intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế tuyến truyền vi ba số từ Thành phố Vinh – thị trấn Nam Đàn

Chia sẻ: Huynh Ngoc Quy Quy | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:79

Thêm vào BST
Báo xấu
157
lượt xem 41
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế tuyến truyền vi ba số từ Thành phố Vinh – thị trấn Nam Đàn có cấu trúc gồm có 3 chương. Trong đó, chương 1 trình bày về tổng quan hệ thống vi ba số; chương 2 - cơ sở lý thuyết và thiết bị vi ba số và nội dung chương 3 là thiết kế tuyến vi ba số từ TP. Vinh đến thị trấn Nam Đàn.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế tuyến truyền vi ba số từ Thành phố Vinh – thị trấn Nam Đàn

  1. Đồ án tốt nghiệp LỜI NÓI ĐẦU             Với xã hội hiện đại như ngày nay, các hệ thống thông tin số hiện đang phát  triển rất mạnh mẽ trên toàn thế giới và đã thay thế hầu hết các hệ thống thông tin  analog.  Ở  nước ta, có thể  nói rằng hiện nay gần như  tất cả các hệ  thống chuyển  mạch và truyền dẫn của ngành truyền thông đều được số  hóa. Cùng với sự  phát  triển mạnh mẽ  của các hệ  thống thông tin khác như  thông tin di động, cáp quang,   thông tin vệ tinh…, thì thông tin vi ba vẫn tiếp tục đóng vai trò quan trọng và được   phát triển ngày càng hoàn thiện với những công nghệ  cao đáp ứng được những đòi  hỏi không những về mặt kết cấu mà cả về mặt truyền dẫn, xử lý tín hiệu, bảo mật  thông tin… Là một sinh viên, việc thiết kế một tuyến truyền Vi ba số sẽ giúp cho em có  thêm các kỹ  năng về tư  duy, thực tế, từ đó củng cố và mở  rộng kiến thức chuyên   ngành đã được học  ở  trường, đặc biệt là khả  năng tính toán phân tích và xử  lý số  liệu phù hợp với thực tế. Mặc dù bản thân em đã rất cố  gắng nhưng do vốn kiến thức có hạn nên  cuốn đồ án này không thể tránh khỏi những thiếu sót nhất định, em rất mong nhận   được sự chỉ bảo và đóng góp ý kiến của các thầy cô giáo trong khoa Điện tử và các   bạn. Qua đây, em xin chân thành gửi lời cảm  ơn sâu sắc  đến thầy giáo  ThS.  Nguyễn Đăng Thông đã tận tình giúp đỡ  và hướng dẫn em hoàn thành đồ  án này.   Đồng thời em cũng xin gửi lời cảm  ơn chân thành đến các thầy cô giáo trong khoa  Điện tử  đã truyền đạt cho em nhiều kiến thức trong thời gian học tại trường Đại  học Sư Phạm Kỹ Thuật Vinh.                                                                                                                                                          Sinh viên thực hiện                                                                                                                                                      Nguy ễn Đình Hoành SVTH: Nguyễn Đình Hoành                                                     1     
  2. Đồ án tốt nghiệp MỤC LỤC               Chương 1. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG VIBA SỐ                                      ..................................      10  Bảng 2.1. Kí hiệu và phân chia băng tần theo CCIR.                                                     .................................................       18 Bảng 2.2. Kết quả thực nghiệm về suy hao do hơi nước – khí hậu theo tần số sóng   vô tuyến của Alcatel.                                                                                                      ..................................................................................................       27 Trong hệ thống truyền dẫn thông tin vi ba thường sử dụng hai loại mã là HDB3 và   CMI.                                                                                                                                 .............................................................................................................................       31  2.4.1 Mã HDB3                                                                                                                ............................................................................................................       31  Mã HDB3 là mã nhị phân lưỡng cực mật độ cao không quá 3 bit 0 liên tiếp .              ..........      31        Quy tắc mã hoá:                                                                                                         ....................................................................................................       32 Mã này khá thông dụng và ITU­T khuyến nghị sử dụng ở tốc độ bit 2,048Mbps;   8,448Mbps; 34,368Mbps theo tiêu chuẩn châu Âu (khuyến nghị    G­703).                  .............       32  2.4.2 Mã CMI                                                                                                                  .............................................................................................................       32  Mã CMI  là mã đổi dấu, đây chính là loại NRZ 2 mức.                                                 .............................................       32  Quy tắc mã hoá:                                                                                                              .........................................................................................................       32                                                                                                                                        33 .....................................................................................................................................       Hình 2.9. Mã CMI                                                                                                            ........................................................................................................       33 Mã CMI được ITU­T khuyến nghị sử dụng ở tốc độ bit 140Mbps theo tiêu chuẩn   châu Âu (khuyến nghị G­703).                                                                                        ...................................................................................       33  Bảng 2.3. Mã truyền dẫn dùng trong vi ba số                                                                ............................................................       33  Giả sử có 1 sóng mang hình sin như sau:                                                                       ..................................................................       36  Tuỳ theo tham số được sử dụng để mang tin: có thể là biên độ A, tần số fo, pha  ϕ    (t)       hay tổ hợp giữa chúng mà ta có các kiểu điều chế khác nhau:                                      ..................................      37  a) Cơ sở toán học                                                                                                            ........................................................................................................       37  Giả sử tín hiệu sóng mang được biểu diễn:                 (2.8)                                          ................................      37 Biểu thức tín hiệu băng gốc: s(t) là tín hiệu ở dạng nhị phân (0,1) hay là một dãy   NRZ (Non­Return Zero).                                                                                                 .............................................................................................       37  Khi đó, tín hiệu điều pha PSK có dạng:                                                                         .....................................................................       37                                             (2.9)                                                                                       ...................................................................................       37  Từ biểu thức (2.9), với n = 4,  ∆φ     =     π   /2 thì ta có ki   ểu điều chế 4­PSK hay PSK cầu    phương (QPSK). Tín hiệu QPSK có dạng:                                                                    ................................................................       37  Tín hiệu băng gốc s(t) là xung lưỡng cực nhận 4 giá trị                                                ............................................      38  b) Quá trình điều chế                                                                                                      .................................................................................................       38 Sơ đồ nguyên lý bộ điều chế QPSK sử dụng một trong 4 pha lệch nhau 90o, được   trình bày như Hình 2.11.                                                                                                  ..............................................................................................       38 SVTH: Nguyễn Đình Hoành                                                     2     
  3. Đồ án tốt nghiệp Tín hiệu băng gốc được đưa vào bộ biến đổi nối tiếp thành song song, đầu ra được  hai luồng số liệu có tốc độ bit giảm đi một nửa, đồng thời biến đổi tín hiệu đơn   cực thành tín hiệu  ±      1. Hai sóng mang đưa tới hai bộ trộn làm lệch pha nhau 90o.   Tổng hợp tín hiệu đầu ra 2 bộ trộn ta được tín hiệu 4­PSK. Tín hiệu ra ở 2 bộ   trộn: ;                                                                                                                               ..........................................................................................................................       38  với a(t) =  ±      1, b(t) =  ±      1                                                                                                   ...............................................................................................       38  Tín hiệu ra 4­PSK là:                            (2.11)                                                                  ..............................................................       38  c) Quá trình giải điều chế                                                                                               ..........................................................................................       39  Sơ đồ giải điều chế QPSK được trình bày như Hình 2.14.                                           .......................................      39  Giả sử tín hiệu thu được là:                                                                                           ......................................................................................       39                                                                                                                                           ..........................................................................................................................       39  Với  ϕ    (t) = n    π   /2; n = 0,1,2,3. Và a(t) =     ±      1, b(t) =  ±      1.                                                     .................................................      39  Hai tín hiệu chuẩn vào bộ trộn:                                                                                      ..................................................................................       39  Tín hiệu sau khi qua các bộ lọc:                                                                                     .................................................................................       39  2.6.3. Điều chế biên độ cầu phương QAM                                                                   ...............................................................       40 Điều chế biên độ cầu phương QAM là phương pháp điều chế kết hợp giữa điều  chế biên độ ASK và điều chế pha PSK. Trong phương thức điều chế này, ta thực  hiện điều chế biên độ nhiều mức 2 sóng mang mà 2 sóng mang này được dịch pha 1   góc 90o. Tín hiệu tổng của 2 sóng mang này có dạng vừa điều biên vừa điều pha:   40   Tín hiệu s(t) là tổng của 2 thành phần ss(t) và sc(t) và được biểu diễn như sau:          40 .....     Nhờ có biên độ thay đổi mà các trạng thái pha của sóng mang đã cách xa nhau, do   vậy khả năng mắc lỗi sẽ giảm, đây cũng chính là ưu điểm của QAM .                      ..................      40  2.6.3.1 Quá trình điều chế                                                                                               ...........................................................................................       40  Sơ đồ điều chế QAM được mô tả như Hình 2.15                                                         .....................................................       40 Bộ chuyển đổi SPC chuyển đổi tín hiệu điều chế vào thành m chuỗi tín hiệu nhị  phân. Bộ biến đổi 2/L có chức năng chuyển đổi chuỗi nhị phân thành chuỗi tín hiệu   có mức. Ta có mối quan hệ giữa m và L mức như sau: m =log2L.                               ...........................      41 Ví dụ với L = 4 thì m = 2 và M = 16, ta có điều chế 16­QAM, và với L = 8 thì m =3   và  M = 64, ta có điều chế 64­QAM.                                                                              ..........................................................................       41                                                                                                                                           ...............................................................................................................       42                                                                                                                                           .....................................................................................................................       42                                                                                                                                           .........................................................................................................................       42                                                                                                                                         ...................................................................................................................................         42  Hình 2.18. Sơ đồ sắp xếp chòm sao của các phương pháp điều chế số                       ...................      42  2.6.3.2 Quá trình giải điều chế                                                                                       ...................................................................................       42  Sơ đồ giải điều chế QAM được cho như Hình 2.19                                                     .................................................      42  Tín hiệu M­QAM vào:                                                                                                    ...............................................................................................       42  Tín hiệu chuẩn:  và                                                                                                         ....................................................................................................       43  Sau khi loại bỏ thành phần hài bậc cao ở các bộ lọc thông thấp ta sẽ có:                    ................       43 Biên độ của tín hiệu giải điều chế có L = mức, trong đó M là số trạng thái tín hiệu.  Tín hiệu L mức được biến đổi bởi bộ biến đổi ADC thành n/2 tín hiệu 2 mức, trong  đó L = 2n/2 và M = L2. Với 16­QAM thì n = 4, L = 4 và với  64­QAM thì n = 6, L =   8. Từ n tín hiệu này, bộ biến đổi PSC sẽ tạo nên tín hiệu giải điều chế.                    ................      43 SVTH: Nguyễn Đình Hoành                                                     3     
  4. Đồ án tốt nghiệp Ví dụ: Mã hoá PCM một kênh thoại  với số bit trong từ mã là b = 8 bit thì băng tần  tối thiểu là:  = 32KHz. Trong khi đó, phương pháp truyền dẫn tín hiệu tương tự yêu  cầu băng tần thoại 3,1KHz (0,3­3,4) KHz. Suy ra, phương pháp truyền dẫn tín hiệu  số có băng tần xấp xĩ 10 lần so với phương pháp tương tự. Nếu sử dụng phương  pháp điều chế 16­PSK có M=16 mức thì băng thông yêu cầu giảm  lần và  tương   đương 8 KHz.                                                                                                                  ..............................................................................................................       44    Bảng 2.4. Độ lợi của an ten theo hiệu suất và tần số (số liệu của hãng Alcatel)   .  47 .      Bảng 2.5. Góc phát xạ theo đường kính anten (số liệu của hãng Alcatel)                    ................      48  3.2.8 Các chỉ tiêu kỹ thuật đánh giá chất lượng tuyến                                                  ..............................................      65  Ba chỉ tiêu chủ yếu để đánh giá chất lượng tuyến đó là :                                             .........................................      65    ­ Độ không sử dụng đường cho phép (đối với đường trục):                                       ...................................       65  Pucf = 0,06L/600 % với L
  5. Đồ án tốt nghiệp Trước hết trình bày về  các khái niệm, lịch sử  ra  đời, đặc điểm, các loại  mạng và đưa ra một số  ưu nhược điểm của hệ thống vi ba số. Tiếp theo trình bày  về cơ sở truyền sóng trong hệ thống vi ba số, các chỉ tiêu kỹ thuật, mã truyền dẫn   để làm tiền đề cho quá trình thiết kế tuyến ở phần sau. Một vấn đề quan trọng nữa   trong hệ  thống vi ba sô là các phương thức điều chế    và ra một số  thiết bị  cũng   được trình bày trong cuốn đồ  án này. Sau đó, từ  những cơ  sở  lý thuyết trên thì tôi  bắt đầu vào khảo sát thiết kế  một tuyến vi ba số thực tế từ  thành phố  (TP) Vinh  đến thị trấn Nam Đàn thuộc huyện Nam Đàn.Nhìn chung đồ án được thể hiện trong  ba chương có cấu trúc rõ ràng : Chương 1. Tổng quan về hệ thống vi ba số Chương 2. Cơ sở lý thuyết và thiết bị vi ba số Chương 3. Thiết kế tuyến vi ba số từ TP. Vinh đến thị trấn Nam Đàn DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT SVTH: Nguyễn Đình Hoành                                                     5     
  6. Đồ án tốt nghiệp ADC (analog digital convert)  Bộ biến đổi tín hiệu tương tự sang tín hiệu  số DAC (digital analog convert)  Bộ biến đổi tín hiệu số sang tín hiệu tương  tự MUX (multiplexer)  Bộ ghép kênh DEMUX (demultiplexer)  Bộ tách kênh TDMA (time division multiplexer  Đa truy nhập theo thòi gian access) CCIR  Ủy ban tư vấn về thông tin vô tuyến quốc tế ELF (extremely low frequency)  Tần số cực kì thấp VF (voice frequency)  Tần số thoại VLF (very low frequency)  Tần số rất thấp LF (low frequency)  Tần số thấp MF (medium frequency)  Tần số trung bình HF (high frequency)  Tần số cao VHF (very high frequency)  Tần số rất cao UHF (ultra high frequency)  Tần số cực cao SHF (supper low frequency)  Tần số siêu cao EHF(extremely low frequency)  Tần số cực kì cao HDB3(high dennsity binary with  Mã nhị phân lưỡng cực mật độ cao không  maximum consecutive Zeros)  quá 3 bit 0 liên  tiếp CMI (code mark inversion) Mã đổi dấu CCITT (international telegraph and  Hội đồng tư vấn điện thoại điện báo quốc  telephone consultative committee)  tế QPSK (quadrature phase shift  Điều chế khóa dịch pha cầu phương keying)  QAM (quadrature amplitude  Điều chế biên độ cầu phương modulation) ASK (amplitude shift keying)  Điều chế khóa dịch biên độ FSK (frequency shift keying)  Điều chế khóa dịch tần số PSK (phase shift keying)  Điều chế khóa dịch pha NRZ (non return to zero)  Không trỏ về không BPF (filter band pass)  Bộ lọc băng thông SNR (Signal­noise ratio)  Tỷ số tín hiệu trên nhiễu SVTH: Nguyễn Đình Hoành                                                     6     
  7. Đồ án tốt nghiệp DANH SÁCH HÌNH VẼ  Hình 1.1 Mô hình hệ thống vi ba số                                                                               ...........................................................................       12  Hình 1.2. Hệ thống vi ba số điểm nối điểm                                                                  ..............................................................       14  Hình 1.3. Hệ thống vi ba số điểm nối nhiều điểm                                                        ....................................................       15 SVTH: Nguyễn Đình Hoành                                                     7     
  8. Đồ án tốt nghiệp      Hình 2.1. Phổ tần số vô tuyến và ứng dụng                                                              ..........................................................       18  Hình 2.2. Các phương thức truyền sóng                                                                         .....................................................................       20  Hình 2.3. HIện tượng tia sóng cong                                                                                ............................................................................       25  Hình 2.4. Các đường sóng từ phía phát đến phía thu                                                      ..................................................       26  Hình 2.5 Phân tập theo không gian sử dụng 4 anten                                                       ...................................................       29  Hình 2.6. Phân tập không gian và tần số sử dụng 3 anten                                             .........................................      30  Hình 2.7. Nâng cao độ an toàn của tuyến bằng kênh dự phòng                                     .................................       31  Hình 2.8. Dạng sóng HDB3                                                                                            ........................................................................................       32  Hình 2.10. Sơ đồ mô tả quá trình điều chế và giải điều chế số                                   ...............................       36  Hình 2.11. Sơ đồ nguyên lý điều chế tín hiệu QPSK                                                    ................................................       38  Hình 2.12. Tín hiệu 4PSK                                                                                               ...........................................................................................       39  Hình 2.14. Sơ đồ nguyên lý giải điều chế pha QPSK                                                    ................................................      39  Hình 2.15. Sơ đồ nguyên lý điều chế tín hiệu M­QAM                                                 .............................................      41  Hình 2.16. Biểu đồ không gian tín hiệu 16QAM                                                           .......................................................       41  Hình 2.17. Biểu đồ không gian tín hiệu QAM nhiều trạng thái                                    ................................      42  Hình 2.19. Sơ đồ nguyên lý giải điều chế M­QAM                                                       ...................................................       43  Hình 2.20. Sơ đồ khối cơ bản tuyến phát                                                                      ..................................................................       45  Hình 2.21. Sơ đồ khối cơ bản tuyến thu                                                                        ....................................................................       45  Hình 2.22.    Sơ đồ khối cơ bản một trạm đầu cuối                                                     .................................................       46  Hình 2.23. Sơ đồ kích thước của một anten Parabol                                                      ..................................................       46  Hình 2.24. Biểu đồ bức xạ của anten Parabol                                                                ............................................................       48  Hình 3.1. Mặt cắt đường truyền giữa hai trạm A và B                                                 .............................................       54  Hình 3.2. Mặt cắt nghiêng đường truyền và miền Fresnel thứ nhất                             .........................       57  Hình 3.3. Xác định độ cao tia B để làm hở một vật chắn                                              ..........................................       58  Hình 3.4. Minh họa việc tính độ cao của một anten khi biết độ cao của anten kia        59 ...       Hình 3.5   Vị trí đặt trạm vi ba số tại Vinh                                                                    ................................................................       66  Hình 3.6. Vị trí trạm tại tt.Nam Đàn                                                                               ...........................................................................       67  Hình 3.7. Khoảng cách tuyến Vinh – TT.Nam Đàn                                                        ....................................................       67  Hình 3.8. Địa hình của tuyến TP. Vinh  –  tt. Nam Đàn                                                 .............................................       68  Hình 3.9. Vị trí của ngọn đồi tại vị trí C                                                                        ....................................................................       69  Hình 3.10. Mặt cắt của tuyến TP. Vinh  – TT.Nam Đàn                                               ...........................................      70 SVTH: Nguyễn Đình Hoành                                                     8     
  9. Đồ án tốt nghiệp DANH SÁCH BẢNG BIỂU               Chương 1. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG VIBA SỐ                                      ..................................       10  Bảng 2.1. Kí hiệu và phân chia băng tần theo CCIR.                                                     .................................................      18 Bảng 2.2. Kết quả thực nghiệm về suy hao do hơi nước – khí hậu theo tần số sóng   vô tuyến của Alcatel.                                                                                                      ..................................................................................................      27  Bảng 2.3. Mã truyền dẫn dùng trong vi ba số                                                                ............................................................      33    Bảng 2.4. Độ lợi của an ten theo hiệu suất và tần số (số liệu của hãng Alcatel)   .  47 .      Bảng 2.5. Góc phát xạ theo đường kính anten (số liệu của hãng Alcatel)                    ................      48  Bảng 2.6 Kết quả tính toán                                                                                             .........................................................................................       76 SVTH: Nguyễn Đình Hoành                                                     9     
  10. Đồ án tốt nghiệp              Chương 1. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG VIBA SỐ 1.1 Khái niệm Vi ba có nghĩa là sóng điện từ có bước sóng cực ngắn. Hệ thống vi ba số là   hệ thống thông tin vô tuyến số được sử  dụng trong các đường truyền dẫn số  giữa  các phần tử  khác nhau của mạng vô tuyến. Từ  vi ba được sử  dụng chung cho các  hệ thống vệ tinh, di động hay vô tuyến tiếp sức mặt đất, song ở nước ta từ vi ba đã   được sử dụng từ trước để chỉ các hệ thống vô tuyến tiếp sức. Thông tin vi ba là một trong những phương tiện truyền dẫn chủ yếu hiện nay  bên cạnh thông tin quang và thông tin vệ  tinh. Đây là mạng thông tin vô tuyến sử  dụng sóng vô tuyến có tần số từ 1 GHz đến 30 GHz  và khoảng không gian làm môi  trường truyền dẫn. SVTH: Nguyễn Đình Hoành                                                     10     
  11. Đồ án tốt nghiệp 1.2 Tóm tắt quá trình phát triển của hệ thống vi ba Thông tin sóng cực ngắn giữa hai điểm bắt đầu xuất hiện vào những năm 30   của thế kỷ XX, tuy nhiên lúc bấy giờ do khó khăn về mặt kỹ thuật nên chỉ làm việc  ở dải sóng mét do vậy ưu điểm của thông tin siêu cao tần chưa được phát huy. Năm 1935 đường thông tin vô tuyến tần số  đầu tiên được thành lập  ở  New   York và Philadenphia chuyển tiếp qua 6 địa điểm và truyền được 5 kênh thoại. Sau   chiến tranh thế  giới thứ  hai thì thông tin vô tuyến tần số  phát triển bùng nổ. Hệ  thống vi ba số bắt đầu được hình thành vào những năm 50 và phát triển mạnh mẽ  cùng với sự phát triển của kỹ thuật viễn thông . Tại Việt Nam, hệ  thống thông tin vi ba đầu tiên được lắp đặt là RVG­950  vào cuối tháng 6 năm 1969. Đầu năm 1988 hệ thống vi ba số AWA được đưa vào   nước ta. Đến năm 1990 thì hệ  thống thiết bị vi ba số, vi ba nhiều kênh đã thay thế  hoàn toàn hệ thống RVG­950. 1.3  Hệ thống vi ba số 1.3.1  Mô hình hệ thống vi ba số Sơ đồ tổng quát của một hệ thống truyền dẫn vi ba số  SVTH: Nguyễn Đình Hoành                                                     11     
  12. Đồ án tốt nghiệp FDM Codec Thoại  ADC Bộ ghép  Máy phát tương tự số Nguồn  số Đường  truyền FDM Codec Thoại  DAC Bộ tách  Máy thu tương tự số Nguồn  số Hình 1.1 Mô hình hệ thống vi ba số      Một hệ thống vi ba số bao gồm một loạt các khối xử lý tín hiệu. Chức năng của   các khối như sau: ­ Khối ADC: biến đổi tín hiệu tương tự thành tín hiệu số. ­ Bộ ghép số: tập hợp các tín hiệu số từ các nguồn khác nhau thành tín hiệu   băng tần gốc. ­ Máy phát: xử lý tín hiệu băng tần gốc để đưa tới anten phát để bức xạ có ra  không gian. ­ Máy thu: thu tín hiệu băng gốc từ  kênh thông tin trên đường truyền vô   tuyến. ­ Khối DAC: biến đổi tín hiệu số thành tín hiệu tương tự. SVTH: Nguyễn Đình Hoành                                                     12     
  13. Đồ án tốt nghiệp ­ Bộ tách số: xử lý tín hiệu băng gốc và tách chúng thành các nguồn số tương  ứng. 1.3.2 Đặc điểm và ứng dụng của hệ thống vi ba số ­ Hệ thống vi ba số hoạt động theo nguyên tắc tia nhìn thẳng; ­ Chịu tác động của các hiện tượng suy hao đường truyền, tổn hao do mưa, các   vật chắn . . . ­ Với hệ thống dung lượng thấp thì chịu ảnh hưởng của pha đinh phẳng, còn   hệ thống dung lượng cao chịu ảnh hưởng của pha đinh chọn lọc tần số. ­ Hệ thống vi ba số có thể được sử dụng làm: + Các đường trung kế số nối giữa các tổng đài số; + Các đường truyền dẫn nối tổng đài chính đến các tổng đài vệ tinh; + Các đường truyền dẫn nối các thuê bao với các tổng đài chính hoặc các   tổng đài vệ tinh; + Các bộ tập trung thuê bao vô tuyến;  + Các đường truyền dẫn trong các hệ thống thông tin di động để kết nối các  máy di động với mạng viễn thông.  Các hệ thống truyền dẫn vi ba số là các phần tử  quan trọng của mạng viễn   thông, tầm quan trọng này ngày càng được khẳng định khi các công nghệ thông tin   vô tuyến mới như  thông tin di động được đưa vào sử  dụng rộng rãi trong mạng  viễn thông.  1.4 Phân loại hệ thống vi ba số Dựa vào tín hiệu truyền dẫn mà hệ thống vi ba được chia làm hai loại là hệ  thống vi ba số và hệ thống vi ba tương tự. Dựa vào tốc độ  bít của tín hiệu PCM cần truyền, ta có thể  phân loại hệ  thống vi ba số như sau: ­ Vi ba số băng hẹp (tốc độ  thấp): được dùng để  truyền các tín hiệu có tốc   độ 2Mbit/s, 4 Mbit/s và 8 Mbit/s, tương ứng với dung lượng kênh thoại là 30 kênh,   60 kênh và 120 kênh. Tần số sóng vô tuyến (0,4 ­ 1,5)GHz; SVTH: Nguyễn Đình Hoành                                                     13     
  14. Đồ án tốt nghiệp ­ Vi ba số băng trung bình (tốc độ  trung bình): được dùng để  truyền các tín  hiệu có tốc độ  từ  (8­34) Mbit/s, tương  ứng với dung lượng kênh thoại là 120 đến  480 kênh. Tần số sóng vô tuyến (2 ­ 6)GHz; ­ Vi ba số băng rộng (tốc độ  cao): được dùng để  truyền các tín hiệu có tốc  độ từ (34­140) Mbit/s, tương ứng với dung lượng kênh thoại là 480 đến 1920 kênh.  Tần số sóng vô tuyến 4, 6, 8, 12GHz .  1.5 Các mạng vi ba số 1.5.1 Mạng vi ba số điểm nối điểm Mô hình hệ thống vi ba số điểm nối điểm RX/TX RX/TX MUX/DEMUX MUX/DEMUX Hình 1.2. Hệ thống vi ba số điểm nối điểm Mạng vi ba số điểm nối điểm hiện nay được sử  dụng phổ  biến. Trong các   mạng đường dài thường dùng cáp sợi quang còn các mạng quy mô nhỏ hơn như từ  tỉnh đến các huyện hoặc các ngành kinh tế khác người ta thường sử dụng cấu hình  vi ba số điểm ­ điểm dung lượng trung bình hoặc cao nhằm thoả mãn nhu cầu của  các thông tin và đặc biệt là dịch vụ  truyền số liệu. Ngoài ra, trong một số  trường   hợp vi ba dung lượng thấp là giải pháp hấp dẫn để cung cấp trung kế cho các mạng   nội hạt, mạng thông tin di động.  1.5.2 Mạng vi ba số điểm nối nhiều điểm SVTH: Nguyễn Đình Hoành                                                     14     
  15. Đồ án tốt nghiệp Mô hình hệ thống vi ba số điểm nối nhiều điểm  MW MW MW RX/TX Trạm ngo ại vi 1 RX/TX MUX/ Trạm ngoại vi 3 DEMUX MUX/ Trạm trung tâm DEMUX TX/RX RX/TX MUX/ DEMUX Trung kế N ội hạt Trạm ngo ại vi 2 Hình 1.3. Hệ thống vi ba số điểm nối nhiều điểm Mạng vi ba số  này trở  thành phổ  biến trong một số  vùng ngoại ô và nông   thôn. Mạng bao gồm một trạm trung tâm phát thông tin trên một anten đẳng hướng   phục vụ cho một số trạm ngoại vi bao quanh. Nếu các trạm ngoại vi này nằm trong  phạm vi (bán kính) truyền dẫn cho phép thì không cần dùng các trạm lặp, nếu   khoảng cách xa hơn thì sẽ  sử  dụng các trạm lặp để  đưa tín hiệu đến các trạm   ngoại vi. Từ  đây, thông tin sẽ  được truyễn đến các thuê bao. Thiết bị  vi ba trạm   ngoại vi có thể đặt ngoài trời, trên cột v.v... mỗi trạm ngoại vi có thể được lắp đặt   thiết bị cho nhiều trung kế. Khi mật độ cao có thể bổ sung thêm thiết bị, được thiết  kế để hoạt động trong các băng tần 1,5GHz – 1,8GHz và 2,4GHz sử dụng một sóng  mang cho hệ thống hoàn chỉnh. Hiện nay các hệ thống điểm nối đến đa điểm 19GHz đã được chế tạo và lắp  đặt ở Châu Âu để cung cấp các dịch vụ số liệu (Kbit/s) Internet trong mạng nội hạt   khoảng cách 10Km. Trạm trung tâm phát tốc độ bit khoảng 8,2Mb/s và địa chỉ  mỗi   trạm lại sử dụng kỹ thuật TDMA. 1.6 Ưu, nhược điểm của hệ thống vi ba số SVTH: Nguyễn Đình Hoành                                                     15     
  16. Đồ án tốt nghiệp a) Ưu điểm ­ Nhờ  các phương thức mã hoá và ghép kênh theo thời gian dùng các vi mạch  tích hợp cỡ lớn nên thông tin xuất phát từ các nguồn khác nhau như điện thoại, máy  tính, facsimile, telex, video... được tổng hợp thành luồng bit số  liệu tốc độ  cao để  truyền trên cùng một sóng mang vô tuyến; ­ Nhờ sử dụng các bộ lặp tái sinh luồng số liệu nên tránh được nhiễu tích luỹ  trong hệ thống số. Việc tái sinh này có thể được tiến hành ở tốc độ bit cao nhất của   băng tần gốc mà không cần đưa xuống tốc độ bit ban đầu; ­ Nhờ có tính chống nhiễu tốt, các hệ thống vi ba số có thể hoạt động tốt với   tỉ số sóng mang/nhiễu (C/N) > 15dB. Trong khi đó hệ thống vi ba tương tự yêu cầu  (C/N) lớn hơn nhiều (> 30dB), theo khuyến nghị của CCIR). Điều này cho phép sử  dụng lại tần số  đó bằng phương pháp phân cực trực giao, tăng phổ  hiệu dụng và   dung lượng kênh; ­ Cùng một dung lượng truyền dẫn, công suất phát cần thiết nhỏ hơn so với   hệ  thống tương tự  làm giảm chi phí thiết bị, tăng độ  tin cậy, tiết kiệm nguồn.   Ngoài ra, công suất phát nhỏ ít gây nhiễu cho các hệ thống khác . b) Nhược điểm ­ Khi áp dụng hệ  thống truyền dẫn số, phổ  tần tín hiệu thoại rộng hơn so  với hệ thống tương tự. ­ Khi các thông số đường truyền dẫn như trị số BER, S/N thay đổi không đạt  giá trị cho phép thì thông tin sẽ gián đoạn, khác với hệ thống tương tự thông tin vẫn   tồn tại tuy chất lượng kém; ­ Hệ thống này dễ bị ảnh hưởng của méo phi tuyến do các đặc tính bão hoà,  do các linh kiện bán dẫn gây nên, đặc tính này không xảy ra cho hệ thống tương tự  FM. Các vấn đề  trên đã được khắc phục nhờ  áp dụng các tiến bộ  kỹ  thuật mới   như điều chế số nhiều mức, dùng thiết bị dự phòng (1+n) và sử dụng các mạch bảo  vệ.  SVTH: Nguyễn Đình Hoành                                                     16     
  17. Đồ án tốt nghiệp 1.7  Kết luận chương 1 Chương 1 đã trình bày tổng quan về hệ thống vi ba số, từ đây cho ta cái nhìn  tổng quát về hệ thống vi ba số và cũng làm tiền đề cho việc thiết kế tuyến ở phần   sau. Ngoài ra, chương này cũng trình bày đặc điểm cua hệ thống,đồng thời trình bày  ưu và nhược điểm của thông tin vi ba số.Từ  đó tránh được sai sót khi thiết kế  sau  này. Chương 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ THIẾT BỊ VI BA SỐ 2.1 Cơ sở truyền sóng vô tuyến trong hệ thống vi ba số 2.1.1 Khái niệm  Sóng điện từ là sự lan truyền trong không gian của điện từ trường. Sóng điện   từ bao gồm các loại sóng vô tuyến, tia hồng ngoại, …, tia X và tia Gamma.        Sóng vô tuyến điện là sóng điện từ có tần số thấp hơn 3000 GHz . Có hai loại   sóng vô tuyến thường thấy trong thực tế  là sóng dọc và sóng ngang. Sóng dọc là  sóng lan truyền theo phương chuyển động của nó (tiêu biểu như sóng âm thanh lan  truyền trong không khí). Còn sóng ngang là sóng điện từ  có vectơ  cường độ  điện   trường và từ truờng vuông góc với nhau và vuông góc với phương truyền sóng . 2.1.2 Phân chia dải tần số vô tuyến và ứng dụng cho các mục đích thông tin Ta biết rằng thông tin vô tuyến đảm bảo việc phát thông tin đi xa nhờ  các   sóng điện từ. Môi trường truyền sóng (khí quyển trên mặt đất, vũ trụ, nước, đôi khi   là các lớp địa chất của mặt đất) là chung cho nhiều kênh thông tin vô tuyến.  SVTH: Nguyễn Đình Hoành                                                     17     
  18. Đồ án tốt nghiệp Dải tần số radio Dải sợi quang Vi ba,  Tia  Tia  Tia vũ  Hạ  Âm  Siêu  AM  TV,  Vệ tinh,  Hồng  nhìn  Cực  Tia X Gamma trụ âm thanh âm radio FM rada ngoại thấy tím 100 102 104 106 108 1010 1012 1014 1016 1018 1020 1022 Tần số (Hz)   Hình 2.1. Phổ tần số vô tuyến và ứng dụng Việc phân kênh chủ  yếu dựa vào tiêu chuẩn tần số. Phổ  tần tổng cộng và  miền áp dụng của chúng. Phổ này kéo dài từ các tần số dưới âm thanh (vài Hz) đến  các tia vũ trụ  (1022 Hz) và được chia tiếp thành các đoạn nhỏ  gọi là các băng tần.  Toàn bộ dải tần số vô tuyến (RF) lại được chia ra thành các băng nhỏ hơn, có tên và  kí hiệu như bảng 2.1 theo Ủy ban tư vấn về Thông  tin vô tuyến quốc tế CCIR. Bảng 2.1. Kí hiệu và phân chia băng tần theo CCIR. STT Phạm vi tần số Tên gọi 1 30 Hz ÷ 300 Hz Tần số cực kỳ thấp (ELF) 2 0.3 KHz ÷ 3 KHz Tần số thoại (VF) 3 3 KHz ÷ 30 KHz Tần số rất thấp (VLF) 4 30 KHz ÷ 300 KHz Tần số thấp (LF) 5 0.3 MHz ÷ 3 MHz Tần số trung bình (MF) 6 3 MHz ÷ 30 MHz Tần số cao (HF) 7 30 MHz ÷ 300 MHz Tần số rất cao (VHF) 8 300 MHz ÷ 3 GHz Tần số cực cao (UHF) 9 3 GHz ÷ 30 GHz  Tần số siêu cao (SHF) 10 30 GHz ÷ 300 GHz Tần số cực kỳ cao (EHF) 11 0.3 THz ÷ 300 THz Hồng ngoại 12 0.3 PHz ÷ 3PHz Tia nhìn thấy 13 3 PHz ÷ 30 PHz Tia cực tím SVTH: Nguyễn Đình Hoành                                                     18     
  19. Đồ án tốt nghiệp 14 30 PHz ÷ 300 PHz Tia X 15 0.3 EHz ÷ 3 EHz Tia Gamma 16 3 EHz ÷ 30 EHz Tia vũ trụ      Các tần số cực kì thấp ( ELF )  là các tần số có giá trị  nằm trong phạm vi 30 ÷  300 Hz, chứa cả tần số điện mạng AC và các tín hiệu đo lường từ xa tần thấp.      Các tần số tiếng nói ( VF  ) là các tần số có giá trị nằm trong phạm vi 300 Hz ÷ 3   KHz, chứa các tần số kênh thoại tiêu chuẩn.        Các tần số  rất thấp ( VLF ) là các tần số  có giá trị  nằm trong phạm vi 3 ÷ 30  KHz, chứa phần trên của dải nghe được của tiếng nói. Dùng cho các hệ  thống an   ninh, quân sự  và chuyên dụng của chính phủ  như  là thông tin dưới nước (giữa các  tàu ngầm).      Các tần số thấp ( LF ) là các tần số c ó giá trị nằm trong phạm vi 30 ÷ 300 KHz   (thường gọi là sóng dài), chủ yếu dùng cho dẫn đường hàng hải và hàng không.      Các tần số trung bình ( MF ) là các tần số c ó giá trị nằm trong phạm vi 300 KHz   ÷ 3 MHz (thường gọi là sóng trung), chủ yếu dùng cho phát thanh thương mại sóng  trung (535 đến 1605 KHz). Ngoài ra cũng sử dụng cho dẫn đường hàng hải và hàng  không.        Các tần số  cao   HF )  là các tần số  có giá trị  nằm trong phạm vi 3 ÷ 30 MHz  (thường gọi là sóng ngắn). Phần lớn các thông tin vô tuyến 2 chiều (twoway) sử  dụng dải này với mục đích thông tin  ở  cự  ly xa xuyên lục địa, liên lạc hàng hải,  hàng không, nghiệp dư, phát thanh quảng bá...v.v.      Các tần số rất cao ( VHF )  là các tần số có giá trị  nằm trong phạm vi 30 ÷ 300  MHz (còn gọi là sóng mét), thường dùng cho vô tuyến di động, thông tin hàng hải và   hàng không, phát thanh FM thương mại (88 đến 108 MHz), truyền hình thương mại  (kênh 2 đến 12 với tần số từ 54 MHz đến 216 MHz).      Các tần số cực cao ( UHF ) là các tần số c ó giá trị nằm trong phạm vi 300 MHz ÷  3 GHz (còn gọi là sóng đề xi mét), dùng cho các kênh truyền hình thương mại 14 ÷  SVTH: Nguyễn Đình Hoành                                                     19     
  20. Đồ án tốt nghiệp 83, các dịch vụ  thông tin di động mặt đất, các hệ  thống điện thoại tế  bào, một số  hệ thống rada và dẫn đường, các hệ thống vi ba và thông tin vệ tinh.      Các tần số siêu cao ( SHF ) là các tần số c ó giá trị nằm trong phạm vi 3 ÷ 30 GHz  (còn gọi là sóng cen ti mét), chủ yếu dùng cho vi ba và thông tin vệ tinh.      Các tần số cực kì cao ( EHF ) là các tần sô có giá trị nằm trong phạm vi 30 ÷ 300  GHz (còn gọi là sóng mi li mét), ít sử dụng cho thông tin vô tuyến.      Các tần số hồng ngoại là các tần số có giá trị nằm trong phạm vi 0,3 THz ÷ 300  THz, nói chung không gọi là sóng vô tuyến. Sử dụng trong hệ thống dẫn đường tìm   nhiệt, chụp ảnh điện tử và thiên văn học.      Các ánh sáng nhìn thấy là các ánh sáng có giá trị nằm trong phạm vi 0,3 PHz ÷ 3  PHz, dùng trong hệ thống sợi quang.        Các tia cực tím, tia X,tia gamma và tia vũ trụ.Rất ít sử dụng cho thông tin. 2.1.3 Các phương thức truyền lan của sóng vô tuyến          Các sóng vô tuyến có thể  được truyền từ  anten phát đến anten thu bằng hai   đường chính: tầng điện ly (sóng trời) hoặc đi sát mặt đất (sóng đất). Khí quyển trái đất Sóng trời Anten  Sóng nhìn thẳng  (LOS) Anten thu phát Sóng phản xạ  từ đất Sóng bề mặt B ề mặt trái đất Hình 2.2. Các phương thức truyền sóng 2.1.3.1 Các loại sóng đất SVTH: Nguyễn Đình Hoành                                                     20     
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

TL.01: Bộ Tiểu Luận Triết Học
207 tài liệu
1468 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2