Giáo trình Các hệ thống thông tin vô tuyến: Phần 2

Tiếp nội dung phần 1, Giáo trình Các hệ thống thông tin vô tuyến: Phần 2 cung cấp cho người học những kiến thức như Tống quan về thông tin vệ tinh; Vệ tinh thông tin; Trạm mặt đất; Tính toán năng lượng đường truyền. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình Các hệ thống thông tin vô tuyến: Phần 2 Phần III HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH Chương 7 TỔNG QUAN VỀ THÔNG TIN VỆ TINH7.1. GIỚI THIỆU CHUNG Ngày nay, thông tin vệ tinh đã trở thành một bộ phận quan trọngkhông thể thiếu được cùa hệ thống thông tin trên thế giới, ơ quy môquốc gia và toàn cầu. Với sự phát triển nhanh chóng của công nghệ vũtrụ, công nghệ điện tử và công nghệ tin học đã cho phép tăng dunglượng của thông tin vệ tinh lên rất nhiều. Mạng vệ tinh thông tin vớinhững vệ tinh trên quỹ đạo địa tĩnh đã phủ sóng toàn cầu, cho phép thựchiện thông tin quy mô trên toàn thế giới. Mạng vệ tinh tầm thấp và tầmtrung bình đang được thiết lập cho phép thực hiện thông tin di độnggiữa các điểm bất kỳ trên the giới không phân biệt là rừng núi, biển càhay đô thị và trong mọi thời gian khác nhau.7.1.1. Lịch sử ra đời của hệ thống thông tin vệ tinh Công nghệ thông tin vệ tinh bắt nguồn bắt nguồn từ hai công nghệđược phát triển mạnh trong Thế chiến thứ 2, đó là công nghệ tên lửa vàcông nghệ vi ba. Kỷ nguyên sừ dụng không gian vũ trụ làm môi trườngtruyền dẫn cho các hệ thống viễn thông được bất đầu vào 04/10/1957khi Liên Xô (cũ) phóng thành công vệ tinh nhân tạo SPUTNIK vào quỹđạo. Những năm về sau đã để lại nhiều sự kiện như: vệ tinh phát quàngbá SCORE năm 1958, vệ tinh phàn xạ ECHO năm 1960. truyền dẫnkiểu lưu trữ và chuyển tiếp bằng vệ tinh COURIER cũng trong năm1960, các vệ tinh chuyển tiếp băng rộng TELSTAR và RELAY năm1960. Nhưng các loại vệ tinh này mà Liên Xô (cũ) và Mỹ đưa vào quỹđạo thuộc loại vệ tinh không địa tĩnh, chúng có nhuợc điềm là chi146“dừng” trong phạm vi thu sóng cùa trạm thu mặt đất tối đa là 4h/ngày.Ngày 14/02/1963 tập đoàn hàng không vũ trụ NASA (Mỹ) đã phóng vàoquỹ đạo vệ tinh địa tĩnh đầu tiên mang tên SYNCOM - 1. Đến năm 1965, vệ tinh địa tĩnh thương mại đầu tiên INTERS AT 1(còn được gọi là Early bird) đánh dấu sự mờ đầu cho hàng loạt sự ra đờicủa các vệ tinh truyền thông thương mại.7.1.2. Quá trình phát triển Các vệ tinh đưa vào quỹ đạo đầu tiên bị giới hạn bởi trọng lượngvệ tinh, cho nên cung cấp dung lượng tương đối thấp và giá thành tươngđối cao; chẳng hạn như INTERSAT I nặng 68kg khi phóng, có dunglượng 480 kênh thoại với giá thành 32.500USD một kênh trong mộtnăm vào thời đó. Nhưng vệ tinh INTERSAT VI khi phóng nặng 3750kg,dung lượng 80.000 kênh, có giá thành cho thuê mỗi kênh là380USD/năm trong năm 1989. Giá thành này cao là do chi phí phóng,kết hợp với giá vệ tinh có tính đến tuổi thọ của vệ tinh (INTERSAT I là18 tháng) và dung lượng thấp. Chính vì vậy, việc giảm giá thành phóng,tăng dung lượng và tuổi thọ cùa vệ tinh đã làm cho việc tạo ra các tênlửa phóng có khả năng đưa các vệ tinh có trọng lượng lớn lên quỹ đạo,hơn nữa sự phát triển mạnh mẽ của kỹ thuật vi ba, công nghệ chế tạoanten với nhều búp sóng cho phép việc tái sử dụng cùng một băng tầngiữa các búp sóng và kết hợp sử dụng các bộ khuếch đại truyền dẫncông suất cao hơn. Ngoài việc giảm chi phí truyền thông, đặc điểm nổi bật nữa của hệthống thông tin vệ tinh là tính đa dạng của các dịch vụ mà nó cung cấp.Ban đầu, hệ thống này được thiết kế để thực hiện các cuộc truyền thôngtừ một điểm tới điểm khác, và phải sử dụng các TMĐ có anten lớn, dovậy giá thành rất cao (khoảng 10 triệu USD cho một TMĐ có antenđường kính 30m). Khi kích thước và công suất vệ tinh càng tăng lên thìcàng cho phép giảm kích thước của các TMĐ và do vậy giảm giá thànhcủa chúng, đồng thời tăng số lượng các TMĐ. Điều này cho phép vệtinh thu thập hay phát quảng bá các tín hiệu từ nhiều địa điểm tới mộtđịa điểm hay từ một địa điểm tới nhiều địa điểm. Bằng các này, cácmạng truyền số liệu đa điểm, các mạng quảng bá qua vệ tinh và các 147mạng thu thập dữ liệu đã được triển khai, cho phép có thẻ phát quàng báhoặc tới các máy phát chuyển tiếp (hoặc các trạm đầu cáp) hoặc trựctiếp tới khách hàng cá nhân (trường hợp này chính là hệ thông truyênhình qua vệ tinh) với các TMĐ nhỏ có anten đường kính từ 0,6m đên3,5m và giá thành từ 500USD đến 50.000USD (hiện nay ta có thê muabộ thu truyền hình vệ tinh DTH chì với giá thành 2 triệu VND).7.1.3. Sự phát triển của công nghệ, kỹ thuật và dịch vụ Khởi đầu của các quá trình thông tin vệ tinh thương mại có thểđược đánh dấu bàng việc phóng vệ tinh INTERSAT I vào nãm 1965. Chođến đầu những năm 70 các dịch vụ cần cung cấp chi là truyền dẫn tínhiệu thoại và truyền hình (TV) giữa các lục địa, vệ tinh được thiết kế đểbổ sung cho cáp biển và thực sự đóng vai trò quan trọng cùa kết nối trungkế thoại. Khi các kỹ thuật thông tin vệ tinh phát triển không chi có truyềnhình và tín hiệu thoại, các hệ thống “đa dịch vụ” như thoại quốc nội vàkhu vực, truyền số liệu, quảng bá trực tiếp. Các hệ thống VSAT (verysmall aperture terminal - Thiết bị đầu cuối ...