Tìm hiểu về Hệ thống thông tin vệ tinh và ứng dụng trong truyền hình và CATV

GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH

• Thoõng Tin Veọ Tinh
• Các Hệ Thống Thông Tin

Tuy nhiên vệ tinh đến đây không lập tức trở thành vệ tinh địa tĩnh, thực chất nó được đặt trên quỹ đạo trượt, ở gần quỹ đạo địa tĩnh, sau đó được đưa đến vị trí đã định trước và cuối cùng đạt tới điểm của quỹ đạo địa tĩnh cho hoạt động của bộ phận đẩy nhỏ. + Là một tổ chức quốc tế (tổ chức vệ tinh thông tin quốc tế) cung cấp các dịch vụ thông tin vệ tinh trên toàn cầu, dựa trên cơ sở thương mại; Là một hệ thống toàn cầu mở cửa cho mọi quốc gia, không phân biệt hệ thống chính trị và trình độ phát triển kinh teá.

ĐẶC TÍNH TẦN SỐ TRONGTHÔNG TIN VỆ TINH

• Các tần số sử dụng cho thông tin vệ tinh cố định
• Sự truyền lan sóng trong thông tin vệ tinh

Nói chung trên đường truyền thì cả anten phát và thu đều có một trị số tăng ích khác [O] nên tỷ số thực của công suất phát trên công suất thu nhỏ hơn tiêu hao trong không gian tự do (α) một lượng bằng hệ số tăng ích. -Các chất khí (của khí quyển) và mưa không chỉ hấp thụ sóng vô tuyến điện mà còn là các nguồn bức xạ tạp âm nhiệt. Tạp âm do các chất khí trong khí quyển ảnh hưởng không nhiều đến sự lan truyền sóng vô tuyến ở thông tin vệ tĩnh so với suy hao lớn do tạp âm gây ra do mưa. Vì vậy trong khi thiết kế đường thông tin ngoài việc tính sự suy hao của sóng còn phải tính thêm tạp âm do mưa. -Hình sau cho thấy sự tăng tạp âm do mưa:. -Cũng có tạp âm mặt đất phát sinh trong khi truyền lan sóng. Đây là tạp âm nhiệt gây ra bởi quả đất, gần như nhiệt bề mặt của mặt đất. Ở phía trạm mặt đất, bức xạ anten huớng lên bầu trời do đó tạp âm từ mặt đất sẽ không ảnh hưởng nhiều đến trạm. Suy hao do mửa Suy hao do. taàng ủieọn ly. Cửa sổ voâ tuyeán. Điện trường của hai sóng vuông góc với nhau đôi khi kết hợp với nhau thành một và tạo ra một sóng “phân cực chéo”. Một sóng như vậy có thể dùng một anten để tách ra các sóng riêng biệt. Tuy nhiên khi sóng đi qua mưa, các hạt mưa có hình dẹt sẽ làm nghiêng phân cực chéo, do đó sinh ra các thành phần vuông góc hỗn hợp trên thành phần mong muốn được gọi là “sự tách biệt phân cực chéo”. Để hạn chế tác động giảm tách biệt phân cực chéo, người ta dùng cách sắp xếp xen kẽ tần số như ở hình vẽ cho ệ thống FM để truyền dẫn tín hiệu tivi. Vì đối với tín hiệu điều tần, công suất của nó tập trung xung quanh trung tâm băng tần sử dụng, do đó với cách sắp xếp tần số như hình vẽ sẽ giảm sự hỗn hợp thành phần vuông góc bằng bộ lọc. Hướng trục lớn Hạt mưa. OZ: Thành phần đồng phân cực sau khi đi qua hạt mưa. Ow: Thành phần phân cực chéo sau khi đi qua hạt mưa. *)-Phoồ taàn soỏ saộp xeỏp xen keừ.

HỆ THỐNG ĐIỀU CHẾ VÀ TRUYỀN DẪN TRONG THÔNG TIN VỆ TINH

• Heọ Thoỏng ẹieàu Cheỏ : .1 ẹieàu cheỏ
• Kỹ Thuật Trong Truyền Dẫn
• Vấn Đề Suy Hao va ứNhiễu Trong Đường Truyền

DM: Delta Modulation ( Duứng nhieàu trong truyeàn soỏ lieọu ) + Đặc điểm:. -Các loại điều chế PAM, PFM, PPM, PWM chỉ dùng trong các thiết bị chuyển dùng, ngày nay ít dùng ta không đề cập trong phần trình bày. thông tin Đường. truyeàn daãn MÁY. Nguoàn tạp âm Bộ biến. tin tức Bộ biến. MÁY đổi THU. -Các tín hiệu điều chế số không được sử dụng trực tiếp để phát đi mà nó được điều chế tiếp ở dạng: ASK, FSK hoặc PSK) rồi mới phát đi. Một tuyến thông tin vệ tinh cố định thiết lập giữa các đầu cuối của một tuyến chuẩn giả định hoặc đờng số chuẩn giả định phải đợc xem là không sẵn sàng theo khuyến nghị 352.1 và 521-1, nếu nh hoặc nhiều điều kiện sau tồn tại ở một trong số các đầu cuối thu của tuyến lâu hơn 10 giây liên tiếp.

TRẠM MẶT ĐẤT

• Cấu Hình Của Một Trạm Mặt Đất .1 Cấu hình và nguyên lý họat động
• Công nghệ máy phát
• Công nghệ máy thu
• Coõng ngheọ Anten trong thoõng tin veọ tinh

Độ rộng băng thông đủ rộng để khuếch đại một sóng mang với bất kỳ tần số nào và công suất ra có độ dự trữ đủ sao cho méo điều chế phát sinh từ sự khuếch đại đồng thời nhiều tín hiệu ở dưới mức quy định Cấu hình này thường mắc khi số sóng mang nhỏ, nhưng thường thuận lợi cho khai thác. Trong hệ thống này để có thể biết chắc anten có hướng chính xác vào vệ tinh hay không bằng cách sử dụng 4 bức xạ, mỗi cái bức xạ có hướng hơi khác với hướng búp sóng chính hoặc một sóng bậc cao hơn của ống dẫn sóng tròn để lấy ra các tín hiệu sai lỗi.

CÁC PHƯƠNG THỨC TRUYỀN HÌNH VỆ TINH

CÁC HỆ TRUYỀN HÌNH

Trong phần tín hiệu video sẽ ghim (với thời gian 8 dòng) thành phần chuẩn và nén tín hiệu có năng lượng tán xạ. Sau mạch deemphasis tín hiệu đến mạch tách kênh, từ đây tín hiệu chói và tín hiệu hiệu số màu được đọc riêng vào các bộ nhớ đệm để chuẩn bị dãn tời gian. Lọc theo mành các tín hiệu hiệu số màu sẽ nén được cácd tphần tín hiệu trùng nhau 9aliasing) và cùng với mạch tách kênh ta sẽ có các tín hiệu CB,CR. Để có thể sử dụng khả năng truyền số liệu cao của hệ CMAC thì viện nghiên cứu của pháp đã thành công trong việc nghiên cứu và thực hiện bằng cách: Tín hiệu âm thanh nhiều kênh được chia làm 2 khối phụ chứa 82 gói (packet) địa chỉ riêng biệt.

ỨNG DỤNG ADC-DAC TRONG TRUYỀN HÌNH .1 Biến đổi tương tự qua số:ADC

(Nhiễu tín hiệu lấu mẫu và các hài của tải tần màu)Phương pháp này ưu việt hơn hẳn phương pháp biến đổi trực tiếp tín hiệu màu tổng hợp ( Được các tổ chức quốc tế khuyến cáo nên sử dụng). Do đó mạch lọc cần phải làm suy giảm mạnh tín hiệu ngoài băng tần, có đặc trưng biên độ đều và đặc trưng tuyến tính về pha trong băng tần tín hiệu cần lấy mẫu, đồng thời cần có đặc tuyến thích hợp cho băng tần tín hiệu có ích.

GIẢM TỐC ĐỘ BÍT CỦA TÍN HIỆU VIDEO SỐ

Các loại mã (DPCM, mã chuyển vị) sử dụng các đặc trưng thống kê ảnh và tín hiệu video cũng như đặc điểm của mắt người để giảm tốc độ bit nhóm thứ 2 dựa trên nguyên tắc chỉ truyền một số mẫu đến phía thu và khôi phục lại các mẫu khác (trước đó) nhờ nội suy hoặc ngoại suy. Phân tích thống kê về phân bố biên độ các mẫu tương ứng với các điểm ảnh (pixel) về nguyên tắc là phân bố đều, ngược lại phân bố về độ chênh lệch biên độ các điểm ảnh có đồ thi hình chuông xung quanh điểm O.Nếu dựa trên các đặc trưng thống kê ảnh, thì sự khác nhau này nói chung là không lớn lắm và để mã hóa nó chỉ cần giảm số bit là đủ (so với việc mã hóa toàn bộ biên độ lấy mẫu).

TRUYEÀN TÍN HIEÄU TRUYEÀN HÌNH QUA VEÄ TINH

Sự thay đổi phá có thể xuất hiện tại nhiều giá trị tức thời khác nhau của tải tần (hình vẽ dưới) và do đó xuất hiện các khoảng năng lượng giữa sườn trước và sườn sau đặc tuyến điều chế, cho nên có thể làm tăng độ méo tín hiệu. Sức chịu đựng nhiễu của cả hai loại A, B là như nhau, nhưng thấp hơn trường hợp điều chế pha 2 trị, vì khi pha vi sai (tải tin) nhỏ đi sẽ làm thay đổi pha (do nhiễu có trị nhỏ hơn).

CÔNG SUẤT MÁY PHÁT HÌNH TRÊN VỆ TINH

Tại đầu vào máy thu, ngoài tín hiệu có ích còn có nhiễu (ngoài và nội bồm thu), nhiễu được biểu diễn bằng nhiệt độ nhiễu (T).Công suất nhiễu đươc tínhnhư sau:. Trong đó: B:độ rộng băng tần máy thu T: nhiệt độ nhiễu của máy thu. Đây là tỉ số tín hiệu trên tạp âmtại đầu vào máy thu. Tỉ số tín hiệu trên tạp âmtại đầu ra máy thu như sau:. Stt Thông số Thu cá nhân Thu tập thể. 2 Loại điều chế AM. với anten đẳng hướng) tại biên của vùng phủ sóng (góc mở chùm sóng là 10)(dB). Nguyên nhanâ chính của việc hạn chế khả năng đạt công suất lớn của máy phát và các thiết bị trên vệ tinh là nguồn năng lượng trên vệ tinh.Hiện nay chủ yếu dùng các tấm quang điện ,với một tấm có diện tích 0.007 m 2,trọng lượng 0,05 - 0.1 kg.

Địa cực và địa từ

Do các trạm thu đều nằm trên các kinh tuyến và vĩ tuyến địa lý nên có sự khác biệt với hướng địa từ một góc , gọi là góc lệch. Góc lệch thay đổi theo vĩ tyến và kinh tuyến, hay cụ thể hơn là nó tăng tỷ lệ với vĩ độ.

Góc ngẩng (Elevation), Góc phương vị (Azimith) và Góc phân cực (Angle of polavisation)

Khi đường trục tâm chảo parabol thu hướng thẳng đến tâm búp sóng chính của anten phát (Dowlink) của vệ tinh thì mặt chảo anten thu sẽ nhận được gần như toàn bộ năng lượng của chùm sóng chính trong mặt phẳng phân cực. Trạm thu hình cá nhân TVRO có nhiệm vụ thu tín hiệu từ các vệ tinh địa tĩnh, qua xử lý tín hiệu giải điều chế và hoàn trả lại dạng điều biên (analog) như tín hiệu truyền hình mặt đất để tương hợp với các tivi gia đình.

Anten và phễu thu sóng 1 Chảo parabol

- Cường độ trường EIRP tại điểm thu, được cho ở các catalog của từng vệ tinh hoặc có thể tính được theo các thông số về công suất phát (Dowlink) của vệ tinh (P hoặc EIRP), về khoảng cách từ vệ tinh đến điểm thu, về các tổn hao trên đường truyền…. Que dò có thể thu năng lượng điện từ trường, hoặc là phân cực ngang (H) hay phân cực đứng (V), hoặc là phân cực tròn quay phải (R) hay quay trái (L). Loại được gắn cố định vào feedhorn có dạng chữ thập, nên khi tìm phân cực thì quay cả feedhorn. Loại này phải điều chỉnh bằng tay dùng trong trạm thu TVRO chỉ bắt sóng của 1 vệ tinh. Nếu muốn tìm sóng của một vệ tinh khác lại phải quay tìm phân cực lại cùng với feedhorn. Loại dầu dò di động thường có hình móc câu, quay tròn được trong ống dẫn sóng. Nó được làm quay bằng hệ thống Palarotor, điều khiển từ máy thu TVRO. Phương phỏp điều khiển bằng xung của mạch logic TTL. kỳ xung vào khoảng 18às. Nguồn cấp cho Palarotor thường dựng ở mức 5VDC, dũng tiờu thụ từ 300÷500mA. a) Oáng dẩn sóng tròn TE11 (Cộng phân cực tròn). b) Oáng dẩn sóng chữ nhật (Cộng phân cực chữ nhật).

KHÁCH SẠN

YEÂU CAÀU CUÛA HEÄ THOÁNG

Dùng máy thu TVRO để bắt tín hiệu từ 2 vệ tinh có phủ sóng trong khu vực và đồng thời thu các đài phát hình địa phương (HTV7,HTV9,TVT1,2,3) trên băng tần UHF và VHF. Toàn bộ tín hiệu các đài thu được cho qua bộ Combiner và bộ Amplifier ,để phân phối cho 50 thuê bao của 1 khách sạn 7 tầng gồm 6 tầng lầu và 1 tầng trệt.

MOÂ HÌNH THIEÁT KEÁ

Trong trường hợp này thì phải làm sao cho mỗi thuê bao, có thể nhận được tín hiệu, các chương trình truyền hình theo yêu cầu, trong bất cứ lúc nào. Tín hiệu truyền hình thu được từ Antenna vệ tinh ( parabol) qua bộ dịch tần nhiễu thấp (LNA và LNB) có tần số từ 0,95 GHz đến 1.75 GHz , sau đó được đưa tới bộ chia để đưa tới các đầu thu vệ tinh.

LỰA CHỌN THIẾT BỊ VÀ TÍNH TOÁN CHI TIẾT

Dưới đây là bảng cho kích thước Anten cần lựa ,tùy thuộc vào các yếu tố như : Công suất của vệ tinh thu tại mặt đất ( PIRE) tính bằng dBW ,hệ số tiếng ồn tối đa của đầu SHF , đối tượng lắp đặt trạm thu (cho cá nhân hay cho tập thể). Căn cứ vào kết quả tính toán và mức tín hiệu cho phép , ta thấy suy hao tới thuê bao có mức suy hao lớn nhất ở tầng 1 là lớn nhất so với các thuê bao khác trong toàn khách sạn và mức suy hao đó là: 36.16 dB.

LẮP ĐẶT VÀ TRIỂN KHAI HỆ THỐNG

Có những phụ tùng đặt biệt để lắp đặt SHF và tiêu điểm của một Anten parabole để có thể đặt được hai nguồn : Một nguồn vào đúng tiêu điểm , còn cái thứ hai có tiêu cự lệch để có thể nhận được vệ tinh thứ hai có khoảng cách với vệ tinh thứ nhất là 3 độ trên quỷ đạo địa tĩnh. Việc thu các vệ tinh có công suất lớn với Anten parabole từ 30 đến 60cm đường kính là đơn giản và những người chơi nghiệp dư cũng có thể thực hiện dễ dàng, không cần có trình độ hiểu biết gì nhiều.

ĐIỀU CHẾ TƯƠNG TỰ

Trong đó x là một đại lượng sai số lượng tử, sau đó tín hiệu được đưa vào bộ mã hóa (encoder) để chuyển độ lớn biên độ các xung sang dạng số đo nhị phân gồm 2 bit biểu biễn là 0 và 1, quá trình trên được gọi là chuyển đổi A/D. Trên đường truyền các từ mã sẽ bị nhiễu xen vào và khi đến đầu thu tín hiệu sẽ bị méo dạng xung, do đó trước khi giải mã ta phải có mạch phục hồi và sửa lại dạng xung để đồng bộ lại dạng xung và phục hồi lại chuỗi xung nhịp đồng hồ.