17
19
21
31
33
37
41
47
54
61
71
81
92
0
16
32
48
64
80
96
112
1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010
Năm
Kích cỡ mạng truyền dẫn
đường trục Bắc Nam (STM-1)
Chơng V
Giới thiệu và thảo luận Mạng quang DWDM đờng
trục 20Gb/s của Việt nam

5.1. Khả năng áp dụng DWDM trên mạng quang đờng trục
của Việt Nam

5.1.1. Các yếu tố chính cho việc nâng cấp mạng quang đờng trục của
Việt Nam
Triệt để tận dụng và bảo đảm tính tơng thích với hệ thống hiện nay (thiết bị,
cáp), quá trình nâng cấp không đợc gây gián đoạn thông tin.
Bảo đảm chất lợng của thông tin (BER = 10
-10
), linh hoạt trong định tuyến.
Quản lý mạng mềm dẻo, có khả năng quản lý đợc cả thiết bị của các hãng
khác nhau. Trong tơng lai, có thể hỗ trợ, ghép nối với các tuyến cáp quang khác
nh cáp quang quốc tế, cáp quang ven biển nội địa. Hệ thống thiết bị mới thuộc
hàng hiện đại nhất nhng phải là những sản phẩm đã mang tính thơng mại hoá cao
của những hãng có năng lực và uy tín hàng đầu thế giới hiện nay.
Có tính kinh tế, khả thi cao.
5.1.2. Dự báo nhu cầu lu lợng mạng quang đờng trục Bắc - Nam
Theo dự báo, đến năm 2010 nhu cầu về lu lợng của tuyến đờng trục Bắc
Nam là 92 luồng STM-1 (xấp xỉ 15 Gbit/s), nh hình 5.1. Để đáp ứng cho nhu cầu
phục vụ cho các dịch vụ viễn thông trong tơng lai, có khả năng dự phòng tốt trong
các trờng hợp bị sự cố và các trờng hợp nhu cầu đột xuất, mục tiêu là cần nâng cấp
mạng đờng trục lên 20 Gbit/s.
Mặt khác với dung lợng truyền dẫn cao, khi kết nối với các mạng cáp
quang lớn nh: Mạng cáp ven biển, mạng cáp quốc tế, mạng của các Bu điện tỉnh,
thì tuyến trục này dễ dàng truyền tải lu lợng cũng nh đề phòng cho các mạng trên
khi sự cố xảy ra.
61
Hình 5.1. Dự báo kích cỡ mạng truyền dẫn đờng trục Bắc Nam 1998-2010
5.2. Giới thiệu tuyến cáp quang đờng trục 20Gbit/s Hà nội
-TP HCM
5.2.1. Cấu hình tuyến
62
Th. Hoá 2

R7
Đ.Hà/R9 K.Tum Pleicu1
P.Nhơn
B.Mê Thuột
Nam Định
Hưng Yên
Quảng Ngãi
Th.Hoá 1
Hà Tĩnh
Bình Dương
An Khê 2
Bình Phước
Pleicu
2
Đắc Nông
Vinh
Qui Nhơn
Hà Nội
An Khê
1
Đà Nẵng
P. Sơn/R13
P. Thiết
Xuân Lộc
Tuy Hoà
Hồ Chí Minh
Huế
Nam Ròn
Ninh Bình
Đ. Hà

Đ. Hới
N. Trang
Tam Kỳ
Núi Một
Long
Khánh
R11
P. Rang
DWDM
Equiqment
Line Amplifier
OADM
Mỹ Tho
Mỹ Tho
Hình5.2. Cấu hình mạng 20Gb/s tuyến trục Bắc-Nam của Việt Nam
Cần Thơ
Tuyến cáp quang 20 Gbit/s Hà Nội-TP HCM là một hệ thống thông tin
quang ghép kênh theo bớc sóng đợc khởi công lắp đặt ngày 10-07-2003 và khánh
thành đa vào sử dụng ngày 25-09-2003. Tuyến truyền dẫn này đi theo hai hớng:
dọc quốc lộ 1A và trên đờng dây điện 500 KV, cáp quang trên tuyến là cáp quang
đơn mode theo khuyến nghị G.652. Đây là tuyến có cấu hình mạng Ring đợc giám
sát, quản lý, điều khiển với các vòng Ring con nh hình 5.2. Trong đó, nửa vòng
Ring trên đờng cáp quang theo tuyến đờng dây điện lực chủ yếu làm đờng dự
phòng bảo vệ cho lu lợng thông tin trên đờng quốc lộ 1A. Hiện nay, trên tuyến
chúng ta mới ghép 6 bớc sóng do đó dung lợng thực tế của hệ thống mới là 15
Gbit/s, nh hình 5.3.

Hình 5.3. Các bớc sóng sử dụng của tuyến cáp quang 20Gb/s Hà Nội - TPHCM

Mỗi luồng thông tin SDH - 2,5 Gbit/s sẽ đợc chuyển đổi thành một tín hiệu

quang tơng ứng với một bớc sóng.
Các bớc sóng mà hệ thống sử dụng đều tuân thủ theo các tiêu chí sau:
- Tuân thủ lới bớc sóng G.652/G.653 của ITU: Khoảng cách kênh là 100
GHz, phù hợp với hệ thống 8 kênh hoặc nhiều hơn.
63
- Căn cứ theo đờng đặc tuyến của bộ khuếch đại quang EDFA: Các bớc
sóng đều nằm ở cửa sổ thứ 3, có hệ số khuếch đại lớn và tơng đối bằng phẳng.
- Tránh ảnh hởng xấu của các hiệu ứng phi tuyến.
Hệ thống 20Gb/s là hệ thống thông tin 2 chiều nhng không trên cùng một
sợi quang, có nghĩa là sử dụng 2 sợi quang để truyền tín hiệu, một cho chiều đi và
một cho chiều về, bớc sóng tín hiệu sợi đi cũng nh sợi về, nhng kênh nghiệp vụ
trên 2 đờng là khác nhau: Đối với chiều xuất phát (ở Hà Nội) sử dụng kênh nghiệp
vụ có bớc sóng là 1510 nm, còn chiều ngợc lại kênh nghiệp vụ có bớc sóng là
1615 nm.
Tín hiệu đợc truyền đi theo một đờng vòng để đề phòng trờng hợp xấu xảy
ra nh đứt cáp quang. Trên tuyến có sử dụng nhiều trạm lặp, tại các trạm lặp này tín
hiệu sẽ đợc khuếch đại lên nhờ bộ khuếch đại EDFA. Ví dụ nh từ Hà nội tới Ninh
Bình (96 km) có một trạm khuếch đại, rồi từ Ninh Bình tới Thanh Hoá (63 km) lại
có bộ khuyếch đại tiếp theo và lần lợt cho tới Vinh về Nam Định, Hng Yên đều có
các trạm lặp. Những trạm này đợc xây dựng trên cơ sở thực tế của từng khu vực và
dựa vào đờng quang (suy hao công suất của tín hiệu) mà tín hiệu truyền.
5.2.2. Phổ bớc sóng quang
Các bớc sóng của mạng quang dùng cho thiết bị OPTera Longhaul 1600G,
tuân theo một bảng phân bố bớc sóng tơng thích tiêu chuẩn quốc tế ITU - T G692.
Bảng phân bố bớc sóng này thành băng C thông thờng (Conventional C - Band)
64
Hình 5.4. Sơ đồ phân bố bước sóng quang band - C và band L
theo ITU-T G692
1500 nm
1530 nm

1563 nm
1570 nm
1603 nm 1615 nm
Conventional band
( C band )
Long band
( L band )
OPTera Long Haul 1600 gain window
OSC1
OSC2
bao gồm 40 bớc sóng và băng dài L (Long - Band) cũng bao gồm 40 bớc sóng.
Nh vậy, toàn bộ bớc sóng của hệ thống thiết bị quang 1600 G là 80 bớc sóng.
Phổ băng C: Các bớc sóng của băng C trải dài 1530 nm ữ 1563 nm. Bảng
phân bố bớc sóng của băng C đã chia bớc toàn bộ các bớc sóng của băng C ra làm
2 bớc sóng: Lới 1 (Grid 1) và lới 2 (Grid 2). Mỗi lới có 40 bớc sóng, mỗi bớc sóng
cách nhau là 100Ghz. Những bớc sóng của lới 1 đợc phân bổ tuân theo các quy
định của tiêu chuẩn quốc tế là ITU-T G692. Trong cấu hình mạng quang đơn
chiều, các bớc sóng của lới 1 sẽ đợc sử dụng để phát đi trong cả hai chiều trên cả
hai sợi quang tách biệt. Các bớc sóng của lới 2 cách khoảng với các bớc sóng của
lới 1 là 50GHz. Các bớc sóng của lới 2 đợc dùng riêng cho các cấu hình mạng
quang truyền hai chiều.
Phổ băng L: Các bớc sóng của band - L trải dài từ 1570 nm ữ 1603 nm.
Phân bố bớc sóng của băng L đợc tổ chức thành hai lới (lới 3 và lới 4). Mỗi lới
gồm có 40 bớc sóng cách khoảng nhau là 100Ghz. Các bớc sóng của lới 4 cách
khoảng với bớc sóng của lới 3 là 50Ghz, các bớc sóng lới 3 đợc sử dụng trong
mạng quang đơn chiều, các bớc sóng lới 4 đợc sử dụng trong mạng quang truyền 2
chiều. Các mạng quang đơn chiều chỉ sử dụng các bớc sóng của lới 1 và không đ-
ợc sử dụng trộn lẫn với các bớc sóng của lới 3 và lới 4.
Bảng 5.1. Băng truyền dẫn sử dụng cho các mạng quang đơn hớng của thiết bị
1600G.

Unidirectional Application Grid
C - band only Grid1
C - band and L band Grid1, Grid3
L - band only Grid3
Ghi chú: Thiết bị 1600G REL.7 chỉ cung cấp những ứng dụng trong mạng
truyền dẫn 2 chiều chỉ trong băng L, phải sử dụng cả 2 băng lới sóng. Các bớc
sóng của lới 3 theo chiều 1, các bớc sóng của lới 4 theo chiều 2.
Phổ bớc sóng tại một số trạm lặp: Ninh Bình nh hình 5.5, Thanh Hoá nh
hình 5.6.
65
Hình 5.5. Phổ tại Ninh Bình
Hình 5.6. Phổ tại Thanh Hoá
5.2.3. Phng thc bo v lu lng thông tin trên các vòng quang
DWDM
Có 2 phơng thức bảo vệ chính là:
1) Bảo vệ SNCP trên các thiết bị lớp ghép bớc sóng quang, với các điểm
chuyển lu lợng đặt tại DX. Bình thờng trên mỗi vòng quang, lu lợng của mỗi bớc
sóng quang ở trên nhánh làm việc, khi có sự cố lu lợng của mỗi bớc sóng quang sẽ
chuyển sang nhánh dự phòng. Chuyển bảo vệ SNCP mềm hay cứng đều gây gián
66
đoạn lu lợng tức thời.
2) Bảo vệ MSP trên các đờng quang kết nối giữa:
+ Các thiết bị kết nối chéo DX với thiết bị 4200.
+ Các thiết bị 4200 với thiết bị TN4T.
Bình thờng lu lợng của mỗi cặp sợi quang ở trên nhánh làm việc bao gồm
card AGG trên thiết bị 4200 (vị trí S6) và TN4T (vị trí S7). Khi có sự cố lu lợng sẽ
tự động chuyển sang nhánh quang liên kết dự phòng MSP - bao gồm card AGG
trên thiết bị 4200 (vị trí S8) và TN4T (vị trí S9). Chuyển bảo vệ MSP mềm thờng
không gây gián đoạn lu lợng tức thời.
- Ngoài ra, trên thiết bị TN4T có phơng thức bảo vệ card 2M là 1:N.

- Việc chuyển đổi từ nhánh quang làm việc sang nhánh quang bảo vệ của
mỗi bớc sóng hay cặp sợi quang liên kết MSP đợc thực hiện tự động khi có sự cố
thiết bị hay sợi quang hay khi có trạng thái suy giảm chất lợng truyền dẫn. Sau khi
chuyển, lu lợng không tự động khôi phục về vị trí ban đầu sau khi sự cố đợc xử lý.
5.2.4. Kết nối chéo lu lợng
Kết nối chéo lu lợng đợc thực hiện chủ yếu trên DX với cấp dung lợng
STM-16. Khai báo kết nối các cấp lu lợng STM-1, 140M, 34M, 2M đợc thực hiện
trên các thiết bị 4200, 4150 và TN4T.
5.2.5. Đồng bộ tín hiệu đồng hồ
- Tại trạm DX:
+ Tín hiệu đồng hồ cấp cho mỗi trạm có thiết bị DX phải có cấp chất lợng
cao nhất PRC.
+ Các thiết bị 4200, 4150, TN-4T sẽ lấy tín hiệu đồng bộ từ DX.
Tín hiệu đồng hồ cho các thiết bị quang/SDH trong trạm đợc lấy từ tín hiệu
quang của một bớc sóng trong tín hiệu quang ghép bớc sóng DWDM.
Tại mỗi trạm, tín hiệu đồng hồ nên lấy ra tại ngõ ra đồng hồ của các thiết bị
DX hoặc 4200 để cung cấp cho các thiết bị khác khi có yêu cầu.
5.2.6. Phần điều khiển và giám sát thiết bị tại trạm
Tất cả thiết bị thuộc lớp ghép bớc sóng quang và lớp SDH tại mỗi trạm đều
có thể giám sát và điều khiển tại chỗ bằng máy tính PC với phần mềm hyper-
67
Booster Amp
O
S
C
1
O
S
C
2

OSC 1
ADD
OSC 1
DROP
OSC 2
DROP
OSC 2
ADD
Unl OSC
IN
M
U
X
Dual
Amp
2A
1A
D
M
U
X
2A
MSA 2AB
To OSA
IN-2
MON-2
UPA-2
MON-1
To OSA
IN-1

IN-1
OUT-2
To OSA
IN-4
MON
MSA 1AB
1B
To OSA
IN-3
OUT-1
IN
MON UPB
OUT
DRA-B
DRA-A
OUTDROP
UPG
OUT
Tx
Rx
Hình 5.7. Trạm đầu cuối có khuếch đại băng C và khuếch đại Raman

- WDM Coupler
- EDFA
- Circulator
- Internal tap coupler
- Distributed Raman
Amplifer
terminal thông thờng. Các chức năng có thể truy nhập giống nh trên hệ thống giám
sát chính EC-1 và Preside.

5.2.7. Hệ thống quản lý giám sát Preside
Preside là hệ thống quản lý toàn bộ các thiết bị thuộc 2 lớp (ghép bớc sóng và
SDH) tại tất cả các trạm thuộc tất cả các vòng quang. Preside làm việc trên hệ điều
hành UNIX gồm 01 máy chủ đặt tại HNI và 01 máy dự phòng nóng tại HCM.
Phần mềm giám sát EC-1 quản lý tất cả thiết bị lớp SDH (trừ DX) và dới quyền
giám sát của Preside.
Hệ thống Preside thực hiện đầy đủ các chức năng quản lý thiết bị, giám sát
cảnh báo và chất lợng truyền dẫn, thiết lập kết nối/xóa/xen rớt/ đấu vòng các
nguồn tín hiệu PDH/SDH, thiết lập và xem cấu hình thiết kế, khai báo phát quang,
giám sát các cảnh báo, xem lu lợng truyền dẫn.
5.2.8. Thiết bị DWDM OPTera NORTEL 1600G - 20Gbps
Trong mạng 20Gb/s, do đặc thù của tuyến có nhu cầu xen rẽ và cự ly truyền
dẫn của các trạm khác nhau nên có nhiều loại thiết bị khác nhau để liên kết thành
1 mạng truyền dẫn linh hoạt có dung lợng 20Gb/s (Tơng đơng 8x2,5Gb/s cho lu l-
ợng tải trọng). Sau đây sẽ giới thiệu những thiết bị chính với chức năng cơ bản,
bao gồm:
- Thiết bị khuyếch đại quang : OPTera- AMP.
- Thiết bị ghép bớc sóng quang : DWDM.
- Thiết bị đấu chéo conector DX : OPTera-Conector DX
- Thiết bị chuyển đổi bớc sóng : Repeater
5.2.8.1. Thiết bị khuếch đại 1600G
Sơ đồ nguyên lý của một trạm có khuếch đại Raman:
68
Những nhóm card CPG dùng cho cấu hình mạng quang đơn chiều của thiết
bị khuếch đại 1600G bao gồm:
+ Các bộ khuếch đại Raman Dra-A và Dra-B.
+ Card phân tích phổ quang OSA.
+ Bộ bù tán sắc và suy hao MSA.
+ Card kênh dịch vụ quang OSC .
+ Card khuếch đại kép băng C.

+ Card khuếch đại Bosster 21.
* Chức năng:
- Các bộ khuếch đại Raman Dra-A và Dra-B:
Để tăng đợc cự ly truyền dẫn, ở phía thu ngời ta lắp thêm một bộ khuếch đại
Raman.
Card khuếch đại Raman chỉ mới xuất hiện từ phiên bản 7 trở đi, chỉ đợc
dùng khi sử dụng cấu hình đơn chiều với card UniOSC 1510/1615nm. Khuếch đại
dựa trên nguyên lý sử dụng hiệu ứng phi tuyến Raman, với u điểm làm giảm tỷ số
nhiễu/tín hiệu, tăng đợc cự ly truyền dẫn.
Hiệu ứng Raman xảy ra khi có sự tơng tác giữa ánh sáng và các phân tử
chuyển động trong sợi quang. Các phân tử của sợi quang hấp thụ năng lợng từ bớc
69
sóng bơm Raman và phát lại chúng ở tần số 13,2THz, với mức năng lợng tơng đ-
ơng với mức năng lợng của sóng bơm trừ đi mức năng lợng dao động của phân tử.
Nguyên lý khuyếch đại Raman không hiệu quả bằng nguyên lý khuếch đại
EDFA, vì nguyên lý khuếch đại Raman cần một công suất bơm lớn hơn để đạt
cùng một giá trị độ lợi. Do hạn chế về công suất phát của Laser bơm trong bộ
khuếch đại Raman nên thờng sử dụng ghép giữa EDFA và Raman.
Dải bớc sóng khuếch đại Raman phụ thuộc vào tần số dao động của các
phân tử trong lõi sợi quang và bớc sóng bơm. Đặc biệt phụ thuộc nhiều vào cờng
độ bớc sóng bơm (do đây là hiệu ứng phi tuyến). Bớc sóng cần thiết của Laser
bơm vào sợi quang ngắn hơn 50nm đối với phổ bớc sóng cần khuếch đại. Đối
với băng-C (1530-1565nm), bớc sóng bơm là 1450nm. Để tăng độ lợi và làm
cho độ lợi bằng phẳng hơn, bằng cách sử dụng nhiều bớc sóng bơm khác nhau.
Card DRA không thể thiếu trong các hệ thống đờng dài do đặc tính làm tăng cự ly
truyền dẫn của khuếch đại Raman. Do đó vai trò của nó ngày càng quan trọng với
hệ thống thông tin quang trong tơng lai.
Thiết bị khuếch đại 1600G Rel 7 có 2 card khuếch đại Raman DRA-A và
DRA-B. Cả 2 card phải đợc lắp để có khuếch đại Raman phân bố. Khuếch đại
Raman chỉ đợc dùng trong truyền dẫn đơn chiều. Khuếch đại Raman phân bố đợc

thiết lập trên cơ sở của hiện tợng phân tán Raman, một hiệu ứng phi tuyến trong
truyền dẫn sợi quang giúp truyền tải năng lợng từ các bớc sóng bơm, đi trên quảng
đờng ngắn hơn vào các bớc sóng đi trên quảng đờng dài hơn.. Card DRA cung cấp
công suất bơm bớc sóng ngắn hơn cho khuếch đại Raman phân bố. Khuếch đại
Raman phân bố cải thiện toàn bộ tỷ số tín hiệu quang trên nhiễu (OSNR).
- Card phân tích phổ quang OSA: Card phân tích phổ quang OSA đợc lắp
trong giá chính của giá khuếch đại. OSA gia tăng cân bằng khuếch đại và chất l-
ợng bằng cách kiểm tra công suất kênh quang, tỷ số tín hiệu quang trên nhiễu
(OSNR) và công suất toàn băng của mỗi một cổng hoạt động. Card này dùng để
giám sát công suất, tỷ số tín hiệu trên nhiễu và công suất toàn băng trên mỗi cổng.
Với tín hiệu quang mẫu đợc cung cấp từ các card Dual và card Booster, card OSA
70