Tính đường truyền cho hệ thống thông tin VINASAT

CHƯƠNG 1 :TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH 1.1 Lịch sử phát triển của hệ thống vệ tinh Ngày nay vệ tinh được sử dụng trong nhiều lĩnh vực như nghiên cứu, thông tin, truyền hình

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

1

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-

CHU TUẤN LINH

TÍNH ĐƯỜNG TRUYỀN CHO HỆ THỐNG

THÔNG TIN VINASAT

Chuyên ngành : Vật lý Vô tuyến và Điện tử

Mã số: 60 44 03

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS Nguyễn Viết Kính

Hà nội - 2012

MỤC LỤC

DANH MụC HÌNH Vẽ 3

DANH MụC CHữ VIếT TắT 4

MỞ ĐẦU 5

CHƯƠNG 1 :TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH 6

1.1 Lịch sử phát triển của hệ thống vệ tinh 6

1.2 Cấu trúc của một hệ thống thông tin vệ tinh 7

1.3 Một số đặc điểm của thông tin vệ tinh : 12

1.4 Các dạng quỹ đạo vệ tinh 13

1.5 Các băng tần cho thông tin vệ tinh 15

Tóm Tắt chương : 20

CHƯƠNG 2 : ĐẶC ĐIỂM THÔNG TIN VỆ TINH VINASAT 21

2.1 Thông tin vệ tinh VINASAT-1 22

2.2Các chỉ tiêu kỹ thuật vệ tinh VINASAT-2 29

2.3 So sánh vệ tinh Vinasat-1 và Vinasat-2 31

2.4 Các dịch vụ cung cấp trên vệ tinh VINASAT-1&2 32

Tóm Tắt chương : 37

CHƯƠNG 3 : TÍNH TOÁN ĐƯỜNG TRUYỀN THÔNG TIN VỆ TINH KHI CÓ NHIỄU 38

3.1 Phân tích đường truyền tuyến lên 38

3.2 Phân tích đường truyền tuyến xuống 41

3.3 Các suy hao ảnh hưởng tới chất lượng truyền dẫn 46

3.4 Các biện pháp nâng cao chất lượng dịch vụ 52

3.5 Nhiễu trong thông tin vệ tinh 53

Tóm Tắt chương : 59

CHƯƠNG 4 : TÍNH TOÁN ĐƯỜNG TRUYỀN THÔNG TIN VỆ TINH KHI CÓ NHIỄU GIỮA CÁC VỆ TINH LÂN CẬN CHO VỆ TINH VINASAT-1 60

4.1 Nhắc lại một số công thức : 60

4.2 Tính toán cho vệ tinh Vinasat 64

4.3 Mô phỏng chất lượng tín hiệu sử dụng công nghệ DVB-S2 66

4.4 Kết quả mô phỏng 67

4.5 Phân tích ảnh hưởng của nhiễu vệ tinh lân cận tới đường truyền thông tin vệ tinh 68

4.6 Xây dựng phần mềm tính chất lượng đường truyền thông tin vệ tinh khi có kể tới nhiễu giữa các vệ tinh lân cận 72

Tóm Tắt chương : 73

KếT LUậN 74

TÀI LIỆU THAM KHẢO 75

PHụ LụC 1: CODE CủA CHƯƠNG TRÌNH TÍNH TOÁN 76

Danh mục hình vẽ

Hình 1 1: Cấu trúc hệ thống TTVT [8] 8

Hình 1.2: Phân đoạn mặt đất 11

Hình 1.3: Các dạng quỹ đạo của vệ tinh 13

Hình 1.4: Sự phụ thuộc hấp thụ khí quyển vào tần số 16

Hình 2.1:Phân bố phổ tần số băng tần C 23

Hình 2.2: Sơ đồ phân bổ tần số băng Ku 27

Hình 2 3 Sơ đồ phân bổ tần số băng Ku [3] 29

Hình 2.4: Dịch vụ VSAT 34

Hình 2.5: Truyền dẫn cho mạng Internet qua vệ tinh 34

Hình 2.6: Mô hình dịch vụ Kênh thuê riêng 35

Hình 2.7: Dịch vụ Mobile trunking qua vệ tinh 35

Hình 2.8: Phát hình quảng bá qua vệ tinh 36

Hình 2.9: Đào tạo từ xa qua vệ tinh 36

Hình 2.10: Phát hình lưu động 37

Hình 3.1: Nhiễu giữa các vệ tinh lân cận 56

Hình 3.2:Nhiễu vệ tinh lân cận do chỉnh anten phát không đúng 56

Hình 3.3: Khắc phục nhiễu vệ tinh lân cận do chỉnh anten phát không đúng 57

Hình 3.4 : Nhiễu vệ tinh lân cận do công suất búp sóng phụ lớn 57

Hình 3.5 : Nhiễu vệ tinh lân cận do búp sóng chính quá lớn 58

Hình 3.6 : Nhiễu vệ tinh lân cận do trùng đường đẳng mức 58

Hình 4.1 : Kết quả mô phỏng chất lượng tuyến thông tin vệ tinh 67

Hình 4.2: Kết quả mô phỏng chất lượng tuyến TTVT sau khi điều chỉnh 67

Hình 4.3: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của tỷ số năng lượng bit trên cường độ tạp âm vào C/I 69

Hình 4.4: Sự phụ thuộc của BER vào tỷ số C/I với băng thông R=2,048mbps 70

Hình 4.5: Sự phụ thuộc của E/No vào tỷ số C/I với băng thông R=3,072mbps 70

Hình 4 6 : Sự phụ thuộc của C/I vào EIRP trạm gây nhiễu 71

Hình 4.7: Giao diện nhập số liệu của phần mềm 73

Hình 4.8: Giao diện kết quả của phần mềm 73

Danh mục chữ viết tắt

Satellite Second Generation Truyền hình số qua vệ tinh thế hệ thứ 2

MỞ ĐẦU

Thông tin vệ tinh đã trở thành một phương tiện thông tin phổ biến trên thế giới cũng như Việt Nam Ngày nay, có thể thấy thông tin vệ tinh trong rất nhiều lĩnh vực, như truyền hình, truyền số liệu, điện thoại vệ tinh

Với ưu điểm vùng phủ sóng lớn, dịch vụ cung cấp đa dạng đã khiến thông tin vệ tinh trở thành phương tiện hữu hiệu kết nối thông tin giữa các vùng địa lý với nhau, đặc biệt là đối với các vùng xa xôi như biên giới, hải đảo nơi các phương tiện thông tin khác khó đạt đến

Với các ưu thế trên,thông tin vệ tinh đang phát triển mạnh mẽ trên thế giới, Việt Nam cũng không đứng ngoài xu thế đó Tuy nhiên, việc phát triển hệ thống thông tin vệ tinh dẫn tới số lượng vệ tinh trên quỹ đạo tăng nhanh, thực tế chỉ trong bốn năm ( từ năm 2008-2012) Việt Nam đã đưa vào hoạt động hai vệ

tinh Vinasat-1 và Vinasat 2 Do đó vấn đề Tính toán đường truyền cho hệ thống thông tin vệ tinh (khi có kể tới nhiễu giữa các vệ tinh lân cận) là cấp thiết để

đảm báo chất lượng dịch vụ cung cấp cho khách hàng Luận văn sẽ trình bày phương pháp tính, khảo sát ảnh hưởng của nhiễu kênh lân cận tới chất lượng tuyến thông tin vệ tinh cũng như xây dựng phần mềm tính toán chất lượng kênh thông tin vệ tinh khi kể tới nhiễu kênh lân cận

Ngoài ra, tôi xin chân thành cảm ơn PGS.TS Nguyễn Viết Kính đã tận tình giúp đỡ, hướng dẫn tôi hoàn thành cuốn luận văn này

CHƯƠNG 1 :TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN

VỆ TINH

1.1 Lịch sử phát triển của hệ thống vệ tinh

Ngày nay vệ tinh được sử dụng trong nhiều lĩnh vực như nghiên cứu, thông tin, truyền hình và có vai trò ngày càng quan trọng Để hiểu rõ hơn tầm quan trọng của hệ thống thông tin vệ tinh, ta điểm qua lịch sử phát triển của nó [9]:

- Vào cuối thế kỷ 19, nhà bác học Nga Tsiolkovsky (1857-1935) đã đưa ra các khái niệm cơ bản về tên lửa đẩy dùng nhiên liệu lỏng Ông cũng đưa ra ý tưởng về tên lửa đẩy nhiều tầng, các tàu vũ trụ có người điều khiển thăm dò vũ trụ

- Năm 1926 Robert Hutchinson Goddard thử nghiệm thành công tên lửa đẩy dùng nhiên liệu lỏng

- Tháng 5 năm 1945 Arthur Clarke nhà vật lý nổi tiếng người Anh đồng thời là tác giả của mô hình viễn thông thông tin toàn cầu, đã đưa ra ý tưởng sử dụng một

hệ thống gồm 3 vệ tinh địa tĩnh dùng để phát thanh quảng bá trên toàn thế giới

- Tháng 10 năm 1957 lần đầu tiên trên thế giới, Liên Xô phóng thành công vệ tinh nhân tạo SPUTNIK – 1 Đánh dấu một kỷ nguyên về thông tin vệ tinh

- Năm 1958 bức điện đầu tiên được phát qua vệ tinh SCORE của Mỹ, bay ở quỹ đạo thấp

- Năm 1963 một vệ tinh địa tĩnh đầu tiên có tên là SYNCOM, có độ cao bay

36000 km đã truyền hình trực tiếp thế vận hội Olympic Tokyo từ Nhật về Mỹ

- Năm 1964 thành lập tổ chức TTVT quốc tế INTELSAT

- Năm 1965 ra đời hệ thông TTVT thương mại đầu tiên INTELSAT – 1 với tên gọi Early Bird

- Năm 1965 Liên Xô phóng vệ tinh MOLNYA lên quỹ đạo elip

- Năm 1971 thành lập tổ chức TTVT quốc tế INTERSPUTNIK gồm Liên Xô

và 9 nước XHCN

- Năm 1972 – 1976 Canada, Mỹ, Liên Xô, Indonesia sử dụng vệ tinh cho

- Năm 1979 thành lập tổ chức thông tin hàng hải quốc tế qua vệ tinh INMARSAT

- Năm 1984 Nhật Bản đưa vào sử dụng hệ thống truyền hình trực tiếp qua vệ tinh

- Năm 1987 thử nghiệm thành công vệ tinh phục vụ cho thông tin di động qua

vệ tinh

- Từ 1999 đến nay, ra đời ý tưởng và hình thành hệ thống thông tin di động và thông tin băng rộng toàn cầu sử dụng vệ tinh Các hệ thống điển hình như GLOBAL STAR, IRIDIUM, ICO, SKYBRIGDE, TELEDESIC

Sự phát triển của hệ thống thông tin vệ tinh tại Việt Nam :

- Năm 1980 khánh thành trạm TTVT mặt đất HOASEN – 1 nằm trong hệ thống TTVT INTERPUTNIK, được đặt tại làng DO LỄ - KIM BẢNG – HÀ NAM

- Năm 1984 khánh thành trạm mặt đất HOASEN – 2 đặt tại TPHCM

- Lúc 5h50 rạng sáng ngày 19/4, tên lửa Ariane 5 của Arianespace đã kết thúc cuộc hành trình đưa Vinasat-1 của Việt Nam vào quỹ đạo

- Được phóng thành công lên không gian vào lúc 5h13 phút ngày 16/5/2012 (theo giờ Việt Nam), vệ tinh VINASAT-2 đã được đưa từ quỹ đạo chuyển đổi đến quỹ đạo địa tĩnh (cách trái đất gần 36.000km) và đến ngày 21/5, vệ tinh VINASAT-2 đã được định vị thành công tại vị trí quỹ đạo 131,8 độ Đông

1.2 Cấu trúc của một hệ thống thông tin vệ tinh

Cấu trúc hệ thống thông tin vệ tinh được trình bầy trong hình 1.1, trong đó bao gồm phần không gian và trạm mặt đất Phần không gian ở đây được hiểu là

vệ tinh và toàn các thiết bị phục vụ điều khiển theo dõi vệ tinh Phần mặt đất bao gồm các trạm mặt đất, chúng thường được kết nối tới thiết bị đầu cuối sử dụng thông qua một mạng mặt đất hoặc với các trạm nhỏ như VSAT chúng được kết nối trực tiếp Sóng vô tuyến phát đi từ trạm mặt đất và được vệ tinh tiếp nhận, gọi là đường lên (Uplink)/ Vệ tinh chuyển tiếp sóng mang này tới

trạm thu, gọi là đường xuống (Downlink)

Hình 1 1: Cấu trúc hệ thống TTVT [8]

1.2.1 Phần không gian

Có thể coi vệ tinh là một trạm phát lặp tích cực trên tuyến thông tin siêu cao tần giữa trạm mặt đất – vệ tinh – trạm mặt đất thu, cấu trúc gồm hai phần chính

Tải hữu ích ( Payload)

Tải hữu ích hay còn gọi là tải thông tin là một bộ phận cơ bản của vệ tinh thông tin, đảm nhiệm vai trò phát lặp của một vệ tinh thông tin Nó thực hiện các chức năng chính sau:

+ Thu tín hiệu từ các trạm mặt đất cho phát lên trong dải tần và phân cực đã định + Khuếch đại tín hiệu thu từ trạm mặt đất phát và giảm mức nhiễu tín hiệu tối đa + Đổi dải tần tuyến lên thành dải tần tuyến xuống

+ Cấp tín hiệu với mức công suất yêu cầu trong dải tần đã định ra anten phát + Truyền tín hiệu cao tần trong dải tần và phân cực đã định đến anten của trạm thu mặt đất

Tải hữu ích cần đảm bảo các tính năng sau:

+ Đảm bảo thu và phát các kênh sóng trong dải tần và phân cực đã định

+ Đảm bảo các vùng phủ sóng trên mặt đất theo yêu cầu

+ Đảm bảo công suất bức xạ đẳng hướng tương đương EIRP trên các vùng phủ sóng của vệ tinh

PHẦN KHÔNG GIAN

Trạm Điều Khiển

PHẦN MẶT ĐẤT

Trạm phát Trạm thu

Đường xuống (Downlink) Đường lên

(Uplink)

+ Đảm bảo hệ số phẩm chất G/T của máy thu với tín hiệu phát của từng vùng phủ sóng lên

+ Đảm bảo yêu cầu về tuyến tính

+ Đảm bảo mật độ tin cậy của kênh truyền trong suốt thời gian sống của vệ tinh Payload trên một vệ tinh gồm : bộ phát đáp và các anten để thu tín hiệu

a)Bộ phát đáp

Bộ phát đáp là một thiết bị quan trọng của một vệ tinh thông tin, nó thực hiện chức năng thu sóng vô tuyến từ trạm mặt đất phát từ tuyến lên, sau đó khuếch đại và đổi tần tín hiệu rồi phát xuống trạm mặt đất theo hướng xuống

b)Anten trên vệ tinh :

Anten trên vệ tinh có chức năng nhận tín hiệu cao tần truyền lên từ các trạm mặt đất và gửi tín hiệu cao tần xuống trạm thu Các vệ tinh địa tĩnh thường dùng loại anten phát tia bao trùm (Global Beam) có độ rộng mức suy hao 3dB là 170 –

180 Anten búp sóng nhọn chừng vài độ dùng để phủ sóng một vùng hẹp nhất định gọi là chùm vết (Spot Beam), loại này đảm bảo công suất không thay đổi trong vùng bao phủ Để điều khiển hình dáng vùng phủ trên mặt đất và công suất phát ra theo ý muốn, các anten trên vệ tinh được trang bị đầu thu phát sóng

và kết cấu bề mặt phản xạ Ngoài ra để đảm bảo yêu cầu chất lượng trong vùng phủ sóng và không gây can nhiễu ra các vùng khác ngoài vùng phủ sóng của vệ tinh, các anten trên vệ tinh có mặt phản xạ cấu trúc đặc biệt đảm bảo dạng vùng phủ sóng và chất lượng trong vùng phủ sóng theo yêu cầu, đồng thời phần ngoài biên mức giảm 3dB tín hiệu phải giảm rất nhanh

c)Phần thân :

Phần thân không tham gia trực tiếp vào quá trình phát lặp của hệ thống thông tin vệ tinh, nhưng nó đảm bảo các điều kiện yêu cầu cho tải hữu ích thực hiện chức năng của một trạm phát lặp Phần thân có các thành phần sau :

- Hệ duy trì vị trí và tư thế bay của vệ tinh

Tác dụng để ổn định tư thế bay của vệ tinh Tư thế bay của vệ tinh liên quan đến việc định hướng trong không gian, phần lớn các thiết bị mang trên tàu vũ trụ là nhằm hỗ trợ cho việc điều khiển tư thế bay của vệ tinh Tư thế của vệ tinh có thể

bị thay đổi do ảnh hưởng bởi trường hấp dẫn của trái đất, của mặt trăng, các bức

xạ của mặt trời Việc điều khiển tư thế vệ tinh cần phải biết các thông số của việc định hướng vệ tinh trong không gian và một vài chiều hướng dịch chuyển

Để phát hiện những sai lệch người ta dùng một hệ thống các cảm biến, con quay hồi chuyển Ngoài ra, thành phần này còn có tác dụng ổn định vị trí vệ tinh đúng quỹ đạo Vệ tinh địa tĩnh trên quỹ đạo thường bị xê dịch do nhiều nguyên nhân: đường xích đạo trái đất không tròn lý tưởng, tác động trọng trường của mặt trời- mặt trăng do vậy phải dùng các động cơ để đưa vệ tinh về lại đúng vị trí Thông thường dung sai cho phép là 0.050

theo hướng Bắc – Nam và 0.050theo hướng Đông- Tây

- Hệ giám sát và điều khiển

Hệ giám sát điều kiện rất cần thiết cho sự vận hành có hiệu quả của vệ tinh thông tin, nó là một phần trong nhiệm vụ quản lý vệ tinh Nó thực hiện các chức năng chính : Cung cấp các thông tin vệ tinh cho trạm điều khiển mặt đất, nhận lệnh điều khiển vị trí của trạm điều khiển ở mặt đất, giúp trạm điều khiển ở mặt đất theo dõi tình trạng thiết bị trên vệ tinh

- Hệ cung cấp năng lượng

Nguồn điện dùng để cung cấp cho các thiết bị trên vệ tinh được lấy chủ yếu từ các tế bào pin mặt trời Pin mặt trời có thể làm bằng Si hoặc GaAs Công suất của pin cung cấp phụ thuộc vào cường độ ánh sáng chiếu vào, nó đạt công suất cực đại khi tia sáng chiếu tới vuông góc với mặt pin, khi các tia sáng song song với mặt pin thì công suất thu được coi như bằng 0 Để các cánh pin luôn hướng

về phía mặt trời đảm bảo cung cấp năng lượng cho các thiết bị thì phải dùng các

bộ điều khiển tư thế

- Hệ thống điều hòa nhiệt

Không gian vũ trụ là một môi trường nhiệt độ rất khắc nghiệt, vệ tinh trên quỹ đạo có sự chênh lệch rất lớn giữa bên chịu ảnh hưởng của bức xạ mặt trời và một bên là vùng bị che khuất Ngoài ra vệ tinh cũng nóng lên vì nhiệt độ do các thiết bị của nó tỏa ra và các bức xạ của các thiên thể khác Nhiệm vụ của hệ điều

nhiệt độ thích hợp, ổn định Người ta khống chế nhiệt độ các phần khác nhau trên vệ tinh bằng cách cho trao đổi nhiệt giữa các điểm có nhiệt độ khác nhau hoặc sử dụng thiết bị điều chỉnh nhiệt độ

1.2.2 Phân đoạn mặt đất

Hình 1.2: Phân đoạn mặt đất

Phân đoạn mặt đất bao gồm toàn bộ hệ thống trạm thu – phát mặt đất Khi muốn thiết lập đường liên lạc với 2 điểm trực tiếp với nhau trên Trái đất thông qua trạm chuyển tiếp vệ tinh thông tin người ta phải thiết lập 2 trạm trên mặt đất

Do đó có tên gọi là trạm mặt đất thông tin vệ tinh SES (Satellite Earth Station) làm chức năng phát tín hiệu lên vệ tinh và thu tín hiệu từ vệ tinh về- thực hiện kết nối vệ tinh thông tin với các mạng vệ tinh mặt đất

Cấu trúc của một trạm mặt đất được thể hiện trong hình 1.2.Theo hướng

lên, luồng thông tin của các mạng mặt đất được đưa tới trạm mặt đất thông qua giao diện kết nối mạng mặt đất Các luồng tín hiệu này sau đó được ghép kênh

và định dạng lại, được điều chế bởi sóng mang trung tần (thường là 70MHz) Tín hiệu trung tần này tiếp tục được biến đổi tới sóng mang cao tần mong muốn Các sóng mang cao tần có thể được phát đồng thời và mặc dù có tần số khác nhau nhưng được xác định theo nhóm băng tần chẳng hạn 6GHz, 14 GHz, Các sóng mang có thể là các sóng mang đa điểm, có nghĩa là nó được thu tại nhiều điểm khác nhau

- Các sóng mang cao tần tiếp tục được kết hợp lại với nhau thông qua bộ tổ hợp (Combiner) để thành tín hiệu băng rộng và được đi qua bộ khuyếch đại công suất lớn(HPA) Tín hiệu băng rộng được đưa tới anten thông qua bộ phối hợp (Diplexer), cho phép anten thu và phát tín hiệu đồng thời

- Anten thực hiện đồng thời hai chức năng thu và nhận tín hiệu nhưng ở các dải tần số khác nhau chẳng hạn: trong băng tần C tín hiệu được phát lên ở tần số 6GHz và thu ở tần số 4GHz (6/4 GHz), băng tần Ku tín hiệu được phát lên ở tần

số 14GHz và thu ở tần số 12GHz (14/12GHz)

- Ở hướng xuống, tín hiệu băng rộng đi qua bộ khuếch đại tạp âm thấp (LNA) và

đi tới bộ chia (divider), chia thành các sóng mang cao tần riêng rẽ, được biến đổi xuống tần số trung tần đi tới bộ giải điều chế Tín hiệu sau bộ giải điều chế được đưa tới giao diện mạng mặt đất theo các tuyến mong muốn

1.3 Một số đặc điểm của thông tin vệ tinh :

Ưu điểm

- Giá thành TTVT không phụ thuộc vào cự ly giữa hai trạm, trên thực tế giá thành là như nhau ở cự ly truyền 5000 km và 100 km

- Có khả năng thông tin quảng bá cũng như thông tin điểm-điểm Một vệ tinh

có thể phủ sóng cho một vùng rộng lớn trên mặt đất (vệ tinh địa tĩnh có búp sóng chính có vùng phủ sóng chiếm 1/3 bề mặt trái đất), như vậy một trạm mặt đất có thể thông tin với nhiều trạm mặt đất khác trong vùng phủ sóng đó Nếu

có 3 vệ tinh địa tĩnh ở 3 vị trí thích hợp thì sẽ phủ sóng toàn cầu, các dịch vụ thông tin toàn cầu sẽ được thực hiện

- Có thể thực hiện nhiều loại dịch vụ thông tin băng rộng cũng như các dịch vụ

MHz Mỗi bộ lặp có thể sử dụng cho 2 trạm mặt đất trong vùng phủ sóng của

vệ tinh Các hệ thống thông tin trên mặt đất thường giới hạn ở cự ly gần (ví dụ như truyền hình nội hạt) hoặc cho các trung kế dung lượng nhỏ giữa các thị trường chính

- Ít chịu ảnh hưởng của mặt đất : do độ cao lớn nên thông tin vệ tinh ít chịu ảnh hưởng của bởi địa hình thiên nhiên như đồi núi, thành phố, đại dương Sóng vô tuyến có thể truyền tới các vùng xa xôi hẻo lánh, bởi vậy đây là lựa chọn tốt nhất cho thông tin liên lạc với các vùng chưa phát triển

Tuy nhiên thông tin vệ tinh cũng có những nhược điểm như :

- Khoảng cách truyền dẫn xa nên suy hao lớn

- Giá thành hệ thống cao, chi phí phóng vệ tinh tốn kém, có xác suất rủi ro lớn

- Dù giá thành cao nhưng thời gian khai thác ngắn, khi gặp sự cố khó bảo dưỡng, sửa chữa và nâng cấp

- Do quãng đường truyền dài từ trạm mặt đất- vệ tinh nên tín hiệu truyền có độ trễ đáng kể

- Vệ tinh được mong muốn sẽ cố định so với mặt đất nhưng thực tế vệ tinh luôn có sự chuyển động tương đối so với mặt đất

1.4 Các dạng quỹ đạo vệ tinh

Tùy thuộc vào các mục đích khác nhau mà vệ tinh có thể bay ở các quỹ đạo tròn và elip [6]

Hình 1.3: Các dạng quỹ đạo của vệ tinh

1.4.1 Quỹ đạo tròn

Các quỹ đạo thấp (LEO) : loại quỹ đạo này vệ tinh bay ở 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 hoặc ít hơn Dạng quỹ đạo này thường sử dụng cho vệ tinh quan trắc cả quân sự và dân dụng Nhờ quỹ đạo thấp nên thời gian trễ truyền tín hiệu bé nên cũng thích hợp cho thông tin di động sử dụng các chòm

vệ tinh như: các chòm vệ tinh IRIDIUM, GLOBALSTAR

Quỹ đạo trung bình (MEO) : vệ tinh bay ở độ cao trong khoảng 10000 –

20000 km, chu kỳ bay của vệ tinh từ 5 – 12 giờ Thời gian quan sát thấy vệ tinh

từ 2 – 4 giờ Quỹ đạo loại này có ưu điểm chỉ cần 10 vệ tinh là có thể phủ sóng toàn cầu

Quỹ đạo địa cực: là quỹ đạo tròn đi qua hai cực của Trái Đất, có vùng bao phủ dài hạn là toàn cầu Ưu điểm của quỹ đạo này là mỗi điểm trên mặt đất nhìn thấy vệ tinh trong một khoảng thời gian nhất định Việc phủ sóng toàn cầu của dạng quỹ đạo này là khả thi thì quỹ đạo bay của vệ tinh sẽ lần lượt quét tất cả các vị trí trên mặt đất Quỹ đạo này thường được sử dụng cho các vệ tinh dự báo thời tiết, hàng hải, vệ tinh do thám nhưng ít được sử dụng cho thông tin vì thời gian xuất hiện ít

Quỹ đạo địa tĩnh (GEO) là quỹ đạo tròn nằm trong mặt phẳng xích đạo ở

độ cao khoảng 36786 km so với đường xích đạo Vệ tinh ở quỹ đạo này có tốc

độ bay đồng bộ với tốc độ quay của trái đất (chu kỳ T là 23 giờ 56 phút 4 giây)

Do đó, vệ tinh gần như đứng yên tại một điểm nào đó so với Trái đất Quỹ đạo địa tĩnh thích hợp hơn cho các loại hình thông tin quảng bá như: phát thanh, truyền hình Còn cho thông tin thoại có yêu cầu thời gian thực cao thì không được tốt vì thời gian trễ do truyền sóng lớn

1.4.2 Quỹ đạo elip

Quỹ đạo này với tâm điểm của Trái Đất là một trong hai tiêu điểm của elip Ưu điểm của loại quỹ đạo này là vệ tinh có thể đạt được tới các vùng cực cao mà các vệ tinh địa tĩnh không thể đạt tới, dạng quỹ đạo càng dẹt thì càng

thuận lợi cho thông tin ở vĩ độ cao Quỹ đạo dạng elip nghiêng có nhược điểm là hiệu ứng Doppler lớn và vấn đề điểu khiển bám vệ tinh phải ở mức cao

1.4.3 Quỹ đạo đồng bộ mặt trời

Là một loại quỹ đạo gần như địa cực, mặt phẳng quỹ đạo giữ một góc không đổi so với trục Trái Đất – Mặt trời, dạng quỹ dạo này được sử dụng cho

vệ tinh quan trắc mặt đất

1.5 Các băng tần cho thông tin vệ tinh

Thông tin vệ tinh là hệ thống thông tin sử dụng phương thức truyền dẫn

vô tuyến, bởi vậy việc lựa chọn và ấn định băng tần công tác cho các dịch vụ thông tin vô tuyến là rất quan trọng Nó phải thỏa mãn 2 điều kiện cơ bản : không gây can nhiễu lên các hệ thống thông tin vô tuyến khác cũng như các dịch

vụ thông tin vô tuyến trong mạng và phải có tổn hao truyền sóng nhỏ để giảm kích thước và giá thành của thiết bị

a.Cửa sổ tần số vô tuyến điện

- Khí quyển trái đất được chia thành 3 tầng: lớp khí quyển dưới cùng tới độ cao 11km gọi là tầng đối lưu, các hiện tượng thời tiết như mưa, bão, sương mù đều xảy ra trong tầng đối lưu Tiếp đó là tầng bình lưu, có giới hạn trên khoảng 35 km và trên cùng là tầng điện ly có độ cao khoảng 50 km – 400 km

- Tầng điện ly là một lớp khí bị ion hóa mạnh nên mật độ chất khí chủ yếu là các điện tử tự do và các ion Nó có tính chất hấp thụ và phản xạ sóng vô tuyến điện Bằng việc khảo sát thực tế người ta thấy tầng điện ly chỉ phản xạ với băng sóng ngắn trở xuống Tần số càng cao ảnh hưởng bởi tầng điện ly càng ít, ở các tần số trong băng viba hầu như không bị ảnh hưởng bởi tầng điện ly

- Trong tầng đối lưu sóng vô tuyến bị hấp thụ bởi các phân tử khí như oxi, hơi nước, CO2 cũng như trong mưa và sương mù Nhưng ở các tần số khoảng 10 GHZ trở xuống hấp thụ không đáng kể, có thể bỏ qua Khoảng tần số đó gọi là

“cửa sổ vô tuyến”.(hình 1.4)

- Nếu sử dụng băng tần nằm trong “cửa sổ vô tuyến” tức là khoảng từ 1GHZ đến10GHZ thì suy hao do tầng điện ly và tầng đối lưu là không đáng kể và suy hao truyền sóng gần như bằng suy hao không gian tự do

Hình 1.4: Sự phụ thuộc hấp thụ khí quyển vào tần số

Như đã thấy băng tần lý tưởng nhất sử dụng cho thông tin vệ tinh cũng như các hệ thống vi ba khác là băng tần nằm trong “cửa sổ vô tuyến” vì các tần

số nằm trong “cửa sổ vô tuyến” có suy hao trong khí quyển là nhỏ nhất Trong điều kiện bình thường có thể bỏ qua

b Bảng phân chia các băng tần [1]

Băng tần C (6/4 GHz) được sử dụng phổ biến trong các mạng FSS vì điều kiện truyền sóng thuận lợi (ít bị ảnh hưởng do mưa) và thiết bị dễ chế tạo

Đặc điểm vệ tinh

Các loại vệ tinh sử dụng băng tần C có dải rộng các đặc tính chính tuỳ

thuộc vào cấp bao phủ vùng trái đất.(xem bảng 1.1)

Bảng1.1 : Các tham số chính của vệ tinh trong băng tần C

Hệ số khuếch đại anten

Phát Thu

Toàn cầu Khu vực Nội địa 16-25 23-26 28-32 16-26 21-25 22-30

Nhiệt độ tạp âm (K) 800 - 2000 801 - 2000 802 - 2000

Đặc điểm trạm mặt đất

Kể từ khi mới phát triển các trạm mặt đất băng C có kích thước anten lớn Trong khi các trạm mặt đất hoạt động trong mạng lưới vệ tinh INTELSAT có kích thước lớn (18 đến 32 mét), xu hướng phát triển ngày nay anten trạm mặt đất ngày càng nhỏ đi cùng với việc công suất vệ tinh tăng lên như trong phủ sóng truyền hình hoặc VSAT Các tham số chính của trạm mặt đất trong băng

tần C được ghi trong bảng 1.2

Bảng 1.2 : Các tham số chính của trạm mặt đất trong băng tần C

43-61 39-53 33-60 43-61 39-53 33-60 Công suất phát kW 0.01-3 0.03-3 0.001-1.2

Nhiệt độ tạp âm (K) 50-150 50-150 50-150

G/T (dB/K) 23-41 22 - 38 11- 41

Băng tần X (7,9-8,4 GHz / 7,25-7,75 GHz) được sử dụng nhiều cho các

hệ thống thông tin quân sự Các đặc tính hệ thống vệ tinh ở băng tần này cũng

có phạm vi rộng như các hệ thống băng tần C kể trên

Bảng 1.3 Các tham số chính của vệ tinh trong băng tần Ku

Hệ số khuếch đại anten

Phát Thu

Toàn cầu Khu vực Nội địa 29-37 24-29 28-35 28-36 23-28 28-38

Nhiệt độ tạp âm (độ K) 800 - 2000 801 - 2000 802 - 2000 G/T (dB/K) 0 - 3 -1 tới 11 -5 tới 9

Đặc điểm trạm mặt đất

EIRP của vệ tinh ở băng tần Ku cao cho phép sử dụng anten trạm mặt đất nhỏ, tới 1 mét hoặc nhỏ hơn nữa Điều đó cho phép anten trạm đất có thể đặt ở nhà khách hàng, giảm giá thành chi phí và tạo điều kiện phát triển các ứng dụng Băng tần Ku vì thế đặc biệt thích hợp cho các ứng dụng như phát truyền hình quảng bá tới tận nhà (Direct-To-Home) và VSAT cho các mạng thông tin

 Băng tần Ka30/20 GHz

Băng tần Ka được sử dụng rất hạn chế vì điều kiện truyền sóng rất khó khăn do bị suy hao lớn vì mưa Một số nước đang nghiên cứu thực nghiệm các ứng dụng trên băng tần này như Mỹ, Đức, Italy, Nhật Bản Đặc điểm ở băng tần này là do phổ tần của băng tần này rất lớn nên có thể dễ dàng sử dụng lại băng tần nhiều lần bằng các chùm tia nhỏ Tuy nhiên EIRP của cả vệ tinh và trạm mặt đất phải rất lớn để bù lại suy hao do mưa

Nội địa 25-50 25-50

Bảng 1.6 các tham số của trạm mặt đất băng tần Ka

Tham số Vùng phủ nội địa Kích thước anten (m) 1-13

Hệ số khuếch đại anten(dBi)

Phát Thu

45-66 42-61 Nhiệt độ tạp âm (độ K) 320-400

Tóm Tắt chương :

Chương 1 đã trình bày tổng quan về hệ thống thông tin vệ tinh, bao gồm quá trình phát triển nhanh chóng của hệ thống TTVT trên thế giới cũng như ở Việt Nam, các dạng quỹ đạo, cấu trúc và những thành phần chính của hệ thống

Từ đó phân tích ưu nhược điểm của TTVT Điều này giúp ta hiểu rõ hệ thống TTVT và đặc biệt là hệ thống Vinasat- sẽ được trình bày trong chương 2

CHƯƠNG 2 : ĐẶC ĐIỂM THÔNG TIN VỆ TINH

Vệ tinh VINASAT do hãng Lockheed Martin (Mỹ) sản xuất và được phóng lên quỹ đạo bằng tên lửa đẩy Adrian - 5 Pháp) Vị trí quỹ đạo là 132độE (132 độ đông) Vệ tinh có trọng lượng khoảng 2,8 tấn, tuổi thọ hoạt động 15 năm Băng tần hoạt động: băng C mở rộng và băng Ku với vùng phủ sóng rộng lớn gồm Việt Nam, Đông Nam Á, Đông Trung Quốc, Ấn Độ, Triều Tiên, Nhật Bản,Úc và Hawai

Trung tâm Thông tin Vệ tinh Vinasat do Công ty VTI thuộc tập đoàn Bưu chính viễn thông Việt Nam thành lập sẽ đảm trách việc quản lý, vận hành, khai thác và kinh doanh dịch vụ trên Vinasat

2.1 Thông tin vệ tinh VINASAT-1

2.1.1Thông tin tổng quan về vệ tinh VINASAT-1

 Vị trí quỹ đạo: Vệ tinh VINASAT -1 sẽ hoạt động tại vị trí quỹ đạo địa tĩnh ở 1320

E

 Thời gian sống: Thời gian cung cấp dịch vụ từ 15 – 20 năm

 Dung lượng thiết kế: Vệ tinh được thiết kế gồm 20 bộ phát đáp hoạt động (08 bộ băng tần C mở rộng, 12 bộ băng tần Ku) với băng thông 36MHz/1 bộ, 08 bộ phát đáp dự phòng (04 bộ băng Ku, 04 bộ băng C

 Tần số thu Rx hoạt động trong dải từ 3.400 - 3.700 MHz, sử dụng cả

hai phân cực Ngang và Đứng.(xem hình 2.1)

Bảng 2.1giá trị Mật độ thông lượng bão hoà, EIRP và G/T của băng tần C:

Kinh

SFD trung bình

Ha Noi Vietnam 105,87 21,02 -88,7 44,2 -0,3

Ho Chi Minh Vietnam 106,72 10,77 -88,8 43,7 -0,2

Hai Phong Vietnam 106,68 20,83 -88,7 44,2 -0,3

Da Nang Vietnam 108,23 16,07 -88,8 44,2 -0,2

Nha Trang Vietnam 109,17 12,25 -88,9 43,9 -0,1

Qui Nhon Vietnam 109,18 13,78 -88,9 44 -0,1 Hue Vietnam 107,58 16,47 -88,9 44,3 -0,1 Can Tho Vietnam 105,77 10,05 -88,8 43,5 -0,2

Nam Dinh Vietnam 106,17 20,42 -88,8 44,2 -0,2 Vinh Vietnam 105,67 18,67 -88,9 44,3 -0,1

My Tho Vietnam 106,35 10,35 -88,8 43,6 -0,2 Cam Ranh Vietnam 109,23 11,9 -88,9 43,8 -0,1

Vung Tau Vietnam 107,07 10,35 -88,8 43,6 -0,2

Phnompenh Cambodia 104,92 11,58 -88,9 43,7 -0,1

Bangkok Thailand 100,5 13,73 -88,8 43,5 -0,2

Chiang Mai Thailand 98,98 18,8 -88,2 43,7 -0,8

Shanghai China 121,4 31,1 -87,5 39,5 -1,5 Fuzhou China 119,3 26,1 -87,7 40,8 -1,3 Taipei China 121,5 25,1 -87,6 40,1 -1,4 Hong Kong China 114,2 22,3 -87,7 42,9 -1,3

Guangzhou China 113,3 23,1 -87,8 43 -1,2

Kunming China 102,7 25,1 -88,4 43,7 -0,6

Sơ đồ phân cực và tần số băng Ku

Hình 2.2: Sơ đồ phân bổ tần số băng Ku

K1

LO=2804 MHz

Giá trị SFD, EIRP, G/T của băng Ku

Hoang Sa Vietnam 113 16,33 -84,2 48,2 0,2

Truong Sa1 Vietnam 113 7 -81,5 46,7 -2,5

Truong Sa2 Vietnam 116,05 10,75 -82,5 47 -1,5 Bach Long

Vi Vietnam 107,7 20,15 -91,9 54,3 7,9

Bảng 2.2 : Giá trị SFD, EIRP, G/T của băng Ku

2.2Các chỉ tiêu kỹ thuật vệ tinh VINASAT-2

2.2.1Thông tin tổng quan vệ tinh Vinasat-2

 Vị trí quỹ đạo: 131.8 độ Đông

 Băng tần: Ku-Band

 Thời gian phóng 16/5/2012

 Tên lửa phóng Tên lửa Ariane 5 - ECA

 Thời gian sống: 15 năm

 Loại vệ tinh: A2100

 Ổn định: 3 trục (3-Axis)

 Trạm điều khiển : Quế Dương – Hà Nội, Việt Nam

Bến Cát – Bình Dương, Việt Nam

KU5 129 32

KU6 129 72

KU7 130 12

KU8 130 52

KU9 130 92

KU1 0 131 32

KU1 1 131 72

KU1 2 132 12

KU1 3 137 72

KU1 4 138 12

KU1 5 138 52

KU1 6 138 92

KU1 7 139 32

KU1 8 139 72

KU1 9 142 73

KU2 0 143 13

KU2 1 143 53

KU2 2 143 93

KU2 3 144 33

KU2 4 144 73

12.75G

13.25G hz 13.75Gh

14.5Gh z

KD5 108 82

KD6 109 22

KD7 112 22

KD8 112 62

KD9 113 02

KD1 0 113 42

KD1 1 113 82

KD1 2 114 22

KD1 3 109 68

KD1 4 110 08

KD1 5 110 48

KD1 6 110 88

KD1 7 111 28

KD1 8 111 68

KD1 9 114 69

KD2 0 115 09

KD2 1 115 49

KD2 2 115 89

KD2 3 116 29

KD2 4 116 69

KU3 0 143 13

KU3 1 143 53

KU3 2 143 93

KU3 3 144 33

KU3 4 144 73

11.2Gh z

11.45G hz

11.7Gh z

KD25

10762

KD26 10882

KD27 11262

KD28 11382

KD 29 114 69

KD 30 115 09

KD 31 115 49

KD 32 115 89

KD 33 116 29

KD 34 116 69

Hình 2 3 Sơ đồ phân bổ tần số băng Ku [3]

- Vệ tinh VINASAT 2 sử dụng băng tần Ku

- Dải tần đường lên:

+ 12.750 – 13.250 + 13.750 – 14.500

- Dải tần đường xuống: 10.70-11.70

2.3 So sánh vệ tinh Vinasat-1 và Vinasat-2

Ngày 16/5/2012 vệ tinh Vinasat-2 được phóng lên quỹ đạo trong bối cảnh dung lượng của quả vệ tinh Vinasat-1 đã được sử dụng gần hết Dưới đây sẽ trình bày một số thông tin so sánh giữa hai vệ tinh này của Việt Nam

Vùng phủ sóng

Vệ tinh Vinasat-1 được phóng lên quỹ đạo tại vị trí 1320 Đông, là vệ tinh thương mại có dung lượng ở mức trung bình, cao 4m, nặng 2,6 tấn, có tuổi thọ thiết kế khoảng 15 năm Vinasat-1 có khả năng phủ sóng tới các vùng rộng lớn gồm khu vực Đông Nam Á, Đông Trung Quốc, Ấn Độ, Triều Tiên, Nhật Bản,

Úc và Hawaii

Còn vệ tinh Vinasat-2 có tọa độ 131.80

Đông, bao gồm 24 bộ phát đáp băng tần Ku, với vùng phủ sóng là Việt Nam, Lào, Campuchia, Thái Lan và một phần Myanmar Trong khi Vinasat-1 có vùng phủ sóng băng Ku tại Việt Nam, Lào Campuchia, Thái Lan thì Vinasat-2 mở rộng vùng phủ hơn với việc phủ sóng thêm Malaysia và Myanmar Như vậy việc bổ sung thêm vùng phủ tới Malaysia và Myanmar, hệ thống vệ tinh Vinasat 1&2 của Việt Nam đã phủ sóng tới hơn 10 nước trong khu vực

Dung lƣợng và băng tần hoạt động

Vệ tinh Vinasat-2 có công suất lớn hơn, số bộ phát đáp nhiều hơn và có dung lượng băng tần nhiều hơn Nếu như Vinasat-1 được thiết kế gồm 20 bộ phát đáp hoạt động, trong đó có 8 bộ băng tần C mở rộng, 12 bộ phát đáp hoạt động ở băng Ku, với băng thông 36 MHz / 1 bộ Vinasat-2 lại có tới 30 bộ phát đáp băng tần Ku, gồm 24 bộ khai thác thương mại và sáu bộ dự phòng Như vậy, nếu chỉ tính các bộ phát đáp hoạt động, thì Vinasat-2 hơn Vinasat-1 bốn bộ phát đáp, tương đương 20% dung lượng của Vinasat-1

Trong khi Vinasat-1 chỉ có 12 bộ phát đáp băng tần Ku thì toàn bộ 24 bộ phát đáp của Vinasat-2 đều ở băng tần Ku Thực tế, khách hàng có nhu cầu sử dụng băng tần Ku nhiều hơn, chính vì vậy khả năng đáp ứng, phục vụ thương mại của Vinasat-2 sẽ cao hơn so với vệ tinh Vinasat-1

Ứng dụng

Nếu như Vinasat-1 góp phần giúp Việt Nam sớm hoàn thành việc đưa các dịch vụ viễn thông, internet và truyền hình đến tất cả các vùng sâu vùng xa, miền núi và hải đảo , đặc biệt hỗ trợ hiệu quả cho thông tin liên lạc, phát triển kinh tế biển nói chung, phòng chống và ứng cứu đột xuất khi xảy ra bão lũ, thiên tai , thì Vinasat-2 sẽ tiếp tục củng cố an toàn cho mạng viễn thông quốc gia; tiếp tục đáp ứng nhu cầu sử dụng dung lượng vệ tinh của thị trường trong nước

và khu vực

Việc 2 được phóng lên quỹ đạo với dung lượng lớn hơn

Vinasat-1 khoảng 20% sẽ cùng với vệ tinh Vinasat-Vinasat-1 tạo thành một hệ thống vệ tinh có khả năng dự phòng về dung lượng và giảm thiểu rủi ro lẫn nhau giữa hai vệ tinh, góp phần tăng cường độ an toàn, ổn định trong quá trình cung cấp dịch vụ cho các khách hàng

Bên cạnh đó, vị trí quỹ đạo 131,8 độ Đông của Vinasat-2 rất gần với vị trí

132 độ Đông của Vinasat-1, là một thuận lợi lớn trong cung cấp dịch vụ Bởi lẽ các antenna thu phát hướng vệ tinh Vinasat-1 có thể hoạt động với Vinasat-2 mà không cần phải chỉnh hướng Điều này sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho các khách hàng khi sử dụng dịch vụ của Vinasat-2

Tóm lại, việc tiếp tục phóng Vinasat-2 là nhằm tiếp tục tăng cường, củng

cố độ an toàn cho mạng viễn thông quốc gia, thúc đẩy sự phát triển lĩnh vực vệ tinh viễn thông của Việt Nam; tiếp tục đáp ứng nhu cầu sử dụng dung lượng vệ tinh của thị trường trong nước và khu vực; và góp phần giữ được vị trí quỹ đạo của Việt Nam tại 131,8 độ Đông, tận dụng tối đa nguồn tài nguyên quỹ đạo vệ tinh đã được Liên đoàn viễn thông quốc tế - ITU phân bổ cho Việt Nam

2.4 Các dịch vụ cung cấp trên vệ tinh VINASAT-1&2

Loại hình dịch vụ chủ yếu của vệ tinh VINASAT-1&2 là cho thuê dung lượng vệ tinh theo cả bộ phát đáp hoặc dung lượng lẻ (MHz hoặc Mbps) Thực

tế dung lượng vệ tinh sẽ được kinh doanh trên cơ sở hai loại sản phẩm này, hầu hết các hãng khai thác vệ tinh đều triển khai các dịch vụ trọn gói bao gồm cả

dụng phương thức trọn gói đến dịch vụ cuối thì vẫn có những khách hàng muốn

tự sở hữu và khai thác mạng lưới trạm mặt đất và chỉ thuê một phần dung lượng

vệ tinh

- Dịch vụ cho thuê băng tần vệ tinh: Khách hàng có thể thuê cả bộ phát đáp hoặc thuê lẻ dung lượng Đối tượng là các khách hàng sở hữu và khai thác trạm mặt đất chỉ cần thuê băng tần vệ tinh Các đài truyền hình và phát thanh, các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông ở Việt Nam hiện tại đã có sẵn hạ tầng cơ sở trạm mặt đất, do vậy các dịch vụ trọn gói đối với những ứng dụng này là không cần thiết Với nhu cầu đặc thù của truyền hình và phát thanh sẽ chỉ cần sử dụng các dịch vụ không thường xuyên Dịch vụ không thường xuyên thường sử dụng các dung lượng vệ tinh rỗi

- Dịch vụ trọn gói: Là các dịch vụ mà VINASAT-1&2 cung cấp bao gồm cả phân đoạn không gian và mặt đất Ngoài các đối tượng khách hàng thuê dung lượng vệ tinh, còn một lượng khách hàng là các thuê bao trực tiếp sử dụng các dịch vụ trọn gói, VINASAT có thể cung cấp những dịch vụ trọn gói sau đây:

+ Điện thoại ở các vùng xa vùng sâu

+ Các dịch vụ mạng VSAT có khả năng cung cấp dịch vụ thoại

và truyền số liệu cho giới doanh nghiệp và chính phủ + Dịch vụ truy nhập Internet ở các vùng xa xôi

+ Dịch vụ hội nghị qua truyền hình + Phát hình SNG

+ Kênh thuê riêng

Sau đây là một số mô hình cung cấp dịch vụ qua vệ tinh VINASAT-1&2:

2.3.1 Mạng VSAT:

Cung cấp các dịch vụ thoại, fax, Internet cho các trạm thuê bao, thường được dùng cho các điểm Bưu điện VHX, các chi nhánh Hệ thống VSAT-IP/VNS vừa được triển khai trong năm 2010, hoạt động với cả băng tần C và Ku của vệ tinh VINASAT-1 do đó hoàn thiện khả năng cung cấp dịch vụ VSAT-IP

băng rộng đến mọi nơi trên lãnh thổ Việt Nam và bổ sung khả năng cung cấp dịch vụ ra ngoài lãnh thổ Việt Nam

Hình 2.4: Dịch vụ VSAT

2.3.2 Đường truyền dẫn Internet (Internet trunking) cho ISP:

Đây là dịch vụ cho phép nhà cung cấp dịch vụ Internet kết nối với mạng Internet trên toàn thế giới Dịch vụ này thường được kết nối từ nhà cung cấp dịch vụ Internet của Việt Nam ra các nước Dịch vụ này hiện đang được cung cấp qua mạng VSAT-IP băng rộng của VTI

Hình 2.5: Truyền dẫn cho mạng Internet qua vệ tinh 2.3.3 Dịch vụ kênh thuê riêng:

Cung cấp kênh thông tin qua vệ tinh giữa trụ sở chính và chi nhánh hoặc

thoại, fax, truyền dữ liệu Dịch vụ hiện đang được cung cấp qua các trạm Teleport của VTI đặt tại Quế Dương và Bình Dương hoặc triển khai các trạm VSAT lắp đặt trực tiếp tại địa điểm của khách hàng

Hình 2.6: Mô hình dịch vụ Kênh thuê riêng 2.3.4Mobile Trunking:

Trong thông tin di động dịch vụ này cung cấp đường truyền để kết nối giữa trạm BTS và trạm BSC, nó đặc biệt phù hợp cho kết nối của các trạm BTS

ở vùng sâu, vùng xa nơi mà việc triển khai các loại hình truyền dẫn khác rất khó Ứng dụng này hiện được triển khai trên mạng VSAT-IP băng rộng sử dụng băng tần C vệ tinh VINASAT-1

Hình 2.7: Dịch vụ Mobile trunking qua vệ tinh 2.3.5 Truyền hình, phát thanh quảng bá:

Phát các kênh truyền hình, phát thanh quảng bá lên vệ tinh để cung cấp tới tận các hộ gia đình cũng như cho đài chuyển tiếp tại các tỉnh Phát đồng thời

nhiều kênh đa chuẩn qua vệ tinh VINASAT-1(số lượng kênh được thiết lập theo yêu cầu cung cấp dịch vụ từ khách hàng), sử dụng các trạm Teleport tại Quế Dương, Bình Dương, Hoa Sen hoặc Flyaway

Hình 2.8: Phát hình quảng bá qua vệ tinh 2.3.6 Đào tạo từ xa:

Cung cấp đường thông tin 1 chiều hoặc 2 chiều từ điểm giảng dạy đến các lớp ở xa Từ các lớp học ở xa học viên có thể nhìn, nghe và trao đổi các nội dung với giảng viên

Hình 2.9: Đào tạo từ xa qua vệ tinh 2.3.7Phát hình lưu động:

Truyền các thông tin từ các điểm về trung tâm, các hãng truyền hình thường dùng đường truyền này để đưa tin tức, sự kiện… từ các điểm về trung tâm để phát quảng bá cho các thuê bao Hiện tại VTI đang có 03 trạm Flyaway

để phát hình qua vệ tinh khu vực, trong thực tế khi phục vụ các sự kiện lớn 03 trạm Flyaway không đủ đáp ứng nhu cầu khách hàng và có nhiều quốc gia

Hình 2.10: Phát hình lưu động

Tóm Tắt chương :

Chương 2 tập trung phân tích các đặc điểm của hệ thống thông tin

VINASAT1 và VINASAT2 do Việt Nam triển khai, bao gồm : các chỉ tiêu kỹ thuật về quỹ đạo, băng tần, vùng phủ sóng, so sánh giữa hai vệ tinh Ngoài ra, chương 2 còn đưa ra một số loại hình dịch vụ đang được cung cấp qua hệ thống thông tin vệ tinh VINASAT Đây là cơ sở để tính toán chất lượng một tuyến

thông tin vệ tinh, sẽ được trình bày trong chương tiếp theo

CHƯƠNG 3 : TÍNH TOÁN ĐƯỜNG TRUYỀN THÔNG

TIN VỆ TINH KHI CÓ NHIỄU

Chương này sẽ trình bày quá trình truyền dẫn của sóng vô tuyến giữa các trạm thông tin vệ tinh mặt đất, bao gồm trạm phát và trạm thu thông qua vệ tinh Đường truyền như vậy bao gồm hai tuyến: tuyến Uplink (tuyến lên) từ trạm mặt đất đến vệ tinh và tuyến Downlink (tuyến xuống) từ vệ tinh tới trạm mặt đất Ta sẽ nghiên cứu : tỷ số tín hiệu trên tạp âm tại đầu vào máy thu, tỷ số này phụ thuộc vào các yếu tố như môi trường truyến dẫn, chất lượng máy thu, các loại nhiễu

3.1 Phân tích đường truyền tuyến lên

3.1.1 Hệ số tăng ích anten (G-Gain)

Hệ số tăng ích của anten là một thông số quan trọng, quyết định không những chất lượng của anten mà cả chất lượng và quy mô của trạm mặt đất

Ta có hệ số tăng ích của anten được tính bởi công thức sau [3]

GdBi = 10 log η + 20 log d + 20 log f + 20.4 dB [3-1] Trong đó

η là hiệu suất của anten

3.1.2 Công suất bức xạ đẳng hướng tương đương EIRP

Công suất bức xạ đẳng hướng tương đương (EIRP -Equivalen Isotropic Radiated Power ) được định nghĩa là tích số của công suất đầu vào anten và hệ

số tăng ích của anten đó và có giá trị được tính theo công thức :

Hoặc tính theo dBW

EIRPdBW = 10 log PT + GT dBi [3-3] Trong đó

PT (W) là công suất đầu vào anten

GT dBi (dBi) là hệ số tăng ích của anten phát

Công suất bức xạ đẳng hướng tương đương EIRP phải được điều chỉnh chính xác, bởi vì EIRP lớn sẽ là một nguyên nhân gây nhiễu giữa các vệ tinh và kênh lân cận của các sóng mang, ngược lại EIRP nhỏ sẽ làm giảm chất lượng của các dịch vụ

3.1.3 Các tham số chính

a) Độ chiếu xạ

Nếu một anten đẳng hướng bức xạ một công suất PT thì chùm công suất này sẽ có hình dạng như một mặt cầu với anten là trung tâm Công suất tạo bởi vùng bề mặt đó tại một khoảng cách D sẽ được tính theo công thức :