LỜi nóI ĐẦu phần I tổng quan về HỆ thống thông tin quang sợI


Giải pháp đói với trạm lặp khi nâng cấp tuyến



tải về 0.59 Mb.
trang6/6
Chuyển đổi dữ liệu14.07.2016
Kích0.59 Mb.
#1727
1   2   3   4   5   6

3.5.2. Giải pháp đói với trạm lặp khi nâng cấp tuyến.

a. Các phương án:

- Cần tính lại các thông số tán sắc cho những chặng hiện có khoảng cách trên 100km.

- Sử dụng các bộ khuếch đại quang đường truyền LA thay thế các trạm lặp đơn kênh, như thế sẽ giảm nhẹ được khối lượng thiết bị cần có tại các trạm lặp. Tuy nhiên cấu hình toàn LA mắc kiểu Cascade có giới hạn đối với chất lượng của hệ thống WDM. Tuy nhiên nếu sử dụng tối đa số LA có thể sẽ trở nên kinh tế hơn. LA chỉ xử lý vấn đề suy hao, còn để bù tán sắc, có thể dùng thêm các đoạn cáp có hệ số tán sắc âm.

b. Mô hình thiết kế trạm lặp.

Khuyến nghị của ITU-T về mô hình thiết kế trạm lặp cho mạng truyền dẫn quang hoàn toàn:



Xét đối với tuyến trục Bắc Nam, các trạm nr_REP ở đây chính là LA, các La thương mại của các hãng (Nortel, Alcatel, Lucent…) đều có cấu trúc Two-stage (2 tầng) nên công suất quang của LA có thể đạt max +17 dBm đến +20dBm. (Thực tế chúng ta chỉ dùng cỡ khoảng +10dBm là đủ).



3.5.3. Mô hình tham chiếu hệ thống WDM và tính toán các thông số kỹ thuật cho thiết bị.

Tín hiệu truyền từ đầu phát Txi, tới đầu thu Rxi chịu ảnh hưởng của các yếu tố:

Suy hao = suy hao sợi + suy hao mối hàn + suy hao xen của thiết bị.

- Các ảnh hưởng truyền dẫn khác:

* Ảnh hưởng tán sắc.

* Ảnh hưởng phi tuyến.

+ Các hiệu ứng SRS, SBS, FWM, SPM, XPM.

+ Hiệu ứng Soliton.

+ Độ bất ổn định điều chế.

* Ảnh hưởng gây ra bởi các bộ khuếch đại quang.

+ Tích lũy nhiễu.

+ Công suất quang lớn.

* Ảnh hưởng do các hiện tượng phân cực.

+ Tán sắc mode phân cực PMD.

+ Suy hao phụ thuộc phân cực

Với cấu hình sử dụng khuếch đại quang đường truyền:

Đây là cấu hình hay sử dụng khi nâng cấp tuyến, do vậy ta phải xem xét một số bài toán cụ thể:

- Tại điểm thu Rxi: độ nhạy thu và mức quá tải của thiết bị.

- Tại điểm tham chiếu R”:

Công suất toàn phần cực đại = Công suất trên một kênh + 10Log(N)

Với N là số kênh

Giá trị tại điểm R” này liên hệ trực tiếp đến giá trị tại điểm Rx sau khi trừ đi suy hao của O-DEMUX.

- Điểm tham chiếu S”:

Giả sử hệ thống sử dụng n bộ khuếch đại quang đường truyền thì sẽ có (n+1) chặng với suy hao tương ứng (không tính theo dB) là 12n+1; như vậy suy hao toàn tuyến sẽ là:



= I (3.1)

G= Gi (3.2)

Tương tự ta có mức khuếch đại của n bộ khuếch đại là:

Công suất thu được phía thu là: Pin = PtxG

Với:

+ Gi là bộ khuếch đại của bộ khuếch đại thứ i.



+ i là suy hao chặng thứ i

+ Pin là công suất thu (W)

+ Ptx là công suất phát (W).

Việc tính toán trên nhằm đưa ra các thông số hệ thống, tất cả đều nhằm mục tiêu đảm bảo tỷ số tín hiệu trên tạp âm SNR của hệ thống. SNR là một hàm rất nhiều tham số của hệ thống: Công suất phát, hệ số khuếch đại, mức nhiễu ASE, băng tần tín hiệu, mức suy hao…

Để đánh giá chỉ tiêu lỗi bit, một biểu thức tính gần đúng SNR được phòng thí nghiệm Bellcore của Mỹ đưa ra:

SNR = C – [Ptot – 10 log10(N) – Ls – NF – 10 log10(Ns) (3.3)

Trong đó:

+ Ptot là công suất phát toàn phần (dBm).

+ N là số bước sóng hệ thống sử dụng.

+ L­s là suy hao của chặng (span) (dB).

+ NF là mức nhiễu (noise firgue) của bộ khuếch đại được sử dụng.

+ Ns là số chặng (span) trên tuyến.

Đây sẽ là công thức chính được sử dụng khi để tính toán thiết kế.

Tóm tắt các bước thiết kếtinhs toán khi nâng cấp:


  • Từ nhu cầu cũng như đặc điểm về lưu lượng của tuyến trục, phải phân bố bước sóng hợp lý, xây dựng cấu hình tuyến, tận dụng tối đa cơ sở vật chất sẵn có, nâng cao khả năng bảo an, khả năng xử lý sự cố.

  • Dựa vào khả năng của cáp hiện có, tính toán suy hao và các thông số cho từng chặng, lựa chọn tối ưu cấu hình và thông số.

- Thực tế, không nhất thiết phải có bước sóng dự phòng cho mỗi trạm xen rẽ dọc tuyến (bởi vì các bước sóng đều truyền chung trên một đôi sợi quang, một sợi đi và một sợi về), mà chỉ cần tính toán để đáp ứng phù hợp với nhu cầu về lưu lượng là đủ, để tránh tình trạng back – hauling có thể nảy sinh, làm tăng tải không cần thiết. Ngoài ra, lưu lượng liên tỉnh có thể được truyền đi trên các tuyến cáp quang liên tỉnh sẽ được xây dựng.

Với đề xuất về bước sóng ghép như trên, thiết bị ADM sẽ thỏa mãn nhu cầu về tán sắc như sau:

- Các thiết bị ADM đang vận hành có khả năng chấp nhận tán sắc đến 3000 ps/nm, đối với các khoảng xen rẽ ngắn, không cần xem xét lại yêu cầu về tán sắc này (xét cho bước sóng xen rẽ các kênh lẻ 1).

- Đối với các bước sóng chuyển qua, thực tế việc nạp điện chỉ thực hiện tại các nút kết nối giữa các RING, lên mức yêu cầu về tán sắc đối với các thiết bị tại các nút này đòi hỏi nghiêm ngặt hơn, cụ thể phải chịu được mức tán sắc cực đại cỡ 12000 ps/nm (tương ứng với khoảng cách giữa hai nút của RING lớn nhất là 600km).



  • Sử lại và bổ xung cấu hình tuyến sao cho sát với thực tế nhất, đạt đủ các chỉ tiêu và yêu cầu kỹ thuật nhất.

3.5.4. Đặc điểm lưu lượng và phương án phân bổ bước sóng.

- Theo phân luồng đối với dung lượng 2,5Gbps (tương đương với STM – 1 ) đang khai thác thì chỉ cần 2 STM – 1 để tải lưu lượng xen rẽ dọc tuyến, trong đó số luồng xen rẽ trung bình tại mỗi nút khoảng 32 luồng E1 (tức là ẵ luồng STM – 1) (nguồn VTN).

- Theo dự báo, thì đối với dung lượng max được nâng cấp là 20Gbps, thì số luồng xen rẽ trung bình đạt được tại các trạm ADM/OADM dọc tuyến sẽ đạt khoảng 4 luồng STM – 1, so sánh với số luồng xen rẽ khi dung lượng tuyến trục 2,5 Gbps là ẵ STM – 1, ta rút ra được kết luận: nhu cầu xen rẽ trung bình tại các nút xen rẽ tăng 8 lần (từ ẵ STM – 1 lên 4 STM -1 ). Như vậy sẽ cần 2*8 STM – 1 để tải lưu lượng xen rẽ. Lưu lượng này tương đương vơi một bước sóng mang tín hiệu 2,5Gbps (16 STM – 1).

- Tương tự như vậy, đánh giá được phần lớn dung lượng dọc tuyến là dung lượng chuyển qua, do vậy việc phân bố 8 bước sóng công tác cho tuyến trục Bắc – Nam nên như sau:

* HNI – HCM: 4 bước sóng.

* HNI – ĐNG – HCM: 2 bước sóng.

* Lưu lượng trong một RING: 1 bước sóng.

* Lưu lượng xen rẽ dọc tuyến trên mỗi RING: 1 bước sóng



3.5.5. Xây dựng cấu hình cụ thể tuyến truyền dẫn Bắc Nam.

a. Đề xuất:

- Với RING 1 có số trạm xen rẽ có lưu lượng thấp (Phủ Lý, Nam Định), để có hiệu quả kinh tế cao hơn (do tiết kiệm được một loạt các thiết bị xen rẽ bước sóng đầu tư cho các nút này ), nên đưa các trạm này thành các nút của các RING liên tỉnh Hà Nội – Phủ Lý – Nam Định – Thái Bình – Hưng Yên – Hải Dương – Hà Nội.

- Với RING 4: Lý do tương tự đối với một số nút có lưu lượng xen rẽ thấp, nên tách chuyển chúng sang RING liên tỉnh Phan Rang – Phan Thiết – Xuân Lộc – Bảo Lộc – Đà Lạt – Phan Rang.

Các thiết bị đầu cuối WDM 8 hay 16 bước sóng thương mại hiện nay đều chỉ cho phép span lớn nhất khoảng trên 600 km, mà khoảng cách giữa hai nút cuối của RING 4 lại lên tới 695 km (Qui Nhơn – TP HCM), vượt quá mức tán sắc cho phép, vậy nên cần có một trạm đầu cuối WDM nữa cần thêm vào tại RING 4. Nút có thể thay đổi từ ADM thành thiết bị T8 (Thiết bị đầu cuối WDM 8 bước sóng) là Nha Trang hoặc Phan Rang, nếu chọn về Phan Rang thì có lợi về khoảng cách lặp, Nhưng Nha Trang tương lai sẽ là thành phố lớn phát triển mạnh về lưu lượng, vậy nếu chọn Nha Trang thì có lợi cho việc cấu hình lại lưu lượng sau này hơn.

+ Một giải pháp khác là sử dụng một bộ khuếch dại quang đường truyến LA 2 tầng, xen rẽ giữa 2 tầng một đoạn cáp DSF (sợi bù tán sắc) có đọ dài được tính toán cho phù hợp. nhờ xen giữa hai tầng khuếch đại, nên vẫn đảm bảo suy hao sợi được bù hoàn toàn, tán sắc được xử lý.

b. RING 1:

Sử dụng khuếch đại LA trên tuyến dọc 500 KV ( từ Hòa Bình đến Hà Tĩnh): VNPT sử dụng các sợi số6,7,8,9; có hệ số suy hao trung bình là 0,28dB/km; các khoảng cách giữa các tram Ri cộng lại là khoảng 360 km, vậy quỹ công suất cần bù là khoảng 0,28*360 km = 100 dB; Các LA thương mại có hệ số G đạt khoảng 14 dBm, vậy nên cần đặt tại tất cả các trạm Ri trên tuyến các LA, sử dụng thêm thiết bị BA hoặc PA tại các điểm thu phát Hòa Bình và Hà Tĩnh. Cấu hình cụ thể như sau:


Kêt nối giữa RING 1 va RING 2 nên sử dụng DXC/OXC theo cấu hình matched – node để như sau:




c. RING 2:

Không cần dùng trạm lặp tại Nam Ròm (NMR) nữa, do yêu cầu về tán sắc và quỹ công suất vẩn đủ đảm bảo với các thiết bị WDM ở khoảng cách span nhỏ đối với tất cả các thiết bị WDM thương mại hiện có.






d. RING 3:

Thay thế trạm lặp đơn kênh tại Lai Khan (LKN) bằng bộ khuếch đại quang đường truyền LA.

Các nút kết nối giữa RING 3 và RING 4 cần lựa chọn giữa hai loại thiết bị T8 và T16; Tùy thuộc vào hiệu quả sử dụng và giá thành.

Hiện kết nối giữa Quy Nhơn và Playku (167km) sử dụng hai đôi cáp riêng biệt cho hai vòng RING độc lập 3 và 4. Nếu như vậy, sẽ có hai phương án cho các nút này:

Giữ nguyên hiện trạng kết nối, sử dụng 4 bộ thiết bị kết nối T8

Sử dụng thiets bị kết nối T16 tại mỗi nút, chỉ cần sử dụng một đôi sợi cáp để truyền dẫn (16 bước sóng trên mỗi sợi một hướng).

Nếu phân tích về giá đầu tư, sẽ thấy giá thành 2 bộ T16 sẽ tương đương với khoảng giá thành 3 bộ T8. Hơn nữa, mật độ 16 bước sóng là mật đọ phổ biến hay dùng trong các mạng truyền dẫn WDM hiện nay, nên các yêu cầu về độ hẹp phổ từng kênh, khoảng cách các kênh vẫn đảm bảo, có thể tính toán lại và lựa chọn bước sóng phù hợp theo chuẩn ITU-T, theo các thương phẩm WDM hiện đang có.

e. RING 4:

Như trên đã phân tích, tại nút Nha Trang, sẽ đặt một trạm thiết bị đầu cuối WDM.

Tại Xuân Lộc, trước đây là một trạm lặp đơn kênh, nay thay thế bằng khuếch đại quang đường truyền LA để bù công suất.



KẾT LUẬN

Truyền dẫn dung lượng cao theo hướng sử dụng công nghệ WDM đang có một sức hút mạnh đối với các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông hàng đầu thế giới. Đã có hàng loạt tuyến truyền dẫn đang vận hành và khai thác theo công nghệ này, bởi vì chi phí đầu tư và tính ổn định của nó có nhiều điểm hơn hẳn so với ghép kênh truyền thống TDM, nhất là khi mà nhu cầu về dung lượng ngày càng cao như hiện nay.

Khi nâng cấp một hệ thống thông tin quang theo công nghệ WDM, có rất nhiều vấn đề cần phải xem xét, như nhu cầu về dung lượng, cấu hình hợp lý và cấu hình tối ưu .... Mỗi một mục nhỏ trong bản đồ án này đều là một bài toán kỹ thuật, đòi hỏi phải có một giải pháp tối ưu và toàn diện. Vấn đề về mật độ ghép bước sóng, mặc dù ITU-T đã ban hành chuẩn về tần số và khoảng cách ghép giữa các kênh, nhưng nó đã trở nên lạc hậu so với các công nghệ tách/ghép bước sóng hiện nay, khi mà khoảng cách ghép giữa các bước sóng trong hệ thống WDM đã giảm xuống chỉ còn 25 GHz.

Công nghệ khuếch đại quang sợi ra đời, đã mở ra một chặng mới cho thông tin quang nói chung và cho thông tin WDM nói riêng, giải quyết được vấn đề về suy hao, quỹ công suất mà không cần các bộ lặp 3R cồng kềnh, chi phí lớn và chỉ đáp ứng được tốc độ thông tin thấp. Thêm vào đó, các module bù tán sắc DCM được “nhúng” vào các thiết bị WDM, đã làm cho hệ thống WDM càng có thêm nhiều hứa hẹn. Khi đó mỗi kênh bước sóng có thể đạt đến tốc độ 10 Gbit/s hoặc hơn nữa, nhờ vậy có thể đạt được tốc độ Tbit/s trên một sợi đơn mode SSMF thông thường.

Với thời gian nghiên cứu và tìm hiểu thực tế mạng lưới, cũng như tìm hiểu công nghệ mới WDM còn hạn chế, những gì được đề cập trong bản luận văn này thực sự rất nhỏ bế, mới chỉ mang tính chất tìm hiểu, tập dượt. Công nghệ truyền dẫn WDM thực tế chưa được triển khai ở nước sta, lại là một công nghệ còn mới, đang ở thời kỳ mà có thể có nhiều đột biến về các giải pháp, công nghệ cho từng thiết bị.

Tuyến truyền dẫn quang Bắc-Nam ở nước ta giữ một vai trò quan trọng đối với nền an ninh của quốc gia và sự phát triển kinh tế, xã hội. Do vậy, việc thảo luận, nghiên cứu - triển khai phương án tăng dung lượng tuyến cáp quang trục Bắc-Nam bằng công nghệ mới như WDM có một ý nghĩa thiết thực. Từ suy nghĩ đó em mong muốn được tìm hiểu về “công nghệ ghép kênh quang WDM” để sau này đóng góp một phần công sức nhỏ bé xây dựng đất nước. Em mong rằng sẽ có cơ hội để tiếp tục được nghiên cứu sâu hơn về các vấn đề này.


TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. VŨ VĂN SAN

Kỹ thuật thông tin quang

Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật – 1997
2. DƯƠNG ĐỨC TUỆ

Hệ thống ghép kênh theo bước sóng

Nhà suất bản bưu điện – 2001
3. CAO PHÁN

Ghép kênh quang và khuếch đại quang

Học viện công nghệ bưu chính viễn thông –1998
4. CAO PHÁN

Cơ sở kỹ thuật thông tin quang

Học viện công nghệ bưu chính viễn thông – 2000
5. TRẦN THUỶ BÌNH, PHẠM HỒNG NHUNG

Nghiên cứu các loại sợi dẫn quang mới và khả năng sử dụng vào các hệ thống truyền dẫn trên mạng viễn thông Việt Nam

Viện KHKT Bưu điện – 1999
6. NGUYỄN MINH DÂN

Mạng cáp quang nội hạt và thuê bao quang - Đề tài nghiên cứu khoa học cấp ngành – Hà Nội – 1995.


7. DENIS J. G. MESTDAGH

Fundamentals of Multiaccess Optical Fiber Network

Artech House Boston – London
8. T. OKOSHI AND K. KIKUCHI

Optical Fiber Communication

University of Tokyo, Tokyo
9. WWW. EXFO.COM

2000 EXFO Electro-Optical Engineering Inc. All rights reserved.


10. JEAN-PIERRE LAUDE

Wavelength Division Multiplexing, Paris – 1993.






KHOA CÔNG NGHỆ SV: Đỗ Đình Ngọc



Каталог: nonghocbucket -> UploadDocument server07 id1 24230 nh42986 67215
UploadDocument server07 id1 24230 nh42986 67215 -> Công nghệ rfid giới thiệu chung
UploadDocument server07 id1 24230 nh42986 67215 -> MỤc lục danh mục các chữ viết tắt 3 Danh mục bảng biểu hình vẽ 4
UploadDocument server07 id1 24230 nh42986 67215 -> HỌc viện công nghệ BƯu chính viễn thông quản trị sản xuấT
UploadDocument server07 id1 24230 nh42986 67215 -> Báo cáo đánh giá tác động môi trường Dự án: Nhà máy sản xuất hạt nhựa 3h vina của công ty tnhh 3h vina
UploadDocument server07 id1 24230 nh42986 67215 -> ĐỀ 24 thi ngày 22/9
UploadDocument server07 id1 24230 nh42986 67215 -> ĐƯỜng lối ngoại giao củA ĐẢng trong cách mạng dân tộc dân chủ nhân dâN (1945-1954)
UploadDocument server07 id1 24230 nh42986 67215 -> Đồ án xử lý nước cấp Thiết kế hệ thống xử lý nước cho 2500 dân
UploadDocument server07 id1 24230 nh42986 67215 -> HiÖn nay gç rõng tù nhiªn ngµy cµng khan hiÕm mµ nhu cÇu sö dông gç ngµy cµng cao
UploadDocument server07 id1 24230 nh42986 67215 -> Câu 1: Những nội dung cơ bản trong Cương lĩnh chính trị đầu tiên của Đảng Công sản Việt Nam
UploadDocument server07 id1 24230 nh42986 67215 -> Lời nói đầu

tải về 0.59 Mb.

Chia sẻ với bạn bè của bạn:
1   2   3   4   5   6




Cơ sở dữ liệu được bảo vệ bởi bản quyền ©hocday.com 2024
được sử dụng cho việc quản lý

    Quê hương