Tài liệu thông tin viba số

ĐỀ TÀI: thông tin viba số

Lời nói đầu


Trong sự phát triển của xă hội, thông tin đóng một vai tṛ hết sức quan trọng. Sự đ̣i hỏi nhu cầu thông tin phải chính xác, hiệu quả ngày một gia tăng, không những ở thành phố lớn mà ngay cả những vùng nông thôn, vùng núi. Đỉu đó khiến thông tin toàn cầu nói chung và ở Việt Nam nói riêng phải luôn phát triển và đ̣i hỏi nhiều thiết bị thông tin hiện đại, phù hợp với nhu cầu ngày càng tăng của con người trong thời đại mới.

Ở Việt Nam tất cả các hệ thống mạng xuyên quốc gia và mạng bưu điện tỉnh đă và đang phát triển với tốc độ rất cao. Số hoá mạng lưới là mục tiêu mà nghành bưu điện đang thực hiện với các công nghệ truyền dẫn số tốc độ cao, dung lượng lớn đang được áp dụng phổ biến đặc biệt là cáp quang.

Song bên cạnh đó truyền dẫn bằng vi ba số là không thể thiếu trong mạng quốc gia, bởi nó rất phù hợp với địa h́nh ở Việt Nam và bởi tính kinh tế cao. Nó được sử dụng để dự pḥng cho cáp quang trên các đường trục chính xuyên quốc gia và là công nghệ truyền dẫn chính cho mạng viễn thông nông thôn.

Trong giới hạn của cuốn đồ án này em xin tŕnh bày hai nội dung chính sau: Tổng quan về thông tin viba số và Thiết bị viba sè FHD 2.2.34

Với sự chỉ bảo nhiệt t́nh của thầy giáo hướng dẫn và những kiến thức được trang bị trong quá tŕnh học tập, em đă hoàn thành cuốn đồ án này với nội dung viết về hệ thống viba sè. Do thời gian nghiên cứu và kinh nghiệm có hạn nên cuốn đồ án này sẽ không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong được sự chỉ bảo, góp ư của các thầy cô và các bạn.


Hà Nội, ngày / / 200
Sinh viên




Nguyễn Hùng Cường



Lời cảm ơn
Em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ nhiệt t́nh của thầy giáo hướng dẫn Phan Văn Phương cùng toàn thÓ các thầy cô giáo khoa Điện Tử Viễn Thông, Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội đă giúp đỡ em trong suốt quá tŕnh học tập cũng như giúp em hoàn thành cuốn đồ án tốt nghiệp này.
Em xin chân thành cảm ơn Công ty cổ phần viễn thông – tin học bưu điện (CT - IN) thuộc Tổng công ty bưu chính viễn thông Việt Nam, cùng các anh trong pḥng kỹ thuật đă tạo điều kiện thuận lợi giúp em hoàn thành cuốn đồ án tốt nghiệp này.


Sinh viên


Nguyễn Hùng Cường












Phần I: Lư thuyết chung
Chương I: Tổng quan về thông tin viba sè
1.1. Khái niệm cơ bản về viba sè
1.1.1. Khái niệm:
Những năm gần đây, cùng với sự phát triển như vũ băo của công nghệ viễn thông - tin học thế giới, nhiều loại h́nh dịch vụ phong phú đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của con người. Trong đó, hệ thống thông tin vô tuyến ở dải sóng ngắn Ưt kênh không thể đáp ứng với yêu cầu thông tin ngày nay. Chính v́ vậy mà hệ thống thông tin nhiều kênh đă phát triển. Hệ thống thông tin nhiều kênh ở dải sóng cực ngắn gọi tắt là thông tin viba.
Thông tin là một trong những nhu cầu không thể thiếu đối với con người. Nói đến thông tin cũng đồng thời nói đến sự giao lưu trao đổi tin tức. Mặt khác, cùng với sự phát triển của ngành thông tin nói chung, kỹ thuật thông tin viba cũng phát triển nhanh chóng. Từ hệ thống thông tin tương tự ghép kênh theo tần số và theo thời gian đến nay đă chuyển sang hệ thống thông tin viba số nhiều kênh có độ ổn định cao, thiết bị gọn nhẹ. Bên cạnh các đường thông tin viba đặt trên mặt đất, chúng ta c̣n sử dụng đường thông tin viba chuyển tiếp qua vệ tinh với cự ly thông tin khoảng vài chục ngh́n km. V́ vậy có thể thông tin tại mọi điểm bÊt kỳ trên trái đất với nhau. Khả năng truyền tín hiệu trên đường thông tin viba cũng ngày một đa dạng và phong phú hơn.
Hiện nay người ta có thể truyền trên đường truyền thông tin viba các tín hiệu như: thoại, truyền thanh, truyền h́nh, số liệu, .Trong mạng thông tin số, các hệ thống viba số nhận tín hiệu từ tổng đài số hoặc từ các nguồn thông tin số khác (tín hiệu truyền h́nh đă được mă hoá thành dạng số khác chẳng hạn ), thực hiện điều chế số, sau đó thực hiện trộn tần chuyển phổ tín hiệu đă điều chế số lên tần số vô tuyến công tác rồi truyền đi bằng anten định hướng. Theo dung lượng (tốc độ bit tổng cộng B ở đầu vào) các hệ thống viba số được phân thành:
+ Các hệ thống dung lượng thấp: B < 10Mb/s.
+ Các hệ thống dung lượng trung b́nh: B Î (10¸100)Mb/s.
+ Các hệ thống dung lượng cao: B >100Mb/s.
1.1.2. Định nghĩa viba sè:
“Viba số” là một phương thức truyền dẫn sử dụng năng lượng của sóng điện từ có tần số cực cao chứa đựng các nội dung tin tức đă được số hoá, truyền lan trong không gian khí quyển trực tiếp từ Anten nh́n thẳng đến Anten kia.

Dải tần của vi ba sè:
SHF (Super high frequency ): Miền tần số siêu cao tần
Tần sè f = (3 ¸ 30) GHz
Bước sóng l =1 dm đến 1 cm
1.2. Sơ đồ khối tổng quát của viba sè:
h́nh bên



































a) Khối ghép kênh (Mux-multiplexer).
Các máy ghép kênh cơ sở PCM hoặc các luồng số khác có thể ghép chung với nhau để tạo thành một luồng số có tốc độ cao hơn ở cấp bậc cao hơn các thiết bị nhận các luồng số ở đầu vào và kết hợp chúng thành một luồng số có tốc độ bit cao hơn ở đầu ra được gọi là các máy ghép kênh tín hiệu số trong máy ghép kênh cơ sở PCM 30 kênh thoại chứa các khối có chức năng chính sau đây:
+ khối kênh (channel cards) chứa 30 kênh.
+ khối giao tiếp 2Mb/s (2Mb/s interface).
+ khối xử lư báo gọi (signalling processor)
b) Khối máy phát (TX-transmitter).
Máy phát thực hiện các chức năng chính sau đây:
+ điều chế sóng mang từ máy ghép kênh tới .
+ điều tần các kênh nghiệp vụ và giám sát .
+ khuyếch đại tín hiệu sau khi điều chế để đạt được công suất ở đầu ra theo yêu cầu.
Máy phát trong hệ thống viba số băng hẹp có các chức năng chính sau:
- khối mạch in băng tần cơ sở phát (Tx baseband PBA)
- khối kích thích (Exciter).
- Khối khuyếch đại công suất (power amplifier).
- khối mạch in hiển thị (display PBA).
c) Khối máy thu (Rx receiver)
Máy thu có nhiệm vụ chính là giải điều chế tín hiệu thu, tín hiệu thu bao gồm các thành phần sau :
+ luồng số liệu được điều chế .
+ tín hiệu kênh nghiệp vụ và kênh giám sát .
Máy thu trong hệ thống thông tin viba số băng hẹp bao gồm các khối chính sau:
+ module biến đổi hạ tần (converter module).
+ module trung tần (IF module).
+ băng tần cơ sở thu (Rx baseband PBA).
+ khối mạch in hiển thị (display PBA).
d) Bộ phân nhánh siêu cao tần (dup: duplexer).
Bộ phân nhánh siêu cao tần cho kết hợp máy thu và máy phát dùng chung mét anten. Duplexer tham gia chọn lọc và giảm nhỏ nhất nhiễu của kênh lân cận.






[TABLE=align: left]
[TR]
[TD][/TD]
[/TR]
[TR]
[TD][/TD]
[TD][/TD]
[/TR]
[/TABLE]















Trong bé duplexer gồm có:
+ bộ lọc phát.
+ bộ lọc thu.
+ bộ phân nhánh tín hiệu (circulator).
Sóng điện từ được định hướng theo chiều mũi tên.















Chương II: TRUYỀN SÓNG

2.1. Phân loại tần số vô tuyến
Hiện nay với sự phát triển của công nghệ truyền dẫn và thiết bị thu phát thông tin ngày càng cao và hiện đại với sự ra đời của cáp quang nhưng việc truyền dẫn bằng vi ba là không thể thiếu được trong mạng viễn thông điện tử. Nó là một phần trong thông tin vô tuyến, nó sử dụng khoảng không gian làm môi trường truyền dẫn với phương pháp thông tin là phía phát bức xạ thông tin bằng sóng điện từ ở tần số siêu cao, phía thu nhận sóng điện từ từ phía phát qua không gian và tách lấy tín hiệu gốc: Viba chỉ sử dụng để dự pḥng cáp quang trên những trục dọc lớn, và sử dụng chủ yếu cho các trạm thông tin có cự ly ngắn và ở những nơi có địa h́nh đồi núi hay đảo rất xa đất liền.
Một vấn đề lớn đặt ra với thông tin vô tuyến là cơ chế truyền sóng vô tuyến, và việc sử dụng thiết bị truyền thông phụ thuộc vào tần số vô tuyến sử dụng.
Theo tiêu chuẩn quốc tế th́ băng tần số vô tuyến được phân loại theo bảng sau:
BẢNG 1.1: PHÂN LOẠI CƠ CHẾ VÀ SỬ DỤNG SÓNG VÔ TUYẾN

[TABLE=width: 607]
[TR]
[TD]Tần sè
[/TD]
[TD]Phân loại băng
[/TD]
[TD]Cơ Chế truyền sóng
vô tuyến
[/TD]
[TD]Cù ly thông tin và lĩnh vực sử
dông
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD] (3 ¸ 30) KHz
[/TD]
[TD] VHF
[/TD]
[TD]Sóng đất ¸ Điện ly
[/TD]
[TD]Thông tin đạo hàng quân sự khắp thế giới
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]30 ¸ 300 KHz
[/TD]
[TD]LF

[/TD]
[TD]Sóng đất
[/TD]
[TD]1500km đạo hàng vô tuyến
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD] (0.3¸ 3) MHz
[/TD]
[TD]MF
[/TD]
[TD]Sóng đất (cự ly ngắn)
Sóng trời (cự ly dài)
[/TD]
[TD]Phát thanh cố định hàng không, đạo hàng, liên lạc nghiệp dư
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD] (3 ¸ 30) MHz
[/TD]
[TD]HF
[/TD]
[TD] Sóng trời
[/TD]
[TD]3¸6 MHz ; thông tin liên lạc địa
6¸30 MHz : thông tin di động, thông tin kinh doanh và nghiệp dư quân sự quốc tế.
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD](30 ¸ 300) MHz
[/TD]
[TD]VHF
[/TD]
[TD]Sóng trời, lưu sóng đối lưu
[/TD]
[TD]Thông tin thực thi, VHF, FM, đa thông tin
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD](0.3 ¸ 3) GHz
[/TD]
[TD]DHF
[/TD]
[TD]Sóng trời, lưu sóng đối lưu
[/TD]
[TD]Rađa, đa thông tin, di động
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD](3¸ 30) GHz
[/TD]
[TD]3HF
VIBA
[/TD]
[TD] Sóng trời
[/TD]
[TD]Thông tin vệ tinh, thông tin cố định ra đa
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD](30 ¸300) GHz
[/TD]
[TD]EHF
mm

[/TD]
[TD] Sóng trời
[/TD]
[TD]Thông tin cho tương lai
[/TD]
[/TR]
[/TABLE]

Qua bảng 1.1 ta thấy dải tần được quy định cho viba là (0.3 ¸ 30) GHz. Trên thực tế sóng viba là một sóng có tần số lớn hơn 100 MHz tức là có bước sóng nhỏ hơn 3m.
2.2. Các đường truyền lan sóng vô tuyến
Có 2 loại sóng thường thấy trong thực tế là sóng dọc và sóng ngang. Sóng dọc là sóng truyền lan theo phương chuyển động của nó như sóng âm thanh truyền trong không khí.
Sóng ngang (phát xạ điện từ ) là sóng truyền lan theo hướng vuông góc với phương chuyển động của nó.
Một sóng điện từ trong không gian ba chiều gồm hai thành phần: điện từ E và thành phần từ B hoặc H ( B =mH ). Các thành phần này trực giao với nhau. Các sóng vô tuyến có thể được truyền lan theo các phương thức khác nhau trên mặt đất. Sóng có thể truyền từ Anten phát đến anten thu bằg hai đường chính:
- bằng tầng điện ly ( sóng trời )
- Hoặc đi sát mặt đất (sóng đất)
Sóng đất bản thân được chia thành hai loại :