Đồ án Tính toán, thiết kế truyền hình số vệ tinh và Hệ thống thu truyền hình cáp cho một khách sạn Sao Mai - Thanh Hóa

LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành được đề tài này thì trước tiên em xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu Trường ĐẠI HỌC VINH, 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 để em có thể hoàn thành đồ án này. Vinh, tháng 5 năm 2010 Sinh viên thực hiện Nguyễn Ngọc Huy LỜI NÓI ĐẦU Trong quá trình phát triển của con người, những cuộc các mạng về công nghệ đóng một vai trò rất quan trọng, 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 để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của con người nhất là lĩnh vực giải trí. Hiện nay, truyền hình số vệ tinh không còn xa là lạ gì với chúng ta. Nhưng để hiểu hết được nó và khai thác triệt để 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 phố 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 tinh 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 tinh. 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 để nội dung đồ án được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn thầy Cao Thành Nghĩa, khách sạn Sao Mai, đã hướng dẫn 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 MỤC LỤC DANH SÁCH HÌNH VẼ Hình 1.1. Ba dạng quỹ đạo cơ bản của vệ tinh 11 Hình 1.2. Cấu hình của hệ thống thông tin vệ tinh 14 Hình 1.3. Quy hoạch tần số và phân cực. 15 Hình 1.4. Các kênh của bộ phát đáp vệ tinh 17 Hình 1.5. Máy thu băng rộng vệ tinh 18 Hình 1.6. Bộ phân kênh vào 19 Hình 1.7. Bộ khuếch đại đèn sóng chạy (TWTA) 20 Hình 1.8. Bộ ghép kênh đầu ra 22 Hình 1.9. Anten loa hình chữ nhật 23 Hình 1.10. Anten phản xạ 23 Hình 1.11. Sai lệch do đặt anten chưa đúng 26 Hình 1.12. Suy hao trong thiết bị phát và thu 26 Hình 1.13. Các nguồn tạp âm ảnh hưởng đến thông tin vệ tinh 28 Hình 1.14. Can nhiễu giữa viba và trạm mặt đất và vệ tinh 31 Hình 1.15. Can nhiễu giữa các hệ thống thông tin vệ tinh 31 Hình 1.16. Đặc tính vào ra của TWT. 32 Hình 1.17: Sơ đồ khối hệ thống thu truyền hình số 34 Hình 1.18. Sơ đồ hệ thống Headend số 35 Hình 1.19. Thu tín hiệu từ vệ tinh 36 Hình 1.20. Thu tín hiệu truyền hình số mặt đất. 37 Hình 1.21. Thu tín hiệu các đài địa phương 37 Hình 1.22. Sơ đồ chòm sao của 16-QAM 44 Hình 1.23. a) Cấu hình bộ điều chế Q-PSK. 46 b) Cấu hình bộ giải điều chế Q-PSK. 46 c) Biểu đồ sao tín hiệu. 46 Hình 1.24. Kỹ thuật đa truy nhập FDMA, TDMA và CDMA. 49 Hình 1.25. So sánh giữa khái niệm ghép kênh và đa truy nhập 50 Hình 1.26. FDMA. 50 Hình 1.27. Các cấu hình truyền dẫn FDMA. 51 a) FDM/FM/FDMA; b) TDM/PSK/FDMA; c) SCPC/FDMA 51 Hình 1.28. Đa truy nhập phân chia theo thời gian 51 Hình 1.29. Sơ đồ khối đầu cuối thu thu DBS TV/FM gia đình 56 Hình 1.30. Cấu trúc hệ thống anten TV chủ (MATV) 59 Hình 1.31. Cấu trúc khối trong nhà cho hệ thống TV anten tập thể (CATV) 59 Hình 1.32. Các phần tử căn bản của một trạm mặt đất có dự phòng 60 Hình 1.33. Sơ đồ chi tiết của một trạm phát thu 61 Hình 1.34. Sự thay đổi pha trong tín hiệu điều chế pha vi sai tải tần. 65 Hình 1.35. a) Bước nhảy tải tần cực đại. 65 b) Bước nhảy tại thời điểm tải tần có giá trị 0. 65 c) Mật độ phổ của bước nhảy pha 65 Hình 1.36. a) Tín hiệu điều chế số. 66 b) Tín hiệu điều chế theo loại A. 66 c) Tín hiệu điều chế theo loại B. 66 Hình 1.37. Góc ngẩng và góc nghiêng 67 Hình 1.38. a) phân cực đứng b) phân cực ngang (c) phân cực dạng elip 69 Hình 2.1. Sơ đồ nguyên lý khối thu 74 Hình 2.2. Sơ đồ khối thiết kế khối thu TVRO 75 Hình 2.3. a) Cấu trúc hình xương cá. 75 b) Cấu trúc hình cây. 75 Hình 2.4. Mặt cắt ngang một tầng của khách sạn 79 Hình 2.5. Sơ đồ thiết kế hệ thống theo mặt cắt đứng 77 Hình 2.6. Hệ thống cáp toàn bộ khách sạn 78 THUẬT NGỮ VIẾT TẮT AM Amplitude Modulation Điều chế biên độ ASK Amplication Shift Key Khóa dịch chuyển về biên độ ATM Asynchronous Transfer Mode Phương thức chuyển 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 nhiều trong truyền số liệu DPCM Differential Pulse-Code Modulation Điều chế xung mã vi sai DSB Double Side Band Điều chế sóng biên DTH Direct-To-Home Dịch vụ truyền hình vệ tinh DVB Digital Video Broadcasting Truyền hình số quảng bá EIRP Effective Isotropic Radiated Power Công suất bức xạ đẳng hướng hiệu dụng FDMA Frequency Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo tần số FFT Fast Fourier Transform Biến đổi furie nhanh FM Frequency Modulation Điều chế tần số FSK Frequency Shift Key Khóa dịch chuyển về tần số FSS Fixed Satellite Service Dịch vụ vệ tinh cố định HFC Hybrid Fiber/Coax Cáp quang/ đồng trục hỗn hợp IDU Indoor Unit Cấu kiện của VSAT đặt trong nhà IMUX Inverse Multiplexer Bộ ghép kênh nghịch đảo LNA Low noise Amplifiers Các bộ khuếch đại có mức nhiễu thấp LNB Low Noise Block Converter Bộ chuyển đổi 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 Commitee Ủy ban quốc gia và các hệ thống truyền hình ODU Outdoor Unit Cấu kiện của VSAT đặt ngoài nhà PAM Pulse Amplitude Modulation Điều chế biên độ của xung PCM Pulse Code Modulation Điều chế xung mã PFM Pulse Frequency Modulation Điều chế tần số của xung PM Phare Modulation Điều chế pha PPM Pulse Phare Modulation Điều chế pha của xung PSK Phare Shift Key Khóa dịch chuyển về pha PWM Pulse Width Modulation Điều chế độ rộng của xung QAM Quadrature Amplitude Modulation Điều chế biên độ cầu phương RF Radio Frequency Tần số vô tuyến SCPC Single-Channel-Per-Carrier Mỗi kênh một sóng mang SDH Synchronous Digital Hierarchy Phân cấp mạng số đồng bộ SHF Super High Frequency Tần số siêu cao SHF Super High Frequency Băng tần siêu cao SNMP Simple Network Management Protocol Giao thức quản lý mạng đơn giản SNR Signal-To-Noise Ratio Tỉ số tín hiệu trên tạp âm SSB Single Side Band Điều chế đơn biên TDM Time Division Multiplex Ghép kênh phân chia theo thời gian TDMA Time Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo thời gian TS Transport Stream Dòng chuyền tải UT User Terminal Trạm vệ tinh thuê bao XMTR Transmitter Máy phát PHẦN I LÝ THUYẾT CHUNG CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ THÔNG TIN VỆ TINH 1.1.1. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA THÔNG TIN VỆ TINH Vào cuối thế kỷ 19, nhà bác học Nga Tsiolkovsky (1857-1035) đã đưa ra các khái niệm cơ bản về tên lửa đẩy dùng nhiên liệu lỏng. Ông cũng đưa ra ý tưởng về tên lửa đẩy nhiều tầng, các tàu vũ trụ có người điều khiển dùng để thăm dò vũ trụ. Năm 1926 Robert Hutchinson Goddard thử nghiệm thành công tên lửa đẩy dùng nhiên liệu lỏng. Tháng 5 năm 1945 Arthur Clarke nhà vật lý nổi 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 để 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 tinh 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-1 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 tinh INMARSAT. Năm 1984 Nhật bản đưa vào sử dụng hệ thống truyền hình trực tiếp qua vệ tinh. Năm 1987 Thử nghiệm thành công vệ tinh phục vụ cho thông tin di động qua vệ tinh. 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 tinh. Các hệ thống điển hình như GLOBAL STAR, IRIDIUM, ICO, SKYBRIGDE, TELEDESIC. 1.1.2. CÁC ĐỊNH LUẬT KEPLER Các vệ tinh quay quanh trái đất tuân theo cùng các định luật điều khiển sự chuyển động của các hành tinh xung quanh mặt trời. Từ lâu dựa trên các quan trắc kỹ lưỡng người ta đã hiểu được sự chuyển 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 thể bất kỳ 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 gọi là vệ tinh. 1.1.2.1. Định luật Kepler thứ nhất Vệ tinh chuyển 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 đổi sao cho đường nối giữa tâm trái đất và vệ tinh sẽ quét các diện tích bằng nhau khi vệ tinh chuyển động trong cùng một thời gian như nhau. 1.1.2.3. Định luật Kepler thứ ba Bình phương của chu kỳ quay tỷ lệ thuận với luỹ thừa bậc ba của bán trục lớn của quỹ đạo Ellip. 1.1.3. ĐẶC ĐIỂM CỦA THÔNG TIN VỆ TINH 1.1.3.1 Ưu điểm của thông tin vệ tinh 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 tinh 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 khả năng đa truy nhập. - Vùng phủ sóng rộng. - Ổn 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 thể thông tin trực tiếp với bất kỳ một trạm mặt đất khác trong vùng qua một vệ tinh thông tin. Kỹ thuật sử dụng một vệ tinh chung cho nhiều trạm mặt đất 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 trạm mặt đất. Hình 1.1 Ba dạng quỹ đạo cơ bản của vệ tinh. Quỹ đạo xích đạo Quỹ đạo elip nghiêng Quỹ đạo cực tròn 1.1.3.2. Các quỹ đạo vệ tinh 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 tinh 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 mặt đất. Dạng qũy đạo này được sử dụng cho các vệ tinh dự báo thời tiết, hàng hải, thăm dò tài nguyên và các vệ 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 tinh bay trên mặt phẳng đường xích đạo và là dạng qũy đạo được dùng cho vệ tinh địa tĩnh, nếu vệ tinh bay ở một độ cao đúng thì dạng qũy đạo này sẽ lý tưởng đối với các vệ tinh thông tin. Quỹ đạo đĩa tĩnh GEO (Geostationalry Earth Orbit) Nếu ba vệ tinh địa 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 chuyển tiếp qua một hoặc hai vệ tinh. Điều này cho phép xây dựng một mạng thông tin trên toàn thế giới. 1.1.3.2.3. Qũy đạo elip nghiêng Ưu điểm của loại qũy đạo này là vệ tinh 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 đuổi 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 tinh LEO có thuận lợi là thời gian để 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 qũa và hấp dẫn hơn. Nhưng hệ thống LEO đòi hỏi phải có khoảng 60 vệ tinh loại này mới bao trùm hết bề mặt địa cầu. 1.1.3.2.5. Qũy đạo trung bình MEO (Medium Earth Orbit) Vệ tinh MEO ở độ cao từ 10.000 km đến 20.000 km, chu kỳ của qũy đạo 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 tinh để phủ sóng toàn cầu. 1.1.4. TẦN SỐ LÀM VIỆC CỦA THÔNG TIN VỆ TINH 1.1.4.1. Khái niệm của sổ vô tuyến Suy hao (dB) 0,1 0,5 1 5 10 50 100 Tần số (GHz) 100 50 10 5 1 Suy hao do mưa 25mm/h Suy hao do tầng điện ly Cửa sổ tần số Bảng 1.1. Đồ thị biểu dễn suy hao do mưa và do tầng điện ly theo tần số. Các sóng vô tuyến điện truyền đến hay đi từ các vệ tinh thông tin chịu ảnh hưởng của tầng điện ly và khí quyển. Tầng điện ly là một lớp khí loãng bị ion hoá bởi các tia 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 đổi trạng thái của tầng điện ly, làm giá trị hấp thụ và phản xạ thay đổi gây ra sự biến thiên cường độ sóng đi vào, gọi là sự thăng giáng. Tuy nhiên tính chất này ảnh hưởng chủ yếu 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 mưa như bảng 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 sổ tần số". Lúc đó nếu sóng nằm trong cửa sổ 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 vệ 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 sổ này. Ngoài ra, khi mưa lớn thì suy hao do mưa trong cửa sổ tần số cần phải được tính toán, xem xét thêm để 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 Á (trừ vùng 1), Úc và Tây nam Thái Bình Dương, trong đó có cả 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 tinh Các tần số sử dụng trong thông tin vệ tinh nằm trong băng tần siêu cao SHF (Super High Frequency) từ 3 đến 30 GHz, trong phổ tần số sử dụng cho vệ tinh người ta còn chia các băng tần nhỏ với phạm vi của dãy phổ như sau: Bảng 1.2. Tần số sử dụng trong thông tin vệ tinh. Băng Tần số (GHz) Bước sóng (cm) C X Ku Ka 3,4007,075 7,0258,425 10,9018,10 17,7036,00 8,824,41 4,413,56 2,751,66 1,950,83 Hiện nay, băng C và băng Ku được sử dụng phổ biến nhất, băng C (4/6 GHz) nằm ở khoảng giữa cửa sổ 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 tinh 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. Băng Ka (20/30 GHz) lần đầu 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 kể do mưa nên không phù hợp cho thông tin chất lượng cao. 1.1.5. CẤU HÌNH HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH Một hệ thống thông tin vệ tinh bao gồm hai phần cơ bản: Phần trên không là vệ tinh và các thiết bị liên quan. Phần mặt đất bao gồm các trạm mặt đất . Hình 1.2. Liên lạc giữa hai trạm mặt đất qua vệ tinh. Trong đó vệ tinh 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 để điều chế một sóng mang trung tần IF. Sau đó tín hiệu này được đưa qua bộ chuyển đổi 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 tinh, tín hiệu nhận được qua anten sẽ được khuếch đại và chuyển đổi tần số xuống (Down Converter), sau đó được khuếch đại công suất rồi được phát trở lại trạm mặt đất. Ở trạm mặt đất thu, tín hiệu thu được qua anten được khuếch đại bởi bộ khuếch đại tạp âm thấp LNA (Low Noise Amplifier). Sau đó được chuyển đổi tần số xuống trung tần qua bộ chuyển đổi hạ tần (Down Converter) và cuối cùng được giải điều chế khôi phục lại tín hiệu băng gốc. 1.1.5.1. Phân hệ thông tin a) Bộ phát đáp Bộ phát đáp bao gồm tập hợp các khối nối với nhau để tạo nên một kênh thông tin duy nhất giữa anten thu và anten phát trên vệ tinh thông tin. Hình 1.3. Quy hoạch tần số và phân cực6165 6085 6125 4 36 Phân cực đứng Phân cực ngang 6145 6185 6105 500 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 b