BÁO cáo kết THÚC học PHẦN THÍ NGHIỆM kỹ THUẬT VIỄN THÔNG

HỌC VIỆN HÀNG KHÔNG VIỆT NAM KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ BÁO CÁO KẾT THÚC HỌC PHẦN THÍ NGHIỆM KỸ THUẬT VIỄN THÔNG Họ tên học viên: LÊ KHÁNH DUY MSSV: 1853020009 Lớp: 18DHDT01 Chuyên ngành: Điện tử viễn thông hàng khơng Giảng viên hướng dẫn: TS LÊ NHẬT BÌNH TP.HCM- 01/2022 HỌC VIỆN HÀNG KHÔNG VIỆT NAM KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ BÁO CÁO KẾT THÚC HỌC PHẦN THÍ NGHIỆM KỸ THUẬT VIỄN THÔNG Họ tên học viên: LÊ KHÁNH DUY MSSV: 1853020009 Lớp: 18DHDT01 Chuyên ngành: Điện tử viễn thông hàng không Giảng viên hướng dẫn: TS LÊ NHẬT BÌNH TP.HCM- 01/2022 NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN Phần đánh giá:  Ý thức thực hiện:  Nội dung thực hiện:  Hình thức trình bày:  Tổng hợp kết quả: Điểm số: Điểm chữ: (Quy định thang điểm lấy điểm tròn theo quy định Học viện) Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 20… GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN (Ký ghi rõ họ tên) MỤC LỤC PHẦN BÁO CÁO BÀI THÍ NGHIỆM HƯỚNG DẪN 1.1 Báo cáo thí nghiệm số 1.2 Báo cáo thí nghiệm số 1.3 Báo cáo thí nghiệm số 13 PHẦN BÁO CÁO BÀI THÍ NGHIỆM TỰ CHỌN 23 2.1 Báo cáo thí nghiệm mơ tín hiệu số cáp quang .23 2.2 Báo cáo thí nghiệm mơ mã hóa giải mã Manchester .26 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1.1: Xây dựng hệ thống đơn kênh quang Hình 1.1.2: Thiết lập thơng số cho hệ thống đơn kênh quang .2 Hình 1.1.3: Phổ trước sau qua sợi quang Hình 1.1.4: Cơng suất đầu vào đầu sợi quang .3 Hình 1.1.5: Đồ thị BER thiết bị đo BER Analyzer .4 Hình 1.1.6: Biểu đồ mắt thiết bị đo BER Hình 1.1.7: Lựa chọn số lần quét Hình 1.1.8: Thực quét từ -10dBm đến 10dBm Hình 1.1.9: P Min log of BER Hình 1.1.10: P Q-Factor Hình 1.2.1: Xây dựng hệ thống thơng tin quang WDM Hình 1.2.2: Tần số kênh ghép kênh WDM .8 Hình 1.2.3: Tần số kênh tách kênh WDM .9 Hình 1.2.4: Phổ tín hiệu trước truyền 10 Hình 1.2.5: Phổ tín hiệu sau truyền .10 Hình 1.2.6: Đồ thị BER thiết bị đo BER 11 Hình 1.2.7: Thực quét từ -20dBm đến 20dBm 12 Hình 1.2.8: Min log of BER sau quét 12 Hình 1.3.1: Sơ đồ hệ thống 14 Hình 1.3.2: Thông số truyền dẫn 15 Hình 1.3.3: Tần số kênh ghép kênh WDM 16 Hình 1.3.4: Các thiết bị đo 17 Hình 1.3.5: Chạy mô .18 Hình 1.3.6: Hiển thị cơng suất quang 18 Hình 1.3.7: Phân tích phổ quang trước sau truyền 19 Hình 1.3.8: Phân tích BER= 10^-12 bước sóng 1550nm 19 Hình 1.3.9: Thiết lập bước sóng 1310nm 20 Hình 1.3.10: Phân tích BER= 10^-12 bước sóng 1310nm 20 Hình 2.1.1: Xây dựng hệ thống truyền tín hiệu số cáp quang 23 Hình 2.1.2: Thiết lập thơng số cho hệ thống truyền tín hiệu số 24 Hình 2.1.3: Phổ trước sau qua sợi quang 25 Hình 2.1.4: Tín hiệu đầu vào đầu sợi quang .25 Hình 2.2.1: Xây dựng hệ thống mã hóa giải mã Manchester 26 Hình 2.2.2: Thiết lập thơng số cho hệ thống mã hóa giải mã Manchester 28 Hình 2.2.3: Tín hiệu xung clock digtal trước mã hóa .29 Hình 2.2.4: Tín hiệu digital sau mã hóa .29 Hình 2.2.5: Tín hiệu digital trước sau qua giải mã Manhester 30 PHẦN BÁO CÁO BÀI THÍ NGHIỆM HƯỚNG DẪN 1.1 Báo cáo thí nghiệm số *Tên bài: Mô hệ thống đơn kênh quang *Các bước thực hiện: Bước 1: Xây dựng phương án thiết kế hệ thống thông tin quang đơn kênh với thông số sau: - Tốc độ bit : 2.5Gbit/s - Khoảng cách truyền dẫn: 100 km Hình 1.1.1: Xây dựng hệ thống đơn kênh quang Hệ thống bao gồm: - Bộ phát quang: + Pseudo-Random Bit Sequence: tạo tín hiệu digital + NRZ pulse Generator: tạo xung NRZ + CW Laser: nguồn sáng liên tục Continous Wave + Mach-Zehnder Modulator: điều chế - Bộ truyền dẫn: + Optical Fiber: dây cáp quang dài 100km - Bộ thu quang: + Photodetector PIN: thu quang + Low Pass Bessel Fiber: lọc thông thấp Bước 2: Sử dụng phần mềm Optisystem xây dựng mô hình mơ hệ thống thơng tin quang đơn kênh theo phương án thiết kế Lưu ý: tham số tồn cục (global parameters để mơ phỏng) thiết lập sau - Tốc độ bit : 2.5 Gbit/s - Chiều dài chuỗi : 128 bits - Số mẫu bit: 64 Hình 1.1.2: Thiết lập thơng số cho hệ thống đơn kênh quang Bước 3: Đưa thiết bị đo vào mơ hình mơ Các thiết bị đo tuyến đặt vị trí phù hợp để xác định chất lượng dạng tín hiệu điểm cần thiết tuyến - Thiết bị đo công suất quang - Thiết bị phân tích phổ quang - Thiết bị đo BER Bước 4: Chạy mô Bước 5: Hiển thị kết mô thiết bị đo đặt tuyến Hình 1.1.3: Phổ trước sau qua sợi quang Hình 1.1.4: Cơng suất đầu vào đầu sợi quang Hình 1.1.5: Đồ thị BER thiết bị đo BER Analyzer Hình 1.1.6: Biểu đồ mắt thiết bị đo BER Bước 6: Lựa chọn tham số phần tử thiết kế để thực quét tham số Lựa chọn tham số Công suất laser quét tham số: Total iteration: 15 Current iteration: 10 - Optical Power Meter: Thiết bị đo công suất quang đầu vào hệ thống - Optical Spectrum Analyzer : Thiết bị đo phổ quang đầu vào hệ thống - Optical Spectrum Analyzer 1: Thiết bị đo phổ quang lúc chưa truyền - Optical Spectrum Analyzer 2: Thiết bị đo phổ quang sau truyền - Ber Analyzer: Thiết bị đo BER Bước 3: Chạy mô Nhấn vào biểu tượng công cụ nhấn tổ hợp phím Ctrl+ F5 để bắt đầu chạy mơ Hình 1.3.5: Chạy mơ Bước 4: Hiển thị kết mơ 18 Hình 1.3.6: Hiển thị cơng suất quang Hình 1.3.7: Phân tích phổ quang trước sau truyền 19 Hình 1.3.8: Phân tích BER= 10^-12 bước sóng 1550nm Bước 5: Thay đổi tham số: - Tốc độ truyền dẫn - Thay đổi bước sóng sợi từ 1550nm sang 1310nm Hình 1.3.9: Thiết lập bước sóng 1310nm 20 Sau thay đổi giá trị sợi quang đồ thị BER dã thay đổi sau: Hình 1.3.10: Phân tích BER= 10^-12 bước sóng 1310nm Chọn công suất phát 10dBm , ta đồ thị BER sau: Bước 6: Lựa chọn tham số quét Power sau thay đổi bước sóng Trên công cụ chọn Layout-> Set Total Sweep Iteration ( Ctrl+Home) để thiết lập số lần quét ( 10 lần) 21 *Nguyên lý hệ thống: (Tương tự 2, thay đổi thơng số tồn cục) Tại sử dụng WDM (Wavelength Division Multiplexing, ghép kênh quang theo bước sóng) để truyền tín hiệu, tín hiệu qua WDM Mux 8x1 truyền qua sợi quang đến tách kênh WDM Demux 1x8 để chia tín hiệu qua nhận Optical Receiver Tại đặt máy đo BER để theo dõi đồ thị BER nhận Đặt thêm đo công suất đầu phát WDM transmitter máy đầu ghép kênh Mux 8x1 phía cuối đường truyền sợi quang để quan sát phổ *Nhận xét kết luận: Với tốc độ bit cao 10Gbit/s mức cơng suất truyền dẫn lớn yếu tố tượng phi tuyến cần phải xem xét Ảnh hưởng hiệu ứng phi tuyến làm giảm chất lượng BER, tăng tỉ lệ lỗi bit hệ thống kênh truyền nói riêng.  Trong thí nghiệm ta thay đổi tham số hệ thống như: tốc độ bit, khoảng cách kênh, cửa sổ sợi quang, công suất phát Ta thấy rõ ảnh hưởng phi tuyến làm giảm dung lượng, cự ly truyền dẫn Cũng lựa chọn cửa sổ 1310nm cửa sổ 1550nm Với cửa sổ 1550nm, suy hao sợi quang nhỏ Với cửa sổ 1310nm suy hao lớn tán sắc nhỏ hơn  22 PHẦN BÁO CÁO BÀI THÍ NGHIỆM TỰ CHỌN 2.1 Báo cáo thí nghiệm mơ tín hiệu số cáp quang *Tên bài: Mơ liên kết tín hiệu số cáp quang *Các bước thực hiện: Bước 1: Xây dựng phương án thiết kế hệ thống truyền tín hiệu số với thơng số sau: 23 Hình 2.1.1: Xây dựng hệ thống truyền tín hiệu số cáp quang Hệ thống bao gồm: - Bộ phát quang: + Pseudo-Random Bit Sequence: tạo tín hiệu digital + NRZ pulse Generator: tạo xung NRZ + CW Laser: nguồn sáng liên tục Continous Wave + Mach-Zehnder Modulator: điều chế - Bộ truyền dẫn: + Optical Fiber: dây cáp quang dài 0.0005km - Bộ thu quang: + Photodetector PIN: thu quang Bước 2: Sử dụng phần mềm Optisystem xây dựng mơ hình mơ hệ thống truyền tín hiệu số theo phương án thiết kế Lưu ý: tham số tồn cục (global parameters để mơ phỏng) thiết lập sau - Tốc độ bit : 2.5 Gbit/s - Chiều dài chuỗi : 128 bits - Số mẫu bit: 64 24 Hình 2.1.2: Thiết lập thơng số cho hệ thống truyền tín hiệu số Bước 3: Đưa thiết bị đo vào mô hình mơ Các thiết bị đo tuyến đặt vị trí phù hợp để xác định chất lượng dạng tín hiệu điểm cần thiết tuyến - Thiết bị đo phổ quang - Thiết bị phân tích tín hiệu quang Bước 4: Chạy mô Bước 5: Hiển thị kết mô thiết bị đo đặt tuyến 25 Hình 2.1.3: Phổ trước sau qua sợi quang Hình 2.1.4: Tín hiệu đầu vào đầu sợi quang 26 *Nguyên lý hệ thống: Sử dụng nguồn phát CW laser tạo bit ngẫu nhiên qua máy phát xung NRZ, điều chế qua Mach-Zehnder Modulator truyền qua sợi quang Ta thu nhận tín hiệu Photodiode Pin, Sau tín hiệu số truyền qua sợi quang thu tín hiệu số giống tín hiệu vào với đặt máy đo phổ đo dạng sóng tín hiệu đầu phát đầu thu tín hiệu để xem ảnh hưởng đường truyền tới dạng sóng phổ tín hiệu biến đổi *Nhận xét kết luận: Cự ly truyền dẫn quan trọng truyền thông tin quang Với cự ly ngắn, dung lượng thấp cần quan tâm tới suy hao Cự ly tương đối, tốc độ cao cần quan tâm suy hao tán sắc Truyền cự ly dài dung lượng lớn, cần quan tâm suy hao, tán sắc thêm vào hiệu ứng phi tuyến 2.2 Báo cáo thí nghiệm mơ mã hóa giải mã Manchester *Tên bài: Mơ mã hóa giải mã Manchester *Các bước thực hiện: Bước 1: Xây dựng phương án thiết kế hệ thống mã hóa giải mã Manchester Hình 2.2.1: Xây dựng hệ thống mã hóa giải mã Manchester 27 Hệ thống bao gồm: - Bộ mã hóa Manchester: + User Defined Bit Sequence Generator: Bộ tạo tín hiệu digital + RZ/NRZ Pulse Generator: Bộ tạo xung vuông + Electrical XOR: Cổng logic XOR - Bộ điều chế tín hiệu quang + CW Laser: nguồn sáng liên tục Continous Wave + Mach-Zehnder Modulator: điều chế - Bộ truyền dẫn quang: + Optical Fiber: dây cáp quang dài 0,01 km - Bộ thu quang: + Photodetector PIN: thu quang + Optical Fiber: Bộ khuếch đại tín hiệu quang - Bộ giải mã Manchester: + User Defined Bit Sequence Generator: Bộ tạo tín hiệu digital + RZ/NRZ Pulse Generator: Bộ tạo xung vuông + Electrical XOR: Cổng logic XOR Bước 2: Sử dụng phần mềm Optisystem xây dựng mơ hình mơ hệ thống mã hóa giải mã Manchester Lưu ý: tham số toàn cục (global parameters để mô phỏng) thiết lập sau - Tốc độ bit : 10 Gbit/s - Chiều dài chuỗi : 128 bits - Số mẫu bit: 64 28 Hình 2.2.2: Thiết lập thơng số cho hệ thống mã hóa giải mã Manchester Bước 3: Đưa thiết bị đo vào mơ hình mơ Các thiết bị đo tuyến đặt vị trí phù hợp để xác định chất lượng dạng tín hiệu điểm cần thiết tuyến - Thiết bị phân tích tín hiệu quang Bước 4: Chạy mô Bước 5: Hiển thị kết mô thiết bị đo đặt tuyến 29 Hình 2.2.3: Tín hiệu xung clock digtal trước mã hóa Hình 2.2.4: Tín hiệu digital sau mã hóa 30 Hình 2.2.5: Tín hiệu digital trước sau qua giải mã Manhester *Nguyên lý hệ thống: Tín hiệu xung vng tạo qua User defined bit tín hiệu xung Clock tạo qua User defined bit 2, hai tín hiệu truyền tới XOR xem mã hóa MANCHESTER giới thiệu mục sau giải mã ta tín hiệu tương đương, tín hiệu kết hợp với nguồn quang truyền qua sợi quang Do suy hao đường truyền nên cần khuếch đại cung cấp độ lợi 30dB Ở phía đầu thu, tách sóng quang Photodetector PIN chuyển tín hiệu quang tín hiệu điện tiếp tục truyền tín hiệu qua cổng XOR để so sánh với xung Clock bước tương đương với việc giải mã MANCHESTER Từ tín hiệu lấy giống với hình dạng tín hiệu ban đầu *Nhận xét kết luận: Qua mô ta hiểu trình mã hóa giải mã tín hiệu truyền qua sợi quang phương pháp MANCHESTER không làm hình dạng sóng ban đầu 31 32 ... THÍ NGHIỆM HƯỚNG DẪN 1.1 Báo cáo thí nghiệm số 1.2 Báo cáo thí nghiệm số 1.3 Báo cáo thí nghiệm số 13 PHẦN BÁO CÁO BÀI THÍ NGHIỆM TỰ CHỌN 23 2.1 Báo cáo thí nghiệm. ..HỌC VIỆN HÀNG KHÔNG VIỆT NAM KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ BÁO CÁO KẾT THÚC HỌC PHẦN THÍ NGHIỆM KỸ THUẬT VIỄN THÔNG Họ tên học viên: LÊ KHÁNH DUY MSSV: 1853020009 Lớp: 18DHDT01 Chuyên ngành: Điện tử viễn. .. Manhester 30 PHẦN BÁO CÁO BÀI THÍ NGHIỆM HƯỚNG DẪN 1.1 Báo cáo thí nghiệm số *Tên bài: Mô hệ thống đơn kênh quang *Các bước thực hiện: Bước 1: Xây dựng phương án thiết kế hệ thống thông tin quang