Bài giảng Hệ thống thông tin vệ tinh - Thẩm Đức Dương

Bài giảng "Hệ thống thông tin vệ tinh" cung cấp cho người học các kiến thức: Đại cương về thông tin vệ tinh, quỹ đạo vệ tinh, cấu tạo của vệ tinh thông tin, mạng vệ tinh, đường truyền vệ tinh, aten cho thông tin vệ tinh, điều chế và đa truy cập, thiết bị phát đáp,... Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Hệ thống thông tin vệ tinh - Thẩm Đức Dương HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH B
môn Thông tin vô tuyn ðại học công nghệ - ðHQG HN Giảng viên Thẩm ðức Phương Tel. 0903 229 117 E- Mail: phuongthamduc@yahoo.com Chương 1 - ðại cương về TTVT 1. ðịnh nghĩa 2. Phân loại vệ tinh theo ứng dụng 3. Lịch sử phát triển LEO Orbit Polar GEO ELLIPSE 1 ðịnh nghĩa Vệ tinh nhân tạo ñược con người ñặt lên những quĩ ñạo xác ñịnh, cho phép thực hiện trong vũ trụ những nhiệm vụ mà làm trên mặt ñất thì khó khăn hơn và tốn kém hơn Phân loại vệ tinh theo ứng dụng Căn cứ vào ứng dụng vệ tinh ñược chia ra: 1. Vệ tinh viễn thông:Inmarsat,Iridium, Thuraya, Navstar (GPS), Glonass, Vsat, Intersat, Palapa, Vinasat.Truyền thoại, video, data, fax. 2. Vệ tinh quan trắc mặt ñất: Meteosat (quan sát 200 triệu Km2 , ñộ phân giải 1Km), Spot, ERS-1, ... Lập bản ñồ theo dõi qui hoạch tài nguyên, ñô thị, dự báo thời tiết, theo dõi và bảo vệ trái ñất, ... 3. Vệ tinh nghiên cứu khoa học: Envisat nghiên cứu ñại dương, các ñặc trưng của ñất ñai, theo dõi tầng ôzôn và thảm thực vật, ... 4. Vệ tinh quân sự: Lacrosse thông tin liên lạc, trinh sát, ... 2 Lịch sử phát triển ý t−ëng dïng vÖ tinh trong viÔn th«ng • Tõ 1945, nhµ khoa häc viÔn t−ëng Arthur Clarke, ®$ c«ng bè trªn t¹p chÝ Wireless World ý t−ëng thiÕt lËp mét m¹ng viÔn th«ng toµn cÇu dùa trªn 3 vÖ tinh ®Þa tÜnh. Tuy vËy, ph¶i ®îi nh÷ng ph¸t minh lín kh¸c cã liªn quan, nh− sù ph¸t minh ra transisto, m¸y tÝnh ®iÖn tö, c«ng nghÖ vi ®iÖn tö, vµ sù ph¸t triÓn c¸c tªn löa phãng, vµ m$i ®Õn ®Çu thËp kû 60 ý t−ëng th«ng tin chuyÓn tiÕp qua vÖ tinh míi tõng b−íc ®−îc thùc hiÖn: Lịch sử phát triển Nh÷ng mèc lÞch sö • N¨m 1960, Mü phãng vÖ tinh ECHO, lµ mét qu¶ cÇu kim lo¹i ho¸ ®Ó ph¶n x¹ sãng ®iÖn tõ, thùc hiÖn viÖc chuyÓn tiÕp thô ®éng. • N¨m 1963, AT&T thö nghiÖm liªn l¹c v« tuyÕn b»ng vÖ tinh chuyÓn tiÕp tÝch cùc, -- lµ vÖ tinh TELSTAR 1, cã quü ®¹o ellip (viÔn ®iÓm 5632 km, cËn ®iÓm 953 km), nghiªng 450 so víi mÆt ph¼ng xÝch ®¹o. • Còng n¨m 1963, Mü ®−a vÖ tinh SYNCOM lªn quü ®¹o ®Þa tÜnh. • N¨m 1965 phãng vÖ tinh ®Þa tÜnh INTELSAT 1 vµ thµnh lËp tæ chøc INTELSAT, më ®Çu cho kû nguyªn th«ng tin toµn cÇu b»ng vÖ tinh. 3 Lịch sử phát triển Nh÷ng mèc lÞch sö (tiếp theo) • Còng n¨m 1965, Liªn x« phãng hÖ vÖ tinh viÔn th«ng Molnhia, cã quü ®¹o ellip (viÔn ®iÓm ë 40 000 km, cËn ®iÓm 550 km), nghiªng 630 so víi mÆt ph¼ng xÝch ®¹o, gåm 3 vÖ tinh c¸ch ®Òu nhau trªn cïng quü ®¹o ®Ó phñ sãng toµn bé Liªn x« cò. Së dÜ chän quü ®¹o nµy lµ v× phÇn lín l$nh thæ Liªn x« n»m ë vïng vÜ ®é cao, nh−ng b$i phãng ë xa xÝch ®¹o vµ tªn löa phãng lóc ®ã ch−a ®ñ m¹nh. • Tõ 1975, Liªn x« cã tªn löa Proton ®ñ søc ®−a vÖ tinh lªn th¼ng quü ®¹o ®Þa tÜnh, ®$ phãng mét lo¹t vÖ tinh ®Þa tÜnh dïng cho viÔn th«ng. C¸c d¶i tÇn dµnh cho Th«ng tin VÖ tinh Băng tần cho TTVT do FCC của Mỹ và ITU cấp • Băng VHF/UHF 0.1-0.3 GHz: Vệ tinh quân sự, vô tuyến nghiệp dư • Băng L 1-2GHz: Thông tin di ®éng, hàng hải • S band 2-4 GHz: Dùng cho các lệnh ñiều khiển • Băng C 4-8 GHz: Data, voice, truyền hình • Băng X 8-12GHz: dùng cho quân sự • Băng Ku 12-18GHz : TV trực tiếp, Data, Voice, IP services (mạng riêng ảo, truy cập internet, ...) • Băng K 18-27GHz: không ñược sử dụng do bị hấp thụ rất lớn bởi hơi nước • Băng Ka 27-40/ 40-75 GHz: thế hệ tiếp theo. 60GHz -O2 4 Nh÷ng −u ®iÓm cña Th«ng tin VÖ tinh • Cã thÓ phñ sãng ngay cho c¶ n−íc mµ kh«ng cÇn ®îi sù l¾p ®Æt hÕt c¶ mét hÖ thèng c¸c ®µi tr¹m nh− hÖ vi ba tiÕp søc mÆt ®Êt. • ChÊt l−îng phôc vô ®ång ®Òu trong c¶ vïng phñ sãng, không cã vïng tèi ë khu vùc miÒn nói. Nh÷ng −u ®iÓm cña Th«ng tin VÖ tinh • Víi mét ch−¬ng tr×nh PT-TH analog chØ dïng mét tÇn sè duy nhÊt, thay v× ph¶i dïng nhiÒu kªnh nh− trong c¸c m¹ng mÆt ®Êt. • Vïng phñ sãng më réng ra ngoµi biªn giíi vµ c¸c ®¹i d−¬ng, më réng ®−îc diÖn kh¸n gi¶ truyÒn h×nh • MÒm dÎo h¬n trong viÖc sö dông tÇn sè vµ c«ng suÊt ph¸t, dÔ thÝch øng víi nhu cÇu truyÒn th«ng trªn mét vïng ®$ cho. • Kh«ng phô thuéc thiªn tai (®éng ®Êt, b$o lín,..) cã thÓ tµn ph¸ toµn bé hoÆc mét phÇn c¬ së h¹ tÇng cña m¹ng mÆt ®Êt (®−êng c¸p, cét cao, v.v.) 5 Nh÷ng −u ®iÓm cña Th«ng tin VÖ tinh • Dung lượng thông tin lớn, do sử dụng băng tần công tác rộng và kỹ thuật ña truy nhập cho phép ñạt dung lượng lớn trong thời gian ngắn mà ít loại hình thông tin khác có thể ñạt ñược. • ðộ tin cậy và chất lượng thông tin cao, do liên lạc trực tiếp giữa vệ tinh và trạm mặt ñất, xác suất hư hỏng trên tuyến liên lạc rất thấp và ảnh hưởng do nhiễu và khí quyển không ñáng kể. • Tinh linh hoạt cao, do hệ thống liên lạc vệ tinh ñược thiết lập rất nhanh chóng và có thể thay ñổi rất linh hoạt tuỳ theo yêu cầu sử dụng. • Có khả năng ứng dụng trong thông tin di ñộng và thông tin liên lạc toàn cầu Nh÷ng nhược ®iÓm cña Th«ng tin VÖ tinh • ðầu tư ban ñầu cao • Thời gian làm việc tương ñối ngắn (7 – 15 năm) • Có một số giới hạn sử dụng, như: quĩ ñạo, phân chia tần số, công suất bức xạ,... • Khả năng truy cập tới người sử dụng ñôi khi gặp khó khăn về kỹ thuật hoặc những nguyên nhân khác • Khó khăn hoặc chi phí rất tốn ...