intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Đề tài: Tìm hiểu chung về mạng truyền tải quang

Chia sẻ: Hoang Vu | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:85

Thêm vào BST
Báo xấu
137
lượt xem 25
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đứng trước sự phát triển không ngừng của khoa học công nghệ, truyền thông băng rộng đang trở thành nhu cầu thiết yếu mang lại nhiều lợi ích cho người sử dụng. Bên cạnh việc cung cấp các dịch vụ như truy nhập Internet, các trò chơi tương tác, hội nghị truyền hình,.. thì truyền thông băng rộng dữ liệu lớn qua các mạng đồng trục cũng đang được ứng dụng rộng rãi, cung cấp các kết nối tin cậy cho người sử dụng ngay cả khi di chuyển qua một phạm vi rộng lớn....

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đề tài: Tìm hiểu chung về mạng truyền tải quang

  1. Đồ án tốt nghiệp Mục lục MỤC LỤC MỤC LỤC ...................................................................................................................... i DANH MỤC HÌNH VẼ ............................................................................................... iv DANH MỤC BẢNG BIỂU ...........................................................................................v THUẬT NGỮ VIẾT TẮT ........................................................................................... vi LỜI NÓI ĐẦU ................................................................................................................1 CHƢƠNG I: TÌM HIỂU CHUNG VỀ MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG................2 1.1 Giới thiệu ...............................................................................................................2 1.2 Các lớp quang ........................................................................................................2 1.3 Từ mã FEC trong mạng truyền tải quang ..............................................................4 1.4 Cấu trúc khung trong mạng truyền tải quang ........................................................6 1.4.1 Khối tải tin quang OPU-k ...............................................................................6 1.4.2 Khối dữ liệu quang ODU-k ............................................................................6 1.4.3 Khối truyền tải quang OTU-k.........................................................................9 1.4.4 Lớp kênh quang ............................................................................................11 1.4.5 Sóng mang kênh quang (OCC) và nhóm kênh quang (OCG) ......................12 1.4.6 Mào đầu không liên kết ................................................................................13 1.4.7 Sắp xếp các khung GFP vào khung OPU-k .................................................15 1.5 Mạng truyền tải quang và công nghệ ghép kênh phân chia theo bước sóng .......15 1.6 Quản lý mạng truyền tải quang ...........................................................................17 CHƢƠNG II: KIẾN TRÚC MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG ................................18 2.1 Cấu trúc lớp mạng truyền tải quang ....................................................................18 2.2 Lớp kênh quang ...................................................................................................20 2.2.1 Đường liên kết kênh quang ..........................................................................20 2.2.2 Phần tử truyền tải OCh ................................................................................21 2.3 Lớp đoạn ghép kênh quang ................................................................................21 2.3.1 Đường liên kết đoạn ghép kênh quang ........................................................22 2.3.2 Các phần tử truyền tải quang ........................................................................23 2.4 Lớp mạng đoạn truyền dẫn quang .....................................................................23 2.4.1 Đầu cuối đường liên kết đoạn truyền dẫn quang ..........................................24 2.4.2 Các phần tử truyền tải OTS ..........................................................................25 2.5 Liên kết client/server ...........................................................................................25 2.5.1 Đáp ứng OCh/client ......................................................................................25 2.5.2 Đáp ứng OMS/OCh ......................................................................................26 2.5.3 Đáp ứng OTS/OMS ......................................................................................26 2.6 Cấu trúc liên kết mạng quang ..............................................................................27 2.6.1 Các đường liên kết và các kết nối đơn hướng và song hướng .....................27 2.6.2 Các đường liên kết và các kết nối điểm-đa điểm .........................................27 CHƢƠNG III: CẤU TRÚC GHÉP KÊNH CỦA MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG .......................................................................................................................................28 3.1 Cấu trúc tín hiệu cơ bản .......................................................................................28 3.1.1 Cấu trúc con OCh .........................................................................................28 3.1.2 Cấu trúc chức năng đầy đủ OTM-n.m ..........................................................29 3.1.3 Cấu trúc chức năng rút gọn OTM-nr.m và OTM-0.m..................................29 3.2 Cấu trúc thông tin cho giao diện OTN ................................................................29 Lê Phương Trình – D04VT1 i
  2. Đồ án tốt nghiệp Mục lục 3.3 Các nguyên lý ghép kênh/ánh xạ và tốc độ bit ....................................................32 3.3.1 Ánh xạ...........................................................................................................33 3.3.2 Ghép kênh phân chia bước sóng...................................................................33 3.3.3 Các tốc độ bit và dung lượng........................................................................33 3.3.4 Ghép kênh phân chia thời gian ODUk .........................................................35 3.4 Cấu trúc module truyền tải quang .......................................................................37 3.4.1 OTM với chức năng rút gọn ( OTM-0.m, OTM-nr.m) ................................37 3.4.1.1 OTM-0.m ...............................................................................................37 3.4.1.2 Module truyền tải quang OTM-16r.m ...................................................38 3.4.2 OTM với chức năng đầy đủ (OTM-n.m) ......................................................40 CHƢƠNG 4 CÁC GIAO DIỆN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG ..........................42 4.1 Các giao diện liên miền đa kênh..........................................................................42 4.2 Các giao diện liên miền đơn kênh ......................................................................45 4.3 Tính tương thích ngang .......................................................................................48 4.4 Các tham số cho hệ thống liên miền đơn kênh và đa kênh .................................49 4.4.1 Các thông tin chung về các tham số .............................................................52 4.4.1.1 Số kênh lớn nhất ....................................................................................52 4.4.1.2 Mã hóa tốc độ bit/đường dây của các tín hiệu nhánh quang .................52 4.4.1.3 Tỉ số lỗi bit lớn nhất ..............................................................................52 4.4.1.4 Kiểu sợi ..................................................................................................52 4.4.2 Giao diện tại các điểm MPI-SM hoặc MPI-S ................................................52 4.4.2.1 Nguồn đầu ra trung bình lớn nhất và nhỏ nhất ......................................52 4.4.2.2 Nguồn đầu ra tổng trung bình lớn nhất .................................................53 4.4.2.3 Tần số trung tâm ....................................................................................53 4.4.2.4 Khoảng cách kênh .................................................................................53 4.4.2.5 Độ sai lệch tần số trung tâm lớn nhất ....................................................53 4.4.2.6 Dải bước sóng hoạt động .......................................................................53 4.4.2.7 Kiểu nguồn ............................................................................................53 4.4.2.8 Chu trình làm việc lớn nhất và nhỏ nhất ...............................................54 4.4.2.9 Độ rộng RMS lớn nhất ..........................................................................54 4.4.2.10 Độ rộng lớn nhất -20dB .......................................................................54 4.4.2.12 Tỷ số loại bỏ side mode nhỏ nhất ........................................................54 4.4.2.13 Tỷ số tắt dần nhỏ nhất .........................................................................54 4.4.2.14 Giản đồ mắt cho các tín hiệu phát quang NRZ ...................................55 4.4.2.15 Giản đồ mắt cho các tín hiệu phát quang ............................................56 4.4.3 Một đường liên kết quang từ điểm MPI-SM đến MPI-RM hoặc MPI-S đến MPI-R ....................................................................................................................57 4.4.3.1 Độ suy giảm lớn nhất.............................................................................57 4.4.3.2 Độ suy giảm nhỏ nhất ............................................................................58 4.4.3.3 Tán sắc lớn nhất .....................................................................................58 4.4.3.4 Sai lệch tán sắc lớn nhất ........................................................................58 4.4.3.5 Suy hao phản xạ quang nhỏ nhất tại MPI-SM hoặc MPI-S....................59 4.4.3.6 Phản xạ rời rạc lớn nhất giữa MPI-SM và MPI-RM hoặc MPI-S và MPI-R ................................................................................................................60 4.4.3.7 Độ trễ nhóm vi sai lớn nhất ...................................................................61 4.4.4 Giao diện tại điểm MPI-RM hoặc MPI-R .....................................................61 Lê Phương Trình – D04VT1 ii
  3. Đồ án tốt nghiệp Mục lục 4.4.4.1 Công suất kênh đầu vào trung bình lớn nhất .........................................61 4.4.3 Công suất đầu vào tổng trung bình ...............................................................61 4.4.4.4 Vi sai công suất kênh lớn nhất...............................................................62 4.4.4.5 Đường quang penalty lớn nhất ..............................................................62 4.4.4.6 Độ nhạy tương đương nhỏ nhất .............................................................63 4.4.4.7 Độ phản xạ lớn nhất của các phần tử quang ..........................................63 4.4.4.8 Độ nhạy nhỏ nhất...................................................................................64 CHƢƠNG 5 MỘT SỐ ĐIỂM NỔI BẬT CỦA MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG ..65 5.1 Sửa lỗi hướng thuận .............................................................................................65 5.1.1 Mô tả lý thuyết ..............................................................................................66 5.1.1.2 Độ lợi mã hóa ........................................................................................68 5.1.2.1 Xác định Độ lợi mã hóa theo tham số Q ...............................................68 5.1.2.2 Khuyếch đại mã hóa được xác định qua Eb/N0 .....................................70 5.1.2.3 Khuyếch đại được xác định theo OSNR ...............................................70 5.3 Truyền tải thông suốt của các tín hiệu client .......................................................74 5.4 Mở rộng quy mô chuyển mạch ............................................................................74 KẾT LUẬN ..................................................................................................................76 TÀI LIỆU THAM KHẢO ...........................................................................................77 Lê Phương Trình – D04VT1 iii
  4. Đồ án tốt nghiệp Danh mục hình vẽ DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1. 1 Tỷ lệ lỗi bit BER trước và sau khi có từ mã FEC trong hệ thống ...................4 Hình 1. 2 Cấu trúc của RS(255,239) ...............................................................................5 Hình 1. 3 Cấu trúc OPU-k ...............................................................................................7 Hình 1. 4 Cấu trúc ODU-k...............................................................................................7 Hình 1. 5 Cấu trúc OTU-k ...............................................................................................8 Hình 1. 6 Quá trình ghép 16 khung con OTU-k lên một khung OTU-k .......................10 Hình 1. 7 Các bước cơ bản định dạng một khung OTU-k dựa trên một liên kết điểm- điểm ...............................................................................................................................10 Hình 1. 8 Các lớp con trong kênh quang cơ bản (OCh) ................................................12 Hình 1. 9 Cấu trúc cơ bản của nhóm kênh quang OCG-k qua DWDM ........................13 Hình 1. 10 Hình thành và truyền tải tín hiệu OTM qua các kênh WDM riêng .............15 Hình 1. 11 Sắp xếp các khung GFP vào OPU-k............................................................16 Hình 1. 12 Ánh xạ các kiểu tải tin khác nhau trên mạng OTN vào WDM ...................16 Hình 2. 1 Liên kết đầu cuối-đầu cuối trong một mạng truyền tải quang.......................19 Hình 2. 2 Lớp kênh quang .............................................................................................20 Hình 2. 3 Ví dụ lớp mạng OMS ....................................................................................22 Hình 2. 4 Ví dụ lớp mạng OTS .....................................................................................24 Hình 3. 1 Cấu trúc của giao diện OTN ..........................................................................28 Hình 3. 2 Thông tin chủ yếu chứa các tương quan OTM-n.m ......................................30 Hình 3. 3 Thông tin chủ yếu chứa các tương quan OTM-0.m ......................................30 Hình 3. 4 Thông tin chủ yếu chứa các tương quan OTM-nr.m .....................................31 Hình 3. 5 Ví dụ của thông tin luồng chủ yếu.................................................................32 Hình 3. 6 Cấu trúc ghép kênh và ánh xạ OTM .............................................................33 Hình 3. 7 Phương pháp ghép kênh ODU1 vào trong ODU2 .........................................36 Hình 3. 8 Phương pháp ghép kênh ODU1 và ODU2 vào trong ODU3 ........................36 Hình 3. 9 Cấu trúc OTM-0.m ........................................................................................38 Hình 3. 10 Cấu trúc ghép kênh OTM-16r.m .................................................................39 Hình 3. 11 Cấu trúc ghép kênh OTM-n.m.....................................................................41 Hình 4. 1 Các ứng dụng đa kênh sử dụng bộ tiền khuếch đại .......................................43 Hình 4. 2 Các ứng dụng đa kênh sử dụng bộ khuếch đại trung gian ............................44 Hình 4. 3 Các ứng dụng IrDI đa kênh không khuếch đại ..............................................45 Hình 4. 4 Các ứng dụng IrDI đơn kênh .........................................................................45 Hình 4. 5 Mặt nạ biểu đồ mắt cho các tín hiệu phát quang NRZ ..................................55 Hình 4. 6 Mặt nạ của biểu đồ mắt cho tín hiệu phát quang RZ 40G .............................57 Hình 4. 7 IrDI kênh đơn với bù tán sắc (DC) trong bộ thu ...........................................59 Hình 5. 1 Sơ đồ khối FEC ............................................................................................67 Hình 5. 2 Từ mã Reed-Solomon ...................................................................................67 Hình 5. 3 Giản đồ mắt ...................................................................................................69 Hình 5. 4 Mã BER vs Q cho R-S (t =8).........................................................................69 Hình 5. 5 BER và Eb/N0.................................................................................................70 Hình 5. 6 Khuyếch đại mã hóa qua OSNR ....................................................................71 Hình 5. 7 Giám sát kết nối nối tiếp ................................................................................72 Hình 5. 8 Giám sát các kết nối ......................................................................................73 Hình 5. 9 Chồng lấn giám sát các kết nối ODUk ..........................................................74 Lê Phương Trình – D04VT1 iv
  5. Đồ án tốt nghiệp Danh mục bảng biểu DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1. 1 Tương quan giữa các khung STS/STM và khung OTN OPU-k ....................5 Bảng 1. 2 Từ mã FEC sử dụng trong các khung OTN OPU-k ........................................6 Bảng 1. 3 Các tốc độ bit truyền dẫn danh định ...............................................................7 Bảng 1. 4 Tốc độ OTU-k danh định (± 20ppm) ..............................................................9 Bảng 1. 5 Độ biến động UIpp theo các tần số ...............................................................11 Bảng 3. 1 Các kiểu và dung lượng OUT .......................................................................34 Bảng 3. 2 Các kiểu và dung lượng ODU .......................................................................34 Bảng 3. 3 Các kiểu và dung lượng OPU .......................................................................34 Bảng 3. 4 Các chu kỳ khung OTUk/ODUk/OPUk........................................................35 Bảng 4. 1Các loại giao diện liên miền đa kênh .............................................................42 Bảng 4. 2 Phân loại các giao diện liên miền đơn kênh cho lớp tín hiệu nhánh quang NRZ 2.5G và NRZ 10G .................................................................................................47 Bảng 4. 3 Phân loại các giao diện liên miền đơn kênh cho lớp tín hiệu nhánh quang NRZ 40G và RZ 40G.....................................................................................................48 Bảng 4. 4 Các tham số vật lý cho IrDI đơn kênh và đa kênh ........................................50 Bảng 4. 5 Các tham số lớp vật lý cho IrDI đơn kênh và đa kênh ..................................51 Bảng 4. 6 Các giá trị chi tiết của NRZ trong các giản đồ mắt .......................................56 Bảng 4. 7 Trung bình DGD và các xác suất .................................................................61 Lê Phương Trình – D04VT1 v
  6. Đồ án tốt nghiệp Thuật ngữ viết tắt THUẬT NGỮ VIẾT TẮT Viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt 3R Retiming, Reshaping and Định thời, tái tạo và Reamplifying khuếch đại ATM Asynchronous Transport Mode Chế độ truyền tải không đồng bộ BER Bit Error Ratio Tỷ lệ lỗi bit DWDM Differential Wavelength Ghép kênh chia bước Division Multiplexer sóng vi sai EDC Error Detect Check Phát hiện sửa lỗi FAS Frame Alignment Signal Tín hiệu đồng chỉnh khung FEC Forward Error Correction Sửa lỗi hướng thuận FR Frame Relay Chuyển tiếp khung GCC General Communication Channel Kênh truyền dẫn chung GFP Generic Frame Procedure Thủ tục đóng khung chung HO Hold Off Hold Off IP Internet Protocol Giao thức Internet IrDI Inter Domain Interface Giao diện liên miền LAN Local Area Network Mạng cục bộ MFAS Multiframe Alignment Signal Tín hiệu đồng chỉnh đa khung MPI Multile Protocol Interface Giao diện đa giao thức NE Network Element Phần tử mạng OA Optical Amplifier Khuếch đại quang OADM Optical Add Drop Multiplexer Bộ xen tách quang Lê Phương Trình – D04VT1 vi
  7. Đồ án tốt nghiệp Thuật ngữ viết tắt OA&M Operatons Administration Hoạt động, quản lý và bảo dưỡng and Managemnet OCC Optical Channel Carrier Sóng mang kênh quang OCCo Optical Channel Carrier Overhead Mào đầu sóng mang kênh quang OCCp Optical Channel Carrier Payload Mào đầu sóng mang kênh quang OCG Optical Channel Group Nhóm kênh quang OCG-nr Optical Channel Group reduced Nhóm kênh quang chức năng rút gọn OCh Optical Channel Kênh quang OCh-OH Optical Channel- Ovehead Mào đầu kênh quang OCh-PE Optical Channel- Payload Tải tin kênh quang mở rộng Evolope ODU Opical Data Unit Khối dữ liệu quang OMS Optical Multiplexer Section Đoạn ghép kênh quang OMS_LC OMS- Link Connection Kết nối liên kết OMS OMS_NC OMS- Network Connection Kết nối mạng OMS OMU Optical Multiplex Unit Khối ghép quang ONT Optical Network Termination Đầu cuối mạng quang OOS Optical Output Signal Tín hiệu đầu ra quang OPU Optical Payload Unit Khối tải tin quang OSC Optical Supervision Chanel Kênh giám sát quang OSNR Optical Signal to Noise Ratio Tỉ số tín hiệu trên tạp âm quang OTM Optical Transport Module Chế độ truyền tải quang OTN Optical Transport Network Mạng truyền tải quang Lê Phương Trình – D04VT1 vii
  8. Đồ án tốt nghiệp Thuật ngữ viết tắt OTS Optical Transport Section Đoạn truyền tải quang OTS_SNC OTS _ Subnetwork Connection Kết nối mạng con OTS OTS OH Optical Transport Section Mào đầu đoạn truyền tải quang Overhead OTU Optical Transport Unit Khối truyền tải quang PDH Plesiochronous Digital Hierarchy Phân cấp cận đồng bộ PTI Payload Type Identifier Nhận dạng kiểu tải tin RS Reed- Solomon Reed- Solomon SDH Synchronous Digital Hierarchy Phân cấp số đồng bộ SN Signal Networking Tín hiệu mạng SONET Synchronous Optical Network Mạng quang đồng bộ STM Synchronous Transport Mode Chế độ truyền tải đồng bộ STS Synchronous Transport Signal Tín hiệu truyền tải đồng bộ TCP Transmission Control Protocol Giao thức điều khiển truyền dẫn TDM Time Division Multiplexing Ghép kênh phân chia theo thời gian TTE Terminal Transport Equipment Thiết bị truyền dẫn đầu cuối TTI Trail Trace Indentificaton Nhận dạng vạch đường truyền WDM Wavelenght Division Multiplex Ghép kênh phân chia bước sóng Lê Phương Trình – D04VT1 viii
  9. Đồ án tốt nghiệp Lời nói đầu LỜI NÓI ĐẦU Đứng trước sự phát triển không ngừng của khoa học công nghệ, truyền thông băng rộng đang trở thành nhu cầu thiết yếu mang lại nhiều lợi ích cho người sử dụng. Bên cạnh việc cung cấp các dịch vụ như truy nhập Internet, các trò chơi tương tác, hội nghị truyền hình,.. thì truyền thông băng rộng dữ liệu lớn qua các mạng đồng trục cũng đang được ứng dụng rộng rãi, cung cấp các kết nối tin cậy cho người sử dụng ngay cả khi di chuyển qua một phạm vi rộng lớn. Sự phát triển mạnh mẽ của Internet và mạng toàn cầu đem lại càng nhiều hơn nhiều người sử dụng trực tuyến, chi phối lượng băng thông lớn để truyền dữ liệu bao gồm cả video và hình ảnh. Để phục vụ cho các yêu cầu truyền tải khối lượng dữ liệu lớn, sự nghiên cứu cho năng lực mạng với dung lượng cực lớn đã bắt đầu.Các chi phí tăng lên và cần hệ thống thông suốt hơn nữa hoạt động một vai trò quan trọng trong nghiên cứu các công nghệ mới. Sợi quang đem lại băng thông cao hơn nhiều, độ suy giảm thấp qua các khoảng cách lớn và ưu điểm chi phí hơn so với cáp đồng. Chúng đưa ra độ suy giảm thấp qua khoảng cách rộng .Các yêu cầu của bộ tái tạo và bộ khuếch đại bởi vậy khá nhỏ. Tất cả các hệ số chế tạo sợi quang được ưu tiên cho truyền dẫn dữ liệu .Khi yêu cầu băng thông và đường truyền càng lớn thì việc tiến hành truyền dữ liệu trên sợi quang yêu cầu xây dựng một hệ thống mạng quang hoàn chỉnh hơn. Vì vậy, mạng truyền tải quang ra đời nhằm đáp ứng yêu cầu đó với khả năng cung cấp đường truyền dữ liệu lên từ 2.5Gbps, 10Gbps cho đến 40 Gbps đồng thời tích hợp nhiều loại dữ liệu hoặc các dạng khung dữ liệu của các công nghệ trước đây như SONET/SDH trên cùng một khối truyền tải quang OTU. Trong tài liệu này tôi xin giới thiệu những nét tổng quát của mạng truyền tải quang các bạn có thể phần nào hiểu được tính chất quan trọng của mạng truyền tải quang. Nội dung cụ thể được chia làm năm chương như sau: Chương 1 : Tìm hiểu chung về mạng truyền tải quang Chương 2 : Kiến trúc truyền tải của mạng truyền tải quang Chương 3 : Cấu trúc ghép kênh của mạng truyền tải quang Chương 4 : Các giao diện của mạng truyền tải quang Chương 5 : Một số điểm nổi bật của mạng truyền quang Lê Phương Trình – D04VT1 1
  10. Đồ án tốt nghiệp Chương I: Tìm hiểu chung về mạng truyền tải quang CHƢƠNG I: TÌM HIỂU CHUNG VỀ MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG 1.1 Giới thiệu Các mạng sử dụng các node quang để tạo nên một trong các cấu trúc kết nối thông dụng như : cấu trúc lưới, cấu trúc vòng, và cấu trúc điểm điểm. Tuy nhiên xét đến hiệu quả và chất lượng, các mạng quang được mô tả với các chức năng truyền tải tin, ghép kênh tải tin client, định tuyến, khả năng duy trì dịch vụ, bảo vệ , giám sát và bảo dưỡng mạng. Để đáp ứng hiệu quả mạng, mạng truyền tải quang tại phía phát bao gồm các lớp truyền tải quang , khi đó các tín hiệu client riêng rẽ sẽ kết hợp để truyền tải qua một liên kết. Tại phía thu, một lớp mạng được phân chia cấu trúc và các tín hiệu đầu cuối được dùng để định tuyến lại cho từng hướng riêng của chúng. Xét trên một phương diện thì một node được xem như là một sân bay trung tâm, ở đó mỗi hành khách xác định vị trí trên mỗi máy bay, mỗi client được vận chuyển đến từng vị trí khác nhau. Và ở đây mỗi hành khách mang tính chất duy trì một quản lý định tuyến đầu cuối đến đầu cuối. Mạng truyền tải quang phát triển cho ứng dụng truyền tải cự ly dài với các tốc độ dữ liệu từ 2,5 G đến 40G trên mỗi kênh quang. Trong các khuyến nghị, mạng truyền tải quang sử dụng để hỗ trợ cho các kết nối điểm-điểm đơn hướng và song hướng, và các kết nối điểm-đa điểm đơn hướng. 1.2 Các lớp quang Cấu trúc mạng truyền tải quang xác định môi trường vật lý lớp mạng đồng thời định nghĩa kiểu sợi quang. Cấu trúc mạng truyền tải quang gồm ba lớp : lớp kênh quang, lớp đoạn ghép kênh quang, lớp đoạn truyền dẫn quang.  Lớp kênh quang : cung cấp kết nối đầu cuối đến đầu cuối mạng của kênh quang để chuyển thông suốt thông tin đầu cuối khác nhau như SONET/SDH, PDH 563 Mps, ATM. Lớp kênh quang chứa đầy đủ chức năng như hoán vị kết nối kênh quang với mục đích định tuyến mạng mềm dẻo, mào đầu kênh quang đảm bảo tính nguyên vẹn của thông tin đáp ứng kênh quang, các chức năng OA&M kênh quang (hoạt động, quản lý và bảo dưỡng) cho phép duy trì kết nối và thay đổi chất lượng dịch vụ cùng khả năng duy trì mạng.  Lớp đoạn ghép quang : cung cấp chức năng cho các mạng qua công nghệ ghép tín hiệu trên nhiều bước sóng (WDM). Lớp đoạn ghép quang chứa đầy đủ các chức năng như mào đầu đoạn ghép kênh quang đảm bảo tính nguyên vẹn thông tin đáp Lê Phương Trình – D04VT1 2
  11. Đồ án tốt nghiệp Chương I: Tìm hiểu chung về mạng truyền tải quang ứng đoạn ghép quang nhiều bước sóng, đoạn ghép quang kênh quang OA&M cho phép hoạt động mức đoạn và các chức năng quản lý và duy trì đoạn ghép.  Lớp đoạn truyền dẫn quang : cung cấp chức năng truyền dẫn tín hiệu quang trên các sợi quang. Lớp đoạn truyền dẫn quang chứa đầy đủ các chức năng như : xử lý mào đầu đoạn truyền dẫn quang đảm bảo tính nguyên vẹn thông tin đáp ứng đoạn truyền dẫn quang, đoạn truyền dẫn OA&M cho phép các hoạt động mức đoạn và các chức năng quản lý và khả năng duy trì đoạn truyền dẫn. Tương tự như mạng SONET/SDH thế hệ sau, mạng truyền tải quang xác định một tải tin đồng bộ có độ dài khung cố định được gán với một mào đầu chi tiết để hỗ trợ các tải tin đầu cuối khác nhau, đồng thời một mã sửa lỗi hướng thuận (FEC) được đặt tại đầu cuối tiếp theo của khung để phân biệt mạng truyền tải quang với các mạng quang thế hệ sau khác. Các từ mã FEC phát hiện lỗi và các mã sửa lỗi xác định các bit lỗi ( 16) và sửa một phần các mã đó (8). FEC có khả năng sửa 8 bit lỗi hoặc nhiều hơn được xem như là một mã mạnh, nếu sửa ít hơn 8 bit lỗi được xem như là một mã yếu. Ví dụ : mã RS(255,239) là một mã nhị phân thuộc hệ thống các mã vòng tuyến tính. Mã RS sinh ra từ đa thức nhị phân. Ví dụ : mã RS(255,239) sinh ra từ đa thức x8 + x 4 + x3 + x2 + 1. Để nhận thức rõ vai trò của từ mã FEC đến chất lượng tín hiệu, ta giả thiết có một hệ thống yêu cầu giá trị BER 10-12 . Một tín hiệu có tỷ lệ lỗi bit BER 10-4 . Sau khi bổ sung mã FEC mạnh thì được cải thiện còn 2 × 10-12 . Vì vậy FEC được sử dụng cho tín hiệu khi truyền trong các khoảng cách xa với tốc độ bit cao mà vẫn đạt được chỉ số BER là 10-12. Tương tự một tín hiệu với tỷ lệ lỗi bit BER 10-7 khi được bổ sung mã FEC thì chỉ số BER được cải thiện còn 10-40 . Từ mã FEC còn được bổ sung cho phía thu đáp ứng cự ly dài để đạt được BER yêu cầu. Một ưu điểm cụ thể là khi sử dụng trong truyền cự ly xa và truyền qua các sợi quang vượt đại dương sử dụng các bộ khuếch đại và bộ tái tạo nhỏ hơn mà vẫn đảm bảo tốc độ truyền dẫn bit cao. FEC được ứng dụng trong các bộ chuyển đổi quang-điện tại các thiết bị truyền dẫn đầu cuối (TTE). Trong các liên kết điểm-điểm cự ly ngắn thì bộ tái tạo chưa thật cần thiết do suy hao thấp. Với các liên kết cự ly dài thì yêu cầu bộ tái tạo là không thể thiếu được để đảm bảo tín hiệu. FEC có thể sửa chữa một số bit lỗi (thường là 8). Khi số bit lỗi vượt quá khả năng sửa lỗi của FEC , các bit lỗi chưa được Lê Phương Trình – D04VT1 3
  12. Đồ án tốt nghiệp Chương I: Tìm hiểu chung về mạng truyền tải quang sửa đưa vào bộ tái tạo thành một burt bit lỗi ảnh hưởng đến hiệu năng của hệ thống. Ở trường hợp này, từ mã FEC xác định chức năng vật lý và chức năng quản lý lỗi. Hình 1. 1 Tỷ lệ lỗi bit BER trước và sau khi có từ mã FEC trong hệ thống 1.3 Từ mã FEC trong mạng truyền tải quang Mạng truyền tải quang cho phép ghép các khung để đạt được tốc độ dữ liệu truyền dẫn cao hơn. Ví dụ : mạng truyền tải quang định nghĩa nhiều mức ghép kênh như STS-48 (SONET)/STM-16(SDH), hoặc STS-192/STM-64 hoặc STS-768/STM- 256. Khi M khung STS-48 (SONET) hoặc STM-16(SDH) được ghép đạt tốc độ M × 2,5Gps. Trong trường hợp này, từ mã FEC được hình thành tại các mã khung SONET/SDH trước khi thực hiện ghép khung trong khối thiết bị đầu cuối tại các bộ thu , chức năng phát hiện và sửa lỗi được sử dụng sau khi tách các khung. Trong mạng truyền tải quang, khối tải tin quang-k (OPU-k) với k là chỉ số gồm các khung SONET/SDH được ghép lại và trường FEC đính kèm sau mỗi khung SONET/SDH. Bảng 1.1 cung cấp giá trị k cho khối tải tin quang OPU Lê Phương Trình – D04VT1 4
  13. Đồ án tốt nghiệp Chương I: Tìm hiểu chung về mạng truyền tải quang SONET SDH Tốc độ dữ liệu OPU-k STS-48 STM-16 2,5Gbps OPU-1 STS-192 STM-64 10Gbps OPU-2 STS-768 STM-256 40Gbps OPU-3 Bảng 1. 1 Tương quan giữa các khung STS/STM và khung OTN OPU-k Mạng truyền tải quang sử dụng mã phát hiện sửa lỗi (EDC) Reed Solomon (RS) khi xác suất của các bit photon được bỏ qua và do đó tỉ số lỗi bit BER chịu ảnh hưởng đến các tham số khác như : chiều dài sợi, suy hao, mật độ kênh, phi tuyến, công suất tín hiệu quang, và độ nhạy thu phụ thuộc vào tốc độ dữ liệu truyền dẫn. Với các khung OPU-k khác nhau thì từ mã Reed-Solomon (RS) FEC được tạo ra từ các đa thức sinh khác nhau. Từ mã Reed-Solomon EDC thường được viết dưới dạng RS(x,y) trong đó x chỉ thị chiều dài dữ liệu phát hiện lỗi, y là chiều dài EDC bổ sung. Ví dụ: từ mã RS(255,239) sử dụng 16 byte để kiểm tra 239 byte dữ liệu (239 + 16 = 255). Hình 1.2 trình bày cấu trúc từ mã FEC sử dụng trong mạng truyền tải quang Hình 1. 2 Cấu trúc của RS(255,239) Lê Phương Trình – D04VT1 5
  14. Đồ án tốt nghiệp Chương I: Tìm hiểu chung về mạng truyền tải quang OPU-k Kiểu FEC OPU-1 RS(239/238) OPU-2 RS(238/237) OPU-3 RS(237/236) Bảng 1. 2 Từ mã FEC sử dụng trong các khung OTN OPU-k Khi FEC không được sử dụng trong trường hợp này thì từ mã RS lúc đó bao gồm các số 0. 1.4 Cấu trúc khung trong mạng truyền tải quang 1.4.1 Khối tải tin quang OPU-k Đơn vị khung cơ bản định nghĩa trong mạng truyền tải quang là khối tải tin quang OPU-k , trong đó các tín hiệu đầu cuối được ánh xạ vào. Khi tính tới FEC, tốc độ bit truyền dẫn danh định của OPU-k với k = 1, 2 , 3 được đưa ra trong bảng 1.3. Mỗi khối OPU-k bao gồm 4 hàng, mỗi hang gồm 3810 cột tương ứng với 3810 byte , tại đầu cuối mỗi hàng có thêm 2 byte mào đầu để hỗ trợ đáp ứng các tín hiệu đầu cuối khác nhau. Hình 1.3 lưu ý theo khuyến nghị G.709/Y.1331 được bắt đầu đánh số từ 15, việc đánh số này sẽ rõ ràng hơn trong quá trình xây dựng khung OTN. 1.4.2 Khối dữ liệu quang ODU-k Khối dữ liệu quang bao gồm khối tải tin quang OPU và bổ sung 14 byte mào đầu tại đầu mỗi hàng của mào đầu OPU-k. 14 byte mào đầu của hàng đầu tiên OPU-k được định nghĩa như sau:  Trường FAS (tín hiệu đồng chỉnh khung) (byte 1-7) chứa dãy đồng chỉnh khung cố định 0xA1 0xA1 0xA1 0xA2 0xA2 0xA2.  Trường MFAS (tín hiệu đồng chỉnh đa khung) (byte 8) chứa số khung trong 256 đa khung  Trường mào đầu OTU-k (khối truyền tải quang k) (các byte 8-14) chứa giám sát đoạn (byte 8-10), kênh truyền dẫn chung 0 (GCC0) (byte 11 và 12), và hai byte dự trữ (byte 13 và 14) Lê Phương Trình – D04VT1 6
  15. Đồ án tốt nghiệp Chương I: Tìm hiểu chung về mạng truyền tải quang OPU-k Tốc độ thông thường OPU-1 2488320 Kbps ± 20ppm OPU-2 9995276,972 Kps ± 20 ppm OPU-3 40150519,322 Kps ± 20ppm Bảng 1. 3 Các tốc độ bit truyền dẫn danh định Hình 1. 3 Cấu trúc OPU-k Hình 1. 4 Cấu trúc ODU-k Lê Phương Trình – D04VT1 7
  16. Đồ án tốt nghiệp Chương I: Tìm hiểu chung về mạng truyền tải quang Mào đầu ODU-k còn lại (các byte 1 đến 14 của hàng 2-4) được phân chia thành các đoạn với chức năng khác nhau, một đoạn khác được sử dụng để xác định đầu cuối đến đầu cuối của đường OPU-k, một đoạn khác được sử dụng hỗ trợ 6 mức giám sát kết nối nối tiếp và các đoạn khác sử dụng cho các chức năng bảo dưỡng và hoạt động. Mào đầu được sử dụng cho 64 khung ODU-k. Mào đầu đường ODU-k sử dụng tại trí mà ODU-k được ghép và tách ra. Mào đầu cho kết nối nối tiếp được bổ sung và kết thúc tại nguồn và đầu cuối của các kết nối nối tiếp. ODU-k hỗ trợ các chức năng sau đây:  Đáp ứng các tín hiệu đầu cuối qua OPU-k  Giám sát đường đầu cuối đến đầu cuối qua ODU-kP  Giám sát kết nối nối tiếp qua ODU-kT Trong các mạng quang tiêu chuẩn, nhằm tối ưu băng thông truyền tải, ghép kênh phân chia thời gian(TDM) của các ODU-k duy trì liên kết đầu cuối đến đầu cuối để các kênh TDM có tốc độ thấp hơn. Do đó, hiện tại ODU-k được định nghĩa các mối quan hệ server/client như sau:  Một ODU-2 truyền tải tối đa 4 ODU-1 (một ODU2 tương đương với 4 ODU-1)  Một ODU-3 truyển tải tối đa 16 ODU-1 hoặc 4 ODU-2 hoặc có thể truyền tải hỗn hợp cả ODU-1 và ODU-2 trong giới hạn băng thông cho phép Hình 1. 5 Cấu trúc OTU-k Lê Phương Trình – D04VT1 8
  17. Đồ án tốt nghiệp Chương I: Tìm hiểu chung về mạng truyền tải quang OTU-k Tốc độ bit thông thường OTU-k Chu kỳ OTU-1 255/238 × 2488320 = 2666057,143 Kbps 48,971 OTU-2 255/237 × 9953238 = 10709255,316 Kbps 12,191 OTU-3 255/236 × 39813120 = 43018413,559 Kbps 3,035 Bảng 1. 4 Tốc độ OTU-k danh định (± 20ppm) 1.4.3 Khối truyền tải quang OTU-k Cấu trúc khung của khối truyền tải quang k (OTU-k) được hoàn thiện bởi các byte mào đầu OTU-k ghép thêm mã FEC tại phía cuối khung OPU-k như trình bày trong hình 1.5. Các mào đầu OTU chứa các byte giám sát đoạn (byte 8-10), kênh truyền dẫn chung 0 (GCC0) (các byte 11 và 12) và dự trữ (các byte 13 và 14). Vùng FEC chứa 4 hàng với 256 byte mỗi hàng. Vì vậy, các khung OTU-k gồm 4 hàng với 4080 cột . Áp dụng mã RS(255,239), một mã FEC 16 byte được tính cho mỗi khung con. Như vậy ở hình 1.6, tất cả các byte được ghép để xây dựng 4080 byte trong 4 hàng của OTU-k. Để tránh sự xuất hiện liên tục của các bit 0 hay bit 1 trong khung OTU-k dữ liệu được xáo trộn nhờ sử dụng một từ mã ngẫu nhiên dài 65535 bit sinh ra bởi đa thức x0 + x1 + x3 + x12 + x16. Ứng với mỗi đa thức tuân theo khuyến nghị ITU-T G.709 thì bộ xáo trộn khởi tạo đến “0xFFFF” tại vị trí bắt đầu khung mà không mã hóa các byte đồng chỉnh khung (FAS) của mào đầu OTU-k (byte 1-7 của hàng đầu tiên ). Quá trình xáo trộn bit có trọng số lớn nhất của byte MFAS (byte thứ 8 của hàng đầu tiên) và liên tục đến byte cuối của khung OTU-k. Lê Phương Trình – D04VT1 9
  18. Đồ án tốt nghiệp Chương I: Tìm hiểu chung về mạng truyền tải quang Hình 1. 6 Quá trình ghép 16 khung con OTU-k lên một khung OTU-k Hình 1. 7 Các bước cơ bản định dạng một khung OTU-k dựa trên một liên kết điểm-điểm Như vậy, bộ mã hóa OTN gồm các bước lần lượt theo thứ tự như sau: Tín hiệu đầu cuối được sắp xếp vào khung OTN, sau đó thêm phần mào đầu OH, từ mã FEC thực hiện ghép kênh và qua bộ xáo trộn dữ liệu được truyền đi. Mặc dù không trình bày rõ ràng tuy nhiên, các dung sai thời gian và độ biến động trễ là rất quan trọng trong quá trình này. ITU-T G.825.1 cung cấp độ biến động Lê Phương Trình – D04VT1 10
  19. Đồ án tốt nghiệp Chương I: Tìm hiểu chung về mạng truyền tải quang trễ cho phép lớn nhất tại giao diện OTU-k tương ứng với chiều dài liên kết khác nhau. Đây là những qui định tại các điều khoản cho đơn vị đỉnh-đỉnh (UIpp) và độ biến động trễ đo được tai điểm tần số 3dB (trong Hz). Khoảng đơn vị (UI) được tính toán từ tốc độ bit và mã RS như sau: OTU1-1: 1UI = (238/255) (1/2,48832)ns = 375,1 ps OTU1-2: 1UI = (238/255) (1/9,95328)ns = 93,38 ns OTU1-1: 1UI = (238/255) (1/39,81312)ns = 375,1 ps Căn cứ trên cho phép các UI, các độ biến động UIpp cho phép lớn nhất với các băng thông khác nhau và các OTU-k định nghĩa bởi khuyến nghị G.825.1 như sau : OTU-k Dải tần số Độ biến động (UIpp) OTU-1 5 KHz- 20MHz 1,5 OTU-1 1 MHz – 20 MHz 0,15 OTU-2 20 KHz- 80 MHz 1,5 OTU-2 4 MHz – 80MHz 0,15 OTU-3 20 KHz – 320MHz 6,0 OTU-3 16 MHz – 320 MHz 0,15 Bảng 1.5 độ biến động UIpp theo các tần số 1.4.4 Lớp kênh quang Lớp kênh quang định nghĩa khuyến nghị ITU-T G.709/Y.1331 trên miền điện . Khi tín hiệu này chuyển đổi sang miền quang thì được biết như kênh quang (OCh). Đặc tính định nghĩa trong khuyến nghị ITU-T G.872 đồng thời khuyến nghị G.872 định nghĩa chức năng hỗ trợ quản lý mạng và chức năng lớp mạng của mạng truyền tải quang. Lê Phương Trình – D04VT1 11
  20. Đồ án tốt nghiệp Chương I: Tìm hiểu chung về mạng truyền tải quang Hình 1. 8 Các lớp con trong kênh quang cơ bản (OCh) Hai kênh quang (OCh) được định nghĩa :  Kênh quang với chức năng đầy đủ (OCh)  Kênh quang với chức năng rút gọn (OChr) cung cấp các kết nối thông suốt mạng giữa các khôi phục 3R trong mạng truyền tải quang OCh bao gồm mào đầu không liên kết; đây là mào đầu không được gắn vào trong khung OCh nhưng truyền tải qua một sóng mang khác. Hình 1.8 cho thấy mào đầu OCh (OCh OH) chứa thông tin cho bảo dưỡng hỗ trợ quản lý lỗi và bảo vệ. Mào đầu OCh nằm ở cuối OCh có chức năng để ghép kênh và phân kênh. 1.4.5 Sóng mang kênh quang (OCC) và nhóm kênh quang (OCG) Sóng mang kênh quang được định nghĩa là một bước sóng WDM mà các địa chỉ OTN của một kênh quang OCh ánh xạ lên. Hai kiểu OCC được định nghĩa:  OCC với chức năng rút gọn (OCCr): chứa duy nhất tải tin OCCp. OCCr mang tải tin OCh và được gắn với một bước sóng ITU-T của lưới ITU-T. OCCr không có mào đầu liên kết.  OCC với chức năng đầy đủ (OCC): chứa tải tin (OCCp) và mào đầu (OCCo). OCCp mang tải tin OCh và được gán một bước sóng của lưới ITU-T. OCCo mang mào đầu OCh, và được truyền đi như kênh thông tin tín hiệu mào đầu của module truyền tải quang (OTM). Nhóm kênh quang (OCG) là một nhóm các sóng mang kênh quang OCC. Với nhóm sóng mang kênh quang bậc với chức năng rút gọn OCG n[r], các OCC nhánh Lê Phương Trình – D04VT1 12
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí
65 tài liệu
2418 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2