Chương 2 :Kỹ thuật trạm mặt đất
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG VỆ TINH VSAT
1.1 GIỚI THIỆU CHƯƠNG.
VSAT (Verry Small Aperture Terminal) :trạm mặt đất khẩu độ nhỏ là một
phương tiện truyền thông hiệu quả về mặt kinh tế với các đặc tính đặc trưng, VSAT
ngày càng đóng vai trò quan trọng trong viễn thông phục vụ cho các ứng dụng nhất
định nào đó.
Trong chương này giải thích các khái niệm cơ bản về trạm mặt đất VSAT, sơ
lược hoạt động và cấu trúc như thế nào cũng như các ứng dụng cụ thể. Ngoài ra còn
trình bày tính năng trong ứng dụng và cả các giao diện mặt đất.
1.2. KHÁI NIỆM VỀ HỆ THỐNG VSAT.
1.2.1.Giới thiệu chung.
VSAT (Verry Small Aperture Terminal) trạm mặt đất khẩu độ nhỏ hay đầu
cuối khẩu độ nhỏ, được sử dụng phổ biến trong dịch vụ vệ tinh cố định (FSS) . đây là
kiểu phân phối dữ liệu trực tiếp tới người sử dụng. Tại Mỹ từ năm 1981 các hệ thống
cỡ nhỏ được dùng cho các ứng dụng chuyên dùng và là các trạm mặt đất một chiều
(One Way). Các trạm mặt đất được trang bị các anten với đường kính 0.6 m và có
khả năng thu dữ liệu với tốc độ bít thấp (0,3 ÷ 9,6 Kbit/s) và được phát đi thông qua
trạm mặt đất trung tâm (Hub). Do việc thu được thực hiện trên anten có đường kính
nhỏ như vậy vệ tinh cần phải có một hệ số phát xạ đẳng hướng tương đương (EIRP)
rất cao. Vì vậy việc ứng dụng kỹ thuật truy cập và điều chế trải phổ để tránh can
nhiễu đến từ các hệ thống thông tin khác sử dụng cùng băng tần. Từ năm 1984, các
hệ thống hai chiều (Two Way) vẫn dựa trên các nguyên lý trên cũng được đưa vào sử
dụng. Tuy nhiên sau đó cũng xuất hiện thế hệ mới băng tần là 14/12Ghz, với khả
năng đảm bảo thông lượng dữ liệu rất cao (64 kbit/s) mặc dù đường kính anten có lớn
hơn (trên 1.2 m) và sử dụng kỹ thuật điều chế khác (kết hợp TDM/TDMA).
1.2.2 Đặc tính của hệ thống VSAT.
Các trạm mặt đất VSAT thường sử dụng trong các mạng khép kín ở
các ứng dụng có tính chuyên dụng, kể cả quảng bá thông tin lẫn trao đổi thông tin.
Sinh viên:Trương Văn Lợi-ĐTVT.K50.QN
mặt đất)
Hính:1-3:Sơ đồ Cấu hình modem TRES
a.An ten
- Loại anten: Thường là anten Offset nhằm hạn chế búp sóng phụ, đồng thời tăng
hiệu suất anten. Để giảm tổn hao trong các mạch ghép nối nên bộ chiếu xạ thường
Sinh viên:Trương Văn Lợi-ĐTVT.K50.QN
Chương 2 :Kỹ thuật trạm mặt đất
được thích hợp với khối ODU và được đặt tại tiêu điểm của mặy phản xạ Parabol.
Mặt phản xạ thường được làm bằng nhôm và được gắn với thiết bị giá đỡ đơn giải
nhằm có thể lắp ráp một cách linh hoạt. Do phạm vị chuyển động của anten vệ tinh
trên quỹ đạo địa tĩnh luôn nằm trong búp sóng chính cuả anten tram mặt đất VSAT,
nên anten tram mặt đất không cần có hệ thống bám
-Đường kính:Tuỳ thuộc vào hệ số phẩm chất yêu cầu, công suất bức xạ tương
đương đẳng hướng của trạm VSAT khi xét đến yêu cầu của dịch vụ cũng như khả
năng của vệ tinh và vùng địa lý của trạm.
Với băng Ku: đường kính anten là 1.2m
÷
1,8m song với vùng có nhiều mưa
như Việt Nam thì đường kính anten là 1,8m
÷
2,4m.
Với băng C : để hạn chế gây nhiễu sang các hệ thống vệ tinh lân cận nên
đường kính anten thường yêu cầu lớn hơn băng Ku. Tuy nhiên bằng cách sử
dụng kỹ thuật trải phổ anten trạm VSAT băng C có đường kính anten chỉ cần
0,6m
÷
1,2m.
b.Khối ngoài trời : Bao gồm bộ biến đổi tạp âm thấp LNB (khuếch đại tạp âm thấp
LNA và biến đối xuống), bộ biến đổi lên và bộ khuếch đại công suất cao HPA.
→
→Tại ODU, sóng mang thu được ghép trước khi đưa
xuống thiết bị phân phối nguồn (PDS-M) bằng cáp IFL
→
Tại thiết bị phân phối
nguồn (PDS-M),sóng mang thu được tách kênh rồi đưa xuống modem TRES
→
→Bộ
giải điều chế sẽ giải điều chế, dịch tần sóng mang xuống băng L, giải mã thành chuỗi
dữ liệu truyền qua cổng I/O tới DTE.
Modem TRES có chức năng:Mã hoá sửa sai, điều chế và giải điều chế
Thiết bị phân phối nguồn PDS-M có chức năng: Cung cấp nguồn DC cho ODU,
tách ghép tần số phát và tần số thu và cung cấp tín hiệu ổn đinh 10MHz làm
Sinh viên:Trương Văn Lợi-ĐTVT.K50.QN
Chương 2 :Kỹ thuật trạm mặt đất
chuẩn cho ODU.
g.Giám sát và điều khiển M&C:(Monitoring and control)
- Việc giám sát và điều khiển được thực hiện bằng phần mềm TRES M&C (Monitor
And Control) của Hughes.
- Chương trình M&C được cài đặt trên nền Window 95/98.
- Kết nối máy tính với Modem TRES qua cổng COM1 (mặc định)
- Tốc độ Boud là 24Kb/s.
1.2.3.3.Cấu hình các trạm VSAT.
Các trạm VSAT được kết nối với nhau bằng các tuyến Uplink và Downlink. Tuỳ
thuộc vào loại hình dịch vụ được cung cấp, tổ chức mạng các trạm VSAT có thể theo
các cấu hình sau:
Cấu hình hình sao: (Điểm nối đa điểm): Là kiểu tổ chức được dùng phổ biến nhất
hiện nay. Trong đó các trạm VSAT muốn liên lạc với nhau đều phải thông qua trạm
HUB để quản lý và điều hành hoạt động của mạng. Trạm này được nối với máy tính
Khả năng cung cấp dịch vụ lớn do tầm phủ sóng lớn.
Việc triển khai mạng trở nên linh hoạt nhờ việc dễ dàng thay đổi cấu hình
và cho phép thiết lập các VSAT mới ở bất kỳ nơi nào nằm trong vùng phủ
sóng.
Khả năng quảng bá thông tin, đặc biệt là đối với việc phân phối dữ liệu.
Khả năng truyền dẫn với tốc độ bit cao, thường là 64, 128 Kbit/s hay hơn.
Chi phí thông tin không phụ thuộc vào khoảng cách.
Không có nút mạng trung gian giữa người sử dụng đầu cuối và hệ thống
Sinh viên:Trương Văn Lợi-ĐTVT.K50.QN
Chương 2 :Kỹ thuật trạm mặt đất
thông tin trung tâm (Hub). Điều này làm cho hệ thống VSAT có đặc tính hoạt động
rất cao như độ tin cậy, độ sẵn dùng và chất lượng truyền dẫn cao (lỗi Bit-Ber thấp).
Nhưng mạng VSAT cũng còn nhược điểm trễ truyền dẫn trên đường truyền vệ
tinh. Do đó cần phải chú ý đến các giao thức ứng dụng và thông tin phải có khả năng
thích ứng với việc xử lý thời gian trễ này (đặc biệt là mạng GSM).
1.4. ỨNG DỤNG CỦA HỆ THỐNG VSAT
1.4.1.Các ứng dụng trong thông tin một chiều.
1.4.1.1. Phân phối dữ liệu và phân phối tín hiệu Video.
Ứng dụng phân phối dữ liệu (truyền thông dữ liệu) là ứng dụng phổ biến nhất
của thông tin một chiều, tức là phân phối thông tin dưới dạng tín hiệu số từ Hub tới
tất cả các thuê bao hoặc một số các giới hạn trong thuê bao (như: tin tức, thông cáo
báo chí, thông tin thời tiết, truyền hình giải trí ...).
Việc phân phối tín hiệu Video tới các trạm VSAT có thể thực hiện dưới hai
hình thức chính:
Dùng VSAT thu các tín hiệu Video (hoặc truyền hình) ở tốc độ bít thấp
(1.5 hay 2.4Mbit/s), tức là hoạt động theo chế độ bình thường.
Thu các tín hiệu số hay tín hiệu TV/FM truyền thống (analog), dưới dạng
chức năng phụ trợ của VSAT. Chức năng thường được thực hiện thông
qua một cổng ra phụ ở khối chuyển đổi nhiễu thấp (LNC).
Mạng được định nghĩa ở đây như một công cụ phục vụ cho một nhóm người
sử dụng khép kín. Nó có thể là một mạng hoàn toàn độc lập hoặc là một mạng con
được triển khai trên cơ sở một Hub chia sẽ. Nhưng xét về mặt thiết bị thì kích thước
của mạng vẫn tuỳ thuộc vào dung lượng luồng dữ liệu, tức là dựa trên:
Số người cần phục vụ, nói chung một người sử dụng cũng chính là một
VSAT (từ xa). Tuy nhiên một VSAT cũng có thể phục vụ cho một số
người sử dụng bằng cách kết nối nó với một mạng dữ liệu nội hạt (LANs)
hoặc kể cả với một mạng mặt đất.
Sinh viên:Trương Văn Lợi-ĐTVT.K50.QN
Chương 2 :Kỹ thuật trạm mặt đất
Đặc tính luồng dữ liệu, khả năng biến đổi và các yêu cầu về dung lượng. Ở
đây các đặc điểm quan trọng nhất có liên quan đến các kiểu luồng dữ liệu
và khả năng tương thích của nó, đó là:
⇒ Các luồng dữ liệu tốc độ bit thấp liên kết qua lại.
⇒ Tốc độ truyền bản tin mong muốn (nghĩa là khoảng thời gian trung bình
giữa hai bản tin, đặc biệt là trong các thời điểm thông lượng là cực đại)
và chiều dài bản tin cần truyền đi từ các VSAT từ xa.
⇒ Nội dung của các bản tin phúc đáp từ Hub.
⇒ Độ trể đáp ứng chấp nhận được.
⇒ Chuyển đổi và chuyển tải dữ liệu khối.
⇒ Có thể có các yêu cầu truyền dẫn với mật độ luồng thông tin cao ở tuyến
ra và kể cả tuyến vào (ở thời gian cao điểm và không cao điểm).
⇒ Có thể có các yêu cầu về luồng thông tin thoại.
1.5.2.Các yêu cầu đối với phần không gian.
Các yếu tố chính quyết định các yêu cầu về phân vùng không gian (và vì vậy
quyết định chi phí phân vùng không gian, là một phần quan trọng của chi phí toàn bộ
hệ thống).
Các đặc tính của bộ phát đáp vệ tinh (EIRP, dải biến đổi mật độ công suất thu, độ
rộng băng tần).
dùng qua các mạng. Các mạng dữ liệu chuyển mạch gói sử dụng các giao thức thông
tin trong 3 lớp này để chuyển các dữ liệu của người sử dụng qua mạng và cung cấp
các phục vụ cho 4 lớp trên có chứa các giao thức điểm - đối - điểm.
Lớp vật lý (lớp1) là lớp dưới cùng trong mô hình OSI. Lớp này bao
gồm các đặc tính vật lý và các thông số kỹ thuật của các kết nối dành
cho việc truyền ở mức bit qua mạng và thông qua giao diện mạng.
Lớp liên kết dữ liệu (Lớp 2) chứa các thủ tục và giao thức thông tin
giữa các đầu cuối của mạng, hoặc giữa các mạng với nhau. Các giao
thức này thường thực hiện việc phát hiện và sửa lỗi cho các gói dữ liệu
đã được đóng khung. Nếu các lỗi không thể sửa được, một thông báo
lỗi sẽ được gửi tới lớp 3. Các giao thức này cũng có thể có các chức
Sinh viên:Trương Văn Lợi-ĐTVT.K50.QN
Chương 2 :Kỹ thuật trạm mặt đất
năng đánh địa chỉ và điều khiển luồng dữ liệu. Lớp 2 còn cung cấp khả
năng đồng bộ giữa các đầu cuối và mạng.
Lớp mạng (lớp3) thiết lập, duy trì và kết thúc các kết nối dữ liệu qua
mạng. Tại lớp 3 các gói dữ liệu được cung cấp các thông tin địa chỉ để
thực hiện việc định tuyến qua mạng, các lỗi sẽ được sửa và các luồng
gói dữ liệu sẽ được điều khiển. Các gói dữ liệu quá dài có thể sẽ được
chia ra và sau đó được kết hợp lại.
Các tuyến thông tin theo phương thức gói trong mạng VSAT thường chỉ dùng
các chức năng và các chức năng thuộc 3 lớp OSI dưới cùng này. Chúng được sử
dụng trong khuôn khổ mạng, cũng như các giao diện của nó với mạng bên ngoài.
Các mạng VSAT được sử dụng chủ yếu dưới dạng các mạng dữ liệu riêng độc
lập, kết nối một số đầu cuối dữ liệu của người sử dụng (hoặc một số nhóm đầu cuối).
Các đầu cuối dữ liệu này giao tiếp với các VSAT ở xa, và với các máy chủ giao thức
với trạm Hub của mạng VSAT. Gần đây, các mạng VSAT còn được dùng để kết nối
những người sử dụng VSAT từ xa tới các mạng dữ liệu trên mặt đất (cả mạng công
cộng lẫn mạng riêng), và có thể trong tương lai là mạng ISDN. Các kết nối này được
mong muốn hoặc phát lại để truy cập.
Giao thức truy cập vệ tinh
Giao thức truy cập vệ tinh thường là bất cân bằng. Có một số dậng truy cập
Sinh viên:Trương Văn Lợi-ĐTVT.K50.QN
VSAT
Các lớp cao
dành cho
người dùng
Lớp 1
Lớp 2
Lớp 3
Các lớp cao
dành cho
người dùng
Lớp 1
Lớp 2
Lớp 3
Cổng giao tiếp
Giao thức
Giao diện
Giao diện
vật lý
Phần
trung tâm
mạng
Cổng giao tiếp
Giao thức
Giao diện
Giao diện
vật lý
RA để truyền các gói dữ liệu từ VSAT đến Hub thì quá trình chỉ báo (ACK) và quá
trình phát lại gói tin đều nằm dưới sự điều khiển của phần mềm quản trị mạng
VSAT.
Tỉ lệ lỗi bit BER trên đường truyền vệ tinh phải đủ thấp để tránh hiện tượng
phát lại quá nhiều lần các bản tin.
Nếu các cơ chế sửa lỗi ở các thiết bị đầu cuối (end-to-end) trong các lớp cao
hơn được sử dụng thì có thể dẫn đến thông lượng thông tin rất thấp do dữ liệu bị lỗi
sẽ được lặp lại sau một thời gian trễ rất dài. Nếu không có các phương pháp sửa lỗi
tại các lớp thấp thì tỉ lệ lỗi bit BER trên đường truyền vệ tinh sẽ phải thấp hơn nhiều.
Chức năng chuyển mạch gói
Các mạng VSAT với cấu hình hình sao chủ yếu là các mạng chuyển mạch gói
với một trung tâm chuyển mạch gói đảm nhận các chức năng định tuyến và chuyển
Sinh viên:Trương Văn Lợi-ĐTVT.K50.QN
Chương 2 :Kỹ thuật trạm mặt đất
mạch. Các chức năng chuyển mạch được triển khai thông qua các thiết bị xử lý băng
gốc và thiết bị điều khiển trong các trạm mặt đất VSAT và Hub.
Có hai cơ chế chuyển mạch gói cơ bản: datagram và kênh ảo. Với datagram,
các gói được phân phối với một độ tin cậy nhất định. Kênh ảo đảm bảo sự phân phối
tuần tự các gói tin và không có sự nhân đôi. Trong mạng VSAT thì các cơ chế đều có
ưu điểm và nhược điểm. Các kênh ảo yêu cầu ít thông tin mào đầu cho một gói dữ
liệu hơn nhưng sự cần thiết phải duy trí các thông tin trạng thái ở mỗi kết nối trong
mạng có thể sẽ trở thành một vấn đề phức tạp trong một mạng VSAT lớn có một số
lượng lớn kết nối cần được hỗ trợ. Với phần thông tin mào đầu lớn hơn trong một
gói, một chuyển mạch trên cơ sở datagram có thể đảm bảo một thông lượng cao hơn
và mang lại một ưu điểm quan trọng: khả năng khởi động lại không cần thiết lập lại
các kết nối trên mạng.
Mô hình bên trong của một mạng chuyển mạch gói có thể được xem như một
liên mạng giữa các hệ thống chuyển mạch và các thành phần xử lý. Do vậy các giao
thức lớp mạng các giao thức lớp mạng trong mô hình OSI được sử dụng làm kiến
hỗ trợ các kiểu giao tiếp người dùng khác nhau.
1.7.KẾT NỐI VỚI CÁC DTE ĐỊNH HƯỚNG GÓI CỦA NGƯỜI SỬ
DỤNG VÀ VỚI CÁC MẠNG DỮ LIỆU MẶT ĐẤT.
1.7.1 Kết nối với các DTE của người sử dụng.
Các mạng VSAT điển hình có một số loại giao tiếp mạng, mỗi loại chứa các
giao tiếp lớp vật lý và giao thức giao tiếp với người dùng để đảm bảo sự giao tiếp
hoàn hảo với các thiết bị đầu cuối dữ liệu cục bộ của người sử dụng (DTE). Các giao
tiếp này cũng có thể hiện diện giữa các thiết bị Hub VSAT và các máy chủ.
Giao tiếp lớp vật lý.
Giao tiếp vật lý thực hiện kết nối vật lý từ DTE người dùng tới giao tiếp mạng
VSAT. Mỗi hệ thống VSAT thường có một số giao tiếp vật lý độc lập và có thể cấu
hình được. Chúng hổ trợ cho các chuẩn vật lý đồng bộ và không đồng bộ ở các tốc độ
bit dữ liệu khác nhau.
Giao tiếp giao thức người dùng.
Sinh viên:Trương Văn Lợi-ĐTVT.K50.QN
Chương 2 :Kỹ thuật trạm mặt đất
Giao tiếp giao thức người dùng được kết hợp với mỗi giao tiếp vật lý để kết
nối hoàn hảo những người dùng vào mạng thông qua một chức năng thiết bị đầu cuối
kênh dữ liệu (DCE) hoàn chỉnh ở lớp 2 và 3. Các giao tiếp giao thức người dùng hiện
nay cho phép các thiết bị người dùng kết nối tới mạng theo giao thức riêng của mình.
Hầu hết các hệ thống VSAT được hổ trợ ít nhất là các giao thức người dùng
X25... Ngoài các giao tiếp người dùng được sử dụng rất thường xuyên này một mạng
VSAT còn có thể dễ dàng thích nghi với các giao tiếp riêng bởi vì các sự thay đổi
tong giao tiếp chỉ được giới hạn ở người dùng chứ không phải trên toàn bộ mạng.
Giao thức X25.
Hình:1-9: Cấu hình hổ trợ giao thức SDLC.
Trong các mạng X25 mặt đất, mỗi nút mạng đảm nhận việc chỉ báo nội bộ về
tình trạng nhận các gói dữ liệu. Vì vậy giao thức người dùng X25 giao tiếp với mạng
VSAT đơn giản hơn so với SDLC hoặc BISYNC. Giao tiếp vật lý giữa DTE X25 của
RS232C
Chương 2 :Kỹ thuật trạm mặt đất
Giao tiếp giao thức người dùng thực hiện cục bộ việc chỉ báo thu/phát ở lớp 2
và 3 tới các thiết bị người dùng, cũng giống như các node và các DCE trong các
người X25 mặt đất. Nếu không tính đến trễ vệ tinh trong giao tiếp X25 cục bộ này,
thì các giá trị định thời và các kích thước cửa sổ của các giao thức X25 lớp 2 và 3
trong thiết bị người dùng sẽ không cần phải được điều chỉnh khi sử dụng với các
mạng VSAT.
1.7.2 Kết nối với các mạng dữ liệu mặt đất chuyển mạch gói (PSPDN).
Trong các mạng PSPDN, các DTE người dùng được kết nối tới các DCE của
PSPDN thông qua sử dụng giao thức X25. Các DTE không đồng bộ có thể được kết
nối tới mạng theo giao thức X28 và một chức năng PAD (lắp ghép/phân chia gói).
Các mạng PSPDN được kết nối với nhau thông qua các cổng giao tiếp mạng với một
giao tiếp X75 ở giữa. Dữ liệu được truyền qua mạng dưới dạng các gói tin đi qua các
chuyển mạch gói (node) có nhiệm vụ định tuyến các gói tin này. Mỗi gói tin mang
một header chứa thông tin địa chỉ. Không như trong các mạng chuyển mạch kênh,
trong các chuyển mạch gói không có một kết nối nào được duy trì lâu dài trên mạng
giữa các DTE đang thông tin.
Một số khả năng kết nối mạng VSAT và mạng PSPDN có thể được áp dụng:
Mạng VSAT thay thế cho một phần mạng PSPDN mặt đất.
Mạng VSAT như một mạng con trung chuyển giữa các PSPDN.
Một mạng VSAT truy cập vào một mạng PSPDN thông qua một giao tiếp
mạng tại Hub hoặc tại một trong các trạm VSAT.
Thông thường mạng VSAT truy cập vào mạng PSPDN được dùng phổ biến
nhất và được chính thức hóa qua quá trình phát triển của các chuẩn quốc tế. Khả năng
này của mạng VSAT xem như một dạng triển khai đặc biệt của mạng dữ liệu dành
riêng được kết nối tới PSPDN thông qua một giao tiếp người dùng tiêu chuẩn của
PSPDN.
Cổng giao tiếp X25/VSAT đảm nhận các chức năng như: biên dịch địa chỉ,
tin khép kín toàn cầu.
Thực chất của thông tin vệ tinh VSAT là kỹ thuật truyền dẫn mà trong đó môi
trường truyền dẫn là không gian vũ trụ rất phức tạp với khoảng cách lớn.
Sinh viên:Trương Văn Lợi-ĐTVT.K50.QN
Chương 2 :Kỹ thuật trạm mặt đất
CHƯƠNG II: KỸ THUẬT TRẠM MẶT ĐẤT
2.1.GIỚI THIỆU CHƯƠNG.
Một vệ tinh thông tin yêu cầu để cung cấp dịch vụ bên trong một vùng địa lý
trong thời gian sống của nó. Việc thiết kế được điều khiển bởi khả năng thông tin của
vệ tinh VSAT, môi trường vật lý mà nó hoạt động và yêu cầu công nghệ.
Thiết kế một vệ tinh VSAT bắt đầu với sự tổng hợp tất cả các yêu cầu kỹ
thuật của tàu vũ trụ, như EIRP và vùng phủ sóng. Còn đối với trạm mặt đất thì cần có
những chỉ tiêu kỹ thuật nào? Chương này với mô tả những xem xét chính yêu cầu
trong thiết kế trạm mặt đất VSAT (trạm từ xa và cả Hub) và mô tả đặc tính của vài hệ
thống của một trạm Hub của các khối thiết bị chính của nó, sự tối ưu hóa cũng như
những ràng buột kỹ thuật và giá.
2.2.VSAT - KỸ THUẬT TRẠM MẶT ĐẤT.
2.2.1. Cấu trúc chung.
Theo chức năng trạm mặt đất VSAT được chia làm ba phần: Anten, khối thiết
bị ngoài trời (ODU) và khối thiết bị trong nhà (IDU). Hầu hết các loại trạm mặt đất
VSAT hoạt động ở các tần số khác nhau nhưng có cấu trúc tương đối giống nhau,
ngoại trừ anten và mạch RF
Ở đây các anten parabol có độ lệch nhỏ tương ứng với đường kính từ 1 ÷ 2m
được dùng rộng rãi. ODU (Out-Door Unit) khối ngoài VSAT chứa phần RF (chẳng
hạn như bộ LNC-bộ khếch đại nhiễu thấp đối với phần chuyển đổi tần xuống và bộ
HPC- bộ chuyển đổi công suất cao với phần chuyển đổi tần lên). Và được lắp đặt
ngay sau tiêu điểm của anten..
Một khối IDU điển hình chứa một mạch IF, một modem và một bộ xử lý tín
hiệu băng gốc. Đôi khi mạch điều chế cũng được chứa trong ODU thay vì IDU.IDU
Khoảng cách từ tiêu điểm F đến đỉnh gương O gọi là tiêu cự f, trục đi qua đỉnh
gương và tiêu điểm gọi là trục quang (trục ox), nếu gương parabol tròn xoay thì
đường kính miệng gương L được gọi là khẩu độ (aperture).Theo tính chất của gương
parabol, các tia sóng xuất phát từ tiêu điểm của gương rồi phản xạ từ mặt gương sẽ
trở thành các tia sóng song song nhau và có tổng đường đi từ tiêu điểm đến mặt phản
xạ tới miệng gương là bằng nhau và bằng một hằng số f.
Như vậy nếu nguồn sơ cấp đặt tại tiêu điểm gương bức xạ sóng cầu thì sau khi
phản xạ từ mặt gương sẽ trở thành sóng phẳng. Bởi vậy anten gương parabol có bức
xạ đơn hướng, với tính hướng hẹp hệ số tăng ích cao
Đây là loại anten có cấu trúc đơn giản nhất và giá thành thấp nhất, nó được dùng
chủ yếu cho các trạm chỉ thu và các trạm nhỏ đặc biệt với dung lượng thấp. Tuy
nhiên, các đặc tính của nó như hệ số tăng ích, búp sóng phụ không được tốt.
2.2.3.2. Anten Cassegrain:
Nguyên lý cấu tạo: gồm hai gương, một gương chính với đường kính lớn là
gương parabol, một gương phụ nhỏ là gương hypebol, được đặt sao cho tiêu điểm
của hai gương trùng nhau tại F1
Hình :2-2. An ten 2 gương Cassegrain
Do đó nguồn sơ cấp bức xạ sóng cầu sau khi phản xạ từ hai gương sẽ trở thành
sóng phẳng. Như vậy, anten Cassegrain cũng có tác dụng như anten một gương
parabol, nhưng nó có ưu điểm kích thước theo hướng trục quang ngắn hơn so với
anten gương parabol (ngắn hơn một đoạn bằng tiêu cự của gương hypebol), bộ chiếu
xạ đặt gần đỉnh gương parabol hơn nên giá đỡ nó đơn giản hơn và fiđơ tiếp sóng sẽ
Sinh viên:Trương Văn Lợi-ĐTVT.K50.QN
Chương 2 :Kỹ thuật trạm mặt đất
ngắn hơn do đó tổn hao và tạp âm sẽ nhỏ hơn. Bởi vậy anten Cassegrain được sử
dụng phổ biến cho các trạm mặt đất thông thường và với các anten có kích thước
trung bình và lớn
2.2.3.3. Anten lệch (bù)
Anten lệch có bộ phận fiđơ, gương phản xạ phụ được đặt ở vị trí lệch một ít so với
Hệ thống bám bằng tay (Manual Tracking):Chỉ những anten có đường kính
lớn là cần thiết phải có hệ thống bám tự động .khi đường kính anten giảm yêu cầu
này không cần thiết lắm.Trong thực tế đối với các anten có kích thước bằng hoặc
nhỏ hơn 8 m thì bám tự động là không cần thiết mà chỉ cần điều khiển băng tay
hằng tuần hoặc hàng tháng bởi vì độ rộng búp sóng anten lớn. điều chỉnh này có
thể thực hiện được bằng cách làm cho các chuyển mạch phù hợp với mô tơ góc
phương vị và góc ngẩn hoặc dùng biện pháp cơ khí để quay trực tiếp anten.
2.2.5. Hệ số tăng ích của anten
Hệ số tăng ích của anten là một thông số quan trọng, quyết định không những
chất lượng của anten mà cả chất lượng và quy mô của trạm mặt đất. Hệ số tăng ích
của anten (G) được tính theo công thức:
Trong đó: A -là diện tích hiệu dụng của anten.
λ -là bước sóng của anten.
η -là hiệu suất của anten.
-Biểu thức này cho thấy, khi nhìn từ đầu phát, khả năng tập trung sóng vô
tuyến điện vào một hướng xác định, so với trường hợp sóng bức xạ đồng đều theo
mọi hướng. Biểu thức này cho phép ở đầu thu dự đoán khả năng thu sóng khuếch tán
yếu. Ở đây, η biểu thị hiệu suất, với một anten kích thước giống nhau, nếu có hiệu
suất lớn thì hệ số tăng ích cũng lớn hơn. Với anten parabol thông thường
η = 0.5 ÷ 0.75. Trong trường hợp anten gương tròn với đường kính d(m).
A = πd
2
/4
Từ đó rút ra: G = (πd/λ)
2
.η
Sinh viên:Trương Văn Lợi-ĐTVT.K50.QN
G = 4π.A.η/λ
2
dB nhằm giảm tối đa các thành phần nhiễu điều chế tương hỗ trong LNA.
-Băng tần của LNA phải đủ rộng để có thể bao phủ băng tần công tác của vệ tinh
Vị trí lắp đặt LNA càng gần đầu thu càng có lợi về mức tín hiệu vì giảm tạp âm và
suy hao do giảm được chiều dài ống dẫn sóng.
2.3.2. Bộ khuếch đại công suất cao: (HPA - High Power Amplifier)
- Để bù vào suy hao truyền sóng lớn trong thông tin vệ tinh, đầu ra máy phát cần
phải có công suất càng lớn càng tốt, do vậy ở trạm mặt đất sử dụng bộ khuếch đại
Sinh viên:Trương Văn Lợi-ĐTVT.K50.QN
Copyright: Tài liệu đại học ©