LỜI NÓI ĐẦU

Xã hội phát triển kéo theo nhiều ngành khác phát triển mạnh mẽ, trong đó có viễn thông và công nghệ thông tin nhằm đáp ứng những nhu cầu ngày càng nhiều và càng cao của con người. Khách hàng ngày càng được cung cấp nhiều dịch vụ mới với chất lượng và tốc độ được cải tiến. Điều đó đồng nghĩa với việc các nhà cung cấp phải cải thiện các công nghệ cũ và nghiên cứu các công nghệ mới để đảm bảo cung cấp cho khách hàng các dịch vụ: đảm bảo chất lượng mà giá thành thấp. Một trong các giải pháp được đưa ra là công nghệ ghép kênh theo bước sóng (công nghệ ghép kênh quang WDM). Khái niệm ghép kênh quang đã xuất hiện từ năm 1958, nhưng mãi đến năm 1997 Tomlinson và Aumiller mới đưa vào ứng dụng đầu tiên trong thực tế. Ghép bước sóng quang hay còn gọi là ghép kênh quang theo tần số là một phương thức truyền dẫn mang lại nhiều lợi ích về kinh tế và vấn đề quản lý mạng. Chính vì vậy mà phạm vi ứng dụng của nó đã mở rộng một cách nhanh chóng. Các nhà tổ chức thế vận hội Olympic mùa đông 1992 đã sử dụng tuyến cáp quang ghép bước sóng để truyền các chương trình giữa các địa điểm thi đấu đến thành phố Alberville. Hiện ghép bước sóng quang đã được ứng dụng rộng rãi trên các mạng truyền dẫn như hệ thống truyền hình cáp, trong mạng nội hạt, trong mạng truy nhập thuê bao và chủ yếu là trong các hệ thống cáp quang biển.

Ở Việt Nam, mạng lưới truyền tải quang trong những năm qua đã đáp ứng được nhu cầu của người sử dụng. Nhưng với xu hướng phát triển các dịch vụ đa phương tiện (yêu cầu băng thông lớn) thì mạng truyền tải đó sẽ sớm rơi vào tình trạng quá tải. Chính vì vậy, công nghệ ghép bước sóng quang (WDM) được chọn làm giải pháp để giải quyết vấn đề đó. Tháng 4 năm 1998, Việt Nam bắt đầu triển khai xây dựng trạm cập bờ tuyến cáp quang biển SEA – ME – WE 3 nối 33 quốc gia khác nhau của Châu Á và Tây Âu có tốc độ bit vào cuối năm 1999 lên tới 40 Gbit/s. Đây là tuyến thông tin quang ứng dụng công nghệ ghép bước sóng quang đầu tiên tại Việt Nam.

Băng tần truyền dẫn của sợi đơn mode rất rộng. Vì vậy giải pháp ghép kênh theo bước (WDM) sóng sẽ làm tăng dung lượng và giá thành lại thấp. Hơn nữa ghép kênh theo bước sóng còn được áp dụng trong định tuyến và chuyển mạch quang.

Để triển khai một hệ thống truyền dẫn WDM cần phải giải quyết rất nhiều các vấn đề đặt ra như là định cấu hình mạng, thiết kế tuyến, bảo vệ mạng, định tuyến và phân bổ bước sóng … Để duy trì hoạt động an toàn mạng thì một trong những vấn đề đặt ra đó là cần phải nghiên cứu vấn đề bảo vệ và phục hồi cho mạng. Vì vậy trong đồ án này em sẽ tìm hiểu những giải pháp bảo vệ, phục hồi phù hợp cho mạng truyền tải quang WDM. Để đạt được mục tiêu đó trong đồ án của em đi vào tìm hiểu những vấn đề chính:

 Tổng quan về công nghệ WDM

 Bảo vệ trong mạng truyền tải quang WDM

 Phục hồi mạng và phân bổ lại tài nguyên

Mặc dù đã hết sức cố gắng, nhưng chắc hẳn các vấn đề nêu ra trong phạm vi đồ án này chưa thể hoàn chỉnh về một vấn đề hết sức quan trọng như vậy. Nội dung của đồ án vẫn còn có các vấn đề cần phải xem xét thêm và không thể tránh khỏi những khiếm khuyết. Rất mong được các Thầy Cô giáo chỉ bảo, các bạn sinh viên và các bạn đọc quan tâm tới vấn đề này góp ý, chỉ dẫn thêm.

Em xin được cảm ơn sâu sắc Thầy giáo TS. Bùi Trung Hiếu, nguời Thầy đã hết sức tạo điều kiện giúp đỡ, hướng dẫn, chỉ bảo, giúp em hoàn thành đồ án này. Em cũng xin cảm ơn các thày, cô giáo trong Bộ môn Thông tin quang - Khoa Viễn Thông 1 đã chỉ bảo dạy dỗ truyền cho em kiến thức.

Hà Nội, ngày tháng năm 2005

Sinh Viên

Nguyễn Trọng Cường

MỤC LỤC

THUẬT NGỮ VIẾT TẮT i

LỜI NÓI ĐẦU 1

CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ WDM 3

1.1.Giới thiệu 3

1.2.Tiến trình phát triển mạng truyền tải 4

1.3.Công nghệ WDM 6

1.3.1 Ưu nhược điểm của công nghệ WDM 6

1.3.2 Kỹ thuật ghép kênh theo bước sóng 8

1.3.3 Cấu trúc mạng WDM 10

1.3.3.1. Mô hình phân lớp 10

1.3.3.2 Các phần tử trong mạng quang WDM 13

CHƯƠNG II BẢO VỆ TRONG MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG WDM 21

2.1 Sự cần thiết phải bảo vệ ở tầng quang 21

2.2 Các khái niệm cơ bản 22

2.2.1 Bảo vệ riêng 23

2.2.2 Bảo vệ chia sẻ 24

2.2.3 Bảo vệ đoạn ghép kênh quang 25

2.2.4 Bảo vệ kênh quang 25

2.3 Các phương thức bảo vệ theo cấu hình mạng 26

2.3.1 Bảo vệ ở lớp kênh quang 26

2.3.1.1 Bảo vệ riêng cho cấu hình điểm - điểm 26

2.3.1.2 Bảo vệ riêng cho cấu hình ring (OCh - DPRing) 27

2.3.1.3 Bảo vệ chia sẻ cho cấu hình điểm - điểm 29

2.3.1.4 Bảo vệ chia sẻ cho cấu hình ring (OCh - SPRing) 30

2.3.1.5 Bảo vệ chia sẻ cho cấu hình Mesh 32

2.3.2 Bảo vệ ở lớp đoạn ghép kênh quang 36

2.3.2.1 Bảo vệ riêng cho cấu hình điểm - điểm 36

2.3.2.2 Bảo vệ riêng cho cấu hình vòng ring (OMS - DPRing) 36

2.3.2.3 Bảo vệ chia sẻ cho cấu hình vòng ring (OMS – SPRing) 37

2.4Các phương pháp bảo vệ trong kiến trúc liên kết giữa các lớp quang 42

2.4.1 Lựa chọn các kiến trúc mạng tham chiếu 42

2.4.2 Liên kết giữa các mạng con và vấn đề bảo vệ 46

2.4.2.1 Bảo vệ với kiến trúc ring ảo(VRA) 46

2.4.2.2 Các kiến trúc ring ảo cải tiến 47

CHƯƠNG III PHỤC HỒI MẠNG VÀ PHÂN BỔ LẠI TÀI NGUYÊN 52

3.1 Các khái niệm 52

3.1.1 Phục hồi 52

3.1.1.1 Phục hồi đầu cuối - tới - đầu cuối 53

3.1.1.2 Phục hồi tại nút kế cận sự cố 54

3.1.1.3 Phục hồi tại nút trung gian 54

3.1.2 Cấp phát tài nguyên 56

3.1.3 Các phương thức thực thi cấp phát tài nguyên 57

3.1.4 Cấp phát tài nguyên trong các kỹ thuật bảo vệ mạng 57

3.1.4.1 Bảo vệ trên chính bước sóng của thực thể được bảo vệ (khi chỉ có các nút WR) 58

3.1.4.2 Bảo vệ trên các bước sóng khác nhau (trường hợp có sẵn các nút WC) 58

3.1.4.3 Bảo vệ trên các tuyến đa bước sóng (trường hợp các nút WR khả dụng) 58

3.2 Phân bổ lưu lượng trong quá trình hồi phục mạng 59

3.2.1 Định tuyến lưu lượng và cấp phát tài nguyên cho các mạng quang WDM với lưu lượng tĩnh 59

3.2.2 Định tuyến lưu lượng và cấp phát tài nguyên cho các mạng quang WDM với lưu lượng tải động 61

3.2.3 Phương pháp định tuyến trong mạngWDM cấu trúc Ring 63

3.2.3.1 Định tuyến trong mạng ring đơn 65

3.2.3.2 Định tuyến trong mạng đa ring 71

3.2.4 Phương pháp định tuyến trong mạng quang WDM cấu trúc Mesh 73

3.2.4.1 Định tuyến cố định 73

3.2.4.2 Định tuyến luân phiên cố định 74

3.2.4.3 Định tuyến thích nghi 75

3.2.4.4 Định tuyến bảo vệ 76

3.3 Kết luận 77

KẾT LUẬN 78

TÀI LIỆU THAM KHẢO 79