Đầu năm 2008, Việt nam sẽ phóng vệ tinh Vinasat- vệ tinh đầu tiên của Việt nam (vệ tinh này sử dụng băng tần C và Ku). Cùng với việc phóng vệ tinh Vinasat, các tổ chức sẽ có nhu cầu thiết lập hàng loạt trạm mặt đất để triển khai hệ thống thông tin qua vệ tinh. Do đó việc tìm hiểu các đặc điểm của các hệ thống vệ tinh trong các băng tần sẽ đem lại nhiều lợi ích và phù hợp với tình hình phát triển công nghệ thông tin vệ tinh của Việt nam hiện nay.
Đặc điểm của các hệ thống vệ tinh trong các băng tần
Trước đây các hệ thống vệ tinh chủ yếu sử dụng băng tần C và Ku. Ngày nay băng tần Ka đã được đẩy mạnh nghiên cứu và phát triển, do đó trong một số năm gần đây các nước trong khu vực đã triển khai hoặc có kế hoặc triển khai các vệ tinh hoạt động ở băng tần này.
Băng tần C
Băng tần C (6/4 GHz) được sử dụng phổ biến trong các mạng FSS vì điều kiện truyền sóng thuận lợi (ít bị ảnh hưởng do mưa) và thiết bị dễ chế tạo.
Đặc điểm vệ tinh:
Các loại vệ tinh sử dụng băng tần C có dải rộng các đặc tính chính tuỳ thuộc vào mức độ bao phủ trái đất.
Các tham số chính của vệ tinh trong băng tần C
|
Tham số |
Vùng phủ |
|
Toàn cầu |
Khu vực |
Nội địa |
|
Hệ số khuếch đại của anten (dBi)
Phát
Thu |
16 - 25
16 - 25 |
23 – 26
21 - 25 |
28 - 32
22 - 30 |
|
EIRP (dBW) |
22 - 29 |
25 - 35 |
25 - 39 |
|
Nhiệt độ tạp âm (0K) |
800 - 2 000 |
800 - 2 000 |
800 - 2 000 |
|
G/T (dB/K) |
-16 tới -6 |
-14 tới -4 |
-21 tới 3 |
Đặc điểm trạm mặt đất
Khi mới phát triển các trạm mặt đất băng C có kích thước anten lớn. Các trạm mặt đất hoạt động trong mạng lưới vệ tinh INTELSAT có kích thước từ 18 đến 32 mét, xu hướng phát triển ngày nay anten trạm mặt đất ngày càng nhỏ đi cùng với việc công suất vệ tinh tăng lên như trong phủ sóng truyền hình hoặc VSAT.
Các tham số chính của trạm mặt đất trong băng tần C
|
Tham số |
Vùng phủ |
|
Toàn cầu |
Khu vực |
Nội địa |
|
Kích thước anten (mét) |
4,5 - 32 |
3 -13 |
1,2 – 30 |
|
Hệ số khuếch đại của anten (dBi)
Phát
Thu |
47 - 64
43 - 61 |
42 - 56
39 - 53 |
36 - 63
33 - 60 |
|
Công suất phát (kW)
EIRP (dBW) |
0,01 - 3
57 - 99 |
0,03 - 3
57 - 81 |
0,001 - 1,2
36 - 94 |
|
Nhiệt độ tạp âm (0K) |
50 -150 |
50 - 150 |
50 - 150 |
|
G/T (dB/K) |
23 - 41 |
22 - 38 |
11 - 41 |
Băng tần X 8/7 GHz
Băng tần X (7,9-8,4 GHz / 7,25-7,75 Ghz) được sử dụng nhiều cho các hệ thống thông tin quân sự. Các đặc tính hệ thống vệ tinh ở băng tần này cũng có phạm vi rộng như các hệ thống băng tần C kể trên.
Băng tần Ku 14/11 GHz hoặc 14/12 GHz
Ngày nay, việc sử dụng băng tần Ku đã phổ biến, đặc biệt phù hợp cho các ứng dụng yêu cầu kích thước anten trạm mặt đất càng nhỏ càng tốt.
Đặc điểm chính của vệ tinh
Đặc điểm chính vệ tinh của các hệ thống sử dụng băng tần Ku thay đổi rộng tuỳ thuộc vào ứng dụng.
Các tham số chính của vệ tinh băng tần Ku điển hình
|
Tham số |
Vùng phủ |
|
Toàn cầu |
Khu vực |
Nội địa |
|
Hệ số khuếch đại của anten (dBi)
Phát
Thu |
29 – 37
28 – 36 |
24 - 29
23 - 28 |
28 - 35
28 – 38 |
|
EIRP (dBW) |
38 - 48 |
35 - 52 |
44 – 53 |
|
Nhiệt độ tạp âm (0K) |
800 - 2 000 |
800 - 2 000 |
800 - 2 000 |
|
G/T (dB/K) |
0 – 3 |
-1 tới 11 |
-5 tới 9 |
Đặc điểm trạm mặt đất
EIRP của vệ tinh ở băng tần Ku cao cho phép sử dụng anten trạm mặt đất nhỏ, tới 1 mét hoặc nhỏ hơn nữa. Điều đó cho phép anten trạm đất có thể đặt ở nhà khách hàng, giảm giá thành chi phí và tạo điều kiện phát triển các ứng dụng. Băng tần Ku vì thế đặc biệt thích hợp cho các ứng dụng như phát thanh truyền hình quảng bá tới tận nhà (Direct-To-Home) và dịch vụ VSAT cho các mạng thông tin thương mại.
Các tham số chính của trạm mặt đất băng tần Ku điển hình
|
Tham số |
Vùng phủ |
|
Toàn cầu |
Khu vực |
Nội địa |
|
Kích thước anten (mét) |
3,5 - 17 |
1 - 12 |
1 - 11 |
|
Hệ số khuếch đại của anten (dBi)
Phát
Thu |
52 - 65
50 - 63 |
42 - 62
40 - 59 |
42 - 61
40 - 58 |
|
Công suất phát (kW)
EIRP (dBW) |
0,01 - 0,6
62 - 93 |
0,01 - 0,25
52 - 83 |
0,01 - 1
52 - 91 |
|
Nhiệt độ tạp âm (0K) |
150 - 250 |
150 - 250 |
150 - 250 |
|
G/T (dB/K) |
26 - 41 |
12 - 38 |
16 - 37 |
Băng tần Ka 30/20 GHz
Băng tần Ka được sử dụng rất hạn chế vì điều kiện truyền sóng rất khó khăn do bị suy hao lớn vì mưa. Một số nước đang nghiên cứu thực nghiệm và triển khai tích cực các ứng dụng trên băng tần này như Mỹ, Đức, Italy, Nhật bản, Hàn quốc.
Đặc điểm ở băng tần này là phổ tần của băng tần này rất lớn nên có thể dễ dàng sử dụng lại băng tần nhiều lần bằng các chùm tia nhỏ. Tuy nhiên EIRP của cả vệ tinh và trạm mặt đất phải rất lớn để bù lại suy hao do mưa.
Các đặc điểm của vệ tinh
Các tham số chính của vệ tinh băng tần Ka điển hình
|
Tham số |
Vùng phủ nội địa |
|
Hệ số khuếch đại của anten (dBi)
Phát
Thu |
25 - 50
25 - 50 |
|
EIRP (dBW) |
37 - 56 |
|
Nhiệt độ tạp âm (0K) |
1 300 - 1 600 |
|
G/T (dB/K) |
-5 tới 19 |
Các đặc điểm trạm mặt đất
Băng tần Ka cho phép sử dụng anten trạm mặt đất rất nhỏ. Tuy nhiên để đảm bảo chỉ tiêu chất lượng của tuyến theo yêu cầu việc sử dụng kỹ thuật Điều khiển Công suất Phát lên (Up-link Power Control UPC) và phân tập trạm mặt đất theo địa lý là cần thiết.
Các tham số chính của trạm mặt đất băng tần Ka điển hình
|
Tham số |
Vùng phủ nội địa |
|
Kích thước anten (mét) |
1 - 13 |
|
Hệ số khuếch đại của anten (dBi)
Phát
Thu |
45 – 66
42 – 61 |
|
Công suất phát (kW)
EIRP (dBW) |
45 - 92 |
|
Nhiệt độ tạp âm (0K) |
320 - 400 |
|
G/T (dB/K) |
17 - 42 |
Hệ thống vệ tinh trong mỗi băng tần có các đặc điểm khác nhau, tham số khác nhau do đó khi nghiên cứu, xây dựng và triển khai hệ thống vệ tinh cũng như hệ thống trạm mặt đất cần thiết được tính toán trên các cơ sở, đặc điểm đó. Qua đó cũng có thể biết được hệ thống vệ tinh của nhà khai thác, của nước nào có chất lượng tốt hơn, từ đó liên hệ tới giá thành và chi phí. Vệ tinh Vinasat của Việt nam được đánh giá sẽ là vệ tinh có chất lượng tốt, cung cấp các dịch vụ với chất lượng cao so với mặt bằng chung của khu vực.
Ths. Nguyễn Huy Cương
Các bài viết có liên quan:
Thông tin vệ tinh - Các ứng dụng phổ biến
Băng tần sử dụng trong thông tin vệ tinh