Khi một cuộc đàm thoại được thực hiện qua một mạch thoại, hoặc một tin bỏo được gửi đi qua một mạch điện bỏo, cỏc mỏy điện thoại hay thiết bị điện bỏo tại hai đầu được kết nối với nhau nhờ cỏc dõy dẫn kim loại, sao cho dũng điện mang cỏc tớn hiệu thụng tin cú thể lưu thụng giữa chỳng.
Trong một mạng điện thoại hay điện bỏo, tất cả cỏc mỏy thuờ bao đều được kết nối tới thiết bị tổng đài bằng cỏp hoặc bằng dõy dẫn, thụng qua nú bất kỳ thuờ bao nào cũng cú thể được nối với một thuờ bao khỏc nếu cú yờu cầu.
Hơn nữa, cỏc tổng đài cũng kết nối với nhau qua một mạng cỏp hoặc dõy dẫn mà trờn đú cỏc cuộc gọi đường dài hoặc cỏc bức điện bỏo đi qua.
Cỏc phương tiện đúng vai trũ cỏc vật dẫn điện, kể cỏc phương tiện hỗ trợ và bảo vệ của chỳng, được gọi là Cụng trỡnh ngoại vi.
Cỏc dõy trần, dõy cỏp, dõy cỏch điện được sử dụng làm dõy dẫn. Cỏc cõy cột, thanh xà, dõy đỡ và phần cứng được sử dụng làm cỏc phương tiện đỡ và cỏc cống cỏp, hố cỏp được dựng để bảo vệ cỏc cỏp ngầm.
2. Phõn loại cụng trỡnh ngoại vi2.1. Phõn loại theo ứng dụng : 2.1. Phõn loại theo ứng dụng :
a. Cụng trỡnh đường dõy thuờ bao
Cụng trỡnh đường dõy thuờ bao là một cụng trỡnh mà nhờ đú thuờ bao và phương tiện điện thoại cụng cộng và thiết bị PBX được kết nối với thiết bị của tổng đài trung tõm. Cỏp dựng cho đường dõy thuờ bao được gọi là cỏp thuờ bao và được phõn loại nhỏ hơn thành cỏp phiđơ và cỏp phõn bố.
Cỏp phiđơ là phần cỏp thuờ bao đi từ tổng đài chuyển mạch tới một điểm nơi sẽ bắt đầu cỏp phõn bố. Điểm phõn cỏch giữa cỏp phiđơ và cỏp phõn bố này thường được gọi là điểm kết nối chộo. Trong việc sử dụng cỏp CCP (Color coded PE insulated - cỏch điện bằng chất dẻo PE mó mó hoỏ màu) làm cỏp phõn bố thỡ tủ dõy nhảy (kết nối chộo) thường được lắp đặt tại điểm này nhằm thiết kế cỏc cụng trỡnh cỏp một cỏch độc lập với nhau. Do vậy cỏp phõn bố là một phần của cỏp thuờ bao mà cỏc hộp đầu cuối được gắn tới. Cỏc dõy rẽ tới nhà thuờ bao được cấp từ cỏc hộp đầu cuối.
b. Cụng trỡnh cỏp trung kế
Cụng trỡnh cỏp trung kế là cụng trỡnh kết nối cỏc tổng đài nội hạt với nhau trong một vựng. Cỏp trung kế cũn gọi là cỏp liờn đài.
c. Cụng trỡnh đường dõy đường dài
Cụng trỡnh ngoại vi đường dài là cụng trỡnh kết nối cỏc tổng đài đường dài với nhau. Thụng thường cỏc loại cỏp đồng trục, cỏp sợi quang và cỏc loại cỏp cỏch điện bằng PEF được sử dụng làm cỏp đường dài.
2.2. Phõn loại theo lắp đặt :
a. Cụng trỡnh đường dõy trờn khụng (dõy treo)
Mặc dự đường dõy truyền dẫn trờn khụng cú những nhược điểm cơ bản là bị ảnh hưởng của mụi trường tự nhiờn và nhõn tạo, nú vẫn được sử dụng một cỏch rộng rói, đặc biệt là với những đường dõy thuờ bao (khoảng 95%) vỡ cỏc cụng trỡnh trờn khụng thường rất kinh tế so với cụng trỡnh ngầm.
Cỏc cụng trỡnh trờn khụng gồm cú cỏc cỏp, cỏc dõy dẫn, cỏc trụ đỡ, chẳng hạn như cỏc cột, cỏc dõy chằng, cỏc dõy cỏp chớnh và cỏc phụ kiện khỏc. Đối với cỏc cụng trỡnh trờn khụng, việc xõy dựng cần phải cú đủ độ an toàn và chắc chắn để chống lại những điều kiện khắc nghiệt trờn cao.
b. Cỏc cụng trỡnh ngầm
Khi cỏp ngầm chụn sõu dưới lũng đất trờn 1m thỡ chống được những sự phỏ hoại của thiờn nhiờn, nhõn tạo. Tuy nhiờn, chi phớ xõy dựng đắt hơn vài ba lần chi phớ cụng trỡnh trờn cao. Đường truyền dẫn ngầm thường sử dụng cho cỏp đường dài, cỏp trung kế và cỏp phiđơ dựng cho thuờ bao. Chỳng được chụn dưới đất hoặc đặt trong một đường cống. Do thường cần phải chụn cỏp phõn tỏn đường dõy thuờ bao trong cỏc vựng thành phố lớn vỡ cỏc điều kiện mụi trường, nờn cỏc cụng trỡnh đường dõy phõn tỏn ngầm gần đõy tăng lờn.
c. Cỏc cụng trỡnh đường dõy dưới nước
Cỏc dõy cỏp đặt dưới đỏy hồ hoặc dưới đỏy sụng rộng gọi là cỏp dưới nước. Cỏc cỏp đặt dưới đỏy biển được gọi là cỏp biển. Cỏp dưới nước và cỏp biển cú lớp vỏ bọc kim được thiết kế một cỏch đặc biệt.
2.3. Phõn loại theo thành phần :
Cỏc thành phần của cụng trỡnh ngoại vi cú thể chia thành mụi trường truyền dẫn và cỏc phương tiện hỗ trợ truyền dẫn.
Mụi trường truyền dẫn bao gồm cỏp thụng tin cựng với cỏc thiết bị đi kốm như tủ cỏp ..
Cỏc phương tiện hỗ trợ cú thể được phõn chia theo cỏc cấu trỳc treo (cột, cỏc đường dõy nhỏnh và cỏc dõy gia cường) và cấu trỳc ngầm (cống cỏp , bể cỏp, hố cỏp và hầm cỏp).
2.4. Phõn loại theo hệ thống truyền dẫn
a. Hệ thống truyền dẫn thoại
Tần số tiếng núi của con người thường nằm trong phạm vi 50 đến 6000 Hz. Nhưng trong trường hợp một cuộc đàm thoại, khụng cần thiết phỏt toàn bộ băng tần này. Một cuộc hội thoại nghe rừ và dễ hiểu cú thể được cung cấp bằng cỏch phỏt đi một dải từ 300 đến 3400 Hz. Dõy trần, cỏp khụng gia cảm và cỏp gia cảm được sử dụng trong hệ thống truyền dẫn tiếng núi cho cỏc mạch nội hạt và cỏc mạch đường dài cự ly ngắn.
b. Hệ thống tải ba
- Hệ thống tải ba dõy trần
Hệ thống tải ba dõy trần thớch hợp với cỏc trường hợp khi cần cú cỏc mạch phụ dọc theo đường dõy trần đang hoạt động. Cú rất nhiều loại hệ thống như 2 kờnh, 3 kờnh, 6 kờnh và 12 kờnh. Nhưng hệ thống tải ba dõy trần bõy giờ rất hiếm hoi bởi vỡ bản thõn đường dõy trần đó trở nờn cực kỳ hiếm.
- Cỏp tải ba khụng gia cảm
Cỏp tải ba khụng gia cảm là cỏp được thiết kế cho cỏc hệ thống F-24, F-60, X- 60. Để cung cấp cỏc mạch một cỏch riờng biệt trong cỏc hướng ngược nhau, cú hai sợi cỏp được đặt dọc theo toàn đoạn.
- Cỏp tải ba cự ly ngắn
Hệ thống T-12 SR sử dụng cỏp bọc giấy vỏ chỡ và cỏp đường dài PEF-P. Cỏc mạch trong cỏc hướng ngược nhau được cung cấp trong một cỏp, sử dụng một băng tần khỏc, cự ly cú thể ỏp dụng khoảng từ 25 đến 100km.
- Cỏp đồng trục
Cỏc hệ thống C-4M, CP-12MTr, C-60M và DC-100M sử dụng cỏp đồng trục 2,6/9,5mm. Cỏc hệ thống P-4M và P-12M sử dụng cỏp 1,2/4,4mm.
Cả hai đoạn cỏp này đều được ITU tiờu chuẩn hoỏ. Trong trường hợp cỏp đồng trục, tần số càng cao thỡ cỏc đặc tớnh chống xuyờn õm càng tốt, do vậy khụng cần thiết phải dựng cỏp riờng biệt cho cỏc mạch trong cỏc hướng ngược nhau. Cỏp mạng này thường được lắp đặt ngầm dưới đất.
3. Những yờu cầu đối với cụng trỡnh ngoại vi
Cụng trỡnh ngoại vi phải cú những tớnh chất điện tử tốt để truyền cỏc tớn hiệu thụng tin. Nú phải đủ vững chắc dưới những điều kiện huỷ hoại khỏc của thời tiết, địa hỡnh, và nhõn tạo. Sau đõy là những yờu cầu điện và cơ đặt ra cho cụng trỡnh ngoại vi. Để thực hiệ cỏc yờu cầu này một cỏch kinh tế phải cõn nhắc thớch đỏng đến mọi thiết kế, từ sản xuất đến bảo dưỡng.
3.1. Điện trở cỏch điện
Điện trở cỏch điện kộm gõy ra suy hao truyền dẫn cao, xuyờn õm và tạp õm lớn. Nhất thiết phải sử dụng cỏc vật cú điện trở lớn cho lớp cỏch điện của dõy dẫn. Trong khi đú phải đặc biệt chỳ ý bảo vệ lớp cỏch điện luụn luụn tốt. Lớp cỏch điện bị bẩn, cành cõy chạm vào đường dõy hoặc cỏp... đều dẫn đến làm hỏng lớp cỏch điện của cỏc dõy đơn hoặc dõy kộp. Trong trường hợp cỏp với lớp vỏ bị vỡ cú thể dẫn đến bị thấm nước và điện trở cỏch điện càng bị thấp đi, đối với nhiều loại mạch vào một lỳc nào đú. Do vậy cần phải đặc biệt chỳ ý để trỏnh làm hỏng vỏ cỏp.
3.2. Sức bền điện mụi
Cụng trỡnh ngoại vi đối mặt với mối hiểm nguy của sột và của việc tiếp xỳc với đường dõy điện lực. Sức bền lớp điện mụi đủ cao là cần thiết để bảo vệ bản thõn cụng trỡnh ngoại vi cũng như nhõn viờn bảo dưỡng và cỏc thuờ bao khỏi nguy hiểm. Trong cỏc hệ thống truyền dẫn mới đõy, nguồn điện lực cấp theo cỏp tới cỏc trạm lắp ở xa. Trong cỏc trường hợp này sức bền điện mụi đủ cao là cần thiết cho lớp vỏ dõy dẫn.
3.3. Điện trở dõy dẫn
Khi đường dõy dẫn đấu nối với thiết bị chuyển mạch, điều tối cần thiết là điện trở dõy dẫn phải thấp đủ cho phộp thiết bị hoạt động dưới trị số rất nhỏ của cụng suất kớch thớch để giảm suy hao truyền dẫn tới mức thấp nhất.
3.4. Suy hao truyền dẫn
Điều mong muốn là suy hao truyền dẫn càng thấp càng tốt, giỏ trị cực đại cho phộp của nú được xỏc định như sự dung hoà giữa chất lượng truyền và tớnh kinh tế. Trong mạng điện thoại, suy hao cho phộp phõn bố cho mọi tầng của mạng. trong việc quy hoạch tổng đài khu vực hoặc một mạng đường dài, cỏc hệ thống truyền dẫn hoặc cỏc loại cụng trỡnh đường dõy thớch hợp cần lựa chọn sao cho cỏc suy hao truyền dẫn vẫn nằm trong phạm vi những giới hạn cho phộp.
3.5. Mộo
Để truyền cỏc tớn hiệu thụng tin một cỏch trung thực, đường dõy phải là loại dõy khụng mộo. Cú ba loại mộo truyền dẫn: mộo do suy hao, mộo pha và mộo phi tuyến.
Mộo suy hao do sự biến đổi hệ số suy hao theo tần số tạo ra. Suy hao này cú thể được bự lại nhờ sử dụng bộ khuyếch đại.
Mộo pha do thay đổi tốc độ truyền dẫn theo tần số tạo ra.
Mộo phi tuyến do sự cú mặt cỏc phần tử phi tuyến, chẳng hạn như cỏc đốn điện tử chõn khụng, cỏc tranzzito, cỏc vật liệu từ... trong mạch tạo ra.
3.6. Xuyờn õm
Xuyờn õm giữa cỏc mạch trong lớp dõy cỏp hoặc trong đường dõy trần phải càng nhỏ càng tốt. Mức xuyờn õm cho phộp xỏc định từ quan điểm duy trỡ tớnh riờng tư và trỏnh sự nhiễu loạn cú thể cú trong truyền thụng.
Để giảm tối thiểu xuyờn õm phải duy trỡ sự cõn bằng điện và sự che chắn giữa cỏc mạch.Cỏc dõy dẫn điện của cỏp được bện xoắn thành từng cặp hoặc thành từng quắc để đạt được sự cần bằng tốt giữa cỏc mạch và đất.Cỏc đặc tớnh xuyờn õm của cỏp đồng trục được xỏc định theo hiệu quả màn chắn của dõy dẫn ngoài và của cỏc băng kim loại làm vỏ bọc.
3.7. Sự đồng nhất của cỏc tớnh chất điện
Nếu trở khỏng đặc tớnh khụng đồng nhất dọc theo đường dõy, thỡ trở khỏng sẽ cú ảnh hưởng bất lợi đến cỏc đặc tớnh truyền dẫn của đường dõy.
Nếu khoảng cỏch giữa cỏc cuộn dõy gia cảm dọc theo một đường cỏp gia cảm lệch khỏi khoảng cỏch tiờu chuẩn thỡ cỏc đặc tớnh trở khỏng theo tần số sẽ biến động, dẫn đến tiếng vọng hoặc tiếng rớt trong mạch.
Tớnh chất khụng đều trong trở khỏng đặc trưng của cỏp đồng trục là nguyờn nhõn gõy ra phản xạ tớn hiệu, ảnh hưởng xấu đến chất lượng truyền dẫn. Phải chỳ ý đặc biệt yếu tố này trong việc chế tạo, lắp đặt cỏp đồng trục.
3.8. Sức bền cơ học
Kỹ thuật cụng trỡnh ngoại vi phải xem xột đến những ảnh hưởng của cỏc điều kiện thời tiết, chẳng hạn như giụng tốt, bóo lớn, tuyết rơi, đúng băng, thay đổi nhiệt độ,.. Trong việc thiết kế cỏc cấu kiện của cỏc thiết bị của cụng trỡnh ngoại vi cần nghiờn cứu cỏc yếu tốt an toàn thớch hợp.
Khi xỏc định một tuyến cỏp cần trỏnh những nơi cú thể gõy nguy hiểm do lụt lội hoặc lở đất. Khi một tuyến cỏp được chụn dọc theo một con đường lớn, mà nền của nú khụng đủ rắn chắc thỡ sự qua lại của xe cộ sẽ làm róo dõy dẫn. Cần phải đặc biệt chỳ ý đến những yếu tố này trong việc lựa chọn tuyến cũng như lắp đặt cỏp tại những nơi như vậy.
3.9. Nghiờn cứu những mối nguy hiểm và nhiễu loạn
Khi một đường dõy thụng tin chạy gần một đường dõy điện lực hoặc một đường ray điện, điện ỏp và tạp õm cao bất thường sẽ xuất hiện trong mạch thụng tin do tiếp xỳc hoặc do cảm ứng điện từ gõy nguy hiểm cho người, thiết bị và gõy nhiễu loạn cho dũng tin. Do vậy, cụng trỡnh thụng tin cần được xõy dựng tại một cự lý an toàn cỏch xa đường dõy điện lực hoặc phải được bảo vệ bằng cỏc thiết bị thớch hợp. Cỏc tuyến cỏp ngầm được lắp đặt tại vựng lõn cận với đường ray xe điện DC thường gặp nguy hiểm do ăn mũn điện hoỏ từ dũng rũ. Do vậy, cần trỏnh những nơi như vậy hoặc phải dựng thiết bị thớch hợp để bảo vệ cỏp khỏi cỏc dũng lạc.
II.TỔNG QUAN VỀ CễNG TRèNH NGOẠI VI 1. Đặc tớnh của cụng trỡnh ngoại vi
"Cụng trỡnh ngoại vi" là tờn gọi chung cho mọi cấu kiện tạo nờn phương tiện truyền dẫn hữu tuyến.
1.1 Sự đa dạng của tớn hiệu truyền dẫn
Cú nhiều loại tớn hiệu được phỏt đi trờn cỏc đường dõy thụng tin, thay đổi từ cỏc tớn hiệu analog 4kHz đến cỏc tớn hiệu digital 2,4 Gb/s. Truyền thụng như vậy, đũi hỏi cỏc đặc tớnh truyền dẫn thuận lợi. Cỏp đụi cõn bằng và cỏp sợi quang được dựng để truyền dẫn hiệu quả cỏc tớn hiệu khỏc nhau này tuỳ thuộc theo ứng dụng của chỳng.
1.2. Quy mụ cụng trỡnh
Do cụng trỡnh ngoại vi bao gồm cả cỏc đường dõy truyền dẫn nờn quy mụ của nú rất lớn. Điều này đũi hỏi phải tiết kiệm nhất nếu cú thể.
Bảng 4.1: Cỏc cấu kiện cụng trỡnh ngoại vi
CÁC MỤC
Cỏp treo Cỏp đối xứng
Đường dõy thuờ bao Cỏp sợi quang
Cỏp ngầm Cỏp đối xứng
Cỏp sợi quang
C Cỏp treo Cỏp đối xứng
Á Cỏc đường trung kế Cỏp sợi quang
P Cỏp ngầm Cỏp đối xứng
Cỏp sợi quang Cỏp đối xứng
Cỏp treo Cỏp đồng trục
Cỏc đường liờn vựng Cỏp sợi quang
Cỏp đối xứng
Cỏp ngầm Cỏp đồng trục
Cỏp sợi quang Cỏc cọc, cỏc ống dẫn, cỏc bể cỏp, cỏc hố cỏp, cỏc đường hầm cỏp...
Ngoài ra, do cỏc cụng trỡnh ngoại vi được phõn bổ trờn một vựng rộng, nờn cỏc hệ thống đi dõy của chỳng phải cực kỳ linh hoạt, nhất là đối với cỏc đường dõy thuờ bao.
1.3. Cỏc điều kiện mụi trường
Do cụng trỡnh ngoại vi thiết lập ở ngoài trời, nờn bị tỏc động của cả mụi trường thiờn nhiờn lẫn mụi trường do con người tạo nờn. Những tỏc động từ bờn ngoài của thiờn nhiờn và nhõn tạo, tớnh đặc thự cú ảnh hưởng tới cụng trỡnh ngoại vi được liệt kờ trong bảng 4.2.
1.4. Hiệu quả của cụng việc xõy dựng và bảo dưỡng
Cụng trỡnh ngoại vi chủ yếu xõy dựng và hoàn tất tại chỗ. Vỡ vậy trong quỏ trỡnh xõy dựng đũi hỏi tớnh hiệu quả của cụng việc phải cao. Hơn nữa, do cụng trỡnh phõn bố trờn một vựng rộng gõy ảnh hưởng bất lợi đến hiệu quả của sự bảo dưỡng, cho nờn điều cốt lừi là mọi cụng việc bảo dưỡng phải được thực hiện với hiệu quả cao nhất cú thể cú.
Vỡ lẽ trờn nờn chủ yếu là cụng trỡnh ngoại vi phải cú: cỏc đặc tớnh truyền dẫn tuyệt hảo, kinh tế, độ tin cậy cao, xõy dựng và bảo dưỡng hiệu suất cao.
Bảng 4.2: Vớ dụ về cỏc tỏc động của ngoại lực thiờn nhiờn/nhõn tạo
Yếu tố Những vấn đề gõy ra cho cụng trỡnh ngoại vi
Tỏc động của mụi trường thiờn nhiờn Nhiệt độ
Giú (phun muối v.v..) Mưa, nước (nền đất rũ rỉ, v.v...) Tuyết Độ ẩm Bóo cỏt Động đất Địa chất/Địa lý Nắng Do đúng băng Điện trở đất tăng lờn Cỏc cột bị lung lay Cỏp bờn trong ống dẫn bị vỡ do nộn Do thay đổi nhiệt độ
Rạn nứt, dón nở/co rỳt
Xụt lở, rạn nứt do dao động, đứt ăn mũn