8. Thiết kế tối ưu mạng truyền hỡnh cỏp HFC
8.2. Thiết kế mạng truy nhập thuờ bao cỏp đồng trong mạng HFC
8.2.1. Phương phỏp thiết kế mạng truy cập thuờ bao
Quỏ trỡnh thiết kế mạng truy nhập thuờ bao là quỏ trỡnh tớnh toỏn lựa chọn thiết bị, địa điểm đặt, ... sao cho thoả món nhu cầu về dịch vụ viễn thụng đồng thời bảo đảm cỏc bước chớnh sau: ( hỡnh I.27).
* Bước1: Dự bỏo nhu cầu thuờ bao.
Dự đoỏn quỏ trỡnh phỏt triển trong khoảng thời gian xỏc định sẽ cho phộp giảm bớt cỏc rủi ro về kinh tế đối với cỏc nhà quản lý và khai thỏc mạng, cho phộp cung cấp cỏc dịch vụ hiện tại cũng như cỏc dịch vụ mới một cỏch kinh tế nhất. Đặc biệt trong nền kinh tế thị trường cú một sự cạnh tranh gay gắt thỡ dự đoỏn quỏ trỡnh phỏt triển mạng trở nờn vụ cựng quan trọng và khụng thể bỏ qua khi thiết kế một cụng trỡnh viễn thụng.
Nghiờn cứu, thiết kế cấu trỳc mạng truyền hỡnh cỏp nhằm đỏp ứng truyền số liệu, internet, VOD 56
Bắt đầu
Dự bỏo nhu cầu thuờ bao
Mụ tả mạng chức năng
Thiết kế tối ưu mạng truy nhập thuờ bao.
Tớnh toỏn giỏ thành của mạng
Phõn tớch và đỏnh gia cỏc phương ỏn
Hỡnh I.27. Phương phỏp thiết kế mạng truy nhập thuờ bao.
Để đảm bảo tớnh chắc chắn, thời gian phỏt triển ở giai đoạn trung gian của mạng nờn đặt trong khoảng 4-5 năm đầu tiờn. Đõy là giai đoạn quan trọng, đũi hỏi phải cú sự kết hợp giữa người lập kế hoạch mạng (người đưa ra mục tiờu) và người khai thỏc mạng (người cung cấp vốn và xỳc tiến thực hiện). Tiếp đú cần xỏc định cỏc bước phỏt triển tiếp theo cho đến khi đạt được mục tiờu cuối cựng, giai đoạn này thường là 10 ữ 15 năm.
* Bước 2. Mụ tả chức năng.
Dựa và mụ hỡnh dự bỏo phỏt triển cần mụ tả mạng chức năng, thiết lập cỏc vựng tập trung để định vị cỏc tuyến cỏp chớnh. Cần chỳ ý đến cỏc quy hoạch về xõy dựng và phỏt triển cơ sở hạ tầng. Sau đú cỏc vựng tập trung sẽ được phõn thành cỏc vựng phõn tỏn. Tại mỗi vựng phõn tỏn sẽ cú đường dõy chớnh và cỏc tuyến nhỏnh. Cỏc vựng phõn tỏn được thiết lập sao cho sự phõn phối được kinh tế nhất cú cõn nhắc đến cỏc đường dõy hiện cú.
* Bước 3: Thiết kế và lựa chọn phần tử mạng.
Cỏc phần tử mạng phải được lựa chọn nhằm đảm bảo thoả món cỏc yờu cầu đề ra với cấu hỡnh đó chọn. Cỏch tốt nhất là dựa trờn cơ sở quỹ cụng suất của tuyến đồng thời tớnh đến giỏ thành, độ ổn định, độ tin cậy, cỏc yếu tố hỗ trợ và cỏc tham số thực tiễn khỏc.
* Bước 4: Tớnh toỏn giỏ thành mạng.
Mục đớch của giai đoạn này là xỏc định chi phớ của mạng như một hàm của thiết kế topo và định cỡ thiết bị. Đặc biệt chi phớ topo coi như đường cong nối vật lý cũng như cơ sở hạ tầng của chỳng, bao gồm số sợi quang hoặc số đụi dõy đồng của từng tuyến. Chi phớ thuờ bao được tớnh như một hàm của số lượng loại thuờ bao, kớch thước, và cấu hỡnh của từng tuyến trong mạng. Cũng cần chỳ ý đến cỏc modun nếu cú. Hiện nay chưa cú những quy chuẩn chặt chẽ những thuờ bao cho mạng truy nhập, nờn cú thể tớnh theo những linh kiện rời.
* Bước 5: Phõn tớch và đỏnh giỏ.
Trờn thực tế, cú thể cú nhiều phương ỏn mạng đỏp ứng được yờu cầu kinh tế - kỹ thuật. Người thiết kế phải phõn tớch, đỏnh giỏ để lựa chọn ra được một phương ỏn tối ưu nhất. Chỉ tiờu tối ưu cú thể là:
- Chi phớ đầu tư.
- Chi phớ khai thỏc, vận hành và bảo dưỡng.
- Khả năng phỏt triển mạng và khả năng thu lợi nhuận.
8.2.2. Phõn tớch thiết kế tối ưu mạng truy nhập thuờ bao cỏp đồng
+ Đặt vấn đề:
- Cỏp đồng được sử dụng hiện nay cú cỏc đường kớnh sợi (D) khỏc nhau: 0,32; 0,4; 0,5; 0,65; 0,9 (mm).
- Cỏp cú đường kớnh lớn thỡ suy hao nhỏ hơn (nghĩa là : chiều dài cự ly truyền dẫn xa hơn) nhưng giỏ thành lại đắt hơn.
Như vậy yờu cầu đặt ra là chỳng ta phải tớnh được đường kớnh nhỏ nhất thoả món cỏc yờu cầu về truyền dẫn và chất lượng dịch vụ.
+ Nội dung thiết kế:
Lưu đồ thuật toỏn thiết kế gồm 3 trường hợp:
- Trường hợp 1: Người sử dụng chọn đường kớnh D [mm] và chiều dài tuyến L[Km]: Chương trỡnh sẽ thực hiện kiểm tra tuyến này cú thoả món cỏc yờu cầu truyền dẫn và chỉ tiờu chất lượng hay khụng ?
- Trường hợp 2: Người sử dụng chọn đường kớnh D[mm]. Chương trỡnh sẽ tỡm ra cự ly truyền dẫn xa nhất Lmax[Km]( thoả món cỏc yờu cầu truyền dẫn và chỉ tiờu chất lượng ).
- Trường hợp 3: Người sử dụng chọn chiều dài L[Km]. Chương trỡnh sẽ tỡm
ra đường kớnh cỏp tối ưu Dmin[mm] ( thoả món cỏc yờu cầu truyền dẫn và chỉ tiờu
chất lượng ). Nếu khụng tồn tại : Chương trỡnh sẽ đưa ra thụng bỏo và cỏc hướng giải quyết cơ bản.
Sơ đồ khối chương trỡnh được biểu diễn ở hỡnh I.28.
+ Cỏc số liệu tớnh toỏn:
• Tớnh suy hao α:
αf( t ) = α0f(20)*(1+0.0022(t-20))*L[dB]; αf( t ) <=αmax;
trong đú : α0f(20): Là suy hao đơn vị tần số f[KHz] và 200C ( f =1[KHz]); αf(t): Là suy hao của tuyến ở t[0C] và tần số f[KHz].
αmax: Thường cú giỏ trị từ 7 dB đến 9 dB.
• Tớnh điện trở một chiều R:
R = RD[ Ohm/Km ]* ( 2* L[Km] ) [Ohm];
R<=Rmax;
trong đú: RD: Là điện trở một chiều đơn vị đối với tứng loại đường kớnh D; R : Là điện trở một chiều của toàn tuyến;
L : Là chiều dài tuyến;
Rmax : Thường cú giỏ trị từ 100[Ohm] đến 1200[Ohm], ta lấy Rmax=1200[Ohm].
Nghiờn cứu, thiết kế cấu trỳc mạng truyền hỡnh cỏp nhằm đỏp ứng truyền số liệu, internet, VOD 59
Bắt đầu
Chọn [Loại cỏp],[dung lượng], t0C, Rcd[Mohm], f[Khz, αmax[dB] Chọn L[Km], D[mm] Tớnh R[Ohm], α[dB] R ≤ Rmax & α≤αmax Khụng thoả món Thoả món Chọn D[mm] Tỡm cỏc thụng số trong CSDL: R D[Ohm/km] αD[dB /km] Tớnh R[Ohm], α[dB] L 1=( R max/ R )[Km] L1=( Rmax/ R )[Km] L max=min(L 1, L 1) Chọn L[mm] Cũn D[mm] trong CSDL CSDL: R D[Ohm/km] αD[dB /km] tớnh R[Ohm]; α[dB] R ≤ Rmax & α≤αmax { D i }<>0 D min = min{D i} Thụng bỏo và giải đỏp D i = D No Yes Kết thỳc Kết thỳc Yes No No Yes No Yes Kết thỳc
Hỡnh I.28. Chương trỡnh thiết kế tối ưu tuyến cỏp đồng. 8.2.3. Kết luận
- Trờn cơ sở lưu đồ thuật toỏn cú thể viết chương trỡnh thiết kế truyền dẫn thuờ bao cỏp đồng tớnh toỏn α[dB] để thoả món chất lượng truyền dẫn.
- Chương trỡnh thiết kế tối ưu theo đường kớnh sợi cỏp D, điều này làm giảm nhiều chi phớ khụng cần thiết khi phải lắp đặt cỏc tuyến cỏp sử dụng đường kớnh lớn hơn.
Phần 2
NGHIấN CỨU CẤU TRÚC MẠNG TRUYỂN HèNH CÁP NHẰM ĐÁP ỨNG CÁC DỊCH VỤ TRUYỀN SỐ LIỆU, INTERNET, VOD
Cựng với sự phỏt triển mạnh mẽ của cỏc cụng nghệ viễn thụng và cụng nghệ tin học, truyền hỡnh ngày nay cũng đang phỏt triển để cú thể đỏp ứng được yờu cầu ngày càng cao của người dựng.
Từ hệ thống truyền hỡnh phỏt quảng bỏ phải sử dụng ăng ten để thu súng, tớn hiệu thu khụng ổn định do cú quỏ nhiều cỏc súng trong khụng gian, cú những vựng khụng thể thu được tớn hiệu, người dựng cú thể yờn tõm về chất lượng tớn hiệu, cú thể xem được nhiều kờnh truyền hỡnh trong nước và nước ngoài với hệ thống truyền hỡnh
cỏp (CATV: Community Antena Television).
Với cụng nghệ truyền hỡnh số, người xem cú cơ hội được thưởng thức những
chương trỡnh truyền hỡnh độ phõn giải cao, chất lượng õm thanh tốt (HDTV: Hight
Definition Television). Người xem cũng cú thể lựa chọn cỏc chương trỡnh mỡnh thớch để yờu cầu được xem vào bất cứ lỳc nào với hệ thống truyền hỡnh theo yờu cầu
(VOD: Video On Demand).
Thế giới đó bước vào một kỉ nguyờn mới của thời đại thụng tin bằng sự hội tụ của cỏc phương tiện truyền thụng. Hàng rào giữa cỏc dịch vụ sẽ bị xoỏ bỏ, cỏc dịch vụ hoà nhập tạo thành một hệ thống duy nhất phục vụ cỏc nhu cầu của người dựng. Truyền hỡnh cũng đi theo hướng đú với cụng nghệ truyền hỡnh mới gọi là truyền hỡnh tương tỏc. Khi đú người dựng cú thể sử dụng truyền hỡnh để yờu cầu cỏc chương trỡnh cần xem, để tham gia cỏc chương trỡnh đào tạo từ xa, để mua bỏn, để kết nối Internet...
Cỏc dịch vụ tương tỏc hai chiều là yếu tố khẳng định sự phỏt triển trong truyền hỡnh viễn thụng. Ở đõy mạng mỏy tớnh là cỏc thiết bị xử lớ thụng tin trong thời gian khụng thực, và truyền hỡnh là cỏc thiết bị xử lớ thụng tin thời gian thực. Mạng mỏy tớnh cú hiệu quả trong mụi trường thụng tin điểm-điểm, trong khi đú truyền hỡnh là dịch vụ điểm-đa điểm. Sự kết hợp của mỏy tớnh và truyền hỡnh tạo nờn một hệ thống mang nhiều lợi điểm trong mạng tổng hợp. Với hệ thống truyền hỡnh này, người dụng khụng chỉ cú thể tự quyết định chương trỡnh mỡnh cần xem thụng qua cỏc
lựa chọn mà cú thể sử dụng truyền hỡnh như một thiết bị cho phộp thu nhận cỏc thụng tin dạng khỏc, như số liệu, văn bản và cỏc dịch vụ thương mại như mua và bỏn.
Trong phần này sẽ tỡm hiểu cỏch thức tận dụng mạng truyền hỡnh cỏp để triển khai cỏc dịch vụ yờu cầu băng thụng rộng như: truy nhập Internet tốc độ cao, truyền hỡnh theo yờu cầu, điện thoại số….
1. Mở đầu
Như đó biết, thụng tin băng rộng là một xu hướng phỏt triển tất yếu của cỏc mạng viễn thụng. Trong quỏ trỡnh quỏ độ để xõy dựng một mạng quang hoỏ hoàn toàn cú băng thụng rất lớn để tớch hợp cỏc dịch vụ thỡ giải phỏp tận dụng dải thụng của mạng truyền hỡnh cỏp (mạng lai giữa cỏp quang và cỏp đồng trục) để truyền số liệu là một giải phỏp vừa kinh tế vừa hiệu quả. Cỏc kết nối bằng cỏp đồng trục cho phộp bao phủ gần như toàn cầu, tạo ra một nền tảng vững chắc để cung cấp khả năng truy nhập dữ liệu tốc độ cao tới cỏc gia đỡnh và doanh nghiệp nhỏ.
Tuy vậy, để cung cấp được cỏc dịch vụ viễn thụng khỏc ngoài truyền hỡnh thỡ cần phải nõng cấp hệ thống truyền hỡnh cỏp đơn hướng truyền thống lờn thành cỏc hệ thống hai chiều hiện đại. Ban đầu, cỏc hệ thống cỏp được thiết kế để cung cấp cỏc tớn hiệu truyền hỡnh quảng bỏ tới cỏc gia đỡnh một cỏch hiệu quả. Để đảm bảo rằng khỏch hàng vẫn nhận được cỏc dịch vụ cỏp bằng chớnh những tivi mà họ đang dựng để thu cỏc tớn hiệu truyền hỡnh quảng bỏ băng vụ tuyến, cỏc nhà khai thỏc dịch vụ cỏp tỏi tạo lại một phần của phổ tần số vụ tuyến trong đường cỏp đồng trục kớn hoặc mạng cỏp quang được thiết kế và sử dụng cho truyền dẫn truyền hỡnh cỏp. Hệ thống cỏp sẽ được nõng cấp với cỏc bộ khuếch đại hai chiều được đưa vào mạng để cú thể khuếch đại tớn hiệu truyền đi theo cả hai hướng. Hầu hết cỏc mạng truyền hỡnh cỏp hiện nay đều là mạng lai ghộp giữa cỏp sợi quang và cỏp đồng trục. Cỏc tớn hiệu đi từ
điểm phõn phối trung tõm (headend) đến cỏc điểm gần thuờ bao qua cỏc đường cỏp
quang, sau đú chỳng được truyền đi qua đường cỏp đồng trục chạy đến nhà thuờ bao. Cỏc tớn hiệu tần số cao sẽ truyền đến nhà thuờ bao cũn cỏc tớn hiệu tần số thấp sẽ được gửi về headend phỏt.
Ngoài vấn đề nõng cấp mạng cỏp thành một hệ thống hai chiều, cũn một vấn đề nữa cần phải quan tõm đến khi sử dụng mạng truyền hỡnh cỏp để cung cấp cỏc dịch vụ viễn thụng, đú là phải cú hệ thống cỏc headend cú chức năng giao tiếp với
cỏc mạng viễn thụng khỏc như: PSTN, Internet… Cỏc vấn đề này sẽ được lần lượt trỡnh bày trong cỏc phần dưới đõy.
