Truyễn dẫn SDH trên vi ba số

Trong những năm gần đây SDH đã thâm nhập vào nước ta với tốc độ rất nhanh, mang đường trục BắcNam đã có tốc độ 2,5 Gbits, mạng nội tỉnh và thành phố cũng ứng dụng ngày càng nhiều SDH có tốc độ 155,52 Mbits hoặc 622 Mbits với nhiều loại thiết bị truyền dẫn. Đặc biệt là truyền dẫn SDH trên các hệ thống vi ba băng rộng ( Do điều kiện địa hình, yêu cầu thời gian triển khai nhanh...). Một yêu cầu tất yếu là phải duy trì được tính tương thích đối với hệ thống vi ba băng rộng PDH hiện có, không cần phải sửa đổi các phân bố tần số đang được áp dụng theo các khuyến nghị của CCIR. Sự nhất trí đầu tiên đạt được vào những năm 90 bởi tất cả các thành viên của ETSI, liên quan đến việc tiêu chuẩn hoá hệ thống vi ba dung lượng 1x155Mbits với phân bố tần số có phân cực thay đổi luân phiên và khỏng cách giữa các kênh là 40MHz. Điều này đã và đang được áp dụng cho hệ thống 6GHz, 7GHz, 8GHz ( Đối với mạng đường trục) và 13GHz ( Đối với mạng nội hạt, mạng vùng ). Vì vậy, việc phân tích và tìm hiểu hệ thống vi ba số truyền tải SDH là rất quan trọng và cần thiết.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG ISO 9001:2015 TRUYỀN DẪN SDH TRÊN VI BA SỐ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY NGÀNH ĐIỆN TỬ TRUYỀN THƠNG HẢI PHỊNG - 2019 Trang BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG ISO 9001:2015 TRUYỀN DẪN SDH TRÊN VI BA SỐ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY NGÀNH ĐIỆN TỬ TRUYỀN THƠNG Sinh viên: Nguyễn Minh Đức Người hướng dẫn: Th.S Phạm Văn Thuận HẢI PHỊNG - 2019 Trang Cộng hồ xã hội chủ nghĩa Việt Nam Độc lập – Tự Do – Hạnh Phúc o0o BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Sinh viên : Nguyễn Minh Đức – MSV : 1412103004 Lớp : ĐT1801- Ngành Điện Tử Truyền Thông Tên đề tài : Truyễn dẫn SDH vi ba số Trang MỤC LỤC Trang LỜI GIỚI THIỆU : ……………………………………………………………………4 CHƯƠNG : TỔNG QUAN VỀ SDH……………………………….……………… 1.1 Giới thiệu chung………………………………………………………………………….6 1.2 Đặc điểm PDH SDH 1.2.1 Phân cấp truyền dẫn cận đồng PDH 1.2.2 Phân cấp truyền dẫn đồng SDH 11 1.3 Một số khuyến nghị CCITT SDH 12 1.3.1 Khuyến nghị G-707 13 1.3.2 Khuyến nghị G-708 14 1.3.3 Khuyến nghị G-709 14 CHƯƠNG : TỔ CHỨC GHÉP KÊNH TRONG SDH .15 2.1 Các tiêu chuẩn ghép kênh SDH 15 2.2 Cấu trúc khung STM - .16 2.3 Ghép luồng 2,048 Mbps vào vùng tải trọng STM-1 21 2.4 Ghép luồng 34,368 Mbps vào vùng tải trọng STM-1 24 2.5 Ghép luồng 139,264 Mbps vào vùng tải trọng STM-1 25 2.6 Q trình ghép gói vào khung STM-1………………….……………… 27 2.6.1 Ghép VC-4 vào STM – 1…………………………………………………………27 2.6.2 Ghép VC-3 vào STM-1 qua AU-3…………………………………………… 29 2.7 Các trỏ……………………………………………………………… .30 2.7.1 Vị trí chức trỏ AU-4…………………………………………30 2.7.2 Vị trí chức trỏ AU-3…………………………………………30 2.7.3 Vị trí chức trỏ TU-3………………………………………….31 2.7.4 Vị trí chức trỏ TU-2………………………………………….31 2.7.5 Vị trí chức trỏ TU-12 TU-11………………………… 32 2.8 - CẤU TẠO VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA CÁC CON TRỎ………………………………33 2.8.1- Cấu tạo trỏ……………….………………………………………… 33 2.8.2 - Hoạt động loại trỏ………………………………………… … 35 2.9 - MÀO ĐẦU ĐOẠN…………………………………………………………………… 38 2.9.1 Khái niệm SOH (Section Overhead) – Mào đầu đoạn 38 2.9.2 Mô Tả POH………………………………………………………………….……43 CHƯƠNG : KHÁI NIỆM VỀ VI BA SỐ 47 3.1 Giới thiệu chung 47 Trang 3.1.1 Các loại hệ thống thông tin 47 3.1.2 Giải tần số hệ thống Vi ba 48 3.1.3 Khái niệm hệ thống Vi ba số 48 3.1.4 Các đặc điểm truyền sóng 48 3.1.5 Các tiêu kỹ thuật hệ thống Vi ba 49 3.1.6 Sơ đồ khối hệ thống Vi ba số 50 3.1.7 Các phương án tần số 51 3.2 Các phương pháp điều chế Vi ba số 53 3.2.1 Khái quát chung 53 3.2.2 Điều chế tần số 55 3.2.3 Điều chế M-PSK 55 3.2.4 Điều chế biên độ vng góc M-QAM 56 3.2.5 Vấn đề ISI việc truyền khơng có ISI 57 3.3 So sánh phương pháp điều chế 58 3.3.1 Hiệu suất băng thông 58 3.3.2 Hiệu suất công suất 60 3.3.3 Mặt phẳng hiệu suất băng thông 60 3.4 Các biện pháp bảo đảm chất lượng hệ thống .65 3.4.1 Các tác động làm suy giảm chất lượng hệ thống 65 3.4.2 Các biện pháp khắc phục 66 CHƯƠNG 4: TRUYỀN DẪN SDH TRÊN HỆ THỐNG VI BA SỐ .66 4.1 Các vấn đề cần giải truyền SDH Vi ba số 66 4.2 Các phương pháp điều chế ứng dụng 67 4.3 Các phương pháp tối ưu tần phổ 69 4.4 Các phương pháp điều chế sử dụng cho băng rộng 70 4.1 Sử dụng Byte SOH cho hệ thống Vi ba 70 CHƯƠNG 5: GIỚI THIỆU THIẾT BỊ VI BA SDH/64 QAM CỦA HÃNG BOSCH TELECOM – PHÂN TÍCH MÁY THU CỦA THIẾT BỊ VI BA SDH CỦA HÃNG BOSCH TELECOM ( DRSS 155/6800 – 64 QAM )………………………… ……… 72 5.1 Thông số kỹ thuật thiết bị 72 5.2 Phân bố hệ thống Anten .74 5.3 Mô tả thiết bị 78 5.3.1 Điều chế .78 5.3.2 Giải điều chế 79 5.3.3 XPIC 82 Trang 5.3.4 Máy phát 83 5.3.5 Máy thu 84 6.1 Sơ đồ khối máy thu 85 6.2 Nguyên lý hoạt động chức khối máy thu 86 PHẦN KẾT LUẬN 92 Trang LỜI GIỚI THIỆU Trong phát triển xã hội, thông tin ln đóng vai trị quan trọng Điều khiến cho thơng tin tồn giới nói chung thơng tin liên lạc Việt Nam nói riêng luôn phát triển để phù hợp với nhu cầu người thời đại Trong năm thập kỷ 80 90, khoa học công nghệ viễn thơng giới có phát triển kỳ diệu, có triển khai cơng nghệ SDH (Synchronous Digital Hierarchy - Phân cấp số đồng bộ) đánh dấu bước phát triển vượt bậc lĩnh vực truyền dẫn Với ưu việc ghép kênh đơn giản, linh hoạt, giảm thiết bị mạng, băng tần truyền dẫn rộng, cung cấp giao diện tốc độ lớn cho dịch vụ tương lai, tương thích với giao diện PDH có, tạo khả quản lý mạng tập trung Phân cấp số đồng SDH tiêu chuẩn hoá tốc độ : 155,52 Mbit/s , 4x155,52 Mbit/s, 16x155,52 Mbit/s, 64x155,52 Mbit/s, cấu trúc khung, mã đường v.v Trong năm gần SDH thâm nhập vào nước ta với tốc độ nhanh, mang đường trục Bắc-Nam có tốc độ 2,5 Gbit/s, mạng nội tỉnh thành phố ứng dụng ngày nhiều SDH có tốc độ 155,52 Mbit/s 622 Mbit/s với nhiều loại thiết bị truyền dẫn Đặc biệt truyền dẫn SDH hệ thống vi ba băng rộng ( Do điều kiện địa hình, yêu cầu thời gian triển khai nhanh ) Một yêu cầu tất yếu phải trì tính tương thích hệ thống vi ba băng rộng PDH có, khơng cần phải sửa đổi phân bố tần số áp dụng theo khuyến nghị CCIR Sự trí đạt vào năm 90 tất thành viên ETSI, liên quan đến việc tiêu chuẩn hoá hệ thống vi ba dung lượng 1x155Mbit/s với phân bố tần số có phân cực thay đổi luân phiên khỏng cách kênh 40MHz Điều áp dụng cho hệ thống 6GHz, 7GHz, 8GHz ( Đối với mạng đường trục) 13GHz ( Đối với mạng nội hạt, mạng vùng ) Vì vậy, việc phân tích tìm hiểu hệ thống vi ba số truyền tải SDH quan trọng cần thiết Trong Đồ án tốt nghiệp này, em xin trình bày nội dung sau đây: - Tổng quan SDH - Tổ chức ghép kênh SDH - Khái niệm Vi ba số - Vấn đề truyền dẫn SDH hệ thống Vi ba số - Giới thiệu thiết bị vi ba SDH/64 QAM hãng BOSCH TELECOM Trang - Phân tích máy thu thiết bị vi ba hãng BOSCH TELECOM ( DRS 155/6800 -64QAM ) Qua em xin cảm ơn hướng dẫn, giúp đỡ tận tình thầy giáo Phạm Đức Thuận ( Khoa Điện – Điện Tử ) việc giúp đỡ em hoàn thành Đồ án Tốt Nghiệp Hải Phòng, ngày 09 tháng năm 2019 SINH VIÊN Nguyễn Minh Đức Trang CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ SDH 1.1 GIỚI THIỆU VỀ SDH Hệ phân cấp số đồng SDH (Synchronous Digital Hierarchy) chuẩn quốc tế truyền dẫn đồng tốc độ cao cho mạng viễn thông quang, Liên minh viễn thông quốc tế ITU (trước gọi Uỷ ban tư vấn điện thoại điện báo quốc tế CCITT) phê chuẩn lần vào tháng 11 năm 1988, nội dung gồm khuyến nghị G.7 định nghĩa tốc độ truyền, khn dạng tín hiệu, cấu trúc ghép kênh cách xử lý, xếp bit truyền ứng với dịch vụ vào cấu trúc tải trọng SDH cho giao diện nút mạng NNI (Network Node Interface - giao diện chuẩn quốc tế SDH) Bên cạnh việc xác định chuẩn giao diện cho NNI trên, CCITT xây dựng loạt chuẩn khác để quản lý hoạt động ghép kênh đồng (như G.781, G.782 G.783) quản lý mạng SDH (như G.784) Việc tiêu chuẩn hoá thiết bị SDH để việc quản lý mạng kinh tế, linh hoạt hơn, phù hợp với đòi hỏi nhà điều hành mạng, nhằm đáp ứng cho dịch vụ băng rộng tương lai Khái niệm hệ thống tải đồng bộ, dựa chuẩn SDH vượt khỏi nhu cầu hệ thống truyền dẫn điểm nối điểm mà đáp ứng đòi hỏi mạng chuyển mạch, truyền dẫn điều khiển mạng Những khả vùng ứng dụng mạng truyền thống là: mạng nội hạt , mạng liên đài mạng đường dài Mặc dù SDH dựa việc đưa tín hiệu ghép kênh đồng vào luồng quang truyền cáp sợi quang, thực tế SDH sử dụng tuyến vô tuyến tiếp sức, thông tin vệ tinh giao diện điện thiết bị viễn thơng Do đó, nói SDH tạo hạ tầng mạng viễn thông thống Với tính linh hoạt, truyền dải rộng cấu hình đơn giản làm cho hệ thống PDH Các ưu điểm gồm: Cho phép xây dựng mạng viễn thông kinh tế linh hoạt: Các chuẩn SDH xây dựng dựa nguyên lý ghép kênh đồng trực tiếp, yếu tố then chốt tạo nên tính kinh tế linh hoạt mạng viễn thơng Thực chất, điều có nghĩa tín hiệu nhánh ghép trực tiếp vào tín hiệu SDH tốc độ cao mà khơng cần qua cấp ghép trung gian Các phần tử mạng SDH kết nối trực tiếp mạng với thiết bị nên có hiệu kinh tế cao Trang Tăng cường khả bảo trì quản lý mạng: Việc tăng cường khả bảo trì quản lý mạng yêu cầu thiếu mạng viễn thông Để thực điều đó, SDH có cấu trúc nhiều lớp cấu hình ghép kênh, lớp tương ứng với vùng bảo trì (đoạn tuyến) có thơng tin đầy đủ rõ ràng hỗ trợ cho việc điều hành khai thác bảo trì cho việc điều hành vùng tương ứng mạng Trong cấu trúc tín hiệu SDH, người ta dành khoảng 5% dung lượng dụng cho thủ tục quản lý, bảo trì thực hành mạng (ở hệ thống PDH có khoảng 0,5%) Cung cấp khả truyền tải tín hiệu linh hoạt: Tín hiệu SDH có khả truyền tất tín hiệu nhánh có mạng viễn thơng PDH (như tín hiệu nhánh 2, 34 140 Mb/s châu Âu CEPT tín hiệu nhánh DS1, DS2 DS3 Bắc Mỹ) Tức là, SDH hồn tồn tương thích với mạng có Ngồi ra, SDH cịn có khả truyền tải tín hiệu băng rộng ứng với dịch vụ tiên tiến tương lai : - Phương thức truyền không đồng ATM (Asynchronous Transfer Mode): chuẩn cho B-ISDN - Giao diện truyền số liệu phân tán cáp quang FDDI (Fiber Distributed Data Interface): chuẩn cho mạng cục LAN tốc độ cao Cho phép xây dựng hạ tầng mạng viễn thông thống nhất: Nhằm đạt tính mềm dẻo, cấu trúc tín hiệu SDH tối ưu hoá mạng truyền dẫn ứng dụng chuyển mạch Điều làm cho việc quản lý mạng đơn giản vùng ứng dụng viễn thơng truyền thống nói Có thể có hạ tầng mạng SDH nhất, cho phép kết nối vùng trực tiếp, hiệu đơn giản Ngồi ra, SDH cịn đưa giao diện mạng chuẩn hoá NNI, cho phép kết nối trực tiếp thiết bị truyền dẫn nhiều nhà cung cấp thiết bị khác 1.2 ĐẶC ĐIỂM CỦA PDH VÀ SDH 1.2.1 Phân cấp truyền dẫn số cận đồng PDH a) Lịch sử phát triển kỹ thuật truyền dẫn Sự phát triển liên lạc viễn thông phát minh hệ thống điện tín hoạt động theo chế độ chữ số Nghĩa Morse phát minh máy điện tín năm 1835 việc liên lạc viễn thơng số bắt đầu phát dòng chấm gạch ngang năm 1876, việc sử dụng chế độ tương tự bắt đầu với phát minh điện thoại A.G Bell Phương pháp truyền dẫn đa lộ có dây dẫn ba mạch thực Mỹ năm 1925 qua phát triển cáp đồng trục có 240 mạch, sử dụng phương pháp liên lạc với cáp đồng trục có 3.600 - 10.800 mạch, FDM (Ghép kênh theo tần số) Trang 10 M 155Mb/ d Cloc s k M 155Mb/ d s IF TX Carri er IF RF OSC Synchr P W Md IF 155Mb/ Carri sCloc k Md er IF 155Mb/ TX RF s Dd 155Mb/ Xpic s 155Mb/ s IF IF RF RX RD RF Xpic Dd Dd 155Mb/ Xpic s Xpic Dd 155Mb/ s 122,5MH z IF RF RX RD IF 157,5MH z P W RF Hình 5.5 Sơ đồ khối thiết bị với phân tập khơng gian Trang 80 5.3 MƠ TẢ THIẾT BỊ Hệ thống vơ tuyến chuyển tiếp SDH dùng sóng mang kép hoạt động chế độ phân cực đồng kênh điều chế giải điều chế ( điều chế , giải điều chế ) xếp dùng sóng mang RF kết nối với cách phức hợp Tại phía phát , tạo sóng mang đồng hồ hai khối với tần số truyền tương ứng đồng với Tại phía thu yêu cầu phải có trao đổi tín hiệu cho loại trừ xuyên nhiễu phân cực chéo 5.3.1 Điều chế Tín hiệu mã hố CMI đưa vào cân băng thích ứng để sửa méo suy hao gây phi-đơ , đồng thời kiểm tra mức tín hiệu vào Phần sử lý ghép tín hiệu SOH luồng vào STM-1 xếp byte chẵn lẻ B1 , B2 Sự nhận biết kênh thông tin giám sát bên đưa vào thành byte truy nhập thích hợp cho việc phát kênh nghiệp vụ tuỳ chọn Để cho việc khôi phục đồng hồ xác máy thu tín hiệu số liệu kết hợp phải mã hoá giả ngẫu nhiên Đồng hồ hệ thống tách từ tín hiệu số liệu , đồng với đồng hồ bên tạo bên giao dộng thạch anh có đọ xác cao Bằng nguyên lý chủ – tớ , giao động tạo đồng hồ tạo sóng mang điều chế với tần số trung tần đồng với , giám sát , điều khiển đảm bảo tính đồng thiết bị , loại trừ xuyên nhiễu phân cực chéo cách có hiệu , mã hoá thực mã hoá vi sai luồng số liệu với mã hoá 64-QAM đưa tới chuyển đổi nối tiếp – song song Nó phát luồng số liệu song song tới mạch sửa lỗi hướng ( FEC ) Mạch sửa lỗi hướng hoạt động mã xoắn mã tích chập trực giao với tỷ lệ mã 8/9 ( tức bit mang thơng tin có bit sửa sai ) dùng cho sửa lỗi hướng , mã làm tăng tốc độ truyền dẫn khoảng 3,58% máy thu nhận luồng thơng tin dư , sử dụng thuật tốn máy thu tìm lỗi để đánh giá kiểm tra ký hiệu kênh sửa lỗi Ngồi mạch FEC cịn cung cấp khả thích ứng chuyển mạch bảo vệ Trong phần điều chế , tín hiệu bao gồm hai thành phần pha (1) cầu phương (Q) Bộ tạo sóng mang có lệch pha 90 độ dùng để điều chế thành phần Q Các tín hiệu cộng lại tạo thành tín hiệu 64-QAM , sau qua lọc băng thông để tạo dạng phổ băng tần định Tín hiệu trung tần (IF) thiết bị vừa mơ tả có tần số 157,5MHz 122,5MHz Trang 81 5.3.2 Giải điều chế Trong giải điều chế , tín hiệu trung tần từ máy thu trước tiên qua lọc sóng âm bề mặt ( Saw BPF ) đẻe tạo băng tần dạng phổ Một bù thực với tín hiệu Analog hoạt động độc lập với cân thích nghi ATDE để bù khơng đồng tín hiệu thăng giáng mức môi trường vô tuyến trạm vơ tuyến Kết hợp với tạo sóng mang có lệch pha 90 độ , tín hiệu trung tần giải điều chế giải điều chế QAM chia thành hai phần Q Tín hiệu lượng tử hố biến đổi A/D bit cấp cho giải điều chế có phân cực vng góc với tần số cơng tác Tín hiệu biến đổi A/D cung cấp cho nhớ đệm tới cân thích nghi theo thời gianATDE Trên hướng khác , tín hiệu Q lượng tử hoá sau qua giải điều chế phân cực vng góc qua nhớ đàn hồi thứ hai để tới loại trừ xuyên nhiễu phân cực chéo (XPIC) Hai nhớ đệm đảm bảo tín hiệu từ ATDE XPIC tương thích với tưng byte Con trỏ nhớ đệm thứ thiết lập cố định Một chức điều khiển “ thông minh ” tạo trỏ nhớ đệm thứ hai đồng thời điều khiển XPIC tạo khả chất lượng tín hiệu suy giảm thấp kênh phân cực vuông góc Tiếp tín hiệu đưa qua mạch sửa lỗi hướng FEC giải mã FEC tự đồng với tín hiệu chẵn lẻ tín hiệu băng tần sở nhánh Q độc lập hoàn toàn với cấu trúc khung tín hiệu số liệu Khi thu byte chẵn lẻ tiến hành so sánh với tính chẵn lẻ tính tốn nội , byte lỗi sửa với trợ giúp hai bit “giải pháp mềm” Mạch FEC đồng thời đưa thông tin số lỗi sửa số lỗi chưa sửa để taọ khả giám sát tỷ số lỗi điều khiển thiết bị chuyển mạch bảo vệ Tại mạch giải mã , thành phần Q tín hiệu 64-QAM giải mã kết hợp để đưa sang khối xử lý STM-1 Trang 82 Trang 83 To service channel unit 155 Mbit/s (140 Mbit/s ) CM1 155 Mbit/s (140 Mbit/s ) From service channel unit CM1 DSOH Interia ce DSOH Interia ce STM-1 process er Frame generat ion STM-1 process er Monitori na FEC FEC = 60 Mbit /s to Cross polar demodulator from XPIC equaliz en Demodu lator Modula tor DigitalBaseband = 60 Mbit/s Hình 5.6 Sơ đồ điều chế Giải điều chế Decoder Modula tor equali zen Contro l cicuit Slope To Tx MHz from 122.5/157 Tx Demodulator SAW filter 122.5/157.5 MHz E1, F1, E2, D1-D3, D4D12 Service Channel n x 64 Kb/s CTM-1 Processor CMI 155Mb/s 140 Mb/s FEC Digital Filter 64 QAM Mod D/A IF TX POH Ext Clock CLOCK RECOVERY OPT IMTERFACE Encoder IF Medial Spec Data Data VCXO Hình 5.7 Các byte STM – đưa vào xử lý Điều chế E1, F1, E2, D1-D3, D4D12 Service Channel n x 64 Kb/s IF RX CM I SLO PE EQU A 64QAM DM A/D ATDE FEC D/A CTM-1 PROCESSOR IF Clock Recovery Ext Clock POH Medial Spec Data VCXO CMI 155Mb/s 140 Mb/s OPT Imterface Hình 5.8 Xử lý tín hiệu Giải điều chế Trang 84 Data 5.3.3 XPIC Sử dụng hiệu băng tần vi ba thực cách sử dụng sơ đồ điều chế QAM bậc cao Để tăng hiệu sử dụng băng tần phía phát người ta phát hai phân cực vng góc với tần số sóng mang RF Hai tín hiệu phân cực tách chức phân biệt cực chéo XPD tai anten thu Khi mà XPD khơng có khả tách tín hiệu cách có hiệu trường hợp đường truyênf bị ảnh hưởng pha đinh sâu , cần thiết phải dùng thêm thiết bị khác để giảm xuyên nhiễu phân cực hai tín hiệu tới giá trị cho phép Trong hệ thống DRS x 155Mbit/s-64QAM , sử dụng loại trừ phân cực chéo ( XPIC) nhằm mục đích trường hợp có pha đinh sâu Máy thu để nhận tín hiệu 64-QAM phân cực vng góc bao gồm giải điều chế riêng rẽ Một giải điều chế có chức cân tín hiệu đầu vào loại trừ xuyên nhiễu phân cực chéo Chức cân tín hiệu 64-QAMthực cân thích ứng thời gian (ATDE) với măts trễ Giả sử tín hiệu đầu vào SH SV có nguồn gốc từ tín hiệu băng tần gốc Trong trường hợp phân tích , có phần giải điều chế có chức cân loại trừ can nhiễu quan tâm Ta nhận thấy điều chế xử lý hai loại tín hiệu : - Các tín hiệu SH SV , tín hiệu thu trực tiếp từ máy thu với hai phân cực đứng ngang - Các tín hiệu phụ SVH SHV , hai tín hiệu từng tín hiệu SH SV , phần qua giải điều chế với phân cực vng góc - Tín hiệu đồng hồ cung cấp thời gian thích hợp cho việc lập mẫu tín hiệu SH , SV , SVH , SHV có nguồn gốc từ giải điều chế Các tín hiệu biến đổi sang dạng nhị phân biến đổi A/D Các số liệu ghi vào nhớ đệm Đồng hồ chung có nguồn gốc từ hai tín hiệu tạo dạng với SH SV dùng để đọc số liệu từ nhớ đệm Trong giải điều chế , số liệu mạch cộng nằm bên cân ngang ATDE điều có nghĩa tăng phần cứng không đáng kể Trang 85 Vertical IF From Dm V A/D Elastic Buffer Elastic Buffer IF From Dm H A/D Data BB Equal Cloc k XPE DmV Dm H Elastic Buffer XPE Elastic Buffer BB Equal Cloc k Data Hình 5.9 Sơ đồ chức XPIC 5.3.4 Máy phát Máy phát kết hợp tín hiệu IF điều chế 64QAM sau qua mạch làm méo trước ( Predistorter ) đẻ làm giảm méo tuyến tính qua khuếch đại cơng suất phát Tín hiệu từ mạch làm méo trước qua trộn mức ( mixing stage ) bao gồm trộn mức khuếch đậi trung tần Bộ trộn thiết kế theo dải đơn biên để hiệu chỉnh tần số máy phát Tín hiệu RF khuếch đại bán dẫn , khuếch đại bán dẫn để đạt mức theo yêu cầu Một tín hiệu từ máy thu đầu xẽ sử dụng để điề chỉnh mức công suất phát Tín hiệu lỗi có nguồn gốc từ điện áp AGC khối trung tần máy thu so sánh với điện áp chuẩn có mối quan hệ với ngưỡng ATPC Tại phía phát tín hiệu lỗi sau sử lý dùng để điề khiển mức công suất phát khuyếch đại dùng FET Tín hiệu lỗi sử lý hồn tồn dạng số , việc truyền tín hiệu dùng Trang 86 byte RSOH CCITT khuyến nghị Số bít tín hiệu lỗi phát bit , bit lại byte dùng cho việc phát trạm ( Station Identifier ) dùng cho ATPC đễ tránh hoạt động nhầm , đặc biệt hoạt động chế độ đồng kênh nút truyền dẫn Do việc sử dụng ATPC mà công suất maý thu giảm đáng kể Trên thực tế , máy phát công tác chế độ conng suất danh định ( thấp ) , điện áp cực máng FET giảm khoảng 20% điều khiển vòng ATPC ATPC làm biến đổi hiệu ứng nhiễu đồng kênh nhiễu kênh liên tiép mạng vô tuyến chuyển tiếp có mật độ phần trăm thời gian sử dụng cao Trong điều kiện khơng có pha đinh , mức cơng suất phát xuống tới 20bB mà chất lượng không suy giảm , pha đinh suất mức công suất phát tăng lên tuỳ thuộc vào cường độ mức thu lỗi váo máy thu Công suất phát điề khiển mức thu đo , thông tin phát hướng đối ngược để điề chỉnh công suất phát máy phát theo kênh số hệ thống nội 5.3.5 Máy thu Máy thu có nhiệm vụ biến đổi tín hiệu thu từ lọc phân nhánh khuyếch đại tín hiệu cân mức dao động ( thay đổi thất thường ) làm giảm méo gây pha đinh Hơn , chặn tín hiệu tạp âm gây nguồn nhiễu kênh lân cận ( xen kẽ) Tín hiệu thu đưa tới lọc tạp âm thấp tiến khuyếch đại cao tần RA Từ tín hiệu đưa qua phận cách khác tới phận trộn nhánh RX bao gồm trộn tiền khuyếch đại trung tần IF Bộ trộn thiết kế theo giải đơn biên để cung cấp tín hiệu IF điều khiển tín hiệu thu Tín hiệu khuyếch đại tầng tiền khuyếch đại Tiếp theo, điều khiển khuyếch đại IF bù mức dao động gây pha đinh Ở cấu hình máy thu khơng có phân tập tín hiệu IF đưa tới cân trễ nhóm có khả trễ nhóm có khả trễ nhóm cố định lọc nhánh Hai thức IF đưa tới phần giải điều chế Trang 87 Vd I F Combint er I F AGC I F I F I F Mixe r Mixe r Hình 5.10 Mơ tả máy thu phân tập DRS 155/6800-64QAM Monito ring ATPC Combint er AGC R F R F R F R F 6.1 Sơ đồ khối máy thu Trang 88 6.2 Nguyên lý hoạt động chức khối máy thu Vẽ hình : Hình 6.1 Sơ đồ khối vô tuyến trạm đầu cuối STM – 1/4 STM – 1/3 STM – 1/4 STM – 1/3 STM – 1/2 STM – 1/1 STM – 1/2 STM – 1/1 V Modulator 157,5 MHz H Modulator 157,5 MHz V Demodulato r H MHz 157,5 Demodulato r V Transmitte r V Receiver Tx Polariza tion Filter 157,5 MHz V Modulator 122,5 H MHz Modulator 122,5 MHz V Demodulato r H MHz 122,5 Demodulato r H Transmitt er V Receiver Rx Polariza tion Filter 122,5 MHz Hình 6.1 Sơ đồ khối vô tuyến trạm đầu cuối Như ta biết , pha dinh nhiều tia nguyên nhân thường xuyên gây gián đoạn hệ thống vô tuyến chuyển tiếp Hiện tượng pha đinh gây xuyên nhiễu tia tới anten thu Chất lượng hệ thống vi ba băng rộng không bị ảnh hưởng suy hao tín hiệu pha đinh mà cịn tán sạ phổ Chính người ta sử dụng phương pháp thu phân tập không gian để khắc phục vấn đề Sử dụng hai anten thu nhằm giảm nhỏ tỷ số lỗi trung bình kênh pha dinh Ngồi phần để giảm nhỏ tượng người ta sử dụng cấu hình 1+1 ( Hot Stanby) Sử dụng sóng mang kép hoạt động chế độ phân cực đồng kênh Trang 89 Bên cạnh sử dụng hiệu băng tần viba , thực cách dùng phương pháp điều chế QAM bậc cao Để tăng hiệu sử dụng băng tần ,tại phía phát người ta phát hai phân cực vng góc với tần số sóng mang RF Hai tín hiệu phân cực tách chức phân biệt phân cực chéo ( phân cực ngang Horizontal phân cực đứng Ver tical) anten thu Trong việc sử dụng phân tập khơng gian , tín hiệu cao tần từ anten anten phân tập qua nhánh thu phân mạch định hướng vongf , lọc RF , trước kh i vào hai phần thu RF máy thu Tín hiệu sau đưa đến tiền khuếch đại siêu cao tần (RF Preampliffier ), kết hợp với hai Inpt Isolator trước sau , có tác dụng lọc chặn băng để hạn chế băng tạp âm ảnh sinh tiền khuếch đại Mặt khác nhằm giảm nhỏ tối thiểu hệ số tạp âm Để tạo giải rộng lớn tín hiệu RF đầu vào , người ta sử dụng suy hao điều khiển điện áp dùng Diode PIN nhằm đảm bảo độ tuyến tính trường hợp có pha dinh sâu Bộ dao động hốc cộng hưởng điện môi ( DRO RX ) Đối với công nghệ Vi ba số SDH việc sử dụng dao động hốc cộng hưởng điện mơi có hệ số phẩm chất Q cao phương pháp thích hợp để thực sơ đồ điều chế phức tạp , nhằm đạt sai pha tần số dao động phạm vi cho phép giảm tượng ổn định thời gian ngắn ( nhảy tần ) P D ACTISE NETWORK  DIELECTRIC RESONATOR  OUTPUT PHASE ADJUSTEMENT Hình Sơ đồ dao động hốc cộng hưởng điện môi Trang 90 Bộ RDO RX dùng mạch tự kích GaAs FET , hốc cộng hưởng điện môi đặt hộp kim loại thiết kế tinh vi để tránh tượng suy giảm hệ số phẩm chất Q Để tăng độ ổn định tần số (300MHz tính từ sóng mang chuẩn Như ta thấy phổ sóng mang DRO RX tạo hẹp , độ định tần nhỏ điều kiện cần thiết để sử dụng cho sơ đồ điều chế phức tạp Đối với hệ thống phân tập không gian Bộ dao động nội cung cấp cho đổi tần thấp tín hiệu dịch pha hệ thống kết hợp Bộ dịch pha nối với đổi tần hệ thống phân tập khơng gian Việc sử lý tín hiệu thông qua điều khiển pha biên độ máy thu máy thu phân tập PHASE NOISE 60 Dbc /Hz MEAS 80 10 12 14 1K 10m 10k 100k 100m Hz FREQ OFSET 1m Hình 6.4 Biểu đồ sai pha theo tần số Bộ biến đổi hạ tần ( MIXER) Bộ biến đổi hạ tần (MIXER) có độ tuyến tính biên độ cao , kết hợp với dao động nội sử dụng hốc cộng hưởng điện mơi DRO mạch khố pha điều chỉnh điện áp VCO Sau biến đổi tần RF thu thành tần số trung tần IF Trang 91 Vấn đề quan trọng biến đổi hạn tần loại trừ tần số ảnh >25db Chỉ số tạp âm thu : 1,3db Dải rộng RF > 30db Các tiêu kỹ thuật kiểm nghiệm qua thực tế với giải tần 6GHz Khối tiền khuếch đại trung tần ( IF Preamptiffier ) Tín hiệu IF từ Mixer đưa tới khuếch đại cân thăng giáng mức , hay suy hao , méo tín hiệu pha đing gây truyền không gian tự (Free space ) Hơn có tác dụng ngăn chặn tín hiệu tạp âm nguyên nhân nguồn nhiễu bên hoạc từ kênh lân xâm nhập tới Tối thiểu hoá phân tán kênh đầu chung IF Khử tác dụng pha đing chọn lọc Khối khuếch đại IF Khối có tác dụng khuếch đại tín hiệu trung tần IF từ tiền khuếch đại đưa tơí cách bù thay đổi mức pha đing gây Đảm bảo tiêu độ nhạy máy thu , tính chọn lọc lân cận , xác định giải thơng tín hiệu Mạch tự động điều khiển hệ số khuếch đại (AGC) Đối với hệ thống Vi ba cần phải có mạch tự động điều chỉnh hệ số khuếch đại (AGC) Tín hiệu cao tần RF từ phía phát tới phía thu qua chuỗi sử lý khối sau biéen đổi thành tín hiệu trung tần IF Tín hiệu bị suy giảm mức , nhờ AGC mà tín hiệu khuếch đại , đảm bảo ổn định mức tín hiệu thu tần số IF = 140MHz + 32MHz P=10dbm , sau đưa tới kết hợp trung tần ( IF Combiner) AGC [mV] 150 130 110 90 70 -80 50 -50 -70 -60 -40 -30 -20 [dbm] Hình 6.5 Mơ tả đặcPe tuyến điện áp AGC theo mức thu 30 Trang 92 10 Bộ kết hợp trung tần (IF Combiner ) Trong trường hợp thu phân tập , hai tín hiệu IF IF phân tập gửi tới IF Combiner , có tác dụng làm thích hợp trễ pha , sai lệch tần số IF chúng Cuối tín hiệu IF 140MHz đưa tới cân trễ (Delay Equalizer ) Bộ có tác dụng cân méo trễ phản lọc kênh gần kề ( Upper and Lower ) Đồng thời cịn có tác dụng cân trở kháng tín hiệu từ máy thu tới giải điều chế Thiết bị Vi ba băng rộng SDH sử dụng sóng mang kép hoạt động chế độ phân cực đồng kênh ( điều chế , giải điều chế ) Cho nên tín hiệu sau qua cân trễ ( Delay Equalizer ) lai khuếch đại lần biến đổi tần số IF 140MHz thành hai tần số IF = 122.5MHz IF2 = 157.5MHz Sau hai tần số đưa tới hai giải điều chế phân cực ngang (H) phân cực đứng (V) Trang 93 KẾT LUẬN Trong thời gian thực đồ án với nghiên cứu tài liệu làm quen với kiến thức thực tế, em nhận biết tầm quan trọng Công nghệ truyền dẫn SDH ưu nhược điểm so với công nghệ truyền dẫn cũ, công nghệ truyền dẫn PDH Đề tài sâu tìm hiểu cơng nghệ SDH sử dụng mạng truyền dẫn SDH quang, vấn đề đồng bảo vệ mạng xảy cố cách khắc phục cố mạng Để cụ thể hơn, em có nghiên cứu thiết bị chuyên dùng để truyền dẫn SDH Thiết bị vi ba SDH/64 QAM hãng Bosch Telecom sử dụng nhiều hệ thống viễn thông số tỉnh, thành phố Tuy nhiên tiếp xúc với thực tế nên đề tài dừng lại sở nghiên cứu lý thuyết Em mong đóng góp ý kiến thầy , để đề tài hồn thiện Một lần nữa, em xin chân thành cảm ơn giúp đỡ thầy, cô giáo, đặc biệt thầy Phạm Đức Thuận với anh chị kỹ thuật viên Cơng ty Điện Tốn - Truyền Số Liệu VDC giúp em hoàn thành đồ án Hải Phòng, ngày…tháng… năm 2019 Sinh viên thực Nguyễn Minh Đức Trang 94 ... thông Vi ba 3.1.3 Khái niệm hệ thống vi ba Theo tín hiệu đưa đến đầu vào hệ thống để truyền , hệ thống Vi ba chia thành loại Vi ba tương tự Vi ba số Trong mạng thông tin số , hệ thống Vi ba số. .. thống vi ba số truyền tải SDH quan trọng cần thiết Trong Đồ án tốt nghiệp này, em xin trình bày nội dung sau đây: - Tổng quan SDH - Tổ chức ghép kênh SDH - Khái niệm Vi ba số - Vấn đề truyền dẫn SDH. .. 3.4.2 Các biện pháp khắc phục 66 CHƯƠNG 4: TRUYỀN DẪN SDH TRÊN HỆ THỐNG VI BA SỐ .66 4.1 Các vấn đề cần giải truyền SDH Vi ba số 66 4.2 Các phương pháp điều chế ứng dụng 67