TRƯỜNG ĐẠI HỌC SÀI GỊN
KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THƠNG

ĐỒ ÁN MÔN HỌC
MÔN: VỆ TINH SỐ
ĐỀ TÀI: VỆ TINH VINASAT 1,2

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Lê Bảo Trân - 3117500055
Giảng viên hướng dẫn: TS. Hồ Văn Cừu

TPHCM, Tháng 11 năm 2020

Vệ tinh số


Vệ tinh Vinasat 1,2

NỘI DUNG

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ
THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH SỐ

CHƯƠNG 2: CẤU TRÚC TỔ CHỨC HỆ
THỐNG MẠNG LƯỚI THÔNG TIN VỆ
TINH

Vệ tinh số

CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG THÔNG TIN
VỆ TINH VINASAT CỦA VIỆT NAM

Chương 1: Tổng quan về hệ thống thông tin vệ tinh số
1.1Tổng quan về hệ thống thông tin vệ tinh số:

- Thông tin vệ tinh là hệ thống thông tin vô tuyến trên băng tần số siêu cao tần, trong đó cần có vệ tinh được phóng lên trên quỹ đạo khơng gian để khuếch đại chuyển tiếp tín hiệu, vệ tinh có chức năng kết nối
thơng tin với các trạm trên mặt đất đặt trong vùng nhìn thấy của vệ tinh.
- Một vệ tinh thông tin về cơ bản là một thiết bị thông tin vô tuyến điện tử siêu cao tần, đa kênh được đặt trong quỹ đạo khơng gian, có nhiệm vụ tiếp nhận các tín hiệu sóng vơ tuyến mang thơng tin từ trạm mặt đất
phát lên vệ tinh, tại vệ tinh tín hiệu được thu nhận, khuếch đại tạp âm thấp LNA, đổi tần và khuếch đại công suất HPA để truyền trở lại đến các trạm mặt đất theo cấu hình điểm- điểm hoặc điểm - đa điểm trong vùng phủ
sóng của vệ tinh.
- Hệ thống thơng tin vệ tinh có ưu điểm nổi bậc là có khả năng đáp ứng nhanh việc phát triển xây dựng các tuyến truyền dẫn đến các vùng sâu, miền núi, hải đảo, tuyến truyền dẫn có cự ly xa, vượt biển, vượt đại dương,
để hình thành mạng viễn thơng kết nối tồn cầu, giá thành rẻ, thời gian triển khai nhanh, chất lượng dịch vụ tốt.

Vệ tinh số


Chương 1: Tổng quan về hệ thống thông tin vệ tinh số
1.2Tóm tắt q trình phát triển của hệ thống thơng tin vệ tinh số:

 Q trình phát triển hệ thống thông tin vệ tinh trên thế giới:
- Thông tin vệ tinh được phát triển bắt nguồn từ các kết quả nghiên cứu của Kepler với 3 định luật cơ bản
+ Định luật 1 khẳng định quỹ đạo của một hành tinh là đường elip với tâm là mặt trời.
+ Định luật thứ 2 xác định được bán kính của vectơ nối giữa hành tinh và mặt trời quét thành các mặt phẳng có diện tích bằng nhau trong khoảng thời gian bằng nhau.
+ Định luật thứ 3 cho phép xác định được quan hệ về bình phương chu kỳ quay của hành tinh tỷ lệ với lập phương bán kính trục chính của quỹ đạo.
- Tổ chức Intersat, đã phóng 8 hệ thống vệ tinh khác nhau, mỗi hệ thống có từ 4 đến 5 vệ tinh trên quỹ đạo địa tĩnh, phục vụ trong lĩnh vực thương mại, ngồi ra, cịn rất nhiều hệ thống vệ tinh được phóng lên quỹ đạo
khơng gian phục vụ cho thơng tin qn sự, nghiên cứu khơng gian, định vị tồn cầu, điều khiển giao thông và thông tin di động vệ tinh.



Sự phát triển mạng lưới thông tin vệ tinh của Việt Nam


- Mạng thông tin vệ tinh của Việt Nam liên kết với mạng viễn thông quốc tế thông qua 3 tổng đài cổng Gateway và 3 trạm vệ tinh mặt đất đặt tại Hà Nội, Đà Nẵng và Thành phố Hồ Chí Minh, hệ thống viễn thơng quốc tế
được kết nối với mạng viễn thông mặt đất quốc gia thông qua hệ thống truyền dẫn cáp quang, vi ba số và vệ tinh
- Hiện nay, tại Việt Nam còn có mạng cáp quang biển của quốc tế được nối vào Đà Nẵng, Hải Phòng và Vũng Tàu cùng với mạng truyền dẫn cáp quang trên đất liền hình thành mạng truyền dẫn kết nối thông tin với tất cả
các vùng miền của Việt Nam.

Vệ tinh số


Chương 1: Tổng quan về hệ thống thông tin vệ tinh số



Sự phát triển mạng lưới thông tin vệ tinh của Việt Nam

- Mạng thông tin vệ tinh của Việt Nam liên kết với mạng viễn thông quốc tế thông qua 3 tổng đài cổng Gateway và 3 trạm vệ tinh mặt đất đặt tại Hà Nội, Đà Nẵng và Thành phố
Hồ Chí Minh, hệ thống viễn thơng quốc tế được kết nối với mạng viễn thông mặt đất quốc gia thông qua hệ thống truyền dẫn cáp quang, vi ba số và vệ tinh
- Hiện nay, tại Việt Nam cịn có mạng cáp quang biển của quốc tế được nối vào Đà Nẵng, Hải Phòng và Vũng Tàu cùng với mạng truyền dẫn cáp quang trên đất liền hình thành
mạng truyền dẫn kết nối thông tin với tất cả các vùng miền của Việt Nam, trong đó có 3 nút kết nối mạng viễn thơng quốc tế chính là Hà Nội, Đà Nẵng và Thành Phố Hồ Chí Minh
đại diện cho 3 miền của Việt Nam và có đồng thời hai phương án truyền dẫn đi quốc tế là vệ tinh và cáp quang tạo nên kết nối thông tin quốc tế được bảo đảm liên tục

Vệ tinh số


Chương 1: Tổng quan về hệ thống thông tin vệ tinh số

1.3
Cấu trúc cơ bản của hệ thống thông tin vệ tinh

- Hệ thống thông tin vệ tinh là hệ thống truyền dẫn vơ tuyến có thể chia thành hai phân đoạn, phân đoạn liên lạc giữa các vệ tinh trong không gian với nhau và phân đoạn giữa vệ tinh và các trạm mặt đất nằm
trong vùng nhìn thấy của vệ tinh.


Mơ hình cấu trúc hai phân đoạn của hệ thống thông tin vệ tinh

Vệ tinh số


Chương 1: Tổng quan về hệ thống thông tin vệ tinh số

1.4Băng tần số vô tuyến sử dụng trong hệ thống thơng tin vệ tinh:

- Đường kết nối tín hiệu trong thơng tin vệ tinh là đường truyền sóng vơ tuyến trong tầng khí quyển, do

đó việc chọn băng tần số vô tuyến cần xét đến các yếu tố sau:
· Sự hấp thụ của khí quyển làm suy hao tín hiệu, suy hao tín hiệu là hàm số tỉ lệ thuận với tần số và
khoảng cách liên lạc
· Kích thước của chấn tử bức xạ sóng điện từ trong anten sẽ quyết định góc phủ sóng vơ tuyến, kích
thước chấn tử tỷ lệ nghịch với tần số, tần số càng cao thì kích thước chấn tử càng nhỏ, ngược lại bề mặt
bức xạ sóng càng lớn thì hệ số khuếch đại anten càng lớn
- Kết quả đo đạt sự hấp thụ sóng điện từ trung bình lớn nhất do các phân tử có trong khí quyển tại những
tần số khác nhau.

Sự hấp thụ trung bình lớn nhất của các phần tử trong tầng khí quyển theo tần số

Vệ tinh số


Chương 1: Tổng quan về hệ thống thông tin vệ tinh số

1.5
Ưu nhược điểm của hệ thống thông tin vệ tinh


Ưu điểm:
- Các vệ tinh đã được phóng sẵn lên quỹ đạo và được giữ cố định ở một vị trí trong quỹ đạo để sẵn sàng cung cấp dịch vụ thông tin cho các trạm mặt đất nằm trong vùng phủ sóng của vệ tinh.
- Vùng phủ sóng của vệ tinh rộng bao gồm tất cả các trạm mặt đất trong tầm nhìn thấy của vệ tinh, hoạt động liên tục trong 100% thời gian.
- Đối với quỹ đạo địa tĩnh thì khơng cần chuyển mạch thay đổi kết nối đường truyền từ một vệ tinh địa tĩnh này sang một vệ tinh địa tĩnh khác nhằm giữ thông tin liên tục nên khơng có sự chuyển giao các kết nối
truyền dẫn do chuyển mạch thời gian, trạm mặt đất và trạm vệ tinh gần như đứng yên, ảnh hưởng của chuyển dịch Doppler nhỏ.
- Thông tin vệ tinh có khả năng đáp ứng nhanh việc phát triển xây dựng các tuyến truyền dẫn đến các vùng sâu, miền núi, hải đảo, tuyến truyền dẫn có cự ly xa, có khả năng vượt biển, vượt đại dương, để hình thành
mạng viễn thơng liên kết tịan cầu.
Nhược điểm
- Vệ tinh có yêu cầu về linh kiện chế tạo phức tạp và động cơ đẩy trên khoang nặng để giữ vệ tinh trên một quỹ đạo cố định, chi phí vận hành lớn, thời gian sống của vệ tinh ngắn.
- Khoảng cách từ trạm mặt đất đến vệ tinh quá xa nên độ suy hao lớn, độ trễ truyền dẫn lớn, ảnh hưởng đến chất lượng thơng tin

- Địi hỏi cơng suất phát lớn, độ nhạy máy thu cao do suy hao đường truyền lớn. Tính tốn đưa vệ tinh lên quỹ đạo và giữ độ ổn định của vệ tinh phức tạp.

Vệ tinh số


Chương 2: Hệ thống thông tin Vinasat của Việt Nam

2.1Giới thiệu

- Từ những ưu điểm vượt trội của hệ thống thông tin vệ tinh so với các hệ thống thông tin mặt đất khác là sự đáp ứng cung cấp các dịch vụ thông tin đến khắp mọi nơi trái đất, có tính tồn cầu, bởi vậy nó thực
sự đặc biệt hữu ích cho những nơi mà các cơng nghệ truyền dẫn khác khơng thể cung cấp đường truyền tín hiệu được.
- Thông tin vệ tinh đã phát triển nhanh chóng trong nhiều thập niên qua, đến nay đã có hơn 280 vệ tinh thương mại đang hoạt động trên các quỹ đạo vệ tinh địa tĩnh, để cung cấp các dịch vụ viễn thông cho tất cả các
gia gia trên thế giới, tại khu vực khu vực châu Á đã có khoảng 20 nhà khai thác vệ tinh với 80 vệ tinh đang hoạt động cung cấp các loại dịch vụ thông tin khác nhau như thoại, video, dữ liệu băng thông rộng.
- Việt Nam cũng đã tiến hành phóng 2 vệ tinh để cung cấp dịch vụ viễn thông và 1 vệ tinh để cung cấp dịch vụ bản đồ, quan sát tài nguyên và thời tiết.

Vệ tinh số



Chương 2: Hệ thống thông tin Vinasat của Việt Nam

2.2Cấu trúc tổ chức mạng lưới thông tin vệ tinh

Cấu trúc hệ thống mạng thông tin vệ tinh

Hệ thống các trạm mặt đất chia thành hai loại:
+ Trạm điều khiển mặt đất: Hệ thống trạm điều khiển mặt đất được thiết kế có hệ số tin cậy cao và đảm bảo cho
mục tiêu điều khiển vệ tinh, nằm trên vị trí có đường truyền sóng tốt nhất đến vệ tinh, chức năng của trạm điều
khiển là giám sát và duy trì sự chuyển động ổn định của vệ tinh trên quỹ đạo
+ Trạm mặt đất là trạm thu phát tín hiệu với vệ tinh, mỗi trạm mặt đất kế nối với vệ tinh trên một kênh tần số, tần
số phát lên cao hơn tần số thu về, khoảng cách giữa tần số lên và xuống của mỗi kênh là khoảng từ 45 đến 50
MHz, theo quy định bảng phân chia trong băng sóng.

Sơ đồ khối mạng lưới thơng tin vệ tinh

Vệ tinh số


Chương 2: Hệ thống thông tin Vinasat của Việt Nam



Phương pháp đa truy nhập vô tuyến trong thông tin vệ tinh

- Công nghệ đa truy nhập FDMA được sử dụng rộng rãi trong hệ thống thông tin vệ tinh, mỗi trạm mặt đất
phát một sóng mang có tần số khác với tần số sóng mang của các trạm khác, mỗi một sóng mang được phân
cách với các sóng mang khác bằng những băng tần bảo vệ thích hợp sao cho khơng chồng lên nhau.
- FDMA có thể sử dụng cho tất cả các hệ thống vệ tinh sử dụng cấu hình điều chế, điều chế tương tự hay điều
chế số.

- Phương pháp này cho phép tất cả các trạm truyền dẫn liên tục; nó có ưu điểm là khơng cần thiết phải điều
khiển định thời đồng bộ, và thiết bị sử dụng khá đơn giản, hiệu quả sử dụng công suất vệ tinh cũng khá tốt.

Sơ đồ khối phương thức đa truy nhập theo tần số FDMA

Vệ tinh số


Chương 2: Hệ thống thông tin Vinasat của Việt Nam



Phương pháp truy nhập phân chia theo thời gian (TDMA)

-

Đa truy nhập theo thời gian TDMA là các trạm mặt đất dùng chung 1 bộ phát đáp cùng một sóng

mang để truyền tín hiệu bằng cách phân chia trong miền thời gian.
- Khung thời gian TDMA được chia ra thành các khoảng thời gian liên tiếp nhau gọi là các khe thời
gian, để ghép tín hiệu của các kênh liên lạc, giữa các khe thời gian còn được chèn thêm các khung
dữ liệu bảo vệ, các khe thời gian này ấn định cho mỗi trạm mặt đất.
- Vì các khe thời gian khác nhau được ấn định cho tất cả các trạm mặt đất nên chỉ có một trạm mặt
đất chiếm bộ phát đáp vệ tinh trong thời gian được phép và khơng bao giờ xảy ra trường hợp tín
hiệu từ hai trạm mặt đất trở lên chiếm bộ phát đáp trong cùng một thời gian.

Sơ đồ khối phương thức đa truy nhập theo tần số TDMA

Vệ tinh số



Chương 2: Hệ thống thông tin Vinasat của Việt Nam



Phương pháp truy nhập phân chia theo mã (CDMA)
- Ưu điểm là phổ được trải rộng bằng với tỉmật
số độ phổ

của tạp âm sẽ thấp, công suất tạp âm do can nhiễu trong dải thơng của bản tin hữu ích m(t) cũng thấp, tỷ số tín
hiệu trên nhiễu S/N lớn hơn, như vậy tại máy thu có thể thu được tín hiệu m(t) mong muốn từ máy phát gởi tới
tốt hơn, mặt khác mỗi trạm một bản mã khác nhau nên vấn đề bảo mật thông tin càng tốt hơn, sơ đồ khối
phương thức đa truy nhập theo mã CDMA.
- Có 3 kỹ thuật trải phổ giữa chuỗi mã ngẫu nhiên và thông tin số được sử dụng trong CDMA là:
+ Kỹ thuật trải phổ trực tiếp (DS – direct sequence).
+ Kỹ thuật trải phổ dịch tần số (FH – frequency hopping).
+ Kỹ thuật trải phổ dịch thời gian (TH – frequency timing).

Sơ đồ khối phương thức đa truy nhập theo tần số CDMA

Vệ tinh số


CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH VINASAT CỦA VIỆT NAM

3.1
Hệ thống tin vệ tinh Vinasat Việt Nam [12]

-


Cấu hình mạng thơng tin vệ tinh của Việt Nam được kết nối với mạng viễn thông quốc tế thông qua hệ thống

mạng viễn thông quốc gia được nối tới 3 khu vực chính liên kết với mạng cáp quang quốc tế là Hà Nội, Đà
Nẳng và thành phố Hồ Chí Minh.
- Mạng cáp quang biển của quốc tế được nối vào Đà Nẵng, Hải Phòng và Vũng Tàu cùng với mạng truyền dẫn
cáp quang, vi bao số trên đất liền hình thành mạng truyền dẫn kết nối thơng tin với tất cả các vùng miền của
Việt Nam, trong đó có 3 nút kết nối mạng viễn thơng quốc tế chính là Hà Nội, Đà Nẵng và Thành Phố Hồ Chí
Minh đại diện cho 3 miền của Việt Nam.
- Hệ thống trạm vệ tinh mặt đất của Việt Nam cũng được xây dựng tại Hà Nội, Đà Nẵng và Thành Phố Hồ Chí
Minh để hình thành đồng thời hai phương án truyền dẫn đi quốc tế là vệ tinh và cáp quang.

Mơ hình cấu trúc mạng viễn thơng quốc tế của VN 12]
Vệ tinh số


CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH VINASAT CỦA VIỆT NAM

3.2
Tham số kỹ thuật của hệ thống vệ tinh Vinasat [12]
Vị trí quỹ đạo:

0
Quỹ đạo xích đạo địa tĩnh 132 E

Tuổi thọ vệ tinh VINASAT-1:

15 năm

Độ ổn định vị trí kinh độ, vĩ độ:


+/-0,05 độ

Vị trí quỹ đạo:

0
Quỹ đạo xích đạo địa tĩnh 131,8 E

Tuổi thọ vệ tinh VINASAT-2:

15 năm

08 bộ, băng thông của mỗi bộ là: (36 MHz/bộ)

Độ ổn định vị trí kinh độ, vĩ độ:

+/-0,05 độ

+ Tần số phát Tx:

6,425 - 6,725 GHz

Băng tần Ku:

+ Phân cực:

tuyến tính trực giao (phân cực đứng và phân cực ngang)

Băng tần C mở rộng (C-Extended):
- Số bộ phát đáp:
- Đường lên (Uplink):


- Số bộ phát đáp:

24 bộ (36 MHz/bộ)

- Đường xuống (Downlink):
+ Tần số thu Rx:

3,400 - 3,700 GHz

+ Phân cực:

tuyến tính trực giao (phân cực ngang và phân cực đứng)

- Đường lên (Uplink):

+ Tần số phát Tx:

12,750 - 14,500 MHz

+ Phân cực:

tuyến tính trực giao, phân cực ngang

- Vùng phủ sóng trên băng C mở rộng: Việt Nam, Đơng Nam Á, Triều Tiên, Ấn Độ, Nhật Bản, Australia và quần đảo Hawaii.
Băng tần Ku:
- Số bộ phát đáp:

12 bộ (36 MHz/bộ)


- Đường lên (Uplink):

- Đường xuống (Downlink):

+ Tần số phát Tx:

13,750 - 14,500 GHz

+ Phân cực:

tuyến tính trực giao, phân cực đứng

+ Tần số thu Rx:

10,700 - 11,700 MHz

+ Tần số thu Rx:

10,950 - 12,750 GHz

+ Phân cực:

tuyến tính trực giao, phân cực đứng

+ Phân cực:

tuyến tính trực giao, phân cực ngang

- Đường xuống (Downlink):


- Vùng phủ băng Ku: Việt Nam, Lào, Campuchia, Thái Lan và một phần Myanmar

- Vùng phủ băng Ku: Việt Nam, Lào, Campuchia, Thái Lan và một phần Myanmar

Bảng thông số kỹ thuật cơ bản của vệ tinh Vinasat 2.

Bảng thông số kỹ thuật cơ bản của vệ tinh Vinasat 1.
Vệ tinh số


CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH VINASAT CỦA VIỆT NAM

3.3Hệ thống điều khiển vệ tinh:
- Hệ thống vệ tinh VINASAT của Việt Nam được giám sát và điều khiển 100% thời gian bởi hai Trạm Điều khiển vệ tinh (TT&C) do Hãng LockHeed Martin (Mỹ) cung cấp và lắp đặt với sự giám sát của Hãng
Telesat (Canada).



Trạm điều khiển Quế Dương

- Trạm điều khiển Quế Dương là trạm điều khiển chính, gồm các phần: hệ thống thời gian thực, bộ mã hóa lệnh điều khiển, hệ thống chuyển động bay, hệ thống giám sát và điều khiển, hệ thống thông tin, hệ thống đào tạo
và mô phỏng vệ tinh chuyển động, hệ thống mô phỏng đo xa vệ tinh, hệ thống thiết bị RF và hệ thống anten.Vị trí trạm Quế Dương đặt tại tọa độ có kinh độ: 105041’ E, vĩ độ: 21005’ N



Trạm điều khiển Bình Dương

- Trạm điều khiển Bình Dương là trạm điều khiển dự phịng nên một số phần sẽ chỉ có ở trạm điền khiển chính mà khơng có ở trạm dự phịng nhưng nó vẫn đảm bảo độ tin cậy và tính sẵn sàng của tồn bộ hệ thống thơng
tin vệ tinh, cụ thể gồm các phần: hệ thống thời gian thực, hệ thống chuyển động bay, hệ thống giám sát và điều khiển, hệ thống thông tin, hệ thống mô phỏng đo xa vệ tinh, hệ thống thiết bị RF và hệ thống anten. Vị trí
trạm Bình Dương đặt tại tọa độ có kinh độ: 106037’ E, Vĩ độ: 11005’ N.


Vệ tinh số


CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH VINASAT CỦA VIỆT NAM

3.4

Mơ hình cung cấp dịch vụ vệ tinh Vinasat của Việt Nam:
- Dẫn nhập

- Vệ tinh cung cấp các dịch vụ trên băng tần Ku được thiết kế theo cấu hình vệ tinh VSAT-IP
- Là các trạm vệ tinh cỡ nhỏ VSAT có đường kính ăng-ten từ 1,2m đến 3,0m và hệ thống thông tin vệ tinh băng
rộng để cung cấp các dịch vụ viễn thông trên nền giao thức IP.
- VSAT-IP cung cấp đường truyền tốc độ cao qua vệ tinh cho khách hàng sử dụng bao gồm cơng ty, văn phịng, gia
đình, cá nhân, tại mọi nơi trên khắp lãnh thổ Việt Nam và các nước nằm trong vùng phủ sóng.
- VSAT-IP sử dụng cơng nghệ hiện đại, cho phép cung cấp các dịch vụ như thoại, fax, Internet, kênh thuê riêng,
mạng riêng ảo... và triển khai nhanh chóng trên mọi địa hình.

Các loại mơ hình dịch vụ vệ tinh Vinasat [12]

Vệ tinh số


CẢM ƠN THẦY VÀ CÁC BẠN ĐÃ CHÚ Ý LẮNG NGHE

Vệ tinh số