- Bộ ghép kênh đầu ra OMU
HOẠT ĐỘNG CỦA CÁC TRẠM VSAT HUB VÀ BỘ PHẬN ĐIỀU KHIỂN VỆ TINH
BỘ PHẬN ĐIỀU KHIỂN VỆ TINH
Thông tin vệ tinh là hệ thống thông tin vô tuyến điểm đến đa điểm, nghĩa là một vệ tinh có thể thông tin với nhiều trạm mặt đất, vì vậy phải sử dụng phương pháp đa truy nhập, đa truy nhập theo tần số FDMA và đa truy nhập theo thời gian TDMA
Dựa trên các kỹ thuật cơ bản này, có thể tạo một hệ thống mạng lớn từ nhiều hệ thống mạng con bằng cách phân định mỗi mạng con làm việc trên một đoạn băng tần vệ tinh riêng rẽ và có được các kỹ thuật đa truy nhập ghép hỗn hợp như Đa truy nhập phân chia theo thời gian / Đa tần số - TDMA/MF (Multiple Frequency).
Trạm HUB sẽ kiểm soát và cấp phát khe thời gian và đoạn băng tần làm việc còn trống khi trạm VSAT có yêu cầu truyền tin. Điều này sẽ giúp sử dụng quỹ băng thông rất hiệu quả khi mạng có số lượng trạm rất lớn và tương đối đồng nhất
Số lượng VSAT trong một khe và độ rộng của khe tần số thường được tính toán cân bằng giữa kích cỡ, giá thành trạm VSAT và hiệu suất sử dụng khe tần số.
MF/TDMA là kỹ thuật mới phát triển và trở thành chuẩn công nghệ mới cho mạng VSAT
Ưu điểm
1/ về tần số: sử dụng chung 1 tần số cho các trạm trong một mạng được phân bổ theo thời gian
2/ phân phối theo yêu cầu, khi không có nhu cầu truyền thì vsat sẽ ở chế độ standby vì thế chiếm băng tần rất bé.
3.2. Hoạt động của mạng Vsat
Các trạm mặt đất phát không liên tục tín hiệu trong thời gian Tb. Sự truyền dẫn này được gọi là cụm (burst). Sự phát đi một cụm được đưa vào một cấu trúc thời gian dài hơn được gọi là chu kỳ khung và chu kỳ này tương ứng với cấu trúc thời gian theo chu kỳ mà tất cả các trạm phát đi theo cấu trúc này. Mỗi sóng mang thể hiện một cụm sẽ chiếm toàn bộ độ rộng của kênh. Trạm chuẩn thực hiện đồng bộ cụm bằng cách phát đi các cụm chuẩn. Đoạn thời gian bắt đầu từ một cụm chuẩn đến cụm chuẩn tiếp theo được gọi là một khung . Một khung chứa cụm chuẩn R và các cụm từ các trạm
mặt đất khác: các cụm A, B và C..
Trạm Hub luôn kết nối với các Vsat trong mạng một cách thường trực, để điều khiển các hoạt động mạng, trạm nào sẽ phát và trạm nào sẽ thu, để tránh trường hợp có nhiều sóng mang chiếm toàn bộ phát đáp trong cùng một khoảng thời gian. Vì thế Hub sẽ có một kênh riêng biệt với băng thông rất bé để đồng bộ và điều khiển các trạm Vsat trong một mạng.
Hình 3.1. Anten trạm Hub
Khi trạm A có gói data cần phát cho trạm B thì Hub sẽ chỉ lệnh cho trạm A được phát, trạm A sẽ điều chế gởi tín hiệu, các trạm còn lại sẽ nghỉ, sau chu kì đến trạm B phát, sau chu kì nữa thì trạm C phát…mỗi một trạm phát thì tất cả các trạm còn lại đều thu, tuy nhiên chi có gói data của trạm A là đến được trạm B còn trạm khác chi thu tín hiệu nhưng không có gói dữ liệu.
Hình 3.2 Khung TDMA
Cụm chuẩn đánh mốc khởi đầu của một khung. Cụm này được chia thành các khối chức năng hay các kênh khác nhau như sau:
* Khôi phục sóng mang và định thời bit: CBR.
1. Cho phép bộ giải điều chế của trạm mặt đất thu khôi phục lại sóng mang được tạo ra từ bộ dao động nội ở máy phát để giải điều chế nhất quán. Cho mục đích này đoạn đầu chứa một chuỗi bit cung cấp pha sóng mang không đổi.
2. Cho phép bộ tách sóng của trạm mặt đất thu đồng bộ đồng hồ quyết định bit của mình với tốc độ bit của ký hiệu; cho mục đích này đoạn đầu chứa một chuỗi bit cung cấp các pha đảo luân phiên.
* Từ mã cụm: BCW (hay còn gọi là từ duy nhất: UW). Cho phép trạm mặt đất xác định khởi đầu của một cụm bằng cách so sánh BCW thu đươc với bản sao của từ này ở trạm mặt đất. Ngoài ra từ duy nhất này cũng cho phép máy thu giải quyết được vấn đề sự không rõ ràng pha trong trường hợp giải điều chế nhất quán. Biết được khởi đầu của cụm, tốc độ bit và giải quyết được (nếu cần) sự không rõ ràng pha, thì máy thu có thể xác định được tất cả các bit xẩy ra sau từ duy nhất.
* Mã nhận dạng trạm: SIC. Cho phép nhận dạng trạm phát
Cụm lưu lượng bao gồm đoạn đầu, trường lưu lượng và đoạn cuối. Đoạn đầu có các khối chức năng giống như cụm chuẩn. Ngoài ra nó có thêm một khối chức năng cho kênh nghiệp vụ (OW). Khối chức năng này cho phép truyền các bản tin nghiệp vụ giữa các trạm (thoại và telex) và báo hiệu. Trường lưu lượng được đặt ở sau đoạn đầu và đây là trường truyền dẫn thông tin hữu ích. Ở phương pháp 'một sóng mang trên một trạm' khi cụm được truyền từ một trạm mang tất cả thông tin từ trạm
này đến các trạm khác, trường lưu lượng được cấu trúc thành các cụm con tương ứng với thông tin được truyền từ trạm này đến từng trạm trong số các trạm khác.
Dựa vào sự phát triển của các trạm mặt đất Vsat làm nền tảng, hiện nay công nghệ sử dụng vệ tinh đã phát triễn thêm 1 hướng mới là kết hợp giữa đường truyền vệ tinh và giao thức IP. Hay công nghệ IP-STAR
3.3. ĐIỀU KHIỂN VỆ TINH:
3.3.1. PHÂN HỆ ĐO BÁM VÀ ĐIỀU KHIỂN TỪ XA
Phân hệ TT&C (Telemetry, Tracking and Command: Đo từ xa, bám và điều khiển) thực hiện một số chức năng thường xuyên trên vệ tinh. Chức năng đo từ xa có thể hiểu như là đo trên một cự ly xa. Một số tần số được quốc tế quy định để phát tín hiệu đo từ xa cho vệ tinh. Trong giai đoạn phóng vệ tinh, một kênh đặc biệt được sử dụng cùng với anten vô hướng. Khi vệ tinh đã vào quỹ đạo ổn định, một trong số các bộ phát đáp thường được sử dụng cùng với anten có hướng, khi xảy ra trình trạng khẩn cấp kênh này sẽ được chuyển mạch trở về kênh đặc biệt khi phóng vệ tinh
Có thể coi đo từ xa và điều khiển là các chức năng bù lẫn cho nhau. Phân hệ đo từ xa phát thông tin về vệ tinh đến trạm mặt đất, còn phân hệ điều khiển thu các tín hiệu, thường là trả lời cho thông tin đo từ xa. Phân hệ điều khiển giải điều chế và khi cần thiết giải mã các tín hiệu điều khiển rồi chuyển chúng đến thiết bị thích hợp để thực hiện hành động cần thiết. Vì thế có thể thay đổi độ cao, đấu thêm hoặc cắt bớt các kênh, định hướng lại anten hoặc duy trì quỹ đạo theo lệnh từ mặt đất. Để tránh thu và giải mã các lệnh giả, các tín hiệu điều khiển được mật mã hoá.
Bám vệ tinh được thực hiện bằng các tín hiệu hải đăng được phát đi từ vệ tinh. Các tín hiệu này được TT&C trạm mặt đất thu. Bám đặc biệt quan trong trong các giai đoạn chuyển và dịch quỹ đạo của quá trình phóng vệ tinh. Khi vệ tinh đã ổn định, vị trí của vệ tinh địa tĩnh có xu thế bị dịch có xu hướng trôi về hướng Đông do các lực nhiễu khác nhau. Các hải đăng bám có thể được phát trong kênh đo từ xa hay bằng các sóng mang tại các tần số trong một trong số các kênh thông tin
chính hay bởi các anten bám đặc biệt. Định kỳ cũng cần có thông tin về khoảng cách từ vệ tinh đến trạm mặt đất. Thông tin này được xác định bằng cách đo trễ truyền các tín hiệu phát riêng cho mục đích đo cự ly.
Để điều khiển Vinasat-1, ta có 2 trạm điều khiển:
- Trạm thứ nhất có nhiệm vụ phát tra 1 búp sóng có HPBW (độ rộng búp sóng nữa công suất) là 0.10
- Trạm thứ hai làm nhiệm vụ điều khiển vệ tinh thông qua 1 kênh truyền đặc biệt, trạm này có 1 anten tự dao động gọi là Tracking anten, anten này có nhiệm vụ phải luôn bám vào vệ tinh
Khi vệ tinh dao động trong khoảng lệch trụ 0.10 này thì tín hiệu phát từ vệ tinh mà các trạm mặt đất vẫn thu được ổn định. Nhưng trong trường hợp nào đó vệ tinh bị ảnh hưởng của các yếu tố ngoài không gian hay nguyên nhân nào khác, làm vệ tinh trôi ra khỏi quỹ đạo ban đầu thì ngay lập tức trạm thứ nhất sẽ gởi tín hiệu thông báo cho trạm thứ 2, trạm 2 sẽ gởi tín hiệu lên vệ tinh, kích hoạt bộ phận tên lửa bên hông vệ thịnh, đưa vệ tinh trở về quỹ đạo như cũ
CHƯƠNG 4