I. Giới thiệu chung.
2. Ưu và khuyết điểm của quỹ đạo địa tĩnh.
Đối với quỹ đạo địa tĩnh, khi độ nghiêng và độ lệch tâm của quỹ đạo bằng khơng, nghĩa là quỹ đạo trịn, thì vệ tinh cố định đối với một điểm xác định trước trên mặt đất. Trong thực tế, độ nghiêng và độ lệch tâm hiếm khi bằng khơng. Vì vậy, vệ tinh mỗi ngày lệch một ít so với trái đất.
Quỹ đạo địa tĩnh cĩ nhiều ưu điểm, do đĩ quỹ đạo này được sử dụng rộng rãi trong truyền thơng. Một vệ tinh mà xuất hiện cố định so với tất cả các trạm mặt đất trong tầng đối lưu, sẽ giảm đến mức tối thiểu các yêu cầu, chọn lựa cho thiết bị đầu cuối, và các thơng số truyền dẫn như tổn hao đường truyền là bất biến. Hơn nữa, vùng thu tín hiệu vệ tinh địa tĩnh tốt là phù hợp với vùng đơng dân. Một ưu điểm khác là độ dịch Doppler rất nhỏ và cĩ thể dự đốn nhiễu từ những hệ thống radio khác nhờ hình dạng hình học cố định của nĩ.
Tuy nhiên, cĩ một vài khuyết điểm vốn cĩ của loại vệ tinh này. Thời gian trễ do truyền lan lớn, khoảng 25ms, vì tầm truyền đạt của vệ tinh lớn. Thời gian trễ này là thích hợp cho một cuộc nĩi chuyện điện thoại đơi thì quá khĩ khăn. Hơn nữa, khi mặt trời xuất hiện trong khoảng cách sĩng của anten trạm mặt đất, thì mặt trời trở thành một nguồn nhiễu mạnh. Mặt khác, sự bất lợi của quỹ đạo này là khơng cĩ khả năng bao phủ cho tồn bộ mặt đất.
Một hạn chế của quỹ đạo địa tĩnh được đề cập đến gần đây cĩ liên quan đến những ứng dụng của nĩ trong thơng tin mobile. Ở những vùng mà gĩc ngẩng của vệ tinh nhỏ thì tổn hao truyền lan lớn do các vật cản như: nhà, cây cối,..., làm giới hạn khả năng và độ tin cậy của tuyến liên lạc.
Mặc dù vậy, những ưu điểm của quỹ đạo địa tĩnh vẫn hơn hẳn những khuyết điểm của nĩ trong hầu hết các ứng dụng và vì quỹ đạo địa tĩnh được sử dụng trong hầu hết các hệ thống truyền thơng vệ tinh. Do yêu cầu đề tài là thiết kế anten Cassegrain, mà anten này được sử dụng rộng rãi cho các trạm mặt đất và mạng thơng tin vệ tinh địa tĩnh. Em xin trình bày một mạng thơng tin vệ tinh địa tĩnh đĩ là mạng VSAT. Chúng ta cũng nên đề cập đến một số yêu cầu về việc thiết kế mạng VSAT.
Giới thiệu chung về mạng VSAT.
Trong thiết kế mạng VSAT quan trọng nhất là việc tính tốn, lựa chọn cấu hình và kích cỡ các trạm sao cho giá thành thiết bị, chi phí thuê kênh vệ tinh là nhỏ nhất mà vẫn đảm bảo được chất lượng tín hiệu yêu cầu. Ngồi ra, như một đặc điểm lớn của thơng tin vệ tinh, mơi trường truyền sĩng cĩ ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng tín hiệu, và
bản thân nĩ lại thường thay đổi. Vì vậy, khi chọn lựa tham số các trạm
VSAT cần tính đến hệ số dự phịng để duy trì mức tín hiệu luơn luơn trong giới hạn cho phép với một dải thay đổi rộng các điều kiện khí hậu, đặc biệt là khi cĩ mưa lớn.
Mục đích chính của việc thiết kế mạng mặt đất thơng tin vệ tinh là tính tốn, lựa chọn trạm VSAT cĩ kích cỡ tối thiểu, yêu cầu tài nguyên băng thơng, cơng suất nhỏ nhất nhưng vẫn đáp ứng chất lượng tín hiệu truyền địi hỏi. Cấu hình trạm mặt đất cần chọn chủ yếu là các tham số: - Loại anten (đường kính, hiệu suất, hệ số phẩm chất, nhiệt độ tạp âm).
- Cơng suất máy phát.
- Kiểu modem.
Các tham số sử dụng trong tính tốn thiết kế cĩ thể phân chia theo thành phần hệ thống liên quan như:
- Trạm mặt đất.
- Vệ tinh.
- Kênh thơng tin.
Trạm mặt đất:
+ Vị trí địa lý của trạm: cho biết các thơng số như suy hao do mưa, gĩc nhìn vệ tinh, mức cơng suất phát xạ đẳng hướng tương đương
(EIRP), hệ số phẩm chất(G/T) của anten vệ tinh theo hướng trạm và suy hao đường truyền giữa trạm mặt đất – vệ tinh.
+ Cơng suất phát xạ, hệ số khuếch đại và hệ số phẩm chất G/T của anten trạm.
+ Nhiệt độ tạp âm hệ thống: liên quan tới độ nhạy và tỷ số G/T. + Aûnh hưởng của tạp âm điều chế bên trong tới tỷ số tín hiệu/tạp âm. + Các đặc điểm của thiết bị (suy hao cáp tín hiệu, phân cách phân cực anten, đặc tính bộ lọc,...) để biết hệ số dự trữ kết nối.
Vệ tinh:
+ Vị trí của vệ tinh trên quỹ đạo: cho biết vùng phủ sĩng và gĩc nhìn trạm mặt đất, khoảng cách trạm mặt đất – vệ tinh.
+ Mức EIRP, hệ số phẩm chất G/T của vệ tinh ở vị trí trạm mặt đất. + Băng thơng máy phát đáp, dạng phân cực.
+ Mật độ dịng cơng suất bảo hịa.
Các thơng số vệ tinh.
- Mức cơng suất phát xạ đẳng hướng tương đương EIRP và hệ số phẩm chất G/T của anten vệ tinh theo hướng trạm mặt đất. Giá trị EIRP và G/T cĩ thể biết qua bản đồ các đường mức EIRP, G/T của nhà quản lý vận hành vệ tinh.
- Mật độ dịng cơng suất bảo hịa (SFD) và băng thơng của máy phát đáp.
- Dải tần làm việc, dạng phân cực.
- Mức lùi cơng suất đầu vào (IBO), đầu ra (OBO).
Kênh thơng tin:
+ Dải tần số làm việc: cho biết suy hao đường truyền, mức dự trữ kết nối.
+ Tốc độ luồn thơng tin. + Đặc điểm mã hĩa, điều chế. + Kiểu truy nhập vệ tinh của mạng.
CHƯƠNG III