Bài giảng kỹ thuật VIBA số

Bài giảng kỹ thuật VIBA số Bài giảng kỹ thuật VIBA số Bài giảng kỹ thuật VIBA số Bài giảng kỹ thuật VIBA số Bài giảng kỹ thuật VIBA số Bài giảng kỹ thuật VIBA số Bài giảng kỹ thuật VIBA số Bài giảng kỹ thuật VIBA số Bài giảng kỹ thuật VIBA số Bài giảng kỹ thuật VIBA số Bài giảng kỹ thuật VIBA số Bài giảng kỹ thuật VIBA số Bài giảng kỹ thuật VIBA số Bài giảng kỹ thuật VIBA số Bài giảng kỹ thuật VIBA số Bài giảng kỹ thuật VIBA số

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ VÀ TRUYỀN THÔNG ThS. HOÀNG QUANG TRUNG KỸ THUẬT VIBA SỐ TẬP BÀI GIẢNG (Lưu hành nội bộ) THÁI NGUYÊN - 2011 2 CHNG 1. TNG QUAN V H THNG VIBA S 1.1. Gii thiu HTTT siờu cao tn (microwave) với môi trờng truyền dẫn vô tuyến trên giải sóng cực ngắn, bao gồm các loại hệ thống thông tin vệ tinh, thông tin vô tuyến tiếp sức (radio-relay) v thông tin di động; Các hệ thống thông tin vệ tinh có dung lợng trung bình song bù lại có cự ly liên lạc từ lớn đến rất lớn. Các hệ thống ny đợc sử dụng lm trục xuyên lục địa hoặc phục vụ cho các tuyến khó triển khai các loại hình liên lạc khác (nh tuyến liên lạc đất liền-hải đảo, đất liền-các gin khoan dầu, đất liền-các tu viễn dơng ). Ngoi ra, các hệ thống vệ tinh địa tĩnh còn đợc sử dụng cho các hệ thống phát quảng bá truyền hình. Trong tơng lai gần, khi hệ thống các vệ tinh quỹ đạo thấp v trung bình đợc triển khai, các hệ thống vệ tinh có thể đợc sử dụng cho cả thông tin di động phủ sóng ton cầu. Các hệ thống thông tin di động phục vụ các đầu cuối di động, nói chung có dung lợng thấp. Khả năng di động l u thế lớn nhất của các hệ thống ny.Các hệ thống vô tuyến tiếp sức mặt đất (terrestrial radio-relay) có dung lợng từ thấp tới cao, có khả năng thay thế tốt các tuyến cáp đồng trục trong các mạng nội hạt lẫn đờng trục. Với thời gian triển khai tơng đối thấp, tính cơ động của các hệ thống vô tuyến tiếp sức mặt đất hơn hẳn một số loại hệ thống khác. Một u điểm nữa của các hệ thống ny l rất dễ triển khai, ngay cả trong các điều kiện địa hình gây nhiều trở ngại cho việc triển khai các loại hệ thống dung lợng cao khác nh trong các đô thị, hoặc qua các vùng có địa hình rừng núi với cự ly chặng liên lạc lên đến 70 km, trung bình l từ 40 dến 45 km. 3 Truyền dẫn viba tần nhìn thẳng (LOS-Line Of Sight) cung cấp kết nối băng rộng tương đối qua một tuyến đơn hay một chuỗi các tuyến nối đuôi. Một tuyến kết nối một thiết bị đầu cuối vô tuyến tới một tuyến khác hoặc trạm lặp. Tuyến Viba tầm nhìn thẳng được minh họa như hình 1.1. Khoảng cách của tuyến phụ thuộc vào độ cao của antenna. Hình 1.1. Mô hình truyền viba chuyển tiếp 4 1.2. H thng thụng tin viba Thông tin sóng cực ngắn giữa hai điểm bắt đầu xuất hiện vo những năm 30 của thế kỷ trớc tuy nhiên lúc bấy giờ do khó khăn về mặt kỹ thuật nên chỉ lm việc ở dảI sóng mét do vậy u điểm của thông tin siêu cao tần cha đợc phát huy. Năm 1935 đơng thông tin VTTS đầu tiên đợc thnh lập ở Newyooc v Philadenphi chuyển tiếp qua 6 địa điểm v chuyền đợc 5 kênh thoại. V TTVTTS bùng nổ sau chiến tranh thế giới lần thứ hai. Hệ thống vi ba số bắt đầu hình thnh từ đầu những năm 50 v phát triển mạnh mẽ cùng với sự phát triển của kỹ thuật viễn thông. Hỡnh 1.2. Mụ hỡnh h thng viba 5 Mô hình chức năng của hệ thống viba được minh họa như hình 1.2. Các trạm đầu cuối là các tổng đài nội bộ thực hiện chức năng chuyển mạch tạo kết nối giữa các thuê bao trên khoảng cách xa. Cụ thể một số lượng lớn các thuê bao (khoảng 2000 thuê bao) có thể được hợp nhất để truyền trên một tuyến viba. Tại đó, tín hiệu được chuyển sang tần số sóng viba (vào khoảng vài GHz tới vài chục GHz) và được truyền qua khoảng cách từ 30 đến 60 Km từ trạm A đến anten nhận của trạm lặp. Trạm lặp đơn giản là các bộ khuếch đại tín hiệu và chuyển tiếp sử dụng tần sóng viba. Trạm đầu cuối B nhận tín hiệu sóng viba, xử lý rồi phân bổ vào các kênh riêng rẽ. 6 Hình 1.3. Sơ đồ khối chức năng của hệ thống viba tầm nhìn thẳng 7 Di tn s hot ng ca cỏc h thng viba: Thông tin siêu cao tần lm việc ở dải sóng cực ngắn dùng để truyền tín hiệu có dải tần rộng. Về lý thuyết, giải sóng dùng cho các hệ thống vi ba l từ 60MHz cho tới 60/80GHz. Trong thực tế, đối với các hệ thống vi ba ở dạng thơng phẩm thờng lm việc trên giải sóng từ 60MHz đến 20 GHz, các hệ thống công tác với giải tần số cao hơn (6080 GHz) hiện vẫn đang còn trong giai đoạn thử nghiệm. 8 1.3. Phõn loi h thng Theo dung lợng (tốc độ bít tổng cộng B ở đầu vo) các hệ thống vi ba số đợc phân thnh: - Các hệ thống dung lợng thấp: B < 10 Mb/s; - Các hệ thống dung lợng trung bình: B = (10 - 100 Mb/s); - Các hệ thống dung lợng cao: B > 100 Mb/s. Theo cự ly liên lạc (haul) - Tuyến di (cự ly liên lạc lớn hon 400km): thờng l những đờng trục có dung lợng lớn so sánh đợc với cáp quang. Dải tần đợc sử dụng rộng rãi từ 4 đến 6 GHz. - Tuyến ngắn (cự ly liên lạc dới 400km): dung lợng thấp, thông thờng 1DS1, 4DS1, 1E1, 4E1 dùng để nối các trung tâm chuyển mạch di động. Dải tần thờng sử dụng khoảng 15 GHz vì ở dải tần ny cho phép thu gọn kích thớc của an ten v thiết bị. Do chặng ngắn nên không cần phân tập để chống lại hiện tợng phađing. Nguyên nhân gây gián đoạn liên lạc chủ yếu gây do ma nên cần có hệ số khuyếch đại lớn v chặng ngắn. Với chặng lớn hơn thờng sử dụng dải tần L6GHz, U6GHz hoặc 11GHz dung lợng thấp. Dải tần ny không chịu ảnh hởng pha đing do ma nên có thể bảo đảm cự ly liên lạc xa hơn. 9 1.4. u, nhc im ca viba s u im: + Do lm việc ở dải sóng siêu cao tần nên đảm bảo đợc việc truyền những tín hiệu dải rộng. + Độ rộng dải tần siêu cao khoảng 30GHz do đó nhiều đi có thể lm việc đồng thời. + Hầu nh không bị can nhiễu khí quyển v công nghiệp + Trong dải sóng SCT dễ dng tạo ra các hệ thống an ten có tính định hớng cao, búp sóng hẹp nhờ vậy máy phát có thể giảm công suất v trên cùng một phạm vi ta có thể triển khai nhiều hệ thống cùng lm việc m không gây nhiễu lẫn nhau. + Triển khai nhanh v giá thnh rẻ hơn so với các hệ thống thông tin dùng cáp (cáp quang hoặc cáp đồng trục) vì việc triển khai hệ thống cáp l rất tốn kém v trong khu vực đông dân c có nhiều công trình xây dựng thì việc triển khai một hệ thống cáp l rất khó khăn. + Dễ dng quản lý vì hệ thống vi ba chỉ giới hạn quản lý trong phạm vi của trạm vô tuyến dọc theo trục (trong khi đó hệ thống cáp phải quản lý ton bộ tuyến cáp v đặcbiệt phải đối đầu với nguy cơ đứt cáp). 10 Nhc im: Dải sóng SCT có nhợc điểm l chỉ truyền đợc chắc chắn trong tầm nhìn thẳng cự ly không quá 50 km. Vì vậy khi muốn thông tin đi xa cần thực hiện chuyển tiếp nhiều lần. Có tốc độ nhỏ hơn nhiều so với hệ thống cáp quang v hiện nay ở đờng trục chỉ còn sử dụng ở những khu vực cha kéo đợc cáp quang do địa hình phức tạp. Chịu tác động của đờng truyền: hấp thụ do hơi nớc v ôxi, suy hao do ma v hiện tợng pha đinh đặc biệt đối với các hệ thống băng rộng phải chịu tác động của pha đinh đa đờng chọn lọc theo tần số. [...]... a ch mi trm li s dng k thut TDMA 18 Hỡnh 1.5: Cu hỡnh viba im-im, im-a im 19 1.8 Cỏc k thut iu ch s dng trong viba s 1.8.1 iu ch v gii iu ch s 1.8.2 Cỏc phng thc iu ch s trong viba Trong viba s ch yu s dng cỏc phng thc iu ch M-PSK v M-QAM a mc 1.9 Cỏc mó truyn dn s dng trong viba s Trong viba s ch yu s dng cỏc mó HDB3 v CMI 20 CHNG 2 TRUYN SểNG VIBA S 2.1 C bn v súng vụ tuyn Súng vụ tuyn l súng in... s ging nhau liờn tip cựng di 13 2500 Km 1 2 64 Kbit/s 3 4 64 Kbit/s 5 6 7 8 64 Kbit/s 9 64 Kbit/s - Thiết bị ghép kênh số bậc nhất - Thiết bị ghép kênh số bậc khác tại các n-ớc phân bậc do CCITT khuyến nghị Đoạn vô tuyến số Đ-ờng truyền dẫn số chuẩn giả định đối với các hệ thống viba có dung l-ợng trên mức thứ cấp (Theo Khuyến nghị 566-1, CCIR) 14 1.6.2 Cỏc on vụ tuyn s Theo khuyn ngh 556 ca CCIR,... khong thi gian 1 giõy cú t l li bit xu hn l 10-3 16 1.7 Cu hỡnh mng viba Thng cỏc mng vi ba s c ni cựng vi cỏc trm chuyn mch nh l mt b phn ca mng trung k quc gia hoc trung k riờng, hoc l ni cỏc tuyn nhỏnh xut phỏt t trung tõm thu thp thụng tin khỏc nhau n trm chớnh (ng dng trong cỏc trung tõm chuyn mch hoc t chc cỏc mng Internet) 1.7.1 Viba s im ni im Mng vi ba s im ni im hin nay c s dng ph bin Trong... hin ca cỏc t bin li trong cỏc h thng viba s dung lng ln s gõy ra cỏc nh hng khụng mong mun i vi mng li Do ú, CCIR ó cụng b mt gii hn v kớch thc cho phộp v khong thi gian ca cỏc t bin li ny, ch yu iu khin giai on ban u ca nhiu cuc gi c ly ra trong mng in thoi 12 1.6 Cỏc ch tiờu c tớnh li 1.6.1 ng truyn s chun gi nh (HRDP) xỏc nh cỏc chun c tớnh li ca mt h thng viba s, mt im cn thit l phi hiu nh ngha... 1.5.1 T s li thp CCITT ó ngh mt ch tiờu thit k t s li 10 -10 trờn Km vi h thng truyn dn ni s chun gi nh 25000Km i vi HRDP 2500Km cho mt t s li 2,5x10-7 tr tỏc ng ca thit b ghộp kờnh Trong cỏc h thng viba s, t s li ny s phự hp vi tiờu chun thit k hin nay, t c i vi ớt nhõt l 99% thi gian Do ú giỏ tr thp ca t l li khong 10-7 l thớch hp cho truyn dn s chun gi nh 2500Km CCITT ó khuyn ngh l t l li bit i... tnh n cỏc huyn hoc cỏc ngnh kinh t khỏc ngi ta thng s dng cu hỡnh vi ba s im-im dung lng trung bỡnh hoc cao nhm tho món nhu cu ca cỏc thụng tin v c bit l dch v truyn s liu Ngoi ra, trong mt s trng hp, viba dung lng thp l gii phỏp hp dn cung cp trung k cho cỏc mng ni ht, mng thụng tin di ng 17 1.7.2 Vi ba s a im Mng vi ba s ny tr thnh ph bin trong mt s vựng ngoi ụ v nụng thụn Mng bao gm mt trm trung... bt k i vi mt mch 2500Km, s cú tỏc ng n tớnh kinh t ca mt h thng thc Tuy vy, mt yờu cu l t s li ny khụng c vt quỏ 0,1% ca thỏng bt k s to nờn mt h thng kinh t hn, nhng ngi ta khụng so sỏnh vi cỏc h thng viba FDM-FM hin cú Cỏc s liu m nú c chp nhn, cng l phự hp, mt ni no ú trong hai cc tr ny v l 0,054% ca thỏng bt k khi s dng thi gian hp thnh mt giõy 11 1.5.3 Ch tiờu giõy khụng li trong mt thi gian di . điểm-đa điểm 20 1.8. Các kỹ thuật điều chế sử dụng trong viba số 1.8.1. Điều chế và giải điều chế số 1.8.2. Các phương thức điều chế số trong viba Trong viba số chủ yếu sử dụng các phương. TRUNG KỸ THUẬT VIBA SỐ TẬP BÀI GIẢNG (Lưu hành nội bộ) THÁI NGUYÊN - 2011 2 CHNG 1. TNG QUAN V H THNG VIBA S 1.1. Gii thiu HTTT. tần số. 11 1.5. Các chỉ tiêu đặc trưng đối với các hệ thống vi ba số 1.5.1. Tỷ số lỗi thấp CCITT đã đề nghị một chỉ tiêu thiết kế tỷ số lỗi 10 -10 trên Km với hệ thống truyền dẫn nối số