Thiết kế một tuyến truyền vi ba số từ thành phố hà tĩnh đến thị trấn đức thọ

621.382 TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH KHOA ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Đề tài: THIẾT KẾ TUYẾN VI BA SỐ TỪ THÀNH PHỐ HÀ TĨNH ĐẾN THỊ TRẤN ĐỨC THỌ Giảng viên hướng dẫn : ThS Hồ Sỹ Phƣơng Sinh viên thực : Trần Văn Tân Lớp : 50K1 - ĐTVT MSSV : 0951080287 NGHỆ AN - 01/2014 LỜI NÓI ĐẦU Những tiến khoa học công nghệ điện tử viễn thông tin học ngày đƣợc ứng dụng rộng rãi lĩnh vực, ngành kinh tế Trong thời đại bùng nổ thông tin phát triển xã hội nhƣ việc giao lƣu mặt quốc gia giới, khu vực hay đơn giản vùng lãnh thổ cần thiết Với phát triển kinh tế nhu cầu trao đổi thơng tin, nhu cầu trao đổi liệu, nhu cầu giải trí phục vụ đời sống tinh thần ngƣời dân tăng lên, số ngƣời sử dụng dịch vụ viễn thơng ngày cao Chính đặc điểm nhƣ vậy, hệ thống truyền dẫn thông tin đời nhƣ hệ thống vi ba số, hệ thống truyền dẫn cáp sợi quang, hệ thống vệ tinh… Trong hệ thống vi ba số đóng vai trị quan trọng việc truyền dẫn thông tin Mặc dù hệ thống vi ba có chất lƣợng độ ổn định khơng tốt nhƣ hệ thống khác nhƣng hệ thống hữu ích để truyền thơng tin vùng có địa hình phức tạp mà hệ thống khác khó triển khai Là sinh viên, việc thiết kế tuyến truyền vi ba số giúp cho em có thêm kỹ tƣ kỹ thực tế, từ giúp chúng em củng cố mở rộng kiến thức chuyên ngành, đặc biệt khả tính tốn, phân tích xử lý số liệu phù hợp với thực tế Bài thiết kế đƣợc chia làm phần sau:  Tổng quan hệ thống viba số  Nêu lên yêu cầu thiết kế trình tự thực thiết kế tuyến  Nêu tính tốn thực tế  Xây dựng chƣơng trình mơ Bài thiết kế đƣợc thực thời gian ngắn nên có nhiều hạn chế sai sót, mong đƣợc góp ý thầy cô giáo bạn Qua em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến ThS Hồ Sỹ Phƣơng hƣớng dẫn em thực thiết kế CHƢƠNG TỔNG QUAN HỆ THỐNG VIBA SỐ 1.1 TỔNG QUAN HỆ THỐNG VI BA SỐ 1.1.1 Khái niệm hệ thống viba số Vi ba có nghĩa sóng điện từ có bƣớc sóng cực ngắn Hệ thống vi ba số sử dụng sóng vơ tuyến biến đổi đặc tính sóng mang vơ tuyến biến đổi gián đoạn truyền không trung Sóng mang vơ tuyến đƣợc truyền có tính định hƣớng cao nhờ anten định hƣớng Hệ thống Vi ba số hệ thống thông tin vô tuyến số đƣợc sử dụng đƣờng truyền dẫn số phần tử khác mạng vô tuyến Hệ thống Vi ba số đƣợc sử dụng làm:  Các đƣờng trung kế số nối tổng đài số  Các đƣờng truyền dẫn nối tổng đài đến tổng đài vệ tinh  Các đƣờng truyền dẫn nối thuê bao với tổng đài tổng đài vệ tinh  Các tập trung thuê bao vô tuyến  Các đƣờng truyền dẫn hệ thống thông tin di động để kết nối máy di động với mạng viễn thông Các hệ thống truyền dẫn Vi ba số phần tử quan trọng mạng viễn thông, tầm quan trọng ngày đƣợc khẳng định công nghệ thông tin vô tuyến nhƣ thông tin di động đƣợc đƣa vào sử dụng rộng rãi mạng viễn thơng 1.1.2 Mơ hình hệ thống viba số Một hệ thống vi ba số bao gồm loạt khối xử lý tín hiệu Chức khối nhƣ sau:  Khối ADC: biến đổi tín hiệu tƣơng tự thành tín hiệu số  Bộ ghép số: tập hợp tín hiệu số từ nguồn khác thành tín hiệu băng tần gốc  Máy phát: xử lý tín hiệu băng tần gốc để đƣa tới anten phát để xạ có khơng gian  Máy thu: thu tín hiệu băng gốc từ kênh thông tin đƣờng truyền vô tuyến  Khối DAC: biến đổi tín hiệu số thành tín hiệu tƣơng tự  Bộ tách số: xử lý tín hiệu băng gốc tách chúng thành nguồn số tƣơng ứng FDM Codec Thoại tƣơng tự Bộ ghép ADC Máy phát số Nguồn số Đƣờng truyền FDM Codec Thoại tƣơng tự Bộ tách DAC Máy thu số Nguồn số Hình 1.1 Mơ hình hệ thống viba số 1.1.3 Phân loại hệ thống viba số Phụ thuộc vào tốc độ bít tín hiệu PCM cần truyền, thiết bị vô tuyến phải đƣợc thiết kế, cấu tạo phù hợp để có khả truyền dẫn tín hiệu Có thể phân loại nhƣ sau:  Vi ba số băng hẹp (tốc độ thấp): đƣợc dùng để truyền tín hiệu có tốc độ 2Mbit/s, Mbit/s Mbit/s, tƣơng ứng với dung lƣợng kênh thoại 30 kênh, 60 kênh 120 kênh Tần số sóng vơ tuyến (0,4 - 1,5)GHz  Vi ba số băng trung bình (tốc độ trung bình): đƣợc dùng để truyền tín hiệu có tốc độ từ (8-34) Mbit/s, tƣơng ứng với dung lƣợng kênh thoại 120 đến 480 kênh Tần số sóng vô tuyến (2 - 6)GHz  Vi ba số băng rộng (tốc độ cao): đƣợc dùng để truyền tín hiệu có tốc độ từ (34-140) Mbit/s, tƣơng ứng với dung lƣợng kênh thoại 480 đến 1920 kênh Tần số sóng vơ tuyến 4, 6, 8, 12GHz 1.1.4 Những ƣu điểm nhƣợc điểm hệ thống viba số  Ƣu điểm Nhờ phƣơng thức mã hoá ghép kênh theo thời gian dùng vi mạch tích hợp cỡ lớn nên thơng tin xuất phát từ nguồn khác nhƣ điện thoại, máy tính, facsimile, telex,video đƣợc tổng hợp thành luồng bit số liệu tốc độ cao để truyền sóng mang vô tuyến Nhờ sử dụng lặp tái sinh luồng số liệu nên tránh đƣợc nhiễu tích luỹ hệ thống số Việc tái sinh đƣợc tiến hành tốc độ bit cao băng tần gốc mà không cần đƣa xuống tốc độ bit ban đầu Nhờ có tính chống nhiễu tốt, hệ thống vi ba số hoạt động tốt với tỉ số sóng mang / nhiễu (C/N)>15dB Trong hệ thống vi ba tƣơng tự yêu cầu (C/N) lớn nhiều (>30dB, theo khuyến nghị CCIR) Điều cho phép sử dụng lại tần số phƣơng pháp phân cực trực giao, tăng phổ hiệu dụng dung lƣợng kênh Cùng dung lƣợng truyền dẫn, công suất phát cần thiết nhỏ so với hệ thống tƣơng tự làm giảm chi phí thiết bị, tăng độ tin cậy, tiết kiệm nguồn Ngồi ra, cơng suất phát nhỏ gây nhiễu cho hệ thống khác  Nhƣợc điểm Khi áp dụng hệ thống truyền dẫn số, phổ tần tín hiệu thoại rộng so với hệ thống tƣơng tự Không tiết kiệm đƣợc băng thông nhƣợc điểm lớn băng thơng tài ngun có hạn Khi thơng số đƣờng truyền dẫn nhƣ trị số BER, S/N thay đổi không đạt giá trị cho phép thơng tin gián đoạn, khác với hệ thống tƣơng tự thông tin tồn chất lƣợng Hệ thống dễ bị ảnh hƣởng méo phi tuyến đặc tính bão hoà, linh kiện bán dẫn gây nên, đặc tính khơng xảy cho hệ thống tƣơng tự FM Các vấn đề đƣợc khắc phục nhờ áp dụng tiến kỹ thuật nhƣ điều chế số nhiều mức, dùng thiết bị dự phòng (1+n) sử dụng mạch bảo vệ 1.1.5 Các mạng viba số * Mạng viba số điểm - điểm Mạng vi ba số điểm nối điểm đƣợc sử dụng phổ biến Trong mạng đƣờng dài thƣờng dùng cáp sợi quang mạng quy mô nhỏ nhƣ từ tỉnh đến huyện ngành kinh tế khác ngƣời ta thƣờng sử dụng cấu hình vi ba số điểm - điểm dung lƣợng trung bình cao nhằm thoả mãn nhu cầu thông tin đặc biệt dịch vụ truyền số liệu Ngoài ra, số trƣờng hợp vi ba dung lƣợng thấp giải pháp hấp dẫn để cung cấp trung kế cho mạng nội hạt, mạng thơng tin di động RX/TX RX/TX MUX/DEMUX MUX/DEMUX Hình 1.2 Hệ thống viba điểm - điểm * Hệ thống viba điểm - đa điểm MW MW MW RX/TX Trạm ngoại vi RX/TX MUX/ DEMUX MUX/ DEMUX Trạm trung tâm Trạm ngoại vi TX/RX RX/TX MUX/ DEMUX Trung kế Nội hạt Trạm ngoại vi Hình 1.3 Hệ thống viba điểm – đa điểm Mạng vi ba số trở thành phổ biến số vùng ngoại ô nông thôn Mạng bao gồm trạm trung tâm phát thông tin anten đẳng hƣớng phục vụ cho số trạm ngoại vi bao quanh Các trạm ngoại vi đƣợc đặt phạm vi chặng chuyển tiếp đơn từ trạm trung tâm đến trạm ngoại vi khoảng cách trạm ngoại vi lớn chặng chuyển tiếp đơn phải dùng trạm lặp Sau trạm lặp phân phối cho trạm ngoại vi.Thiết bị viba trạm ngoại vi đặt ngồi trời , đỉnh cột, đặt hộp đặc biệt Mỗi trạm ngoại vi lắp đặt thiết bị cho nhiều trung kế Thiết bị đƣợc thiết kế để hoạt động băng tần 1,5 GHz, 1,8 GHz 2,4 GHz sử dụng sóng mang cho hệ thống hồn chỉnh có trung kế PCM 64kbit/s cho điện thoại 2,4 kbit/s cho số liệu tốc độ thấp Kỹ thuật đa truy nhập phân chia theo thời gian đƣợc sử dụng làm phƣơng tiện liên lạc Trạm trung tâm phát đến tất trạm ngoại vi theo phƣơng thức ghép/tách theo thời gian (TDM) liên tục Mỗi trạm ngoại vi đƣợc nối đến hệ thống phát đến trạm trung tâm nhiều xung RF đƣợc đồng nhờ trạm trung tâm Trạm trung tâm lần lƣợt kiểm tra đƣờng dây thuê bao để xác định thuê bao có u cầu trung kế hay khơng có dành trung kế cho đƣờng dây thuê bao có nhu cầu 1.1.6 Một số thiết bị viba số thị trƣờng Có nhiều thiết bị vi ba thị trƣờng để lựa chọn cho phù hợp với yêu cầu toán đặc tính kỹ thuật Sau số thiết bị thƣờng dùng a, Thiết bị vi ba MINI-LINK hãng Ericsson Các đặc tính kỹ thuật Tần số 7GHz Công suất phát +28dBm Ngƣỡng thu BER 10 -3 -91dBm Ngƣỡng thu BER 10 -6 -87dBm Anten 2,4m GdB = 42,5dB Ống dẫn sóng WC 42 0,1dB/m Dung lƣợng 2*2Mb/s Băng tần cơng tác 7GHz – 38GHz Hình 1.6 Thiết bị vi ba MINI-LINK hãng Ericsson b, Thiết bị vi ba số KST 9706 (KASATI) Hình 1.4 Thiết bị vi ba số KST 9706 (KASATI) c, Thiết bị vi ba số RMD 1504 Hình 1.5 Thiết bị vi ba số RMD 1504 1.1.7 Cấu hình thiết bị vô tuyến a Thiết bị anten phi Anten có đặc tính khuyếch đại tính định hƣớng Tính định hƣớng đƣợc định nghĩa nhƣ mối tƣơng quan cƣờng độ hƣớng sóng vơ tuyến đƣợc anten phát hay thu đƣợc Tính định hƣớng cao phạm vi hƣớng sóng vơ tuyến phát thu hẹp Độ tăng ích anten cƣờng độ sóng vơ tuyến điểm thu so với anten tham chiếu Các loại anten khác đƣợc sử dụng phù hợp với mục đích khác Về bản, kích thƣớc anten nửa bƣớc sóng Ở tần số thấp, tức bƣớc sóng dài, thƣờng sử dụng anten lớn đơn giản Ở tần số cao, chấn tử anten nhỏ thƣờng sử dụng có cấu hình phức tạp đặc tính nâng cao, tính định hƣớng cao Các anten phần lớn đƣợc lắp đặt xa máy phát máy thu cách hiệu Nếu tần số thấp, chủ yếu sử dụng dây cáp đồng trục làm phiđơ Nếu tần số cao, nhƣ tần số viba, ống dẫn sóng đƣợc sử dụng sóng vơ tuyến bị suy hao lớn sử dụng cáp đồng trục Sóng viba mặt đất thƣờng sử dụng anten Parabol phản xạ Bề mặt anten dạng paraboloide, có tiêu cự nguồn phát sóng, thƣờng anten loa Lúc này, sóng cầu từ anten loa biến thành sóng phẳng Các ống dẫn sóng kim loại rỗng giống nhƣ ống dẫn nƣớc, nhƣng độ rỗng độ nhẵn mặt cao Các ống dẫn sóng có nhiều loại nhƣ ống dẫn sóng mềm, ống dẫn sóng vng ống dẫn sóng trịn a Cấu hình máy phát Sóng vơ tuyến Tín hiệu điện Bộ điều chế Bộ đổi tần Bộ tổng hợp tần số Bộ khuyết đại công suất cao tần Hình 1.7 Cấu hình máy phát - Máy phát: Tập hợp tất linh kiện mạch điện tử để chuyển đổi tin tức thành tín hiệu phù hợp với môi trƣờng truyền - Bộ điều chê: Gắn tin tức vào sóng cao tần truyền - Bộ khuyếch đại công suất cao tần: Khuyếch đại công suất - Bộ đổi tần: Thực chất khuyếch đại cộng hƣởng ( nhân tần), nâng tần số lên cao để xạ không gian - Anten phát: Thiết bị dùng để chuyển đổi lƣợng dƣới dịng điện thành sóng điện từ xạ không gian Chất lƣợng phát phụ thuộc vào hình dạng kích thƣớc anten - Bộ tổng hợp tần số: Bộ tạo nhiều tần số chuẩn từ dao động thạch anh b Cấu hình máy thu - Máy thu: Tập hợp linh kiện mạch điện tử để nhận tín hiệu từ mơi trƣờng truyền, sau xử lý khơi phục lại tin tức ban đầu đƣợc phát - Anten thu: Biến đổi lƣợng sóng điện từ thành tín hiệu cao tần đƣa vào khuyếch đại cao tần - Bộ đổi tần: Đƣa tín hiệu cao tần trung tần, lấy lại tín hiệu tin tức ban đầu - Bộ khuyếch đại cao tần: thực chất khuyếch đại nhiễu thấp LNA nhằm cải thiện tỉ số tín hiệu nhiễu S/N - Bộ khuyếch đai công suất: Tăng công suất lên mức độ đủ lớn phù hợp với thiết bị đầu cuối Sóng vơ tuyến Bộ khuyếch Bộ đổi Bộ khuyếch Bộ giải điều Bộ khuyếch đại cao tần tần đại trung tần chế đại công suất Bộ tổng hợp tần số Hình 1.8 Cấu hình máy thu 1.2 CÁC NHÂN TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN TUYẾN THÔNG TIN VI BA 1.2.1 Các nhân tố ảnh hƣởng đến truyền lan sóng vơ tuyến Tín hiệu điện nhiều hồ nƣớc Nhiệt độ trung bình năm 23,7ºC Có diện tích 56,19 km², dân số năm 2012 117.546 ngƣời, mật độ dân số đạt 2.092 ngƣời/km² Tốc độ tăng trƣởng kinh tế đạt 14% (kế hoạch 12,5% đến 13%); đó: Nơng, lâm, ngƣ nghiệp 3,8%, CN - xây dựng 20,4%, Thƣơng mại - dịch vụ 10,8% Cơ cấu kinh tế: Công nghiệp - xây dựng 36,7%; Nông, lâm, ngƣ nghiệp 32,2%, Thƣơng mại - dịch vụ 31,1% (kế hoạch: Công nghiệp - xây dựng 34,66%; Nông, lâm, ngƣ nghiệp 33,74%, Thƣơng mại - dịch vụ 31,6%)  GDP bình quân đầu ngƣời đạt 19,6 triệu đồng  Sản lƣợng lƣơng thực: 50,5 vạn (kế hoạch: Trên 50 vạn tấn)  Giá trị sản xuất công nghiệp - xây dựng: Tăng 26,5% (KH: Trên 25%) Kim ngạch xuất hàng hóa doanh nghiệp địa phƣơng: 87 triệu USD; kim ngạch xuất nhập hàng hóa qua cửa địa bàn: 3.242 triệu USD Tổng thu ngân sách đạt 4.100 tỷ đồng, đó: Thu ngân sách nội địa ƣớc đạt 3.100 tỷ đồng, tăng 40,3% so với năm 2011, thu từ thuế, phí lệ phí đạt 2.400 tỷ đồng (kế hoạch: 2.720 tỷ đồng), thu từ cấp quyền sử dụng đất phấn đấu đạt 700 tỷ đồng (kế hoạch: 1.000 tỷ đồng); thu từ xuất nhập đạt 1.000 tỷ đồng (KH: 900 tỷ đồng) - Tỷ lệ sinh tăng 1,42‰ (kế hoạch giảm 0,2‰), tỷ lệ phát triển dân số tự nhiên 9,0‰ (kế hoạch: 6,8‰) - Giảm tỷ lệ hộ nghèo: 3,24% (kế hoạch - 4%) - Tạo việc làm cho 2,8 vạn lao động (kế hoạch vạn lao động), đào tạo nghề 2,47 vạn lao động (kế hoạch 2,5 vạn lao động) - Giảm tỷ lệ trẻ em dƣới tuổi bị suy dinh dƣỡng 1,14% (KH 0,8- 1%) * TT ĐỨC THỌ Thị trấn Đức Thọ thị trấn thuộc huyện Đức Thọ, tỉnh Hà Tĩnh, Việt Nam Thị trấn Đức Thọ có tọa độ địa lý :18,180-18,350 độ vĩ bắc, 105,380-105,450 độ kinh đơng, phía đơng nam huyện giáp huyện Can Lộc, phía bắc tây giáp huyện Nam 45 Đàn, phía đơng bắc giáp huyện Hƣng Ngun (tỉnh Nghệ An), phía tây giáp huyện Hƣơng Sơn, phía tây nam giáp huyện Vũ Quang, huyện Hƣơng Khê, phía đơng giáp thị xã Hồng Lĩnh Huyện cách thủ đô Hà Nội 325 km phía nam Thị trấn Đức Thọ có diện tích 3.43 km2 dân số năm 1999 6965 ngƣời, mật độ dân số đạt 2.031 ngƣời/km2 Đức Thọ huyện Hà Tĩnh có nhiều tiềm ,điều kiện để phát triển kinh tế tồn diện Cơng đổi đảng nhà nƣớc năm qua có tác động mạnh mẽ sâu sắc đến phát triển kinh tế Sau nghiên cứu đặc điểm vùng, em chọn luồng 2Mbit/s tƣơng ứng với 30 kênh để truyền 3.2 LỰA CHỌN THIẾT BỊ,BĂNG TẦN VÔ TUYẾN VÀ CÁC KÊNH RF a) Lựa chọn thiết bị Các đặc tính kỹ thuật Tần số 7GHz Cơng suất phát +28dBm Ngƣỡng thu BER10 -3 -91dBm Ngƣỡng thu BER 10 -6 -87dBm Anten 2,4m GdB = 42,5dB Ống dẫn sóng WC 42 0,1dB/m Dung lƣợng 2*2Mb/s Băng tần cơng tác 7GHz – 38GHz Hình 3.1 Thiết bị vi ba số RMD 1504 (KASATI) Thiết bị vi ba MINI-LINK hãng Ericsson (tham khảo vnpt.com.vn + thiết bị truyền dẫn), Gọn nhẹ, hiệu đầu tƣ cao, phù hợp với nhu cầu mở rộng mạng lên mạng hệ nhƣ mạng điện thoại di động 3G, Cung cấp cổng giao diện Ethernet tốc độ cao, Cấu hình quản lý chỗ từ xa phần 46 mềm máy PC, Hỗ trợ chức định tuyến, Hỗ trợ cấu hình: điểm-điểm, điểm-đa điểm, vịng ring, hình sao, hình cây, Các phƣơng pháp điều chế: C-QPSK, 64-QAM, 128-QAM.… Thiết bị sử dụng cho tuyến vi ba số thiết bị vi ba MINI-LINK hãng Ericsson Đây thiết bị gọn nhẹ, hiệu đầu tƣ cao, phù hợp với nhu cầu mở rộng mạng lên mạng hệ nhƣ mạng điện thoại di động 3G b) Chọn băng tần vô tuyến Với dung lƣợng truyền tuyến 2Mbit/s Phạm vi tính tốn với thiết bị vi ba có dùng loại MINI-LINK (của hãng ERICSSON) Băng tần làm việc thiết bị chọn từ ÷ 38 GHz , để phù hợp với dung lƣợng tuyến truyền khơng gay lãng phí băng thong nên ta chọn băng tần làm việc 7Ghz Băng tần đảm bảo cung cấp đủ băng thơng cho tuyến 3.3 TÌM TRẠM TRÊN BẢN ĐỒ  Khảo sát tuyến truyền dẫn Viba Những tiến khoa học công nghệ điện tử viễn thông tin học ngày đƣợc ứng dụng rộng rãi lĩnh vực, ngành kinh tế Việc thiết kế tuyến viba từ thị trấn Đức Thọ đến thành phố Hà Tĩnh nhằm trao đổi thông tin chủ yếu thông tin thoại qua thiết bị tải ba (PLC) mạng VHF Nhìn chung tuyến truyền từ TP Hà Tĩnh đến TT Đức Thọ có địa hình khơng chênh lệch nhiều so với nhau, đƣờng truyền tuyến khơng có núi che chắn, Trên tuyến truyền có nhiều cối nhƣng chiều cao không đáng kể, khơng ảnh hƣởng đến tuyến truyền dẫn, thiết kế tuyến vi ba bỏ qua chiều cao cối vật chắn đƣờng truyền Do khó khăn việc nghiên cứu độ cao điểm tuyến truyền dẫn, khơng đƣợc thực tế khơng có thiết bị đo xác nên số liệu nêu có tính tƣơng đối  Tìm trạm đồ Theo yêu cầu việc tìm trạm đồ việc tìm vị trí đặt trạm phải phù hợp mặt kỹ thuật tiện lợi việc xây dựng trung tâm giao dịch Bƣu Viễn Thơng Chúng ta thực cơng việc tìm trạm đồ nhờ vào phần 47 mềm Google Earth để đo độ cao điểm đặt anten so với mực nƣớc biển, tọa độ nơi đặt trạm anten khoảng cách hai trạm anten, sau kết công việc khảo sát tuyến tìm trạm đồ Vị trí đặt trạm : Trạm A: TP Hà Tĩnh (đặt khách sạn Bình Minh) Trạm B: TT Đức Thọ (đặt nhà khách Sông La) Thông số Trạm A Khoảng cách khảo sát Trạm B 38,6 km Độ cao khách sạn so với mực nƣớc biển 28 m 23 m Độ cao anten 15 m Cần tính toán Tọa độ 18O20’17.42“N 18O33’33.12“N 105O53’44.48“E 105O30’19.90“E Bảng 3.1 Các thơng số q trình khảo sát Hình 3.2 Vị trí trạm A đồ vệ tinh (theo google earth) 48 Hình 3.3 Vị trí trạm B đồ vệ tinh (theo google earth) Hình 3.4 Khoảng cách hai trạm (theo google earth) 49 3.4 DỰNG MẶT CẮT ĐƢỜNG TRUYỀN CHO TỪNG HỘP ( ) 0.6F 23m Trạm A 28m E(k) 19,3km Trạm B 19,3km 38,6km Hình 3.5 Mặt cắt đƣờng truyền trạm 3.5 PHẦN TÍNH TOÁN DỘ CAO ANTEN  Độ lồi mặt đất 19,3.19,3 d1 d E (k )  = 51 = 21,91(m) 51 k  Bán kính miền Fresnel thứ F1  17,32 d1d 19,3.19,3  17,32  20,34(m) df 38,6.7 Trong đó: d1 = 19,3 (km), d2= 19,3 (km) d= d1+d2= 38,6 (km) f =7 Ghz : tần số sóng điện từ Vậy Bán kính miền Fresnel :F = 20,34 (m)  Khoảng hở an toàn Khoảng hở an toàn (là khoảng hở đƣờng truyền trực tiếp máy phát máy thu so với mặt đất vật chắn tối thiểu khoảng 60% bán kính miền Fresnel thứ nhất) Ta có: 0,6×20,34 = 12,2 (m) ( 12,2 (m) khoảng cách đảm bảo miền Fresnel sạch) Nhƣ miền Fresnel đảm bảo miền Fresnel 50  Độ cao tia vô tuyến B = E(k) + (O + T) + F1C = 21,91 (m) +0 + 20,34 (m)= 42.25(m)  Xác định độ cao anten + Trạm A đặt khách sạn Bình Minh cao 28 (m) so với mực nƣớc biển + Trạm B đặt nhà khách Sông La cao 23 (m)so với mực nƣớc biển + Tại trạm A đặt tháp anten với độ cao 15 (m) Tính tốn độ cao anten trạm B nhƣ sau: ha2 = h1 + ha1 + [B - (h1 + ha1)](d/d1) - h2 (m) ha2 = 28+ 15 + [ 42.25 – 43](38,6/19,3) – 23 ha2 = 18,5 (m) + Độ cao thực tế anten har1 = ha1 + Ph1 har2 = ha2 + Ph2 Trong đó: Ph1 độ cao dự phịng anten phát Ph2 độ cao dự phòng anten thu Chọn Ph1 = (m); Ph2 = 0,5 (m) Vậy: har1 = 15 + = 16 (m) har2 = 18,5 + 0,5 = 19 (m) 3.6 TÍNH TOÁN CÁC THAM SỐ CỦA TUYẾN a) Tổn hao khơng gian tự do: Phụ thuộc vào tần số sóng mang độ dài đƣờng truyền dẫn Suy hao khơng gian tự đƣợc tính theo cơng thức: Ls = 92.5 +20log(f) + 20log(d) [dB] Trong đó: f =7 Ghz tần số sóng điện từ d = 38,6 (km) khoảng cách trạm Suy ra: Ls = 92.5 +20log(7) + 20log(38,6) = 141,132 (dB) b)Tổn hao phi + Tổn hao phi phía phát LTphd  1,5  har1  0,1  0,3(dB) LTphd = 1,5 × 16 × 0,1 + 0,3 = 2,7 (dB) 51 + Tổn hao phi phía thu LRphd  1,5  har2  0,1  0,3(dB) LRphd = 1,5 × 18 × 0,1 + 0,3 = (dB) => Tổng tổn hao phi đơ: Lphd = LTphd + LRphd = 2,7 + = 5,7 (dB) c)Tổn hao rẽ nhánh: Lrnh = dB + Tổn hao hấp thụ khí (bỏ qua hấp thụ khí quyển) Lsp = (dB) => Tổn hao tổng cộng L = Ls + Lphd + Lrnh + Lsp = 141,132 + 5,7 + + = 150,832 (dB) d) Tổng độ lợi anten G = GHT + GĐL = 42,5 + 42,5 = 85 (dB) e) Công suất máy phát: Pt = +28 dBm f) Công suất đầu vào máy thu Pr = Pt + G – L = 28 (dBm) + 85 (dB) – 150,832 (dB) = - 37,832 (dBm) + Mức ngƣỡng máy thu BER 10-3: RXa = -91 (dBm) BER 10-6: RXb = -87 (dBm) So sánh mức công suất vào máy thu với mức ngƣỡng máy thu ta thấy mức công suất vào máy thu lớn mức ngƣỡng máy thu, tuyến có hoạt động 3.7 TÍNH TỐN CHẤT LƢỢNG CỦA TUYẾN Độ dự trữ pha đinh: Tƣơng ứng với hai mức ngƣỡng thu RXa RXb FMa FMb FMa = Pr – RXa = -37,832 – (-91) = 53,168 (dB) FMb = Pr – RXb = -37,832 – (-87) = 49,168 (dB) Độ dự trữ Fading hộp phụ thuộc vào điều kiện địa hình khí hậu a) Xác suất pha đinh phẳng nhiều tia (P0) P0 = KQ fB.dC với KQ = 1,4.10-8; B = 1; C = 3,5 P0 = 1,4.10-8.71.38,63,5 = 35.10-3 b) Xác suất đạt đến ngƣỡng thu RXa RXb Pa Pb Pa  10  FMa 10  10  53,168 10  4,82.10 52 Pb  10  FMb 10  10  49,168 10  12,1.10 c) Khoảng thời gian pha đinh Ta Tb ứng với FMa FMb Ta  C2 10   FMa 10 f Ta  10,3.38,6.10 Tb  C2 10   FMb 10 2 f  , FM a 10 f  0,5 , 5.53,168 10 2 Tb  10,3.38,6.10  10,3d 10    0,5  0,3299  10,3d 10  0, FMb 10 f  0, , 5.49,168 10 0,5  0,5229 d) Xác suất pha đinh phẳng dài 10 s 60 s P(Ta10)=P(10)=0,5 [1-erf(Za)] = 0,5 erfc(Za) P(Tb10)=P(10)=0,5 [1-erf(Zb)] = 0,5 erfc(Zb) Trong đó: Erfc(Z) hàm xác suất lỗi tích chập có cho phần phụ lục Các giá trị Za Zb đƣợc tính tốn theo biểu thức: Za = 0,548 ln(10/Ta) = 0,548* ln(10/0,3299) = 1,87 Zb = 0,548 ln(10/Tb) = 0,548* ln(10/0.5229) = 1,62 Tra theo hàm ercf(Z) phần phụ lục ta có xác suất fading dài 10s 60s là: P(Ta10)=P(10)=0,5 [1-erf(Za)] = 0,5 erfc(1,87) = 0,445.10-3 P(Tb60)=P(60)=0,5 [1-erf(Zb)] = 0,5 erfc(1,62) = 0,981.10-2 e) Xác suất BER ≥ 10-3 = P0.Pa = 35.10-3 × 4,82.10 6 = 1,68.10-7 f) Xác suất tuyến sử dụng đƣợc pha đinh phẳng Pu = P0.Pa.P(10) = 1,68.10-7 × 0,445.10-3 = 0,75.10-10 g) Khả sử dụng tuyến (%) Av = 100(1 – Pu) = 100(1 – 075.10-10) = 99,99999999 % h) Xác suất tuyến có BER ≥ 10-6 = P0.Pb = 3510-3 × 12,1.10 6 = 0,424.10-8 53 i) Xác suất tuyến có BER ≥ 10-6 60 s = P0.Pb.P(60) = 0,424.10-8.0,033= 0,14.-7 k) Độ không sử dụng đƣờng truyền cho phép (tuyến đƣờng trục) Với L = 38,6 km < 600 km Ta có: Pucf = 0,06.L/600 % =0,06.38,6/600 % = 0,00386% Sau tính tốn ta có bảng tóm tắt kết Tần số làm việc f Ghz Khoảng cách trạm d 38,6 (km) Độ cao trạm so với mực nƣớc biển  Trạm A 16 + 28 = 44(m)  Trạm B 19 + 23 = 42 (m) Chiều cao tháp anten:  Trạm A 15 (m)  Trạm B 18,5 (m) Độ cao lớn vật chắn (m) đƣờng truyền Đƣờng kính anten D 2,4 (m) Suy hao lọc phân nhánh (dB) Công suất phát Pt +28 (dBm) Ngƣỡng thu máy thu Pth -89 (dBm) Suy hao không gian tự Lfs 141,132 (dB) Suy hao ống dẫn sóng (feeder) Lf 5,7 (dB) Độ lợi anten G 42,5 (dB) Tổng suy hao tăng ích L 150,832 (dB) Mức đầu vào máy thu Pr -37,832 (dBm) Độ dự trữ Fading thực tế FMtt 75,3 (dBm) Độ dự trữ Fading yêu cầu FMyc 15,366 (dBm) Bảng 3.2 kết tính tốn 54 CHƢƠNG PHẦN MỀM ỨNG DỤNG THIẾT KẾ TUYẾN VIBA SỐ VISUAL BASIC 2010 4.1 Lƣu đồ thuật tốn chƣơng trình Lƣu đồ thuật tốn thiết kế tuyến vi ba số đƣợc mơ tả nhƣ Hình 4.1 Bắt đầu Nhập thơng số cho tuyến Tính tốn tham số tuyến kiểm tra xem tuyến có hoạt động hay Sai khơng khơng Đúng Tính tốn chất lƣợng tuyến kiểm tra xem tuyến có hoạt động tốt Sai khơng Đúng Kết thúc Hình 4.1 Lƣu đồ thuật toán thiết kế tuyến vi ba số 55 4.1 Kết mơ đạt đƣợc Hình 4.2 Giao diện mở đầu Hình 4.3 Thiết kế tính độ cao anten 56 Hình 4.4 Thiết kế theo tham số tuyến Hình 4.5 Thiết kế theo chất lƣợng tuyến 57 KẾT LUẬN Qua đồ án “Thiết kế tuyến Vi ba số thực tế TT Đức Thọ – TP Hà Tĩnh” em hiểu thêm đƣợc bƣớc thiết kế tuyến Vi ba, cách lựa chọn thiết bị vi ba cho phù hợp với tuyến truyền dẫn, chọn thiết bị có dung lƣợng truyền lớn gây lãng phí, khơng có tính kinh tế, bên cạnh thiết bị đƣợc chọn phải phù hợp với băng tần vơ tuyến kênh RF Qua q trình tìm hiểu thực đề tài mình, em đạt đƣợc số kết sau:  Đúng với mục tiêu ban đầu  Trình bày tổng quan hệ thống vi ba số bƣớc thiết kế tuyến vi ba số  Trình bày đƣợc bƣớc thiết kế tính tốn tuyến truyền dẫn vi ba số thực tế  Xây dựng đƣợc chƣơng trình mơ Bên cạnh cịn số vấn đề hạn chế nhƣ :  Chƣa sâu vào đƣợc vấn đề hạn chế kiến thức  Cịn q nặng lý thuyết, chƣa có điều kiện để triễn khai thực tế, để đánh giá phƣơng pháp mình, chƣa đánh giá đƣợc tiêu chuẩn kỹ thuật đánh giá chất lƣợng tuyến thực tế Mặc dù cố gắng nhƣng hẳn đề tài em nhiều thiếu sót, mong đƣợc góp ý nhiệt tình đến từ thầy cô bạn Vinh, tháng 12 năm 2013 Sinh viên thực 58 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Khoa: Điện – Điện tử, Hệ thống viễn thông, ĐH Duy Tân [2] ThS Võ Trƣờng Sơn, Bài giảng vi ba số, ĐH GTVT BM KTVT [3] ThS Bùi Thiện Minh, Vi ba – Tập 2, Nhà xuất bƣu điện, – 2000 [4] Nguyễn Văn Tuấn, Vi ba – Vệ tinh, Đại học Lâm nghiệp Hà Nội [5] Nguyễn Tiến Ban, Kỹ thuật viễn thông, Học viện Bƣu viễn thơng [6] Nguyễn Trung Hịa, Giáo trình Vi ba vệ tinh [7] Nguyễn Thị Ngọc Mai, Microsoft Visual basic 6.0, NXB Lao động xã hội [8] Google Earth [9] Professional Visual Basic 2006 Trang Web [10] http://VNtelecom.org [11] http://www.tratu.vn [12] http://tailieu.vn [13] http://ebook.com.vn [14] http://elib.dtu.edu.vn [15].www.doko.vn 59 ... tế Vi? ??c thiết kế tuyến viba từ thị trấn Đức Thọ đến thành phố Hà Tĩnh nhằm trao đổi thông tin chủ yếu thông tin thoại qua thiết bị tải ba (PLC) mạng VHF Nhìn chung tuyến truyền từ TP Hà Tĩnh đến. .. Hình 1.6 Thiết bị vi ba MINI-LINK hãng Ericsson b, Thiết bị vi ba số KST 9706 (KASATI) Hình 1.4 Thiết bị vi ba số KST 9706 (KASATI) c, Thiết bị vi ba số RMD 1504 Hình 1.5 Thiết bị vi ba số RMD... (kế hoạch 2,5 vạn lao động) - Giảm tỷ lệ trẻ em dƣới tuổi bị suy dinh dƣỡng 1,14% (KH 0,8- 1%) * TT ĐỨC THỌ Thị trấn Đức Thọ thị trấn thuộc huyện Đức Thọ, tỉnh Hà Tĩnh, Vi? ??t Nam Thị trấn Đức Thọ