BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ
Η

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

ĐỀ TÀI:

KHẢO SÁT HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH
VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG THU CATV
CHO MỘT KHÁCH SẠN

Sinh viên thực hiện : NGUYỄN ĐỨC TỚI
Lớp : 95KĐĐ
Giáo viên hướng dẫn : ThS TRẦN VĨNH AN


Sinh viên thực hiện. Nguyễn Đức Tới
DẪN NHẬP
Ngày nay chúng ta đang sống trong một thế giới của thông tin, vấn
đề giao tiếp giữa con người với con người ngày càng trở nên thuận lợi hơn
và hoàn hảo hơn nhờ vào các hệ thống truyền tin đa dạng như hệ thống
thông tin vô tuyến hay hệ thống thông tin hữu tuyến. Các hệ thống này
thật sự là phương tiện cực kỳ hữu ích vì nó có khả năng nối liền mọi nơi
trên thế giới để vượt qua cả khái niệm về không gian và thời gian giúp con
người gần gũi nhau hơn mặc dù quãng đường thì xa vạn dặm, giúp con
người cảm nhận cảm nhận được cuộc sống hiện tại của thế giới xung quanh
xảy ra mà không cần phải vất vả đi xa thông qua các phương tiện truyền
thông như điện thoại hay truyền hình quốc tế.
Trước khi đề cập đến nội dung của đề tài thì ta dễ dàng nhận thấy
bất cứ một vấn đề gì thì cũng luôn có hai mặt của nó đó là hai mặt ưu và
khuyết điểm. Hai hệ thống thông tin viễn thông nói trên cũng không nằm
ngoài quy luật đó.
Đối với hệ thông thông tin hữu tuyến thì nói chung chi phí lắp đặt thấp, có
tính bảo mật cao, ít bò nhiễu trong đường truyền, Tuy nhiên vấn đề sử
dụng thì không được thuận tiện cho lắm vì mỗi thiết bò đều phải nối vào
đường dây, do đó vấn đề truyền tín hiệu đi xa khá là phức tạp nhất là các
đường truyền xuyên lục đòa.
Còn đối với hệ thống thông tin vô tuyến thì nó đã khắc phục được
nhược điểm của hệ thống thông tin hữu tuyến và đó chính là ưu điểm tuyệt
vời của nó đó chính là vấn đề truyền tin xuyên lục đòa. Và dó nhiên nó


Giáo viên phản biện

MỤC LỤC

Phần 1: KHẢO SÁT HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH

Chương 1: TÌM HIỂU VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH trang1
1.1 GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT VỀ THÔNG TIN VỆ TINH trang1
1.1.1 Thông Tin Vệ Tinh trang 1
1.1.1.1 Nguyên lý thông tin vệ tinh trang 1
1.1.1.2 Các đặc điểm của thông tin vệ tinh trang 2

1.3.3 Kỹ Thuật Trong Truyền Dẫn trang 20
1.3.3.1 Kỹ thuật đồng bộ trang 20
1.3.3.2 Kỹ thuật đồng bộ TDMA trang 21
1.3.3.3 Sửa lỗi mã trang 22
1.3.3.4 Kỹ thuật điều khiển lỗi trang 23
1.3.3.5 Các chỉ tiêu trong truyền dẫn trang 23
1.3.4 Vấn Đề Nhiễu Trong Đường Truyền trang 24
1.3.4.1 Nhiễu khác tuyến trang 24
1.3.4.2 Nhiễu cùng tuyến trang 26
1.3.4.3 Suy hao do tạp âm trang 26
1.4 TRẠM MẶT ĐẤT trang29
1.4.1 Cấu Hình Của Một Trạm Mặt Đất trang 29
1.4.1.1 Cấu hình và nguyên lý hoạt động trang 29
1.4.1.2 Các công nghệ quan trọng đối với trạm mặt đất trang 30
1.4.2 Công Nghệ Máy Phát trang 31
1.4.2.1 Máy phát công suất cao trang 31
1.4.2.2 Phân loại các bộ khuếch đại công suất cao trang 31
1.4.2.3 Cấu hình của một máy phát trang 32
1.4.2.4 Đặc trưng khả năng phát: EIRP trang 33
1.4.3 Công nghệ Máy Thu trang 33
1.4.3.1 Khuếch đại tạp âm thấp trang 33
1.4.3.2 Nhiệt tạp âm trang 33
1.4.3.3 Các loại khuếch đại tạp âm thấp trang 34
1.4.3.4 Đặcn trưng khả năng thu: G/T trang 37
1.4.4 Công Nghệ Anten Trong Thông Tin Vệ Tinh trang 38
1.4.4.1 Yêu cầu đối với anten trong thông tin vệ tinh trang 38
1.4.4.2 Phân loại anten trang 39
1.4.4.3 Hệ thống quay bám vệ tinh trang 40
1.4.4.4 Các tính chất về điện của một anten trang 40
Chương 2: TRUYỀN HÌNH VỆ TINH trang43

3.2.2.2 Phễu thu sóng- Feedhord trang 76
3.2.2.3 Trụ và giá đỡ anten trang 79
3.2.3 Bộ khuếch đại dòch tần và máy thu TVRO trang 81
3.2.3.1 Bộ khuếch đại dòch tần trang 81
3.2.3.2 Khối thu vệ tinh trang 83
3.2.3.3 Tuner vệ tinh (Máy thu TVRO) trang 85
3.2.4 Lắp đặt, cân chỉnh và dò tìm vệ tinh trang 88 Phần 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG
THU CATV CHO 1 KHÁCH SẠN1. Yêu Cầu Của Hệ Thống trang 91
1.1 Khảo sát các điểm cần để thiết lập nơi thu trang 91
1.2 Yêu cầu cụ thể trang 92
2. Mô Hình Thiết Kế trang 92
3. Lựa Chọn Thiết Bò Và Tính Toán Chi Tiết trang 99
3.1 Chọn anten trang 99
3.2 Chọn bộ LNA và LNB trang 99
3.3 Chọn máy thu TVRO trang 99
3.4 Chọn bộ Booter trang 99
3.5 Chọn Cable trang 99
3.6 Chọn các bộ phân chia đường trang 99
3.7 Tính toán suy hao trang 100
3.8 Chọn máy khuếch đại công suất trang 103
4. Lắp Đặt Và Triển Khai Hệ Thống trang 103
4.1 Điều tra và nghiên cứu vò trí để thiết lập nơi thu trang 103
4.2 Kế hoạch lắp đặt trang 103
4.3 Cho các thiết bò khởi động trang 106

N
N
Chương 1

TÌM HIỂU VỀ HỆ THỐNGTHÔNG TIN VỆ
TINH

1.1 GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH
1.1.1 Thông Tin Vệ Tinh.
1.1.1.1 Nguyên lý thông tin vệ tinh.
-Một vệ tinh, có khả năng thu phát sóng vô tuyến điện. Sau khi được phóng vào
vũ trụ dùng cho thông tin vệ tinh: khi đó vệ tinh sẽ khuyếch đại sóng vô tuyến điện nhận
được từ các trạm mặt đất và phát lại sóng vô tuyến điện đến các trạm mặt đất khác. Loại
vệ tinh nhân tạo sử dụng cho thông tin vệ tinh như thế gọi là vệ tinh thông tin.
-Khi quan sát từ mặt đất, sự di chuyển của vệ tinh theo quỹ đạo bay người ta
thường phân vệ tinh làm hai loại:
+Vệ tinh quỹ đạo thấp : là vệ tinh chuyển động liên tục so với mặt đất, thời
gian cần thiết cho vệ tinh để chuyển động xung quanh quỹ đạo của nó khác với chu kỳ
quay của quả đất. ( Loại này dùng vào việc nghiên cứu khoa học, quân sự … ta không đề
cập tới trong các phần sau). 120
0

Một vệ tinh đòa tónh (trên quỹ đạo)
Các trạm mặt đất (các trạm này có thể truy cập đến vệ tinh)
Đường hướng từ trạm mặt đất phát đến vệ tinh được gọi là đường lên.
Đường vệ tinh đến trạm mặt đất gọi là đường xuống.
Satellite

Đường lên Đường xuống
6.GHz: …………………………………………… ……………………. : 4.GHz -> Băng C
14.GHz: …………………………………. …………… : 11. GHz ->Băng Ku
30.GHz ………………………………… ……: 20.GHz -> Băng Ka
Trạm mặt đất. Trạm mặt đất.
1.1.1.2 Các đặc điểm của thông tin vệ tinh.
-Về đại thể các hình thức thông tin có thể được phân ra các loại như:
Thông tin hữu tuyến điện như: cáp đồng trục, cáp quang…
Thông tin vô tuyến điện sử dụng sóng vô tuyến điện nối liền nhiều nơi thế
gơí vượt qua “thời gian” và “không gian” thông tin sóng ngắn, viba , vệ tinh…
-Thông tin vệ tinh có các ưu điểm sau:
+Có khả năng đa truy nhập
+Vùng phủ sóng rộng
+Ổn đònh cao, chất lượng và khả năng về thông tin băng rộng
+Có thể ứng dụng tốt cho thông tin di động
+Hiệu quả kinh tế cao cho thông tin đường dài, xuyên lục đòa.
-Sóng vô tuyến điện phát đi từ một vệ tinh trên quỹ đạo đòa tónh có thế bao phủ
1/3 toàn bộ bề mặt quả đất. Bởi vậy các trạm mặt đất thuộc vùng đó có thể liên lạc với

2
f
3
f
4
f f
0
f

FDMA TDMA

-Yêu cầu ở TDMA sóng mang phát đi từ mỗi trạm mặt đất cần phải được điều
khiển chính xác sao cho sóng mang của chúng nằm trong khoảng thời gian được phân phối
bằng cách:
+Truyền tín hiệu một cách gián đoạn
+Dự phòng một khoảng thời gian bảo vệ giữa các đài phát gián đoạn sao
cho chúng không bò chồng lấn lên nhau.
Vì vậy phải có một trạm chuẩn để phát đi tín hiệu chuẩn.
-CDMA: là một phương pháp đa truy nhập, trong đó mỗi trạm mặt đất phát đi một
tần số sóng mang như nhau, nhưng sóng mang này trước đó đã được điều chế bằng một
mẫu bit đặc biệt quy đònh cho mỗi trạm mặt đất trước khi phát tín hiệu đã điều chế.
loại này, ngay cả khi có nhiều tín hiệu điều chế được đưa vào một bộ phát đáp,
tại trạm thu có thể tách tín hiệu cần thu bằng một mẫu bit đặc biệt để giải điều chế.
-Nếu xét đa truy nhập theo quan điểm phân phối kênh thì có thể được chia ra làm
hai loại là Đa truy nhập phân phối trước và đa truy nhập phân phối theo yêu cầu.
+Đa truy nhập phân phối trước: là phương pháp truy nhập trong đó các kênh vệ
tinh được phân bố cố đònh cho các trạm mặt đất khác, bất chấp có hay không các cuộc gọi
phát đi.
+Đa truy nhập phân phối theo nhu cầu: là phương pháp truy nhập trong đó các
kênh vệ tinh được sắp xếp lại mỗi khi có yêu cầu thiết lập kênh được đưa ra từ các trạm

0.2 0.3 1 2 3 10 20 30 40 (GHz)
1.1.1.3 Cấu hình của các Vệ tinh thông tin.
Như sau : Bao gồm :
+Tải nhiệm vụ (Pay load): thực hiện nhiệm vụ của vệ tinh
+Thân vệ tinh (Back) : để mang tải nhiệm vụ
-Tải nhiệm vụ bao gồm: Anten thu phát và bộ phát đáp
Trên là cấu hình của bộ phát đáp. Nó thực hiện chức năng chính của vệ tinh
thông tin là : thu sóng vô tuyến điện từ các trạm mặt đất, sau đó khuếch đại và biến đổi
tần số của chúng rồi phát trở lại các trạm thu ở mặt đất. Nó là một bộ phát đáp tích cực
nhưng yêu cầu độ tin cậy cao, nhỏ gọn, tiêu thụ ít công suất và tự cung cấp công suất cần
thiết.
-Thân vệ tinh gồm chủ yếu các loại thiết bò như sau:
+Thiết bò điều khiển đo lường từ xa
+Thiết bò điều khiển vệ tinh
+Bộ phận đẩy
+Thiết bò điều khiển nhiệt
+Cấu trúc con tàu vũ trụ
1.1.1.4 Quỹ đạo của vệ tinh đòa tónh:
-Quỹ đạo của vệ tinh đòa tónh là một đường tròn 360
0
duy nhất xung quanh quả

-Vì vậy người ta thực hiện các biện pháp sau:
+Giới hạn một số vệ tinh phóng
+Sử dụng lại tần số bằng cách dùng phân cực vuông góc
+Sử dụng điều chế số nhiều mức, nhiều pha để tăng số bit truyền.
1.1.1.5 Quá trình phóng vệ tinh.
-Mỗi vệ tinh được đưa lên quỹ đạo theo một trong hai cách sau:
+Dùng tên lửa đẩy nhiều tầng
+Dùng phương tiện phóng sử dụng nhiều lần: tàu con thoi.
-Ta xét 1 ví dụ về việc phóng vệ tinh dùng tên lửa đẩy 3 tầng:
Đầu tiên vệ tinh được phóng lên quỹ đạo chờ, nhờ sử dụng tầng thứ nhất và
thứ hai. Đó là quỹ đạo tròn có độ cao ( 200 ÷ 300 km) so với mặt đất.
Sau đó được đưa lên quỹ đạo chuyển tiếp bằng sức đẩy của tầng thứ 3. Là quỹ
đạo Elip có cận điểm là quỹ đạo chờ, viễn điểm là trên quỹ đạo đòa tónh.
Vệ tinh trên quỹ đạo chuyển tiếp được dưa vào quỹ đạo đòa tónh tại viễn điểm
bằng 1 tên lửa gọi là động cơ đẩy viễn điểm (AKM) đặt trong vệ tinh.
Tuy nhiên vệ tinh đến đây không lập tức trở thành vệ tinh đòa tónh, thực chất
nó được đặt trên quỹ đạo trượt, ở gần quỹ đạo đòa tónh, sau đó được đưa đến vò trí đã đònh
trước và cuối cùng đạt tới điểm của quỹ đạo đòa tónh cho hoạt động của bộ phận đẩy nhỏ.

à

R=36.000Km
1.1.2 Các Hệ Thống Thông Tin:
1.1.2.1 Các hệ thống thông tin quốc tế:

1.1.2.2 Các hệ thống vệ tinh khu vực.
-Do nhu cầu của các nước và khu vực về thông tin ngày càng tăng, vì vậy ở Châu
Á, cũng như các nước xung quanh Việt nam có các vệ tinh thông tin đòa tónh như sau
(ngoài các vệ tinh quốc tế như: Intelsat I, V-F7, VA, VI):
+Chinasat 1,2 : Trung quốc
+Asiasat 1 : Tổ chức vệ tinh Châu Á
+Pataga B1, B2 : Indonesia
+Statstrosat 6, 14, 13 : Nga
+Thaicom 1 : Thái lan
Coi chi tiết các thông số ở phần phụ lục.

1.2 ĐẶC TÍNH TẦN SỐ TRONGTHÔNG TIN VỆ TINH
1.2.1 Sóng vô tuyến điện và tần số :
-Sóng vô tuyến điện là một bộ phận của sóng điện từ, nó giống như sóng ánh sáng,
tia hồng ngoại, tia X… sự khác nhau chỉ là tần số.
1.2.2 Phân đònh tần số :
-Việc phân đònh tần số được thực hiện theo điều lệ vô tuyến ở mỗi khu vực của ITU.
ITU chia làm 3 khu vực:
+Khu vực 1 gồm: Châu u, Châu Phi, Liên bang Xô viết cũ và các nước Đông
Âu
+Khu vực 2: Các nước Nam và Bắc Mỹ
+Khu vực 3: Châu Á và Châu Đại Dương
-Tuy nhiên vẫn có một vài ngoại lệ, bảng sau chỉ rõ:
• Bảng tên và phân loại sóng:

TT Dải tần số Băng tần Phân loại theo
bước sóng.
Ứng dụmg trong
1
30 -> 300 Hz ULF: Tần số cực

thanh sóng ngắn ,TT di
động.
7
30 -> 300 MHz VHF:Tần số rất
cao.
Sóng mét Phát thanh FM,Truyền
hình,TT di động.
8
300 -> 3000 MHz UHF: Tần số rất
rất cao.
Sóng dm Truyền hình ,TT di động
,TT cố đònh.
9
3 -> 30 GHz SHF: Tần số siêu
cao.
Sóng Cm TT vệ tinh ,Ra đa ,TT viễn
thông. vô tuyến thiên văn.
10
30 ->300 GHz EHF:Tần số vô
cùng cao.
Sóng mm Ra đa sóng mm,vô tuyến
thiên văn.

1.2.3 Các tần số sử dụng cho thông tin vệ tinh cố đònh:
Việc phân đònh tần số cho các dòch vụ thông tin vệ tinh cố đònh, nghóa là thông tin vệ
tinh giữa các điểm cố đònh được trình bày như bảng sau:

Dòch vụ thông tin vệ tinh cố đònh
Đường lên Đường xuống


37,5 ->40,5
42,5 ->43,5
50,4 ->51,4

*Ghi chú:
-R1, R2, R3 tương ứng với 3 khu vực do ITU phân đònh
-Băng C (6/4 GHz; cho đường lên ≈ 6 GHz, đường xuống ≈ 4 GHz):
Nằm ở khoảng giữa cửa sổ tần số, băng tần này ít bò suy hao do mưa, băng này
trùng với hệ thống Viba dưới mặït đất. Nó được sử dụng ở các hệ thống Intelsat, thông tin
khu vực và nội đòa.
-Băng Ku [ các băng (14/12 và 14/11) GHz]:
Băng này được sử dụng tiếp sau Băng C cho viễn thông công cộng. Được dùng
nhiều cho thông tin nội đòa và giữa các công ty. Do tần số cao cho phép sử dụng các Anten
kích thước nhỏ.
-Băng Ka (30/20 GHz)
Vì tần số cao băng tần này cho phép sử dụng các trạm mặt đất nhỏ, sử dụng trong
thông tin nội đòa. Nhưng suy hao lớn do mưa nên giá thành thiết bò tương đối cao, nhưng
nó ít gây nhiễu cho hệ thống Viba số.
-Bảng sử dụng các băng tần cho thông tin vệ tinh:

Băng tần Tên thông dụng Đặc tính và ứng dụng
6/4 GHz Băng C Phù hợp cho thông tin vệ tinh,
Dùng cho TT quốc tế& nội đòa.
14/12 GHz Băng Ku Dùng cho TT quốc tế& nội đòa.
(Bò suy hao do mưa)
30/20 GHz Băng Ka Sử dụng cho TT nội đòa
(Bò suy hao nhiều do mưa)

1.2.4 Phân cực sóng trong thông tin vệ tinh
1.2.4.1 Khái niệm

sóng phân cực thẳng là sớm pha hay chậm pha.
-Phân cực quay theo chiều kim đồng hồ hay ngược kim đồng hồ với tần số bằng
tần số sóng mang.
-Đối với sóng phân cực tròn: tại nơi thu không cần chính hướng của loa thu.
-Phần minh họa được thể hiện như sau: Ca
ù
pđo
à
ng truc
Tín hiệu
Loa tha
ù


t=7T/8

t=T

t=9T/8
t = T/4

t=T/2 t=0.T t=3T/4

Với λ là bước sóng của sóng vô tuyến điện.
-Tỷ số này gọi là tiêu hao trong không gian tự do.Tỷ số này chỉ đúng khi anten
thu và phát là vô hướng ( có hệ số bằng tăng ích = 0 dB).
Nói chung trên đường truyền thì cả anten phát và thu đều có một trò số tăng ích
khác [O] nên tỷ số thực của công suất phát trên công suất thu nhỏ hơn tiêu hao trong
không gian tự do (α) một lượng bằng hệ số tăng ích .
Dễ thấy: γ ~ R
2

-Trong thông tin vệ tinh thì hầu hết sự truyền lan sóng đi trong không gian là chân
không nên sự suy hao đường truyền có thể coi như là bằng (α). Tuy vậy R lớn ( 36.000
km) nên suy hao lớn. Do vậy cần sử dụng các máy phát công suất lớn và máy thu độ nhạy
cao, cũng như anten thu, phát phải có hệ số tăng ích cao.
1.2.5.3 Cửa sổ vô tuyến:
-Sóng vô tuyến điện trong thông tin vệ tinh ngoài suy hao đường truyền do cự ly
xa còn chòu ảnh hưởng của tầng điện ly và khí quyển.
+Ta biết tầng điện ly cách mặt đất 50 ÷400km là một lớp không khí loãng bò ion
hóa bởi các tia vũ trụ và nó có tính chất hấp thụ và phản xạ sóng. Tuy nhiên nó chỉ ảnh
hưởng nhiều với băng sóng ngắn, tần số càng cao thì càng ít bò ảnh hưởng. Các tần số ở
băng sóng viba không bò ảnh hưởng bởi tầng điện ly nên chúng được sử dụng cho thông tin
vệ tinh.
+Trong khí quyển cần phải tính đến ảnh hưởng của không khí , hơi nước và mưa,
nhưng với các tần số ≤ 30 GHz có thể bỏ qua, vì thế chúng được tận dụng triệt để trong
thông tin vệ tinh.
Hệ số tăng
ích Anten
100

50
30

0
k÷ 300
0
k.
Nhiệt tạp âm (
0
K)
300
250
200
150
100
50
0
Suy hao
do mưa
Suy hao do
tầng điện ly
Cửa sổ
vô tuyến
0 5 10 15 Su
y
hao do mưa
1.2.5.5 Sự giảm khả năng tách biệt phân cực chéo do mưa:
Điện trường của hai sóng vuông góc với nhau đôi khi kết hợp với nhau thành một
và tạo ra một sóng “phân cực chéo”. Một sóng như vậy có thể dùng một anten để tách ra
các sóng riêng biệt. Tuy nhiên khi sóng đi qua mưa, các hạt mưa có hình dẹt sẽ làm
nghiêng phân cực chéo, do đó sinh ra các thành phần vuông góc hỗn hợp trên thành phần
mong muốn được gọi là “sự tách biệt phân cực chéo”. Để hạn chế tác động giảm tách biệt
phân cực chéo, người ta dùng cách sắp xếp xen kẽ tần số như ở hình vẽ cho ệ thống FM


*)-Phổ tần số sắp xếp xen kẽ.
1.2.5.6 Sự nhiễu loạn do các sóng can nhiễu
a)-Sự can nhiễu với các vệ tinh bên cạnh
-Xảy ra hai vệ tinh ở gần nhau và khi đó:
Sóng đi qua hạt mưa
(Phân cực Elip)
Hướùng sóng tới hạt mưa
(Phân cực thẳng)
Hạt
mưa
Sóng phân cực ngang H
So
ù
ng pha
â
ncưcđư
ù
ng V
Đường xuống can nhiễu xảy ra do anten phát của vệ tinh 2 chiếu vào trạm
thu 1 và anen thu của trạm 1 cũng thu được hướng của vệ tinh 2. θ θ

Đồ thò bức xạ
Vệ tinh 2Vệ tinh 1
Q
u
y
õ đao đ
ò
a tónh
N

vệ tinh
Vệ tinh
thông tin
SỰ CAN NHIE
Ã
U TỪ HỆ THỐNG VI BA LÊN HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH