Đề tài tính toán, thiết kế truyền hình số vệ tinh và hệ thống thu truyền hình cáp cho một khách sạn sao mai thanh hóa luận văn, đồ án, đề tài tốt nghiệp

Đề tài tính toán, thiết kế truyền hình số vệ tinh và hệ thống thu truyền hình cáp cho một khách sạn sao mai thanh hóa luận văn, đồ án, đề tài tốt nghiệp

Dé hoan thanh duge dé tai nay thì trước tiên em xin chân thành cảm ơn Ban giám

hiệu Trường ĐẠI HỌC VỊNH, các thầy cô trong Ban chủ nhiệm KHOA CÔNG NGHỆ

Và các thầy cô bộ môn đã tạo điều kiện cho em được học tập và đã truyền thụ nhiều kiến

thức cho em làm nền tảng học vấn trên con đường công danh sự nghiệp của mình Sau đó là em vô cùng biết ơn thầy CAO THÀNH NGHĨA là người thầy đã trực tiếp định hướng và hướng dẫn cho em nghiên cứu về một lĩnh vực khá là mới mẻ so với

những kiến thức mà em đã học được ở trường, và em tỏ long biết ơn tới cán bộ, nhân viên nhân viên khách sạn Sao Mai - Thành phố Thanh Hóa đã tạo điều kiện tốt nhất dé

em có thê hoàn thành đồ án này

Vinh, thang 5 năm 2010 Sinh vién thyc hién

Nguyễn Ngọc Huy

LOI NOI DAU

Trong quá trình phát triển của con người, những cuộc các mạng về công nghệ đóng một vai trò rất quan trong, chúng làm thay đổi từng ngày từng giờ cuộc sống của con

người, theo hướng hiện đại hơn Dân số càng tăng, nhu cầu cũng tăng theo, các dịch vụ,

các tiện ích từ đó cũng được hình thành và phát triển theo Chúng ta đã và đang áp dụng công nghệ của các ngành điện tử, công nghệ thông tin và viễn thông vào trong thực tiễn

đề đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của con người nhất là lĩnh vực giải trí

Hiện nay, truyền hình số vệ tỉnh không còn xa là lạ gì với chúng ta Nhưng đề hiểu

hết được nó và khai thác triệt dé những tính năng ưu việt của nó thì vẫn đang còn là một

khó khăn và thách thức

Được sự định hướng và chỉ dẫn của thầy Cao Thành Nghĩa, và sự giúp đỡ nhiệt

tình của cán bộ, nhân viên khách sạn Sao Mai - Thành phó Thanh Hóa, em đã mạnh dạn

chọn đề tài đồ án: “Tính toán, thiết kế truyền hình số vệ tinh” Với mục đích tìm hiểu về

hệ thống thông hữu tuyến, cụ thể là hệ thống thông tin vệ tỉnh và phương án lắp đặt

truyền hình cáp cho khách sạn dựa trên những thiết bị có sẵn trên thị trường Nội dung của đồ án được thể hiện như sau:

Phần I: Lý thuyết chung

Chương I: Tổng quan về thông tin vệ tinh

Chương II: Hệ thống thu truyền hình số qua vệ tỉnh

Phần II: Hệ thống thu truyền hình cáp cho một khách sạn Sao Mai - Thanh Hóa

Do kiến thức và khả năng của em còn hạn chế, nên đồ án tốt nghiệp này không tránh khỏi các sai sót Mong được sự góp ý của các thầy, các cô và các bạn đề nội dung

đồ án được hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn thầy Cao Thành Nghĩa, khách sạn Sao Mai, đã hướng đẫn em

về chuyên môn, phương pháp làm việc để em có thể xây dựng và hoàn thành nội dung đồ án theo đúng kế hoạch Em cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các thầy, các cô, các bạn trong Khoa Công Nghệ trường Đại học Vinh đã giúp đỡ, tạo điều kiện cho em hoàn thành đồ án này

Vinh, tháng 5 năm 2010

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Ngọc Huy

Thuật ngữ viết tắt

PHẨN I

LY THUYET CHUNG

CHƯƠNG 1: TONG QUAN VE THONG TIN VE TINH

1.1.1 LICH SU’ PHAT TRIEN CUA THONG TIN VE TINH

1.1.2 CAC BINH LUAT KEPLER

1.1.2.1 Dinh luat Kepler thir nhat

1.1.2.2 Định luật Kepler thứ hai

1.1.2.3 Định luật Kepler thứ ba

1.1.3 DAC DIEM CUA THONG TIN VE TINH

1.1.3.1 Ưu điểm của thông tin vé tinh

1.1.3.2 Các quỹ đạo vệ tinh

1.1.3.2.1 Qãy đạo cực tròn

1.1.3.2.2 Qũy đạo xích đạo tròn

1.1.3.2.3 Qũy đạo elip nghiêng

1.1.3.2.4 Qiiy dao thap LEO (Low Earth Orbit)

1.1.3.2.5 Qiiy dao trung binh MEO (Medium Earth Orbit)

1.1.4 TAN SO LAM VIEC CUA THONG TIN VE TINH

1.1.4.1 Khái niệm của số vô tuyến

1.1.4.2 Phân định tần số

1.1.4.3 Tần số sử dụng trong thông tin vé tinh

1.1.5 CAU HINH HE THONG THONG TIN VE TIN

1.1.5.1 Phan hé thong tin

a) Bộ phát đáp

b) Máy thu băng rộng

c) Bộ phân kênh đầu vào

d) Các khối khuếch dai công suat

e) Ghép kénh dau ra

1.1.5.2 Phan hé Anten

a) Anten loa

b) Anten phan xa (reflector)

c) Anten day (array)

1.1.6 SUY HAO TRONG THONG TIN VE TINH

1.1.6.1 Suy hao trong không gian tự do

1.1.6.2 Suy hao do tầng đối lưu

1.1.6.3 Suy hao do tầng điện ly

1.1.6.4 Suy hao do thời tiết

1.1.6.5 Suy hao do đặt anten chưa đúng

1.1.6.6 Suy hao trong thiết bị phát và thu

1.1.6.7 Suy hao do phân cực không đối xứng

1.1.7 TẠP ÂM TRONG THÔNG TIN VỆ TINH

1.1.7.1 Nhiệt tạp âm hệ thống

1.1.7.1.1 Nhiệt tạp âm bên ngoài 7, và nhiệt tạp âm anten 7, 288

1.1.7.1.2 Nhiệt tạp âm hệ thống fiđơ Tr

1.1.7.1.3 Nhiệt tạp âm máy thu Tp

1.1.7.2 Công suất tạp âm nhiễu

1.1.7.2.1 Can nhiễu khác tuyến

1.1.7.2.2 Nhiễu cùng tuyến

1.1.7.2.3 Tạp âm méo xuyên điều chế

1.1.8 ĐỘ LỢI CỦA ANTEN VA DO RONG CUA CHUM TIA

CHƯƠNG II: HE THONG THU TRUYEN HINH SO QUA VE TINH “ 1.2.1 SO DO KHOI HE THONG THU TRUYEN HINH SO QUA VE TINH 344

1.2.2.2.3 Truyền tải tín hiệu

1.2.2.3 Nén và mã hóa tín hiệu truyền hình

1.2.2.3.1 Khái quát về kỹ thuật nén ảnh số

1.2.3 KỸ THUẬT ĐA TRUY NHẬP

1.2.3.1 Đa truy nhập phân chia theo tan so (FDMA)

1.2.3.1.1 FDM/FM/FDMA

1.2.3.1.2 TDM/PSK/FDMA

1.2.3.1.3 SCPC/FDMA

1.2.3.2 Đa truy nhập phân chia theo thời gian (TDMA'

1.2.3.3 Đa truy nhập phân chia theo mã (CDMA)

1.2.3.4 Phương pháp đa truy nhập phân phối trước và đa truy nhập phân phối theo yêu cầu

1.2.3.4.1 Đa truy nhập phân phối trước

1.2.3.4.2 Đa truy nhập phân phối theo yêu cầu

1.2.4 HE THONG TV GIA DINH, TVRO

1.2.4.1 Sơ đồ khối tổng quát của TVRO

1.2.4.2 Khối ngoài trời

1.2.4.3 Khối trong nhà cho TV tương tự (FM)

1.2.4.4 Hệ thống TV anten chu

1.2.4.5 Hệ thống TV anten tap thé

1.2.5 CAU HINH CUA TRAM MAT DAT

1.2.6 TRUYEN TIN HIEU TRUYEN HÌNH QUA VE TINH

1.2.7 GOC NGANG, GOC PHUONG VI VA GOC PHAN CUC

1.2.7.1 Géc ngang (OC) cccceccessessessessessessessesssesessssseessesecsucsesssesesssessssseseesseeeeese 1.2.7.2 Góc phương vị [o„]

1.2.7.3 Góc phân cực:

PHAN II: HE THONG THU TRUYEN HINH CAP CHO KHACH SAN SAO MAI - THANH HOA

2.1 YEU CAU CUA HE THONG

2.1.1 Khảo sát các đặc điểm cần để thiết lập nơi thu

2.3.7 Tính toán suy hao

2.3.8 Chọn máy khuếch đại công sua

DANH SÁCH HÌNH VẼ

Hình 1.1 Ba dạng quỹ đạo cơ bản của vệ tính Error! Bookmark not defined.1 Hình 1.2 Cấu hình của hệ thống thông tin vệ tỉnh Error! Bookmark not defined.4 Hình 1.3 Quy hoạch tần số và phân cực .Error! Bookmark not defined.5 Hình 1.4 Các kênh của bộ phát đáp vệ tính -Error! Bookmark not defined.7 Hình 1.5 Máy thu băng rộng vệ tinh Error! Bookmark not defined.8S Hình 1.6 Bộ phân kênh vào . - - «+ Error! Bookmark not defined.9 Hình 1.7 Bộ khuếch đại đèn sóng chạy (TWTA)

Hình 1.8 Bộ ghép kênh đầu ra - Error! Bookmark not defined.2

Hình 1.9 Anten loa hình chữ nhật Error! Bookmark not defined.3

Hình 1.10 Anten phản xạ -Error! Bookmark not defined.3 Hình 1.11 Sai léch do dat anten chua dung Error! Bookmark not defined.6 Hình 1.12 Suy hao trong thiết bị phát và thu Error! Bookmark not defined.6 Hinh 1.13 Các nguôn tạp âm ảnh hưởng đến thông tin vệ tính Error! Bookmark not defined.8

Hình 1.14 Can nhiễu giữa viba và trạm mặt đất và vệ tỉnh scc+x+xcrxcxesee 31

Hình 1.15 Can nhiễu giữa các hệ thống thông tin vệ tỉnh Error! Bookmark not defñned.I

Hình 1.16 Đặc tính vào ra của TWT Error! Bookmark not defined.2

Hình 1.17: Sơ đồ khối hệ thống thu truyền hình số Error! Bookmark not defined.4 Hình 1.18 Sơ đồ hệ thống Headend số Error! Bookmark not defined.5

Hình 1.19 Thu tín hiệu từ vệ tinh „Error! Bookmark not defined.6

Hình 1.20 Thu tín hiệu truyền hình số mặt đắt Error! Bookmark not defined.7 Hình 1.21 Thu tín hiệu các đài địa phương -Error! Bookmark not defined.7 Hinh 1.22 So dé chom sao cia 16-QAM Error! Bookmark not defined.4 Hình 1.23 a) Cấu hình bộ điều chế Q-PSK Error! Bookmark not defined.6

b) Cấu hình bộ giải điều chế Q-PSK Error! Bookmark not defined.6

e) Biểu đồ sao tín hiệu - Error! Bookmark not defined.6

Hình 1.24 Kỹ thuật đa truy nhập FDMA, TDMA và CDMA Error! Bookmark not defined.9

Hình 1.25 So sánh giữa khái niệm ghép kênh và đa truy nhập - - + 50

Hình 1.26 FDMA -+<-<+xx++

a) FDM/FM/FDMA; b) TDM/PSK/FDMA; c) SCPC/FDMA -+ Hình 1.28 Đa truy nhập phân chia theo thời gian Error! Bookmark not defined.I Hình 1.29 Sơ đồ khối đầu cuối thu thu DBS TV/FM gia đình Error! Bookmark not defined.6

Hình 1.30 Cấu trúc hệ thống anten TV chu (MATV).Error! Bookmark not defined

9

Hình 1.31 Cấu trúc khối trong nhà cho hệ thống TV anten tập thể (CATV) Error!

Bookmark not defined.9

Hình 1.32 Các phần tử căn bản của một trạm mặt đất có dự phòng - 60 Hình 1.33 Sơ đô chỉ tiết của một trạm phát thu

Hình 1.34 Sự thay đối pha trong tín hiệu điều chế pha vi sai tải tần

Bookmark not defined.5

Hình 1.35 a) Bước nhảy tải tần cực đại Error! Bookmark not defined.5

b) Bước nhảy tại thời điểm tải tần có giá trị 0 Error! Bookmark not defined.5

c) Mat d6 pho cua bước nhảy pha Error! Bookmark not defined.5 Hình 1.36 a) Tín hiệu điều chế số

b) Tín hiệu điêu chê theo loại A

Error! Bookmark not defined.6 Error! Bookmark not defined.6

c) Tin hiệu điều chế theo loại B Error! Bookmark not defined.6

Hình 1.37 Góc ngang và góc nghiêng Error! Bookmark not defined.7 Hinh 1.38 a) phân cực đứng b) phân cực ngang (c) phân cực dạng elip Error! Bookmark not defined.9

Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý khối thu

Hình 2.2 Sơ đồ khối thiết kế khối thu TVRO

Hình 2.3 a) Cấu trúc hình xương cá Error! Bookmark not defined.5

b) Cấu trúc hình cây Error! Bookmark not defined.5 Hình 2.4 Mặt cắt ngang một tầng của khách sạn Error! Bookmark not defined.9 Hình 2.5 Sơ đồ thiết kế hệ thống theo mặt cắt đứng Error! Bookmark not defined.7

Hình 2.6 Hệ thống cáp toàn bộ khách sạn Error! Bookmark not defined.S

THUAT NGU VIET TAT

ASK Amplication Shift Key Khóa dịch chuyền về biên độ ATM Asynchronous Transfer Mode Phương thức chuyền tải không đồng

bộ CATV Community Antenna Television Truyền hình cáp

CDMA Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mã

DM Delta Modulation Dùng nhiêu trong truyện số liệu DPCM | Differential Pulse-Code Modulation Điều chế xung mã vi sai

DVB Digital Video Broadcasting Truyền hình số quảng bá

EIRP | Effective Isotropic Radiated Power | Công suất bức xạ đăng hướng hiệu

dụng

FDMA | Frequency Division Multiple Access |_ Đa truy nhập phân chia theo tân sô FFT Fast Fourier Transform Biến đồi furie nhanh

FSK Frequency Shift Key Khéa dich chuyén về tần số FSS Fixed Satellite Service Dich vụ vệ tinh cô định

HFC Hybrid Fiber/Coax Cáp quang/ đồng trục hỗn hợp

IDU Indoor Unit Cấu kiện của VSAT đặt trong nhà

LNA Low noise Amplifiers Các bộ khuếch đại có mức nhiễu thấp

LNB Low Noise Block Converter Bộ chuyền đồi khối có mức nhiễu

thấp MATV Master Antenna Television Truyền hình Anten chung

MPEG Motion Picture Experts Group Nhóm chuyên gia hình ảnh động NTSC National Television System Ủy ban quốc gia và các hệ thông

PAM Pulse Amplitude Modulation Điều chế biên độ của xung

PFM Pulse Frequency Modulation Điều chế tần số của xung

PPM Pulse Phare Modulation Điều chế pha của xung

PWM Pulse Width Modulation Điều chế độ rộng của xung QAM | Quadrature Amplitude Modulation Điều chế biên độ cầu phương

SCPC Single-Channel-Per-Carrier Mỗi kênh một sóng mang

SDH Synchronous Digital Hierarchy Phân cấp mạng số đồng bộ

SNMP |Simple Network Management Protocol| Giao thức quản lý mạng đơn giản SNR Signal-To-Noise Ratio Tỉ số tín hiệu trên tạp âm

TDM Time Division Multiplex Ghép kênh phân chia theo thời gian TDMA Time Division Multiple Access Da truy nhap phan chia theo thoi gian

PHANI

LY THUYET CHUNG

CHUONG 1: TONG QUAN VE THONG TIN VE TINH

1.1.1 LICH SU PHAT TRIEN CUA THONG TIN VE TINH

Vào cuối thé kỷ 19, nhà bác học Nga Tsiolkovsky (1857-1035) đã đưa ra các khái niệm cơ bản về tên lửa đây dùng nhiên liệu lỏng Ông cũng đưa ra ý tưởng về tên lửa đây nhiều tầng, các tàu vũ trụ có người điều khiển dùng đề thăm dò vũ trụ

Năm 1926 Robert Hutchinson Goddard thử nghiệm thành công tên lửa đây dùng

nhiên liệu lỏng

Tháng 5 năm 1945 Arthur Clarke nhà vật lý nồi tiếng người Anh đồng thời là tác giả của mô hình viễn tưởng thông tin toàn cầu, đã đưa ra ý tưởng sử dụng một hệ thống gồm 3 vệ tinh địa tĩnh dùng đề phát thanh quảng bá trên toàn thế giới

Tháng 10 / 1957 lần đầu tiên trên thế giới, Liên Xô phóng thành công vệ tinh nhân

tạo SPUTNIK - 1 Đánh dấu một kỷ nguyên về TTVT

Năm 1958 bức điện đầu tiên được phát qua vệ tỉnh SCORE của Mỹ

Năm 1964 thành lập tổ chức TTVT quốc tế INTELSAT

Năm 1965 ra đời hệ thống TTVT thương mại đầu tiên INTELSAT-I với tên gọi Early Bird

Năm 1971 thành lập tổ chức TTVT quốc tế INTERSPUTNIK gồm Liên Xô và 9 nước XHCN

Năm 1972-1976 Canada, Mỹ, Liên Xô và Indonesia sử dụng vệ tinh cho thông tin nội địa

Năm 1979 thành lập tổ chức thông tin hàng hải quốc tế qua vệ tỉnh INMARSAT Năm 1984 Nhật bản đưa vào sử dụng hệ thống truyền hình trực tiếp qua vệ tỉnh Năm 1987 Thử nghiệm thành công vé tinh phục vụ cho thông tin di động qua vệ tính

Thời kỳ những năm 1999 đến nay, ra đời ý tưởng và hình thành những hệ thống thông tin di động và thông tin băng rộng toàn cầu sử dụng vệ tỉnh Các hệ thống điển

hình như GLOBAL STAR, IRIDIUM, ICO, SKYBRIGDE, TELEDESIC

1.1.2 CAC DINH LUAT KEPLER

Các vệ tỉnh quay quanh trái đất tuân theo cùng các định luật điều khiến sự chuyên động của các hành tỉnh xung quanh mặt trời Từ lâu dựa trên các quan trắc kỹ lưỡng người ta đã hiểu được sự chuyên động của các hành tinh Từ các quan trắc này, Johannes Kepler (1571-1630) đã rút ra bằng thực nghiệm ba định luật mô tả chuyển động hành tinh Tổng quát các định luật Kepler có thể áp dụng cho hai vật thé bat ky trong không gian tương tác với nhau qua lực hấp dẫn Vật thể có khối lượng lớn hơn

trong hai vật thể được gọi là sơ cấp còn vật thể thứ hai được goi la vé tinh

1.1.2.1 Dinh luật Kepler thứ nhất

Vệ tinh chuyền động vòng quanh trái đất theo một quỹ đạo Ellip với tâm trái đất nằm ở một trong hai tiêu điểm của Ellip Điểm xa nhất của quỹ đạo so với tâm trái đất nằm ở phía của tiêu điểm thứ hai, được gọi là viễn điểm còn điểm gần nhất của quỹ đạo được gọi là cận điểm

1.1.2.2 Định luật Kepler thứ hai

Vệ tinh chuyển động theo một quỹ đạo với vận tốc thay đối sao cho đường nối giữa tâm trái đất và vệ tỉnh sẽ quét các diện tích bằng nhau khi vệ tỉnh chuyên động trong cùng một thời gian như nhau

1.1.2.3 Định luật Kepler thứ ba

Bình phương của chu kỳ quay tý lệ thuận với luỹ thừa bậc ba của bán trục lớn của quỹ đạo Ellip

1.1.3 DAC DIEM CUA THONG TIN VE TINH

1.1.3.1 Ưu điểm của thông tin vệ tỉnh

Trong thời đại hiện nay, thông tin vệ tinh được phát triển và phổ biến nhanh chóng vì nhiều lý do khác nhau Các ưu điểm chính của thông tin vệ tỉnh so với các phương tiện thông tin dưới biển và trên mặt đất như hệ thống cáp quang và hệ thống chuyển tiếp viba số là:

- Có kha năng đa truy nhập

10

- Vùng phủ sóng rộng

- Ôn định cao, chất lượng và khả năng đáp ứng cao về thông tin băng rộng

- Có thể ứng dụng cho thông tin di động

- Hiệu quã kinh tế cao trong thông tin cự ly lớn

Sóng vô tuyến điện phát đi từ một vệ tinh ở quỹ đạo địa tĩnh có thể bao phủ hơn 1⁄3 toàn bộ bề mặt trái đất, nên những trạm mặt đất đặt trong vùng đó có thẻ thông tin trực tiếp với bất kỳ một trạm mặt đất khác trong vùng qua một vệ tỉnh thông tin

Kỹ thuật sử dụng một vệ tinh chung cho nhiều tram mat dat và việc tăng hiệu qủa

sử dụng của nó tới cực đại được gọi là đa truy nhập Nói cách khác đa truy nhập là

phương pháp dùng một bộ phát đáp trên một vệ tinh chung cho nhiều tram mat dat 1.1.3.2 Các quỹ đạo vệ tỉnh

Quỹ đạo elip nghiêng

Quỹ đạo

xích đạo ™~@

Quỹ đạo cực tròn

Hình 1.1 Ba dạng quỹ đạo cơ ban của vệ tính

1.1.3.2.1 Qũy đạo cực tròn

Ưu điểm của dạng qũy đạo này là mỗi điểm trên mặt đất đều nhìn thấy vệ tỉnh thông qua một qũy đạo nhất định, việc phủ sóng toàn cầu của dạng qũy đạo này đạt được vì qũy đạo bay của vệ tinh sẽ lần lượt quét tất cả các vị trí trên mat dat Dạng qũy đạo này được sử dụng cho các vệ tinh dự báo thời tiết, hàng hải, thăm dò tài nguyên và các vé tinh do thám, không thông dụng cho truyền thông tin

1.1.3.2.2 Qũy đạo xích đạo tròn

Đối với dạng qũy đạo này, vệ tỉnh bay trên mặt phẳng đường xích đạo và là

dạng qũy đạo được dùng cho vé tinh dia tinh, nếu vệ tỉnh bay ở một độ cao đúng thì

dạng qũy đạo này sẽ lý tưởng đối với các vệ tinh thông tin

11

Quy dao dia tinh GEO (Geostationalry Earth Orbit)

Nếu ba vệ tỉnh dia tĩnh được đặt ở cách đều nhau bên trên xích đạo thì có thể thiết

lập thông tin liên kết giữa các vùng trên trái đất bằng cách chuyên tiếp qua một hoặc hai

vệ tỉnh Điều này cho phép xây dựng một mạng thông tin trên toàn thế gidi

1.1.3.2.3 Qiiy dao elip nghiéng

Ưu điểm của loại qũy đạo này là vệ tỉnh có thể đạt đến các vùng mà các vệ tinh địa tĩnh không thể đạt tới Tuy nhiên qũy đạo elip nghiêng có nhược điểm là hiệu ứng Doppler lớn và vấn đề điều khiển bám đuôi vệ tinh phải ở mức cao

Ngoài ra người ta còn có 2 loai qũy đạo khác:

1.1.3.2.4 Qũy đạo thấp LEO (Low Earth Orbit)

Độ cao điển hình của dạng qũy đạo này là 160 đến 480 km, nó có chu kỳ 90phút

Sự gần kề của các vệ tỉnh LEO có thuận lợi là thời gian dé dữ liệu phát đi đến vệ tinh và

đi về là rất ngắn Do khả năng thực hiện nhanh của nó, tác dụng tiếp sức tương hỗ toàn

cầu giữa các mạng và loại hình hội thoại vô tuyến truyền hình sẽ có hiệu qữa và hấp dẫn

hơn Nhưng hệ thống LEO đòi hỏi phải có khoảng 60 vệ tỉnh loại này mới bao trùm hết

bề mặt địa cầu

1.1.3.2.5 Qiiy dao trung binh MEO (Medium Earth Orbit)

Vé tinh MEO ở độ cao từ 10.000 km đến 20.000 km, chu kỳ của qũy dao là 5 đến

12 giờ, thời gian quan sát vệ tinh từ 2 đến 4 giờ Ứng dụng cho thông tin di động hay thông tin radio Hệ thống MEO cần khoảng 12 vệ tỉnh để phủ sóng toàn cầu

1.1.4 TAN SO LAM VIEC CUA THONG TIN VE TINH

1.1.4.1 Khái niệm cúa số vô tuyến

Bảng 1.1 Đồ thị biểu dén suy hao do mưa và do tầng điện ly theo tan sé

Các sóng vô tuyến điện truyền đến hay đi từ các vệ tỉnh thông tin chịu ảnh hưởng của tầng điện ly và khí quyên Tầng điện ly là một lớp khí loãng bị ion hoá bởi các tỉa vũ trụ,

có độ cao từ 60km đến 400km so với mặt đất, lớp mang điện này có tính chất hấp thụ và phản xạ sóng Do các biến đồi trạng thái của tầng điện ly, làm giá trị hấp thụ và phản xạ thay đôi gây ra sự biến thiên cường độ sóng đi vào, gọi là sự thăng giáng Tuy nhiên tinh chất này ảnh hưởng chủ yêu đối với băng tần thấp, khi tần số càng cao ảnh hưởng của tầng điện ly càng ít, các tần số ở băng sóng viba (1GHz) hầu như không bị ảnh hưởng của tầng điện ly Khi tần số >10GHz thì cần tính toán suy hao do mua nhuw bang 1.1

Từ hình vẽ ta thấy các tần số nằm trong khoảng giữa 1GHz và 10GHz thì suy hao kết hợp do tầng điện ly và mưa nhỏ là không đáng kể, do vậy băng tần này được gọi là

"cửa số tần số" Lúc đó nếu sóng nằm trong cửa số vô tuyến thì suy hao truyền dẫn có thể được xem gần đúng là suy hao không gian tự do Vì vậy, cho phép thiết lập các đường thông tin vé tinh ổn định, nhưng phải lưu ý đến sự can nhiễu với các đường thông tin viba trên mặt đất vì các sóng trong thông tin viba cũng sử dụng tần số nằm trong cửa số này Ngoài ra, khi mưa lớn thì suy hao do mưa trong cửa số tần số cần phải được tính toán, xem xét thêm đề kết quả tính toán có độ chính xác cao hơn

1.1.4.2 Phân định tần số

Phân định tần số cho các dịch vụ vệ tinh là một quá trình rất phức tạp đòi hỏi sự

cộng tác quốc tế và có quy hoạch Phân định tần được thực hiện dưới sự bảo trợ của Liên đoàn viễn thông quốc tế (ITU) Để tiện cho việc quy hoạch tần số, toàn thế giới

được chia thành ba vùng:

Vùng 1: Châu Âu, Châu Phi, Liên xô cũ và Mông Cổ

Vùng 2: Bắc Mỹ, Nam Mỹ và Đảo Xanh

'Vùng 3: Châu A (trtr vung 1), Uc va Tây nam Thái Bình Dương, trong đó có cá Việt Nam

Trong các vùng này băng tần được phân định cho các dịch vụ vệ tinh khác nhau, mặc dù một dịch vụ có thể được cấp phát các băng tần khác nhau ở các vùng khác nhau

1.1.4.3 Tần số sử dụng trong thông tin vệ tỉnh

Các tần số sử dụng trong thông tin vé tinh nằm trong băng tần siêu cao SHF (Super High Frequency) tir 3 dén 30 GHz, trong phổ tần số sử dụng cho vệ tỉnh người ta còn chia các băng tần nhỏ với phạm vi của dãy phô như sau:

13

Bảng 1.2 Tần số sử dụng trong thông tin vệ tỉnh

Hiện nay, băng C và băng Ku được sử dụng phô biên nhat, bang C (4/6 GHz) nam

ở khoảng giữa cửa số tần số, suy hao ít do mưa, trước đây được dùng cho các hệ thống viba mặt đất Sử dụng chung cho hệ thống Intelsat và các hệ thống khác bao gồm các hệ thống vệ tỉnh khu vực và nhiều hệ thống vệ tinh nội địa Băng Ku (12/14 và 11/14 GHz), được sử dụng rộng rãi tiếp sau băng C cho viễn thông công cộng, dùng nhiều cho thông tin nội địa và thông tin giữa các công ty Do tần số cao nên cho phép sử dụng những anten có kích thước nhỏ, nhưng cũng vì tần số cao nên tín hiệu ở băng Ku bị hấp

thụ lớn do mưa

Bang Ka (20/30 GHz) lan dau tiên sử dụng cho thông tin thương mại qua vệ tinh Sakura của Nhật, cho phép sử dụng các trạm mặt đất nhỏ và hoàn toàn không gây nhiễu cho các hệ thống viba Tuy nhiên băng Ka suy hao đáng kế do mưa nên không phù hợp

cho thông tin chất lượng cao

1.1.5 CÁU HÌNH HỆ THÓNG THÔNG TIN VỆ TINH

Một hệ thống thông tin vé tinh bao gồm hai phan cơ bản:

> Phan trên không là vệ tỉnh và các thiết bị liên quan

> Phan mat dat bao gồm các trạm mặt đất

Đường lên Đường xuống

chế tân công suất tạp âm thấp tần _ | diều chế

Hình 1.2 Liên lạc giữa hai trạm mặt đất qua vệ tính

14

Trong đó vệ tính đóng vai trò lặp lại tín hiệu truyền giữa các trạm mặt đất, thực

chất kỹ thuật thông tin vệ tinh là kỹ thuật truyền dẫn mà trong đó môi trường truyền dẫn

là không gian vũ trụ với khoảng cách đường truyền khá dài Tại đây ta cũng gặp lại một

số vấn đề đối với một bài toán truyền dẫn, đó là các vấn đề điều chế tạp âm và nhiễu đường truyền, đồng bộ giữa hai đầu thu phát

Đường hướng từ trạm mặt đất phát đến vệ tinh được gọi là đường lên (Up link) và đường từ vệ tinh đến trạm mặt đất thu gọi là đường xuống (Down link) Hầu hết, các tần

số trong khoảng 6GHz hoặc 14GHz được dùng cho đường lên và tần số khoảng 4GHz hoặc 11GHz cho đường xuống

Tại đầu phát, thông tin nhận từ mạng nguồn (có thể là kênh thoại, truyền hình quảng

bá, truyền số liệu ) sẽ được dùng đề điều chế một sóng mang trung tần IF Sau đó tín hiệu

này được đưa qua bộ chuyền đồi nâng tần (Up Converter) cho ra tần số cao hơn RF (Radio

Frequency) Tín hiệu RF này được khuếch đại ở bộ khuếch đại công suất cao HPA (High

Power Amplifier) rồi được bức xạ ra không gian lên vệ tinh qua anten phát Tại vệ tỉnh, tín hiệu nhận được qua anten sẽ được khuếch đại và chuyên đổi tần số xuống (Down Converter), sau đó được khuếch đại công suất rồi được phát trở lại trạm mặt đất O tram mat dat thu, tin hiệu thu được qua anten được khuếch đại bởi bộ khuếch đại tạp âm thấp LNA (Low Noise Amplifier) Sau đó được chuyên đổi tần số xuống trung tần qua bộ chuyên đồi hạ tần (Down Converter) và cuôi cùng được giải điều chế khôi phục lại tín hiệu băng gốc

1.1.5.1 Phân hệ thông tin

Phan cuc ngang

Hình 1.3 Quy hoạch tần số và phân cực

15

Trước khi trình bầy chi tiết các khối khác nhau của bộ phát đáp, ta sẽ xét ngắn gọn

tổ chức tần số cho thông tin vệ tinh băng C Băng thông ấn định cho dịch vụ băng C là

500 MHz và băng thông này được chia thành các băng con, mỗi băng con dành cho một

bộ phát đáp Độ rộng băng tần thông thường của bộ phát đáp là 36 MHz với đoạn băng bảo vệ giữa các bộ phát đáp là 4MHz Vì thế băng tần 500 MHz có thể đảm bảo cho 12

bộ phát đáp Bằng cách ly phân cực, ta có thể tăng số bộ phát đáp lên hai lần Cách ly phân cực cho phép sử dụng cùng một tần số nhưng với phân cực ngược chiều nhau cho hai bộ phát đáp Để thu được kênh của mình, các anten thu phải có phân cực trùng với phân cực phát của kênh tương ứng Đối với phân cực tuyến tính, ta có thể cách ly phân cực bằng phân cực đứng và phân cực ngang Đối với phân cực tròn, cách lý phân cực nhận được bằng cách sử dụng phân cực tròn tay phải và phân cực tròn tay trái Vì các sóng mang với phân cực đối nhau có thê chồng lấn lên nhau, nên kỹ thuật này được gọi

là tái sử dụng tần số

Cũng có thể tái sử dụng tần số bằng các anten búp hẹp, và phương thức này có thể kết hợp với tái sử dụng theo phân cực để cung cấp độ rộng băng tần hiệu dụng 2000

MHz trén cơ sở độ rộng thực tế 500 MHz

Đối với một trong số các nhóm phân cực, hình 1.3 cho thấy chi tiết hơn sơ đồ

phân kênh cho 12 bộ phát đáp Dải tần thu hay dải tần đường lên là 5,925 đến 6,425 GHz Các sóng mang có thê được thu trên một hay nhiều anten đồng phân cực Bộ lọc vào cho qua toàn bộ băng tần 500MHz đến máy thu chung và loại bỏ tạp âm cùng với nhiễu ngoài băng (nhiễu này có thể gây ra do các tín hiệu ảnh) Trong dải thông 500MNz này có thê có rất nhiều sóng mang được điều chế và tất cả các sóng mang này đều được khuyếch đại, biến đổi tần số trong máy thu chung Biến đổi tần số chuyên các sóng mang này vào băng tần số đường xuống 3,7 đến 4,2 MHz với độ rộng 500 MHz Sau đó các tín hiệu được phân kênh vào các độ rộng băng tần của từng bộ phát đáp Thông thường độ rộng băng tần cấp cho mỗi bộ phát đáp là 36 MHz với đoạn băng bảo vệ 4 MHz, vì thế 500MHz có thể đảm bảo kênh cho 12 bộ phát đáp Bộ phát đáp có thể xử lý một sóng mang được điều chế như tín hiệu TV chẳng hạn hay có thể

xử lý nhiều sóng mang đồng thời với mỗi sóng mang được điều chế bởi tín hiệu điện thoại hay kênh băng gốc nào đó

16

Các khối

Bộ ghép kênh khuếch đại Bộ ghép kênh

3,720 3,760 3,800 3,840 3,880

3,960 Dén anten phat

4:000 3,7-4.2 GHz

4.040 4.080 4,120 4,160

Hình 1.4 Các kênh của bộ phát đáp vệ tinh

b) Máy thu băng rộng

Sơ đồ khối của máy thu băng rộng được cho ở hình 1.5 Máy thu có dự phòng kép

để đề phòng trường hợp sự cố Bình thường chỉ có máy thu công tác được sử dụng, khi

có sự có máy thu thứ hai được tự động chuyền vào thay thé

Tầng đầu của máy thu là bộ khuếch đại tap 4m nho (LNA:low noise amplifier) BO khuếch đại này chỉ gây thêm một ít tạp âm cho sóng mang được khuếch đại, nhưng vẫn đảm bảo đủ khuếch đại sóng mang để nó có thể vượt qua được mức tạp âm cao hơn trong tang tron tiếp sau Khi tính toán tạp âm do bộ khuếch đại gây ra, đề tiện lơi ta thường quy đổi tất cả các

mức tạp âm vào đầu vào LNA, ở đây tổng tạp âm thu có thé được biều diễn vào nhiệt độ tạp

âm tương đương Trong một máy thu được thiết kề tốt, nhiệt độ tạp âm được quy đồi vào đầu vào LNA thường có giá trì gần bằng tạp âm của riêng LNA Tổng nhiệt độ tạp âm phải bao

gồm: tạp âm từ anten Nhiệt độ tạp âm tương đương của anten có thể lên đến vài trăm K

LNA tiếp tín hiệu cho một tầng trộn Tầng này cần có tín hiệu dao động nội để biến đổi tần số Công suất tín hiệu cấp từ bộ dao động nội cho đầu vào bộ trộn khoảng 10đBm Tần số của bộ dao động nội phải rất ồn định và có ít tạp âm Bộ khuếch đại thứ hai sau tầng trộn có nhiêm vụ đảm bảo hệ số khuếch đại vào khoảng 60 dB Cac mitre tin hiệu so với đầu vao trén hinh vé duoc cho 6 dB Su phan chia khuéch dai tai 6GHz va

4GHz để tránh dao động xây ra nếu khuếch đại quá lớn trên cùng một tần số

Máy thu băng rộng chỉ sử dụng các thiết bị tích cực bán dẫn Trong một số thiết kế,

các bộ khuếch đại diode tunnel được sử dụng cho tiền khuếch đại tại 6GHz trong các bộ

phát đáp 6/4-GHz và cho các bộ khuếch đại thông số tại 14 GHz trong các bộ phát đáp 14/12-GHz Với sự tiến bộ của công nghệ Transitor trường (FET), cac bộ khuếch đại FET đảm bảo hiệu năng ngang bằng hoặc tốt hơn hiện đã được sử dụng trong cả hai băng tần

17

Cac tang tron diode duge str dung BO khuếch đại sau bộ trộn có thé sir dụng các transistor

tiếp giap luéng cuc (BJT) tai 4GHz va FET tai 12 GHz hay FET cho ca hai bang

Máy thu dự phòng,

é khuếch đại ch da Bowens dai : kénh

Hình 1.5 Máy thu băng rộng vệ tinh c) Bộ phân kênh đầu vào

Máy thu là thiết bị băng rộng, trong khi đó đề khuếch đại tín hiệu tới công suất đủ lớn cho đường xuống phải sử dụng các bộ khuếch đại công suất cao Do vậy, để giảm hài xuyên điều chế băng thông của bộ phát đáp phái chia băng tần thành các băng con

> Nhiệm vụ: Bộ phân kênh vào phân chia đầu vào băng rộng (3,7-4,2 GHz) thành các kênh tần số của bộ phát đáp Chăng hạn, trên hình 1.4 các kênh này được đánh số từ 1 đến 12 Các kênh này thường được tổ chức thành các nhóm số chẵn và số

lẻ Việc tổ chức này cho phép tăng thêm phân cách kênh và giảm nhiễu giữa các kênh

lân cận trong một nhóm

> Yêu cầu: Tại tần số trung tâm đặc tuyến cộng hưởng của bộ lọc không được thay đồi trong suốt quá trình vệ tinh hoạt động Do vậy, các hốc cộng hưởng phải làm bằng vật liệu chịu nhiệt, có hệ số đãn nở nhỏ, độ dẫn tốt

>_ Cấu hình: Bao gồm các bộ Circulator (xoay vòng) và các bộ lọc băng dải, chính các bộ lọc băng dải này quy định băng thông của bộ phát đáp Trong hình dưới, các kênh được tổ chức thành hai nhóm chẵn và lẻ Sử dụng một bộ lai ghép (Hybrid) dé chia thành hai phần dùng chung công suất đầu ra máy thu Suy hao tín hiệu trong bộ

phân kênh đầu ra phụ thuộc vào số lần tín hiệu đi qua bộ Circulator và số lần phản xạ tại

bộ lọc thông dải Do vậy, suy hao tín hiệu đối với các kênh khác nhau là khác nhau và đạt giá trị cực đại tại kênh xa đầu vào của bộ IMUX nhất Bằng cách phân chia bộ

18

IMUX thanh nhiéu phan, trong đó mỗi phần hỗ trợ một số kênh có thể làm giảm chênh lệch suy hao giữa các kênh

L—]

Kết cuối phối kháng

Máy thu

Hình 1.6 Bộ phân kênh vào

đ) Các khối khuếch đại công suất

Đây là thuết bị quan trọng nhất của hệ thống phát đáp, bao gồm các bộ khuếch đại công suất cao (HPA) đề đảm bảo đầu ra cho từng bộ phát đáp

>_ Nhiệm vụ: Thực hiện cung cấp công suất theo yêu cầu cho đường xuống và

do đó xác định EIRP của mỗi kênh

> Yêu cầu: Khuếch đại phải bảo đảm tính chất tuyến tính để hạn chế tạp âm xuyên điều chế phân bố tại đầu vào các trạm mặt đất Ngoài ra cần có cấu hình dự phòng vì nó dễ bị hỏng

> Giải pháp:

19

- Sử dụng các bộ tiền khuếch đại trước bộ HPA, do tín hiệu đầu vào máy thu sau

khi khuếch đại bị suy hao trong bộ IMUX không đủ lớn đẻ điều khiển bộ HPA

- Mắc các bộ suy hoa nối tiếp với bộ khuếch đại với hệ số suy hao được điều chỉnh

từ 0 đến vài đB và bước nhảy vài phần mười dB bằng lệnh từ TT&C mặt dat

- Sử dụng các bộ cân bằng (hoạt động ở chế độ bảo hoà) đề bù đặc tuyến biên độ

tần số và pha tần số của bộ HPA (Nguyên lý làm việc của bộ cân bằng thực chất là làm

méo trước tín hiệu sao cho đặc tuyến biên độ tần số, pha tần số ngược với đặc tuyến trên của bộ HPA

Có hai loại HPA thường được sử dụng trên vệ tinh là bộ khuếch đại đèn sóng chạy

(TWTA) và bộ khuếch bán dẫn (SSPA)

Bộ khuếch đại đèn sóng chạy (TWTA)

Bộ khuếch đại đèn sóng chạy (TWTA) được sử dụng rộng rãi trong các bộ phát đáp

dé dam bao công suất ra cần thiết cho anten phát Sơ đồ đèn sóng chạy (TWT: travelling wave tube) được cho trên hình 1.7 Trong đèn sóng chạy, súng tia điện tử gồm: sợi nung, catốt và các điện cực hội tụ để để tạo ra chùm tia điện tử Trường từ để giới hạn tia điện

tử truyền trong dây xoắn Đối với TWT công suất cao hơn được sử dụng ở các trạm mặt

đất, trường từ có thể được tạo ra bởi cuộn cảm và được cấp dòng một chiều Vì kích thước

khá lớn và tiêu thụ công suất cao nên cuộn cảm không thích hợp cho sử dụng trên vệ tính,

ở đây các TWT công suất thấp hơn được sử dụng với hội tụ bằng nam châm từ

Tín hiệu vô tuyến cần khuếch đại được cấp cho dây xoăn tại đầu gần catốt nhất và

tạo ra ín hiệu sóng chạy dọc dây xoắn Trường điện của sóng sẽ có thành phần dọc dây xoắn Trong một số vùng trường này sẽ giảm tốc các điện tử trong chùm tia và trong

một số vùng khác nó sẽ tăng ốc các điện tử trong chùm tia Vì thế điện tự sẽ co cụm dọc theo tia Tốc độ trung bình của chùm ia dược xác định bởi điện áp một chiều trên colector và có giá trị hơi lớn hơn tốc độ pha của sóng dọc dây xoắn Trong điều kiện

nay, sẽ xây ra sự chuyên đổi năng lượng: động năng trong chùm tia được biến thành thế năng của sóng Thực tế, sóng sẽ truyền dọc theo dây xoắn gần với tốc độ ánh sáng, nhưng thành phần đọc trục của nó sẽ tương tác với chùm tia điện tử Thành phần này thấp hơn tốc độ ánh sáng một lượng bằng tỷ số giữa bước xoắn và chu vi Vì sự giảm tốc

độ pha này, nên dây xoắn được gọi là cấu trúc sóng chậm

Ưu điểm của bộ khuếch đại này so với các bộ khuếch đại đèn điện tử khác là nó có thé đảm bảo khuếch đại trên một độ rộng băng tần khá rộng Tuy nhiên cần điều chỉnh cần thận mức vào TWT để giảm thiểu méo Tại các mức công suất thấp, quan hệ giữa đầu vào và đầu ra là tuyến tính, nghĩa là một thay đổi dB cho trước ở đầu vào sẽ gây ra

cùng một sự thay đổi đB ở đầu ra Tại các mức công suất vào cao, công suất ra sẽ bị bão hoà Điểm công suất ra cực đại này được gọi là điểm bão hoà Điểm bão hoà là một điểm tham chuẩn tiện lợi và các đại lượng vào cùng với các đại lượng ra thường được

tham chuẩn theo điểm này Vùng tuyến tính của TWT được định nghĩa là vùng giới hạn bởi giới hạn tạp âm nhiệt ở đầu thấp và bởi điểm nén 1dB Đây là điểm mà tại đó đường cong truyền đạt thực tế thấp hơn đường thắng suy diễn

e) Ghép kênh đầu ra

e Nhiệm vụ: Kết hợp tất cả các kênh sau khi đã được khuếch đại đề đưa ra anten

e Yêu cầu: Không được làm tôn hao công suất của các bộ khuếch đại công suất

đề không làm giảm công suất bức xạ của anten

e Giải pháp: Các bộ lọc đầu ra bộ khuếch đại công suất sẽ được ghép trực tiếp lên ống dẫn sóng chung trong đoá ông dẫn sóng được ngắn mạch tại đầu cuối và đầu kia được nôi với công tiệp sóng của anten

21

Anten trên vệ tỉnh thực hiện chức năng kép: Thu đường lên và phát đường xuống Chúng có nhiều loại: từ các anten dipole có đặc tính vô hướng đến các anten tính hướng cao phục vụ cho viễn thông, chuyền tiếp truyền hình và phát quảng bá

> Các chức năng chính của anten trên vệ tinh :

- Lựa chọn sóng vô tuyến được phát đi trong băng tần đã cho với phân cực đã cho

từ các trạm mặt đất nằm trong vùng phủ sóng của vệ tinh

- Phat sóng vô tuyến ở băng tan va phân cực đã cho lên khu vực đã quy định trên mat dat

> Yêu cầu:

- Thu can nhiễu càng nhỏ càng tốt

- Phát công suất nhỏ nhất ra ngoài vùng quy định

Các loại anfen

Để có được các vùng phủ sóng khác nhau anten trên vệ tinh thường sử dụng hai

loại chính anten loa và anten mặt phản xạ với các bộ chiếu xạ khác nhau được tiếp sóng

theo các phương pháp khác nhau

a) Anten loa: Có ưu diểm độ tin cậy và đơn giản nhưng tính hướng kém nên được

sử dụng để phủ sóng với búp sóng toàn cầu

Hệ số tính hướng được tính theo công thức: D= 4pSv/22

Trong đó: S là diện tích của miệng loa

v là hiệu suất sử dụng bề mặt bằng 0,6 = 0,8

Hình 1.9 Anten loa hinh chir nhat b) Anten phan xa (reflector) : La loai anten thường được sử dụng nhất đề tạo ra

búp sóng dạng vết và dạng hình thù riêng rẽ (shaped) Anten này bao gồm một mặt phản

xạ parabol và một hoặc nhiều nguồn phát xạ đặt tại tiêu điểm của mặt phản xạ

Đề điều chỉnh được hướng chùm sóng của anten trên quỹ đạo bằng các lệnh điều khiển từ xa Việc thay đổi búp sóng được thực hiện bằng cách thay đôi pha của các phần

tử bức xạ Việc lắp đặt bộ phát xạ được đặt theo kiểu đồng trục hay lệch trục (offset)

Dé tạo ra búp sóng dạng tròn hay elíp được thực hiện bằng cách thay đổi hình dạng mặt phản xạ cho phù hợp với vùng phủ sóng Còn để tạo ra búp sóng dạng hình thù riêng rẽ

hay phức tạp thì có thể được thực hiện bằng cách đặt một dãy các phần tử bức xạ tại tiêu điểm của mặt phán xạ được tiếp điện của cùng một tín hiệu nhưng biên độ và pha lệch

nhau nhờ các mạch tạo búp sóng

Hình 1.10 Anten phản xạ c) Anten day (array) : Sử dụng một bộ rất nhiều các phần tử bức xạ đề tạo nên một góc

mở bức xạ Biểu đồ bức xạ của anten này được tạo ra bằng cách kết hợp biên độ và pha của sóng được bức xạ bởi dãy các phần tử bức xạ Các phần tử bức xạ được đặt cách

nhau 0,6A„ biểu đồ bức xạ được điều chỉnh bằng cách thay đổi pha và biên độ của tin hiệu tiếp điện bằng một độ dịch pha, chia công suất có thể điều khiển được

1.1.6 SUY HAO TRONG THÔNG TIN VỆ TINH

Một tuyến thông tin vệ tính bao gồm đường truyền sóng từ anten của trạm phát đến vệ

tinh (tuyén lên - uplink) va ttr vé tinh đến anten của trạm mặt đất thu (tuyến xuống - downlink)

Do đó suy hao trong thong tin vé tinh gồm các loại suy hao sau:

2

1.1.6.1 Suy hao trong không gian tự do

Đối với vệ tinh điạ tĩnh ở độ cao 35.768km, cự ly thông tin cho một tuyến lên hay

một tuyến xuống gần nhất là 35.768km Do cự ly truyền sóng trong thông tin vệ tinh lớn như vậy nên suy hao trong không gian tự đo là suy hao lớn nhất Gọi suy hao nay la L,,,

Xét trường hợp một máy phát có công suất bức xạ là 100W cho mỗi sóng mang, công tác ở băng C (6/4GHz) Nếu chỉ tính đến suy hao không gian tự do là 200đB thi công suất thu được ở sóng mang đó sẽ là:

Pạ„ = 100/107? = 103 (W)= 10° (mW) Prx = 101g100 (dBW) - 200 (dB)

Tinh theo dBw: =20 (dBW) - 200 (dB) = -180 (dBW) = -150 (dBmW)

Với công suất nhỏ như vậy thì máy thu không thể thu được tín hiệu, để có được

công suất đầu vào máy thu khoảng -70dBm thì ta phải sử dụng anten phát và thu có hệ

số tăng ích lớn Nếu hệ số tang ich cua anten tram mat dat 1a Gg=50dB thi anten thu trên

vệ tỉnh có hệ số tăng ích Gr=30dB

Ngoài suy hao chính trong không gian tự do còn có các suy hao khác tuy không lớn nhưng khi tính toán tuyến thông tin vệ tinh mà ta không xét hết các khả năng xấu nhất do ảnh hưởng của môi trường truyền sóng thì khi xảy ra các hiện tượng đó chất lượng thông tin sẽ xấu đi và có thể làm gián đoạn thông tin Các suy hao đó được trình bày sau đây

24

1.1.6.2 Suy hao do tầng đối lưu

Tầng đối lưu là lớp khí quyền nằm sát mặt đất lên đến độ cao (10km-15km) (theo quy định của tầng đối lưu tiêu chuẩn), bao gồm các chất khí chính hấp thụ sóng gây ra

suy hao như hơi nước, Oxy, Ozon, Cacbonic Suy hao này phụ thuộc nhiều vào tần số

và góc ngắng của anten và chỉ đáng kể khi tần số công tác từ 10GHz trở lên, nghĩa là khi công tác ở băng Ku (14/12GHz) hay băng Ka (30/20GHz) Anten có góc ngắng càng lớn thì suy hao tầng đối lưu càng nhỏ, do đường truyền của sóng trong tầng đối lưu càng ngắn Tại các tần số 2IGHz và 60GHz có các suy hao cực đại, đó là do sự cộng hướng hấp thụ đối với các phân tử hơi nước và Oxy

1.1.6.3 Suy hao do tầng điện ly

Tầng điện ly là lớp khí quyền nằm ở độ cao khoảng 60km đến 400km, do bị ion hoá mạnh nên lớp khí quyền ở độ cao này bao gồm chủ yếu là các điện tử tự do, các ion

âm và dương nên được gọi là tầng điện ly Sự hấp thụ sóng trong tầng điện ly giảm khi

tần số tăng, ở tần số trên 600MHz thì sự hấp thụ không đáng kẻ

1.1.6.4 Suy hao do thời tiết

Suy hao do các điều kiện thời tiết như mây, mưa, sương mù, suy hao này phụ thuộc vào nhiều yếu tố như cường độ mưa hay sương mù, vào tần số, vào chiều dài quãng đường đi của sóng trong mưa, chiều dài này phụ thuộc vào góc ngắng anten Khi góc ngang tăng, suy hao giảm, với góc ngắng anten khoảng 40” trở lên thì suy hao không đáng kể, lúc đó suy hao do mưa khoảng 0,6 dB, suy hao do sương mù khoảng 0,2đB, còn suy hao trong các chất khí rất nhỏ có thể bỏ qua Nói chung khi tần số và cường độ mưa tăng thì suy hao tăng nhanh, đặc biệt trong khoảng tần sé tir 10GHz dén 100GHz

Suy hao thực tế tuỳ thuộc vào góc ngắng anten, độ cao đặt anten so với mức nước biển, chiều cao cơn mưa và sương mù mà đoạn đường đi thực tế của sóng qua vùng đó là khác nhau Suy hao trên toàn bộ đoạn đường có chiều dài L, song di qua

Trong đó z: là hệ số suy hao trên đoạn đường 1km (dB/km), phy thudc tan số, môi trường gây suy hao như cường độ mưa hay độ dày của sương mù

L„: là chiều dài thực tế sóng đi qua vùng gây suy hao (km), phụ thuộc góc

ngang anten, độ cao đặt anten, được xác định theo công thức:

Với h„ là độ cao của con mưa (km), theo khuyến nghị 564 của CCIR ở vĩ độ từ 0°

đến 56° lay h,, = 3 + 0,028 (km)

h, 1a độ cao anten trạm mặt đất so với mức nước biển (km)

E là góc ngắng anten (độ)

1.1.6.5 Suy hao do đặt anten chưa đúng

Khi anten phát và thu lệch nhau thì sẽ tạo ra suy hao vì búp chính của anten thu hướng không đúng chùm tia phát xạ của anten phát

Thường thì suy hao do đặt anten chưa đúng từ 0,8 đến 1 dB

Góc sai lệch

Hình 1.11 Sai lệch do đặt anten chưa đúng

Hinh 1.12 Suy hao trong thiết bị phát và thu

1.1.6.6 Suy hao trong thiết bị phát và thu

Suy hao trong thiết bị phát và thu còn gọi là suy hao do hệ thống fiđơ, có hai loại như sau:

Suy hao Lrrx giữa máy phát và anten, dé anten phát được công suất PT cần phải

cung cấp một công suất Pry 0 đầu ra của bộ khuếch đại phát, do vậy:

Suy hao Lyạx giữa anten và máy thu, công suất Pạx ở đầu vào máy thu bằng:

26

Pr = Prx-Lerx [dB]

Trong các hệ thống vệ tinh hiện nay, để đơn giản thường lấy hệ số tốn hao fñiđơ Lrax = Lrrx=2đdB Suyra Lrrx= Lrgx= 10? (lần)

1.1.6.7 Suy hao do phân cực không đối xứng

Suy hao do phân cực không đối xứng xảy ra khi anten thu không đúng hướng với

sự phân cực của sóng nhận Với đường truyền phân cực tròn, sóng phát chỉ được phân cực tròn trên trục anten phát và nó sẽ trở thành elip khi ra khỏi trục anten đó Khi truyền qua bầu khí quyên cũng có thê làm thay đổi phân cực tròn thành phân cực elip Còn trong đường truyền phân cực thắng thì sóng có thể bị quay mặt phẳng phân cực của nó khi đường truyền đi qua khí quyền, do đó anten thu không còn mặt phẳng phân cực của sóng đứng và sóng tới Suy hao do lệch phân cực thường chỉ 0,1dB

1.1.7 TẠP ÂM TRONG THÔNG TIN VỆ TINH

Mat trang Mặt trời © C ‡

Hình 1.13 Các nguồn tạp âm ánh hưởng đến thông tin vệ tỉnh

Trong đó: 7s;s: nhiệt tạp âm hệ thống

7$: nhiệt tạp âm bên ngoài 7: nhiệt tạp âm anten

Tr: nhiét tap âm của hệ thông fiđơ

Tạ: nhiệt tạp âm hiệu dụng đầu vào máy thu Lr: Suy hao của hệ thống fiđơ, được đưa vào tính toán với nhiệt tạp

âm bên ngoài, nhiệt tạp âm anten và nhiệt tạp âm fiđơ vì 3 loại tạp âm này có liên quan

đến suy hao của fiđơ Ta lần lượt xét đến các loại tạp âm này

1.1.7.1.1 Nhiệt tạp âm bên ngoài 7, và nhiệt tạp âm anten 7,

Nhiệt tạp âm bên ngoài và anten bao gồm:

¢ _ Nhiệt tạp âm không gian: Gồm các thành phan sau:

- Nhiệt tạp âm vũ trụ: Tác động ở tần số vô tuyến là do bức xạ từ vũ trụ còn dư lại

(khoảng 2,76 °K)

- Nhiệt tạp âm của dải ngân hà: Nếu hướng anten vào vùng có số sao cực đại của dải

ngân hà thì nhiệt tạp âm có thể lên đến gần 100°K trong vùng tần số từ 0,3GHz đến 1,2GHz

- Nhiệt tạp âm của mặt trời: Mặt trời bức xạ ra sóng điện từ ở tất cả các tần số, đặc

biệt là ở dải viba (microwave) Nhiệt tạp âm do mặt trời gây ra cho trạm mặt đất phụ thuộc vào hướng anten, nếu mặt trời nằm ngoài vùng phủ sóng của búp chính anten thì

28

nhiệt tạp âm dưới 50°K Còn khi mặt trời chiếu thắng vào anten thì nhiệt tạp âm lên đến 10.000°K hoặc có thể hơn tuỳ thuộc tần số công tác, kích thước mặt phản xạ và số vết đen của mặt trời (số vết đen thể hiện sự hoạt động mạnh hay yếu của mặt trời)

Trường hợp trạm mặt đất - vệ tỉnh - mặt trời nằm trên cùng một đường thắng chỉ xảy ra một vài ngày trong năm vào mùa xuân làm cho thông tin bị gián đoạn vài ba phút

> Nhiét tạp âm do khí quyền (nhiệt tạp âm do tầng đối lưu): nó phụ thuộc vào chiều dài quãng đường đi của sóng trong tầng đối lưu (độ cao 15 km từ mặt đất) Nói cách khác chính là phụ thuộc vào góc ngắng của anten, tần số công tác

+ Nhiệt tạp âm do mưa, được xác định bằng công thức :

1

Tụ =T„(1 “7,”

Trong đó: 7„: nhiệt tạp âm do mưa (”K)

L„: suy hao do mưa, L,,= 16,57

7„ : nhiệt độ trung bình của cơn mưa

T,,= 1,12T,, - 50 °K)

7„„ : nhiệt độ xung quanh trạm mặt đất (°K)

> Nhiét tap 4m tir tram mat dat xung quanh trạm: Vì anten của trạm mặt đất

hướng lên bầu trời nên nhiệt tạp âm của mặt đất gây ra chủ yếu do búp phụ và búp ngược, một phần cho búp chính khi anten có tính định hướng kém và góc ngâng nhỏ Nhiệt tạp âm cho mỗi búp phụ gây ra được tính theo công thức:

T,=G,xT,

Trong dé G, : hé số tăng ích của búp phụ

7, : nhiệt độ chiếu sáng mặt đất do mặt trời tạo ra

7„ = 150K khi góc ngắng từ 0° đến 10/

T„ = 10K khi góc ngang từ 10” đến 90”

Ngoài ra còn nhiệt tạp âm do các chướng ngại ở gần như toà nhà, các mái che (ví

dụ như vòm cây), do các bộ phận cản trở trong anten như các thanh đỡ, bộ tiếp sóng

(nguồn bức xạ sơ cấp) và bộ suy hao búp phụ gây ra

1.1.7.1.2 Nhiệt tạp âm hệ thống fiđơ T;

Nhiệt tạp âm hệ thống fiđơ được tính bởi biểu thức sau:

29

Tp=T)(Lp -1) CK)

Trong đó 7; : Nhiệt độ môi trường (°K)

L„: Suy hao của hệ thống fido

7„ tăng khi L„ tăng dẫn đến công suất tạp âm bên trong gây ra bởi hệ thống fiđơ tăng lên Do đó cần thiết kế các phương tiện sao cho có hệ thống fiđơ là nhỏ nhất Một cách gần đúng có thể coi nhiệt tạp âm fiđơ là 290°K

1.1.7.1.3 Nhiệt tạp âm máy thu Tạ

Nhiệt tạp âm máy thu bằng tổng nhiệt tạp âm gây ra trong mỗi phần của máy thu

Nó được tính bởi công thức sau:

Tạ = 1i G, 1 GG," GG, G 172 rae K-I

Trong dé 7,: Nhiét tap 4m may thu (°K)

G,,G,, ,G,: La hé s6 khuếch đại từng phan

T,,T,, T„ _ : Nhiệt tạp âm đầu vao (°K)

Nếu hệ số khuếch đại tầng đầu đủ lớn thì tạp âm tại các tầng tiếp theo có thể bỏ qua

Do đó yêu cầu tầng đầu tiên phải có hệ số khuếch đại lớn và tạp âm thấp, vì vậy trong thông tin vệ tỉnh dùng các bộ khuếch đại tạp âm thấp (LNA-Low Noise Amplifier) Một cách gần đúng ta coi nhiệt tạp âm tầng đầu này cũng là nhiệt tạp âm của máy thu

1.1.7.2 Công suất tạp âm nhiễu

1.1.7.2.1 Can nhiễu khác tuyến

Các tuyến thông tin vệ tính có thể bị nhiễu trong các trường hợp như sau:

+ Tuyến viba mặt đất đến vệ tinh thông tin

+ Tuyến viba mặt đất đến trạm mặt đất

+ Vệ tỉnh thông tin khác đến trạm mặt đất

> Can nhiễu giữa viba và trạm mặt đất Có hai trường hợp:

Trường hợp thứ nhất, đường thông tin viba mặt đất có cùng tần số làm việc với

đường lên của hệ thống thông tin vệ tinh, bởi vậy tín hiệu viba mat dat được trộn với tín

hiệu ở đầu vào máy thu vệ tinh

30

Trường hợp thứ hai, đường thông tin vi ba mặt đất có tần số bằng tần số đường xuống của hệ thống thông tin vệ tỉnh, bởi vậy ở đầu vào máy thu trạm mặt đất cũng bị

trộn với tín hiệu của đường thông tin viba mặt đất

Quỹ đạo địa tĩnh

Trong thiết kế tuyến thực tế, phải đặt trạm mặt đất sao cho nhiễu xảy ra Ít nhất,

nhiễu nhỏ nhất bằng cách sử dụng anten có các đặc tính búp phụ tốt Mặc dù mục tiêu

cơ bản thiết kế tuyến đối với vệ tinh thông tin là dé loại bỏ nhiễu, nếu điều này không thể thực hiện được thì trong thiết kế tuyến phải bao hàm cả lượng nhiễu cho phép

Nhiễu thường không thể đánh giá được bằng tính toán, ví dụ như trong thành phó có

nhiều vật cản phản xạ quanh nơi đặt trạm mặt đất Vì thế phải dùng phương pháp đo

thực tế để đo nhiễu

> Sự can nhiễu từ vệ tỉnh thông tin khác đến trạm mặt đất:

Vé tinh 1 Vé tinh 2

Quy dao vé tinh

Hinh 1.15 cho ta thấy can nhiễu xảy ra do các vệ tinh đặt gần nhau Ta xem xét tín

hiệu can nhiễu từ vệ tinh 1 tác động lên trạm mặt đất 2 và tín hiệu can nhiễu từ vệ tinh 2

tác động lên trạm mặt đất 1 Khi góc Ø càng nhỏ ( tương ứng với 2 vệ tỉnh đặt càng gần nhau) thì ảnh hưởng của chúng lên trạm mặt đất càng lớn

Trong thực tế, tỷ số công suất của sóng mang trên sóng can nhiễu C/N giữa các vệ tỉnh có thể lớn hơn hoặc bằng 30dB (1000 lần) khi hai vệ tinh đặt cách nhau khoảng 3° ngay trên quỹ đạo, ngay cả nếu các anten của chúng cùng chiếu vào cùng một vị trí

1.1.7.2.2 Nhiễu cùng tuyến

Nhiễu có thể tạo ra ngay trong tuyến, gọi là nhiễu cùng tuyến, bao gồm:

+ Tạp âm nhiễu khử phân cực

Loại nhiễu này thường xảy ra trong hệ thống thông tin phân cực kép, nó bị chỉ phối

bởi các đặc tính của anten Để triệt tạp âm nhiễu khử phân cực, chọn loại anten có XPD

(kha năng phân biệt phân cực chéo) lớn, thường thì XPD của anten khoảng 30dB, nhưng

6 tan s6 10GHz thi XPD cua anten lại giảm do mưa

+ Tạp âm nhiễu kênh lân cận

Nhiễu này gây ra bởi kênh lân cận có cùng phân cực với tuyến vệ tinh đang xét Có thể triệt nhiễu kênh lân cận bằng một bộ lọc có đặc tính cắt nhọn

mức vào Hình 1.16 Đặc tính vào ra của TWT

1.1.7.2.3 Tạp âm méo xuyên điều chế

Tạp âm méo xuyên điều chế là một trong nhiều loại tạp âm ở đường truyền thông tin vệ tinh Tạp âm xuyên điều chế trong vệ tinh sinh ra khi bộ phát đáp của nó khuếch đại đồng thời nhiều sóng mang Các đặc tuyến phi tuyến vào ra của bộ phát đáp là

32

nguyên nhân sinh ra tạp âm xuyên điều chế Bộ khuếch đại đèn sóng chạy TWT được sử

dụng là thành phần chính của bộ phát đáp

Hình 1.16 mô tả mối quan hệ giữa đầu vào và đầu ra của một TWT, nếu quan hệ

vào ra tuyến tính như đường đứt nét thì không gây ra méo xuyên điều chế Tuy nhiên trong thực tế đặc tuyến của TWT không tuyến tính nên gây ra xuyên điều chế Khi mức

vào vượt quá một giá trị nào đó, thì mức ra của TWT không tăng được nữa mặc dù mức

vào vẫn tăng đáng kề, hiện tượng này gọi là bão hoà Để méo do xuyên điều chế nhỏ

hơn giá trị cho phép, TWT phải làm việc ở mức thấp hơn điểm bão hoà

Mức công suất chênh lệch giữa điểm làm việc và điểm bão hoà tại đầu vào và đầu

ra tương ứng gọi là độ lùi đầu vào (IBO) và độ lùi đầu ra (OBO)

Tạp âm xuyên điều chế sinh ra do các sản phẩm xuyên điều chế hoặc méo lọt vào băng tần truyền dẫn khi nhiều sóng mang được khuếch đại đồng thời bằng bộ khuếch đại TWT phi tuyến Mức độ xuyên điều chế phụ thuộc vào số sóng mang và sự chênh lệch tần số giữa chúng

1.1.8 ĐỘ LỢI CỦA ANTEN VÀ ĐỘ RỘNG CỦA CHÙM TIA

Trong thông tin vô tuyến, anten là một phần rất quan trọng của liên kết truyền dẫn

Nó giúp tập trung năng lượng bức xạ về phía anten thu, nhưng thiết bị thu nhận chỉ nhận được một phần công suất Hầu hết công suất trải đều lên trên một vùng rộng

Độ tăng ích của anten được biểu thị như sau:

4z G=| Sˆ lựA ap

Trong đó :Â =7 và vận tốc của ánh sáng là 3.108m/s và f là tần số sóng điện từ,

diện tích anten là A= 4xD? với D là đường kính

CHUONG II: HE THONG THU TRUYEN HiNH SO QUA VE TINH

1.2.1 SO DO KHOI HE THONG THU TRUYEN HINH SO QUA VE TINH

Truyền hình số là truyền hình có chất lượng cao thỏa mãn được nhu cầu của người

xem cũng như giúp cho các trung tâm truyền hình đễ dàng quản lý các thuê bao Đề phát triển lên công nghệ truyền hình số thì các trung tâm truyền hình cần phái cải thiện hệ thống của mình, nâng cấp các phương tiện kỹ thuật cũng như cần phải lắp đặt các đầu thu truyền hình

số và điều chế Cấu tạo của một hệ thống truyền hình số cũng tương tự như hệ thống truyền hình tương tự Tổng quát của một hệ thống truyền hình số bao gồm các khối chức năng như:

thu tín hiệu số, nén và mã hóa, điều chế và sau đó sẽ được ghép kênh và truyền đi đến thuê

bao Tại thuê bao sẽ được lắp đặt một Set-top-box số đề thu tín hiệu và giải mã tín hiệu

Tinh hiệu thu Nén và mã hóa

Nốt quang

> Nguyên lý họat động của hệ thống

Theo sơ đồ tổng quát của hệ thống truyền hình số thì tín hiệu được phát đi tại trung

tâm và đi đến thuê bao sẽ là tín hiệu số Tại trung tâm của hệ thống tín hiệu sẽ được thu nhận từ nhiều nguồn khác nhau Các tín hiệu được máy thu thu nhận sẽ được đưa qua khối nén và mã hóa tại đây tín hiệu sẽ được chuyển đổi hoàn tòan thành tín hiệu số Tín

34

hiệu này sau đó sẽ được đưa qua bộ điều chế số để điều chế tín hiệu số thành một tín

hiệu hoàn chỉnh, sau đó tín hiệu này sẽ được ghép kênh và phát đi trên sợi cáp quang

đến node quang, từ node quang tín hiệu được khuếch đại và đưa đến thuê bao, tại thuê

bao của truyền hình số sẽ có một hệ thống truy cập có điều kiện Tiến bộ của truyền hình số là có thể kết nối giữa máy tính với máy thu hình và hộp giải mã Set-top-box số

và có khả năng truyền trong Internet

Mạng họat động của hệ thống trên đều dựa trên cơ sở của mạng HFC và được gọi

là HFC số, HFC là công nghệ cáp quang lai ghép, sử dụng cấu hình mạng dùng cáp quang và cáp đồng trục, được sử dụng để phân phối lại các dịch vụ băng rộng Các dịch

vụ băng rộng này bao gồm: điện thọai, đa phương tiện tương tác, truy cập Iternet tốc độ

cao, VOD (Video-on demand -video theo yêu cầu) và học từ xa, các lọai dịch vụ cung

cấp cho thuê bao thay đôi giữa các công ty cáp

Nhiều công ty truyền hình cáp chính ở Châu Âu, Mỹ và Châu Mỹ La Tinh, Đông

Nam Á đã sử dung HFC số, Các mạng sử dụng công nghệ HFC có đặc trưng: thực hiện một

cách lý tưởng các dịch vụ thông tin cho thế hệ mới, HFC thỏa mãn các yêu cầu về tăng khả

năng mở rộng và thực hiện các dịch vụ phụ mà không cần thay đổi cơ sở hạ tầng

1.2.2 HE THONG HEADEND SO

1.2.2.1 Sơ đồ hệ thong Headend s6:

Headend là trung tâm thu và phát tín hiệu Từ đây tín hiệu sẽ được thu nhận và qua quá trình xử lý sau đó sẽ được phát đi Khác với Headend Analog là tín hiệu tại trung

tâm phát đi là tín hiệu số, đo sử dụng công nghệ mạng HFC nên hệ thống Headend số

vẫn dựa trên cơ sở hạ tầng đã có sẵn chỉ cần đầu tư thêm trang thiết bị đề xử lý tín hiệu

A | > U E |M Mol | x 1s B

L N I I

| ®lG|[NỈN LOCAL +4! e|]e¢ NETWORK

[ipsvop | [ EPs [cas

1.2.2.2 Chức năng các khối trong hệ thống Headend số:

1.2.2.2.1 Tín hiệu thu

Tín hiệu thu ở đây rất đa dạng, các tín hiệu thu gồm: Tín hiệu vệ tính, truyền hình

số mặt đất, mạng, các đài địa phương tùy theo từng loại tín hiệu mà ta có các bộ giải điều chế khác nhau bằng cách sử dụng các card rời gắn trên các zack cắm

- Chất lượng hiền thị của tín hiệu: cần xử lý tín hiệu một cách đầy đủ và chính xác,

tránh lan truyền tín hiệu bị trục trặc

- Yếu tố dự phòng: có tầm quan trọng đối với các tín hiệu thu được và nó sẽ tự

động backup dữ liệu khi bộ phận trước đó xảy ra sự cố

e Thu tin hiéu ti vé tinh (card TITAN)

ASI

- C6 thé lựa chọn chế độ tự động hay là thủ công các thông số cần điều chế

- Hai ngỏ ra ASI với tốc độ lên dén 90 Mbps

- Chức năng hiển thị được cải tiến như: SNR, mức ngỏ vào, BER, không sửa

được lỗi

36

¢ Thu tin hiéu truyền hình số mặt đất (card ATLAT II)

Hình 1.20 Thu tín hiệu truyền hình số mặt đắt

Tín hiệu thu được được đưa qua bộ giải điều chế C-OFDM

Đặc điểm:

- Hồ trợ FFT kích thước 2K và 8K

- Có thể chọn được bang thong 7 MHz hoac 8MHz

- Được hỗ trợ băng tần UHF và VHE

- Hai ngõ ra ASI với tốc độ lên đến 31.7 Mbps

- Chế độ hiền thị được cải tiến (MER)

- Giao diện sử dụng đơn giản

e Thu tin hiéu cac dai dia phuong (card SPECTRA)

Hình 1.21 Thu tín hiệu các đài địa phương

Tín hiệu sẽ được anten Yagi thu nhận và được đưa qua bộ giải điều chế QAM

- Mo rộng chức năng hiển thị tín hiệu

- Hai ngo ra ASI

- Hoàn toàn được chế tạo bởi ROSA

1.2.2.2.2 Xữ lý tín hiệu

Tín hiệu sau khi thu được sẽ được đưa qua khối PROCESSING đề xử lý Gồm

các khối: Decrambling, Routing, Remuxing, Processing, Scrambling

e_ Phân loại tín hiệu

Các tín hiệu sau khi vào khối này sẽ được giải mã đề xử lý

Đặc điểm:

- Phục hồi tín hiệu chỉ xảy ra với tín hiệu là số

- Sự phục hồi dựa trên chuẩn mở:

+ Cable- POD va DVB-CI

+ Gan lién v6i chuan ASI

+ Có thể thay đồi hệ thống CA vì nó dé và rẽ

- Vận hành một cách độc lập và bạn có thể xoá tín hiệu sau khi hoàn tất công việc truyền

e Dinh tuyén

La hé théng chuyén mạch thông minh được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực

nơi mà điểm nói điểm hay đa điểm nói đa điểm thì con đường dự phòng là rất cần thiết Mục đích chính của phần này là chọn đường đi làm sao khi tín hiệu truyền đi trên đường này bị mắt còn có đường khác thay thế thì được gọi là Redundance swiching Phương pháp dự phòng được xem là khá quan trọng vì:

- Tất cả các thiết bị làm việc ở lớp transport nên nhiều chương trình có thể bị mắt

- Sự gián đoạn là nguyên nhân gay mắt tín hiệu

- Mạng số thường cung cấp nhiều dịch vụ hơn như pay-per-view

e Phân kênh

- Sự chọn lựa và trộn tín hiệu lại với nhau trong 1 luồng truyền

- Dựa trên giao diện chuẩn

+ Sự thích hợp giữa các thiết bị với ASI

+ Giao diện sử dụng để hiển thị và điều khiển là Web và SNMP

- Quá trình xử lý đơn giản

+ Phần mềm PSI/SI có thể thực hiện 1 cách tự động ở phía sau

+ Chỉ cần 1 sai phạm nhỏ sẽ hoạt động sai

e Xuly

Xử lý PSI/SI xem như là 1 cách điều chỉnh của tín hiệu

Thật sự PSI/SI rất phù hợp với đường TS (Transport Stream)

Đa số được thực hiện bởi khối Re-multiplexer Mặt khác PSI/SI giúp thông tin không bị gián đoạn vì mỗi 1 luồn TS chứa thông tin về chương trình

e Xáo trộn

Chương trình Scrambling xảy ra trong sự thiếu liên lạc với điều kiện truy cập hệ

thống Bộ xáo trộn dựa trên tiêu chuân mở Nó cho phép nhiều thành phần CA trong hệ thống trộn lại với nhau giống như luồn TS

Các thiết bị vận hành không tốt cũng giống như 1 bộ trộn đã được cài đặt sẵn,

không có đĩa cứng và chỗ thông gió, chương trình xử lý được gắn vào chạy với thời gian thực OS

1.2.2.2.3 Truyền tái tín hiệu

Với phương thức đưa tất cả các tín hiệu vào 1 chỗ truyền để đi với mạng

Với các kỹ thuật điều chế:

1.2.2.3 Nén và mã hóa tín hiệu truyền hình:

Trung tâm của một mạng phát sóng video số bao gồm hệ thống nén, nó cung cấp chương trình video và audio chất lượng cao cho người xem bằng cách chỉ sử dụng một phần nhỏ độ rộng băng tần mạng Mục đích chính của nén là tối thiểu hóa khả năng lưu

39