Internet Khong Day Tren Mang Quang

8/6/2019 Internet Khong Day Tren Mang Quang

http://slidepdf.com/reader/full/internet-khong-day-tren-mang-quang 1/76

INTERNET KHÔNG DÂY TRÊN MẠNG QUANG Trang i

Phần A

GIỚI THIỆU

Phần A Giới Thiệu



INTERNET KHÔNG DÂY TRÊN MẠNG QUANG Trang ii

LỜI CẢM ƠN

Sau thời gian 03 tháng thực hiện đề tài với sự giúp đỡ tận tình của quý thầy cô

cùng với sự nổ lực của bản thân em đã hoàn thành nội dung và hình thức với đồ án tốtnghiệp “ INTERNET KHÔNG DÂY TRÊN MẠNG QUANG ” đúng thời gian.

Em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô trong khoa Điện Tử - Viễn Thông trường

Đại Học Văn Hiến đã nhiệt tình hướng dẫn, truyền đạt kiến thức trong suốt quá trình

học và đã trang bị cho em những kiến thức chuyên môn vô cùng quý báu để em có thể

hoàn thiện đồ án này.

Với lòng biết ơn sâu sắc em kính gởi lời cảm ơn chân thành nhất đến thầy ThS.

Hà Văn Kha Ly – Thầy trực tiếp hướng dẫn tận tình trong suốt quá trình thực hiện đềtài, quý thầy cô khoa điện tử - viễn thông đã nhiệt tình giúp đỡ em trong thời gian qua.

Do thời gian và kiến thức còn hạn chế nên vẫn còn nhiều thiếu sót cần bổ sung

và phát triển mong quý thầy cô và các anh chị chỉ bảo them để đồ án được hoàn thiện

và phát triển hơn nữa.

Chân thành cảm ơn!

TP.HCM, Tháng 07 Năm 2011.

Sinh viên thực hiện

Ngô Thị Xiếu

Lời cảm ơn



INTERNET KHÔNG DÂY TRÊN MẠNG QUANG Trang iii

QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI

Quyết định giao đề tài



INTERNET KHÔNG DÂY TRÊN MẠNG QUANG Trang iv

NHẬN XÉT GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………

TP.HCM, Ngày …… tháng …… năm 2011

Giáo Viên Hướng Dẫn

ThS. Hà Văn Kha Ly

Nhận xét giáo viên hướng dẫn



INTERNET KHÔNG DÂY TRÊN MẠNG QUANG Trang v

NHẬN XÉT GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………

TP.HCM, ngày …… tháng …… năm 2011

Giáo Viên Phản Biện

Nhận xét giáo viên phản biện





INTERNET KHÔNG DÂY TRÊN MẠNG QUANG Trang vii

MỤC LỤC

GIỚI THIỆU ...................................................................................................i

.........................................................................................................................iLỜI CẢM ƠN ..........................................................................................ii

QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI ...............................................................iii

NHẬN XÉT GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ..............................................iv

NHẬN XÉT GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN ..................................................v

LỜI NÓI ĐẦU ........................................................................................vi

MỤC LỤC ..............................................................................................viiLIỆT KÊ BẢNG ......................................................................................xi

LIỆT KÊ HÌNH ......................................................................................xii

NỘI DUNG .................................................................................................xiii

Chương 1 DẪN NHẬP ...............................................................................1

1.1 Lý do chọn đề tài ...............................................................................1

1.2 Mục đích nghiên cứu .........................................................................1

1.3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu .....................................................1

1.4 Tình hình nghiên cứu .........................................................................1

1.5 Hướng nghiên cứu đề tài ...................................................................2

1.6 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ............................................2

Chương 2 MẠNG QUANG ........................................................................3

2.1 Giới thiệu mạng thông tin quang ........................................................3

2.1.1 Các mạng quang ...........................................................................4

2.1.2 Mạng quang thế hệ thứ hai ...........................................................5

2.1.3 Tính trong suốt và các mạng toàn quang ......................................7

2.1.4 Chuyển mạch gói quang ...............................................................9

2.1.5 Các vấn đề cơ bản về truyền dẫn ................................................11

2.1.5.1 Bước sóng, tần số và khoảng cách kênh .............................11

2.1.5.2 Các tiêu chuẩn bước sóng ....................................................12

Mục lục



INTERNET KHÔNG DÂY TRÊN MẠNG QUANG Trang viii

2.1.5.3 Công suất quang và mất mát ................................................13

2.2 Các đặc tính của thông tin quang ......................................................14

2.3 Truyền tín hiệu trong sợi quang ........................................................15

2.3.1 Sự truyền ánh sang trong sợi quang ...........................................16

2.3.2 Cấu trúc một sợi quang ..............................................................17

2.3.3 Phân tích ảnh hưởng của sợi quang ............................................19

2.3.3.1 Suy hao của sợi quang và băng thông ..................................19

2.3.3.2 Tán sắc trong sợi quang .......................................................21

2.3.3.3 Các ảnh hưởng phi tuyến .....................................................21

2.4 Các thành phần trong hệ thống thông tin quang ...............................242.4.1 Các bộ ghép ................................................................................24

2.4.2 Bộ cách ly và bộ truyền ..............................................................25

2.4.3 Nguồn phát quang ......................................................................26

2.4.4 Tách sóng quang ........................................................................27

2.4.5 Các bộ khuếch đại quang ...........................................................28

2.4.5.1 EDFA (Erbium – Doped Fiber Amplifiers) .........................28

2.4.5.2 SOA (Semiconductor Optical Amplifiers) ..........................30

2.4.6 Các bộ ghép kênh và bộ lọc .......................................................30

2.4.7 Các bộ chuyển mạch ..................................................................31

2.4.8 Bộ chuyển đổi bước sóng ..........................................................32

Chương 3 MẠNG KHÔNG DÂY WIRELESS ...................................... 34

3.1 Giới thiệu mạng không dây Wireless ................................................34

3.2 Phân loại mạng vô tuyến ...................................................................34

3.2.1 WPAN ........................................................................................35

3.2.2 WLAN .......................................................................................35

3.2.3 WMAN ......................................................................................36

3.2.4 WAN ..........................................................................................37

3.2.5 WRAN .......................................................................................37

3.3 Sự phát triển của mạng thông tin di động tế bào ..............................38

Mục lục



INTERNET KHÔNG DÂY TRÊN MẠNG QUANG Trang ix

Thế hệ thứ 1 (1G) ................................................................................39

Thế hệ thứ 2 (2G) ................................................................................39

GSM ....................................................................................................39

IS-136 ..................................................................................................39

CDMS ONE ........................................................................................39

Thế hệ 2,5G .........................................................................................40

Thế hệ thứ 3 (3G) ................................................................................40

UMTS ..............................................................................................40

CDMA 2000 ....................................................................................41

TD-SCDMA ....................................................................................41Công nghệ tiền 4G ..............................................................................42

GPP LTE .........................................................................................42

UMB ................................................................................................43

IEEE 802.x ......................................................................................43

3.4 Tổng quang về WiFi .........................................................................44

3.4.1 WiFi là gì? ..................................................................................44

3.4.2 Hoạt động ...................................................................................44

3.4.2.1 Adapter ................................................................................45

3.4.2.2 Router ..................................................................................45

3.4.3 Sóng Wifi ...................................................................................47

3.5 Ưu điểm và nhược điểm của mạng không dây .................................47

Chương 4 TÌM HIỂU BỘ CONVERTER QUANG ...............................50

4.1 Converter quang – Bộ chuyển đổi quang điện .................................50

4.1.1 Khái niệm ..................................................................................50

4.1.2 Bản chất của converter quang ...................................................50

4.1.3 Ứng dụng ..................................................................................51

4.2 Vì sao cần bộ chuyển đổi quang điện? Khi nào thì cần? .................51

4.3 Phân loại converter quang ...............................................................51

4.4 Lựa chọn bộ chuyển đổi phù hợp ....................................................52

Mục lục



INTERNET KHÔNG DÂY TRÊN MẠNG QUANG Trang x

Chương 5 THỰC HIỆN HỆ THỐNG WIFI KẾT HỢP TRUYỀN DẪN

QUANG ..............................................................................................................53

5.1 Thiết bị Modem ADSL .....................................................................53

5.2 Thiết bị chuyển mạch (Switch/Hub) .................................................555.3 Thiết bị chuyển đổi Điện quang – Quang điện .................................56

5.4 Cáp quang .........................................................................................57

5.5 Router WiFi ......................................................................................58

5.6 Thực thi giải pháp .............................................................................59

5.6.1 Sơ đồ khối ..................................................................................59

5.6.2 Sơ đồ đấu nối thiết bị .................................................................59PHỤ LỤC VÀ TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................62

Phụ Lục I .................................................................................63

Mục lục



INTERNET KHÔNG DÂY TRÊN MẠNG QUANG Trang xi

LIỆT KÊ BẢNG

Liệt kê bảng



INTERNET KHÔNG DÂY TRÊN MẠNG QUANG Trang xii

LIỆT KÊ HÌNH

Liệt kê hình



INTERNET KHÔNG DÂY TRÊN MẠNG QUANG Trang xiii

Phần B

NỘI DUNG

Chương 1: Dẫn nhập



INTERNET KHÔNG DÂY TRÊN MẠNG QUANG Trang 1

Chương 1 DẪN NHẬP

1.1 Lý do chọn đề tài

Sự phát triển khoa học kỹ thuật đã giúp ích và phục vụ cho con người rất nhiều

trong mọi lĩnh vực. Sự tiến bộ này bao gồm cả ngành điện tử và viễn thông. Không

những như vậy mà chúng còn là ngành mũi nhọn trong xu thế công nghiệp hóa, hiện

đại hóa đất nước.

Ngày nay, việc trao đổi thông tin trên mạng Internet ngày càng phát triển mạnh,

làm cho công việc trở nên dễ dàng và thuận lợi rất nhiều, con người có thể trao đổi

thông tin bất cứ ở đâu. Kết nối mạng không dây đã và đang trở thành một xu thế hiện

đại, được thực hiện qua các loại hình kết nối mạng truyền thống dùng dây cáp. Ở nước

ta, việc kết nối mạng không dây đã được sử dụng phổ biến ở các công ty, khách sạn,

bệnh viện….

Qua tìm hiểu, sinh viên nhận thấy đây là một đề tài khá mới và phù hợp với thực

tế. Vì thế, sinh viên đã chọn đề tài này nhằm tìm hiểu và khảo sát về mạng không dây.

1.2 Mục đích nghiên cứu

Sinh viên thực hiện quyết định chọn đề tài này xuất phát từ nhu cầu học hỏi, tìm

hiểu và cập nhật những kiến thức khoa học kỹ thuật tiên tiến áp dụng vào lao động sản

xuất phục vụ cho con người. Giúp sinh viên có cơ hội tìm hiểu và để nâng cao thêm

kiến thức về mạng không dây và các hệ thống thông tin quang.

1.3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứuTìm hiểu về mạng không dây Wireless về các vấn đề sau:

• Tìm hiểu về kỹ thuật truyền thông không dây.

• Tìm hiểu về các mạng thông tin di động tế bào.

• Các mạng vô tuyến và các chuẩn mạng.

• Tìm hiểu bộ converter quang.

1.4 Tình hình nghiên cứuTrong quá trình nghiên cứu, sinh viên đã tìm hiểu về hệ thống mạng không dây

thông qua các tài liệu tham khảo từ internet và các tài liệu khác liên quan tới mạng

không dây





• Tìm hướng giải quyết những vấn đề cơ bản của đề tài.

• Tìm kiếm tài liệu liên quan tới mạng không dây.

• Đọc, dịch tài liệu, tìm hiểu các vấn đề liên quan tới converter quang.

• Đánh máy, kiểm tra hoàn tất đề tài.

1.5 Hướng nghiên cứu đề tàiĐây là một đề tài giúp cho sinh viên tìm hiểu được rất nhiều kiến thức, và có thể

sử dụng thực tế. Với đề tài này, sinh viên muốn tìm hiều thêm và biết thêm các

phương pháp chuyển đổi, cập nhật internet trên đường dẫn quang.

1.6 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tàiHiện nay, ở nước ta, nhu cầu truy nhập mạng không dây càng được sử dụng rộng

rãi, do đó việc tìm hiểu về mạng không dây là điều rất cần thiết và bổ ích.Đây là một đề tài khá hay và mới mẽ đối với sinh viên thực hiện, thông qua đề

tài này sinh viên có thể biết thêm nhiều các kiến thức mới. Tuy đề tài mang tính lý

thuyết nhiều hơn nhưng qua tìm hiểu, khảo sát đề tài hoàn toàn có thể được ứng dụng

vào thực tế để thiết lập internet không dây trên mạng quang.





Chương 2 MẠNG QUANG

2.1 Giới thiệu mạng thông tin quangLượng thông tin trao đổi trong các hệ thống thông tin ngày nay tăng lên rất

nhanh. Bên cạnh gia tăng về số lượng, dạng lưu lượng truyền thông trên mạng cũng

thay đổi. Dạng dữ liệu chủ yếu là lưu lượng Internet. Số người sử dụng Internet ngày

càng đông và thời gian mỗi lần truy cập thường kéo dài hơn nhiều lần một cuộc gọi

điện thoại. Bên cạnh đó, các doanh nghiệp cũng thường dựa vào các mạng tốc độ cao

để điều hành công việc.Nhưng điều này đã tạo ra một nhu cầu sử dụng băng thông

lớn, những đường truyền tốc độ cao, tin cậy và chi phí thấp.Mạng thông tin quang ra đời đã đáp ứng được những thông tin trên. Thông tin

quang cung cấp băng thông lớn với tỉ lệ lỗi rất thấp ( 10-11). Bên cạnh dung lượng cao,

môi trường quang còn cung cấp khả năng trong suốt. Tính trong suốt cho phép các

dạng dữ liệu khác nhau chia sẻ cùng một môi trường truyền và điều này rất phù hợp

cho việc mang các tín hiệu có những đặc điểm khác nhau.Vì vậy, truyền thông quang

được xem như là một kỹ thuật cho hệ thống thông tin băng rộng trong tương lai. Tuy

nhiên, băng thông quang rất lớn đối với một ứng dụng riêng lẻ. Vì vậy, nó nên đượcchia sẻ giữa những người sử dụng với nhau bằng cách ghép nhiều kênh trên một

đường truyền. Kỹ thuật ghép kênh được quan tâm nhất hiện nay là ghép kênh phân

chia theo bước sóng (WDM) và ghép kênh phân chia thời gian (TDM). Trong tương

lai, ghép kênh theo bước sóng sẽ được ưa chuộng hơn vì chi phí kỹ thuật và thiết bị để

lắp đặt các hệ thống TDM tương đối cao. Theo báo cáo, hệ thống TDM với dung

lượng 10 Gbps được lắp đặt ở Nhật vào năm 1996. Các hệ thống WDM 40 Gbps đã

được lắp đặt ở Bắc Mỹ. Trong WDM, nhiều kênh được ghép trên một sợi quang sử

dụng các bước sóng khác nhau.

Một phương pháp ghép kênh khác là ghép kênh phân chia mã (CDM). Kỹ thuật

này thực hiện mã hóa mỗi luồng thông tin bởi một mã trực giao với mã của các luồng

thông tin khác cùng chia sẻ môi trường truyền (sợi quang).Kỹ thuật này không còn

phổ biến từ sau những năm 80 vì những hạn chế về kỹ thuật như tốc độ điều chế và

suy hao trong mã hóa cũng như giải mã cao.Hơn nữa, ứng dụng của phương pháp này

làm cho vấn đề tán sắc và đồng bộ trở nên xấu hơn vì thế dường như không còn thích

hợp cho thông tin quang ngày nay.

Chương 2: Mạng quang




2.1.1 Các mạng quang Ngoài việc cung cấp dung lượng khổng lồ, mạng quang còn mang lại một cơ sở

hạ tầng chung mà qua đó các dịch vụ khác nhau được thực hiện. Các mạng này cũng

có khả năng phân phát băng thông một cách mềm dẻo khi cần thiết.

Sợi quang cung cấp băng thông lớn hơn rất nhiều so với cáp đồng và ít nhạy đối

với các loại nhiễu điện từ khác nhau và các hiệu ứng không mong muốn khác. Do đó,

nó trở thành một môi trường truyền dữ liệu với tốc độ hơn vài chục Megabit trên giây

qua những khoảng cách dài hơn một Kilômet. Sợi quang cũng là phương tiện hay

được dùng để thực hiện những kết nối tốc độ cao (Gigabit trên giây hoặc cao hơn)

khoảng cách ngắn bên trong những hệ thống lớn.

Thống kê gần đây nhất từ Ủy ban truyền thông Liên Bang Mỹ cho biết sự triển

khai của sợi quang khắp nơi. Sợi quang ngày nay được triển khai rộng rãi trong tất cả

các loại mạng viễn thông, có lẽ ngoại trừ khu dân cư. Mặc dù được cung cấp đến

nhiều doanh nghiệp, đặc biệt trong những thành phố lớn, sợi quang chưa được đưa

đến nhà riêng vì chi phí lắp đặt đường dây rất lớn.

Kỹ thuật truyền dẫn sợi quang tiến hóa qua vài chục thập niên cung cấp tốc độ

bit ngay càng cao và qua những khoảng cách ngày càng dài hơn. Hình 1.1 cho thấy sự

gia tăng băng thông qua nhiều thời gian của các loại mạng khác nhau. Sự phát triển

mạnh mẽ này chủ yếu là do sự triển khai các hệ thống thông tin quang.

Hình 2.1: Sự gia tăng băng thông theo thời gian trong các loại mạng khác nhau





Khi nói đến các mạng quang, chúng ta đang thực sự nói về hai thế hệ của chúng.

Ở thế hệ thứ nhất, sợi quang chủ yếu dùng cho truyền dẫn và cung cấp dung lượng.

Sợi quang cung cấp tỉ lệ lỗi bit thấp hơn và dung lượng cao hơn so với cáp đồng. Tất

cả chức năng chuyển mạch và mạng thông minh được điều khiển bằng điện tử. Ví dụcho các mạng quang thế hệ thứ nhất này là SONET (mạng quang đồng bộ), tương tự

với mạng SDH (hệ phân cấp số đồng bộ), hình thành nên phần lõi của cơ sở hạ tầng

viễn thông tương ứng ở Bắc Mỹ và Châu Âu, Châu Á cũng như các mạng doanh

nghiệp khác như ESCON.

Ngày nay chúng ta đang thấy sự triển khai của những mạng quang thế hệ thứ hai,

nơi mà các chức năng chuyển mạch, định tuyến và sự thông minh được chuyển vào

lớp quang học.2.1.2 Mạng quang thế hệ thứ hai

Sợi quang hiển nhiên trở thành một phương tiện truyền dẫn được ưa thích và

ngày nay truyền dẫn ghép kênh theo bước sóng WDM được dùng rộng rãi trong mạng.

Những năm gần đây, người ta nhận ra rằng các mạng quang có khả năng cung cấp

nhiều hơn là chỉ truyền dẫn điểm nối điểm. Những thuận lợi chủ yếu đạt được bằng

cách hợp nhất một vài chức năng chuyển mạch và định tuyến đã được thực hiện điện

tử vào phần quang của mạng. Ví dụ như, khi tốc độ dữ liệu ngày càng cao, việc xử lý

dữ liệu bằng điện tử trở nên khó khăn hơn. Giả sử các thiết bị điện tử phải xử lý dữ

liệu mỗi khối 53 bytes (chiều dài mỗi tế bào trong phương thức truyền bất đồng bộ

trong ATM). Trong một luồng dữ liệu 100 Mbps, ta có 4,24 µs để xử lý một khối,

trong khi với luồng 10Gbps, khối này phải được xử lý trong vòng 42,4 ns. Trong các

mạng thế hệ thứ nhất, thiết bị điện tử ở một nút phải điều khiển không chỉ tất cả các

dữ liệu dành cho nút đó mà còn tất cả các dữ liệu đi xuyên qua nó đến các nút khác

trong mạng. Nếu dữ liệu có thể được định tuyến trong miền quang, tải trọng các thiết

bị điện ở các nút sẽ giảm đi đáng kể. Đây là một trong những nguyên nhân chính cho

sự ra đời của mạng quang thế hệ thứ hai.

Các mạng quang dựa vào mô hình này đang được triển khai. Kiến trúc của mạng

được chỉ ra trong hình 1.2, ta gọi mạng này là một mạng định tuyến bước sóng . Mạng

cung cấp những lightpath cho người sử dụng, như các thiết bị cuối SONET hoặc các

bộ định tuyến IP.Lightpaths là các kết nối quang được mang từ đầu cuối đến đầu cuối

bằng một bước sóng trên mỗi tuyến trung gian. Ở các nút trung gian trong mạng, các

lightpath được định tuyến và chuyển mạch từ tuyến này sang tuyến khác. Trong một





số trường hợp, các lightpath cũng có thể được chuyển từ một bước sóng này thành

bước sóng khác dọc theo đường đi.

Hình 2.2: Mạng quang định tuyến bước sóng

Các lightpath trong mạng định tuyến bước sóng có thể sử dụng dùng bước sóngkhi nó không dùng chung một tuyến truyền dẫn nào. Điều này cho phép cùng một

bước sóng được sử dụng lại ở các phần khác nhau của mạng. Ví dụ, ở hình 1.2 chỉ ra 6

lightpaths. Lightpath giữa B và C, lightpath giữa D và E, và một trong những lightpath

giữa E và F không dùng chung tuyến liên kết nào trong mạng và vì thế có thể được

thiết lập sử dụng một bước sóng λ1. Đồng thời, lightpath giữa A và F dùng chung một

kết nối với lightpath giữa B và C nên phải sử dụng bước sóng khác (λ2). Tương tự, hai

lightpath giữa E và F phải được gán các bước sóng khác nhau. Chú ý rằng tất cả cáclightpath này sử dụng cùng bước sóng trên mọi kết nối trong đường đi của nó. Đây là

một sự ràng buộc mà ta cần giải quyết nếu ta không có đủ khả năng chuyển đổi bước

sóng trong mạng. Giả sử ta chỉ có hai bước sóng có sẵn trong mạng và muốn thiết lập

một lightpath mới giữa các nút E và F. Không có chuyển đổi bước sóng, ta sẽ không

thể thiết lập được lightpath này.Nói cách khác, nếu nút trung gian X có thể thực hiện

chuyển đổi bước sóng, thì ta có thể thiết lập lightpath này sử dụng bước sóng λ2 trên

tuyến EX và bước sóng trên λ1 trên tuyến XF.





Các phần tử mạng chính cho phép mạng quang hoạt động là các thiết bị cuối

quang (OLTs), các bộ ghép kênh xen/rớt quang (OADMs) và các bộ kết nối chép

quang (OXCs) như chỉ ra trong hình 1.2. OLT ghép các bước sóng vào một sợi quang

và tách một tập bước sóng trên một sợi đơn vào các sợi riêng rẽ. OLTs được sử dụngở các đầu cuối của một liên kết WDM điểm nối điểm. OADM thu vào các tín hiệu ở

nhiều bước sóng và “rớt” có chọn lọc một số các bước sóng này trong khi cho các

bước sóng khác đi qua. Nó cũng thên các bước sóng vào tín hiệu ghép đi ra một cách

chọn lọc. Một OADM có các cổng hai dây nơi các tín hiệu ghép WDM hiện diện và

một số cổng nội bộ nơi mà các bước sóng được rớt và xen. Một OXC về cơ bản thực

hiện một chức năng tương tự như OADM nhưng với quy mô lớn hơn nhiều. OXCs có

số cổng lớn (từ vài chục đến vài nghìn) và có thể chuyển mạch những bước sóng từ

một cổng vào đến cổng khác. Cả OADMs và OXCs đều có thể kết hợp các khả năng

chuyển đổi bước sóng bên trong.

Các mạng quang dựa vào kiến trúc được mô tả ở trên đã được triển khai. OLTs

được triển khai rộng rãi cho các ứng dụng điểm nối điểm. OADMs hiện nay được sử

dụng trong các mạng đường dài và mạng tập trung. OXCs bắt đầu được triển khai

trước trong các mạng đường dài vì dung lượng yêu cầu cao hơn trong các mạng này.

2.1.3 Tính trong suốt và các mạng toàn quangMột đặc trưng chính của dịch vụ lightpath được cung cấp bởi các mạng thế hệ

thứ hai là dạng dịch vụ này có thể trong suốt đối với dữ liệu thật được gửi trên

lightpath một khi nó được thiết lập. Chẳng hạn như một tốc độ bit lớn nhất và nhỏ

nhất nào đó có thể được định rõ, dịch vụ có thể chấp nhận dự liệu ở bất cứ tốc độ bit

nào và bất kì dạng nghi thức nào trong vòng giới hạn này. Nó cũng có thể mang dữ

liệu tương tự.

Tính trong suốt trong mạng cung cấp nhiều thuận lợi. Một điều hành viên có thể

cung cấp các loại dịch vụ khác nhau sử dụng một cơ sở hạ tầng riêng lẻ. Ta có thể

nghĩ điều này như là tính trong suốt của dịch vụ. Thứ hai, nếu các nghi thức hoặc tốc

độ bit thay đổi, thiết bị đã triển khai trong mạng vẫn có khả năng hỗ trợ các nghi thức

hoặc tốc độ bit mời mà không cần một sự đại tu toàn bộ mạng. Điều này cho phép các

dịch vụ mới được triển khai hiệu quả và nhanh chóng, trong khi các dịch vụ cũ vẫn

được thực hiện.

Một ví dụ về mạng trong suốt loại này là mạng điện thoại. Một khi cuộc gọi

được thiết lập trong mạng điện thoại, nó cung cấp 4Khz băng thông qua đó một người





sử dụng có thể gởi nhiều dạng lưu lượng khác nhau như là tiếng nói, dữ liệu, hoặc fax.

Tính trong suốt cũng trở thành một nét đặc biệt trong các mạng quang thế hệ thứ hai.

Một thuật ngữ khác liên quan đến các mạng trong suốt là khái niệm mạng toàn

quang. Trong mạng này, dữ liệu được mang từ nguồn đến nơi dưới dạng quang, màkhông phải trải qua bất cứ chuyển đổi quang-điện nào dọc theo đường đi. Một cách lý

tưởng, mạng này sẽ hoàn toàn trong suốt. Tuy nhiên, mạng toàn quang bị giới hạn

trong phạm vi của nó bởi nhiều thông số của lớp vật lý như là băng thông và các tỉ số

tín hiệu trên nhiễu. Ví dụ như các tín hiệu tương tự yêu cầu tỉ số tín hiệu trên nhiễu

cao hơn nhiều so với các tín hiệu số. Yêu cầu thật sự dựa vào định dạng điều được sử

dụng cũng như tốc độ bit.

Mặc dù chúng ta nói về các mạng quang, nhưng hầu như các mạng này luônchứa một số thiết bị điện tử. Trước hết, điện tử đóng một vai trò chủ yếu trong việc

thực hiện các chức năng điều khiển và quản lý thông minh trong mạng. Tuy nhiên,

ngay cả trên đường đi của dữ liệu, trong hầu hết các trường hợp, thiết bị điện tử cần

thiết ở phần bên ngoài mạng để làm thích ứng tín hiệu đi vào mạng quang. Trong

nhiều trường hợp, tín hiệu không thể duy tri dưới dạng quang trên đường đi đến đích

vì những giới hạn bị áp đặt bởi thiết kế lớp vật lý và phải tái tạo lại ở giữa. Trong các

trường hợp khác, tín hiệu cần phải được chuyển từ một bước sóng này sang bước sóngkhác. Trong tất cả các tình huống này, tín hiệu thường được chuyển từ dạng quang

sang dạng điện và điện thành quang.

Các bộ lặp điện tử sẽ làm giảm tính trong suốt của đường đi tín hiệu, có ba kỹ

thuật tái tạo điện tử cho dữ liệu số. Một tiêu chuẩn được gọi là tái tạo với định thời

gian và định dạng được gọi là 3R. Ở đây tốc độ bít được tách ra từ tín hiệu và tín hiệu

được định thời gian lại. Kỹ thuật này chủ yếu tạo ra một bản sao “mới” của tín hiệu ở

mỗi bước tái tạo, cho phép tín hiệu đi qua một số rất lớn các bộ lặp. Tuy nhiên, nó lạitrừ tính trong suốt đối với tốc độ bít và các định chuẩn khung.

Một phương pháp tái tạo các tín hiệu quang mà không cần định thời gian, được

gọi là 2R, cung cấp tính trong suốt đối với các tốc độ bít mà không hỗ trợ dữ liệu

tương tự hoặc các định dạng điều chế khác nhau. Tuy nhiên, phương pháp này giới

hạn số bước lặp cho phép, đặc biệt ở các tốc độ bít cao hơn, trên vài trăm Mbps.

Dạng tái tạo cuối cùng là 1R, trong đó tín hiệu đơn giản được nhận và phát lại

mà không cần định thời gian và hình dạng. Dạng tái tạo này cũng có thể xử lý dữ liệutương tự, nhưng hiệu quả của nó kém hơn hai dạng trên. Vì lý do này, các mạng đang





triển khai ngày nay sử dụng kỹ thuật 2R và 3R. Tuy nhiên, các bộ khuếch đại này

được dùng rộng rãi để khuếch đại tình hiệu trong miền quang mà không phải chuyển

tín hiệu quang sang điện.

Một mạng hoàn toàn trong suốt sẽ hỗ trợ các tín hiệu tương tự với các tốc độ bítvà các nghi thức khung bất kỳ. Tuy nhiên, như đã nói ở trên, xây dựng được một

mạng loại này là điều không thực tế. Ngày nay, một lựa chọn thực tiễn hơn là xây

dựng mạng hỗ trợ các loại tín hiệu số khác nhau với tốc độ bít cực đại được định trước

và một tập các định chuẩn khung riêng biệt, như là SONET và Gigabit Ethernet. Mạng

hỗ trợ nhiều định khung khác nhau được thực hiện bằng cách sử dụng hoặc là kỹ thuật

2R trong mạng hoặc là cung cấp các thiết bị thích nghi 3R riêng biệt cho mỗi định ước

khung. Mạng này được vẽ trong hình 1.3.

Hình 2.3: Các định chuẩn khung trong mạng

2.1.4 Chuyển mạch gói quangĐến đây ta đã nói về mạng quang cung cấp các lightpath. Các mạng này về bản

chất là các mạng chuyển mạch mạch. Những nhà nghiên cứu cũng đang làm việc trên

các mạng quang mà có thể thực hiện chuyển mạch gói trong miền quang. Một mạng

loại này có thể cung cấp các dịch vụ mạch ảo hoặc các dịch vụ datagram, rất giống các

dịch vụ trong các mạng ATM và IP. Với một kết nối mạch ảo, mạng cung cấp một kết

nối chuyển mạch mạch giữa hai nút. Tuy nhiên, băng thông được cấp trên kết nối có

thể nhỏ hơn toàn bộ băng thông có sẵn trên một tuyến liên kết. Ví dụ như, những kết

nối riêng rẽ trong một mạng tốc độ cao tương lai có thể hoạt động ở 10Gbps, trong khi

tốc độ bít truyền dẫn trên một bước sóng có thể là 100Gbps. Vì vậy mạng phải hợp


OEO OEO

OEO

OEO

OEO OEO

λ 2

Lightpath

λ 2

λ 1



Output

buffers

Input

buffers

Packets


nhất một số dạng ghép kênh phân chia thời gian để kết hợp nhiều kết nối thành một

tốc độ bít. Ở những tốc độ này, có thể thực hiện ghép kênh trong miền quang dễ hơn

trong miền điện.

Một nút chuyển mạch gói quang được mô tả trong hình 1.4. Mục đích là nhằmtạo ra các nút chuyển mạch gói với dung lượng cao hơn nhiều so với chuyển mạch gói

điện tử. Một nút này lấy một gói đi vào, đọc header của nó và chuyển nó đến ngõ ra

thích hợp. Nút cũng có thể áp đặt một header mới trên gói. Nó cũng phải xử lý tranh

chấp cho các cổng ra. Nếu hai gói đi vào trên các cổng khác nhau muốn đi ra trên

cùng một cổng, một trong hai phải được đệm, hoặc gửi ra trên một cổng khác.

Hình 2.4: Một nút chuyển mạch gói quang

Một cách lý tưởng, tất cả các chức năng bên trong nút đều được thực hiện trong

miền quang, nhưng thực tế, một số chức năng nào đó như là xử lý header và điều

khiển chuyển mạch phải thực hiện bằng điện tử. Điều này là do khả năng xử lý bị giới

hạn trong miền quang. Bản thân phần header có thể được gửi ở một tốc độ bít thấp

hơn so với dữ liệu cho nên nó có thể xử lý điện tử.

Nhiệm vụ của chuyển mạch gói quang là cho phép các khả năng chuyển mạch

gói ở các tốc độ mà không thể đạt được với chuyển mạch gói điện tử. Tuy nhiên, các

nhà thiết kế bị cản trở bởi nhiều hạn chế về mặt xử lý tín hiệu trong miền quang. Một

yếu tố quan trọng là thiếu các bộ nhớ truy xuất ngẫu nhiên quang để đệm. Các bộ đệm

quang được thưc hiện bằng cách sử dụng một chiều dài sợi quang và những đường

dây trễ đơn giản mà không phải là các bộ nhớ chức năng đầy đủ. Chuyển mạch gói

bao gồm một số lớn các phần mềm thời gian thực thông minh và phần cứng dành để

điều khiển mạng và cung cấp các đảm bảo về chất lượng dịch vụ, các chức năng này

khó thực hiện trong miền quang. Một yếu tố khác là trạng thái tương đối mới của kỹ


Header

reco nition

Header

reco nition

Switch

Control input




thuật chuyển mạch quang nhanh so với chuyển mạch điện tử. Vì những lý do này,

ngày nay chuyển mạch gói quang vẫn còn trong giai đoạn thử nghiệm.

2.1.5 Các vấn đề cơ bản về truyền dẫnPhần này giới thiệu và định nghĩa các thông số phổ biến liên quan đến hệ thống

thông tin quang.

2.1.5.1 Bước sóng, tần số và khoảng cách kênhKhi nói đến các tín hiệu WDM là chúng ta đang nói về bước sóng hoặc tần số

của các tín hiệu này. Bước sóng λ và tần số f liên hệ với nhau qua công thức: c = fλ.

Trong đó c là tốc độ ánh sáng trong không gian tự do và bằng 3 x 108 m/s. Tốc

độ ánh sáng trong sợi quang thật sự thấp hơn một chút (gần 2 x 108 m/s), do đó các

bước sóng cũng khác nhau.

Để mô tả một tín hiệu WDM, ta có thể sử dụng hoặc tần số hoặc bước sóng của

nó. Bước sóng được đo bằng đơn vị là nanomet (nm) hoặc micromet ( µm hoặc

microns). (1 nm = 10-9 m, 1 µm = 10-6 m). Các bước sóng ưa được dùng trong thông

tin quang tập trung xung quanh 0.8, 1.3 và 1.55 µm. Các bước sóng này nằm trong

dải hồng ngoại, không thể nhìn thấy đối với mắt người. Tần số được đo bằng đơn vị

Hertz (hoặc số chu kỳ trên giây), tiêu biểu hơn là megahertz (1 MHz = 106 Hz),

gigahertz (1 GHz = 109 Hz), hoặc Terahertz (1 THz = 1012 Hz). Sử dụng c = 3 x 108

m/s, một bước sóng 1.55 µm sẽ tương ứng với một tần số xấp xỉ 193 THz hay 193 x

1012 Hz.

Một thông số được quan tâm khác là khoảng cách kênh, là khoảng cách giữa hai

bước sóng hoặc tần số trong một hệ thống WDM. Khoảng cách kênh có thể được đo

bằng đơn vị của bước sóng hoặc tần số. Mối liên hệ giữa hai đại lượng có thể đạt được

bắt đầu từ phương trình f = c / λ.

Lấy vi phân chương trình này quanh một giá trị trung tâm λ 0 , ta được mối liên

hệ giữa khoảng cách tần số ∆f và khoảng cách bước sóng ∆λ là:

∆f = - c. ∆λ / λ 20

Ở bước sóng λ 0 = 1550 nm, khoảng cách bước sóng 0.8 nm tương ứng một

khoảng cách tần số 100Ghz, một khoảng cách tiêu biểu trong các hệ thống WDM.

Các tín hiệu thông tin số trong miền thời gian có thể được xem như chuỗi các

xung định kỳ, mở hoặc tắt, phụ thuộc vào dữ liệu là 1 hay 0. Tốc độ bit đơn giản là

nghịch đảo của chu kỳ. Các tín hiệu này có một sự biểu diễn tương tự trong miền tầnsố, nơi mà năng lượng của tín hiệu trải dài qua một tập tần số. Sự biểu diễn này được





gọi là phổ công suất, hoặc đơn giản là phổ. Băng thông tín hiệu là độ rộng phổ của tín

hiệu. Băng thông cũng có thể được đo trong miền tần số hoặc trong miền bước sóng,

nhưng hầu hết được đo trong miền tần số. Lưu ý rằng chúng ta đang sử dụng thuật ngữ

băng thông khá lỏng lẻo. Băng thông và tốc độ bit của một tín hiệu số liên quan nhaunhưng không giống nhau một cách chính xác. Băng thông thường được đo bằng

kilohertz, megahertz hoặc gigahertz, trong khi đó tốc độ bit được tín bằng kilobit/giây

(kb/s), megabit/giây (Mb/s), hoặc Gigabit/giây (Gb/s). Mối liên quan giữa hai đại

lượng phụ thuộc vào dạng điều chế được sử dụng. Ví dụ như, một đường giây điện

thoại cung cấp băng thông 4 kHz, nhưng kỹ thuật điều chế phức tạp cho phép chúng ta

thực hiện một tốc độ bit 56kb/s qua đường dây điện thoại này. Tỉ số của tốc độ bit với

băng thông có sẵn được gọi là hiệu suất phổ. Các hệ thống thông tin quang sử dụng

các kỹ thuật điều chế khá đơn giản mà đạt được hiệu suất phổ khoảng 0.4 bits/s/Hz. Vì

thế hợp lý khi cho rằng một tín hiệu ở tốc độ 10Gb/s sử dụng băng thông xấp xỉ 25

Ghz. Lưu ý rằng băng thông tín hiệu cần đủ nhỏ hơn khoảng cách kênh; nếu không ta

sẽ gặp các nhiễu không mong muốn giữa các kênh kế nhau và méo của chính tín hiệu.

2.1.5.2 Các tiêu chuẩn bước sóngCác hệ thống WDM ngày nay chủ yếu sử dụng vùng bước sóng 1.55 µm vì hai

lý do: mất mát vốn có trong sợi quang thấp nhất ở vùng này, và các bộ khuếch đại

xuất sắc sẵn có trong vùng đó. Các bước sóng và tần số được sử dụng trong các hệ

thống WDM được tiêu chuẩn hóa trên một lưới tần số bởi Hiệp Hôi Viễn Thông Quốc

Tế ( ITU ). Nó là một lưới vô tận tập trung ở 193.1 THz, một phần của nó được chỉ ra

trong hình 2.5.ITU quyết định tiêu chuẩn hóa mạng lưới trong miền tần số dựa vào các

khoảng cách kênh tương đương 50 GHz hoặc 100 GHz. Quan sát thấy rằng nếu nhiều

kênh được cách đều nhau theo bước sóng, thì sẽ không cách đều một cách chính xác

trong miền tần số và ngược lại.

Ngày nay, ta đang bắt đầu nhìn thấy những hệ thống sử dụng các khoảng cách

kênh 25 GHz. Chúng ta cũng đang thấy nhiều băng truyền dẫn được sử dụng. Các hệ

thống trước đây sử dụng băng C, hoặc băng quy ước ( xấp xỉ 1530- 1565 nm). Sử

dụng băng L, hoặc băng có bước sóng dài ( xấp xỉ 1565- 1625 nm), đã trở nên khả thi

gần đây với sự phát triển của các bộ khuếch đại quang trong dải này.





Hình 2. : Lưới tần số sử dụng trong hệ thống WDMđược quy định bởi ITU

Nó được chứng minh rằng khó đạt được sự thỏa thuận từ những nhà sản xuất và

các nhà cung cấp dịch vụ WDM khác nhau trên những tiêu chuẩn bước sóng cụ thể

hơn. Các nhà sản xuất WDM khác nhau dùng các phương pháp khác nhau để tối ưu

những thiết kế hệ thống của họ, vì thế kế hoạch hội tụ tại một bước sóng là điều khó

khăn. Tuy nhiên, tiêu chuẩn của ITU đã giúp tăng cường sự triển khai hệ thống này.

2.1.5.3 Công suất quang và mất mátTrong thông tin quang, việc sử dụng đơn vị decibel (dB ) để đo công suất và các

mức tín hiệu gần như là phổ biến, trái với các đơn vị quy ước. Lý do để làm điều này

là công suất thay đổi qua nhiều mức trong một hệ thống. Điều này dễ giải quyết với

một tỉ lệ logarit hơn là một thang đo tuyến tính. Vả lại, sử dụng tỉ lệ này, các tính toán

liên quan đến phép nhân trong miền quy ước trở thành các thao tác cộng trong miền

decibel. Các đơn vị Decibel được dùng để thực hiện các giá trị tương đối cũng như

tuyệt đối.

Để hiểu hệ thống này, ta xét một tuyến truyền dẫn sợi quang. Giả sử ta phát một

tín hiệu ánh sáng với công suất Pt watts (W) . Dưới dạng đơn vị dB, ta có

(Pt )dBW = 10log(Pt )W.

Trong nhiều trường hợp, đo công suất quang bằng miliwatts (mW) thuận tiện

hơn và ta có một giá trị dBm là

(Pt )dBm = 10log(Pt )mW.

Ví dụ như, một công suất 1 mW tương ứng 0 dBm hoặc -30dBW. Một công suất

10 mW tương ứng với 10 dBm hoặc -20dBW.





Khi truyền qua sợi quang, tín hiệu ánh sáng sẽ suy hao; nghĩa là công suất nó bị

giảm. Ở đầu cuối của đường truyền, ta giả sử công suất nhận được là P r . Thì mất mát γ

của đường truyền được định nghĩa là γ = Pr / Pt .

Trong đơn vị dB, ta sẽ có(γ)dB = 10logγ = (Pr )dBm – (Pt)dBm.

Lưu ý rằng dB được dùng để chỉ các giá trị tương đối, trong khi đó dBm và dBW

được dùng để chỉ các giá trị tuyệt đối. Ví dụ như, nếu Pt = 1 mW và Pr =

1 µW, tức là γ = 0.001. Ta có:

(Pt )dBm = 0 dBm hoặc –30 dBW,

(Pr )dBm = -30 dBm hoặc –60 dBW,

và

(γ)dB = -30 dB.

Có nghĩa là, một tín hiệu suy hao 1000 lần chịu mất mát là 30dB. Một tín hiệu

được khuếch đại 1000 lần tương đương với bộ lợi là 30 dB.

Ta thường đo mất mát trong sợi quang bằng đơn vị dB/km. Ví dụ một tín hiệu

được truyền qua 120km sợi quang với mất mát 0.25dB/km thì sẽ bị suy hao 30 dB.

2.2 Các đặc tính của thông tin quangTrong thông tin sợi quang, các ưu điểm sau của sợi quang được sử dụng một

cách hiệu quả: độ suy hao truyền dẫn thấp và băng thông lớn. Thêm vào đó, chúng có

thể sử dụng để thiết lập các đường truyền dẫn nhẹ và mỏng, không có xuyên âm với

các đường sợi quang bên cạnh và không chịu ảnh hưởng của nhiễm cảm ứng sóng

điện tử. Trong thực tế sợi quang là phương tiện truyền dẫn thông tin hiệu quả và kinh

tế nhất đang có hiện nay. Trước hết, vì có băng thông lớn nên nó có thể truyền một

khối lượng thông tin lớn như các tín hiệu âm thanh, dữ liệu, và các tín hiệu hỗn hợpthông qua một hệ thống có cự ly đến 100 GHz-Km. Tương ứng, bằng cách sử dụng

sợi quang, một khối lượng lớn các tín hiệu âm thanh và hình ảnh có thể được truyền

đến những địa điểm cách xa hàng 100 Km mà không cần đến các bộ tái tạo.

Thứ hai, sợi quang nhỏ nhẹ và không có xuyên âm. Do vậy, chúng có thể được

lắp đặt dễ dàng ở các thành phố, tàu thủy, máy bay và các tòa nhà cao tầng không cần

phải lắp thêm các đường ống và cống cáp.





Thứ ba, vì sợi quang được chế tạo từ các chất điện môi phí dẫn nên chúng không

chịu ảnh hưởng bởi can nhiễu của sóng điện từ và của xung điện từ. Vì vậy, chúng có

thể sử dụng để truyền dẫn mà không có tiếng ồn. Điều đó có nghĩa là nó có thể lắp đặt

cùng với cáp điện lực và có thể sử dụng trong môi trường phản ứng hạt nhân.Thứ tư, do nguyên liệu chủ yếu để sản xuất sợi quang là cát và chất dẻo là những

thứ rẻ hơn đồng – nên có kinh tế hơn cáp đồng trục. Giá thành của sợi quang sẽ giảm

nhanh một khi công nghệ mới được đưa ra. Ngoài ra, do đặc trưng là có độ tổn thất

thấp giá thành lắp đặt ban đầu cũng như giá thành bảo dưỡng và sửa chữa thấp bởi vì

chúng cần ít các bộ tái tạo hơn.

Ngoài những ưu điểm đã nêu trên, sợi quang có độ an toàn, bảo mật cao, tuổi thọ

dài và có khả năng đề kháng môi trường lớn. Nó cũng dễ bảo dưỡng, sửa chữa và cóđộ tin cậy cao. Hơn nữa, nó không bị rò rỉ tín hiệu và dễ kéo dài khi cần và có thể chế

tạo với giá thành thấp. Trong bảng 2.1, chúng ta tổng hợp các ưu điểm trên. Nhờ

những ưu điểm này, sợi quang được sử dụng cho các mạng lưới điện thoại, số

liệu/máy tính, và phát thanh truyền hình (dịch vụ băng rộng) và sẽ được sử dụng cho

ISDN, điện lực, các ứng dụng y tế và quân sự, cũng như các thiết bị đo.

Bảng 2.1: Ưu điểm và nhược điểm của sợi quang

Đặc tính Ưu điểm Nhược điểm

Độ tổn thất thấpCự ly tái tạo xa chi phí

thiết bị đường dây dẫnDải thông lớn Truyền dẫn dung lượng lớn

Giảm kích thước đường

truyền dẫn

Dễ lắp đặt và bảo dưỡng

giảm chi phí lắp đặt cốngKhó đấu nối

Phi dẫn Ngăn ngừa xuyên âm

thông tin an toàn

Cần có các đường dây cấp

nguồn cho tiếp phát

Nguồn - cát Nguyên liệu phong phú chi phí sản xuất rẻ

Cần có các phương thứcchỉnh lõi mới (cáp)

Đánh giáĐường truyền dẫn tuyệt

vời

Có thể giải quyết bằng các

tiến bộ công nghệ mới

2.3 Truyền tín hiệu trong sợi quangSợi quang là một môi trường truyền thông đặc biệt so với các môi trường khác

như cáp đồng hay không gian tự do. Một sợi quang cho suy hao thấp trên một phạm vi

tần số rất lớn tối thiểu là 25 THz, thậm chí cao hơn với các sợi đặc biệt. Băng thông





này đủ để mang hàng trăm triệu cuộc gọi đồng thời, hoặc hàng chục triệu trang Web

trên giây. Đặc tính này cho phép tín hiệu được truyền qua những khoảng cách xa ở tốc

độ cao trước khi cần khuếch đại hay tái lặp lại. Vì thế, các hệ thống thông tin sợi

quang được sử dụng rộng rãi ngày nay.Vì các hệ thống truyền thống mở rộng ra cho những khoảng cách xa và các tốc

độ bit cao hơn, tán sắc trở thành một yếu tố hạn chế quan trọng. Tán sắc là hiện tượng

các thành phần khác nhau của tín hiệu lan truyền với những tốc độ khác nhau trong

sợi quang. Đặc biệt, tán sắc sắc thể chỉ hiện tượng các thành phần tần số (hay bước

sóng) khác nhau của tín hiệu lan truyền trong sợi với những vận tốc khác nhau. Trong

hầu hết trường hợp, tán sắc dẫn đến sự mở rộng xung và vì thế các xung tương ứng

với các bit gần kề sẽ xen nhiễu nhau. Hiện tượng này được gọi là ISI. Mặt khác, cáchệ thống cũng tiến hóa với số bước sóng lớn hơn, ảnh hưởng phi tuyến trong sợi

quang bắt đầu đưa ra những hạn chế nghiệm trọng.

2.3.1 Sự truyền ánh sang trong sợi quangMột sợi quang gồm có một lõi hình trụ được bao quanh bởi một lớp vỏ. Cả phần

lõi và phần vỏ đều được làm chủ yếu từ silica (SiO2), có chỉ số khúc xạ xấp xỉ 1.45.

Chỉ số khúc xạ của vật liệu là tỉ số tốc độ ánh sáng trong chân không so với tốc độ ánh

sáng trong vật liệu đó. Trong quá trình sản xuất sợi, một số tạp chất nào đó được đưa

vào trong lõi hoặc vỏ để cho chỉ số khúc xạ trong lõi hơi cao hơn của vỏ. Các nguyên

liệu như germami hoặc photpho làm tăng chỉ số khúc xạ của cilica và được dùng làm

chất thêm vào cho phần lõi, trong khi chất Bo hoặc Flo làm giảm chỉ số khúc xạ của

cilica nên được dùng làm tạp chất cho lớp vỏ.

Ánh sáng có thể được xem như một chùm tia truyền theo những đường thẳng

trong một môi trường và bị phản xạ hoặc khúc xạ ở bề mặt giữa hai vật liệu khác

nhau. Hình 2.6 chỉ ra giao diện giữa hai môi trường có chỉ số khúc xạ là n 1 và n2. Một

tia sáng từ môi trường 1 tới mặt phân cách của môi trường 1 với môi trường 2. Góc tới

là góc giữa tia tới và pháp tuyến với bề mặt chung giữa hai môi trường được biểu thị

là θ1. Phần năng lượng bị phản xạ vào môi trường 1 là một tia phản xạ, phần còn lại đi

xuyên qua môi trường 2 là một tia khúc xạ. Góc phản xạ θ1r là góc giữa tia phản xạ và

pháp tuyến của giao diện; tương tự, góc khúc xạ θ2 là góc giữa tia khúc xạ và pháp

tuyến θ1 = θ1.

Theo định luật Snell: n1sinθ1 = n2 sinθ2.





Khi góc tới θ1 tăng lên, góc khúc xạ θ2 cũng tăng. Nếu θ2 = 900, thì thì sinθ1 =

n2/n1. Lúc đó θ1 được gọi là góc tới hạn có giá trị θc = sin-1(n2/n1), với n1 > n2.

Với những giá trị θ2 > θc , sẽ không có tia khúc xạ, và tất cả năng lượng từ tia tới

được phản xạ hết. Hiện tượng này được gọi là phản xạ toàn phần.

Hình 2.6: Sự phản xạ và khúc xạ các tia sáng tại mặt phân cách hai môi trường

Như vậy điều kiện để xảy ra phản xạ toàn phần là:

Các tia sáng phải đi từ môi trường có chiết quang lớn sang môi

trường có chiết quang nhỏ hơn. Góc tới của tia sáng phải lớn hơn góc tới hạn.

Ánh sáng truyền trong sợi quang do hiện tượng phản xạ toàn phần xảy ra ở bề

mặt giữa phần lõi và vỏ. Hình 2. mô tả ánh sáng được phép từ môi trường bên ngoài

(không khí với chiết xuất n0) vào sợi.

Hình 2.7 : Ghép ánh sáng từ bên ngoài vào sợi quang

2.3.2 Cấu trúc một sợi quangSợi quang thực chất là một sợi thủy tinh nhỏ hoạt động như một ống dẫn sóng

cho phép truyền các sóng điện từ như ánh sáng. Cấu trúc hai lớp của sợi quang nhằm

đảm bảo được sự lan truyền ánh sáng trong sợi.





Hình 2.8: Cấu trúc cáp sợi quang

Một trong những khó khăn chính của truyền thông quang là sự suy giảm tín hiệu

truyền trong sợi. Suy giảm tăng lên khi chiều dài sợi quang tăng, tuy nhiên lượng suygiảm phụ thuộc vào bước sóng của tín hiệu. Có ba cửa sổ suy hao thấp nằm trong giải

bước sóng hồng ngoại là 0.8, 1.3 và 1.55 µm. Suy hao ít nhất khoảng 0.25 dB/km

trong dải 1.5 µm nên được dùng trong các ứng dụng khoảng cách xa, và khoảng 0.5

dB/km trong dải 1.3 µm được dùng chủ yếu ở các ứng dụng nội bộ, tốc độ cao. Những

sợi này cho phép truyền những tín hiệu ánh sáng qua những khoảng cách dài hàng

chục km trước khi cần phải tái tạo lại. Một mode trong sợi quang tương ứng với một

trong nhiều đường đi mà sóng có thể truyền xuyên qua sợi. Nói chung, khi đường kínhcủa lõi lớn sẽ cho nhiều mode truyền sóng hơn. Sợi quang đa mode có đường kính lõi

khoảng 50 µm đến 85 µm. Loại sợi này thuận lợi trong việc tiếp nhận ánh sáng từ

nguồn. Do đó có thể sử dụng các nguồn ánh sáng không đắt như diot phát quang

(LED). Tuy nhiện, sợi đa mode có bất lợi là tạo ra hiện tượng tán xạ mode. Do mỗi

mode truyền với một tốc độ khác nhau sẽ đến đầu cuối với những tốc độ khác nhau,

kết quả là xung bị trải ra trong miền thời gian. Do vậy, sợi đa mode được dùng ở

những ứng dụng khoảng cách ngắn. Một cách để làm hạn chế hiện tượng tán xạ này làgiảm số mode bằng cách giảm đường kính lõi. Với đường kính lõi khoảng 8 – 10 µm,





ta có sợi đơn mode. Sợi đơn mode loại trừ hiện tượng tán xạ, vì thế cho phép truyền

qua những khoảng cách rất xa. Tuy nhiên, để ghép ánh sáng vào sợi, cần phải sử dụng

những thiết bị đắt tiền như laser.

Bảng 2.2: So sánh sợi quang theo vật liệu chế tạoSợi thủy tinh Sợi PCS Sợi Plastic

Đặc tính kỹ thuật

Kích thước sợi

(9/125µm),

(50/125µm), (62.5/125

µm)

Đường kính lõi:

0,5-1mm

Chiết suất/NA ∆=0.2% - 1.3% n1=1.46; n2=1.40 NA = 0.54Bước sóng hoạt

động0.8µm-1.55µm 0.5µm – 0.8µm

Suy hao cực tiểu0.2dB/Km

(λ=1550nm)8dB/Km(µ=900nm)

55dB/Km(µ=570

nm)Tán sắc cực tiểu dmax=0(λ=1300nm) 200ns/Km Rất lớn

Cự ly truyền Hàng trăm Km Băng thông x cự ly

truyền

BxL=5(MbitsxKm)

Vài trăm mét

Tốc độ bit Hàng Gb/s Vài trăm Mbit/s

Ưu khuyết điểm- Chất lượng tốt nhất

- Giá thành đắt

- Hàn nối khó

Chất lượng và giá

thành nằm giữa sợi

thủy tinh và sợi

Plastic

- Chất lượng thấp- Giá thành hạ

- Hàn nối dễ

Ứng dụng

- Truyền dẫn thông tin

- Hệ thống viễn thông,

mạng máy tính

Tự động hóa

2.3.3 Phân tích ảnh hưởng của sợi quang

2.3.3.1 Suy hao của sợi quang và băng thông

a. Công thức:

Công suất ngõ ra Pout ở đầu cuối của một sợi quang có chiều dài L liên quan với

công suất ngõ vào Pin qua công thức: Pout = Pin.e-αL.





Trong đó, α là suy hao sợi quang. Suy hao thường được tính bằng đơn vị dB/km;

suy hao αdB dB/km nghĩa là tỉ số Pout/Pin cho chiều dài L = 1km thỏa mãn:

10log10(Pout/Pin) = - αdB.

Hay αdB = (10log10e) α ≈ 4.343α.b.Đặc tuyến suy hao:

Đặc tuyến suy hao của sợi quang khác nhau tùy thuộc vào loại sợi. Hình 2.8 cho

thấy suy hao trong silica như là một hàm theo bước sóng. Ta thấy rằng suy hao nhỏ

nhất ở ba dải bước sóng dùng cho truyền thông quang: 0.8 µm, 1.3 µm và 1.55 µm.

Dựa vào đặc tính của những bộ khuếch đại, dải 1.55 µm được chia thành ba

vùng, được vẽ trong hình 2.9:

Hình 2.9: Suy hao trong silica





Hình 2.10: Ba vùng bước sóng trong dải 1.55 µm

2.3.3.2 Tán sắc trong sợi quangTán sắc là sự mở rộng thời gian của một xung khi nó lan truyền qua sợi quang.

Tán sắc làm giới hạn khoảng cách bit và tốc độ truyền cực đại trên một kênh

thông tin quang.

Như đã đề cập ở trên, tán sắc xảy ra khi nhiều mode của cùng một tín hiệu truyền

ở những vận tốc khác nhau dọc theo sợi quang, tán sắc loại này được gọi là tán sắcmode. Tán sắc mode không xảy ra trong sợi đơn mode.

Một dạng tán sắc khác là tán sắc vật liệu hay tán sắc màu. Trong một môi trường

phân tán, chỉ số khúc xạ là một hàm của bước sóng. Vì vậy, nếu tín hiệu truyền dẫn

bao gồm nhiều bước sóng, một số bước sóng nào đó sẽ truyền nhanh hơn các bước

sóng khác. Vì không có laser nào có thể tạo ra một tín hiệu bao gồm chính xác một

bước sóng, hay nói khác đi, vì bất cứ thông tin nào mang tín hiệu cũng có độ rộng phổ

khác không, tán sắc vật liệu sẽ luôn xảy ra trong hầu hết các hệ thống.Một dạng tán sắc thứ ba là tán sắc ống dẫn sóng. Tán sắc ống dẫn sóng bị gây ra

là vì sự truyền sóng các bước sóng khác nhau phụ thuộc các đặc điểm của ống dẫn

sóng như là các chỉ số và hình dạng của lõi và vỏ sợi.

Ở 1300 nm, tán sắc vật liệu trong một sợi quang mode quy ước gần bằng không.

Mặt khác, hầu hết các hệ thống thông tin quang hoạt động ở dải tần số 1550 nm (vì

suy hao thấp hơn ở vùng này). Nhờ những kỹ thuật tiên tiến như là dịch tán sắc, các

sợi với tán sắc gần bằng không ở bước sóng giữa 1550 nm có thể được chế tạo. Trongmột sợi dịch tán sắc, phần lõi và vỏ được thiết kế sao cho tán sắc ống dẫn sóng phủ

định với tán sắc vật liệu, vì thế tán sắc tổng cộng gần như bị triệt tiệu (bằng không).

2.3.3.3 Các ảnh hưởng phi tuyến

Các ảnh hưởng phi tuyến trong sợi quang có khả năng gây ra ảnh hưởng nghiêm

trọng trong việc thực hiện các hệ thống thông tin quang WDM. Ảnh hưởng phi tuyến

có thể dẫn đến suy hao, méo dạng và nhiễu xuyên kênh. Trong một hệ thống WDM,

hiệu ứng này đặt ra những ràng buộc về khoảng cách giữa các kênh bước sóng liên





tiếp nhau, hạn chế công suất cực đại trên bất cứ kênh nào, và vì thế cũng hạn chế tốc

độ bit cực đại.

Có hai dạng ảnh hưởng phi tuyến. Dạng thứ nhất xuất hiện do sự tương tác giữa

các sóng ánh sáng với sự rung động phân tử trong môi trường silica – một trong nhiềudạng của hiệu ứng khuếch tán. Có hai dạng khuếch tán chính là khuếch tán tích lũy

Brillouin (SBS) và khuếch tán tích lũy Raman (SRS).

Loại ảnh hưởng phi tuyến thứ hai xuất hiện do sự phụ thuộc của chỉ số khúc xạ

vào cường độ quang của các tín hiệu quang truyền xuyên qua sợi. Vì vậy, pha của ánh

sáng của bộ thu sẽ phụ thuộc vào pha ánh sáng được gởi từ bên phát, chiều dài sợi và

cường độ quang. Các hiệu ứng phi tuyến quan trọng nhất loại này gồm có: tự điều chế

pha (SPM), và trộn bốn bước sóng (FWM).a. Tự điều chế pha (SPM):

Tự điều chế pha gây ra bởi sự biến đổi công suất của một tín hiệu quang và kết

quả là làm biến đổi pha của tín hiệu. Lượng dịch pha gây ra bởi SPM là:

φ NL = n2k 0L|E|2

Trong đó n2 là hệ số phi tuyến cho chỉ số khúc xạ, k 0 = 2π/λ, L là chiều dài sợi,

và |E|2 là cường độ quang. Trong các hệ thống khóa dịch pha (PSK), SPM có thể làm

hạ phẩm chất hệ thống, vì đầu thu phụ thuộc vào thông tin pha. SPM cũng dẫn đếngiãn độ rộng phổ các xung. Những thay đổi tức thì trong một pha của tín hiệu gây ra

bởi sự thay đổi cường độ tín hiệu sẽ dẫn đến những thay đổi tức thời về tần số xung

quanh tần số trung tâm của tín hiệu. Đối với những xung rất ngắn, các thành phần tần

số thêm vào tạo ra bởi SPM kết hợp với các hiệu ứng tán sắc vật liệu cũng làm cho

xung bị trải ra hoặc nén lại trong miền thời gian, ảnh hưởng tốc độ bit cực đại và tỉ lệ

lỗi bit.

b. Điều chế xuyên pha (XPM):XPM là sự dịch pha của tín hiệu gây ra bởi sự thay đổi cường độ của một tín

hiệu truyền ở một bước sóng khác. XPM có thể làm phổ mở rộng bất đối xứng, và kết

hợp với SPM và tán sắc, cũng có thể ảnh hưởng đến hình dạng xung trong miền thời

gian.

Mặc dù XPM có thể làm hạn chế việc thực hiện các hệ thống sợi quang, nó cũng

có một số ứng dụng quan trọng. XPM có thể dùng để điều chế tín hiệu “bơm” ở một






Mux Demux

Amplifier


thể gây nhiễu nếu chúng trùng với các tần số dùng để truyền dữ liệu. Tương tự, trộn

củng có thể xảy ra giữa sự kết hợp của ba bước sóng hoặc nhiều hơn. Ảnh hưởng cùa

FWM trong các hệ thống WDM có thể giảm xuống bằng cách sử dụng các kênh được

cách nhau không đồng đều.FWM có thể được dùng để cung cấp chuyển đổi bước sóng.

2.4 Các thành phần trong hệ thống thông tin quangTrong thông tin quang, tín hiệu quang (ánh sáng) được phát đi ở nguồn truyền

qua môi trường truyền thông là sợi quang để đến nơi thu. Kỹ thuật điều chế được sử

dụng phổ biến nhất là điều chế OOK (on-off keying). Tín hiệu vào được phát hiện trực

tiếp ở bộ thu và việc quyết định được dựa vào năng lượng tích lũy trong một thởi

khoảng bit.

Một hệ thống thông tin quang cơ bản gồm có những thành phần như: các bộ nối,

bộ phát quang, bộ thu quang, các bộ khuếch đại quang, các chuyển mạch, các bộ lọc,

các bộ ghép và tách kênh quang. Hình 2.10 cho thấy những thành phần của một hệ

thống thông tin quang với một bộ khuếch đại.

Hình 2.11: Hệ thống thông tin quang

2.4.1 Các bộ ghép

Một bộ ghép định hướng được dùng để kết hợp và chia các tín hiệu trong một

mạng quang. Một bộ ghép 2 x 2 bao gồm hai cổng vào và hai cổng ra, như chỉ ra trong

hình 2.11. Các bộ ghép được sử dụng rộng rãi nhất được làm bằng cách nối hai sợi với

nhau ở giữa. Chúng cũng có thể được chế tạo bằng cách dùng ống dẫn sóng. Bộ ghép

lấy một phần nhỏ công suất (α) từ ngõ vào 1 để đưa ra ngõ ra 1 và phần còn lại (1-α)


Transmitter

(ITU Laser)

Transmitter

(ITU Laser)

Transmitter

(ITU Laser)

Transmitter

(ITU Laser)

Receiver

Receiver

Receiver

Receiver




đưa ra ngõ 2. Tương tự, phần công suất (1-α) từ ngõ vào 2 được phân phối đến ngõ ra

1, phần còn lại (α) đến ngõ ra 2. Ta gọi α là tỉ số ghép.

Hình 2.12: Bộ ghép định hướng

Nguyên lý hoạt động: khi hai ống dẫn sóng được đặt gần nhau, ánh sáng sẽ

“ghép” từ ống dẫn sóng này sang ống dẫn sóng kia. Đây là do các mode truyền sóng

của ống dẫn sóng kết hợp khá khác với mode truyền sóng của một ống dẫn sóng đơn

lẻ. Khi hai ống dẫn sóng giống hệt nhau, ánh sáng sẽ được phóng vào một ống sẽ ghépsang ống khác hoàn toàn và sau đó quay về ống ban đầu một cách định kỳ.

2.4.2 Bộ cách ly và bộ truyềnBộ ghép và các thiết bị quang thụ động khác là những thiết bị thuận nghịch,

chúng sẽ hoạt động giống nhau một cách chính xác nếu ngõ vào và ngõ ra được đảo

lại. Tuy nhiên, trong nhiều hệ thống có một nhu cầu đối với các thiết bị thụ động

không thuận nghịch. Bộ cách ly là một ví dụ cho loại thiết bị này. Chức năng chính

của nó là cho phép truyền dẫn một hướng xuyên qua nó nhưng chặn hướng ngược lại.Bộ cách ly được sử dụng trong hệ thống ở ngõ ra của các bộ khuếch đại quang và

lasers chủ yếu để ngăn sự phản xạ từ những nguồn đi vào thiết bị làm giảm chất lượng

hệ thống. Hai thông số chính của bộ cách ly là hệ số suy hao (insertion loss), là mất

mát theo hướng gửi tới, nên càng nhỏ càng tốt; và hệ số cách ly ( isolations), là suy

hao theo hướng ngược lại, càng lớn càng tốt. Hệ số suy hao tiêu biểu gần 1dB, còn hệ

số cách ly gần 40-50 dB.

Một bộ truyền (circulator ) tương tự như một bộ cách ly, ngoại trừ nó có nhiềucổng, điển hình là ba hoặc bốn cổng, như được vẽ trong hình 2.12. Trong bộ truyền ba

cổng, một tín hiệu ngõ vào trên cổng 1 được gửi ra trên cổng 2, một tín hiệu vào trên

cổng 2 được gửi ra trên cổng 3, và một tín hiệu vào cổng 3 sẽ được gửi ra cổng 1. Các

bộ circulator được dùng để xây dựng các phần tử xen/rớt quang.





Hình 2.13: Bộ truyền 3 cổng và 4 cổng

2.4.3 Nguồn phát quangBộ phát quang có nhiệm vụ chuyển tín hiệu điện thành tín hiệu quang. Ánh sáng

phát ra từ các nguồn này được ghép vào sợi quang để truyền đi. Có hai loại linh kiện

dùng làm nguồn phát quang hiện nay là:

• Diode phát quang hay LED (Light Emitting Diode)

• LASER (Light Amplification by Stimulated Emission Radiasion)

Để xây dựng thành công các hệ thống thông tin quang. Các nguồn phát quang

cần có các tính chất vật lý sau:

• Phù hợp với kích thước các sợi quang

• Phóng đủ công suất quang vào sợi để khắc phục suy hao cho phép tín hiệu

có thể được phát hiện ở đầu thu.• Phát ra ánh sáng ở các bước sóng làm tối thiểu hóa suy hao và tán xạ. Các

nguồn quang nên có một bề rộng phổ nhỏ để giảm thiểu tán xạ.

• Duy trì sự vận hành ổn định trong những điều kiện môi trường thay đổi

• Cho phép điều chế trực tiếp công suất quang ngõ ra

• Giá thành thấp và tin cậy hơn các thiết bị điện tử, cho phép các hệ thống

thông tin sợi quang có thể cạnh tranh với những hệ thống thông tin

thường.

Nguồn phát quang cho những hệ thống ghép kênh đa bước sóng là những laser

có độ phân giải cao, băng hẹp, chính xác. Những laser này cho phép khoảng cách

kênh nhỏ, tăng số bước sóng có thể sử dụng ở dải 1500nm và giảm các ảnh hưởng xấu

đến tín hiệu như sự tán xạ. Chúng giảm nhỏ suy hao công suất, cho phép truyền ở

những khoảng cách xa và mức độ toàn vẹn của tín hiệu cao. Những laser này có thể sử

dụng các bộ khuếch đại quang để nâng độ lớn của tín hiệu với những khoảng cách mở

rộng và loại bỏ các bộ khuếch đại điện tử cần thiết để tái tạo từng tín hiệu quang. Hầu





hết các hệ thống laser được thiết kế để làm việc với những bước sóng được quy định

bởi ITU-T.

2.4.4 Tách sóng quangBộ tách sóng quang chuyển các luồng ánh sáng đi vào thành các dòng điện.

Dòng điện sau đó được khuếch đại và đi xuyên qua một thiết bị ngưỡng. Một bit ở

logic 0 hay 1 phụ thuộc vào dòng điện này ở trên hay dưới một ngưỡng nào đó trong

thời gian bit. Nói cách khác, sự quyết định được thực hiện dựa vào sự hiện diện của

ánh sáng trong suốt thời khoảng bit.

Các thiết bị tách sóng cơ bản cho các mạng quang tách sóng trực tiếp là các diot

PN và PIN. Cấu tạo của chúng cũng phát triển từ tiếp giáp P-N. Dưới hiệu ứng quang-

điện, ánh sáng đi vào mối nối P-N sẽ tạo ra các cặp electron-lỗ trống trong cả hai vùng

của diot. Các electron được giải phóng trong vùng “p” sẽ đi qua vùng “n”, và các lỗ

trống tạo ra trong vùng “n” sẽ xuyên qua vùng “p”, kết quả là tạo ra một dòng điện.

Một phương pháp khác là tách sóng kết hợp. Trong đó thông tin về pha được sử

dụng để mã hóa và tách sóng tín hiệu. Luồng ánh sáng vào với một tần số hơi khác tần

số bộ dao động, được kết hợp với tín hiệu từ bộ dao động tạo ra một tín hiệu ở tần số

khác. Tín hiệu này trong tầm sóng vi ba sẽ được khuếch đại và tách sóng. Tách sóng

kết hợp phức tạp hơn tách sóng trực tiếp nhưng nó cho phép nhận các tín hiệu yếu từ

một nền nhiễu. Tuy nhiên trong hệ thống quang, việc duy trì thông tin về pha cho tách

sóng trực tiếp là điều khó thực hiện.

Theo sau là một số yêu cầu đối với các bộ tách sóng quang để tương thích trong

hệ thống WDM:

• Phù hợp với kích thước sợi quang để việc ghép được hiệu quả và đóng gói

dễ dàng.

•

Có một độ nhạy cao ở bước sóng hoạt động của nguồn quang.• Có một thời gian đáp ứng đủ ngắn để điều khiển tốc độ dữ liệu hệ thống.

• Nhiễu đối với hệ thống thấp.


OPTICAL

DETECTO

AMPLIFIE

R

CONTROL

CIRCUITRY

OUTPUT

SIGNAL

PROCESSING




Hình 2.14: Sơ đồ khối của một bộ thu quang

2.4.5 Các bộ khuếch đại quangTrong một hệ thống thông tin quang, các tín hiệu quang từ bên phát bị suy hao

bởi sợi quang khi lan truyền qua sợi. Các thành phần quang khác, như các bộ ghép

kênh và các bộ ghép cũng gây ra suy hao. Sau một vài khoảng cách, suy hao tích lũy

làm cho tín hiệu bị yếu đi đến mức không tách sóng được. Do vậy cường độ tín hiệu

phải được khôi phục lại trước khi tách sóng. Trước khi các bộ khuếch đại quang ra

đời, sự lựa chọn duy nhất là tái tạo lại các tín hiệu, nghĩa là nhận tín hiệu và phát lại

nó. Quá trình này được thực hiện bằng các bộ lặp tái sinh. Một bộ lặp chuyển tín hiệuquang thành tín hiệu điện, khôi phục và sau đó chuyển lại thành tín hiệu quang để

truyền tiếp. Điều này làm hạn chế tính trong suốt và tăng chi phí bảo trì của hệ thống.

Kỹ thuật khuếch đại quang mang lại nhiều thuận lợi hơn các bộ lặp. Bộ khuếch

đại quang không phụ thuộc vào tốc độ bit và các định dạng tín hiệu. Một hệ thống sử

dụng khuếch đại quang có thể dễ dàng nâng cấp hơn, ví dụ như đến một tốc độ bit cao

hơn mà không cần phải thay thế các bộ khuếch đại. Hơn nữa, các bộ khuếch đại quang

có một băng thông khá lớn nên có thể được dùng khuếch đại đồng thời nhiều tín hiệuWDM. Nếu không với mỗi bước sóng ta phải có một bộ lặp. Điều này cho thấy các bộ

khuếch đại quang thật sự cần thiết cho các hệ thống ghép kênh theo bước sóng, đặc

biệt là DWDM như thế nào.

Ở đây ta sẽ xem xét hai dạng cơ bản: EDFA và SOA.

2.4.5.1 EDFA (Erbium – Doped Fiber Amplifiers)EDFA hoạt động trong khoảng từ 1530 nm đến 1560 nm. EDFA gồm một đoạn

cilica mà phần lõi được cho vào các nguyên tử ion Er 3+

của nguyên tố đất hiếm Ebiri.Ở đầu cuối sợi quang, một laser phát đi một tín hiệu (pump signal) vào sợi. Để kết hợp

ngõ ra của laser với một tín hiệu vào (data signal), một số ghép phụ thuộc bước sóng

được đặt trước đoạn cáp. Thông thường, một bộ cách ly được dùng trước ngõ vào

hoặc ngõ ra của bộ khuếch đại để ngăn sự phản xạ vào trong bộ khuếch đại.





Hình 2.15 : Eribium-doped fiber amplifier

Tín hiệu bơm kích thích các nguyên tử ion Er 3+ đến một mức năng lượng caohơn. Sự chuyển dịch mức năng lượng của điện tử từ cao xuống thấp sẽ phát ra một

photon, được gọi là bức xạ tự phát nếu như không có bất cứ một tác động nào khác

chen vào; hoặc bức xạ kích thích do sự có mặt của các photon chứa năng lượng bằng

năng lượng dịch chuyển. Thời gian sống của các điện tử ở mức năng lượng cao vào

khoảng 10ns đảm bảo cho các ion Er 3+ đợi để được khuếch đại tín hiệu bằng bức xạ

kích thích. Khi tín hiệu dữ liệu được truyền vào EDFA, nó kích thích sự phát xạ của

ánh sáng từ các ion ở trạng thái kích thích, do vậy nó khuếch đại công suất tín hiệu.Hầu hết các EDFA dược bơm bằng laser với bước sóng 980 nm hoặc 1480 nm.

Bước sóng 980 nm cho hiệu suất độ lợi quanh 10 dB/mW, trong khi bước sóng 1480

nm cho hiệu suất quanh 5 dB/mW. Một hạn chế của khuếch đại quang là độ lợi phổ

không đồng đều. Độ lợi phổ EDFA được vẽ trong hình 2. . Ngoài ra, các bộ khuếch

đại cũng khuếch đại nhiễu như tín hiệu và vùng tích cực của bộ khuếch đại cũng tự

động phát ra các photon, làm hạn chế hiệu suất của bộ khuếch đại.

Hình 2.16 : Độ lợi phổ EDFA

Một số phương pháp làm phẳng độ lợi của EDFA đã được nghiên cứu như sử

dụng bộ lọc quang tần số 1530 nm để nén đỉnh trong vùng này. Tuy nhiên khi có

nhiều EDFA được ghép liên tầng, một đỉnh khác xuất hiện quanh bước sóng 1560 nm,

lúc đó bộ lọc ở tần số 1560 nm được sử dụng. Một phương pháp khác là hiệu chỉnh

công suất phát ngõ vào để cho công suất trên mọi bước sóng nhận được ở bên thu như

nhau. Cách này được áp dụng trong mạng vòng Ring WDM.





2.4.5.2 SOA (Semiconductor Optical Amplifiers)

Hình 2.17 chỉ ra sơ đồ khối của bộ khuếch đại quanh bán dẫn. Về cơ bản, SOA

là một mối nối p-n. Lớp giữa được hình thành ở mối nối hoạt động như là một vùng

tích cực. Ánh sáng được khuếch đại do sự phát xạ kích thích khi nó lan truyền quavùng tích cực này. Đối với một bộ khuếch đại, hai đầu cuối của vùng tích cực được

phủ một lớp không phản xạ để loại bỏ gợn sóng trong độ lợi bộ khuếch đại.

Xét một tần số quanh fc thỏa mãn : h fc > Eg , trong đó Eg là khe năng lượng

của vật liệu bán dẫn. Tần số quanh nhỏ nhất (hay bước sóng lớn nhất) có thể được

khuếch đại tương ứng với khe năng lượng này. Khi thế hiệu dịch gởi đến tăng lên,

các electron đi vào vùng p chiếm các mức năng lượng cao hơn từng nấc và các tín

hiệu với bước sóng nhỏ hơn có thể được khuếch đại.

Hình 2.17 : Sơ đồ khối một độ khuếch đại quanh bán dẫn

2.4.6 Các bộ ghép kênh và bộ lọcCác bộ lọc quang là những thành phần chủ yếu trong hệ thống truyền dẫn WDM

đối với ít nhất hai ứng dụng là ghép và tách các bước sóng, các thiết bị này được gọi

là các bộ ghép kênh (multiplexer) và các bộ phân kênh (demultiplxer). Ngoài ra, bộ

lọc còn làm phẳng độ lợi và lọc nhiễu trong các bộ khuếch đại quang.


Wavelength

filter

Wavelengt

h




Hình 2.18 : Bộ lọc và bộ ghép kênh

Các ứng dụng khác của các bộ lọc quang được vẽ trong hình 2.18 . Một bộ lọc

đơn giản là một thiết bị hai cổng chọn một bước sóng và loại bỏ các bước sóng khác.

Nó có thể có một cổng thứ ba thêm vào mà trên đó các bước sóng bị loại bỏ có thể thuđược. Một bộ ghép kênh kết hợp các tín hiệu ở các bước sóng khác nhau trên các ngõ

vào vào một ngõ ra chung, một bộ phân kênh thực hiện chức năng ngược lại. MUX và

DEMUX được dùng như các thiết bị cuối WDM cũng như trong các bộ kết nối chéo

bước sóng (WXC) và các bộ ghép kênh xen/rớt bước sóng.

DEMUX và MUX có thể được nối liên tầng để tạo ra các WXC. Trong một

WXC cố định, mô hình kết nối chéo cố định lúc thiết bị được thực hiện và không thể

thay đổi một cách động. Hình 2.19 chỉ một ví dụ về WXC cố định. Thiết bị gửi cáctín hiệu từ một ngõ vào đến một ngõ ra dựa vào bước sóng. WXC động có thể được

xây dựng bằng cách kết hợp sử dụng các bộ chuyển mạch quang với các bộ ghép và

phân kênh.

Hình 2.19: Bộ kết nối chéo bước sóng cố định

2.4.7 Các bộ chuyển mạchCác bộ chuyển mạch quang được sử dụng trong các mạng quang cho nhiều ứng

dụng khác nhau. Mỗi ứng dụng yêu cầu thời gian chuyển mạch và số các cổng chuyển

mạch khác nhau. Một ứng dụng của các bộ chuyển mạch quang là cung cấp các

lightpaths. Trong ứng dụng này, các chuyển mạch được sử dụng bên trong các bộ kết

nối chéo nhằm cấu hình lại chúng để cung cấp các lightpaths mới. Một phần mềm cần

thiết được thêm vào để quản lý mạng từ đầu cuối đến đầu cuối. Vì thế, với ứng dụng

này, các chuyển mạch với thời gian chuyển mạch mili giây được chấp nhận. Sự đánh

đổi ở đây là phải thực hiện các bộ chuyển mạch có kích thước lớn.





Một ứng dụng quan trọng khác là chuyển mạch bảo vệ. Ở đây các chuyển mạch

được sử dụng để chuyển các luồng lưu lượng từ một sợi chính sang một sợi khác trong

trường hợp sợi chính bị hư. Toàn bộ hoạt động phải được hoàn thành trong hàng chục

mili giây, bao gồm cả thời gian tìm ra lỗi, thông tin lỗi đến các phần tử mạng thíchhợp điều khiển việc chuyển mạch, và thời gian chuyển mạch thật sự. Vì vậy thời gian

chuyển mạch yêu cầu khoảng một vài mili giây. Có thể có các dạng chuyển mạch bảo

vệ khác nhau, và phụ thuộc phương pháp được sử dụng, số các cổng chuyển mạch cần

thiết có thể thay đổi từ hàng trăm đến hàng ngàn cổng khi sử dụng trong các bộ kết nối

chéo bước sóng.

Các bộ chuyển mạch cũng là các phần tử quan trọng trong mạng chuyển mạch

gói quang học tốc độ cao. Trong các mạng này, các chuyển mạch được sử dụng đểchuyển các tín hiệu trên cơ sở các gói. Với ứng dụng này, thời gian chuyển mạch này

phải nhỏ hơn nhiều thời gian của một gói, và các chuyển mạch lớn sẽ cần thiết.

Các bộ chuyển mạch còn được sử dụng như là các bộ điều chế bên ngoài để mở

và đóng dữ liệu trước một nguồn laser. Trong trường hợp này, thời gian chuyển mạch

phải là một phần nhỏ của thời khoảng bit. Do một bộ điều chế bên ngoài cho một tín

hiệu 10Gps (với một thời khoảng bit 100 ps) phải có thời gian chuyển mạch khoảng

10 ps.2.4.8 Bộ chuyển đổi bước sóng

Bộ chuyển đổi bước sóng là một thiết bị có khả năng chuyển dữ liệu từ bước

sóng này (λ 1) trên một ngõ vào các bước sóng khác tại ngõ ra (λ 2). Bộ chuyển đổi rất

hữu dụng trong việc làm giảm xác suất tắc nghẽn mạng. Nếu các bộ chuyển đổi được

tích hợp vào các bộ kết nối chéo trong các mạng WDM, các kết nối có thể được thiết

lập giữa nguồn và đích ngay cả khi cùng một bước sóng không có sẵn trên tất cả các

tuyến của đường đi. Các bộ chuyển đổi bước sóng giúp loại trừ sự bắt buộc liên tục về

bước sóng. Có các bộ chuyển đổi bước sóng ví dụ như :

Chuyễn đổi bước sóng quang-điện.

Chuyển đổi bước sóng toàn quang.









Chương 3 MẠNG KHÔNG DÂY WIRELESS

3.1Giới thiệu mạng không dây WirelessTrong gần 10 năm qua mạng vô tuyến (không dây) đã phát triển với tốc độ

chóng mặt. Có rất nhiều loại hình mạng, nhiều công nghệ, nhiều chuẩn vô tuyến đã và

đang được chuẩn hóa.

Công nghệ mạng không dây hầu như gần gũi nhất với nhiều người đó là công

nghệ mạng thông tin di động tế bào. Đấy chính là mạng điện thoại di động 2G/3G/....

Tên thông dụng mà chúng ta thường gọi là mạng GSM/CDMA hay

UMTS/WCDMA/CDMA2000... Bên cạnh đó là mạng cục bộ không dây WLAN sửdụng công nghệ Wifi 802.11 và các chuẩn khác nhau của Wifi a/b/g/i/k/m... Hiện nay

những chiếc điện thoại di động cũng được trang bị công nghệ Bluetooth để truyền tải

thông tin giữa các điện thoại di động hay giữa điện thoại và máy tính với nhau.

3.2Phân loại mạng vô tuyến

Một cách truyền thống để phân loại các công nghệ mạng vô tuyến là dựa vào

vùng phủ sóng của một trạm phát sóng.

Hình 3.1: Phân loại mạng vô tuyến

Chương 3: Mạng không dây Wireless




3.2.1 WPAN

Mạng vô tuyến cá nhân. Nhóm này bao gồm các công nghệ vô tuyến có vùng

phủ sóng nhỏ khoảng vài mét đến hàng chục mét tối đa. Các công nghệ này phục vụ

mục đích nối kết các thiết bị ngoại vi như máy in, bàn phím, chuột, đĩa cứng, khóa

USB, đồng hồ,...với điện thoại di động, máy tính. Các công nghệ trong nhóm này bao

gồm: Bluetooth, Wibree, ZigBee, UWB, Wireless USB, EnOcean,... Đa phần các công

nghệ này được chuẩn hóa bởi IEEE, cụ thể là nhóm làm việc (Working Group)

802.15. Do vậy các chuẩn còn được biết đến với tên như IEEE 802.15.4 hay IEEE

802.15.3 ...

Hình 3.2: Mạng WPAN

3.2.2 WLAN

Mạng vô tuyến cục bộ, là một công nghệ truy cập mạng băng rộng không dây

theo chuẩn của 802.11 của IEEE. Được phát triển với mục đích ban đầu là một sản

phẩm phục vụ gia đình và văn phòng để kết nối các máy tính cá nhân mà không cần

dây, nó cho phép trao đổi dữ liệu qua sóng radio với tốc độ rất nhanh. Là cơ hội để

cung cấp đường truy cập Internet băng thông rộng ngày càng nhiều ở các địa điểm

công cộng như sân bay, cửa hàng café, nhà ga, các trung tâm thương mại hay trung

tâm báo chí.

Nhóm này bao gồm các công nghệ có vùng phủ sóng khoảng vài trăm mét. Nổi

bật là công nghệ Wifi với nhiều chuẩn mở rộng khác nhau thuộc gia đình 802.11

a/b/g/h/i/... Công nghệ Wifi đã gặt hái được những thành công to lớn trong những năm





qua. Bên cạnh WiFi thì còn một cái tên ít nghe đến là HiperLAN và HiperLAN2, đối

thủ cạnh tranh của Wifi được chuẩn hóa bởi ETSI.

Hình 3.3 : Mô hình WLAN

3.2.3 WMAN

Mạng vô tuyến đô thị. Đại diện tiêu biểu của nhóm này chính là WiMAX. Ngoài

ra còn có công nghệ băng rộng BWMA 802.20. Vùng phủ sóng của nó sẽ vào khoảngvài km (tối đa 4-5km).

Hình 3.4: Mạng WMAN





3.2.4 WAN

Mạng vô tuyến diện rộng. Nhóm này bao gồm các công nghệ mạng thông tin di

động như UMTS/GSM/CDMA2000... Vùng phủ sóng của nó khoảng vài km đến vài

chục km.

Hình 3.5: Mạng WAN

3.2.5 WRAN

Mạng vô tuyến khu vực. Nhóm này đại diện là công nghệ 802.22 đang được

nghiên cứu và phát triển bởi IEEE. Vùng phủ có nó sẽ lên tầm 40-100km. Mục đích là

mang công nghệ truyền thông đến các vùng xa xôi hẻo lánh, khó triển khai các công

nghệ khác. Nó sẽ sử dụng băng tần mà TV analog không dùng để đạt được vùng phủ

rộng.

Hình 3.6: Mạng WRAN





3.3 Sự phát triển của mạng thông tin di động tế bào

Trong hơn 25 năm qua, sự phát triển của Internet cũng như các công nghệ không

dây đã có ảnh hưởng rất lớn đến cuộc sống của con người trên toàn thế giới. Hai nhân

tố này đã làm thay đổi cách con người liên lạc với nhau, cách họ làm việc, cách họ

hưởng thụ cuộc sống thông qua các loại hình giải trí mới.

Với sự ra đời của mạng thông tin di động tế bào, chúng ta đã chứng kiến sự tăng

vọt về nhu cầu dịch vụ không dây & di động. Chúng ta đã và đang chứng kiến sự phát

triển đến chóng mặt của mạng không dây : năm 2002 đánh dấu thời điểm lịch sử của

mạng viễn thông với số thuê bao di động vượt số thuê bao cố định. Theo ITU, tháng 9

năm 2005, số thuê bao di động trên thế giới đã vượt con số 2 tỷ. Theo thống kê của

GSA (Global mobile Suppliers Association) gần đây, con số này đã vượt 3 tỷ. Tuy

nhiên, lịch sử của mạng tế bào còn rất ngắn ngủi. Nó mới trải qua 3 thế hệ và ở nhiều

quốc gia nó vẫn còn đang ở thế hệ thứ 2.

Trong mạng thông tin di động tế bào, mỗi một thập kỷ chứng kiến một thế hệ

mạng mới. Thế hệ đầu tiên (1G) khởi đầu từ những năm 80s. Đó là thế hệ điện thoại

di động analog. Thế hệ thứ 2G bắt đầu nổi lên từ nhưng năm đầu của thập kỷ 90. Thế

hệ thứ 2G là công nghệ di động kỹ thuật số, cung cấp dịch vụ voice và cả data. Thế hệ

thứ 3 bắt đầu từ năm 2001 ở Nhật, đặc trưng bởi dịch vụ thoại, dữ liệu và đa phương

tiện với tốc độ cao. Hệ thống tiền-4G, những viên đá tảng cho thế hệ thứ 4G, hy vọng

sẽ được thương mại hóa vào khoảng đầu năm 2010. Một thế hệ 4G sẽ cất cánh vào

những năm 2012. Con đường phát triển của các công nghệ mạng tế bào được thể hiện

ở hình dưới đây.

Hình 3.7: Con đường phát triển của các công nghệ mạng tế bào





Thế hệ thứ 1 (1G)Mạng di động thế hệ thứ nhất bắt đầu ở Nhật vào năm 1979. Đây là hệ thống

truyền tín hiệu tương tự (analog). Những công nghệ chính thuộc thế hệ thứ nhất này

có thể kể đến là AMPS (Advanced Mobile Phone System), TACS (Total Access

Communication System), JTACS (Japan TACS), NMT (Nordic Mobile Telephone).

Tuy chưa hoàn hảo về mặt công nghệ và kỹ thuật, thế hệ thông tin di động 1G này

thực sự là một mốc phát triển quan trọng của ngành viễn thông (khái niệm di động

(mobile) đã bắt đầu đi vào phục vụ nhu cầu liên lạc của con người trong đời sống hằng

ngày). Những điểm yếu nổi bật của thế hệ 1G liên quan đến chất lượng truyền tin

kém, vấn đề bảo mật và việc sử dụng kém hiệu quả tài nguyên tần số.

Thế hệ thứ 2 (2G)Hệ thống mạng 2G được đặc trưng bởi công nghệ chuyển mạch kỹ thuật số

(Digital Circuit-Switched). Kỹ thuật này cho phép sử dụng tài nguyên băng tần hiệu

quả hơn nhiều so với 1G. Hầu hết các thuê bao di động trên thế giới hiện đang dùng

công nghệ 2G này. Công nghệ 2G sẽ còn tồn tại thêm một thời gian dài nữa trước khi

3G thay thế hoàn toàn nó. Những chuẩn di động 2G chính bao gồm GSM (Global

System for Mobile Communication), IS-136 và CdmaOne.

• GSMSử dụng kỹ thuật đa truy cập TDMA và song công FDD. GSM đã trở thành

công nghệ truyền thông có tốc độ phát triển nhanh nhất từ trước đến nay và là

một chuẩn di động được triển khai rộng rãi trên thế giới.

• IS-136Được biết đến với tên D-AMPS (Digital-AMPS), sử dụng kỹ thuật đa truy cập

TDMA và song công TDD. Công nghệ này được triển khai nhiều ở Châu Mĩ,

đặc biệt là ở Mỹ và Canada.

• CDMS ONELà tên gọi của chuẩn di động ITU IS-95 sử dụng kỹ thuật đa truy cập CDMA.

CDMA được chuẩn hoá năm 1993. Ngày nay, có 2 phiên bản IS-95, gọi là IS-

95A và IS-95B. IS-95A dùng FDD với độ rộng kênh là 1,25MHz cho mỗi

hướng lên và xuống. Tốc độ dữ liệu tối đa của IS-95A là 14,4 Kbps. IS-95B có

thể cung ứng tốc độ dự liệu lên đến 115Kbps bằng cách gộp 8 kênh lại với nhau.

Với tốc độ này, IS-95B còn được phân loại như là công nghệ 2,5G.





Thế hệ 2,5GThế hệ 2,5G đặc trưng bởi dịch vụ dự liệu tốc độ cải tiến. Chuẩn chính của thế

hệ này là GPRS, EDGE và IS-95B. GPRS là một bước phát triển tiếp theo để cung cấp

dịch vụ dự liệu tốc độ cao cho người dùng GSM và IS-136. Lý thuyết mà nói thì

GPRS có thể cung ứng tốc độ dự liệu lên đến 172,2 Kbps. GPRS là một giải pháp

chuyển mạch gói. Đây cũng là một bước đệm trong quá trình chuyển từ thế hệ 2G lên

3G của các nhà cung cấp dịch vụ GSM/IS-136. Trên con đường dài đi đến 3G, EDGE

đã ra đời để cải tiến tốc độ dữ liệu hơn nữa (tốc độ tối đa tầm 384Kbps). EDGE đôi

khi còn được trích dẫn như công nghệ 2,75G.

Thế hệ thứ 3 (3G)Mạng 3G đặc trưng bởi tốc độ dự liệu cao, capacity của hệ thống lớn, tăng hiệu

quả sử dụng phổ tần và nhiều cải tiến khác. Có một loạt các chuẩn công nghệ di động

3G, tất cả đều dựa trên CDMA, bao gồm: UMTS (dùng cả FDD lẫn TDD),

CDMA2000 và TD-SCDMA.

• UMTSSử dụng kỹ thuật đa truy cập WCDMA. UMTS được chuẩn hoá bởi 3GPP.

UMTS là công nghệ 3G được lựa chọn bởi hầu hết các nhà cung cấp dịch vụ

GSM/GPRS để đi lên 3G. Tốc độ dữ liệu tối đa là 1920Kbps (gần 2Mbps).

Nhưng trong thực tế tốc độ này chỉ tầm 384Kbps thôi. Để cải tiến tốc độ dữ liệu

của 3G, hai kỹ thuật HSDPA và HSUPA đã được đề nghị. Khi cả 2 kỹ thuật này

được triển khai, người ta gọi chung là HSPA. HSPA thường được biết đến như

là công nghệ 3,5G.

• HSDPA

Tăng tốc độ downlink (đường xuống, từ NodeB về người dùng di động). Tốc độtối đa lý thuyết là 14,4Mbps, nhưng trong thực tế nó chỉ đạt tầm 1,8Mbps (hoặc

tốt lắm là 3,6Mbps). Theo một báo cáo của GSA tháng 7 năm 2008, 207 mạngHSDPA đã và đang bắt đầu triển khai, trong đó 207 đã thương mại hoá ở 89nước trên thế giới.

• HSUPA

Tăng tốc độ uplink (đường lên) và cải tiến QoS. Kỹ thuật này cho phép người

dùng upload thông tin với tốc độ lên đến 5,8Mbps (lý thuyết). Cũng trong cùng

báo cáo trên của GSA, 51 nhà cung cấp dịch vụ thông tin di động đã triển khai

mạng HSUPA ở 35 nước và 17 nhà cung cấp mạng lên kế hoạch triển khai

mạng HSUPA.





• CDMA 2000Là công nghệ kế thừa của 2G CdmaOne, đại diện cho họ công nghệ bao gồm

CDMA2000 1xRTT (Radio Transmission Technology), CDMA2000 EV-DO

(Evolution -Data Optimized) và CDMA2000 EV-DV(Evolution -Data and

Voice). CDMA2000 được chuẩn hoá bởi 3GPP2. Lẽ thường tình thì

CDMA2000 là công nghệ 3G được lựa chọn bởi các nhà cung cấp mạng

CdmaOne.

• CDMA2000 1xRTT: chính thức được công nhận như là một công nghệ

3G, tuy nhiên nhiều người xem nó như là một công nghệ 2,75G đúng hơn là 3G.

Tốc độ của 1xRTT có thể đạt đến 307Kbps, song hầu hết các mạng đã triển khai

chỉ giới hạn tốc độ peak ở 144Kbps.

• CDMA2000 EV-DO: sử dụng một kênh dữ liệu 1,25MHz chuyên biệt

và có thể cho tốc độ dữ liệu đến 2,4Mbps cho đường xuống và 153Kbps cho

đường lên. 1xEV-DO Rev A hỗ trợ truyền thông gói IP, tăng tốc độ đường

xuống đến 3,1Mbps và đặc biệt có thể đẩy tốc độ đường lên đến 1,2Mbps. Bên

cạnh đó, 1xEV-DO Rev B cho phép nhà cung cấp mạng gộp đến 15 kênh

1,25MHz lại để truyền dữ liệu với tốc độ 73,5Mbps. Theo một báo cáo trên

www.cdg.org site, 3G CDMA2000 EV-DO đã vượt con số 83 triệu thuê bao vàotháng 9 năm 2007.

• CDMA2000 EV-DV: tích hợp thoại và dữ liệu trên cùng một kênh

1,25MHz. CDMA2000 EV-DV cung cấp tốc độ peak đến 4,8Mbps cho đường

xuống và đến 307Kbps cho đường lên. Tuy nhiên từ năm 2005, Qualcomm đã

dừng vô thời hạn việc phát triển của 1xEV-DV vì đa phần các nhà cung cấp

mạng CDMA như Verizon Wireless và Sprint đã chọn EV-DO.

• TD-SCDMALà chuẩn di động được đề nghị bởi "China Communications Standards

Association" và được ITU duyệt vào năm 1999. Đây là chuẩn 3G của Trung

Quốc. TD-SCDMA dùng song công TDD. TD-SCDMA có thể hoạt động trên

một dãi tần hẹp 1,6MHz (cho tốc độ 2Mbps) hay 5MHz (cho tốc độ 6Mbps).

Ngày xuất hành của TD-SCDMA đã bị đẩy lùi nhiều lần. Nhiều thử nghiệm về

công nghệ này đã diễn ra từ đầu năm 2004 cũng như trong thế vận hội Olympic

gần đây.





Công nghệ tiền 4G

• GPP LTEHệ thống 3GPP LTE, là bước tiếp theo cần hướng tới của hệ thống mạng không

dây 3G dựa trên công nghệ di động GSM/UMTS, và là một trong những công

nghệ tiềm năng nhất cho truyền thông 4G. Liên minh Viễn thông Quốc tế (ITU)

đã định nghĩa truyền thông di động thế hệ thứ 4 là IMT Advanced và chia thành

hai hệ thống dùng cho di động tốc độ cao và di động tốc độ thấp. 3 GPP LTE là

hệ thống dùng cho di động tốc độ cao. Ngoài ra, đây còn là công nghệ hệ thống

tích hợp đầu tiên trên thế giới ứng dụng cả chuẩn mođdm 3GPP LTE và các

chuẩn dịch vụ ứng dụng khác, do đó NSD có thể dễ dàng thực hiện cuộc gọi

hoặc truyền dữ liệu giữa các mạng LTE và các mạng GSM/GPRS hoặc UMTS

dựa trên WCDMA.

3GPP LTE có khả năng cấp phát phổ tần linh động và hỗ trợ các dịch vụ đa

phương tiện với tốc độ trên 100Mb/s khi di chuyển ở tốc độ 3km/h, và đạt

30Mb/s khi di chuyển ở tốc độ cao 120km/h thì tốc độ truyền là trên 30 Mb/s.

Tốc độ này nhanh hơn gấp 7 lần so với tốc độ truyền dữ liệu của công nghệ

HSDPA (truy nhập gói dữ liệu tốc độ cao). Do công nghệ này cho phép sử dụng

các dịch vụ đa phương tiện tốc độ cao trong khi di chuyển ở bất kỳ tốc độ nào

nên nó có thể hỗ trợ sử dụng các dịch vụ nội dung có dung lượng lớn với độ

phân giải cao ở cả điện thoại di động, máy tính bỏ túi PDA, điện thoại thông

minh...

Ưu điểm nổi bật:

- Dung lượng truyền trên kênh đường xuống có thể đạt 100 Mbps và trên kênh

đường lên có thể đạt 50 Mbps.

- Tăng tốc độ truyền trên cả người sử dụng và các mặt phẳng điều khiển.

- Sẽ không còn chuyển mạch kênh. Tất cả sẽ dựa trên IP. VoIP sẽ dùng cho dich

vụ thoại.

- Kiến trúc mạng sẽ đơn giản hơn so với mạng 3G hiện thời. Tuy nhiên mạng

3G LTE vẫn có thể tích hợp một cách dễ dàng với mạng 3G và 2G hiện tại.

Điều này hết sức quan trọng cho nhà cung cấp mạng triển khai 3GPP LTE vì

không cần thay đổi toàn bộ cơ sở hạ tầng mạng đã có.

- OFDMA và MIMO được sự dụng trong 3G LTE thay vì CDMA như trong 3G.





• UMBChuẩn UMB hiện nay được phát triển bởi 3GPP2 với kế hoạch là sẽ thương mại

hoá trước 2009.

Một số đặc điểm kỹ thuật như sau:Các kỹ thuật Multiple radio và antenna tiên tiến:

- Multiple Input Multiple Output (MIMO), đa truy nhập phân chia theo không

gian (Spatial Division Multiple Access (SDMA)) và kỹ thuật beamforming

antenna (dịch là gì các bác nhỉ? )

- Các kỹ thuật quản lý nhiễu tiên tiến (Improved interference management

techniques)

Tốc độ dữ liệu cao nhất (peak data rates)- Lên tới 288 Mbps đường lên.

- 75 Mbps đường xuống.

Lên tới 1000 người sử dụng VoIP đồng thời (với sự cấp phát 20 MHz FDD).

• IEEE 802.xChuẩn IEEE 802.20 còn được gọi là truy nhập vô tuyến băng rộng di động

WBMA (Mobile Broadband Wireless Access). Nó có thể hỗ trợ ngay cả khi đang

di chuyển với vận tốc lên tới 250 km/h.Trong khi chuyển vùng (roaming) của WiMAX nhìn chung bị giới hạn trong một

phạm vi nhất định, thì chuẩn IEEE 802.20 giống như 3G có khả năng hỗ trợ

chuyển vùng toàn cầu. Ngoài ra, cũng giống như WiMAX, IEEE 802.20 cũng hỗ

trợ các kỹ thuật QoS nhằm cung cấp những dịch vụ có yêu cầu cao về độ trễ,

jitter... Trong mạng EEE 802.20, việc đồng bộ giữa đường lên và đường xuống

đều được thực hiện hiệu quả. Dự kiến, chuẩn IEEE 802.20 tương lai sẽ kết hợp

một số tính năng của IEEE 802.16e và các mạng dữ liệu 3G, nhằm cung cấp vàtạo ra một mạng truyền thông đa dạng (rich communication).





3.4 Tổng quang về WiFi

3.4.1 WiFi là gì?

Wi-Fi viết tắt từ Wireless Fidelity hay mạng 802.11 là hệ thống mạng không dây

sử dụng sóng vô tuyến, giống như điện thoại di động, truyền hình và radio.

Hệ thống này đã hoạt động ở một số sân bay, quán café, thư viện, trường đại học

hoặc khách sạn. Hệ thống cho phép truy cập Internet tại những khu vực có sóng của

hệ thống này, hoàn toàn không cần đến cáp nối. Ngoài các điểm kết nối công cộng

(hotspots), WiFi có thể được thiết lập ngay tại nhà riêng.

Tên gọi 802.11 bắt nguồn từ viện IEEE (Institute of Electrical and Electronics

Engineers). Viện này tạo ra nhiều chuẩn cho nhiều giao thức kỹ thuật khác nhau, và

nó sử dụng một hệ thống số nhằm phân loại chúng; 3 chuẩn thông dụng của WiFi hiện

nay là 802.11a/b/g.

3.4.2 Hoạt động

Truyền thông qua mạng không dây là truyền thông vô tuyến hai chiều. Cụ thể:

Thiết bị adapter không dây (hay bộ chuyển tín hiệu không dây) của máy

tính chuyển đổi dữ liệu sang tín hiệu vô tuyến và phát những tín hiệu này đi bằng

một ăng-ten. Thiết bị router không dây nhận những tín hiệu này và giải mã chúng. Nó

gởi thông tin tới Internet thông qua kết nối hữu tuyến Ethernet.

Quy trình này vẫn hoạt động với chiều ngược lại, router nhận thông tin từ

Internet, chuyển chúng thành tín hiệu vô tuyến và gởi đến adapter không dây của máy

tính.

Hình 3.8: Mô hình mạng WiFi





3.4.2.1 Adapter

Các máy tính nằm trong vùng phủ sóng WiFi cần có các bộ thu không dây,

adapter, để có thể kết nối vào mạng. Các bộ này có thể được tích hợp vào các máy

tính xách tay hay để bàn hiện đại. Hoặc được thiết kế ở dạng để cắm vào khe PC cardhoặc cổng USB, hay khe PCI.

Khi đã được cài đặt adapter không dây và driver, máy tính có thể tự động nhận

diện và hiển thị các mạng không dây đang tồn tại trong khu vực.

Hình 3.9: Adapter USB và Adapter cắm vào khe PCI

3.4.2.2 Router

Nguồn phát sóng WiFi là máy tính với:

1. Một cổng để nối cáp hoặc modem ADSL

2. Một router (bộ định tuyến)

3. Một hub Ethernet

4. Một firewall

5. Một access point không dây

Hầu hết các router có độ phủ sóng trong khoảng bán kính 30,5 m về mọi hướng.

Có các thiết bị gia tăng hoặc lặp lại độ phủ sóng để làm tăng diện tích phủ sóng của

router. Nhiều router có có thể sử dụng hơn một chuẩn 802.11. Hầu hết các router đều

có một giao diện sử dụng dạng web cho phép thay đổi cấu hình như: tên của hệ thống

mạng, kênh router sử dụng (hầu hết các router mặc định sử dụng kênh 6, tuy nhiên có

thể chuyển kênh để tránh nhiễu với nguồn phát sóng lân cận nằm cùng kênh), các chế

độ bảo mật router (tên truy cập và mật khẩu cho mạng).





Hình 3.10: Router WiFi

Các chế độ bảo mật của router thường có:

• Wired Equivalency Privacy (WEP) sử dụng công nghệ mã hóa 64

bit hoặc 128 bit. Mã hóa 128 bit an toàn hơn. Những ai muốn sử dụng mạng

đã được kích hoạt WEP đều phải biết khóa WEP, khóa này thường là mật

khẩu dạng dãy số.

• WiFi Protected Access (WPA) là một bước tiến của WEP và hiện

giờ là một phần của giao thức mạng bảo mật không dây 802.11i. Nó sử dụng

giao thức mã hóa toàn bộ bằng một khóa tạm thời. Giống như WEP, bảo mật

WPA cũng phải đăng nhập bằng một mật khẩu. Hầu hết các điểm truy cập

không dây công cộng hoặc là mở hoàn toàn hoặc bảo mật bằng WPA hay

WEP 128 bit.

• Media Access Control (MAC) bảo mật bằng cách lọc địa chỉ của

máy tính. Nó không dùng mật khẩu đối với người sử dụng, nó căn cứ vào

phần cứng vật lý của máy tính. Mỗi một máy tính đều có riêng một địa chỉ

MAC độc nhất. Việc lọc địa chỉ MAC chỉ cho phép những máy đã đăng ký

mới được quyền truy cập mạng. Cần đăng ký địa chỉ của máy tính khi thiết

lập trong router.





3.4.3 Sóng Wifi

Các sóng vô tuyến sử dụng cho WiFi gần giống với các sóng vô tuyến sử dụng

cho thiết bị cầm tay, điện thoại di động và các thiết bị khác. Nó có thể chuyển và nhận

sóng vô tuyến, chuyển đổi các mã nhị phân 1 và 0 sang sóng vô tuyến và ngược lại.Tuy nhiên, sóng WiFi có một số khác biệt so với các sóng vô tuyến khác ở chỗ:

Chúng truyền và phát tín hiệu ở tần số 2.5 GHz hoặc 5GHz. Tần số này

cao hơn so với các tần số sử dụng cho điện thoại di động, các thiết bị cầm tay và

truyền hình. Tần số cao hơn cho phép tín hiệu mang theo nhiều dữ liệu hơn.

Chúng dùng chuẩn 802.11:

• Chuẩn 802.11b là phiên bản đầu tiên trên thị trường. Đây là

chuẩn chậm nhất và rẻ tiền nhất, và nó trở thành ít phổ biến hơn so với cácchuẩn khác. 802.11b phát tín hiệu ở tần số 2.4 GHz, nó có thể xử lý đến 11

megabit/giây, và nó sử dụng mã CCK (complimentary code keying).

• Chuẩn 802.11g cũng phát ở tần số 2.4 GHz, nhưng nhanh hơn so

với chuẩn 802.11b, tốc độ xử lý đạt 54 megabit/giây. Chuẩn 802.11g nhanh

hơn vì nó sử dụng mã OFDM (orthogonal frequency-division multiplexing),

một công nghệ mã hóa hiệu quả hơn.

• Chuẩn 802.11a phát ở tần số 5 GHz và có thể đạt đến 54 megabit/

giây. Nó cũng sử dụng mã OFDM. Những chuẩn mới hơn sau này như

802.11n còn nhanh hơn chuẩn 802.11a, nhưng 802.11n vẫn chưa phải là

chuẩn cuối cùng.

WiFi có thể hoạt động trên cả ba tần số và có thể nhảy qua lại giữa các

tần số khác nhau một cách nhanh chóng. Việc nhảy qua lại giữa các tần số giúp

giảm thiểu sự nhiễu sóng và cho phép nhiều thiết bị kết nối không dây cùng một

lúc.

3.5 Ưu điểm và nhược điểm của mạng không dây

Ưu điểm

• Sự tiện lợi: Mạng không dây cũng như hệ thống mạng thông

thường. Nó cho phép người dùng truy xuất tài nguyên mạng ở bất kỳ nơi đâu

trong khu vực được triển khai(nhà hay văn phòng). Với sự gia tăng số người

sử dụng máy tính xách tay(laptop), đó là một điều rất thuận lợi.





• Khả năng di động: Với sự phát triển của các mạng không dây

công cộng, người dùng có thể truy cập Internet ở bất cứ đâu. Chẳng hạn ở

các quán Cafe, người dùng có thể truy cập Internet không dây miễn phí.

• Hiệu quả: Người dùng có thể duy trì kết nối mạng khi họ đi từnơi này đến nơi khác.

• Triển khai: Việc thiết lập hệ thống mạng không dây ban đầu chỉ

cần ít nhất 1 access point. Với mạng dùng cáp, phải tốn thêm chi phí và có

thể gặp khó khăn trong việc triển khai hệ thống cáp ở nhiều nơi trong tòa

nhà.

• Khả năng mở rộng: Mạng không dây có thể đáp ứng tức thì khi

gia tăng số lượng người dùng. Với hệ thống mạng dùng cáp cần phải gắnthêm cáp

Nhược điểm

• Bảo mật: Môi trường kết nối không dây là không khí nên khả

năng bị tấn công của người dùng là rất cao.

• Phạm vi: Một mạng chuẩn 802.11g với các thiết bị chuẩn chỉ có

thể hoạt động tốt trong phạm vi vài chục mét. Nó phù hợp trong 1 căn nhà,

nhưngvới một tòa nhà lớn thì không đáp ứng được nhu cầu. Để đáp ứng cần

phải mua thêm Repeater hay access point, dẫn đến chi phí gia tăng.

• Độ tin cậy: Vì sử dụng sóng vô tuyến để truyền thông nên việc bị

nhiễu, tín hiệu bị giảm do tác động của các thiết bị khác (lò vi sóng,….) là

không tránh khỏi. Làm giảm đáng kể hiệu quả hoạt động của mạng.

• Tốc độ: Tốc độ của mạng không dây (1- 125 Mbps) rất chậm so

với mạng sử dụng cáp (100Mbps đến hàng Gbps).









Chương 4 TÌM HIỂU BỘ CONVERTER QUANG

4.1 Converter quang – Bộ chuyển đổi quang điện

4.1.1 Khái niệm

Bộ chuyển đổi quang điện (Fiber Optic Media Converter) là sản phẩm chuyển

từ tín hiệu dạng điện sang tín hiệu dạng quang - ánh sáng và ngược lại, thường được

ứng dụng trong các hệ thống cần truyền tải dữ liệu tốc độ cao, khoảng cách lớn và đòi

hỏi khắt khe về sự ổn định của tín hiệu.

4.1.2 Bản chất của converter quang

Là việc chuyển đổi các tín hiệu tương tự sang tín hiệu quang, do việc truyền tín

hiệu trên các đường truyền tương tực hay bị các yếu tố nhiễu loạn từ bên ngoài tác

động, và dẫn đến tín hiệu thu về không chính xác, suy hao tổn thất trên đường truyền

là rất lớn. Với công nghệ hiện đại ngày nay con người đang chuyển dần từ công nghệ

truyền tín hiệu trên đường truyền tương tự sang đường truyền tín hiệu quang.

Hình 4.1: Bộ chuyển đổi quang điện

Có rất nhiều các loại bộ chuyển đổi quang điện (Fiber Optic Media Converter)

thường thì nó gắn với các chuẩn điện mà nó chuyển đổi sang, ví dụ như: Ethernet,

Composite Video, E1, chuẩn nối tiếp (RS232, RS485, IEA 422), SDI video, SD video,

HD video, VGA video, DVI video, FXS, FXO, V35, V11, mono Audio, Audio...

Chương 4: Tìm hiểu bộ Converter quang




4.1.3 Ứng dụng

Trong công nghiệp có rất nhiều chuẩn tín hiệu điện, tuy nhiên, các bạn thường

gặp cụm từ: converter quang hay bộ chuyển đổi quang điện (Fiber Optic Media

Converter ) chứ không nói đến chuẩn điện đề cập trong rất nhiều phương tiện truyềnthông, ở đây người sử dụng muốn nói đến: Bộ chuyển đổi Ethernet sang quang, bộ

chuyển đổi của chuẩn Ethernet, một chuẩn được đánh giá là thành công và thông dụng

nhất hiện nay.

Hiện nay có rất nhiều chủng loại, mỗi loại dùng cho mỗi ứng dụng khác nhau tùy

theo từng chuẩn tín hiệu. Dưới đây là một số ứng dụng được sử dụng nhiều nhất:

• Hệ thống mạng nội bộ trên nền cáp quang dùng trong các doanh nghiệp,

cơ quan, nhà máy.• Hệ thống truyền dẫn video, hình ảnh, âm thanh đòi hỏi tốc độ cao và

khoảng cách lớn mà không làm giảm chất lượng của tín hiệu.

• Hệ thống viễn thông, truyền hình.

4.2 Vì sao cần bộ chuyển đổi quang điện? Khi nào thì cần?Hiện nay, các chuẩn mạng, truyền thông đang hoạt động trên cáp đồng và có

nhược điểm là tốc độ thấp, khoảng cách truyền bị hạn chế, hệ thống hoạt động không

ổn định do dễ bị nhiễu về điện từ…Do các hạn chế của cáp đồng mà ngày nay cápquang đã, đang và sẽ là một giải pháp hoàn hảo để thay thế cho cáp đồng, và converter

quang- bộ chuyển đổi quang điện là thiết bị không thể thiếu khi triển khai các hệ

thống truyền dữ liệu trên cáp quang.

Vậy khi bạn ở trong tìn huống sau, nên dùng cáp quang cho truyền thông:

• Kết nối mạng LAN trong nhà máy phạm vi kết nối lớn hơn 100m.

• Truyền tín hiệu video trong diện rộng: như hệ thống camera giao thông,

hội nghị truyền hình, công nghiệp truyền hình…

• Truyên đa ứng dụng: Video + Data + Audio trên khoảng cách lớn.

4.3 Phân loại converter quangHiện nay đang tồn tại song song hai loại cáp quang là Multimode và Singlemode

do vậy bộ chuyển đổi quang điện cũng được phân ra làm hai loại tương ứng với mỗi

loại cáp quang.

Bộ chuyển đổi quang điện (Fiber Optic Media Converter) có 2 thông số rất quan

trọng là công suất phát và độ nhạy, nếu trong phạm vi ngắn mà bạn sử dụng





Singlemode thì công suất phát vượt vùng độ nhạy dẫn tới tín hiệu không nhận được và

ngược lại đối với khi sử dụng Multimode.

Bảng 4.: So sánh giữa Multimode và Singlemode

Đối tượng Multimode SinglemodeTốc độ Truyền tối đa là 2-5km Truyền xa hơn là 120km

Ứng dụng

Được sử dụng trong mạng

nội bộ của các doanh

nghiệp, cơ quan, nhà máy...

Thường được sử dụng

trong ngành viễn thông,

truyền hình…

Có rất nhiều nhà cung cấp đã tư vấn cho khách hàng của mình sử dụng cáp

singlemode, và hệ thống vẫn hoạt động bình thường, bạn đừng cho trường hợp này là

tốt bởi bộ chuyển đổi đang hoạt động ngoài vùng hoạt động thiết kế định mức, dẫn tới

hậu quả không tốt về sau hay hệ thống hoạt động không ổn định.

4.4 Lựa chọn bộ chuyển đổi phù hợpBộ chuyển đổi tín hiệu là một thiết bị chuyển đổi tín hiệu nhận được từ một loại

cáp truyền dẫn sang tín hiệu phù hợp với các loại cáp truyền dẫn khác. Một bộ chuyển

đổi tín hiệu lý tưởng sẽ trong suốt đối với mạng và các phần tử không làm ảnh hưởng

tới dữ liệu truyền trên mạng va không gây ra bất cứ hạn chế nào cho thiết kế của

mạng.

Ngày nay kích thước của tòa nhà văn phòng, khách sạn ngày càng mở rộng vì

vậy hệ thống mạng LAN thông thường không còn đáp ứng được đầy đủ nhu cầu sử

dụng. Công nghệ VDSL được nghĩ đến như một giải pháp thay thé đáp ứng nhu cầu

sử dụng của người dùng. Trong giải pháp đó, bộ chuyển đổi tín hiệu không thể không

thể không đề cập tới, nó đã góp một phần rất lớn trong việc xây dựng thành công một

cho tòa nhà văn phòng và khách sạn.

Chính vì những điều như vậy chúng tôi đã cho ra đời giải pháp chuyển đổi tín hiệu để

đáp ứng nhu cầu sử dụng của tòa nhà văn phòng và khách sạn.





Chương 5 THỰC HIỆN HỆ THỐNG WIFI KẾTHỢP TRUYỀN DẪN QUANG

5.1 Thiết bị Modem ADSL

Modem ADSL vào đường dây điện thoại ( còn gọi là local loop ) và đường dây

này nối tới thiết bị tổng đài nội hạt.

Modem ADSL sử dụng kết hợp một loạt các kỹ thuật xử lý tín hiệu tiên tiến

nhằm đạt được tốc độ băng thông cần thiết trên đường dây điện thoại thông thường

với khoảng cách tới vài Km giữa thuê bao và tổng đài nội hạt.Modem ADSL là thiết bị dùng để cung cấp giải pháp kết nối Internet cho các

máy trong mạng Lan sử dụng đường truyền ADSL. Nó không chỉ cung cấp việc truy

cập Internet mà còn có các đặc điểm khác được tích hợp bên trong như:

firewall/security, VPN, hỗ trợ đa phương tiện, thích hợp Print Server qua cổng giao

tiếp USB, Voice over IP, DDNS,…

Hình 5.1: Modem ADSL

Các loại Modem hỗ trợ ADSL:

Modem trên card PCI: loại này tích hợp tất cả trên một card PCI.

Giá thành rẻ nhất trong ba loại, nhưng rất khó cài đặt, kén chọn hệ điều hành và

không hỗ trợ chia sẻ đến nhiều máy tính.

Modem USB: đây là loại modem lắp ngoài kết nối qua giao tiếp

USB 1.1. Giá chỉ hơn loại kia một chút nhưng trông có vẻ dễ lắp đặt hơn.

Nhưng thực ra loại này cũng kén hệ điều hành không kém loại kia, cài đặt

tương đối khó và không hỗ trợ chia sẻ kết nối. Hơn nữa, tốc độ của USB 1.1 rấtthấp ( tối đa là 12Mbps nhưng thực ra còn thấp hơn nhiều ), không thích hợp

Chương 5: Thực hiện hệ thống WiFi kết hợp truyền dẫn quang




với ADSL tốc độ cao, lại chiế nhiều tài nguyên hệ thống. Cần cân nhắc trước

khi chọn USB cho ADSL.

Ethernet modem lắp ngoài: đây là loại phổ biến nhất. Nó dùng

giao diện Ethernet với máy tính qua card mạng 10/100. Ưu điểm là rất dễ lắpđặt, hỗ trợ hầu hết các hệ điều hành, dễ chia sẻ kết nối.Nhược điểm của nó là

giá thành cao hơn các loại khác. Ethernet ADSL modem có khi được tích hợp

thêm một số chức năng như bức tường lửa ( hardware firewall ) hay router và

hub hay swich lắp trong.

Một số loại modem ADSL thông dụng tại Việt Nam:

STT Tên modem IP mặc định User/Pass

1 Zoom ADSL 10.0.0.2 Admin/ zoomadsl

2 Easy link 10.0.0.2 Admin/ Để trống

3 Cnet 10.0.0.2 Admin/ epicrouter

4 Planet 10.0.0.2 Admin/ epicrouter

5 SpeedStream 5200 192.168.254.254 Admin/ epicrouter

6 Planet 10.0.0.2 Admin/ epicrouter

7 Speedtouch (Alcatel) 10.0.0.138 Admin/ Để trống

8 Aztec 10.0.0.2 Admin/ Để trống

9 SpeedCom 10.0.0.2Admin/ epicrouter

hoặc conexant

10 3Com 10.0.0.2 Admin/ admin

11 Zyxel 192.168.1.1 Admin/1234

12 Huawei 192.168.1.1 Admin/ admin

113 SureCom 10.0.0.2 Admin/ epicrouter

44 Conexant 10.0.0.2 Admin/ conexant

55 Gamnet 10.0.0.2 Admin/ conexant

16 GVC 192.168.1.1 Root/ root





17 Heyes 10.0.0.2 Admin/ heyesadsl

18 Micronet 10.0.0.2 Admin/ epicrouter

19 Smc 10.0.0.2 Admin/ barricade

20 Standar 192.168.1.1 Root/root

21 Draytek 192.168.1.1 Để trống/ Để trống

22 Dlink 192.168.1.1 Admin/ admin

23 Siemens 192.168.1.1 Admin/ admin

24 TrendNET 192.168.0.1 Admin/ password

25 SpeedTouch 530 10.0.0.138 Để trống/ Để trống

26Draytech Virgo

2500,2600192.168.1.1 Admin/ Để trống

27 Justec 10.0.0.2 Admin/ epicrouter

28 Ecom 192.168.0.1 Root/ root

29Alilied Telesyn AT-

AR256E / 192.168.1.1 Admin/ admin

5.2 Thiết bị chuyển mạch (Switch/Hub)

Switch hay còn gọi là thiết bị chuyển mạch, là một thiết bị dùng để kết nối các

đoạn mạng với nhau theo mô hình mạng hình sao (star). Theo mô hình này, Switch

đóng vai trò là thiết bị trung tâm.

Hình 5.2: Switch 8 port





5.3 Thiết bị chuyển đổi Điện quang – Quang điện

Converter CTC Union – Fiber media Converter

Thông số kỹ thuật

Hình 5.3: Converter quang

Họ FMC-10/100 là Fast Ethernet 10/100 Base-TX tới 100Base-FX là converter

chuyển đổi đa phương tiện hoạt động độc lập, trong đó cung cấp cho bạn các tùy

chọn để lựa chọn các đầu nối cáp phổ biến nhất, ST, SC, FC, hoặc SFP-LC. Cả

hai model đơn mode và đa mode đều hoạt động tốt như là BiDi, nó cho phép

truyền cả hai hướng trên một sợi cáp duy nhất.

Converter 10/100Base-TX tới 100Base-FX.

Tự động Negotiation or forced mode.

Tự động MDI/MDIX.

Chuyển tiếp tối đa 1600 bytes gói tin.

Hỗ trợ đuôi đôi Q trong Q trên frame (khung tin) trong suốt.Hỗ trợ chuẩn mạng IEEE 802.1q.

Hỗ trợ dòng điều khiển (tạm dừng).

Ứng dụng

Chuyển đổi tín hiệu điện đầu vào thành tín hiệu quang ở đầu ra, mục đích làm

tăng khả năng truyền tín hiệu đi xa: tăng băng thông, tốc độ, giảm suy hao…





5.4 Cáp quang

Dây nhảy cáp quang

Lựa chọn dây nhảy quang để thay thế cho cáp quang vì lý do đơn giản, gọn,

không có rắc rối trong vấn đề thi công… Thông số kỹ thuật

Hình 5.4: Dây nhảy cáp quang

Dây nhảy cáp quang FC/PC tới LC/PC thường được sử dụng trong các ứng dụng

mà thiết bị quang hỗ trợ chuẩn đầu nối là LC/PC (hoặc FC/PC). Việc sử dụng này sẽ

không làm thay đổi hệ thống hộp nối có sẵn.

Đặc điểm kỹ thuật của dây nhảy

• Đầu nối: trái FC/PC, phải LC/PC.

• Dây singlemode, mulitmode, sợi đơn, hay đôi.

• Tốc độ: chuẩn 1 Gbps.

• Chiều dài: theo yêu cầu.

• Đường kính sợi: tùy chọn 0.9, 2, 3mm.

Ứng dụng

•Làm cầu nối, kết nối quang giữa các liên kết mạng quang.

•Kết nối quang giữa các ODF quang, tủ phối quang, các thiết bị truyền

dẫn quang với nhau.

•Truyền những tín hiệu quang tới thiết bị đầu cuối.





5.5 Router WiFi

Là thiết bị giúp chuyển đổi tín hiệu Internet (ADSL) từ dạng kết nối hữu tuyến

sang dạng tín hiệu vô tuyến (WiFi) và khuếch đại nó ra không gian xung quanh để cácthiết bị có bộ phận thu sóng wifi như Laptop (thường tích hợp sẵn), điện thoại hỗ trợ

Wifi có thể thu sóng và truy cập Internet.

Access Point Tenda, W311R (còn gọi là Wireless Router Tenda, W311R)

Hình 5.5: Router WiFi

Đặc tính kỹ thuật

•Số ăng-ten: 1 ăng ten.

•Chuẩn B/G/N đạt tốc độ truyền phát tối đa lên tới 150Mbps

•Cổng WAN: Có 1 cổng WAN kết nối thiết bị này với Modem ADSL để

qua đó phát sóng wifi.

•Số cổng LAN: Hỗ trợ 4 cổng LAN, có tác dụng như một Hub, giúp kết

nối tới 4 thiết bị mạng (máy tính, máy in, ...) nếu thiết bị đó không hỗ trợ wifi.

Đặc tính Wifi

Hỗ trợ tất cả các mạng thông thường và cả những mạng đặt biệt như SCTV,

HTV vì có chức năng autodetect (tự nhận dạng và kết nối). Ngoài ra có chức

năng repeater, WDS, WPS Router giúp thu sóng wifi xung quanh và phát lại ...

Bảo mật




Cáp

mạng

Cáp

mạng

Cáp

quang

Modem ADSL

Cáp UTP

Cat.5e

Cáp quangConverter

quang 1

Converter

quang 2

Cáp UTP

Cat.5e

Máy khách


Hỗ trợ MAC address Filter giúp ngăn chặn các kết nối từ các máy tính lạ, ngăn

chặn không cho phép truy cập.

5.6 Thực thi giải pháp

5.6.1 Sơ đồ khối

5.6.2 Sơ đồ đấu nối thiết bị


Mạng

Internet

Converter

quang số 1

Converter

quang số 2

Router

WiFi

Internet



Router WiFi






Kết Luận

Kết luận




Phần CPHỤ LỤC VÀ TÀI LIỆU

THAM KHẢO

Phần C Phụ Lục Và Tài Liệu Tham Khảo




Phụ Lục I

Phụ Lục II

Tài Liệu Tham Khảo

Documents

Internet Khong Day Tren Mang Quang