BÀI GIẢNG MÔN
MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG
www.ptit.edu.vn
BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
Trang 1
GIỚI THIỆU MÔN HỌC

Thời lượng môn học:

4ĐVHT (36LT + 18TL + 6TH)

Mục tiêu:

Kiến thức: Trang bị cho sinh viên các kiến thức về ghép kênh
quang theo bước sóng WDM, các kỹ thuật khuếch đại quang, xu
hướng phát triển của mạng quang.

Kỹ năng: Rèn cho sinh viên có kỹ năng nghiên cứu, phân tích, đánh
giá về các công nghệ trên mạng truyền tải quang

Nội dung:

Chương 1: Hệ thống thông tin quang WDM

Chương 2: Khuyếch đại quang

Chương 3: Truyền tải IP/WDM

Chương 4: Một số công nghệ, kỹ thuật và xu hướng nghiên cứu
trong mạng truyền tải quang
BÀI GIẢNG MÔN

MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG
www.ptit.edu.vn
BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
Trang 3
GIỚI THIỆU MÔN HỌC

Tài liệu tham khảo:

Max Ming – Kang Liu. Principles and Applications of Optical
Communications, 2001.

Gerard Lachs. Fiber Optic Communications – Systems, Analysis, and
Enhancements. McGraw-Hill, 1998.

Peter Tomsu and Christian Schmutzer, "Next Generation Optical
Networks", Prentice Hall PTR, 2002.

D. Marcuse, A. R. Chraplyvy, et al., “Effect of Fiber Nonlinearity on Long
Distance Transmission”, J. Lightwave Tech., Vol. 9, No.1, pp. 121-128,
1991.

G. P. Agrawal, Nonlinear Fiber Optics. New York: Academic, 1995.

Đánh giá:

Tham gia học tập trên lớp: 10%

Thực hành/Thí nghiệm/Bài tập/Thảo luận: 30 %

Kiểm tra giữa kỳ: 10%

Trang 6
H THNG THễNG TIN QUANG WDM

1.1 NGUYấN Lí GHẫP KấNH THEO BC SểNG
QUANG (WDM) )

Khái niệm WDM:
-
Nhu cầu truyền số liệu tăng cao dung lợng truyền dẫn tăng nhanh.
-
Hệ thống truyền dẫn TDM truyền thống bị giới hạn về tốc độ.
-
Cửa sổ truyền dẫn trong sợi quang:
-
WDM là kỹ thuật cho phép truyền dẫn nhiều kênh bớc sóng quang trên cùng
một sợi quang.
BÀI GIẢNG MÔN
MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG
www.ptit.edu.vn
BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
Trang 7
HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG WDM

C¸c d¶i b¨ng tÇn ho¹t ®éng trong WDM:
•
O-band (Original band):
D¶i b¨ng tÇn tõ 1260 nm ÷ 1360 nm.
•
E-band (Extended band):
D¶i b¨ng tÇn tõ 1360 nm ÷ 1460 nm.

Trang 9
HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG WDM

C¸c chÕ ®é truyÒn dÉn WDM: (Theo h'íng truyÒn dÉn)

HÖ thèng WDM ®¬n híng:
Transmitters
Receivers
λ Multiplexing
λ Demultiplexing
Fiber 1
λ
1
λ
2
λ
3
λ
n
λ
1
λ
2
λ
3
λ
n
Transmitters Receivers
λ Multiplexing
λ Demultiplexing

λ Multiplexing
+Demultiplexing
Fiber 1
λ
11
λ
1n
λ
2n
λ
1
λ
2
λ
2n
λ Multiplexing
+Demultiplexing
Receivers
Transmitters
Receivers
λ
21
λ
21
Transmitters
λ Multiplexing
+Demultiplexing
Fiber n
λ
11

M
U
X
PA
LA
M¸y ph¸t quang
M¸y thu quang
KhuÕch ®¹i trung
kÕ quang
Bé thu tÝn hiÖu ®iÒu
khiÓn gi¸m s¸t kªnh
quang
Bé ph¸t tÝn hiÖu ®iÒu
khiÓn gi¸m s¸t kªnh
quang
Thu/ ph¸t tÝn hiÖu
®iÒu khiÓn gi¸m s¸t
kªnh quang
HÖ thèng qu¶n lý
m¹ng
1
n
1
n
λ
s
λ
s
λ
s

quan
g
∆λ
Băng thông sử dụng của hệ thống
~ B
BÀI GIẢNG MÔN
MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG
www.ptit.edu.vn
BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
Trang 13
HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG WDM
Bảng 1.1- Các tham số chính của một số hệ thống WDM trong các phòng thí nghiệm.
Số kênh
bước
sóng N
Tốc độ
kênh B
(Gbit/s)
Khoảng
cách truyền
dẫn L (km)
Dung lượng
truyền dẫn
(Tb/s-km)
10 2 68 1.3
17 20 150 51.0
273 40 117 1277.6
26 100 410 1066.0
5 320 525 840.0
BÀI GIẢNG MÔN

SEAMEWE4 (2008)
BÀI GIẢNG MÔN
MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG
www.ptit.edu.vn
BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
Trang 15
HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG WDM

Phân loại và các chuẩn của hệ thống WDM
. Hệ thống WDM băng tần rộng (BWDM – Broad passband WDM)
. Hệ thống WDM ghép mật độ thấp (CWDM – Coarse WDM)
Hệ thống WDM ghép mật độ cao (DWDM – Dense WDM)
BÀI GIẢNG MÔN
MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG
www.ptit.edu.vn
BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
Trang 16
HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG WDM

1.2- CÁC PHẦN TỬ CƠ BẢN TRONG HỆ THỐNG WDM
BI GING MễN
MNG TRUYN TI QUANG
www.ptit.edu.vn
B MễN: THễNG TIN QUANG - KHOA VT1
Trang 17
H THNG THễNG TIN QUANG WDM

Nguồn quang:
-
Sử dụng laser đơn mode làm nguồn phát (Có thể sử dụng LED trong

-
Tránh sử dụng sợi G.653 (DSF).
-
Các yếu tố ảnh h
ởng cơ bản:
. Suy hao
. Tán sắc
. Hiệu ứng phi tuyến
Một số loại sợi
điển hình
H THNG THễNG TIN QUANG WDM
BÀI GIẢNG MÔN
MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG
www.ptit.edu.vn
BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1
Trang 20

Bé t¸ch/ ghÐp b'íc sãng: (OMUX/ ODEMUX)
-
OMUX: kÕt hîp c¸c bíc sãng rêi r¹c kh¸c nhau thµnh tÝn hiÖu tæ
hîp ®a vµo sîi quang.
-
ODEMUX: t¸ch tÝn hiÖu tæ hîp WDM thµnh c¸c kªnh bíc sãng
riªng biÖt ®a tíi bé thu.
-
C¸c tham sè c¬ b¶n:
. Suy hao xen:
. Xuyªn ©m:
HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG WDM




Φ
Φ
=
jj
ij
ij
D lg10








Φ
Φ
=
∑
≠
jj
ji
ij
j
D lg10
Xuyên kênh i sang kênh j: Xuyên kênh tổng ở kênh j:
BI GING MễN
MNG TRUYN TI QUANG

Bé t¸ch/ ghÐp b'íc sãng: (OMUX/ ODEMUX)
-
Ph¹m vi øng dông cña mét sè kü thuËt:
HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG WDM
BI GING MễN
MNG TRUYN TI QUANG
www.ptit.edu.vn
B MễN: THễNG TIN QUANG - KHOA VT1
Trang 23

Bộ tách/ ghép bớc sóng: (Bộ lọc quang)
-
Yêu cầu:
Phạm vi điều chỉnh rộng
Xuyên âm thấp (thờng < -20 dB)
Tốc độ điều chỉnh nhanh
Suy hao xen nhỏ
ít nhạy cảm phân cực
ổn định với môi trờng hoạt động
H THNG THễNG TIN QUANG WDM

sig
- rng bng tn ca tớn
hiu a kờnh.

ch
- khong cỏch kờnh.

L
- di ph t do.

, nhng phải đủ lớn để truyền
dẫn kênh đợc lựa chọn (có tốc độ bit là B)
FP
B
BI GING MễN
MNG TRUYN TI QUANG
www.ptit.edu.vn
B MễN: THễNG TIN QUANG - KHOA VT1
Trang 25

Số lợng kênh bị giới hạn bởi:
trong đó F là độ mịn bộ lọc:

Sử dụng điều kiện giới hạn:
(mức xuyên âm chấp nhận đợc)
Số lợng kênh đợc xác định hoàn toàn bởi độ phản xạ
R = 90% cho phép 10 kênh quang
R = 99,9 % cho phép 1047 kênh quang

Các bộ lọc FP hiện tại có F = 100 - 5000

Bộ tách/ ghép b'ớc sóng: (Bộ lọc quang)

Bộ lọc F- P: (Cont.)
H THNG THễNG TIN QUANG WDM