Ta cần căn cứ vào số lƣợng hộ dõn
Căn cứ vào tiờu chuẩn truyền hỡnh cỏp đó chọn. ( tiờu chuẩn thiết kế mạng truyền hỡnh cỏp ): tối đa 3 tầng khuếch đại, mức tớn hiệu tại đầu vào bộ khuếch đại khoảng 38dB – 42dB.
Mức tớn hiệu tại đầu vào mỏy thu hỡnh khoảng 10dB – 15dB
3.3.1 - Lựa chọn thiết bị cho mạng quang .
3.3.1.1 - lựa chọn sợi quang.
Điều đầu tiờn phải đƣợc quyết định là lắp đặt hệ thống quang đơn mode hay đa mode. Cả hai hệ thống đều cú những ƣu nhƣợc điểm của mỡnh.
Cỏc ƣu điểm của hệ thống sợi quang đơn mode
- Sợi quang đơn mode cú băng tần truyền dẫn rất lớn, lý tƣởng cho truyền dẫn cự ly xa.
- Sợi quang đơn mode cú suy hao nhỏ hơn sợi quang đa mode. - Cỏp sợi quang đơn mode rẻ hơn sợi quang đa mode.
- Sợi quang đơn mode hiện cú hoạt động ở bƣớc súng 1310nm hoặc 1550nm Ƣu điểm của hệ thống sợi quang đa mode
- Sợi quang đa mode thớch hợp cho cỏc cự ly dƣới 2km.
- Hệ thống sợi quang đa mode cú băng tần ớt phụ thuộc vào chiều dài của sợi. Cú thể truyền số liệu tốc độ 100Mbps, cự ly nhỏ hơn 2km, sử dụng sợi quang FĐI tiờu chuẩn 62,5/125.
- Thiết bị quang đa mode thƣờng rẻ hơn đơn mode. Cỏc LED rẻ thƣờng đƣợc dựng làm nguồn quang.
- Cỏp sợi quang đa mode thƣờng đắt hơn đơn mode, nhƣng đối với những ứng dụng cự ly ngắn thỡ sự tiết kiệm chi phớ từ cỏc thiết bị quang cú thể bự lại chi phớ cỏp quang đa mode.
- Cú thể kết luận chung rằng cỏc ƣu điểm nờu trờn của sợi quang đơn mode thớch hợp hơn cho mạng truyền hỡnh cỏp hữu tuyến. Cũn sợi quang đa mode chỉ cú thể đƣợc lắp đặt cho hệ thống phục vụ cho cỏc ngành cụng nghiệp khỏc cự ly ngắn.
Vỡ vậy trong khi thi cụng em lựa chọn sợi quang đơn mode
3.3.1.2- Lựa chọn khuếch đại.
Dựng để khuyếch đại tớn hiệu, tớn hiệu sau khi truyền qua cỏp đồng trục thỡ bị suy hao và cần phải đƣợc khuyếch đại lờn.
Cú nhiều loại khuyếch đại khỏc nhau đƣợc sử dụng trong mạng truyền hỡnh cỏp. Trong đề tài chọn khuyếch đại loại Danlab cú độ ổn định tốt. Hệ số khuyếch đại từ 38 dBm đến 42 dBm .
KĐ Danlab V4: Mức tớn hiệu đầu vào (70dB - 78dB) để đầu ra 106dB^V ( hay đầu test out 90dB^V-tớnh theo kờnh U trung bỡnh). Dải kờnh V, U lệch nhau 4 dBm đối với KĐ trung kế, 6 dBm đối với KĐ đầu cuối. Hệ số khuyếch đại 38dB. Đõy là khuyếch đại trục. Cú 1 đầu vào, 2 đầu ra.
KĐ Danlab H4: Mức tớn hiệu đầu vào (72dB - 78dB) để đầu ra 106dBm (hay đầu test out 90 dBm -tớnh theo kờnh U trung bỡnh). Dải kờnh V, U lệch nhau 4 dBm đối với KĐ trung kế, 6 dBm đối với KĐ đầu cuối. Đõy là khuyếch đại nhỏnh. Hệ số Khuyếch đại 37dB ( max ). Cú 1 đầu vào, 2 đầu ra.
3.3.1.3 – Lựa chọn cỏc loại Tap và chia tớn hiệu.
Đặc điểm Tap dựng để chia tớn hiệu khụng cõn bằng. Cú nhiều loại Tap khỏc nhau, nhƣng cú 1 điểm chung là: cú 1 đầu in, 1 đầu out (cú mức suy hao nhỏ), và nhiều đầu Tap (cú mức suy hao lớn, số lƣợng đầu Tap phụ thuộc vào loại Tap).
Đầu Out: Cú độ suy hao nhỏ, dựng để đƣa tớn hiệu đến cỏc Tap khỏc, hay bộ chia...
Ngoài ra Tap cũn đƣợc chia ra làm hai loại, loại Outdoor, loại Indoor Loại TAP 8 Suy hao Out Suy hao TAP Loại TAP 4 Suy hao Out Suy hao TAP 8 – 26 1.4 26 4 – 23 1.3 23 8 – 23 1.8 23 4 – 20 1.7 20 8 – 20 2.3 20 4 – 17 1.9 17 8 – 17 2.8 17 4 – 14 2.7 14 8 - 14 4.5 14 4 - 11 4.0 11 3.3.1.4 - Lựa chọn thiết bị ghộp định hƣớng
Thƣờng dựng ở mạng cỏp trục, phõn chia tạo ra cỏc hƣớng truyền tớn hiệu khỏc nhau của mạng.
Tại mạng cỏp ở Hải Phũng dựng chủ yếu hai loại thiết bị ghộp:
Loại 2 đầu ra (outdoor): Cú một đầu vào, 1 đầu ra Tap, 1 đầu ra Out. Với cỏc mức suy hao nhƣ sau.
- DC8 : Mức suy hao đầu Tap 8 db, mức suy hao đầu out 2,5 dBm. - DC12: Mứcsuy hao đầu Tap 12 db, mức suy hao đầu out 1,9 dBm. - DC16: Mứcsuy hao đầu Tap 16 db, mức suy hao đầuout 1,8 dBm. - Chia 2: Mức suy hao cả 2 đầu out 4 dBm.
Loại 3 đầu ra (outdoor): Cú một đầu vào, 3 đầu ra. Với cỏc mức suy hao nhƣ sau:
- Chia 3U: Cú một đầu vào, 3 đầu ra. Hai đầu suy hao 8 dBm, một đầu suy hao 4 dBm.
3.3.1.5 - lựa chọn chốn nguồn.
PowerInsert (PI) là thiết bị chốn nguồn: đƣa điện ỏp 50Hz vào tớn hiệu mạng cỏp tần số cao để truyền đi cung cấp năng lƣợng cho cỏc thiết bị tớch cực(node quang, khuyếch đại) hoạt động. Mạng VCTV thƣờng dựng PI của MaiWei, PARMA, RISHANG cú dải băng tần hoạt động đến 860Mhz, dũng điện tối đa 10A, điện ỏp 60-65VAC.
Xột giỏ trị tổn hao Insertion Loss(dB) của một số loại PI:
3.3.1.6 - Lựa chọn Iack và cỏp.
Cú cỏc loại jack nhƣ KS540 dựng cho cỏp QR540, KS11 dựng cho cỏp RG 11
Jack F5 dựng để lắp ở đầu Tap của cỏc bộ Tap off, đầu ra của cỏc bộ chia. Jack F5 cũng cú 2 loại: dựng cho cỏp RG 11 và một loại dựng cho cỏp RG 6.
Loại cỏp Suy hao 100m (5MHz) Suy hao 100m (860MHZ)
QR 540 1.9 6.6
RG 11 4 13
RG 6 1.9 20
3.3.2 - Nguyờn tắc thiết kế phần mạng quang
Mạng quang là mạng truyền dẫn khụng thể thiếu trong tổng thể mạng truyền hỡnh cỏp xõy dựng theo cấu hỡnh HFC hay HFPC nhằm mục đớch truyền dẫn tớn hiệu quang từ Trung tõm đến cỏc điểm đặt node quang (thực
chất là bộ chuyển đổi quang điện O/E) và trong tƣơng lai là truyền dẫn tớn hiệu ngƣợc dũng từ cỏc đấu cuối thuờ bao (Modem cỏp, thoại, hệ thống bỏo chỏy, Set-top-box...). Tuỳ theo quy mụ phỏt triển mạng mà mạng quang cú thể đƣợc chia thành nhiều cấp khỏc nhau, ở đõy ta chỉ xem xột và tớnh toỏn quy hoạch cho một mạng truyền hỡnh cỏp cú quy mụ vừa phải và chỉ sử dụng một cấp truyền dẫn quang và chỉ tớnh toỏn cho hƣớng tớn hiệu đƣờng xuống (từ Trung tõm đến mỏy thu thuờ bao).
Việc quy hoạch và phỏt triển mạng quang gắn liền với đặc điểm địa hỡnh, dõn cƣ và tỡnh hỡnh phỏt triển cỏc dịch vụ giỏ trị gia tăng trong tƣơng lai vỡ điều này liờn quan đến việc quyết định sẽ sử dụng cấu hỡnh mạng quang, mạng đồng trục và hệ thống thiết bị phự hợp với từng cấu hỡnh mạng. Vớ dụ ở Việt Nam, việc sử dụng cấu hỡnh HFC hay HFPC phụ thuộc rất nhiều vào mặt bằng quy hoạch đụ thị. Để triền khai dịch vụ truyền hỡnh cỏp trờn cỏc tuyến phố trờn địa bàn thành phố Hải Phũng hay một số thành phố cú số lƣợng dõn cƣ đụng đỳc, hệ thống giao thụng phức tạp đồng thời cơ sở hạ tầng, ống mỏng, cột điện lực, cột đốn chiếu sỏng... khụng ổn định thỡ việc triển khai mạng theo cấu hỡnh HFPC là khụng cú tớnh khả thi mà thớch hợp hơn là triển khai mạng theo cấu hỡnh HFC. Do tớnh khụng ổn định nờu trờn cho nờn sẽ ảnh hƣởng rất nhiều đến mạng quang dày đặc trờn địa bàn thành phố (nếu xõy dựng theo cấu hỡnh HFPC) mà thực tế thi cụng, khắc phục sự cố mạng quang cực kỳ phức tạp. Tuy nhiờn, hiện nay ở cỏc khu vực ngoại thành việc quy hoạch cỏc khu chung cƣ đụ thị mới đang đƣợc triển khai một cỏch rộng lớn và ồ ạt sẽ là nơi rất thớch hợp để triển khai mạng truyền hỡnh cỏp và cỏc dịch vụ gia tăng trờn mạng cỏp theo cấu hỡnh mạng HFPC. Chi tiết việc quy hoạch, phõn tớch và tớnh toỏn một mạng quang cho cỏc khu quy hoạch này sẽ đƣợc xem xột kỹ hơn ở phần sau. Núi nhƣ vậy khụng cú nghĩa là chỉ ở cỏc khu quy hoạch mới mới cú thể triển khai đƣợc mạng theo cấu hỡnh HFPC, mà ở khu vực nội thành cũng cú thể triển khai thành cụng nhƣng cần cú thời gian và phải lập kế hoạch triển khai từng bƣớc (tức là nõng cấp dần mạng HFC lờn
thành mạng HFPC dựa trờn cơ sở hạ tầng quy hoạch đụ thị của thành phố). Cỏc số liệu cần thiết để thiết kế đƣợc tổng hợp từ nhiều nguồn khỏc nhau, bao gồm cỏc số liệu về tỡnh hỡnh kinh tế chớnh trị, mật độ dõn cƣ, trỡnh độ dõn trớ và cỏc yếu tố khỏc liờn quan đến việc triển khai cú hiệu quả dịch vụ truyền hỡnh và địa hỡnh cũng là điều kiện quan trọng liờn quan đến việc lựa chọn cấu hỡnh mạng.
Xỏc số lƣợng và định vị trớ đặt node quang: Số cỏc node quang đƣợc đỏnh giỏ theo toàn vựng dõn cƣ và vựng dịch vụ thuờ bao thuận lợi nhất. Đỏnh giỏ này đƣợc sử dụng làm cơ sở để xem xột cấu trỳc mạng. Do vậy cần thiết xỏc định cỡ vựng dịch vụ thuờ bao tối ƣu, xem xột đỏnh giỏ cho đƣờng thuết bao và node quang. Vị trớ đặt node quang ở nơi thuờ bao tập trung là hiệu quả nhất. Vựng trung tõm đƣợc xỏc định để phự hợp với sự thụng nhất về kinh tế và văn hoỏ trong khu vực. Đối với cỏc khu vực thành phố ở Việt nam hiện nay, hầu hết cỏc tuyến cỏp đồng trục sau node quang đều đang triển khai treo trờn cỏc hệ thống cột điện lực, cột đốn chiếu sỏng... mà cỏc hệ thống cột này hầu hết chạy dọc theo cỏc tuyến phố. Do đú vị trớ đặt một node quang thớch hợp trong địa bàn thành phố thƣờng là những điểm giao cắt đƣờng phố.
Việc lựa chọn cỏc thụng số thiết bị cho mạng quang phụ thuộc vào cỏc số liệu tổng hợp đƣợc qua hồ sơ khảo sỏt tuyến quang bao gồm cỏc thụng tin về chiều dài tuyến, hƣớng tuyến và cỏc yếu tố khỏc vớ dụ: Hiện nay rất nhiều cỏc tuyến cỏp thuộc cỏc đơn vị khỏc nhau hầu hết treo trờn hệ thống cột điện lực và cột đốn chiếu sỏng, nhƣ vậy tuyến cỏp qua cỏc khu phố cú cỏc tuyến cột nhƣ vậy phải đỏp ứng tiờu chuẩn cỏp treo, cú dõy văng chịu lực. Nhƣng thực tế hiện nay nhiều tuyến đƣờng đàng đƣợc tiến hành ngầm hoỏ, hệ thống cột bị dỡ bỏ và do đú cỏc thiết bị khi triển khai cũng phải phự hợp với điều kiện ngầm hoỏ.
Hệ thống mạng quang đặt biệt quan trọng đú là node quang. Hầu hết cỏc thiết bị node quang hiện nay đều sử dụng là node quang 4 cổng ra cao tần
RF, mức tớn hiệu cao tần ra thƣờng ≥108dB V với cụng suất quang vào chuẩn là 0dBm. Dải thu của từng node quang do từng hóng sản xuất cú nhiều dải khỏc nhau, nhƣng hầu hết dải thu của node quang thƣờng nằm trong khoảng từ -2 đến +2 dBm.
Quỏ trỡnh tớnh toỏn một tuyến quang cụ thể cho một node quang cụ thể cú sự biến đổi giữa cỏc đơn vị dBm và mW tuỳ theo cụng đoạn tớnh toỏn. Vớ dụ, suy hao connector, cỏp, mối hàn... đƣợc tớnh theo đơn vị dBm, nhƣng tại cỏc bộ chia để tớnh đƣợc cụng suất chia quang cần quy đổi đơn vị dBm thành đơn vị mW.
Cỏc cụng thức cần thiết để tớnh toỏn suy hao toàn tuyến cho một node quang: Gọi A là cụng suất sau chia cần thiết cấp cho một node quang, A đƣợc tớnh nhƣ sau:
A[dB] = Loss[dB] + Pvỏo node [dBm] Với:
Loss[dB] = hàn*N + connector*M + Suy hao bộ chia Trong đú:
Loss[dB]: Suy hao trờn tuyến.
Pvào node[dBm]: Cụng suất quang đầu vào node quang (chuẩn là 0dBm)
hàn[dB]: Suy hao mối hàn (cho phộp 0.05dB)
connector[dB]: Suy hao một connector (cho phộp 0.8dB) N: Số mối hàn trờn một tuyến
M: Tổng số connector trờn một tuyến
Suy hao bộ chia cho phộp 0.1dB Đổi đơn vị dBm thành mW:
A[mW] = 10
A[dB] 10 Tớnh toỏn phần trăm cụng suất của bộ chia:
A% = A[mW]
Pvchia[mW] *100%
Với Pvchia[mW]: Cụng suất vào bộ chia đó đƣợc quy đổi thành mW.
Tớnh toỏn tƣơng tự nhƣ vậy đối với tất cả cỏc node quang trong bộ chia đú. Việc lựa chọn mỏy phỏt quang phụ thuộc vào số lƣợng cỏc node quang, độ dài tuyến và cỏc điểm đấu nối trờn tuyến cho nờn trong quỏ trỡnh tớnh toỏn mạng cần nghiờn cứu kỹ cỏc điều kiện cú liờn quan nhằm tối ƣu hoỏ bản thiết kế. Tất nhiờn, tổng số % sau bộ chia phải nhỏ hơn ≤100%. Tuỳ vào tỡnh hỡnh thực tế sẽ triển khai và dự phũng trong tƣơng lai sẽ cú sự lựa chọn mỏt phỏt quang cú cụng suất phự hợp.
3.3.2.1- Thuyết minh phần mạng quang.
Tại Trung tõm (Headend) cỏc nguồn tớn hiệu truyền hỡnh quảng bỏ mặt đất, tớn hiệu truyền hỡnh vệ tinh, video server... đƣợc xử lý và ghộp kờnh trong dải tần đƣờng xuống nằm trong khoảng từ 60-862Mhz. Tớn hiệu cao tần RF sau ghộp kờnh này đƣợc khuếch đại và chia cụng suất và đƣa vào cỏc mỏy phỏt quang. Trong bản thiết kế này sử dụng một mỏy phỏt cụng suất 13dBm (tƣơng đƣơng 20mW) đặt tại trung tõm Headend để cung cấp tớn hiệu cho node quang đặt tại điểm: SỐ 18 TRẦN HƢNG ĐẠO - AN DƢƠNG - TP HẢI PHềNG
Mỏy phỏt quang đặt tại trung tõm số 18 Trần Hƣng Đạo, sử dụng cỏp quang 8 sợi với chiều dài 2000m một kộo từ trung tõm đến 61A Quỳnh Hoàng – An Dƣơng. Tại 61A Quỳnh Hoàng – An Dƣơng đặt một bộ chia 10
cổng với tỉ lệ phần trăm cỏc cổng
(12%/8%/10%/12%/10%/8%/10%/10%/10%/10%). Tại đõy đặt một hộp phối dõy MDF (Main Distributed Fiber) (HUB) xem nhƣ là điểm trung tõm để đấu
nhảy cỏc sợi quang kộo đi cỏc node ở cỏc hƣớng khỏc nhau. Mỗi node quang cần tối thiều 4 sợi quang: trong đú 2sợi sử dụng cho hƣớng xuống, một sợi truyền tớn hiệu truyền hỡnh hiện tại và một sợi dựng cho dự phũng. Cũn hai sợi cũn lại dựng cho việc phỏt triển mạng 2 chiều để truyền tớn hiệu ngƣợc chiều, một sợi truyền và một sợi dự phũng. Tuy nhiờn, trong mạng truyền hỡnh cỏp nếu chỉ thiết kế mạng cho việc truyền tớn hiệu truyền hỡnh mà khụng dự phũng cho việc mở rộng mạng sau này thỡ cú thể chỉ cần kộo hai sợi cho một node quang. Nhƣng trong này em thiết kế mạng dựng cho cả việc mở rộng mạng sau này nờn sử dụng 4 sợi quang cho một node quang. Vỡ vậy trong khi kộo cỏp ta cú thể kộo loại cỏp nhiều sợi hơn yờu cầu vỡ cú thể sẽ sử dụng cho việc phỏt triển mạng. Hơn nữa, cỏp quang thƣờng đƣợc sản xuất với số lƣợng sợi chẵn (8, 16, 24, 32…) khụng sản xuất theo sợi lẻ.
Vựng dõn cƣ nơi này cú số lƣợng cột điện đầy đủ và chắc chắn phự hợp cho việc kộo cỏp nờn ở đõy sử dụng toàn cỏp treo. Cỏc thiết bị quang đƣợc lắp đặt cẩn thận trờn cột điện và đều cú hộp bào vệ trỏnh cỏc sự tỏc động từ bờn ngoài làm hỏng thiết bị. Trong khi lắp đặt yờu cầu cỏc thiết bị quang: bộ chia, node quang phải đƣợc tiếp mỏt, tiếp đất để trỏnh rũ rỉ, chập điện.
3.3.2.2- Tớnh toỏn phần mạng quang.
Cỏc thụng số kỹ thuật của thiết bị chớnh dựng trong mạng quang
+ Mỏy phỏt quang:
- Tớn hiệu quang ra: 13dBm (20mW)
- Bƣớc súng hoạt động: 1310nm + Node quang
- Băng thụng: 80 860MHz
- Bƣớc súng hoạt động: 1290 1600nm
- Đầu ra cao tần (RF): 46dBmV (106dB V) - Connector RF: 5/8‖
- Connector quang: SC/APC
+ Dõy nhảy (dõy quang 3m + 1 connector): suy hao 8dB
+ Mối hàn quang: suy hao 0.05dB
+ Bộ chia quang theo cụng suất: suy hao 0.1dB
+ Sợi quang đơn mode: suy hao 0.35dB/km
Phần tớnh toỏn
Cụng thức tớnh:
A[dB] = Loss[dB] + Pvỏo node [dBm] Với:
Loss[dB] = hàn*N + connector*M + Suy hao bộ chia Trong đú:
Loss[dB]: Suy hao toàn tuyến
Pvào node[dBm]: Cụng suất quang đầu vào node quang (chuẩn là 0dBm)
hàn[dB]: Suy hao mối hàn (thƣờng lấy khoảng 0.05dB)
connector[dB]: Suy hao một connector (Thƣờng lấy khoảng 0.8dB) N: Số mối hàn trờn một tuyến
M: Tổng số connector trờn một tuyến
Suy hao bộ chia thƣờng lấy 0.1dB
Sau khi cú đƣợc cụng suất toàn tuyến tớnh theo đơn vị dB thỡ đổi thành đơn vị