Báo cáo thực hàng chuyên sâu tín hiệu 2021

Bài Tập Internet giao thức HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG BÁO CÁO THỰC HÀNH MƠN HỌC: Thực hành chuyên sâu Phần Tín hiệu Sinh viên: Nghiêm Xuân Thắng Mã SV: B17DCVT328 Lớp: D17CQVT08-B CHƯƠNG 1: DỊCH VỤ HSI 1.1 BÀI THỰC HÀNH SỐ 1: BTH-DV-HSI-01-CONFIG 1.1.1 Mục đích, u cầu • Giúp sinh viên nắm bước thông số cấu hình modem ADSL để sử dụng dịch vụ HIS • Nắm nguyên lí hoạt động lớp mạng, mơ hình lớp OSI • Lý thuyết: ➢ Tổng quan dịch vụ HIS ➢ Các thành phần mạng cung cấp dịch vụ HIS ➢ Mơ hình thực • Mơ hình thực hiện: Máy tính cài Wireshark PC1 Modem ADSL TP-LINK IPDSLAM ZXDSL 8906H Switch cisco C 3750 Miền MAN-E Máy tính cài Wireshark PC2 BRAS Router cisco C 7604 Modem FTTH TP-LINK Internet Mô hình hệ thống phịng thí nghiệm ➢ Tài khoản truy cập internet khai báo BRAS ➢ Modem bật nguồn kết nối tới IP DSLAM qua mạng cáp đồng ➢ Máy tính bật sẵn kết nối tới modem qua cáp CAT5 RJ45 1.1.2 Nội dung 1.1.2.1 Các bước thực • Bước 1: Đặt địa IP động cho máy tính để máy tính nhận IP modem cấp Nghiêm Xuân Thắng – B17DCVT328 Cài đặt IP động cho máy tính với hệ điều hành Windows • Bước 2: Truy cập vào địa modem: http:// 192.168.0.1 để cấu hình modem Truy cập vào trang quản trị router Tplink với ID Password mặc định “admin” Nghiêm Xuân Thắng – B17DCVT328 • Bước 3: Cấu hình giao diện wan với giao thức PPP/PPPoe modem để kết nối với internet với ID “h004_ftth_khanhtt” Password “nTh01m” từ nhà cung cấp dịch vụ Cấu hình giao diện wan 1.1.2.2 Kết • Giao diện wan modem nhận địa IP BRAS cung cấp 192.168.1.133 Hình Modem nhận địa IP từ BRAS • Máy tính nhận địa IP từ modem 192.168.0.100 Hình Máy tính nhận địa IP từ modem • Máy tính có khả truy cập vào internet: ping thành công đến địa trang web Nghiêm Xuân Thắng – B17DCVT328 Kết ping từ máy tính đến trang web “facebook.com” Nghiêm Xuân Thắng – B17DCVT328 CHƯƠNG 2: DỊCH VỤ MYTV 1.2 BÀI THỰC HÀNH SỐ 1: BTH-DV-MyTV-Setup 1.2.1 Mục đích, yêu cầu • Hiểu nguyên tắc hoạt động dịch vụ MyTV • Cấu hình thiết bị đầu cuối để dịch vụ MyTV hoạt động bình thường • Hiểu mơ hình tổng thể cấu hoạt động dịch vụ MyTV • Cài đặt sử dụng phần mềm Wireshark • Lý thuyết: o Tổng quan IPTV o Cấu trúc mạng cung cấp dịch vụ MyTV • Mơ hình thực hiện: o Hệ thống MyTV hoạt động ổn định sẵn sàng o Trên máy tính cài sẵn Wireshark 1.2.2 Nội dung 1.2.2.1 Các bước thực • Bước 1: Cấu hình STB o Bật STB, vào phần cấu hình cách bấm SET nhập mật “6321” o Chọn bước cấu hình: Cơ bản/Có dây/DHCP sau nhập thơng tin tài khoản o Lưu cấu hình vào khởi động lại STB • Bước 2: Bắt tin o Kiểm tra STB xem dịch vụ hoạt động bình thường hay chưa Nếu chưa, quay lại bước Trạng thái STB hoạt động bình thường Nghiêm Xuân Thắng – B17DCVT328 o Cài đặt máy tính có Wireshark nằm cáp đồng STB cách kết nối dây mạng vào máy tính, sau tiếp tục kết nối từ máy tính đến STB dây cáp khác Trên máy tính thực nối cầu hai kết nối để STB nhận liệu Thực nối cầu hai kết nối o Bật wireshark chọn hai kết nối để thực việc bắt tin o Khi STB khởi động lại thực capture với filter “bootp” dịch vụ sử dụng bình thường o Khi dịch vụ sử dụng bình thường, tiếp tục thực capture vòng phút o Sau dừng capture, click chuột phải vào gói tin chọn “Decode as”, chọn “RTP”, “Apply” Sau chọn Telephony/RPT/Show all Streams 1.2.2.2 Kết • Bắt gói tin DHCP bao gồm Discover/Offer/Request/Ack Nghiêm Xuân Thắng – B17DCVT328 o Khi STB bật lên, gửi tin DHCP Discover để phát kết nối o Khi STB phát kết nối, nhận tin Offer để hỏi xem STB có muốn kết nối hay không o STB gửi tin Request để yêu cầu kết nối o STB nhận tin Ack để xác thực thực kết nối • Thơng tin gói tin Ack o Địa IP nguồn: 10.41.184.1 o Địa IP đích: 10.41.184.224 o Loại tin DHCP: Ack o ID sever DHCP: 172.16.2.62 o IP router: 10.41.240.1 Bốn gói tin DHCP -Thơng tin tin DHCP Ack • Luồng UDP ➢ Địa IP nguồn: 123.29.128.4 ➢ Cổng nguồn: 8136 ➢ Địa IP đích: 232.84.1.27 ➢ Cổng đích: 8136 ➢ Loại tải tin: luồng MPEG-II ➢ Tổng gói tin: 12426 Nghiêm Xuân Thắng – B17DCVT328 ➢ Số gói tin bị mất: Luồng UDP 1.3 BÀI THỰC HÀNH SỐ 2: BTH-DV-MyTV-Flow 1.3.1 Mục đích, u cầu • Hiểu dạng khác nhóm dịch vụ IPTV biết flow dịch vụ Video BTV VoD • Hiểu mơ hình tổng thể cấu hoạt động dịch vụ MyTV • Cài đặt sử dụng phần mềm Wireshark • Lý thuyết: o Tổng quan IPTV o Cơ chế hoạt động IPTV o Nguyên lí hoạt động dịch vụ MyTV • Mơ hình thực hiện: o Hệ thống MyTV hoạt động ổn định sẵn sàng o CPE STB cấu hình để dịch vụ MyTV hoạt động bình thường o Trên máy tính cài sẵn Wireshark 1.3.2 Nội dung 1.3.2.1 Các bước thực • Bước 1: Bắt gói tin flow dịch vụ BTV Nghiêm Xuân Thắng – B17DCVT328 o Laptop bắt đầu bắt gói tin với filter “igmp” o STB xem kênh LiveTV khoảng phút o STB chuyển kênh Laptop ngừng bắt gói tin, lưu lại log • Bước : Bắt gói tin flow dịch vụ VoD o Laptop bắt đầu bắt goi tin với filter “rtsp” o STB phim VoD o Sau xem khoảng phút, STB tạm dừng (pause) sau tiếp tục xem o STB tiếp tục xem thêm khoảng phút dừng Ngừng bắt gói tin lưu lại log 1.3.2.2 Kết • Các tin IGMP o Đầu tiên tin Query trao đổi, sau tin Report để truy cập vào địa IP 232.84.1.238 o Khi thực chuyển kênh, tin Leave Group truyền để kết thúc truy cập vào địa IP kênh cũ 232.84.1.238 o Sau chuyển đến kênh mới, tin Report truyền tải để truy cập vào địa IP kênh 232.84.1.207 o Sau tin Query chung Các tin IGMP Nghiêm Xuân Thắng – B17DCVT328 10 Bảng Công suất thu đầu thu, BER, OSNR tương ứng với số vòng lặp, khoảng cách truyền dẫn Đường cong BER hàm khoảng cách truyền dẫn Nghiêm Xuân Thắng – B17DCVT328 49 Tham số OSNR hàm khoảng cách truyền dẫn • Như ta thấy với mức BER = 10-10 giới hạn khoảng cách hệ thống N=7 tức 7*100=700 km, OSNR tương ứng 11.8218 dB b Trường hợp tốc độ bit hệ thống 10Gbit/s • Ta có kết sau: Biểu đồ mẫu mắt tín hiệu phía thu Nghiêm Xuân Thắng – B17DCVT328 50 Bảng Tham số OSNR, công suất thu, BER theo số vòng lặp Đường cong BER hàm khoảng cách truyền dẫn Tham số OSNR hàm khoảng cách truyền dẫn Nghiêm Xuân Thắng – B17DCVT328 51 • Như mức BER= 10-10, Giới hạn khoảng cách truyền dẫn tương ứng với số vòng lặp khoảng N=3 3*100=300 km, Tham số OSNR tương ứng 17,1814 dB 3.3.3.3 Nhận xét, giải thích • Ở trường hợp sử dụng sợi đơn mode chuẩn, BER tăng nhanh qua vòng lặp có khuếch đại EDFA bù cơng suất bị tiêu hao sợi đơn mode chuẩn Lí tượng tán sắc xảy khơng có biện pháp để bù tán sắc Bên cạnh công suất nhiễu khuếch đại tăng lên qua vịng lặp, từ dẫn đến BER tăng nhanh • Ở trường hợp thứ hai có sử dụng thêm sợi DCF có tham số điều chỉnh cho phép chiều dài 20 km bù hoàn toàn tán sắc sợi đơn mode chuẩn có chiều dài 80 km Giá trị BER tốt hẳn so với trường hợp không bù tán sắc Tuy nhiên BER vẫn tăng qua vòng lặp công suất tạp âm EDFA nhiều so với trường hợp đầu có hai EDFA • Ở trường hợp thứ ba sử dụng sợi DCF để bù tán sắc giống trường hợp với tốc độ bit cao Khi tốc độ bit cao hơn, thành phần bước sóng ngắn phổ tín hiệu có vận tốc nhóm cao thành phần bước sóng dài Do trước thành phần bước sóng dài nhanh hơn, vượt phạm vi khe thời gian nó, dẫn đến tượng tán sắc mạnh Ngồi tốc độ bit tăng ảnh hưởng đến độ nhạy bên phía máy thu Do trường hợp có BER cao so với trường hợp thứ hai có tốc độ bit thấp 3.4 Bài 3.4.1 Mục đích • Khảo sát hệ thống truyền dẫn quang ghép kênh theo bước sóng WDM 3.4.2 u cầu • Xây dựng hệ thống truyền dẫn quang WDM khảo sát hiệu hệ thống 3.4.3 Nội dung 3.4.3.1 Khảo sát hiệu hệ thống truyền dẫn quang WDM xác định cơng suất phát tối ưu • Xây dựng hệ thống WDM theo sơ đồ Nghiêm Xuân Thắng – B17DCVT328 52 Bộ phát quang chặng (span) 1 4 Bộ ghép bước sóng 4x1 Bộ phát quang x N lần SSMF EDFA Bộ tách bước sóng 1x4 1 4 DCF EDFA Bộ thu quang Bộ phân tích BER Bộ thu quang Bộ phân tích BER Sơ đồ hệ thống phần mềm Optisystem • Ta thiết lập tham số sau: o kênh bước sóng khoảng cách 100 GHz, kênh có tốc độ 20 Gbits/s o Độ dài chuỗi bit 128 bit, số mẫu 64 mẫu bit Thiết lập số vòng lặp N = 10 o Sợi quang SSMF có độ dài 80 km, hệ số suy hao 0,2 dB/km Nghiêm Xuân Thắng – B17DCVT328 53 o Bộ khuếch đại EDFA bù xác cơng suất bị suy hao Vì dây SSMF có tổng suy hao 0,  80 = 16 dB Như EDFA có hệ số khuếch đại G = 16 dB o Sử dụng dây DCF bù tán sắc hồn tồn dây SSMF trước có chiều dài 20 km, hệ số suy hao 0,2 dB/km diện tích hiệu dụng 20 µm2 o Vì dây DCF cho phép bù hoàn toàn tán sắc dây SSMF nên ta có hệ số tán −80 16, 75 = −67 độ dốc tán sắc 20 D −67 dây DCF S2 = − S1 = −0, 075  = 0,3 D1 16, 75 sắc dây DCF D2 = − L1.D1 / L2 = o Hệ số nhiễu hai EDFA NF = dB o Để đảm bảo hiệu tốt cho hệ thống, đặt giá trị băng thông hai MUX/DEMUX 20 GHz o Bốn laser bơm bốn nguồn quang có cơng suất -4 dBm ✓ Chạy giá trị công suất bơm nguồn quang từ -4 dBm đến dBm • Ta có kết sau: Phổ tín hiệu quang phát Nghiêm Xuân Thắng – B17DCVT328 54 Phổ tín hiệu quang đầu thu Xung tín hiệu đầu phát quang Nghiêm Xuân Thắng – B17DCVT328 55 Xung tín hiệu đầu thu Cơng suất đầu thu Nghiêm Xuân Thắng – B17DCVT328 56 Mẫu mắt tín hiệu thu kênh Mẫu mắt tún hiệu thu kênh Nghiêm Xuân Thắng – B17DCVT328 57 Mẫu mắt tín hiệu thu kênh Mẫu mắt tín hiệu quang thu kênh Nghiêm Xuân Thắng – B17DCVT328 58 Giá trị BER kênh tham số OSNR đầu thu tương ứng với suất phát • Dựa vào bảng ta thấy kênh tồi kênh 3, kênh tốt kênh Đường cong BER hàm công suất kênh tồi • Như công suất phát tối ưu cho hệ thống công suất phải đảm bảo cho kênh tốt kênh có mức BER= 10-6, suy công suất phát tối ưu cho hệ thống 2.75 dBm, Tham số OSNR tương ứng 18.9636 dB 3.4.3.2 Khảo sát hiệu hệ thống truyền dẫn quang WDM xác định giới hạn khoảng cách truyền dẫn o Sử dụng cấu hình hệ thống tương tự phần trên, thiết lập công suất mức tối ưu hiệu chỉnh tham số vịng lặp trước chạy mơ Nghiêm Xuân Thắng – B17DCVT328 59 o Chạy mô thu thập kết khoảng cách tuyến truyền dẫn khác (bằng cách thay đổi số chặng hay số vòng lặp tuyến) o Vẽ đường cong BER tham số OSNR hai kênh tốt tồi hàm khoảng cách truyền dẫn xác định giới hạn khoảng cách OSNR hệ thống mức BER = 10-10 hai tốc độ khác o Thiết lập công suất phát tối ưu cho hệ thống -2dBm, số vòng lặp tuyến thay đổi từ đến • Ta có kết sau: Giá trị BER OSNR tương ứng với số lần lặp tuyến • Từ bảng ta thấy kênh tốt kênh kênh 3, kênh tồi kênh kênh BER hàm khoảng cách truyền dẫn kênh Nghiêm Xuân Thắng – B17DCVT328 60 BER hàm khoảng cách truyền dẫn kênh Nghiêm Xuân Thắng – B17DCVT328 61 BER hàm khoảng cách truyền dẫn kênh BER hàm khoảng cách truyền dẫn kênh OSNR theo khoảng cách truyền dẫn Nghiêm Xuân Thắng – B17DCVT328 62 Từ ta rút ra: Kênh tồi kênh 2, mức BER =10-10 khoảng cách truyền dẫn tối thiểu ứng với số vòng lặp 200 km OSNR tương ứng 22.2891 dB 3.4.3.3 Nhận xét giải thích • So với hệ thống đơn kênh, hệ thống WDM có nhiều điểm khác biệt yếu tố ảnh hưởng thay đổi • Do BER thay đổi vòng lặp không nhiều tăng giảm thất thường Tuy nhiên nhìn chung tham số BER vẫn tăng khoảng cách truyền dẫn tăng • Ưu điểm hệ thống WDM cho phép tăng dung lượng hệ thống Trong trường hợp cho phép truyền kênh với tốc độ 20Gbit/s với khoảng cách truyền dẫn tối đa 200 km mà vẫn cho BER mức chấp nhận với kênh tồi Nghiêm Xuân Thắng – B17DCVT328 63 ... Thắng – B17DCVT328 21 Phổ tín hiệu quang Dạng sóng tín hiệu quang phát miền thời gian Nghiêm Xuân Thắng – B17DCVT328 22 Chirp tần tín hiệu quang Biểu đồ mẫu mắt tín hiệu thu đầu thu Nghiêm Xuân... factory) -1 Ta có kết sau: Dạng tín hiệu điện kích thích Phổ tín hiệu quang phát Nghiêm Xuân Thắng – B17DCVT328 24 Dạng tín hiệu quang phát miền thời gian Chirp tần tín hiệu quang phát Nghiêm Xuân... Gbit/s • Ta có kết sau: Tín hiệu điện kích thích Nghiêm Xuân Thắng – B17DCVT328 45 Phổ tín hiệu quang phát Nghiêm Xuân Thắng – B17DCVT328 46 Phổ tín hiệu quang đầu thu Xung tín hiệu quang đầu thu