Nghiên cứu SDR sử dụng bộ thu vệ tinh Outernet
Software Defined Radio
7
White

t17lab viết ngày 14/05/2017

Outernet là một dự án dựa trên hạ tầng vệ tinh Inmarsat, cho phép người dùng tiếp cận với các tài nguyên số công cộng như tin tức từ BBC World, Al Jazeera, Deutsche Welle, EurekAlert!, Medline, World Health Organization; thông tin thời tiết; Ham Radio APRS,... Người dùng mặt đất có thể sử dụng ăn-ten thu tín hiệu băng tần L (L-band) với tần số trung tâm là 1.5 GHz, ngoài ra bạn có thể nhận tín hiệu như ECG, ACARS,... Để có thông tin về sản phẩm, người dùng có thể truy cập trang web cung cấp thông tin chính thức tại Outernet Inc.

Tính năng chính của bộ thu là nhận tín hiệu trực tiếp từ vệ tinh địa tĩnh thông qua ăn-ten L-Band và chuyển đến bộ khuyếch đại (LNA) tần số 1.5GHz (phụ thuộc vào vệ tinh phát), SDR sẽ nhận các tín hiệu tương tự (analog) và chuyển sang tín hiệu số (digital) thông qua ADC (Analog-to-digital converter). Các dữ liệu số sẽ gởi đến mạch CHIP hoặc các thiết bị SoC/PC để xử lý dữ liệu và chuyển thành sóng wifi để người dùng có thể truy cập tài nguyên do vệ tinh cung cấp.

1. Thành phần trong bộ thu nhận tín hiệu Outernet

Bộ thu nhận tín hiệu được đóng gói (Deluxe Kit) và bán online với giá 99$ tại Shopify bao gồm các thành phần: an-ten L-Band, SDR dongle, amplifier (LNA), máy tính tích hợp C.H.I.P. đã được cài đặt phần mềm Skylark 1.0. Tại thời điểm tháng 04/2017, Outernet đã chính thức công bố thiết bị SDR do họ tự phát triển có tên SDRx 1v06.1, đây là một sự kết hợp SDR và LNA vào chung một phần cứng tiện dụng hơn; SDRx sử dụng chip R820T2 cho phép nhận tín hiệu nhạy hơn, giảm hiện tượng quá nhiệt so với dùng Elonics E4000 và LNA trong phiên bản trước đó, phiên bản Skylark cũng được cập nhật phiên bản 4.0. Các thành phần bộ thu Outernet
Mạch CHIP chuyển đổi dữ liệu và phát qua kênh wifi cho người dùng truy cập dễ dàng.
Mạch Outernet LNA khuyếch đại tần số 1500MHz
sdrx_rev1v06.1 Phần cứng SDRx thiết kế từ Outernet tích hợp SDR và LNA trên cùng thiết bị.
Tuy nhiên, người dùng Việt Nam có thể không cần phải mua trọn bộ thiết bị này và sử dụng giải pháp thay thế với giá thành/ hiệu năng phù hợp hơn.

Bộ Deluxe Kit Giải pháp thay thế Bắt buộc
Ăn-ten Outernet L-Band Tự thiết kế ăn-ten thu tín hiệu với chi phí thấp
SDR dongle E4000 RTL-SDR dongle (xử lý tín hiệu tốt hơn E4000)
Outernet/Inmarsat Amplifier (LNA) Sử dụng bộ khuyếch đại thay thế
Mạch C.H.I.P. Raspberry Pi (nếu bạn đã có R.Pi thì không cần mua thêm C.H.I.P.) Không
Pin dự phòng Sử dụng nguồn máy tính hoặc pin có dung lượng cao hơn Không

RTL-SDR v3 sử dụng chip R820T2 cho kết quả xử lý tín hiệu tốt hơn

Cấu tạo ăn-ten L-band sử dụng ba tấm kim loại xếp chồng nhau, tấm kim loại giữa bị cắt góc hai đầu cho phép nó hoạt động như một ăn-ten phân cực tròn phải (RHCP - Right Hand Circularly Polarized)

Kết nối thành phần Outernet

Người dùng cần kết nối các thành phần ănten và SDR vào board CHIP hoặc kết nối đến PC để xử lý tín hiệu thu được. Để thực hiện thu tín hiệu vệ tinh được tốt, tôi tiến hành ngoài trời và cần xác định vị trí vệ tinh Inmarsat gần nhất. Cần bảo đảm ănten được hướng về vệ tinh gần nhất và nên thu tại khu vực không có vật cản để tín hiệu thu được ổn định. Choosing a Satellite Tôi xác định tọa độ vệ tinh địa tĩnh sẽ được sử dụng là I-4 F1 APAC (Asia-Pacific).

I-4 F1 APAC (Asia-Pacific)  
Position: 144.0°E  
Coverage: Asia, Australia, Pacific and Indian Oceans  
Outernet Frequency: 1545.9525 MHz  

Bạn có thể sử dụng một số phần mềm miễn phí/ tính phí trên Android/Iphone để xác định góc và hướng các vệ tinh trên quỹ đạo. Dishpointer trên iOS hoặc SatFinder trên Android và nhiều ứng dụng trên di động khác.

2. Thu nhận dữ liệu với Outernet kit

Sử dụng bộ kit được phân phối từ outernet.is là cách đơn giản nhất để người dùng có thể tiếp cận nhanh chóng với việc thu dữ liệu. Tôi bắt đầu bằng cách kết nối các thành phần theo hướng dẫn và xác định tọa độ vệ tinh gần Việt Nam là I-4 F1 APAC. Sau khi tihết bị CHIP khởi động hoàn thành, người dùng sử dụng PC/smartphone kết nối đến wifi có SSID là Outernet với mật khẩu là outernet. Mạch CHIP lúc này đóng vai trò là Wifi hotspot cho phép các thiết bị kết nối đến tài nguyên mà nó cung cấp tại IP http://10.0.0.1 Thành phần bộ thu Outernet đang hoạt động thu tín hiệu vệ tinh I4F1-APAC - 144E
Nhà sản xuất tích hợp chương trình Skylark vào mạch CHIP cho phép người dùng truy xuất các tài nguyên như Wiki, thời tiết, máy tính, các thông tin hệ thống, trình quản lý tập tin, các trang tin tức, ... mang các tiện ích đến những khu vực không thể tiếp cận với dữ liệu internet. Thông tin thời tiết thu nhận từ Outernet
Trình quản lý tập tin được tải từ vệ tinh.
Trang cung cấp tin tức tổng hợp từ Skylark
Trang thông tin Wiki

3. Thu nhận dữ liệu với Outernet-in-a-box

Trong trường hợp người dùng cần phân tích các dữ liệu tải về thông qua PC, Outernet in a Box là bộ giải mã được nhà sản xuất cung cấp có thể hoạt động trên Wndows, Mac, Linux do chạy trên nền tảng Virtual Box. Kết nối bộ thu và PC sử dụng bộ giải mã Outernet in a box
Giao diện hoạt động Outernet in a box
Dữ liệu được lưu trữ tại thư mục C:\Outernet

4. Tạm kết

Tại Việt Nam thì Outernet vẫn còn khá mới mẻ do người dùng trong nước đều có thể dễ dàng tiếp cận với các nguồn dữ liệu mạng thông qua Internet. Tuy nhiên, với mục tiêu to lớn của Outernet truyền tải những nội dung đến những vùng khó tiếp cận viễn thông hiện đại, nhà phát triển đã lên kế hoạch đưa nhiều vệ tinh kích thước nhỏ (cubesat) vào quỹ đạo để tăng thêm chất lượng dịch vụ. Sau một thời gian sử dụng, tôi nhận thấy các thành phần này đều có giải pháp thay thế cho người dùng trong nước có thể tiếp cận với giá thành thấp hơn, trong phần tiếp theo tôi sẽ thực hiện những phương án thay thế và công bố sau khi hoàn thành. Outernet là một phần trong những tìm hiểu về sóng vô tuyến khá thú vị cho những bạn sinh viên, hoặc người dùng đam mê với các làn sóng trong không gian. Tham khảo:

  1. http://aprs.org/outnet.html
  2. http://aprs.org/outnet-hotspot.html
  3. http://aprs.org/outnet-ariss.html
  4. http://outernet.is/

Bài viết được lưu trữ tại: t17lab.com

Bình luận


White
{{ comment.user.name }}
Bỏ hay Hay
{{comment.like_count}}
Male avatar
{{ comment_error }}
Hủy
   

Hiển thị thử

Chỉnh sửa

White

t17lab

7 bài viết.
14 người follow
Kipalog
{{userFollowed ? 'Following' : 'Follow'}}
Cùng một tác giả
White
4 0
OpenWebRX là phần mềm phát triển trên ngôn ngữ Python cho phép người dùng kết nối thiết bị SDR và phát trực tuyến thông qua mạng internet. Một số l...
t17lab viết 1 năm trước
4 0
White
3 0
Hệ thống thông tin di động toàn cầu (GSM – Global System for Mobile communications) là một trong những mạng viễn thông phổ biến nhất trên thế giới,...
t17lab viết 1 năm trước
3 0
White
2 0
Tại Việt Nam, cơ quan chịu trách nhiệm các vấn đề về vô tuyến điện là (Link), thuộc (Link); các vấn đề tham khảo về pháp luật cho nước sở tại bạn đ...
t17lab viết hơn 1 năm trước
2 0
Bài viết liên quan
White
4 0
OpenWebRX là phần mềm phát triển trên ngôn ngữ Python cho phép người dùng kết nối thiết bị SDR và phát trực tuyến thông qua mạng internet. Một số l...
t17lab viết 1 năm trước
4 0
White
1 0
Trong phần 2 tôi thực hiện tạo các dữ liệu tọa độ theo lịch trình di chuyển giả mạo tại Hồ Gươm, Hà Nội, Việt Nam bằng cách sử dụng công cụ SatGen ...
t17lab viết 1 năm trước
1 0
White
1 0
Giả mạo tín hiệu GPS là một kỹ thuật không mới và được nhiều nhóm nghiên cứu bảo mật trên thế giới thực hiện kiểm tra và thử nghiệm trên môi trường...
t17lab viết 1 năm trước
1 0
{{like_count}}

kipalog

{{ comment_count }}

bình luận

{{liked ? "Đã kipalog" : "Kipalog"}}


White
{{userFollowed ? 'Following' : 'Follow'}}
7 bài viết.
14 người follow

 Đầu mục bài viết

Vẫn còn nữa! x

Kipalog vẫn còn rất nhiều bài viết hay và chủ đề thú vị chờ bạn khám phá!