Thư viện tri thức trực tuyến
Kho tài liệu với 50,000+ tài liệu học thuật
© 2023 Siêu thị PDF - Kho tài liệu học thuật hàng đầu Việt Nam
Công nghệ truyền dẫn SDH
Nội dung xem thử
Mô tả chi tiết
Trêng Häc ViÖn Kü ThuËt Qu©n Sù khoa V« tuyÕn ®iÖn
Më ®Çu
PhÇn I: Tæng quan vÒ hÖ thèng th«ng tin
quang
Ch¬ng I: S¬ lîc vÒ hÖ thèng th«ng tin quang 6
1.1 LÞch sö ph¸t triÓn cña hÖ thèng th«ng tin quang 6
1.2 CÊu tróc cña hÖ thèng th«ng tin quang 7
1.3 øng dông vµ u nhîc ®iÓn cña hÖ thèng th«ng tin quang 8
Ch¬ng II: C¸c thµnh phÇn cña hÖ thèng th«ng tin quang
quang
2.1 Lý thuyÕt chung vÒ quang dÉn 9
2.1.1 C¬ së quang häc 9
2.1.2 Sù truyÒn ¸nh s¸ng trong sîi quang dÉn 10
2.1.3 C¸c d¹ng ph©n bè chiÕt suÊt trong sîi quang 11
a/ D¹ng gi¶m triÕt suÊt líp vá bäc
b/ D¹ng dÞch ®é t¸n s¾c.
c/ D¹ng san b»ng t¸n s¾c
2.1.4 Sîi ®¬n mode vµ sîi ®a mode 14
2.2 C¸c th«ng sè cña sîi quang 15
2.2.1 Suy hao trong sîi quang 15
2.2.2 C¸c nguyªn nh©n g©y suy hao 15
a/ Suy hao do hÊp thô
b/ Suy hao do t¸n s¾c
c/ Suy hao do uèn cong
2.2.3 T¸n s¾c 19
a/ §Þng nghÜa t¸n s¾c
b/ C¸c nguyªn nh©n g©y t¸n s¾c
2.3 CÊu tróc sîi quang 22
2.3.1 Líp phñ 23
2.3.2 Líp vá 23
a/ D¹ng èng ®Öm láng
b/ D¹ng ®Öm khÝ
c/ D¹ng b¨ng dÑt
2.4 C¸c linh kiÖn biÕn ®æi quang 25
2.4.1 Kh¸i niÖm chung vÒ biÕn ®æi quang 25
2.4.2 Yªu cÇu kü thuËt cña linh kiÖn biÕn ®æi quang 25
a/ §èi víi nguån quang
b/ §èi víi linh kiÖn t¸ch sãng quang
c/ Nguyªn lý chung
2.4.3 Nguån quang 28
a/ Nguyªn lý chung
b/ Diot LED
§å ¸n tèt nghiÖp 1 SV: NguyÔn H÷u Anh
Trêng Häc ViÖn Kü ThuËt Qu©n Sù khoa V« tuyÕn ®iÖn
c/ Diot LASER (LD)
2.4.4 T¸ch sãng quang 32
1 Nguyªn lý chung 32
2 Nh÷ng th«ng sè c¬ b¶n 33
a/ HiÖu suÊt lîng tö
b/ §¸p øng
c/ §é nhËy
d/ D¶i réng
e/ T¹p ©m
3 Diot thu PIN 35
4 Diot thu APD 37
5 §Æc tÝnh kü thuËt cña PIN vµ APD 38
2.5 Hµn nèi sîi quang 39
2.6 HÖ thèng th«ng tin quang 41
1. Kh¸i niÖm 41
2. CÊu tróc hÖ th«ng tin quang 42
3. M· ho¸ hÖ th«ng th«ng tin quang 45
2.7 ThiÕt kÕ tuyÕn th«ng tin quang 48
1.Yªu cÇu 48
2.TÝnh to¸n thiÕt kÕ 49
3.VÝ dô tÝnh to¸n 52
PhÇn II: C«ng nghÖ truyÒn dÉn SDH
Ch¬ngI: S¬ lîc vÒ c«ng nghÖ truyÒn dÉn 55
1.1 Kü thuËt ®iÒu chÕ xung m· 55
1.1.1 CÊu h×nh c¬ b¶n cña tuyÕn truyÒn tin PCM 55
1.1.2 C¬ së lý thuyÕt PCM 56
a/ LÊy mÉu
b/ Lîng tö ho¸
c/ M· ho¸
1.2ThuËt TDM vµ tiªu chuÈn ghÐp kªnh ë ViÖt Nam 58
1.2.1 Kh¸i niÖm vÒ th«ng tin nhiÒu kªnh 58
1.2.2 GhÐp kªnh nhãm s¬ cÊp vµ tiªu chuÈn ghÐp kªnh ë ViÖt Nam 58
1.2.3 HÖ thèng PCM cÊp I 59
Ch¬ngII: C«ng nghÖ truyÒn dÉn SDH 61
2.1 C«ng nghÖ ghÐp kªnh cÊp cao PDH
(Pleosynchronous Digital Hierarchy) 61
2.2 §Þnh nghÜa SDH(Synchr«nous Digital Hierarchy)
vµ sù cÇn thiÕt cña nã 62
2.3 CÊu tróc khung SDH 65
§å ¸n tèt nghiÖp 2 SV: NguyÔn H÷u Anh
Trêng Häc ViÖn Kü ThuËt Qu©n Sù khoa V« tuyÕn ®iÖn
1. CÊu tróc ghÐp c¬ b¶n 65
2. CÊu tróc khèi 67
a/ Container C
b/ Container ¶o
c/ CÊu tróc c¸c VC
d/ §¬n vÞ luång TU
e/ Nhãm ®¬n vÞ luång TU
f/ C¸c ®¬n vÞ qu¶n lý TU
g/ Nhãm c¸c ®¬n vÞ qu¶n lý AUG
h/ CÊu tróc khung
i/ CÊu tróc khung STM-N
Ch¬ng III: M¹ng SDH 84
1.1 C¸c vïng m¹ch SDH 84
1.1.1 §êng dÉn 84
1.1.2 Vïng ghÐp kªnh 84
1.1.3 Vïng lÆp 84
3.2 Hai thµnh phÇn chñ yÕu cña m¹ng ®ång bé 85
3.2.1 C¸c hÖ thèng ®êng d©y vµ thiÕt bÞ nèi chÐo bËc cao 85
a/ C¸c hÖ thèng ®êng d©y
b/ C¸c thiÕt bÞ nèi chÐo bËc cao
3.2.2 C¸c bé ghÐp kªnh truy suÊt vµ thiÕt bÞ kÕt nèi chÐo bËc thÊp 85
a/ Truy suÊt vµ ghÐp
b/ HÖ thèng kÕt nèi chÐo bËc thÊp
3.3 KÕt nèi chÐo DDC 86
3.4 M¹ng 87
3.5 M¹ng vßng ring SDH 87
3.5.1 Vßng ring mét híng tù b¶o vÖ cho vïng dÉn 87
3.5.2 M¹ng vßng ring hai híng 88
3.5.3 B¶o vÖ theo ®êng truyÒn 88
3.5.4 M¹ng vßng tù phôc håi mét híng tù b¶o vÖ luång 89
3.5.5 M¹ng vßng tù phôc håi mét híng theo ®o¹n 89
3.5.6 M¹ng vßng tù phôc håi hai híng theo ®o¹n 89
3.6 M¹ng ring trong ba vïng øng dông cña ALCATEL 90
KÕt luËn
§å ¸n tèt nghiÖp 3 SV: NguyÔn H÷u Anh
Trêng Häc ViÖn Kü ThuËt Qu©n Sù khoa V« tuyÕn ®iÖn
ThuyÕt minh ®å ¸n
• §å ¸n cña em chia lµm 2 phÇn
- PhÇn I: Tæng quan vÒ hÖ th«ng tin quang.
- PhÇn II: C«ng ghÖ truyÒn dÉn SDH.
• Trong phÇn I gåm cã 2 ch¬ng:
- Ch¬ng I: S¬ lîc vÒ hÖ th«ng th«ng tin quang.
ë ch¬ng nµy em nghiªn cøu lÞch sö ph¸t thiÓn cña hÖ th«ng tin quang, cÊu
tróc hÖ thèng nµy vµ c¸c øng dông vµ u nhîc ®iÓm cña nã.
- Ch¬ng II: C¸c thµnh phÇn cña hÖ th«ng tin quang.
Ch¬ng II em nghiªn cu vÒ lý thuyÕt trung vÒ truyªn dÉn
+ C¸c th«ng sè cña sîi quang bao gåm:
Suy hao trong sîi quang
C¸c nguyªn nh©n g©y suy hao
T¸n s¾c
+ CÊu tróc cña sîi quang gåm líp phñ vµ líp vá
+ C¸c linh kiªn biÕn ®æi quang gåm cã c¸c yªu cÇu kÜ thuËt cña linh kiÖn
biÕn ®æi quang, nguån quang vµ t¸ch sãng quang.
+ Hµn nèi sîi quang: C¸c yªu cÇu kÜ thuËt cña mèi nèi
+ HÖ thèng th«ng tin quang gåm cã cÊu tróc hÖ thèng th«ng tin quang vµ
m· ho¸ hÖ thèng th«ng tin quang.
+ ThiÕt kÕ tuyÕn th«ng tin: tÝnh to¸n thiÕt kÕ vµ vÝ dô ®Ó tÝnh to¸n.
• PhÇn II: gåm cã 3 ch¬ng
- Ch¬ng 1: S¬ lîc vÒ c«ng nghÖ truyÒn dÉn.
Trong ch¬ng nµy em nghiªn cøu
+ Kü thuËt ®iÒu chÕ xung m· gåm cÊu h×nh c¬ b¶n cña tuyÕn truyÒn tin
PCM vµ c¬ së lý thuyÕt PCM
+ ThuËt TDM vµ tiªu chuÈn ghÐp kªnh ë ViÖt Nam: ghÐp kªnh nhãm s¬
cÊp vµ hÖ thèng PCM cÊp 1.
- Ch¬ng 2: Nghiªn cøu c«ng ghÖ truyÒn dÉn SDH.
Trong ch¬ng nµy em nghiªn cøu
+ C«ng nghÖ ghÐp kªnh cÊp cao PDH
+ Sù cÇn thiÕt cña SDH
+ CÊu tróc khung SDH gåm cÊu tróc ghÐp c¬ b¶n vµ cÊu tróc khèi
- Ch¬ng 3: Nghiªn cøu m¹ng SDH
Trong ch¬ng 3 em nghiªn cøu
+ C¸c vïng m¹nh SDH gåm ®êng dÉn, vïng ghÐp kªnh vµ vïng lÆp
+ Thµnh phÇn chñ yÕu cña m¹ng ®ång bé: Cã hai thµnh phÇn lµ
HÖ thèng ®êng d©y vµ thiÕt bÞ nèi chÐo bËc cao
C¸c bé ghÐp kªnh truy suÊt vµ thiÕt bÞ kÕt nèi chÐo bËc thÊp
+ KÕt nèi chÐo DDC
+ M¹ng
§å ¸n tèt nghiÖp 4 SV: NguyÔn H÷u Anh
Trêng Häc ViÖn Kü ThuËt Qu©n Sù khoa V« tuyÕn ®iÖn
+ M¹ng vßng ring SDH
Trong m¹ng nµy gån cã 6 m¹ng vßng lµ:
Vong ring mét híng tî b¶o vÖ cho mét vïng dÉn.
M¹ng vßng ring hai híng.
B¶o vÖ theo ®êng truyÒn.
M¹ng vßng ring tù phôc håi mét híng b¶o vÖ theo luång.
M¹ng vßng ring tù phôc håi mét híng theo ®o¹n.
M¹ng vßng ring tù phôc håi hai híng b¶o vÖ theo ®o¹n
§å ¸n tèt nghiÖp 5 SV: NguyÔn H÷u Anh
Trêng Häc ViÖn Kü ThuËt Qu©n Sù khoa V« tuyÕn ®iÖn
PhÇn I: Tæng quan vÒ hÖ thèng th«ng tin
quang
Ch¬ng 1: S¬ lîc vÒ hÖ thèng th«ng tin
quang.
1.1 LÞch sö ph¸t triÓn cña hÖ thèng th«ng tin quang.
Nh chóng ta ®· biÕt th«ng tin quang häc ®· cã tõ l©u ®êi. Cho tíi thÕ kû 18 th«ng
tin quang häc theo nghÜa réng vÉn chØ dõng ë møc ®Ìn tÝn hiÖu,......
LÞch sö ph¸t triÓn th«ng tin quang häc ®îc tãm t¾t bëi c¸c mèc sau:
N¨m 1790 Claude Chappe- kü s ngêi Ph¸p ®· x©y dùng mét hÖ thèng ®iÖn b¸o
quang. HÖ thèng nµy gåm mét chuçi c¸c th¸p víi c¸c ®Ìn b¸o hiÖu di ®éng trªn ®ã.
Tèc ®é th«ng tin ®îc truyÒn víi hÖ thèng nµy kho¶ng 15 phót cho cù ly 200km.
N¨m 1870 John Tyndall- nhµ vËt lý ngêi Anh, ®· chøng minh ¸nh s¸ng cã thÓ
truyÒn ®îc theo èng níc uèn cong. ViÖc truyÒn ¸nh s¸ng trong èng níc uèn cong lµ
sù øng dông hiÖn tîng ph¶n x¹ toµn phÇn.
N¨m 1880 Alexander Graham Bell ngêi Mü giíi thiÖu hÖ thèng ®iÖn tho¹i quang,
trong hÖ thèng nµy, ¸nh s¸ng mang ®iÖn n¨ng ®îc truyÒn qua m«i trêng kh«ng khÝ.
Nhng v× m«i trêng kh«ng khÝ cã nhiÒu nguån g©y nhiÔu nªn thùc tÕ hÖ thèng nµy cha
®îc sö dông.
N¨m1934 Noman R.Funch- kü s ngêi Mü dïng c¸c thanh thuû tinh lµm m«i trêng truyÒn dÉn ¸nh s¸ng trong th«ng tin quang.
N¨m 1960 Theodor H.Maiman ®a laze vµo ho¹t ®éng vµ ®· thµnh c«ng.
N¨m 1962 laze b¸n dÉn vµ photodiode b¸n dÉn hoµn thiÖn.
N¨m1966 Charles H. KaoVµ George A. Hockhan ngêi Anh dïng sîi thuû tinh ®Ó
truyÒn dÉn ¸nh s¸nh. Sîi thuû tinh ®îc chÕ t¹o lóc nµy cã sù suy hao qu¸ lín( δ ≅
1000dB/km).
N¨m 1970 h·ng Corning Glass Works chÕ t¹o thµnh c«ng sîi quangcã chiÕt suÊt
bËc víi suy hao nhá h¬n 20dB/km.
N¨m 1983 sîi quang ®¬n mèt ®îc s¶n suÊt t¹i Mü. Ngµy nay sîi quang ®¬n mèt
®îc sö dông réng r·i. §é suy hao cña lo¹i sîi nµy chØ cßn kho¶ng 0.2dB/km ë bíc
sãng 1550nm.
§å ¸n tèt nghiÖp 6 SV: NguyÔn H÷u Anh
Trêng Häc ViÖn Kü ThuËt Qu©n Sù khoa V« tuyÕn ®iÖn
1.2 CÊu tróc cña hÖ th«ng tin quang.
TrÆm lÆp trªn ®êng truyÒn
TÝn hiÖu ra
BiÕn ®æi BiÕn ®æi
S¬ ®å tuyÕn truyÒn quang dÉn
- Theo s¬ ®å hÖ thèng ta cã:
+ Nguån tÝn hiÖu ban ®Çu: TiÕng nãi, Fax, Camera......
+ PhÇn tö ®iÖn xö lý nguån tin t¹o ra tÝn hiÖu ®a vµo hÖ thèng.
+ Bé biÕn ®æi E/O cã nhiÖm vô biÕn ®æi tÝn hiÖu ®iÖn thµnh tÝn hiÖu quang víi
c¸c møc tÝn hiÖu ®Öm ®îc biÕn ®æi thµnh cêng ®é quang, c¸c tÝn hiÖu ®iÖn “0” vµ “1”
®îc biÕn ®æi ra ¸nh s¸ng t¬ng øng d¹ng “kh«ng” vµ “cã”.
Sau ®ã tÝn hiÖu quang ®îc ®a vµo sîi quang truyÒn ®i. Bé biÕn ®æi ®iÖn quang
thùc chÊt lµ c¸c linh kiÖn ph¸t quang nh:LED, laser®ioe.
+ Tr¹m l¾p: Khi truyÒn dÉn trªn tuyÕn truyÒn dÉn, c«ng suÊt bÞ gi¶m ®i, d¹ng
sãng (®é r«ng xung) bÞ d·n ra do nhiÒu nguyªn nh©n kh¸c nhau. V× vËy ®Ó truyÒn ®-
îc tÝn hiÖu ®i xa cÇn cã tr¹m lÆp. TrÆm lÆp nµy cã nhiÖm vô kh«i phôc l¹i nguyªn
dang tÝn hiÖu cña nguån ph¸t vµ khuÕch ®¹i tÝn hiÖu. Sau ®ã ®a vµo tuyÕn truyÒn dÉn
tiÕp theo. Khi kho¶ng c¸ch truyÒn dÉn lín (cù ly tuyÕn th«ng tin lín) th× cÇn thiÕt cã
tr Æm lÆp.
TÝn hiÖu TÝn hiÖu
K§
C¸p quang C¸p quang
§å ¸n tèt nghiÖp 7 SV: NguyÔn H÷u Anh
Nguån tÝn
hiÖu
PhÇn tö
®iÖn
E
O
E
O
E
O
E
O
PhÇn tö
®iÖn
O
E
O
E
Trêng Häc ViÖn Kü ThuËt Qu©n Sù khoa V« tuyÕn ®iÖn
S¬ ®å khèi trÆm lÆp
1.3. øng dông vµ u nh îc ®iÓm cña hÖ thèng th«ng tin quang.
• Nh÷ng øng dông cña sîi quang.
- Sîi quang ®îc øng dông trong th«ng tin vµ mét sè môc ®Ých kh¸c.
- VÞ trÝ Sîi quang trong m¹ng th«ng tin hiÖn nay.
+ M¹ng ®êng trôc xuyªn quèc gia.
+ §êng trung kÕ.
+ §êng c¸p th¶ biÓn xuyªn lôc ®Þa ( Xuyªn Quèc Gia).
+ §êng sè liÖu.
+ M¹ng truyÒn h×nh.
• ¦u ®iÓm
- Suy hao truyÒn dÉn rÊt nhá so víi truyÒn th«ng tin qua ®©y kim lo¹i nªn sè
trÆm lÆp gi¶m.
- Sîi quang ®îc chÕ t¹o tõ nguyªn liÖu chÝnh lµ th¹ch anh hay nhùa tæng hîp
nªn nguån nguyªn liÖ rÊt råi dµo vµ rÎ tiÒn dÉn ®Õn gi¶m ®îc gi¸ thµnh.
- Sîi quang cã ®êng kÝnh nhá, träng lîng nhÑ.
- Sîi quang cã tÝnh b¶o mËt trong th«ng tin cao, kh«ng chÞu ¶nh hëng nhiÔu
®iÖn tõ trêng bªn ngoµi.
- TÝnh c¸ch ®iÖn cao, kh«ng g©y chËp ch¸y.
- DÔ l¾p ®Æt, b¶o dìng, uèn cong.
- Dïng hÖ thèng th«ng tin c¸p sîi quang kinh tÕ h¬n nhiÒu so víi c¸p kim
lo¹i cã cïng dung lîng vµ cù ly.
• Nhîc ®iÓm.
- Do cÊu tróc sîi quang nhá nªn thiÕt bÞ quang ph¶i t¬ng thÝch.
- KÜ thuËt hµn nèi khã kh¨n, yªu cÇu ®é chÝnh x¸c cao.
- ThiÕt bÞ tèn kÐm.
Nhê cã nh÷ng u nhîc ®iÓm trªn nªn sîi quang ®· vµ ®ang ®îc sö dông réng
r·i trong lÜnh vùc th«ng tin vµ c¸c môc ®Ých kh¸c.
Ch¬ng II. C¸c thµnh phÇn cña hÖ thèng th«ng tin quang
§å ¸n tèt nghiÖp 8 SV: NguyÔn H÷u Anh
Trêng Häc ViÖn Kü ThuËt Qu©n Sù khoa V« tuyÕn ®iÖn
2.1 Lý thuyÕt chung vÒ quang dÉn.
2.1.1 C¬ së quang häc.
Sù truyÒn ¸nh s¸ng trªn sîi dÉn quang lµ hiÖn tîng ph¶n x¹ ¸nh s¸ng, ¸nh s¸ng
dïng trong th«ng tin quang n»m ë vïng cËn hång ngo¹i víi bíc sãng tõ (800 –
1600)nm. §Æc biÖt cã ba bíc sãng th«ng dông lµ: 850nm, 1300nm, 1550nm.
- VËn tèc ¸nh s¸ng: C=V.λ.
Trong ®ã: V lµ tÇn sè ¸nh s¸ng
C lµ vËn tèc ¸nh s¸ng.
λ lµ vËn tèc ¸nh s¸ng
- TriÕt suÊt cña m«i trêng:
n=C/V
Trong ®ã:
n lµ triÕt suÊt cña m«i trêng
V lµ tÇn sè ¸nh s¸ng
C lµ vËn tèc ¸nh s¸ng trong ch©n kh«ng
V× V<C nªn n>1
- Sù ph¶n x¹ toµn phÇn.
§Þnh luËt Snell: n1Sinα =n2 Sinβ.
Ta cã quan hÖ gi÷a tia ph¶n x¹ víi tia khóc x¹ vµ tia tíi.
• Gãc ph¶n x¹ b»ng gãc tíi.
α=α’
*Gãc khóc x¹ ®îc x¸c ®Þnh theo ®Þnh luËt Snell.
n1Sinα =n2 Sinβ.
§å ¸n tèt nghiÖp 9 SV: NguyÔn H÷u Anh
Tia khóc x¹
1’
Tia ph¶n x¹ 1’
Tia tíi
n
2
n
1
3
2
1’’
Sù ph¶n x¹ vµ khóc x¹ ¸nh s¸ng