luận án tốt nghiệp Thiết Kế Tuyến Viba Số 62 PHẦN II THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN TUYẾN TRUYỀN DẪN VIBA SỐ THỰC TẾ . luận án tốt nghiệp Thiết Kế Tuyến Viba Số 63 Do thực tế ngày nay nghành Viba số là một trong những nghành được đào tạo tại Trường Bưu Chính Viễn Thông. Trung tâm hiện đang có một hướng xây dựng một hệ thống thực tập cho sinh viên theo học nghành này. Bởi vì ngoài học lí thuyết trên lớp các sinh viên cần phải thực hành để biết cách thức hoạt động, điều khiển hệ thống Bên cạnh bắt gặp những hư hỏng, sự cố, tìm cách giải quyết khắc phục. Các thiết bò máy phát, máy thu để xây dựng tuyến Viba đã có sẵn ở trung tâm, nên việc thiết kế một hệ thống có thể thực hiện. Dựa trên nhu cầu đó và phần lí thuyết thiết kế tuyến truyền dẫn Viba số ở phần II nhóm thực hiện tiến hành tính toán về thiết kế thử một tuyến truyền dẫn thực tế nối hai trung tâm I và II của Trường Bưu Chính Viễn Thông. Quá trình tính toán thiết kế gồm các bước sau: Giới thiệu thiết bò sử dụng Bước 1 : Nghiên cứu dung lượng đòi hỏi Bước 2 : Chọn băng tần vô tuyến để sử dụng Bước3 : Sắp xếp các kênh RF Bước 4 : Quyết đònh các tiêu chuẩn thực hiện Bước 5 : Chọn vò trí và tính toán đường truyền Bước 6 : Cấu hình hệ thống Bước 7 : Sắp xếp bảo trì Bước 8 : Các tiêu chuẩn kỹ thuật Bước 9 : Lắp đặt đo thử và bảo trì . luận án tốt nghiệp Thiết Kế Tuyến Viba Số 64 GIỚI THIỆU THIẾT BỊ SỬ DỤNG RMD1504 Thiết bò sử dụng cho tuyến Viba số là RMD1504 (Radio Microware Digital 1504) hiện nay đang có ở trung tâm II. Nó là một thiết bò rất gọn, nhẹ dễ dàng bảo quản và cất giữ sử dụng rộng rãi cho các trạm Viba điểm nối điểm, cấu hình của nó có thể là không dự phòng hoặc có dự phòng, không phân tập hoặc có phân tập. Một cấu hình không dự phòng RMD 1504 có các bộ phận sau đây: - Máy phát MRD 1504 2M71421 - Module khuếch đại công suất 1B71424 - Module kích thích 2B71426 Board mạch in tập hợp các băng gốc phát 2B71430 - Máy thu RMD1504 2B71431 Bộ chuyển đổi (Module chuyển đổi 1B71434) - Module trung tần 2B71437 - Board mạch in tập hợp các băng gốc thu 2B71440 - Board mạch in tập hợp hiển thò 1B71444 - Bộ trộn 1B71445 - Các phụ kiện Thiết bò RMD 1504 có một số đặc điểm sau:  Độ lợi hệ thống cao Công suất ra máy phát, ngưỡng máy phát và tổn thất bộ trộn đã được tối ưu hóa để có độ lợi hệ thống cao nhất, cho phép độ tin cậy vận hành cao, cho các đường truyền khá dài và đường truyền bò ngăn trở.  Công suất tiêu thụ thấp Công suất thụ của thiết bò thấp và mức RF của ngõ ra có thể điều chỉnh được cho ta sự tiêu thụ năng lượng thấp nhất có thể sử dụng cho các trạm dùng năng lượng mặt trời.  Ngưỡng hoạt động của nguồn cung cấp lớn. Mỗi máy thu RMD sẽ hoạt động với nguồn cung cấp từ 20v đến 60v một chiều và không phải thay đổi các modul.  Kế hoạch điều chế hiệu qủa Sử dụng phương pháp điều chế OQPSK vì nó rất hiệu qủa có phổ phát hẹp, có thể giảm thiểu giao thoa cho các dòch vụ kế cận, Mức ngưỡng nhỏ và độ nhiễu trừ tạp âm đồng kênh cao.  Đa dòch vụ và các kênh Mỗi máy phát RMD được trang bò với các dòch vụ đã được điều chế 600 ohm một cách độc lập cùng các kênh giám sát.  Kết cấu dạng modul. Tất cả các module có diện tích cho phép mà khong ohải đóng lại khung. Tần số RF được đặt lại một cách đơn giản bằng các công tắc nối tiếp có thể điều chỉnh được bằng vít vặn. . luận án tốt nghiệp Thiết Kế Tuyến Viba Số 65  Kiểm soát lỗi tổng hợp. Trạng thái vận hành được kiểm tra bằng cách điểm thử và các panel hiển thò ở mặt trước cho phép tách biệt và sửa lỗi nhanh. Các công tắc chuyển tiếp do đo lường từ xa.  Cấu hình lắp đặt trạm. Trạm không dự phòng Độ tin cậy RMD cho phép nó sử dụng như là một máy phát và máy thu duy nhất ở một vò trí mà không cần thiết bò dự phòng. Trong trường hợp có hư hỏng các cấu trúc dạng module với các bộ phận theo dõi bên trong cho ta một thời gian trung bình để sửa chữa rất nhanh cấu trúc của một trạm không dự phòng như sau: Bộ trộn Hình 3-1 Trạm không dự phòng Để có độ tin cậy của hệ thống cao nhất mỗi trạm RMD có thể được dùng hệ thống dự phòng để cho dự phòng nóng. Một trạm dự phòng nóng có máy phát và máy thu chính là dự phòng. Tất cả chúng đều hoạt động được và được theo dõi, khi máy chính bò hư máy dự phòng được chuyển mạch để thế chỗ máy chính máy phát được tách ra bởi bộ ngăn cách ngõ ra của nó và máy ra được nối bởi một bộ tách 3dB Các máy phát và máy thu tiếp tục được theo dõi và được điều khiển bởi một bộ phận chuyển mạch bảo vệ PSD. Trong trạm dự phòng ấm(Warm standby), các bộ khuyếch đại RF trong máy phát dự phòng được tắt đi để tiết kiệm nguồn điện điều này rất hữu ích cho các ứng dụng được sử dụng năng lượng mặt trời nơi mà cần giảm tối thiểu sự tiêu tán. ANTE HDB Băng gốc Kênh Giám sát Module Máy phát Bộ lọ thông một dải Module máy thu Bộ lọc thông Một dải . luận án tốt nghiệp Thiết Kế Tuyến Viba Số 66 Lắp đặt lên các kệ để: . luận án tốt nghiệp Thiết Kế Tuyến Viba Số 67 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 bò có dự phòng để cải tiến cả về độ tin cậy thiết bò 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 bò hỏng xuống dưới giá trò 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 đóa 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. . luận án tốt nghiệp Thiết Kế Tuyến Viba Số 68 BƯỚC 1 NGHIÊN CỨU DUNG LƯNG 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 bò 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 lónh 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 bò 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. . luận án tốt nghiệp Thiết Kế Tuyến Viba Số 69 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 đònh 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 vò, 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 bò cần thiết dùng cho tuyến thiết kế như máy thu, máy phát, anten đều đã có sẵn và nó là thiết bò 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 bò ảnh hưởng bởi các Fading nhưng ảnh hưởng Fading do mưa, Fading do sương mù. Hơn nữa băng tần số thấp sẽ ít bò 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. . luận án tốt nghiệp Thiết Kế Tuyến Viba Số 70 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 bò 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 . luận án tốt nghiệp Thiết Kế Tuyến Viba Số 71 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 đònh (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. . . 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. thoa giữa các trạm đã được thiết kế so với trạm đònh 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. 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