- Hình B (B Directional frame): Được suy ra từ cả hìn hI (hoặc P) trước và sau
1.2.5.CẤU HÌNH CỦA TRẠM MẶT ĐẤT.
Cáp phân phốiBộ kết hợp
1.2.5.CẤU HÌNH CỦA TRẠM MẶT ĐẤT.
Hình 1.32. Các phần tử căn bản của một trạm mặt đất có dự phòng
Trong các phần trước ta đã xét các trạm TV chỉ thu. Tất nhiên, ở một nơi nào đó ta cần có một tram phát để hoàn thiện đường truyền. Trong một số trường hợp chỉ cần trạm chỉ phát, chẳng hạn khi chuyển tiếp tín hiệu truyền hình đến các trạm chỉ thu TV ở xa. Các trạm phát thu đảm bảo cả hai chức năng và thường được sử dụng cho viễn thông với lưu lượng bao hàm cả mạng TV. Các phần tử cơ bản của một trạm mặt đất có dự phòng được cho trên hình 1.32. Nhắc lại rằng dự phòng có nghĩa một số khối được nhân
đôi. Một khối được dự phòng kép này khi bị sự cố sẽ tự động chuyển mạch đến khối dự phòng. Các khối dự phòng được vẽ trên hình 1.31 ở dạng đường ngắt quãng..
Sơ đồ khối chi tiết của trạm phát thu mặt đất được cho ở hình 1.32. Trong đó để dễ nhìn ta không trình bầy các khối dự phòng.
Hình 1.33. Sơ đồ chi tiết của một trạm phát thu
Nhìn từ phía dưới sơ đồ, trước hết ta thấy thiết bị kết nối trạm vệ tinh mặt đất với mạng viễn thông mặt đất. Để giải thích ta sẽ xét lưu lượng điện thoại. Lưu lượng này có thể gồm nhiều kênh điện thoại được ghép với nhau theo tần số, hoặc thời gian. Ghép kênh này có thể khác với ghép kênh cần thiết để truyền dẫn vệ tinh, vì thế khối tiếp theo là thiết bị ghép kênh thực hiện lập khuôn dạng lại cho lưu lượng. Sau đó luồng ghép được điều chế ở trung tần (IF), thường là 70 MHz. Nhiều tầng trung tần song song được sử dụng cho từng sóng mang được phát. Sau khuếch đại IF 70 MHz, tín hiệu sau điều chế được biến đổi nâng tần đến tần số sóng mang cần thiết.
Nhiều sóng mang có thể được phát cùng một lúc và mặc dù đây là các tần số khác nhau, các sóng mang được đặc tả theo tần số: Các sóng mang 6GHz hay các sóng mang 14GHz. Cần lưu ý rằng mỗi sóng mang có thể được sử dụng cho nhiều điểm nhận. Nghĩa là chúng mang lưu lượng đến các trạm khác nhau. Chẳng hạn một sóng mang vi
ba có thể mang lưu lượng đến Boston và New York. Cùng một sóng mang được thu tại hai điểm, được lọc ra bởi các bộ lọc tại trạm mặt đất thu.
Sau khi đi qua bộ biến đổi nâng tần, các sóng mang được kết hợp và tín hiệu tổng băng rộng được khuếch đại. Tín hiệu băng rộng sau khuếch đại đựơc tiếp sóng đến anten qua bộ ghép song công: Diplexer. Diplexer cho phép anten xử lý đồng thời nhiều tín hiệu phát và thu.
Anten trạm làm việc ở cả hai chế độ phát thu đồng thời nhưng tại các tần số khác nhau. Trong băng C, đường lên có tần số phát là 6GHz và đường xuống hay tần số thu là 4GHz. Trong băng Ku, tần số đường lên là 14 GHz và đường xuống là 12 GHz. Do các anten khuếch đại cao được sử dụng cho cả hai đường, nên chúng có các búp sóng rất hẹp. Búp sóng hẹp này cần thiết để ngăn chặn nhiễu giữa các đường vệ tinh lân cận. Trong trường hợp băng C, cũng cần tránh nhiễu đến từ các tuyến vi ba mặt đất. Các tuyến vi ba mặt đất không hoạt động tại các tần số băng Ku.
Trong nhánh thu (phía phải của hình 1.33), tín hiệu thu được khuếch đại trong bộ khuếch đại tạp âm nhỏ sau đó được chuyển đến bộ chia để tách thành các sóng mang khác nhau. Các sóng mang này được biến đổi hạ tần đến băng IF rồi được chuyển đến khối ghép kênh để được chỉnh lại khuôn dạng cần thiết cho mạng mặt đất.
Cần lưu ý rằng dòng lưu lượng phía thu khác với dòng này ở phía phát. Số lượng sóng mang, khối lượng lưu lượng được mang sẽ khác nhau và luồng ghép đầu ra không nhất thiết phải mang các kênh điện thoại được mang ở phía phát. Tồn tại nhiều loại trạm mặt đất khác nhau phụ thuộc vào các yêu cầu dịch vụ. Theo nghĩa rộng có thể phân loại lưu lượng thành: Tuyến lưu lượng cao, tuyến lưu lượng trung bình và tuyến lưu lượng thấp. Trong kênh tuyến lưu lượng thấp, một kênh phát đáp (36 MHz) có thể mang nhiều sóng mang và mỗi sóng mang liên kết với một kênh thoại riêng. Chế độ hoạt động này được gọi là một sóng mang trên một kênh (SCPC: Single Carrier per Channel). Ngoài ra còn có chế độ đa truy nhập. Cụ thể về các chế độ này sẽ được xét ở chương các hệ thống thông tin vệ tinh FDMA và TDMA. Kích thước anten thay đổi từ 3,6 m (11,8ft) đối với các trạm di động trên xe đến 30 m (98,4ft) đối với đầu cuối chính.
Kênh tuyến lưu lượng trung bình cũng đảm bảo đa truy nhập hoặc theo FDMA hoặc theo TDMA. Các chế độ đa truy nhập này cũng được xét trong chương tương ứng. Kích thước anten từ 30 m (89,4ft) cho trạm chính đến 10 m (32,8 ft) cho các trạm xa.
Trong hệ thống tuyến lưu lượng cao, mỗi kênh vệ tinh (độ rộng băng tần 36 MHz) có thể mang 960 kênh thoại cho một đường hoặc một kênh TV kết hợp với kênh tiếng. Như vậy kênh phát đáp cho kênh tuyến lưu lượng lớn mang một tín hiệu băng rộng: Có thể là TV hay luồng ghép các kênh thoại. Đường kính anten của hệ thống này ít nhất là 30 m (98,4ft) được thiết kế cho trạm mặt đất tiêu chuẩn A của INTELSAT. Các anten lớn này có trọng lương đến 250 tấn vì thế phải có nền đỡ rất chắc chắn và ổn định. Các anten đường kính lớn này đảm bảo các búp sóng rất hẹp và vì thế phải tránh xê dịch để không làm lệch hướng anten. Đối với vùng có băng và tuyết rơi cần có lò sưởi bên trong.
Mặc dù các anten này được sử dụng cho các vệ tinh địa tĩnh, nhưng vẫn xẩy ra trôi vệ tinh. Ảnh hưởng này cùng với búp sóng anten rất hẹp vì thế cần đảm bảo một giới hạn nhất định về độ bám. Điều chỉnh từng nấc theo phương vị và góc ngẩng được thực hiện dưới sự điều khiển của máy tính để đạt được tín hiệu thu cực đại. Việc đảm bảo liên tục nguồn nuôi cũng là một vấn đề quan trọng khi thiết kế các trạm mặt đất phát thu. Trừ các trạm nhỏ nhất, cần thể sử dụng nguồn dự phòng từ điện mạng hoặc acquy và các máy phát điện. Nếu điện lưới bị sự cố, các acquy lập tức thay thế.
KẾT LUẬN
Trạm mặt đất vệ tinh bao gồm phần phát và phần thu. Máy thu truyền hình vệ tinh TVRO là trạm mặt đất đơn giản nhất. Nó chỉ có phần thu. Theo quy định các máy thu gia đình chỉ làm việc tại băng Ku. Tuy nhiên hiện này nhiều gia đình có thể sử dụng các chảo khá to (đường kính khoảng 3m) để thu các tín hiệu TV đường xuống trong băng C (GHz) dùng cho chuyển đổi mạng đến các mạng phân phối truyền hình (các đài phát VHF, UHF và cáp truyền hình). Các tòa nhà lớn có thể sử dụng hệ thống TV anten chủ (MATV: Master- Antena TV) hoặc hệ thống TV nten tập thể (CATV: Community Atenna TV) để cung cấp chương trình vệ tinh đồng thời cho nhiều người sử dụng. Trạm mặt đất thu phát thường là các trạm đầu cuối sử dụng cho các mạng thông tin. Trạm mặt đất của hệ thống thông tin vệ tinh tế hoăc có thể là các trạm di động trên tầu bè, thương mại, quân sự và hàng không. Đây là các trạm rất phức tạp đòi hỏi công suất phát lớn và anten lớn để có thể phát đến vệ tinh. Phần phát của các trạm này bao gồm phần giao tiếp với các hạ tầng thông tin mặt đất, phần chuyển đổi khuôn dạng tín hiệu cho phù hợp kênh vệ tinh và phần ghép kênh, phần điều chế và biến đổi
nâng tần, phần kết hợp kênh vô tuyến và anten phát. Phần thu bao gồm các phần từ ngược lại với phần phát: Anten thu, chia kênh vô tuyến, biến đổi hạ tần, giải điều chế, phân kênh và giao tiếp với hạ tầng viễn thông mặt đất.