Bài tập lớn môn thông tin vệ tinh: Thiết kế và tính toán tuyến truyền dẫn Viba số thực tế

i 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. Lắp đặt lên các kệ để: Vận 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. 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. BƯỚC 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. 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 BƯỚC 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. BƯỚC5 KHẢO SÁT VÀ TÍNH TOÁN ĐƯỜNG TRUYỀN DẪN I.KHẢO SÁT TUYẾN TRUYỀN DẪN VIBA SỐ. 1.Xác nhận vị trí của hai trạm của tuyến trên bản đồ. Sử dụng bản đồ thành phố loại mới có tỉ lệ 1:40000 và xác định hai điểm đặt trạm của tuyến trên bản đồ. Trạm A: Trung tâm I (Điểm A). Địa chỉ: Đường Nguyễn Thị Nhỏ- Quận 9- Thành Phố Hồ Chí Minh Trạm B: Trung tâm II (Điểm B). Địa chỉ: số 7 đường Nguyễn Đình Chiểu -Quận 3-Thành Phố Hồ Chí Minh 2. Một số đo đạc tuyến truyền dẫn trên bản đồ. Sau khi xác hai điểm đầu cuối trên bản đồ Thành Phố Hồ Chí Minh có tỷ lệ 1:40000 ta tiến hành một số tín toán đo đạc như sau: Dùng bút chì vẽ đường thẳng nố hai điểm giữa A đến điểm B. Dùng thước đo có độ chính xác cao đo chiều dài đoạn AB ta được AB=296mm. Vậy độ dài của tuyến thực tế là: d =296*40000=11840000mm d=11,84 Km Chú ý: giá trị đo đạt củ tuyến truyền dẫn chỉ có độ chính xác tương đối vì các lí do sau đây: Tỉ lệ bản đồ quá lớn 1:40000 do đó việc xây dựng chính xác vị trí đặt anten ở hai đầu của tuyến là rất khó thực hiện. Giá trị d này chưa tính đến độ nghiêng của đường truyền do độ cao của hai anten là khác nhau. 3. Các đặc điểm về địa hình của tuyến. Sau khi vẽ đuờng thẳng gỉa định dường truyền của tuyến nối hai vị trí trung tâm I và trung tâm II . Ta tiến hành khảo sát thực tế tuyến truyền dẫn và kết hợp số liệu này với một số số liệu khác của sở đo đạc địa chính Thành Phố Hồ Chí Minh, số 12 đường Phan Đăng Lưu, Quận Bình Thạnh. Ta thấy dịa hình của tuyến có đặc điểm như sau: Tại trạm B: Trung Tâm II Độ cao so với mặt nước biển tại trạm I là 10m. Dãy phòng học chính của trung tâm có 3 tầng chiều cao của 3 tòa nhà này là 13m so với mặt bằng của trung tâm. Nóc của phòng học chính đổ bằng bê tông Hiện nay trên nóc của dãy phòng này có đặt một tháp anten dây néo và một tháp anten giá đỡ chiều cao của anten này là khoảng 30m và không sử dụng cho một hệ thống thông tin liên lạc nào. Tại Trạm A: Trung Tâm I Độ cao so với mặt nước biển là 14m (số liệu này hoàn toàn chính xác do nó dựa trên một số độ cao khác so với mặt nước biển của một số điểm gần vị trí của trạm 2). Dãy phòng học chính của trung I, nơi có thể đặt tháp anten có hai tầng chiều cao của tòa nhà này khoảng 9m so với mặt bằng của trung tâm. Nóc nhà của dãy nhà đổ bằng bê tông. Đặc điểm của một số điểm khác trên đường truyền sóng của tuyến. Sau khi tiến hành khảo sát thực tế địa hình và kết hợp với các thông số của cơ sở đo đạc ta có thể chia tuyến thành các bộ phận sau: Khu Thị Nghè Khu Qui Hoạch Khu Biệt thự cao cấp Khu Tăng Nhơn Phú Khu Quận 9 gần Trung Tâm I Mỗi khu trên đều có địa hình khác nhau sau đây ta xét cho từng khu. Khu Thị Nghè Khu này tính từ Trung Tâm II đến điểm cách trung tâm này một khoảng xa nhất 1,2Km hướng về trung tâm I. Nó có đặc điểm sau: Cách Trung TâmII khoản 300m có nhà cao tầng cao khoảng 15m. Cách trung tâm II khoản 900m có nhà cao khoảng 18m. Độ cao của mặt nước biển so với vùng này lấy bằng với Trung Tâm II là 10m. Khu vực cách Trung Tâm II từ 1,2 đến3,4 Km (Qua cầu Sài Gòn). Trên đường truyền của khu vực này không có nhà cao tầng không có các cây cối cao. Độ cao so với mặt nước biển là 9m. Khu biệt thự cao cấp Khu vực này cách Trung Tâm II từ 3,4 đến 4,7 Km có đặc điểm sau: Độ cao so với mặt nước biển là 8m. Đây là khu vực có nhiều nhà cao tầng tuy nhiên theo qui hoạch thì các nhà cao tầng có chiều cao không vượt quá 15m (hiện nay khu vực này chỉ có một số nhà cao 2 hoặc 3 tầng nên chiều cao của nó không quá 16m so với mặt bằng). Để dự trù cho sự phát triển trong tương lai ta xem khu này có nhiều nhà cao tầng và nhà này cách nhà kia khoảng 200m. Có nhiều hồ sông nên dễ gây phản xạ. Khu Thanh Đa - Khu này cách Trung Tâm II từ 4,7 đến 6,5 Km có các đặc điểm sau: Nhà cửa cây cối vùng này không quá14m. Độ cao so với mặt nước biển khoảng 8m. Có nhiều sông hồ Khu Tăng Nhơn Phú. Khu này cách Trung Tâm II khoảng 6,5 Km có các đặc điểm sau: Độ cao so với mặt nước biển tăng dần từ 8 đến 14 m. Đây là vùng dân cư tuy nhiên sóng của đường truyền đi qua không có các trục lộ giao thông chính nên không có các nhà cao tầng hay các nhà máy có độ cao lớn. Có một số cây cối trong vùng này cụ thể như sau: Cách Trung Tâm I khoảng 300m có một số cây cao khoảng 12 m. Cách Trung Tâm I khoảng 1600 m có một số cây cao khoảng 15 m. Trên đây là một số đặc điểm của đường truyền của tuyến truyền dẫn Viba số. Do gặp nhiều khó khăn trong việc tìm độ cao của các điểm khác nhau trên đường truyền và xác định chiều cao của các cây cối nằm trên đường truyền nên các số liệu sau đây không hoàn toàn chính xác. II.KIỂM TRA TÍNH TRUYỀN DẪN. 1.Chuẩn bị mặt cắt nghiêng của đường truyền: Để xác định trạng thái trực xa của đường truyền cần phải vẽ mặt cắt nghiêng đường truyền. Độ cong của các đường truyền trên tờ mặt cắt nghiêng cho phép vẽ đường cong chính xác của đường truyền như là một đường thẳng. Dựa vào khái niệm của hệ số hiệu dụng bán kính trái đất K. Trong điều kiện địa hình và thời tiết nước t khí hậu nhiệt đới và ở miền Nam có hai mùa nên hệ số K được chọn bằng 4/3. Từ đây ta xây dựng mặt cắt nghiêng của đường truyền. Như đã đề cập đến trong phần trước đầu tiên ta phải vẽ đường biểu diễn độ cong của trái đất để từ đó có thể vẽ đường truyền sóng theo dạng đường thẳng. Ta có độ cao (x) của độ cong của trái đất từ đường thẳng ở bất kỳ điểm nào (d1,d2) ở trong một mặt cắt nghiêng với một gía trị cho sẵn của K có thể tính bằng công thức sau đây: d1d2 x = 2Ka Trong đó: a : Bán kính của trái đất 6,37*106m d1: Khoảng cách từ một đầu cuối đến điểm đó tính bằng mét. d2: khoảng cách từ đầu cuối còn lại đến điểm đó tính bằng mét. x : Độ cao của độ cao trái đất(m). -Để dễ dàng cho việc tính toán và phần vẽ mặt cắt nghiêng đường truyền ta lập bảng tính giá trị của x ở các điểm khác nhau trên đường truyền . -Đường truyền có chiều dài 11800 m nên ta lập bảng cho một nửa đường truyền tức là 5800 mét của nó tính từ một bên -Bảng tính có dạng như sau: d1(m) d2(m) X(m) 200 11600 0.14 400 11400 0.27 600 11200 0.40 800 11000 0.52 1000 10800 0.64 1200 10600 0.75 1400 10400 0.86 1600 10200 0.96 1800 10000 1.06 2000 9800 1.15 2200 9600 1.24 2400 9400 1.33 2600 9200 1.41 2800 9000 1.48 3000 8800 1.55 3200 8600 1.62 3400 8400 1.68 3600 8200 1.74 3800 8000 1.79 4000 7800 1.84 4200 7600 1.88 4400 7400 1.92 4600 7200 1.95 4800 7000 1.98 5000 6800 2.00 5200 6600 2.02 5400 6400 2.03 5600 6200 2.04 5800 6000 2.05 Bảng 3-1: Độ cao của độ cong trái đất ở các điểm khác nhau trên đường truyền. Bước 2 trong việc xây dựng mặt cắt nghiêng đường truyền là vẽ đới cầu Fresnel thứ nhất của sóng vô tuyến. Bán kính của đới cầu Fresnel thứ nhất ở bất kỳ điểm nào giữa hai vị trí có thể tính bởi công thức: l d1d2 h0= _____ d Trong đó: h0 : Bán kính của đới cầu Fresnel thứ nhất (m). : Bước sóng (m). d1,d2,d: khoảng cách(m). - Để dễ dàng cho việc tính toán và phần vẽ đới cầu Fresnel thứ nhất ta lập bảng tính giá trị của bán kính đới cầ Fresnel thứ nhất ho như sau : - Đường truyền có chiều dài 11800 mét nên ta lập bảng cho một nửa đường truyền tức là 5800 mét của nó tính từ một bên. - Bảng tính có dạng như sau: d1(m) d2(m) h0(m) 200 11600 6.27 400 11400 8.79 600 11200 10.67 800 11000 12.21 1000 10800 13.53 1200 10600 14.68 1400 10400 15.71 1600 10200 16.63 1800 10000 17.47 2000 9800 18.23 2200 9600 18.92 2400 9400 19.55 2600 9200 20.14 2800 9000 20.67 3000 8800 21.15 3200 8600 21.60 3400 8400 22.00 3600 8200 22.37 3800 8000 22.70 4000 7800 23.00 4200 7600 23.26 4400 7400 23.49 4600 7200 23.69 4800 7000 23.86 5000 6800 24.01 5200 6600 24.12 5400 64000 24.20 5600 6200 24.26 5800 6000 24.29 Bảng 3-2: Tính bán kính của đới cầu Fresnel thứ nhất 3. Khoảng hở an toàn Trong hình vẽ khoảng hở an toàn hc giữa đường thẳng của một tuyến trực xạ và gợn sóng cản trở hs được tính bằng: d1 d1d2 hc=h1- (h1 -h2) - -hs d 2Ka Trong đó : h1 độ cao của anten ở vị trí A so với mặt đất. h 2 độ cao của anten ở vị trí B so với mặt đất. hs độ cao của vật chắn ở vị trí cách A một khoảng d1 hc khoảng hở an toàn của vật chắn ở vị trí cách A một khoảng d1 Hình 3-8 :khoảng hở an toàn của đường truyền. Dựa trên kết qủa khảo sát thực tế như đã nói ở phần đầu ta đã có được vị trí và độ cao của các vật chắn ở trên đường truyền . Dựa vào các số liệu đo đạc ở trên ta có thể vẽ được sơ đồ mặt cắt địa hình của tuyến (phần mặt cắt địa hình này sẽ vẽ cụ thể ở trong các bản vẽ khi bảo vệ). Ở đây ta chỉ lấy các kết qủa để tính toán tổn thất do vật chắn gây ra. Có hai phương án để chọn độ cao anten cho hai trạm đầu cuối: Phương án 1: Chọn độ cao của hai anten ở hai trạm đầu cuối sau chúng thỏa mãn điều kiện trực xạ tức là không có vật chắn cắt bầu Fresnel thứ nhất khi K lấy giá trị tiêu chuẩn là 4/3. Ta thấy khi đó điểm giữa của bầu fresnel có bán kính lớn nhất là hm = 24,3 m. Độ cao tương ứng của các vật chắn ở điểm này là 12 m so với địa hình hay theo tính toán là 12 m (vật chắn) + 2,05 m (do độ cong vỏ trái đất) + 8 m (chiều cao địa hình so với mặt nước biển) = 22,05 m. Khi đó độ cao của Anten ở hai đầu là: Trung tâm I h1=27 (m) so với mặt bằng. Trung tâm II h2=42 (m) so với mặt bằng. Phương án này tính toán không khả thi vì không có tính kinh tế. Nó chỉ được áp dụng khi mà phương án 2 đã tiến hành nhưng không đạt chỉ tiêu về độ sử dụng và tin cậy. Phương án 2: chọn độ cao của anten ở hai trạm đầu cuối không thoả điều kiện trực xạ nhưng vẫn bảo đảm độ sử dụng và tin cậy đã đề ra đồng thời làm cho chi phí xây dựng tháp anten giảm làm tăng kinh tế của tuyến thiết kế. Sau khi đã tính toán thử cho tuyến, nhóm thực hiện luận án quyết định chọn phương án 2 lúc này độ cao anten của hai trạm đầu cuối như sau: Trung tâm I h1= 14 (m) so với mặt bằng. Trung tâm II h2= 19 (m) so với mặt bằng. Khi thực hiện tuyến các anten này được gắn trên nóc nhà cao tầng ở hai đầu cuối đã có sẵn với chiều cao như sau: Trung tâm I có độ cao nhà cao tầng là 9 (m) Trung tâm II có độ cao nhà cao tầng là 13 (m) Vậy độ cao của các tháp anten là: Trung tâm I hanten1=5 (m) Trung tâm II hanten2=6 (m) Bảng tính toán của các khoảng hở an toàn của các vật cản so với đường thẳng nối giữa hai anten như sau: d1 d2 hs hc 300 11500 26 -1.82 900 10900 24 -1.50 1600 10200 24 -3.17 3400 8400 24 -2.61 3600 8200 24 -2.57 3800 8000 24 -2.53 4000 7800 24 -2.50 4200 7600 24 -2.48 4400 7400 24 -2.46 4600 7200 24 -2.44 5100 6700 23 -3.42 5400 6400 23 -3.42 5800 6000 23 -3.44 6200 5600 23 -3.48 6500 5300 23 -3.52 9800 2000 25 -2.68 10000 1800 27 -0.79 11000 800 27 -1.44 11500 300 28 -0.77 Bảng 3-3: Tính khoảng hở an toàn của vật cản. Chú ý : các giá trị trong bảng của hclà các giá trị dương nếu tính theo công thức. III.BẢNG DỮ LIỆU TÍNH TOÁN ĐƯỜNG TRUYỀN. 1/ Chuẩn bị một bảng tính toán dữ liệu như ở bảng 3-4 Các đặc tính của đường truyền dẫn Mô tả tuyến Kí hiệu Đơn vị Trạm A Trạm B Kết quả tính toán và ghi chú 1. Vị trí các trạm 2. Số các loại thiết bị 3. tần số làm việc f GHz 4.Phân cực 5. Dung lượng kênh Mbit/s Mbit/s 6. loại điều chế máy phát x m 7. độ nâng vị trí d km 8. độ dài đường truyền dẫn h m 9. độ cao của anten 10. loại tháp của anten 0 Tự dở hoặc dây néo Tổn thất tuyến 11. Tổn thất đường truyền dẫn của không gian tự do A0 dB 12. loại feeder của trạm A và B 13. độ dài feeder của trạm A và B l m 14. Tổn thất feeder Lf dB 15. Tổn hao rẽ nhánh LB dB 16. Tổn hao bộ phân phối và bộ nối dB 17. Tổn hao của bộ tiêu hao vật chắn LT dB 18.Tổn hao hấp thụ của khí quyển dB 19.Tổng tổn thất dB Độ lợi 20. độ lợi của anten G dBm 21. độ lợi của máy phát A và B Gt dBm 22. Tổng độ lợi của tất cả các cột dBm 23. Tổng tiêu hao At dB 24. Mức vào máy thu dBm 25. Mức ngưởng thu được với BER> 10-3 dBm 26. Mức ngưởng thu được với BER> 10-6 dBm 27. độ dự trữ Fading phẳng A FMa dB 28. độ dự trữ Fading phẳng B FMb dB Các hiệu ứng Fading phẳng 29. xác xuất fading nhiều tia P0 30. xác xuất đạt mức ngưỡng RXa Pa 31. xác xuất đạt mức ngưỡng RXb Pb 32. Khoảng thời gian fading Ta Ta s 33. Khoảng thời gian fading Tb Tb s 34. Xác xuất khoảng fading lớn hơn 10 s P(10) 35. Xác xuất khoảng fading lớn hơn 60 s P(60) 36. Xác xuất Ber vượt 10-3 37. Xác xuất để mạch trở nên không dùng được do fading phẳng Pu 38. Độ khả dụng của đường truyền % 39. Xác xuất BER>10-6 40. Xác xuất BER>10-6 trong khoảng 60s 41. Xác xuất BER>10-3 do Fading chọn lựa 42. Tổng gián đoạn thông tin BER>10-3 43. Xác xuất BER>10-6 do Fading chọn lựa 44. Tổng BER>10-6 Các tính toán khả năng sử dụng 45. độ không sử dụng của thiết bị: % 46. độ không sử dụng được do mưa: % 47. độ không sử dụng được do Fading phẳng nhiều tia 48. độ không sử dụng được do Fading phẳng nhiều tia lựa chọn: 49. Tổng độ không sử dụng được tính theo phần trăm Sau đó ta tiến hành tính toán các thông số và điền vào bảng tính. Việc tính toán này như sau: MÔ TẢ TUYẾN 1. Vị trí các trạm. Trạm A : Trung tâm I Trạm B : Trung tâm II 2. Số loại thiết bị. Sử dụng thiết bị AWA RMD1504 cho cả hai trạm A và B 3. Tần số làm việc: - Tần số phát ở trạm A f1 = 1455 MHz - Tần số phát ở trạm B f1 = 1510 MHz Tần số trung tâm được sử dụng trong các tính toán : f = 1500 MHz 4. Phân cực: Sử dụng phân cực đứng. 5.Dung lượng kênh: (Mbit/s) Trong sheet tính toán đường truyền dung lượng kênh được biểu diễn dưới dạng Mbit/s nó là dung lượng luồng tín hiệu số tối đa có thể truyền trên hệ thống. Với thiết bị này dung lượng kênh là 2x2 Mbit/s 6. Loại điều chế của máy phát. Sử dụng phương pháp điều chế máy phát OQPSK 7. Độ nâng của vị trí: (x) Độ nâng của vị trí chính là độ cao của mặt bằng xây dựng trạm so với mực nước biển. Độ nâng vị trí ở trạm A là 14 m Độ nâng vị trí ở trạm B là 10 m 8. Độ dài đường truyền dẫn : (d) Nó là khoảng cách giửa hai anten tuy nhiên ta không thể lấy chính xác được thông số này vì nhiều lý do khác nhau, nên thường nó là khoảng cách giửa hai vị trí đặt trạm. Đối với tuyến thiết kế : d =11,8 Km 9. Độ dài của anten: h1, h2 Theo phương án thiết kế ở trên ta có độ cao của anten so với mặt bằng là: Trung Tâm I h1=19m Trung Tâm II h1=14m 10. Loại tháp anten. Sử dụng loại tháp tự đỡ. CÁC TỔN HAO 11. Tổn hao đường truyền dẫn của không gian tự do A0 (dB). Loại tổn thất này đã được đề cập trong phần truyền sóng trong không gian. Nó phụ thuộc vào tần số sóng mang và độ dài đường truyền và được tính bằng công thức sau: A0 = 92,5 + 20 lg f(GHz) + 20 lgd(Km) A0 = 92,5 + 20 lg(1,5) + 20 lg(11,8) = 117,46 dB Trong đó: A0 : là tồn thất đường truyền cũa không gian tự do (dB) f: là tần số trung tâm của sóng mang (GHz) d: là độ dài đường truyền (Km) 12.Loại Feeder sử dụng ở các trạm A và B. Đối với tuyến thiết kế ta sử dụng loại Feeder RG –59/U có các thông số kỹ thuật như sau: Kiểu Feeder Z0 (W) Đường kinh (Inch) Suy hao dB/100ft RG –59/U 73 0,242 3,4 13. Độ dài Feeder của trạm A và B. Trong trường hợp này ta không thể tính chính xác độ dài Feeder do đó các độ dài này được tính cho cả hai trạm A và B bằng cách lấy độ cao của anten tại mỗi trạm nhân với hệ số dự trữ lấy là 1,5. Độ dài Feeder ở trạm A là lf1 = 1,5*19 = 28,5 m Độ dài Feeder ở trạm B là lf2 = 1,5*14 = 21 m 14.Tổn thất Feeder. Ở bước 12 ta có loại feeder sử dụng và ở bước 13 ta có độ dài tương ứng của chúng từ đó ta có thể tính tổn thất của feeder cho cả hai trạm A và B bằng công thức sau: Trạm A: tổn thất Feeder = 28,5*(3,4/100) = 3,18 dB Trạm B: tổn thất Feeder = 21*(3,4/100) = 2,34 dB Tổng tổn thất Feeder = 3.18 + 2,34 =5,52 dB 15.Tổng tổn hao rẽ nhánh. Tổng tổn hao rẽ nhánh được coi là các tổn hao trong các bộ lọc RF (máy phát và máy thu) các bộ lọc xoay vòng (Circulator) và các bộ lọc RF bên ngoài có thể, chúng cho phép một hệ thống song công chỉ sử dụng một anten cho các mục đích thu và phát hoặc một vài hệ thống cùng nối đến một anten. Khoảng giá trị tổn hao rẽ nhánh thường là 2 – 8 dB. Đối với các thiết bị phát và thu sử dụng cho tuyến này thì tổn hao rẽ nhánh là 1,4 dB cho mỗi trạm tức là 2,8 dB cho toàn tuyến. 16.Tổn hao các bộ phối hợp và các bộ đầu nối. -Với các hệ thống lớn phức tạp thì nó có giá trị khoảng 0,8 – 1 dB. -Với các hệ thống lớn phức tạp thì nó có giá trị khoảng 0,5 – 0,7 dB. Với hệ thống này tổn thất bộ phối hợp và các bộ đầu nối là 0,5 dB. 17.Tổn hao của bộ suy hao hoặc các vật chắn. Đối với tuyến thiết kế ta chỉ tính các tổn thất do vật chắn hình nêm. Thông số hình học v được tính bằng phương trình sau: V = hc*[(2/l)*(1/d1*1/d2)] ½ Trong đó: l : bước sóng của sóng mang trung tâm d1 : khoảng cách từ trạm 1 đến vật chắn d2 : khoảng cách từ trạm 2 đến vật chắn hc : độ cao của đỉnh vật chắn so với đường nằm ngang nối hai đầu cuối đường truyền. Nếu độ cao ở dưới đường này thì h là âm. Lúc đó tổn hao cho vật chắn này gây ra được tính bằng công thức: L(v) = 6,4 + 20 lg[(v+1)1/2 +v] (dB) Đối với tuyến thiết kế có khá nhiều các vật chắn nằm trong đới cầu Fresnel thứ nhất như đã giới thiệu ở phần trước do đó nó là loại tổn thất chính của tuyến. Để tính tổn thất tổng cộng ta có bảng sau: d1 d2 hs hc V Lv 300 11500 26 -1.82 -0.34 900 10900 26 -1.50 -0.16 3.90 1600 10200 24 -3.17 -0.27 1.74 3400 8400 24 -2.61 -0.17 3.84 3600 8200 24 -2.57 -0.16 3.94 3800 8000 24 -2.53 -0.16 4.02 4000 7800 24 -2.50 -0.15 4.08 4200 7600 24 -2.48 -0.15 4.14 4400 7400 24 -2.46 -0.15 4.19 4600 7200 24 -2.44 -0.15 4.23 5100 6700 23 -3.42 -0.20 3.21 5400 6400 23 -3.42 -0.20 3.23 5800 6000 23 -3.44 -0.20 3.22 6200 5600 23 -3.48 -0.20 3.17 6500 5300 23 -3.52 -0.21 3.11 9800 2000 25 -2.68 -0.21 3.08 10000 1800 27 -0.79 -0.06 552 11000 800 27 -1.41 -0.16 3.91 11500 300 28 -0.77 -0.14 4.28 Tổng tổn hao do vật chắn hình nêm 66.81 Bảng 3-5: Bảng tính tổn thất do vật chắn hình nêm 18. Tổn hao hấp thụ của khí quyển. Giá trị của dB/Km có thể lấy theo các báo cáo 719 –2CCIR. Loại tổn hao này tăng theo tần số và có nhiều đột biến bất thường khi tần số thay đổi. Đối với tuyến thiết kế với tần số trung tâm là 1,5GHz độ dài đường truyền là 11,8 Km thì tổn thất do sự hấp thụ của khí quyển là 0.011dB/Km. Vậy tổn thất khí quyển của tuyến là: 0,13 dB 19 Tổng tổn hao. Nó là tổng tổn hao tính toán ở các phần trên. Tổng tổn hao = Tổn hao không gian + Tổn hao bộ rẽ nhánh + Tổn hao các bộ đầu nối + Tổn hao Feeder + Tổn hao vật chắn + Tổn hao khí quyển = 117,46 + 2,8 + 5,52 + 0,5 + 66.81 + 0,13 = 193,22 dB ĐỘ LỢI 20. Độ lợi của anten Độ lợi của anten phụ thuộc vào đường kính anten, tần số làm việc góc mở hiệu dụng của của anten và được biểu diễn bằng công thức; G= 20 lgD – 20 lg l + 10 lg n + 9,943 dB Trong đó: D : là đường kính dĩa anten (m) l : là bước sóng ở tần số trung tâm (m) n : là góc mở hiệu dụng của anten Với tuyến thiết kế đường kính anten Parabol là D=1,6 m, bước sóng là 0,2 m, n=0,5. Độ lợi của anten: G = 20 lg 1,6 – 20 lg 0,2 + 10lg 0,5 + 9,943 = 25 dB 21.Độ lợi máy phát. Đây là công suất ở đầu ra chính máy phát: 36 dBm 22. Tổng độ lợi. Tổng độ lợi = 2*Độ lợi anten + Độ lợi máy phát = 2*25 +36 = 86 dB 23. Tổng tổn hao. A1 = Tổng tổn hao – Tổng độ lợi A1 = 193,22 – 86 = 107,22 dB 24. Mức đầu vào của máy thu Pr (dBm) Nó bằng công suất đưa ra của máy phát Pr trừ đi tổng tiêu hao A1 đã được tính biễu diễn bằng công thức sau: Pr = Pt – A1 (dBm) Pr = 36 – 107,22 = - 71,22 dBm 25-26. Các ngưỡng thu được. Theo các thông số kỹ thuật của thiết bị RMD1504 ta có: RXa = -94dB RXb = -92dB 27-28. độ dự trữ Fading phẳng. Fma = Pr – RXa đối với BER = 10-3 Fma = -7,22 – (-94) = 22,78 dB Fmb = Pr – RXb đối với BER = 10-6 Fmb = -7,22 – (-92) = 20,78 dB CÁC HIỆU ỨNG FADING PHẲNG 29. Xác suất Fading nhiều tia Po. Để tính Fading nhiều tia dùng phương trình của Majoli như sau: P0= 0,3*a *C (f/4)(d/50)-3 Trong đó: P0:Xác suất xuất hiện Fading phẳng nhiều tia d: độ dài đường truyền (Km) C: Hệ số địa hình f: Tần số trung tâm của sóng mang (GHz) a: là hệ số cải tiến đặc trưng cho độ gồ ghề của địa hình. Theo tuyến thiết kế ta lấy C=1, a=4: P0=0,3*4*1*(1,5/4)*(11,8/50)3=5,91*10-3 30-31. Xác suất đạt các mức ngưỡng RXa và RXb. Pa = 101FMa/10 Pa = 10 –2,278 = 5,27*10-3 dB Pb = 101FMb/10 Pb = 10 –2,078 = 8,36*10-3 dB 32-33 Khoảng thời gian Fading: T Ta = C210-a2Fma/10 fb2 , BER>10-3 Tb = C210-a2Fmb/10 fb2 , BER>10-6 Trong đó: F: là độ dự trữ fading sâu ³ độ dự trữ fading FMa và FMb FMa , FMb : độ dự trữ fading phẳng a2,b2, C2 :n là các hằng số có liên quan đến số fading trên một giờ đối với tuyến thiết kế ta lấy các giá trị bằng hằng số liên quan đến Fading trên một giờ như sau: a2 = 0,5 ,b2= -0,5 , C2 = 10,3 d Ta = 10,3*11,8*10-0,5*20,78/10 (1,5)-0,5 ,BER>10-3 Ta = 7,206s Tb = 10,3*11,8*10-0,5*20,78/10 (1,5)-0,5 ,BER>10-6 Tb = 9,071s 34-35. Xác suất fading dài hơn 10s và 60s. Nó được tính bằng biểu thức sau: P(Ta³10)=P(10)=0,5 [1-erf(Za)] = 0,5 erfc(Za) P(Tb³10)=P(10)=0,5 [1-erf(Zb)] = 0,5 erfc(Zb) Trong đó: Erfc(Z) là hàm xác suất lỗi tích chập có cho ở phần phụ lục. Các giá trị Za và Zb được tính toán theo biểu thức: Za = 0,548 ln(10/Ta) = 0,548* ln(10/0,9901) = 0,1796 Zb = 0,548 ln(10/Tb) = 0,548* ln(10/1,2465) = 0,0534 Tra theo hàm ercf(Z) ở phần phụ lục ta có xác suất fading dài hơn 10s và 60s là: P(Ta³10)=P(10)=0,5 [1-erf(Za)] = 0,5 erfc(0,1796) = 0,3995 P(Tb³10)=P(10)=0,5 [1-erf(Zb)] = 0,5 erfc(0,0534) = 0,469 36.Xác suất BER vượt 10-3 Xác suất BER >10-3 = P0*Pa = 5,91*10-3 =3,115*10-3 37.Xác suất mạch trở nên không thể sử dụng được do fading phẳng Pu Pu= P0*Pa*P(10) = 5,91*10-3*5,27*10-3*0,3995 = 1,244*10-5 38. Độ khả dụng của tuyến. độ khả dụng = 100(1-Pu) % = 100*(1-1,244*10-5) % 39. Xác suất BER>106 Xác suất BER>106 = P0*Pb = 5,91*10-3*8,36*10-3 = 4,94*10-5 40. Xác suất BER>106 trong khoảng 60s. Xác suất BER>106 trong khoảng 60s =P0*P(600 = 5,91*10-3*0,469 =2,77* 10-3 41. Xác suất BER>10-3 do Fading chọn lựa. Theo Majoli ta có xác suất BER > 10-3 đối với fading lựa chọn như sau: % thời gian gián đoạn thông tin do Fading = 200hK[2*d1,5(Gb/log2M)*10-6]2 % Trong đó: h : là khoảng thời gian xuất hiện trong đó xuất hiện sự hoạt động của Fading nhiều tia xấu nhất. h = 1,44*P0 do P0<10-2 K là một hằng số phụ thuộc vào cách điều chế ở tuyến thiết kế dùng kỹ thuật OQPSK nên ta chọn k = 1. Thay vào công thức ta có: %Thời gian gián đoạn thông tin do Fading = 200*1,44*5,91*10-3*1*[2*11,81,5(2/log24)*10-6]2 % = 11,186*10-9 42. Tổng gián đoạn thông tin BER>10-3 Tổng gián đoạn thông tin BER>10-3 = 11,186*10-9 + 3,115*10-5 = 3,116*10-5 43. Xác xuất BER>10-6 do Fading chọn lựa. Xác xuất BER>10-6 do Fading chọn lựa = 9,37*10-7*9,82 = 9,210*10-6 44.Tổng BER>10-6. Tổng gián đoạn thông tin BER>10-6 = ,210*10-6+4,49*10-5 = 5,41*10-5 CÁC TÍNH TOÁN KHẢ NĂNG SỬ DỤNG 45. Độ không sử dụng của thiết bị. Độ khả dụng = 100*[(MTTR)/(MTBF + MTTR)] % Độ không khả dụng = 100 –100*[(MTTR)/(MTBF + MTTR)] % Trong đó: MTBF: là thời gian trung bình giữa các sự cố tính bằng giờ. MTTR: là thời gian trung bình để khôi phục lại dịch vụ tính bằng giờ thường là 2, 4, 8 giờ. Theo thống kê của CCIR giá trị đặc trưng của MTBF đối với tuyến thiết kế là Ghép kênh sơ cấp là 4,5 năm Máy thu phát vô tuyến 2Mbit/s không bảo vệ là 1 năm Vậy 1/MTBF = (1/1+1/4,5)*2 Suy ra MTBF = 0,4091 năm hay MTBF = 3584 giờ Thời gian sửa chữa của mỗi lần hư hỏng chọn bằng 2 giờ suy ra MTTR = 2 giờ vì ở đây các thiết bị thay thế có sẵn dạng module, luôn luôn có người ở trung tâm nên khi phát hiện có hư hỏng có thể sửa chữa dễ dàng và nhanh chóng. Thay vào ta được: Độ khả dụng của thiết bị = 100*= 99,945% Độ khả dụng của thiết bị = 100 – 99,945 = 0,055 % 46. Độ không sử dụng được do mưa. Vì tần số trung tâm của tuyến là 1,5 GHz<<7GHz nên độ không sử dụng được do mưa cho phép bỏ qua. 47. Độ không sử dụng được do Fading phẳng nhiều tia. % xác xuất của tuyến trở nên không xử dụng được = 100*Pu = 100*1,244*10-5 = 1,244*10-3 % 48. Độ không sử dụng được do Fading nhiều tia chọn lựa. Độ không sử dụng được = 100*P(10)*(xác suất của BER>103chọn lựa) Độ không sử dụng được = 100*0,3995*11,186*10-9 = 4,469*10-7 % 49. Tổng độ không sử dụng được tính theo phần trăm. Tổng độ không sử dụng được tính theo phần trăm = = 100 – 99,945)% + 1,244*10-3 + 4,469*10-7 = 0,05624445 % Hay Trong một tháng thời không sử dụng của hệ thống là = 0.0005624445*30*24*60 = 24,29 phút hay là 24 phút 18 giây KẾT LUẬN : Với kết quả tính toán đựơc của tuyến thiết kế như trên ta thấy tuyến có thể thực thi với độ tin cậy sử dụng đáp ứng tốt cho nhu cầu thực tập của sinh viên. BƯỚC 6 CẤU HÌNH HỆ THỐNG 1.Dạng cơ bản Dạng cơ bản của một hệ thống Viba điểm nối điểm có cấu hình đơn giản không dùng hệ thống dự phòng như sau: f1 f1 f2 f2 Bộ ghép Bộ ghép Máy phát A Máy phát A Máy thu B Máy thu B Trạm A Trạm B Hình 3-9 :cấu hình hệ thống thực hiện Lắp đặt trên các kệ để: Hình 3-10:Dạng bố trí hệ thống Các tín hiệu thoại tại trạm A được bộ ghép đưa đến anten phát với tần số f1 đồng thời tại trạm A cũng nhận một tín hiệu có tần số f2 từ trạm B gởi tới và sử lý cho ra tín hiệu thoại... Bộ ghép kênh cho phép kết nối máy phát và máy thu có thể sử dụng cùng một anten mà không bị giao thoa tương hỗ đồng thời cho tính chọn lọc để chống lại các kênh kế cận . 2. Hệ thống dự phòng Hệ thống dự phòng để bảo vệ sự gián đoạn của mạch điện: - Do hệ thống thiết kế sử dụng cho nhu cầu thực tập nên đòi hỏi độ tin cậy không cao. - Do tần số làm việc của hệ thống 1,5 GHz ít bị ảnh hưởng Fading sâu và ảnh hưởng Fading do mưa không đáng kể và tần số hoạt động của tuyến không gây ảnh hưởng đến các hệ thống khác . -Tuyến thiết kế không sử dụng hệ thống dự phòng . 3. Các hệ thống điều khiển và cảnh báo. Hệ thống thiết kế sử dụng một kênh giám sát và điều khiển để ruyền một số thông tin cảnh báo ALS, hiển thị và điều khiển sau đây: 1. Hiển thị: - Sự hiện hưũ của nguồn điện. - Trạng thái hoạt động của máy . - Trạng thái hoạt động bình thường và không bình thường của máy phát và máy thu. 2. Cảnh báo: - Các hư hơng máy móc thiết bị kết nối (nếu xảy ra). - Sóng bị nhiễu hoàn toàn 3. Điều khiển: - Báo hiệu sự khởi động của máy móc. - Điều khiển các cuộc gọi. 4. Các kênh phục vụ. Trong hệ thống thiết kế sử dụng một kênh phục vụ dùng cho việc bảo dưỡng giám sát và điều khiển khi cần thiết. Các trạm có thể liên lạc với nhau qua kênh phục vụ khi cần thiết. 5. Các hệ thống anten - Hệ thống anten được sử dụng trong tuyến thiết kế là loại anten parabol có cấu tạo đơn giản và ít tốn kém hơn anten dạng kèn, có độ lợi cao. - Đường kín của anten Parabol được chọ là D=1,6 m. - Tháp anten sử dụng là loại tháp anten tự đỡ. 6. Các hệ thống nguồn cung cấp a/Các hệ thống nguồn cung cấp AC - Sử dụng nguồn cung cấp AC điện lưới thương mại. - Các hệ thống máy phát dự phòng nhằm giúp hệ thống tránh gián đoạn . - Thiết bị dự phòng sử dụng có thể chọn cho tuyến là các USP(Uninterupted Supply Power) trên thị trường. b/ Các hệ thống cung cấp nguồn DC - Sử dụng nguồn Ac sau đó cho qua bộ nắn điện để tạo ra nguồn DC. - Điện áp một chiều cung cấp cho thiết bị RMD1504lá 20-60V DC. Dạng nguồn DC có dạng sau: Hình3-11: Cấu hình nguồn DC cung cấp cho trạm BƯỚC 7 KẾ HOẠCH BẢO TRÌ Độ tin cậy của một hệ thống có mối quan hệ mật thiết với công tác bảo trì hệ thống do đó công việc bảo trì trong thực tế cũng rất quan trọng. Công việc bảo trì được chia thành hai loại: a/ Bảo trì định kỳ. Công việc bảo trì định kỳ cho hệ thống thường gồm các công việc sau: - Sơn và sửa lại tháp anten, từ 2-3 năm tiến hành sơn sửa lại tháp một lần để chống rỉ sét. - Kiểm tra hệ thống Feedervà các thiết bị mỗi năm một lần đặc biệt phải kiểm tra các bộ phận cơ khí của các thiết bị. - Kiểm tra các bộ phận phụ trợ khác như: phòng chứa, hệ thống lạnh... mỗi năm một lần. Việc kiểm tra định kỳ này được tiến hành trong các khoảng thời gian nghỉ của sinh viên như là trong các tháng hè để tránh các hư hỏng đáng tiếc có thể xảy ra cho hệ thống. b/ Bảo trì sửa chữa khi có hư hỏng . Khi có hư hỏng của các bộ phận thiết bị nêu ở trên ta phải tiến hành sửa chữa ngay. Vì đây là hệ thống sử dụng cho việc thực tập của sinh viên nên thời gian sửa chữa có thể lớn hơn thời gian sửa chữa của các hệ thống sử dụng cho mục đích thông tin liên lạc dân dụng. Thời gian sửa chữa này cũng cần phải bảo đảm sao cho không ảnh hưởng qúa nhiều đến việc thực tập của sinh viên. BƯỚC 8 CÁC TIÊU CHUẨN KỸ THUẬT 1. Tháp anten: Cấu trúc của tháp đề nghị sử dụng dạng tháp dây néo nhưng có cấu tạo khác với phần giới thiệu do chiều cao của tháp anten chỉ khoảng 6 m. Nó có dạng là một trụ thẳng đứng được dựng trên nóc nhà tại các trạm đầu cuối. Tháp phải có độ bền đủ để có thể gắn một anten parabol có đường kính D=1,6m và có thể chịu đựng được sức gió lớn nhất có thể (đề nghị cấp 9) 2. Nguồn cung cấp: Trạng thái cơ bản và hoạt động của nguồn cung cấp là nguồn điện thương mại có sẵn ở cả hai trạm vó sử dụng máy phát dự phòng có chuyển mạch tự động. Ngưõng điện áp làm việc là 220 Volts ±5%AC. Nguồn AC phải được nắn lọc cho ra múc điện áp DClà 24V-48V cung cấp cho các thiết bị. Có sử dụng các bình Acquy để cung cấp nguồn điện DC này. 3. Độ lệch tần số: Nằm trong ngưỡng cho phép có giới thiệu trong phần thiết bị AWA RDM1504 và được sự cho phép của chính quyền địa phương. 4.Trung tần IF: Tần số trung tần của tuyến là 35 MHz. Băng thông của trung tần là 2,6 MHz. Trở kháng danh định :75 Ohmkhông cân bằng 5.Băng gốc. Thực hiện truyền dẫn hai luồng tín hiệu số 2Mbit/s 6. Các kênh phục vụ: Các kênh phục vụ điện thoại nên có khả năng truyền băng tần từ 300Hz đến 3400Hz. 7. Một số mô tả kỹ thuật khác riêng cho tuyến và thiết bị sử dụng: Hệ thống RMD không dự phòng Dung lượng kênh thoại 30/60 Băng tần vô tuyến 1425-1535 MHz Công suất ngõ ra RF ở anten Ngưỡng thu cho BER= 10-3ở ngõ ra anten ±36dB -95/92 dB Điều chế OQPSK Dữ liệu ngõ vào của các trạm (a) và (b) HDB3 2X2048 bit/s HDB3 2X2048 bit/s Độ lệch kênh 15 KHz Mức ngõ vào kênh phục vụ (dBm) (600 Ohm) 0 Mức ngõ ra kênh phục vụ (dBm) (600 Ohm) 0 Độ lệch tần số kênh giám sát 5 KHz Mức ngõ vào kênh giám sát (600 Ohm) -10 Mức ngõ ra kênh giám sát (600 Ohm) -10 Các chỉ tiêu kỹ thuật của máy phát RMD1504: Công suất ngõ ra (dBm) +37 Trở kháng ngõ ra 50 Độ ổn định tần số ±15 Bước đổi tần số nhỏ nhất (KHz) 100 Bức xạ tạp tán <-70 Công suất tiêu thụ (W) cho ngõ ra RF 5W 51 Các chỉ tiêu kỹ thuật cho máy thu RMD1504: Chỉ số tạp âm (dB) 2.8 Ngưỡng Ber 10-3 -94 Trỡ kháng ngõ vào(Ohm) 50 Độ ổn định tần số ±15 Bức xạ tạp tán <-70 Bước đổi tần số nhỏ nhất (KHz) 100 Mức AGC(dB) 50 Công suất tiêu thụ (W) 12 BƯỚC 9 LẮP ĐẶT VÀ ĐO THỬ I. LẮP ĐẶT: Do các tính toán và cấu hình hệ thống đã được chọn ở các bước trước nên cấu hình được chọn để lắp đặt có dạng sau: Bộ trộn HDB3 Băng gốc ANTEN Bộ lọc thông một dải Module máy phát Kênh giám sát Bộ lọc thông một dải Module máy thu Hình 3-12: Cấu hình trạm không dự phòng. Hình 3-13 :Lắp đặt trên giá đỡ Việc lắp đặt được tiến hành như sau: - Nối dây với bên ngoài. - Tất cả các dây nối bên ngoài được nối với hợp nối sau khi nó được nối lên kệ với tất cả các module đã được di chuyển. - Các lỗi truy xuất cáp có ở cả hai phía phải và trái của kệ và các điểm cột cáp được đặt ở panel phía bìa, phía đáy và phía hông. - Kết nối nguồn cung cấp: Nguồn cung cấp DC và đất được kết nối hộp bởi một khối trạm nối giá xoay được gắn bên phía tay phải của hộp Board nối . - Kết nối băng gốc Các kết nối băng gốc 2 Mbit/s được làm bởi các cáp đồng trục 75 Ohm. Nó đi qua phía bên tay trái của hộp và kết nối bằng các bộ nối cáp đồng trục Siemens 1,6/5,6. Ở Board mạch in kết nối. Các bộ nối phù hợp thường không được cung cấp với thiết bị bởi vì một số lượng lớn của các cáp thích hợp có thể sử dụng được 2 hoặc 4 cổng cáp đồng trục 75 Ohm tương ứng với cách vận hành 2/8 hoặc 2x2 Mbit/s. Các kết nối bên ngoài được thực hiện qua các bộ nối loại D có 25 đường cho trạng thái không dự phòng .Các kết nối bên ngoài tạo ra dịch vụ và ngõ vào kênh giám sát và các cổng ngõ ra. Các công tắc module cảnh báo và rất nhiều các chức năng phụ như : các công tắc Tone và các đồng bộ điện áp RF. Một bộ nối có loại phù hợp 25 đường được cung cấp. Nó làm cho các thiết bị bên ngoài bằng một cáp nhiều chân. - Các kết nối giám sát và phục vụ: Nó nằm trong phần kết nối bên ngoài bằng một bộ nối ra bên ngoài - Kết nối anten: Kết nối anten được làm sau khi bộ kết hỡp được gắn lên trên kệ. Các bộ phận nối thẳng hoặc loại N có thể được sử dụng ở phía bên tay phải của hộp. Nếu cần Feeder anten có đường kính lớn thì nó không được làm căng bộ kết nối ngõ ra hoặc thanh đỡ. - Các kết nối bộ kết hợp . Các bộ kết hợp (duplexer) có cấu hình phụ thuộc vào các yêu cầu của các hệ thống riêng, biểu đồ nối dây cho cấu hình tiêu chuẩn ở trạm không dự phòng và vận hành phân tập hợp cho ở phần 15 của sách thiết AWA. Mỗi cấu hình của bộ kết hợp được hình thành từ tập hợp của các bộ lọc qua một băng tiêu chuẩn và các Kit tương ứng có thể bao gồm các bộ tách, chuyển tiếp cáp đồng trục. Khi một bộ tập hợp kết hợp được gắn lên kệ các cáp đồng trục được nối đều các module máy phát và máy thu các cáp đồng trục được kết nối đến máy phát và máy thu đầu tiên phải được liên kết một cách cẩn thận qua các đường cáp. - Các kết nối qua lại giữa máy phát và máy thu. Các module máy phát và máy thu được nối đến hộp qua một nối cáp 40 đường và cáp dẹp. Các cáp này được gấp lại thành dạng xoắn, do đó nó sẽ giãn ra cho phép có thể kéo các module ra khi nó vẫn còn hoạt động. Các sơ đồ nối dây cho các máy phát, máy thu PSD có ở trong cuốn thiết bị AWA các phần 5,6,10,15. II.ĐO ĐẠC 1.Các thiết bị đo đề nghị cho việc đo thử hệ thống: Sau đây là liệt kê các thiết bị đo đề nghị cho việc kiểm tra hoạt động của thiết bị RDM ở mức hệ thống. Các thiết bị đo ở các phần tương ứng có thể được sử dụng khi các thiết bị đo thay thế này có phẫm chât tương đương hoặc tốt hơn. Bảng liệt kê này bao gồm các thiết bị đo trường và các thiết bị thêm có thể được yêu cầu cho việc mô phỏng kiểm tra liên lạc ở trạm sửa chữa. Giả định rằng nguồn điện áp 240v/50Hz đã có sẳn để cấp nguồn cho thiết bị đó. Các thiết bị đo dùng đo đạc hệ thống mỗi trạm . Chức năng Nhà sản xuất và loại Bộ đo đạc mức audio Bộ cảm nhận và máy đo công suất Đồng hồ đo điều chế/ máy đếm Bộ kiểm tra tỷ lệ bit lỗi Máy tạo tín hiệu RF Bộ giao động 100MHz Các băng gốc và RF Bộ cáp nối vòng Hewlett Packard HP8903 Hewlett Packard HP436A/HP8481B Marconi 23052 Anritsu ME448A Hewlett Packard HP8642B Tektronics 465 Phù hợp với hệ thống AWA1B7147B 2.Các phương pháp kiểm tra đo thử. a.Kiểm tra nối vòng Mỗi trạm vô tuyến được kết nối như sau : Các trạm cuối được kết nối với các anten hoặc tải giả các điểm theo dõi máy phát bộ kết hợp được nối với ngõ vào bộ chuyển đổi máy thu được chọn. Máy thu được bật đến tần số phát và các kết nối băng gốc và băng phụ được làm ở giao diện RFD/MDF/MUX. b.Do thử từ đầu cuối này đến đầu cuối khác: Đo thử này thực hiện khi tuyến đang hoạt động. 1.Nói chung. Ở đây giả định rằng máy phát máy thu chuyển mạch bảo vệ và các module kết hợp đều hoạt động đúng và các kiểm tra sau đây cho sự đồng bộ hệ htống và sự xác nhận các chỉ tiêu kỹ thuật. Bất kỳ module lỗi nào phát hiện được nên được sửa chữa. Sử dụng các chỉ dẫn cho ở các module. Các phần cần đo thử. Đối với tuyến được thiết kế cần đo thử một số các tham số kiểm tra mức hệ thống được mô tả dưới đây: a/ Tần số phát b/ Tần số thu c/ Công suất phát d/ Độ lệch băng phụ được phát e/ Cácmức nhận được của kênh phục vụ và giám sát f/ Tỉ lệ bit lỗi của tín hiệu lớn g/ Mức ngưỡng h/ Sự chèn AIS i/ Chuyển mạch máy phát và máy thu j/ Cảnh báo nới rộng bên ngoài k/ Hoạt động của tone gọi là Handset Chú ý: Các phần sẽ kiểm tra sau đây sẽ tiến hành khi PBA máy phát băng gốc được bật đến Disable. Tần số phát: Với các trạm đầu cuối hoạt động với các tải giả hoặc anten nối cổ Tx Monitor ở bộ kết hợp đến các đồng hồ điều chế và đồng hồ đếm. Nó nên đọc một cách trực tiếp tần số kênh trong vòng 10KHz. Nếu tần số ra khỏi dung sai này, nó có thể được đặt lại bằng cách mở vỏ che của module kích thích và điều chỉnh 10C9 cho đến khi tần số nằm trong dung sai này. Tần số thu: Đầu tiên phải đảm bảo rằng máy phát đang hoạt động để phát sóng tương ứng cho máy thu này đã được kiểm tra về tần số như đã đề cập ở trên Dời bộ nối SMB từ 21x2 của module IF và nối chúng bằng một cáp thích hợp SMB loại N đến máy đo tần số .Kiểm tra xem mức RF đến máy thu có vượt qúa -80dBm hay không .Tần số đo được ở máy đo tần số nên là 35 MHz ±10KHz. Nếu nó không nằm trong dung sai này mở vỏ che của module chuyển đổi và điều chỉnh 18C9. Công suất phát: Bỏ anten hoặc tải giả ra khỏi trạm đầu cuối thay nó bằng một đồng hồ đo bộ cảm những công suất và đo ngõ ra bằng đồng hồ đo công suất. Nó phải là 35,5dBm ±1 dBm nếu không đạt, đặt lại sự điều chỉnh mức RFở phía tay phải của máy phát để đạt được ngưỡng ngõ ra mong muốn . Độ lệch băng gốc phụ đã truyền. Đặt máy phân tích âm tần đến một KHz ,0 dB,600 Ohm Đến ngõ ra và nối nó đến ngõ vào kênh phục vụ đặt đồng hồ điều chỉnh đến mạch lọc 300 Hz -3,4 KHz đặt noise AVC on và nối nó đến cổng theo dõi của bộ kết hợp độ lệch tần số nên là 15KHz ±2KHz.Nếu cần có thể điều chỉnh mức điều khiển SSB ở phía bên tay phải của máy phát. Tháo máy phân tích phổ âm tần ra đặt đồng hồ đo điều chế ở chế độ mạch lọc 50Hz -15KHz ấn nút Calltone và kiểm tra xem độ lệch có nằm khoảng 2KHz đến 15KHz. Đặt máy phân tích âm tấn đến 4KHz, -10dBm , ngõ ra 600 Ohm và nói nó đến ngõ vào kênh giám sát kiểm tra xem độ lệch có nằm trong khoảng 0,5KHz -5KHz . Các mức nhận được kênh giám sát và phục vụ Chú ý: Trước khi thực hiện bước này phải kiểm tra dộ lệch băng gốc phụ phát ở phần trước. Đặt mức đo đạt audio đến 1KHz , 0dBm , 600 Ohm nối ngõ ra đến ngõ vào kênh phục vụ . Nối ngõ vào bộ đo mức audiođến ngõ vào kênh phục vụ mức tín hiệu nhận được thường từ 0 dB ±1dB. Tín hiệu BER. Bảo đảm rằng tín hiệu RF thu được ít nhất 10 dB trên mức ngưỡng và thích hợp hơn nếu nằm ở mức tín hiệu trung (median). Việc đo đạc này có thể thực hiện từ đầu này đến đầu kia của tuyến hoặc từ một đầu cuối bằng cách tạo vòng ngược cắt băng gốc máy thu và máy phát ở một trạm đầu cuối. -Nối bộ kiểm tra BER đến máy phát và máy thu và kiểm tra xem BER có thấp hơn 10-7 cho khoảng đo đạc mong muốn hay không. Trong các hệ thống 2x2Mbit/s đo thử tuần tự nên được đưa vào cả hai ngõ vào 2Mbit/s và các ngõ ra máy thu được kiểm tra xen kẽ nhau. Mức ngưỡng. -Để đo BER ở mức ngưỡng phải đảm bảo không có sự rò rỉ đủ lớn trực tiếp giữa máy phát và máy thu khi thử. Điều này không quan trọng khi thử trên một đường truyền thực tế. -Để đảm bảo dộ chính xác của phép đo mức ngưỡng, mức RF nhận được phải được lấy mẫu một cách chính xác. Thường sử dụng một máy tạo tín hiệu như là một tham chiếu chuẩn. Máy tạo tín hiệu này được nối một cách trực tiếp đến ngõ vào bộ chuyển đổi RMD. Sử dụng một đoạn ngắn cáp đồng trục 50 Ohm đặt mức đến khoảng -80dBm ghi chỉ số đọc chính xác ở các Led đồng hồ hiển thị ở Panel trước. Bây giờ nối ngõ ra bộ kết hợp máy thu đến ngõ vào bộ chuyển đổi bằng một độ suy giảm còn thể điều khiển được và đặt bộ suy giảm để cho cùng số đọc ở đồng hồ S. Ghi chú sự cài đặt của bộ suy giảm và mức lấy mẫu, đây là các giá trị tham chiếu cho việc đo mức ngưỡng. Hủy sự cấm của AIS máy thu bằng công tắc trên PBA băng gốc Rx, bây giờ ta có thể vẽ đồ thị ngưỡng BER bằng cách tăng độ suy giảm mỗi lần 1dBvà ghi BER đến một giá trị khoảng 10-3. Sau khi đã hoàn thành phép đo, đặt công tắc AIS/Muting đến trạng thái unable. Chèn AIS (chèn tín hiệu chỉ báo cảnh báo). Với máy thu hoạt động ở một mức ngõ vào RF bình thường và một tuần tự kiểm tra được nối đến máy phát, theo dõi ngõ ra HDB3 của máy thu bằng một dao động kí. Tháo kết nối ngõ vào RF ra khỏi ngõ vào máy thu. Một tín hiệu chỉ báo cảnh báo(AIS) sẽ thu được trên dao động kí. Hoạt động của Calltone và bộ cầm tay: - Từ một trạm đầu cuối nhấn nút Calltone ở mặt trước của panel và kiểm tra xem việc nhận biết các máy thu ở xa với một tone 2KHz. - Nối các bộ cầm tay kênh phục vụ đến Socket ở panel mặt trước máy phát và nắm giữ công tắc, “nhấn để gọi” kiểm tra xem có thể liên lạc theo cả hai chiều theo tuyến hay không. -Sau khi tiến hành các phép đo thử ở trên và tiến hành các điều chỉnh sửa đổi cần thiết. Tuyến thiết kế coi như đã hoàn thành bảo đảm cho việc liên lạc theo cả hai chiều với một phẩm chất và độ tin cậy như ở phần tính toán. KẾT LUẬN Qua nghiên cứu em nhận thấy rằng công việc tính toán các thông số của đường truyền khá phức tạp với những công thức khá dài có liên quan với nhau nên dễ bị sai sót nếu người thực hiện không quen và cẩn thận. Chính vì lí do trên nên em sử dụng ngôn ngữ C đễ hỗ trợ cho việc tính toán, giúp ngưới thiết kế có thể an tâm nhập các thông số cần thiết làm giảm đi rất nhiều các công việc tính toán phức tạp và ít sai số. Đây là đề tài khá mới mẻ đối với em. Do thời gian và điều kiện còn hạn chế với một khối lượng công việc khá lớn. Vì thế những sai sót là điều không thể tránh khỏi. Trong đề tài này tuyếu thiết kế chỉ là một dạng cơ bản của hệ thống Viba chuyển tiếp mà thôi. Hệ thống không sử dụng trạm lập chưa mang tính chất quốc tế. Chính vì vậy đề tài này còn có thể được phát triển thêm nếu có điều kiện. Rất mong được tiếp tục nghiên cứu áp dụng thiết kế cho những hệ thống có qui mô lớn.