Khoa công nghệ ĐIỆn tử VÀ truyền thông bộ MÔn công nghệ truyền thông thS. ĐOÀn thị thanh thảo tổ chức mạng viễn thôNG

Thiết kế đường dây thuê bao dựa vào dự báo nhu cầu, nhưng không thể dự báo số lượng chính xác về nhu cầu tương lai trong một khối phân phối cố định, do đó cần thiết phải xét đến sai số của việc làm dự báo.

Khác với hệ thống phân phối tự do đối với những CCP nội hạt, cáp phiđơ đi ngầm được gia cố cho nên phải sử dụng một hệ thống phân bố. Điều này đòi hỏi rằng sự biến thiên nhu cầu tương ứng với sai số trong dự báo cần đưa ra trước khi thiết kế.

(b1) Các con đường, các dòng sông, đường sắt và các đường ven đô là các ranh giới cho các hệ thống FDB bán cố định dự kiến có như cầu trong 15 năm sau này.

(b2) Hai hay ba khối phân phối được tổ hợp lại tạo nên vùng đôi chung (Common Pair Area - CPA) , nó cung cấp 100 hay 200 đôi dây dự phòng như các dây dẫn thay đổi nhau.

(b3) Để điều chỉnh sự thay đổi số đôi dây nối cáp phiđơ với cáp phân phối, tuỳ thuộc vào nhu cầu.

* Hệ thống đường dây treo.

Trong bộ phân phối cáp cố định, tuyến phân bố thiết lập dọc theo các con đường ... với những đôi dây cáp đặt theo nhu cầu dự báo cho 10 năm sau.

CCP thường được dùng cho cáp phân bố. Nó có lớp cách điện Polyêtylen, không bị nứt gẫy nếu bị ướt nhẹ. Nó cũng dễ dàng gá lắp với các lớp đầu cuối có bộ gá đã lắp sẵn sao cho các dây dẫn có thể được kết nối tại các điểm tối ưu, bảo đảm khả năng rất cao để liên kết cáp phân bố.

Do vậy, khi đặt cáp lần đầu chỉ cần lắp một số lượng cần thiết trên các cột tại nơi có nhu cầu. Việc đi cáp CCP này cùng các hộp đầu cuối có lắp sẵn bộ gá cho phép các dây dẫn được chọn lựa một cách tự do, cho nên nó được gọi là hệ thống phân bố cáp tự do.

* Hệ thống phân bố cáp ngầm

Các hệ thống phân bố cáp ngầm có giá thành xây dựng đắt hơn so với giá thành hệ thống phân bố trên cao, song nó chống được hư hỏng do thiên tai tốt hơn và không bị xuống cấp, cho nên nhu cầu đối với chúng hiện nay vẫn gia tăng. Thông thường, hệ thống UG được chấp nhận để phân bố ngầm, nếu dùng cáp CCP - JF. Có 3 loại hệ thống UG. Hệ thống UG-B thích hợp với các vùng nơi các phương tiện có thể ổn định sau khi chôn trực tiếp vì ít có các công trình ngoại vi, như trong việc triển khai xây dựng nhà ở chẳng hạn. Hệ thống UG - P thích hợp cho các vùng có thể bị đào đi xới lại tại điểm đấu nối, như dưới vỉa hè chẳng hạn. Hệ thống UG - H được sử dụng trong các vùng nơi khó mà đào lên lại. Hệ thống SUD (Subscriber Undergroud Distribution - phân bổ cáp ngầm thuê bao) nhằm làm giảm giá thành xây dựng.

3.2 Các kiểu loại và cấu trúc cáp thuê bao

Công nghệ này đòi hỏi cáp thông tin tựu trung vào ba điểm sau đây:

(*) Tạo các dây lõi mảnh và nhiều đôi dây.

(*) Nâng cao thuộc tính truyền dẫn và

(*) Nâng cao độ tin cậy. Điểm được nhấn mạnh ở đây là độ cách điện của cáp và vỏ bọc bằng chất dẻo để bảo đảm tính kinh tế và nguyên vẹn.

a) Cáp phiđơ

Cáp phiđơ để kết nối giữa tổng đài điện thoại với các hộp phân phối cáp cố định, trước đây thường dùng cáp stalpet (stalpeth) có lớp cách điện bằng giấy và vỏ bọc ngoài bằng Stalpet. Tuy nhiên cáp nội hạt vỏ chất dẻo PEC và các dây dẫn được mã hoá màu đã được đưa vào sử dụng mới đây. Loại cáp này có các đặc tính như sau:

(*) Có nhiều đôi dây do giảm được đường kính dây dẫn

(*) Việc đấu nối có tính hiệu quả hơn do sự chấp nhận các nhóm nhỏ mười đôi và hệ thống mã hoá màu dây.

(*) Lớp cách điện dây dẫn được làm bằng chất dẻo nhằm tăng cường thuộc tính chống xuyên âm.

* Cấu trúc của cáp nội hạt PEC

Cáp nội hạt PEC có các dây dẫn đồng cách điện bằng Polyêtylen được mã hoá màu (DEF) có đường kính của các đôi dây từ 0,32 đến 0,9mm để cung cấp nhiều đôi. Mặc dù nó lớn hơn cáp stalpet nhưng nó đảm bảo bền chắc trong sử dụng thực thế (xem bảng 4.4). Có 8 màu dùng để mã hoá dây dẫn (xanh, vàng, đỏ, lục, tím, trắng, nâu và đen) để tương hợp nối cáp hiện hữu, tương tự như cáp CCP nội hạt (xem hình 4.5). Để kết hợp việc bọc vỏ cáp và việc đấu nối, lớp vỏ của cáp nội hạt là lớp vỏ bọc gồm các phiến mỏng (LAP) bảo đảm tính đàn hồi tuyệt hảo và chống thấm nước.

* Đấu nối các dây dẫn trong cáp nội hạt PEC. Trong cáp nội hạt PEC việc đấu nối sử dụng của dây dẫn PAT để tăng độ tin cậy. Điều này cho phép cung cấp dịch vụ của hệ thống phi thoại, vì không xẩy ra đứt mạch chập chờn. Do vậy cáp nội hạt PEC được đưa vào để thay thế cáp Stalpet.

Cáp CCP sử dụng trong các hộp phân phối cáp cố định, chúng có khả năng phân bố tự do, có các đặc điểm sau đây: chấp nhận hệ thống mã màu để nhận dạng dây dẫn dễ dàng hơn và độ cách điện bằng chất dẻo đáp ứng độ chống thấm nước tuyệt vời.

Các dây dẫn trong cáp nội hạt CCP, có đường kính từ 0,4 đến 0,9mm, được bọc bởi lớp polyêtylen mã hoá màu (8 màu) để cách điện tốt hơn (xem bảng 4.6). Cấu hình của cáp này tương tự như cáp nội hạt PEC với số lượng các đôi dây biến đổi từ 10 đến 400. Loại cáp CCP có vỏ bọc bao gồm loại P, bọc bằng polyêtylen, và loại AP sử dụng lớp bọc LAP.

Ngoài ra, còn có loại dây tự lưu (self - Supporting - SS), ghép với cáp để cải thiện công việc rải cáp, và loại CS triển khai để ngăn ngừa hư hỏng do chim muông, thú vật và đạn bắn của các tay thợ săn.

Bảng 4.6 : Các cấu trúc dây dẫn của cáp CCP tiêu biểu

Số Quad	Đôi dây số 1			Đôi dây số 2
	Cỡ dây	L1	L2	Cỡ dây	L3	L4
1	1	Xanh	Trắng	2	Nâu	Đen
2	3	Vàng	"	4	"	"
3	5	Lục	"	6	"	"
4	7	Đỏ	"	8	"	"
5	9	Tím	"	10	"	"

Ghi chú : Cấu hình Quad như dưới đây. L1 và L2 bao gồm một mạch, L3 và L4 bao gồm một mạch khác. Các chùm mạch được nhận biết bởi màu sắc của dải băng bọc chúng.

Cũng còn có loại cáp CCP - JF dùng cho phân bố cáp ngầm. Nó có lõi cáp phủ bằng lớp thạch đông nhằm chống thấm nước rất tốt.

Cấu hình đường dây cho công trình ngoại vi liên tổng đài đơn giản hơn cấu hình cho công trình ngoại vi thuê bao, nhưng nó tạo ra nhiều mạch cự ly dài có hệ số sử dụng cao. Do đó, nó yêu cầu: độ tin cây cao, chất lượng truyền tốt, tiết kiệm tốt.

Vì thế, hệ thống cáp truyền dẫn thích hợp nhất được chọn lựa cho công trình ngoại vi liên tổng đại dựa vào cự ly truyền dẫn và số lượng mạch điện.

4.2. Hệ thống tuyến dẫn của công trình ngoại vi liên tổng đài

a) Hệ thống truyền dẫn cáp đôi cân bằng.

Hệ thống thuê bao dùng dây dẫn đôi đơn truyền tín hiệu tiếng nói theo hai chiều. Tuy nhiên hệ thống liên tổng đài ghép nhiều tín hiệu đó lại để truyền đi số lượng lớn tín hiệu qua một hay đôi dây thì kinh kế hơn.

Hệ thống DP - 1,5 M đại diện cho loại truyền dẫn kiểu này.

Hệ thống DP - 1,5 M được đưa vào trong quá trình thiết kế mạch để tiết kiệm nhiều hơn và giảm được suy hao truyền dẫn. Nó phát đi các tín hiệu số như một tổ hợp các dãy xung được lấy mẫu ở tần số 8kHz, gấp đôi tần số tiếng nói của các tín hiệu gốc (4kHz). Lợi thế về hệ thống này là cường độ đường truyền trên tạp âm của nó. Vì thế, nó có triển vọng làm giảm độ méo truyền dẫn, vốn là một vấn đề lớn đối với truyền dẫn analog.

Hệ thống DP-1,5 M là một hệ thống truyền dẫn 4 đường truyền đòi hỏi một cặp đường dây gọi đi và một cặp cho gọi đến, nhưng các đường dây đó có thể được bố trí trong một cáp. Trong trường hợp này, số lượng đường dây được đòi hỏi để đáp ứng nhu cầu dự báo nhằm mở rộng hệ thống trong tương lai được lưu giữ tại các vị trí mà ở đó ảnh hưởng từ xuyên âm đầu gần sẽ là nhỏ nhất. Cự ly chuyển tiếp cực đại được thiết kế để đảm bảo suy hao truyền dẫn ở tần số 772 kHz, không lớn hơn 37,8 dB trên mặt đất và không lớn hơn 35,4 dB ở trên cao, tần số này bằng một nửa tần số của trạm lặp lại cơ bản (1.544 kHz) (xem bảng 4.7). Hơn nữa, những trạm lặp lại được đặt bên trong các bể cáp hay trên các cột và được cấp điện áp 150 VDC (giữa các đường dây) để tạo ra một mạch ảo cho mỗi một tín hiệu.

Bảng 4.7: Cự ly chuyển tiếp cho hệ thống DP - 1.5M

Cáp sợi quang cung cấp các đặc tính truyền dẫn băng rộng, suy hao thấp và phi cảm ứng tốt hơn so với cáp đồng. Do đó nó là môi trường truyền dẫn vạn năng nhằm bảo đảm tính linh hoạt cao, tính kinh tế tuyệt hảo cho các hệ thống truyền dẫn số và các hệ thống video khác nhau - những hệ thống không thể thiếu để triển khai các dịch vụ phi thoại.

Hơn nữa nó lại rất nhẹ và có đường kính nhỏ - những yếu tố cho phép giảm kích thước các trạm chuyển tiếp ngoại vi ở một vùng rộng lớn, do đó nó có phẩm chất đáng kể liên quan tới việc xây dựng và bảo dưỡng.

Sợi quang là một sợi thuỷ tinh dài và mảnh có thể truyền ánh sáng với suy hao rất thấp. Để có thể dẫn được ánh sáng, sợi quang có cấu tạo gồm bao gồm hai lớp: lõi và vỏ, như trên hình 4.6. Lõi là một sợi thuỷ tinh hình trụ nhỏ có chiết suất cao hơn và vỏ là một lớp hình ống bao quanh có chiết suất nhỏ hơn. Mặt biên (mặt phân cách) giữa lõi và vỏ có thể đóng vai trò như một mặt gương phản xạ nhờ phản xạ toàn phần.Ánh sáng truyền dọc theo lõi bị nhốt bởi mặt gương và ở lại trong đó, thậm chí cả khi sợi quang bị uốn cong.

Tính chất quan trọng của sợi quang là tán sắc và suy hao. Tán sắc làm méo dạng còn suy hao làm yếu tín hiệu quang được truyền dọc theo sợi quang.

Sợi quang được phân loại theo các tiêu chí khác nhau như vật liệu chế tạo, phân bố chiết suất, mode truyền dẫn v.v...

Bảng 4.8: Phân loại sợi quang.

Sợi quang rất mảnh và nhạy cảm với các tác động cơ học , nên cần chú ý khi triển khai lắp đặt và khi làm việc tại nơi có các công trình cáp quang để tránh gây đứt gãy cáp.

Cấu hình của các đường dây treo rất phức tạp, chúng nằm trong môi trường chịu ảnh hưởng của điều kiện khí hậu như gió, mưa, sấm, sét và nhiệt độ, các điều kiện địa hình bao gồm cả điều kiện lưu lượng và trạng thái của vỏ bọc ngoài. Các điều kiện này phải được xem xét đến trong thiết kế và xây dựng các đường dây treo cao.

Dây chằng được dùng để duy trì sự cân bằng của tải không cân bằng tại cột góc hay tại cột cuối.

Dây đỡ cáp hoặc là dây sắt mạ bện thanh cáp, hoặc là dây cáp có nhôm chống ăn mòn được bện bằng dây bọc nhôm (ALCD). Dây này có thể chia thành 5 loại và được dùng tuỳ theo độ dài chằng, trọng lượng cáp,...

Dây sắt bọc nhôm chống ăn mòn dùng ở miền duyên hải, nơi mà vấn đề ăn mòn kim loại là khắc nghiệt. Cáp SS là cáp tổ hợp gồm cáp dẫn và dây đỡ, do đó nó có thể lắp đặt mà không cần đến dây đỡ hay vòng treo cáp.

Cáp có số lượng lớn các đôi dây để truyền dẫn các tín hiệu ghép kênh được lắp đặt ngầm dưới đất vì rất nặng, khó lắp đặt ở trên cao.

Một cấu hình ngầm dưới đất cũng vững chắc hơn đường dây trên cao. Cấu trúc đường dây ngầm thường gồm các ống dẫn, đường hầm cáp, bể cáp và cống cáp. Hầu hết chúng lắp đặt dưới đường giao thông công cộng. Do đó chúng phải đủ chắc và cứng để chịu được lưu lượng giao thông căng thẳng do các xe tải nặng chạy trong thời gian dài.

a) Cống cáp

Cống cáp là các đường ống có chiều dài 1,2 mét, chôn ngầm dưới đất. Chúng chứa đựng và bảo vệ cáp thông tin. Có 4 loại cống cáp: ống polyvinil - clorit, ống thép phủ nhựa đường (asphalt), ống sắt đúc, và ống thép chống ăn mòn. Thông thường một cống cáp bao gồm cả hai loại ống polyvinil - clorit và ống thép phủ asphalt.

Tuy nhiên, nếu phương pháp ống hỗn hợp khó có thể sử dụng vì những điều kiện địa lý, điều kiện đất nền, vì ăn mòn điện hoá, vì có nhiều cảm ứng ... thì cống cáp này được sử dụng nhiều nhất do sự cân nhắc theo những yếu tố kinh tế. Ống có các đường kính 100mm, 75mm, 50 mm và 25 mm, nhưng ống được dùng phổ biến nhất là ống có đường kính 75mm.

Bể cáp bố trí dọc theo tuyến cống cáp để giúp đỡ công việc đặt cáp, thiết lập các trạm lặp... Khoảng cách giữa các bể cáp chủ yếu xác định theo độ dài cho phép của cáp nhưng bị ảnh hưởng bởi các điểm nâng cáp hay các chỗ rẽ nhánh và các điểm ấn định cho các trạm lặp. Cự ly trực thị giữa các bể cáp thường không quá 250 mét.

Bể cáp là cấu trúc ngầm dưới đất được lắp đặt giúp dẫn cáp vào/ra và đấu nối cáp, lắp đặt trạm lặp, kiểm tra cống, cáp. Bể cáp gồm phần bể chính, vai bể, cổ bể và nắp sắt, nó đáp ứng đủ chỗ cho một người làm việc trong đó.

Thường phân chia bể cáp theo loại và tiêu chuẩn hoá chúng theo loại cống cáp đi ngầm gá lắp với chúng. Loại bể hình khối vuông, tuyến nhánh loại L, tuyến nhánh loại T và tuyến nhánh loại cắt chéo. Kích thước bể cáp cũng phân loại theo số ống mà chúng có thể chứa và vào việc có hay không có các bộ lặp. Ví dụ, có 8 ống trong bể cáp vuông, được đánh số từ No.1 đến No.8 (xem bảng 4.10).

Các bể cáp cũng được phân loại theo quá trình xây dựng chúng hoặc như loại đúc tại chỗ, trong đó bê tông được rót tại chỗ để xây dựng bể, hoặc như loại đúc thành khối, với mỗi khối đã được chế tạo trước tại nhà máy và được ghép lại với nhau tại công trường. Các bể xây bằng khối không mất nhiều thời gian bằng loại bể cáp đúc tại chỗ và cải thiện được hiệu quả công việc.

Còn các hố cáp được lắp đặt ngầm dưới đất nhằm giúp việc dẫn cáp vào, dẫn cáp ra và đấu nối cáp chứa số đôi dây nhỏ, lắp đặt bộ lặp lại và kiểm tra cống cáp và cáp. Hố cáp không có phần thu hẹp đó là điều khác bể cáp.

c) Đường hầm cáp

Đường hầm cáp xây dựng giữa các tổng đài điện thoại và để chứa các cống cáp và các bộ lặp. Chúng đáp ứng khoảng trống dành cho mở rộng sau này, cho việc dỡ bỏ và bảo dưỡng, do đó chúng có ý nghĩa làm công việc đạt hiệu quả hơn, có độ tin cậy cao. Ngoài ra do số lượng cáp cần lắp đặt càng lớn thì càng kinh tế, nên các đường hầm cáp được sử dụng trong các đoạn, nơi có nhiều hơn 40 đường dây được cung cấp trong một đường trục chính.

Đường hầm cáp phân loại thành đường hầm cáp tròn và đường hầm cáp vuông và chúng được cung cấp các tiện nghi phụ để quạt gió, chiếu sáng và thoát nước.Thường kích thước đường hầm cáp xác định theo số lượng cáp cần chứa và có 5 tên gọi, xếp loại từ số 1 (41-90 đường) tới số 5 (201-300 đường).

Các phương pháp xây dựng đường hầm cáp có thể tạm phân loại hoặc thành phương pháp cắt mở, đất được đào từ mặt bằng và tiết diện sẽ là vuông. Mặt khác trong phương pháp có che bọc, người ta dùng kích để đẩy ống thép sao cho có thể chống lại sức nén của đất, và sức nén từ phía ngoài để xây dựng được vách tường phía bên trong khi mà mặt trước chịu những cú thúc từ phía trong. Trường hợp này mặt cắt là hình tròn. Để giải quyết vấn đề này và xem xét đến bảo tồn môi trường, phương pháp vỏ bọc được chấp nhận hơn