Tính toán năng lượng đường truyền của hệ thống thông tinVINASAT 1

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Thông tin vệ tinh ngày nay đã trở thành một phương tiện thông tin rất phổ
biến và đa dạng. Nó được sử dụng từ những hệ thống thông tin cá nhân (điện thoại
vệ tinh, truyền hình vệ tinh,…) cho đến các hệ thống thông tin toàn cầu truyền các
khối lượng dữ liệu và lưu lượng thoại lớn cùng với các chương trình truyền hình,
kết nối đa phương tiện.
Cùng với sự phát triển không ngừng của các ngành khoa học kĩ thuật, đặc biệt
trong lĩnh vực thông tin vệ tinh, đã thúc đẩy sự phát triển của một hệ thống thông
tin vệ tinh mới – Hệ thống thông tin VSAT. Được phát triển từ thập kỉ 80 bởi Công
ty Telecom General của Mỹ, hệ thống VSAT sử dụng các trạm vệ tinh cỡ nhỏ, có
kích thước anten khoảng từ 0,6m – 2,4m và đó là lý do hệ thống này được gọi tên
là VSAT – Very Small Aperture Terminal (trạm vệ tinh có khẩu độ nhỏ). Sự xuất
hiện của các trạm VSAT có thể được coi là bước trung gian của quá trình phát triển
nhằm tối ưu hóa kích thước trạm vệ tinh mặt đất. Cụ thể là giữa các trạm mặt đất
của hệ thống INTELSAT chuẩn A, sử dụng những anten có đường kính 30m với
các hệ thống sử dụng anten nhỏ hơn như: các trạm thu quảng bá, sử dụng anten có
đường kính 60cm; hay các thiết bị định vị qua vệ tinh; và đặc biệt là các điện thoại
cầm tay vệ tinh có kích thước nhỏ như bàn tay.
Trong hệ thống thông tin vô tuyến nói chung, thông tin vệ tinh nói riêng, về
nguyên tắc để truyền đưa tín hiệu từ nơi này đến nơi kia cần phải có năng lượng,
tùy theo khoảng cách, đặc tính môi trường và công nghệ truyền dẫn mà năng lượng
cần thiết để truyền đưa tín hiệu ở các mức khác nhau. Xét toàn trình tuyến thông
tin vệ tinh về mặt năng lượng, mức tín hiệu mang tin tại đầu vào bộ đổi tần tuyến
lên tại trạm mặt đất phát phải bằng mức tín hiệu mang tin tại đầu ra bộ đổi tần
tuyến xuống tại trạm mặt đất thu.
Năng lượng đường truyền vệ tinh phụ thuộc các yếu tố: đặc tính máy phát, máy
thu trạm mặt đất, bộ phát đáp vệ tinh, môi trường truyền sóng, tần số công tác, cơ

1

chế truyền lan sóng điện từ,.... Môi trường truyền sóng biến thiên theo thời gian,
không gian làm mất ổn định năng lượng đường truyền, gia tăng nhiệt tạp âm hệ
thống thu do đó chất lượng thông tin giảm.
Như vậy muốn đảm đảm bảo chất lượng thông tin theo tiêu chuẩn cho trước
phải đảm bảo đủ năng lượng cho đường truyền trong điều kiện môi trường truyền
sóng biến thiên. Do đường truyền quá dài (36000 – 42000km) nên tín hiệu bị suy
hao lớn, vì vậy điều kiện trời trong (không mây mù, mưa) là tốt nhất đối với thông
tin vệ tinh. Cho nên tính năng lượng đường truyền phải lấy điểm xuất phát là điều
kiện trời trong (cũng có các ảnh hưởng chất lượng đó là tạp âm nhiệt đường truyền
và thiết bị). Có nghĩa là lấy tiêu chuẩn kỹ thuật đường truyền ở điều kiện trời trong
làm chuẩn từ đó dễ thấy sự giảm cấp chất lượng khi đường truyền bị mây mù, mưa.
2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Nghiên cứu, tìm hiểu cơ sở khoa học, đặc tính, cấu trúc và các thông số kỹ
thuật của hệ thống thông tin vệ tinh nói chung trên cơ sở tham khảo các tài liệu
trong và ngoài nước. Tham chiếu, đánh giá với các tham số lý thuyết để từ đó hiểu
sâu hơn về hệ thống.
Tính toán, trình diễn các thông số kỹ thuật phục vụ cho việc dự trữ năng lượng
đường truyền bao gồm cả tuyến lên và tuyến xuống.
3. Phương pháp nghiên cứu
Nghiên cứu, tìm hiểu cơ sở khoa học trên cơ sở tham khảo các tài liệu trong và
ngoài nước. Tính toán dự trữ năng lượng đường truyền bao gồm cả tuyến lên và
tuyến xuống qua các cơ sở lý thuyết tính toán. Lựa chọn cách tính toán phù hợp
với điều kiện của Việt Nam và tính toán với số liệu thực tiễn.
4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
• Ý nghĩa khoa học
Khi truyền từ mặt đất lên vệ tinh và ngược lại, tín hiệu không chỉ bị suy hao
bởi trường tự do, mà còn bị hấp thụ năng lượng do các phân tử ôxy và hơi nước
trong tầng khí quyển. Ngoài ra, tín hiệu còn xấu đi do ảnh hưởng của các hiện
tượng ngẫu nhiên biến thiên theo thời gian và không gian như: mây, mưa, tạp âm,

2


pha ing, tỏn x, khỳc x, nhiu x, .
Ma l hin tng t nhiờn mang nhiu c trng ca tiu khớ hu, cú cng
phõn b theo quy lut ngu nhiờn v thay i theo thi gian. Tựy theo tn s
cụng tỏc, tớn hiu b suy hao do ma mc khỏc nhau, lm gim cht lng
thụng tin vụ tuyn núi chung v thụng tin v tinh núi riờng. Nghiờn cu cỏc nh
hng ca ma lm c s d tr nng lng phc v cho vic duy trỡ liờn lc c
cỏc nh khoa hc lm vic trờn lnh vc truyn súng vụ tuyn quan tõm nghiờn cu
v cng cú ý ngha rt ln trong xu th ton cu húa thụng tin
í ngha thc tin ca ti:
Việt Nam khai thác hệ thống thông tin vệ tinh từ 1980 và h thng thông tin
VSAT xut hin ti Vit Nam t nm 2005, song việc tính toán năng lợng đờng
truyền đều do các chuyên gia nớc ngoài thực hiện, họ bắt đầu từ đâu, sử dụng
những công thức nào để tính toán ta đều không biết. Mỗi khi ma lớn, yêu cầu trạm
mặt đất Việt Nam tăng công suất phát cho đờng lên thêm 2.5 ữ 4 dB và ngợc lại
mới đảm bảo liên lạc, nh vậy dự trữ năng lợng cho đờng truyền cha chính xác.
Vic nghiờn cu, tớnh toỏn m bo v cụng sut phỏt, d tr nng lng
ng truyn nhy mỏy thu bi kớch thc nh ca anten VSAT c t ra
nh mt yờu cu tt yu qua ú m bo hiu qu vic thit k h thng VSAT
phc v cho cỏc mc ớch thụng tin ca ngi s dng.
Ni dung nghiờn cu ca ti gm ba chng:
Chng 1: Tng quan v h thng thụng tin v tinh v vn nghiờn cu.
Chng 2: K thut v cụng ngh thụng tin v tinh.
Chng 3: Tớnh toỏn nng lng ng truyn ca h thng thụng tin
VINASAT 1.

3

CHƯƠNG 1:
TỔNG QUAN THÔNG TIN VỆ TINH VÀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Giới thiệu chung về thông tin vệ tinh
1.1.1. Lịch sử thông tin vệ tinh
Nhà văn viết truyện khoa học viễn tưởng nổi tiếng người Anh Arthur
C.Clarke là người đầu tiên đề xướng các ý tưởng về hệ thống thống tin vệ tinh.
Năm 1945 Clarke chỉ ra rằng khi một vệ tinh được đặt vào một quỹ đạo độ cao
42,242km quanh trái đất thì vệ tinh sẽ có vận tốc góc quay bằng vận tốc góc trái
đất, điều này cho phép vệ tinh quan sát một điểm trên trái đất tại một góc không
đổi theo thời gian do đó tín hiệu có thể chuyển tiếp qua vệ tinh từ điểm này tới
điểm khác trên trái đất.Với ba vệ tinh quỹ đạo địa tĩnh giãn cách nhau 120 0 có thể
bao phủ thông tin trên gần như toàn bộ trái đất.
Thông tin vệ tinh là kết quả nghiên cứu trong lĩnh vực thông tin và Công nghệ
không gian.
- Sau Thế chiến II, công nghệ cho phép kết hợp mạnh mẽ giưa công nghệ tên
lửa và sóng điện từ.
Ngày 4/10/1957 vệ tinh SPUNIK I của Liên Xô lần đầu tiên được đưa
vào quỹ đạo khởi đầu kỷ nguyên thông tin vệ tinh. Ngày nay tổ chức
INTERSPUNIK là một trong hai tổ chức lớn nhất cung cấp thông tin vệ tinh
với hàng chục nước tham gia trong đó Việt Nam là một thành viên từ năm
1980 với trạm mặt đất Hoa Sen là quà tặng của chính phủ Liên Xô.
Tháng 4/1965 vệ tinh thương mại đầu tiên của Intelsat (international
telecommunication sattelite organization) được đưa vào quỹ đạo. Từ đó tới nay hệ
thống này có những bước phát triển nhảy vọt, cung cấp hầu hết cuộc gọi bằng thoại và
chương trình truyền hình qua vệ tinh và thư điện tử, thông tin hai chiều qua vệ tinh.
- Sau đó Mỹ thực hiện một loạt thử nghiệm TTVT: Vệ tinh SCORE 1958,
ECHO và COURIER 1960, TELSTAR và RELAY 1962, vệ tinh Địa tĩnh đầu tiên
SYNCOM 1962.

4


- 1965 Vệ tinh Địa tĩnh thương mại đầu tiên INTELSAT I (Early Bird) được
đưa vào quĩ đạo và một loạt vệ tinh thông tin đầu tiên của Liên Xô – MOLNYA.
- INTELSAT I – nặng 68 kg, 480 kênh thoại, tuổi thọ 1,5 năm, chi phí hàng
năm: khoảng 32000USD. Do đó đặt ra việc cần tăng trọng lượng, giảm chi phí
phóng vệ tinh.
- 1975 vệ tinh tiêu biểu 5900kg, ARIANE 5 ECA -10500kg; Năm 2008 vệ
tinh DELTA IV nặng 13000kg.
- Công nghệ microwave chuyên sâu cho phép dùng anten – multibeam, tái sử
dụng tần số, khuếch đại công suất lớn làm tăng dung lượng, giảm giá thành kênh
thoại, nhiều dịch vụ.
 Vệ tinh Early Bird: trạm mặt đất ăng ten đường kính 30m giá khoảng 10 triệu
USD.
 Tăng kích thước và công suất vệ tinh làm giảm kích thước và giá trạm mặt đất,
tăng vùng phủ sóng, nhiều trạm có thể phát tới một trạm trung tâm – hub. Nó
cho phép mạng DATA đa điểm, mạng thu thập dữ liệu (VSAT/MAR-95).
 Ngày nay: Đã có dịch vụ truyền hình vệ tinh - DBS và direct-to-home –DTH, từ
1991: Digital video broadcasting by satellite (DVB-S) phổ biến. Viện Tiêu
chuẫn viễn thông Châu Âu (ETSI) đưa ra chuẩn thế hệ 2 (DVB-S2), với trạm
mặt đất cỡ nhỏ anten 0.5 – 2m .
 Với thông tin 2 chiều: Vệ tinh là chìa khóa cho dịch vụ truyền hình tương tác và
Internet băng thông rộng. TCP/IP Internet tốc độ cao kết hợp cả 3 dịch vụ thoại, internet và TV.
 Vệ tinh cho phép ăng ten 10cm cho hệ thống phát thanh (DAB).
 Năm 1979 inmarsat: cung cấp dịch vụ thoại, telex, fax, DATA, thông tin cấp
cứu Hàng hải và Hàng không.
 Hệ thống phi địa tĩnh (Iridium và Globalstar) và địa tĩnh Anten 10-15m
(THURAYA, ACES và INMARSAT) mở ra dịch vụ tới thiết bị cầm tay nhỏ.

 Phát thanh di động số qua vệ tinh (SDMB) kết hợp hệ thống mặt đất-vệ tinh mở
ra dịch vụ cho thiết bị cầm tay nhỏ gọn với sự tương tác mạnh.

5


Cho tới nay ngành công nghiệp sản xuất thiết bị thông tin vệ tinh có quá trình phát
triển tương đối dài và đạt được những tiến bộ nhất định, các thiết bị ngày càng rẻ
hơn ví dụ: giá mỗi thiết bị đầu cuối mặt đất trước kia là hàng triệu USD thì ngày
nay mỗi trạm chỉ thu mặt đất có giá xấp xỉ 1500USD, kết quả là thông tin vệ tinh là
rẻ nhất cho các cuộc gọi tại khoảng cách xa, nhất là khi thông tin cần chuyển cho
nhiều người dùng tại trong cùng một khu vực (thông tin quảng bá).
1.1.2. Đặc điểm của thông tin vệ tinh.
- Mục đích: đạt cự ly thông tin xa, dung lượng tăng, giá thấp nhất, chất lượng
và dịch vụ tăng.
Trong quá khứ thông tin tại khoảng cách xa được thực hiện bằng vô tuyến
trên sóng HF hoặc hữu tuyến trên mạng thoại. Tuy nhiên dung lượng các mạng này
ngày càng quá tải và bất cập trong việc truyền tín hiệu truyền hình, thông tin vệ
tinh do đó được xem như một sự lựa chọn hợp lý.
Nhược điểm chính của đường truyền vệ tinh là trễ truyền dẫn do khoảng cách
đài phát, vệ tinh và đài thu, lượng thời gian trễ trung bình vào khoảng 270ms, trong
trường hợp thoại hai chiều qua vệ tinh là 540ms cho cả đi và về. Tác động chính
của trễ truyền dẫn là hiệu ứng tiếng vọng (người nói nghe thấy chính tiếng mình
sau khoảng thời gian trễ), hiệu ứng này trong mạng mặt đất là không đáng kể do trễ
nhỏ(30ms), nhưng trầm trọng hơn khi tín hiệu truyền trên cả mạng vệ tinh và mặt
đất (do trễ tổng cộng). Hiệu ứng tiếng vọng trong thông tin vệ tinh đựơc hạn chế
nhờ sử dụng các bộ triệt tiếng vọng.
Thông tin vệ tinh có các ưu điểm sau:
- Các dịch vụ vệ tinh có thể được cung cấp theo kiểu point-to-point hoặc
point-to-multipoint và nhiều kiểu khác.

- Cước thông tin không phụ thuộc khoảng cách thông tin.
- Có thể cung cấp dịch vụ tại những địa hình phức tạp mà thông tin mặt đất
không thể.
- Cung cấp dịch vụ tại những vùng hẻo lánh mà nếu dựng mạng cable thì chi phí
rất cao

6


- Có thể cung cấp dich vụ cho các đài di động như tàu, máy bay.
- Dung lượng kênh thông tin của các bộ phát đáp lớn hơn bất kỳ một loại hình
thông tin nào.
- Độ tin cậy thông tin cao: tuyến thông tin vệ tinh gồm ba trạm trong đó vệ
tinh là một trạm lặp còn lại là hai trạm đầu cuối mặt đất nên xác suất hỏng hóc
trên tuyến là rất thấp do đó độ tin cậy trung bình đạt 99% thời gian thông tin trong
một năm.
Thông tin vệ tinh ngày càng đóng vai trò quan trọng trong thông tin hiện đại.
Nó thâm nhập trực tiếp vào từng gia đình cung cấp những thông tin quan trọng, các
sự kiện chủ yếu những chuyên mục dành riêng cho nhiều loại khán giả và các dịch
vụ ngày càng được mTại rộng. Một ứng dụng đặc biệt của nó là trong hệ thống
GMDSS (global maritime distress and safty system) cung cấp thông tin cho mục
đích tìm kiếm cứu nạn hàng hải toàn cầu.
1.1.3. Cấu hình hệ thống thông tin vệ tinh
Hệ thống thông tin vệ tinh gồm khâu không gian, khâu điều khiển và khâu
người sử dụng.

Hình 1.1 Cấu hình hệ thống thông tin vệ tinh.
7

a/ Khâu không gian:
Khâu không gian bao gồm các vệ tinh trên các quĩ dạo LEO/MEO/GEO. Vệ
tinh hoạt động như một trạm lặp thực hiện kết nối một trạm mặt đất với một trạm
khác.
Khâu không gian có một số đặc tính:
- Sử dụng pin mặt trời cung cấp năng lượng cho các hệ thống của vệ tinh, ắc
quy làm năng lượng dự trữ.
- Hệ thống ăng ten cung cấp các vùng phủ sóng theo yêu cầu cho việc thu và
phát.
- Hệ thống ổn định nhiệt duy trì nhiệt độ yêu cầu trong vệ tinh tuỳ thuộc
nhiệt độ môi trường bên ngoài.
b/ Khâu điều khiển:
Khâu điều khiển gồm các trạm mặt đất: -Đài Điều khiển Giám sát- (TT&C)
làm chức năng đo thông số, điều khiển truy bám của vệ tinh, tư thế vệ tinh sao cho
ăng ten phủ sóng vào vùng dịch vụ yêu cầu. Đài quản lý mạng làm nhiệm vụ quản
lý toàn bộ hoạt động mạng của hệ thống.
c/ Khâu mặt đất:
Trạm kết nối làm nhiệm vụ kết nối người dùng mạng mặt đất với nhau thông
qua hệ thống vệ tinh. Trạm dịch vụ làm nhiệm vụ cung cấp các dịch vụ qua hệ
thống thông tin vệ tinh phục vụ nhu cầu của người dùng – ví dụ truyền hình vệ
tinh...
Thiết bị người dùng VSAT hay thiết bị cầm tay thông tin trực tiếp qua vệ tinh.
Thiết bị loại này cũng được coi là thiết bị người sử dụng.
d/ Khâu người sử dụng:
Người sử dụng có thể dùng mạng lưới thông tin liên lạc vệ tinh thông qua các
thiết bị thông tin vệ tinh của người sử dụng – như VSAT đã nêu trên. Mỗi thiết bị
này bao gồm một anten kèm theo các máy móc điện tử điều khiển và thông tin, nó
cung cấp mối liên hệ giữa người sử dụng và mạng lưới thông tin liên lạc vệ tinh.

8

Khái niệm "người sử dụng" có thể bao gồm tàu biển, máy bay, các trạm mặt
đất di động. Các đài này thực hiện kết nối thông tin với nhau hoặc với mạng thông
tin mặt đất cố định qua các vệ tinh và các trạm bờ mặt đất. Thiết bị đầu cuối là các
thiết bị cầm tay, máy tính truy cập mạng lưới mặt đất hoặc qua Cổng Gateway.. đề
truy cập thông tin thông qua Hệ thống thông tin vệ tinh.
e/ Đường truyền phát-thu: sử dụng sóng điện từ.
 Hoạt động của thiết bị phát đo bằng EIRP = Pt x Gt.

(1.1)

 Hoạt động của máy thu đo bằng tỷ số độ lợi của ăng ten với nhiệt tạp
âm hệ thống G/T.
 Các sóng mang được điều chế bởi tín hiệu băng gốc – baseband mang tin.
 Hoạt động của đường truyền có thể được đo bởi tỷ số công suât sóng
mang thu được với mật độ phổ công suất tạp âm (C/N0).
 Giá trị này đối với đường truyền kết nối các thiết bị đầu cuối xác định
chất lượng dịch vụ (QoS), được phân loại theo tỷ lệ lỗi bit (BER) đối
với thông tin số.
 Một thông số quan trọng trong thiết kế đường truyền: đó là băng thông – B.
 B tuỳ thuộc tốc độ dữ liệu, tốc độ mã kênh (FEC), phương pháp điều
chế.
 Đường truyền vệ tinh: Cần dung hoà công suất sóng mang yêu cầu và
băng thông có ý nghĩa lớn nhất đối với hiệu quả về gía thành. Điều
này quan trọng vì công suất ảnh hưởng tới cả khối lượng vệ tinh và
kích thước trạm mặt đất, và B phải tuân theo các qui định.
 Nhà cung cấp dịch vụ phải thuê dung lượng bộ phát đáp với mức độ
chia sẻ cao về công suất và băng thông. Nguồn thu phụ thuộc các kết
nối, do đó mục tiêu là cực đại hoá thông lượng (throughput) của dữ

liệu trên đường truyền vệ tinh trong khi cân bằng việc chia sẻ công
suất và sử dụng băng thông.
 Trong hệ thống, một số trạm phát đi các sóng mang tới một vệ tinh, do đó vệ
tinh hoạt động như một nút mạng. Các kỹ thuật được sử dụng để tổ chức việc truy

9


cập tới vệ tinh bởi các sóng mang được gọi là kỹ thuật đa truy nhập (FDMA,
TDMA, CDMA, DAMA, CSMA, ALOHA)
f/ Các dịch vụ thông tin vệ tinh:
Bảng 1.1. Các dịch vụ của hệ thống thông tin vệ tinh
Loại dịc vụ
Điểm – điểm
Quảng bá/TV
Dịch vụ cước người nhận
Dịch vụ di động

Loại Đài mặt đất

Kích thước

Gateway

ăng ten tiêu biểu (m)
2-10

VSAT
Trạm Feeder

1-2
1-5

VSAT
VSAT

0,5-1.0
0,1-1.0

Hub
Thiết bị cầm tay

2-10
0,1-0,5

GAteway

2-10

1.1.4. Các băng tần thu phát
Việc sử dụng các tần số thấp hơn thì chi phí rẻ hơn, nhưng dễ bị nhiễu bTạii
mạng thông tin mặt đất và hạn chế băng thông. Mặc dù tại tần số cao hơn có thể
đạt được băng thông lớn hơn nhưng tại tần số lớn hơn 10 GHz thì việc truyền
thông gặp rất nhiều khó khăn.
Đường truyền có những ảnh hưởng nhất định tới tín hiệu vệ tinh mà lớn nhất
là làm suy giảm tín hiệu. Các yếu tố có thể tác động tới sự suy giảm là góc nâng vệ
tinh nhỏ (< 50), tạp âm khí quyển, hiện tượng fading hoặc sự xoay vũng Faraday (là
hiện tượng tầng ion gây ra sự phân cực lại tín hiệu điện từ).
Để khắc phục những ảnh hưởng của đường truyền các vệ tinh địa tĩnh thường
dùng các tần số tại giải thấp 6/4 GHz (băng C); 1.6/1.5 GHz(băng L). Các hệ

thống vệ tinh khác sử dụng dải tần 14/11GHz hoặc trong tương lai là 30/20 GHz
nhằm tăng dung lượng kênh. Việc sử dụng sóng cực ngắn trong thông tin vệ tinh
cho phép tập trung năng lượng bức xạ vào búp sóng hẹp khi phát tới vệ tinh và
ngược lại vệ tinh phát lại tín hiệu xuống trái đất cũng tại búp sóng tương đối hẹp
để tăng khả năng chính xác và độ tập trung năng lượng.
10


- Các băng tần hiện sử dụng cho thông tin vệ tinh:
- Băng C: 4/6 GHz dùng cho thông tin thương mại
- Băng X: 7/8 GHz dùng cho thông tin quân sự
- Băng Ku: 12/14 GHz dùng cho thông tin thương mại
- Băng Ka: 18/20 dùng cho thông tin chuyên dụng.
1.1.5. Các tham số hệ thống
a. Công suất hệ thống
Xét một máy phát đẳng hướng bức xạ công suất tổng P T đều về mọi hướng,
tại một điểm cách nguồn d(m) công suất được trải trên một mặt cầu bán kính d(m).
Thông lượng công suất qua mặt cầu bán kính r(m) là:
PFD = PT/4πr2 (W/m2)

(1.2)

b. Hệ số khuyếch đại anten
Các hệ thống vệ tinh thực tế sử dụng anten định hướng tập trung năng lượng
bức xạ về hướng yêu cầu. Hệ số khuyếch đại anten G(θ) là tỷ số công suất bức xạ
tại một đơn vị góc theo hướng yêu cầu với công suất bức xạ trung bình đều về mọi
hướng.
G (θ ) =

P(θ )

Po
4π

(1.3)

P(θ): công suất bức xạ trên một đơn vị góc cố định.
P0 : tổng công suất bức xạ của một anten thử.
G(θ): hệ số khuyếch đại anten tại góc θ.
Việc xác định các giá trị công suất bức xạ và hệ số khuyếch đại anten của
thiết bị nhằm tính toán giá trị EIRP (công suất bức xạ đẳng hướng hiệu dụng), đây
là một thông số rất quan trọng để đánh giá hiệu quả sử dụng công suất của thiết bị.
c. Tạp âm-T
Tạp âm trên tuyến thông tin vệ tinh được hiểu là các tín hiệu không mong
muốn có trong luồng tín hiệu thu về, tạp âm làm giảm chất lượng thông tin, ví dụ
như tỷ số tín hiệu trên tạp âm S/N sẽ giảm đi hoặc tỷ số sóng mang trên tạp âm

11


cũng giảm đi, tăng tín hiệu lỗi bit của đường truyền số. Thông tin vệ tinh dùng tỷ
số G/T để làm thông số đánh giá. Trên thực tế với các hệ thống thông tin khác thì
tạp âm thường rất nhỏ so với tín hiệu có ích, nhưng trên tuyến thông tin vệ tinh thì
tín hiệu thu về rất nhỏ sau khi vượt qua một đường truyền dài trong khi tạp âm thì
lại lớn, ngoài ra bản thân anten cũng thu nhận tạp âm từ môi trường thông qua các
búp phụ của nó, tạp âm do môi trường truyền sóng, do mưa... nên tín hiệu thực tế
được thu xem như gồm cả tạp âm, vì thế nghiên cứu tạp âm là một việc rất quan
trọng khi tìm hiểu về hệ thống thông tin vệ tinh. Sau đây là phần trình bầy về một
số thông số quan trọng cần thiết để đánh giá về vấn đề tạp âm.
*Công suất tạp âm
Công suất tạp âm là một thông số quan trọng để đánh giá mức tác động của

tạp âm vào hệ thống, giá trị trung bình bình phương của điện áp tạp âm được tính
như sau:
en 2 = 4kTBR (volt )

(1.4)

en: điện áp tạp âm
k: hằng số Bolzmann 1.38×10- 23(J/K)
B: độ rộng băng thông (Hz)
T: nhiệt độ tuyệt đối (K)
R: trở kháng tương đương
Công suất tạp âm đưa vào tải tương ứng:
Pn = en2 / 4R = KTB(w)
Pn∉f ⇒ Pn là tạp âm trắng.
Pn là công suất tạp âm đưa vào tải tương ứng do đó nó độc lập với trở
kháng.
*Nhiệt độ tạp âm tương đương
Để mô tả đặc trưng tạp âm của thiết bị và cho toàn bộ hệ thống thông tin
người ta đưa ra khái niệm Nhiệt độ tạp âm tương đương trong thông tin vệ tinh.
Nhiệt độ tạp âm tương đương (là tổng các tạp âm thành phần) của một thiết bị

12


được tính toán từ công suất tạp âm Pn quy về đầu vào của thiết bị làm việc tại
băng thông B được biểu diễn như sau:
Tn = Pn(max) ⁄ KB

(1.5)

*Tạp âm nhiệt hệ thống
Các búp phụ của anten trạm mặt đất thu tạp âm nhiệt của bất kỳ nguồn bức xạ
nhiệt nào như mặt trời, các vì sao, con người hoặc các nguồn bức xạ nhiệt trên mặt
đất, nguồn tạp âm nhiệt này kết hợp với tạp âm nhiệt của thiết bị thu tạo ra tạp âm
nhiệt hệ thống, đây được xem như nguồn tạp âm chủ yếu tại đầu vào máy thu.
TS =

Ta ( L − 1)
T
T
+
T f + T1 + 2 + 3
L
L
G1 G1G2

(1.6)

TS : Tạp âm nhiệt hệ thống (K).
Ta : Tạp âm nhiệt anten.
Tf : Tạp âm nhiệt dây fiđơ (K).
L : Hệ số suy hao.
T1, G1 là tạp âm nhiệt và hệ số độ lợi của khối RF máy thu.
T2, G2 là tạp âm nhiệt và hệ số độ lợi khối chuyển đổi lên xuống của máy thu.
T3 là tạp âm nhiệt của khối trung tần IF.
* Tỷ số sóng mang trên tạp âm C/N
Muốn xác định được ngưỡng thu của hệ thống ta phải biết được tỷ số sóng
mang trên tạp âm (C/N) tại đầu vào bộ giải điều chế trong băng tần mà tín hiệu
chiếm, đây cũng là một thông số quan trọng để đánh giá chất lượng tín hiệu thu.
Tỷ số sóng mang trên tạp âm C/N tại đầu vào máy thu:

C/N=EIRP(dBw)- 20log[4πd/λ](dB) +Gr(dB)- 10log(KTsB)(dB)-Ls(dB) (1.7)
Gr: Độ lợi ăng ten máy thu.
EIRP = PT.GT công suất bức xạ đẳng hướng hiệu dụng.
GT : hệ số khuyếch đại anten máy phát.
4πd/λ = Lp: suy hao khoảng cách đường truyền theo do tần số.
Ls: là Loss of system- tổng suy hao do môi trường, suy hao trong hệ
thống.

13


* Tỷ số G/T của các trạm mặt đất
Tỷ số hệ số khuyếch đại anten trên tạp âm nhiệt hệ thống tính theo [dB/K]
được xem như hệ số phẩm chất của trạm mặt đất thông tin vệ tinh, nó nói nên khả
năng hoạt động của trạm. Tỷ số này được xem như một tiêu chuẩn để phân loại các
trạm mặt đất ví dụ: trong hệ thống Intellsat đài mặt đất tiêu chuẩn A phải có G/T >
35,5 [dB/K].
Ta có:

C
EIRP.Gr
P .G .G
=
= T T r
N L p .k .T .B.Ls L p .k .T .B.Ls

(1.8)

Gr/TS được viết tắt là G/T: Tỷ số giữa hệ số khuyếch đại lớn nhất của anten
máy thu với tạp âm nhiệt hệ thống.

d. Méo xuyên điều chế IM
Bất kỳ bộ khuyếch đại nào làm việc tại chế độ bão hoà đều có một vùng
không tuyến tính với công suất đầu ra và đầu vào. Tác động của vùng không tuyến
tính này được biểu diễn bằng chuỗi Taylo:
Vo = a.V1 + b.V13 + c.V15...

(1.9)

Vo:điện áp đầu ra.
n

V1:điện áp đầu vào. V1 = ∑ V .cos(ωit )

(1.10)

i =1

n: số lượng sóng mang.
Trong chuỗi Taylo trên chỉ có thành phần hài bậc lẻ tạo ra sản phẩm nhiễu rơi
vào băng tần tín hiệu khác. Mức nhiễu do IM gây ra có thể được giảm khi lựa chọn
sóng mang thích hợp sự lựa chọn này sao cho các sản phẩm xuyên điều chế nằm
ngoài băng thông của các transponder, nói cách khác các thành phần hài bậc cao sẽ
bị loại bỏ khi qua các bộ khuyếch đại.
Tác động của méo xuyên điều chế có thể được khắc phục bằng cách sử dụng
bộ khuyếch đại tại điểm phía dưới mức công suất bão hòa gọi là điểm BO (back
off).

14

Hình 1.2. Lùi điểm làm việc để tránh nhiễu xuyên điều chế.
H là điểm đồ thị bắt đầu bão hòa. B là điểm làm việc chọn.
e. Các loại nhiễu khác
Ngoài tác động tạp âm và IM ảnh hưởng đến chất lượng tín hiệu, cũng có
nhiều nguồn gây nhiễu khác:
- Nhiễu từ mạng vệ tinh vào mạng mặt đất khi dùng chung băng tần.
- Nhiễu giữa các vệ tinh dùng chung băng tần.
- Nhiễu từ mạng mặt đất vào mạng vệ tinh.
1.2. Cấu hình vệ tinh
Có hai loại cấu hình vệ tinh đó là kiểu ống uốn và vệ tinh đa tia (multibeam).
1.2.1. Vệ tinh kiểu ống uốn
 Vệ tinh kiểu ống uốn: , công suất sóng mang được khuếch đại và đổi tần xuống.
Độ lợi công suất yêu cầu từ 100-130dB, công suất thu hàng chục pW vì vậy
phải cần được khuếch đại lên hàng chục W để đưa ra ra ăng ten phát.
 Đổi tần: cách ly ảnh hưởng vào - ra
 Vì công suất giới hạn, B tổng sẽ được tách ra n băng con.
 Sóng mang băng con được khuếch đại riêng
 Tổ hợp khuếch đại kết hợp với mỗi băng con: là một kênh vệ tinh, hoặc bộ
phát đáp.
 Tách B thành các băng con: sử dụng tập các bộ lọc (bộ ghép đa cửa vào
(IMUX)).

15


 Các sóng mang đã khuếch đại được kết hợp lại trong bộ ghép đa cửa ra
(OMUX).

Hình 1.3. Cấu hình vệ tinh kiểu ống uốn
 Đây là loại vệ tinh đơn tia (beam): mỗi ăng ten phát/thu chỉ tạo một tia hay

một búp sóng. Có thể kết hợp nhiều tia lên/xuống.
 Định tuyến sóng mang từ một tia lên tới một tia xuống thông qua các kênh
vệ tinh khác nhau cho biết khoảng bước của bộ phát đáp, căn cứ vào tần số
phát lên được chọn hoặc chuyển mạch trên vệ tinh với các bộ xử lý tách biệt.
1.2.2. Vệ tinh đa tia
 Loại payload đa tia (multiple beam): sử dụng điều chế các sóng mang đường
lên.
 Tín hiệu băng gốc đường lên được xử lý và định tuyến thông tin chiều tia
lên/xuống thông qua chuyển mạch trên vệ tinh tại băng gốc.
 Biến đổi F thực hiện nhờ điều chế sóng mang tạo ra ngay trên vệ tinh tại tần
số phát xuống.
 Các sóng mang đã điều chế được khuếch đại và phát xuống vùng phục vụ

16


Hình 1.4. Vệ tinh sử dụng ăng ten Multi-beam
1.2.3. Phân loại quĩ đạo vệ tinh
1.2.3.1. Qũi đạo VT hình elíp: Vệ tinh sẽ bay qua viễn điểm và cận điểm.
 Vệ tinh bay chậm hơn khi khoảng cách với trái đất tăng.
 Quĩ đạo phù hợp nhất là Elip nghiêng 64 độ so với mặt phẳng xích đạo.
 Ổn định theo sự bất qui tắc do trọng lực và độ nghiêng,
 Bao phủ các vùng có vĩ độ cao với một phần nhỏ chu kỳ trong quĩ đạo vì vệ
tinh bay qua viễn điểm.
 Liên bang Xô viết nêu ra với các vệ tinh của MOLNYA chu kỳ bay 12 giờ.

Hình 1.5. sau đưa ra kích thước hình học của quĩ đạo.
17

Vệ tinh duy trì trên các vùng nằm dưới viễn điểm khoảng thời gian 8 giờ.
 3 vệ tinh đồng thời trên 3 quĩ đạo có thể phủ sóng toàn cầu.
 Một số nghiên cứu quĩ đạo elíp chu kỳ 24 giờ (quĩ đạo TUNDA) hoặc theo
hệ số của 24 giờ, hữu ích cho hệ thống với thiết bị di động bị vùng chắn do
nhà cao tầng và cây cối gây ra ảnh hưởng đa đường dễ thấy tại góc nâng
(nhỏ hơn 30 độ).
1.2.3.2. Quĩ đạo tầm thấp LEO
 Quĩ đạo tròn tầm thấp (LEO): Có độ cao vài trăm km đến khoảng 1000 km,
Chu kỳ bay khoảng 1 giờ 30 phút, độ nghiêng gần 90 độ.
 Phủ sóng quét toàn cầu do chuyển động của vệ tinh và sự quay của trái đât.
 Đây là lý do việc chọn quĩ đạo này cho các vệ tinh quan trắc (vệ tinh SPOT: độ
cao 830 km, độ nghiêng 98,7, chu kỳ bay 101 phút; COSPAS_SARSAT)
 Có thể thu thông tin lưu-truyền tiếp nếu vệ tinh được trang bị phương tiện lưu
trữ thông tin.
 Một chòm hàng chục vệ tinh ở tầm thấp ( IRIDIUM 66 Vệ tinh độ cao 780 km)
có thể cung cấp thông tin thời gian thực toàn cầu.
 Các vệ tinh phi quĩ đạo cực với góc nghiêng nhỏ hơn 90 độ: chòm vệ tinh
GLOBALSTAR gồm 48 vệ tinh ở độ cao 1414 km với quĩ đạo nghiêng 52 độ.

Hình 1.6. Vệ tinh bay theo quĩ đạo cực
18


1.2.3.3. Quĩ đạo tầm trung MEO và Địa tĩnh
 Quĩ đạo tầm trung (MEO) cũng gọi là quĩ đạo tròn trung gian (ICO): Độ cao
khoảng10000km, nghiêng 50 độ, chu kỳ bay 6 giờ. Chòm sao gồm 10-15 vệ
tinh bao phủ liên tục cho phép thông tin toàn cầu thời gian thực.
 Hệ thống ICO có 10 vệ tinh bay theo 2 mặt phẳng nghiêng 45 độ.
 Vệ tinh Địa tĩnh (tròn nghiêng “0”): trên Mặt phẳng xích đạo ở độ cao
35768km. Vận tốc bay của vệ tinh bằng vận tốc quay của trái đất. Do đó vệ tinh

coi như đứng yên trên bầu trời so với trái đất, đảm bảo duy trì thông tin thời
gian thực trong vùng phủ sóng (khoảng 43% bề mặt trái đất).
 Một số hệ thống kết hợp cả vệ tinh quĩ đạo tròn và quĩ đạo elíp. Đó là hệ thống
ELLIPSO

Hình 1.7. Các loại quĩ đạo vệ tinh
1.2.3.4. Đánh giá chung các loại vệ tinh
Việc chọn quĩ đạo tuỳ thuộc: tính chất dịch vụ, mức nhiễu có thể chấp nhận
và hoạt động của thiết bị đẩy, bao gồm các vấn đề sau:

19


- Vùng theo vĩ độ cần phủ sóng, độ cao vệ tinh không phải là yếu tố xác định
Năng lượng đường truyền (link budget) đối với một vùng phủ sóng cho trước.
- Suy giảm truyền lan tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách tạo thuận lợi
cho vệ tinh tầm thấp, tuy nhiên lại hạn chế vùng bao phủ. Kết quả làm giảm độ lợi
của ăng ten vệ tinh bù trừ với ưu điểm khoảng cách.
- Ngày nay vệ tinh tầm thấp chỉ phủ sóng vùng hạn chế tại thời điểm cho
trước với thời gian hạn chế. Trừ khi ăng ten có độ lợi thấp (vài dB) đưa ra tính định
hướng thấp do đó hầu hết ăng ten vô hướng được sử dụng, các trạm mặt đất phải
trang bị thiết bị truy bám vệ tinh và làm tăng giá thành.
- Vệ tinh địa tĩnh chiếm ưu thế: phủ sóng liên tục và vùng rộng, không phủ
sóng được 2 vùng cực.
- Góc nâng: vệ tinh quĩ đạo nghiêng/Elíp phủ sóng liên tục với góc nâng 0-70
độ với các vùng đô thị. Vệ tinh địa tĩnh góc nâng giảm khi vĩ độ tăng hoặc kinh độ
chênh giữa các trạm mặt đất và vệ tinh.
- Thời gian thông tin và trễ: vệ tinh địa tĩnh cho trễ khoảng 0,25 giây vì vậy
cần khử tiếng vọng kênh thoại hoặc các giao thức đặc biệt cho truyền số liệu. Vệ
tinh LEO giảm làm thời gian truyền giữa các trạm trong tầm nhìn của vệ tinh,

nhưng có thể làm tăng ở chế độ lưu-truyền.
- Nhiễu: Vệ tinh địa tĩnh chống nhiễu thực hiện nhờ phân chia tần số và vị trí
quĩ đạo. Khoảng cách quĩ đạo nhỏ giữa vệ tinh lân cận hoạt động trên cùng băng
tần sẽ làm tăng mức nhiễu, điều này cản trở việc đặt thêm vệ tinh mới.
Các hệ thống khác nhau có thể dùng các tần số khác nhau, nhưng tần số thông
tin vệ tinh là hữu hạn theo qui định của Các qui tắc thông tin vô tuyến điện. Với
các vệ tinh trên quĩ đạo, kích thước hình học của mỗi hệ thống thay đổi theo thời
gian vì vậy quan hệ với các hệ thống khác cũng thay đổi dẫn tới khó khăn cho vấn
đề đồng bộ. Vì vậy xác suất nhiễu cao.
- Hoạt động phóng vệ tinh: Khối lượng vệ tinh có thể giảm do độ cao tăng. Vệ
tinh địa tĩnh hiện nay phổ biến nhất. Vào 2009 có khoảng 600 vệ tinh địa tĩnh hoạt

20


động trên 360 độ cung quĩ đạo. Tuy nhiên một số vệ tinh có xu hướng nghẽn
đường truyền (như phần lục địa Mỹ và Châu Âu).
1.3. Cấu hình trạm mặt đất
Gồm tất cả các trạm mặt đất, được kết nối với thiết bị người dùng qua mạng
mặt đất. Thiết bị VSAT nối trực tiếp tới người dùng đầu cuối.
 Phân loại các trạm:
Phân biệt theo kích thước tùy thuộc lưu lượng thực hiện qua đường truyền vệ
tinh và các dịch vụ thông tin.
Hệ thống cũ (tiêu chuẩn A mạng INTELSAT) có đường kính ăng ten 30m.
Trạm nhỏ có đường kính ăng ten 0.6m (các trạm thu quảng bá từ vệ tinh),
Thậm chí có loại ăng ten 0.1m (cầm tay di động). Một số trạm có cả chế độ
phát và thu.
Một số trạm chỉ thu (RCVO) (u quảng bá, thu truyền hình hoặc DATA)

Hình 1.5. Cấu trúc tiêu biểu trạm mặt đất cả phát và thu.

21


1.4. Vấn đề nghiên cứu – Đường truyền vệ tinh.
1.4.1. Đường truyền phát-thu:
Là đường truyền giữa vệ tinh và các trạm mặt đất sử dụng sóng điện từ .
 Vấn đề nghiên cứu:
Thông số đặc trưng của trạm mặt đất, thông số tính toán đường truyền.
Đặc trưng của tín hiệu đưa tới các trạm mặt đất bởi thiết bị đầu cuối trực tiếp
hoặc thông qua mạng mặt đất, xử lý tín hiệu tại trạm (như mã hoá nguồn và nén, đa
phân chia, nội suy tiếng nói đã số hoá, mã hoá kênh, hoán đổi và mật hoá thông
tin), và quá trình phát – thu (kể cả điêu chế và giải điều chế).
 Hoạt động của thiết bị phát đo bằng EIRP = Pt x Gt.
 Hoạt động của máy thu đo bằng tỷ số độ lợi của ăng ten với nhiệt tạp âm hệ
thống G/T.
 Các sóng mang được điều chế bởi tín hiệu băng gốc – baseband mang tin.
 Hoạt động của đường truyền có thể được đo bởi tỷ số công suât sóng mang
thu được với mật độ phổ công suất tạp âm (C/N0).
 Giá trị này đối với đường truyền kết nối các thiết bị đầu cuối xác định chất
lượng dịch vụ (QoS), được phân loại theo tỷ lệ lỗi bit (BER) đối với thông
tin số.
 Một thông số quan trọng trong thiết kế đường truyền: băng thông – B.
 B tuỳ thuộc tốc độ dữ liệu, tốc độ mã kênh (FEC), phương pháp điều chế.
 Đường truyền vệ tinh: cần dung hoà công suất sóng mang yêu cầu và băng
thông có ý nghĩa lớn nhất đối với hiệu quả về gía thành. Điều này quan trọng
vì công suất ảnh hưởng tới cả khối lượng vệ tinh và kích thước trạm mặt đất,
và B phải tuân theo các qui định.
 Nhà cung cấp dịch vụ phải thuê dung lượng bộ phát đáp với mức độ chia sẻ
cao về công suất và băng thông. Nguồn thu phụ thuộc các kết nối, do đó mục

tiêu là cực đại hoá thông lượng (throughput) của dữ liệu trên đường truyền
vệ tinh trong khi cân bằng việc chia sẻ công suất và sử dụng băng thông.

22


 Trong hệ thống, một số trạm phát đi các sóng mang tới một vệ tinh, do đó vệ
tinh hoạt động như một nút mạng. Các kỹ thuật được sử dụng để tổ chức việc
truy cập tới vệ tinh bởi các sóng mang được gọi là kỹ thuật đa truy nhập
(FDMA, TDMA, CDMA và các kỹ thuật khác)

23


CHƯƠNG II:
KỸ THUẬT VÀ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VỆ TINH
2.1. Kỹ thuật ghép kênh và điều chế
2.1.1. Kỹ thuật ghép kênh trong thông tin vệ tinh
2.1.1.1. Cơ sở của việc ghép kênh
Vệ tinh thông tin thường mang rất nhiều các loại tín hiệu khác nhau bao gồm
tín hiệu data, truyền hình và điện thoại. Tín hiệu data thường được phát tại dạng số
nhưng tín hiệu thoại có thể phát tại dạng số hoặc tương tự, tín hiệu truyền hình số
thường dùng cho truyền hình hội nghị nhưng truyền hình giải trí vẫn tồn tại tín
hiệu tương tự. Một vệ tinh thường chuyển tiếp rất nhiều kênh tín hiệu từ một trạm
mặt đất do đó các kênh tín hiệu cần được tách riêng rẽ để tránh nhiễu lẫn nhau.
Việc tách các kênh sử dụng kỹ thuật ghép (multiplexing). Có hai phương pháp thực
hiện việc ghép kênh. Trong phương pháp thứ nhất tín hiệu được xử lý để chiếm
các khoảng tần số riêng trong giải tần bộ phát đáp nhưng đều được truyền trong
cùng khoảng thời gian. Nói cách khác tín hiệu truyền đi đồng thời nhưng tần số
khác nhau. Đó là ghép kênh theo tần số FDM. Trong phương pháp thứ hai tất cả

các tín hiệu có cùng tần số nhưng chiếm khoảng thời gian khác nhau. Trong
trường hợp này mỗi băng tần, chẳng hạn tiếng nói đều như nhau nhưng truyền trên
kênh thông tin vào thời điểm khác nhau. Đây chính là ghép kênh theo thời gian
TDM. Về mặt lý thuyết cả hai phương pháp ghép này đều có thể sử dụng cho tín
hiệu số và tương tự, nhưng TDM dễ thực hiện hơn với tín hiệu số và FDM thích
hợp hơn với tớn hiện tương tự.
2.1.2. Ghép kênh FDM
Quá trình xử lý dịch chuyển các kênh thoại tương tự đi các khoảng tần số
khác nhau, sau đó kết hợp các kênh này cho việc phát được gọi là ghép kênh phân
chia theo tần số FDM. Quỏ trình xử lý này mang tính hệ thống: Các kênh nhất định
được kết hợp thành các khung, các khung được kết hợp thành các khung lớn hơn,
cứ tiếp tục như vậy. Việc đặt tên cho các khung và việc bố trí xắp xếp các kênh
trong các khung tùy thuộc tiêu chuẩn BELL và tổ chức INTELSAT.
24


Nguyên lý ghép kênh FDM:
Ban đầu tín hiệu của từng kênh thoại tương tự được điều chế biên độ DSB
đơn sóng mang (DSBSC) lên một sóng mang thích hợp. Tín hiệu DSB sau đó được
lọc bỏ biên tần trên giữ lại biên tần dưới, kết quả là có được tín hiệu đơn biên
không sóng mang (SSBSC). Bước tiếp theo là ghép 12 tín hiệu băng gốc (SSBSC)
thành một khung cơ bản (basic group) khung này chiếm khoảng tần số từ 60 - 108
kHz, mỗi kênh có độ rộng 4kHz. Tần số sóng mang của kênh thứ n trong khung
được tính bằng công thức: 112 - 4n, do đó kênh thứ nhất nằm tại vị trí cao nhất của
phổ tần, kênh thứ 12 nằm tại vị trí thấp nhất của phổ tần. Mỗi kênh có độ rộng thực
tế là 3,1kHz còn lại 0,9 kHz gọi là băng bảo vệ giữa các kênh, điều này ngăn ngừa
nhiễu giữa các kênh cũng như đơn giản việc xử lý lọc khi tín hiệu băng gốc được
khôi phục tại máy thu.
Các khung cơ bản có thể được phát trực tiếp nhưng trong hầu hết các hệ thống
vệ tinh và mạng mặt đất dung lượng kênh được phát lớn hơn nhiều. Tiêu chuẩn

BELL sử dụng một hệ thống là tổ hợp của các khung cơ bản 12 kênh tạo ra các
siêu khung (super group) 60 kênh hoặc khung chủ (master group) 600 kênh và lớn
hơn nữa. Tổ hợp lớn nhất trong hệ thống intelsat là siêu khung, trong đó các khung
cơ bản được điều chế đơn biên không sóng mang(SSBSC) biên tần thấp lên một
tần số sóng mang thích hợp, sau đó các tín hiệu được ghép với nhau chiếm dụng
băng thông 240kHz từ tần số 312-552 kHz. Các sóng mang giãn cách nhau những
khoảng 48kHz, tần số sóng mang của khung 5 là lớn nhất tại 612kHz. Phổ của các
khung cơ bản bị đảo ngược khi tạo ra siêu khung lần đảo ngược thứ hai này khôi
phục lại tương tự phổ ban đầu của các kênh trong siêu khung do đó các kênh trong
siêu khung đơn thuần chỉ là phiên bản dịch tần của tín hiệu băng gốc ban đầu. Các
siêu khung thường có khoảng giãn cách là 12 kHz.
Băng thông của các bộ phát đáp thường rất hạn chế do đó việc xắp xếp các
kênh trong hệ thống Intelsat thường theo một định dạng mềm dẻo hơn nhiều trong
hệ thống BELL. Các cách xắp xếp trong hệ thống Intelsat là: 12, 24, 36... 1332
hoặc 1872 kênh tiếng nói, tất cả các số này đều là bội của 12 (số kênh trong khung

25