Tổng quan về mạng truyền dẫn viba số

I. Tổng quan về hệ thống truyền dẫn viba

- Khái niệm Truyền dẫn viba

- Ứng dụng hệ thống truyền dẫn viba trong mạng viễn thông

- Mạng truyền dẫn viba của Viettel

II. Thiết bị viba số

- Cấu trúc chung thiết bị viba số

- Các loại thiết bị viba số sử dụng trong mạng viễn thông Viettel

- Phạm vi sử dụng và các yêu cầu thiết kế tuyến truyền dẫn viba.

III. Giới thiệu chung về quá trình thiết kế tuyến truyền dẫn viba. -

I. TỔNG QUAN HỆ THỐNGẢTUYỀN DẪN VIBA

1. Dải tần số hoạt động viba: Sãng ®iÖn tõ (sãng VT§) ®­îc ph©n chia nh­ sau:

TÇn sè Ph©n lo¹i

b¨ng

C¬ chÕ truyÒn

sãng

Cù ly th«ng tin vµ lÜnh vùc sö

dông

3 KHz 30KHz VLF Sãng ®Êt & §iÖn ly Th«ng tin ®¹o hµng Qu©n sù

30KHz 300KHz LF Sãng ®Êt Th«ng tin ®¹o hµng 1500Km

300KHz 3MHz MF Sãng ®Êt ( cù ly ng¾n) §iÖn ly (Cù ly dµi)

Ph¸t thanh cè ®Þnh, ®¹o hµng Hµng kh«ng, th«ng tin VT§ nghiÖp d­

3MHz 30MHz HF §iÖn ly 3-6MHz Th«ng tin liªn l¹c 6-30MHz th«ng tin di ®éng, th«ng tin kinh doanh, nghiÖp d­, Qu©n sù

30MHz300MHz VHF Sãng trêi & §èi l­u Th«ng tin trùc thÞ, ph¸t thanh FM, ®a th«ng tin

300MHz 3GHz UHF Sãng trêi & §èi l­u Ra ®a, ®a th«ng tin, th«ng tin di ®éng

3GHz 30GHz SHF Sãng trêi & §èi l­u Th«ng tin vÖ tinh, th«ng tin vi ba, Radar

30GHz 300GHz EHF Sãng trêi & §èi l­u Th«ng tin cho t­¬ng lai

Trong ®ã d¶i tÇn sè tõ 30 MHz ®Õn 30GHz ®­îc gäi lµ sãng siªu cao tÇn vµ cã thÓ dïng cho th«ng tin vi ba. PhÇn lín c¸c thiÕt bÞ vi ba sè hiÖn nay ®Òu ho¹t ®éng trong d¶i tÇn sè tõ 6GHz ®Õn 38GHz.

2. Ứng dụng hệ thống truyền dẫn viba trong mạng viễn thông:

- Truyền tải dữ liệu trong mạng đường trục: viba SDH, dung lượng lớn,

truyền dẫn các khoảng cách lớn, liên tỉnh...

- Truyền tải dữ liệu các tuyến nhánh: viba PDH, dung lượng vừa và nhỏ,

khoảng cách ngắn, nội hạt,...

- Truyền tải thông tin cho mạng quản lý dữ liệu DCN

Phương thức kết nối:

- Điểm-điểm

- Điểm-đa điểm

Giao diện kết nối:

- Hỗ trợ nhiều loại giao diện kết nối: E1, T1, E3, ...STM-1

- Hỗ trợ chuẩn kết nối: 75Ohm, 120Ohm, Ethernet 10/100BaseT, FC,...

Ứng dụng kết nối các phần tử mạng: MSC-MSC, MSC-BSC, BSC-BTS,

BTS-BTS, ....

3. Mạng truyền dẫn viba của Viettel:

- Mạng truyền dẫn viba của Viettel có ~ 2000 tuyến phân bổ trên toàn quốc

- Ứng dụng: chủ yếu cho các kết nối BTS-BTS và một phần cho kết nối

đường trục, vu hồi.

- Thiết bị sử dụng dải tần 7GHz và 15GHz

II. THIẾT BỊ VIBA SỐ

1. Cấu trúc chung thiết bị viba số:

Thiết bị viba số gồm 3 phần chính:

- Indoor Unit

- Outdoor Unit

- Ănten và feeder

Hình vẽ

a. Indoor Unit:

- Là phần thiết bị lắp đặt trong phòng máy

- Có chức năng:

o Cấp nguồn cho hệ thống viba.

o Kết nối giao diện truyền dẫn với các thiết bị.

o Xử lý, điều chế tín hiệu điện vào vô tuyến.

o Cài đặt/lưu cấu hình, giám sát và kết nối quản lý.

- Cấu trúc: dạng module chuẩn rack 19'' hoặc treo trên tường

- Nguồn điện hoạt động +24VDC hoặc -48VDC

b. Outdoor Unit:

- Là phần thiết bị lắp ngoài trời (trên cột)

- Có chức năng:

+ Điều chế tín hiệu cao tần

+ Ghép nối cao tần và thu/phát ra ănten

c. Ănten và feeder:

- Feeder được dùng để kết nối giữa khối Indoor và khối Outdoor, ănten

được kết nối với khối vô tuyến, tuỳ loại thiết bị có loại ănten tích hợp-

khối vô tuyến gắn sát vào ănten (compact) hoặc loại phân tách-khối vô

tuyến nối với ănten bằng ống dẫn sóng hoặc cáp mềm (detach).

- Chức năng: feeder có vai trò cấp nguồn cho khối vô tuyến hoạt động đồng

thời truyền dữ liệu phát đã được điều chế dưới dạng trung tần lên khối vô

tuyến cũng như nhận tín hiệu thu từ ănten và máy thu . ănten có vai trò

bức xạ và tiếp nhận tín hiệu cao tần từ máy phát và đưa tới máy thu.

- Feeder thường sử dụng cáp đồng trục ½'' 75Ohm, ănten ngày nay chủ yếu

sử dụng loại parabol.

2. Các loại viba số đang được sử dụng trong mạng Viettel:

a. Viba Ericsson:

- Dòng sản phẩm:

o Mini-link E 7GHz, 15GHz

- Cấu trúc: Indoor-Outdoor split

- Sử dụng điều chế C-QPSK hoặc 16QAM

- Dung lượng từ 2x2Mbps đến 16x2Mbps

- Công suất phát vô tuyến tối đa loại tiêu chuẩn: 7GHz-21dBm,

15GHz-18dBm;

- Ngưỡng thu: 4xE1/-84dBm; 8xE1/-81dBm; 16xE1/-78E1

- Đường kính ănten: 7GHz/1.2m/37dBi; 15GHz/0.6m/36.5dBi

- Thành phần chính:

+ Indoor Units: AMM (Access Module), MMU (Modem

Unit), SMU (Switch Multiplexer Unit), SAU (Service Access Unit),

ETU (Ethernet Unit).

+ Outdoor Units: RAU (Radio Unit)-có các loại điều chế C-

QPSK, 16QAM; Antenna-có các loại đường kính 0.3m đến 3.7m.

o Mini-link TN 7GHz, 15GHz

- Cấu trúc Indoor-Outdoor split

- Sử dụng điều chế: C-QPSK hoặc 16QAM

- Dung lượng từ 2x2Mbps đến 32x2Mbps

- Công suất phát vô tuyến tối đa loại tiêu chuẩn: 7GHz-21dBm,

15GHz-18dBm;

- Ngưỡng thu: 4xE1/-84dBm; 8xE1/-81dBm; 16xE1/-78E1

- Đường kính ănten: 7GHz/1.2m/36dBi; 15GHz/0.6m/36.5dBi

- Thành phần chính:

+ Indoor Units:

- AMM: có 3 loại AMM chính là AMM 2p, AMM 6p và AMM 20p

- NPU (Node Processor Unit): có 2 loại NPU2 (lắp cho AMM 2p) và NPU

8x2 (lắp cho AMM 6p và 20p). Chức năng: điều kiển chung cho thiết bị,

cung cấp giao diện kết nối cài đặt/lưu cấu hình, quản lý DCN.

- LTU (Line Terminal Unit): cung cấp giao diện dữ liệu (traffic) đấu nối tới

thiết bị. Có các loại LTU 12x2 (dùng cho AMM2p cung cấp max 12E1

đầu ra), LTU 16x2 (dùng cho AMM6p hoặc 20p cung cấp giao diện max

16E1) và loại LTU 155e hoặc LTU 155e/o (dùng cho AMM 6p hoặc 20p

cung cấp giao diện điện 155Mbps hoặc cả điện và quang).

- SMU (Switch Multiplexer Unit): cung cấp chức năng 1+1 cho MMU.

- MMU (Modem Unit):

+ MMU2 cung cấp dung lượng 2x2 đến 17x2 Mbps, điều chế C-QPSK,

cấu hình 1+1 cần có thêm SMU.

+ MMU2 B cung cấp dung lượng 2x2 đến 17x2 Mbps, điều chế C-QPSK,

cấu hình 1+1 không cần có thêm SMU.

+ MMU2 C hỗ trợ 2 loại điều chế: dung lượng 4x2 đến 17x2Mbps điều

chế C-QPSK, dung lượng 8x2 đến 32x2Mbps sử dụng điều chế 16QAM; cấu

hình 1+1 không cần sử dụng SMU.

+ MMU3 dùng cho tuyến đơn, cung cấp dung lượng 2x2 đến 16x2Mbps

dùng điều chế C-QPSK, lắp vừa rack 19’’ mà không cần AMM.

+ Outdoor Unit: tương tự của Mini-link E.

b. Thiết bị viba NEC:

- Dòng sản phẩm: Pasolink V4 dải tần 15GHz

- Cấu trúc: IndoOr-Outdoor split

- Điều chế: 4PSK

- Dung lượng: từ 2x2Mbps đến 16x2Mbps

- Công suất phát vô tuyến tối đa: +23dBm

- Ngưỡng thu của máy thu: 4xE1/-87dBm; 8xE1/-84dBm; 16xE1/-81dBm

- Đường kính ănten: 15GHz/0.3m/31.5dBi; 15GHz/0.6m/37dBi

Thành phần thiết bị chính:

+ Indoor Units:

+ IDU 1U hoặc 3U 4x2MB fix rate hoặc Nx2MB free rate

(2/4/8/16E1). IDU 1U dùng cho cấu hình 1+0, IDU 3U dùng cho cấu

hình 1+1. Ngoài ra NEC còn có thiết bị IDU dùng connector BNC

hoặc dùng panel chuyển đổi giao diện BNC.

+ ODU:

c. Thiết bị Viba Alcatel:

- Dòng sản phẩm: 9400 LX/UX. LX(Long haul - dùng cho tuyến khoảng

cách dài). UX (Urban - dùng cho các tuyến khoảng cách ngắn). Dải tần

Viettel sử dụng 7GHz và 15GHz (tương đương series 9470 LX/UX và

9415 UX).

- Cấu trúc thiết bị: Indoor-Outdoor split

- Sử dụng điều chế: 4QAM

- Dung lượng thiết bị: từ 2x2Mbps đến 16x2Mbps

- Công suất phát vô tuyến max: +24dBm.

- Ngưỡng thu thiết bị tại BER = 10-6

: 4xE1/-88dBm; 8xE1/-85dBm;

16xE1/-82dBm.

- Đường kính ănten: 15GHz/0.6m/36.5dBi; 7GHz/1.2m/37dBi

- Thành phần chính:

+ Indoor Unit: có 2 loại IDU: Loại Light IDU chỉ hỗ trợ dung lượng

4x2Mbps cấu hình 1+0. Loại Light IDU có 2 chuẩn lắp rack 19’’ hoặc

tích hợp vào Alcatel BTS. Loại Classic cho phép cấu hình đến 16x2Mbps

+ ODU: Có 2 loại Outdoor Unit: Loại tích hợp với ănten dùng cho ănten

đường kính 0.3 hoặc 0.6m (của series 9400 UX). Loại ODU phân tách với

ănten dùng cho ănten đường kính lớn hơn hoặc khi dùng với chế độ ghép

HSB khối vô tuyến sử dụng chung ănten

3. Phạm vi sử dụng và các nguyên tắc thiết kế tuyến truyền dẫn viba:

STT Khoảng cách

tuyến

Loại viba Loại anten Ghi chú

1 4km 15GHz 0.3m Với thiết bị của

Ericsson không

thiết kế quá 3km

2 4 km x 7km 15GHz 0.6m

3 7 km x 12km 7GHz 0.6m

4 > 12 km 7GHz 1.2m tối đa đến 30km

Một số điểm cần chú ý khi qui hoạch, thiết kế các tuyến viba :

- Thiết kế các tuyến viba theo định hướng kết nối về các node cáp quang gần nhất

(giảm thiểu việc chuyển tiếp qua nhiều tuyến viba).

- Thiết kế các tuyến viba cần tránh việc các tuyến trùng nhau (ba điểm thẳng

hàng), cắt chéo nhau và có quá nhiều tuyến tập trung vào một điểm (cần phân

tán hướng kết nối để giảm thiểu nguy cơ mất luồng tập trung và giảm thiểu

nguy cơ hệ thống cột không đảm bảo an toàn khi có mưa gió to.

- Nếu buộc phải thiết kế tuyến chuyển tiếp kéo dài hoặc tập trung vào 1 node có

quá nhiều tuyến cần phải có phương án xây dựng hướng dự phòng để tạo vòng

ring (có thể bằng cáp quang hoặc viba).

- Khi thiết kế các tuyến viba tập trung vào 1 node với cùng 1 dải tần làm việc thì

việc qui hoạch tần số cho điểm node cần chú ý : tại điểm node đó cần lắp đặt

thiết bị vô tuyến có cùng sub-band làm việc (cùng phát tần số thấp hoặc cùng

phát tần số cao), tránh việc lắp xen kẽ tại điểm node có thể gây nhiễu lẫn nhau

ngay tại điểm node.

II. QUI TRÌNH THIẾT KẾ TUYẾN VIBA

1. Lựa chọn, xác định vị trí đặt trạm:

Là bước đầu tiên rất quan trọng trong quá trình thiết kế, có ý nghĩa quyết

định khả năng thiết kế thành công và hiệu quả. Đòi hỏi người thiết kế xác

định và thể hiện đúng vị trí cần đặt trạm trên bản đồ địa hình. Thông thường

sử dụng bản đồ quân sự hệ UTM tỷ lệ 1:50000, 1:25000 hoặc bản đồ số với

phần mềm chuyên dụng. Có 2 phương pháp tìm và xác định vị trí trên bản

đồ:

- Xác định và chấm vị trí lên bản đồ dựa trên vị trí đã có sẵn.

- Tìm và xác định vị trí tối ưu đảm bảo khả năng thông tuyến.

Nh­ gÇn ®­êng giao th«ng,

Nguån ®iÖn cung cÊp,

Khu d©n c­

2. Vẽ mặt cắt đường truyền:

Vẽ đường kết nối giữa 2 điểm đặc trưng cho đường truyền tia sóng, thể hiện

trên Profile. Cần xác định độ cao nền đất 2 đầu, xác định các điểm trên

đường truyền có bình độ cao có khả năng cắt đường truyền (xem xét cả khả

năng che chắn bởi cây, nhà cửa, cột điện...): cần vẽ miền Fresnel, và đánh giá

khoảng hở tại những điểm nghi ngờ . Tính toán độ cao ănten cần thiết ở mỗi

đầu để đảm bảo khoảng hở cần thiết cho tuyến.

3. Tính toán đường truyền và xác định tần số làm việc:

Lựa chọn dải tần làm việc sơ bộ, đưa các thông số thiết bị vào mô hình tính

toán: công suất phát, dung lượng truyền, ngưỡng thu thiết bị, tăng ích ănten...

xác định được:

- Suy hao đường truyền

- Tăng ích đường truyền

- Mức thu thực tế dự kiến ở điểm thu

- Mức dự trữ fading

- Xác suất fading phẳng nhiều tia

- Xác suất đạt tới ngưỡng thu

- Khoảng thời gian fading

4. Kết luận về khả năng hoạt động của tuyến.

- Phát hành bản thiết kế: call-off MW form