Bài giảng thông tin vệ tinh

BÀI GIẢNG THÔNG TIN VỆ TINH Bài mở đầu: Tổng quan học phần thông tin vệ tinh Mô hình hệ thống thơng tin vệ tinh Phần khơng gian: Bao gồm vệ tinh thông tin trạm điều khiển TT&C mặt đất Vệ tinh thông tin bao gồm antten phát, antten thu tất thiết bị điện tử hỗ trợ truyền dẫn sóng mang Các phân hệ phụ trợ bao gồm: Khung vệ tinh, phân hệ cung cấp lượng, phân hệ điều khiển nhiệt độ, phân hệ điều khiển quỹ đạo tư vệ tinh, phân hệ đẩy, thiết bị TT& C * Nhiệm vụ phân hệ thông tin: + Khuyếch đại sóng mang thu phục vụ cho việc phát lại đường xuống Cơng suất sóng mạng đầu vào máy thu vệ tinh nằm khoảng 100 pW đến PW Cơng suất sóng mang đầu khuếch đại công suất cao nằm khoảng 10 W đến 100 W Do vậy, khuếch đại công suất phát đáp vệ tinh khoảng 100dB đến 130dB + Thay đổi tần số sóng mang để tránh phần công suất phát vào máy thu vệ tinh Để thực chức trên, vệ tinh hoạt động trạm chuyển tiếp đơn giải Thay đổi tần số vệ tinh thực đổi tần vệ tinh loại gọi “Transparent satellite” Nếu sóng mang giải điều chế vệ tinh, thay đổi tần số đạt cách điều chế sóng mang cho đường xuống Các vệ tinh loại trang bị xử lý băng gốc gọi “Regenerative satellite” Phần mặt đất: Bao gồm tất trạm mặt đất, trạm thường nối trực tiếp gián tiếp với mạng mặt đất từ đến thiết bị đầu cưối người sử dụng - Nhiệm vụ trạm mặt đất phát: Tiếp nhận tín hiệu từ mạng mặt đất từ thiết bị đầu cuối người sử dụng, xử lý tín hiệu trạm mặt đất sau tín hiệu phát tần số mức cơng suất thích hợp cho hoạt đông vệ tinh - Nhiệm vụ trạm mặt đất thu: Thu sóng mang đường xuống vệ tinh tần số chọn trước, xử lý tín hiệu trạm để chuyển thành ký hiệu gốc, sau cung cấp cho mạng mặt đất tới thiết bị đầu cuối người sử dụng Một trạm mặt đất có khả thu phát lưu lượng cách đồng thời trạm phát thu Chương 1: Tổng quan thông tin vệ tinh 1.1 Lịch sử phát triển Vào cuối kỷ 19, nhà bác học Nga Tsiolkovsky (1857-1035) đưa khái niệm tên lửa đẩy dùng nhiên liệu lỏng Ông đưa ý tưởng tên lửa đẩy nhiều tầng, tàu vũ trụ có người điều khiển dùng để thăm dò vũ trụ -Năm 1926 Robert Hutchinson Goddard thử nghiệm thành công tên lửa đẩy dùng nhiên liệu lỏng - Tháng năm 1945 Arthur Clarke nhà vật lý tiếng người Anh đồng thời tác giả mơ hình viễn tư thơng tin tồn cầu, đưa ý tưởng sử dụng hệ thống gồm vệ tinh địa tĩnh dùng để phát quảng bá toàn giới - Tháng 10 / 1957 lần giới, Liên Xơ phóng thành cơng vệ tinh nhân tạo SPUTNIK – Đánh dấu kỷ nguyên TTVT - Năm 1958 điện phát qua vệ tinh SCORE Mỹ, bay quỹ đạo thấp - Năm 1964 thành lập tổ chức TTVT quốc tế INTELSAT - Năm 1965 đời hệ thống TTVT thương mại INTELSAT-1 với tên gọi Early Bird - Cuối năm 1965 Liên Xơ phóng TTVT MOLNYA lên quỹ đạo elíp - Năm 1971 thành lập tổ chức TTVT quốc tế INTERSPUTNIK gồm Liên Xô nước XHCN - Năm 1972-1976 Canada, Mỹ, Liên Xô Indonesia sử dụng vệ tinh cho thông tin nội địa - Năm 1979 thành lập tổ chức thông tin hàng hải quốc tế qua vệ tinh INMARSAT - Năm 1984 Nhật 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 - Thời kỳ năm 1999 đến nay, đời ý tưởng hình thành hệ thống thơng tin di động thơng tin băng rộng tồn cầu sử dụng vệ tinh Các hệ thống điển GLOBAL STAR, IRIDIUM, ICO, SKYBRIGDE, TELEDESIC - Ở Việt Nam năm 1980, có trạm mặt đất Hoa sen Hà Nam Liên Xô xây dựng - Năm 1984, VN xây dựng trạm Hoa sen Thành Phố HCM - Năm 2008,VN phóng vệ tinh Vinasat -1 - Năm 2012 ,VN phóng Vinasat -2 1.2 Các quỹ đạo 1.2.1.Quỹ đạo đồng - địa tĩnh Là vệ tinh có quỹ đạo thỏa mãn điều kiện sau: + Có quỹ đạo đồng với trái đất + Chu kỳ quay trùng với chu kỳ quay trái đất theo hướng trục Bắc Nam Chu kỳ vệ tinh địa tĩnh T=23h56’4,09” + Có chiều quay với chiều quay trái đất + Mặt phẳng quỹ đạo vệ tinh nằm mặt phẳng xích đạo trái đất =mặt phẳng xích đạo Bán kính trái đất: R=6378 km Khoảng cách từ vệ tinh xuống trái đất: r=35786 km Vệ tinh bay với vận tốc: v=3,074662 km/s a Ưu điểm : - Vệ tinh coi đứng yên so với mặt đất, quỹ đạo lý tưởng cho vệ tinh thơng tin, đảm bảo cho thông tin ổn định liên tục suốt 24h ngày - Vùng phủ sóng vệ tinh lớn =42.2% toàn bề mặt trái đất - Hiệu ứng Doppler nhỏ việc điều chỉnh antten trạm mặt đất không không cần thiết - Các trạm mặt đất xa liên lạc trực tiếp hệ thống vệ tinh phủ sóng tồn trái đất - Phân loại vệ tinh: + Theo độ cao: LEO, MEO, GEO, HEO + Tính chất vệ tinh: Qũy đạo trịn,quỹ đạo elip, vệ tinh đồng với quỹ đạo mặt trời, vệ tinh bán đồng với quỹ đạo mặt trời b Nhược điểm: - Thời gian trễ lan truyền lớn , ví dụ: Trạm mặt đất –Vệ tinh –Trạm mặt đất có khoảng cách 72000km trễ 240ms 462ms - Khơng phủ sóng vùng có vĩ độ > 81,30 - Chất lượng đường truyền phụ thuộc vào thời tiết - Suy hao cơng suất truyền sóng lớn, gần = 200db - Tính bảo mật khơng cao - Vệ tinh địa tĩnh tài nguyên quý dần cạn kiệt số lượng vệ tinh phóng lên ngày nhiều c Ứng dụng: Được sử dụng làm quỹ đạo cho vệ tinh thơng tin bảo đảm thơng tin cho vùng có vĩ độ nhỏ 81,30 1.2.2 Qũy đạo elip - Là quỹ đạo thỏa mãn điều kiện sau: + Có viễn điểm 40000km, cận điểm 500km + Mặt phẳng quỹ đạo nghiêng so với mặt phẳng xích đạo 63062’ + Vệ tinh quay từ Tây sang Đơng a Ưu điểm - Phủ sóng vùng có vĩ độ >81,30 - Giảm tạp âm mặt đất gây ra, antten trạm mặt đất có gốc ngẩng lớn b Nhược điểm - Mỗi trạm mặt đất phải có antten antten phải có cấu điều chình chùm tia - Để đảm bảo thông tin liên lạc liên tục 24h cần phải có nhiều vệ tinh c Ứng dụng - Được sủ dụng làm quỹ đạo cho vệ tinh thông tin đảm bảo thông tin cho vùng có vĩ độ >81,30 1.2.3 Qũy đạo LEO, MEO - Là quỹ đạo thỏa mãn điều kiện sau: + Là quỹ đạo có độ cao từ 500km 20000km LEO: 800km 10000km MEO: 10000km 20000km + Có vận tốc góc phải lớn vận tốc trái đất + Có chiều quay từ Tây sang Đơng a Ưu điểm - Tổn hao đường truyền nhỏ vệ tinh bay độ cao thấp (so với vệ tinh khác) phù hợp với hệ thống thơng tin di động - Trễ truyền lan nhỏ b Nhược điểm: - Mỗi trạm phải có antten, antten phải có cấu điều chỉnh chùm tia - Để đảm bảo thông tin liên lạc liên tục 24h phủ sóng tồn cầu cần thiết nhiều vệ tinh (Để phủ sóng tồn cầu hệ thống Globalstar cần đến 48 vệ tinh (và vệ tinh dự phòng) vệ tinh thơng tin bay quĩ đạo trịn cách mặt đất 1410km, nghiêng 52 0, vệ tinh bay mặt phẳng quĩ đạo mặt phẳng có vệ tinh, chu kỳ vệ tinh 114 phút Tập đoàn Irdium (của Motorola) cần 66 + vệ tinh bay quĩ đạo tròn nghiêng 84,6 cách mặt đất 780km, vệ tinh bay 11 mặt phẳng quĩ đạo, chu kỳ vệ tinh 106 phút) - Tuổi thọ vệ tinh không cao bay quỹ đạo LEO thuộc vành đai Ion hoá - Điều khiển hệ thống TTVT phức tạp c ứng dụng: Được sử dụng làm quỹ đạo cho vệ tinh thông tin bảo đảm thông tin cho trạm mặt đất di động 1.3 Định luật kepler 1.3.1 Định luật kepler 1: - Vệ tinh chuyển động vòng quanh trái đất theo quỹ đạo elip với tâm trái đất nằm hai tiêu điểm elip Điểm xa quỹ đạo so với tâm trái đất nằm phía tiêu điểm thứ hai gọi viễn điểm, điểm gần quỹ đạo gọi cận điểm * Ý nghĩa định luật - Quỹ đạo vệ tinh quỹ đạo tròn elip - Nếu quỹ đạo tròn tâm quỹ đạo trùng với tâm trái đất - Tâm trái đất nằm tiêu điểm quỹ đạo elip - Khi e=0 quỹ đạo vệ tinh quỹ đạo tròn 1.3.2 Định luật kepler 2: - Vệ tinh chuyển động theo quỹ đạo với vận tốc thay đổi cho đường nối tâm trái đất vệ tinh quét điện tích nhau, vệ tinh chuyển động thời gian * Ý nghĩa: - Vệ tinh chuyển động với vận tốc nhanh gần trái đất, chậm xa trái đất - Vận tốc chuyển động vệ tinh quỹ đạo không đổi 1.3.3 Định luật kepler 3: T2=k*a3 T: chu kỳ quay vệ tinh a: bán trục dài k: số tỷ lệ Bình phương chu kỳ quay tỷ lệ thuận với lũy thừa bậc bán trục lớn quỹ đạo elip 1.4 Phóng vệ tinh lên quỹ đạo 1.4.1 Phóng vệ tinh lên quỹ đạo địa tĩnh * Phương tiện phóng: - Dùng tàu thoi: Phương pháp có giá thành đắt, độ bền cao, dùng dùng lại nhiều lần, nước hay dùng Mỹ, Nga, Châu Âu - Dùng tên lửa đẩy nhiều tầng: Giá thành rẻ, ngày người ta hay dùng phương pháp Như tên lửa Proton (Nga), Delta (My), Long March (Trung Quốc) - Q trình phóng vệ tinh lên quỹ đạo phụ thuộc vào loại tên lửa đẩy, vị trí địa lý bãi phóng vấn đề liên quan đến phần hệ thống tin Hiện phương pháp phóng kinh tế quy chuẩn dựa vào quỹ đạo Hohman * Phương pháp phóng dựa quỹ đạo Hohman Q trình phóng: - Giai đoạn 1: Dùng tên lửa đẩy nhiều tầng để đưa vệ tinh lên quỹ đạo LEO có độ cao h: 200km với V0=7784m/s - Giai đoạn 2: Tại điểm nâng quỹ đạo LEO dùng tên lửa đẩy nhiều tầng thực tăng tốc với V1=10234m/s để đưa vệ tinh sang quỹ đạo truyền tiếp elip Qũy đạo có cận điểm thược quỹ đạo LEO có viễn điểm thuộc quỹ đạo GEO, quỹ đạo gọi quỹ đạo chuyển tiếp Hohman - Giai đoạn 3: Khi vệ tinh chuyển động tới viễn điểm quỹ đạo Hohman sử dụng động đẩy đặt tên lửa để đưa vệ tinh quỹ đạo địa tĩnh vị trí 1.4.2 Đưa vệ tinh vào quỹ đạo địa tĩnh - Quá trình định vị vệ tinh bắt đầu vệ tinh vào quỹ đạo chuyển tiếp, để thực trình động đẩy viễn điểm, động phản lực vệ tính điều khiển trung tâm trạm điều khiển đặt tạ vị trí khác trái đất Các trung điều khiển thực chức sau: - Xác định tư vệ tinh - Tính tốn thơng số, tối ưu cho trình điều khiển vệ tinh từ quỹ đạo Hohman sang quỹ đạo tròn - Xác định thông số động cơ, hiệu chỉnh hướng cảu vệ tinh - Giám sát đo thông số quỹ đạo vệ tinh, so sánh với trạng thái cuối vệ tinh dự kiến 1.4.3 Duy trì vệ tinh trờn qu o Các công việc đợc thực trình trì vệ tinh quỹ đạo là: - Cỏc dao ng ca v tinh xung quanh vị trí quỹ đạo theo hướng Đơng Tây, Nam Bắc phải trì khoảng +- 0,1 độ - Tư vệ tinh giám sát hiệu chỉnh để đảm bảo antten vệ tinh luôn hướng vùng mong muốn trái đất 1.5 Phân bổ tần số TTVT Phổ tần số vô tuyến điện nguồn tài nguyên thiên nhiên hữu hạn, thiết phải sử dụng nguồn tài nguyên cách hợp lí, kinh tế có hiệu 1.5.1 Cửa sổ tần số vơ tuyến điện Qúa trình truyền từ trạm mặt đất lên vệ tinh bị ảnh hưởng của: + Ảnh hưởng tầng điện ly f giảm  suy hao tầng điện ly tăng + Suy hao mưa - Sóng vơ tuyến dải rộng từ sóng dài tới sóng mm dùng thông tin vũ trụ tùy theo mục đích cụ thể Đối với tần số thấp bị suy yếu nhiều hấp thụ tầng điện ly Đối với sóng có tần số thấp tần số giới hạn bị phản xạ tầng điện ly Mặt khác tần số cao, lớn 10Ghz bị tiêu hao nhiều lớp khí quyển, mây, đặc biệt mưa Dải tần từ 110G bị ảnh hưởng tầng điện ly mưa nên gọi cửa sổ tần số vô tuyến thông tin vệ tinh Tuy nhiên, dải tần 1GHz đến 10GHz sử dụng nhiều cho đường thông tin vi ba mặt đất, có can nhiễu lẫn hai hệ thống Ngoài để mở rộng băng thông người ta phải chấp nhận sử dụng dải tần cửa sổ 1.5.2 Bảng phân chia băng tần Ký hiệu Dải tần Phạm vi sử dụng (1 - 2)GHz TTVT di động, phát quảng bá, vô tuyến S (2 - 4) GHz định vị TTVT di động, hàng hải C (4 -8)GHz TTVT cố định X (8 -12)GHz TTVT Quân phủ Ku (12 - 18)GHz TTVT cố định, truyền hình quảng bá K (18 -27)GHz Trạm cố định Ka (27 -40)GHz TTVT cố định, truyền hình quảng bá, liên lạc > 40GHz vệ tinh Liên lạc vệ tinh L Sóng mm 1.5.3 Phân bổ tần số thông tin vệ tinh Phân chia TTVT theo vùng - Khu vực I (V1): Bao gồm Châu Âu, Châu Phi, phần Châu Á Liên bang Nga - Khu vực II (V2): Các nước nam bắc Mỹ - Khu vực III (V3): Gồm Châu úc, phần lại Châu Thái Bình Dương, có Việt Nam 1.6 Đa truy nhập thông tin vệ tinh Trong thực tế, phát đáp phục vụ lúc nhiều trạm mặt đất khác Kỹ thuật đa truy nhập kỹ thuật trạm mặt đất truy nhập phát đáp vệ tinh, với yêu cầu sóng VTĐ từ trạm mặt đất riêng lẻ không can nhiễu lẫn 1.6.1 Đa truy nhập phân chia theo tần số (FDMA) Các trạm mặt đất sử dụng tần số sóng mang khác chung phát đáp * Ưu điểm: - Thủ tục truy nhập đơn giản - Cấu hình trạm mặt đất đơn giản * Nhược điểm: - Không linh hoạt thay đổi tuyến - Hiệu thấp sử dụng nhiều kênh, dung lượng thấp chất lượng thấp 1.6.2 Đa truy nhập phân chia theo thời gian (TDMA) Các trạm mặt đất sử dụng tần số sóng mang chung phát đáp dựa phân chia theo thời gian * Ưu điểm: - Linh hoạt thay đổi tuyến - Hiệu sử dụng tuyến cao tăng số lượng trạm truy nhập * Nhược điểm: - Yêu cầu đồng cụm 10 Bài Đường lên (uplink) vệ tinh Vinasat băng tần C có thơng số sau: Công suất máy phát TMĐ PT = 120W Suy hao hệ thống feeder TMĐ LT = 2dB Hiệu suất anten TMĐ ηTMĐ = 0,6 Đường kính anten TMĐ DTMĐ= 6m Suy hao truyền sóng đường lên LP = 206dB Hiệu suất anten vệ tinh ηVT = 0,55 Đường kính anten vệ tinh DVT= 3m Suy hao hệ thống feeder vệ tinh LR = 0,5dB Tấn số đường lên fU= 6,5 GHz a Tính hệ số tăng ích anten TMĐ (GT) b Tính Công suất phát thực tế TMĐ (EIRP) c Tính Cơng suất máy thu vệ tinh PR d Vẽ đồ thị biểu diễn thay đổi mức cơng suất sóng mang Bài Đường lên (uplink) vệ tinh Vinasat băng tần C có thơng số sau: Cơng suất máy phát TMĐ PT = 100W Suy hao hệ thống feeder TMĐ LT = 1dB Hiệu suất anten TMĐ ηTMĐ = 0,55 Đường kính anten TMĐ DTMĐ= 5m Hiệu suất anten vệ tinh ηVT = 0,6 Đường kính anten vệ tinh DVT= 3m Suy hao hệ thống feeder vệ tinh LR = 0,5dB Tấn số đường lên fU= 6,5 GHz Khoảng cách đường truyền 36000 km, suy hao khí LAG= 2dB, suy hao mưa LRain= 3dB a Tính Cơng suất phát thực tế TMĐ (EIRP) b Tính suy hao truyền sóng đường lên có mưa c Tính Cơng suất máy thu vệ tinh PR d Vẽ đồ thị biểu diễn thay đổi mức cơng suất sóng mang 45 Bài Đường xuống (downlink) vệ tinh Vinasat băng tần Ku có thơng số: Cơng suất máy phát vệ tinh PT = 20W Suy hao hệ thống feeder vệ tinh LT = 0,2dB Hệ số tăng ích anten phát vệ tinh GT = 36 dB Tần số đường xuống fD = 11GHz Hệ số tăng ích anten thu TMĐ GR = 68 dB Suy hao hệ thống feeder TMĐ LR = 1dB Khoảng cách đường truyền d= 36000 km, suy hao khí LAG= 1dB, suy hao mưa LRain= 10dB a Tính Cơng suất phát thực tế vệ tinh (EIRP) b Tính suy hao truyền sóng đường xuống có mưa c Tính Cơng suất máy thu TMĐ (PR) d Vẽ đồ thị biểu diễn thay đổi mức cơng suất sóng mang Bài Đường xuống (downlink) vệ tinh Vinasat băng tần C có thơng số: Cơng suất máy phát vệ tinh PT = 12W Suy hao hệ thống feeder vệ tinh LT = 0,2dB Hiệu suất anten vệ tinh ηVT = 0,55 Đường kính anten vệ tinh DVT= 3m Suy hao truyền sóng đường xuống LP = 200dB Hiệu suất anten TMĐ ηT MĐ= 0,6 Đường kính anten TMĐ DTMĐ= m Suy hao hệ thống feeder TMĐ LR = 2dB Tấn số đường xuống fD= 3,5 GHz a Tính hệ số tăng ích anten TMĐ (GR) b Tính Cơng suất phát thực tế vệ tinh (EIRP) c Tính Cơng suất máy thu trạm mặt đất PR d Vẽ đồ thị biểu diễn thay đổi mức công suất sóng mang 46 Bài Đường xuống (downlink) vệ tinh Vinasat băng tần Ku có thơng số: Công suất máy phát vệ tinh PT = 20 W Suy hao hệ thống feeder vệ tinh LT = 0,4 dB Hiệu suất anten vệ tinh ηVT = 0,55 Đường kính anten vệ tinh DVT= 3m Suy hao truyền sóng đường xuống LP = 210dB Hiệu suất anten TMĐ ηTMĐ = 0,6 Đường kính anten TMĐ DTMĐ= 6m Suy hao hệ thống feeder TMĐ LR = 2dB Tấn số đường xuống fD= 14 GHz a Tính hệ số tăng ích anten vệ tinh (GT) b Tính Công suất phát thực tế vệ tinh (EIRP) c Tính Cơng suất máy thu TMĐ (PR) d Vẽ đồ thị biểu diễn thay đổi mức cơng suất sóng mang Bài Đường xuống (downlink) vệ tinh Vinasat băng tần C có thơng số: Cơng suất máy phát vệ tinh PT = 10W Suy hao hệ thống feeder vệ tinh LT = 0,4dB Hiệu suất anten vệ tinh ηVT = 0,65 Đường kính anten vệ tinh DVT= 3m Hiệu suất anten TMĐ ηTMĐ = 0,6 Đường kính anten TMĐ DTMĐ= 6m Suy hao hệ thống feeder TMĐ LR = 2,5dB Tấn số đường xuống fD= GHz Khoảng cách đường truyền 36000 km, suy hao khí LAG= 2dB, suy hao mưa LRain= 5dB a Tính Cơng suất phát thực tế vệ tinh (EIRP) b Tính suy hao truyền sóng đường xuống có mưa c Tính Cơng suất máy thu TMĐ PR d Vẽ đồ thị biểu diễn thay đổi mức cơng suất sóng mang 47 Chương 5: Hệ thống vệ tinh VINASAT 5.1 Giới thiệu Vệ tinh VINASAT – vệ tinh Việt Nam phóng lên quỹ đạo vào ngày 19/4/2008 tên lửa đẩy Ariane Hãng Ariane Space (Pháp) từ bãi phóng Kourou, quốc gia Trung Mỹ French – Guiana Vệ tinh VINASAT – vệ tinh viễn thơng thương mại có dung lượng mức trung bình, cao 4m, nặng 2,6 có tuổi thọ từ 15 – 20 năm Vệ tinh VINASAT – sử dụng công nghệ khung A2100 – công nghệ tiên tiến nhà thầu Lockheed Martin, có khả đáp ứng yêu cầu cao dịch vụ Với 20 phát đáp 36MHz băng tần C mở rộng Ku, VINASAT – có khả phủ sóng tới vùng rộng lớn gồm khu vực Đông Nam á, Đông Trung Quốc, ấn Độ, Triều Tiên, Nhật Bản, úc, Hawai VINASAT – vào hoạt động góp phần hồn thiện sở hạ tầng TTLL – truyền thông quốc gia, nâng cao lực mạng lưới, chất lượng dịch vụ VT – CNTT, phát thanh, truyền hình Việt Nam Với dung lượng truyền dẫn tương đương với 10.000 kênh thoại/ Internet/ truyền số liệu khoảng 120 kênh truyền hình, VINASAT – giúp Việt Nam sớm hoàn thành việc đưa dịch vụ viễn thông, Internet truyền hình đến tất vùng sâu, vùng xa, miền núi hải đảo nơi mà phương thức truyền dẫn khác khó khăn để vươn tới; đó, đặc ˚˚biệt VINASAT – hỗ trợ hiệu cho cơng tác thơng tin phục vụ phịng chống ứng cứu đột xuất xảy bão lũ, thiên tai Sau phóng thành cơng, VINASAT – đưa vào khai thác thương mại cung cấp phục vụ khách hàng dịch vụ là: cho thuê băng tần vệ tinh dịch vụ trọn gói Dịch vụ cho thuê băng tần dịch vụ dành cho khách hàng sở hữu khai thác trạm mặt đất cần thuê băng tần vệ tinh (cả phát đáp phần) để làm truyền dẫn cho mục đích kinh doanh phục vụ cơng cộng Như vậy, với việc phóng thành cơng VINASAT – 1, VNPT trở thành nhà khai thác, cung cấp dịch vụ vệ tinh Việt Nam Theo kế hoạch, tháng sau vệ tinh phóng lên, ngày 24/5/2008, nhà thầu Lockheed Martin thức bàn giao vệ tinh VINASAT – quỹ đạo 132˚E cho VNPT VNPT quản lý, vận hành khai thác VINASAT – thông qua Công ty Viễn thông Quốc tế (VTI) VNPT VTI bắt đầu cung cấp dịch vụ từ ngày 01/6/2008 Việc vận hành, điều khiển vệ tinh hai trạm điều khiển vệ tinh thực hiện, với trạm đặt Quế Dương – Hà Tây trạm dự phịng Bình Dương Trong vòng tháng sau VINASAT – đưa vào khai thác, nhà thầu Lockheed Martin tiếp tục hỗ trợ kỹ sư Việt Nam việc vận hành, điều khiển vệ tinh Đồng thời, trung tâm thu nhận tín hiệu nhà thầu Lockheed Martin tham gia giám sát trình điều khiển vệ tinh VINASAT – 48 5.2 Các thông số kỹ thuật a/ Các thông tin chung: - Quả vệ tinh Viễn thông VINASAT-1 quĩ đạo địa tĩnh 132oE (cách trái đất 35768Km) - Nhà cung cấp vệ tinh, dịch vụ phóng thiết bị trạm điều khiển: Lockheed Martin Corporation (Mỹ) - Thời gian phóng vệ tinh: 19/4/2008 - Thời gian bàn giao vệ tinh quĩ đạo: 5/2008 - Địa điểm phóng: Bãi phóng Kourou, quốc gia Trung Mỹ French-Guiana - Nhà tư vấn giám sát xây dựng, lắp đặt vệ tinh VINASAT-1: Telesat (Canada) - Trạm điều khiển vệ tinh: Trạm đặt Quế Dương- Hồi Đức- Hà Tây trạm dự phịng đặt Bình Dương b/ Một số thơng số kỹ thuật bản: - Vị trí quỹ đạo: quĩ đạo địa tĩnh 132oE (cách trái đất 35768Km) - Tuổi thọ vệ tinh VINASAT-1 theo thiết kế: tối thiểu 15 năm - Độ ổn định vị trí kinh độ vĩ độ: +/-0,05 độ - Hoạt động ổn định suốt thời gian sống vệ tinh * Băng tần C mở rộng (C-Extended): - Số phát đáp: 08 (36 MHz/bộ) - Đường lên (Uplink): Tần số phát Tx: 6.425-6.725 MHz Phân cực: Vertical, Horizontal - Đường xuống (Downlink): - Tần số thu Rx: 3.400-3.700 MHz - Phân cực: Horizontal, Vertical - Mật độ dung lượng bão hòa (SFD): -85 dBW/m2 * Băng tần Ku: - Số phát đáp: 12 (36 MHz/bộ) - Đường lên (Uplink): Tần số phát Tx: 13.750-14.500 MHz Phân cực: Vertical - Đường xuống (Downlink): Tần số thu Rx: 10.950-11.700 MHz Phân cực: Horizontal - Mật độ dung lượng bão hòa (SFD): -90 dBW/m2 - Vùng phủ sóng bao gồm: Việt Nam, Lào, Campuchia, Thái Lan phần Mianma 49 5.3 Vùng phủ sóng VINASAT-1 a/ Băng tần C mở rộng (C-Extended): - Vùng phủ sóng bao gồm: Việt Nam, Đơng Nam Á, Trung Quốc, Triều Tiên Ấn Độ, Nhật Bản Australia Hình 5.1:Vùng phủ sóng băng C-Band vệ tinh VINASAT-1 Bảng 5.1: Vùng phủ sóng VINASAT1 băng tần C mở rộng Thành phố Quốc gia EIRP (dBW) G/T (dB/K) Ha Noi Vietnam 44.2 -0.3 Ho Chi Minh Vietnam 43.7 -0.2 Haiphong Vietnam 44.2 -0.3 Danang Vietnam 44.2 -0.2 Nhatrang Vietnam 43.9 -0.1 Qui Nhon Vietnam 44.0 -0.1 Hue Vietnam 44.3 -0.1 Can Tho Vietnam 43.5 -0.2 Nam Dinh Vietnam 44.2 -0.2 Vinh Vietnam 44.3 -0.1 50 Thành phố Quốc gia EIRP (dBW) G/T (dB/K) My Tho Vietnam 43.6 -0.2 Cam Ranh Vietnam 43.8 -0.1 Vung Tau Vietnam 43.6 -0.2 Phnompenh Cambodia 43.7 -0.1 Bangkok Thailand 43.5 -0.2 Chiang Mai Thailand 43.7 -0.8 Singapore Singapore 41.1 -0.7 Alor Star Malaysia 42.0 -0.2 Kota Kinabalu Malaysia 41.7 -2.1 Jakarta Indonesia 39.0 -2.4 Medan Indonesia 41.0 -0.7 Kupang Indonesia 40.6 -2.6 YANGON Myanmar 43.1 -1.1 MANILA Philippines 41.4 -2.4 Zamboanga Philippines 40.5 -2.6 Brunei 41.7 -1.8 Bangladesh 42.3 -1.4 Beijing China 40.1 -1.4 Dalian China 39.3 -2.2 Shanghai China 39.5 -1.5 Taipei China 40.1 -1.4 Hong Kong China 42.9 -1.3 Kunming China 43.7 -0.6 Calcutta India 41.9 -1.7 New Delhi India 39.7 -2.2 Karachi Pakistan 38.2 -3.0 Tokyo Japan 34.9 -6.7 Banda Seiri Begawan Chittagong b/ Băng tần Ku: - Vùng phủ sóng bao gồm: Việt Nam, Lào, Campuchia, Thái Lan phần Mianma 51 Hình 5.2: Vùng phủ sóng băng Ku-Band vệ tinh VINASAT-1 Bảng 5.2: Vùng phủ sóng VINASAT1 băng tần Ku Thành phố Quốc gia EIRP (dBW) G/T (dB/K) Hanoi Vietnam 55 8.4 Ha Long Vietnam 54.6 8.3 Dien Bien Phu Vietnam 54.9 8.3 Thanh Hoa Vietnam 54.3 8.0 Da Nang Vietnam 54.0 7.8 Nha Trang Vietnam 54.0 7.9 Hochiminh City Vietnam 54.0 7.8 Can Tho Vietnam 54.2 8.1 Cambodia 54.0 8.2 Laos 54.3 8.1 Bangkok Thailand 53.9 7.7 Hoang Sa Vietnam 48.2 0.2 Truong Sa1 Vietnam 46.7 -2.5 Truong Sa2 Vietnam 47 -1.5 Bach Long Vi Vietnam 54.3 7.9 Phnom Penh Vientiane) 52 Thành phố Quốc gia EIRP (dBW) G/T (dB/K) Sittwe Mianma 47.5 3.6 Tanung-gyi Mianma 52.4 6.0 Yangon Mianma 51.2 5.2 Pattani Thailand 47.2 1.0 Phuket Thailand 49.5 5.2 Louang Namthon Thailand 54.5 8.3 Sau tháng kể từ ngày khai trương dịch vụ vệ tinh VINASAT-1, VNPT tiếp tục nỗ lực để vận hành, khai thác kinh doanh VINASAT-1 hiệu Với dung lượng 20 phát đáp khả phủ sóng tới vùng rộng lớn gồm khu vực Đông Nam á, Đông Trung Quốc, ấn Độ, Triều Tiên, Nhật Bản, úc Hawaii (Mỹ), VINASAT-1 hướng tới thị trường nước ngồi đầy tiềm 5.4 Phóng VINASAT * Địa điểm phúng vệ tinh VINASAT-1 - French Guiana, Nam Mỹ Lý vị trí địa lý French Guiana nằm gần đường xích đạo, vị trí 5độ 3phút phía đường xích đạo Tất vệ tinh địa tĩnh (có vị trí tương đối so với mặt đất trạng thái đứng yên) nằm mặt phẳng đường xích đạo trái đất Do đó, phóng gần đường xích đạo, tên lửa đẩy tiết kiệm tối đa nhiên liệu cần thiết để đưa vệ tinh thoát khỏi lực hút trái đất thả vị trí mặt phẳng đường xích đạo Hình 5.3: Tên lửa Ariane mang theo vệ tinh VINASAT-1 Việt Nam vào đến bệ phóng 53 Lý thứ hai điều kiện thời tiết French Guiana thuận lợi cho việc phóng tên lửa vũ trụ, khơng có bão, có gió mạnh, nên phóng tên lửa vũ trụ quanh năm Năm 2008, Ariane Space có kế hoạch phóng tới tên lửa Ariane 5, mang theo vệ tinh thiết bị cho trạm vũ trụ ISS * Quy trình phóng vệ tinh VINASAT-1 sân bay vũ trụ Kourou: - VINASAT-1 đưa tới sân bay vũ trụ Kourou vào ngày 7/3/2008, ban đầu tới tòa nhà S5C - Từ ngày 31/3 tới 2/4/2008, vệ tinh nạp nhiên liệu tòa nhà S5B - Sáu ngày sau, ngày 8/4, VINASAT gắn phối hợp, trước chuyển tới xưởng lắp ráp cuối - Ngày 10/4, VINASAT thức gắn vào tên lửa Ariane - Ngày 14/4: diễn tập phóng vệ tinh - 10h sáng ngày 17/4 Kourou (20h 17/4 Hà Nội): Tên lửa Ariane mang theo vệ tinh VINASAT-1 Star One C2 bên đưa bãi phóng để ghép nối với thiết bị khác - 7h sáng ngày 18/4 (giờ địa phương, tức 17h 18/4 Hà Nội): Quá trình đếm ngược bắt đầu, có việc nạp oxy lỏng hydro lỏng cho động giai đoạn (EPC) động giai đoạn sau (ESC-A) Quá trình đếm ngược gồm khâu chuẩn bị cuối cho tên lửa đẩy, vệ tinh bãi phóng Nếu việc diễn theo kế hoạch, trình đếm ngược dẫn tới việc khai hỏa động giai đoạn tên lửa đẩy, sau hai động tăng lực để tên lửa rời mặt đất sớm tốt khoảng thời gian dự kiến phóng tên lửa Nếu có trục trặc xảy ra, việc phóng tên lửa bị hoãn một, hai nhiều ngày, phụ thuộc vào vấn đề liên quan giải pháp khắc phục 7,5 giây sau khai hỏa động tên lửa, hai động tăng lực khai hỏa, đẩy tên lửa rời bệ phóng Ngay sau rời bệ phóng, độ cao đường bay tên lửa hồn tồn hai máy tính nằm khoang thiết bị tên lửa đẩy Ariane kiểm soát Ban đầu, tên lửa bay lên theo chiều thẳng đứng khoảng giây, xoay phía đơng Tên lửa Ariane trì độ cao đảm bảo trục song song với vectơ tốc độ chiều quay trái đất hai động tăng lực bị vứt bỏ độ cao 66,7km, vào giây thứ 140 sau tên lửa rời bệ phóng Vỏ bảo vệ hai vệ tinh bị vứt bỏ giây thứ 189, tên lửa đạt tới độ cao 104,8km 346 giây sau đó, độ cao 208,8km, động ngừng hoạt động Nó rơi xuống vịnh Guinea Đại Tây Dương 54 Bốn giây sau, động giai đoạn (ESC-A) khai hỏa độ cao 209,1km ngừng hoạt động độ cao 597,4km Ở giây thứ 1.560, vệ tinh Brazil rời khỏi tên lửa độ cao 783,9km Sau đó, VINASAT-1 tách khỏi tên lửa vào phút thứ 31, độ cao 1.660,9km Vệ tinh bay nhanh lực hút khơng cịn Sau phóng 15 phút độ cao tăng nhanh chóng Lúc này, tên lửa gần vng góc với trái đất độ cao 1.270 km, tốc độ 9km km/s Vệ tinh Vinasat - tách thả thành công Bây giờ, cịn phải chờ VINASAT-1 gửi tín hiệu trái đất Theo quy trình phút thứ 58 kể từ rời bệ phóng Khoảng ngày sau đó, vệ tinh VINASAT "tới" quỹ đạo "giữ chỗ" vị trí 132 độ Đơng quỹ đạo địa tĩnh trái đất, độ cao 35.768 km so với trái đất Khi vệ tinh hoạt động quỹ đạo, gặp trục trặc, Việt Nam nhận lại khoản tiền đầu tư Việt Nam mua bảo hiểm cho tồn q trình phóng vệ tinh Nếu có trục trặc xảy vệ tinh, Việt Nam hồn trả chi phí Việt Nam mua bảo hiểm cho dịch vụ năm hoạt động VINASAT-1 Sau lên quỹ đạo, vòng tuần, vệ tinh tổng kiểm tra trước vào hoạt động Vào ngày 8/5, nhà sản xuất Lockheed Martin (Mỹ) thức bàn giao VINASAT1 cho phía VNPT 5.5 Ứng dụng VINASAT vào thực tế Hệ thống thông tin vệ tinh VINASAT-1 cung cấp hai loại hình dịch vụ cho thuê băng tần vệ tinh cung cấp dịch vụ trọn gói Đối với dịch vụ cho thuê băng tần vệ tinh, nhà khai thác vệ tinh cung cấp phần băng tần, nghĩa liên quan tới phân đoạn không gian Đối với dịch vụ trọn gói, nhà khai thác vệ tinh cung cấp phần băng tần hệ thống kết nối đầu cuối vệ tinh, nghĩa bao gồm phân đoạn không gian mặt đất Một số dịch vụ trọn gói như: Dịch vụ điện thoại, fax internet (thích hợp cho vùng sâu vùng xa), dịch vụ trung kế mạng di động (thích hợp cho điểm cần triển khai nhanh), dịch vụ thu phát hình lưu động (SNG), dịch vụ truyền hình quốc tế, … Hiện lĩnh vực cung cấp dịch vụ ứng dụng thông tin vệ tinh, hai loại dịch vụ tồn song song Do đó, thiết Trung tâm thơng tin vệ tinh/Công ty Viễn thông Quốc tế giới thiệu cung cấp hai loại dịch vụ Các khách hàng lớn Vinasat-1 kể đến như: VTV, VTC, VOV, HTV, ngành dầu khí, đơn vị kinh doanh viễn thông, Thaicom, Lao Telecom, WebsatMedia (Singapore)… Hiện có tới 150 kênh truyền hình tiêu chuẩn HD, SD cung cấp băng tần Vinasat-1 Ngoài ra, mạng Bộ Cơng an, Bộ Quốc phịng, mạng viễn thơng cơng ích sử dụng vệ tinh Vinasat-1 55 Hình 5.4: Các loại hình dịch vụ VINASAT cung cấp DỊCH VỤ TRUYỀN HÌNH QUỐC TẾ Dịch vụ truyền hình quốc tế đảm bảo phục vụ nhanh chóng việc đưa tin tức hình ảnh kiện quốc tế, đối ngoại diễn Việt Nam với giới Khi đó, dịch vụ truyền tín hiệu truyền hình chất lượng cao tới chi nhánh khách hàng sử dụng chuẩn MPEG-2 Hình 5.5: Dịch vụ truyền hình quốc tế 56 DỊCH VỤ TRUYỀN HÌNH LƯU ĐỘNG SNG Dịch vụ truyền hình lưu động dùng để truyền thông tin từ điểm trung tâm, hãng truyền hình thường dùng dịch vụ vụ cho việc thập tin tức, kiện cách nhanh truyền trung tâm để phát quảng bá Hình 5.6: Dịch vụ truyền hình lưu động SNG DỊCH VỤ TRUYỀN HÌNH DTH Cung cấp trực tiếp chương trình truyền hình tới hộ gia đình qua anten đầu thu Dịch vụ đem đến cho người sử dụng kênh truyền hình chất lượng cao Hiện Việt Nam có Đài Truyền hình Việt Nam cung cấp dịch vụ Hình 5.7: Dịch vụ truyền hình DTH 57 TRUYỀN DẪN CATV Dịch vụ chuyển tiếp chương trình truyền hình từ Trung tâm truyền hình cáp tới Trạm cung cấp dịch vụ truyền hình cáp khu vực Hình 5.8: Dịch vụ truyền dẫn CATV Dịch vụ cho phép cung cấp thiết lập nhanh chóng đường truyền thơng tin hai hay nhiều điểm Với khả truyền hình ảnh âm chất lượng cao, dịch vụ thích hợp cho họp bên xa mà nhìn thấy trao đổi với Ngồi dịch vụ cịn thích cho ngành giáo dục (như đào tạo từ xa) ngành y tế (như khám chữa bệnh, hội chẩn, hỗ trợ từ xa) Đến nay, VINASAT-1 cung cấp truyền dẫn với chất lượng tốt dịch vụ ứng dụng phủ khắp vùng nông thôn, giàn khoan khơi, vùng biên giới, hải đảo Hơn 90% dung lượng sử dụng Theo ông Lê Thành Nam, Phó Giám đốc Trung tâm thơng tin vệ tinh Công ty Viễn thông quốc tế (VTI), vệ tinh VINASAT-1 có khách hàng ngồi nước Khách hàng sử dụng vệ tinh nước Đài phát thanh, truyền hình trung ương địa phương, doanh nghiệp khai thác ngành dầu khí, nhà cung cấp dịch vụ viễn thông, quan Bộ, ngành Khách hàng sử dụng vệ tinh nước ngồi có Thái Lan, Singapore, Lào Ơng Lâm Quốc Cường, Phó Giám đốc VTI cho biết, số lượng khách hàng thuê kênh VINASAT-1 chiếm 30% dung lượng vệ tinh Hiện 97% lưu lượng truyền dẫn qua kênh riêng qua VSAT trước VTI cung cấp cho 58 giàn khoan, cơng ty dầu khí cũ chuyển sang sử dụng dung lượng vệ tinh VINASAT-1 Bên cạnh việc đảm bảo lợi ích quốc gia trị, xã hội, an ninh quốc phịng, mục tiêu đặt hàng đầu VNPT phải kinh doanh khai thác vệ tinh VINASAT-1 có hiệu Từ vệ tinh VINASAT-1 vào hoạt động, VTI phối hợp với Đài Truyền hình Việt Nam thực phủ sóng thành cơng kênh truyền hình quảng bá VTV1, VTV2, VTV3, VTV4 miền Tổ quốc phủ sóng đến số nước khu vực châu Á - TBD Mặt khác, VTI chủ động thực chuyển kênh VSAT thuê dung lượng vệ tinh nước sang sử dụng vệ tinh VINASAT-1 kênh đảo Trường Sa, giàn khoan biển đảm bảo đáp ứng yêu cầu kinh doanh phục vụ VTI ký hợp đồng với Đài truyền hình Việt Nam sử dụng gần nửa phát đáp băng tần C đàm phán hợp đồng sử dụng số phát đáp băng tần Ku; ký hợp đồng với Đài truyền hình TP.HCM với dung lượng phát đáp băng tần Ku Ngoài ra, VTI ký kết Biên ghi nhớ (MoU) việc sử dụng dung lượng vệ tinh với khách hàng VTC đàm phán hợp đồng sử dụng phát đáp băng Ku VTI làm việc với Viettel khả sớm sử dụng dung lượng băng tần C phục vụ triển khai mạng VSAT Viettel Bên cạnh đó, VTI làm việc ký MoU với Đài Tiếng nói Việt Nam (VoV), Đài Truyền hình Bình Dương (BTV), Đài Tiếng nói Thành phố Hồ Chí Minh (VOH), GTel, quan thuộc Bộ ngành nước có nhu cầu sử dụng vệ tinh VINASAT-1 Bộ Giáo dục đào tạo, Bộ Ngoại giao để bán dung lượng vệ tinh Cho thuê kênh Căn vào khả phủ sóng VINASAT-1 đáp ứng nhu cầu sử dụng không khu vực Đông Nam Á mà thị trường lớn khác như: Ấn Độ, Nhật Bản, Hàn Quốc chí cịn phủ sóng tới tận vùng Hawai Mỹ Để thực mục tiêu kinh doanh vệ tinh VINASAT-1 với hiệu cao nhất, VNPT, thông qua Công ty trực thuộc VTI, khẩn trương xúc tiến làm việc với đối tác nước khả hợp tác kinh doanh 59 ... thơng tin vệ tinh Dự vào đặc điểm vệ tinh thông tin có khả phát quảng bá vùng địa lý rộng, thông tin vệ tinh sử dụng để thành lập tuyến thông tin điểm nối điểm điểm nối đa tiểm Trên sở tuyến thông. .. Để đảm bảo thông tin liên lạc liên tục 24h phủ sóng tồn cầu cần thiết nhiều vệ tinh (Để phủ sóng tồn cầu hệ thống Globalstar cần đến 48 vệ tinh (và vệ tinh dự phòng) vệ tinh thơng tin bay quĩ... nghiêng 52 0, vệ tinh bay mặt phẳng quĩ đạo mặt phẳng có vệ tinh, chu kỳ vệ tinh 114 phút Tập đoàn Irdium (của Motorola) cần 66 + vệ tinh bay quĩ đạo tròn nghiêng 84,6 cách mặt đất 780km, vệ tinh bay