ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ

ĐINH MINH CHÂU

PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ KIẾN TRÚC VẬT LÝ
TUYẾN CÁP QUANG CÓ CHUYỂN MẠCH BẢO VỆ TỰ ĐỘNG
TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH THỪA THIÊN HUẾ

LUẬN VĂN THẠC SỸ
NGÀNH CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG

HÀ NỘI - 2015


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ

ĐINH MINH CHÂU

PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ KIẾN TRÚC VẬT LÝ
TUYẾN CÁP QUANG CÓ CHUYỂN MẠCH BẢO VỆ TỰ ĐỘNG
TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH THỪA THIÊN HUẾ

NGÀNH: CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG
CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ
MÃ SỐ: 60.52.02.03

LUẬN VĂN THẠC SỸ
NGÀNH CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG



Đinh Minh Châu


3
MỤC LỤC
LỜI CÁM ƠN ..................................................................................................................1
LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................................2
MỤC LỤC .......................................................................................................................3
DANH MỤC BẢNG .......................................................................................................6
DANH MỤC HÌNH VẼ ..................................................................................................7
DANH MỤC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT ........................................................................9
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ WDM ..............................................13
1.1 Giới thiệu: ............................................................................................................13
1.2 Công nghệ WDM .................................................................................................15
1.2.1 Kỹ thuật ghép kênh theo bƣớc sóng ..............................................................15
1.2.2 Mô hình phân cấp lớp WDM: ........................................................................15
1.2.3 Các phần tử cơ bản trong mạng quang WDM: .............................................17
1.2.4 Phân loại hệ thống WDM: .............................................................................19
1.2.5 Ƣu nhƣợc điểm của công nghệ WDM ...........................................................20
1.3 Kết luận chƣơng 1 ................................................................................................21
CHƢƠNG 2 – KHẢO SÁT ĐỊA BÀN PHỤC VỤ.......................................................22
2.1 Thừa Thiên Huế: ..................................................................................................22
2.1.1 Vị trí địa lý: ....................................................................................................22
2.1.2 Khí hậu:..........................................................................................................23
2.1.3 Giao thông: ....................................................................................................23
2.1.4 Hành chính: ....................................................................................................23
2.2 Dự báo về nhu cầu về dung lƣợng tuyến quang nội tỉnh Thừa Thiên Huế: .........24
2.3 Đề xuất phƣơng án tăng dung lƣợng cho tƣơng lai..............................................25
2.4 Kết luận chƣơng ...................................................................................................25

4.3.2 Các sự cố xảy ra và cách khắc phục: .............................................................51
4.3.2.1 Lỗi đơn hƣớng: ...........................................................................................51
4.3.2.2 Lỗi đa hƣớng: ..............................................................................................52
4.3.2.3 Lỗi xảy ra cả trên tuyến hoạt động và tuyến bảo vệ: ..................................52
4.3.2.4 Sự cố xảy ra tại nút: ....................................................................................54
4.4 Kết luận chƣơng 4 ................................................................................................55
CHƢƠNG 5 – SỬ DỤNG PHẦN MỀM OPTISYSTEM MÔ PHỎNG ......................56
TUYẾN QUANG THIẾT KẾ .......................................................................................56
5.1 Yêu cầu cụ thể của tuyến .....................................................................................56
5.2 Các vấn đề cần chú ý khi thiết kế cho các tuyến cáp ...........................................56
5.3 Các bƣớc thiết kế..................................................................................................57


5
5.3.1 Chọn tuyến .....................................................................................................57
5.3.2 Chọn sợi quang ..............................................................................................58
5.3.3 Tính toán và chọn thiết bị ..............................................................................59
5.3.4 Tính toán suy hao của tuyến quang thiết kế dựa trên thiết bị đã chọn ..........61
5.3.4.1 Tuyến quang theo chiều CCW: Từ trung tâm chuyển mạch Đà Nẵng ra
trung tâm chuyển mạch Hà Nội ..............................................................................61
5.3.4.2 Tuyến quang theo hƣớng CW từ trung tâm chuyển mạch thành phố Hà Nội
vào trung tâm chuyển mạch thành phố Đà Nẵng: ..................................................65
5.4 Mô phỏng hệ thống thông tin quang bằng phần mềm OptiSystem......................69
KẾT LUẬN ...................................................................................................................76
HƢỚNG PHÁT TRIỂN CỦA LUẬN VĂN .................................................................76
TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................77


6
DANH MỤC BẢNG

Hình 3 - 2 Mô hình mạng chuyển mạch gói ..................................................................28
Hình 3 - 3 Kiến trúc chuyển mạch gói quang. ...............................................................29
Hình 3 - 4 Mô hình mạng chuyển mạch chùm quang ...................................................30
Hình 3 - 5 Sơ đồ khái niệm chuyển mạch .....................................................................32
Hình 3 - 6 Nguyên lý hoạt động của chuyển mạch 1x2 ................................................32
Hình 3 - 7 Cấu hình sợi quang đầu vào. ........................................................................33
Hình 3 - 8 Sự dịch chuyển sợi quang. ...........................................................................33
Hình 3 - 9 Biểu đồ mất do chèn của chuyển mạch quang phụ thuộc vào điện thế đặt lên
ống áp điện.....................................................................................................................34
Hình 3 - 10 Thời gian chuyển mạch khi mạch điện đầu ra sử dụng tụ điện với điện
dung19.6 nF(Bên trái) và 260nF (Bên phải) .................................................................34
Hình 3 - 11 Chuyển mạch bảo vệ đơn hƣớng và hai hƣớng ..........................................35
Hình 3 - 12 Chuyển mạch bảo vệ tuyến, đoạn, và vòng................................................35
Hình 3 - 13 Các cơ chế bảo vệ: hình a. 1 + 1 OMS và hình b. 1 + 1 Och .....................38
Hình 3 - 14 OCh – DPRing hai sợi đơn hƣớng ở điều kiện bình thƣờng và khi có sự cố.
.......................................................................................................................................39
Hình 3 - 15 OCh–DPRing bốn sợi đơn hƣớng ở điều kiện bình thƣờng và khi có sự cố. ...........39
Hình 3 - 16 OCh – SPRing khi bình thƣờng và khi sự cố đoạn ....................................40
Hình 3 - 17 OCh – SPRing khi bình thƣờng và khi sự cố nút .......................................40
Hình 3 - 18 OMS – DPRing hai sợi ở điều kiện bình thƣờng và khi có sự cố ..............41
Hình 3 - 19 Bảo vệ chia sẻ các kênh quang trong OMS - SPRing ................................42
Hình 3 - 20 Ring hai sợi hai hƣớng chuyển mạch bảo vệ đoạn ghép kênh ...................42
Hình 3 - 21 Ring hai sợi hai hƣớng bảo vệ sự cố đoạn OMS – 2SPRing .....................43
Hình 3 - 22 Ring hai sợi hai hƣớng bảo vệ sự cố nút OMS – 2 SPRing .......................43
Hình 3 - 23 Ring bốn sợi hai hƣớng chuyển mạch bảo vệ đoạn ghép kênh ..................43
Hình 3 - 24 Ring bốn sợi hai hƣớng sự cố đoạn OMS – 4SPRing ................................44


8
Hình 4 - 1 Kiến trúc vật lý của mạng cáp quang nội tỉnh Thừa Thiên Huế ..................47

1.Đỗ Văn Việt Em, Thông tin quang 1, 2, Học viện công nghệ Bƣu chính viễn thông.
2. “Thiết kế và mô phỏng tuyến thông tin quang”, Báo cáo nghiên cứu khoa học năm
2012, sinh viên Điện tử - Viễn thông K32 và K31, trƣờng Đại học khoa học Huế.
3.Trung tâm Internet Việt Nam, “Báo cáo tài nguyên Internet Việt Nam 2013”, tháng
12-2013.
4. “Hệ thống thông tin sợi quang”, Phùng Văn Vận, Nhà xuất bản bƣu điện Hà Nội,
năm 2008.
5. “Quy hoạch phát triển mạng viễn thông Việt Nam giai đoạn 2020”, 27/7/2012.
6. Sở thông tin và truyền thông tỉnh Thừa Thiên Huế, “Dự báo nhu cầu lƣu lƣợng trên
địa bàn tỉnh Thừa Thiên Huế đến năm 2025”.
Website :
7. />8. Website của Sở kế hoạch và đầu tƣ Thừa Thiên Huế:
/>9. Cổng thông tin điện tử tỉnh Thừa Thiên Huế: />Tiếng Anh:
10. Tsong-Ho và Winston Way, “A Novel Passive Protected SONET Bi-Directional
Self-Healing Ring Architecture”, Bellcore, 331 Newman Spring Rd.
11. “Cisco ONS 15454 SDH Reference Manual”, Cisco Systems, Inc., chƣơng 12.
12. The ITU – T Recommendation G.872.
13. Xiaojun Fang, Rainer Iraschko and Rohit Sharma, “All-Optical Four-Fiber
Bidirectional line-switched ring”, vol. 17, No. 8, August 1999.
14. “Forecast and Methodology 2011 – 2016”, Cisco Visual Networking Index, Cisco,
May 30, 2012.
15. “The Zettabyte Era: Trends and Analysis”, Cisco Visual Networking Index, Cisco,
May 29, 2013.
16. “WDM Communication Systems”, Optiwave, 2008.
17. Guido Maier, Achile Pattavina, “Optical network survivability: Protection
techniques in the WDM layer”, Photonic Network Communications, 251-269, 2002.
18. “Global Mobile Data Traffic Forecast update 2013-2018”, Cisco Visual
Networking Index, Cisco, February 5, 2014.
19. We are social, “Global Digital Statistics 2014”.
20. Chia-Hsiung Chang, Tsair-Chun Liang, Chien-Yu Huang, “DWDM self-healing