Mạng thông tin quang. Chương 3: mạng thông tin quang ghép bước sóng

Từ khi ra đời các mạng truyền tải ngày càng phát triển để đáp ứng nhu cầu băng thông ngày càng cao cho các ứng dụng mới. Công nghệ truyền tải đang phải đối mặt với phải giải quyết vấn đề băng thông tăng nhanh liên tục cùng với sự phát triển của Internet, WWW. Các ứng dụng đa phương tiện (video theo yêu cầu, truyền hình tương tác, ...) đòi hỏi tốc độ cao, băng thông lớn
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Mạng thông tin quang. Chương 3: mạng thông tin quang ghép bước sóng Môn học tín chỉ: MẠNG THÔNG TIN QUANG Giảng viên: T.S Trần Thiện Chính Viện Khoa học kỹ thuật Bưu điện - Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông NỘI DUNG MÔN HỌC Chương 1: Tổng quan mạng thông tin quang  Giảng viên: T.S Trần Thiện Chính - Học viện CNBCVT Chương 2: Các thành phần cơ bản của mạng thông tin quang  Giảng viên: T.S Trần Thiện Chính - Học viện CNBCVT Chương 3: Mạng thông tin quang ghép bước sóng  Giảng viên: T.S Trần Thiện Chính - Học viện CNBCVT Chương 4: Mạng định tuyến bước sóng  Giảng viên: T.S Trần Thiện Chính - Học viện CNBCVT Chương 5: Công nghệ mạng quang thế hệ sau  Giảng viên: T.S Trần Thiện Chính - Học viện CNBCVT 2 20/03/2012 CHƯƠNG 3: MẠNG THÔNG TIN QUANG GHÉP BƯỚC SÓNG (WDM) 3.1. Mạng truyền tải quang ghép bước sóng 3.2. Các hệ thống thông tin quang ghép bước sóng 3.3. Cấu trúc mạng quang ghép bước sóng 3.4. Tính phi tuyến của hệ thống thông tin quang WDM 3.5. Các kỹ thuật ghép kênh quang 3 20/03/2012 3.1. MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG GHÉP BƯỚC SÓNG 3.1.1. Sơ lược công nghệ mạng truyền tải quang  Từ khi ra đời các mạng truyền tải ngày càng phát triển để đáp ứng nhu cầu băng thông ngày càng cao cho các ứng dụng mới. Công nghệ truyền tải đang phải đối mặt với phải giải quyết vấn đề băng thông tăng nhanh liên tục cùng với sự phát triển của Internet, WWW. Các ứng dụng đa phương tiện (video theo yêu cầu, truyền hình tương tác, ...) đòi hỏi tốc độ cao, băng thông lớn Công nghệ truyền tải quang mới có thể hỗ trợ cho các nhu cầu băng thông này.  Dựa vào công nghệ được sử dụng cho lớp vật lý, các mạng truyền tải được phân biệt theo ba thế hệ: + Mạng truyền tải thế hệ thứ nhất: Là các mạng truyền tải xuất hiện trước khi xuất hiện công nghệ sợi quang, các mạng này dựa vào sợi cáp đồng hoặc sóng vô tuyến để truyền tải 4 20/03/2012 3.1. MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG GHÉP BƯỚC SÓNG (tiếp) + Mạng truyền tải thế hệ thứ hai: Sử dụng sợi cáp quang theo các kiến trúc truyền thống. Sợi quang được sử dụng vì có băng thông lớn, tỷ lệ lỗi thấp, độ tin cậy cao, có khả năng bảo quản dễ dàng, … Mặc dù hiệu suất hoạt động của thế hệ thứ hai có thể được cải thiện với việc triển khai sử dụng sợi quang, nhưng hiệu suất của các mạng này bị giới hạn bởi tốc độ tối đa của các thiết bị điện tử được sử dụng trong các bộ chuyển mạch và các nút mạng (khoảng vài Gigabit/s). Hiện tượng này tạo nên các “thắt nút cổ chai” trong mạng + Mạng truyền tải thế hệ thứ ba: Để đáp ứng nhu cầu băng thông ngày càng tăng của các ứng dụng mới, các giải pháp đã được triển khai để khai thác băng thông rộng lớn có sẵn có trong sợi cáp quang (khoảng 30 THz trong vùng có suy hao thấp của sợi quang đơn mode ở xung quanh vùng bước sóng 1.550 nm), các mạng truyền tải thế hệ thứ 3 ra đời. Mạng truyền tải thế hệ thứ 3 được thiết kế như một mạng toàn quang để tránh hiện tượng “nút thắt cổ chai điện”. Trong mạng này, thông tin được truyền qua mạng hoàn toàn trong miền quang 5 20/03/2012 3.1. MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG GHÉP BƯỚC SÓNG (tiếp) Trong mạng truyền tải quang thế hệ thứ hai, vấn đề định tuyến, chuyển mạch  và xử lý thông minh đều được điều khiển ở lớp quang. Băng thông sợi quang được khai thác hiệu quả hơn bằng kỹ thuật ghép kênh theo bước sóng (WDM). Với công nghệ WDM, băng thông sợi quang được chia thành số lượng lớn các kênh theo các bước sóng khác nhau, Bên cạnh cung cấp băng thông rất lớn, các mạng WDM còn có đặc tính trong suốt với dữ liệu, do đó các mạng WDM có thể chấp nhận dữ liệu ở dạng tốc độ bit và định dạng bất kỳ Trong những năm gần đây, việc ứng dụng công nghệ WDM trên sợi quang đã  phát triển mạnh mẽ và bắt đầu được đưa vào sử dụng rộng rãi, trên thế giới đã hình thành cao trào nghiên cứu mạng thông tin quang. Mỹ (đại diện cho khu vực Bắc Mỹ), liên minh Châu Âu, Nhật Bản đều thi nhau triển khai nghiên cứu công nghệ mạng quang. Quá trình nghiên cứu trên thế giới cho thấy mạng thông tin quang dựa trên công nghệ WDM đã được chú ý rộng rãi và trở thành công nghệ truyền tải chủ chốt trong các mạng truyền tải quang ngày nay 6 20/03/2012 3.1. MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG GHÉP BƯỚC SÓNG (tiếp) 3.1.2. Mạng truyền tải quang  Mạng truyền tải quang (OTN) bao gồm các phần tử mạng quang (ONE) kết nối với nhau bằng các liên kết sợi quang, có khả năng thực hiện chức năng truyền dẫn, ghép kênh, định tuyến, quản lý, giám sát và khôi phục mạng khi xảy ra sự cố với các kênh quang  Phần tử mạng ONE là phần tử có các chức năng xử lý truyền tải tín hiệu ở một hoặc nhiều lớp mạng. Quá trình nghiên cứu về OTN với các chức năng mạng quang hoàn chỉnh đã được thực hiện ở nhiều lĩnh vực như: kiến trúc mạng OTN, cấu trúc và cách ghép tín hiệu OTN, đặc tính chức năng thiết bị OTN, quản lý OTN, đặc tính lớp vật lý OTN 3.1.2.1. Kiến trúc mạng OTN  Ngày nay, mạng viễn thông không ngừng phát triển. Những yếu tố như ứng dụng mới, định dạng thông tin mới và cách truyền tải thông tin, ... làm cho kiến trúc mạng luôn thay đổi 7 20/03/2012 3.1. MẠNG TR ...