Hình 2.1: Cấu hình hệ thống thơng tin vệ tinh địa tĩnh
Hoạt động của hệ thống thơng tin vệ tinh cĩ thể được tĩm tắt: Tại đầu phát
trạm mặt đất, tín hiệu băng tần cơ bản BB (BaseBand) như: tín hiệu thoại, video, telex, fax… được điều chế lên thành trung tần IF (Intermediate Frequency) sau đĩ được đổi lên thành cao tần RF (Radio Frequency) nhờ bộ đổi tần tuyến lên U/C (Up Coverter), rồi được bộ khuếch đại cơng suất HPA (High Power Amplifier) khuếch đại lên mức cơng suất cao và đưa ra anten phát lên vệ tinh.
Tín hiệu cao tần từ trạm mặt đất phát truyền dẫn qua khơng gian tự do tới anten thu của vệ tinh đi vào bộ khuếch đại, sau đĩ được đổi tần, khuếch đại cơng suất rồi phát xuống trạm mặt đất thu qua anten phát.
Tại trạm thu mặt đất, sĩng phát từ vệ tinh truyền dẫn qua khơng gian tự do tới anten thu rồi đưa qua bộ khuếch đại tạp âm thấp LNA (Low Noise Amplifier), tần số siêu cao RF được biến đổi thành trung tần IF nhờ bộ đổi tần xuống D/C (Down Converter), sau đĩ đưa sang bộ giải điều chế DEM (Demodulator) để phục hồi lại tín hiệu như lối vào trạm mặt đất.
Đặc điểm của thơng tin vệ tinh địa tĩnh: Nĩi tới thơng tin vệ tinh, cĩ 3 ưu điểm nổi bật của nĩ so với các hệ thống thơng tin khác là:
- Tính quảng bá rộng lớn cho mọi loại địa hình. - Cĩ dải thơng rộng.
- Nhanh chĩng dễ dàng cấu hình lại khi cần thiết.
Đối với hệ thống thơng tin vơ tuyến mặt đất nếu hai trạm muốn thơng tin cho nhau thì các anten của chúng phải nhìn thấy nhau, đĩ gọi là thơng tin vơ tuyến trong
GVHD: ThS. Nguyễn Đình Luyện SVTH: Nguyễn Văn Đầy
tầm nhìn thẳng. Tuy nhiên do Trái Đất cĩ dạng hình cầu nên khoảng cách giữa hai trạm sẽ bị hạn chế để đảm bảo điều kiện cho các anten cịn trơng thấy nhau. Đối với khả năng quảng bá cũng vậy, các khu vực trên mặt đất khơng nhìn thấy anten của đài phát sẽ khơng thu được tín hiệu nữa. Trong trường hợp bắt buộc phải truyền tin đi xa, người ta cĩ thể dùng phương pháp nâng cao cột anten, truyền sĩng phản xạ tầng điện ly hoặc xây dựng các trạm chuyển tiếp. Trên thực tế thì cả ba phương pháp trên đều cĩ nhiều nhược điểm. Việc nâng độ cao của cột anten gặp rất nhiều khĩ khăn về kinh tế và kỹ thuật mà hiệu quả thì khơng được bao nhiêu.
Tĩm lại, để cĩ thể truyền tin đi xa người ta mong muốn xây dựng được các anten rất cao nhưng lại phải ổn định và vững chắc. Sự ra đời của vệ tinh chính là để thoả mãn nhu cầu đĩ, với vệ tinh người ta cĩ thể truyền sĩng đi rất xa và dễ dàng thơng tin trên tồn cầu hơn bất cứ một hệ thống thơng tin nào khác. Thơng qua vệ tinh INTELSAT, lần đầu tiên hai trạm đối diện trên hai bờ Đại Tây Dương đã liên lạc được với nhau. Do khả năng phủ sĩng rộng lớn nên vệ tinh rất thích hợp cho các phương thức truyền tin đa điểm đến đa điểm, điểm đến đa điểm (cho dịch vụ quảng bá) hay đa điểm đến một điểm trung tâm HUB (cho dịch vụ thu thập số liệu).
Bên cạnh khả năng phủ sĩng rộng lớn, băng tần rộng của hệ thống vệ tinh rất thích hợp với các dịch vụ quảng bá hiện tại như truyền hình số phân giải cao HDTV (High Definition Television), phát thanh số hay dịch vụ ISDN thơng qua một mạng mặt đất hoặc trực tiếp đến thuê bao DTH (Direct To Home) thơng qua trạm VSAT (Very Small Aperture Terminal). Cuối cùng do sử dụng phương tiện truyền dẫn qua giao diện vơ tuyến cho nên hệ thống thơng tin vệ tinh là rất thích hợp cho khả năng cấu hình lại nếu cần thiết. Các cơng việc triển khai mạng mới, loại bỏ các trạm cũ hoặc thay đổi tuyến đều cĩ thể thực hiện dễ dàng, nhanh chĩng với chi phí thực hiện tối thiểu. Tuy nhiên vệ tinh cũng cĩ những nhược điểm quan trọng đĩ là:
- Khơng hồn tồn cố định.
- Khoảng cách truyền dẫn xa nên suy hao lớn, ảnh hưởng của tạp âm lớn.
- Giá thành lắp đặt hệ thống rất cao, nên chi phí phĩng vệ tinh tốn kém mà vẫn cịn tồn tại xác suất rủi ro.
GVHD: ThS. Nguyễn Đình Luyện SVTH: Nguyễn Văn Đầy
- Do đường đi của tín hiệu vơ tuyến truyền qua vệ tinh khá dài (hơn 70.000 km đối với vệ tinh địa tĩnh) nên từ điểm phát đến điểm nhận sẽ cĩ thời gian trễ đáng kể. Người ta mong muốn vệ tinh cĩ vai trị như là một cột anten cố định nhưng trong thực tế vệ tinh luơn cĩ sự chuyển động tương đối đối với mặt đất, dù là vệ tinh địa tĩnh nhưng vẫn cĩ một sự dao động nhỏ. Điều này buộc trong hệ thống phải cĩ các trạm điều khiển nhằm giữ vệ tinh ở một vị trí nhất định cho thơng tin. Thêm nữa do các vệ tinh bay trên quỹ đạo cách rất xa mặt đất cho nên việc truyền sĩng giữa các trạm phải chịu sự suy hao lớn, bị ảnh hưởng của các yếu tố thời tiết và phải đi qua nhiều loại mơi trường khác nhau. Để vẫn đảm bảo được chất lượng của tuyến người ta phải sử dụng nhiều kỹ thuật bù và chống lỗi phức tạp.