Quá trình truyền dẫn viba số trong truyền dẫn quang part8 ppsx

luận án tốt nghiệp Thiết Kế Tuyến Viba Số 84 Vậy tổn thất khí quyển của tuyến là: 0,13 dB 19 Tổng tổn hao. Nó là tổng tổn hao tính toán ở các phần trên. Tổng tổn hao = Tổn hao không gian + Tổn hao bộ rẽ nhánh + Tổn hao các bộ đầu nối + Tổn hao Feeder + Tổn hao vật chắn + Tổn hao khí quyển = 117,46 + 2,8 + 5,52 + 0,5 + 66.81 + 0,13 = 193,22 dB luận án tốt nghiệp Thiết Kế Tuyến Viba Số 85  ĐỘ LI 20. Độ lợi của anten Độ lợi của anten phụ thuộc vào đường kính anten, tần số làm việc góc mở hiệu dụng của của anten và được biểu diễn bằng công thức; G= 20 lgD – 20 lg  + 10 lg n + 9,943 dB Trong đó: D : là đường kính dóa anten (m)  : là bước sóng ở tần số trung tâm (m) n : là góc mở hiệu dụng của anten Với tuyến thiết kế đường kính anten Parabol là D=1,6 m, bước sóng là 0,2 m, n=0,5. Độ lợi của anten: G = 20 lg 1,6 – 20 lg 0,2 + 10lg 0,5 + 9,943 = 25 dB 21.Độ lợi máy phát. Đây là công suất ở đầu ra chính máy phát: 36 dBm 22. Tổng độ lợi. Tổng độ lợi = 2*Độ lợi anten + Độ lợi máy phát = 2*25 +36 = 86 dB 23. Tổng tổn hao. A 1 = Tổng tổn hao – Tổng độ lợi A 1 = 193,22 – 86 = 107,22 dB 24. Mức đầu vào của máy thu P r (dBm) Nó bằng công suất đưa ra của máy phát P r trừ đi tổng tiêu hao A 1 đã được tính biễu diễn bằng công thức sau: P r = P t – A 1 (dBm) P r = 36 – 107,22 = - 71,22 dBm 25-26. Các ngưỡng thu được. Theo các thông số kỹ thuật của thiết bò RMD1504 ta có: RX a = -94dB RX b = -92dB 27-28. độ dự trữ Fading phẳng. Fm a = P r – RX a đối với BER = 10 -3 Fm a = -7,22 – (-94) = 22,78 dB Fm b = P r – RX b đối với BER = 10 -6 Fm b = -7,22 – (-92) = 20,78 dB luận án tốt nghiệp Thiết Kế Tuyến Viba Số 86  CÁC HIỆU ỨNG FADING PHẲNG 29. Xác suất Fading nhiều tia P o . Để tính Fading nhiều tia dùng phương trình của Majoli như sau: P 0 = 0,3*a *C (f/4)(d/50) -3 Trong đó: P 0 :Xác suất xuất hiện Fading phẳng nhiều tia d: độ dài đường truyền (Km) C: Hệ số đòa hình f: Tần số trung tâm của sóng mang (GHz) a: là hệ số cải tiến đặc trưng cho độ gồ ghề của đòa hình. Theo tuyến thiết kế ta lấy C=1, a=4: P 0 =0,3*4*1*(1,5/4)*(11,8/50) 3 =5,91*10 -3 30-31. Xác suất đạt các mức ngưỡng RX a và RX b . P a = 10 1FMa/10 P a = 10 –2,278 = 5,27*10 -3 dB P b = 10 1FMb/10 P b = 10 –2,078 = 8,36*10 -3 dB 32-33 Khoảng thời gian Fading: T T a = C 2 10 -a2Fma/10 f 2 , BER>10 -3 T b = C 2 10 -a2Fmb/10 f 2 , BER>10 -6 Trong đó: F: là độ dự trữ fading sâu  độ dự trữ fading FM a và FM b FM a , FM b : độ dự trữ fading phẳng  2,  2 , C 2 :n là các hằng số có liên quan đến số fading trên một giờ đối với tuyến thiết kế ta lấy các giá trò bằng hằng số liên quan đến Fading trên một giờ như sau:  2 = 0,5 ,  2 = -0,5 , C 2 = 10,3 d T a = 10,3*11,8*10 -0,5*20,78/10 (1,5) -0,5 ,BER>10 -3 T a = 7,206s T b = 10,3*11,8*10 -0,5*20,78/10 (1,5) -0,5 ,BER>10 -6 T b = 9,071s 34-35. Xác suất fading dài hơn 10s và 60s. Nó được tính bằng biểu thức sau: P(T a 10)=P(10)=0,5 [1-erf(Z a )] = 0,5 erfc(Z a ) P(T b 10)=P(10)=0,5 [1-erf(Z b )] = 0,5 erfc(Z b ) Trong đó: Erfc(Z) là hàm xác suất lỗi tích chập có cho ở phần phụ lục. Các giá trò Z a và Z b được tính toán theo biểu thức: Z a = 0,548 ln(10/T a ) = 0,548* ln(10/0,9901) = 0,1796 Z b = 0,548 ln(10/T b ) = 0,548* ln(10/1,2465) = 0,0534 luận án tốt nghiệp Thiết Kế Tuyến Viba Số 87 Tra theo hàm ercf(Z) ở phần phụ lục ta có xác suất fading dài hơn 10s và 60s là: P(T a 10)=P(10)=0,5 [1-erf(Z a )] = 0,5 erfc(0,1796) = 0,3995 P(T b 10)=P(10)=0,5 [1-erf(Z b )] = 0,5 erfc(0,0534) = 0,469 36.Xác suất BER vượt 10 -3 Xác suất BER 10 -3 = P 0 *P a = 5,91*10 -3 =3,115*10 -3 37.Xác suất mạch trở nên không thể sử dụng được do fading phẳng P u P u = P 0 *P a *P(10) = 5,91*10 -3 *5,27*10 -3 *0,3995 = 1,244*10 -5 38. Độ khả dụng của tuyến. độ khả dụng = 100(1-P u ) % = 100*(1-1,244*10 -5 ) % 39. Xác suất BER>10 6 Xác suất BER>10 6 = P 0 *P b = 5,91*10 -3 *8,36*10 -3 = 4,94*10 -5 40. Xác suất BER>10 6 trong khoảng 60s. Xác suất BER>10 6 trong khoảng 60s =P 0 *P(600 = 5,91*10 -3 *0,469 =2,77* 10 -3 41. Xác suất BER>10 -3 do Fading chọn lựa. Theo Majoli ta có xác suất BER > 10 -3 đối với fading lựa chọn như sau: % thời gian gián đoạn thông tin do Fading = 200K[2*d 1,5 ( b /log 2 M)*10 -6 ] 2 % Trong đó:  : là khoảng thời gian xuất hiện trong đó xuất hiện sự hoạt động của Fading nhiều tia xấu nhất.  = 1,44*P 0 do P0<10 -2 K là một hằng số phụ thuộc vào cách điều chế ở tuyến thiết kế dùng kỹ thuật OQPSK nên ta chọn k = 1. Thay vào công thức ta có: %Thời gian gián đoạn thông tin do Fading = 200*1,44*5,91*10 -3 *1*[2*11,8 1,5 (2/log 2 4)*10 -6 ] 2 % = 11,186*10 -9 42. Tổng gián đoạn thông tin BER>10 -3 Tổng gián đoạn thông tin BER>10 -3 = 11,186*10 -9 + 3,115*10 -5 = 3,116*10 -5 43. Xác xuất BER>10 -6 do Fading chọn lựa. Xác xuất BER>10 -6 do Fading chọn lựa = 9,37*10 -7 *9,82 = 9,210*10 -6 44.Tổng BER>10 -6. Tổng gián đoạn thông tin BER>10 -6 = ,210*10 -6 +4,49*10 -5 = 5,41*10 -5 luận án tốt nghiệp Thiết Kế Tuyến Viba Số 88  CÁC TÍNH TOÁN KHẢ NĂNG SỬ DỤNG 45. Độ không sử dụng của thiết bò. Độ khả dụng = 100*[(MTTR)/(MTBF + MTTR)] % Độ không khả dụng = 100 –100*[(MTTR)/(MTBF + MTTR)] % Trong đó: MTBF: là thời gian trung bình giữa các sự cố tính bằng giờ. MTTR: là thời gian trung bình để khôi phục lại dòch vụ tính bằng giờ thường là 2, 4, 8 giờ. Theo thống kê của CCIR giá trò đặc trưng của MTBF đối với tuyến thiết kế là Ghép kênh sơ cấp là 4,5 năm Máy thu phát vô tuyến 2Mbit/s không bảo vệ là 1 năm Vậy 1/MTBF = (1/1+1/4,5)*2 Suy ra MTBF = 0,4091 năm hay MTBF = 3584 giờ Thời gian sửa chữa của mỗi lần hư hỏng chọn bằng 2 giờ suy ra MTTR = 2 giờ vì ở đây các thiết bò thay thế có sẵn dạng module, luôn luôn có người ở trung tâm nên khi phát hiện có hư hỏng có thể sửa chữa dễ dàng và nhanh chóng. Thay vào ta được: Độ khả dụng của thiết bò = 100* 3584 3584+2 = 99,945% Độ khả dụng của thiết bò = 100 – 99,945 = 0,055 % 46. Độ không sử dụng được do mưa. Vì tần số trung tâm của tuyến là 1,5 GHz<<7GHz nên độ không sử dụng được do mưa cho phép bỏ qua. 47. Độ không sử dụng được do Fading phẳng nhiều tia. % xác xuất của tuyến trở nên không xử dụng được = 100*P u = 100*1,244*10 -5 = 1,244*10 -3 % 48. Độ không sử dụng được do Fading nhiều tia chọn lựa. Độ không sử dụng được = 100*P(10)*(xác suất của BER>10 3 chọn lựa) Độ không sử dụng được = 100*0,3995*11,186*10 -9 = 4,469*10 -7 % 49. Tổng độ không sử dụng được tính theo phần trăm. Tổng độ không sử dụng được tính theo phần trăm = = 100 – 99,945)% + 1,244*10 -3 + 4,469*10 -7 = 0,05624445 % Hay Trong một tháng thời không sử dụng của hệ thống là = 0.0005624445*30*24*60 = 24,29 phút hay là 24 phút 18 giây KẾT LUẬN : Với kết quả tính toán đựơc của tuyến thiết kế như trên ta thấy tuyến có thể thực thi với độ tin cậy sử dụng đáp ứng tốt cho nhu cầu thực tập của sinh viên. luận án tốt nghiệp Thiết Kế Tuyến Viba Số 89 BƯỚC 6 CẤU HÌNH HỆ THỐNG 1.Dạng cơ bản Dạng cơ bản của một hệ thống Viba điểm nối điểm có cấu hình đơn giản không dùng hệ thống dự phòng như sau: Hình 3-9 :cấu hình hệ thống thực hiện Lắp đặt trên các kệ để: Hình 3-10:Dạng bố trí hệ thống Bộ ghép Bộ ghép Máy phát A Máy thu B M áy phát A Máy thu B f 1 f 2 f 1 f 2 Trạm A Trạm B luận án tốt nghiệp Thiết Kế Tuyến Viba Số 90 Các tín hiệu thoại tại trạm A được bộ ghép đưa đến anten phát với tần số f 1 đồng thời tại trạm A cũng nhận một tín hiệu có tần số f 2 từ trạm B gởi tới và sử lý cho ra tín hiệu thoại Bộ ghép kênh cho phép kết nối máy phát và máy thu có thể sử dụng cùng một anten mà không bò giao thoa tương hỗ đồng thời cho tính chọn lọc để chống lại các kênh kế cận . 2. Hệ thống dự phòng Hệ thống dự phòng để bảo vệ sự gián đoạn của mạch điện: - Do hệ thống thiết kế sử dụng cho nhu cầu thực tập nên đòi hỏi độ tin cậy không cao. - Do tần số làm việc của hệ thống 1,5 GHz ít bò ảnh hưởng Fading sâu và ảnh hưởng Fading do mưa không đáng kể và tần số hoạt động của tuyến không gây ảnh hưởng đến các hệ thống khác . -Tuyến thiết kế không sử dụng hệ thống dự phòng . 3. Các hệ thống điều khiển và cảnh báo. Hệ thống thiết kế sử dụng một kênh giám sát và điều khiển để ruyền một số thông tin cảnh báo ALS, hiển thò và điều khiển sau đây: 1. Hiển thò: - Sự hiện hưũ của nguồn điện. - Trạng thái hoạt động của máy . - Trạng thái hoạt động bình thường và không bình thường của máy phát và máy thu. 2. Cảnh báo: - Các hư hơng máy móc thiết bò kết nối (nếu xảy ra). - Sóng bò nhiễu hoàn toàn 3. Điều khiển: - Báo hiệu sự khởi động của máy móc. - Điều khiển các cuộc gọi. 4. Các kênh phục vụ. Trong hệ thống thiết kế sử dụng một kênh phục vụ dùng cho việc bảo dưỡng giám sát và điều khiển khi cần thiết. Các trạm có thể liên lạc với nhau qua kênh phục vụ khi cần thiết. 5. Các hệ thống anten - Hệ thống anten được sử dụng trong tuyến thiết kế là loại anten parabol có cấu tạo đơn giản và ít tốn kém hơn anten dạng kèn, có độ lợi cao. - Đường kín của anten Parabol được chọ là D=1,6 m. - Tháp anten sử dụng là loại tháp anten tự đỡ. 6. Các hệ thống nguồn cung cấp a/Các hệ thống nguồn cung cấp AC luận án tốt nghiệp Thiết Kế Tuyến Viba Số 91 - Sử dụng nguồn cung cấp AC điện lưới thương mại. - Các hệ thống máy phát dự phòng nhằm giúp hệ thống tránh gián đoạn . - Thiết bò dự phòng sử dụng có thể chọn cho tuyến là các USP(Uninterupted Supply Power) trên thò trường. b/ Các hệ thống cung cấp nguồn DC - Sử dụng nguồn Ac sau đó cho qua bộ nắn điện để tạo ra nguồn DC. - Điện áp một chiều cung cấp cho thiết bò RMD1504lá 20-60V DC. Dạng nguồn DC có dạng sau: Hình3-11: Cấu hình nguồn DC cung cấp cho trạm luận án tốt nghiệp Thiết Kế Tuyến Viba Số 92 BƯỚC 7 KẾ HOẠCH BẢO TRÌ Độ tin cậy của một hệ thống có mối quan hệ mật thiết với công tác bảo trì hệ thống do đó công việc bảo trì trong thực tế cũng rất quan trọng. Công việc bảo trì được chia thành hai loại: a/ Bảo trì đònh kỳ. Công việc bảo trì đònh kỳ cho hệ thống thường gồm các công việc sau: - Sơn và sửa lại tháp anten, từ 2- 3 năm tiến hành sơn sửa lại tháp một lần để chống rỉ sét. - Kiểm tra hệ thống Feedervà các thiết bò mỗi năm một lần đặc biệt phải kiểm tra các bộ phận cơ khí của các thiết bò. - Kiểm tra các bộ phận phụ trợ khác như: phòng chứa, hệ thống lạnh mỗi năm một lần. Việc kiểm tra đònh kỳ này được tiến hành trong các khoảng thời gian nghỉ của sinh viên như là trong các tháng hè để tránh các hư hỏng đáng tiếc có thể xảy ra cho hệ thống. b/ Bảo trì sửa chữa khi có hư hỏng . Khi có hư hỏng của các bộ phận thiết bò nêu ở trên ta phải tiến hành sửa chữa ngay. Vì đây là hệ thống sử dụng cho việc thực tập của sinh viên nên thời gian sửa chữa có thể lớn hơn thời gian sửa chữa của các hệ thống sử dụng cho mục đích thông tin liên lạc dân dụng. Thời gian sửa chữa này cũng cần phải bảo đảm sao cho không ảnh hưởng qúa nhiều đến việc thực tập của sinh viên. luận án tốt nghiệp Thiết Kế Tuyến Viba Số 93 BƯỚC 8 CÁC TIÊU CHUẨN KỸ THUẬT 1. Tháp anten: Cấu trúc của tháp đề nghò sử dụng dạng tháp dây néo nhưng có cấu tạo khác với phần giới thiệu do chiều cao của tháp anten chỉ khoảng 6 m. Nó có dạng là một trụ thẳng đứng được dựng trên nóc nhà tại các trạm đầu cuối. Tháp phải có độ bền đủ để có thể gắn một anten parabol có đường kính D=1,6m và có thể chòu đựng được sức gió lớn nhất có thể (đề nghò cấp 9) 2. Nguồn cung cấp: Trạng thái cơ bản và hoạt động của nguồn cung cấp là nguồn điện thương mại có sẵn ở cả hai trạm vó sử dụng máy phát dự phòng có chuyển mạch tự động. Ngưõng điện áp làm việc là 220 Volts 5%AC. Nguồn AC phải được nắn lọc cho ra múc điện áp DClà 24V-48V cung cấp cho các thiết bò. Có sử dụng các bình Acquy để cung cấp nguồn điện DC này. 3. Độ lệch tần số: Nằm trong ngưỡng cho phép có giới thiệu trong phần thiết bò AWA RDM1504 và được sự cho phép của chính quyền đòa phương. 4.Trung tần IF: Tần số trung tần của tuyến là 35 MHz. Băng thông của trung tần là 2,6 MHz. Trở kháng danh đònh :75 Ohmkhông cân bằng 5.Băng gốc. Thực hiện truyền dẫn hai luồng tín hiệu số 2Mbit/s 6. Các kênh phục vụ: Các kênh phục vụ điện thoại nên có khả năng truyền băng tần từ 300Hz đến 3400Hz. 7. Một số mô tả kỹ thuật khác riêng cho tuyến và thiết bò sử dụng: Hệ thống RMD không dự phòng Dung lượng kênh thoại 30/60 Băng tần vô tuyến 1425-1535 MHz Công suất ngõ ra RF ở anten Ngưỡng thu cho BER= 10 -3 ở ngõ ra anten 36dB -95/92 dB Điều chế OQPSK Dữ liệu ngõ vào của các trạm (a) và (b) (a) HDB3 2X2048 bit/s [...]... Tuyến Viba Số luận án tốt nghiệp Độ lệch kênh Mức ngõ vào kênh phục vụ (dBm) (600 Ohm) Mức ngõ ra kênh phục vụ (dBm) (600 Ohm) Độ lệch tần số kênh giám sát Mức ngõ vào kênh giám sát (600 Ohm) Mức ngõ ra kênh giám sát (600 Ohm) (b) HDB3 2X2048 bit/s 15 KHz 0 0 5 KHz -10 -10 Các chỉ tiêu kỹ thuật của máy phát RMD1504: Công suất ngõ ra (dBm) +37 Trở kháng ngõ ra 50 Độ ổn đònh tần số 15 Bước đổi tần số nhỏ... tán . gốc. Thực hiện truyền dẫn hai luồng tín hiệu số 2Mbit/s 6. Các kênh phục vụ: Các kênh phục vụ điện thoại nên có khả năng truyền băng tần từ 300Hz đến 3400Hz. 7. Một số mô tả kỹ thuật. suất xuất hiện Fading phẳng nhiều tia d: độ dài đường truyền (Km) C: Hệ số đòa hình f: Tần số trung tâm của sóng mang (GHz) a: là hệ số cải tiến đặc trưng cho độ gồ ghề của đòa hình. Theo. nghiệp Thiết Kế Tuyến Viba Số 90 Các tín hiệu thoại tại trạm A được bộ ghép đưa đến anten phát với tần số f 1 đồng thời tại trạm A cũng nhận một tín hiệu có tần số f 2 từ trạm B gởi