Đồ án tốt nghiệp Đại học
PHỤ LỤC
THUẬT NGỮ VIẾT TẮT
Thuật ngữ Thật ngữ Tiếng Anh Tiếng Việt
ADM Add/Drop Multiplexer Bộ xen/rẽ kênh
APS Automatic Protection Switching Chuyển mạch bảo vệ tự động
BA Booster Amplifier Bộ khuếch đại công suất
DCF
Dispersion Compensated Fiber
Sợi bù tán sắc
DEMUX Demultiplexer Bộ tách kênh
DGD Differential Group Delay Trễ nhóm vi sai
EDFA Erbium Doped Fiber Amplifier Khuếch đại sợi Ẻbium
FWM
Four Wave Mixing
Trộn bốn bước sóng
ITU International Telecommunication
Union
Liên hiệp viễn thông quốc tế.
LA
Line Amplifier
Bộ khuếch đại đường dây
LED
Light Emitting Diode
Diot phát sáng
MUX Multiplexer Bộ ghép kênh
NZ –DSF Non-ZeroDispersion Shifted Fibre Sợi dịch tán sắc khác không
OA Optical Amplier Bộ khuếch đại quang
OADM Optical Add/Drop Multiplexer Bộ xen/rẽ bước sóng quang
OC Optical Carrier Truyền tải quang
Och Optical Channel Kênh quang

SDH Synchronous Digital Hierachy Phân cấp số đồng bộ
SMF Single Mode Fiber Sợi đơn mode
SNCP Subnetwork Connection Protection Bảo vệ mạng con
SPM Self-Phase-Modulation Tự điều chế pha
SBS Stimulated Brillouin Scattering Tán xạ do kích thích Brillouin
VRA Virtual Ring Architecture Kiến trúc Ring ảo
XPM Cross-phase-Modulation Điều chế pha chéo
WDM Wavelength Division Multiplexing Ghép kênh phân chia theo
bước sóng
SVTH: LÊ QUỐC TOÀN, Lớp D08VT1 2
Đồ án tốt nghiệp Đại học
DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1-1. Sơ đồ chức năng hệ thống WDM
Hình 1-2. Hệ thống WDM đơn hướng.
Hình 1-3. Hệ thống WDM song hướng.
Hình 1-4. Nguyên lý khối phát đáp quang OTU.
Hình 1-5. Vị trí OTU trong hệ thống.
Hình 1-6. Thiết bị tách/ghép kênh bước sóng.
Hình 1-7. Bộ khuếch đại EDFA
Hình 1-8. Vị trí các bộ khuếch đại trên tuyến truyền dẫn thông tin quang.
Hình 1-9. Bộ rẽ/xen quang OADM
Hình 1-10. Sơ đồ mạch của bộ OXC
Hình 1-11. Sự phân chia dải bước sóng làm việc tại cửa sổ 1550nm
Hình 1-12. Hệ thống DWDM mở.
Hình 1-13. Hệ thống DWDM tích hợp.
Hình 2-1. Hệ thống WDM cấu hình đường thẳng chuyển mạch bảo vệ 1+1
Hình 2-2. Hệ thống WDM cấu hình đường thẳng chuyển mạch bảo vệ 1:1.
Hình 2-3. OCh –DPRing hai sợi đơn hướng ở điều kiện bình thường và khi có
sự cố.
Hình 2.4 OCh –DPRing bốn sợi đơn hướng ở điều kiện bình thường và khi có

Hình 3-4. Cấu trúc trạm HDXC
Hình 3-5. Mô hình quản lý mạng
Hình 3-6. Kiến trúc phân lớp mô hình quản lý.
SVTH: LÊ QUỐC TOÀN, Lớp D08VT1 4
Đồ án tốt nghiệp Đại học
Hình 3-7. Bốn nút đại diện vòng ring 7 với cấu trúc bảo vệ 1+1.
Hình 3-8. Bảo vệ chia sẻ lưu lượng khi bị sự cố đứt cáp
Hình 3-9. Bảo vệ chia sẻ lưu lượng với sự cố hỏng nút.
Hình 3-10. Cơ chế bảo vệ riêng ở điều kiện bình thường và khi có sự cố.
LỜI NÓI ĐẦU
Cùng với sự phát triển của xã hội, nhu cầu trao đổi thông tin cho công việc, cho
giáo dục, cho hoạt động giải trí, An ninh Quốc phòng… không ngừng tăng nhanh.
Trong mấy năm trở lại đây, kinh tế Việt Nam mở cửa hội nhập với kinh tế thế giới, trao
đổi thông tin không chỉ trong phạm vi quốc gia mà còn trên phạm vi toàn thế giới.
Chính vì vậy, việc xây dựng hệ thống truyền dẫn với băng thông lớn, tốc độ cao, dung
lượng lớn luôn là nhiệm vụ quan trọng có ý nghĩa vô cùng to lớn. Với một hệ thống
yêu cầu băng thông lớn, tốc độ cao ta có thể đặt niềm tin vào môi trường truyền dẫn
thông tin trên sợi quang với băng thông có thể lên tới THz. Để tận dụng được băng
thông vô cùng lớn trên sợi quang cũng không phải là điều rễ dàng. Với sự ra đời của
hệ thống ghép kênh theo bước sóng WDM đã dần đáp ứng được yêu cầu về một hệ
thống truyền dẫn băng thông lớn tốc, độ cao, dung lượng lớn…nhưng khả năng tận
dụng băng thông sợi quang của hệ thống WDM vẫn còn rất hạn chế. Chính vì lẽ đó,
công nghệ gép kênh theo bước sóng với mật độ cao DWDM được xây dựng trên nền
tảng WDM được cho là phương pháp tối ưu cho vấn đề sử dụng hiệu quả tài nguyên
băng thông, đáp ứng được nhu cầu trao đổi thông tin tăng nhanh.
Với những ưu điểm vượt trội của hệ thống DWDM về băng thông lớn, tốc độ
cao, dung lượng lớn…nên được úng dụng rất nhiều trong việc xây dựng các hệ thống
truyền dẫn thông tin trong thực tế. Một trong những ứng dụng quan trọng của hệ thống
DWDM đó là tuyến truyền dẫn quang trục Việt Nam. Là tuyến truyền dẫn trải dài từ
Bắc vào Nam, kết nối và trao đổi lưu lượng các vùng miền trong lãnh thổ Việt Nam.

Hà Nội, ngày , tháng , năm 2012
Sinh viên
Lê Quốc Toàn.
SVTH: LÊ QUỐC TOÀN, Lớp D08VT1 6
Đồ án tốt nghiệp Đại học
Chương I. Tổng quan về DWDM
Ngày nay, khi xã hội phát triển không ngừng, nhu cầu của con người về dung
lượng, tốc độ, băng thông… cao đòi hỏi hệ thống truyền dẫn thông tin phải phát triển
theo. Hệ thống truyền dẫn thông tin quang ghép kênh theo bước sóng (WDM) ra đời
đã mở ra một xu hướng đi mới về một hệ thống truyền dẫn băng thông lớn, tốc độ cao,
dung lượng lớn…Nhưng nhu cầu của con người không hề dừng lại, DWDM(ghép
kênh theo bước sóng mật độ cao) đã được nghiên cứu dựa trên nền tảng hệ thống
WDM nhằm đáp ứng nhu cầu luôn gia tăng đó. Nguyên lý DWDM tương tự như
WDM chỉ khác là khoảng cách giữa các kênh bước sóng gần hơn, tức là số kênh ghép
được nhiều hơn. Thông thường khoảng cách kênh ghép là 0.4nm (50GHz). Hiện nay
người ta dùng WDM với nghĩa rộng bao hàm cả DWDM.
Chương này sẽ trình bày về công nghệ DWDM trên nền tảng WDM.
1.1. Sơ đồ tổng quát.
1.1.1 Định nghĩa:
Ghép kênh theo bước sóng WDM (Wavelength Division Multiplexing ) là công
nghệ “trong một sợi quang đồng thời truyền dẫn nhiều bước sóng tín hiệu quang”. Ở
đầu phát, nhiều tín hiệu quang có bước sóng khác nhau được tổ hợp lại (ghép kênh) để
truyền đi trên một sợi quang. Ở đầu thu tín hiệu tổ hợp đó được phân giải ra (tách
kênh), khôi phục lại các tín hiệu gốc rồi đưa vào các đầu cuối khác nhau.
1.1.2 Sơ đồ chức năng: λ
1
Tx

MUX

Sợi quang

DEMUX

Đầu phát Đầu Thu
Hình 1-1. Sơ đồ chức năng hệ thống WDM
SVTH: LÊ QUỐC TOÀN, Lớp D08VT1 7
Đồ án tốt nghiệp Đại học
Đây là sơ đồ thể hiện chức năng của hệ thống WDM, nhưng trong thực tế, tín
hiệu truyền tải luôn luôn là hai chiều, bên thu cũng có chức năng phát và bên phát
cũng có chức năng thu.
Để truyền và nhận nhiều bước sóng trên một sợi quang, hệ thống WDM phải
thực hiện các chức năng sau:
 Phát tín hiệu.
 Ghép/ tách tín hiệu.
 Truyền dẫn tín hiệu.
 Khôi phục tín hiệu.
 Thu tín hiệu.
1.1.3 Phân loại hệ thống WDM.
Hệ thống WDM chia ra làm hai loại: hệ thống WDM đơn hướng, và hệ thống
WDM song hướng như hình minh họa:

Hình 1-2. Hệ thống WDM đơn hướng.
Hình 1-3. Hệ thống WDM song hướng.
SVTH: LÊ QUỐC TOÀN, Lớp D08VT1 8

 Bộ bù tán sắc.
 Bộ kết nối chéo quang OXC.
 Sợi quang.
1.2.2. Khối phát đáp quang OTU.
OTU (Optical Transponder Unit) là thiết bị được sử dụng để thực hiện sửa dạng
tín hiệu. Nó chuyển đổi những tín hiệu của kênh quang đầu vào ở phía Client side
thành các tín hiệu quang theo chuẩn khuyến nghị G.692 của ITU-T để có thể truyền
trên hệ thống DWDM.
Nguyên lý hoạt động:
SVTH: LÊ QUỐC TOÀN, Lớp D08VT1 9
Đồ án tốt nghiệp Đại học
OTU thực hiện chuyển đổi quang-điện với các tín hiệu quang đưa vào ghép
kênh theo khuyến nghị G.957 và thực hiện tái tạo tín hiệu, khôi phục định thời và khôi
phục dữ liệu đối với các tín hiệu điện-quang để đưa ra tín hiệu quang DWDM mà có
bước sóng, độ tán sắc và công suất phát theo chuẩn G.692.
Hình 1-4. Nguyên lý khối phát đáp quang OTU.
Sau khi chuyển đổi O/E nếu chỉ thực hiện tái tạo tín hiệu, khôi phục định thời
(thực hiện chức năng 2R: Reshape, Retiming) thì OTU thực hiện chức năng sửa dạng
tín hiệu cho chuyền dẫn ở khoảng cách ngắn.
Nếu sau khi chuyển đổi O/E, OTU xử lý tái tạo dạng tín hiệu, khôi phục định
thời và khôi phục dữ liệu (chức năng 3R: Reshape, Retiming, Regenerator) được thực
hiện thì OTU đó có chức năng của một bộ repeater.
Phân loại và ứng dụng:
Phụ thuộc vào vị trí của OTU trong mạng DWDM mà OTU có thể được chia
làm 3 loại: OTUT(OTU Transmitter), OTUR(OTU Receiver) và OTUG(OTU
Generation). Ứng dụng của chúng trong hệ thống như hình vẽ:
OTUT OA OTUG OA OTUR
MUX DMUX MUX DMUX
Hình 1-5. Vị trí OTU trong hệ thống.
OTUT (OTU ở đầu phát): đặt giữa các thiết bị của khách hàng và MUX. Thực

2
,…. λ
n
λ
1
,

λ
2
,…. λ
n
λ
2
…
λ
n
λ
n

(a) Bộ ghép bước sóng. (b) Bộ tách bước sóng
Hình 1-6. Thiết bị tách/ghép kênh bước sóng.
Hiện nay, nhiều bộ tách/ ghép kênh có thể xử lý được các kênh mà có khoảng
cách giữa chúng là 0,8 nm(100 GHz) có thể cả với khoảng cách 0,4nm (50GHz), với
hệ thống DWDM mật độ ghép dày đặc công nghệ chế tạo bộ tách/ghép bước sóng phải
cải tiến để tách/ghép các bước sóng có khoảng cách ngắn hơn nữa.
Các thiết bị tách/ghép kênh có cấu tạo dựa trên hai nguyên tắc sau: nguyên tắc
tán sắc góc và nguyên tắc lọc quang. Ngoài ra còn sử dụng phương pháp ghép định
hướng theo phương pháp hàn sợi.
Bộ tách/ghép kênh bước sóng phải đảm bảo có độ suy hao nhỏ để tín hiệu sau
khi ghép được truyền dọc theo sợi đến phía thu, thông qua bộ tách sẽ tách ra thành các

chỉnh lại các hệ số khuếch đại nhằm đảm bảo đặc tuyến khuếch đại là
bằng phẳng đối với tất cả các kênh.
1.2.5. Bộ rẽ/xen quang OADM(Optical Add/Drop Multiplexer).
OADM còn được gọi là bộ xen/rẽ bước sóng WADM là một phần hệ toàn
quang đã thúc đẩy sự phát triển các mạng quang điểm-điểm một bước sóng đến mạng
quang ghép kênh phân chia theo bước sóng. OADM thường được dùng trong các
mạng quang đô thị và mạng quang đường dài vì nó cho hiệu quả kinh tế cao, đặc biệt
với cấu hình mạng tuyến tính, mạng vòng (ring).
Chức năng: OADM rẽ tín hiệu quang từ thiết bị truyền dẫn về mạng tại chỗ,
đồng thời xen tín hiệu quang của thuê bao để phát đến một nút khác mà không ảnh
hưởng đến việc truyền dẫn các tín hiệu kênh bước sóng khác. Chức năng này tương tự
như chức năng của bộ rẽ/ xen ADM trong mạng SDH, nhưng đối tượng thao tác trực
tiếp là tín hiệu quang.
Cấu tạo của OADM là các lõi OADM hoạt động với các chức năng kết hợp một
bộ ghép/ tách kênh theo bước sóng và chuyển mạch không gian xen/rẽ. Bộ OADM
chịu trách nhiệm quản lý lưu lượng trong sợi quang. Nhờ khả năng thao tác trực tiếp
với tín hiệu quang, OADM trở thành phần tử cơ bản nhất trong các mạng ring dựa trên
công nghệ WDM.
SVTH: LÊ QUỐC TOÀN, Lớp D08VT1 13
Đồ án tốt nghiệp Đại học
Hình 1-9. Bộ rẽ/xen quang OADM
1.2.6. Bộ bù tán sắc.
Sự tán sắc ảnh hưởng đến nhiều thành phần của mạng quang, đặc biệt là sợi
quang. Chiết suất của chúng thay đổi theo bước sóng, làm thay đổi tốc độ truyền dẫn,
gây ra hiện tượng giãn xung ánh sáng, làm cho việc khôi phục các xung trở nên khó
khăn hơn do hiện tượng các bít lân cận chồng chập lên nhau. Thiết bị bù tán sắc đưa ra
một mức tán sắc bằng và ngược lại để điều chỉnh sự giãn xung ánh sáng.
Sợi bù tán sắc DCF(Dispersion Compensate Fiber) là loại sợi đặc biệt mà bước
sóng của ánh sang ở vùng cửa sổ 1550 nm có hệ số tán sắc không âm với khoảng 80
ps/(nm.km). Do đó, 1km sợi DCF có thể bù tán sắc cho 5km sợi mode, khi hệ số tán

Ngoài các thành phần chính trên thì trong OXC có thể còn trang bị các bộ lọc
bước sóng để loại bỏ các thành phần xuyên nhiễu xuất hiện trong quá trình truyền tín
hiệu. Biến đổi bước sóng là công nghệ then chốt trong cấu tạo của OXC. Nhờ công
nghệ này có thể thực hiện kết nối định tuyến ảo, do đó giảm nghẽn mạng, tận dụng tối
đa tài nguyên sợi quang cũng như bước sóng.
1.2.8. Sợi quang.
SVTH: LÊ QUỐC TOÀN, Lớp D08VT1 15
Đồ án tốt nghiệp Đại học
Sợi quang là một trong những thành phần quan trọng nhất của mạng. Nó là
phương tiện truyền dẫn vật lý.
Các sợi quang thường được sử dụng trong hệ thống DWDM gồm: G.652,
G.653, G.654 và G.655.
Sợi quang được cấu tạo từ SiO
2
, một nguyên liệu rất rẻ và phổ biến vì nó có
trong cát thường. Sợi quang có 3 cửa sổ truyền dẫn ứng với các bước sóng 850nm,
1300 nm và 1500nm. Suy hao tại 3 vùng cửa sổ này là thấp nhất:
• Vùng cửa sổ I: Người ta dùng LED chế tạo ra vùng cửa sổ quang có
bước sóng 850nm, mức suy hao α =1 dB/km gần dải ánh sáng nhìn thấy.
Hệ số tán sắc lớn.
• Vùng cửa sổ II: ứng với bước sóng 1300nm, có hệ số suy hao α= 0,5
dB/km, hệ số tán sắc nhỏ α
TS
= 3,5 ÷5 ps/(nm.km).
• Vùng cửa sổ III: ứng với bước sóng 1550nm, có hệ số suy hao nhỏ nhất
α =0,154 dB/km. Có thể tạo ra sợi quang có hệ số suy hao α =0,14
dB/km khi sản xuất với kỹ thuật cao. Đây là vùng cửa sổ mà việt nam
hay sử dụng.
Với công nghệ hiện nay, sợi quang đã giải quyết được 1 số vấn đề như: Sợi cải
tiến không tán sắc, một lượng nhỏ được điều khiển của tán sắc có thể đưa vào dải 1530

. Nếu α là hệ số suy hao của sợi
thì :

Các nguyên nhân chính dẫn đến suy hao trong sợi quang là: Suy hao do hấp thụ
ánh sáng, trong đó có hấp thụ tử ngoại và hấp thụ hồng ngoại. Hấp thụ chủ yếu do hấp
thụ điện tử, hấp thụ tạp chất và hấp thụ vật liệu. Ngoài ra còn phải kể đến suy hao do
ghép nguồn quang vào sợi quang, suy hao do mối hàn, suy hao do uốn cong sợi và suy
hao do tán xạ do tính không đồng nhất quang học của lõi gây ra. Có 3 loại suy hao do
tán xạ cơ bản của lõi sợi quang là tán xạ Rayleigh, tán xạ Brillouin và tán xạ Raman.
1.3.2. Số kênh bước sóng.
Vấn đề được quan tâm nhất là hệ thống sử dụng bao nhiêu kênh bước sóng và
số kênh cực đại hệ thống có thể sử dụng. Số kênh bước sóng sử dụng phụ thuộc vào :
 Khả năng của công nghệ đối với các thành phần quang như:
 Khả năng băng tần sợi quang.
 Khả năng tách/ ghép các kênh quang bước sóng.
 Khoảng cách giữa các kênh gồm :
 Tốc độ truyền dẫn từng kênh.
 Quỹ công suất.
 Ảnh hưởng của hiệu ứng phi tuyến.
 Độ rộng phổ nguồn phát.
 Khả năng tách/ ghép của hệ thống DWDM.
Mặc dù cửa sổ truyền dẫn tại vùng bước sóng 1550nm có độ rộng khoảng
100nm, nhưng do dải khuếch đại của bộ khuếch đại quang chỉ có độ rộng khoảng
35nm (theo quy định của ITU-T thì dải khuếch đại này là từ 1530nm đến 1565nm đối
với băng tần C; hoặc băng L là từ 1570 nm đến 1603nm ) nên trong thực tế các hệ
thống DWDM không thể tận dụng hết băng tần sợi quang.
Gọi ∆λ là khoảng cách giữa các kênh bước sóng thì ta có:
∆f = -c. ∆λ / λ
2
(1.3)

ảnh hưởng khác nhau trên đường truyền như tán sắc sợi, hiệu ứng phi tuyến…
Lý tưởng là có thể xem hệ thống DWDM như là sự xếp chồng của các hệ thống
truyền dẫn đơn kênh khi khoảng cách giữa các kênh bước sóng đủ lớn và công suất
hợp lý. Mối quan hệ giữa phổ công suất phía thu với phổ công suất nguồn phát được
thể hiện bởi tham số đặc trưng cho giãn phổ , ký hiệu là ∆, băng tần tín hiệu B và bù
tán sắc D. Nếu gọi ε là hệ số đặc trưng cho sự tương tác giữa nguồn phát và sợi quang,
ta có biểu thức:
ε = B× D× ∆
RMS
(1.4)
Trong đó: B là độ rộng băng tần tín hiệu truyền dẫn.
SVTH: LÊ QUỐC TOÀN, Lớp D08VT1 18
Đồ án tốt nghiệp Đại học
D là độ tán sắc tương ứng khoảng cách truyền dẫn.
∆
RMS
là độ giãn rộng phổ.
1.3.4. Quỹ công suất.
Mục đích của tìm hiểu Quỹ công suất là để đảm bảo cho hệ thống hoạt động
bình thường trong hệ thống truyền dẫn thông tin sợi quang. Với nhiệm vụ chính là đảm
bảo công suất đến máy thu đủ lớn để duy trì hoạt động tin cậy trong suốt thời gian
sống của hệ thống.
Suy hao trên toàn tuyến gồm: suy hao trên sợi dẫn quang, trên các bộ nối quang
và tại các mối hàn. Tổng suy hao trên toàn tuyến nhận được từ các phân bổ suy hao
liên tiếp của từng phần tử trên tuyến.
Ngoài suy hao do các phần tử trên tuyến quang gây ra ta còn phải có một lượng
công suất quang dự phòng cho tuổi thọ của các thành phần, sự thay đổi nhiệt độ và các
suy hao tăng lên ở các thành phần. Dự phòng cho tuyến thường từ 6- 8 dB. Chính vì
vậy mà quỹ công suất của tuyến quang có thể xem như là công suất tổng P
T

toán.
1.3.5. Tán sắc.
Khi truyền dẫn tín hiệu dọc theo sợi quang, xuất hiện hiện tượng giãn xung ở
đầu thu. Thậm chí trong một số trường hợp các xung lân cận đè lên nhau khi đó sẽ
không phân biệt được các xung với nhau gây méo tín hiệu khi khôi phục.
Sở dĩ có hiện tượng méo này là do tán sắc ở bên trong mode và hiệu ứng giữa
các mode gây ra.
SVTH: LÊ QUỐC TOÀN, Lớp D08VT1 19
Đồ án tốt nghiệp Đại học
-Tán sắc bên trong mode bao gồm tán sắc vật liệu và tán sắc dẫn sóng. Tán sắc
vật liệu do chỉ số chiết suất của vật liệu lõi phụ thuộc vào bước sóng tạo nên. Nó gây
ra sự phụ thuộc của bước sóng vào vận tốc nhóm của bất kỳ mode nào.
Tán sắc dẫn sóng phụ thuộc vào thiết kế sợi vì hằng số lan truyền mode β. Nó
thường được bỏ qua trong sợi đa mode nhưng lại cần quan tâm trong sợi đơn mode.
Gọi tán sắc dẫn sóng vì hiện tượng này thường xảy ra trong các ống dẫn sóng kể cả ở
song cao tần và siêu cao tần.
-Tán sắc giữa các mode:
Chúng chỉ ảnh hưởng đến các sợi đa mode, nó sinh ra do nhiều đường khác
nhau( các mode khác nhau) mà một tia sáng có thể truyền lan trong sợi đa mode dẫn
đến tia sáng truyền qua những quang lộ khác nhau, làm cho xung truyền dẫn giãn rộng
ra, tán sắc này phụ thuộc vào kích thước sợi quang, đặc biệt phụ thuộc đường kính lõi
sợi.
Các phương pháp để giảm thiểu ảnh hưởng của tán sắc đến hệ thống DWDM
tốc độ cao có dùng khuếch đại EDFA gồm: làm hẹp bề rộng phổ của nguồn phát hoặc
sử dụng các phương pháp bù tán sắc như:
 Sử dụng sợi quang có tán sắc nhỏ.
 Bù tán sắc bằng phương pháp tự dịch pha SPM.
 Bù tán sắc bằng các thành phần bù tán sắc thụ động.
 Bù tán sắc bằng sợi DCF.
 Bù tán sắc bằng các modul DCM sử dụng cách tử sợi Bragg.

)
L là chiều dài của sợi (km)
Nguyên nhân của tán sắc phân cực: Do cấu trúc không hoàn hảo của sợi quang
cũng như các thành phần quang hợp thành nên có sự khác biệt về chiết suất đối với cặp
trạng thái phân cực trực giao, được gọi là sự lưỡng chiết. Sự khác biệt chiết suất sẽ
sinh ra độ chênh lệch thời gian truyền sóng trong các mode phân cực này. Trong các
sợi đơn mode, hiện tượng này bắt nguồn từ sự không tròn hoặc ovan của lõi sợi theo 2
cách: ống dẫn ovan( có tính lưỡng chiết) và trường lực căng cơ học tạo nên bởi lõi
ovan gồm có cả lưỡng chiết phụ. Nói chung, ảnh hưởng của ống dẫn sóng ovan có vai
trò lớn trong sợi PMD thấp.
Sự lưỡng chiết của các vật liệu trong suốt giống như thạch anh được tạo ra từ
cấu trúc tinh thể cân xứng. Và như vậy, PMD trong các thành phần quang có thể sinh
ra từ lưỡng chiết của các thành phần con trong các thành phần quang hợp thành. Tín
hiệu truyền trên các đường song song nhau có độ dài quang khác nhau cũng sinh ra
hiện tượng trễ nhóm.
Sự phân cực trong sợi đặc trưng cho lưỡng chiết do lực cơ học. Nhiều phần tử
không phải là thủy tinh được cho vào trong lớp vỏ của sợi nên ở lõi xuất hiện trường
lực không đối xứng nhau dọc theo chiều dài sợi. Khi ánh sáng phân cực bị ghép trong
một đoạn sợi này thì trường điện đầu ra của ánh sáng đầu vào được phân tích thành 2
modul phân cực trực giao với tốc độ truyền khác nhau. Các modul phân cực được duy
trì dọc theo sợi và năng lượng của chúng sẽ không bị ghép.
Ngoài những nguyên nhân trên, lưỡng chiết còn sinh bởi sự uốn cong của sợi.
Sự uốn cong này làm thay đổi mật độ phân tử của cấu trúc sợi, làm hệ số khúc xạ mất
đối xứng. Tuy nhiên lưỡng chiết do uốn cong không phải là nguyên nhân chủ yếu sinh
ra PMD.
1.3.6. Ảnh hưởng của hiệu ứng phi tuyến.
Trong hệ thống thông tin quang, các hiệu ứng phi tuyến sẽ xảy ra khi công suất
tín hiệu trong sợi quang vượt qua một mức nào đó và đối với các hệ thống WDM nói
chung và DWDM nói riêng thì mức công suất này thấp hơn nhiều so với hệ thống đơn
SVTH: LÊ QUỐC TOÀN, Lớp D08VT1 21

• Hiệu ứng trộn bốn bước sóng FWM.
Khái niệm: Là hiệu ứng sinh ra các tần số là tổng hợp của 3 tần số gốc khi có
điều kiện tương đồng về pha.
Ảnh hưởng: Trên hệ thống WDM hay DWDM bao gồm các tần số với khoảng
cách đều nhau. Các tín hiệu mới sinh ra sẽ chồng chập lên các tín hiệu gốc gây xuyên
SVTH: LÊ QUỐC TOÀN, Lớp D08VT1 22
Đồ án tốt nghiệp Đại học
âm kênh trên hệ thống. Xuyên âm gây ảnh hưởng đặc biệt nghiêm trong khoảng cách
giữa các kênh hẹp
• Các hiệu ứng khác SPM, XPM.
Trong trường hợp tự điều chế pha SPM, pha của tín hiệu sẽ thay đổi một cách
phi tuyến khi biên độ đường bao xung quanh thay đổi(do chiết suất thay đổi). Vì vậy,
các tần số mới được sinh ra ở sườn lên và xuống của các xung tín hiệu. Điều này làm
phổ tín hiệu bị giãn rộng ra khiến ảnh hưởng của tán sắc tăng cường (độ giãn xung do
tán sắc tỷ lệ thuận với tán sắc, độ rộng phổ tín hiệu và chiều dài truyền dẫn).
Trường hợp tự điều chế pha chéo XPM, pha thay đổi do chịu ảnh hưởng của các
kênh khác. Ảnh hưởng của SPM và XPM là tương tự nhau, nhưng về mức độ thì SPM
lớn hơn rất nhiều XPM.
Nhận xét:
Nhìn chung các hiệu ứng đều gây xuyên âm giữa các kênh làm giảm mức công
suất của từng kênh dẫn đến suy giảm tỷ số S/N, ảnh hưởng đến chất lượng hệ thống.
Hơn nữa do mức độ ảnh hưởng của các hiệu ứng này đều phụ thuộc vào mức công suất
của từng kênh, số kênh và khoảng cách kênh giữa các kênh cũng như khoảng cách
truyền dẫn vì vậy để giảm ảnh hưởng của hiệu ứng này phải lựa chọn các tham số trên
sao cho phù hợp.
1.3.7. Giải bước sóng làm việc của hệ thống DWDM.
Sợi quang thạch anh có 3 cửa sổ suy hao thấp 860nm, 1310nm, và 1550nm,
trong đó tại cửa sổ 1550 nm đặc tính suy hao của sợi quang là nhỏ nhất, cửa sổ này
được áp dụng để truyền dẫn SDH với khoảng cách ngắn và dài. Hơn thế nữa, các bộ
khuếch đại quang EDFA sử dụng hiện nay có đặc tính độ lợi khá bằng phẳng trong cửa

có thể mở rộng dung lượng mà không cần xây dựng lại hệ thống cáp
quang mà chỉ cần thay thế các bộ thu phát quang. Hơn nữa, việc tăng
thêm dịch vụ mới và dung lượng mới có thể thực hiện đơn giản bằng
cách tăng thêm bước sóng.
 Khả năng linh hoạt, tiết kiệm và độ tin cậy cao: mạng DWDM có cấu
trúc đơn giản và các lớp mạng phân tách rõ ràng. Lớp thấp nhất là lớp
toàn quang tính từ đầu vào bộ ghép tới đầu ra bộ tách kênh bước sóng
gồm: bộ khuếch đại, bù tán sắc và các thành phần ở trên đoạn đường
truyền. lớp này được xây dựng cố định với từng mạng và có chi phí thấp.
Lớp dịch vụ mức cao hơn gồm các bộ phát đáp quang. Các bộ phát đáp
quang làm nhiệm vụ gom các dữ liệu cần truyền và phát đáp tại các bước
sóng chuẩn hóa của hệ thống. Việc thay đổi dung lượng, thêm bớt dịch
vụ được thực hiện bằng cách thay đổi hoặc thêm bớt các bộ phát đáp. Do
đó, mạng DWDM đáp ứng tốt về khả năng linh hoạt và tiết kiệm chi phí.
SVTH: LÊ QUỐC TOÀN, Lớp D08VT1 24
Đồ án tốt nghiệp Đại học
 Tương thích với chuyển mạch quang hoàn toàn: theo dự đoán, có thể
thực hiện được mạng chuyển mạch hoàn toàn quang trong tương lai, việc
xử lý như xen/ rẽ và kết nối của tất cả các dịch vụ viễn thông có thể được
thực hiện bằng cách thay đổi và điều chỉnh các bước sóng tín hiệu
quang. Vì vậy, DWDM là công nghệ cơ sở để thực hiện mạng hoàn toàn
quang. Hơn nữa, các hệ thống DWDM có thể tương thích với các mạng
hoàn toàn quang trong tương lai.
1.5. Ứng dụng của hệ thống DWDM.
1.5.1. Các kiểu mạng DWDM.
DWDM có hai kiểu mạng ứng dụng : kiểu mạng mở và mạng tích hợp.
 Kiểu mạng DWDM mở hoạt động với mọi loại giao diện quang đầu
cuối. Hệ thống này sử dụng công nghệ chuyển đổi bước sóng để chuyển
đổi tín hiệu quang từ bước sóng của luồng tín hiệu cần truyền sang bước
sóng quy chuẩn trong các hệ thống. Các tín hiệu quang từ thiết bị đầu