Hệ thống thông tin vệ tinh địa tĩnh

Trường ĐH Công Nghệ - ĐH Quốc gia Hà Nội LỜI NÓI ĐẦU Chỉ với lịch sử 40 năm đời phát triển diễn biến nhanh vũ bão cách mạng công nghệ Viễn thông, thông tin vệ tinh ngày trở nên quen thuộc phạm vi tồn cầu, có Việt Nam Trong tình hình chung giới nay, quốc gia trọng phát triển theo xu hướng hội nhập với khu vực tồn cầu hố, lẽ vai trị thơng tin quan trọng Điều đặt yêu cầu phải có mạng lưới thông tin đại, đử sức đáp ứng nu cầu kết nối đường thông tin đến nơi, lúc Một công nghệ viễn thông hệ thống thông tin sử dụng vệ tinh Loại hình thơng tin bắt đầu ứng dụng thực tiễn từ năm 60, có nhiều ưu điểm cho hệ thống viễn thông mà đến có phát triển mạnh mẽ số lượng chất lượng Trong bối cảnh vừa cạnh tranh khốc liệt vừa thừa kế thành tựu vượt bậc với phương thức truyền dẫn khác (điển hình cáp sợi quang), thông tin vệ tinh ngày giữ vai trị quan trọng lĩnh vực truyền thơng, đặc biệt tính quảng bá đảm nhiệm tỷ trọng không nhỏ việc chuyển tải nhiều loại hình dịch vụ từ mạng viễn thơng Quốc tế tận hộ gia đình Tiến trình áp dụng cơng nghệ thơng tin vệ tinh vào mạng Viễn thông nước ta năm 1980 đến yếu tố góp phần đem lại phồn vinh ngành Bưu điện Việt Nam nói riêng kinh tế quốc dân nói chung 25 năm qua Hệ tất yếu q trình phát triển dự án phóng vệ tinh Viễn thông riêng Việt Nam triển khai cách khẩn trương dự kiến trở thành thực thời gian tới Trong luận văn em nghiên cứu tổng quan lý thuyết thông tin vệ tinh địa tĩnh ứng dụng để phân tích tính tốn đường truyền cho kênh thuê riêng qua vệ tinh Khố luận tốt nghiệp Lê Đình Dũng Trường ĐH Công Nghệ - ĐH Quốc gia Hà Nội CHƯƠNG THÔNG TIN VỆ TINH ĐỊA TĨNH 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG 1.1.1 Sự đời hệ thống thông tin vệ tinh Thông tin vô tuyến qua vệ tinh thành tựu nghiên cứu lĩnh vực truyền thơng nhằm mục đích khắc phục nhược điểm mạng vô tuyến mặt đất, đạt mức gia tăng chưa có cự ly dung lượng, đem lại cho khách hàng nhiều dịch vụ với chi phí thấp có Trong chiến tranh giới lần thứ hai, để tạo vũ khí, khí tài ngày đại, nước tham chiến buộc phải nghiên cứu hai kỹ thuật là: tên lửa tầm xa truyền dẫn viba Hai kỹ thuật lúc đầu kỹ thuật riêng rẽ, xuất phát từ nghiên cứu này, sau người ta tìm cách kết hợp hai kỹ thuật với thông tin vệ tinh bắt đầu đề cập đến Dịch vụ cung cấp qua thông tin vệ tinh bổ sung cách hữu ích cho dịch vụ mà trước mạng đất cung cấp, sử dụng vô tuyến cáp Kỷ nguyên vũ trụ bắt đầu vào năm 1957 với việc phóng vệ tinh nhân tạo (vệ tinh Sputnik Liên Xô cũ) Những năm tiếp sau để lại ấn tượng nhiều thử nghiệm, phải kể đến kiện sau: Lời chúc mừng Giáng sinh Tổng thống Mỹ Eisenhower qua vệ tinh SCORE năm 1958, phóng thành cơng vệ tinh phản xạ ECHO năm 1960, truyền dẫn kiểu lưu trữ chuyển tiếp vệ tinh COURIER năm 1960, vệ tinh chuyển tiếp băng rộng TELSTAR RELAY năm 1962 vệ tinh địa tĩnh SYNCOM năm 1963 Trong năm 1965, vệ tinh địa tĩnh thương mại INTELSAT-1 (hay Early Bird) đưa lên quỹ đạo, đánh dấu mở đầu cho hàng loạt vệ tinh INTELSAT Cùng năm đó, Liên Xơ cũ phóng vệ tinh truyền thơng hàng loạt vệ tinh truyền thông mang tên MOLNYA 1.1.2 Q trình phát triển thơng tin vệ tinh Các hệ thống vệ tinh có khả cung cấp dung lượng thấp với giá thuê bao tương đối cao Ví dụ vệ tinh INTELSAT-1 nặng 68kg phóng có 480 kênh thoại với giá thuê bao 32.500USD kênh năm Giá thành cao thời điểm lúc khả tên lửa đẩy thấp nên người ta đưa lên vệ tinh nặng có dung lượng lớn lên quỹ đạo Việc giảm giá Khoá luận tốt nghiệp Lê Đình Dũng Trường ĐH Cơng Nghệ - ĐH Quốc gia Hà Nội thành kết nhiều nỗ lực, nỗ lực dẫn đến việc tạo tên lửa phóng có khả đưa vệ tinh ngày nặng lên quỹ đạo (3750kg phóng vệ tinh INTELSAT-6) Ngồi ra, nhờ khả phát triển kỹ thuật siêu cao tần ngày tăng tạo điều kiện thực anten nhiều tia có khả tạo biên hình mà búp sóng chúng hồn tồn thích ứng với hình dạng lục địa, cho phép tái sử dụng băng tần búp sóng kết hợp sử dụng khuếch đại truyền dẫn công suất cao Dung lượng vệ tinh tăng lên dẫn đến giảm giá thành kênh thoại (80000 kênh INTELSAT-6 có giá thuê bao kênh 380 USD năm) Ngồi việc giảm chi phí truyền thơng, đặc điểm bật tính đa dạng dịch vụ mà hệ thống thông tin vệ tinh cung cấp Lúc đầu, hệ thống thiết kế để thực truyền thông từ điểm đến điểm khác, mạng cáp diện bao phủ rộng vệ tinh lợi dụng để thiết lập tuyến thông tin vô tuyến cự ly xa, vệ tinh Early Bird cho phép thiết lập trạm bên bờ Đại Tây Dương kết nối với Do hiệu hạn chế vệ tinh, người ta thường sử dụng trạm mặt đất có anten lớn mà giá thành cao (khoảng 10 triệu USD cho trạm mặt đất có anten đường kính 30m) Kích thước cơng suất vệ tinh tăng lên cho phép giảm kích thước trạm mặt đất giảm giá thành chúng, đồng thời tăng số lượng trạm mặt đất Bằng cách này, khai thác tính khác vệ tinh, khả thu thập phát quảng bá tín hiệu từ tới số điểm Thay phát tín hiệu từ điểm tới điểm khác, phát từ máy phát tới nhiều máy thu vùng rộng lớn, ngược lại, phát từ nhiều trạm tới trạm trung tâm gọi HUB Nhờ mà mạng truyền số liệu đa điểm, mạng phát quảng bá qua vệ tinh mạng thu thập liệu khai thác Có thể phát quảng bá tới máy phát chuyển tiếp (hoặc trạm đầu cáp) trực tiếp tới khách hàng cá nhân (trường hợp gọi phát quảng bá trực tiếp qua hệ thống truyền hình qua vệ tinh) Các mạng hoạt động với trạm mặt đất nhỏ có đường kính anten từ 0.6m đến 3.5m với giá thành từ 500 USD đến 50000USD 1.1.3 Các dạng quỹ đạo vệ tinh Tuỳ thuộc vào mục đích khác mà vệ tinh bay quỹ đạo: Khoá luận tốt nghiệp Lê Đình Dũng Trường ĐH Cơng Nghệ - ĐH Quốc gia Hà Nội 1.1.3.1 Quỹ đạo tròn - Các quỹ đạo thấp (LEO): loại quỹ đạo vệ tinh bay độ cao khoảng 400 km đến 1200 km có chu kỳ quay khoảng 90 phút Thời gian quan sát thấy vệ tinh khoảng 30 phút Dạng quỹ đạo thường sử dụng cho vệ tinh quan trắc quân dân dụng Nhờ quỹ đạo thấp thời gian trễ truyền tín hiệu bé nên thích hợp cho thơng tin di động sử dụng tròm vệ tinh như: chòm vệ tinh IRIDIUM, GLOBALSTAR - Quỹ đạo trung bình (MEO): vệ tinh bay độ cao khoảng 10000 ÷ 20000 km, chu kỳ bay vệ tinh từ ÷ 12 giờ, thời gian quan sát thấy vệ tinh từ ÷ Quỹ đạo loại có ưu điểm cần 10 vệ tinh phủ sóng tồn cầu - Quỹ đạo địa cực: quỹ đạo tròn qua hai cực Trái Đất, có vùng bao phủ dài hạn tồn cầu Ưu điểm quỹ đạo điểm mặt đất nhìn thấy vệ tinh khoảng thời gian định Việc phủ sóng tồn cầu dạng quỹ đạo đạt quỹ đạo bay vệ tinh quét tất vị trí mặt đất, dạng quỹ đạo sử dụng cho vệ tinh dự báo thời tiết, hàng hải, vệ tinh thám Nó sử dụng cho thơng tin thời gian xuất - Quỹ đạo địa tĩnh (GEO): quỹ đạo trịn nằm mặt phẳng xích đạo độ cao khoảng 36786 km so với đường xích đạo Vệ tinh quỹ đạo có tốc độ bay đồng với tốc độ quay Trái Đất (T=23g56’04’’) Do đó, vệ tinh gần đứng yên điểm so với Trái Đất Quỹ đạo địa tĩnh thích hợp cho loại hình thơng tin quảng bá như: phát thanh, truyền hình… Cịn cho thơng tin thoại (u cầu thời gian thực cao) khơng tốt, thời gian trễ truyền sóng lớn (khoảng 0.25s) 1.1.3.2 Quỹ đạo elíp Quỹ đạo với tâm điểm Trái Đất hai tiêu điểm elíp Ưu điểm loại quỹ đạo vệ tinh đạt tới vùng cực cao mà vệ tinh địa tĩnh đạt tới, dạng quỹ đạo dẹt thì thuận lợi cho thông tin vĩ độ cao Quỹ đạo dạng elíp nghiêng có nhược điểm hiệu ứng Doppler lớn vấn đề điều khiển bám vệ tinh phải mức cao 1.1.3.3 Quỹ đạo đồng mặt trời (HEO) Là loại quỹ đạo gần địa cực, mặt phẳng quỹ đạo giữ góc khơng đổi so với trục Trái Đất – Mặt Trời, dạng quỹ đạo sử dụng cho vệ tinh quan trắc mặt đất Khoá luận tốt nghiệp Lê Đình Dũng Trường ĐH Cơng Nghệ - ĐH Quốc gia Hà Nội 1.1.4 Đặc điểm thơng tin vệ tinh Nói tới thơng tin vệ tinh, phải kể đến ưu điểm bật so với hệ thống thơng tin khác là: - Tính quảng bá rộng lớn cho loại địa hình - Có dải thơng rộng - Nhanh chóng dễ dàng cấu hình lại cần thiết Đối với hệ thống thông tin vô tuyến mặt đất hai trạm muốn thơng tin cho anten chúng phải nhìn thấy nhau, gọi thơng tin vơ tuyến tầm nhìn thẳng Tuy nhiên Trái Đất có dạng hình cầu nên khoảng cách hai trạm bị hạn chế để đảm bảo điều kiện cho anten cịn trơng thấy Đối với khả quảng bá vậy, khu vực mặt đất khơng nhìn thấy anten đài phát khơng thu tín hiệu Trong trường hợp bắt buộc phải truyền tin xa, người ta dùng phương pháp nâng cao cột anten, truyền sóng phản xạ tầng điện ly xây dựng trạm chuyển tiếp Trên thực tế ba phương pháp có nhiều nhược điểm Việc nâng độ cao cột anten gặp nhiều khó khăn kinh tế kỹ thuật mà hiệu khơng Nếu truyền sóng phản xạ tầng điện ly cần có cơng suất phát lớn bị ảnh hưởng mạnh môi trường truyền dẫn nên chất lượng tuyến không cao Việc xây dựng trạm chuyển tiếp hai trạm đầu cuối cải thiện chất lượng tuyến, nâng cao độ tin cậy chi phí lắp đặt trạm trung chuyển lại q cao khơng thích hợp có nhu cầu mở thêm tuyến Tóm lại, để truyền tin xa người ta mong muốn xây dựng anten cao lại phải ổn định vững Sự đời vệ tinh để thoả mãn nhu cầu đó, với vệ tinh người ta truyền sóng xa dễ dàng thơng tin tồn cầu hệ thống thông tin khác Thông qua vệ tinh INTELSAT, lần hai trạm đối diện hai bờ Đại Tây Dương liên lạc với Do khả phủ sóng rộng lớn nên vệ tinh thích hợp cho phương thức truyền tin đa điểm đến đa điểm, điểm đến đa điểm (cho dịch vụ quảng bá) hay đa điểm đến điểm trung tâm HUB (cho dịch vụ thu thập số liệu) Bên cạnh khả phủ sóng rộng lớn, băng tần rộng hệ thống vệ tinh thích hợp với dịch vụ quảng bá truyền hình số phân giải cao HDTV (High Definition Television), phát số hay dịch vụ ISDN thông qua mạng mặt đất trực tiếp đến thuê bao DTH (Direct To Home) thông qua trạm VSAT(Very Small Aperture Terminal) Cuối sử dụng phương tiện truyền dẫn qua giao diện vô tuyến hệ thống thông tin vệ tinh thích hợp cho khả cấu hình lại Khoá luận tốt nghiệp Lê Đình Dũng Trường ĐH Cơng Nghệ - ĐH Quốc gia Hà Nội cần thiết Các công việc triển khai mạng mới, loại bỏ trạm cũ thay đổi tuyến thực dễ dàng, nhanh chóng với chi phí thực tối thiểu Tuy nhiên vệ tinh có nhược điểm quan trọng là: - Khơng hồn tồn cố định - Khoảng cách truyền dẫn xa nên suy hao lớn, ảnh hưởng tạp âm lớn - Giá thành lắp đặt hệ thống cao, phí phóng vệ tinh tốn mà tồn xác suất rủi ro - Thời gian sử dụng hạn chế, khó bảo dưỡng, sửa chữa nâng cấp - Do đường tín hiệu vơ tuyến truyền qua vệ tinh dài (hơn 70.000 km vệ tinh địa tĩnh) nên từ điểm phát đến điểm nhận có thời gian trễ đáng kể Người ta mong muốn vệ tinh có vai trị cột anten cố định thực tế vệ tinh ln có chuyển động tương đối mặt đất, dù vệ tinh địa tĩnh có dao động nhỏ Điều buộc hệ thống phải có trạm điều khiển nhằm giữ vệ tinh vị trí định cho thơng tin Thêm vệ tinh bay quỹ đạo cách xa mặt đất việc truyền sóng trạm phải chịu suy hao lớn, bị ảnh hưởng yếu tố thời tiết phải qua nhiều loại môi trường khác Để đảm bảo chất lượng tuyến người ta phải sử dụng nhiều kỹ thuật bù chống lỗi phức tạp Như ta biết, chi phí phóng vệ tinh cao nói chung vệ tinh có khả hạn chế Bù lại, trạm mặt đất phải có khả làm việc tương đối mạnh nên thiết bị phần lớn đắt tiền, chi phí cho anten lớn (ví dụ trạm cổng quốc tế có anten đường kính 18m giá khoảng 5-7 triệu USD) Các vệ tinh bay không gian cách xa mặt đất, lượng chủ yếu dùng cho động phản lực điều khiển loại nhiên liệu lỏng rắn vệ tinh mang theo boong Lượng nhiên liệu dự trữ lớn khả tên lửa đẩy có hạn, đồng thời làm cho kích thước vệ tinh tăng lên đáng kể phải tăng thể tích thùng chứa Nếu vệ tinh dùng hết lượng nhiên liệu chúng khơng thể điều khiển vệ tinh tức khơng cịn trì độ ổn định tuyến Khi đó, vệ tinh coi hết khả sử dụng tuổi thọ vệ tinh nói chung thường thấp so với thiết bị thông tin mặt đất khác Để làm cho vệ tinh hoạt động trở lại, người ta cần thu hồi vệ tinh lại để sửa chữa tiếp thêm nhiên liệu sau phóng lại lên quỹ đạo Việc khôi phục vệ tinh hết tuổi thọ tốn phức tạp nên thực tế người ta thường dùng phương pháp thay vệ tinh hoàn toàn vứt bỏ vệ tinh cũ Khố luận tốt nghiệp Lê Đình Dũng Trường ĐH Công Nghệ - ĐH Quốc gia Hà Nội 1.1.5 Các ứng dụng thông tin vệ tinh Một hệ thống vệ tinh cung cấp nhiều loại hình dịch vụ khác ngày phát triển đa dạng Tuy nhiên nhìn chung thơng tin vệ tinh đem lại lớp dịch vụ sau: - Trung kế phạm vi toàn cầu kênh thoại chương trình truyền hình Đây đáp ứng cho dịch vụ người sử dụng Nó thu thập luồng số liệu phân phối tới trạm mặt đất với tỷ lệ hợp lý Ví dụ cho lớp dịch vụ hệ thống INTELSAT EUTELSAT Các trạm mặt đất chúng thường trang bị anten đường kính từ 15 ÷ 30m - Cung cấp khả đa dịch vụ, thoại, số liệu cho nhóm người sử dụng phân tách mặt địa lý Các nhóm chia sẻ trạm mặt đất truy nhập tới thơng qua mạng Ví dụ cho lớp dịch vụ hệ thống vệ tinh TELECOM-1, SBS, EUTELSAT-1, TELE-X INTELSAT (cho mạng SBS) Các trạm mặt đất trang bị anten đường kính từ ÷ 10m - Kết nối thiết bị đầu cuối với anten cỡ nhỏ (VSAT/USAT) nhằm truyền dẫn luồng số liệu dung lượng thấp quảng bá chương trình truyền hình, truyền số Thông thường người dùng kết nối trực tiếp với trạm mặt đất có trang bị anten đường kính từ 0.6 ÷ 2.4m Các th bao di động nằm lớp dịch vụ Tiêu biểu cho loại hình hệ thống EQUALTORIAL, INTELNET INTELSAT… Các dịch vụ VSAT phong phú mà ta kể đến cấp tự động quản lý thẻ tín dụng, thu thập phân tích số liệu, cung cấp dịch vụ thoại mật độ thưa, hội nghị truyền hình… 1.1.6 Xu hướng phát triển kỹ thuật thông tin vệ tinh Thế hệ vệ tinh thương mại INTELSAT-1 hay Early Bird đời vào năm 1965 Đến đầu năm 1970 hệ thống vệ tinh cung cấp dịch vụ trao đổi thoại truyền hình hai lục địa Mới đầu vệ tinh đáp ứng cho tuyến dung lượng thấp, sau nhu cầu gia tăng tốc độ số lượng thơng tin qua vệ tinh thúc đẩy nhanh chóng việc hình thành hệ thống vệ tinh đa búp sóng kỹ thuật sử dụng lại tần số cho sóng mang Kỹ thuật dùng cho hệ thống vệ tinh truyền dẫn tương tự, sử dụng cơng nghệ FDM/FM/FDMA Sau để đáp ứng nhu cầu gia tăng thông tin, người ta tiến đến phương thức truyền dẫn tiên tiến SCPC/FM/FDMA (năm 1980) hay PSK/TDMA PSK/CDMA Các phương thức sau dựa truyền dẫn số qua vệ tinh để khai thác triệt để kỹ thuật số mang lại Trong tương lai dung lượng tuyến vệ tinh số lượng Khố luận tốt nghiệp Lê Đình Dũng Trường ĐH Công Nghệ - ĐH Quốc gia Hà Nội vệ tinh toàn cầu tăng lên cực lớn việc sử dụng q nhiều sóng mang làm cho mức can nhiễu hệ thống thông tin với vượt mức cho phép Để giải toán này, nhà chế tạo phải bắt buộc nghĩ tới việc áp dụng công nghệ sau: - Xử lý chỗ: giải điều chế tín hiệu vệ tinh để xử lý, sau điều chế lại truyền tín hiệu xử lý xuống trạm mặt đất thu Đây trường hợp vệ tinh tích cực - Chuyển mạch vệ tinh: hay gọi đa truy nhập phân chia theo thời gian chuyển mạch vệ tinh (SS-TDMA) - Sử dụng mạng kết nối trực tiếp vệ tinh - Sử dụng búp sóng quét búp sóng nhảy bước cho tế bào mặt đất - Sử dụng tài nguyên tần số cao với dải thông lớn (20/30 GHz 40/50 GHz) Mặc dù dải tần không nằm dải cửa sổ sóng vơ tuyến (300 MHz-10 GHz) nên sóng mang phải chịu tác động lớn môi trường truyền dẫn sóng mưa Nó bù lại công suất phát hệ thống tự động điều chỉnh - Quảng bá trực tiếp từ vệ tinh tới người sử dụng Khi thiết bị đầu cuối người sử dụng kết nối thẳng với trạm mặt đất mà thông qua mạng - Hiện nước Châu Âu, Mỹ Nhật có nhiều chương trình phát triển thơng tin vệ tinh nhằm tăng cường khả vệ tinh dung lượng, công suất, tuổi thọ phương thức truyền dẫn Điều cho phép kích cỡ giá thành trạm mặt đất giảm trở nên gần gũi với người sử dụng Trong số trường hợp chúng đơn giản trạm thu đơn TVRO mà phổ biến trạm thu truyền hình trực tiếp từ vệ tinh Đây tiến có ý nghĩa cho hội phát triển vệ tinh tương lai 1.1.7 Phân cực sóng mang tuyến thơng tin vệ tinh Sóng điện từ có thành phần điện trường thành phần từ trường có hướng vng góc với vng góc với phương truyền sóng Theo quy ước phân cực sóng định nghĩa hướng vectơ cường độ điện trường Nói chung, hướng cường độ điện trường không cố định biên độ khơng phải số Khi truyền sóng điện từ , đầu mút vectơ cường độ điện trường vạch hình elíp gọi phân cực elíp Phân cực sóng điện từ có thơng số sau: - Hướng quay vectơ cường độ điện trường: theo tay phải theo tay trái (tức ngược chiều kim đồng hồ - Clockwise or Counter Clockwise) Khố luận tốt nghiệp Lê Đình Dũng Trường ĐH Công Nghệ - ĐH Quốc gia Hà Nội - Tỷ số trục AR (Axial Ratio): AR = EMAX/EMIN tỷ số trục lớn trục nhỏ elíp phân cực Khi AR = (hay 0dB) đường elip trở thành đường trịn phân cực gọi phân cực tròn Khi AR = ∞ đường elip trở thành đường thẳng phân cực gọi phân cực thẳng - Độ nghiêng τ elíp phân cực Y τ EMAX ω E X Hướng truyền sóng EMIN Hình 1.1 Phân cực Elíp Khi dùng cơng nghệ truyền dẫn sử dụng lại tần số (Reuse) người ta phải dùng đến hai sóng mang có phân cực vng góc lúc khơng thể phân biệt sóng mang qua tần số Hai sóng điện từ gọi vng góc với chúng có elíp phân cực vng góc hay độ nghiêng τ elíp lệch 900 Nhiều tuyến gây xuyên cực lớn người ta phải sử dụng thêm phân biệt chiều quay vectơ cường độ điện trường Một sóng mang quay theo tay phải cịn sóng mang vng góc với quay theo tay trái Đặc biệt sử dụng phân cực trịn phân biệt chiều quay vectơ phân cực Khi sóng mang vưctơ E quay theo tay phải gọi RHCP (Right Hand Circular Polaristion) sóng mang có vectơ E quay theo tay trái gọi LHCP (Left Hand Circular Polaristion) Các phân cực tròn LHCP RHCP dùng phổ biến thông tin vệ tinh, đặc biệt hệ thống sử dụng lại tần số Hai phân cực thẳng gọi vng góc với có phân cực hướng theo chiều thẳng đứng (Vertical), phân cực hướng theo chiều nằm ngang (Horizontal) hệ quy chiếu 1.1.8 Phân chia dải tần cho thông tin vệ tinh Để phân phối tần số người ta chia giới làm khu vực sau: - Khu vực 1: gồm Châu Âu, Châu Phi, vùng Trung Đông Nga Khoá luận tốt nghiệp Lê Đình Dũng Trường ĐH Cơng Nghệ - ĐH Quốc gia Hà Nội - Khu vực 2: gồm nước Châu Mỹ - Khu vực 3: gồm nước Châu Á (trừ vùng Trung Đông, Nga) Châu Đại Dương Tần số phân phối cho dịch vụ phụ thuộc vào khu vực Trong khu vực vùng dịch vụ dùng toàn băng tần khu vực phải chia sẻ với dịch vụ khác Các dịch vụ cố định sử dụng băng tần sau: - Băng C (khoảng GHz cho tuyến lên GHz cho tuyến xuống gọi băng 6/4 GHz) Băng tần hệ thống cũ sử dụng, ví dụ hệ thống INTELSAT, hệ thống nội địa Mỹ… có xu hướng bão hoà - Băng X (khoảng GHz cho tuyến lên GHz cho tuyến xuống gọi băng 8/7 GHz) Băng tần dành riêng cho quân đội sử dụng - Băng KU (khoảng 14 GHz cho tuyến lên 11 12 GHz cho tuyến xuống đựoc gọi băng 14/12 GHz – 14/11 GHz) Băng tần hệ thống sử dụng ví dụ hệ thống EUTELSAT, TELECOM I II - Băng Ka (khoảng 30 GHz cho tuyến lên 20 GHz cho tuyến xuống gọi băng 30/20 GHz) Băng tần sử dụng cho hệ thống cao cấp, thử nghiệm dành cho tương lai - Các băng tần cao 30 GHz nghiên cứu chắn dùng phổ biến tương lai - Các dịch vụ di động dùng thông tin vệ tinh sử dụng băng tần khoảng 1.6 GHz cho tuyến lên 1.5 GHz cho tuyến xuống Băng tần gọi băng 1.6/1.5 GHz hay băng L - Các dịch vụ quảng bá qua vệ tinh có tuyến xuống sử dụng băng tần vào khoảng 12 GHz Đối với thông tin vệ tinh Quốc tế, độ tin cậy quan trọng Do đó, việc lựa chọn băng tần dùng cho thông tin vệ tinh Quốc tế cần phải lựa chọn thăm dò kỹ Người ta chọn băng C dùng cho thơng tin vệ tinh Quốc tế, cịn băng KU trước dùng cho thông tin vệ tinh nội địa mở rộng cho khu vực 1.2 THÔNG TIN VỆ TINH ĐỊA TĨNH 1.2.1 Các đặc điểm thông tin vệ tinh địa tĩnh Hệ thống thông tin sử dụng vệ tinh địa tĩnh hình thành từ ý tưởng Arthur Clarke năm 1945, đến năm 60 ý tưởng trở thành thực Ngày nay, với thành tựu đạt khoa học – công nghệ, thông tin sử dụng 10 Khoá luận tốt nghiệp Lê Đình Dũng Trường ĐH Cơng Nghệ - ĐH Quốc gia Hà Nội CHƯƠNG TÌNH HÌNH SỬ DỤNG VỆ TINH Ở VIỆT NAM 4.1 HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG THÔNG TIN VỆ TINH Ở VIỆT NAM Hiện mạng viễn thông quốc tế Việt Nam sử dụng hai phương thức thông tin bao gồm cáp quang biển thông tin vệ tinh Thời kỳ đổi đầu năm 90 kỷ trước thông tin quốc tế Việt Nam chủ yếu dựa vào thông tin vệ tinh gồm trạm mặt đất vệ tinh theo hệ thống INTELSAT INTERSPUTNIK Từ tháng 8/1980 Việt Nam đưa vào sử dụng hệ thống vệ tinh thông tin qua mạng vệ tinh thông tin INTERSPUTNIK Đến năm 1990 Tổng công ty Bưu Viễn thơng xây dựng hệ thống trạm mặt đất thông tin vệ tinh lớn gồm trạm theo tiêu chuẩn A, B qua mạng vệ tinh INTELSAT, phục vụ nhu cầu truyền dẫn thông tin quốc tế Các trạm mặt đất vệ tinh INTELSAT xây dựng trung tâm viễn thông quốc tế Hà Nội Tp.Hồ Chí Minh Tỷ lệ sử dụng vệ tinh cho truyền dẫn đường trục quốc tế Việt Nam trước có hệ thống cáp quang biển 100%, tới năm 1996 tỷ lệ giảm dần đưa vào khai thác sử dụng hệ thống cáp quang biển đến chiếm khoảng 15-20 % tổng dung lượng Mặc dù tỷ lệ sử dụng so với phương thức truyền dẫn khác đến thấp, giá trị tuyệt đối tăng thiếu mạng viễn thông quốc gia Tổng số kênh quốc tế qua vệ tinh 887 kênh 4.1.1 Hệ thống VSAT/SCPC Mạng VSAT DAMA/SCPC thiết lập để cung cấp thông tin cho vùng thông tin miền núi vùng sâu, vùng xa Cấu trúc phần mặt đất hệ thống VSAT bao gồm: trạm HUB đặt trung tâm quốc tế khu vực Tp.Hồ Chí Minh, trạm đầu cuối gồm hai loại trạm TES nhiều kênh (4 kênh) trạm QDS kênh Tổng số trạm đầu cuối mạng có khoảng 100 trạm, trạm TES 70 trạm, QDS 30 trạm Tổng số kênh vệ tinh 180 kênh Trạm HUB kết nối với tổng đài cửa quốc tế giúp cho mạng VSAT/DAMA mở rộng kết nối với mạng viễn thông Việt Nam quốc tế Tại trạm HUB, hệ thống điều khiển mạng NCS (Network Control System) có khả điều khiển, kiểm soát quản lý mạng 73 Khố luận tốt nghiệp Lê Đình Dũng Trường ĐH Công Nghệ - ĐH Quốc gia Hà Nội 4.1.2 VSAT kênh thuê riêng (VSAT/PAMA) VSAT kênh thuê riêng chủ yếu phục vụ cho công ty, quan như: dàn khoan biển ngành dầu khí, trạm khí tượng thuỷ văn, ngân hàng, quan đại diện, công ty liên doanh nước ngồi… nhằm phục vụ thơng tin liên lạc riêng quan, đơn vị Số trạm đầu cuối không nhiều khoảng 25 trạm Các dịch vụ VSAT/PAMA cung cấp theo cấu hình điểm nối điểm, tốc độ kênh cao 4.1.3 VSAT TDM/TDMA Hiện hệ thống VSAT TDM/TDMA sử dụng để cung cấp thông tin liệu cho khách hàng Hệ thống sử dụng cấu hình dạng sao, có trạm HUB lắp đặt trung tâm viễn thông quốc tế khu vực Hà Nội, sử dụng anten 4.5 m Hệ thống sử dụng băng tần C kết nối với vệ tinh Thaicom3 có độ rộng băng tần thuê Mhz Thiết bị hệ thống Hughes Network System cung cấp Mạng VSAT TDM/TDMA triển khai để đáp ứng yêu cầu trước mắt khách hàng dịch vụ chuyển mạch gói, truy nhập Internet khu vực mà mạng công cộng chưa đáp ứng Hiện nay, công ty VTI đầu tư sẵn sàng 20 trạm đầu cuối để phục vụ khách hàng 4.1.4 Thu phát quốc tế Dịch vụ thu phát quốc tế qua vệ tinh dùng để phục vụ cho hội nghị quốc tế, kiện thể thao, văn hoá truyền dẫn qua trạm tiêu chuẩn A, B trạm lưu động truyền hình Việt Nam Ngồi kênh truyền hình VTV4 truyền hình qua vệ tinh khu vực khắp giới 4.1.5 Truyền hình hội nghị Đây dịch vụ gần kênh thuê riêng không thường xuyên Kênh thuê riêng tải tín hiệu video hình lẫn tiếng với mục đích phục vụ hội nghị nhiều địa điểm khác nhìn thấy diễn giả trình bày diễn giả, ý kiến phát biểu tham luận… Kênh thuê riêng diễn thời gian hội nghị giải phóng kênh hội nghị kết thúc 4.1.6 Thu phát hình lưu động Để phục vụ việc phát hình đột xuất cho địa điểm có kiện địa phương, Tổng cơng ty (VTI) có thiết bị phát hình lưu động (Flyaways) Số thiết bị có thiết bị hoạt động theo chế độ 1+1 74 Khố luận tốt nghiệp Lê Đình Dũng Trường ĐH Công Nghệ - ĐH Quốc gia Hà Nội 4.1.7 Vệ tinh sử dụng mạng viễn thông quốc tế Việt Nam VTI có tổng đài cổng quốc tế loại AXE-105 Ericsson Telstra lắp đặt Hà Nội, Tp.Hồ Chí Minh Đà Nẵng, trạm mặt đất qua INTELSAT trạm mặt đất qua INTERSPUTNIK VTI có 109 luồng E1, có 40 luồng E1 qua hệ thống vệ tinh 69 luồng E1 qua hệ thống cáp biển, kết nối tới gần 30 nước khác với 5013 kênh thoại trực tiếp chuyển đến 200 nước vào cuối năm 1998 Đến cuối năm 1997, tổng số kênh vệ tinh 2972 kênh, kết nối trực tiếp với 26 nước giới Tỷ lệ vệ tinh cáp 4:6 (40% vệ tinh 60% cáp) VTI có trạm mặt đất INTELSAT trạm mặt đất INTERSPUTNIK Mạng INTELSAT bao gồm trạm mặt đất tiêu chuẩn A Sông Bé (SBE-1A) hoạt động từ năm 1995 qua vệ tinh 1740 E Trạm mặt đất tiêu chuẩn A thứ Sông Bé (SBE-2A) hoạt động từ tháng 3/1996 qua vệ tinh 660 E Trạm mặt đất tiêu chuẩn B Đà Nẵng hoạt động từ năm 1990 qua vệ tinh 1770 E trạm mặt đất tiêu chuẩn A Hà Nội (HAN-1A) khai thác từ năm 1990 qua vệ tinh 600 E Trạm mặt đất tiêu chuẩn A Sông Bé (SBE-3A) để truy nhập vệ tinh INTELSAT 1570 E dùng cho mục đích khơi phục trường hợp cáp biển T-V-H có cố Mạng INTERSPUTNIK gồm có trạm Hoa Sen (HS1) Hà Nội, khai thác từ năm 1990 trạm Hoa Sen (HS2) Tp.Hồ Chí Minh khai thác từ năm 1994 vệ tinh viễn thông Nga 800 E Từ năm 1998 trạm Hoa Sen ngừng khai thác chuyển kênh khai thác vệ tinh INTERSPUTNIK sang mạng cáp Việt Nam sử dụng vệ tinh INTELSAT, ASIASAT II INTERSPUTNIK cho truyền hình tồn quốc, phát quảng bá 18 giờ/ngày có 200 trạm TVRO để thu chương trình truyền hình từ kênh vệ tinh nói Mạng thơng tin vệ tinh nước truy nhập qua vệ tinh ASIASAT II có cấu hình gồm thiết bị đầu cuối VSAT trạm trung tâm HUB điều khiển mạng nằm Tp.Hồ Chí Minh Hiện VTI cung cấp kênh thoại qua vệ tinh nhằm cải thiện dịch vụ viễn thông vùng nông thôn giữ giá hạ nhờ tính kinh tế cơng nghệ VSAT Nhà khai thác mạng viễn thông Telstra Úc dựa hợp đồng BCC với VNPT khai thác mạng VSAT, cung cấp 24 trạm đầu cuối TSE với 39 kênh trạm trung tâm HUB đặt Tp.Hồ Chí Minh tạo thành trục mạng điện thoại cố định Năm 1996, dịch vụ VSAT bắt đầu kết nối mạng viễn thông quốc gia với đảo Trường Sa, Phú Quý cửa Kẹo Nưa VSAT cho phép kết nối với đảo Bạch Long Vĩ 75 Khố luận tốt nghiệp Lê Đình Dũng Trường ĐH Công Nghệ - ĐH Quốc gia Hà Nội Trạm mặt đất HAN-1A HS-1 nối với ITC-1 Hà Nội Trạm mặt đất INTERSPUTNIK cách ITC-1 70 km, nối viba số dung lượng 34 Mbps Trạm mặt đất truyền lưu động Nga, Xlo-va-ki-a, Lào, Cam-pu-chia Một trạm mặt đất INTELSAT tiêu chuẩn B nối với ITC-3 Đà Nẵng Trạm mặt đất cung cấp đường nối Mỹ, Úc, Hàn Quốc Đài Loan tạo trung kế trục nước Hà Nội Tp.Hồ Chí Minh 4.2 XU HƯỚNG SỬ DỤNG THƠNG TIN VỆ TINH Ở VIỆT NAM 4.2.1 Vai trị thơng tin vệ tinh mạng viễn thông Tiềm sử dụng vệ tinh thơng tin cho mục đích thơng tin nội địa Việt Nam lớn Cùng với phát triển phương thức thông tin khác cáp quang vi ba, thông tin vệ tinh góp phần nâng cao lực mạng lưới viễn thơng nước quốc tế, nhằm đáp ứng nhu cầu ngày tăng lưu lượng loại hình dịch vụ cung cấp cho khác hàng Mặt khác thông tin vệ tinh cịn có khả nhanh chóng cung cấp dịch vụ cần thiết tới nhiều đối tượng khác nhau, vùng địa lý khác nhau, nơi mà phương thức thông tin khác cápquang hay vi ba gặp khó khăn thực Mạng thơng tin vệ tinh nội địa Việt Nam hệ thống đa chức năng, phục vụ cho nhu cầu thông tin đa dạng nhiều đối tượng Do mà Việt Nam cần phải có vệ tinh riêng vệ tinh VINASAT Hiện dự án vệ tinh viễn thơng Việt Nam VINASAT q trình chuẩn bị dự định đến năm 2008 phóng lên quỹ đạo 4.2.2 Những thuận lợi khó khăn Việt Nam sử dụng vệ tinh riêng Một cách tổng quát, số nhận định rút phân tích thơng tin vệ tinh thị trường nội địa khu vực đánh giá có tác động tích cực đến khả thực thi hệ thống VINASAT, bao gồm: - Ngành viễn thông Việt Nam trình tiếp tục thúc đẩy tăng trưởng có tính cạnh tranh mạnh - Các thị trường dịch vụ truyền hình, viễn thơng nơng thơn dịch vụ Internet vốn phổ biến hệ thống vệ tinh giới Việt Nam cịn chưa phát triển góp phần đem lại nguồn nhu cầu tiềm - Các sách cấp phép quy định hành tạo điều kiện tích cực cho phát triển ngành vệ tinh - Ngành công nghiệp vệ tinh chứng kiến tốc độ tăng trưởng mức 10% đến 15% năm hy vọng tốc độ trì thời gian dài tới 76 Khoá luận tốt nghiệp Lê Đình Dũng Trường ĐH Cơng Nghệ - ĐH Quốc gia Hà Nội - Những lĩnh vực cung cấp dịch vụ Internet qua vệ tinh đạt mức tăng trưởng vượt bậc 100%/năm - Ngành vệ tinh khu vực châu Á – Thái Bình Dương có khả đạt mức tăng trưởng mạnh - Dung lượng vệ tinh chưa khai thác khu vực có chiều hướng giảm sút - Kỹ thuật tiên tiến với khối lượng đặt hang lớn tiếp tục góp phần giảm giá thành thiết bị vệ tinh - Tính chất linh hoạt hệ thống vệ tinh góp phần làm tăng vị vệ tinh việc đáp ứng nhanh chóng hội thị trường phát triển dịch vụ Internet Bên cạnh đó, cịn tồn số rào cản có nguy ảnh hưởng đến tốc độ tăng trưởng vệ tinh Việt Nam, cụ thể là: - Khả nguồn vốn đáp ứng hiệu kịp thời việc triển khai mạng lưới dịch vụ vệ tinh bối cảnh phần lớn khách hàng nước có nhu cầu sử dụng dung lượng vệ tinh dựa vào nguồn vốn ban đầu tổ chức tài nhà nước - Thời hạn lập kế hoạch Việt Nam với nhiều cung đoạn liên tiếp bao gồm: nghiên cứu tiền khả thi, nghiên cứu khả thi dự án thử nghiệm làm giảm tốc độ khai thác dung lượng hội sử dụng vệ tinh hệ thống VINASAT - VINASAT đối tượng sau tham gia vào thị trường khai thác dịch vụ vệ tinh khu vực, VINASAT phải đối mặt với mức độ cạnh tranh gay gắt từ phía hãng khai thác kỳ cựu khu vực để giành thị phần, dù khiêm tốn thị trường khu vực 4.2.3 Xu hướng sử dụng thông tin vệ tinh Việt Nam Mạng thông tin vệ tinh nội địa Việt Nam đáp ứng nhu cầu sử dụng nhiều đối tượng, mạng viễn thông bao gồm nhiều thành phần mạng khác phù hợp với mục đích sử dụng yêu cầu riêng đối tượng a) Mạng thông tin vệ tinh phục vụ thông tin nông thôn: cung cấp dịch vụ truyền thống như: thoại, fax, số liệu, hình ảnh tốc độ thấp cho vùng cô lập mặt địa lý vùng nông thôn, miền núi, biên giới, hải đảo vùng mà hạ tầng viễn thơng cịn hạn chế - Mạng VSAT phục vụ thơng tin nông thôn xây dựng thành nhiều mạng khác khắp nước, trạm thuê bao có lưu lượng vừa nhỏ, giá thành thấp đặt vùng cô lập mặt địa lý, nơi hạ tầng vệ tinh thấp chưa phát triển làng bản, vùng núi, biên giới, hải đảo… 77 Khoá luận tốt nghiệp Lê Đình Dũng Trường ĐH Cơng Nghệ - ĐH Quốc gia Hà Nội - Do đặc thù dân cư vùng nói không tập trung, mật độ dân cư thấp, nhu cầu thơng tin có khơng cao Do vậy, mạng thông tin nông thông tổ chức theo cấu hình nhiều mạng sao, mạng gồm nhiều trạm thuê bao nhỏ kiểu VSAT với trạm chủ đồng thời trạm cổng để nối thông trạm thuê bao mạng PSTN thông qua tổng đài cấp tỉnh nơi đặt trạm chủ - Vì lưu lượng trạm mạng thường nhỏ khó xác định trước, dung lượng mạng lãng phí dùng kỹ thuật truy nhập cố định Do vậy, mạng sử dụng kỹ thuật SCPC/DAMA phù hợp điều kiện số lượng trạm dung lượng trạm thay đổi theo giai đoạn - Các dịch vụ mạng dịch vụ thoại, ngồi truyền fax, số liệu hình ảnh với tốc độ thấp b) Mạng thơng tin vệ tinh dự phịng cho tuyến thơng tin đường trục: nhằm nâng cao dung lượng truyền dẫn tuyến thông tin đường trục Bắc Nam Trong trường hợp tuyến thông tin đường trục dùng phương thức truyền dẫn vi ba cáp quang bảo dưỡng bị gián đoạn khai thác mạng thơng tin vệ tinh đóng vài trị dự phịng phân tải lưu lượng cho tuyến cần thiết c) Mạng thông tin vệ tinh hỗ trợ bổ sung dung lượng truyền dẫn tỉnh nằm tuyến đường trục Bắc Nam, nâng cao lực truyền dẫn phát triển mạng tỉnh d) Mạng thông tin vệ tinh phục vụ nhu cầu riêng quan trung ương, bộ, ngành, công ty, cá nhân tổ chức hoạt động lãnh thổ Việt Nam Cung cấp kênh thuê riêng theo yêu cầu khách hàng - Mạng VSAT hình phục vụ truyền số liệu theo phương thức TDM/TDMA - Mạng cung cấp dịch vụ Internet - Mạng giáo dục đào tạo từ xa - Mạng khám chữa bệnh từ xa - Mạng cung cấp dịch vụ DTH, chuyển tiếp chương trình phát truyền hình đài phát trung ương địa phương Truyền hình trực tiếp xe lưu động - Dịch vụ thu thập, phân phối liệu theo kiểu quảng bá phạm vi nhóm khách hàng - Tổ chức kênh thuê riêng, mạng riêng cung cấp dịch vụ thoại, số liệu, video, hội nghị truyền hình theo yêu cầu riêng ngành, quan phủ, cơng ty tư nhân… 78 Khoá luận tốt nghiệp Lê Đình Dũng Trường ĐH Cơng Nghệ - ĐH Quốc gia Hà Nội KẾT LUẬN Để đáp ứng u cầu cơng nghiệp hóa - đại hóa kinh tế, vai trị ngành viễn thơng nói chung thơng tin vệ tinh nói riêng ngày quan trọng Việc phát triển sở hạ tầng viễn thông mạnh không tạo điều kiện thuận lợi cho phát triển kinh tế mà cịn góp phần đảm bảo phân phối phúc lợi xã hội cách công Khi thông tin liên lạc phát triển dịch vụ viễn thông cung cấp rộng khắp tồn quốc khơng người dân thành thị mà nông thông hưởng lợi ích y tế, giáo dục văn hố Việc sử dụng dịch vụ viễn thông làm tăng suất lao động cải thiện chất lượng sống người dân Do đặc điểm địa hình Việt Nam phức tạp, có nhiều khu vực đồi núi hiểm trở, hẻo lánh quần đảo xa xôi nên việc thiết lập tuyến thông tin tầm thấp truyền thống cáp đồng trục, cáp quang, vi ba … gặp nhiều khó khăn Việc triển khai mạng thông tin vệ tinh thực nước ta từ năm 1995 góp phần quan trọng phát triển kinh tế đảm bảo an ninh trị chủ quyền lãnh thổ quốc gia Thông tin vệ tinh hệ thống thông tin lớn so với loại thông tin khác Việc nắm bắt vấn đề thông tin vệ tinh hạn chế chưa sâu sắc em tìm hiểu số vấn đề sau: - Đầu tiên em biết nhìn tổng quan thông tin vệ tinh địa tĩnh, lịch sử xu hướng phát triển kỹ thuật thông tin vệ tinh, đặc điểm ứng dụng thông tin vệ tinh, cấu trúc hệ thống thông tin vệ tinh địa tĩnh - Thứ hai kỹ thuật trạm mặt đất thông tin vệ tinh Mỗi phần tử trạm mặt đất với cơng nghệ nội đối tượng kỹ thuật trực tiếp vệ tinh thông tin chúng đầu vào quan trọng để toán thiết lập tuyến truyền dẫn cho kết xác Các kỹ thuật, cơng nghệ có liên quan trực tiếp tới thơng tin vệ tinh số kỹ thuật điều chế/ giải điều chế, phương pháp đa truy nhập… sử dụng hệ thống thông tin vệ tinh 79 Khoá luận tốt nghiệp Lê Đình Dũng Trường ĐH Cơng Nghệ - ĐH Quốc gia Hà Nội - Mô tả cách thức để phân tích tính tốn thơng truyền dẫn cho sóng mang số cho kênh thuê riêng tuyến thông tin vệ tinh Các yếu tố ảnh hưởng tới chất lượng đường truyền tuyến thông tin vệ tinh địa tĩnh loại suy hao, can nhiễu gây tạp âm, mưa, xuyên cực, giao thoa… khoảng cách khổng lồ mà phải tính đến trình đánh giá phân tích - Cuối tình hình sử dụng thơng tin vệ tinh Việt Nam: trạng sử dụng thông tin vệ tinh Việt Nam xu hướng sử dụng thông tin vệ tinh Việt Nam 80 Khố luận tốt nghiệp Lê Đình Dũng Trường ĐH Cơng Nghệ - ĐH Quốc gia Hà Nội Mục lục LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG THÔNG TIN VỆ TINH ĐỊA TĨNH ………………………………………… 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG 1.1.1 Sự đời hệ thống thông tin vệ tinh 1.1.2 Q trình phát triển thơng tin vệ tinh 1.1.3 Các dạng quỹ đạo vệ tinh 1.1.3.1 Quỹ đạo tròn 1.1.3.2 Quỹ đạo elíp 1.1.3.3 Quỹ đạo đồng mặt trời (HEO) 1.1.4 Đặc điểm thông tin vệ tinh 1.1.5 Các ứng dụng thông tin vệ tinh 1.1.6 Xu hướng phát triển kỹ thuật thông tin vệ tinh 1.1.7 Phân cực sóng mang tuyến thơng tin vệ tinh 1.1.8 Phân chia dải tần cho thông tin vệ tinh 1.2 THÔNG TIN VỆ TINH ĐỊA TĨNH 10 1.2.1 Các đặc điểm thông tin vệ tinh địa tĩnh 10 1.2.2 Cấu trúc hệ thống thông tin vệ tinh địa tĩnh 11 1.2.2.1 Phân đoạn không gian 12 1.2.2.2 Phân đoạn mặt đất 21 1.2.2.3 Hệ thống cung cấp nguồn điều hoà nhiệt 22 CHƯƠNG KỸ THUẬT TRẠM MẶT ĐẤT 23 2.1 ANTEN CỦA TRẠM MẶT ĐẤT 23 2.1.1 Các loại anten trạm mặt đất 23 2.1.2 Hệ thống bám vệ tinh 24 2.1.3 Hệ số tăng ích anten 25 2.1.4 Góc độ rộng búp sóng 26 2.2 BỘ KHUẾCH ĐẠI TẠP ÂM THẤP (LNA - Low Noise Amplifier) 27 2.2.1 Giới thiệu 27 2.2.2 Các loại khuếch đại tạp âm thấp LNA 27 2.3 BỘ ĐỔI TẦN (FC: Frequency Converter) 28 2.3.1 Giới thiệu 28 2.3.2 Các đổi tần kép 28 2.3.3 Bộ dao động nội 29 2.4 BỘ KHUẾCH ĐẠI CÔNG SUẤT CAO (HPA - High Power Amplifier) 30 2.4.1 Giới thiệu 30 2.4.2 Phân loại khuếch đại công suất cao 30 2.4.3 Cấu hình khuếch đại cơng suất cao 31 2.5 KỸ THUẬT ĐIỀU CHẾ VÀ GIẢI ĐIỀU CHẾ TÍN HIỆU 31 2.5.1 Giới thiệu 31 2.5.2 Kỹ thuật điều chế tần số (FM) 32 2.5.3 Kỹ thuật giải điều chế sóng mang điều tần (FM) 32 2.5.4 Điều chế số 32 2.5.5 Kỹ thuật giải điều chế sóng mang PSK 33 2.6 KỸ THUẬT ĐA TRUY NHẬP 34 81 Khố luận tốt nghiệp Lê Đình Dũng Trường ĐH Công Nghệ - ĐH Quốc gia Hà Nội 2.6.1 Các vấn đề lưu lượng 34 2.6.2 Kỹ thuật đa truy nhập phân chia theo tần số (FDMA) 36 2.6.3 Kỹ thuật đa truy nhập phân chia theo thời gian (TDMA) 39 2.6.4 Đa truy nhập phân chia theo mã (CDMA) 42 2.7 CÁC THIẾT BỊ TRUYỀN DẪN SỐ CỦA TRẠM MẶT ĐẤT 46 2.7.1 Số hố tín hiệu tương tự 47 2.7.2 Thiết bị ghép kênh phân chia theo thời gian TDM 48 2.7.3 Thiết bị bảo mật (Encryption) 48 2.7.4 Bộ mã hoá kênh (Channel Encoder) 49 2.7.5 Bộ tiêu tán lượng 50 CHƯƠNG PHÂN TÍCH VÀ TÍNH TỐN ĐƯỜNG TRUYỀN 52 3.1 PHÂN TÍCH ĐƯỜNG TRUYỀN 52 3.1.1 Giới thiệu chung 52 3.1.2 Phân tích đường truyền tuyến lên 52 3.1.3 Phân tích đường truyền tuyến xuống 54 3.1.4 Bộ phát đáp vệ tinh 59 3.1.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng tuyến truyền dẫn 60 3.1.6 Các biện pháp khắc phục ảnh hưởng 64 3.2 TÍNH TỐN ĐƯỜNG TRUYỀN 65 3.2.1 Đặt vấn đề 65 3.2.2 Tính cơng suất phát tối thiểu trạm mặt đất Hà Nội 66 CHƯƠNG TÌNH HÌNH SỬ DỤNG VỆ TINH Ở VIỆT NAM 73 4.1 HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG THÔNG TIN VỆ TINH Ở VIỆT NAM 73 4.1.1 Hệ thống VSAT/SCPC 73 4.1.2 VSAT kênh thuê riêng (VSAT/PAMA) 74 4.1.3 VSAT TDM/TDMA 74 4.1.4 Thu phát quốc tế 74 4.1.5 Truyền hình hội nghị 74 4.1.6 Thu phát hình lưu động 74 4.1.7 Vệ tinh sử dụng mạng viễn thông quốc tế Việt Nam 75 4.2 XU HƯỚNG SỬ DỤNG THÔNG TIN VỆ TINH Ở VIỆT NAM 76 4.2.1 Vai trò thông tin vệ tinh mạng viễn thông 76 4.2.2 Những thuận lợi khó khăn Việt Nam sử dụng vệ tinh riêng 76 4.2.3 Xu hướng sử dụng thông tin vệ tinh Việt Nam 77 KẾT LUẬN 79 Tài liệu tham khảo 82 Khố luận tốt nghiệp Lê Đình Dũng Trường ĐH Cơng Nghệ - ĐH Quốc gia Hà Nội LỜI CẢM ƠN Lời khoá luận cho phép em gửi lời cảm ơn tới thầy cô môn Viễn thông, thầy cô khoa Điện tử - Viễn thông - trường Đại học Công Nghệ - Đại học quốc gia Hà Nội, người dạy dỗ bảo, tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ em thời gian học tập làm khoá luận Đặc biệt em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành sâu sắc đến thầy giáo KS.Hồng Minh Thống – Phó trưởng Ban chuẩn bị đầu tư dự án vệ tinh viễn thơng Việt Nam VINASAT - Tổng Cơng ty Bưu Viễn thông Việt Nam, giao đề tài tận tình hướng dẫn giúp đỡ bảo em suốt q trình làm khố luận, kinh nghiệm thầy giúp em tiếp cận giải vấn đề thường gặp thực tế, kinh nghiệm quý báu mà em học tập trước trường Xin gửi lời cảm ơn đến toàn thể bạn sinh viên lớp K46ĐB, người bạn giúp đỡ động viên suốt q trình học tập làm khố luận tốt nghiệp Hà Nội, ngày 30 tháng năm 2005 Sinh viên Lê Đình Dũng 83 Khố luận tốt nghiệp Lê Đình Dũng Trường ĐH Cơng Nghệ - ĐH Quốc gia Hà Nội Tóm tắt nội dung Thơng tin vơ tuyến qua vệ tinh thành tựu nghiên cứu lĩnh vực truyền thông nhằm khắc phục nhược điểm mạng vô tuyến mặt đất , đạt mức gia tăng chưa có cự ly dung lượng, đem lại cho khách hàng nhiều dịch vụ với chi phí thấp Thơng tin vệ tinh có nhiều ưu điểm so với hệ thống thơng tin khác là: tính quảng bá rộng lớn cho loại địa hình, có dải thơng rộng nhanh chóng dễ dàng thiết lập lại cấu hình cần thiết Thông tin vệ tinh đặc biệt mơ hình thơng tin vệ tinh địa tĩnh có cấu trúc gồm phần không gian phần mặt đất Cùng với kỹ thuật trạm mặt đất có liên quan ứng dụng để phân tính tính tốn đường truyền cho kênh th riêng qua vệ tinh Ci em đề cập đến tình hình sử dụng vệ tinh Việt Nam 84 Khố luận tốt nghiệp Lê Đình Dũng Trường ĐH Công Nghệ - ĐH Quốc gia Hà Nội Tài liệu tham khảo [1] Nguyễn Đình Lương Cơng nghệ thơng tin vệ tinh Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội 1997 [2] Nguyễn Đình Lương & Nguyễn Thanh Việt Các hệ thống thông tin vệ tinh Hệ thống kỹ thuật công nghệ, Tập Nhà xuất Bưu điện Hà Nội 2001 [3] INTELSAT Earth Station Technology Handbook Revision 4, March 1995 [4] John Wiley & Sons Satellite communications NewYork, Chichester, Brisbance, Toronto, Singapo Copyright 2001 Và tài liệu có liên quan 85 Khố luận tốt nghiệp Lê Đình Dũng Trường ĐH Cơng Nghệ - ĐH Quốc gia Hà Nội ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHỆ Lê Đình Dũng LÝ THUYẾT THƠNG TIN VỆ TINH ĐỊA TĨNH VÀ ỨNG DỤNG TÍNH TỐN ĐƯỜNG TRUYỀN CHO KÊNH THUÊ RIÊNG QUA VỆ TINH KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CHÍNH QUY Ngành: Điện tử - Viễn thông HÀ NỘI 86 - 2005 Khố luận tốt nghiệp Lê Đình Dũng Trường ĐH Công Nghệ - ĐH Quốc gia Hà Nội ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHỆ Lê Đình Dũng LÝ THUYẾT THƠNG TIN VỆ TINH ĐỊA TĨNH VÀ ỨNG DỤNG TÍNH TOÁN ĐƯỜNG TRUYỀN CHO KÊNH THUÊ RIÊNG QUA VỆ TINH KHỐ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CHÍNH QUY Ngành: Điện tử - Viễn thơng Cán hướng dẫn: KS.Hồng Minh Thống HÀ NỘI - 2005 87 Khố luận tốt nghiệp Lê Đình Dũng