter (A và B) trong khe 1 và khe 2 của shelf điều khiển để cấp nguồn -48V DC cho các shelf. Mỗi module breaker/filter chứa một cái ngắt điện 10A và 6 cái ngắt điện 20A, các bộ lọc tần số thấp và các mạch khởi động mềm. Các module phân phối công suất cho shelf điều khiển, và các shelf truyền tải chính, mở rộng, bao gồm khối điều khiển môi trường (ECU). Ngoài ra , các module breaker/filter còn làm giảm nhiễu trên các đường dây tải điện. Các filter cũng có chức năng giới hạn các quá dòng và quá áp.
Bộ điều khiển shelf (SC): Khung OpTera Long Haul 1600 yêu cầu một bộ xử lý shelf (SC) trong khe 6 của shelf điều khiển. Các chức năng của SC gồm có: báo cáo cảnh báo, phát hiện lỗi của hệ thống, cách ly và bảo vệ và khả năng khởi động lại.
Giao diện bảo dưỡng (MI): Mỗi OpTera Long Haul 1600 yêu cầu một MI trong khe 9 của shelf điều khiển. MI chứa bộ nhớ flash 128 Mbyte dùng cho cấu hình...
Link mới
Hệ thống ghép kênh quang theo bước sóng WDM và ứng dụng