Đề tài Thiết kế mô hình thông tin vô tuyến chuyển tiếp sóng cực ngắn

đường khác nhau. Hình 3.22 dưới đây minh họa điều này : A C1 C1’ Đài F ' C2 Đài T C1’’ C2’ Hình 3.22: Anten đặt trên sườn dốc Như vậy trường ở điểm thu sẽ nhận được do sự giao thoa của sóng tới trực tiếp AB và các sóng phản xạ A, C1 , C1’ , C1” , B. Để tính cường độ trường ở điểm thu, ta vẫn có thể áp dụng công thức giao thoa. Tuy nhiên sẽ khá phức tạp vì có nhiều tia phản xạ. A B h1’ h2’ C Hình3.23: Đường truyền có nhiều mô nhỏ Trường hợp trên đường truyền có nhiều mô nhỏ (hình 3.23 ) giả sử tại điểm C chỉ có một tia phản xạ truyền tới điểm B. Khi ấy để tính toán cường độ trường, có thể áp dụng công thức giao thoa nhưng phải thay anten có chiều cao thật bằng chiều cao giả h1’ và h2’ và coi mặt đất là mặt phẳng, tiếp tuyến với mặt đất ở điểm phản xạ. b.Đường truyền lan gặp vật cản là các mô cao. Trường hợp đường truyền lan đi qua các mô cao, tại đỉnh của các mô ấy sẽ có hiện tượng nhiễu xạ sóng, để tính được giá trị gần đúng của cường độ trường có thể áp dụng các kết quả của lý thuyết nhiễu xạ sóng điện từ. Nếu mô chắn cắt ngang đường thẳng nối giữa hai anten, đường truyền lan sẽ được coi là đường “chắn kín”, còn trường hợp nếu mô chắn không cắt ngang đường thẳng nối giữa hai anten ta có đường “chắn hở”. Ta xét đến cụ thể từng trường hợp. D>O A D<O B A B ra rb ra rb Hình 3.24: Đường chắn hở Hình 3.25: Đường chắn kín Như hình vẽ trên, nếu mô chắn cắt ngang đường thẳng nối giữa hai anten thu – phát (A-B), đường truyền lan của sóng điện từ được coi là đường chắn kín (hình 3.25 ). Ngược lại, mô chắn không cắt ngang đường thẳng nối giữa hai anten thu – phát, ta sẽ có đường chắn hở (hình 3.24). Những mô chắn mà ảnh hưởng đến sự truyền sóng cả trong hai trường hợp như đã xét ở phần đầu, khoảng không gian tham gia có hiệu quả vào quá trình truyền sóng được giới hạn bởi kích thước của miền Fresnel thứ nhất. Đối với đường chắn kín, nếu mô chắn che khuất một phần lớn khoảng không gian truyền sóng thì sóng bị che khuất một phần lớn và sự truyền sóng sẽ được truyền bởi khoảng không gian còn lại. Với đường chắn hở nó chỉ bị ảnh hưởng một phần đến quá trình truyền sóng. Với anten định hướng cao trong quá trình xét ta có thể bỏ qua ảnh hưởng của mặt đất đến quá trình lan truyền của sóng điện từ. Ta tính cường độ trường theo công thức sau : E = Etdo. F(z) (3.29) F : hệ số suy giảm phụ thuộc vào hai yếu tố ( λ : bước sóng, d : khoảng cách từ đỉnh mô chắn đến đường thẳng nối giữa hai điểm anten thu - phát) d > 0 : đường chắn kín d < 0 : đường chắn hở. Biến số z được xác định bằng công thức : (3.30) Khi tăng bước sóng, cường độ trường trong trường hợp đường chắn kín sẽ tăng. Do đó, đối với những sóng có bước sóng dài khả năng thâm nhập của chúng vào miền tối sẽ lớn. Với đường truyền lan sóng cực ngắn đi qua các mô cao, qua thực nghiệm người ta còn thấy ở những đường truyền có cự ly khoảng 100 →150km và bị chắn bởi các mỏm núi cao khoảng 1000 → 2000m thì quan sát thấy hiện tượng cường độ trường tại điểm thu lại tăng do chướng ngại vật gây ra (hình 3.26 ). C D E Hình 41. A B Hình 3.26: Cường độ trường tại điểm thu tăng do chướng ngại vật Hiện tượng nhận được cường độ trường ở điểm thu khi có chướng ngại vật lớn hơn khi không có chướng ngại vật được giải thích như sau: Trong trường hợp này ta coi đỉnh núi C là một “ đài chuyển tiếp” năng lượng. Năng lượng kích thích cho “đài chuyển tiếp” được đưa đến từ máy phát A bằng hai đường trực tiếp AC và đường phản xạ mặt đất ADC. Sóng nhiễu xạ quanh đỉnh C và được truyền sang phía bên kia mỏm núi. Ở điểm B sẽ nhận được sóng tới theo hai tia CB và CEB. Như vậy, trong đoạn đường giữa máy phát đến đỉnh C và đỉnh C đến máy thu, sóng truyền lan theo tầm nhìn thẳng. Do đó, cường độ trường nhận được trong điều kiện này sẽ lớn hơn cường độ trường của sóng nhiễu xạ quanh mặt đất khi không có vật chướng ngại trên đường truyền lan. Như hình vẽ có thể phân tích tia truyền của sóng như sau : Tia ACB có thể được coi là tia tới trực tiếp vì khi tới đỉnh C sóng nhiễu xạ quanh đỉnh và truyền tới B. Tia ADC là tia phản xạ , ở điểm B sẽ nhận được là tia CEB. Thực nghiệm người ta còn cho rằng cường độ trường có thể tăng lên từ 60 →80dB. 3.3.3.4.Sự truyền sóng cực ngắn đi xa do khúc xạ và khuếch tán trong tầng đối lưu. Khi cự ly vượt qua khoảng cách tầm nhìn thẳng, cường độ trường sẽ suy giảm mạnh. Ở những cự ly này sự truyền sóng có thể được thực hiện bằng nhiễu xạ quanh mặt đất và bằng khúc xạ sóng trong tầng đối lưu. Cự ly có thể truyền sóng dựa vào khả năng khúc xạ trong tầng đối lưu thường không vượt quá 200 km. Khi ấy để tính cường độ trường có thể áp dụng công thức giao thoa Vandersky co tính đến độ cong mặt đất và ảnh hưởng của khúc xạ khí quyển bằng cách thay bán kính trái đất bằng bán kính tương đương. Với các cự ly lớn, từ 200 km - 600 km, sự truyền sóng có thể được thực hiện dựa vào hiện tượng siêu khúc xạ và khuếch tán sóng từ các miền không đồng nhất trong tầng đối lưu. 3.3.3.5.Sự truyền sóng điện ly của sóng ngắn. Trước đây không lâu người ta cho rằng sóng cực ngắn chỉ có thể truyền lan đi xa trong một số trường hợp hạn hữu và không được đảm bảo lắm. Ngày nay, các công trình nghiên cứu cho biết rằng có thể truyền sóng cực ngắn đi xa một cách tương đối đều đặn tới những cự ly lớn hơn 1000 km và nếu dùng những thiết bị đặc biệt thì việc thông tin có thể đảm bảo khá vững chắc. Tuy vậy, việc truyền lan sóng cực ngắn bằng phương thức sóng điện ly cũng chỉ có thể thực hiện được với những bước sóng thuộc băng sóng mét. Các hiện tượng xảy ra trong tầng điện ly có ảnh hưởng đến khả năng truyền lan đi xa của sóng mét bao gồm: - Sự tăng cường mật độ điện tử của lớp F. - Sự xuất hiện lớp bất thường Es. - Sự khuếch tán sóng ở các miền không đồng nhất trong tầng điện ly. Sự phản xạ từ lớp F. Thông thường lớp F chỉ có thể phản xạ được sóng ngắn, còn đối với sóng cực ngắn nó là môi trường trong suốt. Tuy vậy, trong những năm gần đây hoạt động của mặt trời là cực đại, mật độ điện tử cảu lớp được tăng cường mạnh, nhất là trong những ngày mùa đông. Khi ấy, lớp F có khả năng phản xạ những sóng có bước sóng từ 6 – 10 m. Trong trường hợp này, miền im lặng có bán kính vào khoảng 2000 km. Cự ly truyền sóng phụ thuộc vào độ cao của lớp F, thường đạt tới khoảng 3500 – 4000 km. Có trường hợp sóng phản xạ liên tiếp hai lần trên lớp F, khi ấy cự ly truyền sóng có thể đạt tới từ 2000 – 7000km. Sự phản xạ từ lớp bất thường Es. Nhiều khi lớp Es xuất hiện trong tầng điện ly với mật độ điện tử rất cao, nó có khả năng phản xạ băng sóng mét và khi ấy ta có thể thực hiện việc thu sóng cực ngắn ở những cự ly rất xa trên mặt đất. Tuy nhiên, sự xuất hiện Es thường không đều đặn, vì vậy, không thể lợi dụng chúng để thông tin một cách thường xuyên được. Lớp Es hay xuất hiện ở các miền vĩ độ Nam, nhất là về mùa hạ và vào ban ngày. Mùa đông, sự xuất hiện của Es rất hiếm. Chiều cao của lớp Es thường vào khoảng 100 – 120 km. Với chiều cao này, khi sóng phản xạ có thể truyền tới cự ly xa từ 2000 – 2500 km . Như vậy, cự ly thông tin bằng phản xạ từ lớp bất thường Es có thể thực hiện được từ 1000 – 2500 km. Vì lớp Es hay xuất hiện trong từng vùng hẹp (có kích thước từ 100 – 300 km) nên chỉ khi nào lớp bất thường xuất hiện trên đường truyền lan giữa đài phát và đài thu thì việc thông tin mới được thực hiện. Thời gian xuất hiện của các lớp bất thường tương đối ngắn, vào khoảng từ vài phút đến vài giờ nên thời gian thông tin cũng chỉ cho phép trong khoảng thời gian ấy. Ngoài ra sự phản xạ của sóng từ lớp bất thường Es còn có một đặc điểm nữa là năng lượng xuyên qua lớp khá lớn, chỉ một phần nhỏ năng lượng phản xạ trở lại được mặt đất nên yêu cầu công suất máy phát để đảm bảo thông tin phải khá lớn. Thực nghiệm cho biết rằng, năng lượng của sóng lọt qua lớp có thể tới 90%, vì vậy, chit những đài phát có công suất lớn hơn 3 – 5kW mới có thể thông tin bằng phương pháp này. Sự khuếch tán sóng trong tầng điện ly. Hiện tượng phản xạ sóng cực ngắn từ lớp F và lớp bất thường Es không thể đảm bảo thông tin liên tục. Từ năm 1950, người ta đã bắt đầu tiến hành nghiên cứu lý thuyết cũng như thực nghiệm về khả năng thông tin đều đặn bằng sóng cực ngắn ở cự ly trên 1000 km dựa vào tính chất khuếch tán của sóng trong tầng điện ly. Những quan trắc thực nghiệm cho biết rằng, trong miền ion hóa ở độ cao lớp D, cấu tạo của tầng điện ly thường có dạng không đồng nhất. Ở đây hình thành những cụm mây điện tử có kích thước khoảng 100 – 200 m, mật độ điện tử của nó khác khá nhiều so với mật độ điện tử của môi trường xung quanh. Do mật độ điện tử của các cụm mây khác với môi trường xung quanh nên sẽ hình thành một môi trường có hằng số điện môi bất đồng nhất và dẫn đến khuếch tán sóng. Thực nghiệm cho biết rằng, sự khuếch tán thường xảy ra ở độ cao từ 70 – 90 km. Vì vậy, muốn thực hiện thông tin cần phải dùng anten có đồ thị phương hướng ở độ cao ấy. Với độ cao nói trên, cự ly thông tin có thể cho phép từ 2000 – 2300 km. Ở cự ly ngắn hơn, không thể thu được sóng khuếch tán vì khi ấy góc hợp bởi hướng sóng và hướng khuếch tán sẽ lớn, cường độ tín hiệu khuếch tán sẽ nhỏ. Cường độ tín hiệu khuếch tán phụ thuộc vào mức độ không đồng nhất của môi trường khuếch tán. Hiện tượng khuếch tán sóng trong tầng điện ly chỉ có hiệu quả đối với những sóng có bước sóng trong dải sóng cực ngắn, và thực tế phương thức truyền lan này chỉ dùng được với những tần số từ 30 – 60 MHz. Đặc điểm của phương thức truyền sóng bằng khuếch tán trong tầng điện ly là cường độ trường giao động rất mạnh trong một giới hạn rộng. Để khắc phục hiện tượng này, người ta thường dùng hai anten phân tập, đặt cách nhau khoảng 10 bước sóng theo hướng vuông góc với phương truyền lan. Ngoài ra, cường độ trường nhận được có sự biến đổi đều đặn theo thời gian: mức độ tín hiệu thường đạt được giá trị cực đại vào buổi trưa và cực tiểu vào buổi tối. Vào ban ngày, mùa hạ, thường quan sát thấy cường độ trường lớn nhất. Một đặc điểm nữa của phương thức truyền lan này là sự truyền sóng không bị ảnh hưởng xấu bởi các nhiễu loạn bên ngoài. Trái lại, khi có bão từ - điện ly hay khi xảy ra những vụ nổ sắc cầu (tăng cường hấp thụ đột ngột), người ta thấy cường độ trường khuếch tán lại được tăng cường. Ưu điểm của phương thức truyền sóng bằng khuếch tán trong tầng điện ly là có thể thực hiện liên tục trong suốt cả ngày với sự thay đổi tần số công tác theo thời gian trong ngày và trong năm giống như đối với truyền lan sóng ngắn. Ưu điểm thứ hai là mức độ tạp âm trong điều kiện truyền lan nói trên không lớn. Mức độ tạp âm này được xác định chủ yếu bởi tạp âm vũ trụ và tạp âm do mặt trời. Nói chung, áp dụng phương thức truyền sóng khuếch tán trong tầng điện ly thì việc thông tin có thể được đảm bảo tốt nhưng yêu cầu về công suất đối với máy phát cũng khá lớn. Ví dụ, với một đường liên lạc điện báo trong điều kiện ở miền Bắc cực, để đảm bảo thông tin cần phải có máy phát có công suất lớn hơn 5 Kw. Sự khuếch tán sóng từ các vết thiên thạch và miền cực quang. Những quan sát bằng rađa cho biết rằng sự ion hóa do chuyển động của các thiên thạch xảy ra ở độ cao 70 – 120 km. Nhờ các vết ion hóa ấy, sóng có thể phản xạ - khuếch tán và truyền tới những cự ly xa từ 700 – 1000 km. Đối với những sóng có bước sóng ngắn hơn 3 m, sự phản xạ ấy xảy ra thưa hơn, với cường độ yếu hơn và thời gian ngắn hơn. Từ năm 1954, người ta đã cho chạy thử một đường liên lạc theo phương thức nói trên. Kết quả thí nghiệm rất tốt, sóng phản xạ - khuếch tán từ các vết thiên thạch có cường độ đủ lớn để đảm bảo cho đường thông tin làm việc tôt, nhưng đường liên lạc kiểu này không làm việc liên tục được. Người ta đã dùng một loại “đường liên lạc hỗn hợp”. Đường liên lạc này làm việc liên tục nhưng chỉ truyền tín hiệu khi có vết thiên thạch với cường độ mạnh nhất xuất hiện. Nguyên tắc làm việc của đường liên lạc hỗn hợp như sau: ở mỗi trạm liên lạc đều có trang bị cả máy thu và máy phát. Anten cuả cả hai trạm đều hướng lên bầu trời sao cho đồ thị phương hướng của chúng giao nhau ở độ cao 70 – 120 km. Bình thường cả hai trạm phát đi các tín hiệu không điều chế, với tần số khác nhau. Nếu không có vết thiên thạch xuất hiện, các tín hiệu cuả hai trạm đều không thể trở về mặt đất. Trường hợp có xuất hiện vết thiên thạch ttrong khoảng không gian chung của đồ thị phương hướng của hai anten, các trạm sẽ nhận được tín hiệu khuếch tán do trạm kia phát ra. Tín hiệu khuếch tán này sẽ điều khiển một bộ phận phát tín hiệu điều chế và thu tín hiệu điều chế của trạm kia. Đường liên lạc làm việc theo kiểu “hỗn hợp” trình bày ở trên có ưu điểm là công suất yêu cầu đối với máy phát không lớn lắm (vào khoảng 750 W), đồng thời tính phương hướng của anten không yêu cầu thật cao nên kết cấu anten sẽ tương đối đơn giản. Một ưu điểm nữa của đường liên lạc hỗn hợp là không bị ảnh hưởng bởi các nhiễu loạn tầng điện ly làm phá hoại thông tin trong thời gian có bão từ - điện ly hay hấp thụ bùng nổ đột ngột gây ra. Những quan trắc thực nghiệm cho biết, đường liên lạc hỗn hợp làm việc tốt nhất vào buổi sáng (6 giờ) và xấu nhất vào buổi chiều, lúc 18 – 20 giờ. Ngoài ra, trong thực tế còn sử dụng một phương thức thông tin dựa vào sự khuếch tán sóng trong các miền cực quang. Trường hợp này, cả hai anten thu, phát đều hướng về bắc cực và khi có cực quang xuất hiện, nhờ vào sự khuếch tán sóng ở các đám mây điện tử mà có thể tiến hành thông tin. Với loại đường liên lạc kiểu này, cự ly thông tin có thể đạt tới trên 1000 km và anten cũng không yêu cầu có tính phương hướng thật cao. Kết luận chương: Trong chương này, chúng ta đề cập tới vấn đề đặc điểm cơ bản truyền sóng trong tầng đối lưu, truyền sóng trong tầng điện ly, truyền sóng của các dải sóng và tính toán đường liên lạc sóng ngắn. Trong đề tài này chỉ đề cập chủ yếu đến hai băng sóng mét và đề ci mét. Hai băng sóng này được dùng chủ yếu vào việc truyền hình, ra đa, phát thanh điều tần, thông tin cự ly lớn. CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ MÔ HÌNH THÔNG TIN VÔ TUYẾN CHUYỂN TIẾP SÓNG CỰC NGẮN š@&?› BẢN ĐỒ TỈNH NINH BÌNH 4.1.Tình hình chung. 4.1.1. Thực trạng địa phương áp dụng mô hình. Tỉnh Ninh Bình sau khi tái lập năm 1992, hiện nay có 08 đơn vị hành chính gồm: 01 thành phố, 01 thị xã và 6 huyện. Là tỉnh có địa hình khá phức tạp về địa lý. Thống kê thiên tai cho thấy từ năm 1992 đến nay đã có trên 20 cơn bão ảnh hưởng trực tiếp đến địa bàn Ninh Bình, trong đó có nhiều cơn bão mạnh. Tình trạng lũ lụt sảy ra thường xuyên do có tuyến sông Hoàng Long chảy qua, khi có mưa to lượng trên 100mm, nước từ thượng nguồn chảy về qua sông Hoàng Long đổ ra sông Đáy, do sông Hoàng Long nhỏ nên nước dâng nhanh, trong các huyện có sông Hoàng Long đi qua, huyện Gia Viễn và Nho Quan là 2 đơn vị chịu ảnh hưởng nhiều nhất, khi nước sông Hoàng Long dâng cao lên báo động cấp IV, để đảm bảo an toàn cho đê ta phải phá đê xả lũ. Tỉnh đã có Ban chỉ huy phòng chống lụt bão, nằm trong UBND tỉnh. Qua tìm hiểu được biết, công tác chỉ huy chỉ đạo trong những lần triển khai công tác phòng chống lụt bão, UBND tỉnh chưa có một mạng vô tuyến đàm thoại riêng cho lĩnh vực này. Khi triển khai phương án phòng chống lụt bão, tìm kiếm cứu nạn, Công tác chỉ huy thông tin chủ yếu dựa trên mạng thông tin của Ngành công an và mạng thông tin quân đội. Việc phối hợp thiết bị gặp nhiều khó khăn do thiết bị thông tin khác chủng loại, trên cơ sở đó cần thiết tổ chức một mô hình thông tin riêng phục vụ cho công tác phòng chống lụt bão, tìm kiếm cứu nạn. Dưới đây là kết quả thực nghiệm tại địa bàn Nho Quan và Gia Viễn. từ kết quả thực nghiệm cho thấy, nếu 2 điểm liên lạc cách nhau cự ly ngắn thì có thể đàm thoại trực tiếp với nhau. Song nếu điểm liên lạc ở cách xa nhau (khoảng 6km) thì liên lạc trực tiếp nhiều khi không thực hiện được do địa hình phức tạp, tầm nhìn bị che khuất. Trong khi đó việc liên lạc giữa máy cố định đặt tại trung tâm và các máy cơ động khác có thể liên lạc rất tốt ở những cự ly xa hơn. Vì vậy, nếu thông qua bộ chuyển tiếp thì bán kính hoạt động được giữa hai điểm máy thu – phát được tăng lên rất nhiều. Trên cơ sở đó ta có thể lập được một mạng liên lạc rộng thông qua thiết bị chuyển tiếp. 4.1.2. Các mô hình thông tin vô tuyến chọn lọc. 4.1.2.1. Mô hình vô tuyến điểm – điểm Thông tin vô tuyến trực tiếp là liên lạc giữa các thiết bị thu-phát với nhau, cự ly liên lạc phụ thuộc vào công suất thiết bị, chiều cao an ten và tần số công tác. Ta tính được cự ly liên lạc tối đa dựa trên các thông số, từ đó có quyết định cho mô hình thông tin phù hợp địa bàn cần thiết kế. Mô hình thông tin điểm điểm không đòi hỏi yêu cầu cao, các thiết bị thu phát đàm thoại có cùng tần số công tác có thể bắt tay nhau và thực hiện cuộc thoại thông thường. ( minh họa hình 4.1) Bán kính vùng phủ sóng giữa 2 máy cầm tay Cự ly liên lạc giữa máy cố định và cầm tay thông suốt Cự ly liên lạc giữa 2 thiết bị cầm tay Đường liên lạc một chiều Hình 4.1: Mô hình vô tuyến điểm –điểm Máy cố định - Mô hình thông tin điểm – điểm thích hợp với yêu cầu đơn tuyến, phối hợp hạn chế. - Phối hợp nhiều loại máy, hãng sản xuất cùng chức năng đàm thoại, có cùng dải tần số công tác. 4.1.2.2 Mô hình vô tuyến điểm - đa điểm. Mạng thông tin vô tuyến điểm – đa điểm, giống như mạng điểm – điểm ở chỗ có thể sử dụng nhiếu loại thiết bị có chức năng đàm thoại và cùng dải tần số công tác, nhưng số trạm nhiều hơn. (Minh họa hình 4.2) C2 C1’ C1’’ C1 C1”” TRẠM GR500 Hình 4.2: Mô hình vô tuyến điểm - đa điểm C3 C4 Hình 4.3: Mô hình thông tin đa điểm Ghi chú: C1…C4 là trưởng các mạng nhỏ C1’, C2’… thuộc sự quản lý của các chỉ huy mạng nhỏ Đường liên lạc 2 chiều thông qua trạm Đường liên lạc 2 chiều giữa các điểm Phạm vi phủ sóng theo nhóm riêng rẽ 4.1.2.3 Mô hình thông tin đa điểm ( Thông tin chuyển tiếp) Mô hình liên lạc kết nối một trạm chuyển tiếp phủ sóng bộ đàm 2 chiều trên một địa bàn rộng, thông qua một phần mềm quản lý các trạm và máy lẻ. (Minh họa hình 4.3 ) - Các máy lẻ thông qua trạm kết nối nhau trên một khu vực nằm trong bán kính vùng phủ sóng của trạm chuyển tiếp, Cự ly liên lạc phụ thuộc vào độ cao an ten trạm chuyển tiếp với độ cao an ten các máy lẻ và công suất thiết bị tham gia mạng. - Với điều kiện thiết bị hiện nay, thông qua thiết lập một mạng chuyển tiếp ta có thể tổ chức nhiều hình thức liên lạc khác nhau, tùy thuộc vào quyền của quản trị mạng lập trình qua các phần mềm ứng dụng. 4.1.3. Khảo sát thiết bị. 4.1.3.1 Tần số công tác. Dựa theo tài liệu tìm hiểu từ các văn bản của Ủy ban tần số VTĐ về việc ban hành Qui định phân chia băng tần giữa Dân sự, An ninh, Quốc phòng. Ngày 9/8/2000 Ủy ban tần số VTĐ có Quyết định số: 92/2000/QĐ-UBTS qui định phân chia băng tần tư 9Khz – 3000Khz và Quyết định số 128/2002/QĐ – UBTS ngày 15/7/2002 về việc phân chia băng tần 30MHz – 100MHz. Dải tần số công tác cho loại thiết bị tìm hiểu phải nằm ngoài dải tần số qui định trên, các thiết bị đưa vào thiết kế đang sẵn có trên thị trường loại có tần số công tác nằm trong dải sóng VHF từ 147MHz – 170MHz. 4.1.3.2 Đặc tính kỹ thuật Để thiết lập một mạng thông tin chuyển tiếp, đáp ứng được nhiều hình thức liên lạc khác nhau, qua khảo sát thị trường, trên cơ sở các chỉ tiêu kỹ thuật nhiều hãng đã cho ra đời các sản phẩm bộ đàm có rất nhiều ưu việt, trên thị trường Việt Nam hiện có các sản phẩm bộ đàm của HYT –Trung Quốc. Hãng Môtôro la của Mỹ… Trong đó Môtôrola đã nghiên cứu cho ra đời sản phẩm thiết bị thông tin hai chiều kỹ thuật số, có thể đáp ứng khả năng liên lạc vượt trội. Trong điều kiện hiện tại, mô hình thông tin chuyển tiếp ứng dụng cho công tác phòng chống lụt bão, tìm kiếm cứu hộ cứu nạn ở mức độ nhất định, do vậy thiết bị chọn cho thiết kế là loại bộ đàm thông thường của Hãng MOTOROLA loại GM300; GP300; trạm GR500. Dải tần số công tác từ 145Mhz – 170Mhz. 4.1.3.3.Các tiêu chuẩn thông tin vô tuyến. Bảng 4.1: Bảng các tiêu chuẩn thông tin vô tuyến (trang 87) 4.1.4. Giới thiệu về thiết bị máy bộ đàm GM300 4.1.4.1. Giới thiệu. Các mode của Serrie GM300. (trang 88) Các tính năng cơ bản của GM300 16 kênh. Cấu hình cơ bản của GM300 Bảng 4.1: Bảng các tiêu chuẩn thông tin vô tuyến Tiêu chuẩn Mạng Dịch vụ ứng dụng IRIDIUM INMARSAT Thông tin di động vệ tinh quỹ đạo thấp. Thông tin vệ tinh. Công cộng Thoại/ dữ liệu Thông tin đường trục/đầu cuối. Điểm –điểm, di động toàn cầu. Nơi các phương tiện thông tin khác không đáp ứng. CT2 CT3/DTC 900 DECT Điện thoại kéo dài thế hệ 2. Điện thoại kéo dài thế hệ 3. Điện thoại kéo dài tiêu chuẩn Châu Âu. Công cộng Thoại Di động cá nhân phạm vi hẹp. Văn phòng ,cơ quan, nơi công cộng. DCS 1800/PCN/ GSM CDMA AMPS/TACS Điện thoại di động số (tương tự như GSM) Điện thoại di động số GSM. Điện thoại di động số trải phổ (mỹ) Điện thoại di động tương tự (mỹ/châu âu) Công cộng Thoại/ dữ liệu Di động cá nhân phạm vi rộng. Thông tin cho văn phòng, thương mại, kinh doanh, dân sự MPT 1327 APCO -16 TETRA APCO -25 Tiêu chuẩn bộ đàm tương tự (C.Âu). Tiêu chuẩn bộ đàm tương tự (Mỹ) Bộ đàm chung kênh số (C.Âu) Bộ đàm chung kênh số(Mỹ) Công cộng Thoại/ dữ liệu Thông tin nhóm, phục vụ hoạt động chỉ huy, điều hành an ninh cảnh sát, chính phủ , cơ sở sản xuất dịch vụ. Bảng 4.2: CÁC MODE CỦA SERRIE GM300 Kiểu máy Công suất phát (w) Băng tần Serrie Quãng cách kênh Số kênh Băng tần phụ (MHz) Phiên bản Ghi chú M 0 3 GMC 00 D 1 A A Mobile 1-10 VHF Phổ thông 8CH-12,5 8CH UHF-403/420 3 4 20 C 2 10-25 UHF 8CH-20/25 16CH VHF-146/174 4 09 3 25-40 6CH-12.5 UHF-465/470 29 4 16CH-20/25 UHF-465/495 5 UHF-490/520 4.1.4.2.Những tính năng cơ bản Đặc tính bao trùm : Thiết kế cho thị trường trên toàn cầu Các chế độ 12,5/20/25/30KHz Độ nhạy thu tăng cường Các chế độ công suất phát khác nhau Có các chế độ quét kênh khác nhau và kênh ưu tiên Nhiều mã để phân biệt riêng Có các chế độ tín hiệu riêng (Signalling) Theo tiêu chuẩn quân sự Mil Spec 810CDE-IP54 Áp suất thấp ,nhiệt độ cao/thấp ,dưới nắng/mưa Độ ẩm, sương muối, bụi, rung, sóc Dễ sử dụng Các phím đều chống bụi Hiển thị bằng LED 2 kí tự và các LED chỉ thị Dùng kí hiệu quốc tế Có hạn chế thời gian phát Sử dụng nhiều ứng dụng khác nhau. Cấu hình sử dụng cơ bản của GM300 Cơ động trên xe ô tô Cố định Ghép trong trạm gốc/trạm lặp. 4.1.5.Cấu hình trạm GR500 (REPEATER STATION) 4.1.5.1.Thiết bị chọn lắp đặt. a.Nguồn 110/220 VAC b.Bộ điều khiển i50R (Basic Intercomnec Repeater Control –Bộ chuyển tiếp không chọn lọc). ZR320 (Selective Calling Interface – Điều khiển kết nối cuộc gọi có chọn lọc) Không phụ thuộc vào dải tần công tác của loại máy là UHF hay VHF. ZR330 ( Remost Telephone Interface) Giao diện điện thoại từ xa. Rick : ( Repeater Interface Componenlt) Bộ chuyển đổi tần số UHF – VHF c. Máy bộ đàm thu – phát GM300 (có thể là loại VHF hay UHF). d. Bộ DUPLEX. e.Quạt thông gió. f.Anten trạm : VHF : TDD7544A UHF : TDE7260 4.1.5.2.Thiết bị lắp đặt. a.Tên thiết bị. Máy bộ đàm thu – phát GM300 : 02 bộ Chuyển đổi U – V (Rick) : 01 bộ ZR 320 : 01 bộ DUPLEX : 01 bộ Nguồn 110/220 VAC (ổn áp 13,8VDC) : 01 bộ Quạt 12 VDC Anten trạm Cáp cao tần Hộp đặt thiết bị b.Đặc tính kĩ thuật GM300. Dải tần công tác : VHF : 146 – 174 MHz (150 - 170MHz ) UHF : 438 – 470 MHz (450 - 470MHz ) Công suất phát : VHF ≈ 45W UHF ≈ 35W Độ nhạy máy thu : 0,22μV Điện áp làm việc : 13,6 VDC ± 20% Nhiệt độ làm việc : -250C → +650C c. Đặc tính cơ bản Đa kênh (16CH) Đa mã : TPL : Tone Prevate Line DPL : Digital Prevate Line CSQ : Carrier SQelch Có thể thay đổi mức công suất phát. Có kênh quét ưu tiên, không ưu tiên, kênh mã, không mã. Có chế độ TOT (Time Out Time) (bảo vệ chế độ cho máy phát – giờ ngắt tự động ) Báo nguồn yếu Khóa kênh bận Xóa kênh nhiễu Có chế độ DTMF (Telephone) Lập trình truy nhập vào – ra . Trạm GR500 nhìn từ phía trên xuống (trang 92) Trạm GR500 nhìn từ trên phía sau xuống (trang 93) Hình 4.4: Trạm GR500 nhìn từ phía trên xuống Hình 4.5: Trạm GR500 nhìn từ trên phía sau xuống 4.2.Thiết kế mô hình thông tin vô tuyến chuyển tiếp sóng cực ngắn. 4.2.1. Cấu hình mạng . Máy cầm tay I Máy cầm tay IV Máy cầm tay III Máy cầm tay II Trạm chuyển tiếp Máy cầm tay … Máy cầm tay V Hình 4.6: Sơ đồ mạng thông tin vô tuyến chuyển tiếp Ghi chú: Đường thông tin 2 chiều thông suốt Đường thông tin 2 chiều hạn chế do khoảng cách Thông qua trạm chuyển tiếp khoảng cách LL được tăng lên rất nhiều 4.2.1.1 Yêu cầu: Liên lạc thông suốt tại nhiều vị trí địa lý phân tán, trên một khu vực rộng với các rào cản vật lý. 4.2.1.2. Qui mô xây dựng mạng. 01 máy cố định đặt tại Trung tâm chỉ huy UBND tỉnh 01 Trạm chuyển tiếp đặt tại UBND huyện Nho Quan 01 Trạm chuyển tiếp đặt tại UBND huyện Gia Viễn 01 Trạm chuyển tiếp đặt tại UBND Thị trấn Bình Minh huyện Kim Sơn. 01 máy cố định đặt tại UBND huyện Kim Sơn. 06 máy cơ động lắp trên xe ô tô của các đồng chí lãnh đạo tỉnh và các huyện. 30 máy cầm tay cho các địa bàn trọng điểm Với mô hình này ta có được: Cho phép kết nối nhiều trạm chuyển tiếp. Tại một trạm đơn hoặc thông qua nhiều khu vực, tạo lập tức thì một mạng liên lạc nội bộ đáng tin cậy với vùng phủ sóng rộng. Thành viên trong các khu vực có thể chia sẻ thông tin thoại. Thông tin thoại thông qua các thiết bị được bố trí phân tán ở các vị trí địa lý . Loại bỏ rào cản vật lý như tòa nhà, rừng, núi cao, liên kết nhiều người sử dụng. Liên lạc tại hiện trường hay trên một vùng rộng từ cùng một bộ chuyển tiếp. 4.2.2. Thiết kế trạm - Cấu hình trạm GR500( REPEATER STATION) 4.2.2.1 Thiết bị Nguồn 110/220 VAC( ổn áp 13,8V VDC) Bộ điều khiển I50R ( Basic Intercomnec Repeater Control – Bộ chuyển tiếp không chọn lọc) ZR320 ( Selective Calling Interface – Điều khiển cuộc gọi có chọn lọc) Máy bộ đàm GR300 Bộ Duplex Anten trạm VHF TDD7544A Quạt thông gió. 4.2.2.2 Đặc tính kỹ thuật Dải tần công tác Băng tần VHF 146- 174MHz(150 – 170MHz) Công suất phát: 45W Độ nhạy máy thu : 0,22V - Điện áp làm việc : 13,6VDC 20% Nhiệt độ làm việc: -250C -- +650C 4.2.2.3 Đặc tính cơ bản Đa kênh ( 16 kênh) Đa mã + TPL: Tone Prevate Line + DPL: Digital Prevate Line + CSQ: Carrier Sqelch Có thể thay đổi mức công suất phát Có kênh quét ưu tiên, không ưu tiên, kênh mã , không mã. Có chế độ TOT( Time Out Time) Báo nguồn yếu Khóa kênh bận Xóa kênh nhiễu Có chế độ DTMF (Telephone) Lập trình truy nhập vào ra. Trạm Repeater: Trong khối có 2 máy GM300, bộ điều khiển Repeater(thường là ZR320), khối nguồn, duplex. Bộ điều khiển chuyển tiếp: một số bộ điều khiển sau có thể dùng cho trạm GR500. + Bộ điều khiển cơ sở: RICK + Bộ điều khiển chuyển tiếp toàn mạng nhiều âm: ZR310 + Bộ điều khiển kết nối cơ sở: i50R + Bộ điều khiển chuyển tiếp khu vực: i20R + Bộ điều khiển kết nối cuộc gọi nhanh: i750R + Bộ điều khiển kết nối cao cấp: ZR340 + Bộ điều khiển kết nối cuộc gọi có lựa chọn: ZR320 + Giao diện điện thoại/vô tuyến : ZR330 + Bộ thích ứng âm tone ở xa : TRA100R + Khả năng tương thích với các máy cơ động Ưu điểm nổi trội của GR500 + Khả năng mang vác + Khả năng gắn tường + Giành riêng khoảng không gian trong khối cho tùy chọn giao diện chuyển tiếp. + Quạt: có quạt quay với tốc độ ổn định 4.2.3. Thiết kế cột anten Vị trí của trạm vô tuyến chuyển tiếp (RS: Radio Station) được tính toán xây dựng trên cơ sở khảo sát tổng thể mặt bằng xung quanh, chiều cao anten cho trạm đảm bảo cao hơn những công trình kiến trúc xung quanh, đường thông tin thường tạo ra các sóng đa đường, các sóng này là nguyên nhân của hiện tượng pha đinh sóng ngắn. Để đảm bảo chất lượng kênh thông tin phù hợp yêu cầu, hiệu ứng pha đinh cần phải được xem xét và trong tính toán cần phải có độ dự trữ thích hợp, đồng thời nhiễu cũng phải được tính toán xem xét. Với hệ thống chuyển tiếp sóng cực ngắn, tất cả các kênh lên đều chung tần số, tín hiệu tới bộ thu là tổng hợp của các nguồn, trong quá trình sử dụng sẽ xuất hiện những tín hiệu không mong muốn. Do vậy trong quá trình tính toán thiết kế xây dựng ta cần chú ý đến các vấn đề sau: Chiều cao thiết kế Mặt bằng lắp đặt Kết cấu cột Hệ thống tiêu sét 4.2.3.1 Chiều cao. Chiều cao cột được thiết kế dựa trên bán kính hoạt động của các ID (Máy cơ động), khả năng cường độ trường chuyển tới anten trạm, lấy mức nhỏ nhất mà khả năng máy phát có thể truyền tới, trên thực tế địa hình phức tạp, cũng như khi thực tế diễn ra hoạt động của trạm là thời tiết xấu( mưa do bão, lũ), trong tính toán chiều cao cột ta phải có đủ các thông số có ảnh hưởng đến truyền sóng cực ngắn. Ngoài các thông số kỹ thuật, nếu cột có chiều cao đến 50m, ta còn phải chú ý đến việc cấp phép xây dựng do qui định chiều cao tối đa mà văn bản Không lưu ( Hàng không Việt Nam) áp dụng cho các vùng. Để có thể xác định được độ cao cần thiết một cách tương đối, ta có thể áp dụng công thức giao thoa của VanDersky đưa ra 1922. Eh = h1: Chiều cao an ten trạm h2: Chiều cao an ten máy cơ động( máy cầm tay). Ví dụ: Giả sử thiết kế chiều cao an ten trạm dựng tại trung tâm có h = 15m, máy cơ động cách trạm 15Km, công suất máy là 4,5w, tần số làm việc là 145.500Mhz, địa hình được coi là gồ ghề ít dốc. Chiều cao an ten máy cơ động là 1,5m. Tính cường độ trường đưa đến điểm thu. Dựa vào công thức đã nêu ta có thể tính được cường độ trường đưa đến điểm thu an ten trạm, với độ nhạy là 0,22V, ta hoàn toàn có thể thiết lập được một kênh thông tin tốt theo yêu cầu. 4.2.3.2.Mặt bằng xây dựng: Trong điều kiện thực tế với cột an ten dây co, căn cứ chiều cao đã xác định, vị trí các móc co, các chân cột phải đảm bảo bằng 1/3 chiều cao cột là đủ điều kiện, tuy nhiên ta phải tính thêm các yêu cầu: + Không làm thay đổi kết cấu hạ tầng cơ sở nơi xây dựng + Chịu được biến động thiên tai mức cao nhất theo tính toán. + Không làm ảnh hưởng đến các hoạt động khác đã có(hoặc đang trong qui hoạch ). + Gần nguồn điện. 4.2.3.3. Kết cấu cột Từ chiều cao đã tính , dựa vào lượng thiết bị treo trên cột ta, mức độ biến động thiên tai dự báo, kinh phí cấp cho dự án ta hoàn toàn có thể đưa ra quyết định mẫu thiết kế phù hợp với yêu cầu đặt ra. Các mẫu cột đang được xây dựng của các nhà mạng viễn thông hiện nay: Cột tự đứng: Tối thiểu có chiều cao h = 60m. Cột dây co (300Cm x 300Cm- 500Cm x 500Cm): h 50 mét. Cột tròn dây co: h 20m. 4.2.3.4. Hệ thống tiêu sét Để đảm bảo an toàn cho các thiết bị lắp đặt trên cột cũng như an toàn cho cột an ten hoạt động, ta nhất thiết phải có hệ thống chống sét hiệu quả, đặt vấn đề thiết kế hệ thống tiêu sét trong mạng viễn thông, ta phải tìm hiểu các vấn đề sau: Nguồn gốc bản chất của sét : Sét là hiện tượng phóng tia lửa điện (chớp) xảy ra trong tầng điện ly của khí quyển kèm theo tiếng nổ vang kéo dài (sấm). Sét xảy ra do sự tích điện giữa các đám mây, dông. Tác hại của sét : Sét đánh trực tiếp Sét đánh lan truyền và cảm ứng điện từ Các yếu tố ảnh hưởng đến dòng sét : Ngày dông trung bình trong năm Điện trở suất của đất và nước. Phòng chống sét cho công trình viễn thông : Mục đích –yêu cầu : Để ngăn chặn và làm giảm thấp thiệt hại do sét gây ra. Thu dẫn và tiếp đất cường độ sét đánh trực tiếp, lan truyền hay cảm ứng điện từ xuống đất một cách an toàn và nhanh nhất, với thời gian < 2μs và điện trở của hệ thống chống sét chuẩn phải đạt < 10Ω. Chống sét bảo vệ các công trình viễn thông : 1. Các cấp chống sét : Cấp đặc biệt : Bao gồm các công trình nằm ở vùng có 3 yếu tố là : Số ngày dông > 100 ngày/năm. Điện trở suất > 100Ωm Các công trình viễn thông xây dựng lại ở nơi chống sét. Cấp thông thường : gồm các công trình nằm ở vùng có 2 yếu tố là : Số ngày dông ≤ 100 ngày/năm. Điện trở suất ≤ 100Ωm 2. Qui định tiêu chuẩn chống sét bảo vệ trung tâm trạm, đài viễn thông –vô tuyến. Đối tượng của công trình viễn thông cần được bảo vệ. Con người làm việc. Thiết bị trang bị trong công trình. Nguồn điện cung cấp. Các thiết bị phụ. Hệ thống anten. Cột/cáp, phi đơ, anten Cực thu sét có 3 loại : Kim chống sét Franklin. Quả cầu Dynasphere. Interceptor . Hệ thống chống đánh sét trực tiếp bao gồm : Kim chống sét Franklin. Dây thoát sét Kết cấu đỡ Tiếp đất Các qui định với kim thu sét Franklin - Kim thu sét Franklin: Là loại thu sét cổ điển thụ động - Thường áp dụng cho công trình viễn thông, trạm, đài có chiều cao h ≤30m bằng cột thu sét với góc bảo vệ α ≤ 300 - Góc α là góc tạo bởi chiều cao của cột anten kể cả kim thu sét với đường sinh của hình nón úp. Cho phép chúng ta sử dung 2 đến 3 cột thu sét để đảm bảo an toàn cho cả khu vực của công trình viễn thông. 3.Các yêu cầu cho hệ thống tiêu sét trạm chuyển tiếp: - Kim thu sét Franklin : - Dây dẫn sét: Với cột có chiều cao< 60m, dây dẫn cần có đường kính đạt6, điện trở dây R<0,5Ω. - Điện trở tiếp đất <10 Ω. - Thời gian tiêu sét < 2s Việc tính toán thông số điện trở đất dựa trên thực địa nơi xây dựng, điện trở đất được tính theo công thức: R = Trong đó: Điện trở đất l: Chiều dài cọc d: Đường kính của cọc đóng h: Khoảng cách từ mặt đất đến cọc Các thông số điện trở đất được tính theo bảng sau: Bảng 4.3: các thông số điện trở đất Than bùn : 25m Đất đen : 50 m Đất sét : 60m Đất sét pha : 80m Cát pha : 300m Cát ẩm : 500m Đất đá : 1000m Kết luận chương: Trong chương này đã giới thiệu khái quát về thực trạng tình hình địa phương nơi em sinh sống, một số mô hình thông tin vô tuyến chuyển tiếp được áp dụng trong công tác phòng chống bão lụt và cứu hộ cứu nạn của địa phương. Từ thực trạng thực tế của địa phương mà tìm ra mô hình phù hợp và các thiết bị cần thiết để xây dựng mô hình đó để áp dụng một cách hiệu quả nhất trong công tác phòng chống bão lụt và cứu hộ cứu nạn của địa phương.thiết Mô hình được thiết kế là mô hình thông tin vô tuyến chuyển tiếp sóng cực ngắn (cấu hình trạm GR500) với những vấn đề như cấu hình mạng, qui mô xây dựng, mặt bằng xây dựng, thiết kế cột anten áp dụng công thức giao thoa của VanDersky đưa ra 1922. CHƯƠNG 5: KHAI THÁC VÀ BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG CHUYỂN TIẾP š@&?› 5.1.Khai thác nhân lực. 5.1.1.Nhân lực quản lý. Nhân lực quản lý hệ thống được xem như là một khâu rất quan trọng trong quá trình khai thác hệ thống một cách hiệu quả. Nhân lực quản lý là người đảm bảo quá trình hoạt động của hệ thống luôn được liên tục, theo kịp những yêu cầu mà thực tế nảy sinh. Nhân lực quản lý được đề cập đến các đối tượng : Người quản lý về thiết bị (hình thức giám sát tình trạng hoạt động cụ thể của trạm). Quản lý kỹ thuật, quản lý tần số hoạt động của toàn mạng. a.Quản lý thiết bị. Đây là nội dung công việc mà người quản lý thiết bị luôn luôn phải để ý, giám sát. Thiết bị phải luôn được đặt trong tình trạng hoạt động một cách tốt nhất theo đúng nghĩa. Nội dung đó là: đảm bảo nguồn nuôi luôn đầy – luôn ổn đinh kể cả khi thiên tai xảy ra (với ắc qui dự phòng). Máy hoạt động trong môi trường tốt (độ ẩm, mưa , nắng…). Thiết bị đáp ứng đủ yêu cầu công việc đặt ra. b.Người quản lý mạng, quản lý tần số. Yêu cầu đối với người quản lý này là phải nắm vững các đặc tính kỹ thuật của từng loại thiết bị, là người chịu trách nhiệm thiết lập các kênh thông tin, cách tổ chức mạng thông tin cho toàn bộ lực lượng công an tỉnh. Nghiên cứu các giải pháp một cách cụ thể ,các phương án khả thi cho hoạt động trên lĩnh vực viễn thông, nắm bắt chính xác các diễn biến trong tổ chức liên lạc, để có thể thay đổi phương thức liên lạc một cách hiệu quả nhất cho từng thời điểm cụ thể mà kênh thông tin yêu cầu. Các kênh thông tin được thiết lập được dựa trên khoảng tần số được phép khai thác, việc tránh chồng chéo (gây can nhiễu) chính là xuất phát từ sự điều hành hệ thống của người quản lý mạng. Cũng trên cơ sở đó, đối với các mạng thông tin của đơn vị bạn liền kề, phải cùng trao đổi thống nhất, tránh làm ảnh hưởng hoạt động của nhau. 5.1.2.Nhân lực sử dụng hệ thống (cán bộ khai thác hệ thống). Đối với nhân lực sử dụng hệ thống được đề cập đến các đối tượng chính sau : Cán bộ kỹ thuật viễn thông. Cán bộ trực tiếp khai thác thiết bị. 5.1.2.1.Cán bộ kỹ thuật viễn thông. Ngoài việc nắm bắt được đặc tính kỹ thuật của các thiết bị đang khai thác trong hệ thống thông tin chuyển tiếp sóng cực ngắn còn phải hiểu được hình thức tổ chức mạng. Cán bộ kỹ thuật là người trực tiếp thi công lắp đặt, xử lý các sự cố trong quá trình hoạt động. Cán bộ kỹ thuật còn phải nắm bắt kỹ thuật máy bộ đàm GM300 một cách kỹ lưỡng, trên cơ sở đó có thể cài đặt lập trình theo yêu cầu của người quản lý mạng đặt ra. Ngoài các công việc trên, cán bộ kỹ thuật là người trực tiếp làm công tác bão dưỡng thiết bị về mặt kỹ thuật, trong quá trình khai thác phải tập hợp được những vấn đề cần chú ý trong sử dụng để hướng dẫn cho cán bộ khai thác nắm bắt và sử dụng sao cho có hiệu quả tốt nhất. 5.1.2.2.Cán bộ trực tiếp khai thác thiết bị.. Đây là đối tượng mà hoạt động thường mang tính chất thời vụ. Do vậy, vấn đề sử dụng thiết bị hay gặp phải những sai sót do không tìm hiểu được những kỹ thuật trong sử dụng thiết bị, những kinh nghiệm trong quá trình thiết lập kênh thông tin, những hiện tượng mất sóng trong quá trình liên lạc. Vì vậy, đối với người sử dụng cần nắm bắt được : - Tính năng của các phím, tổ hợp, các đèn chỉ thị của loại máy được sử dụng. - Các thao tác cơ bản của quá trình sử dụng thiết bị, hình thức trao đổi trên phương thức liên lạc đặt ra. - Kinh nghiệm trong xử lý lỗi thường gặp trong liên lạc, khi mất sóng, báo lỗi kênh, các tín hiệu cảnh báo khác. - Kinh nghiệm bảo quản thiết bị luôn trong tình trạng hoạt động tốt nhất. Ngoài ra, người cán bộ khai thác còn là người có tính kỷ luật cao trong việc thực hiện các kỷ luật thông tin. 5.2.Khai thác thiết bị. Lập trình cho GM300. a. Phụ kiện: Máy tính: PC, Notebook. Cáp lập trình RIB: Bộ phối hợp chạy nguồn AC/DC, Pin 9,6V Dây tín hiệu: HKN9216 và HKN 9217 Máy GM300 có nguồn nuôi Thông số lập trình: Tần số máy phát( Tx) Tần số máy thu ( Rx) Mã thoại( PL/DPL), các tham số phụ Những tham số tín hiệu hệ thống SS( Sytem Singnaling) Danh mục quét và các tùy chọn Định nghĩa các phụ kiện đấu nối với GM300. Ví dụ về tham số lập trình cho một hoạt động mạng Lập trình cho GM300 Lập trình tần số thu phát Rx Frequency…..160.80000 (160,8MHz) Tx Frequency…..165.80000 ( 165,8 MHz) Phát thấp thu cao, lêch tần 5MHz Rx Squelch Type DPL ( Digital Prevate Line) Tx Squelch Type DPL ( Digital Prevate Line) Time Out Timer(s)…90( thời gian cho mỗi lần phát) Phone Signaling Sytem 01 Phone Signaling Name …DTMF-PHONE Pretime(s)..0,5 (Thời gian tính sau khi bóp tổ hợp thì tín hiệu được gửi đi). Tx Tone Duartion(ms) 101.4 ( thời gian phát của 1 ký tự) Tx Tone Interval (ms) 50.7( thời gian phát giữa 2 ký tự) Khai báo tín hiệu nhập trạm: Bảng 5.1: Khai báo tín hiệu nhập trạm ENTRY Diplay Phone 01 01 *47 Kết nối vô tuyến- vô tuyến 02 02 *049 Kết nối vô tuyến – Điện thoại 03 03 *49*90 Quay Telephone 04 04 #04#90 Ngắt telephone Khai báo công suất phát Công suất phát của máy GM300 được phân ra 100 mức ứng với mức đặt ta được công suất ra thích hợp: - Ví dụ với máy đặt trên xe cơ động nên đặt khaongr từ 60 – 70% công suất thiết kế . - Trạm cố định, trạm lặp căn cứ vào cự ly phủ sóng ta đặt công suất phát theo yêu cầu. Đặt hợp lý ta vừa tiết kiệm điện năng đồng thời ta kéo dài tuổi thọ của máy. Khai báo kênh quét ưu tiên, không ưu tiên Bảng 5.2: Khai báo kênh quét ưu tiên, không ưu tiên # Model 001 01 01 Pri 1 GM300 gồm 16 kênh, thứ tự ưu tiên quét chỉ dành cho kênh 01, 02 02 02 Npri 03 03 … … … … 16 16 Ví dụ về lập trình cho trạm GM500 (Trong phần này không nêu các tham số ngầm mặc định cho máy) Access Code :…0---9 : * mã truy nhập hệ thống (nếu mặc định là *) Deaccess Code :…# mã thoát khỏi hệ thống. Toll Restrict…99 Hạn chế số quay của ID đến điện thoại. Program Code…12320 - Độ dài của tham số ,với 12320 là mặc định. Rinh to Answer …1(1,3,5) – Sau số hồi chuông đặt thì trạm cho phép nhập số ID cần gọi. Disconnect on busy…Firt 20 sec - Tham số chọn : Never ;20’’ ; Always. Radio Time Out (s)…45” – Thời gian Z320 cho phép cuộc gọi liên tục khi không có tác động nào tới trạm. Có thể đặt 30”; 45” ; 60”. Call Limit (mint)…3 (3’;5’;10’) – Cho phép người sử dụng được tăng hoặc không tăng cuộc gọi khi nhấn phím *. Ring On Chanel…Until Answer – Chuông lặp cho đến khi Answer (có sự trả lời thí thôi). Có thể chọn Once wait hoặc Until Answer. Carrier Repeat…CSQ – Dùng chế độ chuyển tiếp ; nếu dùng chế độ điện thoại hoặc gọi chọn lọc thì để chế độ off. Answer Time (s)…45 – Thời gian cho phép một ID trả lời cuộc gọi. Dialing Mode….DTMF – Có chế độ quay số. Toll Restrict 1…Cấm quay đầu số của mạng điện thoại của ID Page Talk Time (s)…03 – Chọn thời gian cho nghe. Tx Hang Time (s)….3 – Thời gian giữ phát. Interconnec Mode…Full Duplex – Tùy chọn Hafl Duplex ; Full Duplex ; Simplex Vox ; Simplex Prekey. Tần số lập trình cho trạm sẽ ngược với các ID. Trong ví dụ về lập trình trên là phát cao – thu thấp. Tần số lập trình cho các máy lẻ là ngược với máy trạm. Trong ví dụ trên là phát cao – Thu thấp. 5.3.Bảo dưỡng. 5.3.1.Sử dụng pin cho máy bộ đàm Trong điều kiện hiện tại, mô hình thông tin chuyển tiếp ứng dụng cho công tác phòng chống lụt bão, tìm kiếm cứu hộ cứu nạn ở mức độ nhất định, do vậy thiết bị chọn cho thiết kế là loại bộ đàm thông thường của hãng MOTOROLA loại GM300; GP300; trạm GR500. Dải tần số công tác từ 145Mhz – 170Mhz. Dưới đây là hướng dẫn sử dụng pin cho loại máy bộ đàm của hãng MOTOROLA: Các loại pin thông dụng: bảng 5.3 Bảng 5.3: Các loại pin thông dụng NiCd NiMH Lithium Ion Mật độ năng lượng(Wh/kg) 55 72 135 Tuổi thọ 700 – 900 400 – 500 400 – 800 Thời gian sạc nhanh 1.5h 2 – 3 h 3 – 6 h Thất thoát năng lượng do quá trình tự phóng điện Trung bình Cao Thấp Điện thế mỗi cell 1.25 V 1.25 V 3.6 V Dòng tới Rất cao Trung bình Cao Yêu cầu phải xả pin hoàn toàn 30 ngày/lần 90 ngày/lần Không cần Chi phí cho pin Thấp Trung bình Cao Chi phí cho mỗi chu kỳ Rất thấp Thấp Trung bình Các thông số của pin Trạng thái của pin: bảng 5.4 và bảng 5.5 Bảng 5.4: Trạng thái của pin Mức độ pin Led chỉ thị Chỉ thị bằng ICON Mức cao Green 4 vạch Mức vừa Yellow 2 vạch hoặc 3 vạch Mức thấp Đèn đỏ sáng nhấp nháy 1 vạch Mức rất thấp Không sáng Không vạch nhưng nhấp nháy Bảng 5.5: Trạng thái của pin Mầu đèn Led Trạng thái Sáng nhấp nháy lóe lên hoặc green Nạp đã đầy Sáng nhấp nháy đèn đỏ Có thể không nạp Đèn vàng sáng nhấp nháy Bộ nạp đã đặt sẵn sàng cho nạp Màu đỏ Pin đang nạp Màu xanh sáng nhấp nháy Pin nạp được 90% Đèn xanh Green Pin đã nạp đầy Bảng so sánh ưu khuyết điểm của các loại pin: bảng 5.6 Bảng 5.6: Bảng so sánh ưu khuyết điểm của các loại pin NiCd NiMH Lithium Ion Ưu điểm - Tuổi thọ lâu - Chịu được việc sạc hoặc quá mức - Có khả năng sạc hoặc xả ở tốc độ cao. - Phạm vi nhiệt độ sử dụng rộng - Chịu hiệu ứng bộ nhớ thấp - Dung lượng cao hơn - Tuổi thọ trung bình - Mật độ năng lượng cao - Không có hiệu ứng bộ nhớ - Năng lượng thất thoát qua sự tự phóng điện rất thấp - Trọng lượng rất nhẹ Nhược điểm - Chịu ảnh hưởng của hiệu ứng bộ nhớ - Dung lượng thấp - Tuổi thọ ngắn hơn (30 – 70% của NiCd) - Khả năng hoạt động kém nếu sạc chậm - Năng lượng thất thoát qua hiện tượng tự phóng điện cao (gấp 2 lần so với Pin NiCd) - Không chịu được việc sạc hay xả quá mức - Chi phí cho Pin cao - Đòi hỏi phải có mạch an toàn trong pin - Đòi hỏi phải có phương pháp sạc mới - Thời gian sạc lâu hơn Khi sử dụng pin cần chú ý: Chỉ sử dụng những bộ sạc mà Motorola chấp nhận Giữ pin mới, Pin không sử dụng phải để nơi khô mát Sạc pin mới từ 14 – 16 tiếng trước khi sử dụng Sử dụng bộ sạc nhanh của Motorola để Pin trong bộ sạc thêm từ 1 – 2 tiếng sau khi đèn xanh sáng Không nên để máy hay Pin trong bộ sạc khi không sạc Không nên sạc pin khi pin chưa phóng điện hoàn toàn Không nên để một Pin đã sạc đầy vào bộ sạc với mục đích là tăng thêm dung lượng Chỉ dùng bộ sạc nhanh của Motorola chỉ loại pin NiCd. 5.3.2.Bảo dưỡng thiết bị thu phát. - Công suất phát: Có 2 cách để kiểm tra công suất phát + Dùng đồng hồ đo thông thường đo dòng điện khi ta nhấn giữ tổ hợp phát, trên cơ sở dòng chỉ định ta có thể tính được công suất máy phát đạt được, dựa vào đó ta có thể điều chỉnh theo mong muốn. Ví dụ khi đồng hồ đo báo 10A tức tương đương 55w… + Dùng đồng đo chuyên dụng, chỉnh theo tần số máy phát để đo công suất ra của máy. Độ sâu điều chế: 4,5 5KHz Lỗi tần số phát (sóng mang mỗi kênh 100Hz) Méo phi tuyến, 3% ( méo phát) Độ nhạy máy thu 0,22V Méo thu 5 7% 5.3.3.Bảo dưỡng cột liên kết hệ thống Bảo dưỡng dây co, các tăng đơ, bulon, khóa cáp Điện trở tiếp đất của hệ thống tiêu sét (> 5Ω) đối với hệ thống trạm, nếu không đạt ta phải gia cường thêm tiếp địa. Kiểm tra các khớp nối anten, dây phi đơ Kết luận chương: Trong chương này, chúng ta đề cập chủ yếu tới vấn đề khai thác và bảo dưỡng mô hình thông tin vô tuyến chuyển tiếp. Trong điều kiện hiện tại, mô hình thông tin chuyển tiếp ứng dụng cho công tác phòng chống lụt bão, tìm kiếm cứu hộ cứu nạn ở mức độ nhất định.Thiết bị phải luôn được đặt trong tình trạng hoạt động một cách tốt nhất theo đúng nghĩa, phải nắm vững các đặc tính kỹ thuật của từng loại thiết bị, thiết lập các kênh thông tin, cách tổ chức mạng thông tin. Trong quá trình khai thác phải tập hợp được những vấn đề cần chú ý trong sử dụng để hướng dẫn cho cán bộ khai thác nắm bắt và sử dụng sao cho có hiệu quả tốt nhất, nghiên cứu các giải pháp một cách cụ thể ,các phương án khả thi cho hoạt động trên lĩnh vực viễn thông, nắm bắt chính xác các diễn biến trong tổ chức liên lạc, để có thể thay đổi phương thức liên lạc một cách hiệu quả nhất cho từng thời điểm cụ thể mà kênh thông tin yêu cầu. Cán bộ kỹ thuật là người trực tiếp làm công tác bão dưỡng thiết bị về mặt kỹ thuật, trong quá trình khai thác phải tập hợp được những vấn đề cần chú ý trong sử dụng để hướng dẫn cho cán bộ khai thác nắm bắt và sử dụng sao cho có hiệu quả tốt nhất. Trong những năm gần đây, công nghệ kỹ thuật điện tử đã có những tiến bộ vượt bậc và ngày càng đa dạng, phong phú hơn. Ngành kỹ thuật điện tử ngày càng mang lại nhiều lợi ích thiết thực cho con người, thông tin vô tuyến mang lại cho con người những điều tưởng chừng như không thể, thông tin đã làm con người xích lại gần nhau hơn. Các thiết bị kỹ thuật đã chứng minh được tầm quan trọng của nó trong đời sống hàng ngày. Việc ứng dụng kỹ thuật điện tử vào cuộc sống hàng ngày càng nhiều, nghiên cứu kỹ thuật truyền tin là một việc làm thiết thực, nó giúp ta hiểu được kỹ thuật truyền sóng, những vấn đề nảy sinh khó khăn trong quá trình sử dụng các thiết bị. Trong công tác phòng chống bão lụt và cứu hộ cứu nạn thì thông tin liên lạc còn đóng một vai trò hết sức quan trọng khi mà vùng được ứng cứu còn gặp nhiều khó khăn. Từ việc học đến việc sử dụng những kiến thức đó vào thực tiễn một cách hiệu quả là cả một quá trình lâu dài và liên tục. Với người cán bộ kỹ thuật, thời gian cập nhật thông tin là thường xuyên. Việc ứng dụng kiến thức sao có hiệu quả trong công tác sau này chính là lòng biết ơn mà em mong muốn được gửi tới các thầy, cô đã dày công chỉ bảo. Đặc biệt em xin gửi lời cám ơn chân thành tới sự hướng dẫn tận tình của thầy Nguyễn Đình Luyện và sự hướng dẫn của Trung tá Trần Mạnh Huế -phòng thông tin công an tỉnh Ninh Bình- đã cung cấp một số tài liệu về công tác phòng chống bão lụt ở địa phương giúp em hoàn thành đồ án này. Cám ơn gia đình và bạn bè đã luôn ủng hộ, động viên em trong suốt thời gian học tập tại trường Đại học Qui Nhơn. Đề tài mà em báo cáo, đó chỉ là những hiểu biết ít ỏi được thu lượm từ những bài giảng trên lớp, những chỉ bảo tận tình của thầy, cô. Thông qua đề tài này, em hi vọng trong thời gian sắp tới, với công tác thông tin em sẽ đạt được những kết quả tốt nhất. Tuy vậy, vì những kiến thức còn hạn chế, những khó khăn trong quá trình thực hiện đề tài và hơn nữa là thiếu kinh nghiệm thực tế nên không tránh khỏi những sai sót, những hạn chế của cá nhân. Do vậy, em mong muốn tiếp tục nhận được những chỉ bảo của thầy, cô để đề tài của em có tính thực tế hơn và giúp em ngày càng hoàn thiện bản thân. Em xin chân thành cám ơn! Qui Nhơn, tháng 6, năm 2010 Sinh viên thực hiện Trần Thị Minh Hoa TÀI LIỆU THAM KHẢO Truyền sóng trong tầng điện ly Tác giả: Alpert I.L Nhà xuất bản “Nauka” năm 1972 Truyền sóng vô tuyến điện Tác giả: Chioornui F.B Nhà xuất bản “Soviet.Radio” năm 1972 Anten – Fider và truyền sóng vô tuyến điện Erokhin G.A, Chernuser O.V, Kozurev N.D, Kocherzevski V.G Nhà xuất bản “Radio $ Sviaz ” năm 1996 Trường và sóng điện từ Tác giả: Phan Anh (dịch từ tiếng Nga) Nhà xuất bản “ĐH và THCN” năm 1982 Xử lý tín hiệu và lọc số Tác giả: Nguyễn Quốc Trung Nhà xuất bản giáo dục Nghiên cứu truyền sóng tầng đối lưu ở Việt Nam Tác giả: Phan Anh (chủ nhiệm) Nhà xuất bản “Đại Học Quốc Gia Hà Nội” Trường điện tử và truyền sóng Tác giả: GSTS KH Phan Anh Nhà xuất bản “Đại Học Quốc Gia Hà Nội” Lý thuyết và kỹ thuật anten Tác giả: GSTS KH Phan Anh Nhà xuất bản “Đại Học Quốc Gia Hà Nội” Cơ sở lý thuyết truyền tin Tác giả: Đặng Văn Chuyết (chủ biên) Nhà xuất bản giáo dục 1998