bài tập lớn môn thông tin vệ tinh- thiết kế và tính toán tuyến truyền dẫn viba số thực tế

Bài tập lớn Môn Thông tin Vệ tinh Lớp KTTT - K13 BÀI TẬP LỚN THIẾT KẾ VÀ TÍNH TỐN TUYẾN TRUYỀN DẪN VIBA SỐ THỰC TẾ 1 Bài tập lớn Môn Thông tin Vệ tinh Lớp KTTT - K13 Dựa vào u cầu của bài tồn, giả thiết là tuyến viba có băng thơng 8 Mbps. Ta sẽ thực hiện các bươc như sau: Giới thiệu thiết bị sử dụng Bước 1 : Nghiên cứu dung lượng đòi hỏi Bước 2 : Chọn băng tần vơ tuyến để sử dụng Bước3 : Sắp xếp các kênh RF Bước 4 : Quyết định các tiêu chuẩn thực hiện Bước 5 : Chọn vị trí và tính tốn đường truyền Bước 6 : Cấu hình hệ thống Bước 7 : Sắp xếp bảo trì Bước 8 : Các tiêu chuẩn kỹ thuật Bước 9 : Lắp đặt đo thử và bảo trì 2 Baứi taọp lụựn Moõn Thoõng tin Veọ tinh Lp KTTT - K13 GII THIU THIT B S DNG RMD1504 Thit b s dng cho tuyn Viba s l RMD1504 (Radio Microware Digital 1504) hin nay ang cú trung tõm II. Nú l mt thit b rt gn, nh d dng bo qun v ct gi s dng rng rói cho cỏc trm Viba im ni im, cu hỡnh ca nú cú th l khụng d phũng hoc cú d phũng, khụng phõn tp hoc cú phõn tp. Mt cu hỡnh khụng d phũng RMD 1504 cú cỏc b phn sau õy: - Mỏy phỏt MRD 1504 2M71421 - Module khuch i cụng sut 1B71424 - Module kớch thớch 2B71426 Board mch in tp hp cỏc bng gc phỏt 2B71430 - Mỏy thu RMD1504 2B71431 B chuyn i (Module chuyn i 1B71434) - Module trung tn 2B71437 - Board mch in tp hp cỏc bng gc thu 2B71440 - Board mch in tp hp hin th 1B71444 - B trn 1B71445 - Cỏc ph kin Thit b RMD 1504 cú mt s c im sau: li h thng cao Cụng sut ra mỏy phỏt, ngng mỏy phỏt v tn tht b trn ó c ti u húa cú li h thng cao nht, cho phộp tin cy vn hnh cao, cho cỏc ng truyn khỏ di v ng truyn b ngn tr. Cụng sut tiờu th thp Cụng sut th ca thit b thp v mc RF ca ngừ ra cú th iu chnh c cho ta s tiờu th nng lng thp nht cú th s dng cho cỏc trm dựng nng lng mt tri. Ngng hot ng ca ngun cung cp ln. Mi mỏy thu RMD s hot ng vi ngun cung cp t 20v n 60v mt chiu v khụng phi thay i cỏc modul. K hoch iu ch hiu qa S dng phng phỏp iu ch OQPSK vỡ nú rt hiu qa cú ph phỏt hp, cú th gim thiu giao thoa cho cỏc dch v k cn, Mc ngng nh v nhiu tr tp õm ng kờnh cao. a dch v v cỏc kờnh Mi mỏy phỏt RMD c trang b vi cỏc dch v ó c iu ch 600 ohm mt cỏch c lp cựng cỏc kờnh giỏm sỏt. Kt cu dng modul. Tt c cỏc module cú din tớch cho phộp m khong ohi úng li khung. Tn s RF c t li mt cỏch n gin bng cỏc cụng tc ni tip cú th iu chnh c bng vớt vn. 3 Bài tập lớn Môn Thông tin Vệ tinh Lớp KTTT - K13  Kiểm sốt lỗi tổng hợp. Trạng thái vận hành được kiểm tra bằng cách điểm thử và các panel hiển thị ở mặt trước cho phép tách biệt và sửa lỗi nhanh. Các cơng tắc chuyển tiếp do đo lường từ xa.  Cấu hình lắp đặt trạm. Trạm khơng dự phòng Độ tin cậy RMD cho phép nó sử dụng như là một máy phát và máy thu duy nhất ở một vị trí mà khơng cần thiết bị dự phòng. Trong trường hợp có hư hỏng các cấu trúc dạng module với các bộ phận theo dõi bên trong cho ta một thời gian trung bình để sửa chữa rất nhanh cấu trúc của một trạm khơng dự phòng như sau: Bộ trộn Hình 3-1 Trạm khơng dự phòng Để có độ tin cậy của hệ thống cao nhất mỗi trạm RMD có thể được dùng hệ thống dự phòng để cho dự phòng nóng. Một trạm dự phòng nóng có máy phát và máy thu chính là dự phòng. Tất cả chúng đều hoạt động được và được theo dõi, khi máy chính bị hư máy dự phòng được chuyển mạch để thế chỗ máy chính máy phát được tách ra bởi bộ ngăn cách ngõ ra của nó và máy ra được nối bởi một bộ tách 3dB Các máy phát và máy thu tiếp tục được theo dõi và được điều khiển bởi một bộ phận chuyển mạch bảo vệ PSD. Trong trạm dự phòng ấm(Warm standby), các bộ khuyếch đại RF trong máy phát dự phòng được tắt đi để tiết kiệm nguồn điện điều này rất hữu ích cho các ứng dụng được sử dụng năng lượng mặt trời nơi mà cần giảm tối thiểu sự tiêu tán. 4 HDB Băng gốc Kênh Giám sát Module Máy phát Bộ lọ thơng một dải Module máy thu Bộ lọc thơng Một dải ANTEN Baứi taọp lụựn Moõn Thoõng tin Veọ tinh Lp KTTT - K13 Lp t lờn cỏc k : Vn hnh v phõn tp RMD cú th hot ng vi tt c cỏc h thng phõn tp khụng gian hoc tn s. S phõn tp thng c s dng trỏnh s dao ng khi lan truyn v cú th s dng vi cỏc thit b cú d phũng ci tin c v tin cy thit b ln ng truyn. 5 Bài tập lớn Môn Thông tin Vệ tinh Lớp KTTT - K13 Với phân tập khơng gian hình 3-3 một máy thu được nối đến anten thứ 2 tỷ lệ lỗi bit giả được tiếp tục theo dõi ở cả hai máy thu và khi nó bị hỏng xuống dưới giá trị hiện hành của máy thứ nhất, máy thu thứ hai được chọn mà khơng tạo ra lỗi. Phân tập hình 3-4 hoạt động như phân tập khơng gian ngoại trừ 2 trạm hoạt động ở các tần số khác nhau. Mỗi cái có thể được nối với một anten riêng hoặc sử dụng chung một anten như hình 3-5. Kết nối băng gốc Sự kết nối băng gốc được thực hiện bởi các cáp đồng trục đi qua mặt đĩa tay trái của hộp và được kết nối bởi các bộ kết nố cáp đồng trục Siemans 1,6/5,6. Hai cổng cáp 75 ohm được cấp để nố các hoạt động 2x2 Mbit/s Kết nối ngồi Việc kết nối bên ngopài được thực hiện qua bộ nối loại P có 25 đường cho các mạch hoạt động dự phòng và bộ nối 37 đường cho bộ dự phòng. 6 Bài tập lớn Môn Thông tin Vệ tinh Lớp KTTT - K13 BƯỚC 1 NGHIÊN CỨU DUNG LƯỢNG ĐỊI HỎI Như đã đề cặp ở phần trước nghiên cứu dung lượng đòi hỏi là một cơng việc rất quan trọng thiết kế tuyến truyền dẫn Viba số. Khi thiết kế ta phải tìm đúng dung lượng cần thiết kế qúa lớn dẫn đến tình trạng q lãng phí và khơng kinh tế. Còn nếu dung lượng qúa nhỏ sẽ khơng đáp ứng đủ u cầu của người sử dụng dẫn đến phải thay đo hệ thống bằng một hệ thống lớn hơn. Tuyến Viba số nối giữa hai trung tâm: trung tâm I vàtrung tâm II của trường bưu chính viễn thơng mà nhóm làm luận án tốt nghiệp thiết kế phục vụ chủ yếu cho mục đích thực tập của các sinh viên theo học nghành Viba ở hai trung tâm. Đây cũng là một cơ hội giúp nhóm thực hiện tiếp cận khảo sát với các thiết bị Viba số. Hiện nay theo tài liệu của trung tâm mỗi khóa học trường tiếp nhận khơng qúa 40 sinh viên theo học nghành Viba, dự kiến trong tương lai do sự phát triển mạnh mẽ của lĩnh vực bưu chính Viễn thơng. Nói chung u cầu đào tạo sinh viên của nghành Viba sẽ tăng mạnh. Số sinh viên theo học nghành Viba sẽ tăng lên đến 100 sinh viên và được chia thành hai hoặc ba lớp. Do đặc điểm của các lớp học như sau:  Các lớp học của cùng một nghành trong một khóa học có một thời khóa biểu riêng do đó khong có trùng lắp ở giờ thực tập nên mỗi buổi thực tập chỉ có tối đa một lớp thực tập sử dụng tuyến thiết kế.  Các khóa học khác nhau của cùng một nghành được sắp xếp chương trình học thực hành và lí thuyết để khơng có sự trùng lập giữa các giờ học và thực tập.  Ngồi ra còn có đặc điểm riêng là phòng thực tập Viba của trung tâm đã có sẵn các anten và máy móc của một tuyến Viba hồn chỉnh chưa được sử dụng. Thiết bị Viba có sẵn máy có thể truyền hai đường dữ liệu 2Mbit/s hay dung lượng kênh thoại là 30 hoặc 60 kênh. Do các đặc điểm trên của các bộ phận có liên quan đến tuyến thiết kế nhóm thực hiện luận án tốt nghiệp chọn dung lượng cho tuyến thiết kế như sau: - Số kênh thoại làm việc tối đa 30 kênh. - Một kênh giám sát. - Một kênh cho các nghiệp vụ số. Nếu trong tương lai dung lượng càng tăng lên có thể thành 60 kênh. 7 Baứi taọp lụựn Moõn Thoõng tin Veọ tinh Lp KTTT - K13 BC 2 CHN BNG TN LM VIC Sau khi ó tỡm ra dung lng cn thit cho tuyn Viba cn thc hin l 30 kờnh lm vic. Ta dựng thụng s ny kt hp vi cỏc yu t khỏc chn bng tn lm vic cho h thng. Mt s vn cú nh hng n vic chn bng tn lm vic cho tuyn thit k c quan tõm nh sau: Hin nay bng tn vụ tuyn 1,5GHz ch c s dng mt s tn s trong vựng m súng ca tuyn thit k s truyn qua. Theo cc qun lý tn s ng Nguyn Bnh Khiờm, nhúm thc hin c phộp chn hai khờnh cú tn s 1445 MHz v 1510 MHZ trong bng tn 1,5 GHz. Cỏc h thng khỏc cú th song song hoc nm trong vựng ca tuyn u cú tn s rừ rng trong bng tn 1,5 GHz nờn khụng gõy ra hin tng giao thoa gia cỏc trm ó c thit k so vi trm nh thit k. Do ú nhúm thc hin c phộp chn bng tn 1,5GHz thit k h thng. Bng tn 1,5GHz s khụng gõy giao thoa cho cỏc trm anten tip nhn súng v tinh ca mt s n v, h dõn nm trong khu vc ca tuyn. Dung lng ca tuyn thit k thp ch cú 30 kờnh do ú khụng cn bng thụng rng, vỡ th bng tn 1,5GHz cng m bo cung cp bng thụng cho tuyn m khụng cn cỏc bng tn s ln hn. Cỏc thit b cn thit dựng cho tuyn thit k nh mỏy thu, mỏy phỏt, anten u ó cú sn v nú l thit b RMD 1504 lm vic bng tn s t 1427MHz n 1535MHZ. Vỡ lớ do trờn nu chn bng tn s thp 1,5GHz s cú rt nhiu im thun li. vỡ h thng s khụng b nh hng bi cỏc Fading nhng nh hng Fading do ma, Fading do sng mự. Hn na bng tn s thp s ớt b suy hao hn trong mụi trng. Vỡ cỏc lớ do trờn bng tn s c chn cho tuyn thit k l 1,5GHz bng thụng ca tuyn t 1427MHz n 1535MHz. 8 Baứi taọp lụựn Moõn Thoõng tin Veọ tinh Lp KTTT - K13 BC 3 S SP XP CC KấNH RF i vi cỏc h thng cú cỏc dung lng ln cú qỳa nhiu kờnh lm vic ta s dng nhiu súng mang cao tn cho mt h thng: Vớ d nh mt h thng Viba s s dng bng tn 2GHz s dng k thut iu ch 16QAM. Nu s dng mt anten phỏt cú th truyn c 2400 kờnh v s dng 6 cp tn s vụ tuyn. Nu s dng hai anten phỏt cho cỏc súng phõn cc chộo cú th truyn 5280 kờnh v cn 12 cp tn s vụ tuyn. Khi ú phi cú s sp xp gia 12 cp tn s ny m bo 12 cp súng vụ tuyn ny vn nm trong bng thụng cho phộp v giao thoa gia cỏc kờnh trong h thng l nh nht. Trong cỏc tuyn ang thit k cho dung lng ca h thng thp ch cú 32 kờnh lm vic tng ng vi mt ngun d liu súng 2Mbit/s nờn ch cn mt sng mang vụ tuyn cú tn s trung tn nm trong khon cho phộp bo m bng thụng ca h thng nm trong khong 1427 MHZ n 1535 MHz m khụng cn sp xp cỏc kờnh RF. Theo cỏc gii thiu ca CCIR ta chn k hoch hai tn s dung lng kờnh ti a l 30 hoc 60 kờnh tn s trung tõm thớch hp 1480 MHz rng ca bng RF 100MHz Mt tn s f1 c dựng lm tn s trung tõm cho súng phỏt i t mỏy phỏt v mt tn s f2 c dựng lm tn s thu cho mỏy thu i vi thit b RMD 1504 cỏc tn s trung tõm phỏt v thu cú th thay i c bng cỏc cụng tc vn v xoay t trờn u module kớch õy ta chn: Tn s trung tõm mỏy phỏt 1510MHz Tn s trung tõm mỏy thu 1455MHz 9 Baứi taọp lụựn Moõn Thoõng tin Veọ tinh Lp KTTT - K13 BC 4 QUYT NH TIấU CHUN THC HIN Nh ó cp phn 2 tiờu chun thc hin cú th phõn thnh nhiu loi v cú th ging hoc khỏc nhau nhng chỳng cú quan h vi nhau. Tiờu chun cho bng tn RF ca tuyn thit k c nhúm thc hin da vo gii thiu ca CCIR trong lut vụ tuyn (Radio regulation). Bng tn s dng cho tuyn thit k l 1427 MHz- 1535MHz. Khụng nh hng gỡ n bng tn cm s dng do CCIR qui nh (5800 - 6425MHZ) Bng tn s dng khụng gõy giao thoa cho cỏc trm lõn cn v ngc li cng khụng nh hng ca cỏc trm khỏc. Xột v tin cy v cht lng ca ng truyn thỡ h thng cú kh nng ỏp ng tt nờn h thng cú kh nng thc thi. V h thng d phũng cho h thng i vi h thng cú nhu cu ũi hi cht lng truyn dn cao v ũi hi tin cy cao thỡ thỡ h thng d phũng thỡ khụng th thiu nhng bự li kinh phớ h thng s cao hn. Do h thng thit k do nhu cu khụng ũi hi cao ch dnh cho vic thc tp ca sinh viờn nờn tuyn thit k khụng cú h thng d phũng do ú kinh phớ lp c cho tuyn cng ớt tn kộm hn. Dung lng cho tuyn thit k l 30 hoc 60 kờnh Tc truyn dn l 2Mbit/s Túm li tiờu chun ca tuyn thit k u thc hin da trờn nhng tiờu chun ca CCIR ra, da trờn nhu cu v kinh t, cht lng truyn dn v tin cy ca h thng. 10 [...]... 16 Bài tập lớn Môn Thông tin Vệ tinh Lớp KTTT - K13 Bảng 3-3: Tính khoảng hở an tồn của vật cản Chú ý : các giá trị trong bảng của hclà các giá trị dương nếu tính theo cơng thức 17 Bài tập lớn Môn Thông tin Vệ tinh Lớp KTTT - K13 III.BẢNG DỮ LIỆU TÍNH TỐN ĐƯỜNG TRUYỀN 1/ Chuẩn bị một bảng tính tốn dữ liệu như ở bảng 3-4 Các đặc tính của đường truyền dẫn Mơ tả tuyến 1 Vị trí các trạm 2 Số các loại thiết. .. được tính theo phần trăm Lớp KTTT - K13 % % % Sau đó ta tiến hành tính tốn các thơng số và điền vào bảng tính Việc tính tốn này như sau: 19 Bài tập lớn Môn Thông tin Vệ tinh Lớp KTTT - K13 • MƠ TẢ TUYẾN 1 Vị trí các trạm Trạm A : Trung tâm I Trạm B : Trung tâm II 2 Số loại thiết bị Sử dụng thiết bị AWA RMD1504 cho cả hai trạm A và B 3 Tần số làm việc: - Tần số phát ở trạm A f1 = 1455 MHz - Tần số phát... áp một chiều cung cấp cho thiết bị RMD1504lá 20-60V DC Dạng nguồn DC có dạng sau: 28 Bài tập lớn Môn Thông tin Vệ tinh Lớp KTTT - K13 Hình3-11: Cấu hình nguồn DC cung cấp cho trạm 29 Bài tập lớn Môn Thông tin Vệ tinh Lớp KTTT - K13 BƯỚC 7 KẾ HOẠCH BẢO TRÌ Độ tin cậy của một hệ thống có mối quan hệ mật thiết với cơng tác bảo trì hệ thống do đó cơng việc bảo trì trong thực tế cũng rất quan trọng Cơng... 24,29 phút hay là 24 phút 18 giây KẾT LUẬN : Với kết quả tính tốn 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 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 khơng dùng hệ thống dự phòng như sau: 26 Bài tập lớn Môn Thông tin Vệ tinh Lớp KTTT - K13 f1 f2 Bộ.. .Bài tập lớn Môn Thông tin Vệ tinh Lớp KTTT - K13 BƯỚC5 KHẢO SÁT VÀ TÍNH TỐN ĐƯỜNG TRUYỀN DẪN I.KHẢO SÁT TUYẾN TRUYỀN DẪN VIBA SỐ 1.Xác nhận vị trí của hai trạm của tuyến trên bản đồ - Sử dụng bản đồ thành phố loại mới có tỉ lệ 1:40000 và xác định hai điểm đặt trạm của tuyến trên bản đồ - Trạm A: Trung tâm I (Điểm A) - Địa chỉ: Đường... trên đường truyền và xác định chiều cao của các cây cối nằm trên đường truyền nên các số liệu sau đây khơng hồn tồn chính xác II.KIỂM TRA TÍNH TRUYỀN DẪN 1.Chuẩn bị mặt cắt nghiêng của đường truyền: Để xác định trạng thái trực xa của đường truyền cần phải vẽ mặt cắt nghiêng đường truyền Độ cong của các đường truyền trên tờ mặt cắt nghiêng cho phép vẽ đường 12 Bài tập lớn Môn Thông tin Vệ tinh Lớp KTTT... này khoảng 9m so với mặt bằng của trung tâm - Nóc nhà của dãy nhà đổ bằng bê tơng c Đặc điểm của một số điểm khác trên đường truyền sóng của tuyến 11 Bài tập lớn Môn Thông tin Vệ tinh Lớp KTTT - K13 - Sau khi tiến hành khảo sát thực tế địa hình và kết hợp với các thơng số của cơ sở đo đạc ta có thể chia tuyến thành các bộ phận sau: • Khu Thị Nghè • • • • Khu Qui Hoạch Khu Biệt thự cao cấp Khu Tăng Nhơn... hệ thống dự phòng 27 Bài tập lớn Môn Thông tin Vệ tinh Lớp KTTT - K13 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 thơng tin cảnh báo ALS, hiển thị và điều khiển sau đây: 1 Hiển thị: - Sự hiện hưũ của nguồn điện - Trạng thái hoạt động của máy - Trạng thái hoạt động bình thường và khơng bình thường của máy phát và máy thu 2 Cảnh báo:... h1=19m Trung Tâm II h1=14m 10 Loại tháp anten Sử dụng loại tháp tự đỡ 20 Bài tập lớn Môn Thông tin Vệ tinh Lớp KTTT - K13 • CÁC TỔN HAO 11 Tổn hao đường truyền dẫn của khơng gian tự do A0 (dB) Loại tổn thất này đã được đề cập trong phần truyền sóng trong khơng gian Nó phụ thuộc vào tần số sóng mang và độ dài đường truyền và được tính bằng cơng thức sau: A0 = 92,5 + 20 lg f(GHz) + 20 lgd(Km) A0 = 92,5... thực tế như đã nói ở phần đầu ta đã có được vị trí và độ cao của các vật chắn ở trên đường truyền Dựa vào các số liệu đo đạc ở trên ta có thể vẽ được sơ đồ mặt cắt địa hình của tuyến (phần mặt cắt địa hình này sẽ vẽ cụ thể ở trong các bản vẽ khi bảo vệ) Ở đây ta chỉ lấy các kết qủa để tính tốn tổn thất do vật chắn gây ra 15 Bài tập lớn Môn Thông tin Vệ tinh Lớp KTTT - K13 Có hai phương án để chọn độ . Bài tập lớn Môn Thông tin Vệ tinh Lớp KTTT - K13 BÀI TẬP LỚN THIẾT KẾ VÀ TÍNH TỐN TUYẾN TRUYỀN DẪN VIBA SỐ THỰC TẾ 1 Bài tập lớn Môn Thông tin Vệ tinh Lớp KTTT - K13 Dựa vào u cầu của bài. v tin cy ca h thng. 10 Bài tập lớn Môn Thông tin Vệ tinh Lớp KTTT - K13 BƯỚC5 KHẢO SÁT VÀ TÍNH TỐN ĐƯỜNG TRUYỀN DẪN I.KHẢO SÁT TUYẾN TRUYỀN DẪN VIBA SỐ. 1.Xác nhận vị trí của hai trạm của tuyến. điểm của một số điểm khác trên đường truyền sóng của tuyến. 11 Bài tập lớn Môn Thông tin Vệ tinh Lớp KTTT - K13 - Sau khi tiến hành khảo sát thực tế địa hình và kết hợp với các thơng số của cơ sở