Hệ thống truyền số

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI T Ê N ĐỂ TÀI HỆ THỐNG TRUYỀN s ố DIGITAL TRANSMISSION SYSTEM M Ã SỐ: Q G 98.04 Chủ trì đề tài: PGS.TS Nguyễn Kim Giao Cán tham gia đề tài: GS Nguyễn Văn Ngọ PGS.TS Vũ Như Cương ThS Nguyễn Quốc Tuấn j~ ThS Chử Văn An ThS Nguyễn Văn Cương HÀ NỘI 2003 ! V, D T /Ì^ BÁO CÁO TÓM TẮT Tên đề tài: Hệ thống truyền số Digital transmission system Mã sơ : QG08.04 C hủ trì đề tài : Nguyễn Kim Giao Cán phối hợp chính: • GS Nguyễn Văn Ngọ • PGS.TS Vũ Như Cương • ThS.Nguyễn Quốc Tuấn • ThS Chử Văn An • ThS Nguyền Văn Cương Mục tiêu nội dung nghiên cứu: 1.1 Mục tiêu dề tài: Xây dựng hệ thống truyền số qua cáp quang dùng để kết nối trao đổi thơng tin hai mạng máy tính cục phục vụ trực tiếp cho công tác đào tạo công nghệ thông tin Khoa Công Nghệ Điện Tử Viễn Thơng ĐHQG HN Nội dung nghiên cứu gồm: • Phát Laser, điều chế Laser • Thu laser, giải điều chế laser • Chế tạo interíace điểu khiển hệ thống truyền sơ' • Viết chương trình phần mềm điều khiển hệ thống truyền tin qua cáp quang 1.2 Nội dung nghiên cứu đề tài Đề tài triển khai thực từ tháng 4-1998, đến tháng 5-1999 thực mục tiêu nội nghiên cún đề tài Chúng thực nội dung nghiên cứu sau đây: 1.2.1 Xây dựng hệ thống truyền sô qua cáp quang Chúng xây dựng hệ thống truyền sô' qua cáp quang đa mode gồm k h ố i: Phát Laser, điều chê' Laser Thu laser, giải điều chế laser Máy phát laser dùng điơt laser bước sóng 850nm phịng thí nghiệm laser bán dẫn viện Khoa Học Vật liệu thuộc TTKHTN CNQG chế tạo Điều chế laser dùng phương pháp điẻu chế xung Dữ liệu chuyển thành dạng xung có biên độ sườn xung tuân theo chuẩn lôgic TTL Thu laser dùng photo điốt xung điện thu sau tách sóng quang chuấn hoá biên độ sườn xung tuân theo chuẩn lơgíc TTL Cả hai khối, phát điểu chế laser, thu laser giải điều chế laser tích hợp thiết bị có tính Modem Hệ thống ghép nối với máy vi tính qua cổng RS232 dùng để truyền liệu hai máy tính qua cáp sợi quang Dữ liệu từ máy tính qua cổng RS232 chuyển đổi thành xung điện theo chuẩn lơgic TTL Hình ảnh chụp thiết bị hệ thống truyền sơ' qua cáp quang Hình Hệ thống dùng để sinh viên, học viên cao học nghành điện tử viễn thông thực hành làm luận văn tốt nghiệp Xây dựng phần mềm điều khiển thiết bị Đã có sinh viên học viên cao học làm luận án cử nhân luận án thạc sỹ hệ 1.2.2 Nghiên cứu triển khai kỹ thuật đo kiểm công nghệ truyền dẫn phán cấp sô đồng SDH dùng thông tin quang Công nghệ truyền dẫn phân cấp số đồng SDH (Synchronous) công nghệ truyền dẫn số đại dùng xa lộ thông tin tốc độ cao Công nghệ áp dụng mạng viễn thông Việt Nam Trên đường trục cáp quang Bắc-Nam, nhờ ứng dụng công nghệ tốc độ luồng đạt đến 2,5 Gb/s Những nghiên cứu thuộc chuyên để giúp cho cán tham gia đề tài tiếp cận công nghệ thuộc lĩnh vực viễn thông, hướng dẫn luận văn sinh viên, trang bị cho sinh viên kiến thức tổng quan vể kiến trúc hệ thống viẻn thông số đại, nắm bất khâu kỹ thuật công nghệ truyền thông số đại 1.2.3 Nghiên cứu phương pháp xử lý tín hiệu, điêu ch ế giải điều chê tín hiệu dùng truyền dẫn số Đã nghiên cứu chế tạo biến đổi ADC DAC ghép nối với vi tính Các biến đổi chế tạo thành hai loại: • Card biến đổi ADC, DAC ghép nối với máy vi tính Card cài đặt khe cắm PCI máy vi tính Đã chế tạo card loại viết chương trình điều khiển card ghép nối xử lý tín hiệu dùng đo lường điện tử truyền thông số • Bộ biến dổi ADC, DAC nằm thiết bị điện tử ghép nối với máy vi tính thơng qua thông qua cồng máy in LPT1 Đã viết chương trình điều khiển thiết bị Chương trình viết ngôn ngữ pascal kết hợp với hợp ngữ Assemble ngôn ngữ Delphi Chúng nghiên cứu phương pháp điều chế giải điều chế tín hiệu truyền thông số Trong bối cảnh khoa Công Nghệ Điện Tử Viễn Thông thành lập,các thiết bị dùng để thực tập nghiên cứuthiếu thốn, đế triển khai nhiệm vụ nghiên cứu đề tài, phải nghiên cứu thiết kế chế tạo thiết bị dùng cho nghiên cứu điều chế giải điều chế tín hiệu truyền thơng số Chúng tơi thiết kế chế tạo thiết bị dùng cho nghiên cứu điều chế truyền thơng số sau đây: • Von kế số kết hợp nguồn ni chiều • máy phát điều khiển số ghép nối với vi tính • thiết bị tổ hợp tần số ghép nối vi tính Sơ đồ khối máy phát điều khiển số trình bày hình 2, bao gồm DAC máy phát điều khiển điện áp v c o (Voltage controlled oscillator) Điện áp điều khiển lấy từ điện áp lối DAC, ADC có tác dụng giám sát hoạt động máy phát Bộ tạo dạng sóng dùng để tạo dạng sóng khác lối Các khối chức ghép nối với cảng vào máy tính theo theo đường bus điều khiển, liệu trạng thái Sơ đồ n°uyên lý thiết bị tham khảo tài liệu /1/ Với mơ hình dạng tín hiệu tạo phần cứng, máy tính thực chức điéu khiển , giám sát mô hoạt động máy phát Sinh viên K40 khoá sinh viên khoa Công Nghệ Điện Tử Viễn Thông xử dụng thiết bị để làm thực tập làm luận văn tốt nghiệp Xây dựng phần mềm điều khiển thiết bị Hình ảnh chụp ba loại thiết bị kể chế tạo để tiến hành nghiên cứu truyền dẫn số Hìnli c ác thiết bị dùng đ ể nghiên cứu truyền dẫn số Kết nghiên cứu 2.1 Kết khoa học: Một phần nội dung nghiên cứu đề tài công bố báo : Nguyễn Kim Giao, Phạm Phi Hùng Máy phát điều khiển s ố lập trình mỏ Tạp Chí Khoa Học Cơng Nghệ TTKHTN CNQG tập XXXIX.5.2001, Tr 18-24 Đã viết giáo trình chuyên khảo : Mạng tích hợp số đa dịch vụ ISDN (đã ghi đĩa CD) 2.1 Kết đào tạo Theo nội dung nghiên cứu đề tài, hướng dẫn luận văn thạc sỹ khoa học, 20 luận văn trình độ cử nhân, Các đê tài luận văn thạc sỹ đẫ hướng dẫn: Hệ điều khiển số Chuyên nghành Vật lý vô tuyến Mã số: 01.02.05 Người thực hiện: Phạm Văn Khiêm Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Kim Giao Thiết kế xây dựng điều khiển công suất quang Chuyên ngành: Kỹ thuật vô tuyến điện tử thông tin liên lạc Mã số: 2.07.00 Người thực hiện: Chử Đức Trình Giáo viên hướng dẫn; Nguyễn Kim Giao Các đề tài luận văn tốt nghiệp đại học chuyên nghành công nghệ điện tử viễn thông đ ã hướng dẫn: Điều chế tín hiệu truyền thơng số Người thực hiện: Nguyễn Minh Quân Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Kim Giao Lập trình điều khiến truyền dẫn số cáp quang Người thực hiện: Phạm Đức Hoạt Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Kim Giao Truyền dẫn quang Điều khiển phát thu laser ghép nối máy tính Người thực hiện: Nguyễn Vãn Mậu Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Kim Giao Lập trình mơ điều khiển thiết bị ứng dụng nghiên cứu truyền thông số Người thực hiện: Đỗ Vãn Lực Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Kim Giao Mạng truyền dẫn SDH Kỹ thuật đo kiểm giám sát mạng Người thực hiện: Nguyễn Việt Phương Giáo viên hướng dân: Nguyễn Quốc Tuấn Mạng quang SONET Người thực : Đặng Việt Hà Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Kim Giao Nguyên lý hoạt động hệ thống SDH ứng dụng công nghệ SDH công ty Viễn Thông liên tỉnh Người thực : Hà thị Thuý Hằng Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Kim Giao Công nghệ truyền dẫn SDH Người thực : Nguyễn Thế Dũng Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Kim Giao Nghiên cứu giao diện điện quang card mạng ETHERNET đường truyền dẫn quang Người thực : Ngơ Quang Hồ Giáo viên hướng dẫn : Nguyễn Quốc Tuấn 10 Lập trình mạng máy tính vấn đề xác định tuyến truyền tin mạng Người thực : Đinh Trọng Hiếu Giáo viên hướng dẫn : Nguyễn Quốc Tuấn 11 Quản trị lưu lượng mạng máy tính Người thực : Vũ Đức Hiệp Giáo viên hướng dẫn : Nguyễn Quốc Tuấn 12 TCP/IP giao thức chuẩn mạng INTERNET phát triển số ứng dụng Người thực : Nguyễn Minh Tuấn Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Kim Giao Lương Minh Vỹ 13 Kĩ thuật tổ hợp tần số Người thực : Phạm Phi Hùng Giáo viên hướng dẫn : Nguyễn Kim Giao 14 Điều chế tín hiệu số Người thực : Vũ Thế Vinh Giáo viên hướng dẫn : Nguyễn Vãn Cương 15 Phát trộn giải trộn mã giả ngẫu nhiên Người thực : Đặng Ngọc Khuê Giáo viên hướng dẫn : Nguyễn Văn Cương 16 Giải điều chế ASK, FSK Người thực hiện: Lẽ Trung Dũng Giáo viên hướng dẫn: Chử Văn An 17 Máy phát xung đồng hổ lMHz-10MHz & khảo sát truyền âm dùng kỹ thuật PCM sợi quang Người thực hiên: Nguyễn Thị Huyền Giáo viên hướng dần: Vũ Như Cương 18 Bộ đếm số liệu đếm bit lỗi : Người thực hiện: Nguyễn Chí Kiên Giáo viên hướng dẫn: Vũ Như Cương 19 Máy phát xung đồng hồ máy phát giả ngẫu nhiên mơ hình hệ truyền dẫn quang Người thực hiện: Trịnh Công Căn Giáo viên hướng dẫn: Vũ Như Cương 20 Tim hiểu mã đường thông tin quang Người thực hiện: Nguyễn thành Hiếu Giáo viên hướng dẫn: Vũ Như Cương 2.3 Các kết ứng dụng Các thiết bị chế tạo sản phẩm đề tài góp phần tăng cường sơ vật chất phục vụ nghiên cứu khoa học đào tạo: • Hệ thống thiết bị truyền số qua cáp quang • Các thiết bị nghiên cứu điều chế số truyền dẫn số Khoa Công Nghệ Điện Tử Viễn Thông thành lập, thiết bị thí nghiệm cịn thiếu thốn Các thiết bị chế tạo phục vụ kịp thời công tác đào tạo khoa Công nghệ ĐTVT Các sinh viên học viên cao học tiến hành thí nghiệm thực đề tài luận văn tốt nghiệp thiết bị Kinh phí Kinh phí đề tài 50 triệu đồng Số kinh phí dùng đê’ mua linh kiện vật tư chế tạo thiết bị nghiên cứu hết 35 triệu Chi phí th khốn chun mơn hỗ trợ sinh viên thực thi đề tài luận án, trả thù thù lao cho cán tham gia để tài 15 triệu.Tất cá khốn chi phí nêu tốn đề tài với Phịng Tài Vụ trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên vào tháng 5-1999 Nhận xét đánh giá kết đề tài Đối chiếu với mục tiêu nội dung nghiên cứu đề tài năm 19981999 chúng tơi hồn thành tốt mục tiêu nhiệm vụ nghiên cứu đặt mặt triển khai nghiên cứu, triển khai ứng dụng kết nghiên cứu Kết hợp công tác nghiên cứu với công tác đào tạo đại hoc, sau đại học, tự tạo Các kết nghiên cứu, sản phẩm đề tài đưa vào ứng dụng, phục vụ trực tiếp công tác đào tạo nghiên cứu khoa học Qua đề tài nhạn thức rõ cấu trúc mạng viễn thông số đại hình thành ý tưởng xây dựng mạng viễn thơng số tích hợp đa dịch vụ ISDN trường để sinh viên thực hành tìm hiểu công nghệ truyền thông số đại Ý tưởng triển khai thực bước một, kế hoạch xây dựng phịng thí nghiệm viễn thông đại đề tài nghiên cứu mạng số đa dịch vụ ISDN, đề tài đặc biệt cấp Đại học Quốc Gia Hà Nội, PGS Nguyễn Khang Cường chủ trì Hà nội ngày tháng năm 2003 Chủ trì đề tài Cơ quan chủ trì CHÙ NHIỆM KHOA PGS.TS Nguyễn Kim Giao GS.VS.^Ỳauvèịi Ờ^ổo&u SUM M ARY REPORT PROJECT TITLE: DIGITAL TRANSM ISSION SYSTEM PROJECT CODE: QG Project ieader: Prof., Dr Nguyen Kim Giao P rojectteam : ■ ■ • ■ I Prof Nguyen Van Ngo Prof., Dr Vu Nhu Cuong MSc Nguyen Quoc Tu an MSc Chu Van An MSc Nguyen Van Cuong OBJECTIVES AND RESEARCH CONTENT 1.1 Objectives Set up a digital transmission system on optic fiber for communication between two local Computer netvvorks tortraining purpose in the Faculty of Technology, Hanoi National University Research content: ■ 1.2 Laser transmission and modulation Laser detection and de-modulation Manuíacturing interfaces to monitor the digital transmission system Developing software to control the optic fiber digital transmission system Project implementation The project started in April 1998 To May 1999, major objectives and research content of the project were reached The following issues have been studied: 1.2.1 Setting up the digital transmission system on optic fiber The multimode digital transmission system on optic fiber consists of the following blocks: ■ Laser generation/modulation Laser detection/de-modulation The laser generator uses 850nm laser diode made by the Semi-conductivity Laboratory, Institute of Materials Science, National Center of Natural Sciences and Technology Laser modulation is realized by pulse modulation method Data is transformed into pulse of TTL logic Laser detection is realized by photo diode Electric pulse obtained from the optic wave separator will be standardized in terms of amplitude and slope in accordance to TTL logic Both laser generation/ modulation and laser detection/de-modulation blocks are integrated in a device which operates as a modem The system links to Computer through port RS232 that is used for data transmission Via optic fiber b'etween two computers Data from Computer through port RS232 will be transformed into TTL logic electric pulses 1.2.2 studying to apply measuring technique in synchronous digital hierarchy (SDH ) used in optic communication Synchronous Digital Hierarchy (SDH) is a modern digital transmission technology used on back-bone of digital transmission networks Thanks to this technology, comm unication highways are created The technology has been applied on telecomm unication netvvork in Vietnam On the north - South optic fiber backbone, the line rate reaches 2.5 Gb/s by using this technology B ộ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯÒNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC T ự NHIÊN PHẠM VĂN KHIÊM HỆ ĐIỂU KHIỂN SỐ Chuyên nghành: VẬT LÝ VÔ TUYẾN MÃ SỐ: 01.02.05 LUẬN VĂN THẠC s ĩ KHOA HỌC TOÁN LÝ Người hướng dẫn: PGS.TS NGUYEN KIM GIAO H À N Ộ I -1 9 Đ Ạ I H Ọ C Q U Ố C G IA H À NỘI KHOA CƠNG NGHỆ Chử Đức Trình T H IẾ T K Ê VÀ XÂY DỤNG BỘ ĐIỂU KHIỂN công SU Ấ T LASER GHÉP N ố i VỚI M ÁY TÍNH C huyên ngành : KỸ THUẬT v TUYỂN ĐIỆN TỬVÀ THƠNG TIN LIÊN LẠC M ã số : 2.07.00 LUẬN VÃN THẠC s ĩ KHOA HỌC NGUỜI HUỔNG DẪN KHOA HOC PGS.TS Nguyễn Kim Giao Hà nội - 2002 Đại học Quốc Gia Hà Nội Trường Đại học Khoa học Tự Nhiên Khoa Công nghệ Điện tử - Viễn thông LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Đề tài: MỌNG TRUVCN DÃN SDH K Ỹ THUẬT ĐO KIỂM VÀ GIÁM SÁT Sinh viên thực hiện: Nguyễn V iệt Phương G iáo viên hướng dẫn: Thạc Sỹ Nguyễn Q uốc Tuấn G iáo viên phản biện: PGS PTS Vũ Như Cương |!ĩ«i i ỉ* ' í ặ B ^ V*'>y;ôi rt V ý' -4if < l; ã ■ ■■■■ý Ví?Ạ- -r 'ịýỂỊ&l- V ■• ' ■ 'r.Ịv.LĨỊ* t ••i: PHIẾU ĐẢNG KÝ KẾT QUẢ NGHIÊN c ứ u KH - CN Tên đề tài: Mã số: Tiếng việt: Hệ thống truyền số Tiếng Anh: Digital Transmission System QG98.04 Cơ quan quản lý đề tài: Đại học Quốc gia Hà Nội Địa chỉ: 144, đường Xuân Thủy, Cầu Giấy, Hà Nội Điện thoại: 8340564 Cơ quan chủ trì đề tài: Khoa Cơng Nghệ, Đại Học Quốc gia Hà Nội Địa chỉ: 144, đường Xuân Thủy, Cầu Giấy, Hà Nội Điện thoại: 7680461 Tổng chi phí thực chi: 50.000.000 đồng (năm mươi triệu đồng) Trong đó: - Từ ngân sách nhà nước: 100% Thời gian nghiên cứu: 24 tháng Thời gian bắt đầu: 8/1998 Thời gian k ết thúc: 8/2000 Tên cán phối hợp nghiên cứu: Chủ trì đề tài : PGS.TS N guyễn Kim Giao Những người tham gia: GS Nguyễn Văn Ngọ Khoa Công Nghệ ĐHQGHN PGS TS Vũ Như Cương Khoa Công Nghệ ĐHQGHN Th.s N°uyễn Quốc Tuấn Khoa Công Nghệ ĐHQGHN Th s Chư Văn An Khoa Công Nghệ ĐHQGHN ThS Nguyễn Văn Cương Khoa Công Nghệ ĐHQGHN Số đăng ký đề tài Số chứng nhận đăng ký KQNC Ngày Ngày Bảo mật A phổ biến rộng rãi B Phổ biến hạn chê c Báo mật Tóm tắt kêt nghiên cúu: Đã xây dựng hệ thống truyền số qua cáp sợi quang dùng để kết nối trao đổi thông tin hai mạng máy tính Hệ thống gồm khối phát diều chế laser, thu laser giải điểu che laser tích hợp thiết bị có tính Modem quang Hệ thông đước ghep nối vói vi tinh, điêu khiên hệ thống lập trình vi tính Phần mềm đươc viết bàng ngơn ngữ lập trình Pascal Delphi r Đã nghiên cứu phương pháp xử lý tín hiệu, điều chế giải điều chế tín hiệu dùng truyền dẫn số Nghiên cứu phương pháp đo kiểm dùng công nghệ truyền dẫn phân cấp sô' đồng SDH Sinh viên học viên cao học khoa Công nghệ ĐHQGHN tiến hành thí nghiệm thực để tài luận vãn, tốt nghiệp hệ thống truyền số Kiến nghị quy mô đôi tượng áp dụng kết nghiên cứu : Đề nghị tiếp tục nghiên cứu phát triển quy mô hệ thống này, xây dựng hộ thống trờ thành mơ hình mạng viễn thơng sơ' tích hợp Tích hợp mạng, tích hợp dịch vụ viễn thơng tiên tiến mạng viễn thông số đại Một mơ hình mạng đáp ứng đựơc sờ hạ tầng công nghệ truyền thông số phục vụ đào tạo công nghệ thông tin, công nghệ điện tứ viền thông trường đại học Chức vu Thủ trưỏng quan Chủ tịch Hội đồng Thú trưóng quan đánh giá thức quản lý đề tài chủ trì đề tài Chủ nhiệm đề tài Họ Nguyễn Kim Giao tên Tiến sĩ Tiến sĩ khoa học ^ V / Cti d ó (ncw íù ĨU n t ì k ỉ ICC, /uxTí;.:::- m ề ^ ^ í b ế v \ • i' ; Đóng dấu Giáo sư ,Viện sĩ Ỵhxịnẹ '■ ậ \ Ký tên Phó giáo sư H x tr i Ạ n ị V r ; rQyV4Ịỷ> fHọc hàm Học vi Nguyễn Vãn Hiệu LAN km m ^ cl ... đề tài sau đây: X ây dựng hệ thống truyền số qua cáp quang 1.1 Thiết k ế phần cứng hệ thống Chúng xây dựng hệ thống truyền số qua cấp quang đa mode Sơ đồ khối phần cứng hệ trình bày hình la CLurềađổỉ... phát triển hệ thống viễn thơng hệ thống phải hồn tồn số hố, dùng công nghệ truyên dẫn số để truyền dẫn thông tin Các mạng đảm nhiệm dịch vụ viễn thông khác tích hợp hội tụ thành mạng thống mạng... sỹ hệ 1.2.2 Nghiên cứu triển khai kỹ thuật đo kiểm công nghệ truyền dẫn phán cấp sô đồng SDH dùng thông tin quang Công nghệ truyền dẫn phân cấp số đồng SDH (Synchronous) công nghệ truyền dẫn số