Tiểu luận Hệ thống thông tin quang

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI CƠ SỞ 2 KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ --------- BÀI TIỂU LUẬN: HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG GVHD : TS. TRẦN THIỆN CHÍNH HVTH : LÊ QUÝ VIỄN : BÙI VĂN NHẤT MÃ LỚP : CH. K19-KTĐT TP.HCM, THÁNG 09 - 2012 Tiểu luận Hệ thống thông tin quang Trang 1 MỤC LỤC Giới thiệu ........................................................................................................................... 3 CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG 1.1 Tổng quan ................................................................................................................... 4 1.2 Hệ thống truyền dẫn quang ........................................................................................ 5 1.3 Thực trạng mạng viễn thông Trung tâm viễn thông Hội An ...................................... 6 1.3.1 Sơ lược về mô hình mạng truyền dẫn và chuyển mạch viễn thông Quảng Nam ...... 6 1.3.1.1 Sơ đồ mạng truyền dẫn và mạng chuyển mạch Viễn thông Quảng Nam .............. 6 1.3.1.2 Sơ đồ mạng truyền dẫn quang Viễn thông Quảng Nam ........................................ 8 1.3.2 Mạng truyền dẫn tại trung tâm viễn thông Hội An ................................................... 9 1.3.2.1 Mạng truyền dẫn cấp I ........................................................................................ 11 1.3.2.2 Mạng truyền dẫn cấp II ........................................................................................ 11 1.3.2.3 Mạng truyền dẫn cấp III ....................................................................................... 11 1.3.3 Các vòng Ring ......................................................................................................... 11 CHƯƠNG II: CÁC THIẾT BỊ TRÊN MẠNG QUANG 2.1 Thiết bị phát quang ..................................................................................................... 11 2.1.1 Cơ chế phát xạ ánh sáng ........................................................................................ 11 2.1.2 Diode phát quang LED ........................................................................................... 13 2.1.3 Laser Diode ............................................................................................................. 14 2.1.3.1 Cấu tạo ................................................................................................................. 14 2.1.3.2 Hoạt động ............................................................................................................. 15 2.1.4 Nhiễu trong nguồn phát Laser ................................................................................ 15 2.1.5 So sánh LED và LD ................................................................................................. 16 2.2 Thiết bị thu ................................................................................................................ 16 2.2.1 Cơ chế thu quang ................................................................................................... 16 2.2.2 Bộ tách sóng photodiode PIN ................................................................................. 18 2.2.3 Diode quang thác APD ........................................................................................... 18 2.2.3.1 Cấu trúc Photodiode thác APD ............................................................................ 18 2.2.3.2 Nguyên lý làm việc của APD ............................................................................... 19 2.2.4 Tham số cơ bản của thiết bị thu quang .................................................................. 19 2.2.4.1 Hiệu suất lượng tử ............................................................................................... 19 2.2.4.2 Độ nhạy quang ................................................................................................... 20 Tiểu luận Hệ thống thông tin quang Trang 2 2.2.4.3 Tạp âm của tách sóng quang ................................................................................ 20 2.2.5 Bộ thu quang trong truyền dẫn tín hiệu số ............................................................. 21 2.2.6 Mô phẩm các thiết bị ............................................................................................... 21 2.2.6 Các thiết bị trên mạng quang: ................................................................................. 21 2.2.6.1 Thiết bị Optix của hãng Huawei: ......................................................................... 21 2.2.6.2 Optix OSN 3500: ................................................................................................. 22 2.2.6.3 Optix OSN 2500: ................................................................................................. 23 2.2.6.4 Optix OSN 1500: ............................................................................................... 24 2.2.6.5 Thiết bị ONS 15305 của CISCO: ......................................................................... 24 2.2.6.7 Thiết bị SMA của Siemens: ................................................................................ 24 2.2.6.8 Modem quang: ................................................................................................................ 25 2.2.7 Các thiết bị đặt tại vị trí các Khối trong phường,Thành phố được mở rộng thêm ............................25 CHƯƠNG III: MẠNG FTTH VÀ CÁC DỊCH VỤ TRIỂN KHAI TRÊN MẠNG QUANG FTTH 3.1 Thông tin về các dịch vụ viễn thông tại TTVT Hội An ............................................ 27 3.1.1 Điện thoại ............................................................................................................... 27 3.1.2 Telex ....................................................................................................................... 28 3.1.3 Fax .......................................................................................................................... 28 3.1.4 Truyền số liệu ......................................................................................................... 28 3.1.5 Thuê kênh thông tin và thiết bị ............................................................................... 28 3.1.6 Các dịch vụ chính của tổng đài điện tử số ............................................................. 28 3.2 Triển khai mạng FTTH tại Trung tâm viễn thông Hội An ......................................... 29 3.2.1Cấu trúc điển hình mạng FTTH tại Trung tâm Viễn thông Hội An ........................ 29 3.2.2Công nghệ sử dụng mạng FTTH: ............................................................................ 30 3.2.3 Thực trạng triển khai mạng FTTH tại Trung tâm viễn thông Hội An .................... 33 3.3 Các dịch vụ được triển khai trên mạng quang FTTH ................................................ 34 3.3.1 Dịch vụ FTTH ........................................................................................................ 34 3.3.2 Các dịch vụ được triển khai ................................................................................... 34 3.3.2.1 VPN (mạng riêng ảo)/ Server Game riêng .......................................................... 34 3.3.2.2 Dịch vụ MyTV ..................................................................................................... 36 3.3.2.3 Dịch vụ Internet .................................................................................................. 37 3.3.2.4 Dịch vụ Metronet ................................................................................................. 38 3.3.2.5 Dịch vụ MegaWan ............................................................................................... 39 Kết Luận: ......................................................................................................................... 41 Tiểu luận Hệ thống thông tin quang Trang 3 GIỚI THIỆU Hội An là một Thành Phố trực thuộc Tỉnh có vị trí địa lý hết sức quan trọng, có nhiều tiềm năng phát triển về kinh tế, nhiều khu du lịch kết thành từ khu du lịch đô thị cổ và khu du lịch vùng ven biển. Trung Tâm Viễn Thông Hội An được thành lập và đi vào hoạt động từ ngày 01/07/2010 trên cơ sở chia tách từ Trung Tâm Viễn Thông 3. Được sự chỉ đạo và giúp đỡ của Lãnh đạo cấp trên, cùng với sự nổ lực của cán bộ công nhân viên, Trung Tâm Viễn thông Hội An đã xây dựng và phát triển toàn diện theo hướng tận dụng mọi cơ hội, thực hiện đổi mới, cải cách cơ chế, đa dạng hoá dịch vụ tiến thẳng vào công nghiệp hiện đại của đất nước, đáp ứng tốt nhất nhu cầu thông tin của khách hàng ở tất cả các vùng trên địa bàn Thành Phố. Ngày nay mạng viễn thông đã đạt được những thành tựu lớn. Sự phát triển của kỹ thuật số, kỹ thuật phần cứng và công nghệ tin học đã đem lại cho người sử dụng nhiều dịch vụ mới đa dạng và phong phú. Một trong các dịch đó là đường truyền cáp quang tốc độ, chất lượng, hiện đại với 100% vốn của Tổng công ty Bưu chính viễn thông Việt Nam. Hiện tại mạng cáp quang tại Thành Phố Hội An đã phục vụ 99% các xã đều có hệ thống cáp quang và kết nối được với các Tỉnh Thành, các Quốc gia và các vùng lãnh thổ trên thế giới. Hội An là một thị trường đang phát triển mạnh và rất giàu tìm năng thuận lợi trong việc kinh doanh các dịch vụ công nghệ thông tin. Hiện nay, thị phần Viễn thông và công nghệ thông tin tại Thành Phố hội An, Trung tâm viễn thông Hội An là đơn vị vẫn chiếm lĩnh so với các nhà khai thác khác như: EVN Telecom, Viettel, FPT,....... Trung tâm viễn Thông Hội An thấy được tầm quan trọng của khách hàng trong môi trường cạnh tranh. Thực hiện mục đích làm cho khách hàng hài lòng, gây thiện cảm với khách hàng, với nhiều dịch vụ công nghệ cao và các dịch vụ gia tăng. Trung tâm viễn thông Hội An đã đầu tư mạng truyền dẫn với nhiều thiết bị công nghệ cao. Tiểu luận Hệ thống thông tin quang Trang 4 CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG 1.1 Tổng quan Cùng với sự phát triển của xã hội thì nhu cầu của con người đối với thông tin ngày càng cao. Để đáp ứng được những nhu cầu đó, đòi hỏi mạng viễn thông phải có dung lượng lớn, tốc độ cao... Các mạng lưới đang dần dần bộc lộ ra những yếu điểm về tốc độ, dung lượng, băng thông... Mặt khác, mấy năm gần đây do dịch vụ thông tin phát triển nhanh chóng, để thích ứng với sự phát triển không ngừng của dung lượng truyền dẫn thông tin, thì hệ thống thông tin quang ra đời đã tự khẳng định được chính mình. Như vậy, với việc phát minh ra Laser để làm nguồn phát quang đã mở ra một thời kỳ mới có ý nghĩa rất to lớn vào năm 1960 và bằng khuyến nghị của Kao và Hockham năm 1966 về việc chế tạo ra sợi quang có độ tổn thất thấp. 4 năm sau, Kapron đã chế tạo ra được sợi quang trong suốt có độ suy hao truyền dẫn khoảng 20dB/km. Cho tới đầu những năm 1980, các hệ thống thông tin sợi quang đã được phổ biến khá rộng rãi với vùng bước sóng làm việc 1300nm và 1500nm đã cho thấy sự phát triển mạnh mẽ của thông tin sợi quang trong hơn 2 thập niên qua. Ngày nay, cáp sợi quang đã tạo ra những triển vọng mới cho công nghệ truyền thông tốc độ cao cũng như việc hiện đại hóa mạng thông tin và nhu cầu kết nối thông tin. Sự kết hợp sợi quang vào bên trong dây chống sét cũng như dây dẫn đã đem lại những giải pháp tối ưu cho nhà thiết kế. Với sự gia tăng của dây chống sét và dây dẫn điện kết hợp với sợi quang không những chỉ truyền dẫn và phân phối điện mà còn đem lại những lợi ích to lớn về thông tin. Điều đó làm giảm giá thành của hệ thống và cũng chính vì những lý do trên mà cáp quang đang được ứng dụng rộng rãi trên thế giới. Với giá trị suy hao này đã gần đạt được giá trị suy hao 0.14dB/km của sợi đơn mode, từ đó đã cho ta thấy hệ thống thông tin quang có các đặc điểm nổi bật hơn hệ thống cáp kim loại là:  Suy hao truyền dẫn rất nhỏ.  Băng tần truyền dẫn rất lớn.  Không bị ảnh hưởng của nhiễu điện từ.  Có tính bảo mật tốt. Tiểu luận Hệ thống thông tin quang Trang 5  Có khả năng nâng cấp dể.  Có kích thước và trọng tải nhỏ.  Sợi có tính cách điện tốt và được chế tạo từ vật liệu có sẵn. Với các ưu điểm trên mà các hệ thống thông tin quang được áp dụng rộng rãi trên mạng lưới. Chúng có thể được xây dựng làm các tuyến đường trục, trung kế, liên tỉnh, thuê bao kéo dài cho tới cả việc truy nhập vào mạng thuê bao linh hoạt và đáp ứng được mọi môi trường lắp đặt từ trong nhà, trong các cấu hình thiết bị cho tới các hệ thống truyền dẫn xuyên lục địa, vượt đại dương...Các hệ thống thông tin quang cũng rất phù hợp cho các hệ thống truyền dẫn số không loại trừ tín hiệu dưới dạng ghép kênh nào, các tiêu chuẩn Bắc Mỹ, Châu Âu hay Nhật Bản. 1.2 Hệ thống truyền dẫn quang Tín hiệu điện từ các thiết bị đầu cuối như: điện thoại, điện báo, fax số liệu... sau khi được đưa tới mạch điều khiển sẽ mã hóa và đưa đến thiết bị phát quang. Tại đây, tín hiệu điện sẽ được chuyển đổi sang tín hiệu quang. Tín hiệu trong suốt quá trình truyền đi trong sợi quang thi sẽ bị suy hao do những mối hàn,bộ nối quang...v..v..do đó trên đường truyền người ta đặt các trạm lặp nhằm khôi phục lại tín hiệu. Hình 1.1: Sự phát triển của các hệ thống thông tin quang Tiểu luận Hệ thống thông tin quang Trang 6 tín hiệu quang ban đầu để tiếp tục truyền đi. Khi đến thiết bị thu quang thì tín hiệu quang sẽ được chuyển đổi thành tín hiệu điện, khôi phục lại tín hiệu ban đầu để đưa đến thiết bị đầu cuối. Hiện nay, các hệ thống thông tin quang đã được ứng dụng rộng rãi trên thế giới, chúng đáp ứng được cả các tín hiệu tương tự cũng như tín hiệu số, chúng cho phép truyền dẫn tất cả các tín hiệu dịch vụ băng hẹp và băng rộng, đáp ứng đầy đủ mọi yêu cầu của mạng số hóa đa dịch vụ (ISDN). Số lượng cáp quang được lắp đặt trên thế giới với số lượng ngày càng lớn, ở mọi tốc độ truyền dẫn và ở mọi cự ly. Nhiều nước lấy môi trường truyền dẫn cáp quang là môi trường truyền dẫn chính trong mạng lưới viễn thông của họ. 1.3 Thực trạng mạng viễn thông Trung Tâm Viễn Thông Hội An 1.3.1 Sơ lược về mô hình mạng truyền dẫn và chuyển mạch viễn thông Quảng Nam 1.3.1.1 Sơ đồ mạng truyền dẫn và chuyễn mạch viễn thông Quảng Nam Hình 1.1 Các thành phần chính của tuyến truyền dẫn cáp sợi quang Mạch điều khiển Nguồn phát quang Thu quang Mạch điện Phát quang Khuếch đại quang Tín hiệu điện vào Bộ phát quang Bộ nối quang Mối hàn sợi Sợi dẫn quang Bộ chia quang Các thiết bị khác Trạm lặp Đầu thu quang Chuyển đổi tín hiệu Bộ thu quang KD đại điện Tín hiệu điện ra Tiểu luận Hệ thống thông tin quang Trang 7 Cấu trúc mạng viễn thông Quảng Nam dạng hình sao với tổng đài chủ OCB 1000E10 tại Thị xã Tam Kỳ và hai tổng đài Host đặt tại huyện Duy Xuyên và tại Thành Ca rd F O Ca rd F O AWA 1504-2/2E1 Quyết Thắng (SDE - 330L) ĐÔNG GIANG (906L) AWA 1504 - 1E1 2AW A 1504 4E1 HỘI AN (4864 + 5120L) Cù Lao Chàm 184L-AN 2000 AWA 1504 2E1 DUY XUYÊN (3072L-9) ĐẠI LỘC (3328L-10) (2048L-43) AWA 1504 - 2E1 Hà Tân (906L-394L) Mỹ Hiệp NAM GIANG (904L) AWA 1504- 2E1 Viba 1808- 4E1 AWA 1504-2E1 Viba 1808-4E1 NÚI THÀNH (5120L-18) (512L-34) An Hòa (1280L-4) OCB (4864L+1280L) AWA 1504 2E1 QUẾ SƠN (3072L) THĂNG BÌNH (4608L-29) (512L-41) Trung Phước (1024L) Việt An (1280L-19) HIỆP ĐỨC (1024L-24) Đồi 505 PHƯỚC SƠN (2048L-39) AWA 1504 2E1 BẮC TRÀ MY (1792L-36) Đồi 405 TIÊN PHƯỚC (2048L-13) Đồi 211 An Xuân (4352L) AWA 1504 -2/2E1 AWA 1504 2/2 E1 AWA 1504 2/2E1 DM1 000 - 4/4E1 TOLL VTN3 ĐIỆN BÀN (5120L-7) (1024L-30) Nồi Rang (768L-45) AWA1504- 2E1 D M 10 00 - 8E 1 D M 10 00 - 16 E1 DM1 000 - 16E1 A TF H - 10 E1 Hương An (2304L-11) S D H2 ,5 G - 29 E1 Vùng B (2048L-6) 1 AWA 1504 - 2E1 Tam Hải (768L-22) AWA 1504 2/2E1 AWA 1808 4/4E1 Đèo Le Tam Dân (1536L) Điện Ngọc (4352L) Hà Nha (2304L-8) OCB ĐNG AWA 1504 - 1E1 Kiểm Lâm ( 2048L-12) Phong Thử (1792L-1251L) Gò Nổi (1024L-17) (1024L-46) AWA 1504 -2/2E1 Kế Xuyên (2048L-20) Đại Hồng (SDE- 752L) AWA 1504-2E1 Bà Bầu (1536L-40) Minilink - 16E1 Tiên Thọ (586L) Cầu Chìm ( 3072L-25) Chiên Đàn (2304L-37) FLX-155A 7/8E1 KCN (4096L-38) Đại Hiệp (1024L-26) S D H1 55 - 15 E1 SDH 622Mb/s 7E1 CỬA ĐẠI (3450L) Trạm Viba BÀ NÀ Cẩm Hà (2580L) SDH155M - 5E1 NEC SDH 155M- 6E1 Tam Thanh (1280L-31) Sông Kôn (V5.2 UMC- 180L) AWA1504 - 1E1 AWA 1808 4/4E1 Mi nil in k2 E1 Mi nil in k- 4E 1 2 sîi O FC - 8F O Bà Rén (1792L-16) AWA 1504 1E1 PHƯỚC Hiệp (UDC - 120L) VSAT CHÀ VÀNH (TOCA 32 + 4 E&M) TRÀ MAI (512 L-42) O FC - 8E 1 A Vương (UMC-120L) AWA 1504 1/2E1 TIÊN LÃNH (DLC - 120L) SDH 622M b/s- 12E1 AWA 1504 2E1 Mi nil in h - 16 E1 AWA 1504 -2E1 Mi nil in k - 16 E1 Trà Kiệu 1024L-50 O FC - 3/ 8E 1 TRÀ ĐÔNG (DLC -120L) CTR210- 4/4E1 AWA 1504 1E1 BẾN GIẰNG (460L) TRÀ DƠN (USC - 64L) O FC - 1/ 4E 1 Minilink - 16E1 A ZÍCH (SDE 256L) O FC - 1E 1 TÂY GIANG SDE (474L) SDH NEC - 6E1 Điện Thắng (3072L-36) BÀN THẠCH (1280L-49) OFC - 2E1 A sờ (UMC-64L) AWA 1504 1/2E1 3 AWA 1504 - 2/2E1 S D H – 7E 1 Minilink - 16E1 RMR1500 Tam Lãnh (UMC - 240L) S D H 15 5 M/ b/s N E C SDH FLX 2/8E1 3 RMR1504 Quán Gò (1024L-44) FLX- 155A 3/21E 1 Opnet Bình Minh (1280L-32) Ring Huawei – 7E1 Rinh nhánh – 6E1 SDH155M - 6E1 NEC S D H – 10 E1 Minil ink 2E1 : Truyền dẫn quang PDH : Truyền dẫn vi ba AWA 1808 : Truyền dẫn vi ba AWA 1504 : SDH 155M - NEC : SDH 155M – FLX : SDH 622M – FLX : Truyền dẫn Minilink : Truyền dẫn CTR 210 : Tổng đài SDE : BTS Vinaphone : BTS Mobiphone : Bộ lặp vi ba : Tổng đài CSND : Bộ khuyếch đại Vinaphone : Tổng đài CSNMM : Trạm chuyển tiếp vi ba SDH 155M FLX-11/21E1 2 DM1 000 V5.2 Tam Phó (UMC-360L) UPG 60L BRAS VTN3 OFC-1/4E1 Trà Giáp (USC - 40L) SDH NEC 3/16E1 O FC - 1/ 4E 1 Tam Sơn (V5.2 - 120L) UMC OPNET 4/21 E1 OFC 8E1 KCN ĐN- ĐN (1024L-48) Ring Nhánh –6/21 E1 AWA 1504 - 2/2E1 Ring Nhánh –6/21 E1 Ring Nhán h – 2/21 E1 : DSLAM Siemens : DSLAM C-COM : V5.2 : Tổng đài RLU Quảng huế (1024L-27) Đập Chính (UMC-60L) Đ Dýõng (300L) RLU Diêm Phổ (1792L-15) : USC SDH NEC 5/16E 1 SDH NEC 13/32E1 SDH NEC 7/16E1 SDH 155Mb/s NEC 11/16E1 : Zyxel SDH FLX 16/21 E1 FLX- 155A 2/8E1 FLX- 155A 5/21E 1 FLX 2/21E 1 FLX 7/63E1 Ring Nhán h – 6/21 E1 3/ 21 E1 AWA 1504 -1/2E1 Phu Ninh : Para AWA 1504 2/2E1 Điện An (300L) An Băng (500L) Nam HVýõ Tam Mỹ Đông (192l) Tiên Cẩm (120l) Tam Lộc (240l) O FC - 1E 1 Huyện mới TGiang Za hung USC 32L O FC - 1E 1 OFC-1/4E1 OFC-1/4E1 Sông Trà (UDC - 120L) OFC 1/4E1 SDH 155M HUAWEI -2 E1 Ca rd F O Trýờng Xuân (768L) KDC số 1 (1536L) Tiểu luận Hệ thống thông tin quang Trang 8 Phố Hội An để xử lý và điều khiển 60 tổng đài vệ tinh và 10 tổng đài SDE nằm rải rác ở cácThành Phố, Huyện và Thị Xã trong Tỉnh. 1.3.1.2 Sơ đồ mạng truyền dẫn vô tuyến Viễn thông Quảng Nam AWA 1504 Quyãút Thàõng ÂÄNG GIANG AWA 1504 2AWA 1504 HÄÜI AN Cuì Lao Chaìm AWA 1504 DUY XUYÃN ÂAÛI LÄÜC AWA 1504 Haì Tán Myî Hiãûp NAM GIANG An Hoìa OCB AWA 1504 QUÃÚ SÅN Trung Phæåïc HIÃÛP Â Æ Ï C Âäöi 505 PHÆÅÏC SÅN AWA