εδάφους Την οργάνωση και τα βασικά χατακτηριστικά ενός δορυφορικού σταθµού

HTML
DOWNLOAD

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "εδάφους Την οργάνωση και τα βασικά χατακτηριστικά ενός δορυφορικού σταθµού"

θάλασσα Αυγερινός
8 χρόνια πριν
Προβολές:

1 Μάθηµα 5 ο : Ο δορυφορικός σταθµός εδάφους Στόχοι: Στο τέλος αυτού του µαθήµατος ο σπουδαστής θα γνωρίζει: Την οργάνωση και τα βασικά χατακτηριστικά ενός δορυφορικού σταθµού εδάφους Τις κατηγορίες στις οποίες διακρίνονται οι δορυφορικοί σταθµοί εδάφους Τις βαθµίδες και τον τρόπο των υποσυστηµάτων εκποµπής και λήψης καθώς και του τηλεπικοινωνιακού εξοπλισµού. Το επίγειο τµήµα ενός δορυφορικού συστήµατος επικοινωνιών αποτελείται από τους επίγειους σταθµούς του συστήµατος. Οι επίγειοι σταθµοί διεκπεραιώνουν την εκποµπή ή/και τη λήψη σηµάτων φωνής, εικόνας, video, και ψηφιακών δεδοµένων µέσω δορυφόρου. Στη βασική τους µορφή αποτελούνται από το υποσύστηµα της κεραίας (το οποίο µπορεί να λαµβάνει και να εκπέµπει µε τη βοήθεια ενός διπλέκτη), τον ποµπό, το δέκτη και τον τηλεπικοινωνιακό εξοπλισµό που επιτυγχάνει το διαχωρισµό των καναλιών. Μάθηµα 5 1

2 Κατηγορίες επίγειων δορυφορικών σταθµών Οι επίγειοι δορυφορικοί σταθµοί διακρίνονται ανάλογα µε το µέγεθός τους, το οποίο µε τη σειρά του εξαρτάται από τον όγκο και το είδος (φωνή, εικόνα, δεδοµένα) των µεταδιδοµένων πληροφοριών. Γενικά οι σταθµοί εδάφους χωρίζονται σε τρείς κατηγορίες: Μεγάλοι επίγειοι δορυφορικοί σταθµοί Χρησιµοποιούνται για την παροχή τηλεπικοινωνιακών υπηρεσιών µεγάλων απαιτήσεων σε διεθνές επίπεδο. Ονοµάζονται επίσης και πύλες (gates) επειδή ουσιαστικά συνδέουν το δορυφορικό τηλεπικοινωνιακό δίκτυο µε το επίγειο. Οι σταθµοί αυτοί χρησιµοποιούν κεραίες διαµέτρου µέχρι περίπου m (Πρότυπο Α του INTELSAT) Μικροί επίγειοι δορυφορικοί σταθµοί (very small aperture terminals, VSATs και ultra small aperture terminals, USATs) O εξοπλισµός των σταθµών αυτών συνδέεται απευθείας στον τελικό χρήστη και κατά συνέπεια προσφέρει το ζωτικό επικοινωνιακό σύνδεσµο που απαιτείται για το στήσιµο ενός δορυφορικού τηλεκπικοινωνιακού δικτύου ευρείας χρήσης. Οι κεραίες που χρησιµοποιούνται στους VSATs έχουν διάµετρο που κυµαίνεται από 1 έως 4 µέτρα περίπου. Οι κεραίες των USATs είναι ακόµα µικρότερες(διάµετρος 0.2-1m). Κινητοί σταθµοί εδάφους Στην κατηγορία αυτή συναντάµε τους σταθµούς που βρίσκονται πάνω σε πλοία, αεροσκάφη, ειδικά διαµορφωµένα οχήµατα και τα δορυφορικά κινητά τηλέφωνα. Μάθηµα 5 2

3 ιαιρέτης Επεξεργασία σήµατος Επεξεργασία σήµατος Oργάνωση επίγειου δορυφορικού σταθµού HPA Κύκλωµα αύξησης συχνότητας MOD MOD Πολυπλεξία / Αποπολυπλεξία Πολυπλεξία / Αποπολυπλεξία LNA Κύκλωµα ελάττωσης συχνότητας DEMOD Κυκλώµατα συνδυασµού Κυκλώµατα συνδυασµού ιαιρέτης ιασύνδεση µε το επίγειο δίκτυο ιασύνδεση µε το επίγειο δίκτυο ιπλέκτης Κινητήρες Κινητήρες οδήγησης οδήγησης Τροφοδοσία Τροφοδοσία κεραίας κεραίας Σήµατα Σήµατα ελέγχου ελέγχου Σήµατα Σήµατα σφάλµατος σφάλµατος Ανίχνευση εδοµένα σκόπευσης Υποσύστηµα κεραίας Υποσύστηµα ραδιοσυχνότητας Υποσύστηµα επικοινωνιών Υποσύστηµα διασύνδεσης µε το επίγειο δίκτυο ραδιοκύµατος Ενδιάµεση συχνότητα Σήµατα βασικής ζώνης Μάθηµα 5 3

4 Eξοπλισµός υποσυστήµατος ραδιοσυχνότητας Eξοπλισµός λήψης Ενισχυτής χαµηλού θορύβου (LNA), βασισµένος σε FET GaAs ή τρανζίστορ υψηλής κινητικότητας ηλεκτρονίων (HEMTs). Μετατροπέας σε χαµηλότερη ενδιάµεση συχνότητα (τυπικές τιµές ενδιάµεσης συχνότητας 70MHz και 1ΜΗz). Αυτή η µετατροπή µπορεί να γίνει για όλη τη ζώνη συχνοτήτων (µετατροπή πλήρους ζώνης) που λαµβάνει ο δέκτης ή ανά φέρον κύµα. Eξοπλισµός εκποµπής Ενισχυτής υψηλής ισχύος(ηpa), βασισµένος σε λυχνίες κενού (klystron ή TWT) ή σε παράλληλες συνδεσµολογίες FET GaAs. Κυκλώµατα σύζευξης των φερόντων. Η σύζευξη αυτή µπορεί να γίνει πρίν ή µετά την ενίσχυση ισχύος. Θερµοκρασία Θερµοκρασία θορύβου θορύβου ενισχυτών ενισχυτών χαµηλού χαµηλού θορύβου θορύβου βασισµένων βασισµένων σε σε HEMTs HEMTs (GHz) (GHz) Θερµοκρασία Θερµοκρασία θορύβου θορύβου ( ο ( Κ)) ο Κ)) Μάθηµα 5 4

5 Τυπικά Τυπικά χαρακτηριστικά χαρακτηριστικά ενισχυτών ενισχυτών ισχύος ισχύος Τεχνολογία Τεχνολογία (GHz) (GHz) Ισχύς Ισχύς (ΚW) (ΚW) Εύρος Εύρος ζώνης ζώνης (ΜHz) (ΜHz) Απολαβή Απολαβή (db) (db) Λυχνία οδεύοντος Λυχνία οδεύοντος κύµατος (TWT) κύµατος (TWT) Λυχνία Klystron Λυχνία Klystron FET GaAs FET GaAs Μάθηµα 5 5

6 Τηλεπικοινωνιακός εξοπλισµός επίγειου δορυφορικού σταθµού (ground communication equipment, GCE) Eξοπλισµός λήψης Μετατροπή της συχνότητας του φέροντος ραδιοκύµατος (RF) σε µια ενδιάµεση συχνότητα (ΙF) Ενίσχυση, φιλτράρισµα και εξίσωση καθυστέρησης µετάδοσης Αποδιαµόρφωση του φέροντος Εξοπλισµός εκποµπής ιαµόρφωση ενός φέροντος ραδιοκύµατος από το σήµα βάσης σε µια ενδιάµεση συχνότητα Ενίσχυση, φιλτράρισµα και εξίσωση καθυστέρησης µετάδοσης Μετατροπή των διαµορφωµένων φερόντων στη συχνότητα εκποµπής Μάθηµα 5

7 ιάγραµµα βαθµίδων διπλού µετατροπέα συχνότητας εκποµπής και λήψης Είσοδος ΙF 70 MHz Mίκτης 825 MHz BW=MHz BW=575MHz HPA Έξοδος RF 5.8 GHz.425 GHz Τοπικός ταλαντωτής MHz MHz αναφοράς 5 MHz MHz Έξοδος ΙF 70 MHz AFC AFC AGC AGC Τοπικός ταλαντωτής MHz MHz 10 MHz BW=MHz Κύκλωµα σύνθεσης µικροκυµατικής συχνότητας BW=575MHz Είσοδος RF 3.25 GHz 4.2 GHz Μάθηµα 5 7

8 Το υποσύστηµα σύνδεσης µε το επίγειο δίκτυο Το υποσύστηµα αυτό αποτελεί το συνδετικό κρίκο µεταξύ του τηλεπικοινωνιακού εξοπλισµού του επίγειου σταθµού και του επίγειου συµβατικού δικτύου. Οι κύριες λειτουργίες που επιτελεί είναι: Πολυπλεξία (multiplexing) και αποπολυπλεξία (demultiplexing) τηλεφωνικών σηµάτων οµιλίας Η πολυπλεξία αναλογικών τηλεφωνικών καναλιών (φασµατικού εύρους 4KHz) επιτυγχάνεται µε την τεχνική πολυπλεξίας µε διαίρεση συχνότητας (frequency division multiplexing, FDM). Με την τεχνική αυτή 12 τηλεφωνικά κανάλια σχηµατίζουν µια πρωτεύουσα οµάδα στην περιοχή 0-108ΚΗz. Η πολυπλεξία ψηφιακών σηµάτων επιτυγχάνεται µε την τεχνική της πολυπλεξίας µε διαίρεση χρόνου (time division multiplexing, TDM). Στην τεχνική αυτή χρησιµοποιούνται οι γνωστοί τύποι ιεραρχίας CEPT (E1) µε ρυθµό µετάδοσης 2.048Μbit/s και Τ1 µε ρυθµό µετάδοσης Μbit/s. Ψηφιακός εξοπλισµός πολλαπλασιασµού καναλιών (DCME) O εξοπλισµός αυτός χρησιµοποιεί τις παρακάτω δύο τεχνικές για τον πολλαπλασιασµό του αριθµού των τηλεφωνικών καναλιών τα οποία µπορούν να µεταδοθούν διαµέσου του ίδιου καναλιού-φορέα: Ψηφιακή παρεµβολή οµιλίας (digital speech interpolation, DSI). Προσαρµοζόµενη διαφορική παλµοκωδική διαµόρφωση (ADPCM) Συµπίεση και καταστολή της ηχούς Η ηχώ δηµιουργείται από τα κυκλώµατα µετατροπής των δισύρµατων γραµµών σε τετρασύρµατες λόγω κακής προσαρµογής. Στην τηλεφωνία µικρών αποστάσεων δεν γίνεται αντιληπτή. Αντίθετα είναι παρατηρήσιµη και ενοχλητική στις δορυφορικές συνδέσεις µέσω γεωστατικών δορυφόρων. Με τις τεχνικές συµπίεσης και καταστολής της ηχούς επιδιώκεται περιορισµός του φαινοµένου αυτού. Μάθηµα 5 8

9 Oργάνωση επίγειου δορυφορικού σταθµού f d ιπλέκτης f u LNA HPA Mίκτης f IF Τοπικός ταλαντωτής Τοπικός ταλαντωτής DEMOD MOD MOD D E M U X M U X Σ Η Μ ΑΤ ΑΤ Α Β Α Σ Η Σ Επίγειο δίκτυο f IF Μάθηµα 5 9

Σχετικά έγγραφα

Μάθηµα 3 ο : Το δορυφορικό τηλεπικοινωνιακό υποσύστηµα

Μάθηµα 3 ο : Το δορυφορικό τηλεπικοινωνιακό υποσύστηµα Στόχοι: Στο τέλος αυτού του µαθήµατος ο σπουδαστής θα γνωρίζει: Tη δοµή και τις βασικές λειτουργίες ενός δορυφορικού τηλεπικοινωνιακού υποσυστήµατος