Các thiết bị máy phát, máy thu để xây dựng tuyến Viba đã có sẵn ở trung tâm, nên việc thiết kế một hệ thống có thể thực hiện.. Quá trình tính toán thiết kế gồm các bước sau: Giới thiệu t
Trang 162
PHẦN II THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN
TUYẾN TRUYỀN DẪN VIBA SỐ
THỰC TẾ
Trang 2Do thực tế ngày nay nghành Viba số là một trong những nghành được đào tạo tại Trường Bưu Chính Viễn Thông Trung tâm hiện đang có một hướng xây dựng một hệ thống thực tập cho sinh viên theo học nghành này Bởi vì ngoài học lí thuyết trên lớp các sinh viên cần phải thực hành để biết cách thức hoạt động, điều khiển hệ thống Bên cạnh bắt gặp những hư hỏng, sự cố, tìm cách giải quyết khắc phục Các thiết bị máy phát, máy thu để xây dựng tuyến Viba đã có sẵn ở trung tâm, nên việc thiết kế một hệ thống có thể thực hiện
Dựa trên nhu cầu đó và phần lí thuyết thiết kế tuyến truyền dẫn Viba số ở phần II nhóm thực hiện tiến hành tính toán về thiết kế thử một tuyến truyền dẫn thực tế nối hai trung tâm I và II của Trường Bưu Chính Viễn Thông Quá trình tính toán thiết kế gồm các bước sau:
Giới thiệu thiết bị sử dụng
Bước 1 : Nghiên cứu dung lượng đòi hỏi
Bước 2 : Chọn băng tần vô tuyến để sử dụng
Bước3 : Sắp xếp các kênh RF
Bước 4 : Quyết định các tiêu chuẩn thực hiện
Bước 5 : Chọn vị trí và tính toán đường truyền
Bước 6 : Cấu hình hệ thống
Bước 7 : Sắp xếp bảo trì
Bước 8 : Các tiêu chuẩn kỹ thuật
Bước 9 : Lắp đặt đo thử và bảo trì
Trang 364
GIỚI THIỆU THIẾT BỊ SỬ DỤNG RMD1504
Thiết bị sử dụng cho tuyến Viba số là RMD1504 (Radio Microware Digital 1504) hiện nay đang có ở trung tâm II Nó là một thiết bị rất gọn, nhẹ dễ dàng bảo quản và cất giữ sử dụng rộng rãi cho các trạm Viba điểm nối điểm, cấu hình của nó có thể là không dự phòng hoặc có dự phòng, không phân tập hoặc có phân tập Một cấu hình không dự phòng RMD 1504 có các bộ phận sau đây:
- Máy phát MRD 1504 2M71421
- Module khuếch đại công suất 1B71424
- Module kích thích 2B71426
Board mạch in tập hợp các băng gốc phát 2B71430
- Máy thu RMD1504 2B71431
Bộ chuyển đổi (Module chuyển đổi 1B71434)
- Module trung tần 2B71437
- Board mạch in tập hợp các băng gốc thu 2B71440
- Board mạch in tập hợp hiển thị 1B71444
- Bộ trộn 1B71445
- Các phụ kiện
Thiết bị RMD 1504 có một số đặc điểm sau:
Độ lợi hệ thống cao
Công suất ra máy phát, ngưỡng máy phát và tổn thất bộ trộn đã được tối ưu hóa để có độ lợi hệ thống cao nhất, cho phép độ tin cậy vận hành cao, cho các đường truyền khá dài và đường truyền bị ngăn trở
Công suất tiêu thụ thấp
Công suất thụ của thiết bị thấp và mức RF của ngõ ra có thể điều chỉnh được cho
ta sự tiêu thụ năng lượng thấp nhất có thể sử dụng cho các trạm dùng năng lượng mặt trời
Ngưỡng hoạt động của nguồn cung cấp lớn
Mỗi máy thu RMD sẽ hoạt động với nguồn cung cấp từ 20v đến 60v một chiều và không phải thay đổi các modul
Kế hoạch điều chế hiệu qủa
Sử dụng phương pháp điều chế OQPSK vì nó rất hiệu qủa có phổ phát hẹp, có thể giảm thiểu giao thoa cho các dịch vụ kế cận, Mức ngưỡng nhỏ và độ nhiễu trừ tạp âm đồng kênh cao
Đa dịch vụ và các kênh
Mỗi máy phát RMD được trang bị với các dịch vụ đã được điều chế 600 ohm một cách độc lập cùng các kênh giám sát
Kết cấu dạng modul
Tất cả các module có diện tích cho phép mà khong ohải đóng lại khung
Tần số RF được đặt lại một cách đơn giản bằng các công tắc nối tiếp có thể điều chỉnh được bằng vít vặn
Trang 4 Kiểm soát lỗi tổng hợp
Trạng thái vận hành được kiểm tra bằng cách điểm thử và các panel hiển thị ở mặt
trước cho phép tách biệt và sửa lỗi nhanh Các công tắc chuyển tiếp do đo lường từ xa
Cấu hình lắp đặt trạm
Trạm không dự phòng
Độ tin cậy RMD cho phép nó sử dụng như là một máy phát và máy thu duy
nhất ở một vị trí mà không cần thiết bị dự phòng Trong trường hợp có hư hỏng các
cấu trúc dạng module với các bộ phận theo dõi bên trong cho ta một thời gian trung
bình để sửa chữa rất nhanh cấu trúc của một trạm không dự phòng như sau:
Bộ trộn
Hình 3-1 Trạm không dự phòng
Để có độ tin cậy của hệ thống cao nhất mỗi trạm RMD có thể được dùng hệ
thống dự phòng để cho dự phòng nóng
Một trạm dự phòng nóng có máy phát và máy thu chính là dự phòng Tất cả
chúng đều hoạt động được và được theo dõi, khi máy chính bị hư máy dự phòng được
chuyển mạch để thế chỗ máy chính máy phát được tách ra bởi bộ ngăn cách ngõ ra
của nó và máy ra được nối bởi một bộ tách 3dB
Các máy phát và máy thu tiếp tục được theo dõi và được điều khiển bởi một bộ
phận chuyển mạch bảo vệ PSD
Trong trạm dự phòng ấm(Warm standby), các bộ khuyếch đại RF trong máy
phát dự phòng được tắt đi để tiết kiệm nguồn điện điều này rất hữu ích cho các ứng
dụng được sử dụng năng lượng mặt trời nơi mà cần giảm tối thiểu sự tiêu tán
ANTE
HDB
Băng gốc
Kênh
Giám sát
Module Máy phát
Bộ lọ thông một dải
Module máy thu
Bộ lọc thông Một dải
Trang 566 Lắp đặt lên các kệ để:
Trang 6Vận hành và phân tập
RMD có thể hoạt động với tất cả các hệ thống phân tập không gian hoặc tần số Sự phân tập thường được sử dụng để tránh sự dao động khi lan truyền và có thể sử dụng với các thiết bị có dự phòng để cải tiến cả về độ tin cậy thiết bị lẫn đường truyền
Với phân tập không gian hình 3-3 một máy thu được nối đến anten thứ 2 tỷ lệ lỗi bit giả được tiếp tục theo dõi ở cả hai máy thu và khi nó bị hỏng xuống dưới giá trị hiện hành của máy thứ nhất, máy thu thứ hai được chọn mà không tạo ra lỗi
Phân tập hình 3-4 hoạt động như phân tập không gian ngoại trừ 2 trạm hoạt động ở các tần số khác nhau Mỗi cái có thể được nối với một anten riêng hoặc sử dụng chung một anten như hình 3-5
Kết nối băng gốc
Sự kết nối băng gốc được thực hiện bởi các cáp đồng trục đi qua mặt đĩa tay trái của hộp và được kết nối bởi các bộ kết nố cáp đồng trục Siemans 1,6/5,6
Hai cổng cáp 75 ohm được cấp để nố các hoạt động 2x2 Mbit/s
Kết nối ngoài
Việc kết nối bên ngopài được thực hiện qua bộ nối loại P có 25 đường cho các
mạch hoạt động dự phòng và bộ nối 37 đường cho bộ dự phòng
Trang 768
BƯỚC 1 NGHIÊN CỨU DUNG LƯỢNG ĐÒI HỎI
Như đã đề cặp ở phần trước nghiên cứu dung lượng đòi hỏi là một công việc rất quan trọng thiết kế tuyến truyền dẫn Viba số Khi thiết kế ta phải tìm đúng dung lượng cần thiết kế qúa lớn dẫn đến tình trạng quá lãng phí và không kinh tế Còn nếu dung lượng qúa nhỏ sẽ không đáp ứng đủ yêu cầu của người sử dụng dẫn đến phải thay đo hệ thống bằng một hệ thống lớn hơn
Tuyến Viba số nối giữa hai trung tâm: trung tâm I vàtrung tâm II của trường bưu chính viễn thông mà nhóm làm luận án tốt nghiệp thiết kế phục vụ chủ yếu cho mục đích thực tập của các sinh viên theo học nghành Viba ở hai trung tâm Đây cũng là một cơ hội giúp nhóm thực hiện tiếp cận khảo sát với các thiết bị Viba số
Hiện nay theo tài liệu của trung tâm mỗi khóa học trường tiếp nhận không qúa 40 sinh viên theo học nghành Viba, dự kiến trong tương lai do sự phát triển mạnh mẽ của lĩnh vực bưu chính Viễn thông Nói chung yêu cầu đào tạo sinh viên của nghành Viba sẽ tăng mạnh Số sinh viên theo học nghành Viba sẽ tăng lên đến 100 sinh viên và được chia thành hai hoặc ba lớp Do đặc điểm của các lớp học như sau:
Các lớp học của cùng một nghành trong một khóa học có một thời khóa biểu riêng
do đó khong có trùng lắp ở giờ thực tập nên mỗi buổi thực tập chỉ có tối đa một lớp thực tập sử dụng tuyến thiết kế
Các khóa học khác nhau của cùng một nghành được sắp xếp chương trình học thực hành và lí thuyết để không có sự trùng lập giữa các giờ học và thực tập
Ngoài ra còn có đặc điểm riêng là phòng thực tập Viba của trung tâm đã có sẵn các anten và máy móc của một tuyến Viba hoàn chỉnh chưa được sử dụng Thiết bị Viba có sẵn máy có thể truyền hai đường dữ liệu 2Mbit/s hay dung lượng kênh thoại là 30 hoặc 60 kênh Do các đặc điểm trên của các bộ phận có liên quan đến tuyến thiết kế nhóm thực hiện luận án tốt nghiệp chọn dung lượng cho tuyến thiết kế như sau:
- Số kênh thoại làm việc tối đa 30 kênh
- Một kênh giám sát
- Một kênh cho các nghiệp vụ số
Nếu trong tương lai dung lượng càng tăng lên có thể thành 60 kênh
Trang 8BƯỚC 2 CHỌN BĂNG TẦN LÀM VIỆC
Sau khi đã tìm ra dung lượng cần thiết cho tuyến Viba cần thực hiện là 30 kênh làm việc Ta dùng thông số này kết hợp với các yếu tố khác để chọn băng tần làm việc cho hệ thống Một số vấn đề có ảnh hưởng đến việc chọn băng tần làm việc cho tuyến thiết kế được quan tâm như sau:
Hiện nay băng tần vô tuyến 1,5GHz chỉ được sử dụng ở một số tần số trong vùng mà sóng của tuyến thiết kế sẽ truyền qua
Theo cục quản lý tần số ở đường Nguyễn Bỉnh Khiêm, nhóm thực hiện được phép chọn hai khênh có tần số 1445 MHz và 1510 MHZ trong băng tần 1,5 GHz Các hệ thống khác có thể song song hoặc nằm trong vùng của tuyến đều có tần số rõ ràng trong băng tần 1,5 GHz nên không gây ra hiện tượng giao thoa giữa các trạm đã được thiết kế so với trạm định thiết kế Do đó nhóm thực hiện được phép chọn băng tần 1,5GHz để thiết kế hệ thống
Băng tần 1,5GHz sẽ không gây giao thoa cho các trạm anten tiếp nhận sóng vệ tinh của một số đơn vị, hộ dân nằm trong khu vực của tuyến
Dung lượng của tuyến thiết kế thấp chỉ có 30 kênh do đó không cần băng thông rộng, vì thế băng tần 1,5GHz cũng đảm bảo cung cấp đủ băng thông cho tuyến mà không cần các băng tần số lớn hơn
Các thiết bị cần thiết dùng cho tuyến thiết kế như máy thu, máy phát, anten đều đã có sẵn và nó là thiết bị RMD 1504 làm việc ở băng tần số từ 1427MHz đến 1535MHZ
Vì lí do trên nếu chọn băng tần số thấp 1,5GHz sẽ có rất nhiều điểm thuận lợi
vì hệ thống sẽ không bị ảnh hưởng bởi các Fading nhưng ảnh hưởng Fading do mưa, Fading do sương mù Hơn nữa băng tần số thấp sẽ ít bị suy hao hơn trong môi trường
Vì các lí do trên băng tần số được chọn cho tuyến thiết kế là 1,5GHz băng thông của tuyến từ 1427MHz đến 1535MHz
Trang 970
BƯỚC 3 SỰ SẮP XẾP CÁC KÊNH RF
Đối với các hệ thống có các dung lượng lớn có qúa nhiều kênh làm việc ta sử dụng nhiều sóng mang cao tần cho một hệ thống:
Ví dụ như một hệ thống Viba số sử dụng băng tần 2GHz sử dụng kỹ thuật điều chế 16QAM Nếu sử dụng một anten phát có thể truyền được 2400 kênh và sử dụng 6 cặp tần số vô tuyến Nếu sử dụng hai anten phát cho các sóng phân cực chéo có thể truyền 5280 kênh và cần 12 cặp tần số vô tuyến Khi đó phải có sự sắp xếp giữa 12 cặp tần số này để đảm bảo 12 cặp sóng vô tuyến này vẫn nằm trong băng thông cho phép và giao thoa giữa các kênh trong hệ thống là nhỏ nhất
Trong các tuyến đang thiết kế cho dung lượng của hệ thống thấp chỉ có 32 kênh làm việc tương đương với một nguồn dữ liệu sóng 2Mbit/s nên chỉ cần một sống mang vô tuyến có tần số trung tần nằm trong khoản cho phép để bảo đảm băng thông của hệ thống nằm trong khoảng 1427 MHZ đến 1535 MHz mà không cần sắp xếp các kênh
RF
Theo các giới thiệu của CCIR ta chọn kế hoạch hai tần số dung lượng kênh tối
đa là 30 hoặc 60 kênh tần số trung tâm thích hợp 1480 MHz độ rộng của băng RF 100MHz
Một tần số f1 được dùng làm tần số trung tâm cho sóng phát đi từ máy phát và một tần số f2 được dùng làm tần số thu cho máy thu đối với thiết bị RMD 1504 các tần số trung tâm phát và thu có thể thay đổi được bằng các công tắc vặn và xoay đặt trên đầu module kích ở đây ta chọn:
Tần số trung tâm máy phát 1510MHz
Tần số trung tâm máy thu 1455MHz
Trang 10BƯỚC 4 QUYẾT ĐỊNH TIÊU CHUẨN THỰC HIỆN
Như đã đề cặp ở phần 2 tiêu chuẩn thực hiện có thể phân thành nhiều loại và có thể giống hoặc khác nhau nhưng chúng có quan hệ với nhau
Tiêu chuẩn cho băng tần RF của tuyến thiết kế được nhóm thực hiện dựa vào giới thiệu của CCIR trong luật vô tuyến (Radio regulation)
Băng tần sử dụng cho tuyến thiết kế là 1427 MHz- 1535MHz
Không ảnh hưởng gì đến băng tần cấm sử dụng do CCIR qui định (5800 -
6425MHZ)
Băng tần sử dụng không gây giao thoa cho các trạm lân cận và ngược lại cũng không ảnh hưởng của các trạm khác
Xét về độ tin cậy và chất lượng của đường truyền thì hệ thống có khả năng đáp ứng tốt nên hệ thống có khả năng thực thi
Về hệ thống dự phòng cho hệ thống
Đối với hệ thống có nhu cầu đòi hỏi chất lượng truyền dẫn cao và đòi hỏi độ tin cậy cao thì thì hệ thống dự phòng thì không thể thiếu nhưng bù lại kinh phí hệ thống sẽ cao hơn Do hệ thống thiết kế do nhu cầu không đòi hỏi cao chỉ dành cho việc thực tập của sinh viên nên tuyến thiết kế không có hệ thống dự phòng do đó kinh phí lắp đặc cho tuyến cũng ít tốn kém hơn
Dung lượng cho tuyến thiết kế là 30 hoặc 60 kênh
Tốc độ truyền dẫn là 2Mbit/s
Tóm lại tiêu chuẩn của tuyến thiết kế đều thực hiện dựa trên những tiêu chuẩn của CCIR đề ra, dựa trên nhu cầu về kinh tế, chất lượng truyền dẫn và độ tin cậy của hệ thống
