Thiết kế bộ chuyển đổi quang điện media converter bằng altium

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN VIỄN THÔNG -o0o - LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MẠCH CHUYỂN ĐỔI TÍN HIỆU QUANG-ĐIỆN TỐC ĐỘ CAO GVHD: TS PHẠM QUANG THÁI THS.NGUYỄN HỒNG SƠN SVTH: TRẦN THẾ MẠNH MSSV: 40901533 TP HỒ CHÍ MINH, THÁNG 12 NĂM 2013 ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HỒ CHÍ MINH CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập – Tự – Hạnh phúc -✩ Số: /BKĐT Khoa: Điện – Điện tử Bộ Môn: Điện Tử -✩ - NHIỆM VỤ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP HỌ VÀ TÊN: TRẦN THẾ MẠNH MSSV: 40901533 NGÀNH: ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG LỚP : DD09DV456 Đề tài: THIẾT KẾ MẠCH CHUYỂN ĐỔI TÍN HIỆU QUANG –ĐIỆN TỐC ĐỘ CAO Nhiệm vụ (Yêu cầu nội dung số liệu ban đầu): Tìm hiểu linh kiện quang,các transceiver, IC Nghiên cứu kĩ thuật chuyển đổi tín hiệu quang điện, tiến hành thiết kế thiết bị quang hoàn thiện sử dụng phần mềm thiết kế Altium Designer phiên 10 để tạo mạch PCB dựa công nghệ mạch dán SMT Đồng thời đề xuất phương pháp khử nhiễu ứng dụng thiết kế mạch PCB Sau thực phần cứng tiến hành đo đạc kiểm tra nhiễu, tốc độ, độ rung pha, tỉ lệ lỗi datagrams dao động kí, POM, VOM, phần mềm kiểm mạng tra i-perf Ngày giao nhiệm vụ luận văn: Ngày hoàn thành nhiệm vụ: Họ tên người hướng dẫn: Phần hướng dẫn Nội dung yêu cầu LVTN thông qua Bộ Môn Tp.HCM, ngày… tháng… năm 20 CHỦ NHIỆM BỘ MÔN PHẦN DÀNH CHO KHOA, BỘ MÔN: Người duyệt (chấm sơ bộ): Đơn vị: Ngày bảo vệ : Điểm tổng kết: Nơi lưu trữ luận văn: NGƢỜI HƢỚNG DẪN CHÍNH Lời cảm ơn LỜI CẢM ƠN Sau khoảng thời gian học tập rèn luyện trường Đại Học Bách Khoa TP.HCM, bảo tận tình thầy cô phòng khoa, em gần kết thúc khoá học, giai đoạn hoàn thành luận văn tốt nghiệp sửa trở thành người kỹ sư điện tử viễn thông góp sức xây dựng cho phát triển xã hội, đất nước Để ngày hôm em vô biết ơn tất thầy cô Khoa Điện-Điện Tử tận tình giảng dạy, hướng dẫn, truyền đạt kiến thức, kinh nghiệm quý báu cho em khoảng thời gian học tập, rèn luyện trường Cám ơn thầy TS.Phạm Quang Thái thầy Ths Nguyễn Hồng Sơn tận tình định hướng, giúp đỡ trực tiếp dạy em nhiều suốt trình thực hai đồ án 1,2 luận văn tốt nghiệp Cám ơn anh chị em sinh viên khoá em học tập chia sẻ kiến thức tiếp thu trình theo học trường Đồng thời chúng em xin gửi lời cảm ơn đến cha mẹ, anh chị, bạn bè người đứng bên cạnh em để động viên, an ủi, ủng hộ vật chất lẫn tinh thần suốt khoảng thời gian qua Với lòng biết ơn chân thành, em xin gởi lời chúc sức khoẻ tốt đẹp đến thầy cô khoa, nhà trường, bậc cha mẹ, anh chị đáng kính toàn thể bạn bè học không học trường Đại Học Bách Khoa TP.HCM Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm Trần Thế Mạnh i Luận văn tốt nghiệp TÓM TẮT LUẬN VĂN Ngày nay, mà nhu cầu giải trí người ngày tăng cao đường truyền với tốc độ thấp không đáp ứng đủ ứng dụng đại Khi đó, công nghệ truyền dẫn cáp quang đời mở lối đầy triển vọng ngành truyền dẫn Tuy nhiên việc nghiên cứu lĩnh vực truyền dẫn cáp quang mẻ, thiết bị truyền dẫn quang Đề tài” thiết kế mạch chuyển đổi tín hiệu quang-điện tốc độ cao” có mục đích nhằm tạo thiết bị quang nhằm thực hóa việc truyền liệu cáp quang với tốc độ cao Thông qua đề tài này, người viết trình bày hiểu biết qua trình tìm hiểu mạng quang tốc độ 100Mbps, trình bày cấu trúc hoạt động thiết bị quang, trình bày kiến thức khử nhiễu thiết kế PCB tốc độ cao, kiến thức thiết kế mạch dán công nghệ SMT Cuối đưa phương pháp kiểm tra tốc độ, độ ổn định, tỉ lệ lỗi datagram, nhiễu, công suất phát quang nhằm tạo sản phẩm hoàn thiện ii Luận văn tốt nghiệp MỤC LỤC GIỚI THIỆU 1.1 Tổng quan 1.2 Mục đích nghiên cứu 1.3 Phạm vi nghiên cứu phương pháp nghiên cứu 1.4 Đóng góp luận văn LÝ THUYẾT TỔNG QUAN VÀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU 2.1 Giới thiệu chuẩn tín hiệu 802.3 IEEE 2.1.1 Chuẩn 10BASE-T 2.1.2 Chuẩn 100BASE-TX 2.1.3 Chuẩn 100BASE-FX 2.1.4 Chuẩn FDDI (Fiber Distributed Data Interface) 10 2.1.5 Các loại mã hóa thường dùng 15 2.2 Giao tiếp MII, RMII GMII 20 2.2.1 MII (Media Independent Interface) 20 2.2.2 RMII (Reduce Media Independent Interface) 22 2.2.3 GMII (Gigabit Media Independent Interface) 24 2.3 Tổng quan linh kiện 25 2.3.1 Linh kiện để giao tiếp với cáp UTP CAT-5 ( Ethernet transceiver) 25 2.3.2 Linh kiện để giao tiếp với cáp quang( Optic transceiver) 27 2.3.3 IC xử lý quang trung tâm 32 2.4 Nhiễu thiết kế PCB 37 2.4.1 Nhiễu thiết kế mạch điện tử tốc độ cao 37 2.4.2 Tại phải thiết kế chống nhiễu trước? 38 2.4.3 Các loại nhiễu cần quan tâm thiết kế PCB 38 2.4.4 Các phương pháp khắc phục nhiễu thiết kế PCB 41 iii Luận văn tốt nghiệp THIẾT KẾ VÀ THỰC HIỆN PHẦN CỨNG 44 3.1 Yêu cầu thiết kế 44 3.2 Phân tích 46 3.2.1 Lựa chọn Ethernet transceiver 46 3.2.2 Lựa chọn Optic transceiver 47 3.2.3 Lựa chọn IC quang xử lý trung tâm 49 3.3 Sơ đồ khối tổng quát mạch media converter luận văn 56 3.4 Thiết kế sơ đồ nguyên lý kết hợp phương pháp lọc nhiễu 60 3.4.1 Khối Optic transceiver OCM-3511 61 3.4.2 Khối Ethernet transceiver HR911102A 68 3.4.3 Khối IC quang xử lý trung tâm 70 3.4.4 Khối cấp nguồn 71 3.4.5 Khối công tắc điều khiển 73 3.4.6 Khối LED báo hiệu 74 3.4.7 Khối tạo dao động thạch anh 75 3.5 Vẽ mạch dán SMT media converter phần mềm Altium 76 3.6 Kết kiểm tra đo đạc 81 3.6.1 Kiểm tra mức công suất phát quang optic transceiver 81 3.6.2 Xây dựng mô hình để kiểm tra tốc độ, độ rung tỉ lệ lỗi datagrams 85 3.7 Đánh giá 92 KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN 93 4.1 Kết luận 93 4.2 Hướng phát triển 94 TÀI LIỆU THAM KHẢO 95 Phụ lục 96 Sơ đồ nguyên lý toàn mạch chi tiết 96 iv Luận văn tốt nghiệp DANH SÁCH HÌNH MINH HỌA Hình 1.1 Sơ đồ minh họa việc sử dụng media converter Hình 1.2 Sơ đồ khối tạo thành media converter Hình 2.1Sợi cáp xoắn UTP-5 [3] Hình 2.2 Dạng sóng mã hóa Manchester đường truyền chuẩn 10BASE-T Hình 2.3 Mã đường dây MTL-3[5] Hình 2.4 Kiểu đấu dây T568A T568B [3] Hình 2.5 Kiểu đấu dây chuẩn 10/100BASE-T [3] Hình 2.6 Kiểu mã hóa NRZ-I Hình 2.7 Các đầu nối cáp quang chuẩn 100BASE-FX 10 Hình 2.8 Quan hệ đặc tả FDDI với mô hình OSI 11 Hình 2.9 Môi trường tryền cáp quang FDDI 12 Hình 2.10 Cấu hình mạng FDDI điển hình 13 Hình 2.11 Các cổng DAS kết nối tới vòng vòng thứ hai FDDI 14 Hình 2.12 Cấu trúc hub/tree FDDI 14 Hình 2.13 Trung tâm máy tính FDDI 15 Hình 2.14 Mã NRZ 16 Hình 2.15 Mã NRZI 17 Hình 2.16 Từ điển mã 4B5B 18 Hình 2.17 Mã hóa Manchester 19 Hình 2.18 Mã hóa MTL-3 19 Hình 2.19 MII connector 20 Hình 2.20 Giao tiếp MII 21 Hình 2.21 Giao tiếp RMII 23 Hình 2.22 Cuộn dây filter đầu nối RJ-45 25 Hình 2.23 Socket HR911102A với cổng RJ-45 HanRun 26 v Luận văn tốt nghiệp Hình 2.24 Mô hình giao tiếp cổng Ethernet 26 Hình 2.25 Hình ảnh thực tế Optic Fiber 1X9 27 Hình 2.26 Sơ đồ khối transceiver 1X9 PECL 28 Hình 2.27 Hình ảnh thực tế transceiver SFP 29 Hình 2.28 Hình ảnh thực tế transceiver XFP 30 Hình 2.29 Hình ảnh thực tế GBIC transceiver 30 Hình 2.30 Hình ảnh thực tế transceiver Xenpak 31 Hình 2.31 Hình ảnh thực tế transceiver X2 31 Hình 2.32 Sơ đồ khối IC KS8721BL [16] 32 Hình 2.33 Sơ đồ khối thiết kế media converter với IC KS8721BL 33 Hình 2.34 Sơ đồ khối IC DM9301FP[17] 33 Hình 2.35 Sơ đồ chân IP113F 35 Hình 2.36 Sơ đồ khối IP113F 36 Hình 2.37 Sơ đồ ứng dụng media converter IP113F 37 Hình 2.38 Kết hợp khử Radiation noise Reception noise 38 Hình 2.39 Mạch in PCB 38 Hình 2.40 Sự tồn tụ ẩn cuộn cảm ẩn mạch PCB 39 Hình 2.41 Nhiễu làm biến dạng tín hiệu 39 Hình 2.42 Nhiễu nguồn không ổn định 39 Hình 2.43 Ảnh hưởng tín hiệu A lên tín hiệu B 40 Hình 2.44 Lựa chọn kiểu đóng gói QFP thay DIP 41 Hình 2.45 Chọn IC tích hợp single chip 41 Hình 2.46 Khử nhiễu cho dao động 42 Hình 2.47 Chọn nguồn thích hợp 42 Hình 2.48 Sơ đồ lọc nhiễu LC 42 Hình 2.49 Đáp ứng trở kháng tụ điện 10pF 43 Hình 2.50 Đáp ứng trở kháng tụ điện với giá trị tần số khác 43 vi Luận văn tốt nghiệp Hình 3.1 Cáp UTP Cat-5 với đầu nối RJ-45 45 Hình 3.2 Cáp quang sợi đơn mode với đầu nối SC 45 Hình 3.3 Module Ethernet board 47 Hình 3.4 Sơ đồ chân OCM-3511 48 Hình 3.5 Hình ảnh thực tế OCM-3511 49 Hình 3.6 Hình thực tế IP113 50 Hình 3.7 Sơ đồ chân IP113F [20] 51 Hình 3.8 Sơ đồ khối thiết kế media converter 56 Hình 3.9 Sơ đồ khối OCM-3511 57 Hình 3.10 Sơ đồ khối bên IP113 58 Hình 3.11 Sơ đồ khối giao diện xử lý tín hiệu quang [16] 58 Hình 3.12 Sơ đồ khối giao diện xử lý tín hiệu điện 59 Hình 3.13 Bên transceiver HR911102A 60 Hình 3.14 Sơ đồ gợi ý nhà sản xuất [19] 61 Hình 3.15 Thiết kế sau cải thiện phần giao tiếp optic transceiver 62 Hình 3.16 Phân áp cho dây SD để phù hợp giao tiếp với IC 62 Hình 3.17 Kéo trở lên cho hai dây TD+/- 63 Hình 3.18 Chức cách ly DC tụ coupling 64 Hình 3.19 Tín hiệu kiểm tra đo chân TD+/- 65 Hình 3.20 Kéo trở lên cho hai dây RD+/- 66 Hình 3.21 Dạng tín hiệu kiểm tra đo chân RD+/- 66 Hình 3.22 Ý nghĩa việc truyền tín hiệu vi sai 67 Hình 3.23 Ổn định nguồn cho transceiver optic 67 Hình 3.24 Mạch sau thiết kế Altium designer optic transceiver 68 Hình 3.25 Sơ đồ nguyên lý board Ethernet [21] 69 Hình 3.26 Tín hiệu kiểm tra đo chân TD+/- 69 Hình 3.27 Sơ đồ nguyên lý khối IC 70 vii Luận văn tốt nghiệp Hình 3.28 Bố trí tụ lọc nhiễu gần xung quanh IC 71 Hình 3.29 IC ổn áp LM1117 2.5 dùng làm nguồn cho mạch luận văn 71 Hình 3.30 Sơ đồ nối chân LM1117 để tạo áp 2.5V 72 Hình 3.31 Sơ đồ nguyên lý khối nguồn 72 Hình 3.32 Sơ đồ nguyên lý khối công tắc điều khiển 73 Hình 3.33 DIP Switch 10 74 Hình 3.34 Sơ đồ nguyên lý khối LED 74 Hình 3.35 Sơ đồ nguyên lý khối tạo dao động thạch anh 75 Hình 3.36 Bố trí thạch anh gần IC tụ lọc 76 Hình 3.37 Dạng sóng đo chân thạch anh 76 Hình 3.38 Altium Designer 78 Hình 3.39 Sơ đồ nguyên lý khối trung tâm 79 Hình 3.40 Mạch in PCB hai lớp SMT phần trung tâm 80 Hình 3.41 Mạch sau hoàn thành 81 Hình 3.42 Thiết bị optical power meter 82 Hình 3.43 Cáp quang đơn mode 82 Hình 3.44 Board media converter sau hoàn thành 83 Hình 3.45 Bộ suy hao quang 10dB 83 Hình 3.46 Đo mức công suất phát quang POM 84 Hình 3.47 Đo mức công suất phát quang sau gắn suy hao 84 Hình 3.48 Mô hình kết nối để kiểm tra băng thông độ rung 85 Hình 3.49 Giao diện phần mềm J-perf 2.0 máy chọn làm sever 86 Hình 3.50 Giao diện phần mềm J-perf máy chọn làm client 86 Hình 3.51 Băng thông client 87 Hình 3.52 Kết đo tốc độ độ rung máy chủ server 89 Hình 3.53 Sơ đồ kết nối vào internet thực tế để kiểm tra 91 Hình 3.54 Giao diện ứng dụng speedtest.net 92 viii Luận văn tốt nghiệp Hình 3.46 Đo mức công suất phát quang POM Cách sử dụng POM sau Ta bật nút POWER POM đợi lúc để thiết bị khởi động xong Sau ta dùng nút wavelength để chọn bước sóng đo, ta chọn bước sóng 1310nm bước sóng phát transceiver Sau ta chọn thang đo dBm mW cách nhấn vào hai nút dB W kết nối hình Chú ý POM có cổng giao tiếp với cáp quang loại FC nên ta cần dùng loại sợi quang có đầu sợi FC cắm vào kiểm tra Việc đọc số liệu dễ dàng Bước sóng sử dụng 1310nm, ta kết mức công suất phát quang khoảng -6dBm tương đương 0.19mW Kết đánh giá tốt so với ngưỡng phát quang thấp mà nhà sản xuất OCM-3511 đưa -12dBm [19] Hình 3.47 Đo mức công suất phát quang sau gắn suy hao Thử nghiệm gắn thêm suy hao quang 10dB vào đường truyền Ta nhận mức công suất phát quang -15.67dBm tương đương 27.17uW 84 Luận văn tốt nghiệp Hiện này, sợi quang thường có mức suy hao α ≤ 0,2 dB/Km [23] nên gắn suy hao 10dB vào tương đương ta truyền tín hiệu quang đường truyền dài 10/0.2=50 Km Từ ta thấy khả truyền tín hiệu cáp quang tuyệt vời Với độ nhay sensor quang OCM-3511 khoảng -36dBm khoảng cách tối đa tín hiệu nhận theo lý thuyết (-6 – (-36))/0.2 =150 Km ! 3.6.2 Xây dựng mô hình để kiểm tra tốc độ, độ rung tỉ lệ lỗi datagrams Thực kiểm tra băng thông (bandwidth) độ rung (jitter), tỉ lệ lỗi data grams, sau mạch hoàn thành Việc kiểm tra thực theo sơ đồ khối sau: Hình 3.48 Mô hình kết nối để kiểm tra băng thông độ rung Cáp quang sử dụng sợi đơn mode chiều dài 50m a Giới thiệu phần mềm kiểm tra băng thông, tỉ lệ lỗi datagrams độ rung: Jperf Đây phần mềm VNPT sử dụng rộng rãi để đo đạc chất lượng đường truyền trước có máy đo chuyên dụng nay, độ tin tưởng phần mềm cao, ta thực kết nối sơ đồ để kiểm tra thông số cần thiết Phần mềm J-perf cài đặt hai máy tính, máy sử dụng làm server để lắng nghe kết nối cổng 5001, máy sử dụng làm client để bơm liệu với băng thông 100Mbps tới sever Phiên mà người viết sử dụng J-perf 2.0 Thiết lập máy chọn làm server: 85 Luận văn tốt nghiệp Hình 3.49 Giao diện phần mềm J-perf 2.0 máy chọn làm sever Ở ta đánh chọn giao thức kiểm tra UDP, UDP giao thức truyền liệu không tin cậy nên cho kết datagram bị lỗi/ tổng số datagram truyền Nếu chọn giao thức TCP ta kiểm tra băng thông đường truyền Các tùy chọn khác để mặc định Thiết lập máy chọn làm client: Hình 3.50 Giao diện phần mềm J-perf máy chọn làm client Ở client ta phải chọn giao thức với giao thức chọn server, UDP Cổng kết nối 5001 giống server, ta chọn thời gian mô đo đạc 30s ô transmit Chú ý ô Server address ta điền địa IP server, địa xem cách máy tính chọn server, ta vào Run ( hệ điều hành window) gõ: cmd sau dấu nhắc lệnh gõ ipconfig, dòng IPv4 Address địa máy tính bạn kết nối với board, 168.254.117.243 86 Luận văn tốt nghiệp Kết đo client Băng thông đo client, thực bơm gói tin với tốc độ 100Mbps ta kết sau: Hình 3.51 Băng thông client Báo cáo trình thực chương trình sau: bin/iperf.exe -c 169.254.117.243 -u -P -i -p 5001 -f m -b 100M -t 30 -T -Client connecting to 169.254.117.243, UDP port 5001 Sending 1470 byte datagrams UDP buffer size: 0.01 MByte (default) -[128] local 169.254.123.168 port 54405 connected with 169.254.117.243 port 5001 [ ID] Interval Transfer Bandwidth [128] 0.0- 1.0 sec 11.9 MBytes 99.7 Mbits/sec [128] 1.0- 2.0 sec 12.0 MBytes 100 Mbits/sec [128] 2.0- 3.0 sec 12.0 MBytes 100 Mbits/sec [128] 3.0- 4.0 sec 12.0 MBytes 100 Mbits/sec [128] 4.0- 5.0 sec 12.0 MBytes 101 Mbits/sec [128] 5.0- 6.0 sec 11.9 MBytes 100 Mbits/sec [128] 6.0- 7.0 sec 12.0 MBytes 100 Mbits/sec [128] 7.0- 8.0 sec 12.0 MBytes 100 Mbits/sec [128] 8.0- 9.0 sec 11.9 MBytes 100 Mbits/sec [128] 9.0-10.0 sec 12.0 MBytes 100 Mbits/sec 87 Luận văn tốt nghiệp [128] 10.0-11.0 sec 12.0 MBytes 100 Mbits/sec [128] 11.0-12.0 sec 12.0 MBytes 101 Mbits/sec [128] 12.0-13.0 sec 11.7 MBytes 98.2 Mbits/sec [128] 13.0-14.0 sec 11.9 MBytes 100 Mbits/sec [128] 14.0-15.0 sec 12.0 MBytes 100 Mbits/sec [128] 15.0-16.0 sec 11.9 MBytes 99.8 Mbits/sec [128] 16.0-17.0 sec 12.0 MBytes 100 Mbits/sec [128] 17.0-18.0 sec 11.9 MBytes 100 Mbits/sec [128] 18.0-19.0 sec 11.9 MBytes 100 Mbits/sec [128] 19.0-20.0 sec 12.0 MBytes 100 Mbits/sec [ ID] Interval Transfer [128] 20.0-21.0 sec 12.0 MBytes 100 Mbits/sec [128] 21.0-22.0 sec 12.0 MBytes 100 Mbits/sec [128] 22.0-23.0 sec 11.9 MBytes 99.7 Mbits/sec [128] 23.0-24.0 sec 11.9 MBytes 100 Mbits/sec [128] 24.0-25.0 sec 11.9 MBytes 100 Mbits/sec [128] 25.0-26.0 sec 11.8 MBytes 99.4 Mbits/sec [128] 26.0-27.0 sec 11.9 MBytes 100 Mbits/sec [128] 27.0-28.0 sec 11.9 MBytes 99.7 Mbits/sec [128] 28.0-29.0 sec 11.9 MBytes 100 Mbits/sec [128] 29.0-30.0 sec 11.9 MBytes 100 Mbits/sec 358 MBytes 100 Mbits/sec [128] 0.0-30.0 sec Bandwidth [128] WARNING: did not receive ack of last datagram after 10 tries [128] Sent 255355 datagrams Done Ta thấy tốc độ bơm liệu client tới server ổn định 100Mbps tốc độ cực đại mà chuẩn 100Base Fx đạt Kết đo server Ở server, ta lắng nghe kết nối cổng 5001 Kết liệu đo đạt sau: 88 Luận văn tốt nghiệp Hình 3.52 Kết đo tốc độ độ rung máy chủ server Băng thông đo đạt trình truyền liệu lớn 90Mbps Kết cho thấy tốc độ đạt board mạch thiết kế đáp ứng yêu cầu đặt Dữ liệu gửi ổn định tốc độ khoảng thời gian từ giây thứ tới 30 Độ rung(jitter) đo nhỏ 0.25ms, giá trị nhỏ nên ta đánh giá hệ thống hoạt động ổn định bin/iperf.exe -s -u -P -i -p 5001 -f m -Server listening on UDP port 5001 Receiving 1470 byte datagrams UDP buffer size: 0.01 MByte (default) -OpenSCManager failed - Access is denied (0x5) [112] local 169.254.117.243 port 5001 connected with 169.254.123.168 port 54405 [ ID] Interval Transfer Bandwidth Jitter Lost/Total Datagrams [112] 0.0- 1.0 sec 10.9 MBytes 91.1 Mbits/sec 0.111 ms 1028801878/ 7743 (1.3e+007%) [112] 1.0- 2.0 sec 11.0 MBytes 91.9 Mbits/sec 0.189 ms 0/ 7812 (0%) [112] 2.0- 3.0 sec 11.0 MBytes 91.9 Mbits/sec 0.228 ms 0/ 7813 (0%) [112] 3.0- 4.0 sec 11.0 MBytes 91.9 Mbits/sec 0.188 ms 0/ 7813 (0%) [112] 4.0- 5.0 sec 11.0 MBytes 91.9 Mbits/sec 0.248 ms 0/ 7813 (0%) [112] 5.0- 6.0 sec 11.0 MBytes 91.9 Mbits/sec 0.114 ms 0/ 7812 (0%) 89 Luận văn tốt nghiệp [112] 6.0- 7.0 0/ 7812 (0%) [112] 7.0- 8.0 0/ 7813 (0%) [112] 8.0- 9.0 0/ 7814 (0%) [112] 9.0-10.0 7/ 7812 (0.09%) [112] 10.0-11.0 0/ 7813 (0%) [112] 11.0-12.0 0/ 7813 (0%) [112] 12.0-13.0 0/ 7792 (0%) [112] 13.0-14.0 0/ 7833 (0%) [112] 14.0-15.0 0/ 7812 (0%) [112] 15.0-16.0 0/ 7814 (0%) [112] 16.0-17.0 0/ 7812 (0%) [112] 17.0-18.0 0/ 7805 (0%) [112] 18.0-19.0 0/ 7798 (0%) [112] 19.0-20.0 0/ 7828 (0%) [ ID] Interval Lost/Total Datagrams [112] 20.0-21.0 0/ 7812 (0%) [112] 21.0-22.0 0/ 7813 (0%) [112] 22.0-23.0 0/ 7813 (0%) [112] 23.0-24.0 0/ 7812 (0%) [112] 24.0-25.0 0/ 7813 (0%) [112] 25.0-26.0 0/ 7812 (0%) [112] 26.0-27.0 0/ 7806 (0%) [112] 27.0-28.0 32/ 7820 (0.41%) [112] 28.0-29.0 0/ 7813 (0%) [112] 29.0-30.0 0/ 7813 (0%) [112] 30.0-31.0 0/ 3370 (0%) [112] 31.0-32.0 0/ 3017 (0%) [112] 32.0-33.0 0/ 3371 (0%) sec 11.0 MBytes 91.9 Mbits/sec 0.218 ms sec 11.0 MBytes 91.9 Mbits/sec 0.194 ms sec 11.0 MBytes 91.9 Mbits/sec 0.239 ms sec 10.9 MBytes 91.8 Mbits/sec 0.113 ms sec 11.0 MBytes 91.9 Mbits/sec 0.068 ms sec 11.0 MBytes 91.9 Mbits/sec 0.189 ms sec 10.9 MBytes 91.6 Mbits/sec 0.251 ms sec 11.0 MBytes 92.1 Mbits/sec 0.152 ms sec 11.0 MBytes 91.9 Mbits/sec 0.203 ms sec 11.0 MBytes 91.9 Mbits/sec 0.134 ms sec 11.0 MBytes 91.9 Mbits/sec 0.234 ms sec 10.9 MBytes 91.8 Mbits/sec 0.195 ms sec 10.9 MBytes 91.7 Mbits/sec 0.247 ms sec 11.0 MBytes 92.1 Mbits/sec 0.249 ms Transfer Bandwidth Jitter sec 11.0 MBytes 91.9 Mbits/sec 0.069 ms sec 11.0 MBytes 91.9 Mbits/sec 0.202 ms sec 11.0 MBytes 91.9 Mbits/sec 0.210 ms sec 11.0 MBytes 91.9 Mbits/sec 0.228 ms sec 11.0 MBytes 91.9 Mbits/sec 0.222 ms sec 11.0 MBytes 91.9 Mbits/sec 0.126 ms sec 10.9 MBytes 91.8 Mbits/sec 0.175 ms sec 10.9 MBytes 91.6 Mbits/sec 0.208 ms sec 11.0 MBytes 91.9 Mbits/sec 0.192 ms sec 11.0 MBytes 91.9 Mbits/sec 0.123 ms sec 4.72 MBytes 39.6 Mbits/sec 0.328 ms sec 4.23 MBytes 35.5 Mbits/sec 0.371 ms sec 4.73 MBytes 39.6 Mbits/sec 0.317 ms 90 Luận văn tốt nghiệp [112] 33.0-34.0 sec 4.31 MBytes 36.2 0/ 3074 (0%) [112] 34.0-35.0 sec 4.40 MBytes 36.9 0/ 3136 (0%) [112] 35.0-36.0 sec 4.40 MBytes 36.9 0/ 3137 (0%) [112] 0.0-36.6 sec 358 MBytes 81.9 39/255355 (0.015%) [112] WARNING: ack of last datagram failed read failed: Connection reset by peer read failed: Connection reset by peer read failed: Connection reset by peer read failed: Connection reset by peer recvfrom failed: Connection reset by peer Done Mbits/sec 0.387 ms Mbits/sec 0.259 ms Mbits/sec 0.412 ms Mbits/sec 0.425 ms after 10 tries Tỉ lệ datagram bị lỗi kiểm tra đo đạt thấp Tuy nhiên có mát gói tin xảy Ví dụ giây thứ đến giây thứ 10 có tất gói tin bị mất, giây thứ 27 đến giây thứ 28 có 32 gói tin bị Điều lý giải truyền gói tin vài bit lỗi dẫn đến gói tin bị hủy Thống kê cuối khoảng thời gian từ 0s-36 giây tỉ lệ datagram 0.015% Có lỗi xảy trình khử nhiễu chưa tối ưu nhìn chung 30s kiểm tra hoạt động, thiết bị hoạt động tốt, băng thông đạt 90Mbps b Kiểm tra vào internet thực tế Thực kiểm tra lần hai cách kết nối trực tiếp vào đường truyền Ethernet Sơ đồ cho việc kiểm tra sau Hình 3.53 Sơ đồ kết nối vào internet thực tế để kiểm tra Tại máy tính kết nối, ta vào trình duyệt gõ www.speeedtest.net Sau đợi cho trang web load 100% ta có giao diện sau: 91 Luận văn tốt nghiệp Hình 3.54 Giao diện ứng dụng speedtest.net Tiếp theo ta nhấn vào nút BEGIN TEST sever bắt đầu làm việc đợi lúc sau trình kiểm tra hoàn thành ta thu bảng kết sau Hình 3.55 Kết kiểm tra tốc độ dùng ứng dụng speedtest Tốc độ đạt trình kiểm tra 94Mbps Kết tốt Cần nhấn mạnh bất khả thi để có đươc tốc độ 100Mbps media converter chuẩn cáp xoắn UPT-Cat5 đạt tốc độ cực đại 100Mbps mà trường hợp có loại cáp cực tốt 3.7 Đánh giá Sau tiến hành phương pháp đo đạc kiểm tra, ta có bảng thông số sau cho thiết bị media converter: Bảng 3.6 Các thông số sau đo đạc Băng thông 94Mbps Tỉ lệ datagrams 0.015% Độ rung pha [...]... tạo một thiết bị để có khả năng giao tiếp giữa cáp quang và cáp xoắn Bộ chuyển đổi quang- điện hay còn được gọi là media converter được nghiên cứu trong luận văn là một thiết bị được tạo ra nhằm mục đích giao tiếp giữa tín hiệu điện truyền trong sợi cáp xoắn UTP CAT-5 và tín hiệu ánh sáng truyền trong sợi cáp quang Với hai bộ chuyển đổi quang điện đặt tại hai trạm xa nhau với một đường cáp quang, chúng... văn 1 Giới thiệu phần mềm thiết kế Altium Designer và phương pháp thiết kế mạch, định tuyến đường mạch trong thiết kế mạch in PCB Thiết kế, hoàn thiện một thiết bị chuyển đổi quang điện tốc độ cao 100Mbps 2 Tìm hiểu các phương pháp khắc phục nhiễu giúp tối ưu chất lượng của mạch, nâng cao khả năng sử dụng và độ bền của thiết bị Các phương pháp khắc phục nhiễu trong thiết kế mạch in PCB dành cho mạch... không cần bộ khôi phục mà tín hiệu vẫn được đảm bảo Hình 1.1 Sơ đồ minh họa việc sử dụng media converter Khoảng cách truyền dữ liệu của cáp quang có thể từ 300m đến 140km[1] phụ thuộc vào loại media converter, cáp quang, bước sóng và tốc độ bit Một thiết bị media converter là một thiết bị có thể giao tiếp cả hai hướng tín hiệu quang và tín hiệu điện Sơ đồ nguyên lý hoạt động của một bộ media converter. .. 48 chân) nên việc thiết kế không thể nào thực hiện thủ công được mà bắt buộc phải làm theo kiểu mạch dán SMT Qua quá trình tìm hiểu tại các công ty làm mạch SMT tại HCM [Kim Sơn, Sao Kim] thì người viết đã thấy rằng phần mềm thiết kế mạch Altium Designer đang được các công ty sử dụng do tính tiện lợi của nó Vì vậy người viết đã chọn dùng phần mềm thiết kế Altium Designer để thiết kế mạch luận văn theo... mình sản xuất được những thiết bị quang đáp ứng được nhu cầu sử dụng của mọi người 2 Luận văn tốt nghiệp 1.3 Phạm vi nghiên cứu và phƣơng pháp nghiên cứu Cáp xoắn được dùng trong thiết kế là loại CAT -5 UTP có cổng giao tiếp RJ45 tốc độ là 10/100 Mbps Cáp quang được dùng trong thiết kế là cáp quang đơn mode với cổng giao tiếp SC tốc độ 100Mbps Bước sóng được sử dụng trong thiết kế là 1310nm là bước sóng... được sử dụng là Altium Designer phiên bản 10 Kiểm tra các giá trị điện trở, dòng điện, điện áp trong mạch mạch bằng VOM(volt ohm meter) Kiểm tra đánh giá các dạng tín hiệu, nhiễu tại cổng ethernet và cổng optic bằng dao động kí(oscilloscope) Kiểm tra mức công suất phát quang bằng POM(power optic meter) Kiểm tra tốc độ(speed), tỉ lệ mất datagrams(lost/total datagrams), độ rung pha (jitter) bằng phần mềm... thành một bộ media converter Trong sơ đồ trên thể hiện một bộ media converter gồm ba phần chính: module ethernet transceiver, module optic transceiver và IC xử lý trung tâm và module Ethernet đóng vai trò giúp IC giao tiếp với tín hiệu cáp xoắn còn module optic giúp IC giao tiếp với tín hiệu cáp quang IC xử lý trung tâm có nhiệm vụ nhận tín hiệu và xử lý tín hiệu 1.2 Mục đích nghiên cứu Thiết kế hoàn... có hai loại trạm (DTEs): trạm kết nối kép (DAS - Dual Attach Station) và trạm kết nối đơn (SAS – Single Attach Station) SAS chỉ kết nối với vòng chính thông qua bộ tập trung (concentrator) Mô trong những ưu điểm chính của thiết bị SAS là khi thiết bị ngắt kết nối hoặc bị mất nguồn thì nó không gây ảnh hưởng đến vòng Mỗi thiết bị DAS có hai cổng: A và B Hai cổng này sẽ kết nối DAS với vòng FDDI kép... khác được kết nối với mình bằng cáp thẳng "straight-through" trong khi yêu cầu cần có một kết nối chéo "crossover" và khi đó nó sẽ tự động chuyển đổi cổng mạng của mình thành cổng uplink Phần lớn các switch đời mới có chức năng chuyển đổi chéo "crossover" (gọi là "auto MDI-X" hoặc "auto-uplink") cho tất cả các cổng mạng, loại bỏ các cổng switch "uplink" hoặc MDI/MDI-X, cho phép mọi cổng kết nối switch... cấp một kết nối tới cả vòng chính và vòng thứ hai Các thiết bị DAS sẽ gây ảnh hưởng tới vòng nếu như nó bị mất điện hoặc ngắt kết nối Hình sau chỉ ra hai cổng A và B của DAS kêt nối tới hai vòng 13 Luận văn tốt nghiệp Hình 2.11 Các cổng DAS kết nối tới vòng chính và vòng thứ hai của FDDI Bộ kết nối của FDDI (co được gọi là DAC - dual-attachment concentrator) góp phần xây dựng lên mạng FDDI Nó kết nối