Một tuyến viba (vi ba, microwave) chỉ chạy ổn định khi mức tín hiệu thu đủ cao hơn ngưỡng thu một khoảng dự trữ, và tia truyền đủ thông thoáng trong vùng Fresnel. Bài này đi qua ba phần: suy hao không gian tự do, quỹ đường truyền và vùng Fresnel.
1. Suy hao không gian tự do (FSL)
Suy hao không gian tự do giữa hai anten tầm nhìn thẳng:
FSL(dB) = 92.45 + 20·log₁₀(f_GHz) + 20·log₁₀(d_km)
Ví dụ tuyến 15 km ở 7 GHz: FSL = 92.45 + 20·log(7) + 20·log(15) ≈ 132.9 dB. Tần số càng cao và cự ly càng xa, suy hao càng lớn.
2. Quỹ đường truyền và dự trữ pha-đinh
Mức thu dự kiến:
P_rx = P_tx + G_tx + G_rx − FSL − L_feeder − L_khác
| Thành phần | Ý nghĩa |
|---|---|
| P_tx | Công suất phát (dBm) |
| G_tx, G_rx | Độ lợi anten phát / thu (dBi) |
| FSL | Suy hao không gian tự do (dB) |
| L_feeder, L_khác | Suy hao phi-đơ, connector, mưa… |
Dự trữ pha-đinh (fade margin) là chênh lệch giữa mức thu và ngưỡng thu của thiết bị: Fade margin = P_rx − P_ngưỡng. Tuyến dài hoặc vùng mưa nhiều cần dự trữ lớn hơn (thường ngắm 30–40 dB) để đạt độ khả dụng 99,99%.
3. Bán kính vùng Fresnel thứ nhất
Dù hai anten "nhìn thấy nhau", vẫn cần một vùng hình elip quanh tia truyền (vùng Fresnel) tương đối thông thoáng. Bán kính vùng Fresnel thứ nhất tại một điểm:
r = 17.32 × √( (d₁ × d₂) / (f_GHz × d_km) ) (mét), với d₁ + d₂ = d.
Tại giữa tuyến (d₁ = d₂ = d/2) bán kính đạt cực đại. Quy tắc thực hành: phải thông thoáng ít nhất 60% bán kính vùng Fresnel thứ nhất, sau khi đã cộng độ cong trái đất (hệ số k thường lấy 4/3).
Công cụ tính link budget viba & Fresnel (miễn phí) nhập tần số, cự ly, công suất, độ lợi anten → ra mức thu, dự trữ pha-đinh, bán kính Fresnel và độ cao thông thoáng cần có. Với tuyến cáp quang, xem quỹ công suất quang.
Câu hỏi thường gặp
Công thức suy hao không gian tự do là gì?
FSL(dB) = 92.45 + 20·log₁₀(f_GHz) + 20·log₁₀(d_km). Ví dụ 15 km ở 7 GHz cho khoảng 132,9 dB.
Vùng Fresnel cần thông thoáng bao nhiêu?
Quy tắc thực hành là thông thoáng ít nhất 60% bán kính vùng Fresnel thứ nhất, sau khi cộng độ cong trái đất (hệ số k ≈ 4/3).
Fade margin bao nhiêu là đủ?
Tùy cự ly, tần số và vùng mưa. Nhiều thiết kế ngắm 30–40 dB để đạt độ khả dụng 99,99%; tuyến ngắn tần số thấp có thể cần ít hơn.