THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN TUYẾN TRUYỀN DẪN VIBA SỐ THỰC TẾ

Dựa vào yêu cầu của bài toàn, giả thiết là tuyến viba có băng thông 8 Mbps. Ta sẽ thực hiện các bươc như sau:

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 Bài tập lớn Môn Thông tin Vệ tinh Lớp KTTT - K13 GIỚI THIỆU THIẾT BỊ SỬ DỤNG RMD1504 Thiết bị sử dụng cho tuyến Viba số là RMD1504 (Radio Microware Digital 1504) hiện nay đang có ở trung tâm II. Nó là một thiết bị rất gọn, nhẹ dễ dàng bảo quản và cất giữ sử dụng rộng rãi cho các trạm Viba điểm nối điểm, cấu hình của nó có thể là khơng dự phòng hoặc có dự phòng, khơng phân tập hoặc có phân tập. Một cấu hình khơng dự phòng RMD 1504 có các bộ phận sau đây: - Máy phát MRD 1504 2M71421 - Module khuếch đại cơng suất 1B71424 - Module kích thích 2B71426 Board mạch in tập hợp các băng gốc phát 2B71430 - Máy thu RMD1504 2B71431 Bộ chuyển đổi (Module chuyển đổi 1B71434) - Module trung tần 2B71437 - Board mạch in tập hợp các băng gốc thu 2B71440 - Board mạch in tập hợp hiển thị 1B71444 - Bộ trộn 1B71445 - Các phụ kiện Thiết bị RMD 1504 có một số đặc điểm sau:  Độ lợi hệ thống cao Cơng suất ra máy phát, ngưỡng máy phát và tổn thất bộ trộn đã được tối ưu hóa để có độ lợi hệ thống cao nhất, cho phép độ tin cậy vận hành cao, cho các đường truyền khá dài và đường truyền bị ngăn trở.  Cơng suất tiêu thụ thấp Cơng suất thụ của thiết bị thấp và mức RF của ngõ ra có thể điều chỉnh được cho ta sự tiêu thụ năng lượng thấp nhất có thể sử dụng cho các trạm dùng năng lượng mặt trời.  Ngưỡng hoạt động của nguồn cung cấp lớn. Mỗi máy thu RMD sẽ hoạt động với nguồn cung cấp từ 20v đến 60v một chiều và khơng phải thay đổi các modul.  Kế hoạch điều chế hiệu qủa Sử dụng phương pháp điều chế OQPSK vì nó rất hiệu qủa có phổ phát hẹp, có thể giảm thiểu giao thoa cho các dịch vụ kế cận, Mức ngưỡng nhỏ và độ nhiễu trừ tạp âm đồng kênh cao.  Đa dịch vụ và các kênh Mỗi máy phát RMD được trang bị với các dịch vụ đã được điều chế 600 ohm một cách độc lập cùng các kênh giám sát.  Kết cấu dạng modul. Tất cả các module có diện tích cho phép mà khong ohải đóng lại khung. Tần số RF được đặt lại một cách đơn giản bằng các cơng tắc nối tiếp có thể điều chỉnh được bằng vít vặn. 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 Bài tập lớn Môn Thông tin Vệ tinh Lớp KTTT - K13 Lắp đặt lên các kệ để: Vận hành và phân tập RMD có thể hoạt động với tất cả các hệ thống phân tập khơng gian hoặc tần số. Sự phân tập thường được sử dụng để tránh sự dao động khi lan truyền và có thể sử dụng với các thiết bị có dự phòng để cải tiến cả về độ tin cậy thiết bị lẫn đường truyền. 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 Bài tập lớn Môn Thông tin Vệ tinh Lớp KTTT - K13 BƯỚC 2 CHỌN BĂNG TẦN LÀM VIỆC Sau khi đã tìm ra dung lượng cần thiết cho tuyến Viba cần thực hiện là 30 kênh làm việc. Ta dùng thơng số này kết hợp với các yếu tố khác để chọn băng tần làm việc cho hệ thống. Một số vấn đề có ảnh hưởng đến việc chọn băng tần làm việc cho tuyến thiết kế được quan tâm như sau: Hiện nay băng tần vơ tuyến 1,5GHz chỉ được sử dụng ở một số tần số trong vùng mà sóng của tuyến thiết kế sẽ truyền qua. Theo cục quản lý tần số ở đường Nguyễn Bỉnh Khiêm, nhóm thực hiện được phép chọn hai khênh có tần số 1445 MHz và 1510 MHZ trong băng tần 1,5 GHz. Các hệ thống khác có thể song song hoặc nằm trong vùng của tuyến đều có tần số rõ ràng trong băng tần 1,5 GHz nên khơng gây ra hiện tượng giao thoa giữa các trạm đã được thiết kế so với trạm định thiết kế. Do đó nhóm thực hiện được phép chọn băng tần 1,5GHz để thiết kế hệ thống. Băng tần 1,5GHz sẽ khơng gây giao thoa cho các trạm anten tiếp nhận sóng vệ tinh của một số đơn vị, hộ dân nằm trong khu vực của tuyến. Dung lượng của tuyến thiết kế thấp chỉ có 30 kênh do đó khơng cần băng thơng rộng, vì thế băng tần 1,5GHz cũng đảm bảo cung cấp đủ băng thơng cho tuyến mà khơng cần các băng tần số lớn hơn. Các thiết bị cần thiết dùng cho tuyến thiết kế như máy thu, máy phát, anten đều đã có sẵn và nó là thiết bị RMD 1504 làm việc ở băng tần số từ 1427MHz đến 1535MHZ. Vì lí do trên nếu chọn băng tần số thấp 1,5GHz sẽ có rất nhiều điểm thuận lợi. vì hệ thống sẽ khơng bị ảnh hưởng bởi các Fading nhưng ảnh hưởng Fading do mưa, Fading do sương mù. Hơn nữa băng tần số thấp sẽ ít bị suy hao hơn trong mơi trường. Vì các lí do trên băng tần số được chọn cho tuyến thiết kế là 1,5GHz băng thơng của tuyến từ 1427MHz đến 1535MHz. 8 Bài tập lớn Môn Thông tin Vệ tinh Lớp KTTT - K13 BƯỚC 3 SỰ SẮP XẾP CÁC KÊNH RF Đối với các hệ thống có các dung lượng lớn có qúa nhiều kênh làm việc ta sử dụng nhiều sóng mang cao tần cho một hệ thống: Ví dụ như một hệ thống Viba số sử dụng băng tần 2GHz sử dụng kỹ thuật điều chế 16QAM. Nếu sử dụng một anten phát có thể truyền được 2400 kênh và sử dụng 6 cặp tần số vơ tuyến. Nếu sử dụng hai anten phát cho các sóng phân cực chéo có thể truyền 5280 kênh và cần 12 cặp tần số vơ tuyến. Khi đó phải có sự sắp xếp giữa 12 cặp tần số này để đảm bảo 12 cặp sóng vơ tuyến này vẫn nằm trong băng thơng cho phép và giao thoa giữa các kênh trong hệ thống là nhỏ nhất. Trong các tuyến đang thiết kế cho dung lượng của hệ thống thấp chỉ có 32 kênh làm việc tương đương với một nguồn dữ liệu sóng 2Mbit/s nên chỉ cần một sống mang vơ tuyến có tần số trung tần nằm trong khoản cho phép để bảo đảm băng thơng của hệ thống nằm trong khoảng 1427 MHZ đến 1535 MHz mà khơng cần sắp xếp các kênh RF. Theo các giới thiệu của CCIR ta chọn kế hoạch hai tần số dung lượng kênh tối đa là 30 hoặc 60 kênh tần số trung tâm thích hợp 1480 MHz độ rộng của băng RF 100MHz Một tần số f1 được dùng làm tần số trung tâm cho sóng phát đi từ máy phát và một tần số f2 được dùng làm tần số thu cho máy thu đối với thiết bị RMD 1504 các tần số trung tâm phát và thu có thể thay đổi được bằng các cơng tắc vặn và xoay đặt trên đầu module kích ở đây ta chọn: Tần số trung tâm máy phát 1510MHz Tần số trung tâm máy thu 1455MHz 9 Bài tập lớn Môn Thông tin Vệ tinh Lớp KTTT - K13 BƯỚC 4 QUYẾT ĐỊNH TIÊU CHUẨN THỰC HIỆN Như đã đề cặp ở phần 2 tiêu chuẩn thực hiện có thể phân thành nhiều loại và có thể giống hoặc khác nhau nhưng chúng có quan hệ với nhau. Tiêu chuẩn cho băng tần RF của tuyến thiết kế được nhóm thực hiện dựa vào giới thiệu của CCIR trong luật vơ tuyến (Radio regulation). Băng tần sử dụng cho tuyến thiết kế là 1427 MHz- 1535MHz. Khơng ảnh hưởng gì đến băng tần cấm sử dụng do CCIR qui định (5800 - 6425MHZ) Băng tần sử dụng khơng gây giao thoa cho các trạm lân cận và ngược lại cũng khơng ảnh hưởng của các trạm khác. Xét về độ tin cậy và chất lượng của đường truyền thì hệ thống có khả năng đáp ứng tốt nên hệ thống có khả năng thực thi. Về hệ thống dự phòng cho hệ thống Đối với hệ thống có nhu cầu đòi hỏi chất lượng truyền dẫn cao và đòi hỏi độ tin cậy cao thì thì hệ thống dự phòng thì khơng thể thiếu nhưng bù lại kinh phí hệ thống sẽ cao hơn. Do hệ thống thiết kế do nhu cầu khơng đòi hỏi cao chỉ dành cho việc thực tập của sinh viên nên tuyến thiết kế khơng có hệ thống dự phòng do đó kinh phí lắp đặc cho tuyến cũng ít tốn kém hơn. Dung lượng cho tuyến thiết kế là 30 hoặc 60 kênh Tốc độ truyền dẫn là 2Mbit/s Tóm lại tiêu chuẩn của tuyến thiết kế đều thực hiện dựa trên những tiêu chuẩn của CCIR đề ra, dựa trên nhu cầu về kinh tế, chất lượng truyền dẫn và độ tin cậy của hệ thống. 10 [...]... - 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 Nguyễn Thị Nhỏ- Quận 9- Thành Phố Hồ Chí Minh - Trạm B: Trung tâm II (Điểm B) - Địa chỉ: số 7 đường Nguyễn Đình... ảnh hưởng Fading sâu và ảnh hưởng Fading do mưa khơng đáng kể và tần số hoạt động của tuyến khơng gây ảnh hưởng đến các hệ thống khác -Tuyến thiết kế khơng sử dụng 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:... 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 bị 3 tần số làm việc 4.Phân cực 5... • 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 Af1 = 1455 MHz - Tần số phát ở trạm Bf1 = 1510 MHz - Tần số trung tâm được sử dụng trong các tính tốn : f = 1500 MHz 4 Phân cực: - Sử dụng phân cực đứng 5.Dung lượng kênh: (Mbit/s) Trong sheet tính tốn đường truyền dung... 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 + 20 lg(1,5) + 20 lg(11,8) = 117,46 dB Trong đó: A0 : là tồn thất đường truyền cũa khơng gian tự do (dB) f: là tần số trung tâm của sóng mang (GHz) d: là độ dài đường truyền (Km) 12.Loại Feeder sử dụng ở các trạm A và B Đối với tuyến. .. đuờng thẳng gỉa định dường truyền của tuyến nối hai vị trí trung tâm I và trung tâm II Ta tiến hành khảo sát thực tế tuyến truyền dẫn và kết hợp số liệu này với một số số liệu khác của sở đo đạc địa chính Thành Phố Hồ Chí Minh, số 12 đường Phan Đăng Lưu, Quận Bình Thạnh Ta thấy dịa hình của tuyến có đặc điểm như sau: a Tại trạm B: Trung Tâm II - Độ cao so với mặt nước biển tại trạm I là 10m - Dãy phòng... thu chuyển mạch bảo vệ và các module kết hợp đều hoạt động đúng và các kiểm tra sau đây cho sự đồng bộ hệ htống và sự xác nhận các chỉ tiêu kỹ thuật Bất kỳ module lỗi nào phát hiện được nên được sửa chữa Sử dụng các chỉ dẫn cho ở các module Các phần cần đo thử Đối với tuyến được thiết kế cần đo thử một số các tham số kiểm tra mức hệ thống được mơ tả dưới đây: a/ Tần số phát b/ Tần số thu c/ Cơng suất... d1 Hình 3-8 :khoảng hở an tồn của đường truyền Dựa trên kết qủa khảo sát 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... dụng được tính theo phần trăm Tổng độ khơng 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 khơng 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 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... tuy nhiên sóng của đường truyền đi qua khơng có các trục lộ giao thơng chính nên khơng có các nhà cao tầng hay các nhà máy có độ cao lớn - Có một số cây cối trong vùng này cụ thể như sau: Cách Trung Tâm I khoảng 300m có một số cây cao khoảng 12 m Cách Trung Tâm I khoảng 1600 m có một số cây cao khoảng 15 m Trên đây là một số đặc điểm của đường truyền của tuyến truyền dẫn Viba số Do gặp nhiều khó khăn