Tiểu luận Hệ thống thông tin quang

ba 1808- 4E1 AWA 1504-2E1 Viba 1808-4E1 NÚI THÀNH (5120L-18) (512L-34) An Hòa (1280L-4) OCB (4864L+1280L) AWA 1504 2E1 QUẾ SƠN (3072L) THĂNG BÌNH (4608L-29) (512L-41) Trung Phước (1024L) Việt An (1280L-19) HIỆP ĐỨC (1024L-24) Đồi 505 PHƯỚC SƠN (2048L-39) AWA 1504 2E1 BẮC TRÀ MY (1792L-36) Đồi 405 TIÊN PHƯỚC (2048L-13) Đồi 211 An Xuân (4352L) AWA 1504 -2/2E1 AWA 1504 2/2 E1 AWA 1504 2/2E1 DM1 000 - 4/4E1 TOLL VTN3 ĐIỆN BÀN (5120L-7) (1024L-30) Nồi Rang (768L-45) AWA1504- 2E1 D M 10 00 - 8E 1 D M 10 00 - 16 E1 DM1 000 - 16E1 A TF H - 10 E1 Hương An (2304L-11) S D H2 ,5 G - 29 E1 Vùng B (2048L-6) 1 AWA 1504 - 2E1 Tam Hải (768L-22) AWA 1504 2/2E1 AWA 1808 4/4E1 Đèo Le Tam Dân (1536L) Điện Ngọc (4352L) Hà Nha (2304L-8) OCB ĐNG AWA 1504 - 1E1 Kiểm Lâm ( 2048L-12) Phong Thử (1792L-1251L) Gò Nổi (1024L-17) (1024L-46) AWA 1504 -2/2E1 Kế Xuyên (2048L-20) Đại Hồng (SDE- 752L) AWA 1504-2E1 Bà Bầu (1536L-40) Minilink - 16E1 Tiên Thọ (586L) Cầu Chìm ( 3072L-25) Chiên Đàn (2304L-37) FLX-155A 7/8E1 KCN (4096L-38) Đại Hiệp (1024L-26) S D H1 55 - 15 E1 SDH 622Mb/s 7E1 CỬA ĐẠI (3450L) Trạm Viba BÀ NÀ Cẩm Hà (2580L) SDH155M - 5E1 NEC SDH 155M- 6E1 Tam Thanh (1280L-31) Sông Kôn (V5.2 UMC- 180L) AWA1504 - 1E1 AWA 1808 4/4E1 Mi nil in k2 E1 Mi nil in k- 4E 1 2 sîi O FC - 8F O Bà Rén (1792L-16) AWA 1504 1E1 PHƯỚC Hiệp (UDC - 120L) VSAT CHÀ VÀNH (TOCA 32 + 4 E&M) TRÀ MAI (512 L-42) O FC - 8E 1 A Vương (UMC-120L) AWA 1504 1/2E1 TIÊN LÃNH (DLC - 120L) SDH 622M b/s- 12E1 AWA 1504 2E1 Mi nil in h - 16 E1 AWA 1504 -2E1 Mi nil in k - 16 E1 Trà Kiệu 1024L-50 O FC - 3/ 8E 1 TRÀ ĐÔNG (DLC -120L) CTR210- 4/4E1 AWA 1504 1E1 BẾN GIẰNG (460L) TRÀ DƠN (USC - 64L) O FC - 1/ 4E 1 Minilink - 16E1 A ZÍCH (SDE 256L) O FC - 1E 1 TÂY GIANG SDE (474L) SDH NEC - 6E1 Điện Thắng (3072L-36) BÀN THẠCH (1280L-49) OFC - 2E1 A sờ (UMC-64L) AWA 1504 1/2E1 3 AWA 1504 - 2/2E1 S D H – 7E 1 Minilink - 16E1 RMR1500 Tam Lãnh (UMC - 240L) S D H 15 5 M/ b/s N E C SDH FLX 2/8E1 3 RMR1504 Quán Gò (1024L-44) FLX- 155A 3/21E 1 Opnet Bình Minh (1280L-32) Ring Huawei – 7E1 Rinh nhánh – 6E1 SDH155M - 6E1 NEC S D H – 10 E1 Minil ink 2E1 : Truyền dẫn quang PDH : Truyền dẫn vi ba AWA 1808 : Truyền dẫn vi ba AWA 1504 : SDH 155M - NEC : SDH 155M – FLX : SDH 622M – FLX : Truyền dẫn Minilink : Truyền dẫn CTR 210 : Tổng đài SDE : BTS Vinaphone : BTS Mobiphone : Bộ lặp vi ba : Tổng đài CSND : Bộ khuyếch đại Vinaphone : Tổng đài CSNMM : Trạm chuyển tiếp vi ba SDH 155M FLX-11/21E1 2 DM1 000 V5.2 Tam Phó (UMC-360L) UPG 60L BRAS VTN3 OFC-1/4E1 Trà Giáp (USC - 40L) SDH NEC 3/16E1 O FC - 1/ 4E 1 Tam Sơn (V5.2 - 120L) UMC OPNET 4/21 E1 OFC 8E1 KCN ĐN- ĐN (1024L-48) Ring Nhánh –6/21 E1 AWA 1504 - 2/2E1 Ring Nhánh –6/21 E1 Ring Nhán h – 2/21 E1 : DSLAM Siemens : DSLAM C-COM : V5.2 : Tổng đài RLU Quảng huế (1024L-27) Đập Chính (UMC-60L) Đ Dýõng (300L) RLU Diêm Phổ (1792L-15) : USC SDH NEC 5/16E 1 SDH NEC 13/32E1 SDH NEC 7/16E1 SDH 155Mb/s NEC 11/16E1 : Zyxel SDH FLX 16/21 E1 FLX- 155A 2/8E1 FLX- 155A 5/21E 1 FLX 2/21E 1 FLX 7/63E1 Ring Nhán h – 6/21 E1 3/ 21 E1 AWA 1504 -1/2E1 Phu Ninh : Para AWA 1504 2/2E1 Điện An (300L) An Băng (500L) Nam HVýõ Tam Mỹ Đông (192l) Tiên Cẩm (120l) Tam Lộc (240l) O FC - 1E 1 Huyện mới TGiang Za hung USC 32L O FC - 1E 1 OFC-1/4E1 OFC-1/4E1 Sông Trà (UDC - 120L) OFC 1/4E1 SDH 155M HUAWEI -2 E1 Ca rd F O Trýờng Xuân (768L) KDC số 1 (1536L) Tiểu luận Hệ thống thông tin quang Trang 8 Phố Hội An để xử lý và điều khiển 60 tổng đài vệ tinh và 10 tổng đài SDE nằm rải rác ở cácThành Phố, Huyện và Thị Xã trong Tỉnh. 1.3.1.2 Sơ đồ mạng truyền dẫn vô tuyến Viễn thông Quảng Nam AWA 1504 Quyãút Thàõng ÂÄNG GIANG AWA 1504 2AWA 1504 HÄÜI AN Cuì Lao Chaìm AWA 1504 DUY XUYÃN ÂAÛI LÄÜC AWA 1504 Haì Tán Myî Hiãûp NAM GIANG An Hoìa OCB AWA 1504 QUÃÚ SÅN Trung Phæåïc HIÃÛP Â Æ Ï C Âäöi 505 PHÆÅÏC SÅN AWA 1504 Âäöi 405 TIÃN PHÆÅÏC Âäöi 211 AWA 1504 AWA 1504 AWA 1504 DM1000- 16E1 ÂIÃÛN BAÌN Näöi Rang AWA1504 DM1000 - 16E1 Vuìng B AWA 1504 Tam Haíi A W A 1 5 0 4 AWA 1808 Âeìo Le Âiãûn Ngoüc Kiãøm Lám Goì Näøi Âaûi Häöng AWA 1504 Minilink - 16E1 Traûm Viba BAÌ NAÌ Säng Kän AWA1504 M i n i l i n k - 4 E 1 AWA 1504 AWA 1504 TIÃN LAÎNH M i n i l i n h - 1 6 E 1 AWA 1504 -2E1 M i n i l i n k - 1 6 E 1 CTR210 AWA 1504 BÃÚN GIÀÒNG Minilink - 16E1 AWA 1504 AWA 1504 DM 1000-4E1 RMR1500 3 RMR1504 D M 10 00 - 8E 1 AWA 1504 AWA 1504 Phu Ninh Tam Léc A W A 1 5 0 4 AWA 1504 AWA 1504 AWA 1504 ViÖt An AWA 1808 M i n i l i n k - 1 6 E 1 AWA 1504 AWA 1504 AWA 1504 AWA 1504 AWA 1504 AWA 1504 Binh Sa AWA 1504 Tiểu luận Hệ thống thông tin quang Trang 9 1.3.1.3 Sơ đồ mạng truyền dẫn quang Viễn thông Quảng Nam 1.3.2 Mạng truyền dẫn tại Trung Tâm viễn thông Hội An ệp đức TOLL VTN3 ên thọ S¬ ®å M¹NG c¸p quang B§T tÝnh ®Õn th¸ng 5/2007 ờ Tam L·nh B×nh Minh Phó Trµ Gi¸p Tam S¬n Quảng huế §Ëp ChÝnh Đ Diªm Phæ Tam Mü §«ng Tiªn CÈm KDC sè 1 Tam kỳ ế ận ỹ Sõn ân ân ýõng B×nh Sa 8FO-C 16FO-C 8FO-C 8FO-T 8FO-T 8FO-T 8FO-T 8FO-T 8FO-T 8FO-T 24FO-C 8FO-T 8FO-T 8FO-T 8FO-T 8FO-T 16FO 8FO-T 8FO-T 8FO-T 8FO-T 8FO-T 8FO-T 8FO-T 8FO-T 8FO 8FO-T 8FO-C 8FO-C 24FO-C 24FO- C 24FO-C VTN 8FO-T 16FO- C 16FO- C 16FO-C 8FO-T 8FO-T 8FO-T 8FO-C 8FO-T 16FO-C 16FO- C 16FO-C 16FO-C 16FO-C 24FO-C 16FO-T 8FO-T 8FO-C 8FO- C 24FO- C 24FO- C 8FO-C 24FO-C 8FO-C 8FO-C 8FO-T 8FO DN 8FO-C 8FO-T 8FO-T 24FO-C 24FO-C 8FO-T 8FO-T VTN-C VTN-C CÈm Nam 24FO-C Trung Ph-íc 8FO-T §iÖn Hoµ §iÖn Thä 8FO-T 24FO-C B×nh QuÝ 8FO-T 8FO-T Giang 8FO-T CÈm Thanh 8FO-T Tiểu luận Hệ thống thông tin quang Trang 10 HOST HỘI AN AXE810 HOST DUY XUYÊN ACATEL HOST TAM KỲ ACATEL VTN3 ĐÀ NẴNG TOLL2 VTN3 ĐÀ NẴNG TOLL2 MGW ĐÀ NẴNG 43 RLU V5.1 - Tổng đài Host Hội An: Sử dụng tổng đài loại Ericsson loại AXE 810 thuộc dự án ODA, phiên bản phần mềm APZ 212 33C, lắp đặt tại Thành Phố Hội An với 10 tổng đài vệ tinh, tổng dung lượng lắp đặt là 44340 lines, dung lượng sử dụng là 33320 thuê bao , tổng trung kế sử dụng/lắp đặt là 261/492 , số cổng báo hiệu sử dụng/lắp đặt: 30 /128. - Các họ khác nhau của tổng đài: 10 tổng đài độc lập SDE và 03 bộ truy nhập V5.2 tổng dung lượng lắp đặt là 8.426 lines. - Ngoài tổng đài chủ Host Hội An còn có 43 tổng đài RLU và 10 tổng đài SDE lắp đặt tại các huyện, xã. Các tuyến truyền dẫn chính là DM1000, AWA 1504, AWA 1808 và FLX 150/600 của Fujitsu, truyền dẫn quang của NEC, V5.2 của UTStarCom. SƠ ĐỒ MẠNG CÁP QUANG TTVT HỘI AN - HOST Hội An đi HOST Tam Kỳ và ngược lại sử dụng đường truyền: 10E1 C7 - HOST Hội An đi HOST Duy Xuyên và ngược lại sử dụng đường truyền: 8E1 C7 - HOST Hội An đi VTN3 Đà Nẵng Toll2 và ngược lại sử dụng đường truyền: 10E1 C7. - HOST Hội An đi VTN3 Đà Nẵng Toll1 và ngược lại sử dụng đường truyền: 2E1 C7 - HOST Hội An đi MGW Đà Nẵng và ngược lại sử dụng đường truyền: 16E1 C7 - HOST Hội An đi RLU và ngược lại sử dụng đường truyền: 50E1 29RLU Tiểu luận Hệ thống thông tin quang Trang 11 1.3.2.1 Mạng truyền dẫn cấp I: Tổng đài loại Ericsson loại AXE 810 sử dụng thiết bị viba số ATFH 10E1 với tốc độ 140Mb/s do Pháp và Đức hợp tác sản xuất (hiện nay dùng dự phòng) và thiết bị SDH 2,5Gb/s - 20E1 dưới quyền giám sát của VTN3. 1.3.2.2 Mạng truyền dẫn cấp II: Được truyền đi trực tiếp từ phòng truyền dẫn Hội An đến các đài 1.3.2.3 Mạng truyền dẫn cấp III: Chủ yếu sử dụng thiết bị viba số 1504 của Úc sản xuất, tốc độ 4Mb/s, dung lượng 60 kênh, phục vụ cho các khu vực có lưu thoại thấp hơn. * Tuyến AWA 1504 của Úc: -Phát từ Hội An đi Điện Bàn, Gò Nổi, Phong Thử -Phát từ Hội An đi Cẩm Kim, Cù Lao Chàm -Phát từ Điện Bàn đi TOLL (VTN) * Tuyến cáp quang của Nhật: -Từ Hội An đi Cửa Đại, Cẩm Hà, Điện Ngoïc 1.3.3 Các vòng Ring Hiện tại Viễn thông Quảng Nam đang sử dụng hai thiết bị truyền dẫn công nghệ SDH của NEC và FLX ( Tốc độ 155 Mb/s ) với 5 vòng Ring , một nhánh rẽ kết nối đến các tổng đài Vòng ring 1-1: STM -4 dùng thiết bị FLX dung lượng sử dụng 79/126E1 gồm 05 trạm: HOST: Hội An, Điện Bàn và nhánh rẽ từ Duy Xuyên – Phong Thử - Đại Lộc – Hà Nha. Vòng ring 2-1: STM -1 sử dụng thiết bị NEC, dung lượng sử dụng 22/96E1 gồm có 4 trạm: HOST Hội An, Điện Thắng, Điện Ngọc, Cẩm Hà, Cửa Đại. CHƯƠNG II CÁC THIẾT BỊ TRÊN MẠNG QUANG 2.1 Thiết bị phát quang 2.1.1 Cơ chế phát xạ ánh sáng Giả thuyết có một điện tử đang nằm ở mức năng lượng thấp ( 1E ), không có điện tử nào nằm ở mức năng lượng mức cao hơn ( 2E ), thì ở điều kiện đó nếu có một năng lượng bằng với mức năng lượng chênh lệch cấp cho điện tử thì điện tử này sẽ nhảy lên mức năng lượng 2E . Việc cung cấp năng lượng từ bên ngoài để truyền năng lượng cần tới Tiểu luận Hệ thống thông tin quang Trang 12 một mức cao hơn được gọi là kích thích sự dịch chuyển của điện tử tới một mức năng lượng khác được gọi là sự chuyển dời. Điện tử rời khỏi mức năng lượng cao 2E bị hạt nhân nguyên tử hút và quay về trạng thái ban đầu. Khi quay về trạng thái 1E thì một năng lượng đúng bằng 2E - 1E được giải phóng. Đó là hiện tượng phát xạ tự phát và năng lượng được giải phóng tồn tại ở dạng ánh sáng gọi là ánh sáng phát xạ tự phát. Theo cơ học lượng tử, bước sóng ánh sáng phát xạ được tính theo công thức: 12 EE h c   (3.1) Trong đó, jsh 3410.625,6 (hằng số Planck) 810.3c là vận tốc ánh sáng Bước sóng tỷ lệ nghịch với độ lệch năng lượng của các nguyên tử cấu tạo nên linh kiện phát quang. Do đó bước sóng ánh sáng phát xạ phản ánh bản chất của vật liệu. Khi ánh sáng có năng lượng tương bằng 12 EE  đập vào một điện tử ở trạng thái kích thích, điện tử ở trạng thái kích thích 2E theo xu hướng sẽ chuyển dời về trạng thái 1E nay bị kích thích chuyển về trạng thái 2E . Sau khi hấp thụ năng lượng ánh sáng đập vào (hình 3.1c). Đó là hiện tượng phát xạ kích thích. Năng lượng ánh sáng phát ra tại thời Hấp thụ E2 Phát xạ tự phát Phát xạ kích thích E1 E2 E2 E1 E1 h 12 h 12 h 12 b a c h 12 Hình 2.1 Mức năng lượng và quá trình chuyển dịch Tiểu luận Hệ thống thông tin quang Trang 13 điểm này lớn hơn năng lượng ánh sáng phát ra tự nhiên. Còn đối với cơ chế phát xạ của bán dẫn: là nhờ khả năng tái hợp bức xạ phát quang của các hạt dẫn ở trạng thái kích thích. Từ điều kiện cân bằng nhiệt, điện tử tập trung hầu hết ở vùng hoá trị có mức năng lượng thấp và một số ít ở vùng dẫn ó mức năng lượng cao. Giả sử rằng trong bán dẫn có N điện tử trong đó có 1n điện tử ở vùng hoá trị 2n điện tử ở vùng dẫn. Khi ánh sáng chiếu từ bên ngoài vào bán dẫn ở trạng thái này, tỷ lệ giữa bức xạ cưỡng bức và hấp thụ tỷ lệ thuận với tỷ số 2n và 1n . Việc hấp thụ chiếm đa số và ánh sáng phát ra giảm đi. 2.1.2 Diode phát quang LED (Light Emitting Diode): Có hai kiểu cấu trúc LED được sử dụng rộng rãi là cấu trúc tiếp giáp thuần nhất và cấu trúc tiếp giáp dị thể kép (không đồng nhất). Qua thực tế và nghiên cứu thì cấu trúc dị thể kép có hiệu quả, được sử dụng nhiều nhất. 2.1.2.1 Cấu tạo: Gồm các lớp bán dẫn p và n của miền hoạt tính, khi hoạt động được phân cực thuận, như hình vẽ: a) Tiếp giáp pn b) Phân cực thuận Hình 2.2 cấu trúc LED 2.1.2.2 Hoạt động: Khi có điện áp phân cực thuận đặt vào lớp tiếp giáp pn thì cân bằng điện tích bị phá vỡ, các electron dễ dàng đi qua miền tiếp giáp, các điện tích từ miền n và các lỗ trống ở vùng p sẽ kết hợp với nhau tại miền hoạt tính, bức xạ ra photon. Quá trình bức xạ ánh sáng xuất hiện. Trong thông tin quang có 02 loại LED được sử dụng: Cấu trúc LED phát mặt (SLED: Surface Emitting Led). Loại n Loại p - - - - - - - - - - - - Loại n Loại p - - - - - - - - - Tiếp giáp pn Vùng nghèo Electron khuếch tán Vùng ngèo hẹp lại Nguồn ngoài Tiểu luận Hệ thống thông tin quang Trang 14  Cấu trúc LED phát cạnh (ELED:Edgle Emitting Led). 2.1.3 Cấu trúc Laser Diode (LD): 2.1.3.1 Cấu tạo: Gồm các lớp bán dẫn p và lớp n của miền hoạt tính và lớp hoạt chất. Lớp hoạt chất này là một cặp phiến phẳng - là gương phản xạ được đặt qua vào nhau để phản xạ ánh sáng bức xạ hay còn gọi là hốc cộng hưởng (Fabry-Frot). Phiến tỏa nhiệt Kim loại hóa (điện cực) SiO2 SiO2 Sợi quang Vật liệu bao Kim loại hóa Chất nền Lớp cấu trúc dị thể kép Giếng khắc hình tròn Các lớp giam Hình 2.3 Cấu trúc của LED phát mặt Kim loại hóa  Lớp SiO2 cách ly Các lớp dị thể kép Ánh sáng ra kết hợp Lớp dẫn ánh sáng Chất nền Kim loại hóa Tỏa nhiệt Hình 2.4 Cấu trúc dị thể kép của LED phát cạnh Tiểu luận Hệ thống thông tin quang Trang 15 2.1.3.2 Hoạt động: Khi có một lớp điện áp phân cực được đặt vào lớp tiếp giáp thì các electron sẽ được bơm vào, lớp hoạt chất được kích thích, sau đó tái hợp với các lỗ trống có điện tích dương tại đó, đồng thời sinh ra năng lượng dưới dạng quang và nhiệt. Hốc cộng hưởng (Fabry-Frot) tạo ra sự tương tác giữa photon và electron diễn ra nhiều lần và có thể tạo ra công suất quang lớn. Có 02 loại diode laser: diode laser đa mode và diode laser đơn mode:  Diode laser đa mode thông thường sẽ cho đa phổ nhưng làm việc không ổn định ở tốc độ cao.  Diode laser đơn mode có độ rộng phổ hẹp, hoạt động dựa theo nguyên lý bộ phản xạ cách tử Bragg. Chúng đáp ứng tốt yêu cầu làm việc ổn định ở các hệ thống thông tin có tốc độ cao và cự ly truyền dẫn xa. 2.1.4 Nhiễu trong nguồn phát Laser Khi các LD được sử dụng trong các hệ thống thông tin quang có tốc độ cao, thì một số hoạt động của Laser bắt đầu xuất hiện và tốc độ biến đổi càng cao thì chúng càng thể hiện rõ và có thể gây ra nhiễu ở đầu ra của bộ thu. Các hiện tượng này được gọi là nhiễu mode, nhiễu cạnh tranh mode và nhiễu phản xạ. Vì ánh sáng lan truyền dọc theo sợi dẫn quang nên sự kết hợp của các suy hao mode phụ thuộc, thay đổi pha giữa các Điện cực Bán dẫn loại p Lớp hoạt chất Bán dẫn loại n Mặt phát xạ Ánh sáng Hình 2.5: Cấu trúc LD (-) (+) Tiểu luận Hệ thống thông tin quang Trang 16 mode và sự bất ổn định về phân bố năng lượng trong các mode khác nhau sẽ làm thay đổi nhiễu mode. Nhiễu mode xuất hiện khi có sự suy hao bất kỳ nào đó trong tuyến. Các nguồn phát quang băng hẹp có tính kết hợp cao như các Laser đơn mode sẽ gây ra nhiễu mode lớn hơn các nguồn phát băng rộng. Ngoài ra, hiện tưởng phản xạ nhỏ trở lại Laser do các mặt phản xạ từ ngoài có thể gây ra sự thay đổi đáng kể nhiễu mode và vì thế cũng làm thay đổi đặc tính của hệ thống. Nhiễu phản xạ có liên quan tới méo tuyến tính đầu ra LD gây ra do một lượng ánh sáng phản xạ trở lại và đi vào hốc cộng hưởng Laser từ các điểm nối sợi. Có thể giảm được nhiễu phản xạ khi dùng các bộ cách ly quang giữa LD và sợi dẫn quang. 2.1.5 So sánh LED và LD:  LED có chi phí thấp hơn LD.  LED có cấu trúc đơn giản hơn LD.  LED bức xạ ánh sáng đúng hướng, góc mở bức xạ lớn nên khả năng ghép vào sợi quang thấp.  LD có ánh sáng bức xạ lớn, góc mở bức xạ bé (tạo một phổ vạch). Do đó khả năng ghép vào sợi quang tốt. 2.2 Thiết bị thu quang Thiết bị thu quang đóng một vai trò rất quan trọng trong hệ thống thông tin quang, nó có chức năng biến đổi tín hiệu quang thành tín hiệu điện. Trong lĩnh vực thông tin quang ta sẽ nghiên cứu vấn đề thu quang theo hiệu ứng quang điện. 2.2.1 Cơ chế thu quang Như đã nói ở trên, cơ sở của hiệu ứng quang điện là quá trình hấp thụ ánh sáng trong chất bán dẫn. Khi ánh sáng đập vào một vật thể bán dẫn, các điện tử trong vùng hoà trị được chuyển dời tới vùng dẫn nhưng nếu không có một sự tác động sảy ra thì sẽ không thu được kết quả gì mà chỉ có các điện tử chuyển động ra xung quanh và tái hợp trở lại với các lỗ trống vùng hoá trị. Do đó để biến đổi năng lượng quang thành điện ta phải tận dụng trạng thái khi mà lỗ trống và điện tử chưa kịp tái hợp. Trong linh kiện thu quang, lớp chuyển tiếp p-n được sử dụng để tách điện tử ra khỏi lỗ trống. Khi ánh sáng đập vào vùng p sẽ bị hấp thụ trong quá trình lan truyền đến vùng n. Trong quá trình đó, các điện tử và lỗ trống đã được tạo ra và tại vùng nghèo do hấp thụ photon sẽ chuyển động về hai Tiểu luận Hệ thống thông tin quang Trang 17 hướng đối ngược nhau dưới tác động của điện trường nên chúng tách rời nhau. Vì không có điện trường ở bên ngoài vùng nghèo nên các điện tử và lỗ trống được tạo ra do hiệu ứng quang điện và sẽ tái hợp trong quá trình chuyển động của chúng. Tuy nhiên, sẽ có một vài điện tử di chuyển vào điện trường trong quá trình chuyển động và có khả năng thâm nhập vào mỗi vùng. Và do đó có một điện thế sẽ được tạo ra giữa các miền p và n. Nếu hai đầu của miền đó được nối với mạch điện ngoài thì các điện tử và lỗ trống sẽ được tái hợp ở mạch ngoài và sẽ có dòng điện chạy qua. 2.2.2 Bộ tách sóng photodiode PIN 2.2.2.1 Cấu tạo cơ bản của PIN . Gồm các vùng bán dẫn p, n ở giữa là một lớp tự dẫn i rất mỏng. Khi diode PIN được phân cực ngược thì diode không có dòng, chỉ có dòng ngược rất nhỏ gọi là dòng tới. Khi đó ánh sáng đi vào photodiode nếu một photon sinh ra tại lớp p, i, n một cặp điện tử và lỗ trống. Các điện tử thì bị hút về miền n vì có điện áp dương, còn các lỗ trống thì về phía miền p có điện áp âm nhờ điện trường ngoài. Tất cả các phần tử mang điện này sinh ra ở mặt ngoài một dòng điện và điện áp.Quá trình phát ra các cặp điện tử và lỗ trống còn gọi là hạt mang quang (hình 3.6). Thiên áp Điện tử Vùng nghèo Vùng hoá trị Vùng dẫn Vùng cấm P n P n i Lỗ trống Điện tử Lỗ trống hv >E Photon Trở tải IP Tiểu luận Hệ thống thông tin quang Trang 18 Hình 2.6: Sơ đồ vùng năng lượng của Photodiode PIN. 2.2.2.2 Nguyên lý hoạt động. Photodiot PIN là bộ tách sóng dùng để biến đổi tín hiệu quang thành tín hiệu điện. Cấu trúc cơ bản của Photodiode PIN gồm các vùng p và n đặt cách nhau bằng một lớp tự dẫn i rất mỏng. Để thiết bị hoạt động thì cần phải cấp một thiên áp ngược để vùng bên trong rút hết các loại hạt mang. Khi có ánh sáng đi vào Photođiốt PIN thì sẽ xảy ra quá trình như sau. Nếu một photon trong chùm ánh sáng tới mang một năng lượng h lớn hơn hoặc ngang bằng với năng lượng dải cấm của lớp vật liệu bán dẫn trong Photodiode thì photon có thể kích thích điện tử từ vùng hoá trị sang vùng dẫn.Quá trình này sẽ phát ra các cặp điện tử, lỗ trống. Thông thường, bộ tách sóng quang được thiết kế sao cho các hạt mang này chủ yếu được phát ra tại vùng nghèo là nơi mà hầu hết các ánh sáng tới bị hấp thụ Sự có mặt của trường điện cao trong vùng nghèo làm cho các hạt mang tách nhau ra và thu nhận qua tiếp giáp có thiên áp ngược. Điều này làm tăng luồng dòng ở mạch ngoài, với một luồng dòng điện sẽ ứng với nhiều cặp mang được phát ra và dòng này gọi là dòng photon. Trong trường hợp lý tưởng, mỗi photon chiếu vào phái sinh ra một xung điện ở mạch ngoài và giá trị trung bình của dòng điện sinh ra phải tỷ lệ với công suất của ánh sáng chiếu vào nhưng trong thực tế, không đạt được như vậy mà một phần ánh sáng bị tổn hao do phản xạ. 2.2.3 Photodiode thác APD(Avalanche Photodiode) 2.2.3.1 Cấu trúc Photodiode thác APD . Cấu tạo gồm lớp bán dẫn p, n và lớp bán dẫn yếu p-n+ còn gọi là miền thác, cường độ điện trường trong miền này rất lớn, ở đây xảy ra quá trình nhân điện tử. Để tăng độ nhạy điốt quang người ta ứng dụng hệ thống giống như hiệu ứng nhân điện tử trong các bộ nhân quang điện. Photođiốt thác ký hiệu APD (Avalanche photodiote) có đặc tính tốt hơn đối với tín hiệu nhỏ. Sau khi biến đổi các photon thành các điện tử thì nó khuếch đại ngay dòng photo ở bên trong nó trước khi dòng này đi vào mạch khuếch đại tiếp sau và điều này làm Tiểu luận Hệ thống thông tin quang Trang 19 tăng mức tín hiệu dẫn tới độ nhạy máy thu tăng lên đáng kể. Để thu được hiệu ứng nhân bên trong thì các hạt mang phải được tăng dần năng lượng tới mức đủ lớn để ion hoá các điện tử xung quanh do va chạm với chúng. Các điện tử xung quanh này được đẩy từ vùng hoá trị tới vùng dẫn rồi tạo ra các cặp điện tử- lỗ trống mới sẵn sàng dẫn điện. Các hạt mang mới này tạo ra tiếp tục được gia tốc nhờ điện trường cao và lại có thể phát ra các cặp điện tử- lỗ trống mới khác. Hiệu ứng này gọi là hiệu ứng thác. Hình 2.7Cấu trúc Photođiốt thác và trường điện trong vùng trôi. 2.2.3.2 Nguyên lý làm việc của APD Ánh sáng đi vào thiết bị xuyên qua vùng Pt và được hấp thụ trong vùng vật lý i, khi có photon bị hấp thụ nó sẽ truyền năng lượng cho điện tử để tạo ra các cặp điện tử - lỗ trống và chúng bị tách dưới tác động của điện trường trong vùng i. Các điện tử này qua vùng i đến miền p-n+ thì chúng nhận thêm năng lượng do điện trường mạnh tại đây. Năng lượng thêm này mạnh đến mức các điện tử khi va chạm vào các nguyên tử lại tạo ra các phần tử mang điện mới gọi là Ion hóa do va chạm, số lượng các phần tử mang điện tăng nhanh, dòng điện sinh ra được khuếch đại nhiều lần so với PIN, do đó độ nhạy cũng tăng lên. Đối với photodiode Sc, ngưỡng điện trường cần thiết để thu nhận ở mức 10 5 V/cm. 2.2.4 Tham số cơ bản của thiết bị thu quang 2.2.4.1 Hiệu suất lượng tử P + n + p i Vùng thác Trường điện Vùng nghèo Trường tối thiểu cần thiết để tác động ion hoá Tiểu luận Hệ thống thông tin quang Trang 20 Hiệu suất lượng tử được định nghĩa là tỷ số điện tử được sinh ra trên số photon được hấp thụ.Thường các điốt đạt hiệu quả khoảng 60% đến 80%. 2.2.4.2 Độ nhạy quang Độ nhạy quang cho biết khả năng biển đổi công suất quang thành dòng điện. Nếu tại một bước sóng có số photon rơi vào là 0N và năng lượng mỗi photon là:m  hc E  (3.2) thì công suất quang thu được là: dt dNc hPT 0   (3.3) và lượng điện tích sinh ra là: eNq 00  (3.4) với ce 1910.6,1  Từ đó ta tính được dòng điện sinh ra từ các photon là: dt dN e dt dq i 000 . (3.5) T T p SP hc eP i  .. gọi S hệ số chuyển đổi quang điện[A/W]v hc e S ..  (3.6) 2.2.4.3 Tạp âm của tách sóng quang Đối với các bộ tách sóng quang, bộ thu quang cần phải có độ nhạy thu rất cao, điều đó đòi hỏi các photođiôt phải tách được tín hiệu quang rất yếu từ phía đường truyền tới. Để thực hiện thu được các tín hiệu rất yếu này, cần phải tối ưu hoá được bộ tách sóng quang và cả các mạch khuếch đại tín hiệu đi kèm theo đó, điều này cho phép ta nhận được tỷ lệ tín hiệu trên tạp âm S/N: KDTS p PP P N S   (3.7) với pP : Công suất tín hiệu do dòng photo tạo ra. Tiểu luận Hệ thống thông tin quang Trang 21 TSP : Công suất tạp âm của bộ tách sóng. KDP : Công suất tạp âm của bộ khuếch đại. Để đạt được tỷ lệ S/N cao thì phải hội đủ các điều kiện sau:  Sử dụng các bộ tách sóng quang có hiệu suất lượng tử cao nhằm tạo ra công suất tín hiệu lớn.  Phải hạn chế được các tạp âm của bộ tách sóng quang và bộ khuếch đại tín hiệu trong bộ thu quang càng nhiều càng tốt.  Tạp âm của các bộ khuếch đại quang là tạp âm của bộ tiền khuyếch đại và của các bộ khuyếch đại phía sau. Nhưng trong thực tế, phần lớn tạp âm là do các bộ tách sóng và các bộ tiền khuyếch đại quyết định. 2.2.5 Bộ thu quang trong truyền dẫn tín hiệu số Hầu hết các hệ thống thông tin quang hiện nay thực hiện truyền dẫn tín hiệu số. Tín hiệu được phát ra từ phía phát là luồng số nhị phân với các giá trị 0 và 1 trong một khoảng thời gian. Trong một bộ thu quang, ánh sáng nhận được từ phía đường truyền sẽ được tách và biến đổi thành tín hiệu điện và được khôi phục ở đầu thu. Bộ khuếch đại thực hiện việc biến đổi dòng này thành tín hiệu điện áp với mức phù hợp với các mạch tiếp theo sau. Nhiệm vụ của bộ lọc nhằm giới hạn băng tần của bộ thu, làm giảm tối thiểu tạp âm phát ra từ bộ tách sóng và khuếch đại. Xung clock được trích lấy ra từ chùm tín hiệu số trong mạch quyết định. Việc lựa chọn bộ tách sóng quang thường được dựa vào các yếu tố cần được quan tâm như quỹ công suất của hệ thống, dải thông theo yêu cầu, tính phức tạp phần cứng, hiệu quả kinh tế. 2.2.6 Các thiết bị trên mạng quang: 2.2.6.1 Thiết bị Optix của hãng Huawei: Dòng thiết bị truyền dẫn quang Optix của hãng Huawei, với các ưu điểm, gọn nhẹ chi phí thấp, dung lượng lứon và mềm dẻo, khả năng hổ trợ đa dịch vụ. Các sản phẩm tuyền dẫn quang Optix của Huawei có khả năng đáp ứng các tất cả các nhu cầu của khách hàng. Từ giải pháp mạng Metro đến mạng đường trục. Hình 2.8: sơ đồ khối của bộ thu quang điển hình trong truyền dẫn số. Tiểu luận Hệ thống thông tin quang Trang 22 Dung lượng mềm dẻo đáp ứng với các nhu cầu khác nhau: STM-1/4/16/64/256 với các khả năng đấu chéo (cross-connect), xen rẽ (add/drop).... Khả năng tích hợp hỗ trợ truyền tải đa dịch vụ: thoại, dữ liệu và hình ảnh đáp ứng nhiều nhu cầu khác nhau của khách hàng. Hỗ trợ đa dạng các cấu hình: vòng ring, hub, hình sao, hình cây. Line.... 2.2.6.2 Optix OSN 3500: là thiết bị thế hệ sau được phát triển bởi Huawei với các chức năng chính: SDH, WDM ghép kênh phân chia theo bước sớng. Ethemet, ATM phương thức truyền tải không đồng bộ. Truyền dẫn hiệu quả các dịch vụ thoại và dữ liệu, với các kiểu giao diện. Truyền dẫn hiệu quả với các dịch vụ STM-64, STM-16, STM-4, STM-1, FE, GE, E3/T3, E1/T1, STM-4, STM-1 ATM….OSN 3500. được ứng dụng trong mạng truyền dẫn sử dụng chủ yếu ở lớp hội tụ và trục của mạng MAN. OptiX OSN 3500 có thể kết hợp với các thiêt bị khác như: OptiX OSN 9500, OptiX OSN 7500, OptiX OSN 2500, OptiX OSN 1500. Tiểu luận Hệ thống thông tin quang Trang 23 2.2.6.3 Optix OSN 2500: cũng là sản phẩm của Huawei tích hợp bới các chức năng: SDH, WDM-ghép kênh phân chia theo bước sóng Enthernet, ATM phương thức truyền tải không đồng bộ, PDH hệ thống số cận đồng bộ, SNA khu vực mạng lưu trữ, truyền hình quảng bá số. Với các kiểu giao diện STM-16, STM-1, STM-1 điện, E4, E3/T3, E1/T1. Optix OSN 2500 sử dụng chủ yếu tại lớp biên và lớp truy nhập của mạng MAN. Optix OSN 2500 có thể kết nối với các thiết bị khác như Optix OSN 9500, Optix OSN 7500, Optix OSN 3500, Optix OSN 1500. Tiểu luận Hệ thống thông tin quang Trang 24 2.2.6.4 Optix OSN 1500: được tích hợp các kỹ thuật SDH phương thức truyền đồng bộ, WDM-ghép kênh phân chia theo bước sóng Enthernet, ATM phương thức truyền tải không đồng bộ, PDH phương thức cận đồng bộ. Có hai kiểu Optix OSN 1500 do sự khác nhau về dung lượng truy nhập. Optix OSN 1500A và Optix OSN 1500B. Với các kiểu giao diện STM-16, STM-1, STM-1 điện, E4, E3/T3, E1/T1. Optix OSN 2500 sử dụng chủ yếu tại lớp biên và lớp truy nhập của mạng MAN. 2.2.6.5 Thiết bị ONS 15305 của CISCO: Thiết bị ONS của Cisco Systems có dung lượng cao, thiết bị truyền dẫn quang nhỏ gọn nhất của Cisco là ONS 15305 cũng hỗ trợ dung lượng lên đến STM-16 (2,5G). Các khách hàng có thể lựa chọn dễ dàng một thiết bị phù hợp với nhu cầu hiện nay của mình cũng như nhu cầu mở rộng trong tương lai. Thiết bị truyền dẫn quang SDH: ONS 15305 có dung lượng từ STM-1 đến STM-64 và thích hợp cho nhu cầu kết nối mạng Metro hoặc các lớp mạng biên, lớp mạng truy nhập của các nhà cung cấp dịch vụ. 2.2.6.7 Thiết bị SMA của Siemens: SMA là dòng thiết bị truyền dẫn quang phổ biến nhất của Siemens, gồm 2 loại thiết bị: • SMA16/4 có khả năng đáp ứng các ứng dụng STM-16 và STM-4. Tiểu luận Hệ thống thông tin quang Trang 25 • SMA4/1 có khả năng đáp ứng các ứng dụng STM-4 và STM-1. Dòng thiết bị SMA có khả năng cung cấp các giao diện tributary từ 2 Mbps PDH đến STM-4 SDH với khả năng add/drop thông qua ma trận đấu chéo có dung lượng tối đa 64 STM-1 đối với SMA16/4 và 16 STM-1 đối với STM4/1. Khả năng tách hoặc xen rẽ tại mọi mức VC: VC-2, VC-3, VC-4 và VC-12; và các giao diện như Ethernet, Fast Ethernet hay Gigabit Ethernet đều có thể được ghép vào các VC). 2.2.6.8 Modem quang: Modem quang là giải pháp kinh tế đối với các khách hàng có nhu cầu truyền dữ liệu tốc độ lớn trên sợi cáp quang mà không phải dùng thiết bị truyền dẫn quang có chi phí cao. Hiện nay CT-IN có khả năng cung cấp rất nhiều loại Modem quang từ nhiều nhà cung cấp thiết bị nổi tiếng như Telindus (Bỉ), TAICOM (Đài Loan), ADTRAN (Mỹ),…. Các modem quang có thể cung cấp truyền dữ diệu tốc độ 1E1, 2E1, 4E1, 8E1 hay 16 E1 qua cáp quang với khoảng cách lên đến 70 km. Modem quang cũng có thể cung cấp nhiều loại giao diện ngoài các giao diện truyền thống như V.35, V.36, RS 232, X21 còn có các giao diện như E1, E3 (G.703), Ethernet 10/100 BaseT với các chức năng cầu nối (bridge) hoặc định tuyến (routing). 2.2.7 Các thiết bị đặt tại vị trí các Khối trong Phường, Thành phố được mở rộng thêm: 2.2.7.1 Trạm Cửa Đại (Thuộc Phường Cửa Đại) gồm có: Thiết bị truyền dẫn quang: LOOP 16E1 (PDH). Tổng Đài: RLU AXE 810 (Erision). Trạm BTS 2G: HUAWEI. Trạm BTS 3G: ZTE. 2.2.7.2 Trạm An Bàng (Thuộc Phường Cẩm An) gồm có: Thiết bị truyền dẫn quang: NEC STM1 (SDH). Trạm BTS 2G: HUAWEI. Tiểu luận Hệ thống thông tin quang Trang 26 2.2.7.3 Trạm Thanh Hà (Thuộc Phường Thanh Hà) gồm có: Thiết bị truyền dẫn quang: ALCATEL 1642 STM1. Tổng Đài: RLU AXE 810 (Erision). Trạm BTS 2G: HUAWEI. 2.2.7.4:Trạm Cẩm Châu (Thuộc Phường Cẩm Châu ) gồm có: Thiết bị truyền dẫn quang: LOOP 16E1 (PDH). Trạm BTS 2G: HUAWEI. 2.2.7.5:Trạm Cẩm Nam (Thuộc Phường Cẩm Nam ) gồm có: Thiết bị truyền dẫn quang: ALCATEL 1642 STM1. Tổng Đài: RLU AXE 810 (Erision). DSLAM: HUAWEI IP. Trạm BTS 2G: HUAWEI. 2.2.7.6: Trạm Tân An (Thuộc Phường Tân An ) gồm có: Thiết bị truyền dẫn quang: ALCATEL 1642 STM1. DSLAM: HUAWEI IP. Trạm BTS 2G: HUAWEI. 2.2.7.7: Trạm Cẩm Thanh (Thuộc xã Cẩm Thanh ) gồm có: Thiết bị truyền dẫn quang: LOOP 16E1 (PDH). Trạm BTS 2G: HUAWEI. 2.2.7.8 Đài chuyển mạch (Thuộc Phường Minh An) gồm có: Thiết bị truyền dẫn quang: TELWEI 8E1 (PDH). Tổng Đài: RLU AXE 810 (Erision). DSLAM: HUAWEI IP. Trạm BTS 2G: HUAWEI. 2.2.7.9 Trạm Hà Trung (Thuộc xã Cẩm Kim) gồm có: Thiết bị truyền dẫn quang: ALCATEL 1642 STM1. Tổng Đài: RLU AXE 810 (Erision). DSLAM: HUAWEI IP. Trạm BTS 2G: HUAWEI. 2.2.7.10 Trạm Uỷ Ban Thanh Hà (Thuộc Phường Thanh Hà) gồm có: Thiết bị truyền dẫn quang: ALCATEL 1642 STM1. Tổng Đài: RLU AXE 810 (Erision). DSLAM: HUAWEI IP. Trạm BTS 2G: HUAWEI. Tiểu luận Hệ thống thông tin quang Trang 27 CHƯƠNG III MẠNG FTTH VÀ CÁC DỊCH VỤ TRIỂN KHAI TRÊN MẠNG QUANG FTTH 3.1 Thông tin về các dịch vụ viễn thông tại TTVT Hội An 3.1.1 Điện thoại: - Dịch vụ điện thoại tự hẹn: Khi muốn nói chuyện với một người nào đó, khách hàng có thể tự hẹn người đó đến một số máy điện thoại bưu cục-ghi sê, đại lý nào đó vào thời gian nhất định, chờ chuông và đàm thoại. - Dịch vụ điện thoại giấy mời trong nước: Khách hàng có nhu cầu mời một người (được ghi rõ tên, địa chỉ, nơi ở cụ thể) đến bưu cục để tiếp chuyện với mình theo ngày, giờ đã định. - Dịch vụ điện thoại thấy hình (video phone): Dịch vụ điện thoại thấy hình là một loại hình dịch vụ điện thoại mà trong quá trình đàm thoại với nhau, người nói và người nghe đều nhìn thấy hình ảnh động của nhau trên một màn hình màu nhỏ được gắn liền với máy điện thoại. - Dịch vụ hộp thư thoại: Đây là dịch vụ cung cấp cho khách hàng hộp thư điện tử đặt tại tổng đài để ghi lại bản tin nhắn bằng tiếng nói của người gọi đến. Hệ thống này có 3 dịch vụ: điện thoại ảo, trả lời cuộc gọi và hộp thư thông tin. - Dịch vụ 108: Dịch vụ 108 là dịch vụ cung cấp và giải đáp thông tin kinh tế-văn hoá-xã hội qua mạng điện thoại công cộng theo yêu cầu của khách hàng. - Dịch vụ điện thoại HCD (Home country direct): Đây là một dịch vụ điện thoại quốc tế cho phép người nước ngoài đến Việt Nam gọi thẳng về tổng đài nước mình để đăng ký và thiết lập cuộc gọi (đã đăng ký sử dụng dịch vụ và được xác nhận bằng mã cá nhân - PIN). Người gọi không phải trả cước phí tại Việt Nam mà sẽ trả tại nước của mình khi về nước. - Dịch vụ điện thoại quốc tế Collect-Call: Cuộc gọi điện thoại Collect-Call bắt buộc phải gọi qua điện thoại viên quốc tế, người gọi khi đăng ký phải cho điện thoại viên biết là cước phí của cuộc điện đàm do người được gọi thanh toán, tên người gọi và người được gọi, số máy gọi và số máy được gọi trước khi thực hiện nối thông. - Dịch vụ điện thoại hội nghị quốc tế: Một cuộc điện thoại hội nghị quốc tế là một cuộc điện thoại trong đó có ít nhất 01 máy ở nước ngoài tham gia đàm thoại và được kết nối bởi tối thiểu 03 máy điện thoại trở lên. - Dịch vụ điện thoại giấy mời quốc tế: Cuộc điện thoại này cho phép người ở nước ngoài mời người Việt Nam không có điện thoại nhà riêng tới buồng đàm thoại công cộng để tiếp chuyện; người được mời phải được chỉ định rõ bằng họ, tên, địa chỉ. Tiểu luận Hệ thống thông tin quang Trang 28 - Dịch vụ điện thoại di động (Vinaphone): Mạng điện thoại di động Vinaphone là mạng di động sử dụng công nghệ GSM hiện đại với 100% vốn của Tổng Công ty bưu chính viễn thông Việt Nam. Hiện tại mạng Vinaphone đã phủ sóng 61/61 tỉnh, thành phố. Vinacard là dịch vụ điện thoại di động trả tiền trước. - Dịch vụ nhắn tin toàn quốc (Paging): Nhắn tin là dịch vụ tiếp nhận các tin nhắn qua điện thoại tại các trung tâm nhắn tin của Bưu Điện, tin nhắn sẽ được truyền đi bằng vô tuyến điện đến đối tượng được nhắn theo yêu cầu của người gọi. - Dịch vụ điện thoại dùng thẻ (Card Phone): Muốn sử dụng dịch vụ này khách hàng mua thẻ trước để gọi điện nội hạt, liên tỉnh và quốc tế tự động tại bất kỳ cabin điện thoại nào trong phạm vi cả nước. 3.1.2 Telex: -Telex thuê bao -Telex công cộng 3.1.3 Fax: -Fax công cộng -Fax thuê bao 3.1.4 Truyền số liệu: -Truyền số liệu chuyển mạch gói -VN email -Internet 3.1.5 Thuê kênh thông tin và thiết bị: -Kênh thoại đường dài -Kênh điện báo -Kênh phát thanh truyền hình -Kênh truyền số liệu 3.1.6 Các dịch vụ chính của tổng đài điện tử số: -Dịch vụ thông báo chủ thuê bao vắng mặt -Dịch vụ đường dây nóng -Dịch vụ cho biết hóa đơn thông báo cước đường dài -Dịch vụ bắt giữ các cuộc gọi đến mang tính chất vi phạm thể lệ điện thoại, vi phạm pháp luật -Dịch vụ máy điện thoại chuyên gọi đi hoặc gọi đến -Dịch vụ thông báo có cuộc gọi đến khi đang đàm thoại -Dịch vụ báo thức bằng điện thoại Tiểu luận Hệ thống thông tin quang Trang 29 -Dịch vụ giới hạn tạm thời các nghiệp vụ địên thoại đường dây theo yêu cầu tại máy thuê bao -Dịch vụ chuyển cuộc gọi tạm thời sang máy thuê báo khác -Dịch vụ đường dây thuê bao ưu tiên 3.2 Triển khai mạng FTTH tại Trung tâm viễn thông Hội An 3.2.1 Cấu trúc điển hình mạng FTTH tại Trung tâm Viễn thông Hội An Hiện tại Trung tâm đang sử dụng mạng cáp quang AON đến các thuê bao FTTH, dung lượng khoản 60 thuê bao, mật độ phân bố thuê bao không đồng điều, tập trung chủ yếu tại các khu vực xã, Phường có dân cư đông. Mạng này phần lớn phục vụ cho khách hàng là các Đại lý kinh doanh Internet, còn lại một số ít là các cơ quan ban ngành và doanh nghiệp trên địa bàn Thành Phố. - Mô hình: F O L2 switch (Access) LAN Khách hàng GE GE FE/GE L2 switch hiện có Internet VDC / IP core CPE BRAS/PE F O LAN Khách hàng FE/GE CPE F O LAN Khách hàng FE/GE CPE L2 switch (HUB) L2 switch (Access) IP-DSLAM NG-SDH hiện có GE GE GE MAN - E Tiểu luận Hệ thống thông tin quang Trang 30 QNM03TKY 123.29.14.11 DSLAM MA5600 Modem HSI and IPTV SR router Alctel (DHCP relay) BRAS Core Router T1600 Unicast Source : 172.25.224.0/19 Multicast Source : 123.29.128.4/29 Multicast Group : 232.84.1.1 to 34 GE2/0/11 HSI and IPTV FTTx Sw QNM00TKY 123.29.41.2Unicast and VoD: Vlan1101 IP TV: Vlan 99 Ge3/1/8 GE4/0/0 GE2/0/0 Modem FTTX Unicast: VLan1101 – L3 VPN 172.25.224.0/19 STB STB VoD and IPTV VoD and IPTV MAN E GE0/7/0 VPLS VPLS Modem : 1 VPI/VCI for HSI (PPPoE) 1 VPI/VCI for VoD and IPTV (Bridge) GE2/0/1 3.2.2Công nghệ sử dụng mạng FTTH: Hiện nay, công nghệ FTTH (Fiber-To-The-Home là mạng viễn thông băng thông rộng bằng cáp quang được nối đến tận nhà để cung cấp các dịch vụ tốc độ cao như điện thoại, Internet tốc độ cao và TV) đang được triển khai khá mạnh mẽ trên thế giới. Tại nước ta, FTTH cũng đã được FPT Telecom triển khai tại một số thành phố lớn. Tiêu chuẩn này còn được gọi bằng tên khác là FTTB (Fiber To The Building), khác với FTTC (Fiber To The Curb) - đường dẫn cáp đến bên ngoài đường thôi, còn dẫn vào nhà vẫn là tiêu chuẩn dây đồng như cũ. Tiểu luận Hệ thống thông tin quang Trang 31 Khi dùng công nghệ FTTH, đường truyền dẫn hoàn toàn bằng cáp quang tới tận phòng máy của người sử dụng. Chất lượng truyền dẫn tín hiệu bền bỉ ổn định không bị suy hao tín hiệu bởi nhiễu điện từ, thời tiết hay chiều dài cáp như đối với ADSL. Độ bảo mật rất cao. Với ADSL, khả năng bảo mật thấp hơn vì có thể bị đánh cắp tín hiệu trên đường dây, còn với FTTH thì hầu như không thể bị đánh cắp tín hiệu trên đường dây. Với công nghệ FTTH, nhà cung cấp dịch vụ có thể cung cấp tốc độ download lên đến 10 Gigabit/giây, nhanh gấp 200 lần so với ADSL 2+ (hiện chỉ có thể đáp ứng 20 Megabit/giây). Tốc độ truyền dẫn với ADSL là không cân bằng, có tốc độ tải lên luôn nhỏ hơn tốc độ tải xuống (Bất đối xứng, Download > Upload) và tối đa 20 Mbps. Còn FTTH cho phép cân bằng, tốc độ tải lên và tải xuống như nhau (Đối xứng, Download = Upload) và cho phép tối đa là 10 Gbps, có thể phục vụ cùng một lúc cho hàng trăm máy tính. Tốc độ đi Internet cam kết tối thiểu của FiberXXX >= 256 Kbps, lớn hơn tốc độ đi Internet của tất cả các gói ADSL. Với ADSL, chiều dài cáp tối đa cần 2,5 Km để đạt sự ổn định cần thiết, còn với FTTH thì còn số này lền tới 10 km. FTTH đặc biệt hiệu quả với các dịch vụ: Hosting Server riêng, VPN (mạng riêng ảo), Truyền dữ liệu, Game Online, IPTV (truyền hình tương tác), VOD (xem phim theo yêu cầu), Video Conferrence (hội nghị truyền hình), IP Camera… hay cho các điểm truy cập Internet công cộng Dự kiến FTTH sẽ dần thay thế ADSL trong tương lai gần một khi băng thông ADSL không đủ sức cung cấp đồng thời các dịch vụ trực tuyến trong cùng một thời điểm. FTTH cung cấp 1 IP tĩnh thích hợp với các doanh nghiệp, tổ chức triển khai dễ dàng các dịch vụ trực tuyến như IP Camera, lưu trữ mail, truyền dữ liệu tốc độ cao... Công nghệ FTTH đã có khoảng 20 triệu kết nối toàn cầu, trong đó châu Á được đánh giá là thị trường có tiềm năng phát triển lớn. Theo dự đoán, vào cuối năm 2012, riêng châu Á sẽ có 54 triệu kết nối FTTH, tiếp theo là châu Âu/ khu vực Trung Đông/ châu Phi với 16 triệu, rồi đến Bắc Mỹ và Nam Mỹ với 15 triệu. Hiện nay, quá trình chuyển đổi sang FTTH đang được thực hiện ở nhiều nước, gồm Đan Mạch, Pháp, Hồng Kông, Nhật Bản, Hàn Quốc, Thụy Điển, Đài Loan và Mỹ. - Các loại thiết bị sử dụng: + Sơ đồ kết nối từ 1 Swich L2 ra nhiều máy tính: Tiểu luận Hệ thống thông tin quang Trang 32 Hình 1 Tiểu luận Hệ thống thông tin quang Trang 33 Hình 2 Ảnh 2 Swicht L2 tại đài Viễn Thông Hội An 3.2.3 Thực trạng triển khai mạng FTTH tại Trung tâm viễn thông Hội An SƠ ĐỒ MÔ TẢ TRIỂN KHAI MẠNG QUANG FTTH GIẢN ĐỒ MẠNG CÁP QUANG FTTH 8FO-1265 m ODF Măng xông ODF 48FO 36FO-430 m ODF 24FO ODF 24FO 24FO-1060 m (1-48) (49-72) Thuê bao Thuê bao Đài Tiểu luận Hệ thống thông tin quang Trang 34 Từ các đài vệ tinh đến các măng xông (mối nối), các ODF và đến thuê bao khách hàng Trong tương lai cáp quang triển khai đến tận nhà khách hàng, băng thông rộng nhằm thay thế các dịch vụ băng thông hẹp. 3.3 Các dịch vụ được triển khai trên mạng quang FTTH 3.3.1 Dịch vụ FTTH: - FTTH là dịch vụ truy cập Internet tốc độ cao sử dụng cáp quang - Ưu thế của dịch vụ này: + Dùng công nghệ FTTH, truyền dẫn hoàn toàn bằng cáp quang + Truy cập Internet siêu tốc, lên đến 1 Gigabit/giây + Tốc độ Upload/Download đối xứng - chất lượng tín hiệu ổn định, không bị ảnh hưởng bởi thời tiết, chiều dài của cáp ...... + Nâng cấp băng thông dễ dàng, cung cấp địa chỉ IP tỉnh + Truy cập internet tốc độ cao đặc biệt phù hợp với công ty tổ chức lớn 3.3.2 Các dịch vụ được triển khai: Trong quá trình chuyển đổi từ ADSL sang FTTH, nhiều “dịch vụ lai” được các ISP cung ứng ra thị trường, vừa tận dụng hạ tầng cáp đồng vừa cung cấp dịch vụ băng thông cao. Chẳng hạn dịch vụ FTTC (Fiber to the curb) với tốc độ băng thông upload/download đối xứng 100/100Mb/giây, nhanh gấp năm lần tốc độ ADSL2+, tạo nền tảng cho dịch vụ truyền hình độ nét cao (HDTV). Hoặc gói dịch vụ Triple Play được tích hợp trên nền IP với đường truyền ADSL cho băng thông 8Mb/giây và các dịch vụ truyền hình tương tác (ITV), điện thoại cố định công nghệ IP (Ivoice). So với việc sử dụng riêng lẻ từng dịch vụ thì mức chi phí cho Triple Play tiết kiệm được hơn 20%. 3.3.2.1 VPN (mạng riêng ảo)/ Server Game riêng: Hiện nay, sự ra đời của các công nghệ mới dường như không làm cho người tiêu dùng quá choáng ngợp. Điều đó đúng không chỉ trên thế giới mà ngay cả Việt Nam. Một câu hỏi Tiểu luận Hệ thống thông tin quang Trang 35 thường được đặt ra là liệu công nghệ đó mang lại ích lợi gì cho cuộc sống, trong sinh hoạt, trong giải trí, sản xuất, kinh doanh. Công nghệ mạng riêng ảo trên nền NGN không phải ngoại lệ. NGN-cuộc cách mạng Viễn thông thế hệ mới Nếu chiến lược đi thẳng vào công nghệ số cách đây gần 20 năm được xem là cuộc cách mạng thứ nhất, thì việc áp dụng công nghệ mạng thế hệ mới NGN hay IP hoá hạ tầng viễn thông Việt Nam là cuộc cách mạng thứ hai. * Mạng riêng ảo hay VPN (viết tắt cho Virtual Private Network) là một mạng dành riêng để kết nối các máy tính của các công ty, tập đoàn hay các tổ chức với nhau thông quan mạng Internet công cộng. * NGN (Next Generation Network) là mạng hạ tầng thông tin dựa trên công nghệ chuyển mạch gói, cho phép triển khai các dịch vụ một cách đa dạng và nhanh chóng, đáp ứng sự hội tụ giữa thoại và dữ liệu, giữa cố định và di động với chi phí thấp nhất, giảm thiểu thời gian đưa dịch vụ mới ra thị trường, nâng cao hiệu suất sử dụng truyền dẫn, tăng cường khả năng kiểm soát, bảo mật thông tin của khách hàng. Mô hình kết nối VPN đơn: Mô hình VPN kết nối từ các máy trạm ở xa vào mạng LAN của doanh nghiệp: - Mô hình site to site: VPN kết nối giữa 02 mạng nội bộ từ xa với nhau (LAN – LAN): Tiểu luận Hệ thống thông tin quang Trang 36 3.3.2.2 Dịch vụ MyTV: MyTV là dịch vụ truyền hình theo yêu cầu. Khách hàng không chỉ xem truyền hình đơn thuần mà có thể xem bất cứ chương trình nào mình yêu thích vào bất kỳ thời gian nào và sử dụng nhiều dịch vụ khác nhau qua màn hình tivi như: xem phim theo yêu cầu, hát karaoke, chơi game, nghe nhạc, .... Sự khác biệt lớn giữa dịch vụ truyền hình của MyTV so với truyền hình truyền thống là khách hàng có thể: Khoá những chương trình có nội dung không phù hợp với trẻ em ( Parental Lock ). Tìm kiếm chương trình truyền hình, lấy thông tin chi tiết từng thể loại, xem lịch phat sóng và các kênh cho xem lại những nội dung đã phát ngày trước. + IP Camera… + Video Conferrence (hội nghị truyền hình), + VoD (xem phim theo yêu cầu), Game online + Đặc biệt phù hợp với Đại lý Net Tiểu luận Hệ thống thông tin quang Trang 37 3.3.2.3 Dịch vụ Internet: Internet là một hệ thống thông tin toàn cầu có thể được truy nhập công cộng gồm các mạng máy tính được liên kết với nhau. Hệ thống này truyền thông tin theo kiểu nối chuyển gói dữ liệu (packet switching) dựa trên một giao thức liên mạng đã được chuẩn hóa (giao thức IP). Hệ thống này bao gồm hàng ngàn mạng máy tính nhỏ hơn của các Tiểu luận Hệ thống thông tin quang Trang 38 doanh nghiệp, của các viện nghiên cứu và các trường đại học, của người dùng cá nhân, và các chính phủ trên toàn cầu. Chúng cung cấp một khối lượng thông tin và dịch vụ khổng lồ trên Internet. Mạng Internet mang lại rất nhiều tiện ích hữu dụng cho người sử dụng, một trong các tiện ích phổ thông của Internet là hệ thống thư điện tử (email), trò chuyện trực tuyến (chat), máy truy tìm dữ liệu (search engine), các dịch vụ thương mại và chuyển ngân, và các dịch vụ về y tế giáo dục như là chữa bệnh từ xa hoặc tổ chức các lớp học ảo. Nguồn thông tin khổng lồ kèm theo các dịch vụ tương ứng chính là hệ thống các trang Web liên kết với nhau và các tài liệu khác trong WWW (World Wide Web). Trái với một số cách sử dụng thường ngày, Internet và WWW không đồng nghĩa. Internet là một tập hợp các mạng máy tính kết nối với nhau bằng dây đồng, cáp quang, v.v..; còn WWW, hay Web, là một tập hợp các tài liệu liên kết với nhau bằng các siêu liên kết (hyperlink) và các địa chỉ URL, và nó có thể được truy nhập bằng cách sử dụng Internet. 3.3.2.4 Dịch vụ Metronet: Dịch vụ Metronet là dịch vụ kết nối các mạng (như mạng LAN tại các văn phòng, chi nhánh…) của một doanh nghiệp, một tổ chức thành một mạng riêng, duy nhất. Về mặt kỹ thuật, dịch vụ Metronet chính là VPLS (Virtual Private LAN service), mạng riêng ảo lớp 2 dựa trên công nghệ MPLS và Ethernet. Lợi ích dịch vụ: Kết nối đơn giản với chi phí thấp. • Nhà cung cấp dịch vụ chỉ cung cấp kết nối trên lớp 2, khách hàng tự triển khai giao thức định tuyến trên lớp 3 nên khách hàng tự bảo mật thông tin tốt hơn. • Mềm dẻo: dễ dàng khai báo cấu hình dịch vụ và nâng cấp tốc độ đường truyền. • Độ tin cậy: cung cấp kênh truyền cho khách hàng với độ tin cậy rất cao. • Hỗ trợ đa giao thức tại phía khách hàng: vì nhà cung cấp dịch vụ không tham gia vào quá trình trao đổi định tuyến của khách hàng nên có thể hỗ trợ đa giao thức như IP, IPX, SNA… Đặc tính kỹ thuật: • Truyền dẫn theo thời gian thực, không bị trễ • Tốc độ đáp ứng các yêu cầu của khách hàng. • Cung cấp các kết nối theo tiêu chuẩn điểm- điểm, điểm - đa điểm • Cung cấp giải pháp kết nối giữa các mạng LAN-WAN Tiểu luận Hệ thống thông tin quang Trang 39 Sơ đồ kết nối 3.3.2.5 Dịch vụ Megawan: Dịch vụ mạng riêng ảo Megawan là dịch vụ kết nối các mạng máy tính nhằm phân tán tại các điểm khác nhau (như văn phòng, các chi nhánh ....) của khách hàng thành một mạng riêng duy nhất. Dịch vụ Megawan hoạt động trên nền mạng IP, sử dụng phương thức chuyển mạng nhãn đa giao thức MPLS (Multi Protocol Laber Switching) Lợi ích dịch vụ: • Kết nối đơn giản với chi phí thấp. • Mềm dẻo, linh hoạt: có thể vừa kết nối mạng riêng ảo vừa truy cập Internet (nếu khách hàng có nhu cầu). • Cung cấp cho khách hàng các kênh thuê riêng ảo hoạt động ổn định có độ tin cậy cao. • Dịch vụ MegaWan thích hợp cho các doanh nghiệp hoạt động kinh doanh có diện trải rộng, gồm nhiều điểm có nhu cầu kết nối với nhau. • Dễ dàng nâng cấp tốc độ đường truyền. Tiểu luận Hệ thống thông tin quang Trang 40 Mô hình mạng MegaWAN (liên tỉnh) Tiểu luận Hệ thống thông tin quang Trang 41 KẾT LUẬN “Thông tin quang” đã thực sự đem lại cho tôi nhiều hiểu biết về thông tin sợi quang. Khi tìm hiểu về tổng quan về mạng truyền dẫn quang chương I đã trình bày một cách khái quát về hệ thống và đã giúp cho tôi có tầm nhìn về hệ thống thông tin quang một cách tổng quát. Các chương tiếp theo sẽ tập trung vào trình bày một cách then chốt các vấn đề Tìm hiểu các thiết bị trên mạng quang, triển khai mạng FTTH và các dịch vụ được triển khai trên mạng quang FTTH. Trong nhưng năm gần đây, các nước phát triển trên thế giới như Mỹ, Nhật, Trung Quốc, Đức…đang ngiên cứu để đưa ra công nghệ mới :WDM là công nghệ truyền dẫn tốc độ cao vài trăm Gbit đến Tbit. Dùng công nghệ WDM để mở rộng dung lượng là công nghệ truyền dẫn siêu lớn nhất hiện nay. Nó không những mở rộng dung lượng, tiết kiệm được số lượng lớn điểm bộ lặp, bộ tái sinh, giảm giá thành của hệ thống. Nó là nền móng cho sự phát triển lâu dài trong tương lai. Trong Chương III tìm hiểu mạng FTTH và các dịch vụ triển khai trên mạng, công nghệ FTTH (Fiber-To-The-Home là mạng viễn thông băng thông rộng bằng cáp quang được nối đến tận nhà để cung cấp các dịch vụ tốc độ cao như điện thoại, Internet tốc độ cao và TV) đang được triển khai khá mạnh mẽ trên thế giới. Với công nghệ FTTH, nhà cung cấp dịch vụ có thể cung cấp tốc độ download lên đến 10 Gigabit/giây, nhanh gấp 200 lần so với ADSL 2+ (hiện chỉ có thể đáp ứng 20 Megabit/giây). Tốc độ truyền dẫn với ADSL là không cân bằng, có tốc độ tải lên luôn nhỏ hơn tốc độ tải xuống (Bất đối xứng, Download > Upload) và tối đa 20 Mbps. Còn FTTH cho phép cân bằng, tốc độ tải lên và tải xuống như nhau (Đối xứng, Download = Upload) và cho phép tối đa là 10 Gbps, có thể phục vụ cùng một lúc cho hàng trăm máy tính. .............................................................HẾT………….........................................................