Đồ án Thông tin quang

hả năng truyền dẫn lớn, tốc độ cao hàng chục (Gb/s), cự ly dài, suy hao nhỏ, không bị ảnh hưởng của sóng điện từ xuyên âm… thông tin quang đã giải thoát được những bế tắc trong quá trình nghiên cứu để tìm ra những giải pháp tối ưu cho mạng lưới viễn thông toàn cầu. Qua quá trình thực tập tốt nghiệp em được TS. Nguyễn Nam Quân giao cho nghiên cứu tổng quan về thông tin quang, với tốc độ cao và thông tin liên lạc hết sức quan. Nên em đã đi tim hiểu về phân thông tin quang. Em xin chân thành cảm ơn TS. Nguyễn Nam Quân đã giúp đỡ hướng dẫn dạy bảo em trong quá trình hoàn thành báo cao. Hà Nội, tháng 1 năm 2007 Sinh viên thực hiện Nguyễn Văn Quân PHẦN I CƠ SỞ THÔNG TIN QUANG GIỚI THIỆU TỔNG QUAN I.1 Lịch sử phát triển: Trong tiến trình lịch sử phát triển của nhân loại việc trao đổi thông tin giữa con người với con người trở thành một nhu cầu quan trọng, một yếu tố quyết định góp phần thúc đẩy sự lớn mạnh tiến bộ của mỗi quốc gia, cũng như nền văn minh của nhân loại. Cùng với sự phát triển của thông tin hữu tuyến và vô tuyến sử dụng môi trường truyền dẫn là dây dẫn kim loại cổ điển (cáp đồng) và không gian. Thì việc sử dụng ánh sáng như một phương tiện trao đổi thông tin cũng được khai thác có hiệu quả. Cùng với thời gian thông tin quang đã phát triển và ngay càng hoàn thiện với những mốc lịch sử như sau: - 1790: Claude Chappe: kỹ sư người Pháp đã xây dựng một hệ thống điện báo gồm các chuỗi các tháp với các đèn báo hiệu trên đó. Tin tức vượt qua chặng đường 200 km trong vòng 15 phút. - 1870: John Tyndall: nhà vật lý người Anh đã chứng tỏ ánh sáng có thể dẫn được theo vòi nước uốn cong với nguyên lý phản xạ toàn phần. Điều vẫn được áp dụng trong thông tin quang hiện nay. - 1880: Alexander Graham Bell: người Mỹ giới thiệu hệ thống thông tin Photophone. Tiếng nói được truyền đi bằng ánh sáng trong môi trường không khí. Nhưng chưa được áp dụng trong thực tế vì quá nhiều nguồn nhiễu. - 1934: Norman R.French: người Mỹ, nhận bằng sáng chế hệ thống thông tin quang, sử dụng các thanh thuỷ tinh để truyền dẫn. - 1958: Arthur Schawlour và Charles H.Tounes: xây dựng và phát triển. - 1960: Theodor H. Maiman: đưa laser vào hoat5. - 1962 Laser bán dẫn và Photodiode bán dẫn được thừa nhận. - 1999: Chales H. Kao và Georce A Hoc Kham: hai kỹ sư phòng thí nghiệm stardard telecommunications của Anh đề xuất dùng sợi thuỷ tinh dẫn ánh sáng. - 1970: Hãng Corning Glass Wolk chế tạo thành công sợi quang loại SI có suy hao nhỏ hơn 20 [dB/Km]. - 1983: sợi đơn mode (SM: Single Mode) được sản xuất tại Mỹ. Ngày nay loại sợi đơn mode được sử dụng rộng rãi với độ suy hao chỉ còn khoảng 0,2[dB/ Km] ở bước sóng 1550 nm. I.2 Cấu trúc một hệ thống thông tin quang đơn giản: Nguồn tín hiệu Phần tử điện E O O E E O E O Phần tử điện Trạm lặp Biến đổi Điện - quang Sợi - quang Biến đổi Điện - quang Hình 1.1: Sơ đồ một tuyến truyền dẫn quang. - Theo sơ đồ hệ thống ta có: + Nguồn tín hiệu là: hình ảnh, kiếng nói, fax… + Phần tử biến đổi xử lý nguồn tin tạo ra tín hiệu đưa vào hệ thống truyền dẫn. + Bộ biến đổi điện - quang (E/O). Có nhiệm vụ biến đổi tín hiệu từ tín hiệu điện thành tín hiệu quang với các mức tín hiệu điện được biến đổi thành cường độ quang. Các tín hiệu điện “0” và “1” được biến đổi ra ánh sáng tương ứng với dạng “không” và “có” sau đó tín hiệu quang được đưa vào sợi quang truyền đi. Bộ biến đổi điện quang thực chất là các linh kiện phát quang như LED, Laser, Diode (LD)… + Trạm lặp: Khi truyền dẫn trên tuyến truyền dẫn, công suất bị giảm đi, dạng sóng (độg rộng xung) bị giãn ra do nhiều nguyên nhân khác nhau. Vì vậy, để truyền được đi xa cần phải có trạm lặp. Trạm lọc này có nhiệm vụ khôi phục lại nguyên dạng tín hiệu của nguồn phát và khuếch đại tín hiệu. Sau đó đưa vào tuyến truyền dẫn tiếp theo. Trạm lặp là cần thiết khi khoảng cách truyền dẫn lớn (cự ly tuyến thông tin lớn). Mạch kích thích Sửa dạng Phát quang KD Tín hiệu quang Tín hiệu quang Hình 1.2: Sơ đồ khối một trạm lặp. I.3 Ưu - nhược điểm của thông tin quang: So với hệ thống thông tin điện tử thì hệ thống thông tin quang có những ưu điểm hơn hẳn đó là những ưu điểm cơ bản như sau: - Suy hao truyền dẫn thấp dẫn tới giảm được trạm lặp, kéo dài được cự ly truyền dẫn. - Băng tần truyền dẫn lớn, đáp ứng được thuê bao dịch vụ dải rộng. - Sợi quang được chế tạo từ những nguyên liệu chính là thạch anh hay nhựa tổng hợp nên nguồn nguyên liệu rất dồi dào rẻ tiền. Sợi có đường kính nhỏ, trọng lượng nhỏ. Không có xuyên âm dễ lắp đặt và uốn cong (cho phép). - Dùng cáp quang rất kinh tế trong cả việc sản xuất cũng như lắp đặt và bảo dưỡng. Không bị ảnh hưởng của nhiễu điện từ, không dẫn điện, không gây chập, cháy không chịu ảnh hưởng của nhiễu từ trường bên ngoài ( như sóng vô tuyến điện, truyền hình, cáp điện cao thế…) dẫn đến tính bảo mật thông tin cao. - Một cáp sợi quang có cùng kích cỡ với cáp kim loại thì có thể chứa được một số lượng lớn lõi sợi quang lớn hơn số lượng kim loại. Chính vì vậy những ưu điểm trên mà các hệ thống thông tin quang được sử dụng rộng rãi trên mạng lưới viễn thông của nhiều quốc gia. Chúng được xây dựng làm các tuyến đường trục, trung kế, liên tỉnh. Tại Việt Nam cáp quang đã và đang lắp đặt với tuyến đường dài liên tỉnh dùng cáp ngầm. Tốc độ các hệ thống thông tin quang sẽ là mũi đột phá về, cự ly truyền dẫn và cấu hình linh hoạt cho các dịch vụ viễn thông cấp cao trongmạng lưới viễn thông. I.4 Nhược điểm: Tuy cáp quang có nhiều ưu điểm so với cáp kim loại, song nó vẫn còn tồn tại một số nhược điểm như: - Giá thành đắt. - Phải dùng máy chuyển đổi hệ quang (quang - điện) - Dễ gẫy và khó hàn nối. Chính vì vậy những nhược điểm trên mà cáp quang không linh hoạt bằng dây dẫn điện (kim loại) và khó có thể sử dụng cho những trường hợp riêng lẻ. CHƯƠNG I SỢI QUANG ỨNG DỤNG VÀ ƯU ĐIỂM CỦA SỢI QUANG I. Những ứng dụng của sợi quang: * Sợi quang được ứng dụng trong thông tin và một số mục đích khác. * Vị trí sợi quang trong mạng thông tin giai đoạn hiện nay. - Mạng đường trục xuyên quốc gia - Đường trung kế - Đường cáp thả biển liên quốc gia - Mạng truyền hình. II. Ưu điểm của thông tin sợi quang: So với dây kim loại sợi quang có nhiều ưu điểm đáng chú ý là: - Suy hao thấp: Cho phép kéo dài khoảng cách tiếp vận. - Dải thông rất rộng: có thể thiết lập hệ thống truyền dẫn số tốc độ cao. - Trọng lượng nhẹ: Kích thước nhỏ - Hoàn toàn cách điện không chịu ảnh hưởng của sấm sét. - Không bị can nhiễu của trường điện từ. - Xuyên âm giữa các sợi dây không đáng kể. - Vật liệu để chế tạo sợi có rất nhiều trong thiên nhiên. - Dùng hệ thống thông tin sợi quang kinh tế hơn so với sợi kim loại cùng dung lượng và cự ly. CHƯƠNG II: LÝ THUYẾT CHUNG VỀ SỢI DẪN QUANG II. Cơ sở quang học. Anh sáng dùng trong thông tin quang nằm ở vùng cận hồng ngoại với bước sóng từ 800nm đến 1600 nm. Đặc biệt có 3 bước sóng thông dụng là 850nm, 1300nm và 1550nm. II.1 Chiết suất của môi trường: Trong đó: n: Chiết suất của môi trường. C: vận tốc ánh sáng trong chân không (c = 3.108m/s) V: vận tốc ánh sáng trong môi trường. b 1’ Tia khúc xạ Mặt ngăn cách 2’ 3’ Tia phản xạ 1’’ Pháp tuyến n2 n1 1 3 2 Tia tới aT a Vì V £ C nên suy ra được: n ³1. II.2 Sự phản xạ toàn phần: Định luật Snell: n1.sina = n2. sinb Hình 2.1 Sự phản xạ và khúc xạ ánh sáng Khi n1 > n2 thì a < b nếu tăng a thì b cũng tăng theo và luôn lớn hơn a. Khi b = 900 tức là song song với mặt tiếp giáp, thì góc a gọi là góc tới hạn (aT) nếu tiếp tục tăng sao cho a = aT thì không còn tia khúc xạ mà chỉ còn tia phản xạ hiện tượng này gọi là sự phản xạ toàn phần. - Dựa vào công thức Snell có thể tính được góc tới hạn aT: II.2 Sự truyền dẫn ánh sáng trong sợi quang: * Nguyên lý truyền dẫn chung: Ứng dụng hiện tượng phản xạ toàn phần sợi quang được chế tạo gồm một lõi (core) bằng thuỷ tinh có chiết suất n1 và một lớp bọc (cladding) bằng thuỷ tinh có chiết suất n2 với n1 > n2 ánh sáng truyền trong lõi sợi quang sẽ phản xạ nhiều lần (phản xạ toàn phần ) trên mặt tiếp giáp giữa lõi và lớp vỏ bọc. Do đó ánh sáng có thể truyền được trong sợi có cự ly dài ngay cả khi sợi bị uốn cong với một số độ cong có giới hạn. n2 n n1 Hình 2.2 Nguyên lý truyền dẫn ánh sáng trong sợi quang II.3 Các dạng phân bố chiết suất trong sợi quang: * Cấu trúc chung của sợi quang : Bao gồm một lõi bằng thuỷ tinh có chiết suất lớn và một lớp bọc cũng bằng thuỷ tinh có chiết suất nhỏ hơn. Chiết suất của lớp vỏ bọc không đổi còn chiết suất của lõi nói chung là thay đổi theo bán kính (khoảng cách tính từ trục của sợi ra). Sự biến thiên chiết suất theo bán kính được viết dưới dạng tổng quát như sau: (trong lõi ) n(r) = n2 a < r £ (lớp bọc) Trong đó: n1: Chiết suất lớn nhất ở lõi. n2: Chiết suất lớp bọc. : độ chênh lệch chiết suất. r: khoảng cách tính từ trục sợi đến điểm tính chiết suất. a: bán kính lõi sợi. b: bán kính lớp bọc. g: Số mũ quyết định dạng biến thiên: g ³ 1. -Các giá trị thông dụng của g g = 1: Dạng tam giác g=2: Dạng parabol g ® ¥: Dạng nhảy bậc. g 0 a b a b g = 2 g = 1 g ®¥ rmax = n1 n(r) Hình 2.3 Các dạng phân bố chiết suất. * Sợi quang có chiết suất nhảy bậc (sợi SI: step - Index): Đây là loại sợi có cấu tạo đơn giản nhất có chiết suất của lõi và lớp vỏ bọc khác nhau một cách rõ rệt như hình bậc thang. Các tia sáng từ nguồn quang phóng vào đầu sợi với góc tới khác nhau sẽ truyền theo các đường khác nhau. n n1 n2 Hình 2.4 Sự truyền ánh sáng truyền trong sợi có chiết suất nhảy bậc (SI). Các tia sáng truyền trong lõi với cùng vận tốc: Ở đây n1 không đổi mà độ dài đường truyền khác nhau trên cùng một chiều dài sợi. Điều này dẫn tới một hiện tượng khi đưa một xung ánh sáng vào đầu sợi lại nhận được một xung ánh sáng vào đầu sợi lại nhận được một xung ánh sáng rộng hơn ở cuối sợi. Đây là hiện tượng tán sắc, do độ tán sắc lớn nên sợi SI không thể truyền tín hiệu số tốc độ cao qua cự ly dài được. Nhược điểm này có thể khắc phục được trong loại sợi có chiết suất giảm dần. Sợi quang có chiết suất giảm dần (sợi GI: Graded - Index): Sợi GI có dạng phân bố chiết suất lõi hình parabol. Vì chiết suất thay đổi một cách liên tục nên tia sáng truyền trong lõi bị uốn cong dần. n1 n2 n(r) n1 n2 n(r) Hình 2.5 Sự truyền ánh sáng trong sợi GI Đường truyền của các tia sáng trong sợi GI cũng không bằng nhau nhưng vận tốc truyền cũng thay đổi theo. Các tia truyền xa trục có đường truyền dài hơn nhưng lại có vận tốc truyền lớn hơn và ngược lại, các tia truyền gần trục có đường truyền ngắn hơn nhưng lại có vận tốc truyền nhỏ hơn. Tia truyền dọc theo trục có đường truyền ngắn nhất và có vận tốc truyền nhỏ nhất vì chiết suất ở trục lớn nhất. Nếu chế tạo chính xác sự phân bố chiết suất theo đường parabol thì đường đi của các tia sáng có dạng hình sin và thời gian truyền của các tia này bằng nhau. Độ tán sắc của sợi GI nhỏ hơn nhiều so với sợi SI. * Các dạng chiết suất khác. Hai dạng chiết suất SI và GI được dùng phổ biến, ngoài ra còn có một số dạng chiết suất khác nhằm đáp ứng các yêu cầu đặc biệt. a. Dạng giảm chiết suất lớp bọc. Trong kỹ thuật chế tạo sợi quang, muốn thuỷ tinh có chiết suất lớn phải thêm nhiều tạp chất vào, điều này làm tăng suy hao. Dạng giảm chiết suất lớp bọc nhằm đảm bảo độ chênh lệch chiết suất D nhưng có chiết suất lõi không cao (n: không cao) b. Dạng dịch độ tán sắc: Độ tán sắc tổng cộng của sợi quang triệt tiêu ở bước sóng gần 1300nm. Người ta có thể dịch điểm độ tán sắc triệt tiêu đến bước sóng 1550 nm bằng cách dùng sợi quang có chiết suất như hình vẽ: c. Dạng sang bằng tán sắc. Với mục đích giảm độ tán sắc của sợi quang trong một khoảng bước sóng. Chẳng hạn đáp ứng cho kỹ thuật ghép kênh theo bước sóng người ta dùng sợi quang có dạng chiết suất như hình vẽ: Dạng chiết suất này quá phức tạp nên mới chỉ được nghiên cứu trong phòng thí nghiệm chưa được ra thực tế. II.4 Sợi đa mode và đơn mode II.4.1 Sợi đa mode (MM: Multi Mode) Các thông số của sợi đa mode thông dụng (50/ 125mm)là: - Đường kính lõi: d = 2a = 50 mm. - Đường kính lớp bọc: D = 2b = 125 mm - Độ chênh lệch chiết suất: D = 0,01 = 1%. - Chiết suất lớn nhất của lõi: n1 = 1,46 Sợi đa mode có chiết suất nhảy bậc hoặc chiết suất giảm dần. 125mm 50 mm Mặt cắt/ Chiết suất Đường truyền ánh sáng Xung vào Xung ra Hình 2.6 a: Sợi SI - MM (Step - Index - Multi Mode) D = (n1 - n2)/n1 = 1% Hình 2.6 b: sợi GI MM (Graded Index - Multi Mode). Hình 2.6 a,b: Kích thước sợi đa mode theo tiêu chuẩn CCITT (50/ 125mm). II.4.2 Sợi đơn mode SM: (SM: Single Mode): Khi giảm kích thước lõi sợi để chỉ có một mode sóng cơ bản truyền được trong sợi được gọi là đơn mode. Trong sợi chỉ truyền một mode có dạng phân bố chiết suất nhảy bậc. Các thông số của sợi đơn mode thông dụng là: - Đường kính lõi d = 2a = 9mm ¸ 10mm. - Đường kính lớp bọc D = 2b = 125 mm. - Độ chênh lệch chiết suất: D = 0,003 = 0,3% - Chiết suất lõi n1 = 1,46. Độ tán sắc của sợi đơn mode rất nhỏ, đặc biệt rất thấp (» 0). Do đó dải thông của sợi đơn mode rất rộng. Song vì kích thước lõi sợi đơn mode quá nhỏ nên đòi hỏi kích thước của các linh kiện quang cũng phải có độ chính xác rất cao. Các yêu cầu này ngày nay đều có thể đáp ứng được do sợi đơn mode đang được sử dụng rất phổ biến. D = 0,3% 125mm 9 mm Hình 2.7 Kích thước sợi đơn mode. CHƯƠNG III CÁC THÔNG SỐ CỦA SỢI QUANG III.1 Suy hao của sợi quang: Công suất trên sợi quang giảm dần theo hàm số mũ tương tự như tín hiệu điện. Biểu thức tổng quát của hàm số truyền công suất có dạng: Trong đó: P0: Công suất ở đầu sợi (z = 0) P(z): Công suất ở cự ly z tính từ đầu sợi a: Hệ số suy hao L P1 = P0 P2 = P(L) Z Hình 3.1 công suất truyền trên sợi quang. Độ suy hao được tính bởi : Trong đó: P1 = P0: công suất đưa vào đầu sợi. P2 = P(L): công suất lấy ra ở cuối sợi. Hệ số suy hao: Trong đó: A: Suy hao của sợi . L: Chiều dài của sợi III.2 Các nguyên nhân gây suy hao trên sợi quang: Công suất truyền trong sợi bị thất thoát do sự hấp thụ của vật liệu, sự tán xạ ánh sáng và khúc xạ chỗ bị uốn cong. * Suy hao do hấp thụ: - Sự hấp thụ của các kim loại Các tạp chất trong thuỷ tinh là một trong những nguồn hấp thụ ánh sáng. Các tạp chất thường gặp là sắt (Fe), đồng (Cu), Mangan (Mn), Chromium (Cr), Cobal (Co), Niken (Ni)… Mức độ hấp thụ của tạp chất phụ thuộc vào nồng độ tạp chất và bước sóng ánh sáng truyền qua nó. Để có sợi quang có độ suy hao dưới 1 (dB/km) cần phải có thuỷ tinh thật tinh khiết với nồng độ tạp chất không quá một phần tỉ (10-9). - Sự hấp thụ của OH: Sự có mặt của các ion OH trong sợi quang cũng tạo ra một độ suy hao hấp thụ đáng kể. Đặc biệt độ hấp thụ tăng vọt ở các bước sóng gần 950nm, 1240nm, 1400nm. Như vậy độ ẩm cũng là một trong những nguyên nhân gây suy hao của sợi quang. Trong quá trình chế tạo nồng độ của các ion OH trong lõi sợi được giữ ởmức dưới một phần tỷ (10-9) để giảm độ hấp thụ của nó. - Sự hấp thụ bằng cực tím và hồng ngoại: Ngay cả khi sợi quang được chế tạo từ thuỷ tinh có độ tinh khiết cao sự hấp thụ cũng xảy ra. Bản thân của thuỷ tinh tinh khiết cũng hấp thụ ánh sáng trong vùng cực tím và hồng ngoại. Độ hấp thụ thay đổi theo bước sóng. * Suy hao do tán xạ: -Tán xạ Raylegh: Nói chung khi sóng điện từ truyền trong môi trường điện môi gặp những chỗ không đồng nhất sẽ xảy ra hiện tượng tán xạ. Các tia sáng truyền qua chỗ không đồng nhất này sẽ toả đi nhiều hướng, chỉ một phần năng lượng ánh sáng tiếp tục truyền theo hướng của phần còn lại sẽ truyền theo các hướng khác thậm chí truyền ngược về phía nguồn quang. -Tán xạ do mặt phân cách giữa lõi và lớp vỏ bọc không hoàn hảo. Khi tia sáng truyền dẫn những chỗ không hoàn hảo giữa lõi và lớp bọc tia sáng sẽ bị tán xạ. Lúc đó một tia tới sẽ có nhiều tia phản xạ với các góc phản xạ khác nhau. Những tia có góc phản xạ nhỏ hơn góc tới hạn sẽ khúc xạ ra lớp vỏ bọc và bị suy hao dần. * Đặc tuyến suy hao: Hình 3.2 Đặc tuyến suy hao (phổ suy hao) của sợi quang Trên đặc tuyến suy hao của sợi quang có ba vùng bước sóng có suy hao thấp, còn gọi là 3 của số suy hao: -Cửa sổ thứ nhất ở bước sóng 850nm được xem là bước sóng có suy hao thấp đối với những sợi quang được chế tạo ở giai đoạn đầu. Suy hao trung bình ở bước sóng này từ (2 ¸ 3)[dB/Km]. Ngày nay bước sóng này ít được dùng vì suy hao đó chưa phải là thấp nhất. -Cửa sổ thứ hai ở bước sóng 1300nm. Suy hao ở bước sóng này tương đối thấp khoảng từ [0,4 ¸ 0,5][dB/km]. Đặc biệt ở bước sóng này có độ tán sắc rất thấp nên được sử dụng rộng rãi hiện nay. -Cửa sổ thứ ba ở bước sóng 1550 nm. Suy hao ở bước sóng này được coi là thấp nhất hiện nay có thể dưới 0,2’[dB/Km]. III.3 Tán sắc: Tương tự như tín hiệu điện tín hiệu quang truyền qua sợi quang cũng bị biến dạng hiện tượng này gọi là sự tán sắc. Sự tán sắc làm méo dạng tín hiệu analog và làm xung bị chồng chất trong tín hiệu digital. Sự tán sắc, làm hạn chế giải thông và cự ly của đường truyền dẫn quang. * Các nguyên nhân gây ra tán sắc: -Tán sắc mode (modal dispersion) Do năng lượng ánh sáng phân tán thành nhiều mode.Mỗi mode lại truyền dẫn với vận tốc nhóm khác nhau nên thời gian truyền cũng khác nhau. 0,01 0,1 1,0 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 2,6 2,8 g Dmod (ns/Km) Hình 3.3 tán sắc mode (dmod) thay đổi theo dạng chiết suất. -Tán sắc sắc thể (Chromatic dispersion): Do tín hiệu quang truyền trên sợi không phải là đơn sắc mà gồm một khoảng bước sóng nhất định. Mỗi bước sóng lại có vận tốc truyền khác nhau, nên thời gian truyền cũng khác nhau. -Tán sắc chất liệu: Chiết suất của thuỷ tinh thay đổi theo bước sóng. Nên vận tốc truyền của ánh sáng có bước sóng khác nhau cũng khác nhau. Đó là nguyên nhân gây nên tán sắc chất liệu. Về mặt vật lý, tán sắc chất liệu cho biết mức độ nới rộng xung của mỗi nm bề rộng phổ nguồn quang qua mỗi km sợi quang, đơn vị của độ tán sắc do chất liệu M là ps/nm.Km. Ở bước sóng 850nm độ tán sắc do chất liệu khoảng (90 ¸ 120)ps/nm.Km. Nếu sử dụng nguồn quang là LED có bề rộng phổ Dl = 50nm thì độ nới rộng xung khi truyền qua mỗi km là: Dmat = M x Dl Dmat = 100 ps/nm.Km x 50nm = 5ns/Km. Còn nếu nguồn quang là Laser Diode có Dl = 3nm thì độ nới rộng xung chỉ khoảng 0,3ns/ Km. Ơ bước sóng 1300nm tán sắc do chất liệu bằng tán sắc ống dẫn sóng nhưng ngược dấu nên tán sắc thể bằng không. Do đó bước sóng 1300nm thường được chọn cho đường truyền tốc độ cao. Ơ bước sóng 1550nm độ tán sắc do chất liệu khoảng 20ps/nm.Km. - Tán sắc do tác dụng của ống dẫn sóng: Sự phân bố năng lượng ánh sáng trong sợi quang phụ thuộc vào bước sóng. Tán sắc ống dẫn sóng rất nhỏ chỉ đáng chú ý với sợi đơn mode. -Tán sắc sắc thể của các loại sợi: -12 -8 -4 -4 -8 -12 1200 1300 1400 1500 1600 l(nm) Sợi son bằng tán sắc Sợi dịch tán sắc (G653) Sợi bình thường (G652) 1 2 3 Dchr(Ps/nm.Km) Hình 3.4 Tán sắc sắc thể của các loại sợi. CHƯƠNG IV CẤU TRÚC SỢI QUANG Thành phần chính của sợi quang gồm lõi (core) và lớp lọc (cladding). Trong viễn thông dùng loại sợi có cả hơi lớp trên bằng thuỷ tinh. Lõi để dẫn ánh sáng và lớp bọc để ghi ánh sáng tạp trung trong lõi nhờ sự phản xạ toàn giữa lõi và lớp lọc. Để bảo vệ sợi quang tránh nhiều tác dụng do điều kiện bên ngoài sợi quang còn được bọc thêm một vài lớp nữa. -Lớp phủ hay lớp vỏ thứ nhất (primary coating) -Lớp vỏ thứ hai (secondary coating) Lớp vỏ Lớp phủ Lớp bọc Lõi 250mm 125mm 10 (50mm) 0,9 (2mm) Hình 4.1 Cấu trúc sợi quang IV.1 Lớp phủ: Lớp phủ có tác dụng bảo vệ sợi quang -Chống lại sự xâm nhập của hơi nước. -Tránh sự trầy xước gây nên những vết nứt. -Giảm ảnh hưởng vì uốn cong. Lớp phủ được bọc ngay trong quá trình kéo sợi. Chiết suất của lớp phủ lớn hơn chiết suất của lớp bọc để loại bỏ các tia sáng truyền trong lớp bọc vì khi đó sự phản xạ toàn phần không thể xảy ra phân cách giữa lớp bọc và lớp phủ. Lớp phủ có thể được nhuộm màu hoặc có thêm vòng đánh dấu, khi hàn nối sợi hoặc ghép ánh sáng vào sợi nhất thiết phải tẩy sạch lớp phủ. Độ đồng nhất, bề dày và độ đồng tâm của lớp phủ có ảnh hưởng đến chất lượng của sợi quang. IV.2 Lớp vỏ: Lớp vỏ có tác dụng tăng cường sức chịu đựng của sợi quang trước các tác dụng cơ học và sự thay đổi nhiệt độ, cho đến nay lớp vỏ có các dạng chính sau: - Dạng ống đệm lỏng (Loase buffer) -Dạng đệm khít (tight buffer) -Dạng băng dẹt (Ribbon) Mỗi dạng có những ưu nhược điểm khác nhau do đó được sử dụng trong từng điều kiện khác nhau. a. Dạng đệm lỏng (Loose buffer): Sợi quang (đã bọc lớp phủ) được đặt trong một ống đệm có đường kính lớn hơn đường kính sợi quang. Sợi quang Lớp phủ ống đệm Chất nhồi (1,2 ¸ 2)mm Hình 4.2 Cấu trúc ống đệm lỏng (Loase buffer). -Ống đệm lỏng thường gồm hai lớp, lớp trong có hệ số ma sát nhỏ để sợi quang di chuyển tự do khi cá bị kéo căng hoặc co lại, lớp ngoài bảo vệ sợi quang trước ảnh hưởng của lực cơ học. Đối với cáp trong nhà thì bên trong ống đệm lỏng không chất nhồi nhưng với cáp ngoài trời thì phải bơm chất nhồi có các tính chất sau: + Có tác dụng ngăn ẩm. + Có tính chất không tác dụng hoá học với các thành phần khác của cáp. + Dễ tẩy sạch khi cần hàn nối. + Khó cháy. Cấu trúc ống đệm lỏng có nhiều ưu điểm nên được dùng trong các đường truyền dẫn cần chất lượng cao. Trong điều kiện môi trường thay đổi nhiều. b. Dạng đệm khít (tight buffer): Lớp vỏ Sợi quang Lớp phủ Lớp đệm Một cách để bảo vệ sợi quang dưới tác dụng của nhiều điều kiện bên ngoài là lứp bọc một lớp vỏ ôn sát lớp phủ. Phương pháp này làm giảm đường kính của lớp vỏ. Do đó giảm kích thước và trọng lượng của cáp. Song sợi quang lại chịu trực tiếp ảnh hưởng khi cáp bị kéo căng để giảm ảnh hưởng này ngươig ta chèn thêm một lớp đệm mềm ở giữa lớp phủ và lớp vỏ. Hình thức này được gọi là cấu trúc đệm tổng hợp. Sợi quang có vỏ đệm khít và đệm tổng hợp thương làm cáp đặt trong nhà, làm dây nhảy để đấu nối với các trạm đầu cuối. Hình 4.3 Cấu trúc sợi quang có vỏ đệm tổng hợp c. Dạng băng dẹt (Ribbon): Cấu trúc băng dẹt cũng là một dạng vỏ đệm khít nhưng lại bọc nhiều sợi quang thay vì một sợi. Số sợi trong băng có thể lên đến 12, bề rộng của mỗi băng tuỳ thuộc vào số sợi trong băng. Nhược điểm của cấu trúc này giống như cấu trúc điện khít tức là sợi quang chịu ảnh hưởng trực tiếp khi cáp bị kéo căng. Băng 4 sợi Băng 8 sợi Hình 4.4 Cấu trúc băng dẹt. CHƯƠNG V LINH KIỆN BIẾN ĐỔI QUANG ĐIỆN V.1 Tổng quát. Linh kiện biến đổi quang điện được đặt ở hai đầu sợi quang. Có hai linh kiện quang điện. - Linh kiện biến đổi từ tín hiệu điện sang tín hiệu điện sang tín hiệu quang được gọi là nguồn quang. Linh kiện này có nhiệm vụ phát ra ánh sáng có công suất tỉ lệ với dòng điện chạy qua nó. - Linh kiện biến đổi từ tính hiệu quang sang tính hiệu điện, còn gọi là linh kiện tách sóng quang (hay linh kiện thu quang). Linh kiện này có nhiệm vụ ngược lại so với nguồn quang, tức là tạo ra dòng điện tỉ lệ với công suất quang chiếu vào nó. Chất lượng của linh kiện biến đổi quang - điện và chất lượng của sợi quang quyết định cự ly, dung lượng và chất lượng của tuyến truyền dẫn quang. * Yêu cầu kỹ thuật của linh kiện quang dẫn. a. Đối với nguồn quang: - Bước sóng của ánh sáng phát ra. Mức độ suy hao của ánh sáng truyền trên sợi quang phụ thuộc vào bước sóng ánh sáng. Có ba bước sóng thông dụng là 850nm, 1300nm, 1550nm. Do đó, ánh sáng do nguồn quang phát ra cũng phải có bước sóng phù hợp. - Công suất phát. Cự ly thông tin phụ thuộc vào nhiều yếu tố chính. Công suất phát càng lớn thì cực ly thông tin càng xa. - Độ rộng phổ: Anh sáng mà nguồn quang thực tế phát ra không phải chỉ có một bước sóng duy nhất mà gồm một khoảng bước sóng. Khoảng bước sóng này càng rộng thì độ tán sắc chất liệu càng lớn do đó làm hạn chế dải thông của tuyến truyền dẫn quang. Như vậy độ rộng phổ của nguồn quang càng hẹp càng tốt. - Góc phóng ánh sáng. Như ta đã biết đường kính lõi của sợi quang rất nhỏ nếu kích thước của nguồn quang lớn và góc phóng ánh sáng rộng nên công suất phát quang vào được lõi sẽ rất thấp. Do đó nguồn quang có vùng phát sóng và góc phát sáng càng hẹp càng tốt. - Thời gian chuyển. Để có thể truyền được tính hiệu số có tốc độ bít càng cao thì thời gian trạng thái của nguồn quang phải càng nhanh. - Độ ổn định Công suất quang mà các nguồn quang thực tế phát ra ít nhiều phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường, thời gian sử dụng và đôi khi còn phụ thuộc vào cường độ ánh sáng xung quanh. Vì vậy công suất do nguồn quang phát ra càng ổn định càng tốt. - Thời gian sử dụng lâu, giá thành hạ. b. Đối với linh kiện tách sóng quang: - Bước sóng: Nhạy đối với bước sóng hoạt động của hệ thống. - Độ nhạy: Có độ nhạy càng cao càng tốt. Tức là khả năng tách được các tín hiệu quang thật nhỏ với số lõi (BER) trong phạm vi cho phép. Linh kiện tách sóng quang càng nhạy thì càng có khả năng nới rộng cự ly thông tin. - Đáp ứng nhanh: Để có thể làm việc trong hệ thống có tốc độ bit cao. - Dòng tối nhỏ: Khi chưa có ánh sáng chiếu vào những linh kiện tách sóng quang vẫn có dòng điện tách sóng nhiễu chạy qua. Dòng điện này càng nhỏ càng tốt. - Tạp âm Có tạp âm càng thấp càng tốt để đảm bảo tỷ số tín hiệu trên tạp âm (S/N). - Độ tin cậy cao, giá thành hạ. c. Nguyên lý chung: Các linh kiện biến đổi quang điện - điện quang dùng trong thông tin quang hiện nay là các linh kiện bán dẫn. Theo lý thuyết vật chất bán dẫn có hai mức năng lượng. - Mức hoá trị . - Mức dẫn điện. Do đó năng lượng của điện tử chia thành 3 vùng. - Vùng dẫn điện (Condution and). - Vùng cấm (Energy Gap). - Vùng hoá trị (Valence Band). x E EC EV Trong đó: E: Năng lượng điện tử. EC: Mức năng lượng dẫn. EV: Mức năng lượng hoá trị. X: khoảng cách vật chất. Hình 5.1 Các vùng năng lượng của chất bán dẫn: - Photon bức xạ và chất bán dẫn, cung cấp năng lượng (E = hn) cho một điện tử đang ở vùng hoá trị thì điện tử đang ở vùng hoá trị thì điện tử chuyển lên vùng bán dẫn photo biến mất điện lượng thích hợp chiếu vào chất bán dẫn sẽ tạo ra cặp điện tử - lỗ trống còn photon thì biến mất. Đó gọi là hiện tượng hấp thụ được ứng dụng trong photon diode làm linh kiện thu quang. Nếu trong vùng dẫn có số điện tử nhiều hơn mức cân bằng thì điện tử thừa sẽ rơi xuống vùng hoá trị một cách tự phát kết hợp với lỗ trống. Trong khi dịch chuyển từ mức năng lượng cao xuống mức năng lượng thấp, năng lượng được bức xạ dưới dạng hạt photon. Như vậy khi một điện tử kết hợp với một lỗ trống có thể làm bức xạ ra một photon. Đó là hiện tượng phát xạ tự phát được ứng dụng trong diode phát quang (LED) dùng làm nguồn quang. - Hiện tượng thứ ba gọi sự phát xạ kích thích được ứng dụng trong các Laser Diode dùng làm nguồn quang. Hiện tượng này xảy ra khi các photon phát xạ ra do quá trình tái hợp của điện tử và lỗ trống lại, kích thích các điện tử đang có mức năng lượng thấp và phát ra những photon qúa trình cứ tiếp diễn và số lượng photon phát ra rất lớn. Anh sáng phát ra ở quá trình này có cùng pha cùng bước sóng. hn hn hn Băng hoá trị Khe năng lượng Bán dẫn Hình 5.2 Các dạng chuyển đổi quang điện trong chất bán dẫn . Có hai loại linh kiện được dùng làm nguồn quang hiện nay là: - Diode phát quang hay LED (Light Emitting Diode) . - Diode Laser hay LD (Laser Diode) . Cả hai linh kiện trên đều phát triển từ diode bán dẫn, tức là tiếp giáp của bán dẫn loại P và loại N. Các đặc tính kỹ thuật của nguồn quang phần lớn phụ thuộc vào cấu tạo của chúng, riêng bước sóng do nguồn quang phát ra phụ thuộc vào vật liệu chế tạo nguồn quang. Mỗi chất bán dẫn có bề rộng khe năng lượng Eg khác nhau. Mà Eg quyết định tần số và do đó quyết định bước sóng của năng lượng ánh sáng phát ra theo công thức sau: Hay Trong đó : h = 6,625.10-34j.s : Hằng số Planck . c = 300.000km/s = 3.108m/s: Vận tốc ánh sáng trong chân không. Eg : Bề rộng khe năng lượng, đơn vị (ev) . V : Tần số ánh sáng phát ra, đơn vị (Hz) . Từ công thức trên ta thấy bước sóng của ánh sáng phát ra tỷ lệ nghịch với bề rộng khe năng lượng của chất bán dẫn chế tạo nguồn quang. Do đó, muốn nguồn quang dẫn có bề rộng khe năng lượng hẹp. V.2 LED: a. Cấu tạo và phân loại : Mặc dù nguyên lý phát quang trong mối nối PN khá đơn giản, song cấu trúc của các đèn LED phức tạp hơn một Diode bán dẫn bình thường vì phải đáp ứng đồng thời các yêu cầu kỹ thuật của một nguồn quang. - LED tiếp xúc mặt GaAs: Lớp chống phản xạ Tiếp xúc Lớp cánh Lớp P-Ga As (khuếch tán) Lớp N- Ga As (nền) Tiếp xúc N Đây là loại có cấu trúc đơn giản nhất, dùng bán dẫn GaAs với nồng độ khác nhau để làm lớp nền loại N và lớp phát quang loại P dày khoảng 200mm, ở mặt ngoài của lớp P có phủ một lớp chống phản xạ để ghép ánh sáng vào sợi quang. Bước sóng phát quang của LED GaA trong khoảng từ 880nm đến 950nm. Hình 5.3 Cấu trúc LED tiếp xúc mặt GaA - LED Burrus: LED Burrus được chế tạo theo cấu trúc nhiều lớp (Heterastructure) bao gồm các lớp bán dẫn loại N và P với bề dày và nồng độ khác nhau. Với cấu trúc nhiều lớp và vạch tiếp xúc P có kích thước nhỏ, vùng phát của LED Burrus tương đối hẹp. Ngoài ra trên bề mặt của LED có khoét một lỗ để đưa sợi quang vào vùng phát sáng. Bước sóng của LED Burrus dùng bán dẫn A/GaAs/GaAs trong khoảng từ 800 đến 850nm. Nếu dùng bán dẫn InGaAsP/InP thì bước sóng phát ra dài hơn. Vùng phát sóng Lớp N - AlGaAs Lớp P - AlGa As (lớp tích cực) Lớp P+ - AlGa As Lớp cách điện Lớp tiếp xúc P (đường kính nhỏ) Lớp N - Ga As (lớp nền) Tiếp xúc Hình 5.4 Cấu trúc LED Burrus. - LED phát bước sóng dài: Một loại LED bước sóng dài (1300nm và 1500nm)dùng bán dẫn InGaAsP/InP. Tương tự như LED Burrus, loại này cũng có cấu trúc nhiều lớp và có đường kính vạch tiếp xúc P nhỏ (25mm¸30mm) nên có vùng phát sóng hẹp. Điểm khác biệt so với LED Burrus là thay vì khoét lỗ để ghép ánh sáng vào sợi quang, ở đây dùng lướp nền InP có dạng một thấu kính để ghép ánh sáng vào sợi quang. Vùng phát sóng Lớp P-InGaAsP Lớp P+-InP Lớp toả nhiệt Tiếp xúc P (f25-30mm) Lớp cách điện Al2O3 Lớp P+-InGaAsP Anh sáng Hình 5.5 LED phát bước sóng dài . - LED phát xạ rìa: (ELED: Edge Light Emitting DioDo) . LED phát xạ rìa có cấu tạo khác với LED thông thường các điện cực tiếp xúc (bằng kim loại) phủ kín mặt trên và đáy của ELED. Do đó ánh sáng không thể phát ra ở phía hai mặt được mà bị giữ trong v._.ùng tích cực có dạng vạch hẹp, s lớp tích cực rất mỏng, bằng vật liệu có chiết suất lớn kẹp giữa hai lớp P và N có chiết suất nhỏ hơn. Cấu trúc như vậy tương tự như cấu trúc sợi quang. Hay nói cách khác, tương tự như một ống dẫn sóng. Anh sáng dẫn ra ở hai đầu ống dẫn, sóng này một trong hai được nối với sợi quang. Cấu trúcnày có ưu điểm là vùng phát sáng hẹp và góc phát sáng nhỏ nên hiệu suất ghép ánh sáng vào sợi quang cao. Tiếp xúc P vùng phát sóng (lớp tích cực) Cách điện SiO2 Tiếp xúc N Lớp P-AlGaAs Lớp P-AlGaAs Lớp P-AlGaAs Lớp P-AlGaAs Tuy nhiên nó cũng có một hạn chế là khi hoạt động nhiệt độ của ELED tăng lên khá cao nên đòi hỏi phải được giải nhiệt. Hình 5.6. LED phát xạ rìa (ELED) . Cuối cùng phải ghi nhận rằng cấu trúc của LED càng phức tạp thì công suất phát càng cao, góc phát sóng càng hẹp, thời gian chuyển càng nhanh. Tất nhiên, cũng như mọi linh kiện khác, cấu trúc càng phức tạp thì giá thành sẽ càng cao. b. Đặc tính kỹ thuật: Các đặc tính kỹ thuật của LED phụ thuộc rất nhiều vào cấu tạo của chúng. Ngoài ra theo đà phát triển của công nghệ bán dẫn, chất lượng của LED ngày càng nâng cao hơn. - Thông số điện. + Dòng điện hoạt động tiêu biểu từ (50 mA ¸ 300mA) + Điện áp sụt trên LED: từ (1,5 ¸ 2,5V) - Công suất phát: P(mW) I(mA) 100 200 300 400 500 10 5 LED (phát xạ mặt) ELEDC (phát xạ rìa) Công suất phát là công suất tổng cộng do nguồn quang phát ra. Công suất phát của LED từ (1mW ¸ 3 mW). Đối với loại phát sáng cao (High - Radinnce) công suất phát có thể lên đến 10nW. Các LED phát xạ mặt công suất phát cao hơn LED phát xạ rìa với cùng dòng điện kích thích. Nhưng điều đó không có nghĩa là sợi quang được công suất quang từ LED phát xạ mặt cao hơn công suất quang từ LED phát xạ rìa. Hình 5.7 Công suất phát của LED và ELED . Công suất của ánh sáng do nguồn quang phát ra cực đại ở trục quang và giảm dần theo góc hợp với trục. Góc phát quang được xác định ở mức công suất phát quang giảm một nửa (3dB) so với mức cực đại LED phát xạ mặt có góc phát quang lớn hơn ELED phát xạ rìa. 900 450 00 450 900 0 (góc phát) 1 0,5 Hình 5.8 Gócphát quang của LED và ELED - Hiệu suất phát quang: Hiệu suất phát quang được tính bởi tỷ số công suất quang ghép vào sợi quang với công suất quang tổng cộng của nguồn quang. Hiệu suất ghép quang phụ thuộc vào kích thước vùng phát quang, góc phát quang của nguồn góc thu nhận (NA) của sợi quang và vị trí đặt nguồn quang và sợi quang. Hiệu suất ghép của LED phát xạ mặt khoảng (1% ¸ 5%) và ELED phát xạ rìa trong khoảng (5% ¸ 15%). Từ đó, tuy công suất phát của LED phát xạ lớn hơn nhưng công suất đưa vào sợi quang của ELED phát xạ rìa lại lớn (thường lớn hơn 2 lần). - Độ rộng phổ: Nguồn quang phát ra công suất cực đại ở bước sóng trung tâm và giảm dần về hai phía. Độ rộng phổ là khoảng bước sóng mà trong đó công suất quang không nhỏ hơn phân nửa mức công suất đỉnh. Thông thường LED có độ rộng phổ trong khoảng (35 ¸ 100nm). 0 800 850 900 Bước sóng(mm) 1 0,5 Dl 40mm Hình 5.9 Độ rộng phổ của LED - Thời gian chuyển lên (Rere time): Là khoảng thời gian để công suất tăng từ (10% ¸ 90%) mức công suất ổn định khi có xung dòng điện kích thích nguồn quang. Thi gian chuyển của nguồn quang có ảnh hưởng đến tốc độ bít của tín hiệu điều chế, muốn điều chế ở tốc độ càng cao thì nguồn quang phải có thời gian chuyển càng nhanh. Giải thông tối đa của tín hiệu điều chế phụ thuộc vào thời gian chuyển. - Anh hưởng của nhiệt độ: Khi nhiệt độ môi trường tăng thì công suất phát giảm, tuy nhiên mức độ ảnh hưởng bởi nhiệt độ của LED không cao. V.3 LASER : a. Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động: Laser bán dẫn hoạt động theo nguyên lý phát xạ kích thích. Cấu tạo của nó gần gũi với cấu tạo của LED phát xạ rìa (ELED). Điểm khác biệt cơ bản là trong Laser có hai mặt phản xạ ở hai đầu lớp tích cực tạo nên một hốc cộng hưởng quang phần ánh sáng phát ra theo chiều dọc của hốc cộng hưởng sẽ bị phản xạ qua lại giữa hai mặt phản xạ. Trong qúa trình di chuyển theo chiều dọc của hốc ánh sáng kích thích các điện tử kết hợp với cáclỗ trống để phóng ra các photon mới. Phần ánh sáng thoát ra theo các phương khác bị thất thoát dần. Như vậy chỉ có phần anh sáng phát ra theo chiều dọc mới được khuếch đại. Mặt sau của laser được phủ một lớp phản xạ còn mặt trước được cắt nhẵn để một phần ánh sáng phản xạ còn một phần chiếu ra ngoài. Nhằm tăng hiệu quả phát xạ, các laser thực tế có cấu trúc phức tạp hơn chẳng hạn loại laser có cấu trúc nhiều lớp chôn còn gọi là laser BH (Buried Hetero structure) có vùng phát sóng rất hẹp (2mm x 0,2mm) nên hiệu suất ghép ánh sáng vào lõi sợi quang rất cao. Hình 5.11: Cấu trúc Laser BH (buried Haterostructure) : b. Đặc điểm kỹ thuậ:. - Thông số điện: + Dòng điện ngưỡng. LED I(mA) Dòng ngưỡng LAER 100 200 10 5 Khi dòng điện kích thích cho laser có trị số nhỏ, Laser hoạt động ở chế độ phát xạ tự phát nên công suất phát rất thấp. Khi được kích thích với dòng điện lớn. Laser hoạt động ở chế độ kích thích công suất quang tăng nhanh theo dòng kích thích: Hình 5.12: Đặc tính phát quang của LED và Laser. Dòng ngưỡng của Laser thay đổi theo nhiệt độ. Đối với những Laser đời cũ dòng ngưỡng có giá trị từ (50mA - 100mA). Những Laser đời mới dòng ngưỡng chỉ khoảng (10mA ¸ 20mA). + Dòng điện kích thích: từ vài chục đến vài trăm mA tuỳ theo loại. + Điện áp sụt trên Laser từ (1,5V ¸ 2,5V) - Công suất phát: công suất phát của laser từ (1 ¸ 10mW), đối với những Laser đời mới có thể lên đến 50mW hay hơn nữa. - Góc phát sáng: Góc phát sáng của Laser theo phương ngang của lớp tích cực chỉ trong khoảng (50 - 100), còn theo phương vuông góc với lớp tích cực góc phát có thể lên đến 400. Như vậy mặt bao của góc phát không phải là mặt nón tròn xoay mà là mặt nón hình elip. - Hiệu suất ghép: laser có vùng phát quang sáng nhỏ, góc phát sáng hẹp nên có hiệu suất ghép ánh sáng vào sợi quang cao. + Trung bình hiệu suất ghép của Laser trong khoảng: 30% - 40%: Đối với sợi đơn mode (SM: Single mode) 60% - 90%: đối với sợi đa mode (MM: Multi Mode) Để tăng hiệu suất ghép, người ta có thể tạo thêm các chi tiết phụ giữa nguồn quang và sợi quang như: đặt thêm thấu kính giữa nguồn quang và sợi quang, tạo đầu sợi quang có dạng mặt cầu,… - Độ rộng phổ: Dạng phổ phát xạ của Laser là tổng hợp đặc tuyến khuếch đại (do bề rộng khe năng lượng thay đổi) và đặc tuyến chọn lọc của hốc cộng hưởng quang (phụ thuộc vào chiều dài hốc), so với LED thì phổ phát xạ của Laser rất hẹp, trong khoảng từ (1 ¸ 4 nm). Dạng phổ gồm nhiều vạch rời rạc nên được gọi là được gọi là phổ của Laser đa mode. Người ta có khuynh hướng chế tạo laser có phổ ngày càng hẹp để giảm tán sắc chất liệu khi sử dụng bước sóng 1550nm. Và trong tương lai có thể sử dụng rộng rãi kỹ thuật ghép kênh theo bước sóng phổ phát xạ của Laser dạng thực tế. l 0 -3 1l =1¸4nm P[dB] l0 Hình 5.13: Độ rộng phổ phát xạ của Laser. - Laser hồi tiếp phân bố (DFB: Distributed Feedblack) . Thay thế cho các mặt phản xạ ở hai đầu là một chuỗi gợn sóng trên lớp bán dẫn làm nền chỉ phản xạ những bước sóng nhất định do đó gần như chỉ có một bước sóng nhất định do đó gần như chỉ có một bước sóng được cộng hưởng và khuếch đại. Phổ của Laser DFB rất hẹp chỉ vào khoảng 0,1nm đến 0,2nm phổ Laser có dạng. Hình 5.14: Cấu tạo vàđộ rộng phổ của Laser DFB. + Laser hốc ghép C - cubed: hai chíp Laser rời được ghép quang với nhau nhưng cách ly về điện để đạt được sự giới hạn bước sóng phát. + Laser hốc ngoài (External Cavity): Là loại Laser có mặt phản xạ bên ngoài thay vì tráng mặt phản xạ trong Laser thông thường. - Thời gian chuyển lên: Thời gian để công suất quang tăng từ (10% - 90%) mức công suất xác lập của lập của Laser rất nhanh, thông thường không quá 1ns. - Anh hưởng của nhiệt độ. Khi nhiệt độ thay đổi dòng ngưỡng của Laser thay đổi dòng điện kích thích. Khi nhiệt độ tăng thì dòng ngưỡng cũng tăng theo dạng hàm mũ của sự gia nhiệt độ, trung bình, độ gia tăng dòng ngưỡng vào khoảng +1%/ 0C. Ngoài ra, khi nhiệt độ thay đổi thì công suất phát ra cũng thay đổi,nhưng mức độ ảnh hưởng rất thấp. V.4 Tách sóng quang: V.4.1 Nguyên lý chung: Các linh kiện tách sóng quang hiện nay cũng là loại linh kiện bán dẫn. Cấu tạo của chúng cũng phát triển vì tiếp giáp PN. Có hai loại linh kiện tách sáng quang được sử dụng hiện nay là: - PIN: Loại Diode thu quang gồm ba lớp bán dẫn P, I và N. Trong đó P và N là hai lớp bán dẫn có pha tạp chất còn I (Intrinsic) không pha tạp chất hoặc pha với nồng độ rất thấp. - APD (Avalanche photo Diode): Diode thu quang có độ nhạy và tốc độ cao Ngoài ra còn có transistor quang (Photo transistor) có khả năng biến đổi tín hiệu quang sang tín hiệu điện nhưng có thời gian đáp ứng chậm nên ít được sử dụng. Nếu có cũng chỉ xuất hiện trong các hệ thống có cự ly ngắn và tốc độ chậm. E E2 E1 - - - hu hu hu Vùng khuếch tán điện tử Vùng trôi Vùng khuếch tán lỗ Bán dẫn P Vùng hiếm Bán dẫn N Hình 5.15: Nguyên lý tạo ra điện tử và lỗ trống của một tiếp PN phân cực ngược. Các linh kiện tách sóng quang hoạt động theo nguyên tắc của một tiếp giáp PN phân cực ngược. V.4.2 Những thông số cơ bản: a. Hiệu suất lượng tử: Hiệu suất lượng tử được tính bởi tỷ số giữa lượng điện tách ra và số photon được hấp thụ: Trong đó: h: Hiệu suất lượng tử. nph: Số lượng photon hấp thụ . ne: số lượng điện tử tách ra. Giá trị lớn nhất của h là một (hmax = 1), tức là một photon được hấp thụ sẽ bức xạ nhiều nhất là một cặp điện tử và lỗ trống. Thông thường h nhỏ hơn một (h<1) và được tính theo phần trăm (%). Trong những trường hợp đặc biệt (có hiệu ứng nhân) một photon được hấp thụ có thể phát sinh nhiều điện tử. b. Đáp ứng: Đáp ứng của linh kiện tách sóng quang là tỷ số giữa dòng điện sinh ra và công suất quang đưa vào: Trong đó: R: Đáp ứng. Ie: Dòng quang điện. Popt: công suất quang. c. Độ nhạy: Độ nhạy của linh kiện thu quang là mức công suất quang thấp nhất mà linh kiện có thể thu được với một tỷ số lỗi (BER) nhất định. Theo tiêu chuẩn G956 của CCITT, BER = 10-10. Độ nhạy của linh kiện thu quang phụ thuộc loại linh kiện tách sóng quang và mức nhiễu của bộ khuếch đại điện. Ngoài ra, tốc độ bit truyền dẫn càng cao thì độ nhạy của thiết bị thu càng kém. d. Dải động: Dải động của linh kiện thu quang là khoảng chêch lệch giữa mức công suất cao nhất và mức công suất thấp nhất (tức độ nhạy) mà linh kiện có thể thu được trong mộtm giới hạn tỷ số lỗi (BER) nhất định. e. Tạp âm: Tạp âm trong các linh kiện thu quang được thể hiện dưới dạng dòng điện tạp âm. Các nguồn tạp âm đáng kể của linh kiện thu quang là: - Tạp âm nhiệt: Là tạp âm gây ra do điện trở tải của diode thu quang cũng trở kháng vào của bộ khuếch đại đầu. Tạp â, nhiệt It phụ thuộc nhiệt độ, băng tạp âm, điện trở tải theo công thức: Trong đó: K: hằng số Boltzman (K = 1,38.10-23j/0K) T: nhiệt độ tuyệt đối : độ K (0K) B: bề rộng băng, đơn vị (Hz) R: điện trở tải: đơn vị Ohm (W). Tạp âm nhiệt của máy thu quang còn phụ thuộc hệ số tạp âm của bộ khuếch đại. - Tạp âm lượng tử: Do biến động ngẫu nhiên năng lượng của các photon đập vào diode quang. Dòng tạp âm lượng tử Iq được tính bởi công thức sau: - Tạp âm dòng tối: Dòng điện nhiễu do các diode thu quang phát xạ khi không có ánh sáng chiếu vào cũng gây nên tạp âm thăng gián. Tạp âm do dòng tối được tính bởi công thức sau: Trong đó: i0: là dòng tối của diode phát quang. V.4.3 Diode thu quang: Cấu tạo của diode thu quang PIN gồm 3 lớp bán dẫn P-I-N. Trong đó lớp I (Intrinsis) là lớp bán dẫn không pha tạp chất hoặc có pha nhưng chỉ với nồng độ rất thấp. Quá trình hấp thụ photon tách ra các điện tử và lỗ trống xảy ra trong lớp I. Do đó lớp I càng dày thì hiệu suất lượng tử càng cao nhưng đồng thời thời gian trôi của điện tử sẽ càng chậm. Điều này làm giảm khả năng hoạt động với tốc độ cao của PIN. Bề dày của lớp P phụ thuộc khả năng thâm nhập của ánh sáng vào bán dẫn. Anh sáng có bước sóng càng dài thì khả năng thâm nhập vào bán dẫn càng lớn. Vòng tiếp xúc (kim loại) Anh sáng Lớp chống phản xạ Cách điện SiO2 Tiếp xúc (kim loại) Hình 5.16: Cấu trúc của diode thu quang PIN. V.4.4 Diode thu quang APD: Ứng dụng hiệu ứng nhận điện tử trong bán dẫn, người ta chế tạo APD, trong đó P+ và N- là hai lớp bán dẫn có nồng độ tạp chất cao, còn P- là lớp có nồng độ tạp chất rất thấp (thay thế vị trí lớp I trong PIN). Dưới tác dụng của nguồn phân cực ngược sự phân bố cường độ điện trường trong các lớp bán dẫn không đều nhau. Điện trường phân bố trong vùng tiếp giáp PN- cao nhất, quá trình nhận điện tử xảy ra trong vùng này. Vùng này còn được gọi là vùng “thác lũ”. Khi có ánh sáng chiếu vào, các photon bị hấp thụ trong lớp P- và tạo ra các cặp điện tử - lỗ trống. Lỗ trống di chuyển về phía lớp P+ nối với cực âm của nguồn, còn điện tử di chuyển về phía tiếp giáp PN-. Điện trường cao trong vòng này sẽ tăng tốc độ cho điện tử. Điện tử va chạm vào các nguyên tử của tinh thể bán dẫn tạo ra các cặp điện tử - lỗ trống mới (gọi là sự ion hoá do va chạm). Các điện tử thứ cấp mới được tạo ra lại có khả năng gây ra sự ion hoá do va cham. Quá trình tiếp diễn và số lượng các hạt tải điện năng tăng lên rất lớn. Tiếp xúc N N (InGa As) P (In P) Tiếp xúc P N (InGa As) N- (In P) Hình 5.17: Cấu tạo diode thu quang APD. Như vậy trong APD dòng quang điện đã được nhận lên M lần với M là số điện tử thứ cấp phát sinh ứng với một điện tử sơ cấp. Dòng quan điện do APD tạo ra sẽ là: Iph = R.M.Popt. Trong đó: R: đáp ứng (A/W) . M: hệ số nhân . Popt : công suất quang. Hệ số nhân M thay đổi theo điện áp phân cực ngược và cũng phụ thuộc nhiệt độ nên giữ cho hệ số nhân M ổn định rất khó khăn. Ngoài ra nếu vùng lũ càng rộng thì hệ số M cũng càng lớn. Nhưng lức đó thời gian trôi của điện tử càng lớn. Nhưng lúc đó thời gian trôi của điện tử càng chậm nên tốc độ hoạt động của APD giảm. Giá trị của hệ số nhân M từ (10 ¸ 100 lần). Thực tế chỉ chọn điểm phân cực cho APD sao cho M = 50 ¸200 lần vì M càng lớn dòng nhiễu của APD cũng càng cao. V.4.5 Đặc tính kỹ thuật của PIN và APD: - Độ nhạy: APD nhạy hơn PIN , độ nhạy của APD lớn hơn PIN từ (5 ¸ 15dB). Tuy nhiên nếu dùng PIN kết hợp với FET thì độ nhạy của PIN - FET gần bằng độ nhạy của APD. - Dải động: Dải động của APD rộng hơn PIN vì có thể điều chỉnh được bằng cách thay đổi điện áp phân cực để thay đổi hệ số nhân M. - Độ ổn định: Độ ổn định của PIN tốt hơn so với APD vì hệ số nhân M của APD vừa phụ thuộc điện áp phân cực vừa thay đổi theo nhiệt độ. - Điện áp phân cực: APD cân điện áp phân cực ngược cao hơn PIN. Điện áp phân cực của APD có thể lên đến hàng trăm volt trong khi điện áp phân cực cho PIN thường dưới 20 volt. Ưu, nhược điểm của hai loại tách sóng PIN và APD trái ngược nhau không giống nhau như hai loại nguồn quang LED và LASER. Đặc tính kỹ thuật của LASER tốt hơn LED về nhiều mặt trong khi APD trái ngược nhau chỉ hơn PIN về độ nhạy và tốc độ làm việc. Các mặt hạn chế của APD là: + Chế độ làm việc kém ổn định nên cần mạch điện phức tạp. + Dòng nhiễu lớn. + Điện áp phân cực cao và yêu cầu độ ổn định cao. + Giá thành cao. + Do những đặc tính kỹ thuật trên mà cả APD và PIN đều cùng tồn tại song song. Có thể giữ được các ưu điểm của PIN và khắc phục các nhược điểm của nó bằng cách dùng kết hợp PIN với một transistor trường (FET) trong mạch tiền khuếch đại. Hai linh kiện này khi kết hợp với nhau được gọi là PIN - FET, chúng được sử dụng khá phổ biến trong các hệ thống thông tin quang hiện nay, độ nhạy của PIN - FET có thể so sánh được với APD. CHƯƠNG VI HÀN NỐI SỢI QUANG VI.1 Các yêu cầu của mối nối. Do những hạn chế về kỹ thuật chế tạo, phương tiện chuyển cũng như trong quá trình lắp đặt và vận hành hệ thống thông tin quang về việc hàn nối giữa các đoạn sợi quang với linh kiện thu - phát quang đóng một vai trò quan trọng. Hàn nối tốt cũng làm giảm suy hao đường truyền: Hàn nối sợi quang gồm những phương pháp sau: - Dùng keo dính. - Hàn nối bằng hồ quang. - Dùng bộ nối tháo rời và bộ nối không tháo rỡ. Nhưng phương pháp chính hiện nay là hàn nối bằng hồ quang gồm các bước như sau: a b c d e Hình 6.1 quá trình hàn nối sợi . Dùng hoá chất để tẩy và tách sạch lớp vỏ bảo vệ của hai sợi quang cần nối ghép kẹp hai đầu lên bộ giá đỡ. Điều chỉnh cho hai đầu sợi lại gần nhau (bằng 10% đường kính lõi sợi). Đóng mạch tia lửa điện. Quá trình này xảy ra tự động thời gian phóng điện được tính toán sao cho phù hợp với từng loại sợi và kích thước của sợi. Nối song nếu khuyết tật phải cho hàn lại. Gia cố cơ học để bảo vệ mối nối. Ngày nay các máy hàn đã được thiết kế hiện đại, việc hàn nối đã được máy tự động làm hết các khâu quan trọng. Con người chỉ thực hiện các động tác đơn giản như: tách sợi, tẩy bỏ lớp bảo vệ, bọc mối nối, hàn nối vỏ gia công chịu lực bảo vệ tại các mối nối. Do đó tiêu hao nối hàn nối rất thấp. Máy hàn cũ sản xuất 1992 tiêu hao tại mối hàn . a = 0,2 ¸ 0,6 dB. Máy hàn mới sản xuất năm 1995: với atrung bình = 0,038dB. Trong thực tế thường chấp nhận a = 0,1dB. Sau đây là một ví dụ suy hao do mối hàn của máy Furukawa - S5147A của Nhật. Số mối hàn : n = 100 Suy hao trung bình AVG = 0,038 0 10 20 30 40 Số mối hàn (n) 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12 Suy hao trên một mối hàn: a = 0,021. Hình 6.2 Phân bố suy hao của mối hàn (sợi đa mode) . PHẦN II TỔNG QUAN VỀ PHÂN CẤP TRUYỀN DẪN SỐ ĐỒNG BỘ CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG PHÂN CẤP ĐỒNG BỘ SDH I. Sự ra đời và các đặc điểm của SDH: -SDH (Synchoronous Digital Hierachy) phân cấp đồng bộ là một hệ thống truyền dẫn mới ngày nay rrên thế giới. SDH tạo ra một cuộc cách mạng trong dịch vụ viễn thông, thể hiện một kỹ thuật tiên tiến có thể đáp ứng rộng rãi các yêu cầu của thuê bao nhà khai thác cũng như các nhà sản xuất… thoả mãn các yêu cầu đặt ra cho ngành viễn thông trong thời đại mới, khắc phục các nhược điểm của PDH hệ thống mà chúng ta sử dụng trên mạng lưới hiện nay. Trong tương lai, hệ thống đồng bộ SDH sẽ ngày càng phát triển nhờ các ưu điểm vượt trội so với PDH, đặc biệt SDH có khả năng kết hợp với PDH trong mạng lưới hiện hành, cho phép thực hiện việc hiện đại hoá mạng lưới trong từng giai đoạn phát triển. Các tiêu chuẩn của SDH thực sự bắt đầu từ năm 1985 tại Mỹ. Khởi đầu là các nỗ lực để tạo ra một mạng giao tiếp quang có thể hoạt động với tất cả các hệ thống truyền dẫn khác nhau của các sản phẩm khác nhau (theo tiêu chuẩn Châu Âu hoặc Bắc Mỹ). Dần dần sau đó các tiêu chuẩn này được dựng lên để có thể xử lý cho mạng hiện đại trong tương lai cũng như được tính cho cả phương diện khai thá và bảo dưỡng. Trong hoàn cảnh đó, năm 1985 Công ty BELLCORE là công ty con của công ty BELL tại Mỹ đã đề nghị mục đích khắc phục các nhược điểm của hệ thống cận đồng bộ PDH. Đẳng cấp này được đặt tên là SONET (synchronous Optical Network: mạng quang đồng bộ) dựa trên nguyên lý ghép đồng bộ với nhau, trong đó cáp quang được sử dụng làm môi trường truyền dẫn. Về sau các tiêu chuẩn về giao diện thiết bị cung cấp được nghiên cứu nhằm có thể kết nối các loại thiết bị với nhau cũng như tiêu chuẩn khác nhau mà không gây trở ngại đẳng cấp mới này vào trong mạng lưới hiện hành. Để đáp ứng yêu cầu đó người ta cần phải lưu ý đến việc tổ chức các tín hiệu bảo dưỡng, giám sát, chuyển mạch bảo vệ và cả vấn đề quản lý mạng lưới của các loại thiết bị khác nhau đó. Đề nghị của hãng BELLCORE đã được Uỷ ban của Hoa Kỳ nghiên cứu và đến năm 1988 một tiêu chuẩn quốc gia của Hoa Kỳ đã được thông qua. Đồng thời SONET cũng gây được sự chú ý và cũng được phát triển tại Châu Âu bởi các nhà sản xuất dựa trên một tiêu chuẩn riêng để phù hợp với mạng PDH theo tiêu chuẩn Châu Âu đang tiến hành. Cuối năm 1988, trên cơ sở tiêu chuẩn của SONET và xét đến các tiêu chuẩn khác ở châu Âu , Mỹ, Nhật, CCITT đã đưa ra tiêu chuẩn Quốc tế về công nghệ truyền dẫn cáp quang và vi ba. Trên tiêu chuẩn được nêu trong kiến nghị G.707, G.708, G.709. Các khuyến nghị của CCITT định nghĩa một số tốc độ truyền dẫn cơ sở của SDH. Tốc độ đầu tiên là 155,52 Mb/s thường được gọi là STM-1 (Synchonous Transport Module Level –1 Module truyền tải mức 1) Các tốc độ truyền dẫn cao hơn STM-4 (622,08Mb/s) và STM-16 (2,5Gb/s) cũng được định nghĩa . Còn các mức cao hơn nữa đang được đề xuất nghiên cứu. Hiện nay việc triển khai và hoàn thiện hệ thống SDH đang được thực hiện bởi BELLCORE, ANSI và CCITT Các mức ANSI-OC Tín hiệu truyền dẫn đồng bộ STS Tốc độ truyền (Mb/s) OC-1 STS-1 51,84 OC-3 STS-3 155,52 OC-9 STS-9 466,56 OC-12 STS-12 622,08 OC-18 STS-18 933,12 OC-24 STS-24 1244,16 OC-36 STS-36 1866,24 OC-48 STS-48 2488,32 Trong đó: OC – Optical Carrier- sóng mang quang STS-Synchronuos Transport Signal – Tín hiệu truyền dẫn đồng bộ Bảng 1.1.Tiêu chuẩn về tốc độ truyền trong SDH. Viện tiêu chuẩn quốc gia Hoa Kỳ ANSI (Acmerican National Standans Institute) đã đưa ra tiêu chuẩn của mạng thông tin quang đồng bộ SONET (Synchonous Optiacal Nework). Trong đó có tiêu chuẩn tốc độ truyền như bảng 1.1 I.1. Ưu điểm của SDH Tốc độ bít trên 140Mb/s lần đầu tiên được chuẩn hoá trên phạm vi toàn thế giới. Mã truyền dẫn cho tín hiệu quang được tiêu chuẩn hoá tương thích các thiết bị của nhà sản xuất. Việc sử dụng cấu trúc khối: Tốc độ bít và cấu trúc khung của cấp cap hơn được tạo thành từ tốc độ bít và cấu trúc khung của luồng cơ bản cấp thấp hơn và trang thiết bị các kênh riêng cho giám sát quản lý, đo thử cho ta một mạng linh hoạt, tin cậy giảm được chi phí rất lớn cho việc quản lý. Mạng được điều khiển bằng phần mềm: Việc đảm bảo các kênh quản lý mạng trong cấu trúc khung SDH cho phép mạng đồng bộ hoàn toàn được điều khiển bằng phần mềm. Mạng có khả năng đáp ứng được trong tương lai. Hệ thống SDH cung cấp cho các nhà khai thác một giải pháp đáp ứng trong tương lai cộng với khả năng cập nhật phần mềm và mở rộng được dung lượng các thiết bị hiện có. Có thể đưa Modul SDH vào mạng một cách từ từ theo nhu cầu của dịch vụ mới. Tiêu chuẩn SDH đảm bảo rằng các thiết bị truyền dẫn của các nhà sản xuất khác nhau có thể tương tác trên cùng một đường truyền. Cung cấp những dịch vụ đường truyền mới như: B- ISDN, HDTV… Tất cả các tín hiệu PDH có tốc độ 1,5Mb/s đến 140Mb/s đều được ghép truyền dẫn vào cấp SDH thấp nhất là STM-1 có tốc độ 155,52 Mb/s I.2. Nhược điểm của SDH : - Kỹ thuật phức tạp hơn do cần phải ghi lại sự tương quan về pha giữa luồng tín hiệu và phần mao đầu (overhead) Do xuất phát từ Mỹ cho nên dung lượng không được đảm bảo cho hệ thống tín hiệu CEPT (Conference of Eropean Post and Telegraph): Hội nghị về điện thoại và điện báo của châu Âu. Việc nhồi byte – byte làm tăng độ siter hơn kiểu bit – bit của PDH. Vì tín hiệu PDH của Mỹ và CEPT có tốc độ khác nhau. Do đó việc ghép luồng không đồng bộ nhau mà phải sử dụng một số giao tiếp khác. Đồng bộ phải được cung cấp từ ngoài Thiếu tín hiệu ghép trung gian 8Mb/s Luồng STM-1 tốc độ 155Mb/s chỉ chứa 63 luồng 2Mb/s hoặc luồng 34 Mb/s I.3. So sánh phân biệt hệ thống PDH và SDH : I.3.1. Nguyên tắc ghép luồng trong cấu trúc cận đồng bộ : Trong cấu trúc cận đồng bộ PDH (Plesiochronous Digital Hierachies) thì bốn luồng tín hiệu số theo tiêu chuẩn CEPT (Conference off Eropean post and Telecom…) có thể được kết hợp tại thành một tín hiệu ghép luồng mới. Các luồng tín hiệu số đưa tới thiết bị ghép kênh có thể từ các vị trí khác nhau, tốc độ bít các luồng có thể khác nhau. Vì vậy chúng được gọi là các luồng cận đồng bộ. Để phối hợp 4 luồng số cận, đồng bộ vào chuẩn thời gian hệ thống của thiết bị ghép kênh mới người ta phải dùng phương pháp chèn bít (Justification or stuffing). Chèn bít là một phương pháp dùng để truyền dẫn tín hiệu số cho trước mà không bị ảnh hưởng tới chất lượng ở tốc độ bít khác vơí tốc độ nguyên thuỷ của nó. I.3.2. Các tiêu chuẩn của PDH : Các cấp truyền dẫn cận đồng bộ đang tồn tại theo nhiều tiêu chuẩn khác nhau Châu Âu, Bắc Mỹ , Nhật, CCITT. Theo tiêu chuẩn Châu Âu muốn có một luồng số tốc độ cao hơn thì ghép 4 luồng thấp hơn với nhau. PCM 30 K1 K2 K30 2,048 Mb/s 1 2 MUX 2/8 3 4 8,448 Mb/s 2 MUX 8/34 3 4 34,368 Mb/s 2 MUX 34/140 3 4 139,64 Mb/s 2 MUX 140/565 3 4 565,128Mb/s 1 1 1 Hình 1.1. Phân cấp cận đồng bộ của Châu Âu PCM K1 K2 K30 6,3 Mb/s X4 32 Mb/s X5 5x5 100 Mb/s X3 400 Mb/s X4 Bốn cấp truyền dẫn đầu tiên của Châu Âu được IIUT công nhận làm tiêu chuẩn quốc tế. Hình 1.2. Phân cấp cận đồng bộ của Nhật . Tiêu chuẩn của Bắc Mỹ là : PCM K1 K2 K30 6,3 Mb/s X4 45 Mb/s X7 405 Mb/s X9 Hình 1.3. Phân cấp cận đồng bộ của Bắc Mỹ. I.3.3. Các nhược điểm của hệ thống PDH: Hệ thống phân cấp cận đồng bộ số PDH chỉ cho phép các tốc độ bit cơ bản 2048Kb/s (hoặc 1544Kb/s) trong một cấu trúc TDM (ghép kênh phân chia theo thời gian Time Division Muliplex). Cấu trúc này có thể được sử dụng trong các tổng đài với các chuyển mạch 64Kb/s. Giữa các nút tổng đài, các nút tốc độ cơ bản chỉ được sử dụng cho truyền dẫn hoặc kết nối chéo. Như vậy mạng PDH chủ yếu đáp ứng cho dịch vụ thoại. Đối với các dịch vụ mới như: Điện thoại truyền hình, truyền số liệu, mạng ISDN hoặc các dịch vụ phi thoại khác thì mạng PDH khoá có khả năng đáp ứng được. Chưa có tiêu chuẩn chung cho thiết bị đường dây, các nhà sản xuất chỉ mới có tiêu chuẩn đặc trưng cho các thiết bị riêng của họ. Khi dung lượng lớn, việc quản lý phải nghiêm ngặt. Muốn quản lý hiệu quả mạng lưới số hoá tốc cao cần phải thiết lập sự giám sát tập trung có tác động từ xa. Khi có sự cố , mạng lưới phải tự phản ứng để tiếp tục hoạt động. Trong khi đó cấu số cận đồng bộ lại thiếu khả năng cung cấp có hiệu quả các thông tin về các chi tiết phục vụ cho việc quản lý mạng. Hệ thống PDH thiếu các phương tiện giám sát đo thử từ xa mà chỉ được tiến hành ngay tại chỗ. Các thông tin phục vụ cho duy trì hệ thống không được liên kết trên toàn tuyến mà chỉ cho từng đoạn truyền dẫn . Thủ tục để kết nối các thông tin duy trì hệ thống cho toàn tuyến rất phức tạp và khó thực hiện. Một nhược điểm nữa liên quan đến nhiều vấn đề điều khiểm giám sát. Trong mạng có nhiều cấp thiết bị tách ghép luồng. Một luồng 2Mb/s có thể đi qua nhiều hướng trước khi đến đích, do đó vấn đề quản lý trong luồng tại mỗi trạm lại phải đồng bộ chặt chẽ. Trong thực tế rất dễ sinh ra lỗi lầm trong quản lý hoặc đấu nối, không chỉ ảnh hưởng đến luồng đang kết nối mà còn có thể gây mất liên lạc cho các luồng khai thác. 140 34 34 8 8 2 2 8 8 34 34 140 Người sử dụng 140 LTE 140 LTE Hình 1.4. Phương thức xen/ rẽ trong PDH. Hệ thống PDH không linh hoạt trong việc kết nối các luồng liên lạc. Khi có nhu cầu tách luồng (ví dụ luồng 2Mb/s) từ một luồng số tốc độ cao hơn thì phải thực hiện giải pháp qua đủ các cấp trung gian để hạ tốc độ từ cấp cao tới cấp thấp tương ứng. Tương tự việc ghép luồng cũng phải đủ các cấp từ thấp đến cao. Điều này rõ ràng là không mềm dẻo, không thuận tiện cho việc kết nối dịch vụ nhanh chóng và phải có đủ các cấp thiết bị xen/rẽ tương ứng do đó không tiết kiệm và đôi khi còn gây khó khăn trong thực hiện. Như vậy ta đã thấy PDH có các mặt hạn chế chính là không thể xác định các kênh thông tin trong một luồng tốc độ cao, cấu trúc khung không đủ vị trí để mang thông tin về quản lý mạng và không thể đáp ứng được các nhu cầu băng rộng. Vì vậy các nhà khai thác mạng luôn luôn mong muốn vượt qua các hạn chế đó của PDH. Ta có thể tóm tắt sự khác nhau giữa kỹ thuật PDH và SDH như sau: PDH SDH - Bộ giao động tự do - Dao động nội được điều khiển bộ với đồng bộ ngoài - Ghép kênh không đồng bộ - Ghép kênh đồng bộ - Có cấu trúc khung đặc trưng cho mối loại - Cấu trúc khung đồng nhất - Ghép luồng theo nguyên lý xen bit - Ghép luồng theo nguyên lỹ xen byte - Truy xuất luồng riêng lẻ sau khi giải ghép đến cấp tương ứng - Truy xuất luồng trực tiếp từ luồng tốc độ cao hơn. I.3.4. Một số khuyến nghị về SDH của ITV-T: G.702: Tốc độ bit của các cấp truyền dẫn số. G.703: Các đặc tính vật lý/điện của các giao diện số. G.707: Tốc độ bit của SDH. G.708: Giao diện nút mạng cho các cấp truyền dẫn đồng bộ. G.709: Cấu trúc ghép luồng đồng bộ. G.773: Giao thức (Protocol) phù hợp với giao diện Q để quản lý các hệ thống truyền dẫn. G.782: Các kiểu và đặc tính chủ yếu của thiết bị ghép kênh SDH. G.783: Các đặc tính của các khối chức năng thiết bị ghép kênh SDH. G.784: Quản lý SDH. G.955: Các hệ thống thông tin cáp sợi quang có luồng cơ sở 1544Kbs. G.957: Các giao diện quang đo thiết bị và hệ thống liên quan đến SDH. Khuyến nghị G.707 chỉ rỏ các tốc độ bit phân cấp cận đồng bộ (PDH) như: 1,5Mb/s, 6,3Mb/s, 140Mb/s là các giao diện giữa hệ thống PDH và SDH và được gọi là luồng nhánh PDH. Các luồng đồng bộ STM-N (với N = 1,4,16,64). Trong đó STM-1 = 155,52Mb/s, các luồng bậc số cao là ghép bội lần của luồng số bậc thấp hơn. * Các tốc độ bit trong SDH: STM-1 155520 Kb/s STM-4 622080 Kb/s STM-8 1244160 Kb/s STM-12 1866240 Kb/s STM-16 2488320 Kb/s STM-64 9953280 Kb/s CHƯƠNG II NGUYÊN LÝ GHÉP KÊNH SDH II.1. Cơ sở ghép kênh SDH. Bộ ghép kênh SDH theo khuyến nghị G.709 của ITV-T như hình vẽ sau: STMN AUG AU4 VC4 TUG 3 TU3 VC3 C3 AU3 VC3 TUG 2 TU2 VC2 C2 TU12 VC12 C12 TU11 VC11 C11 C4 XN X1 X3 X3 X7 X7 X1 X1 X3 X4 139264 Kb/s 44736 34368 Kb/s 6312 Kb/s 2048 Kb/s 1544 Kb/s Xử lý con trỏ Ghép kênh Sắp xếp, hiệu chỉnh Lựa chọn của ESTI Lựa chọn riêng cho SONET Đồng bồ bằng con trỏ Hình 2.1. Cấu trúc ghép kênh SDH. II.1.2. Cấu trúc ghép kênh : Mức cơ sở của SDH là ở tốc độ 155,520Mb/s và được hiểu như một tín hiệu truyền dẫn cấp một (STM-1). Các tốc độ cao hơn là ghép nguyên lần tốc độ bít ở mức cơ sở. Hiện tại hệ thống phân cấp đồng bộ có ba mức tín hiệu SDH đã được xác định như sau: STM-1 : 155520 Kb/s. STM-4 : 622080 Kb/s. STM-16 : 2488320 Kb/s. Hệ thống SDH cho phép bất kỳ tốc độ truyền dẫn nào (trừ tốc độ 8Mb/s) thì cũng có thể ghép vào các container. Quá trình ghép SDH gồm hai giai đoạn độc lập, đó là quá trình hình thành khối động bộ cơ bản STM-1và sự hình thành các khối STM-N cấp cao hơn bằng cách xen byte các luồng STM-1 (STM-N = Nx STM-1). Và cấu trúc ghép kênh SDH được biểu diễn như hình (2.1). II.1.3. Chức năng các khối: Các khối trong sơ đồ có ký hiệu và chức n._.oài. Tín hiệu tổng hợp AGGR. Tín hiệu náhnh TRIB. Việc thiết lập cấp ưu tiên bằng cách sử dụng phần mềm FLEXR hoặc FLEXR Plus. Nửa byte thông báo trạng thái đồng bộ SSMB dùng để chỉ thị chất lượng tín hiệu đồng bộ SSMB dùng để chỉ thị chất lượng tín hiệu đồng bộ luồng tổng hợp. Chất lượng các đồng hồ khác được thiết lập bởi người vận hành. Theo việc định nghĩa cấp ưu tiên và quản lý chất lượng, card TSCL-1 lựa chọn tín hiệu đồng bộ chất lượng và cung cấp nó tới những khối như một nguồn đồng hồ thiết bị. Nết tất cả các nguồn đồng hồ thiết bị ngắt. Card TSCL-1 sẽ giữ lại tần số pha của tín hiệu đồng hồ sử dụng lần sau cùng và giữ việc cung cấp của nó. Tín hiệu đồng hồ được đưa ra bên ngoài thiết bị sau khi được chuyển đổi từ tín hiệu sóng hình sin thành tín hiệu lưỡng cực (đồng hồ EC, 1C 2.048MH và 2048Mb/s) *Chức năng chuyển đổi dự phòng card: Nếu một card CHPD -D12 bị sự cố, TSCL-1 sẽ chuyển các luồng từ card làm việc sang card dự phòng phù hợp với thông lệnh của card CHSW-D1. Đối với những card khác có cấu hình dự phòng (1+1) thì thông lệnh này phát ra từ card MPL. *Cấu hình dự phòng: Nếu card làm việc TSCL-1 bị sự cố card MPL ra một lệnh chuyển đổi chế độ làm việc sang card TSCL-1 dự phòng. Chức năng này không có khi card CHSD-1 hoặc CHPD-D4 được sử dụng ở vị trí phía giao diện nhánh của thiết bị trong cấu hình mạng vòng Ring *Chức năng lưu trữ dữ liệu vật lý: TSCL-1 có chức năng lưu trữ liệu vật lý của chính nó. Dữ liệu này không thay đổi được. III.5.3. Miêu tả mặt trước card TSCL-1: Trên mặt trước của card TSCL-1 có hai đèn LED để chỉ thị cảnh báo. LED có thể sáng đỏ sáng nhấp nháy đỏ, sáng vàng, sáng xanh, sáng nhấp nháy xanh tuỳ thuộc vào từng điều kiện cảnh báo. T S C L-1 LINE UNI/RCL Hình I.9. Mặt trước card TSCL-1. Tên LED Chỉ thị Điều kiện cảnh báo UNIT/RCI Sáng đỏ - Có một lỗi trong card. Nhấp nháy đỏ - Có chỉ thị thay card từ trung tâm. Nhấp nháy xanh Lắp card không đúng vị trí. Thiết lập card không thành công. Sáng xanh Card đang trong trạng thái hoạt động bình thường. Sáng vàng Thử đèn… Line Sáng đỏ Có chỉ thị cảnh báo trong AU-4. Có cảnh báo mức VC-4 trạm bên kia Tín hiệu VC-4 không được nối. Có lỗi trong byte đầu tiên chỉ thị đa khung của tín hiệu TU trong tín hiệu VC-4. Số các lỗi nghiêm trong VC-4 vượt quá giá trị ngưỡng (lỗi thực hiện chu kỳ ngắn STEP). Số lỗi trong VC-4 chu kỳ 15 phút vượt quá giá trị ngưỡng (thời gian nghiêm trọng chu kỳ 15 phút STEP). Có cảnh báo xảy ra trong tín hiệu VC-3, VC-2 hoặc VC-12 phía trạm bên kia. Lỗi con trỏ tín hiệu TU. Sự cố đầu vào tín hiệu đồng hồ ngoài 2048 Mb/s, 2.048 MHz. Cảnh báo AIS ở tín hiệu đồng bộ ngoài 2048 Mb/s. Không có nguồn tín hiệu đồng bộ nào được sử dụng . Hệ thống sử dụng đồng hồ sử dụng lần sau cùng giữ được . Thử đèn. III.5. Card giao diện 2.048Mb/s CHPD -D12C: CHPD -D12C được thiết kế dựa trên cơ sở cấu trúc ghép như hình vẽ dưới đây . Card CHPD-D12 chuyển đổi 21 kênh tín hiệu 2.048Mb/s đến từ các thiết bị ghép kênh ngoài thành một tín hiệu AU-4 (25.92Mb/s x 6)bằng cách ghép chung lại với nhau và chèn thêm POH. AU-4 VC-4 TUG3 TUG2 X1 X3 X7 X3 TU-12 VC-12 C-12 2.048Mb/s X1 X1 X1 Hình I.10. Cấu trúc ghéo kênh đồng bo: Ngược lại card CHPD-D12C làm nhiệm vụ chuyển đổi luồng tín hiệu AU-4 đến từ card TSCL thành 21 luồng tín hiệu 2.048Mb/s. Card CHPD - D12C cũng có chức năng đấu vòng các tín hiệu 2.048Mb/s trên card. III.5.1. Các chức năng của card CHPD - D12C: *Bộ điều khiển chuyển tiếp: Card CHPD- D12C có thể chuyển đổi luồng giữa hai trạng thái làm việc và không làm việc đồng thời cả 21 luồng dựa trên dữ liệu thiết lập. *Chuyển đổi tín hiệu lưỡng cực - đơn cự: Card CHPD-D12C có nhiệm vụ chuyển đổi tín hiệu lưỡng cực thành tín hiệu đơn cực và ngược lại. *Bộ tách ghép tín hiệu 1: Bộ ghép kênh MUX 1 ghép tín hiệu C-12 mã HDB3 thành tín hiệu TU-12 và ghép 3 tín hiệu TU-12 thành 1 tín hiệu TU-2 . Bộ tách tín hiệu DMUX 1 xử lý quá trình ngược lại. Khi card có dạng cấu hình (1+1) DMUX 1 làm nhiệm vụ chuyển đổi luồng. Trong quá trình tách ghép tín hiệu CHPD-D12C cũng thực hiện quá trình xử lý con trỏ để phát hiện trạng thái luồng , cảnh báo hoặc các đường điều khiển. *Bộ ghép tách tín hiệu 2: Bộ ghép tín hiệu MUX2 ghép 7 TUG-2 thành tín hiệu TUG-3. Sau đó bộ ghép tín hiệu MUX2 ghép 3 TUG3 thành một tín hiệu AU-4 (25,92Mb/s x 6). Bộ DMUX-2 thực hiện quá trình chuyển đổi ngược lại thực hiện quá trình xử lý con trỏ và phần mào đầu để dò tìm trạng thái luồng, cảnh báo hoặc tín hiệu điều khiển. *Khởi tạo tín hiệu đồng hồ: Card CHPD-D12C khởi tạo và phân bố các tín hiệu đồng hồ (49.152MHz cho mạch vòng khoá pha PLL 25,92 MHz cho đồng hồ chủ MUX, DMUX và 8MHz cho đồng hồ thời gian) để điều khiển các tín hiệu không đồng bộ. *Lựa chọn và thông tin cảnh báo: Card CHPD-D12C lựa chọn các cảnh báo lấy từ phần quản lý luồng POH trong quá trình ghép, tách tín hiệu và hiển thị chúng trên các LED ở mặt trước card. *Khởi tạo lại nguồn: Khi nguồn được bật lại sau khi bị ngắt, card CHPD- D12C sẽ thiết lập lại dữ liệu đường bằng cách gửi đi tín hiệu yêu cầu lại tới phần LSI và bộ chuyển đổi lưỡng cực- đơn cực. *Giao diện với khối MPL: Card CHPD-D12C có giao diện với card MPL để lưu trữ tình trạng luồng và các cảnh báo POH dò tìm trong quá trình tách , ghép tín hiệu vào bộ nhớ. *Lưu trữ các dữ liệu vật lý: Card CHPD-D12C có thể lưu trữ các dữ liệu vật lý của chính nó. Các dữ liệu này không thay đổi được. III.5.2. Mô tả mặt trước card CHPD-D12C: CH PD D12C LINE UNI/RCL Trên mặt trước card có 2 LED chỉ thị cảnh báo. Hai LED này có thể sáng đỏ, nhấp nháy đỏ , sáng xanh, nhấp nháy xanh hoặc sáng vàng tuỳ thuộc vào điều kiện cảnh báo. Hình I.11. Mặt trước card CHPD-D12C Tên LED Chỉ thị Điều kiện cảnh báo UNIT/RCI Sáng đỏ - Có một lỗi xảy ra trong card Nháy đỏ - Có chỉ thị thay card từ trung tâm Nháy xanh Lắp card không đúng vị trí Thiết lập card không thành công Sáng xanh Card đang hoạt động bình thường Sáng vàng Thử đèn Line Sáng đỏ Có chỉ thị cảnh báo trong TU-12 Lỗi con trỏ trong TU-12 Có cảnh báo mức VC-12 trạm đối phương Một bít lỗi xảy ra trong VC-12 Mất đầu vào VC-12 Cảnh báo AIS trong C-12 Lỗi khung xuất hiện trong tín hiệu C-12 Lỗi tín hiệu lưỡng cực Kiểm tra Lamp test (thử đèn) III.6. Card CHSW: CHSW là một card điều khiển chuyển mạch luồng trong cấu hình dự phòng 1: n. CHSW được bố trí ở khe 15 ký hiệu 8. Có hai loại CHSW là : CHSW -D1 và CHSW - DS1 để điều khiển và chuyển mạch bảo vệ cho luồng 2Mb/s hoặc luồng 1,5Mb/s. III.6.1. Mô tả card CHSW- D1: Card CHSW- D1 cung cấp dự phòng card cho card CPD -D12 dự phòng: Card này chuyển luồng thông tin của một card đang bị lỗi sang card dự phòng để tránh các ảnh hưởng trên các thiết bị phục vụ hiện hành khi một trong các bộ phận đang hoạt động bị lỗi. III.6.2. Các chức năng của card CHSW-D1: - Khi CHSW-D1 định hình một cấu hình dự phòng 1:n (n < 3) thì có từ 1 đến 63 kênh truyền tín hiệu chính được nhập vào CHSW - D1. Có hai chế độ chuyển mạch. Trong chế độ auto - nếu card hoạt động có lỗi thì sẽ tự động chuyển sang card dự phòng. CHSW - D1 nhận dữ liệu yêu cầu chuyển mạch từ bộ phận đang bị lỗi qua đường truyền nối tiếp. Sau đó tập hợp dữ liệu dự phòng của card đang hoạt động và thiết lập nó cho card dự phòng. Cuối cùng CHSW - D1 gửi tín hiệu chuyển mạch đến card TSCL, đồng thời chuyển tín hiệu chính cho card dự phòng bằng cách kích hoạt công tắc rơ le. Sau khi phục hồi card bị lỗi xong card dự phòng tự động chuyển lại card đang hoạt động chính. Chế độ còn lại là chế độ manual. Trong chế độ nhân công theo lệnh được gửi từ FLEX hoặc FLEX Plus đến. Chế độ này thường được dùng để duy trì một bộ phận đang hoạt động không có lỗi. Card CHSW-D1 có thể thiết lập cho mỗi card không được chuyển sang card dự phòng (lock- out) *Giao diện với card MPL: CHSW - D1 có một giao diện với card vi xử lý MPL để truyền dữ liệu dự phòng của card đang hoạt động sang card dự phòng. *Lưu trữ dữ liệu vật lý: CHSW-01 có thể lưu trữ các dữ liệu vật lý của chính nó. Các dữ liệu này không thay đổi được. III.6.3. Mô tả mặt trước của card CHSW-D1: CH SW D1 UNIT/RCL CHSW-D1 có một đèn LED, LED này có thể sáng đỏ, nhấp nháy đỏ, sáng xanh, nháy xanh hoặc sáng vàng. Tuỳ thuộc vào từng điều kiện cảnh báo. Hình I.12. Mô tả mặt trước của card CHSW-D1. Tên LED Cảnh báo Ý nghĩa cảnh báo UNIT/RCI Sáng đỏ - Có lỗi trong card Nhấp nháy đỏ - Thay đổi card được thực hiện từ trạm trung tâm Sáng nhấp nháy xanh Card lắp sai vị trí Khai báo chưa hoàn chỉnh Sáng xanh hoặc vàng - Card đang hoạt động tốt (chuyển mạch dự phòng sẽ được thực hiện) Sáng vàng - Kiểm tra lamp test (thử đèn) III.7. Card giao diện quang : CHSD-1: Tên LED Ứng dụng Bước sóng Connector quang ITU-T Classitication CHSD-1S1C Short haul 1,3mm FC type S1.1 CHSD-1S1S Short haul 1,3mm SC type S1.1 CHSD-1L1C Short haul 1,3mm FC type L1.1 CHSD-1L1S Short haul 1,3mm SC type L1.1 CHSD- 1EC cung cấp một giao diện kênh truyền nhánh hoặc tổng hợp với tín hiệu quang STM-1. Các loại card CHSD-1 được liệt kê như bảng trên kênh. Nó chèn các byte SOH vào các tín hiệu AU-4 (25,92Mb/s x 6) từ TSCL (chuyển mạch luồng và đồng bộ) và chuyển đổi các tín hiệu này thành một tín hiệu quang STM-1 (155,52Mb/s) CHSD-1 cũng thực hiện đảo ngược sự chuyển đổi trên, tách các byte SOH và truyền tín hiệu AU-4 đến TSCL. III.7.1. Các chức năng của card SHSD -1: *Chức năng giao diện quang: - Giao diện quang được sử dụng để chuyển đổi tín hiệu quang thành tín hiệu điện và tách các bít đồng bộ. Đồng thời nó cũng làm nhiệm vụ chuyển đổi tín hiệu điện và tín hiệu đồng bộ thành tín hiệu quang. Khi tín hiệu quang thu được quá yếu không thể tách các bít đồng hồ (BER khoảng 10-3) hoặc liên tiếp nhận được các bit số “0” trong thời gian 125ms hoặc lâu hơn khi chuyển đổi thành tín hiệu điện, cảnh báo mất tín hiệu LOS được khởi tạo. Nếu có ảnh hưởng này, chức năng ALS được kích hoạt, thiết bị ngừng phát tín hiệu quang. *Chức năng đồng bộ khung: Card CHSD-1 liên tiếp kiểm tra mẫu bít trong 2 byte A1, A2 trong phần RSOH. Card CHSD-1 sẽ khởi tạo một xung đồng bộ mỗi khi nhận được mẫu bít. Nếu mẫu bít không tìm thấy trong một khoảng thời gian đã định, một cảnh báo đồng bộ xuất hiện, card sẽ khởi tạo tín hiệu cảnh báo mất khung LOF (Loss Of Frame). *Chức năng tách phần mào đầu: Tách RSOH: Card CHSD-1LIC tách RSCOH sau khi đồng bộ khung. Mỗi byte RSOH được chuyển thành dữ liệu tương ứng và ngược lại. Do đó những chức năng sau đây được thực hiện. + Chức năng nghiệp vụ OW. + Kiểm tra chẵn lẻ BIP-8. + Kênh truyền dữ liệu phân đoạn lặp lại (RS-DCC). + Chức năng đấu tín hiệu. Tách MSOH: CHSD-1 cũng tách MSOH tương tự như RSOH. Do đó những chức năng sau đây được thực hiện. + Kiểm tra chẵn lẻ BIP -24. + Bảo vệ phân đoạn ghép kênh MSP. + Kênh truyền dữ liệu phân đoạn ghép kênh MS-DCC (quản lý mạng). + Nửa byte thông báo trạng thái đồng bộ (SSMP-kiểm tra độ ưu tiên đồng hồ đồng bộ). *Chức năng bảo vệ và khôi phục nghiệp vụ mạng vòng card: CHSD-1 cung cấp chức năng bảo vệ mạng vòng RING. Chức năng này thực hiện huỷ bỏ đấu vòng của tín hiệu nghiệp vụ OW và chỉ phát theo một hướng chỉ định (đường X) tại trạm chủ để ngăn cản, tín hiệu nghiệp vụ quay ngược lại trong cấu hình mạng vòng. Khi có một lỗi xảy ra trên đường quang, card của trạm chủ sẽ chuyển mạch phát hai hướng và đấu vòng nghiệp vụ các card quang của trạm tới dò tìm lỗi phát thu để loại bỏ tín hiệu đấu vòng và chuyển mạch phát một hướng do đó đường nghiệp vụ được khôi phục. *Chức năng dò tìm tín hiệu nghiệp vụ số đi thẳng: Khi không lắp card SACL (card cảnh báo nghiệp vụ) hoặc có lệnh của người khai thác từ FLEXR hoặc FLEXR Plus , tín hiệu nghiệp vụ chuyển qua card CHSD mà không phải chuyển qua tín hiệu tương tự. *Chức năng chuyển mạch luồng: Card CHSD-1 có thể chọn tín hiệu thu AU-4. Trong cấu hình mạng vòng, luồng truyền dẫn sẽ được phát theo hai hướng khác nhau. Trong mạng chuỗi hoặc cấu hình đầu cuối, luồng chỉ được chạy theo một hướng. Trong cấu hình mạng chuỗi luồng có thể được thiết lập trên FLEXR hoặc FLEXR Plus. Trong cấu hình đầu cuối luồng được thiết lập cố định theo một hướng. Có hai chế độ chuyển mạch luồng ngoài chế độ tự động Chế độ cưỡng bức: Luồng được chỉ định có định theo một hướng. Chế độ nhân công: Một trong hai luồng là cố định. *Chức năng thử tín hiệu: Card CHSD cung cấp chức năng đấu vòng. Nếu có một lỗi xảy ra trên card, card sẽ đấu vòng tín hiệu AU-4 bằng nhân công để phát hiện nguyên nhân lỗi. Dữ liệu chỉ có thể được đấu vòng trên hướng bên ngoài thiết bị. *Chức năng lưu trữ dữ liệu vật lý. CHSD-1LTC có thể lưu trữ dữ liệu vật lý của chính nó. Dữ liệu này không thể thay đổi được. III.7.2. Mô tả mặt trước card CHSD-1: C H S D1 LINE UNIT/RCI Mặt trước card CHSD-1 có hai cổng dành cho nhà sản xuất kiểm tra card, có hai LED chỉ thị cảnh báo và một nhãn nhắc nhở nhà khai thác về bức xạ laser. Hình I.1.3. Mặt trước card CHSD-1LIC. Tên LED Chỉ thị Ý nghĩa cảnh báo UNIT/RCI Sáng đỏ Có một lỗi trong card. Mức phát quang quá cao. Mức phát quang quá thấp. Dòng vượt quá ngưỡng ở bộ phát laser. Nhấp nháy đỏ Có chỉ thị thay card từ trung tâm: Một card lắp không đúng vị trí. Thiết lập card không hoàn thành. Nháy xanh Card trong trạng thái hoạt động bình thường. LINE Sáng đỏ. Tín hiệu STM-1 bị ngắt. Lỗi đồng bộ khung STM-1. Liên kết tín hiệu STM-1 không đúng . AIS trong tín hiệu STM-1 . Một bít lỗi xảy ra trong tín hiệu thu STM-1. Tín hiệu STM-1 bị suy giảm ở phần thu. Một lỗi xảy ra ở tín hiệu STM-1 trạm đối phương. Các cảnh báo chất lượng truyền vượt quá ngưỡng (STM-1 quá ngưỡng). Có lỗi trong byte MSP. Lỗi con trỏ AU. AIS trong tín hiệu AU-4. Một lỗi xảy ra trong VC-4. Tín hiệu VC-4 không được kết nối Dò thấy số lỗi nghiêm trọng trên tín hiệu STM-1 trong 15 phút vượt quá ngưỡng. Dò thấy số lỗi nghiêm trọng trên tín hiệu STM-1 trong 24 giờ vượt quá ngưỡng. IV. Các chức năng của hệ thống thiết bị FLX 150/600: IV.1. Chức năng đồng bộ: IV.1.1. Các tín hiệu vào ra đồng bộ: *Nguồn đồng bộ: FLX 150/600 có thể trích các tín hiệu đồng bộ từ các nguồn sau + Các lối vào mạch nhánh 2.048Mb/s (CH1;4;7). + Lối vào mạch nhánh STM-N (tất cả các kênh). + Tín hiệu lối vào tổng hợp(Tất cả các kênh). + Tín hiệu lối vào bên ngoài 2.048Mb/s (2 kênh). + Tín hiệu từ bộ tạo dao động bên trong. Tuy nhiên FLX 150/600 được dùng với chức năng là đồng bộ phục hồi, nó chỉ trích tín hiệu từ tín hiệu tổng hợp STM-N. *Lối ra đồng bộ: FLX150/600 cho phép xuất ra bên ngoài hai loại tín hiệu đồng hồ. + Đồng bộ thiết bị (EC). + Đồng hồ đường truyền (LC). EC đồng bộ với EC trong FLX 150/600. Nó được sử dụng như là nguồn tín hiệu clock cho các thiết bị khác cài đặt trong trạm. LC được đồng bộ với thiết bị STM-N được nhận bởi FLX150/600. Nó cũng được dùng như một nguồn clock cho bộ phận cung cấp tín hiệu được cài đặt trong trạm. IV.1.2. Lựa chọn nguồn đồng bộ: FLX150/600 có chức năng lựa chọn nguồn đồng bộ cho việc đồng bộ của chính thiết bị. Có hai chế độ lựa chọn phụ thuộc vào nguồn thời gian được sử dụng : *Chế độ 1: Ở chế độ này có tới 3 tín hiệu nguồn đồng bộ được chọn lựa từ các nguồn tín hiệu được liệt kê ở trên (phần IV.1.1) và định chế độ ưu tiên. Một trong các tín hiệu nguồn có chất lượng tốt nhất sẽ tự động được lựa chọn để sử dụng. *Chế độ 2: Cũng tương tự chế độ 1, nhưng các nguồn tín hiệu được lựa chọn từ các nguồn tín hiệu STM-N ở trên và sẽ ấn định sự ưu tiên. Một trong các nguồn tín hiệu tốt nhất sẽ tự động được sử dụng. IV.1.3. Chuyển mạch nguồn đồng bộ: FLX150/600 có hai chế độ chuyển mạch lối vào đồng bộ là chế độ tự động và chế độ nhân công. *Chế độ tự động: Khi chất lượng của nguồn được dùng ở chế độ Auto bị xấu thì việc kiểm tra chất lượng được tiến hành ở các nguồn khác (theo thứ tự ưu tiên giảm dần). Nguồn tín hiệu có phẩm chất kém sẽ tự động được chuyển sang nguồn có chất lượng tốt nhất. Nếu xảy ra một trong các lỗi sau thì tín hiệu nguồn đồng bộ sẽ được chuyển sang nguồn khác. + Tín hiệu STM-N: mất tín hiệu (LOS), mất khung dữ liệu (LOF) có tín hiệu chỉ cảnh báo phần đa hợp (MA S¸T-AIS). + Tín hiệu 2.048Mb/s mất tín hiệu nhánh (LOT), mất sự sắp xếp chung (FAL) hoặc tín hiệu chỉ cảnh báo (AIS). + Mất tín hiệu 2.048MHz. Nếu tất cả các nguồn tín hiệu bị lỗi thì một tín hiệu cùng tần số với tín hiệu nguồn được sử dụng sau cùng trong thiết bị sẽ được dùng như là tín hiệu nguồn (hold over). Khi FLX150/600 sử dụng với chức năng là bộ phục hồi(REG), nguồn được chuyển sang bộ tạo dao động bên trong. *Chế độ nhân công (manual): Trong chế độ này, người vận hành phải thiết lập lệnh khi muốn chuyển mạch nguồn. Nhưng khi muốn sử dụng chế độ này thì nguồn phải không bị lỗi, nếu người bị lỗi thì hệ thống sẽ tự động giải phóng chế độ manual và chuyển sang chế độ tự động. IV.2. Chức năng kết nối: FLX1500/600 có chức năng kết nối đường dẫn: Xuyên quang (through). Xen/rẽ (Add/Drop). Chuyển sang (Interchange). IV.2.1. Chức năng đấu nối thẳng (Path Through Function): Y X Hình IV.1. chức năng đấu nối thẳng. Tín hiệu nhận từ bên X (hoặc Y) được đưa đến bộ phận xử lý. Sau đó lại được đưa đến bộ phận xử lý để xử lý một lần nữa và xuất ra ngoài ở bên Y (hoặc X) Y X IV.2.2. Chức năng xen/rẽ (Add/Drop) : Hình IV.2. Chức năng xen/rẽ (Add/Drop) Tín hiệu nhận từ X (hoặc Y) được đưa đến điểm xử lý và sau đó được kết nối đến các nhánh ở cấp VC-12 , VC -3, VC-4 tuỳ thuộc vào dữ liệu cài đặt trên đường dây. Tín hiệu sau đó được xuất ra ngoài đến các nhánh IV.2.3 Chức năng thẳng/rẽ (Through/Drop) : Y X Hình IV.3: Chức năng thẳng/rẽ (Through/Drop) Tín hiệu nhận từ bên X được đưa đến điểm xử lý sau đó kết nối đến bên Y và các tổ hợp nhánh ở các mức VC-12, VC-3 hoặc VC-4 tuỳ thuộc vào dữ liệu thiết lặp đường dây. IV.2.4. Chức năng thay đổi (Interchange) : Y X nhánh Hình IV.4.Chức năng thay đổi (Interchange) Tín hiệu nhận từ X,Y hoặc các nhánh được đưa đến điểm xử lý sau đó kết nối đến X,Y hoặc các nhánh ở mức VC-12, VC-3 hoặc Vc-4 (phụ thuộc và dữ liệu thiết lập đường truyền) và sau đó được xuất ra ngoài. IV.3. Chức năng dự phòng: FLX150/600 có ba cơ chế dự phòng độc lập: Dự phòng phân đoạn ghép kênh - MSP. Dự phòng luồng PPS. Card dự phòng. IV.3.1. Dự phòng phân đoạn ghép kênh MSP: Cơ chế dự phòng phân đoạn ghép kênh có thể dùng đối với mạng điểm - điểm và mạng tuyến tính. Nếu có hư hỏng trong giao tiếp quang thì chức năng này sẽ tự động chuyển mạch đường truyền làm việc sang đường truyền dự phòng. FLX 150/600 sử dụng chuyển mạch dự phòng “không trở lại” (1+1)đối với cơ chế MSP. Cả hai chuyển mạch đơn hướng và hai hướng đều có thể sử dụng. + Chuyển mạch đơn hướng: là sự chuyển mạch chỉ xảy ra theo một hướng (nhận). Khi chất lượng vào kích vào bộ chuyển mạch dự phòng, thì luồng dự phòng hướng thu sẽ hoạt động. FLX150/600 FLX150/600 + Chuyển mạch hai hướngg: Cả hai đường truyền gửi và nhận đều được chuyển sang đường dự phòng. Làm việc Dự phòng X lỗi Làm việc Dự phòng FLX150/600 FLX150/600 FLX150/600 FLX150/600 Làm việc Dự phòng *Có lỗi xảy ra *Chuyển mạch đơn hướng *Chuyển mạch hai hướng Hình IV.5. Chuyển mạch dự phòng. - Các chế độ chuyển mạch của FLX 150/600 được liệt kê theo thứ tự ưu tiên giảm dần: + Chốt (clock out). + Cưỡng bức (Fore). + Tự động (Auto-SF/Auto-SD). +Nhân công (Manual). *Chế độ clock - out: Chế độ này sử dụng cho việc bảo dưỡng đường truyền. Ơ chế độ này, sự truyền dẫn sẽ không được chuyển từ đường hoạt động sang đường dự phòng bất chấp trạng thái đường truyền. *Chế độ Auto (SF hoặc SD): Chế độ này sẽ tự động chuyển mạch dự phòng khi có sự cố tín hiệu SF hoặc chuyển mạch dự phòng khi tín hiệu xuống cấp SD đườngtruyền sẽ tự động chuyển sang đường dự phòng. *Chế độ Manual: Chế độ này cũng được dùng cho bảo dưỡng đường truyền. Người bảo trì sẽ điều khiển để chuyển từ đường truyền hiện hành sang đường truyền khác. Chế độ Manual chỉ hoạt động khi cả đường truyền làm việc và đường truyền bảo vệ hoạt động bình thường. Nếu sau khi chuyển mạch mà lỗi xảy ra thì sự chuyển mạch xem như bị huỷ bỏ. Các chế độ chuyển mạch trên có cùng một chức năng lock-in. Người bảo trì có thể cho phép hoặc không cho phép chức năng này hoạt động. Chức năng lock-in vô hiệu hoá chuyển mạch đường truyền ngay cả khi đường truyền bị lỗi nhằm tránh sự chuyển mạch liên tục khi lôi xuất hiện với các điều kiện không ổn định. Khi chuyển mạch nhiều lần (hoặc nhiều hơn) trong vòng t phút thì chức năng chuyển mạch được khoá để vô hiệu hoá chuyển mạch tự động (chuyển mạch trong chế độ lock-out, Force, Manual vẫn hoạt động. Trạng thái khoá lock-in sẽ được tự động giải phóng z giờ hoặc do người bảo trì quy định. Người bảo trì có thể cài đặt các thông số sau: + Thời gian kiểm tra chuyển mạch (t): (1¸255) phút. + Đếm số lần chuyển mạch (n): (1¸255) lần. + Thời gian vô hiệu hoá chuyển mạch (Z): (1¸255) giờ. IV.3.2. Chức năng dự phòng luồng VC PPS: Chế độ dự phòng luồng công ten nơ ảo VC được thực hiện đối với mạng vòng, tự động chuyển mạch từ đường làm việc sang đường dự phòng tại vị trí VC: VC-4, VC-3 hoặc VC-12. FLX150/600 sử dụng chuyển mạch “không trở lại” cho VCPPS. Có hai chế độ chuyển mạch: Single -ended và dual-ended PPS. + Trong chế độ Single -ended PPS; cơ chế PPS của trạm nội hạt và đối diện hoạt động độc lập. Khi đường VC vào của trạm A có lỗi thì sự truyền dẫn chuyển sang đường dự phòng. + Trong chế độ Dual ended PPS: Cơ chế PPS của trạm nội hạt và đối diện bị khoá. Khi đường VC vào của trạm A bị lỗi thì sự truyền dẫn chuyển sang đường sự phòng và sự truyền dẫn ở trạm đối diện B cũng chuyển sang đường dự phòng. Các chế độ chuyển mạch của FLX150/600 được liệt kê theo thứ tự giảm dần. + Lock - out: chốt. + Force: Cưỡng bức. + Auto-SF/Auto-SD:Tự động. + Manual: Nhân công. Các chức năng của chế độ giống như phần MSP. Cả hai chuyển mạch đơn hướng và hai hướng cũng có thể sử dụng. ChuyĨn m¹ch ®¬n h­íng F1X 150/600 F1X 150/600 M¹ch vßng TSM_N F1X 150/600 F1X 150/600 F1X 150/600 F1X 150/600 ChuyĨn m¹ch hai h­íng M¹ch vßng TSM_N F1X 150/600 F1X 150/600 Hình IV.6: Dự phòng luồng VC PPS. IV.3.3. Card dự phòng: - FLX150/600 cho phép cơ chế dự phòng card là tuỳ chọn. Mỗi loại card trong thiết bị có chức năng tự dò tìm lỗi để chuyển sang card dự phòng. - Các bộ phận giao tiếp quang sử dụng cơ chế MSP có mục đích giống như đã nói (ở mục IV.3.1). - Có hai có chế bảo vệ: (1+1) và (1:n) (n>3), cơ chế (1+1) được phối hợp cho chế độ “không trở lại”. Cơ chế (1:n) được cho phép lựa chọn giữa hai chế độ “trở lại” hoặc “không trở lại”. - FLX150/600 mang chuyển mạch bộ phận Plug-in như sau: + CHPD-D12 Unit: (1+1). + CHPD-D4 Unit: (1+1). + CHPD-1E Unit: (1+1). + TSCL Unit: (1+1). - Các chế độ chuyển mạch của FLX150/600 được liệt kê theo thứ tự ưu tiên giảm dần: + Chốt: (Lock- out). + Tự động: (Auto). + Nhân công: (Manual). * Chế độ Lock-out: chế độ này được dùng cho việc bảo dướng bộ phận Plug-in. Trong chế độ này, sự truyền dẫn được kết nối đến bộ phận làm việc và không thể chuyển mạch bất chấp trạng thái của bộ phận. * Chế độ Auto: Trong chế độ này, sự truyền dẫn được chuyển mạch tự động sang bộ phận bảo vệ nếu như bộ phận làm việc có lỗi. * Chế độ Manual: Chế độ này dùng cho việc bảo dưỡng Plug-in. Ở chế độ này, sự truyền dẫn sẽ được chuyển từ bộ phận đang hoạt động sang một bộ phận dự phòng bởi lệnh của người bảo trì. Chức năng này chỉ có thể dùng được khi bộ phận dự phòng và hoạt động đều bình thường. Nếu trong cơ chế này, sau khi chuyển mạch mà có lỗi xảy ra thì sự chuyển mạch sẽ huỷ bỏ. V. Cấu hình thiết bị FLX150/600. - Các cấu hình thiết bị FLX150/600 là: bộ ghép kênh đầu cuối TRM SDH, bộ ghép kênh xen/rẽ ADM và bộ phục hồi REG được trang bị với đường dẫn quang STM-1 hoặc STM-4. - Để là một bộ đơn (single shelf Assembly), một giá đỡ FLX mang tất cả các cấu hình thiết bị và cả hai STM-1 và STM-4. Nó cũng cho phép mở rộng từ một thiết bị STM-1 sang một thiết bị STM-4. V.1. Cấu hình điển hình: FLX150/600 mang các cấu hình thiết bị sau: * Bộ ghép kênh đầu cuối (TRM): FLX150/600 được dùng với chức năng là một thiết bị đầu cuối trong mạng điểm-điểm và mạng tuyến tính. Nó cho ghép các tín hiệu nhánh thành một tín hiệu tổng hợp (STM-1 hoặc STM-4). TRM Giao diện tổng hợp AGGR (Aggregte) Tuỳ chọn (Optional: MSP) TRIB (Tributary) Giao diện nhánh Luồng tín hiệu STM-N có thể có dự phòng (1+1) hoặc không có dự phòng tuỳ thuộc vào nhà khai thác. Hình V.1 Sơ đồ bộ ghép kênh đầu cuối. * Bộ ghép kênh xen/rẽ (ADM): ADM Giao diện tổng hợp AGGR (Aggregte) Tuỳ chọn (Optional: MSP) Giao diện tổng hợp AGGR (Aggregte) Tuỳ chọn (Optional: MSP) Giao diện nhánh TRIB (Tributary) FLX150/600 được dùng với chức năng là một trạm trung gian trong mạng tuyến tính, mạng nhánh, mạng vòng hoặc mạng mắc lưới. Nó dùng để tách ra tín hiệu nhánh từ một tín hiệu tổng hợp để cộng các tín hiệu tổng hợp, hoặc cho phép các tín hiệu xuyên ngang mà không có sự cộng hoặc tách. Thiết bị cũng có thể được dùng để xen/rẽ các khe thời gian hoặc kết nối các nhánh với nhau. Hình V.2. Bộ ghép kênh ADM. * Bộ lặp (REG): REG Giao diện tổng hợp AGGR (Aggregte) Giao diện tổng hợp AGGR (Aggregte) Các trạm TRM hoặc ADM chỉ truyền dẫn tín hiệu quang trong cách 50km do suy hao sợi quang và công suất phát quang của laser nên nếu khoảng cách xa hơn người ta sẽ sử dụng các trạm lặp. Nhiệm vụ của bộ lặp là khuếch đại tín hiệu quang nhận được và truyền tín hiệu đi tiếp trên mạng. Hình V.3. Bộ lặp. V.2. Cấu hình các bộ phận Plug-in: Các cấu hình trong bộ phận Plug-in được phân chia nhóm như sau: phần chung, phần giao tiếp ghép kênh và phần giao diện nhánh. * Phần chung : Các bộ phận Plug-in được yêu cầu đối với FLX150/600 trong bất cứ cấu thiết bị nào đều được cài đặt vào trong phần chung này. * Phần giao tiếp ghép kênh: - Phần giao tiếp ghép kênh có bốn khe cắm bộ phận Plug-in: CH slots 1-1 và 1-2 (nhóm 1) và 2-2, 2-2 (nhóm 2). Các khe này giao tiếp 139,264Mb/s, giao diện STM-1 và giao diện STM-4. Đối với ADM tuyến tính, nhóm 1 và nhóm 2 được dùng để hình thành cấu hình bảo vệ (1+1). ADM dùng hai khe CH: 1-2 và 2-2 hoặc 1-1 và 2-1. Các khe CH2-1 và 2-2 cũng có thể hình thành cấu hình bảo vệ (1+1) cho giao diện nhánh. * Phần giao diện nhánh: - Phần giao diện nhánh có 6 khe cắm bộ phận Plug-in. Các khe CH3 và CH4 (nhóm 3), CH5 và CH6 (nhóm 5), CH7 và CH8 (nhóm 7). Các khe cắm này mang giao tiếp 2.048Mb/s, 34,368Mb/s; 139,264Mb/s và STM-1. Đối với giao tiếp 34,368Mb/s, 139,264Mb/s và STM-1, nhóm 3 và nhóm 5 mỗi nhóm được dùng để hình thành cấu hình bảo vệ (1+1) hoặc có chức năng như các giao tiếp độc lập và nhóm 7 được làm cấu hình dự phòng (1+1). - Đối với giao tiếp 2.048Mb/s, các khe từ (CH4 ¸ CH8) được dùng để mang 63 giao tiếp (cấu hình 1:3). VI. Các cấu hình mạng sử dụng hệ thống FLX150/600: - FLX150/600 có các cấu hình mạng như sau: + Cấu hình mạng Điểm- Điểm: (Piont to Point). + Cấu hình mạng tuyến tính: (Linear Network). + Cấu hình mạng phân nhánh. + Cấu hình mạng vòng. FLX150/600 TRM FLX150/600 TRM STM-1/4 2,048Mb/s 34,368Mb/s 139,264Mb/s STM-1 2,048Mb/s 34,368Mb/s 139,264Mb/s STM-1 VI.1. Cấu hình mạng Điểm- Điểm (Point to Point): Hình VI.1. Cấu hình mạng Điểm- Điểm (Point to Point). Trong mạng này, 2FLX150/600 được sử dụng với chức năng là các bộ phận đầu cuối (TRM) được liên kết với nhau. Tại mỗi một điểm, FLX150/600 cung cấp các chức năng ghép kênh cho việc ghép kênh và phân kênh từ các tín hiệu 2.048Mb/s, 34.368Mb/s, 139,264Mb/s thành tín hiệu STM-1, hoặc tín hiệu STM-1 thành tín hiệu STM-4. FLX150/600 TRM 2,048Mb/s 34,368Mb/s 139,264Mb/s STM-1 FLX150/600 ADM STM-1/4 2,048Mb/s 34,368Mb/s 139,264Mb/s STM-1 FLX150/600 TRM STM-1/4 2,048Mb/s 34,368Mb/s 139,264Mb/s STM-1 FLX150/600 STM-1/4 REG V.2. Cấu hình mạng tuyến tính: (Linear Network): Hình VI.2. Cấu hình mạng chuỗi: (LINEAR NETWORK). Mạng chuỗi là mạng có từ ba thiết bị trở lên trong đó có hai trạm ở hai đầu có cấu hình đầu cuối (TRM) còn các trạm ở giữa có cấu hình tách ghép ADM, hoặc lặp lại tín hiệu REG. FLX 150/600 ADM FLX 150/600 ADM FLX 150/600 ADM FLX 150/600 ADM STM-1/4 STM-1/4 STM-N STM-N 2.048Mb/s, 34,368Mb/s 139.264Mb/s, STM-1 2.048Mb/s, 34,368Mb/s 139.264Mb/s, STM-1 2.048Mb/s, 34,368Mb/s 139.264Mb/s, STM-1 2.048Mb/s, 34,368Mb/s 139.264Mb/s, STM-1 VI.3. Cấu hình mạng vòng ring (Ring Network): Hình VII.4. Cấu hình mạng vòng ring(Ring Network): Trong mạng này các nút được kết nối thành một vòng kín. Tại mọi điểm nút FLX150/600 được định hình như ADM để cung cấp sự truy nhập đến các tín hiệu tốc độ thấp chẳng hạn như các tín hiệu mức VC có trong tín hiệu STM-N. Trong mạng này, FLX truyền một tín hiệu theo hai hướng khác nhau. Tại phía nhận FLX 150/600 chỉ chọn một trong hai tín hiệu nhận được dựa vào thông tin cảnh báo và chất lượng. Bằng cách thực hiện việc truyền theo hai tuyến riêng biệt, tín hiệu lưu thông được nhân đôi và do đó được dự phòng khi một tín hiệu có lỗi. Tại một trong các điểm trung gian nói trên, FLX150/600 hoạt động như là một (ADM) tuyến tính và cung cấp các tín hiệu có tốc độ thấp chẳng hạn như các tín hiệu VC có trong các tín hiệu STM-1 hoặc STM-4. FLX 150/600 khác hoạt động như là bộ lặp STM-4 và cung cấp sự truy xuất đến RSOH (byte mào đầu đoạn lặp) để giám sát và điều khiển. V.3. Mạng phân nhánh (Hubbing): FLX 150/600 ADM FLX 150/600 ADM FLX 150/600 ADM FLX 150/600 ADM FLX 150/600 ADM FLX 150/600 ADM STM -1/4 STM 1/4 STM -1 STM -1 STM -1 TRM ADM TRM 2.048Mb/s 34.368Mb/s 139,264Mb/s STM-1 2.048Mb/s 34.368Mb/s 139,264Mb/s STM-1 2.048Mb/s 34.368Mb/s 139,264Mb/s STM-1 2.048Mb/s 34.368Mb/s 139,264Mb/s STM-1 2.048Mb/s 34.368Mb/s 139,264Mb/s STM-1 STM -1 STM -1 Hình VII.3.Mạng phân nhánh (Hubbing): Đây là một mạng có cấu hình điểm tới đa điểm. Tại trạm nút là một ADM, cung cấp các tín hiệu STM-1 tới các trạm khác. Hay nói cách khác trong mạng này FLX150/600 có chức năng là một bộ ghép kênh đầu cuối hoặc một bộ ghép kênh xen/ rẽ trong trạm trung tâm cấu hình bảo vệ (1+1). MỤC LỤC ._.