Đồ Án Nghiên cứu giải pháp tăng dung lượng của hệ thống thông tin quang bằng kỹ thuật ghép kênh theo bước

Nghiên cứu giải pháp tăng dung lượng của hệ thống thông tin quang bằng kỹ thuật ghép kênh theo bước sóng WDM

MụC LụC
LỜI Mở ĐẦU 3
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN 5
1.1 Hệ thống thụng tin quang. 5
1.2 Hệ thống WDM . 8
CHƯƠNG 2. CấU TạO CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG WDM 13
2.1 Thiết Bị Phát Quang - Diode Laser. 13
2.1.1. Tổng quan về Laser. 13
2.1.2 Cấu tạo và hoạt động của Diode Laser. 15
2.1.3 Diode Laser trong hệ thống WDM . 18
2.1.4 Ổn định bước sóng và yêu cầu độ rộng phổ của Diode Laser. 21
2.2 Bộ ghộp/tỏch tớn hiệu. 23
2.2.1 Bộ lọc màng mỏng điện môi 23
2.2.2 Các thông số cơ bản của bộ ghép/tách kênh. 25
2.3 Sợi quang. 27
2.3.1 Tổng quan về sợi quang. 27
2.3.2 Suy hao của sợi quang. 28
2.3.3 Tán sắc trong sợi quang đơn mode. 31
Nguyên nhân gây ra tỏn sắc. 31
Tỏn sắc vận tốc nhúm GVD 32
Tỏn sắc mode phõn cực PMD 34
2.3.4 Bự tỏn sắc. 37
2.3.5 Cỏc hiệu ứng phi tuyến. 39
2.4 Bộ khuếch đại quang sợi EDFA 51
2.4.1 Cấu tạo và nguyờn lý hoạt động của bộ khuếch đại quang sợi EDFA 51
2.4.2 Các thông số cơ bản của bộ khuếch đại quang sợi EDFA 53
2.4.3 Cân bằng và làm phẳng phổ khuếch đại 54
2.5 Thiết bị thu - PhotoDiode. 55
2.5.1 Cấu tạo của PIN-PhotoDiode. 56
2.5.2 Nguyờn lý hoạt động của PIN-PhotoDiode. 57
CHƯƠNG 3. MẠNG WDM . 58
3.1 Tổng quan. 58
3.2 Mạng Ring WDM . 58
3.3 Mạng đường trục WDM . 61
3.4 Mạng WDM định tuyến bước sóng. 62
3.5 Cỏc phần tử cơ bản của mạng WDM . 63
3.5.1 Thiết bị đầu cuối OLT. 63
3.5.2 Bộ kết nối chộo quang OXC 70
3.5.3 Bộ xen rẽ quang OADM . 65
3.6 Quá trình chuyển đổi bước sóng trong mạng WDM . 73
3.6 Mô hình kết hợp mạng WDM và mạng Internet 76
3.6.1 Xu hướng tích hợp IP/WDM . 76
3.6.2 Cấu trỳc mạng IP/WDM . 77
CÁC HèNH VẼ SỬ DỤNG TRONG ĐỒ ÁN 80
CÁC TỪ VIẾT TẮT SỬ DỤNG TRONG ĐỒ ÁN 83
KẾT LUẬN 85
TÀI LIỆU THAM KHẢO 86







LỜI Mở ĐẦU
Ngày nay, thế giới đang bước sang kỷ nguyên của nền kinh tế tri thức, trong đó thông tin là động lực thúc đẩy sự phát triển của xã hội. Do đó, nhu cầu truyền thông ngày càng lớn với nhiều dịch vụ mới băng rộng và đa phương tiện trong đời sống kinh tế – xã hội của từng quốc gia cũng như kết nối toàn cầu.
Để đáp ứng được vai trò động lực thúc đẩy sự phát triển của kỷ nguyên thông tin, mạng truyền thông cần phải có khả năng truyền dẫn tốc độ cao, băng thông rộng, dung lượng lớn. Một trong giải pháp để tạo ra mạng truyền thông có khả năng truyền dẫn tốc độ cao hay băng rộng với dung lượng lớn và đa dịch vụ, đó là công nghệ truyền dẫn thông tin quang tốc độ cao.
Điều này đòi hỏi phải xây dựng và phát triển mạng quang mới dung lượng cao. Công nghệ ghép kênh theo bước sóng quang (Wavelength Division Multiplexing - WDM) là một giải pháp hoàn hảo cho phép tận dụng hữu hiệu băng thông rộng lớn của sợi quang, nâng cao rừ rệt dung lượng truyền dẫn đồng thời hạ giá thành sản phẩm.
Lí tưởng về WDM xuất hiện vào năm 1958. Cho tới năm 1977 khi mà công nghệ quang sợi bắt đầu có nhiều tiến bộ thỡ người ta mới có được giải pháp thực tế đầu tiên. Sau đó ít lâu, vào đầu thập niên 80, các thiết bị WDM đó được thương mại hóa. Tại Việt Nam, năm 1998 bắt đầu triển khai xây dựng tuyến cáp quang biển sử dụng kỹ thuật WDM với dung lượng 40 Gbps nối liền các nước Đông Nam Á, Trung Đông và Tây Âu. Đây cũng là hệ thống t hông tin quang ghép kênh theo bước sóng (hay nói một cách ngắn gọn là hệ thống WDM) đầu tiên tại Việt Nam. Sau đó không lâu chúng ta tiếp tục xây đựng hệ thống WDM ứng dụng vào mạng đường trục Bắc – Nam. Cho đến nay cả hai hệ thống đó đều hoạt động ổn định và giữ một vai trũ quan trọng đối với nền an ninh quốc gia và sự phát triển kinh tế, xã hội của đất nước.
Mặc dự cỏc hệ thống WDM tới bõy giờ khụng cũn mới nữa, nhưng nó vẫn đang và vẫn sẽ giữ vai trũ chiến lược trong việc truyền tải thông tin từ xa, đặc biệt là ở Việt Nam.
Trên cơ sở những kiến thức tích luỹ trong những năm học tập chuyên ngành Điện Tử - Viễn Thông tại Viện đại học Mở Hà Nội,cùng với ý tưởng tìm hiểu về công nghệ ghép kênh theo bước sóng trong thông tin quang em muốn thông qua đồ án “Nghiên cứu giải pháp tăng dung lượng của hệ thống thông tin quang bằng kỹ thuật ghép kênh theo bước sóng WDM“ để nâng cao hiểu biết của mình về công nghệ WDM
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới GS. Trần Đức Hân đó tạo mọi điều kiện và tận tỡnh hướng dẫn, giúp đỡ em trong quá trỡnh thực hiện đồ án.
Em cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong khoa CN Điện Tử và Thụng Tin- Viện Đại Học Mở Hà Nội, gia đỡnh, bạn bố người thân - những người đó luụn cổ vũ động viên giúp đỡ em trong suốt thời gian qua.