CHƯƠNG 1 KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG VÀ QUI HOẠCH MẠNG LƯỚI 1. HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG 1. Hệ thống thông tin quang Thế kỷ 21 là thế kỷ của công nghệ thông tin. Sự bùng nổ của các loại hình dịch vụ thông tin, đặc biệt là sự phát triển nhanh chóng của Internet và World Wide Web làm gia tăng không ngừng nhu cầu về dung lượng mạng.
Ðiều này đòi hỏi phải xây dựng và phát triển các mạng quang mới dung lượng cao. Công nghệ ghép kênh theo bước sóng quang (DWDM) là một giải pháp hoàn hảo cho phép tận dụng hữu hiệu băng thông rộng lớn của sợi quang, nâng cao rõ rệt dung lượng truyền dẫn đồng thời hạ giá thành sản phẩm. Sự phát triển của hệ thống WDM cùng với công nghệ chuyển mạch quang sẽ tạo nên một mạng thông tin thế hệ mới-mạng thông tin toàn quang. Trong mạng toàn quang này, giao thức IP- giao thức chuẩn cho mạng viễn thông thế hệ sau (NGN) sẽ được tích hợp với WDM.Sự tích hợp này sẽ tạo ra một kết cấu mạng trực tiếp nhất, đơn giản nhất, kinh tế nhất rất thích hợp sử dụng cho cả mạng đường trục và mạng đô thị.
[3,4,5,6] Bước vào thiên niên kỷ mới, chúng ta chứng kiến nhiều sự thay đổi quan trọng trong nền công nghiệp viễn thông có ảnh hưởng to lớn đến cuộc sống của chúng ta. Có nhiều nguyên nhân gây ra sự thay đổi này: Trước hết đó là sự gia tăng liên tục về dung lượng mạng. Nhân tố chính cho sự gia tăng này là sự phát triển nhanh chóng của Internet và World Wide Web. Bên cạnh đó là việc các nhà kinh doanh ngày nay dựa vào các mạng tốc độ cao để thực hiện việc kinh doanh của mình.
Những mạng này được dùng để kết nối các văn phòng trong một công ty cũng như giữa các công ty cho việc giao dịch thương mại. Ngoài ra còn có một sự tương quan lớn giữa việc gia tăng nhu cầu và giá thành băng thông của mạng. Các công nghệ tiên tiến đã thành công trong việc giảm liên tục giá thành của băng thông. Việc giảm giá thành của băng thông này lại làm thúc đẩy sự phát triển của nhiều ứng dụng mới sử dụng nhiều băng thông và mô hình sử dụng hiệu quả hơn.
Chu kỳ hồi tiếp dương này cho thấy không có dấu hiệu giảm bớt trong một tương lai gần. Bãi bỏ và phá vỡ sự độc quyền trong lĩnh vực viễn thông, sự bãi bỏ sự độc quyền này đã kích thích sự cạnh tranh trong thị trường viễn thông - CNTT, điều này dẫn đến kết quả là giảm giá thành cho những người LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 16 sử dụng và triển khai nhanh hơn những kỹ thuật và dịch vụ mới. Sự thay đổi quan trọng trong thể loại lưu lượng chiếm ưu thế trong mạng. Ngược lại với lưu lượng thoại truyền thống, nhiều nhu cầu mới dựa trên dữ liệu ngày càng phát triển.
Tuy nhiên nhiều mạng hiện nay đã được xây dựng chỉ để hỗ trợ hiệu quả cho lưu lượng thoại, không phải là dữ liệu. Việc thay đổi này là nguyên nhân thúc đẩy những nhà cung cấp dịch vụ kiểm tra lại cách thức mà họ xây dựng nên mạng, kiểu dịch vụ phân phối và trong nhiều trường hợp ngay cả mô hình kinh doanh toàn thể của họ. Những nhân tố này đã dẫn đến sự phát triển của mạng quang dung lượng cao. Công nghệ để đáp ứng việc xây dựng các mạng quang dung lượng cao này là công nghệ ghép kênh theo bước sóng DWDM.
Trong chương này chúng ta sẽ tìm hiểu về hệ thống thông tin quang WDM. Các thành phần chính của truyền thông tin quang: Hình 1. Các thành phần chính của tuyến truyền dẫn quang[3] Thiết bị Thiết bị Môi trường Thiết bị Thiết bị chuyển mạch Truyền dẫn Truyền dẫn Truyền dẫn Chuyển mạch Hình 1. Cấu hình cơ bản của mạng viễn thông [1] LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.
Ưu nhược điểm của hệ thống thông tin quang 1. Ưu điểm - Suy hao thấp: Suy hao thấp cho phép khoảng cách lan truyền dài hơn. Nếu so sánh với cáp đồng trong một mạng, khoảng cách lớn nhất đối với cáp đồng được khuyến cáo là 100 m, thì đối với cáp quang khoảng cách đó là 2000 m. Một nhược điểm cơ bản của cáp đồng là suy hao tăng theo tần số của tín hiệu.
Điều này có nghĩa là tốc độ dữ liệu cao dẫn đến tăng suy hao công suất và giảm khoảng cách lan truyền thực tế. Đối với cáp quang thì suy hao không thay đổi theo tần số của tín hiệu. - Dung lượng truyền dẫn lớn: Trong hệ thống thông tin sợi quang, băng tần truyền dẫn của sợi quang là rất lớn (hàng ngàn THz) cho phép phát triển các hệ thống WDM dung lượng lớn. So với truyền dẫn vô tuyến hay truyền dẫn dùng cáp kim loại thì truyền dẫn sợi quang cho dung lượng lớn hơn nhiều.
- Trọng lượng nhẹ: Trọng lượng của cáp quang nhỏ hơn so với cáp đồng. Một cáp quang có 2 sợi quang nhẹ hơn 20% đến 50% cáp Category 5 có 4 đôi. Cáp quang có trọng lượng nhẹ hơn nên cho phép lắp đặt dễ dàng hơn. - Kích thước nhỏ: Cáp sợi quang có kích thước nhỏ sẽ dễ dàng cho việc thiết kế mạng chật hẹp về không gian lắp đặt cáp.
- Không bị can nhiễu bởi sóng điện từ và điện công nghiệp. - Tính an toàn: Vì sợi quang là một chất điện môi nên nó không dẫn điện. So sánh giữa cáp quang và cáp đồng Cáp quang Đặc tính Cáp đồng Sợi đơn mode Sợi đa mode Dải thông 100 MHz > 100GHz 1GHz Cự ly truyền dẫn 100 m 40.000 m 2000 m Xuyên kênh Có Không Trọng lượng Nặng hơn Nhẹ hơn Kích thước Lớn hơn Nhỏ hơn - Tính bảo mật : Sợi quang rất khó trích tín hiệu. Vì nó không bức xạ năng lượng điện từ nên không thể bị trích để lấy trộm thông tin bằng các phương tiện điện thông thường như sự dẫn điện bề mặt hay cảm ứng điện từ, và rất khó trích lấy thông tin ở dạng tín hiệu quang.
- Tính linh hoạt : Các hệ thống thông tin quang đều khả dụng cho hầu hết các LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 18 dạng thông tin số liệu, thoại và video. - Chi phí thấp : Vì vật liệu chế tạo sợi quang sẵn có, đồng thời sợi lại nhẹ hơn cáp kim loại và có thể uốn cong, lắp đặt dễ dàng và ít bị hư hỏng do các yếu tố thiên nhiên tác động (như nắng, mưa…) nên hệ thống có thể tiết kiệm được chi phí xây dựng. Nhược điểm - Vấn đề biến đổi Điện-Quang: Trước khi đưa một tín hiệu thông tin điện vào sợi quang, tín hiệu điện đó phải được biến đổi thành sóng ánh sáng. - Dòn, dễ gẫy: Sợi quang sử dụng trong viễn thông được chế tạo từ thủy tinh nên dòn và dễ gẫy.
Hơn nữa kích thước sợi nhỏ nên việc hàn nối gặp nhiều khó khăn.Muốn hàn nối cần có thiết bị chuyên dụng. - Vấn đề sửa chữa: Các quy trình sửa chữa đòi hỏi phải có một nhóm kỹ thuật viên có kỹ năng tốt cùng các thiết bị thích hợp. - Vấn đề an toàn lao động: Khi hàn nối sợi quang cần để các mảnh cắt vào lọ kín để tránh đâm vào tay, vì không có phương tiện nào có thể phát hiện mảnh thủy tinh trong cơ thể. Ngoài ra, không được nhìn trực diện đầu sợi quang hay các khớp nối để hở phòng ngừa có ánh sáng truyền trong sợi chiếu trực tiếp vào mắt.
Ánh sáng sử dụng trong hệ thống thông tin quang là ánh sáng hồng ngoại, mắt người không cảm nhận được nên không thể điều tiết khi có nguồn năng lượng này, và sẽ gây nguy hại cho mắt. KHÁI QUÁT VỀ QUI HOẠCH MẠNG LƯỚI 1. Giới thiệu Với việc giới thiệu về tình hình kinh tế - xã hội của tỉnh Quảng Nam ta thấy việc qui hoạch mạng lưới cho tỉnh là hoàn toàn cần thiết (Phần 2- thực trạng mạng truyền dẫn cáp quang VNPT Quảng nam). Việc qui hoạch này nhằm: cung cấp đúng loại thiết bị, đúng lúc, đúng chỗ với chi phí hợp lý để thoả mãn các nhu cầu của khách hàng và đưa ra các cấp dịch vụ có thể chấp nhận được.
Tuy nhiên, để có thể làm được công việc qui hoạch này trước hết phải tìm hiểu mạng lưới viễn thông là gì? Hay mạng viễn thông gồm những gì? Các kỹ thuật mạng lưới viễn thông là gì?Từ đó tìm hiểu quá trình qui hoạch mạng bao gồm những bước nào?Chúng ta sẽ lần lượt trả lời các câu hỏi đó. LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Mạng lưới viễn thông là gì? Mạng lưới viễn thông là một hệ thống thông tin để truyền thông cơ bản bao gồm các đường truyền dẫn và các tổng đài. Mạng viễn thông thường được cấu thành bởi hai thành phần chính: mạng đường trục (mạng lõi) và mạng truy cập.
Trong những năm gần đây, mạng đường trục có những bước phát triển nhảy vọt do sự xuất hiện của các công nghệ mới, như công nghệ ghép kênh theo bước sóng (WDM) với tốc độ truyền tin tới 40 Gbps. Cũng trong khoảng thời gian này, mạng truy cập (hay LAN) cũng đã được cải tiến và nâng cấp từ tốc độ 10 Mb/s lên 100Mb/s và có thể đến 1Gb/s. Thậm chí, các sản phẩm Ethernet 10 Gb/s cũng đã bắt đầu xuất hiện trên thị trườngvề băng thông giữa một bên thực hiện trên DSL với một bên là mạng truy nhập thông tin di động tốc độ cao (3G/4G).dẫn đến hiện tượng nút cổ chai (bottleneck) trong mạng Viễn thông. Việc bùng nổ lưu lượng Internet trong thời gian vừa qua càng làm trầm trọng thêm các vấn đề của mạng truy cập, các báo cáo thống kê cho thấy lưu lượng dữ liệu đã tăng 100% mỗi năm kể từ năm 1990.
Sự kết hợp giữa các yếu tố kinh tế và công nghệ đã tạo ra những thời điểm mà tốc độ phát triển đạt tới 1000% trong một năm (vào những năm 1995 và 1996), xu hướng này vẫn sẽ còn tiếp tục trong tương lai, tức là càng ngày sẽ càng có nhiều người sử dụng trực tuyến và những người sử dụng đã trực tuyến thì thời gian trực tuyến sẽ càng nhiều hơn, do vậy nhu cầu về băng thông lại càng tăng lên. [1,3] Các nghiên cứu thị trường cho thấy rằng, sau khi nâng cấp lên công nghệ băng rộng, thời gian trực tuyến của người sử dụng đã tăng lên 35% so với trước khi nâng cấp. Lưu lượng thoại cũng tăng lên nhưng với tốc độ thấp hơn nhiều, khoảng 8% mỗi năm. Theo hầu hết các báo cáo phân tích, lưu lượng của dữ liệu hiện nay đã vượt trội hơn rất nhiều so với lưu lượng thoại.