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 THƠNG

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


HỌC VIỆN HÀNG KHÔNG VIỆT NAM
KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

BÁO CÁO KẾT THÚC HỌC PHẦN
THÍ NGHIỆM KỸ THUẬT VIỄN THƠNG
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 bằng số:

Điểm bằng chữ:

(Quy định về thang điểm và lấy điểm tròn theo quy định của Học viện)
Tp. Hồ Chí Minh, ngày

tháng

năm 20…

GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN
(Ký và ghi rõ họ tên)

MỤC LỤC


PHẦN 1. BÁO CÁO 3 BÀI THÍ NGHIỆM HƯỚNG DẪN..............................1
1.1 Báo cáo bài thí nghiệm số 1......................................................................1
1.2 Báo cáo bài thí nghiệm số 2......................................................................7
1.3 Báo cáo bài thí nghiệm số 3....................................................................13
PHẦN 2. BÁO CÁO 2 BÀI THÍ NGHIỆM TỰ CHỌN..................................23
2.1 Báo cáo bài thí nghiệm mơ phỏng tín hiệu số bằng cáp quang...............23
2.2 Báo cáo bài thí nghiệm mơ phỏng mã hóa và giải mã Manchester.........26


DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1.1: Xây dựng hệ thống đơn kênh quang...................................................1
Hình 1.1.2: Thiết lập thơng số cho hệ thống đơn kênh quang...............................2
Hình 1.1.3: Phổ trước và sau khi qua sợi quang....................................................3
Hình 1.1.4: Cơng suất đầu vào và đầu ra sợi quang...............................................3
Hình 1.1.5: Đồ thị BER của thiết bị đo BER Analyzer.........................................4
Hình 1.1.6: Biểu đồ mắt của thiết bị đo BER........................................................4
Hình 1.1.7: Lựa chọn số lần quét...........................................................................5
Hình 1.1.8: Thực hiện quét từ -10dBm đến 10dBm..............................................5
Hình 1.1.9: P và Min log of BER...........................................................................6
Hình 1.1.10: P và Q-Factor....................................................................................6
Hình 1.2.1: Xây dựng hệ thống thơng tin quang WDM........................................7
Hình 1.2.2: Tần số các kênh trong bộ ghép kênh WDM.......................................8

Hình 1.2.3: Tần số các kênh trong bộ tách kênh WDM.........................................9
Hình 1.2.4: Phổ của tín hiệu trước khi truyền......................................................10
Hình 1.2.5: Phổ của tín hiệu sau khi truyền.........................................................10
Hình 1.2.6: Đồ thị BER của thiết bị đo BER......................................................11
Hình 1.2.7: Thực hiện quét từ -20dBm đến 20dBm............................................12
Hình 1.2.8: Min log of BER sau khi quét............................................................12
Hình 1.3.1: Sơ đồ hệ thống..................................................................................14
Hình 1.3.2: Thơng số truyền dẫn..........................................................................15
Hình 1.3.3: Tần số các kênh trong bộ ghép kênh WDM.....................................16
Hình 1.3.4: Các thiết bị đo...................................................................................17
Hình 1.3.5: Chạy mơ phỏng.................................................................................18
Hình 1.3.6: Hiển thị cơng suất quang...................................................................18
Hình 1.3.7: Phân tích phổ quang trước và sau truyền..........................................19
Hình 1.3.8: Phân tích BER= 10^-12 tại bước sóng 1550nm................................19


Hình 1.3.9: Thiết lập bước sóng 1310nm............................................................20
Hình 1.3.10: Phân tích BER= 10^-12 tại bước sóng 1310nm..............................20
Hình 2.1.1: Xây dựng hệ thống truyền tín hiệu số bằng 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 và sau khi qua sợi quang..................................................25
Hình 2.1.4: Tín hiệu đầu vào và đầu ra sợi quang...............................................25
Hình 2.2.1: Xây dựng hệ thống mã hóa và giải mã Manchester..........................26
Hình 2.2.2: Thiết lập thơng số cho hệ thống mã hóa và giải mã Manchester......28
Hình 2.2.3: Tín hiệu xung clock và digtal trước khi mã hóa...............................29
Hình 2.2.4: Tín hiệu digital sau khi mã hóa.........................................................29
Hình 2.2.5: Tín hiệu digital trước và sau khi được qua bộ giải mã Manhester....30


PHẦN 1.

BÁO CÁO 3 BÀI THÍ NGHIỆM HƯỚNG DẪN

1.1 Báo cáo bài thí nghiệm số 1
*Tên bài: Mơ phỏng 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
các thông số như 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: bộ tạo tín hiệu digital
+ NRZ pulse Generator: bộ tạo xung NRZ
+ CW Laser: nguồn sáng liên tục Continous Wave
+ Mach-Zehnder Modulator: bộ điều chế
- Bộ truyền dẫn:

1


+ Optical Fiber: dây cáp quang dài 100km
- Bộ thu quang:
+ Photodetector PIN: bộ thu quang
+ Low Pass Bessel Fiber: bộ lọc thông thấp
Bước 2: Sử dụng phần mềm Optisystem xây dựng mơ hình mơ phỏng hệ thống
thơng tin quang đơn kênh theo phương án đã thiết kế.
Lưu ý: các tham số tồn cục (global parameters để mơ phỏng) được thiết lập như

sau
- Tốc độ bit : 2.5 Gbit/s
- Chiều dài chuỗi : 128 bits
- Số mẫu trong 1 bit: 64

Hình 1.1.2: Thiết lập thơng số cho hệ thống đơn kênh quang
Bước 3: Đưa các thiết bị đo vào mô hình mơ phỏng. Các thiết bị đo trên tuyến
được đặt tại các vị trí phù hợp để xác định được chất lượng và dạng tín hiệu tại
các điểm cần thiết trên tuyến.
- Thiết bị đo công suất quang
- Thiết bị phân tích phổ quang
2


- Thiết bị đo BER
Bước 4: Chạy mô phỏng
Bước 5: Hiển thị kết quả mô phỏng bằng các thiết bị đo đặt trên tuyến

Hình 1.1.3: Phổ trước và sau khi qua sợi quang

Hình 1.1.4: Cơng suất đầu vào và đầu ra sợi quang

3


Hình 1.1.5: Đồ thị BER của thiết bị đo BER Analyzer

Hình 1.1.6: Biểu đồ mắt của thiết bị đo BER
Bước 6: Lựa chọn một tham số nào đó của phần tử trong thiết kế để thực hiện
quét tham số

Lựa chọn tham số Công suất của laser quét tham số:
Total iteration: 15 và Current iteration: 10
4


Hình 1.1.7: Lựa chọn số lần quét

Hình 1.1.8: Thực hiện quét từ -10dBm đến 10dBm
Report giữa công suất P và Min log of BER, P và Q-Factor:

5


Hình 1.1.9: P và Min log of BER

Hình 1.1.10: P và Q-Factor
*Nguyên lý của hệ thống: Sử dụng nguồn phát CW laser và bộ tạo bit ngẫu
nhiên đi qua máy phát xung NRZ, điều chế qua Mach-Zehnder Modulator rồi
truyền qua sợi quang. Ta thu nhận được tín hiệu tại Photodiode Pin, tiếp theo lọc
tín hiệu qua bộ lọc tín hiệu thông thấp Low Pass Bessel Filter, cuối cùng ta đo tín
hiệu BER tại BER Analyzer để xem đồ thị bit lỗi của hệ thống, cùng với đó đặt
máy đo phổ và đo công suất tại đầu phát và đầu thu của tín hiệu để xem ảnh
hưởng của đường truyền tới cơng suất nguồn và phổ tín hiệu sẽ biến đổi ra sao

6


*Nhận xét và kết luận: Qua các thiết bị đo trước và sau khi truyền trước hết
chúng ta có thể thấy Phổ của tín hiệu sau sợi quang có đỉnh thấp hơn tín hiệu
trước sợi quang 20dBm do suy hao đường truyền. Cơng suất tín hiệu sau khi qua

sợi quang bị giảm đi 20 dBm do suy hao sợi quang. Q Factor đo lường chất
lượng của tín hiệu trên nhiễu, thông số này tỉ lệ nghịch với BER, tức là Q Factor
càng lớn thì BER càng nhỏ và tín hiệu càng rõ nét. Cuối cùng hi cơng suất tăng
lên thì Min Log of Ber giảm xuống, và Q Factor thì tăng lên đúng với khảo sát ở
trên.
1.2 Báo cáo bài thí nghiệm số 2
*Tên bài: Thiết kế hệ thống thơng tin quang WDM
*Các bước thực hiện:
Bước 1: Xây dựng phương án thiết kế hệ thống thơng tin quang WDM có sử
dụng khuếch đại quang EDFA với các yêu cầu thiết kế như sau:
- Tốc độ bit: 10 Gbit/s
- Cự ly truyền dẫn: 400 km
- Số lượng kênh bước sóng: 8 kênh

Hình 1.2.1: Xây dựng hệ thống thơng tin quang WDM
7


Hệ thống bao gồm:
- Bộ phát quang:
+ WDM Transmitter: nguồn phát WDM với 8 kênh
+ WDM Mux 8x1: bộ ghép kênh phân chia theo tần số WDM
- Bộ truyền dẫn:
+ Optical Fiber: dây cáp quang dài 400km
- Bộ thu quang:
+ WDM Demux 1x8: bộ thu và giải ghép kênh WDM
+ Optical Receiver: bộ thu tín hiệu quang
- Bộ ghép kênh

Hình 1.2.2: Tần số các kênh trong bộ ghép kênh WDM

- Bộ giải ghép kênh

8


Hình 1.2.3: Tần số các kênh trong bộ tách kênh WDM
Bước 2: Sử dụng phần mềm Optisystem xây dựng mô hình mơ phỏng hệ thống
thơng tin quang WDM theo phương án đã thiết kế.
Lưu ý: các tham số toàn cục (global parameters để mô phỏng) được thiết lập như
sau:
- Tốc độ bit: 10 Gbit/s
- Chiều dài chuỗi: 128 bits
- Số mẫu trong 1 bit: 64
Bước 3: Đưa các thiết bị đo vào mơ hình mơ phỏng. Các thiết bị đo trên tuyến
được đặt tại các vị trí phù hợp để xác định được chất lượng và dạng tín hiệu tại
các điểm cần thiết trên tuyến.
- Thiết bị đo công suất quang
- Thiết bị phân tích phổ quang
- Thiết bị đo BER

9


Bước 4: Chạy mô phỏng
Bước 5: Hiển thị kết quả mơ phỏng bằng các thiết bị đo đặt trên tuyến

Hình 1.2.4: Phổ của tín hiệu trước khi truyền

Hình 1.2.5: Phổ của tín hiệu sau khi truyền

10


Hình 1.2.6: Đồ thị BER của thiết bị đo BER
Bước 6: Thay đổi các tham số của các phần tử trên tuyến để đạt được BER=10−12
Từ bài thực hành 1. Lựa chọn tham số quét là Power , để có được đồ thị quan hệ
giữa công suất và BER . Tương tự bài 1, ở đây, sử dụng quét 15 lần, quét từ -20
tới 20 (dBm). Như vậy ta có report như sau:

11


Hình 1.2.7: Thực hiện quét từ -20dBm đến 20dBm

Hình 1.2.8: Min log of BER sau khi quét

12


*Nguyên lý của hệ thống:
Tại đây sử dụng WDM (Wavelength Division Multiplexing, ghép kênh quang
theo bước sóng) để truyền tín hiệu, tín hiệu qua WDM Mux 8x1 rồi truyền qua
sợi quang đến bộ tách kênh WDM Demux 1x8 để chia tín hiệu qua bộ nhận
Optical Receiver. Tại đây đặt máy đo BER để theo dõi đồ thị BER của từng bộ
nhận. Đặt thêm bộ đo công suất tại đầu phát WDM transmitter và 2 máy tại đầu
ghép kênh Mux 8x1 và phía cuối đường truyền sợi quang để quan sát phổ.
*Nhận xét và kết luận: Cự ly truyền dẫn quan trọng trong 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 và tán sắc. Truyền cự ly dài và dung lượng

lớn, cần quan tâm suy hao, tán sắc và thêm vào là các hiệu ứng phi tuyến
1.3 Báo cáo bài thí nghiệm số 3
*Tên bài: Khảo sát ảnh hưởng của sợi quang đến chất lượng truyền dẫn của
hệ thống WDM
*Các bước thực hiện:
Bước 1: Thiết kế hệ thống WDM với 8 kênh bước sóng.
Các thành phần cấu nên hệ thống bao gồm:

13


- Tham số hệ thống
 Tốc độ bit: 2.5 Gbit/s / 10 Gbit/s
 Số lượng kênh: 8
 Khoảng cách kênh: 100GHz/50 GHz
 Khoảng cách truyền dẫn: 100 km
- Các tham số tồn cục (global parameters để mơ phỏng):
 Tốc độ bit: 2.5 Gbit/s / 10 Gbit/s
 Chiều dài chuỗi: 128 bits
 Số mẫu trong 1 bit: 64
- Hệ thống sau khi thiết lập

Hình 1.3.1: Sơ đồ hệ thống
Hệ thống bao gồm:
- Khối nguồn:
+ WDM Transmitter
+ WDM Mux 8x1: ghép kênh theo bước sóng
- Khối truyền dẫn:
+ Dây quang Optical Fiber 100km
- Khối thu:

14


+ WDM Demux 1x8: giải ghép cân WDM
+ Optical Receiver: máy thu quang, đổi tín hiệu quang thành tín hiệu điện
- Thiết lập thơng số theo đề bài

Hình 1.3.2: Thơng số truyền dẫn
 Thơng số tồn cục bao gồm : Tốc độ bit: 2.5 Gbit/s - Chiều dài chuỗi: 128
bits Số mẫu trong 1 bit: 64

15


Hình 1.3.3: Tần số các kênh trong bộ ghép kênh WDM

16


Thông số hệ thống bao gồm:
- Tốc độ bit: 2.5 Gbit/s
-

Số lượng kênh: 8

-

Khoảng cách kênh: 100GHz

- Khoảng cách truyền dẫn: 100 km
Bước 2: Đưa các thiết bị đo vào mơ phỏng

Hình 1.3.4: Các thiết bị đo
17


- 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 khi truyền
- Ber Analyzer: Thiết bị đo BER
Bước 3: Chạy mô phỏng
Nhấn vào biểu tượng

trên thanh công cụ hoặc nhấn tổ hợp phím Ctrl+ F5 để

bắt đầu chạy mơ phỏng

Hình 1.3.5: Chạy mô phỏng
Bước 4: Hiển thị kết quả mô phỏng

18


Hình 1.3.6: Hiển thị cơng suất quang

Hình 1.3.7: Phân tích phổ quang trước và sau truyền

19