Thiết kế tuyến truyền dẫn vi ba số TP thanh hóa huyện hà trung luận văn tốt nghiệp đại học

TrƯờng đại học vinh
Khoa điện tử viễn thông

***********

Đồ án
tốt nghiệp đại học
Đề tài

Thiết kế tuyến TRUYềN DẫN vi ba số
TP. THANH HOá - HUYệN Hà TRUNG

Ngời hớng dẫn:
Sinh viên thực hiện:
Lớp:

ThS. Nguyễn Phúc Ngọc
Nguyễn Đức Lơng
47K - ĐTVT

Vinh, tháng 05 năm 2011


CÁC TỪ VIẾT TẮT

A
ADM
ADPCM

Add/Drop Multiplexer
Adaptive Diferential Pulse

Thiết bị xen/rẽ kênh
Điều chế xung mã vi sai tự

Code Modulation

thích nghi
B

BER
BPF
BPSK

Bit Error Rate
Band Pass Filter
Binary Pháe Shitf Keying

Tỷ lệ lỗi bít
Bộ lọc thơng dải
Điều chế pha nhị phân

CCITT

C
Consultative Committee on

Uỷ ban tư vấn điện báo điện

International Telegraphy and

thoại quốc tế

Telephony

DCS
DRRS
DEM

D
Digital Crossconect System
Digital Radio Relay System
Demoulation

Hệ thống số nối chéo
Hệ thống vô tuyến tiếp sức
Giải điều chế

F
FSK

Fryquency Shift Keying

Điều chế tần số
I

IF

Intermediate Frequency

Tần số trung tần

L
LPF

Low Pass Filter

Bộ lọc thông thấp
M

M-PSK

Mary Phase Shift Keying

Điều chế pha M mức

M-QAM

Mary Quatermary Amplitude

Điều chế biên độ vng góc M

Modulation

mức
P

PAM

Pulse Amplitude Modulation

Điều chế biên độ xung

PCM

Pulse Code Modulation

Điều chế xung mã
Q

QC

Quality Control

Kiểm soát chất lượng

QPSK

Quatermary PSK

Điều chế pha vương góc
R

RF

Radio Frequency

Tần số vơ tuyến

RD

Receiver Data

Máy thu dữ liệu
S

SD

Service Demultiplexing

Tách tín hiệu nghiệp vụ

SBSW

Stand by Switching

Chuyển mạch dự phịng.


MỤC LỤC
Trang

LỜI NÓI ĐẦU
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG VI BA SỐ

1
2

1 Sơ lược về quá trình phát triển của Vi ba số....................................
1.1. Hệ thống Vi ba số .............................................................................

2
2

1.2.1. Đặc điểm...........................................................................................
1.2.2. Mơ hình hệ thống Vi ba số...............................................................
1.2.3. Các mạng vi ba số............................................................................
1.2.4. Phân loại...........................................................................................
1.2.5. Một số ưu điểm của hệ thống vi ba số..............................................
1.2.6. Một số nhược điểm của hệ thống vi ba số........................................
1.2.7. Các mã truyền dẫn............................................................................
1.2. Kết luận chương.................................................................................
CHƯƠNG 2. CƠ SỞ VỀ SĨNG VƠ TUYẾN-THIẾT BỊ VI BA SỐ -

2
3
5
7
7
8
8
11

THU PHÁT TÍN HIỆU VI BA

12

2.1. Khái niệm về sóng vơ tuyến...............................................................
2.1.1. Sóng bề mặt......................................................................................
2.1.2. Sóng khơng gian...............................................................................

2.1.3. Sóng trời (Phản xạ từ tầng điện ly)...................................................
2.1.4. Phân loại tần số vô tuyến..................................................................
2.2. Các nhân tố ảnh hưởng đến sự truyền lan sóng vơ tuyến....................

12
13
13
14
14
16

2.2.1. Pha đinh...........................................................................................
2.2.2. Suy hao khi truyền lan trong không gian tự do................................
2.2.3. Suy hao do mưa................................................................................
2.2.4. Sự can nhiễu của sóng vơ tuyến.......................................................
2.3. Các chỉ tiêu kỹ thuật của Vi ba số......................................................

16
24
24
25
25

2.3.1. Phân bố luồng cao tần......................................................................

25


2.3.2. Công suất phát..................................................................................
2.3.3. Độ nhạy máy thu (ngưỡng thu)........................................................

2.3.4. Tỷ lệ lỗi BER....................................................................................
2.3.5. Phương thức điều chế.......................................................................
2.3.6. Trở kháng vào của máy thu và trở kháng ra của máy phát..............
2.3.7. Tốc độ ở băng tần gốc......................................................................
2.3.8. Kênh nghiệp vụ................................................................................
2.3.9. Kênh giám sát và điều khiển từ xa...................................................
2.4. Thiết bị Vi ba số - Thu phát tín hiệu vi ba...........................................

26
26
26
26
27
27
27
27
28

2.4.1. Thiết bị vi ba số............................................................................... 28
2.4.2.
Thu
phát
tín
hiệu
vi
ba 29
số.................................................................
2.5. Thiết bị anten.......................................................................................
2.5.1. Anten................................................................................................
2.5.2. Biểu đồ bức xạ..................................................................................

2.6. Điều chế và giải điều chế số...............................................................
2.6.1.
2.6.2.
2.6.3.
2.6.4.

34
34
36
37

Điều chế số....................................................................................... 37
Giải điều chế số................................................................................ 38
Các phương thức điều chế và giải điều chế...................................... 38
Giảm độ rộng băng tần truyền bằng phương pháp điều chế nhiều

mức............................................................................................................. 48
2.7. Kết luận chương.................................................................................. 49
CHƯƠNG 3. THIẾT KẾ &TÍNH TỐN TUYẾN VI BA SỐ
TP. THANH HOÁ - HUYỆN HÀ TRUNG

50

3.1. Các quy định chung về việc thiết kế tuyến.........................................
3.2. Nội dung thiết kế ................................................................................
3.3. Kết luận chương..................................................................................
KẾT LUẬN
TÀI LIỆU THAM KHẢO

50

50
76
74
76


DANH MỤC BẢNG BIỂU, HÌNH VẼ

Trang

Bảng 1.1 Mã truyền dẫn dùng trong vi ba số............................................
Bảng 2.1. Phân loại tần số..........................................................................
Bảng 2.2. Suy hao do mưa.........................................................................
Bảng 2.3. Độ lợi của anten.........................................................................
Bảng 2.4. Góc phát xạ theo đường kính anten...........................................
Bảng 3.1 Độ lồi của mặt đất tại các vị trí trên đường truyền......................
Bảng 3.2 Bán kính Fresnel thứ nhất tại các vị trí trên đường truyền..........

11
15
25
35
37
58
60

Hình 1.1 Mơ hình hệ thống Vi ba số .........................................................
Hình 1.2. Sơ đồ thiết bị thu phát vi ba số...................................................
Hình 1.3. Mơ hình hệ thống vi ba số điểm nối điểm..................................
Hình 1.4 Mơ hình của hệ thống vi ba số điểm nối điểm tiêu biểu..............

Hình 1.5. Dạng sóng HDB3........................................................................
Hình 2.1 Các phương thức truyền sóng vơ tuyến.......................................
Hình 2.2 Các phương thức truyền sóng vơ tuyến.......................................
Hình 2.3 Phân tập không gian và tần số sử dụng của ba anten...................
Hình 2.4 Phân tập theo khơng gian và tần số sử dụng 3 anten..................
Hình 2.5 Nâng cao độ an tồn cho tuyến bằng kênh dự phịng.................
Hình 2.6 Phần phát và phần thu của hệ thống dự phịng nóng theo cấu

4
5
6
7
10
12
13
19
20
21

hình (1+1)...................................................................................................
Hình 2.7 Phần phát của hệ thống vi ba số có kênh X dự phịng.................
Hình 2.8 Phần thu của hệ thống vi ba số có kênh X dự phịng...................
Hình 2.9. Sơ đồ khối một trạm đầu cuối....................................................
Hình 2.10. Sơ đồ khối cơ bản tuyến phát vi ba số .....................................
Hình 2.11. Sơ đồ khối cơ bản tuyến thu vi ba số .......................................
Hình 2.12. Bán kính miền Fresnel thứ nhất ...............................................
Hình 2.13. Mặt cắt ngang đường truyền và miền Fresnel thứ nhất ...........

21
22

23
28
28
29
31
32


Hình 2.14. Cấu hình một tuyến vi ba..........................................................
Hình 2.15. Phương án bố trí hai tần số.......................................................
Hình 2.16. Phương án bố trí bốn tần số......................................................
Hình 2.17. Sơ đồ điều chế và giải điều chế số...........................................
Hình 2.18. Tín hiệu 2-PSK……………………………………………….
Hình 2.19. Biểu đồ vec tơ 2-PSK...............................................................
Hình 2.20. Sơ đồ nguyên lý giải điều chế tín hiệu 2-PSK..........................
Hình 2.21. Sơ đồ điều chế pha 8 trạng thái 8-PSK.....................................
Hình 2.22 Biểu đồ vec tơ 8-PSK................................................................
Hình 2.23. Sơ đồ điều chế tín hiệu M-QAM..............................................
Hình 2.24. Biểu đồ khơng gian tín hiệu 16-QAM......................................
Hình 2.25. Sơ đồ ngun lí giải điều chế tín hiệu M-QAM.......................
Hình 3.1. Bản đồ tuyến vi ba số.................................................................
Hình 3.2. Bản đồ địa hình giữa hai trạm.....................................................
Hình 3.3. Điểm vật chắn hình nêm cao nhất trên đường truyền.................
Hình 3.4. Mặt cắt dường truyền giữa hai trạm...........................................
Hình 3.5 Lắp đặt trên giá đỡ.......................................................................

32
33
33
38

40
40
43
44
45
47
47
48
54
55
56
57
71


LỜI NÓI ĐẦU
Cùng với sự phát triển xã hội của nhân loại thì nhu cầu trao đổi thơng
tin giữa mỗi người, mỗi vùng, mỗi quốc gia trên thế giới là một nhu cầu vơ
cùng cấp bách và cần thiết. Vì vậy đã có nhiều hệ thống thơng tin liên lạc ra
đời, phát triển phục vụ con người như: Thông tin vệ tinh, thông tin quang hay
thông tin vi ba số….Trong đó việc truyền dẫn bằng hệ thống thơng tinh vi ba
số đóng một vai trị quan trọng trong thơng tin liên lạc.
Việc thiết kế một tuyến Vi ba số thực tế là một việc làm khơng đơn
giản vì hệ thống thông tin vi ba số chịu nhiều ảnh hưởng của mơi trường, điều
này địi hỏi phải có một độ chính xác cao trong quá trình thiết kế.
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 và kỹ năng thực tế, từ đó giúp chúng em có
thể củng cố và mở rộng kiến thức chuyên ngành, đặc biệt là khả năng tính
tốn, phân tích và xử lý số liệu phù hợp với thực tế.
Trong phạm vi bài thiết kế này em đã chọn thiết kế một tuyến vi ba số

từ thành phố Thanh Hoá đến huyện Hà Trung.
Trong qua trình thiết kế gắp nhiều khó khăn do nguồn tài liệu không đủ
cùng với kiến thức thực tế thiết kế tuyến vi ba còn hạn hẹp, nhưng dưới sự
gúp đỡ của quý thầy cô và các bạn đặc biệt là sự sự hướng dẫn tận tình của
thầy Nguyễn Phúc Ngọc đã giúp em hoàn thành đồ án. Do thời gian ngắn tìm
hiểu và thiết kế tuyến cịn chưa tối ưu mong thầy cơ và các bạn góp ý để đồ
án được hoàn chỉnh và tối ưu hơn.
Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn Q Thầy, Cơ và sự hướng dẫn
nhiệt tình của Thầy Nguyễn Phúc Ngọc, cùng tất cả các bạn đã giúp em hoàn
thành đồ án này.
Vinh, tháng 5 năm 2011
Nguyễn Đức Lương

1


CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG VI BA SỐ

1.1 Sơ lược về q trình phát triển của Vi ba số
Thơng tin sóng cực ngắn giữa hai điểm bắt đầu xuất hiện từ những năm
30 của thế kỉ trước nhưng lúc bấy giờ do khó khăn về mặt kĩ thuật nên chỉ làm
việc ở giải sóng mét do đó ưu điểm của loại thông tin này chưa được phát huy.
Năm 1935 đường thông tin vô tuyến tiếp sức đầu tiên được thành lập ở
Newyook và Philadelphi chuyển tiếp qua 6 địa điểm và truyền được năm kênh
thoại. Và thông tin vô tuyến tiếp sức bùng nổ sau chiến tranh thế giới lần thứ
hai, đây là nền tảng cho hệ thống thông tin Vi ba sau này. Hệ thống thông tin
Vi ba bắt đầu hình thành đầu những năm 50 và phát triển mạnh mẽ cùng với
sự phát triển của kĩ thuật viễn thông.
1.2. Hệ thống Vi ba số

1.2.1. Đặc điểm
Cùng với thông tin vệ tinh và thông tin quang thông tin Vi ba số là một
trong ba hình thức truyền tin phổ biến nhất hiện nay. Hệ thống thông tin Vi ba
số sử dụng sóng vơ tuyến và biến đổi các đặc tính của sóng mang vơ tuyến
theo dạng của thơng tin và truyền đi trong khơng gian. Sóng vơ tuyến được
truyền đi định hướng rất cao nhờ các Anten định hướng.
Hệ thống Vi ba số có thể được sử dụng làm các tuyến truyền dẫn sau:
 Tuyến truyền dẫn nối từ tổng đài chính tới các tổng đài vệ tinh địa
phương.
 Các đường trung kế số nối giữa các tổng đài số.
 Các bộ tập trung thuê bao vô tuyến.
 Các đường truyền dẫn trong các hệ thống thông tin di động để kết
nối máy di động với mạng viễn thông.
Hệ thống thông tin viba số được sử dụng trong các đường truyền dẫn
khác nhau của mạng thông tin số.Hệ thống thông tin vi ba ngày càng khẳng
2


định được tầm quan trọng trong các lĩnh vực truyền tin trong thông tin di
động và trong các lĩnh vực truyền thơng số khác…
1.2.2. Mơ hình hệ thống Vi ba số
Một hệ thống Vi ba số bao gồm các khối xử lý tín hiệu. Các khối này
được phân loại như sau:
 Biến đổi tớn hiệu tương tự thành tớn hiệu số
 Tập hợp các tớn hiệu số từ các nguồn khác nhau thành tớn hiệu băng gốc
 Xử lý tín hiệu băng gốc để truyền trên kênh thông tin
 Truyền tín hiệu băng gốc trên kênh thơng tin.
 Thu tín hiệu băng gốc từ kênh thơng tin
 Xử lý tín hiệu băng gốc thu được để phần thành các nguồn khác
nhau tương ứng

 Biến đổi tớn hiệu số thành tín hiệu tương tự tương ứng

3


codec
FDM

Thoại
tương tự

Bộ ghép
số

ADC

Máy
phát

Nguồn
số

Kênh truyền
FDM

codec

Thoại
tương tự

Bộ tách
số

DAC

Máy thu

Nguồn
số

Hình 1.1 Mơ hình hệ thống Vi ba số

Biến đổi ADC và DAC có thể được thực hiện bằng một trong các
phương án sau đây: Điều chế và giải điều chế xung mã (PCM); xung mã
Logarit (Log(PCM)); xung mã vi sai (DPCM) xung mã vi sai tự thích nghi
(ADPCM); Điều chế và giải điều chế delta (DM); Delta tự thích nghi (ADM).
Tập hợp các tín hiệu từ nguồn số khác nhau thành các tín hiệu băng
gốc và phân chia tín hiệu số từ tín hiệu băng gốc được thực hiện nhờ quá trình
ghép – tách. Hệ thống ghép tách có hai dạng chủ yếu là: Theo thời gian TDM
và theo tần số FDM.

4


Việc sử lý tín hiệu băng gốc thành dạng sóng vơ tuyến thích hợp hợp để
truyền trên kênh thơng tin phụ thuộc vào môi trường truyền dẫn và mỗi môi
trường truyền dẫn có đặc tính và hạn chế riêng. Việc xác định sơ đồ điều chế
và giải điều chế thích hợp yêu cầu độ nhạy của thiết bị tương ứng với tỉ lệ lỗi
BER cho trước ở tốc độ truyền dẫn nhất định, phụ thuộc vào độ phức tạp cũng
như giá thành thiết bị.

Giao tiếp
nhánh

Điều
chế

Chuyển
đổi tần
số

Khuếch đại
cơng suất

Xử
Lý

Bộ
lọc
nhánh

L
O

Tín
hiệu
Kênh
nghiệp
vụ

Giải
điều chế
Xử lí số

Chuyển
đổi tần
số

Dao
động
nội

L
O

Khuếch đại
âm thấp
Xử lí tương
tự

Hình 1.2. Sơ đồ thiết bị thu phát vi ba số
1.2.3. Các mạng vi ba số
Các trạm Vi ba số thường được nối cùng với các trạm chuyển mạch
như là một bộ phận của mạng trung kế quốc gia hoặc trung kế riêng, hoặc là
nối các tuyến nhánh xuất phát từ trung tâm thu thập thơng tin khác nhau đến
trạm chính. (Ứng dụng trong các trung tâm chuyển mạch hoặc tổ chức mạng
Internet).
a)Vi ba số điểm nối điểm
Mạng Vi ba số điểm nối điểm đang được sử dụng phổ biến. Trong các
mạng đường dài thường sử dụng cáp sợi quang các mạng quy mô nhỏ hơn

như tỉnh đến các huyện hoặc đến các ngành kinh tế khác người ta thường sử
dụng cấu hình Vi ba số điểm nối điểm dung lượng trung bình hoặc cao nhằm
5


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 thơng tin di động.

Hình 1.3. Mơ hình hệ thống vi ba số điểm nối điểm
b)Vi ba số điểm nối nhiều điểm
Mạng Vi ba số này ngày càng phổ biến, nó bao gồm một trạm trung
tâm phát thơng tin trên một anten đẳng hướng phục vụ cho một số trạm ngoại
vi quanh nó. Khi các trạm này nằm trong phạm vi truyền dẫn cho phép thì
khơng cần dùng đến các trạm lặp, khi 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
truyền đi tới các thuê bao. Thiết bị ngoại vi trạm vi ba có thể dặt ngồi trời,
trên cột trong nhà hay rất nhiều nơi khác nhau, mỗi trạm bị ngoại vi có thể lắp
đặt thiết bị cho nhiều trung kế. Nếu mật độ cao có thể bổ sung thêm thiết bị;
được thiết kế để làm việc với băng tần 1,5GHz -> 1,8 và 2,4 GHz sử dụng
sóng mang cho hệ thống hoàn chỉnh.
Hiện nay các hệ thống điểm nối đến đa điểm 19GHz dó 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 20Km. Trạm trung tâm phát tốc độ bit 8,2Mb/s và
mỗi trạm sử dụng kĩ thuật TDMA

6


Sóng vi ba

Sóng vi ba
Sóng vi ba

Trạm ngoại vi
3
RX/TX

RX/TX



MUX/
DEMU
X

MUX/
DEMU
X

Trạm ngoại vi
1



Trạm trung
tâm




M
W


TX/RX
RX/TX
MUX/
DEMU
X

Trung
kế





Trạm ngoại vi
2

Nội
hạt

Hình 1.4 Mơ hình của hệ thống vi ba số điểm nối điểm tiêu biểu.
1.2.4. Phân loại
- Phụ thuộc vào tốc độ bit của tín hiệu PCM cần truyền, các thiết bị vi
ba phải được thiết kế, cấu tạo phự hợp để có khả năng truyền dẫn các tín hiệu
đó. Có thể chia thành các mạng vi ba như sau:
- Vi ba số băng hẹp (tốc độ thấp): Được dùng để truyền tín hiệu có tốc

dộ 2Mbit/s, 4Mbit/s và 8Mbit/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.
- Vi ba số băng trung bình (Tốc độ trung bình): Được dựng để truyền
các tín hiệu có tốc độ trung bình cỡ từ (8 – 34)Mbit/s, tương ứng với dung

7


lượng kênh thoại là 120 kênh đen 480 kênh. Tần số sóng vơ tuyến (2 –
5)GHz.
- Vi ba số băng rộng (Tốc độ cao): được dùng cho truyền các tín hiệu
có tốc độ từ (34 – 140)Mbit/s, tương ứng với dung lượng kênh thoại là 480
đến 1920 kênh. Tần số sóng vơ tuyến 4,6,8,12GHz.

1.2.5. Một số ưu điểm của hệ thống vi ba số
1. 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 vơ tuyến.
2. 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.
3. 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.
4. 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. Ngồi ra, cơng suất phát nhỏ ít gây nhiễu cho các hệ thống khác.

1.2.6. Một số nhược điểm của hệ thống vi ba số
1. Khi áp dụng hệ thống truyền dẫn số, phổ tần tín hiệu thoại rộng hơn
so với hệ thống tương tự.
2. Khi các thông số đường truyền dẫn như trị số BER, S/N thay đổi
không đạt giá trị cho phép thì thơng tin sẽ gián đoạn, khác với hệ thống tương
tự thông tin vẫn tồn tại tuy chất lượng kém.
8


3. Hệ thống này dễ bị ảnh hưởng của méo phi tuyến do các đặc tính bão
hồ, do các linh kiện bán dẫn gây nên, đặc tính này khơng 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.
1.2.7. Các mã truyền dẫn
Nếu cùng các số liệu được truyền đi liên tục, lỗi có thể phát sinh khi
nhận chúng. Vì thế việc phục hồi số liệu cực kỳ khó khăn . Do đó, các tín hiệu
nhị phân từ thiết bị ghép kênh được biến đổi thành các mã truyền dẫn để giảm
lỗi tín hiệu trong q trình truyền.
Để đạt được điều đó, các mã truyền dẫn phải thoả mãn các yêu cầu sau:
+ Phải phối hợp đặc tính phổ của tín hiệu với đặc tính của kênh truyền.
+ Đảm bảo các dãy bit phải độc lập thống kê với nhau để giảm lượng
trượt, giảm sự phụ thuộc mẫu do các mẫu lặp gây ra.
+ Dễ dàng tách được xung đồng hồ và tái sinh tín hiệu
+ Đảm bảo độ dư cần thiết để giám sát lỗi truyền dẫn và phát hiện
được sự cố của thiết bị.
+ Phải duy trì độ dư thừa thơng tin ở mức thấp có thể được để giảm tốc
độ bít và giảm độ rộng băng tần tín hiệu
+ Giảm thành phần một chiều của tín hiệu đến mức bằng 0.

+ Giảm các thành phần tần số thấp để giảm xuyên âm và kích thước
của bộ phận và các linh kiện trong mạch. Tín hiệu nhị phân đơn cực có thành
phần một chiều, có chứa năng lượng lớn trong trong phổ tần thấp vì vậy
khơng thích hợp cho việc truyền dẫn. Trong thực tế người ta thường sử dụng
các mã lưỡng cực chẳng hạn như mã truyền dẫn HDB3 (mã nhị phân mật độ
cao có cực đại 3 số 0 liên tiếp), CMI...
 Các mã đường truyền
9


Trong hệ thống truyền dẫn thông tin Vi ba thường sử dụng các loại mã
HDB3, CMI, và do vậy ta chỉ xem xét 2 loại mã này.
 Mã HDBN (High Density Binary with maximum of 3 consecutive
Zeros)
Mã HDBN là mã lưỡng cực mật độ cao có cực đại N số 0, đây là loại
mã cải tiến của mã AMI thực hiện việc thay thế N+1 số 0 liên tiếp bằng N+1
xung nhịp chứa xung phạm luật V và xung phạm luật này sẽ ở tại bit thứ N+1
của các mã số 0 liên tục.
Với loại mã HDBN này thì dạng HDB3 thường được sử dụng trong hệ
thống truyền đẫn thông tin vi ba số.
 Mã HDB3
Mã HDB3 là mã lưỡng cực mật độ cao có cực đại là 3 số 0 liên tiếp.
Quy tắc mã hoá:
+Mức logic 1 được mã hoá theo mức lưỡng cực.
+Mức logic 0 được mã hoá theo trạng thái 0 thông thường.
+Đối với dãy 4 số 0 liên tiếp thì được mã hố theo một trong 2 trường
hợp sau: OOOV hoặc BOOV sao cho số bit B giữa 2 bit V là lẻ.
Giá trị
nhị phân

1

0

0

0

0

1

1

0

0

0

0

0

t

Quy luật
mã hố

B

0

0

0

V

B

B

B

0

0

V

0

t

Tín hiệu
HDB3

+V

t

0
-V

Hình 1.5. Dạng sóng HDB3
Mã này khá thơng dụng và ITU-T khuyến nghị sử dụng ở tốc độ bit
2,048Mbps; 8,448Mbps; 34,368Mbps theo tiêu chuẩn châu Âu (khuyến nghị
G-703).
 Mã CMI (Code Mark Inversion)
10


Mã CMI là mã đảo dấu mã, đây chính là loại NRZ 2 mức.
Quy tắc mã hoá:
+Mức logic 0 được mã hố thành các sóng vng dương – âm hoặc âm
– dương nhưng mỗi mức chỉ chiếm 1 khoảng thời gian T/2.
+Mức logic 1 được mã hố thành các sóng vuông dương – dương hoặc
âm – âm nhưng mỗi mức chỉ chiếm 1 khoảng thời gian T theo luật luân phiên.
Mã CMI được ITU-T khuyến nghị sử dụng ở tốc độ bit 140Mbps theo
tiêu chuẩn châu Âu (khuyến nghị G-703).
Ngoài ra, còn nhiều mã khác như: mã Wal1, mã Wal2, mã Manchester,
mã chuỗi, mã 5B6B,... tuy nhiên chúng không được sử dụng thông dụng.
Theo khuyến nghị G703 về các giao tiếp của CCITT cho chi tiết trở
kháng, loại đôi dây dẫn mức tín hiệu dạng khung, tải khung phân bố cũng như
mã truyền dẫn ở những tốc độ bit khác nhau dùng cho hệ Châu Âu.
Bảng 1.1.. Mã truyền dẫn dùng trong vi ba số
Tốc độ bit (Mb/s)
Loại cáp
Trở kháng()

Mã đường
Dạng xung chuẩn

2.048
S/C
120/75
HDB3
Vuông

8.448
C
75
HDB3
Vuông

34.368
C
75
HDB3
Vuông

139.246
C
75
CMI
Vuông

S: cáp đối xứng. C: Cáp đồng trục.
1.3. Kết luận chương
Qua chương trên ta hiểu hơn về vi ba số, biết được thời điểm xuất hiện

cũng như quá trình phát triển quá trình của vi ba số. Qua đó ta có thể phân
biệt vi ba số với các hệ thống thông tin khác và biết được nhưng ưu khuyết
điểm của hệ thống. Từ đó tạo cơ sở để có thể thiết kế và lắp đặt hệ thống vi ba
số sao đạt được hiệu quả truyền tin cao nhất. Ta còn nhận biết được các loại
hệ thống vi ba số và hiểu thêm về các mã truyền dẫn dùng trong các hệ thống
thơng tin nói chung và hệ thống vi ba nói riêng.

11


CHƯƠNG 2
CƠ SỞ LÝ THUYẾT VI BA SỐ
2.1. Khái niệm về sóng vơ tuyến
 Sóng vơ tuyến là sóng điện từ có tần số từ 30KHz đến 300GHz và
được chia ra các băng tần LF, HF, UHF, VHF và băng tần dùng cho thơng tin
vệ tinh. Có hai loại sóng vơ tuyến là sóng dọc và sóng ngang. Sóng dọc là
sóng lan truyền theo phương chuyển động của nó (sóng âm thanh là sóng dọc)
cịn sóng ngang là sóng điện từ có véc tơ cương độ điện trường và véc tơ
cường độ từ trường vng góc với nhau và vng góc với phương truyền
sóng.
 Sóng vơ tuyến có thể lan truyền từ anten phát đến anten thu theo hai

đường chính là: Sóng bề mặt và sóng khơng gian.

Sóng trời
(tầng điện ly)

Sóng đất

Sóng bề mặt

Sóng khơng gian

Sóng truyền
trực tiếp

Sóng phản xạ từ
mặt đất

Sóng phản xạ từ
tầng đối lưu

Hình 2.1. Các phương thức truyền sóng vơ tuyến

12


Sóng trời
(tầng điện ly)
Tầng đối lưu
Sóng trực tiếp
Sóng bề mặt
Sóng phản xạ
từ mặt đất
Trái đất

Hình 2.2. Các phương thức truyền sóng vơ tuyến
2.1.1. Sóng bề mặt
Khi sóng lan truyền doc theo bề mặt của trái đất thì năng lượng truyền
dẫn bị tiêu hao. Mức độ tiêu hao phụ thuộc vào hằng số điện dẫn và điện môi

của môi hiệu dụng của đất. Tương tự khi sóng vơ tuyến đi dọc theo đường
dây. Khi tần số sóng trên 30KHz đất có tác dụng như dây dẫn kém gây tiêu
hao lớn. Vì vậy trong thực tế khi truyền sóng mặt đất người ta có thể chọn
sóng ở tần số thấp.
2.1.2. Sóng khơng gian.
Đây là loại sóng quan trọng trong thơng tin. Năng lượng truyền của
sóng trong khơng gian từ anten phát tới anten thu theo ba đường truyền tương
ứng với sóng trực tiếp, sóng phản xạ từ mặt đất và sóng phản xạ từ tầng đối
lưu.
 Sóng trực tiếp.

13