Báo cáo Thực Hành Chuyên Sâu PTIT Optisystem ( New Update)

 Trong thực tế, do PPP/PPPoE là giao thức giữa BRAS và router để BRAS cung cấp router IP kết nối vào mạng nên với vị trí máy tính cài đặt wireshark theo mô hình thì không thể bắt được c

DANH MỤC CÁC CHƯƠNG

CHƯƠNG 1: DỊCH VỤ HSI ( Trang 1-14)

CHƯƠNG 2: DỊCH VỤ MYTV ( Trang 14-22)

CHƯƠNG 3: KHẢO SÁT HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG BẰNG OPTISYSTEM (Trang 22-84 )

Modem ADSL TP-LINK

IPDSLAM ZXDSL 8906H Switch cisco

C 3750

BRAS Router cisco

C 7604

Modem FTTH TP-LINK

Internet

Máy tính cài Wireshark PC2

Miền MAN-E

Hình 1 Mô hình hệ thống trong phòng thí nghiệm

 Tài khoản truy cập internet đã được khai báo trên BRAS

2 | P a g e H o à n g M i n h T i ế n

 Modem được bật nguồn và kết nối tới IP DSLAM qua mạng cáp đồng

 Máy tính bật sẵn và kết nối tới modem qua cáp CAT5 RJ45

1.1.2 Nội dung

1.1.2.1 Các bước thực hiện.

 Bước 1: Đặt địa chỉ IP động cho máy tính để máy tính nhận được IP do modem cấp

Hình 2 Cài đặt IP động cho máy tính với hệ điều hành Windows 7

 Bước 2: Truy cập vào địa chỉ modem: http:// 192.168.0.1 để cấu hình modem

Hình 3 Truy cập vào trang quản trị router Tplink với ID và Password mặc định là

“admin”

 Bước 3: Cấu hình giao diện wan với giao thức PPP/PPPoe của modem để kết nối với internet với ID “h004_ftth_khanhtt” và Password “nTh01m” từ nhà cung cấp dịch vụ

Hình 4 Cấu hình giao diện wan

1.1.2.2 Kết quả.

 Giao diện wan modem nhận được địa chỉ IP do BRAS cung cấp là 192.168.1.133

4 | P a g e H o à n g M i n h T i ế n

Hình 1 Modem nhận được địa chỉ IP từ BRAS

 Máy tính nhận được địa chỉ IP từ modem là 192.168.0.100

Hình 5 Máy tính nhận được địa chỉ IP từ modem

 Máy tính có khả năng truy cập vào internet: ping thành công đến một địa chỉ trang web bất kì

Hình 6 Kết quả ping từ máy tính đến trang web “youtube.com”

1.2 Bài thực hành số 2: BTH-DV-HSI-02-INTERNET.

1.2.1 Nội dung

1.2.1.1 Các bước thực hiện.

 Bước 1: bật phần mềm Wireshark trên 2 máy tính tại các điểm bắt như hình vẽ

Hình 7 Bật phần mềm Wireshark bắt đầu bắt các gói tin

 Bước 2: tắt Modem, sau đó bật lại

 Bước 3: truy cập vào Internet

 Bước 4: tắt modem

1.2.1.2 Kết quả

 Các bản tin trao đổi trong phiên PPPoE

6 | P a g e H o à n g M i n h T i ế n

Hình 8 Các bản tin mô tả phiên PPPoE

Hình 9 Bản tin pha liên kết PPP LCP.

8 | P a g e H o à n g M i n h T i ế n

Hình 10 Bản tin pha xác thực CHAP

Hình 11 Bản tin pha mạng PPP IPCP.

10 | P a g e H o à n g M i n h T i ế n

Hình 12 Bản tin pha kết thúc

Hình 13 Flow quá trình PPP/PPPoE

 Trong thực tế, do PPP/PPPoE là giao thức giữa BRAS và router để BRAS cung cấp router IP kết nối vào mạng nên với vị trí máy tính cài đặt wireshark theo mô hình thì không thể bắt được các bản tin trao đổi phiên PPP/PPPoE.

 Các bản tin DNS khi truy cập vào trang web “http://libgen.in/”

 Bản tin truy vấn từ máy tính đến sever DNS

 Địa chỉ MAC nguồn: Dell_8f:d8:bd (e0:db:55:8f:d8:bd)

 Địa chỉ MAC đích: Tp-LinkT_47:a1:d4 (a0:f3:c1:47:a1:d4)

 Địa chỉ IP nguồn: 192.168.0.100

 Địa chỉ IP đích: 8.8.4.4

 Cổng nguồn: 51768

 Cổng đích: 53

 Nội dung: truy vấn yêu cầu địa chỉ của tên miền “libgen.in”

Hình 14 Bản tin truy vấn từ máy tính đến sever DNS

 Bản tin trả lời từ sever DNS về máy tính

 Địa chỉ MAC nguồn: Tp-LinkT_47:a1:d4 (a0:f3:c1:47:a1:d4)

 Địa chỉ MAC đích: Dell_8f:d8:bd (e0:db:55:8f:d8:bd)

12 | P a g e H o à n g M i n h T i ế n

Hình 15 Bản tin trả lời truy vấn từ sever DNS đến máy tính

 Các bản tin HTTP truy cập vào địa chỉ IP nhận được 93.174.95.71

 Bản tin GET từ máy tính đến địa chỉ IP 93.174.95.71

 Địa chỉ MAC nguồn: Dell_8f:d8:bd (e0:db:55:8f:d8:bd)

 Địa chỉ MAC đích: Tp-LinkT_47:a1:d4 (a0:f3:c1:47:a1:d4)

Hình 16 Bản tin HTTP GET.

 Bản tin Response từ địa chỉ 93.174.95.71

 Địa chỉ MAC nguồn: Tp-LinkT_47:a1:d4 (a0:f3:c1:47:a1:d4)

 Địa chỉ MAC đích: Dell_8f:d8:bd (e0:db:55:8f:d8:bd)

 Hiểu được nguyên tắc hoạt động của dịch vụ MyTV.

 Cấu hình được thiết bị đầu cuối để dịch vụ MyTV hoạt động bình thường

 Hiểu mô hình tổng thể và cơ cấu hoạt động của dịch vụ MyTV

 Bật STB, vào phần cấu hình bằng cách bấm SET và nhập mật khẩu “6321”

 Chọn các bước cấu hình: Cơ bản/Có dây/DHCP sau đó nhập thông tin tài khoản

 Lưu cấu hình vào khởi động lại STB.

 Bước 2: Bắt các bản tin

 Kiểm tra STB xem dịch vụ đã hoạt động bình thường hay chưa Nếu chưa, quay lại bước 1

Hình 18 Trạng thái của STB khi hoạt động bình thường

 Cài đặt máy tính có Wireshark nằm giữa cáp đồng và STB bằng cách kết nối dây mạng vào máy tính, sau đó tiếp tục kết nối từ máy tính đến STB bằng một dây cáp khác Trên máy tính thực hiện nối cầu hai kết nối này để STB nhận được dữ liệu

16 | P a g e H o à n g M i n h T i ế n

Hình 19 Thực hiện nối cầu hai kết nối

 Bật wireshark chọn một trong hai kết nối trên để thực hiện việc bắt các bản tin

 Khi STB khởi động lại thực hiện capture với filter “bootp” cho đến khi dịch

 Bắt được 4 gói tin DHCP bao gồm Discover/Offer/Request/Ack

 Khi STB được bật lên, nó sẽ gửi các bản tin DHCP Discover để phát hiện kết nối

 Khi STB phát hiện được kết nối, nó sẽ nhận được bản tin Offer để hỏi xem STB có muốn kết nối hay không

 STB gửi bản tin Request để yêu cầu kết nối

 STB nhận được bản tin Ack để xác thực thực hiện kết nối.

18 | P a g e H o à n g M i n h T i ế n

Hình 21 Thông tin bản tin DHCP Ack

 Luồng UDP duy nhất

Hình 22 Luồng UDP.

1.4 BÀI THỰC HÀNH SỐ 2: BTH-DV-MyTV-Flow.

1.4.1 Mục đích, yêu cầu

 Hiểu các dạng khác nhau trong nhóm dịch vụ IPTV và biết được flow của các dịch

vụ Video cơ bản BTV và VoD

 Hiểu mô hình tổng thể và cơ cấu hoạt động của dịch vụ MyTV

 Cài đặt và sử dụng phần mềm Wireshark

 Lý thuyết:

 Tổng quan về IPTV

 Cơ chế hoạt động của IPTV

 Nguyên lí hoạt động các dịch vụ cơ bản của MyTV

 Mô hình thực hiện:

 Hệ thống MyTV hoạt động ổn định và sẵn sàng

 CPE và STB được cấu hình để dịch vụ MyTV hoạt động bình thường

 Trên máy tính cài sẵn Wireshark

1.4.2 Nội dung

1.4.2.1 Các bước thực hiện.

 Bước 1: Bắt gói tin flow dịch vụ BTV

20 | P a g e H o à n g M i n h T i ế n

 Laptop bắt đầu bắt gói tin với filter “igmp”

 STB xem 1 kênh LiveTV trong khoảng 5 phút

 STB chuyển kênh và Laptop ngừng bắt gói tin, lưu lại log

 Bước 2 : Bắt gói tin flow dịch vụ VoD.

 Laptop bắt đầu bắt goi tin với filter “rtsp”.

 STB 1 bộ phim VoD

 Sau khi xem khoảng 2 phút, STB tạm dừng (pause) sau đó tiếp tục xem

 STB tiếp tục xem thêm khoảng 2 phút thì dừng Ngừng bắt gói tin và lưu lạilog

Hình 23 Các bản tin IGMP.

 Các bản tin RTSP

 Đầu tiên, STB sẽ gửi bản tin Describe để mô tả phiên dữ liệu cần truyền Tiếp theo là bản tin Setup để thiết lập kết nối phục vụ cho việc truyền luồng

đa phương tiện Sever sẽ trả lời các bản tin này bằng các bản tin xác nhận

200 OK Với bản tin Describe bản tin trả lời 200 OK còn có thêm nội dung

để mô tả phiên được STB yêu cầu

 Khi luồng đa phương tiện được truyền đến, STB sẽ gửi bản tin Play để yêu cầu chạy luồng đa phương tiện này

 Khi ấn nút tạm dừng, STB gửi bản tin Pause để yêu cầu tạm dừng việc truyền luồng đa phương tiện

 Khi ấn nút chạy, STB tiếp tục gửi bản tin Play để yêu cầu chạy luồng đa phương tiện và tiếp tục việc truyền tải luồng đa phương tiện

 Khi ấn nút dừng, STB sẽ gửi bản tin Teardown để yêu cầu kết thúc việc truyền luồng đa phương tiện, cũng như gỡ bỏ các kết nối và kết thúc hoàn toàn phiên

 Các bản tin yêu cầu Play, Pause, Teardown được trả lời bằng các bản tin xác nhận 200 OK

 Xây dựng bộ phát quang laser diode sử dụng kỹ thuật điều biến trực tiếp và khảosát đặc tính.

 Xây dựng bộ phát quang laser diode sử dụng kỹ thuật điều biến ngoài dùng bộđiều chế Mach-Zehnder và khảo sát đặc tính

3.1.3 Nội dung thực hiện

3.1.3.1 Khảo sát đặc tính bộ phát quang LD sử dụng điều chế trực tiếp:

 Xây dựng bộ phát theo sơ đồ khối như sau:

Hình 25: Sơ đồ hệ thống trên phần mềm OptiSystem

 Xây dựng các tham số chính như sau:

 Các khối hoạt động tại tốc độ 2.5 Gbit/s

 Độ dài chuỗi bit là 32

 Số mẫu là 512 mẫu/1bit

 Hiệu chỉnh tham số của Laser là 12 dBm

 Giá trị dòng ngưỡng của Laser là 33.45723247941 mA

Chuỗi PRBS

Bộ tạo xung NRZ Laser - phương trình tốc độ

OSA

OTDV OSA: Máy phân tích phổ quang

OTDV: Máy hiện sóng tín hiệu quang OTDV: Máy hiện sóng tín hiệu quang

Máy hiện sóng

Bộ thu quang Rx

Hình 27: Dạng sóng tín hiệu điện kích thích

 Chạy mô phỏng và thu thập kết quả cho phân tích đặc tính điều chế bộ phátquang trong 2 trường hợp dòng định thiên (bias) nhỏ hơn và lớn hơn dòngngưỡng của laser

 TH1: Dòng định thiên nhỏ hơn dòng ngưỡng của Laser

Thiết lập tham số như sau:

 Chỉnh cường độ dòng định thiên có giá trị là 22 mA

 Công suất phát dòng định thiên -2 dBm

26 | P a g e H o à n g M i n h T i ế n

 Ta có các kết quả như sau:

 Ta có phổ của tín hiệu quang:

Hình 28: Phổ của tín hiệu quang

Hình 29: Dạng sóng của tín hiệu quang trong miền thời gian

28 | P a g e H o à n g M i n h T i ế n

Hình 30 : Dạng sóng của Chirp quang điều biến trong miền thời gian

Hình 31: Biểu đồ mẫu mắt thu được tại đầu thu

Min BER = 3.72*10^-10

 TH2: Dòng định thiên lớn hơn dòng ngưỡng của Laser

Thiết lập tham số như sau:

 Chỉnh cường độ dòng định thiên có giá trị 38 mA

 Công suất phát dòng định thiên là -2 dBm

30 | P a g e H o à n g M i n h T i ế n

 Ta có các kết quả như sau:

Hình 32: Phổ của tín hiệu quang phát

Hình 33: Dạng sóng của tín hiệu quang phát trong miền thời gian

32 | P a g e H o à n g M i n h T i ế n

Hình 34: Dạng sóng Chirp quang điều biến trong miền thời gian

Hình 35: Biểu đồ mẫu mắt tín hiệu thu được tại đầu thu

Ước tính MIN BER =3.016.10-90

 Nhận xét và đánh giá

 Nhận xét:

 Khi dòng định thiên nhỏ hơn dòng ngưỡng, công suất phát nhỏ hơn nhiều công suất của laser bơm Dạng sóng phát quang sai khác so với dạng sóng điện kích thích, dẫn đến các lỗi bit, do đó biểu đồ mắt xuất hiện nhiều nhiễu Hiệu ứng chirp tần xảy ra mạnh

 Khi dòng định thiên lớn hơn dòng ngưỡng, công suất phát lớn hơn so với trường hợp dòng định thiên nhỏ hơn dòng ngưỡng Dạng sóng phát quang sai khác không nhiều so với dạng sóng điện kích thích, dẫn đến lỗi bit ít hơn, biểu đồ mắt ít nhiễu hơn Hiệu ứng chirp tần vẫn xảy ra nhưng không mạnh như trường hợp dòng định thiên nhỏ hơn dòng ngưỡng

 Giải thích:

 Khi dòng định thiên nhỏ hơn dòng ngưỡng, tức là điểm làm việc của laser nằm dưới điểm ngưỡng Lúc này laser phát xạ tự phát là chủ yếu với công suất nhỏ Vì công suất nhỏ, công suất phát không đủ lớn để phát xạ xung thể hiện các bit 1 nếu xuất hiện với tần số thấp Vì với các bit 1 xuất hiện với tần số thấp, và công suất phát thấp, xung quang chưa kịp ổn định để thể hiện bit 1 nên thay vào đó xung sẽ thể hiện bit 0, dẫn đến lỗi bit Từ đó dẫn đến biểu đồ mắt xuất hiện nhiều nhiễu Ngoài ra hiện tượng chirp tần cũng xảy ra mạnh

 Khi dòng định thiên lớn hơn dòng ngưỡng, tức là điểm làm việc của laser nằm phía trên điểm ngưỡng Lúc này laser phát xạ kích thích là chủ yếu vớicông suất phát cao hơn Khi xung điện kích thích thể hiện các bit 1 được đưa vào, xung quang được ổn định nhanh hơn, nhờ đó các bit 1 được thể hiện chính xác hơn, dẫn đến lỗi bit giảm, biểu đồ mắt ít nhiễu hơn Ngoài rahiện tượng chirp tần xảy ra không mạnh như trường hợp dòng định thiên nhỏ hơn dòng ngưỡng

 Trong quá trình điều biến, mật độ hạt tải thay đổi dẫn đến chiết suất cũng thay đổi Do vậy trong quá trình điều biến biên độ trong LD luôn có sự điềubiến pha do sự thay đổi chiết suất Quá trình điều biến pha có thể được mô

tả qua phương trình sau:

34 | P a g e H o à n g M i n h T i ế n

dòng ngưỡng, hiện tượng phát xạ tự phát là chủ yếu nên điều biến pha lớn, dẫn đến hiện tượng chirp tần mạnh Đối với trượng hợp dòng định thiên lớnhơn dòng ngưỡng, hiện tượng phát xạ tự phát gần như bằng 0 nên điều biến pha nhỏ, dẫn đến hiện tượng chirp tần xảy ra nhẹ hơn so với trường hợp dòng định thiên nhỏ hơn dòng ngưỡng

3.1.3.2 Khảo sát đặc tính bộ phát quang LD sử dụng điều biến ngoài

 Xây dụng bộ phát quang LD theo sơ đồ khối như sau:

Hình 36: Sơ đồ hệ thống phát quang LD sử dụng bộ điều chế Zenhnder trên phần mềm Optisystem

Mach- Thiết lập các tham số cho mỗi khối hoạt động tại tốc độ 2,5 Gbit/s, độ dài chuỗibit bằng 32 bit, số mẫu 32 mẫu/mỗi bít

Chuỗi PRBS

Bộ tạo xung NRZ

MZM

OSA

OTDV

OSA: Máy phân tích phổ quang

OTDV: Máy hiện sóng tín hiệu quang

MZM: Bộ điều chế Mach-Zehnder Máy hiện

sóng

Bộ thu quang Rx Laser

CW

 Kiểm tra và hiệu chỉnh các tham số bộ điều chế MZM trước khi chạy mô phỏng.

 Sử dụng các khối phân tích phổ quang và máy hiện sóng tín hiệu quang và tínhiệu điện để quan sát và phân tích tín hiệu

 Chạy mô phỏng và thu thập kết quả cho phân tích đặc tính điều chế bộ phátquang trong 2 trường hợp hệ số đối xứng (symmetry factor) bằng -1 và 0

 TH1: Hệ số đối xứng ( systemetry factor) bằng 0 Ta có các kết quả mô phỏng nhưsau:

36 | P a g e H o à n g M i n h T i ế n

Hình 37: Dạng Sóng tín hiệu điện kích thích

Hình 38: Phổ của tín hiệu quang

Hình 39: Dạng sóng tín hiệu quang phát trong miền thời gian

Hình 40: Chirp tần của tín hiệu quang

38 | P a g e H o à n g M i n h T i ế n

Hình 41: Biểu đồ mẫu mắt tín hiệu thu được tại đầu thu

 TH2: Hệ số đối xứng ( symemtry factory) bằng -1 Ta có các kết quả như sau:

Hình 42: Dạng tín hiệu điện kích thích

Hình 43: Phổ của tín hiệu quang phát

Hình 44: Dạng tín hiệu quang phát trong miền thời gian

 Giải thích:

 Điện áp điều biến bộ điều chế MZ bao gồm hai thành phần là thành phần định thiên một chiều và thành phần tín hiệu xoay chiều Do đó dòng bơm cóbiên độ và tần số ổn định nên ánh sáng phát ra liên tục và ổn định

 Trong bộ điều chế MZ một điện cực, tức là hệ số đối xứng bằng -1, do điều biến được thực hiện bởi bộ điều chế MZ, do đó vẫn có sự thay đổi chiết suất Từ đó sẽ dẫn tới sự dịch pha của tín hiệu quang được tính bằng công thức sau:

Khi có dịch pha thì sẽ có xung ánh sáng sẽ có hiện tượng chirp tần Đối với trường hợp hệ số đối xứng bằng 0, tức là bọ điều chế MZ điện cực kép, sự dịch pha sẽ xảy ra ở trên cả hai nhánh của MZM nhờ 2 điện cực kích thích Tín hiệu dữ liệu kích thích hai điện cực bộ điều chế MZM có dấu đảo nhau

do đó thành phần dịch pha tại mỗi nhánh khi tổng hợp lại sẽ bị triệt tiêu, dẫn đến độ dịch pha của tín hiệu tổng bị giảm đáng kể Do đó giảm được hiện tượng chirp tần của xung ánh sáng tại đầu ra

lệ lỗi bit tăng

 Với bộ điều chế ngoài, điều chế tín hiệu quang được thực hiện bởi bộ điều chế MZM Ánh sáng do laser bơm phát ra dưới dạng sóng liên tục nên dòng ổn định, xung quang phát ra có độ ổn định cao hơn, giữ nguyên được hình dạng xung tín hiệu điện kích thích Nhờ đó tỉ lệ lỗi bit giảm

 Đối với cả hai loại điều chế tín hiệu quang, hiện tượng thay đổi chiết suất đều xảy

ra dẫn đến điều biên luôn đi kèm với điều pha, tạo hiện tượng chirp tần Tuy nhiênvới điều chế ngoài sử dụng bộ MZ điện cực kép có hệ số đối xứng bằng 0, độ dịch pha xảy ra trên cả hai nhánh nên tín hiệu tổng có độ dịch pha bị triệt tiêu Nhờ đó

sử dụng bộ MZ điện cực kép có thể khắc phục đáng kể hiện tượng chirp tần của xung ánh sáng

3.2 Bài 2:

3.2.1 Mục đích:

 Khảo sát độ nhạy bộ thu quang sử dụng thành phần diode thu quang khác nhau