Khảo sát thông tin vệ tinh và thiết kế hệ thống thu CATV cho một khách sạn

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ ★ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: KHẢO SÁT HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG THU CATV CHO MỘT KHÁCH SẠN TP. HỒ CHÍ MINH Tháng 3 – 2000 LỜI CẢM TẠ Để hoàn thành được đề tài này thì trước tiên em xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu Trường ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT, các thầy cô trong Ban chủ nhiệm KHOA ĐIỆN và các thầy cô bộ môn đã tạo điều kiện cho em được học tập và đã truyền thụ nhiều kiến thức cho em làm nền tảng học vấn trên con đường công danh sự nghiệp của mình. Sau đó là em vô cùng cảm ơn thầy Trần Vónh An là người thầy đã trực tiếp đònh hướng và hướng dẫn em nghiên cứu về một lónh vực khá là mới mẻ so với những kiến thức mà em đã học được ở trường, giúp em mở rộng tầm hiểu biết về một lónh vực đang phát triển với tốc độ rất là nhanh chóng và vô cùng hữu ích trong cuộc sống. Sinh viên thực hiện. Nguyễn Đức Tới DẪN NHẬP Ngày nay chúng ta đang sống trong một thế giới của thông tin, vấn đề giao tiếp giữa con người với con người ngày càng trở nên thuận lợi hơn và hoàn hảo hơn nhờ vào các hệ thống truyền tin đa dạng như hệ thống thông tin vô tuyến hay hệ thống thông tin hữu tuyến. Các hệ thống này thật sự là phương tiện cực kỳ hữu ích vì nó có khả năng nối liền mọi nơi trên thế giới để vượt qua cả khái niệm về không gian và thời gian giúp con người gần gũi nhau hơn mặc dù quãng đường thì xa vạn dặm, giúp con người cảm nhận cảm nhận được cuộc sống hiện tại của thế giới xung quanh xảy ra mà không cần phải vất vả đi xa thông qua các phương tiện truyền thông như điện thoại hay truyền hình quốc tế. Trước khi đề cập đến nội dung của đề tài thì ta dễ dàng nhận thấy bất cứ một vấn đề gì thì cũng luôn có hai mặt của nó đó là hai mặt ưu và khuyết điểm. Hai hệ thống thông tin viễn thông nói trên cũng không nằm ngoài quy luật đó. Đối với hệ thông thông tin hữu tuyến thì nói chung chi phí lắp đặt thấp, có tính bảo mật cao, ít bò nhiễu trong đường truyền, Tuy nhiên vấn đề sử dụng thì không được thuận tiện cho lắm vì mỗi thiết bò đều phải nối vào đường dây, do đó vấn đề truyền tín hiệu đi xa khá là phức tạp nhất là các đường truyền xuyên lục đòa. Còn đối với hệ thống thông tin vô tuyến thì nó đã khắc phục được nhược điểm của hệ thống thông tin hữu tuyến và đó chính là ưu điểm tuyệt vời của nó đó chính là vấn đề truyền tin xuyên lục đòa. Và dó nhiên nó cũng có các nhược điểm như bò suy hao nhiều trên đường truyền, chi phí lắp đặt cao, Ở nước ta thì hệ thống thông tin hữu tuyến nhìn chung cũng đã có từ lâu còn hệ thống thông tin vô tuyến thì mới phát triển trong những năm gần đây và cũng còn là mới mẻ đối với rất nhiều người. Để giao lưu với thế giới thì lónh vực này hiện nay đang được quan tâm đầu tư phát triển mạnh mẽ. Từ những vấn đề đó mà đề tài chỉ đi sâu nghiên cứu khảo sát về hệ thống thông tin vô tuyến mà cụ thể là hệ thông thông tin vệ tinh. Phần nội dung của đề tài được phân bố như sau: Phần 1: Khảo sát về Hệ Thông Thông Tin Vệ Tinh , phần này nghiên cứu về vấn đề thông tin được truyền đi trong không gian qua một thiết bò gọi là Vệ Tinh Thông Tin như thế nào. Tìm hiểu về các công nghệ được sử dụng để truyền tin ra sao. Phần 2: Là thiết kế một hệ thống thu CATV (Cable Television), đây chính là hệ thống phân phối thông tin nhận được từ một trạm thu ở mặt đất đến các thiết bò sử dụng là các Television. Ngoài ra còn có một phần phụ lục để bổ sung nội dung cho một số vấn đề cần được làm sáng tỏ trong phần nội dung của đề tài. BẢN NHẬN XÉT LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Họ và tên sinh viên : NGUYỄN ĐỨC TỚI Lớp : 95KĐĐ Giáo viên phản biện : Tên đề tài : KHẢO SÁT HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG THU CATV CHO MỘT KHÁCH SẠN Nhận xét của giáo viên phản biện : Giáo viên phản biện MỤC LỤC Phần 1: KHẢO SÁT HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH Chương 1: TÌM HIỂU VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH trang1 1.1 GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT VỀ THÔNG TIN VỆ TINH trang1 1.1.1 Thông Tin Vệ Tinh trang 1 1.1.1.1 Nguyên lý thông tin vệ tinh trang 1 1.1.1.2 Các đặc điểm của thông tin vệ tinh trang 2 1.1.1.3 Cấu hình của các vệ tinh thông tin trang 4 1.1.1.4 Quỹ đạo của vệ tinh trang 5 1.1.1.5 Quá trình phóng vệ tinh trang 5 1.1.2 Các Hệ Thống Thông Tin Vệ Tinh trang 6 1.1.2.1 Các hệ thống thông tin vệ tinh quốc tế trang 6 1.1.2.2 Các hệ thông thông tin vệ tinh khu vực trang 6 1.2 CÁC ĐẶC TÍNH TẦN SỐ TRONG THÔNG TIN VỆ TINH trang6 1.2.1 Sóng Vô Tuyến Điện Và Tần Số trang 6 1.2.2 Phân Đònh Tần Số trang 6 1.2.3 Các Tần Số Sử Dụng Trong Thông Tin Vệ Tinh Cố Đònh trang 7 1.2.4 Phân Cực Sóng Trong Thông Tin Vệ Tinh trang 9 1.2.4.1 Khái niệm trang 9 1.2.4.2 Phân cực thẳng trang 9 1.2.4.3 Phân cực tròn trang 9 1.2.5 Sự Truyền Lan Sóng Vô Tuyến Trong Thông Tin Vệ Tinh trang 11 1.2.5.1 Khái niệm trang 11 1.2.5.2 Sự tiêu hao trong không gian tự do trang 11 1.2.5.3 Cửa sổ vô tuyến trang 12 1.2.5.4 Tạp âm trong truyền lan sóng vô tuyến trang 12 1.2.5.5 Sự giảm khả năng tách biệt phân cực chéo do mưa trang 13 1.2.5.6 Sự nhiễu loạn do các sóng can nhiễu trang 14 1.3 HỆ THỐNG ĐIỀU CHẾ VÀ TRUYỀN DẪN trang16 1.3.1 Hệ Thống Điều Chế trang 16 1.3.1.1 Khái niệm trang 16 1.3.1.2 Các loại điều chế trang 16 1.3.2 Hệ Thống Kênh Truyền trang 17 1.3.2.1 Đa truy nhập trang 17 1.3.2.2 Đa truy nhập phân chia theo tần số: FDMA trang 17 1.3.2.3 Đa truy nhập phân chia theo thời gian: TDMA trang 18 1.3.2.4 Đa truy nhập trải phổ: CDMA trang 19 1.3.3 Kỹ Thuật Trong Truyền Dẫn trang 20 1.3.3.1 Kỹ thuật đồng bộ trang 20 1.3.3.2 Kỹ thuật đồng bộ TDMA trang 21 1.3.3.3 Sửa lỗi mã trang 22 1.3.3.4 Kỹ thuật điều khiển lỗi trang 23 1.3.3.5 Các chỉ tiêu trong truyền dẫn trang 23 1.3.4 Vấn Đề Nhiễu Trong Đường Truyền trang 24 1.3.4.1 Nhiễu khác tuyến trang 24 1.3.4.2 Nhiễu cùng tuyến trang 26 1.3.4.3 Suy hao do tạp âm trang 26 1.4 TRẠM MẶT ĐẤT trang29 1.4.1 Cấu Hình Của Một Trạm Mặt Đất trang 29 1.4.1.1 Cấu hình và nguyên lý hoạt động trang 29 1.4.1.2 Các công nghệ quan trọng đối với trạm mặt đất trang 30 1.4.2 Công Nghệ Máy Phát trang 31 1.4.2.1 Máy phát công suất cao trang 31 1.4.2.2 Phân loại các bộ khuếch đại công suất cao trang 31 1.4.2.3 Cấu hình của một máy phát trang 32 1.4.2.4 Đặc trưng khả năng phát: EIRP trang 33 1.4.3 Công nghệ Máy Thu trang 33 1.4.3.1 Khuếch đại tạp âm thấp trang 33 1.4.3.2 Nhiệt tạp âm trang 33 1.4.3.3 Các loại khuếch đại tạp âm thấp trang 34 1.4.3.4 Đặcn trưng khả năng thu: G/T trang 37 1.4.4 Công Nghệ Anten Trong Thông Tin Vệ Tinh trang 38 1.4.4.1 Yêu cầu đối với anten trong thông tin vệ tinh trang 38 1.4.4.2 Phân loại anten trang 39 1.4.4.3 Hệ thống quay bám vệ tinh trang 40 1.4.4.4 Các tính chất về điện của một anten trang 40 Chương 2: TRUYỀN HÌNH VỆ TINH trang43 2.1 Các Phương Thức Truyền Hình Vệ Tinh trang 43 2.1.1 Truyền hình trực tiếp:DBS trang 43 2.1.2 Truyền hình qua TVRO trang 43 2.2 Các Hệ Truyền Hình trang 43 2.2.1 Hệ NTSC trang 43 2.2.2 Hệ SECAM trang 43 2.2.3 Hệ PAL trang 44 2.2.4 Họ truyền hình Component MAC trang 45 2.3 Biến Đổi Số Tín Hiệu Video trang 51 2.4 ng Dụng ADC-DAC Trong Truyền Hình trang 52 2.4.1 Biến đổi tương tự qua số ADC trang 52 2.4.2 Biến đổi số qua tương tự DAC trang 52 2.5 Giảm Tốc Độ Bit Của Tín Hiệu Veo Số trang 53 2.5.1 Phương pháp DPCM trang 55 2.5.2 Mã chuyển vò trang 56 2.6 Truyền Tín Hiệu Truyền Hình Qua Vệ Tinh trang 57 2.7 Công Suất Máy Phát Hình Trên Vệ Tinh trang 59 2.8 Vệ Tinh Và Các Thiết Bò trang 62 Chương 3: MÁY THU HÌNH VỆ TINH TVRO trang63 3.1 Một Số Khái Niệm Có Liên Quan Giữa Trái Đất Và Vệ Tinh trang 63 3.1.1 Kinh tuyến và vó tuyến trang 63 3.1.2 Đòa cực và đòa từ trang 63 3.1.3 Góc ngẩng, góc phương vò và góc phân cực trang 64 3.1.3.1 Góc ngẩng trang 64 3.1.3.2 Góc phương vò trang 66 3.1.3.3 Góc phân cực trang 67 3.2 Trạm Thu Hình Vệ Tinh TVRO trang 67 3.2.1 Sơ đồ khối trang 67 3.2.2 Aten và phễu thu sóng trang 71 3.2.2.1 Chảo parabol trang 71 3.2.2.2 Phễu thu sóng- Feedhord trang 76 3.2.2.3 Trụ và giá đỡ anten trang 79 3.2.3 Bộ khuếch đại dòch tần và máy thu TVRO trang 81 3.2.3.1 Bộ khuếch đại dòch tần trang 81 3.2.3.2 Khối thu vệ tinh trang 83 3.2.3.3 Tuner vệ tinh (Máy thu TVRO) trang 85 3.2.4 Lắp đặt, cân chỉnh và dò tìm vệ tinh trang 88 Phần 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG THU CATV CHO 1 KHÁCH SẠN 1. Yêu Cầu Của Hệ Thống trang 91 1.1 Khảo sát các điểm cần để thiết lập nơi thu trang 91 1.2 Yêu cầu cụ thể trang 92 2. Mô Hình Thiết Kế trang 92 3. Lựa Chọn Thiết Bò Và Tính Toán Chi Tiết trang 99 3.1 Chọn anten trang 99 3.2 Chọn bộ LNA và LNB trang 99 3.3 Chọn máy thu TVRO trang 99 3.4 Chọn bộ Booter trang 99 3.5 Chọn Cable trang 99 3.6 Chọn các bộ phân chia đường trang 99 3.7 Tính toán suy hao trang 100 3.8 Chọn máy khuếch đại công suất trang 103 4. Lắp Đặt Và Triển Khai Hệ Thống trang 103 4.1 Điều tra và nghiên cứu vò trí để thiết lập nơi thu trang 103 4.2 Kế hoạch lắp đặt trang 103 4.3 Cho các thiết bò khởi động trang 106 4.4 Bảng thống kê thiết bò trang 108 Phần 3: KẾT LUẬN Phần: PHỤ LỤC Ph lục A: Mộ Số Kỹ Thuật Điều Chế Trong Thông Tin Vệ Tinh Phụ lục B: Bảng Tra Cứu Các Đặc Tính Kỹ Thuật Của Các Thiết Bò Sử Dụng Trong Thiết Kế Hệ Thống CATV Phụ lục C: Các Thông Số Bổ Sung Cho Phần Lý Thuyết Khảo Sát Hệ Thống TTVT Phu lục D: Các Chữ Viết Tắt Và Tài Liệu Tham Khảo. Phần 1 KHẢO SÁT HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH [...]... VỀ HỆ THỐNGTHÔNG TIN VỆ TINH 1.1 GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH 1.1.1 Thông Tin Vệ Tinh 1.1.1.1 Nguyên lý thông tin vệ tinh -Một vệ tinh, có khả năng thu phát sóng vô tuyến điện Sau khi được phóng vào vũ trụ dùng cho thông tin vệ tinh: khi đó vệ tinh sẽ khuyếch đại sóng vô tuyến điện nhận được từ các trạm mặt đất và phát lại sóng vô tuyến điện đến các trạm mặt đất khác Loại vệ tinh. .. là ta tránh sự trùng lặp về tần số làm việc (hoặc kết hợp cả hai) * Sự can nhiễu được mô phỏng như sau: SỰ CAN NHIỄU TỪ HỆ THỐNG VI BA LÊN HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH  Vệ tinh thông tin Trạm vi ba hướng lên quỹ đạo vệ tinh Trạm vi ba gây nhiễu với trạm thu vệ tinh Trạm thu vệ tinh 1.3 HỆ THỐNG ĐIỀU CHẾ VÀ TRUYỀN DẪN TRONG THÔNG TIN VỆ TINH 1.3.1 Hệ Thống Điều Chế : 1.3.1.1 Điều chế Là chuyển tín hiệu... độ bức xạ) +Hệ số tăng ích của anten trạm mặt đất giảm b)-Can nhiễu với đường thông tin viba trên mặt đất -Có hai trường hợp với đường thông tin viba can nhiễu với một hệ thống thông tin vệ tinh là: +Đường thông tin viba mặt đất cùng tần số làm việc với đường lên của hệ thống thông tin vệ tinh +Đường thông tin viba mặt đất cùng tần số làm việc với đường xuống của hệ thống thông tin vệ tinh -Trong trường... tinh nhân tạo sử dụng cho thông tin vệ tinh như thế gọi là vệ tinh thông tin -Khi quan sát từ mặt đất, sự di chuyển của vệ tinh theo quỹ đạo bay người ta thường phân vệ tinh làm hai loại: +Vệ tinh quỹ đạo thấp : là vệ tinh chuyển động liên tục so với mặt đất, thời gian cần thiết cho vệ tinh để chuyển động xung quanh quỹ đạo của nó khác với chu kỳ quay của quả đất ( Loại này dùng vào việc nghiên cứu khoa... đất Vệ tinh quỹ đạo thấp  Quy õ đạo đòa tónh Vệ tinh đòa tónh  +Vệ tinh đòa tónh: là vệ tinh được phóng lên quỹ đạo tròn ở độ cao khoảng 36.000 km so với đường kính xích đạo Vệ tinh này bay xung quanh trái đất 1 vòng mất 24 giờ Do T bay của vệ tinh bằng T quay của Trái đất và cùng hướng (hướng Đông ), bởi vậy vệ tinh dường như đứng yên khi quan sát từ mặt đất; gọi là vệ tinh đòa tónh -Nếu dùng 3 vệ. .. ( Elip ) 9( 1.1.2 Các Hệ Thống Thông Tin: 1.1.2.1 Các hệ thống thông tin quốc tế: - INTELSAT: (International Telecommunications Satellite Organization) + Là một tổ chức quốc tế (tổ chức vệ tinh thông tin quốc tế) cung cấp các dòch vụ thông tin vệ tinh trên toàn cầu, dựa trên cơ sở thương mại; Là một hệ thống toàn cầu mở cửa cho mọi quốc gia, không phân biệt hệ thống chính trò và trình độ phát triển... tónh -Nếu dùng 3 vệ tinh đòa tónh được đặt cách đều nhau trên xích đạo thì có thể thiết lập được thông tin hầu hết các vùng trên quả đất, bằng cách chuyển tiếp qua 1 hoặc 2 vệ tinh Điều này cho phép xây dựng một mạng thông tin trên toàn Thế giới -Cấu hình khái quát của một hệ thống vệ tinh gồm: Một vệ tinh đòa tónh (trên quỹ đạo) Các trạm mặt đất (các trạm này có thể truy cập đến vệ tinh) Đường hướng... sóng can nhiễu a)-Sự can nhiễu với các vệ tinh bên cạnh -Xảy ra hai vệ tinh ở gần nhau và khi đó: Đường xuống can nhiễu xảy ra do anten phát của vệ tinh 2 chiếu vào trạm thu 1 và anen thu của trạm 1 cũng thu được hướng của vệ tinh 2 Quỹ đạo đòa tónh Vệ tinh 1 Vệ tinh 2 θ θ Tín hiệu can nhiễu Đồ thò bức xạ Tín hiệu can nhiễu Trạm mặt đất:1 Trạm mặt đất:2 +Tương tự cho đường lên can nhiễu (như hình vẽ)... di động +Hiệu quả kinh tế cao cho thông tin đường dài, xuyên lục đòa -Sóng vô tuyến điện phát đi từ một vệ tinh trên quỹ đạo đòa tónh có thế bao phủ 1/3 toàn bộ bề mặt quả đất Bởi vậy các trạm mặt đất thu c vùng đó có thể liên lạc với bất kỳ một trạm mặt đất nào thu c vùng phủ sóng thông qua vệ tinh thông tin -Kỹ thu t sử dụng một vệ tinh chung cho nhiều trạm mặt đất và việc tăng hiệu quả sử dụng... thành thiết bò tương đối cao, nhưng nó ít gây nhiễu cho hệ thống Viba số -Bảng sử dụng các băng tần cho thông tin vệ tinh: Băng tần 6/4 GHz Tên thông dụng Băng C 14/12 GHz Băng Ku 30/20 GHz Băng Ka Đặc tính và ứng dụng Phù hợp cho thông tin vệ tinh, Dùng cho TT quốc tế& nội đòa Dùng cho TT quốc tế& nội đòa (Bò suy hao do mưa) Sử dụng cho TT nội đòa (Bò suy hao nhiều do mưa) 1.2.4 Phân cực sóng trong thông