Nghiên cứu các vấn đề truyền IP qua vệ tinh địa tĩnh

2
MỤC LỤC

BẢNG CÁC CHỮ VIẾT TẮT 4
MỞ ĐẦU 6
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ THÔNG TIN VỆ TINH 8
1.1. Giới thiệu 8
1.2. Đặc điểm thông tin vệ tinh 10
1.3. Dải tần trong thông tin vệ tinh 11
1.4. Quỹ đạo vệ tinh 13
1.4.1. Quỹ đạo cực tròn (Circular Polar Orbit) 13
1.4.2. Quỹ đạo nghiêng elip (Elliptically Incline orbit) 14
1.4.3. Quỹ đạo xích đạo tròn (Circular Equatorial Orbit) 14
1.5. Các phƣơng thức truy nhập 17
1.5.1. Đa truy nhập phân chia theo tần số (FDMA) 17
1.5.2. Đa truy nhập phân chia theo thời gian (TDMA) 17
1.5.3. Phƣơng thức truy nhập theo yêu cầu (DAMA) 18
1.5.4. Đa truy nhập theo mã ( CDMA) 19
1.6. Trạm mặt đất 19
1.6.1. Cấu hình cơ bản 19
1.6.2. Anten trạm mặt đất 21
1.7. Các yếu tố ảnh hƣởng năng lƣợng đƣờng truyền 25
1.7.1. Suy hao tín hiệu trong truyền dẫn 27
1.7.2. Ảnh hƣởng của tạp âm 29
1.7.3. Tỷ số lỗi bít BER 32
1.8. Kết luận 33
CHƢƠNG 2. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ TRUYỀN IP THÔNG THƢỜNG . 34
2.1. Tổng quan 34
2.2. Phƣơng pháp đóng gói 38

2.2.1. TCP header 40
2.2.2. IP header 42
2.3. Nguyên tắc hoạt động của TCP/IP 44
2.3.1. Phía phát 44
2.3.2. Phía thu 45
2.4. Giao thức IP 45
2.4.1. Địa chỉ IP 45
2.4.2. Định tuyến IP datagram 47
2.5. Giao thức TCP 52
2.5.1. Kết nối TCP 52
2.5.2. Kỹ thuật cửa sổ trƣợt 53
2.5.3. Các phƣơng pháp điều khiển truyền 55
2.6. Kết luận 59


3
CHƢƠNG 3. NGHIÊN CỨU TRUYỀN IP QUA VỆ TIINH ĐỊA TĨNH 60
3.1. Giới thiệu 60
3.1.1. Phát quảng bá 61
3.1.2. Chất lƣợng dịch vụ 61
3.1.3. Thiết lập nhanh chóng 61
3.2. Kết nối TCP/IP qua vệ tinh địa tĩnh 62
3.3. Yếu tố đƣờng truyền vệ tinh ảnh hƣởng đến TCP/IP 63
3.3.1. Lỗi bít đƣờng truyền 63
3.3.2. Tác động của trễ đƣờng truyền 64
3.4. Các giải pháp cải tiến đảm bảo truyền IP qua vệ tinh địa tĩnh 68
3.4.1. Truyền không đối xứng và theo một hƣớng 70
3.4.2. Mở rộng TCP 73
3.4.3. Kết nối TCP 75
3.4.4. Giao thức ứng dụng 78

3.5. Kết luận 79
CHƢƠNG 4. ỨNG DỤNG TRUYỀN IP QUA VỆ TINH ĐỊA TĨNH 81
4.1. Giới thiệu 81
4.1. 1. Truy cập Internet một chặng 82
4.1.2. Định tuyến vệ tinh trực tiếp giữa các ISP
S
83
4.1.3. Mạng Intranet 84
4.1.4. Phân bố phủ đa điểm 84
4.1.5. Phục hồi sau thảm hoạ 85
4.2. Vệ tinh IP STAR 86
4.2.1. Trạm cổng (Gateway) 88
4.2.2. Trạm Đầu cuối (UT) 92
4.2.3. Đánh giá công nghệ IPSTAR 93
4.3. Mạng VSAT - IP 94
4.3.1. Dịch vụ truy cập Internet băng rộng 96
4.3.2. Dịch vụ MDU (Multi-Dwelling Units) 97
4.3.3. Dịch vụ VoIP 98
4.3.4. Dịch vụ mạng riêng ảo (VPN) 98
4.3.5. Dịch vụ GSM Trunking 99
4.3.6. Dịch vụ truyền hình hội nghị (Video Conferencing) 100
4.3.7. Dịch vụ đào tạo từ xa (i-Learn) 101
4.3.8. Dịch vụ truyền hình theo yêu cầu (VoD) 101
4.4. Vệ tinh VINASAT 102
4.5. Kết luận 102
KẾT LUẬN 103
TÀI LIỆU THAM KHẢO 104

4
BẢNG CÁC CHỮ VIẾT TẮT


VIẾT TẮT
TIẾNG ANH
TIẾNG VIỆT

ACK

Acknowledgement

Gói tin xác nhận
BER
Bit Error Rate
Tốc độ bít lỗi
CDMA
Code Division Multiplexed Access
Đa tury cập theo mã
DAMA
Demand Assign Multi Access
Đa truy cập theo yêu cầu
D/C
Down Converter
Bộ đổi tần xuống
DLA
Dynamic Link Allocation
Kiểm tra điều khiển công suất linh hoạt
EUTELSAT
EUropean TELecommunicatiom

SATellite
Tổ chức vệ tinh viễn thông Châu Âu
FDM
Frequency Division Multiplexed
Ghép kênh theo tần số
FDMA
Frequency Division Multiplexed
Access
Đa truy cập theo tần số
FTP
File Transfer Protocol
Giao thức truyền file
FIN
Finish
Gói tin thông báo kết thúc kết nối
HPA
High Power Amplifier
Bộ khuyếch đại công suất lớn
HTTP
Hyper Text Transfer Protocol
Giao thức truyền dấn siêu văn bản
IDR
Intermediate Data Rate
Tốc độ dữ liệu trung bình
ICMP
Internet Group Management
Protocol
Giao thức bản tin điều khiển Internet
INMARSAT
INternational MARitime SATellite

Vệ tinh viễn thông biển
INTELSAT

International TELecommunication
SATellite
Tổ chức vệ tinh viễn thông quốc tế
IP
Internet Protocol
Giao thức Internet
ISP
Internet Satellite Point
Điểm Internet vệ tinh
ITU
International Telecommunucation
Union
Hội viễn thông quốc tế
LNA
Low Noise Amplifier
Bộ khuyếch đại tạp âm thấp


5
MOD
Modulator
Bộ điều chế
NAP
Network Access Point
Điểm truy cập mạng
NM
Network Management

Quản lý mạng
OSPF
Open Shortest Path First
Giao thức ưu tiên đường đi ngắn nhất
PSTN
Public Switching Telephone
Network
Mạng thoại công cộng
RTO
Retransmission Timeout
Khoảng thời gian chờ truyền lại
RTT
Round Trip Time
Thời gian trễ vòng
RTTM
Round Trip Time Mesurement
Đo thời gian toàn trình
RRM
Radio Resource Management
Thiết bị quản lý tài nguyên
Rx
Receiver
Máy thu
SACK
Selective Acknowlegement
Xác nhận có lựa chọn
SCPC
Single Channel Per Carrier
Một kênh đơn trên một sóng mang
SCTP

Stream Control Transpost Protocol
Giao thức truyền tải điều khiển luồng
SMTP
Simple Mail Transfer Protocol
Giao thức truyền thư điện tử đơn giản
SNMP
Simple Network Management
Protocol
Giao thức quản lý mạng đơn giản
SYN
Synchronize
Gói tin đồng bộ
TCP
Transport Control Protocol
Giao thức truyền tải
TDM
Time Division Multiple
Ghép kênh theo thời gian
TDMA
Time Division Multiplexed Access
Đa truy cập theo thời gian
TLL
Time To Live
Thời gian sống
Tx
Transmitter
Máy phát
U/C
Up Converter
Bộ đổi tần lên

UDP
User Datagram Protocol
Giao thức truyền tải đơn vị dữ liệu
người dùng
UT
User Terminal
Đầu cuối người dùng
VINASAT
Vietnam Satellite
Vệ tinh Việt Nam
VSAT
Very Small Aperture Terminal
Trạm mặt đất-vệ tinh anten cỡ nhỏ




6
MỞ ĐẦU

Thông tin vệ tinh đã và đang phát triển nhanh chóng ở Việt Nam cũng
nhƣ trên toàn thế giới, tạo ra một bƣớc ngoặt trong quá trình phát triển của
lĩnh vực truyền thông. Thông tin vệ tinh thực hiện việc truyền dẫn tín hiệu
trên một khoảng cách lớn mà vẫn tạo đƣợc tín hiệu đồng đều, đồng thời có
thể thu phát trực tiếp các chƣơng trình quảng bá trên phạm vi rộng lớn ở
nhiều loại địa hình phức tạp.
TCP/IP là họ giao thức sử dụng trong mạng Internet; có khả năng hội
tụ thoại, dữ liệu để xử lý việc truyền, phân phối thông tin, các cuộc điện
thoại, hội nghị truyền hình,…Công nghệ IP và các ứng dụng của nó đã có
những bƣớc phát triển đột phá trên phạm vi toàn thế giới. Việc sử dụng IP

làm cho các quá trình phân phối thông tin và dịch vụ toàn cầu hiệu quả và
kinh tế hơn so với mạng chuyển mạch công cộng (PSTN) truyền thống,
trong khi vẫn cho phép sử dụng các ứng dụng và dữ liệu trƣớc đây.
Sự bùng nổ các dịch vụ dữ liệu quảng bá toàn cầu, ứng dụng phủ
diện rộng, phủ đa điểm làm cho lƣu lƣợng IP liên tục tăng nhanh đòi hỏi
các đƣờng truyền tốc độ cao, cải thiện chức năng và chất lƣợng dịch vụ ứng
dụng trên nền IP cho những vùng diện tích rộng lớn, những kết nối toàn
cầu, tới mọi miền xa xôi, hẻo lánh Điều đó hƣớng sự chú ý của các nhà
cung cấp Internet vào công nghệ sử dụng những hệ thống truyền dẫn băng
rộng, có khả năng phủ đa điểm và diện rộng nhƣ hệ thống thông tin vệ tinh
địa tĩnh để truyền dữ liệu trên nền giao thức IP.
Các ứng dụng trên nền IP truyền dẫn qua mạng vệ tinh địa tĩnh có
nhiều hạn chế do ảnh hƣởng bởi trễ kết nối lớn và lỗi bít cao. Tuy vậy, có
nhiều giải pháp khác nhau đã và đang đƣợc nghiên cứu để khắc phục những
hạn chế đó và kết quả cho thấy rằng lƣu lƣợng truyền qua vệ tinh đã tăng
lên tới 500% và băng thông tiết kiệm tới 30% đến 50%.
Chính vì điều đó, tôi đã chọn đề tài: “Nghiên cứu các vấn đề truyền
IP qua vệ tinh địa tĩnh”, từ những nghiên cứu về giao thức TCP/IP với các


7
phƣơng thức truyền gói tin trong mạng mặt đất cùng với nghiên cứu hệ
thống thông tin vệ tinh đã đánh giá, đƣa ra những mặt hạn chế để từ đó có
những giải pháp kỹ thuật cải thiện chất lƣợng dịch vụ cung cấp qua đƣờng
truyền vệ tinh khi sử dụng giao thức IP.
Ở Việt Nam nhu cầu dịch vụ ngày càng cao kể cả về mặt dung lƣợng
cũng nhƣ chất lƣợng dịch vụ nên việc phóng và sở hữu, khai thác một vệ
tinh riêng đã đƣợc quan tâm, đó là dự án vệ tinh VINASAT. Để chuẩn bị
cho tƣơng lai hiện nay Công ty Viễn thông Quốc tế - VTI cùng Tập đoàn
Shin Satellite Plc (SSA) – Thái Lan đã xây dựng một hệ thống cung cấp

các dịch vụ thông tin băng rộng qua vệ tinh thế hệ mới IPSTAR (đƣợc gọi
là VSAT –IP), hệ thống này có khả năng cung cấp đa dịch vụ trên nền IP
băng rộng tốc độ cao và đáp ứng nhu cầu liên lạc đa dạng của khách hàng
trên mọi miền đất nƣớc.
Nội dung luận văn gồm có :
Chƣơng 1: Tổng quan về thông tin vệ tinh
Chƣơng 2:Tổng quan các vấn đề truyền IP thông thƣờng.
Chƣơng 3: Nghiên cứu truyền IP qua vệ tinh địa tĩnh
Chƣơng 4: Ứng dụng truyền IP qua vệ tinh địa tĩnh
Tôi xin bày tỏ sự biết ơn sâu sắc tới thầy – TS. Chu Văn Vệ, ngƣời đã
trực tiếp giúp đỡ, hƣớng dẫn, cung cấp tài liệu và phƣơng pháp luận nghiên
cứu khoa học để tôi hoàn thành bản luận văn này. Tôi xin chân thành cảm
ơn các thầy giáo, cô giáo Khoa Điện tử - Viễn thông – Đại học Công nghệ -
Đại học Quốc gia Hà Nội đã dạy dỗ, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học
tập.
Chắc rằng trong bản luận văn còn nhiều thiếu sót và tôi rất mong
nhận đƣợc những ý kiến đóng góp của thầy cô cùng các bạn đồng nghiệp.



8

CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ THÔNG TIN VỆ TINH

1.1. Giới thiệu
Trên thế giới trong thời kỳ bùng nổ khoa học công nghệ nhƣ hiện nay,
mỗi quốc gia đều phải tự phát triển mạng viễn thông theo đặc thù và theo
phƣơng thức của riêng mình. Các loại hình dịch vụ viễn thông ngày càng
đa dạng và phong phú nhƣ thoại, số liệu với dải băng tần làm việc lớn đã
ra đời. Điều này buộc ngƣời ta phải sử dụng nhiều hệ thống và nhiều

phƣơng thức truyền dẫn khác nhau.
Trong hệ thống truyền dẫn thông tin Viba mặt đất, việc phát triển các
dịch vụ mới gặp phải trở ngại là các dải tần làm việc thông dụng đã bị đặc
kín. Nhƣ vậy, để phát triển tuyến mới buộc ngƣời ta phải nâng cao dải tần
làm việc. Việc nâng cao dải tần làm việc cho trạm Viba mặt đất gặp phải
một khó khăn bức xúc đó là suy hao do hấp thụ của mƣa. Hơn nữa, một
khó khăn khác cần phải tháo gỡ là việc phát triển hệ thống Viba trên vùng
địa hình phức tạp có nhiều vùng lõm, vùng khuất, hay các vùng xa xôi biên
giới, hải đảo, sẽ buộc phải tăng một số lƣợng lớn các trạm phát lại. Điều
này sẽ làm tăng độ mất tin cậy của hệ thống và làm giảm tính kinh tế khi
thiết lập hệ thống.
Khi công nghệ truyền dẫn cáp quang ra đời nó đã góp phần giải quyết
phần nào thực trạng này. Nhƣng nó cũng vấp phải một số những khó khăn
đáng kể đó là trong xu thế phát triển hiện nay, với địa hình phức tạp và mật
độ dân cƣ không đồng đều, việc thiết lập một hệ thống cáp quang đôi khi
không thể thực hiện đƣợc hoặc tốn thời gian và không hiệu quả kinh tế.


9
Rõ ràng các phƣơng thức truyền dẫn ở trên chỉ thỏa mãn một phần
nhu cầu phát triển của hệ thống viễn thông ngày nay cũng nhƣ trong tƣơng
lai.
Trƣớc thực trạng đó, từ ý tƣởng trong câu truyện khoa học viễn tƣởng
“Thế giới không dây” của nhà văn Arthur C.Clarke năm 1945, một phƣơng
thức truyền dẫn mới – truyền dẫn vệ tinh – ra đời [11].
Kể từ khi ra đời cho đến nay, thông tin vệ tinh đã có một vai trò to lớn
trong công cuộc toàn cầu hóa mạng viễn thông. Thông tin vệ tinh rõ ràng
có hiệu quả kinh tế cao, nó cho phép chi phí tuyến thông tin là cố định mà
không phụ thuộc vào khoảng cách và số lƣợng trạm thu. Dải tần cho thông
tin vệ tinh gần nhƣ vô hạn, thông tin vệ tinh cho phép truyền tải cả luồng

số liệu cực kỳ lớn. Và nó đã đảm bảo hàng loạt các dịch vụ nhƣ thoại cố
định, số liệu, thông tin di động, [11], [12]
Cùng với sự phát triển của công nghệ, hệ thống truyền dẫn vệ tinh
ngày càng đƣợc hoàn thiện. Thông tin vệ tinh không những thích hợp với
tín hiệu số tích hợp cao mà còn ngày càng đƣợc nâng cao độ tin cậy, thời
gian làm việc của vệ tinh có thể lên đến 10 15 năm. Các bộ phát đáp trên
vệ tinh cũng không ngừng phát triển, hoàn thiện, băng tần các bộ phát đáp
ngày càng đƣợc mở rộng hơn và mức công suất phát xạ đẳng hƣớng EIRP
của các bộ phát đáp ngày càng đƣợc nâng cao hơn [12].
Thông tin vệ tinh không chỉ cho phép thông tin điểm - điểm mà còn
cho phép thông tin điểm - đa điểm [2], [3].
Vệ tinh thông tin có mặt ở hầu hết các hệ thống truyền dẫn nhờ tính
linh động cao và có khả năng kế thừa cũng nhƣ khả năng kết hợp với các
hệ thống viễn thông đang tồn tại [2], [3].
Việc phát triển thông tin vệ tinh ở Việt Nam đã và đang ngày càng
đƣợc cần quan tâm để đáp ứng sự tăng nhanh không ngừng của nhu cầu,
lƣu lƣợng thông tin hiện nay [2], [3].


10
1.2. Đặc điểm thông tin vệ tinh
 Một tuyến thông tin vệ tinh liên lạc giữa hai trạm mặt đất chuyển tiếp
bằng vệ tinh địa tĩnh bao gồm đƣờng lên (mặt đất lên vệ tinh) và đƣờng
xuống (vệ tinh xuống mặt đất) trong đó vệ tinh đóng vai trò nhƣ một
trạm lặp. Hệ thống thông tin vệ tinh có những đặc điểm chính sau
đây[2], [6], [12]:
 Vùng phủ sóng: Có một số loại phủ sóng nhƣ : phủ sóng toàn cầu, phủ
sóng một vùng, phủ sóng một quốc gia,… Vệ tinh có thể phục vụ bất kỳ
một trạm mặt đất nào trong vùng phủ sóng và các dịch vụ của vệ tinh có
thể tới đƣợc các vùng xa xôi, hẻo lánh, sa mạc, đại dƣơng, thành phố

lớn,…
 Dung lƣợng thông tin lớn: với băng tần công tác rộng, áp dụng các kỹ
thuật tái sử dụng băng tần nên hệ thống thông tin vệ tinh cho phép đạt
đƣợc dung lƣợng lớn một cách nhanh chóng.
 Khả năng thông tin liên lạc và độ tin cậy thông tin cao: Tuyến thông tin
vệ tinh địa tĩnh chỉ gồm 3 trạm: vệ tinh đóng vai trò nhƣ một trạm lặp
trên quỹ đạo, còn 2 trạm đầu cuối ở trên mặt đất vì vậy xác suất hƣ
hỏng trên toàn tuyến là rất thấp. Khả năng thông tin liên lạc thông suốt
theo thống kê đạt 99,9% trên thời gian liên lạc trong một năm.
 Đa dịch vụ: Các dịch vụ: điện thoại, Facsimile, số liệu, phát thanh và
truyền hình quảng bá, dịch vụ VSAT DAMA, di động theo vệ tinh, đạo
hàng và cứu hộ trên biển, trên không, đƣợc cung cấp một cách dễ
dàng từ bất cứ đâu trên trái đất. Chất lƣợng thông tin liên lạc cao: do
điều kiện truyền sóng từ mặt đất lên vệ tinh và ngƣợc lại tốt hơn các
tuyến viba điểm nối điểm trên mặt đất, tốc độ bít lỗi có thể đạt 10
-9
cho
một sóng mang số 2048kb/s.


11
 Khả năng thiết lập nhanh, tính linh hoạt cao: các tuyến thông tin liên lạc
giữa các trạm mặt đất ở rất xa nhau về mặt địa lý đƣợc thiết lập rất nhanh
và có thể tăng giảm dung lƣợng và dễ dàng thay đổi cấu hình hệ thống.
1.3. Dải tần trong thông tin vệ tinh
Các tần số cung cấp trong thông tin vệ tinh rất phức tạp. ITU đã chia
thế giới làm 3 vùng theo kinh độ để có kế hoạch chia dải tần [9], [13]:
+ Vùng 1: (30
0
Đông): Châu Âu, Châu Phi, Liên bang Xô viết cũ và

các nƣớc Đông Âu.
+ Vùng 2 (90
0
Tây): Châu Mỹ
+ Vùng 3 (150
0
Đông): Châu Á, Châu Đại Dƣơng.

STT
Tên băng tần
Dải tần số (GHz)
1
VHF
0,1  0,3
2
UHF
0,3 1,0
3
L
1,0  2,0
4
S
2,0  4,0
5
C
4,0  8,0
6
X
8,0  12,0
7

K
U
12,0  18,0
8
K
18,0  24,0
9
K
a
24,0  40,0
10
mm
40,0  100,0

Bảng 1.1. Phân loại các tần số trong thông tin vệ tinh
Do có nhiều loại hình thông tin vệ tinh (nhƣ các loại thông tin vệ tinh
di động hàng hải, hàng không, các loại thông tin vệ tinh cố định trong nƣớc


12
và quốc tế,…), cùng với nhu cầu nhiều loại dịch vụ khác nhau giữa các khu
vực nên cần phải phân định các tần số cho 3 vùng trên.
Việc phân chia các dải tần đã tránh đƣợc sự giao thoa giữa các hệ
thống vô tuyến khác nhau. Các dải tần này đã đƣa ra ở bảng 1.1 và dƣới sự
quản lý của ITU (International Telecommunication Union).
+ Băng C: 6/4 GHz dùng cho thông tin thƣơng mại
+ Băng X: 8/7 GHz dùng cho thông tin quân sự
+ Băng Ku: 14/12 GHz dùng cho thông tin thƣơng mai
+ Băng Ka: 30/20 GHz dùng cho thông tin chuyên dụng.
Hiện nay, trong hệ thống thông tin vệ tinh ngƣời ta chủ yếu sử dụng

rộng rãi băng tần C, K
U
, đặc biệt là băng K
a
đang đƣợc đƣa vào khai thác
và sử dụng.
- Băng K
a
(30/20 GHz) chƣa đƣợc sử dụng nhiều do suy hao lớn
trong khí quyển quả đất cũng nhƣ trong các điều kiện thời tiết xấu nhƣ
mƣa, sƣơng mù,… Ƣu điểm của băng tần này là cho phép sử dụng các trạm
mặt đất nhỏ, ít bị can nhiễu cũng nhƣ gây can nhiễu cho các hệ thống viba
khác. Nhƣng nhƣợc điểm là giá thành thiết bị tƣơng đối cao.
Tại Việt Nam đang sử dụng tuyến lên vệ tinh IP STAR ở băng tần Ka.
- Băng K
U
(14/12 GHz) có tần số làm việc cao hơn tần số cho các
tuyến Viba mặt đất nên có tính can nhiễu ít hơn. Hơn nữa, tần số làm việc
trên băng K
U
còn trống nên có khả năng phát triển mở rộng. Băng K
U
làm
việc với tần số lớn nên cho phép giảm nhỏ đƣờng kính anten trạm thu (chỉ
cần 0,40,6m). Điều này làm cho băng K
U
có xu hƣớng sử dụng rộng rãi
trong thông tin nội địa. Nhƣng nhƣợc điểm lớn nhất của băng tần này là bị
suy hao do mƣa.
Tại Việt Nam, sử dụng mạng VAST Ku với các trạm mặt đất cỡ nhỏ

đã đáp ứng nhu cầu cấp bách về thông tin liên lạc phục vụ cho an ninh quốc


13
phòng, phát triển kinh tế xã hội ở những vùng xa xôi hẻo lánh, miền nui,
biên giới, hải đảo hay giàn khoan trên biển,…
- Băng C (6/4 GHz) đƣợc sử dụng cho hầu hết các vùng và hiện nay
đã đƣợc phát triển đặc kín. Nhiều hãng viễn thông lớn đã quan tâm đến
băng tần này và hàng loạt các thiết bị làm việc với băng C ngày càng đƣợc
hoàn thiện. Ƣu điểm của băng C là tần số làm việc thấp gần với cửa sổ tần
số nên suy hao thấp.
Ở Việt Nam, trạm vệ tinh mặt đất Hà Nội - đặt tại trạm Quế Dƣơng,
Hà Tây hiện đang sử dụng anten trạm mặt đất có đƣờng kính 18m với tần
số làm việc ở băng C.
1.4. Quỹ đạo vệ tinh
Quỹ đạo vệ tinh là đƣờng vệ tinh chuyển động [11]. Quỹ đạo vệ tinh
đƣợc xác định nhờ việc tính toán đƣa ra trong các quy tắc của Johannes
Kepler (1571 - 1630) nhƣ sau:
- Mặt phẳng quỹ đạo bay của bất kỳ vệ tinh phải cắt qua tâm trái đất.
- Trái đất phải là trung tâm của bất kỳ quỹ đạo bay nào của vệ tinh.
Có 3 dạng quỹ đạo bay của vệ tinh, mô tả ở hình 1.1:
- Quỹ đạo cực tròn.
- Quỹ đạo nghiêng elip.
- Quỹ đạo xích đạo tròn.
1.4.1. Quỹ đạo cực tròn (Circular Polar Orbit)
Đây là quỹ đạo duy nhất có thể bao phủ toàn cầu và đảm bảo thông
tin liên tục nhờ một chuỗi vệ tinh trên quỹ đạo đƣợc liên kết với nhau. Mỗi
vệ tinh trên quỹ đạo đƣợc phân cách nhau về thời gian và vùng phủ sóng.
Vì vậy, mỗi điểm trên mặt đất nhìn thấy vệ tinh trong một khoảng thời gian
xác định nên hiệu quả kinh tế không cao, thêm vào đó kỹ thuật chuyển giao

thông tin giữa các vệ tinh rất phức tạp.


14

Hình 1.1. Mô tả 3 quỹ đạo của vệ tinh.
Do đó, quỹ đạo này không đƣợc sử dụng cho viễn thông mà chủ yếu
cho các hệ thống định vị, khí tƣợng, nghiên cứu thăm dò [11], [12].
1.4.2. Quỹ đạo nghiêng elip (Elliptically Incline orbit)
Quỹ đạo này phủ sóng ở các vùng cao nhƣ vùng ôn đới, vùng cực Bắc
Nam. Và quỹ đạo này đã đƣợc sử dụng thành công trong một số hệ thống
vệ tinh viễn thông đặc biệt là hệ thống thông tin vệ tinh nội địa của Liên Xô
cũ. Chu kỳ quay của vệ tinh là 12giờ, độ nghiêng là 63
0
, thời gian quan sát
thấy vệ tinh 8giờ, thời gian này vệ tinh chuyển động chậm và sẽ phủ sóng
cho miền cực trái đất.
Dạng quỹ đạo này vấn đề điều khiển bám vệ tinh là rất khó [11], [12].
1.4.3. Quỹ đạo xích đạo tròn (Circular Equatorial Orbit)
Quỹ đạo xích đạo tròn có các vệ tinh bay trực tiếp trên mặt phẳng
xích đạo (song song với đƣờng xích đạo).
Quỹ đạo này đƣợc chia làm 3 dạng [11], [12]:
- Dạng quỹ đạo thấp.
- Dạng quỹ đạo trung bình.
Quỹ đạo
nghiêng Elip

Quỹ đạo
cực tròn

Quỹ đạo
địa tĩnh

Xích đạo



15
- Dạng quỹ đạo địa tĩnh.
Quỹ đạo thấp: này chỉ cách mặt đất 160  480 km, chu kỳ quay
khoảng 90 phút, thời gian quan sát thấy vệ tinh 30 phút hoặc thấp hơn.
Quỹ đạo trung bình: cách mặt đất 10.000  20.000 km, chu kỳ bay 5
 12 giờ, thời gian quan sát thấy vệ tinh là 2 - 4giờ.
Hai dạng quỹ đạo này không thích hợp cho thông tin vệ tinh.
Quỹ đạo địa tĩnh: Quỹ đạo địa tĩnh là quỹ đạo có độ cao cách bề mặt
trái đất 37.786 km. Vệ tinh trên quỹ đạo bay theo hƣớng đông vận tốc
3075m/s cùng với vận tốc trái đất.
Vệ tinh trên quỹ đạo này tránh đƣợc các ảnh hƣởng lực hút của mặt
trăng, mặt trời, sự vận động lên xuống của thuỷ triều nên vệ tinh có độ
nghiêng và độ lệch tâm bằng không (trong thực tế, vệ tinh lệch khỏi trục
với một giá trị nhỏ phụ thuộc vào góc ngẩng anten trạm mặt đất nhỏ hơn
5
0
). Do đó, vệ tinh đƣợc xem nhƣ đứng yên tại một điểm quan sát trên mặt
đất nằm trong vùng phủ sóng của vệ tinh. Cho nên, vệ tinh này đƣợc gọi là
vệ tinh địa tĩnh [11], [12].
Mỗi vệ tinh trên quỹ đạo bao phủ 42% bề mặt trái đất nên chỉ cần 3
vệ tinh quay trên quỹ đạo là có thể bao phủ toàn bộ bề mặt trái đất (3 vệ
tinh đặt ở 3 vị trí mà ta xem nhƣ mỗi vệ tinh bao phủ 1/3 bề mặt trái đất)
nhƣ ở hình 1.2.

Vì vậy, vệ tinh thông tin đƣợc sử dụng chủ yếu là các vệ tinh nằm
trên quỹ đạo địa tĩnh. Và việc liên lạc giữa các trạm mặt đất sử dụng băng
C thông qua vệ tinh địa tĩnh [11], [12].
Vệ tinh địa tĩnh tránh đƣợc sự giao thoa với các hệ thống vô tuyến
khác. Một vấn đề quan trọng khi xem xét vệ tinh trên quỹ đạo này đó là
việc thiết kế góc ngẩng anten vệ tinh thấp sẽ gây ra tổn thất đƣờng truyền


16
lớn do vật chắn nhƣ nhà cửa, cây cối…và hạn chế dung lƣợng, độ tin cậy
của tuyến kết nối thông tin vệ tinh [11], [12].

Hình 1.2. Hệ thống thông tin toàn cầu dùng
3 vệ tinh quỹ đạo địa tĩnh.
Để có thể phóng đƣợc vệ tinh lên quỹ đạo địa tĩnh có 2 phƣơng pháp
[11], [12]:
* Sử dụng tên lửa phóng: Dùng 2 tên lửa. Tên lửa thứ nhất, phóng
vệ tinh lên quỹ đạo "chờ" là quỹ đạo có độ cao cách bề mặt trái đất 300km.
Tên lửa thứ hai, đẩy vệ tinh lên quỹ đạo "chuyển tiếp", quỹ đạo này có cận
điểm bằng độ cao quỹ đạo "chờ", viễn điểm bằng độ cao quỹ đạo địa tĩnh.
Sau đó, nó tách ra khỏi bộ phận phóng và chuyển động một mình trong
không gian. Sau vài ngày, vệ tinh sẽ trƣợt lên quỹ đạo địa tĩnh và bằng
động cơ đẩy nó đƣợc đẩy lên hẳn quỹ đạo địa tĩnh.
* Sử dụng tàu vũ trụ con thoi: (Hệ thống vận tải không gian)
A
C
B
Đƣờng phủ sóng

17
Tên lửa nâng đỡ đã đƣợc gắn vào vệ tinh làm tăng tốc độ vệ tinh và
đẩy vệ tinh lên quỹ đạo địa tĩnh.
1.5. Các phương thức truy nhập
Trong thông tin vệ tinh, vệ tinh chỉ có một nhƣng phải thoả mãn yêu
cầu cùng đƣợc truy nhập với vệ tinh để nối thông liên lạc giữa các trạm mặt
đất. Để cho các trạm mặt đất tại cùng một thời điểm có thể liên lạc với
nhau thông qua một vệ tinh chung, phải ghép các trạm mặt đất lại theo một
phƣơng thức nào đó gọi là ghép đa trạm. Phƣơng pháp cho phép các trạm
mặt đất truy nhập thông tin với vệ tinh gọi là phƣơng thức đa truy nhập.
Hiện nay, các phƣơng thức đa truy nhập chủ yếu đƣợc dùng trong thông tin
vệ tinh: đa truy nhập phân chia theo tần số (FDMA), đa truy nhập phân
chia theo thời gian (TDMA), đa truy nhập theo yêu cầu (DAMA), đa truy
nhập phân chia theo mã (CDMA), [2], [3], [6], [10].
1.5.1. Đa truy nhập phân chia theo tần số (FDMA)
 Phƣơng thức đa truy nhập phân chia theo tần số cho phép trạm mặt đất
khi phát tín hiệu đƣợc truy nhập với một phần băng tần bộ phát đáp vệ
tinh đã đƣợc ấn định trƣớc cho trạm đó, FDMA truyền thống thƣờng
dùng là mỗi kênh đơn trên một sóng mang (SCPC).
 Ngày nay, trên các hệ thống thông tin vệ tinh thƣơng mại quốc tế, các
sóng mang đã đƣợc số hoá nhƣng phƣơng thức truy nhập phân chia
theo tần số vẫn dùng phổ biến [2], [10].
1.5.2. Đa truy nhập phân chia theo thời gian (TDMA)
 Phƣơng pháp đa truy nhập phân chia theo thời gian (TDMA) dựa trên
cơ sở phân chia toàn bộ thời gian sử dụng bộ phát đáp thành các
khoảng thời gian nhỏ giữa các khoảng này với nhau có các khoảng
trống (còn đƣợc gọi là thời gian gián đoạn). Điều này hoàn toàn tƣơng


18

tự nhƣ trong FDMA chia toàn bộ băng tần của bộ phát đáp thành các
băng tần con mà giữa chúng có những khoảng giãn băng.
 Nguyên tắc truy nhập vệ tinh trong phƣơng thức TDMA, mỗi trạm mặt
đất sử dụng một khe thời gian riêng biệt để phát lƣợng thông tin của
mình dƣới dạng chuỗi bít số nằm trong một luồng bít số (gọi là burst tín
hiệu). Thời gian bắt đầu phát của burst tín hiệu đƣợc thiết lập khi trạm
điều khiển trung tâm thu đƣợc burst tín hiệu đồng bộ. Tốc độ bít của
burst cũng nhƣ khoảng thời gian cho phép của burst là những yếu tố
đƣợc điều khiển. Khoảng thời gian mà mỗi trạm đƣợc phép truy nhập
với bộ pháp đáp vệ tinh đƣợc phân chia bởi trạm điều khiển sao cho
phù hợp với nhu cầu về lƣu lƣợng thông tin của mỗi trạm, nhƣ vậy ở
đây có sự thay đổi về khoảng thời gian của burst tín hiệu ( hay còn gọi
là độ dài burst tín hiệu giữa các trạm mặt đất) [2], [10], [13].
 Ƣu điểm của phƣơng thức TDMA cho phép sử dụng bộ pháp đáp hiệu
quả hơn phƣơng thức FDMA.
1.5.3. Phƣơng thức truy nhập theo yêu cầu (DAMA)
 Phƣơng thức truy nhập DAMA linh hoạt trong kết nối theo yêu cầu lƣu
lƣợng, sử dụng máy phát đáp trên vệ tinh một cách có hiệu quả đặc biệt
phù hợp với những vùng có dung lƣợng thấp. Kênh thông tin chỉ đƣợc
thiết lập giữa hai trạm mặt đất trong thời gian thông tin với nhau, khi
ngừng liên lạc kênh bị xoá, quá trình đó đƣợc trạm chủ của mạng điều
khiển [2], [10].
 Tuy vậy, do thời gian trễ truyền dẫn không dƣới 810ms vì vậy không
kinh tế khi dùng DAMA cho dịch vụ truyền số liệu, chỉ nên sử dụng
phƣơng pháp truy nhập theo yêu cầu cho liên lạc điện thoại [10].


19
1.5.4. Đa truy nhập theo mã ( CDMA)
 Phƣơng pháp này cho phép sử dụng chung một phổ tần số của bộ phát

đáp trên vệ tinh bằng cách trải phổ tín hiệu ra một dải tần rộng hơn
băng tần cần thiết để truyền một lƣợng thông tin. Sở dĩ có thể sử dụng
chung một phổ tần số vì mỗi trạm phát sử dụng một mã giả ngẫu nhiên
riêng để thực hiện việc trải phổ tín hiệu cần truyền của nó [12].
 Mỗi trạm thu có một mã nhiễu giả ngẫu nhiên tƣơng ứng để nén phổ
(ngƣợc với trải phổ). Các mạng khác nhau có thể hoạt động đồng thời
trong cùng một phổ nếu sử dụng một mã khóa không gây ảnh hƣởng
đến việc trải phổ và nén phổ của mạng bên cạnh. Lợi thế của hệ thống
này là tính kinh tế cao do khả năng thiết lập nhiều trạm mặt đất dùng
chung một băng tần [10], [12], [13].

1.6. Trạm mặt đất
1.6.1. Cấu hình cơ bản
Hình 1.3 là cấu hình trạm mặt đất thông tin vệ tinh.
Thiết lập cơ bản của một trạm mặt đất thông tin vệ tinh bao gồm: anten,
khuyếch đại tạp âm thấp (LNA), máy phát (HPA), các bộ đổi tần lên, bộ
cộng công suất cao tần, bộ đổi tần xuống, chia tín hiệu siêu cao tần và điều
khiển anten,…
Nguyên lý làm việc của trạm mặt đất [2], [8], [11], [12] mô tả theo
đƣờng lên và đƣờng xuống nhƣ sau:
a. Đường lên (mặt đất lên vệ tinh):
Tín hiệu có băng tần cơ bản (luồng số với tốc độ khác nhau từ các
modem IDR hoặc tín hiệu hình ảnh,…) đƣợc điều chế (Modulator) nâng lên
tần số lên trung tần và khuyếch đại lên mức cần thiết. Sau đó đƣợc đƣa đến
bộ đổi tần lên (U/C) đổi lên dải tần siêu cao (5.75-6.25 GHz).


20
Nhiều tín hiệu có tần số siêu cao đƣợc tổng hợp trong bộ Combiner
(C), bộ khuyếch đại công suất lớn (HPA) nâng công suất tín hiệu lên đủ lớn

rồi đƣa ra anten phát xạ lên vệ tinh [2], [8], [11], [12].




















Hình 1.3. Sơ đồ khối chung của hệ thống thông tin vệ tinh

b. Đường xuống (vệ tinh xuống mặt đất):
Tín hiệu ở dải tần 5.75-6.25 GHz đƣợc đổi thành 3.7-4.2 GHz, qua
khuyếch đại ra anten phát xuống mặt đất. Anten trạm mặt đất thu tín hiệu từ


HPA
LNA

D/C
U/C
Modulator
Demodulator
Mạng Viễn Thông
Trạm mặt đất thu
Mạng Viễn Thông
Trạm mặt đất phát
RF
IF
BB
BB
IF
RF


21
vệ tinh, qua khuyếch đại tạp âm thấp (LNA), qua bộ chia, bộ đổi tần xuống
chuyển đổi tín hiệu thành trung tần, bộ giải điều chế phục hồi tín hiệu trở
về băng tần cơ bản [2], [8], [11], [12].
1.6.2. Anten trạm mặt đất
 Anten trạm mặt đất thƣờng dùng là loại anten Casegrain, là phần tử
quan trọng của trạm mặt đất, nó trao đổi năng lƣợng sóng điện từ với
không gian xung quanh. Các đặc tính và chỉ tiêu kỹ thuật Anten ảnh
hƣởng đến chất lƣợng tín hiệu, anten thực hiện cả 2 chức năng thu phát
cùng một lúc nhờ bộ lọc ngăn cách tín hiệu thu phát (diplexer) [11].
 Độ tăng ích anten là tỷ số giữa công suất phát xạ hay thu đƣợc trong
một đơn vị góc khối anten và một anten chuẩn (anten phát xạ đẳng
hƣớng ) ở cùng hƣớng với cùng khoảng cách khảo sát, với giả thiết
công suất đặt vào hai anten nhƣ nhau.

Độ tăng ích anten ký hiệu là G [11], đƣợc tính nhƣ sau:
















2
.lg.10



D
G
a
(dBi) (1.1)
trong đó:

a
Hiệu suất bức xạ anten [%]

D Đƣờng kính anten [m]


Bƣớc sóng công tác

=c/f
Đây là hệ số tăng ích lý thuyết đối với một anten hoàn hảo không có
mất mát, chiếu xạ lý tƣởng.
Trong thực tế, các vệ tinh địa tĩnh không đứng yên hoàn toàn. Khi vệ
tinh ở trên quỹ đạo nó bị tác động bởi các thiên thể các nhƣ trái đất, mặt
trăng, mặt trời và nhiều hành tinh khác thuộc hệ thống mặt trời. Trái đất
cũng không phải là tròn tuyệt đối, do đó vệ tinh luôn bị lôi kéo theo các
hƣớng khác nhau gây ra sự trôi dạt vệ tinh trên quỹ đạo của nó.


22
Nếu không hiệu chỉnh, mặt phẳng nghiêng quỹ đạo có khuynh hƣớng
tăng khoảng 0,9
0
trong một năm so với mặt phẳng xích đạo, vệ tinh cũng
trôi dạt theo hƣớng Bắc - Nam hoặc Đông - Tây. Bởi vậy, để kéo dài tuổi
thọ của vệ tinh, ngƣời ta chấp nhận cho vệ tinh trôi dạt  0,1
0
. Và để điều
chỉnh vệ tinh ở vị trí có độ sai lệch nhỏ nhất thì ngƣời ta dùng các thiết bị
điều khiển bám vệ tinh ở các trạm vệ tinh mặt đất. Việc bám sát vệ tinh
của anten là cực kỳ quan trọng để đảm bảo thông tin đƣợc liên tục [11].
Có 4 loại hệ thống điều khiển đuổi bám vệ tinh [2], [6], [12], [13]
đƣợc sử dụng ở một trạm mặt đất là:
- Đuổi bám xung đơn.

- Đuổi bám từng nấc.
- Đuổi bám theo chƣơng trình.
- Đuổi bám bằng tay.
Ngƣời ta xem xét 2 tham số [2], [3] ảnh hƣởng tới hệ thống điều
khiển anten bám vệ tinh đó là:
1. Nhiễu mặt trời: Nhiễu xảy ra khi trạm mặt đất, vệ tinh và mặt trời ở
trên cùng một đƣờng thẳng. Trƣờng hợp này xảy ra trong mùa xuân và mùa
thu, mặt trời ở thời gian này đi qua xích đạo. Mặt trời phát ra một số lƣợng
lớn nhiễu và nó sẽ chèn vào tín hiệu của vệ tinh. Do đó, một hệ thống điều
khiển bám có thể sẽ bám theo vết mặt trời hơn là bám theo vệ tinh bởi vì tín
hiệu tạp âm mạnh hơn. Số liệu chính xác của nhiễu sẽ phụ thuộc vào vệ
tinh riêng lẻ và vào vị trí của trạm mặt đất trên trái đất.
2. Sự thăng giáng cường độ tín hiệu: Sự thăng giáng cƣờng độ tín hiệu
là chỉ sự biến đổi nhanh của cƣờng độ tín hiệu nhận đƣợc ở trạm vệ tinh
mặt đất. Sự biến đổi là do các điều kiện khí quyển ảnh hƣởng đến sự truyền
sóng ở sóng cực ngắn. Cƣờng độ tín hiệu bị ảnh hƣởng do chất khí không
đồng nhất nhƣ có nhiều chất khí, nhiệt độ và độ ẩm khác nhau.


23
Nhiễu mặt trời và sự thăng giáng cƣờng độ trƣờng tín hiệu có thể yêu cầu
anten ngừng sử dụng trong khoảng thời gian biến động. Các hệ thống có
thể chuyển sang chế độ dự phòng.
a. Điều khiển đuổi bám bằng xung đơn
Phƣơng pháp bám vệ tinh trên cơ sở thu và giám sát các kiểu sóng
mang bằng các feedhorn đặt xung quanh feedhorn chính. Tách các kiểu
sóng mang đƣa vào thiết bị phân tích xử lý để xác định mức độ lệch hƣớng
của anten với vệ tinh.
Ƣu điểm của hệ thống anten đuổi bám vệ tinh bằng phƣơng pháp
xung đơn cho phép thao tác đơn giản, chính xác và giá thành rẻ. Nhƣng

nhƣợc điểm là thiết bị đánh dấu anten phải làm việc liên tục để cung cấp
năng lƣợng, mà làm việc liên tục dẫn đến thiết bị phải làm việc quá công
suất nên chóng hao mòn và nhanh hỏng. Vì vậy, hiện nay rất ít dùng trong
thông tin vệ tinh thƣơng mại [2], [6], [12], [13].
b. Điều khiển đuổi bám từng nấc (bước)
Phƣơng pháp bám kiểu từng nấc là dựa trên điện áp một chiều của
tín hiệu dẫn đƣờng từ vệ tinh (beacon) có tần số 3947,5 MHz hoặc 3953,5
MHz.
Tín hiệu beacon thu đƣợc nhờ LNA, beacon D/C, beacon receiver.
Hệ thống bám vệ tinh đƣợc trình bày theo sơ đồ hình 1.4.
Căn cứ mức điện áp để xác định hƣớng dịch anten, tạo tín hiệu triger
để khởi động các mô tơ điều khiển góc tà và góc phƣơng vị. Tín hiệu
beacon đƣợc giám sát bởi hệ thống bám vệ tinh tại các khoảng thời gian
nhất định, hệ thống bám sẽ lấy mẫu tại một số thời điểm trong cửa sổ. Mức
điện áp sẽ đƣợc so sánh để xác định vị trí vệ tinh có ở trung tâm cửa sổ hay
không. Bộ điều khiển sẽ ra lệnh để anten quay tới hƣớng có mức thu
beacon lớn nhất. Trƣờng hợp mức beacon bất ngờ tụt xuống dƣới mức
chuẩn, hệ thống bám đƣợc khởi động.


24

Ƣu điểm của điều khiển bám từng nấc so với xung đơn là thiết bị
đánh dấu anten không phải làm việc liên tục, đỡ tốn năng lƣợng và không
hại kết cấu cơ khí anten. Nhƣng nhƣợc điểm của hệ thống điều khiển đuổi
bám từng nấc là kém chính xác, hiếm khi đạt tới mức cực đại, mặc dù vậy
hiện nay nó vẫn thông dụng trong các hệ thống thông tin vệ tin thƣơng mại
[2], [6], [12], [13].
c. Điều khiển đuổi bám theo chương trình
Ngày nay, ngƣời ta mới nhận thấy rằng cần phải có một giải pháp
điều khiển bám không đắt tiền mà vẫn đạt hiệu quả cao đó là điều khiển
bám vệ tinh theo chƣơng trình.
Việc đuổi bám theo chƣơng trình là lập chƣơng trình theo một quỹ
đạo của vệ tinh nào đó. Việc lập chƣơng trình đuổi bám vệ tinh dựa trên số
liệu lịch thiên văn, bảng thiên văn học dự đoán các vị trí vệ tinh. Các số
liệu này đƣợc Intelsat cung cấp và hiển thị dƣới dạng chƣơng trình phần
mềm, sau đó biến đổi dữ liệu thành các giá trị thực cho trạm vệ tinh mặt
đất đó để điều khiển bám vệ tinh đã cho. Do loại điều khiển bám vệ tinh
theo chƣơng trình không cần các máy tính hƣớng dẫn điều khiển bám
(beacons) và các thiết bị liên quan nên giảm đƣợc giá thành trạm mặt đất,
Beacon
D/C

Máy thu
Beacon

Điều khiển

anten

Mô tơ chỉnh
góc phƣơng vị

Mô tơ chỉnh
góc tà

Bộ
chia
tín
hiệu
cao
tần

Đến đổi
tần
xuống

Khuyếch đại
tạp âm thấp

Bộ lọc thu
phát

T
x

Hình 1.4. Bám vệ tinh kiểu từng nấc

25
vì thế nó là một phƣơng pháp ứng dụng tốt cho các trạm vệ tinh mặt đất
nhỏ.
Điều khiển bám vệ tinh theo chƣơng trình nói chung sử dụng nhƣ hệ
thống điều khiển bám vệ tinh từng nấc. Trong trƣờng hợp thiết bị chính có
sự cố anten có thể đƣợc định vị đúng bằng điều khiển bám theo chƣơng
trình và chuyển sang phƣơng pháp điều khiển bám từng nấc để cuối cùng
vệ tinh đƣợc định vị đúng [2], [6], [12], [13]
d. Hệ thống điều khiển bám nhân công
Các anten của các trạm vệ tinh mặt đất nhỏ hơn có thể chỉ cần điều
chỉnh hàng tuần hoặc hàng tháng bởi vì búp sóng của anten rộng. Điều
khiển bám có thể đƣợc thực hiện bằng cách làm cho các chuyển mạch phù
hợp với mô tơ góc phƣơng vị và góc ngẩng.
Các hệ thống điều khiển bám tự động thƣờng có khả năng điều khiển
bằng tay để cho phép bảo dƣỡng anten. Điều khiển bám bằng nhân công
cũng có thể sử dụng nhƣ là một phƣơng pháp thêm vào ở trƣờng hợp hỏng
thiết bị.
Có phƣơng pháp điều khiển bám nhân công khác đó là biện pháp cơ
khí trực tiếp để quay anten.Các anten nhỏ có thể chỉ nới lỏng một cái chốt
sau đó điều chỉnh một số ốc vít thay đổi góc phƣơng vị và góc tà. Các
anten lớn hơn có thể yêu cầu một tay vặn gắn trực tiếp ở bộ phận đuôi của
anten. Việc điều khiển bằng tay đối với các anten lớn chỉ trong trƣờng hợp
khẩn cấp khi có sự cố nguồn tổng cung cấp cho các khối điều khiển anten
[2], [6], [12], [13].
1.7. Các yếu tố ảnh hưởng năng lượng đường truyền
Trong thông tin vệ tinh địa tĩnh, sóng vô tuyến truyền từ Trạm phát
tới Trạm thu bị suy giảm mức rất lớn do suy hao truyền dẫn trong không
gian tự do và suy giảm do tác động của các thành phần cấu thành tầng khí

26
quyển. Phần suy giảm khi sóng truyền qua tầng khí quyển tuy khá nhỏ so
với suy hao trong không gian tự do nhƣng lại mang tính ngẫu nhiên, ngƣời
ta chỉ tiên lƣợng đƣợc khoảng biến động và hạn chế tác động của nó bằng
cách dự phòng một quỹ năng lƣợng nhất định cho đƣờng truyền tuỳ theo
yêu cầu dịch vụ và điều kiện địa lý (khí hậu và góc ngẩng của anten ) của
đƣờng truyền. Tuy nhiên, quỹ năng lƣợng dự phòng cũng bị giới hạn bởi
công suất back-off của vệ tinh. Sự suy giảm sóng mang do tác động của
tầng khí quyển ảnh hƣởng lớn đối với thông tin số liệu, đặc biệt là với
phƣơng thức TCP/IP vì những sự thăng giáng bất thƣờng và rất ngắn đều
có thể gây nên lỗi bit truyền và dẫn tới khả năng mất gói [7], [12], [13],
[18].
Chính vì điều đó mà việc tính toán phân tích một tuyến thông tin
chuyển tiếp bằng vệ tinh địa tĩnh phải đƣợc quan tâm đầy đủ đến các yếu tố
để sao cho độ tin cậy và chất lƣợng tuyến là tốt nhất, giá thành cho tuyến là
nhỏ nhất.
Dù đứng trên góc độ xem xét nào, sử dụng thuật toán nào thì khi tính
toán thiết kế tuyến cũng phải thỏa mãn đƣợc hai yêu cầu chính là:
- Đảm bảo chất lƣợng tuyến, cụ thể là tỷ số sóng mang trên tạp âm
C/N hay tỷ số lỗi bít BER. Nếu mức chất lƣợng quá thấp thì các thiết bị đầu
thu cần phải có chất lƣợng tốt, tức là giá thành của các thiết bị đầu thu sẽ
tăng lên, thậm chí nếu chất lƣợng giảm quá mức thì thiết bị đầu thu không
thể giải điều chế đƣợc và nhƣ vậy mất thông tin trên tuyến sẽ xảy ra.
- Đảm bảo hợp lý mức phát EIRP của trạm phát mặt đất. Mức EIRP
trạm phát không cần quá lớn, vì nhƣ thế sẽ dẫn đến lãng phí và gây can
nhiễu đến các hệ thống khác. Nhƣng cũng cần phải đủ lớn để có thể cung
cấp đủ mức vào tối thiểu cho bộ phát đáp trạm vệ tinh.