Tỉ lệ tín hiệu trên nhiễu tại đầu vào máy thu được xác định theo cơng thức sau: o N C = Tk C [Hz] (2.63) Với: C = PRX : Cơng suất sĩng mang tại đầu vào máy thu theo cơng thức (2.28) NO : Cơng suất nhiễu trắng (Mật độ phổ tạp âm tại mọi điểm trên hệ thống ) T: Nhiệt độ nhiễu tại đầu vào decoder xác định theo (2.41)
Thay các giá trị ở (2.24), (2.25), (2.26), (2.27), (2.30), 2.32), (2.34), (2.49) và (2.40) vào (2.42) lần lượt ta cĩ: o N C = EIRPTX L 1 TRX R L G max Tk 1 [Hz] (2.64) Với LTRX = LR + LFRX + LPOL (2.65) C = PRX = FTX T T TX L L G P max A FSL L 1 POL FRX R R L L L G max (2.66) Cuối cùng cĩ: o N C = k T L T L T L L L G L L L L G P R FRX F FRX A POL FRX R R A FS FTX T T TX 1 ) 1 1 ( 1 max max + − + [Hz] (2.67)
2.4.3.11. Tỉ số năng lượng của Bit/mật độ tạp âm Eb/N0 (Energy of Noise Density Ratio) TA, GA LNA IF Amp Down converter MIXER LO TLNA.GLNA TIF.GIF TR Feeder Reciever T1 T2 TF, LFRX TMX, GMX TLNB
Người ta sử dụng khái niệm tỉ số Eb/NO là tỉ số năng lượng trên bít Eb và mật độ phổ cơng suất nhiễu NO để đo khả năng phục hồi dữ liệu của modem số khi cĩ nhiễu.
Tỉ số này càng lớn thì BER (Bit Error Rate: tỉ lệ bit lỗi) càng giảm cĩ nghĩa quan hệ giữa chúng là quan hệ tỉ lệ nghịch.
S/N = (REb) : (BNO) (2.68) Nếu băng tần để truyền được một bit rộng 1Hz thì ta cĩ:
S/N = Eb/NO (2.69) O N C = N C - 10lg B 1 (2.70) O N C = o b N E + 10lgRtrans (2.71) N C = O b N E
+ 10lgRinfo – 10lgBNoise demodulater (2.72) Với B: Băng thơng truyền dữ liệu với tốc độ bít R[b/s]
Bnoise demodulater: Băng thơng nhiễu của kênh Rinfo: Tốc độ thơng tin của chương trình
C: Cơng suất sĩng mang tại đầu vào decoder [W].
No: Mật độ phổ cơng suất nhiễu tại đầu vào decoder [W/Hz]
Rtrans: Tốc độ bít tại ngõ vào decoder [b/s]. Tốc độ này bao gồm dữ liệu truyền đã dồn kênh + FEC.
2.5. Kết luận chương
Vệ tinh thơng tin địa tĩnh cĩ nhiều ưu điểm mà các mạng truyền dẫn thơng thường khơng thể áp ứng được, nên được sử dụng rộng rãi ở nhiều nước trên thế giới.
Truyền dẫn thơng vệ tinh là truyền dẫn thơng tin qua mơi trường truyền là khơng khí với cự ly rất dài, nên cĩ nhiều loại suy hao trên đường truyền. Do đĩ, để truyền tín hiệu qua vệ tinh được tốt phải tính tốn từng loại suy hao. Để chọn thiết bị truyền dẫn và kỹ thuật truyền để tín hiệu nhận được ở phía thu là tốt nhất trong điều kiện xấu nhất cĩ thể.
Thơng tin vơ tuyến qua vệ tinh là thành tựu nghiên cứu trong lĩnh vực truyền thơng nhằm mục đích khắc phục các nhược điểm của mạng vơ tuyến mặt đất, đạt được mức gia tăng chưa từng cĩ về cự ly và dung lượng. Với lĩnh vững này ngày nay rất coi trọng và đầu tư nghiên cứu, đem lại cho khách hàng nhiều dịch vụ mới với chi phí thấp nhất cĩ thể cĩ. Chương kế tiếp sẽ nĩi rõ về tình hình sử dụng vệ tinh ở Việt Nam cũng như các dịch vụ đang triển khai.
Chưong 3: HỆ THỐNG VỆ TINH VIỄN THƠNG VINASAT 3.1. Tình hình chung
3.1.1. Sự phát triển hệ thống thơng tin vệ tinh thế giới
Ngày nay, thơng tin đã được truyền trực tiếp tới khắp nơi trên thế giới nhờ hệ thống vệ tinh chằng chịt trên bầu trời. Gần nửa thế kỷ sau vệ tinh viễn thơng tiếp âm trực tiếp đầu tiên Telstar 1 được NASA phĩng lên vào ngày 10/7/1962 tại Cape Canaveral, trên thế giới đã cĩ khoảng 280 vệ tinh thương mại đang hoạt động, cung cấp hàng loạt các dịch vụ viễn thơng trên thị trường thơng tin vệ tinh quốc tế. Riêng Châu Á cĩ khoảng 80 vệ tinh của 20 nhà khai thác. Các nước trong khu vực Đơng Nam Á sở hữu một hoặc nhiều hơn một hệ thống vệ tinh gồm Thái Lan, Malaysia, Indonesia, Singapore, Philippines và Việt Nam.
3.1.2. Sự phát triển hệ thống thơng tinh vệ Việt Nam
- Ngay từ tháng 8/1980, Việt Nam đã sử dụng thơng tin vệ tinh qua hệ thống InterSputnik của Liên Xơ (cũ).
- Từ năm 1990, VNPT đã triển khai một hệ thống trạm mặt đất lớn để sử dụng vệ tinh INTELSAT của Australia, chủ yếu phục vụ các hướng liên lạc quốc tế và truyền dẫn đường trục trong nước.
- Đến năm 1996, hệ thống VSAT của VNPT đã được khai thác trên cơ sở thuê dung lượng vệ tinh của các nước trong khu vực, giúp hỗ trợ thơng tin nhanh cho nhiều vùng, miền khác nhau. Ngồi ra, một số bộ, ngành khác cũng đã sử dụng thơng tin vệ tinh (dưới hình thức thuê kênh vệ tinh của nước ngồi) để đáp ứng nhu cầu chuyên ngành của mình.
- 19/4/2008 vệ tinh viễn thơng VINASAT- 1 chính thức đi vào vũ trụ, sau hơn một tháng thử nghiệm đã đưa vào sử dụng.
3.1.3. Thơng tin về vệ tinh viễn thơng VINASAT-1
- Chủ đầu tư: Tập đồn bưu chính viễn thơng Viêt Nam (VNPT). Nhà cung cấp vệ tinh, dịch vụ phĩng, và thiết bị trạm điều khiển: Lockheed Martin Coprporation (USA).
- Nhà tư vấn và giám sát xây dựng, lắp đặt vệ tinh VINASAT-1: TELESAT - Cơng ty vận tải hàng khơng vũ trụ ArianeSpace phĩng vệ tinh.
- Trạm điều khiển vệ tinh chính đặt ở Hà Tây và trạm dự phịng đặt ở Bình Dương.
- VINASAT-1 được phĩng vào lúc 5h17 ngày 19/4/2008 tại bãi phĩng Kourou- quốc gia Trung Mỹ French-Guiana.
3.2. Vệ tinh viễn thơng VINSAT
3.2.1. Tầm quan trọng của vệ tinh VINASAT-1
Trước khi cĩ vệ tinh VINASAT-1 Việt Nam đã bỏ ra hằng năm một khoản tiền khá lớn lên đến để thuê đường truyền vệ tinh từ vệ tinh các nước như:
INTERSPUTNIK (Liên Xơ), ASIASAT (Trung Quốc), PALAPA (Indonesia), THAICOM (Thái Lan), X-SAT (Singapore), JSAT (Nhật Bản),… nhằm sử dụng các mục đích khác nhau.
Những năm qua mạng viễn thơng Việt Nam khơng ngừng phát triển cả số lượng lượng và chất lượng. Mà trước tiên phải kể đến phương tiện truyền dẫn, với truyền dẫn bằng cáp quang, viba số chúng ta đã phát triển tương đối hồn thiện thành thị và những vùng lân cận. Đối với như nơi vùng sâu, vùng xa biên giới hải đảo đầu tư cáp quang, viba số khơng hiệu qua về kinh tế thâm chí khơng đầu tư được.
Vệ tinh VINASAT-1 đưa vào khai thác tạo ra một bước phát triển mạnh cho viễn thơng Việt Nam. Với tính ưu việt của vệ tinh là khơng phụ thuộc vào địa hình, khơng phục thuộc vào khoảng cách, do đĩ rút ngắn được khoảng cách giữa thành thị và nơng thơn.
Vệ tinh VINASAT-1 là vệ tinh đầu tiên của Việt Nam sẽ hứa hẹn mang lại nhiều lợi ích to lớn về kinh tế, an ninh, và quốc phịng. Ngồi ra, VINASAT-1 cịn mang lại nhiều cơ hội tiếp cận và hịa nhập vào cuộc sống hiện đại của những người dân vùng sâu vùng xa, miền núi và hải đảo.
Những lợi ích to lớn của VINASAT-1 chủ yếu dành cho 3 lĩnh vực quan trọng:
3.2.1.1. Nhà nước
Tính tới thời điểm này, hầu hết các quốc gia trong khu vực Đơng Nam Á đã cĩ vệ tinh viễn thơng riêng (ngoại trừ Lào, Campuchia và Myanmar).
Các nước trong khu vực như Thái Lan, Malaysia và Indonesia đều đã phĩng vệ tinh viễn thơng, mà khơng chỉ cĩ một mà tới 5-7 vệ tinh. Chính vì vậy, VINASAT-1
sẽ đĩng một vai trị quan trọng trong việc giúp Việt Nam hội nhập với cơng nghệ và viễn thơng thế giới.
Trong một thời đại mà cơng nghệ thơng tin đang phát triển với tốc độ như vũ bão hiện nay, việc cĩ được một vệ tinh viễn thơng như Vinasat-1 sẽ giúp Việt Nam khẳng định được chủ quyền của Việt Nam đối với nguồn tài nguyên hữu hạn là quỹ đạo vệ tinh và các tần số liên quan, đảm bảo cung cấp dịch vụ thơng tin vệ tinh cho các mục đích chính trị, an ninh quốc phịng…
Theo VNPT, đơn vị quản lý VINASAT-1, đối tượng được ưu tiên sử dụng vệ tinh này là các đơn vị quân đội, cơng an, các đài truyền hình trung ương và địa phương.
Vinasat-1 sẽ giúp tăng cường khả năng thơng tin nhằm phục vụ xây dựng đất nước. Đặc biệt, Vinasat-1 sẽ là cơng cụ trợ giúp đắc lực cho cơng tác thơng tin phục vụ cuộc sống của ngư dân, và phát triển kinh tế biển nĩi chung; đồng thời phịng chống và ứng cứu đột xuất khi xảy ra bão lũ, thiên tai...
Vệ tinh cĩ thể hoạt động trong mọi điều kiện thời tiết, và cĩ thể thiết lập nhanh chĩng các kênh liên lạc với những khu vực khơng hoặc khĩ cĩ thể tiếp cận được (chẳng hạn như vùng bão lũ).
3.2.1.2. Doanh nghiệp
Thực ra khơng phải tới giờ các doanh nghiệp Việt Nam mới tiếp cận với dịch vụ truyền dẫn qua vệ tinh, mà thực tế này đã cĩ từ những năm 80. Tuy nhiên, theo ước tính mỗi năm các doanh nghiệp Việt Nam phải bỏ ra từ 10-15 triệu USD để thuê kênh vệ tinh.
Nếu tính tới nhu cầu thuê kênh vệ tinh của tất cả các bộ ngành trong những năm tới thì số tiền này sẽ lớn hơn rất nhiều. Trong khi đĩ nếu cĩ một vệ tinh riêng thì sẽ tiết kiệm được khá nhiều tiền bởi riêng phần chi phí thuê kênh vệ tinh cũng cao hơn giá thành từ 2-3 lần tùy thuộc vào nhu cầu sử dụng và băng tần sử dụng.
Ngồi ra, Vinasat-1 sẽ giúp các doanh nghiệp cĩ thể cung cấp nhiều dịch vụ mà trước đây thường bị hạn chế bởi hạ tầng như đào tạo từ xa; truyền hình qua vệ tinh đến từng hộ gia đình; đưa điện thoại, Internet và truyền hình tới vùng sâu vùng xa, miền núi và hải đảo.
VINASAT-1 cĩ dung lượng truyền dẫn tương đương với 10.000 kênh thoại/ Internet/ truyền số liệu hoặc khoảng 120 kênh truyền hình. Chính vì vậy, việc cung cấp những dịch vụ này sẽ nhanh chĩng được mở rộng tới tất cả người dân vượt qua bất kể những trở ngại về địa lý.
VINASAT-1 cĩ tầm phủ sĩng rất rộng bao trùm cả khu vực Đơng Nam Á, Đơng Trung Quốc, Ấn Độ, Triều Tiên, Nhật Bản, Úc, đặc biệt là cả Hawaii - cổng thơng.
tin quan trọng vào nước Mỹ.
Đây đều là những thị trường viễn thơng lớn đang phát triển nhanh nên các doanh nghiệp Việt Nam sẽ cĩ rất nhiều tiềm năng và cơ hội kinh doanh trong việc cung cấp những dịch vụ 3G, Internet tốc độ cao, điện thoại truyền hình,…
3.2.1.3. Người dân
Một trong những hiệu quả to lớn mà Vinasat-1 cĩ thể mang lại là người dân vùng sâu vùng xa, miền núi và hải đảo sẽ cĩ cơ hội sử dụng những dịch vụ mà từ lâu họ mong muốn như điện thoại, truyền hình và Internet.
Thơng thường những dịch vụ này tuy khá phổ biến ở thành thị nhưng lại khĩ cĩ thể tiếp cận ở vùng xa xơi và hẻo lánh do khĩ cĩ thể triển khai được hạ tầng, và chi phí dành cho việc xây dựng và lắp đặt thường rất cao.
Khi đi vào hoạt động, Vinasat-1 sẽ trở thành “người bạn đường” của những ngư dân đi biển. Họ cĩ thể dễ dàng liên lạc với đất liền hơn, rất cần thiết trong trường hợp xảy ra bão lũ, biển động để phục vụ cho cơng tác cứu trợ và ứng cứu khẩn cấp.
Trước đây, việc liên lạc trên biển gặp rất nhiều khĩ khăn, chủ yếu do hạ tầng cơ sở chưa thể đáp ứng được, và do đặc thù Việt Nam cĩ diện tích biển lớn và kéo dài.
Với việc cung cấp dịch vụ qua vệ tinh, người dân sẽ được tiếp nhận chất lượng dịch vụ tốt hơn (tốc độ đường truyền Internet cao hơn, dịch vụ điện thoại tốt hơn, …) và nhiều loại hình dịch vụ mà trước đây thường bị hạn chế như: truyền hình vệ tinh, hội nghị từ xa, đào tạo từ xa,…
3.2.2. Các thơng số kỹ thuật cơ bản của vệ tinh Vinasat
Hình 3.1: Vệ tinh VINASAT-1.
- Kiểu vệ tinh: Vệ tinh địa tĩnh
Vị trí quỹ đạo: quỹ đạo địa tĩnh 132º Đơng, cách trái đất 35768 km. - Tuổi thọ vệ tinh tối thiểu 15 năm (cĩ thể lên đến 20 năm)
- Vệ tinh cao 4m, trọng lượng phĩng khoảng 2600 kg Tên lửu đẩy: Arian – 5 của Pháp
- Dung lượng truyền dẫn tương đương 10000 kênh thoại/Internet/truyền số liệu hoặc khoảng 120 kênh truyền hình.
Số máy phát đáp: 20 (08 máy phát đáp cho băng C, 12 máy phát đáp băngKu). + Băng tần C:
Số bộ phát đáp: 8 bộ (36 Mhz/bộ). Uplink: tần số phát Tx 6425-6725 Mhz. Downlink : tần số thu Rx 3400-3700 Mhz.
Vùng phủ sĩng: VN, Đơng Nam Á, Trung Quốc, Triều Tiên, Ấn Độ, Nhật Bản, Australia.
Hình 3.2: Tầm bao phủ của sĩng băng tần C.
+ Băng tần Ku:
Số bộ phát đáp: 12 bộ (36 Mhz/bộ).
Uplink: tần số phát Tx 13750-14500 Mhz. Downlink : tần số thu Rx 10950-11700 Mhz.
VN, Lào, Campuchia, Thái Lan, một phần Myanma
3.3. Quá trình vận hành và khai thác dịch thơng qua VINASAT-13.3.1. Trạm điều khiển vệ tinh VINASAT-1 3.3.1. Trạm điều khiển vệ tinh VINASAT-1
Hình 3.4: Trung tâm điều khiển vệ tinh VINASAT-1 Quế Dương.
Sau khi vệ tinh phĩng lên quỹ đạo thì hãng Lockheed Martin sẽ thực hiện quá trình đo thử, nghiệm thu trên trạm. Quá trình này kéo dài khoảng một tháng. Sau đĩ họ sẽ chính thức chuyển giao cho phía Việt Nam. Mà cụ thể là trung tâm điều khiển vệ tinh VINASAT tỉnh Quế Dương (Cát Quế - Dương Liễu – Hà Tây).
Về mặt lý thuyết, sau khi chuyển giao cho Việt Nam thì chúng ta đã đưa vào sử dụng. Trạm này chức năng nhiệm vụ là điều khiển vệ tinh, thu thập các số liệu từ vệ tinh, đánh giá phân tích và đưa ra những lệnh điều khiển cần thiết để vệ tinh đi đúng quỹ đạo của nĩ.
Việc chọn Quế Dương để đặt trạm điều khiển vệ tinh cĩ nhiều yếu tố thuận lợi như: tránh được các ảnh hưởng nhiễu về tần số, trước khi quyết định lắp đặt trạm điều khiển vệ tinh tại Cát Quế - Dương Liễu - Hồi Đức - Hà Tây các nhà khoa học, giới chuyên mơn đã cĩ sự nghiên cứu, kiểm tra kỹ càng.
Ngồi trạm chính đặt tại Quế Dương cịn cĩ một trạm phụ ở Bình Dương, để phịng trường hợp trạm chính xảy ra sự cố.
3.3.2. Khai thác dịch vụ vệ tinh VINASAT-1
Nâng cao năng lực khai thác, vận hành an tồn, hiệu quả Vinasat-1 tại vị trí 132 độ Đơng.
Đẩy mạnh cơng tác bán hàng, tiếp thị dung lượng vệ tinh VINASAT-1; giới thiệu và cung cấp các dịch vụ vệ tinh tiên tiến cho các ngành; thương mại, ngân hàng, giao thơng vận tải, giáo dục, y tế,…
Thực hiện các cơng việc liên quan đến phối hợp tần số và vị trí quỹ đạo 132 độ Đơng trong vai trị là một nhà khai thác vệ tinh Vinasat-1; đảm bảo sử dụng hiệu quả hơn nguồn tài nguyên tần số vệ tinh của vệ tinh này.
Xây dựng và thực hiện các phương án hợp tác, dự phịng, trao đổi dung lượng với các nhà khai thác vệ tinh khác trong khu vực.
Vệ tinh viễn thơng VINASAT-1 sẽ hoạt động tại vị trí quỹ đạo địa tĩnh 132o
Đơng với 12 bộ phát đáp băng tần Ku và 8 bộ phát đáp băng tần C. Vinasat-1 sẽ làm việc ổn định trong suốt 15 năm sống của vệ tinh, cĩ độ ổn định kinh độ và vĩ độ +/- 0,05 độ.
Vệ tinh VINASAT-1 đã được phĩng thành cơng vào quỹ đạo ở vị trí 132 độ Đơng ngày 19/4/2008. Hiện nay, vệ tinh đầu tiên của Việt Nam đang hoạt động ổn định trên quỹ đạo định sẵn. Một số chỉ tiêu kỹ thuật quan trọng đã đạt được sau kiểm tra như sau: Nhiên liệu cĩ thể duy trì tới 25 năm (yêu cầu ban đầu là 20 năm); độ tin cậy là 0,84 (so với yêu cầu là 0,78); 23 bộ phát đáp cĩ thể hoạt động (so với yêu cầu 20 bộ). Chỉ tiêu kỹ thuật các bộ phát đáp về băng tần C và Ku đảm bảo yêu cầu cả về cơng suất (EIRP) và hệ số phẩm chất (G/T). Điều này cho phép VNPT