Nguyên lý cơ bản của kỹ thuật ghép bước sóng quang WDM?

WDM là phương thức ghép kênh quang theo bước sóng (Wavelength Division Multiplexing). Thông thường trong tuyến thông tin quang điểm nối điểm, mỗi một sợi dẫn

quang cho một tia laser với một bước sóng ánh sáng truyền qua, tại đầu thu, bộ tách sóng quang tương ứng sẽ nhận tín hiệu từ sợi này. Mỗi một sóng laser này mang một số tín hiệu điện với một phổ nhất định.

Hỏi: Đề nghị cho biết nguyên lý cơ bản của kỹ thuật ghép bước sóng quang WDM?

Đáp: WDM là phương thức ghép kênh quang theo bước sóng (Wavelength Division Multiplexing). Thông thường trong tuyến thông tin quang điểm nối điểm, mỗi một sợi dẫn quang cho một tia laser với một bước sóng ánh sáng truyền qua, tại đầu thu, bộ tách sóng quang tương ứng sẽ nhận tín hiệu từ sợi này. Mỗi một sóng laser này mang một số tín hiệu điện với một phổ nhất định. Từ những năm 1980, công nghệ sợi quang có nhiều tiến bộ nên phương thức ghép kênh quang theo bước sóng được ứng dụng trong mạng viễn thông đường trục và quốc tế. ở đây, WDM cho phép ta tăng dung lượng kênh mà không cần tăng tốc độ bit của đường truyền và cũng không dùng thêm sợi dẫn quang.

Hình 1 minh hoạ cấu hình của hệ thống WDM. Trong đó các luồng tín hiệu quang từ các nguồn có các bước sóng khác nhau l1, l2,..., ln được ghép lại nhờ bộ ghép kênh MUX. Bộ ghép MUX phải đảm bảo ít suy hao và không cho sự xuyên nhiễu giữa các luồng. Các luồng tín hiệu sau khi ghép được truyền trên một sợi quang tới phía thu. Trên một tuyến đường có cự ly dài thì chùm sóng quang được khuếch đại nhờ các bộ khuếch đại.

Hình 1

Bộ chia luồng DEM, tại đầu thu sẽ tách các luồng sóng quang l1, l2,..., ln tới các bộ thu Rx tương ứng của từng luồng. Tiếp theo các bộ tách sóng quang trong thiết bị thu Rx, khôi phục lại các tín hiệu điện của từng luồng tương ứng với phía phát.

Như ta đã biết, ghép kênh là biện pháp ghép một số kênh tín hiệu điện thành một luồng chung có dung lượng thông tin lớn hơn. Trong những năm 1960, nói tới các hệ thống thông tin nhiều kênh ta quen nói tới các tín hiệu điện và có 2 cách ghép là ghép theo tần số FDM (trong hệ thống truyền dẫn analog, ta thường quen gọi là kỹ thuật tải ba) và ghép theo thời gian TDM.

Tại đây chúng ta hãy xem xét giữa WDM và FDM có gì giống nhau và khác nhau. Ta biết rằng bước sóng dao động l của ánh sáng là số nghịch đảo của tần số f nên WDM có phần tương tự như FDM tức là phổ tín hiệu phân bố theo trục tần số. Điểm khác nhau là các nguồn phát quang làm việc ở bước sóng nm (nanomet) tương ứng với tần số rất cao (hơn 200.000GHz). Các sóng quang này bị điều chế trực tiếp bởi tín hiệu thông tin điện. Tín hiệu điện này có dải phổ nhất định, nhưng so với dải phổ của nguồn phát quang thì chỉ sử dụng phần rất nhỏ băng tần truyền dẫn của sợi quang. Sơ bộ ta có thể biểu diễn các luồng tín hiệu quang như hình 1b.

Hệ thống truyền dẫn WDM theo hai hướng có thể như hình 2, không quy định phát ở một đầu và thu ở một đầu. Như vậy, ta có thể phát thông tin tại bước sóng l1 theo một luồng đồng thời cũng truyền thông tin theo hướng ngược lại tại bước sóng l2.

Hình 2

Cùng với sự phát triển nhanh chóng của hệ thống thông tin quang, kỹ thuật ghép kênh quang lại xuất hiện kỹ thuật ghép kênh quang theo thời gian OTDM (Optical Time Division Multiplexing) có rất nhiều triển vọng. Một kỹ thuật ghép kênh khác cũng được ứng dụng trong mạng thông tin quang là ghép kênh quang theo tần số OFDM (Optical Frequency Division Multiplexing). Kỹ thuật OFDM cho phép các luồng có tần số mang khác nhau được đồng thời truyền qua và chiếm một dải phổ nhất định trong luồng sóng ánh sáng. Công nghệ OFDM đang được triển khai thực nghiệm, số kênh có thể ghép trong một luồng quang có thể tới hàng trăm. OFDM được coi như là biện pháp ghép quang có mật độ dày đặc. Mỗi một kênh thông tin có tốc độ lớn hơn 1Gbyte nhờ ghép kênh quang theo tần số OFDM ta có thể thiết lập được tốc độ truyền dẫn cao hơn 1Tbit/s (1Tera=103Giga). Ghép theo WDM đã ảnh hưởng sâu sắc đến cấu trúc của hệ thống thông tin quang. Nó cho phép khai thác một cách đơn giản và kinh tế lượng thông tin vào một sợi quang đơn mode trên cự ly dài và tăng độ mềm dẻo của cấu trúc phân phối. Những đường truyền dẫn thử nghiệm đã đạt được tốc độ lưu lượng 160Gbit/s phân phối trên 8 kênh ghép theo bước sóng.

Hơn nữa, ghép theo WDM không chỉ giảm bớt ảnh hưởng của tán sắc mà còn chống được tổn hao do phân cực. Các hệ thống thông tin quang hiện đại có sử dụng bộ khuếch đại quang để ghép nhiều kênh theo WDM. Nếu với lưu lượng là 2,5Gbit/s, ghép theo WDM từ 8 đến 16 luồng thì ta thực hiện được một đường thông tin quang với lưu lượng là 20Gbit/s đến 40Gbit/s trên một sợi đơn mode mà vẫn dùng lại được các thiết bị ghép kênh và phân kênh hiện có. Nói một cách khác, WDM cho phép tăng tích số lưu lượng nhân với cự ly trên một sợi quang.

Đặc điểm công nghệ WDM- Wavelength Division Multiplexing/ Thực hiện truyền đồng thời các tín hiệu quang thuộc nhiều bước sóng khác nhau trên một sợi quang.

WDM  là công nghệ truyền tải trên sợi quang đã xây dựng và phát triển từ những năm 90 của thế kỷ trước. WDM cho phép truyền tải các luồng thông tin số tốc độ rất cao (theo lý thuyết dung lượng truyển tải tổng cộng có thể đến hàng chục ngàn Gigabít/s). Nguyên lý cơ bản của công nghệ này là thực hiện truyền đồng thời các tín hiệu quang thuộc nhiều bước sóng khác nhau trên một sợi quang. Băng tần truyền tải thích hợp của trên sợi quang được phân chia thành những bước sóng chuẩn với khoảng cách thích hợp giữa các bước sóng (đã được chuẩn hóa bởi tiêu chuẩn G.692 của ITU-T), mỗi bước sóng có thể truyền tải một luồng thông tin có tốc độ lớn (chẳng hạn luồng thông tin số tốc độ 10Gbít/s). Do đó, công nghệ WDM cho phép xây dựng những hệ thống truyền tải thông tin quang có dung lượng gấp nhiều lần so với hệ thống thông tin quang đơn bước sóng. Hiện tại, sản phẩm và các hệ thống truyền dẫn WDM đã được sản xuất bởi nhiều hãng sản xuất thiết bị viễn thông và đã được triển khai trên mạng của nhiều nhà cung cấp dịch vụ viễn thông trên thế giới. Ưu điểm

Cung cấp các hệ thống truyền tải quang có dung lượng lớn, đáp ứng được các yêu cầu bùng nổ lưu lượng của các loại hình dịch vụ

Nâng cao năng lực truyền dẫn các sợi quang, tận dụng khả năng truyền tải của hệ thống cáp quang đã được xây dựng

 Nhược điểm

Giá thành thiết bị đắt.

 Khả năng ứng dụng

Ứng dụng phù hợp cho những nơi mà mạng còn thiếu về tài nguyên cáp/sợi quang, cần phải tận dung năng lực truyền tải của sợi quang

Nâng cấp dung lượng, thay thế hệ thống truyền tải quang hiện có Ứng dụng cho những nơi mà cần dung lượng hệ thống truyền tải lớn (mạng lõi, mạng đường

trục)

Giới thiệu mạng IP/WDM (IP Over WDM) 1. MỞ ĐẦU

Hiện nay, Các dịch vụ sử dụng giao thức Internet ngày càng được phát triển rộng rãi. Công nghệ WDM đáp ứng được yêu cầu băng thông rộng

của các dịch vụ sử dụng giao thức Internet vì lẽ đó IP và WDM là các công nghệ quan trọng được sử dụng trong mạng lưới viễn thông ngày nay và trong tương lai.

2. CÁC THẾ HỆ WDM

Thế hệ WDM đầu tiên được sử dụng trong mạng WAN. Cấu hình mạng WAN WDM được cài đặt nhân công hoặc cố định. Đường truyền WDM cung cấp các kết nối điểm nối điểm với tốc độ thấp. Kỹ thuật chính trong WDM thế hệ đầu tiên là thiết kế và phát triển các Laser WDM, các kỹ thuật khuếch đại quang, các giao thức truy nhập và định tuyến tĩnh. Các thiết bị xen, rẽ bước sóng quang WADM cũng được sử dụng trong mạng MAN. Các thiết bị đấu nối chéo quang DXC được sử dụng để kết nối các vòng Ring WADM. Các kết nối này có thể là băng thông rộng hoặc băng thông hẹp. Ứng dụng của các hệ thống WDM thế hệ đầu tiên là các trung kế chuyển mạch cho tín hiệu thoại, các đường truyền E1, T1.

Thế hệ WDM thứ hai có khả năng thiết lập các kết nối từ đầu cuối đến đầu cuối trên lớp quang bằng cách sử dụng WSXC. Các đường quang này có cấu trúc (topology) ảo trên topology vật lý của cáp sợi quang. Cấu hình các bước sóng ảo này được cài đặt mềm dẻo hơn theo yêu cầu sử dụng. Kỹ thuật chính WDM thế hệ thứ hai là xen, rẽ bước sóng quang, các thiết bị đấu nối chéo, bộ biến đổi bước sóng quang tại các bộ đấu nối chéo, định tuyến động và phân bổ bước sóng quang, các giao diện để kết nối với các mạng khác.

Thế hệ WDM thứ ba phát triển theo hướng mạng chuyển mạch gói quang không có kết nối. Trong mạng này, các nhãn hoặc mào đầu quang được gắn kèm với số liệu, được truyền cùng với tải và được xử lý tại các bộ chuyển mạch WDM quang. Căn cứ vào tỷ số của thời gian xử lý gói tin mào đầu và thời gian xử lý toàn bộ gói tin, các bộ chuyển mạch quang WDM có thể chia thành hai loại: Chuyển mạch nhãn (OLS) hoặc chuyển mạch nhóm (OBS). Một số ví dụ thiết bị WDM thế hệ ba là: Bộ định tuyến (Router) quang chuyển mạch nhãn, Router quang Gigabit, Chuyển mạch quang nhanh.

Khả năng kết hợp với nhau trong vận hành giữa mạng WDM và mạng IP là vấn đề trọng tâm trong mạng WDM thế hệ ba. Kết hợp định tuyến và phân bổ bước sóng trên cơ sở chuyển mạch nhãn đa giao thức (MPLS) được coi là chuyển mạch nhãn đa giao thức tổng quát (Generalized MPLS) thể hiện nhiều ưu điểm vượt trội. Nhiều kỹ thuật phần mềm quan trọng như quản lý băng thông, đặt lại cấu hình, khôi phục, hỗ trợ chất lượng dịch vụ cũng đã được thực hiện.

Hình 1 mô tả tổng quan mạng WDM qua các thế hệ.

Hình 1: Mạng WDM qua các thế hệ

CÁC ƯU ĐIỂM CỦA IP OVER WDM

- IP/WDM thừa kế tất cả sự mềm dẻo và khả năng tương thích của giao thức điều khiển IP.

- IP/WDM thay đổi băng thông động theo yêu cầu trong mạng cáp quang (Cung cấp các dịch vụ đáp ứng thời gian thực).

- Cùng với sự hỗ trợ giao thức IP, IP/WDM sẽ đáp ứng được sự cùng hoạt động, cung cấp dịch vụ của các nhà cung cấp thiết bị, dịch vụ.

- IP/WDM có thể thực hiện khôi phục động bằng kỹ thuật điều khiển phân bố trong mạng.

- Đứng trên quan điểm dịch vụ, mạng IP/WDM có các ưu điểm về quản lý chất lượng, các chính sách và các kỹ thuật dự kiến sẽ sử dụng và phát triển trong mạng IP.

3. BA GIẢI PHÁP IP OVER WDM

Mạng IP/WDM được thiết kế truyền lưu lượng IP trong mạng cáp quang để khai thác tối đa ưu điểm về khả năng đấu nối đa năng đối với mạng IP và dung lượng băng thông rộng của mạng WDM. Hình 2 mô tả 03 giải pháp IP over WDM.

Hình 2: Ba giải pháp IP over WDM (Mặt phẳng số liệu).

Giải pháp thứ nhất là truyền IP trên ATM (IP over ATM), sau đó trên SONET/SDH và mạng quang WDM. Đối với giải pháp này, WDM được sử dụng như công nghệ truyền song song trên lớp vật lý. Ưu điểm của giải pháp này là sử dụng ATM có khả năng truyền nhiều loại tín hiệu khác nhau trong cùng đường truyền với yêu cầu chất lượng dịch vụ khác nhau. Một ưu điểm khác khi sử dụng ATM là tính mềm dẻo khi cung cấp dịch vụ mạng. Tuy nhiên giải pháp này rất phức tạp, quản lý và điều khiển IP over ATM phức tạp hơn so với quản lý và điều khiển IP qua mạng thuê riêng (IP - Leased line).

ATM sử dụng công nghệ chuyển mạch tế bào. Tế bào ATM có độ dài cố định 53 byte, trong đó có 5 byte mào đầu và 48 byte số liệu. Số liệu được gói hoá thành các tế bào để truyền và tái hợp ở đích. Lớp phụ (Sublayer) ATM SAR (Phân mảnh và tái hợp) thực hiện chức năng đóng gói này. Từ OC-48 trở lên thực hiện SAR rất khó khăn. Lớp ATM ở giữa lớp IP và lớp WDM dường như không cần thiết. Quan điểm này được khẳng định bằng kỹ thuật MPLS của lớp IP. Các đặc điểm chính của MPLS là:

- Sử dụng nhãn đơn giản, có độ dài cố định để nhận dạng đường dẫn (flows/paths).

- Tách biệt đường điều khiển và đường truyền số liệu, đường điều khiển được sử dụng để khởi tạo đường dẫn, các gói tin được chuyển tới các nút mạng (hop) kế tiếp theo nhãn trong bảng chuyển tiếp.

- Nhãn đơn giản và duy nhất, mào đầu IP được xử lý và kiểm tra tại biên của mạng MPLS, sau đó các gói tin MPLS được chuyển tiếp dựa vào nhãn (Thay vì phân tích mào đầu gói tin IP).

- MPLS cung cấp đa dịch vụ. Ví dụ, mạng riêng ảo VPN được thiết lập bởi MPLS có mức ưu tiên được xác định bởi nhóm chuyển tiếp tương đương (FEC).

- Phân loại các gói tin dựa theo các chính sách, các gói tin được tập hợp vào nhóm chuyển tiếp tương đương dựa vào nhãn. Sắp xếp các gói tin vào FEC được thực hiện tại biên, ví dụ dựa theo nhóm của dịch vụ hoặc địa chỉ đích trong mào đầu gói tin.

- Cung cấp khả năng điều khiển lưu lượng, nhờ đó có thể sử dụng để cân bằng tải bằng cách giám sát lưu lượng và điều khiển luồng trực tiếp hoặc theo tiến trình định trước. Trong mạng IP hiện tại, kỹ thuật điều khiển lưu lượng rất khó khăn nếu không muốn nói là không thể thực hiện được bởi vì định tuyến lại không hiệu quả bằng điều chỉnh định tuyến gián tiếp và nó có thể là nguyên nhân gây tắc nghẽn tại một nơi khác trong mạng. MPLS cung cấp định tuyến nguồn (explicit path routing) vì vậy nó có tính hội tụ cao và có khả năng chuyển tiếp theo nhóm. Ngoài ra, MPLS còn có một số công cụ khác như tạo kênh an toàn (Tunneling), ngăn ngừa, tránh vòng lặp (loop), hợp nhất các luồng để điều khiển lưu lượng.

Giải pháp thứ hai là IP/MPLS over SONET/SDH và WDM. SONET/SDH có một số ưu điểm sau: Thứ nhất, SONET/SDH có cấu trúc tách ghép tín hiệu quang tiêu chuẩn, nhờ đó tín hiệu tốc độ thấp có thể ghép, tách thành tín hiệu có tốc độ cao. Thứ hai, SONET/SDH cung cấp khung truyền chuẩn. Thứ ba, mạng SONET/SDH có khả năng bảo vệ, khôi phục, nhờ đó tín hiệu được truyền trong suốt tới lớp cao hơn (Như lớp IP).

Mạng SONET/SDH thường sử dụng cấu hình mạng vòng (Ring). Một số cấu hình bảo vệ có thể sử dụng là:

- Cấu hình 1+1 có nghĩa là số liệu được truyền trên hai đường trong hai hướng ngược nhau, tín hiệu có chất lượng tốt hơn sẽ được chọn ở đích.

- Cấu hình 1:1 có nghĩa là đường dự phòng tách biệt đối với đường hoạt động.

- Cấu hình n:1 có nghĩa là n đường hoạt động sử dụng chung một đường dự phòng.

Khai thác, quản lý, bảo dưỡng OAM&P là tính năng nổi bật của mạng SONET/SDH để truyền cảnh báo, điều khiển, các thông tin về chất lượng ở cả mức hệ thống và mức mạng. Tuy nhiên SONET/SDH mang số lượng thông tin mào đầu đáng kể, thông tin mào đầu này được mã hoá ở nhiều mức. Mào đầu đoạn POH được truyền từ đầu cuối tới đầu cuối. Mào đầu đường LOH được sử dụng cho tín hiệu giữa các thiết bị đầu cuối như các bộ tách ghép kênh OC-n (STM-n). Mào đầu phân đoạn SOH được sử dụng để thông tin giữa các phần tử mạng lân cận như các bộ lặp. Đối với tín hiệu OC-1 có tốc độ truyền 51.84Mb/s, tải của nó là đường truyền DS-3 chỉ có tốc độ 44.736Mb/s.

Giải pháp thứ ba IP/WDM sử dụng IP/MPLS trực tiếp trên WDM. Đây là giải pháp hiệu quả nhất trong ba giải pháp. Tuy nhiên nó yêu cầu lớp IP phải kiểm tra đường bảo vệ và khôi phục. Nó cũng cần dạng khung đơn giản để xử lý lỗi đường truyền. Có nhiều dạng khung IP over WDM. Một số công ty đã phát triển tiêu chuẩn khung mới như Slim SONET/SDH. Dạng khung này có chức năng tương tự như SONET/SDH nhưng với kỹ thuật mới hơn khi thay thế mào đầu và tương thích kích thước khung với kích thước gói. Một ví dụ khác là thực hiện dạng khung Gigabit Ethernet. 10 Gigabit Ethernet được thiết kế đặc biệt cho hệ thống ghép bước sóng quang mật độ cao DWDM. Sử dụng dạng khung Ethernet, kết nối Ethernet không cần thiết phải ghép tín hiệu sang dạng giao thức khác (Như ATM) để truyền dẫn.

Mạng IP truyền thống sử dụng báo hiệu trong kênh (In band), trong phương thức báo hiệu này tín hiệu số liệu và tín hiệu điều khiển được truyền cùng nhau trong cùng đường nối. Mạng quang WDM có mạng truyền số liệu riêng cho tín hiệu điều khiển. Vì vậy, nó sử dụng báo hiệu ngoài kênh (Out of band) như trên Hình 3.

Hình 3: Báo hiệu trong kênh và báo hiệu ngoài kênh

Trong mặt phẳng điều khiển, IP over WDM có thể cung cấp nhiều kiểu kiến trúc mạng. Kiến trúc mạng được lựa chọn phụ thuộc vào mạng hiện tại, người quản lý và người sở hữu.

4. CÁC CHUẨN IP/WDM

Hai tổ chức đưa ra tiêu chuẩn IP/WDM là Nhóm đặc trách kỹ thuật Internet IETF (Internet Engineering Task Force) (www.ietf.org) và nhóm tiêu chuẩn hóa viễn thông, tổ chức Viễn thông quốc tế ITU-T (International Telecommunication Union).

Các nhà kỹ thuật làm việc theo nhóm, mỗi nhóm giải quyết một lĩnh vực. Nhóm giải quyết lĩnh vực IP/WDM thuộc IETF nghiên cứu các vấn đề sau:

- MPLS/MPlS (Chuyển mạch bước sóng đa giao thức)/ GMPLS (Generalized MPLS).

- Chức năng lớp 2 và lớp 3 trong mạng quang.

- Các tiêu chuẩn kết nối mạng NNI quang (Network to Network Interface).

Nhóm giải quyết lĩnh vực IP/WDM thuộc ITU-T nghiên cứu các vấn đề: Đặc điểm lớp 1 trong mô hình OSI, Kiến trúc và các giao thức mạng quang thế hệ sau (OTN), Kiến trúc của mạng quang chuyển mạch tự động.

Với các ưu điểm của mạng quang, ngày 20/04/1998, Cisco Systems và Ciena Coporation đưa ra diễn đàn kết nối mạng quang (Optical Internetworking Forum - OIF) (www.oiforum.org). Đây là Diễn đàn mở, quan tâm đến việc thúc đẩy nhanh việc triển khai mạng Internet quang. Các thành viên của diễn đàn là: AT&T, Bellcore (Nay là Telcordia Technologies), Ciena Corporation, Cisco Systems, Hewlett-packard, Qwest, Sprint và Worldcom (Nay là MCI Worldcom). OIF là nơi gặp gỡ của các nhà sản xuất thiết bị, người sử dụng, người cung cấp dịch vụ cùng nhau đưa ra các giải pháp và các vấn đề khác để đảm bảo sự cùng hoạt động của các mạng quang. Hiện tại, có năm nhóm làm việc trong OIF: Kiến trúc (Architecture), truyền dẫn (Carrier), khai thác, bảo dưỡng (OAM&P), lớp vật lý và kết nối (Physical and link layer), báo hiệu (Signalling). OIF đang triển khai các công việc thuộc lĩnh vực: Giao diện quang với người sử dụng (Optical UNI - User to Network Interface), Giao diện quang giữa các mạng (Optical NNI - Network to Network Interface).

5. KẾT LUẬN

IP over WDM là mạng quang sử dụng công nghệ WDM có thể cung cấp băng thông rất lớn. Hơn nữa, các ứng dụng, điều khiển trong mạng IP over WDM là IP rất linh hoạt và đã được biết đến từ lâu. IP over WDM có rất nhiều triển vọng và sẽ được sử dụng rộng rãi trong thời gian gần đây.

--------------!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!---------------------------------

Bạn có thể bắt đầu với bài viết sau:

http://www2.rad.com/networks/1999/wdm/wdm.htm

Nếu muốn tìm hiểu sâu hơn thì load quyển sách này về, đọc một 2 chương đầu là chắc đủ cho tiểu luận ;)

http://rapidshare.de/files/30523504/Academic.Press.WDM.Technologies.Optical.Networks.A ug.2004.ISBN0122252632.pdf.rar

-------------------!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!--------------------------------------

WDM - Wavelength Division Multiplexing

Written by:Adar Shtainhart

Ronen SegalAviad Tsherniak

Introduction

The Need for Speed

Telecommunications for local access has evolved slowly: telephones and televisions, the primary terminal types in today�s access networks, have remained essentially unchanged in function and bandwidth for half a century or more. The limited capacity of these terminals, and the fixed nature of the services they support, has allowed them to smoothly evolve into efficient carriers of their respective services.

The last decade has shown that this situation is no longer stable. Although services such as fax and Internet can be delivered over telephone lines today, it is clear that this is patchwork adaptation. Even high-speed cable modems will not permanently solve the problem of telecommunications for access in future decades, since the rapid advances of personal computer processing power has changed the likely trajectory of telecommunications evolution. Recent experiences with the World-Wide Web suggest that as soon as subscribers view images, they desire video clips. Hyperlinks and low cost memory suggest that many of us will become servers, and video sources are likely to pop up in practically anyone�s backyard. Thus, the demand for a variety of service options and the supply of inexpensive computer processing speed and memory seem likely to equilibrate at a point that is far away from the capabilities of today�s networks: the networks will have to be upgraded far beyond today�s capabilities. Today, the tendency is towards optical communications.

While there are several contenders for the protocol and architecture standards (e.g. ATM), what is clear is the need for faster physical layer technology, to 1 Gbps and beyond. One key difficulty is that the most commonly installed fiber in local area networks does not support this bandwidth over distances of 500 meters due to modal dispersion, which limits the effective bandwidth distance product.

WDM offers an attractive solution to increasing LAN bandwidth without disturbing the existing embedded fiber, which populates most buildings and campuses, and continue to be the cable of choice for the near future. By multiplexing several relatively coarsely spaced wavelengths over a single, installed multimode network, the aggregate bandwidth can be increased by the multiplexing factor.

Multichannel optical systems were relatively unknown in 1980, but much technological progress has been achieved since then. The applications can include a multiplexed high-bandwidth library resource system, simultaneous information sharing, supercomputer data and processor interaction, a myriad of multimedia services, video applications, and many undreamed-of services. As demands for more network bandwidth increase, the need will become apparent for multiuser optical networks, with issues such as functionality, compatibility, and cost determining which systems will eventually be implemented.

Fiber Bandwidth

The driving force motivating the use of multichannel optical systems is the enormous bandwidth available in optical fiber. The high-bandwidth characteristic of the optical fiber implies that a single optical carrier can be baseband modulated at ~25,000 Gbps, occupying 25,000 GHz surrounding 1.55 nano-meter, before transmission losses of the optical fiber would limit transmission. Obviously, this bit rate is impossible for present-day optical devices to achieve, given that heroic lasers, external modulators, switches or detectors have bandwidths < 100 GHz. As such, a single high-speed channel takes advantage of an extremely small portion of the available fiber bandwidth.

Popular Multiplexing Methods

The 100-Gbps channel mentioned in the previous section probably will be a combination of many lower-speed signals, since very few individual applications today utilize this high bandwidth. These lower-speed channels are multiplexed together in time to form a higher-speed channel. This time-division multiplexing (TDM) can be accomplished in the electrical or optical domain, with each lower-speed channel transmitting a bit (or allocation of bits known as a packet) in a given time slot and the waiting its turn to transmit another bit (or packet) after all the other channels have had their opportunity to transmit ( Figure 1 ). TDM is quite popular with today�s electrical networks, and is fairly straightforward to implement in an optical network at < 100-Gbps speeds. This scheme by itself cannot hope to utilize the available bandwidth because it is limited by the speed of the time-multiplexing and -demultiplexing components.

To exploit more of the fiber�s THz bandwidth we seek solutions that complement of replace TDM. One obvious choice is WDM (wavelength division multiplexing), in which several baseband-modulated channels are transmitted along a single fiber but with each channel located at a different wavelength ( Figure 2 ). Each of N different wavelength lasers is operating at the slower Gbps speeds, but the aggregate system is transmitting at N times the individual laser speed, providing a significant capacity enhancement. The WDM channels are separated in wavelength to avoid cross-talk when they are (de)multiplexed by a non-ideal optical fiber. The wavelengths can be individually routed through a network or individually recovered by wavelength-selective components. WDM allows us to use much of the fiber bandwidth, although various device, system, and network issues will limit the utilization of the full fiber bandwidth. Note that each WDM channel may contain a set of even slower time-multiplexed channels.

Another method conceptually related to WDM is subcarrier multiplexing (SCM). Instead of directly modulating a ~terahertz optical carrier wave with ~100s Mbps baseband data, the baseband data are impressed on a ~gigahertz subcarrier wave that is subsequently impressed on the THz optical carrier. Figure 3 illustrates the situation in which each channel is located at a different subcarrier frequency, thereby occupying a different portion of the spectrum surrounding the optical carrier. SCM is similar to commercial radio, in which many stations are placed at different RF (Radio Frequency) such that a radio receiver can tune its filter to the appropriate subcarrier RF. The multiplexing and demultiplexing of the SCM channels is accomplished electronically, not optically. The obvious advantage of cost-conscious users is that several channels can share the same expensive optical components; electrical components are typically less expensive than optical ones. Just as with TDM, SCM is limited in maximum subcarrier frequencies and data rates by the available bandwidth of the electrical and optical components. Therefore, SCM must be used in conjunction with WDM if we want to utilize any significant fraction of the fiber bandwidth, but it can be used effectively for lower-speed, lower-cost multiuser systems.

Additional method is the code-division multiplexing (CDM) ( Figure 4 ). Instead of each channel occupying a given wavelength, frequency or time slot, each channel transmits its bits as a coded channel-specific sequence of pulses. This coded transmission typically is accomplished by transmitting a unique time-dependent series of short pulses. These short pulses are placed within chip times within the larger bit time. All channels, each with a different code, can be transmitted on the same fiber and asynchronously demultiplxed. One effect of coding is that the frequency bandwidth of each channel is broadbanded, or �spread�. If ultra-short (<100 fs) optical pulses can be successfully generated and modulated, then a significant fraction of the fiber bandwidth can be used. Unfortunately, it is difficult for the entire system to operate at these speeds without incurring enormous cost and complexity.

Yet another optical multiplexing scheme is called space-division multiplexing (SDM), in which the channel-routing path is determined by different spatial position (i.e., a different output fiber). A simple example of this is shown in Figure 5, in which the optical output of a fiber is split into N different and parallel optical beam paths. Each of the N output beams is passed through a light-modulating switch and then coupled to a different output fiber. By controlling the transmissivity of each optical modulator, a signal on the input fiber can be routed to any fiber output port. By extending this scenario, N input fiber ports can be fully interconnected with N output fiber ports by an array of N2 optical switches. The technology for implementing moderate-speed systems is already commercially available. In contrast to

all other methods, however, each channel occupies its own spatial coordinate, and all other channels cannot be transmitted simultaneously on the same fiber. In other words, we are not more fully utilizing the high bandwidth of the fiber, but we are creating a high-bandwidth space-switching matrix, with the result that a high overall switching capacity can be realized.

Wavelength Division Multiplexing

Until the late 1980s, optical fiber communications was mainly confined to transmitting a single optical channel. Because fiber attenuation was involved, this channel required periodic regeneration, which included detection, electronic processing, and optical retransmission. Such regeneration causes a high-speed optoelectronic bottleneck and can handle only a single wavelength. After the new generation amplifiers were developed, it enabled us to accomplish high-speed repeaterless single-channel transmission. We can think of single ~Gbps channel as a single high-speed lane in a highway in which the cars are packets of optical data and the highway is the optical fiber. However, the ~25 THz optical fiber can accommodate much more bandwidth than the traffic from a single lane. To increase the system capacity we can transmit several different independent wavelengths simultaneously down a fiber to fully utilize this enormous fiber bandwidth. Therefore, the intent was to develop a multiple-lane highway, with each lane representing data traveling on a different wavelength. Thus, a WDM system enables the fiber to carry more throughput. By using wavelength-selective devices, independent signal routing also can be accomplished. The highway principle is illustrated in Figure 6.

It is expected that WDM will be one of the methods of choice for future ultra-high bandwidth multichannel systems. Of course, this could be changed as the technology evolves.

Basic Operation

As explained before, WDM enables the utilization of a significant portion of the available fiber bandwidth by allowing many independent signals to be transmitted simultaneously on one fiber, with each signal located at a different wavelength. Routing and detection of these signals can be accomplished independently, with the wavelength determining the communication path by acting as the signature address of the origin, destination or routing. Components are therefore required that are wavelength selective, allowing for the transmission, recovery, or routing of specific wavelengths.

In a simple WDM system ( Figure 7 ), each laser must emit light at a different wavelength, with all the lasers� light multiplexed together onto a single optical fiber. After being transmitted through a high-bandwidth optical fiber, the combined optical signals must be demultiplexed at the receiving end by distributing the total optical power to each output port and then requiring that each receiver selectively recover only one wavelength by using a tunable optical filter. Each

laser is modulated at a given speed, and the total aggregate capacity being transmitted along the high-bandwidth fiber is the sum total of the bit rates of the individual lasers. An example of the system capacity enhancement is the situation in which ten 2.5-Gbps signals can be transmitted on one fiber, producing a system capacity of 25 Gbps. This wavelength-parallelism circumvents the problem of typical optoelectronic devices, which do not have bandwidths exceeding a few gigahertz unless they are exotic and expensive. The speed requirements for the individual optoelectronic components are, therefore, relaxed, even though a significant amount of total fiber bandwidth is still being utilized.

The concept of wavelength demultiplexing using an optical filter is illustrated in Figure 8. In the figure, four channels are input to an optical filter that has a nonideal transmission filtering function. The filter transmission peak is centered over the desired channel, in this case, , thereby transmitting that channel and blocking all other channels. Because of the nonideal filter transmission function, some optical energy of the neighboring channels leaks through the filter, causing interchannel, interwavelength cross-talk. This cross-talk has the effect of reducing the selected signal�s contrast ratio and can be minimized by increasing the spectral separation between channels. Although there is no set definition, a nonstandardized convention exists for defining optical WDM as encompassing a system for which the channel spacing is approximately 10 nm.

Topologies and Architectures

Let us consider a simple point-to-point WDM system ( Figure 9(a) ) in which several channels are multiplexed at one node, the combined signals are transmitted across some distance of fiber, and the channels are demultiplexed at a destination node. This facilitates high-bandwidth fiber transmission. Additionally, high-bandwidth routing can be facilitated through a multiuser network ( Figure 9(b) ). The wavelength becomes the signature address for either path through an optical network. Because nodes will want to communicate with each other, either the transmitters or the receivers must be wavelength tunable to facilitate the proper link set-up (in this example, the transmitters were chosen to be tunable).

Two common network topologies can use WDM, namely, the star and the ring networks ( Figure 10 ). Each node in the star has a transmiter and a receiver, with the transmitter connected to one of the central passive star�s inputs and the receiver connected to one of the star�s outputs. WDM networks can also be of the ring variety. Rings are popular because so many electrical networks use this topology and because rings are easy to implement for any network geographical configuration. In this example, each node in the unidirectional ring can transmit on a specific signature wavelength, and each node can recover any other node�s wavelength signal by means of a wavelength-tunable receiver.

In both the star and the ring scenarios, each node has a signature wavelength, and any two nodes can communicate with each other by transmitting on that wavelength. This implies that we require N wavelengths to connect N nodes. The obvious advantage is that data transfer occurs with an uninterrupted optical path between the origin and the destination, known as a single-hop network. The optical data start at the originating node and reach the destination node without stopping at any other intermediate node. A disadvantage of a single-hop WDM network is that the network and all its components must accommodate N wavelengths, which may be difficult (or impossible) to achieve in a large network. Current fabrication technology cannot provide and transmission capability cannot accommodate 1,000 distinct wavelengths for a 1,000-user network.

An alternative to requiring N wavelengths to accommodate N nodes is to have a multihop network, in which two nodes can communicate with each other by sending through a third node, with many such intermediate hops possible. A dual-bus multihop eight-node WDM network is shown in Figure 11 for which each node can transmit on two wavelengths and receive on two other wavelengths. The logical connectivity is also shown. As an example, if node 1 wants to communicate with node 5, it transmits on wavelength and only a single hop is required. However, if node 1 wants to communicate with node 2, it first must transmit to node 5, which then transmits to node 2, incurring two hops. Any extra hops are deleterious in that they:

1)     Increase the transmit time between two communicating nodes, since a hop typically requires some form of detection and retransmission

2)     Decrease the throughput, since a relaying node can transmit its own data while it is in the process of relaying another node�s data

However, a multihop networks do reduce the required number of wavelengths and the wavelength tunability range of the components.

Wavelength Shifting and Wavelength Reuse

In an ideal WDM network, each user would have its own unique signature wavelength. Routing in such a network would be straightforward. This situation may be possible in a small network, but it is unlikely in a large network whose number of users is larger than the number of provided wavelengths. In fact, technologies that can provide and cope with 20 distinct wavelengths are the state of the art. There are some technological limitations in providing a large number of wavelengths, for instance: due to channel-broadening effects and non-ideal optical filtering, channels must have minimum wavelength spacing. Wavelength range, accuracy, and stability are extremely difficult to control.

Therefore, it is quite possible that a given network may have more users than available wavelengths, which will necessitate the reuse of a given set of wavelengths at different points in the network.

Passive Wavelength Routing

In case we have a limited number of available wavelengths, a network can use passive routing of a signal through the network based only on its wavelength. The routing is designed to reuse wavelengths in non-shared links. For example, we can see in Figure 12 that user I can use wavelength 1 to establish a link with user II, while simultaneously user V can reuse the same wavelength, 1, to establish a connection with user III. This functionality is accomplished by the proper arrangement of the cross-connects that route an input signal to a wavelength-determined output. A simple example of the operation of a passive WDM cross-connect is shown in Figure 13. The cross-connect is composed of wavelength demultiplexers for the input stage, wavelength multiplexers for the output stage, and fibers interconnecting the two stages. In the example, although there are only two wavelengths, there are four possible non-interfering routing paths based on both wavelength and origin. In general, instead of N wavelengths and N possible connection paths, now there are N wavelengths and N2 connections. The same wavelength could be reused by any of the input ports to access a completely different output port and establish an additional connection. This technique increases the capacity of a WDM network.

Active Wavelength Shifting

In contrast to passive routing, which is limited to a static network conditions, active wavelength shifting is dynamically deals with changes of the network condition. It does that by changing the routing depending on the available links and wavelengths. This concept of a network requiring active wavelength shifting is illustrated in Figure 14. In the figure there are two small LANs connected to a larger WAN, and each LAN can transmit on only two available wavelengths (a and b). Node I wishes to communicate with node II. When node I wishes to transmit, the only wavelength available is a. However, when the signal reaches the right LAN, it is revealed that a is already being used by the right LAN. Therefore, the only way for the signal to reach node II is to be actively switched onto the available b.

Another scenario that would require active wavelength switching is where one set of wavelengths are used exclusively by each LAN, whereas another set of wavelength is used exclusively for communication between LANs. The wavelengths that are used in a LAN can be reused by each LAN since it will not interfere with another LAN. This situation is demonstrated in Figure 15.

Shifting one wavelength to another wavelength complexes the network functionality. One method to perform the active wavelength switching is to employ optoelectronic wavelength shifters. This method necessitates optoelectronic conversions and will cause an eventual optoelectronic speed bottleneck. In order to overcome this problem the final goal is to achieve all-optical active wavelength shifting to retain

a high speed data path. All-optical means that all the shifters are purely optical, i.e. not using optoelectronic conversion of the optical data. There are several methods for all-optical wavelength shifting. Each method has its advantages and disadvantages, and it is not clear if any method will eventually be implemented. There is room for more research in this area.

Switching

We know that networks establish communication links based on either circuit or packet switching. For high-speed optical transmission, packet switching holds the promise for more efficient data transfer.

Network packet switching can be accomplished in a straightforward manner by requiring a node to optoelectronically detect and transmit each and every incoming optical data packet. As for the routing, all the switching functions can occur in the electrical domain prior to optical retransmission of the signal. Unfortunately, this approach suffers from an optoelectronic speed bottleneck. Alternatively, much research is focused toward maintaining an all-optical data path and performing the switching functions all optically with only some electronic control of the optical components. However, there are many difficulties with optical switching, for instance:

1) A redirection of an optical path is not easy since photons do not have as strong interaction with their environment as electrons do.

2) Switching has to be extremely fast due to the high speed of the incoming signal.3) Switching nodes cannot easily tap a signal and acquire information about the channel.

Contention Resolution

Consider a situation in which two or more input ports request a communications path with the same output port, known as output-port contention. Since we are dealing with a high-speed system, a rapid contention resolution is required, in which one signal is allowed to reach its destination while the other signal is delayed or rerouted in some fashion. In our multiplexing scheme, the issue of contention exists when signals from two different input ports would request routing to the same output port and contain identical wavelengths.

Several approaches exist for resolving contention. One of them is buffering:

The packet is retained locally at the switching node and then it is switched to the appropriate output port when that port is available. The local buffering can be implemented either in electrical or optical form. Electronic buffering is straightforward but requires undesirable optoelectronic conversions and may require very large buffers. On the other hand, optical buffering is difficult because many buffering schemes require updating a priority bit (it is difficult to change a priority bit of an optical data stream), and optical memory is not an advanced art, consisting mostly of using an optical delay line.

Synchronization

A high-speed network transmitting digital signals must have adequate time synchronization to recover the data stream. Time synchronization is especially required with packet switching, asynchronous packet arrival times, and long-distance transmission.

In a WDM network, it is also possible that wavelength synchronization will be required in addition to time synchronization. In such a scenario, a wavelength standard could be broadcast through the network. However, the hope is that the network wavelength stability and accuracy will be robust and will not require its own system overhead and complexity.

Data-Format Conversion

In a large network, it is quite possible that a combination of data formats will be used. This may occur, for instance, if some links may more efficiently use TDM signaling, whereas other links may more effectively use WDM. This explains the need for data-format conversion at network gateways, as illustrated in Figure 16.

Protocols

A standardized network protocol must be used to ensure that data packets are all formatted with recognizable routing information so that the packet can be switched through the network with full global compatibility. There are two standards that show the most promise of full adoption for a global optical network:

1) SONET - Synchronous Optical Network.

2) ATM - Asynchronous Transfer Mode.

These two standards can be combined in one network as follows:

Data and header information are bounced into small ATM packets. These packets arrive at a switching node at random times and are grouped together into a large SONET frame ( Figure 17 ), which makes its way in predetermined synchronous time slots through the network. The ATM packets are unloaded by the SONET frame when its direction is switched through the network and it can be placed into a different SONET frame. We can think of the ATM packets as people randomly boarding a time-scheduled SONET train.

Experimental Results

Experimental results on WDM point-to-point links can be divided into two groups based on whether the

transmission distance is ~ 100 km or exceeds 1000 km. Since the 1985 experiment in which ten 2-Gbps

channels were transmitted over 68.3 km, both the number of channels and the bit rate of individual

channels have increased considerably. By 1995, a capacity of 340 Gbps was demonstrated by

transmitting 17 channels, each operating at 20 Gbps, over 150 km. This record was broken within a year

by three experiments that used WDM to realize the total bit rate of 1 Tbps or more. By the end of 1996,

a bit rate of 2.64 Tbps was demonstrated in a 132-channel WDM experiment using 0.27nm channel

spacing. The following table lists several record-setting WDM transmission experiments performed after

1995.

The second group of WDM experiments worked on a transmission distance of more than 1000 km. A

1994 experiment realized transmission of 40 Gbps over 1420 km by multiplexing sixteen 2.5 Gbps

channels while maintaining an amplifier spacing of about 100 km. It was followed by many experiments

that increased either the transmission distance or the bit rate. In one test-bed experiment, a

transmission distance of 6000 km at 20 Gbps ( 8 channels at 2.5 Gbps ) has been realized with an

amplifier spacing of 75 km. On the high-bit-rate end, a 1996 experiment multiplexed sixteen 10 Gbps

channels to realize transmission at 160 Gbps, but the link length was only 531 km. Using very

sophisticated techniques, 160 Gbps transmission over a transoceanic distance of 9100 km has been

realized.

ChannelsN

Bit rateB (Gbps)

CapacityNB (Gbps)

DistanceL (km)

NBL Product[(Tbps)-km]

10 100 1000 40 40

16 10 160 531 85

32 10 320 640 205

32 5 160 9300 1488

50 20 1000 55 55

55 20 1100 150 165

132 20 2640 120 317

Table: Record-setting WDM transmission experiments

The development of WDM fiber links has led to the advent of the fourth generation of lightwave

systems, which make use of the WDM technology to increase the bit rate and in-line optical amplifiers to

increase the transmission distance. Four-channel WDM links, each channel operating at 2.5 Gbps,

became available commmercially in 1995. By 1996, WDM systems with a capacity of 40 Gbps ( 16

channels at 2.5 Gbps or 4 channels at 10 Gbps ) were commercialized. Recently, the Colt Telecom Group

company decided to lay out a new communication network in Europe with a capacity of 1.6 Tbps ( 160

channels at 10 Gbps each ). This network will spread across Europe from London on the west, to Turkey

on the east, crossing many major cities like Paris and Amsterdam. The network will be built by the Nortel

company and it will be working by the end of 2000. Needless to say that this WDM network will be the

fastest network in the world.

Conclusion

Twenty years ago, who could have predicted the success of personal computers, much less the growth of the Internet and the Web? The next 20 years are likely to bring surprises, too. If we recognize this and install robust communications plant, we will be prepared for them.

References

[1] "Fiber-Optic Communication Systems - Second Edition" Written by Govind P. Agrawal

[2] "Photonic Networks - Advances in Optical Communications" Written by Giancarlo Prati (Ed.)

[3] "Optical Fiber Communication Systems" Written by Leonid Kazovsky, Sergio Benedetto & Alan Wilner Permission was granted to use figures from this book

Thanks to JB & Oded

---------------------------------------!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!--------------------------------------------

NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ GHÉP KÊNH THEO BƯỚC SÓNG QUANG (WDM) VÀ ÐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN NÂNG CẤP MẠNG TUYẾN TRỤC

VIỆT NAM

 

Nguyễn Chí Nhân, Hứa Thị Hoàng Yến, Hồ Văn Bình, Huỳnh Văn Tuấn

Trường Ðại học Khoa học Tự nhiên - ÐHQG tp. HCM

 

Tóm tắt:

 

Trong thời đại phát triển khoa học kỹ thuật với tốc độ chóng mặt như hiện nay, việc nắm bắt thông tin nhanh và chính xác là vấn đề sống còn không chỉ đối với mỗi cá nhân, mỗi tập đoàn kinh tế mà còn đối với cả một quốc gia. Việt Nam trong xu hướng hội nhập với nền kinh tế toàn cầu, tất cả các ngành kinh tế của nước ta nói chung cũng như ngành Bưu chính-Viễn thông nói riêng đều phải chịu áp lực cạnh tranh từ bên ngoài. Phát triển mạng truyền dẫn quang tuyến trục của nước ta từ phương thức truyền dẫn phân cấp số đồng bộ SDH (Synchronous Digital Hierachy) lên phương thức truyền dẫn dùng công nghệ ghép kênh theo bước sóng WDM(Wavelength Devision Multiplexing) là chủ trương hết sức đúng đắn của ngành Viễn thông Việt Nam. Nắm bắt được nhu cầu đó, Tôi mong muốn tìm hiểu, nghiên cứu về công nghệ WDM từ lý thuyết cho đến thực tế và cuối cùng đưa ra đề xuất phương án nâng cấp mạng tuyến trục Việt Nam một cách tối ưu nhất.

 

 

RESEARCHING WAVELENGTH DEVISION MULTIPLEXING (WDM) AND PROPOSING METHOD OF UPGRADING

THE CORE NETWORK IN VIET NAM

 

Nguyen Chi Nhan, Hua Thi Hoang Yen, Ho Van Binh, Huynh Van Tuan

University of Natural Sciences - VNU.HCM

 

Abstract:

 

          Nowadays, Technology science has been developing so fast, collecting information fast and exactly is an important problem for both personality and economic corporation as well as a nation. In Viet Nam, the trend of global integration to not only economic field but also communicating field have been suffering from competitive tension of foreign contries. Developing the optical transport network (the core network) in Viet Nam from SDH (Synchronous Digital Hierachy) method to WDM (Wavelength Devision Multiplexing) method is a judicious policy of Telecommunication of Viet Nam. From this fact, I really want to research about WDM technology containing theory and practice, and finally proposing method of upgrading the core network optimally in Viet Nam.

-------------------------------!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!-----------------------------

WDM - Wavelength Devision Multiplexing: đây là một công nghệ ghép kênh được áp dụng đối với hệ thống thông tin Quang. Về truyền dẫn quang, có các công nghệ đang được sử dụng đó là : Time division Multiplexing, Code division multiplexing, và Wavelength division multiplexing (hoặc là FDM: Frequency division multiplexing).WDM về cơ bản là giống với FDM. FDM là thuật ngữ thường được dùng trong hệ thống thông tin di động, còn WDM là dùng trong hệ thống thông tin quang. Mọi người có thể hình dung, có một thiết bị, trong đó có n đầu vào là các bước sóng lamda-1, lamda-2,...lamda-n, và 1 đầu ra, trong đó các bước sóng được truyền chung trên cùng một sợi quang, đây là sợi quang đơn mode (Single mode fibre - SMF). Tuy nhiên, để tránh ảnh hưởng lẫn nhau của các bước sóng khi truyền chung trên một sợi quang, khoảng cách giữa các bước sóng - khoảng cách các kênh (channel spacing) phải đủ lớn. Như vậy, có thể coi như WDM cung cấp nhiều sợi quang ảo, mỗi sợi quang mang một bước sóng khác nhau. Hiện nay, các hệ thống WDM thường được triển khai trong mạng quang biển, đường dài nối từ nước này sang nước khác, châu lục này sang châu lục khạc

DWDM : Dense Wavelength Division Multiplexing: Đây là công nghệ ghép kênh theo bước sóng với mật độ rất cao, có khi lên tới hàng nghìn, cung cấp dung lượng rất lớn. Khi mà các dịch vụ về truyền dữ liệu, tải phim ảnh, âm nhạc, trò chơi ngày càng phát triển, thì việc triển khai WDM nói chung là cần thiết để đảm bảo việc cung cấp dải thông cũng như tốc độ cho việc truyền dẫn này. DWDM hiên nay thường được dùng cho hệ thống cáp quang biển hay hệ thống xuyên lục địa, tuy nhiên, cũng có thể cung cấp trong phạm vi một nước hay một khu vực do chi phí trong việc triển khai rất cao. Khoảng cách ko dùng bộ lặp hay bộ khuếch đại lên đến vài nghìn km.Như đã nói bên trên, để tránh cho việc ảnh hưởng lẫn nhau giữa các bước sóng khi ghép kênh

để truyền trên 1 sợi quang, khoảng cách được chuẩn hóa giữa 2 bước sóng là 0.8nm hay tương đương với 100GHz.Còn một công nghệ nữa đó là CWDM (Coarse WDM) mới được thông qua năm 2002, công nghệ này theo lý thuyết ghép được tối đa 18 bước sóng, với khoảng cách các bước sóng khoảng 20nm vào một kênh, dung lượng và tốc độ được đảm bảo như DWDM, khoảng cách ko dùng bộ lặp hoặch khuếch đại là khoảng vài chục cho tới vài trăm km. Ưu điểm của CWDM là có chi phí thấp hơn triển khai DWDM khoảng 30-50%. Do vậy, CWDM được ưu tiên triển khai trong hệ thống mạng của thành phố hoặc của 1 khu vực!

-------------------------!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!-----------------------------------------

http://ebook4you.org/diendan/gh_p_k-t2033.html?s=d9770a4a6c79d6f8e4f1931a49d3772d&amp;

vao day down sach

------------------------!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!------------------