VIBA kĩ thuật điện tử viễn thông 2025.pptx

viba

1. Hệ thống VIBA Group III’s presentation :D

2. OUR TEAM Đặng Đức Nghĩa Nguyễn Văn Thành Tôn Nguyễn Đình Huy Hoàng Vũ Minh Hoàng Nguyễn Long Vũ

3. Nội dung chính Thành phần trong mạng VIBA 1 TỔNG QUAN VIBA Nhiễu và phân bố tần số 2 Tần số trong HTTT VIBA Hệ thống VIBA số: điểm – điểm và điểm – đa điểm 3 Đa truy cập của VIBA

4. Tổng quan VIBA 1 Thành phần trong mạng VIBA

5. Các thành phần trong mạng VIBA Hình 1`: Mô tả một tuyến viba chuyển tiếp với hai trạm đầu cuối và một trạm lặp.

6. Các thành phần trong mạng VIBA Gồm: Máy thu (R) Máy phát (T) Modem trạm lặp (RM) Bộ lọc phân kênh (CF) Bộ xoay vòng (C) Gồm: Bộ điều chế (M) Bộ giải điều chế (D) Máy phát (T) Máy thu (R) Bộ lọc phân kênh (CF) Bộ xoay vòng (C) Trạm đầu cuối Trạm lặp 1 2

7. 1. Trạm đầu cuối Bộ điều chế: Thiết bị chuyển đổi tín hiệu thông tin từ dạng gốc sang dạng sóng mang bằng cách thay đổi các đặc tính của sóng mang như biên độ, tần số hoặc pha, nhằm phù hợp với kênh truyền và tăng khả năng chống nhiễu. Bộ giải điều chế : Thiết bị nhận và giải mã tín hiệu đã được điều chế, khôi phục lại thông tin gốc từ sóng mang. Máy phát: Thiết bị tạo ra và phát sóng tín hiệu vô tuyến, bao gồm bộ điều chế và ăng-ten phát. Máy thu: Thiết bị nhận tín hiệu vô tuyến, bao gồm ăng-ten thu và bộ giải điều chế. Bộ lọc phân kênh: Thiết bị lọc các tín hiệu không mong muốn, chỉ cho phép tín hiệu trong dải tần số cụ thể đi qua, giúp phân chia và quản lý các kênh truyền thông. Bộ xoay vòng: Công tắc quay dùng để chọn lựa các kênh hoặc tần số trong hệ thống truyền thông, giúp chuyển đổi giữa các tín hiệu hoặc đường truyền khác nhau.

8. 2. Trạm lặp Máy phát: Thiết bị tạo ra và phát sóng tín hiệu vô tuyến, bao gồm bộ điều chế và ăng-ten phát. Máy thu: Thiết bị nhận tín hiệu vô tuyến, bao gồm ăng-ten thu và bộ giải điều chế. Modem trạm lặp: Thiết bị chuyển đổi tín hiệu giữa các chuẩn hoặc giao thức khác nhau tại trạm lặp, giúp mở rộng phạm vi truyền dẫn và cải thiện chất lượng tín hiệu. Bộ lọc phân kênh: Thiết bị lọc các tín hiệu không mong muốn, chỉ cho phép tín hiệu trong dải tần số cụ thể đi qua, giúp phân chia và quản lý các kênh truyền thông. Bộ xoay vòng: Công tắc quay dùng để chọn lựa các kênh hoặc tần số trong hệ thống truyền thông, giúp chuyển đổi giữa các tín hiệu hoặc đường truyền khác nhau.

9. Các tín hiệu, tần số giữa các trạm Tín hiệu băng tần gốc (BB) Là tín hiệu ban đầu trước khi được điều chế hoặc xử lý, thường ở tần số thấp, chứa thông tin cần truyền tải. Giao tiếp tín hiệu tần số (DS) Phương pháp điều chế trong đó tần số của sóng mang được thay đổi tương ứng với các mức dữ liệu số, phổ biến trong truyền thông dữ liệu. Tín hiệu trung tần (IF) Tín hiệu được chuyển đổi từ tần số vô tuyến xuống một tần số trung gian thấp hơn, thuận tiện cho việc xử lý trong các mạch điện tử. Tín hiệu vô tuyến được điều chế số (RF) Tín hiệu vô tuyến trong đó thông tin được mã hóa thành dạng số và điều chế lên sóng mang, giúp tăng khả năng chống nhiễu và hiệu quả sử dụng băng thông. Tần số vô tuyến ở băng thấp hay băng cao (f,f’) Phân loại tần số vô tuyến dựa trên dải tần số sử dụng, với băng thấp (LF) thường từ 30 Hz đến 300 kHz và băng cao (HF) từ 3 MHz đến 30 MHz, mỗi băng có đặc tính truyền dẫn và ứng dụng riêng.

10. Tần số trong HTTT VIBA 2 Nhiễu và phân bổ tần số

11. Tại sao lại có nhiễu tần số ? K hi có thành phần can nhiễu bên ngoài trộn lẫn vào sóng thông tin. Chẳng hạn hệ thống Vi ba số đang sử dụng bị ảnh hưởng bởi sự can nhiễu từ các hệ thống vi ba số lân cận nằm trong cùng khu vực, có tần số sóng vô tuyến trùng hoặc gần bằng tần số của hệ thống này Ảnh hưởng bởi các trạm mặt đất của các hệ thống thông tin vệ tinh lân cận.

12. Các loại nhiễu VIBA Nhiễu tần số giữa các kênh vô tuyến Nhiễu giữa các kênh vô tuyến trong một băng tần được minh họa như hình sau: -Nhiễu này có thể là nhiễu đồng kênh ( cochannel ) hay nhiễu kênh kế cận. Nhiễu do kênh kế cận cũng chia làm 2 loại: + Xuyên phân cực ( cross polar ) + Đồng phân cực ( copolar ) -Nhiễu đồng kênh này chỉ có thể là nhiễu xuyên phân cực. -Đối với các kênh kế cận, nhiễu dồng phân cực có thể loại trừ bằng các bộ lọc kênh, nhiễu xuyên phân cực không còn là vấn đề với các anten hiện nay vì các bộ lọc phân cực thường có độ phân biệt phân cực trên 30dB. Hình 2.1 Nhiễu giữa các kênh phân cực

13. Các loại nhiễu VIBA Nhiễu này có thể là: nhiễu do bức xạ ra sau, nhiễu ở các các điểm nút và nhiễu vượt qua. Để đánh giá ảnh hưởng của các loại nhiễu này, người ta thường sử dụng tỉ số sóng mang nhiễu C/I. Tỉ số này được xác định bởi số lệch góc giữa các anten có thể giảm đi khi có fading. Nhiễu giữa các chặng vô tuyến -Nhiễu chỉ có thể ảnh hưởng khi sử dụng các anten nhỏ hoạt động ở tần số thấp. Để tránh loại nhiễu này, các tần số vô tuyến cho các chặng kế cận phải được thay đổi tuần tự. -Tỉ số C/I có thể tính như sau: C/I= a α + 20 log(d1/dw) Nhiễu do bức xạ trước ra sau Hình 2.2 Bức xạ trước sau Với a α : sự lệch góc giữa hai anten đấu lưng d1, dw : khoảng cách đường truyền mong muốn và đường truyền nhiễu tương đương

14. Các loại nhiễu VIBA Nhiễu ở điểm nút Các hệ thống vệ tinh – Radar - Các hệ thống vô tuyến khác sử dụng cùng 1 băng tần. Lưu ý: Năng lượng xuất phát phân bố đều trong băng tần. Năng lượng sóng mang có thể trải dài ra khỏi băng. Điều này có nghĩa là vô tuyến tương tự dễ bị ảnh hưởng nhiễu từ tuyến viba số hơn. Nhiễu từ các hệ thống bên ngoài -Hình 2.3 giải thích loại nhiễu này, cần có sự thay đổi tần số và phân cực phù hợp để giảm ảnh hưởng của loại nhiễu này khi góc lệch giữa hai anten nhỏ: -Tỉ số C/I có thể tính như sau: C/I= a α + 20 log(d1/dw) Với a α : sự lệch góc giữa hai anten đấu lưng d1, dw : khoảng cách đường truyền mong muốn và đường truyền nhiễu tương đương Hình 2.3 Nhiễu ở điểm nút

15. Cần phải phân bố kênh vô tuyến như thế nào để tránh hiện tượng nhiễu? 1. Phân bổ tần số theo mô hình xen kẽ (Alternating Frequency Assignment) Nguyên lý: Các tuyến truyền dẫn vi ba lân cận không sử dụng cùng một tần số, mà thay phiên nhau sử dụng các kênh khác nhau. Ưu điểm: Giảm nhiễu đồng kênh và tăng hiệu suất sử dụng phổ tần. Ứng dụng: Hệ thống vi ba truyền thông trục chính (backbone microwave links). Ví dụ: Nếu hệ thống có 4 tuyến truyền, các kênh sẽ được phân bổ theo kiểu xen kẽ như sau: Tuyến 1: F1 – F2 Tuyến 3: F1 – F2 Tuyến 2: F3 – F4 Tuyến 4: F3 – F4

16. Cần phải phân bố kênh vô tuyến như thế nào để tránh hiện tượng nhiễu? 2. Phân bổ theo mô hình tái sử dụng tần số (Frequency Reuse Plan) Nguyên lý: Tận dụng tái sử dụng tần số trong một khu vực rộng lớn nhưng đảm bảo khoảng cách đủ xa để tránh nhiễu. Ưu điểm: Tăng số lượng kênh sử dụng hiệu quả. Ứng dụng: Hệ thống viễn thông di động, mạng vi ba đô thị. Ví dụ: Trong một hệ thống có nhiều tuyến vi ba, một tần số có thể được sử dụng lại sau một số bước nhảy nhất định để đảm bảo không có nhiễu đáng kể.

17. Cần phải phân bố kênh vô tuyến như thế nào để tránh hiện tượng nhiễu? 3. Phân cực chéo (Cross-Polarization Frequency Reuse - XPIC) Nguyên lý: Sử dụng cùng một tần số cho cả hai tín hiệu truyền nhưng ở hai phân cực khác nhau (phân cực dọc & ngang). Ưu điểm: Giảm nhu cầu phổ tần, tăng gấp đôi số kênh mà không gây nhiễu. Ứng dụng: Hệ thống vi ba dung lượng cao. Ví dụ: - Truyền trên phân cực ngang: Kênh F1 - Truyền trên phân cực dọc: Cũng kênh F1 nhưng không bị nhiễu.

18. Cần phải phân bố kênh vô tuyến như thế nào để tránh hiện tượng nhiễu? 4. Phân bổ dựa trên công suất và hướng ăng-ten Nguyên lý: Hạn chế nhiễu bằng cách giảm công suất phát khi không cần thiết. Điều chỉnh góc mở ăng-ten để tránh truyền năng lượng đến vùng không mong muốn. Ứng dụng: Hệ thống vi ba hoạt động trong môi trường đô thị đông đúc. Các tuyến vi ba hoạt động gần nhau.

19. Kết luận giảm nhiễu Để giảm nhiễu trong hệ thống vi ba, cần phân bổ tần số hợp lý dựa trên: Phân bổ kênh xen kẽ hoặc tái sử dụng tần số. Sử dụng phân cực chéo (XPIC) để tăng dung lượng. Điều chỉnh công suất phát & hướng ăng-ten để tránh nhiễu không mong muốn.

20. Đa truy cập của VIBA 3 Hệ thống VIBA số: điểm – điểm và điểm – đa điểm

21. Điểm nối điểm (Point-to-Point – P2P) Định nghĩa: - Là hệ thống kết nối trực tiếp giữa hai điểm (ví dụ: hai trạm thu phát) mà không có sự tham gia của các điểm trung gian. Đặc điểm: - Kết nối trực tiếp, độ tin cậy cao. - Băng thông lớn, tốc độ truyền dẫn cao. - Thường được sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu độ ổn định và tốc độ cao, như kết nối giữa các trạm phát sóng, kết nối mạng LAN giữa các tòa nhà, hoặc kết nối đường trục (backbone) trong mạng viễn thông. Ưu điểm: - Độ trễ thấp, hiệu suất cao. - Dễ quản lý và bảo trì. Nhược điểm: - Chi phí cao nếu cần kết nối nhiều điểm.

22. Điểm nối đa điểm (Point-to-Multipoint – P2MP) Định nghĩa: - Là hệ thống kết nối một điểm trung tâm (central station) với nhiều điểm khác (remote stations) trong cùng một khu vực. Đặc điểm: - Một trạm trung tâm có thể kết nối với nhiều trạm con. - Phù hợp cho các ứng dụng phân phối tín hiệu đến nhiều điểm, như mạng Internet không dây, mạng di động, hoặc hệ thống truyền hình cáp. - Băng thông được chia sẻ giữa các điểm kết nối. Ưu điểm: - Tiết kiệm chi phí khi cần kết nối nhiều điểm. - Linh hoạt trong việc mở rộng mạng. Nhược điểm: - Độ trễ cao hơn so với P2P do băng thông chia sẻ. - Phức tạp hơn trong quản lý và bảo trì.

23. So sánh giữa điểm nối điểm và điểm nối đa điểm

24. Điểm nối điểm P2P(Point-to-Point) Trạm A ----------- Trạm B Điểm nối đa điểm P2MP(Point-to-Multipoint) Một trạm trung tâm kết nối với nhiều trạm con.

25. Kết luận - Điểm nối điểm phù hợp cho các ứng dụng yêu cầu độ tin cậy cao, băng thông lớn và độ trễ thấp. - Điểm nối đa điểm phù hợp cho các ứng dụng phân phối tín hiệu đến nhiều điểm với chi phí thấp hơn. Tùy vào yêu cầu cụ thể của hệ thống mà lựa chọn phương thức kết nối phù hợp.

26. GIÁO TRÌNH Chương 5: Hệ thống thông tin viba và vệ tinh. (Bài giảng HTVT – GTVT HCM) Kỹ thuật viba số (ThS. HOÀNG QUANG TRUNG) HÌNH ẢNH Giáo trinh ở trên Google Search Tài liệu tham khảo

27. THANKS for watching! Bài thuyết trình của nhóm mình đến đây là kết thúc, nếu có thắc mắc cứ tự nhiên :D This PP is made by MingHoang