Tiêu chuẩn ngành TCN68-137:1995

TIÊU CHUẨN NGÀNH

TCN 68-137:1995

LỜI NÓI ĐẦU

TCN 68-137:1995 được biên soạn trên cơ sở các khuyến nghị, báo cáo của ITU, các yêu cầu hiện tại và tương lai của mạng truyền dẫn quốc gia.

TCN 68-137:1995 do Viện Khoa học kỹ thuật Bưu điện biên soạn, Vụ Khoa học Công nghệ và Hợp tác Quốc tế đề nghị và được Tổng cục trưởng Tổng cục Bưu điện ban hành theo quyết định số 1035/QĐ-KHCN ngày 1 tháng 8 năm 1995.

TCN 68-137:1995 được ban hành đúng vào dịp kỷ niệm 50 năm ngày thành lập ngành Bưu điện (15/8/1945 – 15/8/1995).

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU

1. Phạm vi áp dụng

2. Yêu cầu kỹ thuật

2.1. Định nghĩa và thuật ngữ

2.2. Các yêu cầu kỹ thuật

PHỤ LỤC A

A.1. Khả năng chống nhiễu của các loại điều chế

A.2. Sử dụng ống dẫn sóng

A.3. Mức ngưỡng tạp âm nhiệt của máy thu

A.4. Tăng ích của anten

A.5. Ứng dụng của một số loại điều chế

A.6. Tăng ích của hệ thống

A.7. Tổn hao trong không gian tự do

A.9. Chỉ tiêu lỗi bit

A.10. Thiết bị đo

PHỤ LỤC B: tài liệu tham khảo

THIẾT BỊ VIBA SỐ

YÊU CẦU KỸ THUẬT

Digital Microwave Equipment-Technical Standard

1. Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này gồm các yêu cầu kỹ thuật cơ bản đối với các thiết bị vi ba số dùng cho việc truyền dẫn các dịch vụ thoại và phi thoại trong mạng viễn thông Quốc gia.

Tiêu chuẩn này áp dụng cho các thiết bị vi ba số điểm – điểm có tốc độ truyền dẫn ≥ 2 Mbit/s và ≤ 140 Mbit/s, phân cấp cận đồng bộ (PDH) theo tiêu chuẩn Châu Âu.

Tiêu chuẩn này làm cơ sở cho việc:

- thiết kế chế tạo;

- lựa chọn thiết bị;

- khai thác;

- bảo dưỡng, đo thử.

2. Định nghĩa và thuật ngữ

2.1. A. Code – Mã

Mã là hệ thống các qui tắc xác định tương quan một – một giữa các tin tức và các ký tự đặc trưng.

2.2. A. Interference – Nhiễu

Nhiễu là sự đột biến các tín hiệu mong muốn do những tác động bên ngoài.

2.3. A. Channel Selectivity – Độ chọn lọc kênh

Độ chọn lọc kênh là độ chênh lệch về mức tín hiệu của kênh sử dụng so với mức tín hiệu của kênh lân cận đo tại kênh sử dụng.

2.4. A. Spectral efficiency – Hiệu dụng phổ

Hiệu dụng phổ được tính bằng bit/s/Hz. Đối với các hệ thống điều chế khác nhau, nó là hàm số của tỉ số tín hiệu/tạp âm (C/N) so với giới hạn lý thuyết Shannon.

2.5. A. Severly errored second – SES – Giây bị lỗi nặng

Giây bị lỗi nặng là giây có BER ≥ 10^-3

2.6. A. Errored second – ES – Giây bị lỗi

Giây bị lỗi là giây có BER < 10^-3.

2.7. A. Degraded minute – DM – Phút giảm chất lượng

Phút giảm chất lượng là phút có BER ≥ 10^-6.

2.8. A. Base band – BB – Băng tần gốc

Băng tần gốc là băng tần của dòng số liệu vào và ra của thiết bị vô tuyến.

2.9. W/U

W/U là tỷ số của công suất tín hiệu cần thu trên công suất nhiễu đo lại đầu cuối anten của máy thu.

2.10. C/I

C/I là tỷ số của công suất trung bình của sóng mang tín hiệu trên công suất tạp âm đo tại đầu vào của bộ giải điều chế.

2.11. IRF

IRF là hệ số giảm nhiễu, tăng cường W/U do sự phân cực tần số và lọc.

2.12. C/N

C/N là tỷ số giữa công suất sóng mang trên công suất tạp âm tại đầu vào máy thu, tính bằng tỷ số P_T / P_N với P_T là công suất sóng mang trung bình và P_N là công suất tạp âm trong băng tần bằng 2 lần độ rộng băng NYQUIST.

2.13. A. Voltage standing wave ratio – VSWR – Hệ số sóng đứng

2.14. A. Flad fading magrin – FFM – Độ dự trữ pha đinh phẳng

Độ dự trữ pha đinh phẳng bằng mức tín hiệu thu danh định trừ đi mức ngưỡng.

2.15. A. Hight dennsity binary with maximum of consecutive zeros: Mã HDB3 là mã nhị phân lưỡng cực mật độ cao không quá 3 bit 0 liên tiếp.

2.16. A. Coded mark inversion – CMI – Mã CMI

Mã CMI là mã đổi dấu.

2.17. A. Error free second – EFS – Giây không lỗi

2.18. hệ số sóng đứng của anten

Hệ số sóng đứng của anten là phần năng lượng phản xạ trở lại từ anten trên tổng năng lượng phát đi, nó không tham gia vào năng lượng bức xạ có ích.

2.19. A. Line code – Mã đường

Mã đường truyền là mã dùng để phối hợp luồng bít với kênh truyền dẫn.

2.20. A. Receiver sesitivity – Độ nhạy của máy thu

Độ nhạy của máy thu là mức tín hiệu nhỏ nhất để máy thu hoạt động bình thường và đảm bảo tỉ số lỗi bít xác định trước.

2.21. A. Transmitter power – Công suất ra của máy phát

Công suất ra của máy phát là công suất đo được tại đầu ra của máy phát chưa qua các bộ rẽ nhánh hoặc bộ lọc đường dây.

2.22. Độ rộng băng tần

Độ rộng băng tần là tỷ số giữa tốc độ bít và hiệu dụng phổ.

2.23. Mức ngưỡng thu

Mức ngưỡng thu là mức tín hiệu thu với BER = 10 ^-3

2.24. Đơn vị đo công suất và đo độ nhậy: dBm hoặc dBw

3. Yêu cầu kỹ thuật

3.1. Một số băng tần sử dụng cho các thiết bị vi ba số cho trong bảng 1.

Khi sử dụng phải tuân thủ quy hoạch tần số của cơ quan quản lý tần số quốc gia.

Bảng 1 – Một số băng tần sử dụng cho các thiết bị vi ba số

3.2. Phân cấp tốc độ truyền dẫn của thiết bị vi ba số cho trong bảng 2.

Bảng 2 – Phân cấp tốc độ truyền dẫn của thiết bị vi ba số

3.3. Dung lượng kênh, băng tần và một số dạng điều chế dùng cho các hệ thống vi ba số cho trong bảng 3.

Bảng 3 – Dung lượng kênh, băng tần và một số dạng điều chế dùng cho các hệ thống vi ba số

3.4. Chỉ tiêu của một số loại điều chế số tiêu biểu cho trong bảng 4.

Bảng 4- Chỉ tiêu của một số loại điều chế số tiêu biểu

Với:      b / Hz – hiệu suất sử dụng phổ

            E_b / No – tỷ số công suất của bít trên mật độ tạp âm

Hệ số uốn α của bộ lọc Nyquist ở dây chọn ≥ 0,5

3.5. Mã đường truyền:

a) với tốc độ 140 Mbit/s dùng mã CMI;

b) với các tốc độ 2; 8; 34 Mbit/s dùng mã HDB3.

3.6. Chỉ tiêu giao tiếp của phần ghép kênh và phần vô tuyến tại các cấp tốc độ truyền dẫn khác nhau.

3.6.1. Giao diện ở tốc độ 64 kbit/s (Giao tiếp đồng hướng):

- tốc độ bít 64 kbit/s ± 100 ppm;

- tín hiệu định thời (đồng bộ) 64 kHz và 8 kHz truyền đồng hướng với tín hiệu tin tức;

- suy hao phản xạ cửa vào cho trong bảng 5;

Bảng 5 – Suy hao phản xạ tại cửa vào

- Chỉ tiêu tại các cửa ra được quy định trong bảng 6

Bảng 6 – Chỉ tiêu tại các cửa ra

Tín hiệu ở cửa vào giống tín hiệu ở cửa ra nhưng bị suy hao từ 0 đến 3 dB tại tần số 128 kHz

3.6.2. Giao diện tại 2 048 kbit/s:

- tốc độ bít                    : 2 048 kbit/s ± 50 ppm;

- mã đường truyền        : HDB3;

- suy hao phản xạ tại cửa vào nêu trong bảng 7;

Bảng 7 – Suy hao phản xạ tại cửa vào

- Chỉ tiêu tại các cửa ra được quy định trong bảng 8

Bảng 8 – Chỉ tiêu tại cửa ra

Tín hiệu tại cửa vào giống hệ tín hiệu tại cửa ra nhưng bị suy hao từ 0 đến 6 dB tại tần số 1 024 kHz

3.6.3. Giao diện tại 704 kbit/s và 1 024 kbit/s: không có tiêu chuẩn phân cấp, được phép sử dụng như giao tiếp 2 048 kbit/s.

3.6.4. Giao diện tại 8448 kbit/s:

- tốc độ bít                    : 8 448 kbit/s ± 30 ppm;

- mã đường truyền        : HDB3;

- suy hao phản xạ tại cửa vào được quy định trong bảng 9;

Bảng 9 – Suy hao phản xạ tại cửa vào

 - đặc trưng tại cửa ra được quy định trong bảng 10.

Bảng 10 – Đặc trưng tại cửa ra

Tín hiệu tại cửa vào giống tín hiệu tại cửa ra, nhưng bị suy hao từ 0 đến 6 dB tại tần số 4 MHz.

3.6.5 Giao diện tại 34 368 kbit/s:

- tốc độ bít                    : 34 368 kbit/s ± 20 ppm;

- mã đường truyền        : HDB3;

- suy hao phản xạ tại cửa vào được quy định trong bảng 11;

Bảng 11 – Suy hao phản xạ tại cửa vào

 - đặc trưng tại cửa ra được quy định trong bảng 12.

Bảng 12 – Đặc trưng tại cửa ra

Tín hiệu tại cửa vào giống tín hiệu tại cửa ra nhưng bị suy hao từ 0 đến 3 dB tại tần số 17 784 kHz.

3.6.6. Giao tiếp tại 139 264 kbit/s:

- tốc độ bít                    : 139 264 kbit/s ± 15 ppm;

- mã đường truyền        : CMI;

- đặc trưng tại cửa ra được quy định trong bảng 13;

- rung pha quy định trong bảng 14.

Bảng 13 – Đặc trưng tại cửa ra

Tín hiệu tại cửa vào giống tín hiệu tại cửa ra nhưng bị suy hao từ 0 đến 12 dB ở tần số 70 MHz.

3.6.7. Rung pha cho phép cực đại tại giao diện phân cấp dựa trên cấp 2 048 kbit/s

Bảng 14 – Rung pha

UI là đơn vị đo rung pha biểu thị độ chênh lệch danh định về thời gian giữa các thời điểm có ý nghĩa kế tiếp nhau của một tín hiệu chiếm khoảng thời gian bằng nhau.

Các giá trị tần số trong dấu ngoặc đơn chỉ dùng ở một số nước.

3.7. Chỉ tiêu phần vô tuyến:

- hệ số tạp âm nhiệt của máy thu: ≤ 12 dB;

- mức ngưỡng tạp âm nhiệt của máy thu: Pt ≤ - 100 dB;

- bức xạ giả từ máy thu: ≤ - 96 dBw;

- bức xạ giả từ máy phát: ≤ - 96 dBw;

- tần số trung tần (nếu có): 35; 70; 140; 300 MHz và 1,25; 1,7 GHz;

- mức tạp âm của bộ đổi tần xuống của máy thu từ 7 đến 11 dB;

- mức tạp âm của bộ khuếch đại tạp âm thấp (LNA) từ 1 đến 3 dB. Ở tần số cao hơn 20 GHz, mức tạp âm từ 3,5 đến 5 dB;

- mức suy hao của sóng phản xạ từ anten về máy phát ≥ 20 dB;

- tổn hao của bộ lọc song công tại mỗi hướng trực tiếp phải đảm bảo ≤ 0,5 dB;

- độ ngăn cách giữa cửa thu và cửa phát của bộ lọc song công ≥ 30dB;

- tổn hao của bộ lọc băng thông của máy phát ≥ 40 dB với hài bậc hai và ≥ 50 dB với hài bậc ba;

- tổn hao phản xạ của thiết bị từ 26 đến 32 dB.

3.8. Chỉ tiêu đặc trưng của thiết bị thu, phát:

- công suất phát (Pt) từ + 10 đến + 40 dBm;

- công suất đầu vào danh định của máy thu ≤ - 30 dBm;

- mức ngưỡng đầu vào máy thu (Prt) cho trong bảng 15;

Bảng 15 – Mức ngưỡng đầu vào máy thu

- độ ổn định tần số: ≤ ± 5.10 ^-5;

- tổn hao Fidơ               : ≤ 2,5 dB;

- ổn hao lọc nhánh         : ≤ 0,6 dB;

- tổn hao rẽ kênh           : 0,05 dB;

- tổn hao bô song công (cho một đầu cuối): ≤ 0,5 dB;

- nguồn một chiều danh định: 24; 48; 60 VDC;

- tỉ số C/I ≥ 65 dB (anten đơn);

                ≥ 58 dB (phân tập);

- độ dự trữ pha đinh phẳng từ 35 đến 55 cB/ cho độ dài chặng từ 30 đến 60 km;

- tỉ số tín hiệu/nhiễu kênh lân cận (C/I_ADJ) ≥ 60 dB;

- độ ẩm: tới 95 % tại 27 ⁰C;

- nhiệt độ từ 0 đến 50 ⁰C;

- độ rộng băng (phụ thuộc vào tốc độ bít và phương thức điều chế) từ 17 đến 40 MHz;

- phương thức điều chế: ASK, PSK, FSK, QAM (hoặc cải biến thí dụ: 2PSK, 4PSK, 4QAM, 16QAM, …);

- kiểu máy thu: siêu ngoại sai;

- khối kênh thoại: trở kháng các cửa âm tần là 600 Ω cân bằng

- các mức điện:

+ phát 4 dây: - 14 dBr;

+ thu 4 dây: + 4 dBr;

+ phát 2 dây: + 0 dBr;

+ thu 2 dây: - 3 dBr;

- các cửa truyền số liệu (không yêu cầu có đủ các loại tốc độ) cho trong bảng 16;

Bảng 16 – Các cửa truyền số liệu

- kênh nghiệp vụ và kênh giám sát có thể dùng điều tần hoặc điều xung mã;

- mức vào kênh nghiệp vụ          : ≤ 0 dBm (tải 600 Ω)

- mức ra kênh nghiệp vụ            : ≤ 0 dBm (tải 600 Ω)

- tỷ số tín hiệu/tạp âm                : ≥ 40 dB

- mức vào kênh giám sát           : ≤ -10 dBm (tải 600 Ω)

- mức ra kênh giám sát  :           : ≤ -10 dBm (tải 600 Ω)

- thời gian chuuyển đổi sang máy dự phòng : ≤ 200 μs.

2.2.9. Chỉ tiêu của anten, tháp, fiđơ, bộ phối hợp và bộ đầu nối.

2.2.9.1. Tháp đặt anten

Độ cao tháp tùy theo tình hình thực tế nhưng phải đảm bảo chịu tải và sức gió tốc độ 50 m/s.

2.2.9.2. Fiđơ, ống dẫn sóng

a) Fiđơ: Nên dùng fiđơ có suy hao khoảng 6 dB/100 m cho tần số vô tuyến < 2 Ghz

b) Ống dẫn sóng gồm 3 loại:

- ống dẫn sóng chữ nhật;

- ống dẫn sóng tròn;

- ống dẫn sóng Elip.

Tùy thuộc vào tần số công tác và điều kiện lắp đặt để chọn hình loại và kích thước cho thích hợp (xem phần phụ lục).

2.2.9.3. Tổn hao rẽ nhánh, tổn hao trong bộ lọc cao tần: từ 2 đến 8 dB;

2.2.9.4. Tổn hao của bộ phối hợp và bộ đấu nối, chuyển tiếp ống dẫn sóng từ 0,5 đến 1,0 dB;

2.2.10. Chỉ tiêu của anten loại Parabol:

- đường kính: 0,6; 1,2; 1,8; 2,4; 3; 3,6; và > 4 m;

- phân cực: phân cực đứng (V) hoặc phân cực ngang (H), hoặc cả hai cho một anten;

- hệ số phòng vệ - tỷ số phản ánh từ trước ra sau của anten phải bảo đảm từ 45 đến 50 dB với hệ số sóng đứng từ 1,05 đến 1;

- hiệu suất từ 55 đến 65%;

- tăng ích phụ thuộc vào kích thước và tần số công tác (xem phần phụ lục);

- khả năng điều chỉnh: việc lắp đặt anten phải đảm bảo có thể điều chỉnh ± 50 cả đối với góc phương vị và góc ngẩng;

- độ chọn lọc phân cực trực giao từ 23 đến 30 dB;

- suy hao năng lượng búp phụ / búp chính: ≥ 23 dB;

- độ rộng băng tần: ≤ 7% của tần số trung tâm.

2.2.11. Chỉ tiêu phần trung tần (nếu có):

a) mức ra          : + 5 dBm + 1,0 dB;

                                         -1,5 dB;

b) mức vào       : + 0,8 dBm + 1,0 dB;

                                             - 1,5 dB;

c) trở kháng danh định  : 75 Ω không cân bằng;

d) suy hao phản xạ        : ≥ 26 dB.

PHỤ LỤC A

(tham khảo)

A.1. Khả năng chống nhiễu của các loại điều chế:

a) 2 PSK, 4 PSK           : tính chống nhiễu cao;

b) QPSK                       : hơi nhạy cảm với nhiễu;

c) 8 PSK, 16 QAM         : yêu cầu tỷ số C/I cao.

A.2. Nên sử dụng ống dẫn sóng khi tần số sử dụng ≥ 1,7 GHz.

A.3. Mức ngưỡng tạp âm nhiệt của máy thu:

a) Công suất tạp âm tính theo công thức:

Pa = - 204 + 10 log (BW) dBw

hoặc     Pa =  - 174 + 10 log (BW) dBm

trong đó: BW là độ rộng băng trung tần của máy thu tính bằng Hz.

b) mức ngưỡng tạp âm nhiệt:

Pt = - 204 dBw + 10 log B_if + NF_dB

Trong đó:

NF: là hệ số tạp âm nhiệt của máy thu tính bằng dB.

B_if: là độ rộng trung tần của máy thu tính bằng Hz.

c) trường hợp dùng bộ khuếch đại tạp âm thấp:

Pt = - 204 dBw + 10 log (Bw) + 1,3 dB + 2dB

A.4. tăng ích của anten (G­_dB):

G_dB = 20 log B + 20 log F + 7,5

Với:

B – đường kính hiệu dụng của anten tính bằng feet

F – tần số làm việc tính bằng GHz.

Nếu dùng hệ thống mét:

G_{dB ­}= 20 log B + 20 log F + 17,8

A.5. Ứng dụng của một số loại điều chế:

a) điều chế 2 mức (BPSK) thích hợp cho truyền dẫn dung lượng nhỏ.

b) QPSK: thích hợp cho truyền dẫn nội hạt.

c) 8 PSK: thích hợp cho tốc độ truyền dẫn trung bình ở tần số nhỏ hơn 12 GHz.

A.6. Độ tăng ích của hệ thống:

C = Pt – Prt + Gt + Gr

Với:      Pt là công suất máy phát.

            Prt là mức ngưỡng của máy thu

            Gt là tăng ích anten máy phát.

            Gr là tăng ích anten máy thu.

A.7. Tổn hao trong không gian tự do (Ao):

Ao = 32,4 + 20 log d + 20 log f (dB)

Với: d – độ dài tuyến tính bằng km.

       f – tần số sử dụng tính bằng MHz.

A.8. Độ dự trữ Fa đinh:

a) Mức công suất thu danh định trong điều kiện không gian tự do, Pr

Pr = Pt – Ft  + Gt – Ao + Gr – Fr.

Trong đó:

Pt – tính bằng dBm.

Ft, Fr – tổn hao phi đơ, mạch rẽ nhánh tại máy thu và máy phát tính bằng dB

Gt, Gr – tăng ích của anten máy thu và máy phát tính bằng dB

Ao – tổn hao không gian tự do tính bằng dB

b) độ dự trữ fa đinh khả dụng:

M = Prt – Pr      (dB)

với Pr là mức ngưỡng thu ứng với BER = 10^-3

A.9. Chỉ tiêu lỗi bit

A.9.1. Tương quan giữa các tham số chỉ tiêu lỗi và các tín hiệu chỉ thị cảnh báo đối với thiết bị tại các tốc độ bít phân cấp:

a) SES ứng với:            - mất tín hiệu vào;

                                    - BER ≥ 10^-3

                                                                        - mất tín hiệu đồng bộ khung;

                                    - có tín hiệu chỉ thị cảnh báo.

b) ES ứng với BER < 10 ^-3

c) DM ứng với BER ≥ 10 ^-6

A.9.2. Chỉ tiêu lỗi cho tuyến số chuẩn giả định cho trong bảng A.1.

Bảng A.1. Chỉ tiêu lỗi cho tuyến số chuẩn giả định

A.9.3. Tương quan các tham số của 64 kbit/s với 2; 8; 34; 140 Mbit/s cho trong bảng A.2

Bảng A.2 – Tương quan các tham số của 64 kbit/s với 2; 8; 34; 140 Mbit/s

Trong đó BDER là tỉ số lỗi bít ngày (Daily bit error ratio)

A.10. Thiết bị đo

A.10.1. Máy phân tích truyền dẫn số (Digital transmission analyzer) có các khả năng sau:

- kiểm tra, đánh giá chỉ tiêu theo tiêu chuẩn của CEPT cho các đầu cuối của truyền dẫn số và thiết bị truyền dẫn tại tất cả các mức phân cấp tới 140 Mbits/s phù hợp với khuyến nghị của CCITT;

- đo lỗi bít, lỗi khối, lỗi mã;

- đo các khoảng lỗi, các khoảng không lỗi và tỷ số lỗi;

- đo chính xác độ rung pha.

A.10.2. Máy đếm tần số vi ba (Micrwave – Frequency counter)

- Băng tần hoạt động: từ 10 Hz đến 18 GHz.

A.10.3. Máy đo điều chế (Marconi Modulation meter):

- sử dụng cho việc đo của các tín hiệu AM, FM và PM;

- băng tần số: từ 50 KHz đến 2,32 GHz.

A.10.4. Máy đo công suất cao tần (RF Power metter)

- dải công suất đo: từ - 70 đến + 35dBm;

- băng tần                     : từ 30 KHz đến 26,5 GHz;

- trở kháng đầu vào       : 50 và 75 Ω.

A.10.5. Máy phân tích phổ

A.10.6. Phương pháp đo: theo quy trình đo của thiết bị đo

A.10.7. Ống dẫn sóng chữ nhật:

a) 4 GHz  dùng loại WR 229 có suy hao 0,85 dB/100;

b) 6 GHz        “        WR 137           “       2      dB/100;

                              WR 159                  1,4    dB/100;

d) 7/8 GHz     “        WR 112           “       2,7    dB/100;

đ) 11 GHz        “                  WR 90             “       3,5     dB/100;

e) 12/13 GHz   “       WR 75              “       4,5     dB/100;

A.10.8. Ống dẫn sóng Elip:

a) 4 GHz  dùng loại EW 37 có suy hao 0,85 dB/100;

b) 6 GHz        “        EW 59           “       1,75       dB/100;

c) 7/8 GHz     “        EW 71            “       2,5        dB/100;

d) 11 GHz        “                  EW 107          “       3,7       dB/100;

e) 12/13 GHz   “       EW 112           “       4,5     dB/100;

A.10.9. Ống dẫn sóng tròn thường dùng cho những đường chạy thẳng.

PHỤ LỤC B

TÀI LIỆU THAM KHẢO

B.1. Các tài liệu của ITU:

- CCIR Recommendations 283-4, 387-3, 497-2, 595, 594, 556, 938

- CCIR Reports 607 – 2, 338 – 4, 380 – 3, 378 – 6, 788 – 2

- CCITT Recommendations G 700, G 956, G 703, G823

B.2. Digital line – of – sight Radio links, a handbook.