hệ thống thông tin vệ tinh 2011 phần 8 pot

Phần 2 THIẾT KẾ HỆ THỐNG THU CATV CHO 1 KHÁCH SẠN THIẾT KẾ HỆ THỐNG THU CATV (CHO 1 KHÁCH SẠN 7 TẦNG 50 THUÊ BAO) 1. YÊU CẦU CỦA HỆ THỐNG : 1.1. Khảo sát các đặc điểm cần để thiết lập nơi thu . Trước tiên cần xác đònh rõ mục đích. Người ta có thể phân đònh được các yêu cầu chủ yếu như sau : - Trường hợp thu từ một vệ tinh : Anten thu được cố đònh, và chỉ cần một đầu SHF, có phân cực chính xác, theo dải tần số của vệ tinh phát sóng . - Trường hợp thu nhiều vệ tinh : Anten thu phải có giá đỡ theo xích đạo và được điều khiển từ xa. Trục kích có thể làm di chuyển ăng-ten một phần, hoặc trên toàn bộ quỹ đạo tónh “thấy được”, tại nơi thu. Tùy theo đặc tính phát sóng trên vệ tinh cần thu, mà đầu SHF, ống dẫn sóng và đầu dò phân cực của Anten phức tạp nhiều hay ít. Chúng ta có thể có khả năng như sau : * Làn sóng của các vệ tinh cần thu có cùng một băng tần : Ku 1 : Thấp - 10,95 - 11,7 GHz, Ku 2 : Trung - 11,7 - 12,5 GHz , Ku 3 : Cao - 12,5 - 12,7 GHz . Chúng được phát sóng với phân cực giống nhau , vì vậy chỉ cần một đầu thu SHF và một đầu dò phân cực cho đúng là đủ . * Làn sóng của các vệ tinh cần thu có cùng băng tần, nhưng khác phân cực : Phân cực ngang, đứng hay vòng phải, vòng trái. Một đầu thu SHF là cần thiết nhưng phải có thêm mạch đảo phân cực (polarotor) để có thể điều chỉnh phân cực cho tín hiệu, và được điều khiển từ xa , đặt cạnh máy thu . * Làn sóng của các vệ tinh cần thu có trên hai băng tần : Thông thường là trên băng tần thấp và cao. Thật vậy, các vệ tinh phát sóng trên băng tần này chủ yếu theo hệ PAL và với phân cực ngang / đứng, làm cho đơn giản phần thu . Ống dẫn sóng cung cấp cho hai đầu thu SHF, một dành cho băng tần thấp, còn cái kia là cho băng tần cao. Một mạch đảo phân cực sẽ điều chỉnh đầu dò tùy theo phân cực. Nó được điều khiển từ xa, tại nơi đặt máy thu . * Làn sóng các vệ tinh cần thu trên hai băng tần thấp và trung gian . Trong trường hợp này vấn đề trở nên phức tạp, vì rằng các phần phát sóng trên băng tần thấp thì theo hệ PAL, với phân cực ngang hoặc đứng của tín hiệu. Còn phần phát sóng trên băng tần trung gian lại theo hệ D 2 MAC với phân cực vòng phải hoặc vòng trái . Ống dẫn sóng cung cấp tín hiệu cho hai đầu SHF, và mỗi đầu được trang bò một mạch đảo cực ,để điều chỉnh vò trí đầu dò tương ứng cho phù hợp . Các thiết bò được sử dụng trong hiện tại, thì mạch đảo cực “Polarotor” được thay bằng “Ferotor”, không có các phụ kiện di động. * Thiết lập nơi thu tín hiệu truyền hình cho tập thể . Trong trường hợp này thì phải làm sao cho mỗi thuê bao, có thể nhận được tín hiệu, các chương trình truyền hình theo yêu cầu, trong bất cứ lúc nào. Vì vậy cần thiết phải có : + Bao nhiêu Anten cố đònh thì có tương ứng bấy nhiêu vệ tinh nằm ở các vò trí khác nhau trên quỹ đạo đòa tónh cần được thu . + Bao nhiêu đầu SHF thì có tương ứng bấy nhiêu băng tần và phân cực khác nhau, cần thu . 1.2 Yêu cầu cụ thể: Dùng máy thu TVRO để bắt tín hiệu từ 2 vệ tinh có phủ sóng trong khu vực và đồng thời thu các đài phát hình đòa phương (HTV7,HTV9,TVT1,2,3) trên băng tần UHF và VHF. Toàn bộ tín hiệu các đài thu được cho qua bộ Combiner và bộ Amplifier ,để phân phối cho 50 thuê bao của 1 khách sạn 7 tầng gồm 6 tầng lầu và 1 tầng trệt. Được phân bố như sau: Sáu tầng lầu, mỗi tầng có 8 phòng, mỗi phòng có diện tích 4x6m. Một tầng trệt có 2 phòng tiếp khách, mỗi phòng có diện tích 5x6m. Chiều cao của mỗi tầng là 3m8. Diện tích còn lại của khách sạn dùng làm nhà để xe,kho chứa đồ, nhà bếp, do đó không đặt Tivi. Phòng thu được đặt tại lầu trên cùng của khách sạn , sau đó dùng cáp phân phối tới các thuê bao. 2. MÔ HÌNH THIẾT KẾ: Toàn bộ hệ thống được chia làm 2 khối chính như sau: • Khối Head End thường gồm các thiết bò sau: + Anten thu ( UHF,VHF ,chảo Parabol) và các thiết bò phụ trợ cho Anten (nếu có) như: Polarotor dùng để điều khiển phân cực Anten . Positioner để điều khiển góc ngẩng , góc phương vò ( Hoặc chỉ một trong hai chức năng) . + Bộ khuyếch đại và dòch tần nhiễu thấp (LNAvà LNB) cho chảo Parabol , bộ RF BOOSTER cho Anten thu UHF / VHF . Head End PROVIRDING CABLE SYSTEM + Máy thu dòch tần và điều chế AM cho ra tín hiệu hình RF ở băng tần cơ bản cấp cho máy thu hình dân dụng . + Bộ Combiner để ghép các kênh RF từ bộ Booter và máy thu đưa tới . + Bộ Amplifier : Đây là bộ khuếch đại dải rộng ,có nhiệm vụ khuếch đại tín hiệu đủ lớn để cung tín hiệu TV tới các thuê bao. + Dây dẫn sóng cao tần ( cáp đồng trục 75 ôm) truyền dẫn tín hiệu từ đầu ra bộ dòch tần LNB tới máy thu . + Ngoài ra để sử dụng hiệu quả các thiết bò người ta còn dùng một số bộ ghép nối phân đường ( NIF). • Khối providing cable system bao gồm các thiết bò như : + Cáp đồng trục dải rọâng loại Indoor : Dùng truyền dẫn và phân phối tín hiệu ở băng tần cơ bản tới các thuê bao. + Các bộ NIF,TAP,OUTLET và các bộ amplifier đường truyền (nếu có ). Toàn bộ các thiết bò khối này dùng loại Indoor. • Phương án thiết kế : Căn cứ vào yêu cầu của hệ thống và thành phần các khối ta có mô hình tổng thể như sau: Phần Head end (hình trang bên) theo nguyên lý như sau : Tín hiệu truyền hình thu được từ Antenna vệ tinh ( parabol) qua bộ dòch tần nhiễu thấp (LNA và LNB) có tần số từ 0,95 GHz đến 1.75 GHz , sau đó được đưa tới bộ chia để đưa tới các đầu thu vệ tinh . Khối đầu tuner vệ tinh [ R ] . Tín hiệu sau tuner là AV và RF , nhưng để tín hiệu hình chất lượng tốt người ta sẽ lấy tín hiệu AVđể đưa vào bộ điều chế (M). Bộ điều chế tần số [M] sẽ cho ra tín hiệu RF ( UHF) theo yêu cầu , tín hiệu RF lấy ra có thể chọn từ kênh 21 tới kênh 69 . Thường người ta chọn các kênh từ 31 trở lên để đưa tới bộ Combiner. Đồng thời tín hiêụ truyền hình trực tiếp thu từ đài (VTV 1,2,3 và HTV 7,9 ) sẽ được khuếch đại lọc [F] theo từng kênh . Sau đó cũng được đưa tới bộ Combiner. Bộ Combiner sẽ ghép các kênh RF để đưa tới bộ khuếch đại công suất , tùy theo số thuê bao và suy hao mà ta chọn cho thích hợp . Sau bộ khuếch đại là bộ chia , bộ này có số đầu ra tùy chọn sao cho phù hợp nhất. Phần minh họa như sơ đồ nguyên lý sau: HEARD END UHF Antenna VHF Antenna Parabol Antenna Satellite 1 Parabol Antenna Satellite 2 RF AV HEAD END RF RF RF RF Thực tế để đáp ứng với yêu cầu thực tế của khách sạn và các thiết bò hiện có trên thò trường, ta có thể dùng một hệ thống HEAD END như sau: S 2 CHIA 4 K/Đ CÔNG SUẤT R 1 R 2 R 3 R 4 M 1 M 2 M 3 M 4 CHIA x K/Đ ĐẦU VÀO ch 7 ch 9 ch 21 ch 28 ch 31 ch 33 ch 35 ch 37 ch 39 ch 41 ch 43 ch 45 COMBINER K/Đ ĐẦU VÀO F S 2 F F F CHIA 4 R 1 R 2 R 3 R 4 M 1 M 2 M 3 M 4 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ HỆ THỐNG HEAD END RF UHF Antenna VHF Antenna Parabol Antenna Satellite 1 Parabol Antenna Satellite 2 HEAD END HEMR - 870G4 HEMR- 870G4 SÔ ÑOÀ THIEÁT KEÁ KHOÁI THU TVRO NIP-4DP BW_40AS R 1 R 2 R 3 R 4 M 1 M 2 M 3 M 4 NIF_8D BW-40AS NIP-4DP COMBINER R 1 R 2 R 3 R 4 M 1 M 2 M 3 M 4 COMBINER NIF-3D TV TV TV TV TV TV TV TV TV TV TV T TV TV TV TV TV T V 4m 8m OUTLET 8m ¾ Phần cáp phân phối : Có hai kiểu thông dụng như sau: -Đối với loại cấu trúc hình xương cá : Có ưu điểm tiết kiệm được dây , nhưng sẽ phải dùng nhiều bộ chia nhánh hơn ( Tổn hao đường truyền lớn) và độ an toàn sẽ kém , chỉ cần 1 bộ chia nhánh hỏng sẽ mất toàn bộ tín hiệu cho các thuê bao sau nó, hoặc khi dây đứt cũng xẩy ra trường hợp tương tự ) khó khăn cho sửa chữa thay thế . -Đối với loại cấu trúc hình cây : Tuy có tốn dây hơn nhưng nó khắc khục được các nhược điểm của loại cấu trúc hình xương cá. Từ phân tích trên trong thiết kế này ta chọn cấu hình (b) . Sơ đồ thiết kế cho mỗi tầng từ tầng 1 đến tầng 6 theo mặt cắt ngang như sau : NIF TAP TAP TAP NIF TAP TAP TAP NIF a) Ca á u t r u ù c x ươ n g ca ù b) Ca á u t r u ù c hình ca â y N IF 2D NIF 4D NIF 4D TV TVTV TVTV TV TV TV Phòng ở Hành lang Cầu thang 6m NIF 3,8m 3,8m 3,8m 3 , 8m SƠ ĐỒ THIẾT KẾ HỆ THỐNG THEO MẶT CẮT ĐỨNG NIF NIF NIF NIF NIF NIF 3,8m 3,8m 3,8m Sự gia tăng suy hao qua các tầng The ground floor The fist floor The second floor The sixth floor The fourth floor The fifth floor The third floor 6m PROVIDING CABLE SYSTEM OF THE HOTEL N IF 2D NIF 4D NIF 4D TV TVTV TVTV TV TV TV Caàu thang NIF_8D N IF 2D NIF 4D NIF 4D TV TVTV TVTV TV TV TV Caàu thang N IF 2D NIF 4D NIF 4D TV TVTV TVTV TV TV TV Caàu thang N IF 2D NIF 4D NIF 4D TV TVTV TVTV TV TV TV Caàu thang N IF 2D NIF 4D NIF 4D TV TVTV TVTV TV TV TV Caàu thang N IF 2D NIF 4D NIF 4D TV TVTV TVTV TV TV TV Caàu thang N IF 2D TVTV 3. LỰA CHỌN THIẾT BỊ VÀ TÍNH TOÁN CHI TIẾT: 3.1 Antenna: Lựa chọn đường kính của Anten parabole cho thiết bò thu, tùy thuộc : - Công suất thấp nhứt của vệ tinh trong các vệ tinh cần thu . - Hệ số tiếng ồn của đầu SHF (LNB). - Nơi lắp đặt trạm thu, là cho cá nhân hay cho tập thể. Dưới đây là bảng cho kích thước Anten cần lựa ,tùy thuộc vào các yếu tố như : Công suất của vệ tinh thu tại mặt đất ( PIRE) tính bằng dBW ,hệ số tiếng ồn tối đa của đầu SHF , đối tượng lắp đặt trạm thu (cho cá nhân hay cho tập thể) . Công suất PIRE (dBW) 64 60 56 52 50 46 44 42 Trạm thu tập thể : N= 2 dBφ Anten(cm) 60 85 100 130 180 200 300 450 Căn cứ vào khả năng, yêu cầu của khách hàng và kết quả khảo sát nơi đặt máy cũng như vệ tinh phát mà ta mua loại antena cho phù hợp . Ví dụ ta chọn loại có giá đỡ AZ-E 1 có sẵn ở thò trường Việt Nam dùng thu ở băng Ku. Dùng Antenna loại dàn để thu đài đòa phương , ở đây ta chọn 2 dàn , 1 cho thu kênh UHF và 1 cho kênh VHF . Hiện có rất nhiều loại có bán trên thò trường thành phố , tuy nhiên khi mua ta mua loại có mác do các đơn vò có đăng ký chất lượng cũng như đòa chỉ rỏ ràng. 3.2 Chọn bộ LNA và LNB: Ta đã biết đầu thu SHF sẽ quyết rất lớn tới chất lượng tín hiệu hình thu thu tù vệ tinh . Khi chọn cần chú ý các chỉ số sau: ¾ Dải tần công tác. ¾ Hệ số tiếng ồn [N( dB )] ,phải ổn đònh trên toàn bộ giải tần ( thường 1,5 – 2,5 dB càng nhỏ càng tốt). ¾ Độ lợi ph đều trên dải tần (40 – 55 dB ). ¾ Tỷ số sóng đứng [ROS < 1,3]. 3.3 Chọn máy thu TVRO: Dùng loại đầu có cả tuner ,mod , combiner :HEMR-870G4. 3.4 Chọn bộ Booter: Vì dùng 2 Antenna để thu ở 2 băng tần UHF và VHF. Để cho tiện lợi ta có thể chọn một bộ Booter dải rộng dùng cho cả 2 kênh , cụ thể ta dùng loại BW-40AS với các thông số kèm theo Catalogue của hãng NIPPON ANTENNA ở phần phụ lục . 3.5 Chọn cable : Ta dùng loại cáp INDOOR ,thông dụng mhất là loại 5C của Nhật hoặc Mỹ là tốt nhất để giảm tổn hao. Trong thiết kế cáp được dùng là loại 6 RISER SERIER –CATVR của NEC có các thông số trên Catalogue ở phần phụ lục. Cùng với các đầu nối 5C ở Catalogue. 3.6 Chọn các bộ phân và chia đường: Tùy theo chức năng và yêu cầu từng vò trí mà ta lựa chọn cho phù hợp . Ví dụ : ta chọn cụ thể như trong sơ đồ thiết kế tổng quát . Ngoài ra tại các đầu cuối mỗi thuê bao còn thêm một bộ OUTLET CSW-7-7 để cắm trực tiếp ra TV. 3.7 Tính toán suy hao: [...]... Mức suy hao của NIF_8D = 12.5 dB Mức suy hao của dây nội tầng: (6 +8+ 8+3 .8) m = 4.52 dB Mức suy hao của dây liên tầng: (3 .8+ 3 .8+ 3 .8+ 3 .8+ 3 .8) m = 3.33 dB Mức suy hao tổng: = 36.16 dB Thuê bao có mức suy hao nhỏ nhất: Mức suy hao của OUTLET CSW-7-7 = 3 dB Mức suy hao của NIF_4D = 8. 5 dB Mức suy hao của NIF_2D = 4.3 dB Mức suy hao của NIF_8D = 12.5 dB Mức suy hao của dây nội tầng: (6 +8+ 3 .8) m = 3.12 dB Mức... tầng: (3 .8+ 3 .8+ 3 .8) m = 1.99 dB Mức suy hao tổng: = 33.43 dB • Tầng 2: Thuê bao có mức suy hao lớn nhất: Mức suy hao của OUTLET CSW-7-7 = 3 dB Mức suy hao của NIF_4D = 8. 5 dB Mức suy hao của NIF_2D = 4.3 dB Mức suy hao của NIF_8D = 12.5 dB Mức suy hao của dây nội tầng: (6 +8+ 8+3 .8) m = 4.52 dB Mức suy hao của dây liên tầng: (3 .8+ 3 .8+ 3 .8+ 3 .8) m = 2.66... dB Mức suy hao của NIF_8D = 12.5 dB Mức suy hao của dây nội tầng: (6 +8+ 8+3 .8) m = 4.52 dB Mức suy hao của dây liên tầng: (3 .8+ 3 .8+ 3 .8) m = 1.99 dB Mức suy hao tổng: = 34 .82 dB Thuê bao có mức suy hao nhỏ nhất: Mức suy hao của OUTLET CSW-7-7 = 3 dB Mức suy hao của NIF_4D = 8. 5 dB Mức suy hao của NIF_2D = 4.3 dB Mức suy hao của NIF_8D = 12.5 dB Mức suy hao của dây nội tầng: (6 +8+ 3 .8) m = 3.12 dB Mức suy... của dây nội tầng: (6 +8+ 3 .8) m = 3.12 dB Mức suy hao của dây liên tầng: 3.8m = 0.665 dB Mức suy hao tổng: = 32.09 dB • Tầng 4: Thuê bao có mức suy hao lớn nhất: Mức suy hao của OUTLET CSW-7-7 = 3 dB Mức suy hao của NIF_4D = 8. 5 dB Mức suy hao của NIF_2D = 4.3 dB Mức suy hao của NIF_8D = 12.5 dB Mức suy hao của dây nội tầng: (6 +8+ 8+3 .8) m = 4.52 dB Mức suy hao của dây liên tầng: (3 .8+ 3 .8) m = 1.33 dB Mức suy... của NIF_8D = 12.5 dB Mức suy hao của dây nội tầng: (5+6+3 .8) m = 2.60 dB Mức suy hao của dây liên tầng: (3 .8+ 3 .8+ 3 .8+ 3 .8+ 3 .8+ 3 .8) m = 3.99 dB Mức suy hao tổng: = 26.39 dB Ta có kết quả tổng hợp như sau: Tầng Trệt Mức suy hao Max(dB) 26.39 Mức suy hao Min(dB) 26.39 1 36.16 34.76 2 35.49 34.10 3 34 .82 33.43 4 34.15 32.76 5 33.49 32.09 6 32 .82 31.42 3 .8 Chọn máy khuếch đại công suất: Ta biết để đảm bảo cho... bằng la bàn Chúng ta sẽ có trục Bắc - Nam Sau đó tính các góc phương vò và góc ngẩng của các vệ tinh cần thu Những phương pháp tính toán này sẽ được nghiên cứu chi tiết trong phần sau Người ta có thể xem xét tại chỗ, bằng mắt, góc ngẩng (góc nâng) có bò vật cản ngại hay không để có thể thu vệ tinh này hay vệ tinh khác Nếu có vật cản ngại, thì phải tìm biện pháp khắc phục, hoặc thay đổi vò trí hoặc... của NIF_4D = 8. 5 dB Mức suy hao của NIF_2D = 4.3 dB Mức suy hao của NIF_8D = 12.5 dB Mức suy hao của dây nội tầng: (6 +8+ 3 .8) m = 3.12 dB Mức suy hao của dây liên tầng: (3 .8+ 3 .8+ 3 .8+ 3 .8) m = 2.66 dB Mức suy hao tổng: = 34.10 dB • Tầng 1: Thuê bao có mức suy hao lớn nhất: Mức suy hao của OUTLET CSW-7-7 = 3 dB Mức suy hao của NIF_4D = 8. 5 dB Mức suy... Mức suy hao của NIF_2D = 4.3 dB Mức suy hao của NIF_8D = 12.5 dB Mức suy hao của dây nội tầng: (6 +8+ 8+3 .8) m = 4.52 dB Mức suy hao tổng: = 32 .82 dB Thuê bao có mức suy hao nhỏ nhất: Mức suy hao của OUTLET CSW-7-7 = 3 dB Mức suy hao của NIF_4D = 8. 5 dB Mức suy hao của NIF_2D = 4.3 dB Mức suy hao của NIF_8D = 12.5 dB Mức suy hao của dây nội tầng: (6 +8+ 3 .8) m = 3.12 dB Mức suy hao tổng: = 31.42 dB ... Mức suy hao của NIF_4D = 8. 5 dB Mức suy hao của NIF_2D = 4.3 dB Mức suy hao của NIF_8D = 12.5 dB Mức suy hao của dây nội tầng: (6 +8+ 8+3 .8) m = 4.52 dB Mức suy hao của dây liên tầng: 3.8m = 0.665 dB Mức suy hao tổng: = 33.49 dB Thuê bao có mức suy hao nhỏnhất: Mức suy hao của OUTLET CSW-7-7 = 3 dB Mức suy hao của NIF_4D = 8. 5 dB Mức suy hao của NIF_2D = 4.3 dB Mức suy hao của NIF_8D = 12.5 dB Mức suy hao... hao của NIF_4D = 8. 5 dB Mức suy hao của NIF_2D = 4.3 dB Mức suy hao của NIF_8D = 12.5 dB Mức suy hao của dây nội tầng: (6 +8+ 3 .8) m = 3.12 dB Mức suy hao của dây liên tầng: (3 .8+ 3 .8) m = 1.33 dB Mức suy hao tổng: = 32.76 dB • Tầng 3: Thuê bao có mức suy hao lớn nhất: Mức suy hao của OUTLET CSW-7-7 = 3 dB Mức suy hao của NIF_4D = 8. 5 dB Mức suy hao . NIF_4D = 8. 5 dB Mức suy hao của NIF_2D = 4.3 dB Mức suy hao của NIF_8D = 12.5 dB Mức suy hao của dây nội tầng: (6 +8+ 8+3 .8) m = 4.52 dB Mức suy hao của dây liên tầng: (3 .8+ 3 .8+ 3 .8+ 3 .8+ 3 .8) m. lang Cầu thang 6m NIF 3,8m 3,8m 3,8m 3 , 8m SƠ ĐỒ THIẾT KẾ HỆ THỐNG THEO MẶT CẮT ĐỨNG NIF NIF NIF NIF NIF NIF 3,8m 3,8m 3,8m Sự gia tăng suy hao qua các tầng The ground. NIF_4D = 8. 5 dB Mức suy hao của NIF_2D = 4.3 dB Mức suy hao của NIF_8D = 12.5 dB Mức suy hao của dây nội tầng: (6 +8+ 8+3 .8) m = 4.52 dB Mức suy hao của dây liên tầng: (3 .8+ 3 .8+ 3 .8+ 3 .8) m =