Bài thuyết trình Mạng thông tin quang

LOGO BÀI THUYẾT TRÌNH ĐỀ TÀI GVHD: Nguyễn Hồng Minh Nhóm 9: Nguyễn Văn Phòng Nguyễn Minh Bão Lê Phúc Tưởng Trần Quang Tưởng Nguyễn Sỹ Hào Trần Văn Thiện Phạm Nhật Tuyên I Giới thiệu mạng thông tin quang. II Kiến trúc mạng quang. III Mạng cáp quang. I Giới thiệu mạng thông tin quang. Mạng thông tin quang  Sử dụng ánh sáng để truyền tín hiệu trên đường truyền. - Dùng cáp quang để dẫn ánh sáng.  Ưu điểm: - Băng thông rộng. - Truyền được xa với độ suy hao thấp.  Nhược điểm: - Xử lý phức tạp vì chưa có bộ nhớ quang học - Giá thành cao Hệ thống truyền dẫn thông tin quang II Kiến trúc mạng quang. Kiến trúc mạng dùng cáp quang  Optical Circuit Switching  Mạng SONET/SDH  Mạng ATM  Mạng WDM Optical Packet Switching  Đơn vị dữ liệu là các gói tin.  Optical Bust Switching  Đơn vị dữ liệu là các bust. Khái niệm  Chuyển mạch là một quá trình thực hiện đầu nối và chuyển thông tin cho người sử dụng thông qua hạ tầng viễn thông (Định tuyến thông tin và chuyển tiếp thông tin)  Hệ thống chuyển mạch quang là một hệ thống chuyển mạch cho phép các tín hiệu bên trong các sợi cáp quang hay các mạch quang tích hợp được chuyển mạch có lựa chọn từ một mạch này tới một mạch khác.  Tuỳ thuộc vào kỹ thuật chuyển mạch mà các thông tin được trao đổi dưới dạng thời gian thực (chuyển mạch kênh) hoặc dưới dạng ghép kênh thống kê (chuyển mạch gói)….. Chuyển mạch kênh quang  Kênh: đường đi từ nguồn đến đích.  Dữ liệu được truyền trên một kênh cố định.  Đảm bảo băng thông không đổi cho mỗi kết nối.  Băng thông tổng của các kết nối <= băng thông mỗi link.  Không hiệu quả đối với luồng dữ liệu không ổn định. Mạng SONET/SDH SONET (Synchronous Optical Network). SDH (Synchronous Digital Hierarchy).  Sử dụng cáp quang trên các kết nối.  Hoạt động theo cơ chế chuyển mạch kênh.  Dùng công nghệ TDM cho phép cung cấp các kênh truyền dẫn có băng thông cố định và độ tin cậy cao.  Sử dụng cơ chế dồn kênh đồng bộ tại các nút.  Chuẩn SONET/SDH được phát triển kết hợp với một số topo và phương pháp dự phòng riêng.  Khả năng khôi phục sau lỗi nhanh < 60ms.  Tốc độ truyền dẫn lên tới vài Gbps. SONET/SDH Mạng ATM (Asynchronous Transfer Mode)  Truyền các đơn vị dữ liệu tế bào  Có size là 53 bytes(trong đó 5 bytes là header và 48 bytes là payload)  Không đồng bộ.  Tốc độ của ATM là 155 Mbps,và 622 Mbps ,và có thể sẽ đạt tới tốc độ 1Gbps  Có thể dùng hạ tầng là mạng SONET/SDH để kết nối các node ATM với nhau trên giao diện UNI  Các tế bào ATM được đóng vào trong các frame SONET/SDH Mạng WDM  Wavelength routed network –  Một bước sóng là đơn vị băng thông nhỏ nhất –  Chuyển mạch bước sóng  Wavelength continuity –  Ràng buộc sự liên tục về bước sóng dọc theo mỗi kết nối.  Wavelength conversion –  Chuyển đổi bước sóng để giải phóng ràng buộc tại một số điểm Mô hình mạng WDM Đặc điểm kiến trúc mạng WDM  Sử dụng lại bước sóng. Nhiều lightpath có thể sử dụng cùng bước sóng.  Chuyển đổi bước sóng. Cải thiện hiệu quả sử dụng các bước sóng trong mạng.  Tính trong suốt. các lightpath có thể mang dữ liệu với các tốc độ bit, định dạng khác nhau.  Tính chuyển mạch kênh. các lightpath có thể được thiết lập/kết thúc theo yêu cầu.  Khả năng dự phòng. Chuyển mạch gói quang (OPS- Optical Packet Switching).  Dữ liệu được chia thành các gói.  Các gói được chuyển mạch theo địa chỉ đích.  Dồn kênh các gói trên cùng một link.  Băng thông tổng của các kết nối >= băng thông mỗi link. Mạng quang chuyển mạch gói quang  Dữ liệu được chia thành các gói nhỏ  Mỗi gói được định tuyến độc lập tại các nút  Không thực tế –  Tốc độ xử lý gói tại các nút phải rất nhanh –  Cần chuyển đổi OEO để xử lý phần điều khiển tại các nút → hiệu quả thấp khi packet rất nhỏ so với burst. Chuyển mạch burst (OBS - Optical Burst Switching).  Tách biệt giữa kênh điều khiển và kênh dữ liệu.  Sự dành riêng một chiều: những tài nguyên được cấp phát sử dụng sự dành riêng một chiều.  Độ dài của burst thay đổi được tuỳ theo yêu cầu.  Không cần bộ đệm quang.  Các burst đi xuyên qua các nút trung gian mà không có bất kỳ sự trễ nào. Mạng quang chuyển mạch burst.  Kỹ thuật cho phép chuyển mạch với đơn vị nhỏ hơn một bước sóng.  Kỹ thuật dung hòa giữa OPS và các kỹ thuật chuyển mạch kênh quang.  Một tập các gói được kết hợp tại biên mạng tạo thành burst  Mỗi burst có phần điều khiển và phần dữ liệu. Mạng quang chuyển mạch burst.  Phần điều khiển được truyền trên 1 kênh quang riêng và được xử lý trong miền điện tại mỗi router OBS.  Phần dữ liệu được truyền trên một kênh quang khác luôn ở trong miền quang từ đầu đến cuối.  OBS sử dụng băng thông hiệu quả hơn các công nghệ chuyển mạch kênh quang.  OBS đòi hỏi chuyển mạch tốc độ cao hơn. III Mạng cáp quang. Cáp quang  Khái niệm: - Cáp quang là một loại cáp viễn thông làm bằng thủy tinh hoặc nhựa, sử dụng ánh sáng để truyền tín hiệu.  Cấu tạo: - Cáp quang có cấu tạo gồm dây dẫn trung tâm là sợi thủy tinh hoặc plastic đã được tinh chế nhằm cho phép truyền đi tối đa các tín hiệu ánh sáng. - Sợi quang được tráng một lớp lót nhằm phản chiếu tốt các tín hiệu ánh sáng và hạn chế sự gẫy gập của sợi cáp quang. Cáp quang  Cáp quang gồm các phần sau: Cáp quang  Đặc điểm - Phát: Một điốt phát sáng (LED) hoặc laser truyền dữ liệu xung ánh sáng vào cáp quang. - Nhận: sử dụng cảm ứng quang chuyển xung ánh sáng ngược thành data. - Cáp quang chỉ truyền sóng ánh sáng (không truyền tín hiệu điện) nên nhanh, không bị nhiễu và bị nghe trộm. - Độ suy dần thấp hơn các loại cáp đồng nên có thể tải các tín hiệu đi xa hàng ngàn km. - Cài đặt đòi hỏi phải có chuyên môn nhất định - Cáp quang và các thiết bị đi kèm rất đắt tiền so với các loại cáp đồng Phân loại cáp quang.  Multi-mode (cũ) - Truyền nhiều tia sáng. - Lõi lớn nguồn sáng rẻ. - Nhiễu giữa các chế độ truyền. - Sinh lại tín hiệu sau mỗi 10km - Tốc độ 32-140 Mbps.  Single-mode (mới) - Truyền một tia sáng. - Lõi nhõ một tia, nguồn sáng đắt tiền. - Loại bỏ nhiểu. - Sinh lại tín hiệu sau mỗi 40km - Tốc độ vào trăm Mbps Các chế độ truyền Truyền ánh sáng trong cáp quang Multimode step-index Multimode graded-index Single mode Các loại connector Sự phát triển của hệ thống cáp truyền Công nghệ dồn kênh trên cáp  TDM: Electronic Time Division Mux - Đưa xen kẽ các bit của các luồng tốc độ thấp vào một luồng tốc độ cao - Tốc độ truyền dẫn 10Gbps - SONET/SDH  OTDM: Optical Time Division Mux - Cùng nguyên tắc với TDM nhưng thực hiện xen kẽ bit trong miền quang học. - Tốc độ truyền dẫn 250Gbps - Đang trong thí nghiệm. Công nghệ dồn kênh trên cáp  WDM: Wavelength Division Time Mux - Truyền nhiều bước sóng trên cùng một cable + Simple WDM: Ít bước sóng với mật độ thưa. + Dense WDM (DWDM) nhiều bước sóng với mật độ đầy - Sử dụng rộng rãi trong mạng trục, đi cáp dưới biển và dẫn đưa vào trong mạng đô thị Các thế hệ mạng Mạng cáp quang thế hệ 1  Tín hiệu sử dụng trên đường truyền là tín hiệu quang học - Tỉ lệ lỗi thấp - Dung lượng lớn.  Chuyễn mạch và chức năng mạng thông minh được xử lý trên miền tín hiệu - Tín hiệu được chuyễn sang điện trước khi được xử lý  Thường công nghệ dồn kênh TDM  Sử dụng tộng rãi trong các mạng viễn thông  VD: SONET/SDH Các thế hệ mạng Mạng cáp quang thế hệ 2  Định tuyến chuyễn mạch và các chức năng mạng thông minh được thực hiện trong miền tín hiệu quang  Thường dùng công nghệ dồn kênh WDM  Tín hiếu thường ở một bước sóng từ đầu đến cuối - Cần có một bước sóng rỗi dọc theo đường truyền  điều kiện liên tục về bước sóng  Đã được đưa vào sử dụng và thường được gọi là Wavelength routed network hay All optical network LOGO Cảm ơn thầy và các bạn đã lắng nghe !!