Đồ án Hệ thống thông tin vệ tinh VSAT IPSTAR

LỜI CAM ĐOAN
  
Thông tin vệ tinh VSAT IPSTAR hiện nay là dịch vụ đang sử dụng nhưng
vẫn còn nhiều ứng dụng chưa được phát huy, nhiều vấn đề để xem xét và mở rộng
kiến thức. Vì vậy em chọn đề tài này làm đồ án tốt nghiệp cho mình. Quá trình làm
đồ án tốt nghiệp tuy còn nhiều thiếu sót do kiến thức còn hạn chế nhưng đây là
những hiểu biết của em cùng với sự giúp đỡ của thầy hướng dẫn.
Em xin cam đoan đồ án của em không phải là bản sao chép của bất kỳ đồ án
hoặc công trình đã có trước, em xin chịu trách nhiệm trước nhà trường.
Em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô và các bạn đã giúp em hoàn thành đồ
án này.
Đà nẵng, tháng 6 năm 2007
Sinh viên thực hiện


MỤC LỤC
Trang
Phụ lụcChương trình mô phỏng-Lưu đồ thuật toán-Mã nguồn
Lời cam đoan
Mục lục
Các từ viết tắc
Lời nói đầu
Chương 1: TỔNG QUAN VỀ THÔNG TIN VỆ TINH VSAT 1
1.1. GIỚI THIỆU CHƯƠNG 1
1.2. Khái niệm hệ thống VSAT 1
1.2.1 Giới thiệu chung 1
1.2.2 Các định nghĩa đặc tính hệ thống VSAT 1
1.3 CÁC ỨNG DỤNG CỦA HỆ THỐNG VSAT 2
1.3.1 Tổng quát về tính ưu nhược của hệ thống VSAT 2
1.3.2 Các ứng dụng trong thông tin một chiều 2

1.3.2.1 Phân phối dữ liệu và phân phối tín hiệu video 2
1.3.2.2 Thu thập dữ liệu 3
1.3.3 Các ứng dụng thông tin hai chiều 3
1.3.3.1 Truyền dữ liệu 3
1.3.3.2 Video hội nghị 3
1.4 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ KỸ THUẬT CỦA VSAT 4
1.4.1 Tổng quan về các kiểu VSAT 4
1.4.2 Kỹ thuật trãi phổ trong mạng VSAT 4
1.4.3 Các VSAT sử dụng kỹ thuật đa truy cập phân chia theo tần số FDMA 5
1.4.4 Các VSAT sử dụng kỹ thuật đa truy cập phân chia theo t/gian TDMA 5
1.4.5 Các VSAT sử dụng kỹ thuật TDM/TDMA 5
1.5 Các đặc tính tiêu biểu của VSAT 6
1.5.1 Kích thước mạng, số lượng VSAT trong một mạng 6
1.5.2 Các yêu cầu đối với phần không gian 7
1.6 Các vấn đề chung về giao thức và giao diện mặt đất của mạng VSAT 7
1.6.1 Mô hình giao thức mạng VSAT. 8
1.6.1 Mô hình giao thức mạng VSAT 8
1.7 KẾT NỐI VỚI CÁC DTE ĐỊNH HƯỚNG GÓI CỦA NGƯỜI SỬ DỤNG VÀ
VỚI CÁC MẠNG DỮ LIỆU MẶT ĐẤT 12
1.7.1 Kết nối với các DTE của người sử dụng 12
1.7.2 Kết nối với các mạng dữ liệu mặt đất chuyển mạch gói (PSPDN) 14
1.8 KẾT LUẬN CHƯƠNG 15
Chương 2 : KỸ THUẬT TRẠM MẶT ĐẤT VÀ HUB - NHIỄU VÀ CÁC VẤN
ĐỀ KHI HOẠT ĐỘNG 16
2.1 GIỚI THIỆU CHƯƠNG 16
2.2 VSAT - KỸ THUẬT TRẠM MẶT ĐẤT 15
2.2.1 Cấu trúc chung. 15
2.2.2 Anten trạm VSAT 17
2.2.3 Khối thiết bị ngoài trời (ODU) của VSAT 18
2.2.4 Khối thiết bị trong nhà (IDU) của VSAT 19

2.3 KỸ THUẬT TRẠM MẶT ĐẤT HUB 20
2.3.1 Mô hình tổng quát của một trạm Hub 20
Phụ lụcChương trình mô phỏng-Lưu đồ thuật toán-Mã nguồn
2.3.2 Thiết bị RF 21
2.3.3 Thiết bị Modem IF 22
2.3.4 Thiết bị băng gốc ở trạm Hub (HBE) 23
2.3.4.1 Thiết bị điều khiển và xử lý phát (TX-PCE) 24
2.3.4.2 Thiết bị điều khiển và xử lý thu (RX PCE) 24
2.3.4.3 Thiết bị giao tiếp đường dây (LIE) 24
2.3.4.4 Trung tâm điều khiển mạng (NNC) 25
2.4 CÁC LOẠI NHIỄU: 25
2.4.1 Giới thiệu: 25
2.4.2 Các nguồn gây nhiễu 26
2.4.3 Các đặc tính của anten có ảnh hưởng đến nhiễu 27
2.4.3.1 Các đặc điểm của anten VSAT 27
2.4.3.2 Độ phân cách của anten: 28
2.4.4 Các yêu cầu về chia sẽ tần số và mức ngưỡng nhiễu 28
2.4.4.1 Tiêu chuẩn nhiễu trong mạng VSAT 28
2.4.4.2 Các kỹ thuật hạn chế nhiễu 29
2.5 KẾT LUẬN CHƯƠNG 30
Chương 3: GIỚI THIỆU VỀ VSAT IP-STAR 31
3.1 GIỚI THIỆU CHƯƠNG 31
3.2 TỔNG QUAN VỀ MẠNG VSAT IPSTAR 31
3.2.1 Giới thiệu về VSAT IPSTAR: 32
3.2.2 Các ứng dụng của VSAT IPSTAR: 33
3.3 KỸ THUẬT CỦA MẠNG VSAT IPSTAR 34
3.3.1 Sử dụng kỹ thuật đa truy nhập theo tần số: FDMA 34
3.3.2 Sử dụng kỹ thuật đa truy nhập theo thời gian: TDMA 35
3.3.3 Nguyên lý TDMA 36
3.3.4 Ưu điểm của TDMA 37

3.3.5 Sử dụng kỹ thuật mã FEC: 38
3.3.6 VSAT IPSTAR sử dụng (FDMA/TDM) 38
3.3.7 Ứng dụng kỹ thuật ghép kênh vào VSAT IPSTAR 40
3.4 CÔNG NGHỆ CỦA IPSTAR 41
3.4.1 Công nghệ đoạn không gian: 41
3.4.2 Công nghệ đoạn mặt đất 42
3.4.3 Giao diện giao thức mạng mới 42
3.5 NHỮNG ƯU THẾ VÀ NHƯỢC ĐIỂM 43
3.6 KẾT LUẬN CHƯƠNG 45
Phần II :TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ
CHƯƠNG 4: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG VSAT IPSTAR PHƯƠNG PHÁP
THIẾT KẾ MẠNG VSAT IPSTAR 46
4.1 GIỚI THIỆU CHƯƠNG 46
4.2 CÁC THÔNG SỐ CẦN CHO TÍNH TOÁN 47
4.3 BÀI TOÁN THỰC TẾ: 48
4.3.1 Giới thiệu chung 48
4.3.2 Mô hình và các thông số của một tuyến thông tin. 48
Phụ lụcChương trình mô phỏng-Lưu đồ thuật toán-Mã nguồn
4.3.3 Tính toán góc ngẩng và góc phương vị 49
4.3.3.1 Góc ngẩng 49
4.3.3.2 Góc phương vị 50
4.3.4 Tính toán kết nối đường lên (UPLINK) 51
4.3.4.1 Công suất phát của trạm mặt đất P
TXe
51
4.3.4.2 Hệ số khuếch đại anten phát trạm mặt đất G
TXe
52
4.3.4.3 Công suất bức xạ đẳng hướng tương đương trạm mặt đất EIRPe 52
4.3.4.4 Tổng suy hao tuyến lên L

U
53
4.3.4.5 Độ lợi Anten thu G
1
53
4.3.4.6 Mật độ dòng công suất bức xạ hiệu dụng của trạm mặt đất Ф
1
53
4.3.4.7 Độ lùi đầu vào IBO 54
4.3.4.8 Tỷ số sóng mang trên tạp âm tuyến lên (C/N
o
)
U
54
4.3.5 Tính toán kết nối đường xuống (DOWNLINK) 55
4.3.5.1 Hệ số khuếch đại anten thu trạm mặt đất G
RXe
55
4.3.5.2 Tổng suy hao tuyến xuống L
D
56
4.3.5.3 Hệ số phẩm chất của trạm mặt đất (G/T)
E.
56
4.3.5.4 Tỷ số sóng mang trên tạp âm tuyến xuống bão hòa (C/No)
Dsat
57
4.3.5.5 Độ lùi đầu ra OBO 58
4.3.5.6 CS bức xạ đẳng hướng tương đương của một sóng mang EIRP1 59
4.3.5.7 Tỷ số sóng mang trên tạp âm nhiễu tuyến xuống trên một sóng mang

(C/No)
D1
59
4.3.5.8 Tỷ số sóng mang trên tạp âm nhiễu xuyên điều chế tuyến xuống trên
sóng mang (C/No)
IM
60
4.3.5.9 Tỷ số sóng mang trên tạp âm nhiễu giao thoa tuyến xuống trên
sóng mang (C/Noi)
D
61
4.3.5.10 Tỷ số sóng mang trên tạp âm nhiễu toàn tuyến trên s/m (C/No)
t
62
4.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG 62
CHƯƠNG 5 : THIẾT KẾ MẠNG VSAT IPSTAR THỰC TẾ TẠI VIỆT NAM 64
5.1 Giới thiệu chương 64
5.2 Tính toán đường truyền tuyến thông tin vệ tinh ThaiCom-1A đối với trạm mặt
đất đặt tại Đà Nẵng. 64
5.2.1 Giới thiệu về vệ tinh và các thông số ban đầu 64
5.2.2 Tính toán thông số mạng (Network IPSTAR) 66
5.2.2.1 Tính toán băng thông thực của nhóm UT 66
5.2.2.2 Tính toán băng thông thực của trạm GW 67
5.2.2.3 Tính toán băng thông thực của toàn mạng 67
5.2.2.4 Tính toán (C/No)t yêu cầu toàn tuyến trong mạng 67
5.2.2.5 Tính toán hiệu suất sử dụng băng thông 67
5.2.3 Tính toán cự ly thông tin, góc ngẩng, góc phướng vị 67
5.2.3.1 Tính toán cự ly thông tin 67
5.3 Tính toán tuyến lên (UpLink). 68
5.3.1 Công suất phát của trạm mặt đất P

TXe
68
5.3.2 Hệ số khuếch đại anten phát trạm mặt đất G
TXe
69
5.3.3 Công suất bức xạ đẳng hướng tương đương của trạm mặt đất EIRP
e
69
Phụ lụcChương trình mô phỏng-Lưu đồ thuật toán-Mã nguồn
5.3.4 Tổng suy hao tuyến lên L
U
69
5.3.5 Độ lợi Anten phát (/m2) G
1
70
5.3.6 Mật độ dòng công suất bức xạ hiệu dụng của trạm mặt đất Ф
1
(dBW/m2).
70
5.3.7 Độ lùi đầu vào IBO 70
5.3.8 Tỷ số sóng mang trên tạp âm tuyến lên (C/N
o
)
U.
71
5.3.8.1 Tỷ số sóng mang trên tạp âm tuyến lên bão hòa (C/N
o
)
Usat
71

5.3.8.2 Tỷ số sóng mang trên tạp âm tuyến lên một trạm mặt đất (C/N
o
)
U1
71
5. 4 Tính toán kết nối đường xuống (DOWNLINK) 72
5.4.1 Hệ số khuếch đại anten thu trạm mặt đất G
Rxe
72
5.4.2 Tổng suy hao tuyến xuống L
D
72
5.4.3 Hệ số phẩm chất của trạm mặt đất (G/T)
E
73
5.4.4 Tỷ số sóng mang trên tạp âm tuyến xuống bão hòa (C/No)
Dsat
74
5.4.5 Độ lùi đầu ra OBO 74
5.4.6 Công suất bức xạ đẳng hướng tương đương của một sóng mang EIRP
1
.75
5.4.7 Tỷ số sóng mang trên tạp âm nhiễu tuyến xuống trên một s/mang 75
5.4.8 Tỷ số s/mang trên tạp âm nhiễu xuyên điều chế tuyến xuống trên s/mang75
5.4.9 Tỷ số s/mang trên tạp âm nhiễu giao thoa tuyến xuống trên s/mang 76
5.4.10 Tỷ số sóng mang trên tạp âm nhiễu toàn tuyến trên sóng mang (C/N
o
)
t
76

5.5 Kết luận chương 78
Kết luận và hướng phát triển đề tài:
Tài liệu tham khảo
Phần phụ lục
Các Từ Viết Tắt
A Azimut Góc phương vị
AOCS Attitude and orbit control system Hệ thống đ/kh trạng thái & quỹ
đạo
BPF Band pass filter Bộ lọc thông dải
BPSK Binary PSK Điều chế theo pha nhị phân
BER Bit error ratio Tỷ lệ lỗi bit
CDMA Code division multiplex access Đa truy nhập phân chia theo mã
CDM Code division multiplex Ghép kênh phân chia theo mã
C&M Control and Monitoring Điều khiển và giám sát
CUG Closed Users group Nhóm người sử dụng khép kín
D/C Down coverter Bộ hạ tần
DAMA Demand Assgned Multiple Acces Đa truy cập ấn định theo yêu cầu
DCE Data circuit Terminating equipment Thiết bị đầu cuối kênh dữ liệu
Phụ lụcChương trình mô phỏng-Lưu đồ thuật toán-Mã nguồn
DSP Digital Signal Processing Xử lý tín hiệu số
DTE Data Terminal Equipment Thiết bị đầu cuối dữ liệu.
E Elevation Góc ngẩng
Eb/No Energy per bit over thermal Noise Tỷ lệ năng lượng một bit trên cs
tạp
power (per Hz) ratio âm nhiệt (/Hz)
EIRP Equivalent isotropic racliated power Công suất bức xạ đẳng hướng
tương đương
FEC Forward Error Corection Sữa lỗi tại nơi thu
GEO Geosychronous earth orbit Quỹ đạo địa tĩnh
GSM Gobal System for Mobile Hệ thống thông tin di động toàn

cầu
Communication
HBE Hub Baseband Equipment Thiết bị băng gốc Hub
HCI Hub Control Interface Giao tiếp điều khiển Hub
HPA High power amplifiers Bộ khuếch đại công suất cao
HPC High power amplifiers and Convertor Bộ đổi tần và k/đại công suất
cao
IBO Input background color off Độ lùi đầu vào
IDU In-Door Unit Khối bên trong
IF Intermediate frequency Tần số trung tần
IM InterModulation Xuyên điều chế
ISDN Integrated Services Data Network Mạng dịch vụ tích hợp số
LEO Low earth orbit Quỹ đạo thấp
LIE Line Interface Equipment Thiết bị giao tiếp đường
LO Local ossilator Bộ dao động nội
LNA Low noise amplifiers Khuếch đại tạp âm thấp
MAN Metropolitan Area Network Mạng vùng trung tâm
MCD Multicarrier Demodulation Bộ giải điều chế đa sóng mang
NRZ Non return zero Mã không trở về không
OBO Output back off Độ lùi đầu ra
OBP On Board Processing Xử lý trên vệ tinh
ODU Out-Door Unit Khối bên ngoài
PA Power Ampli bộ khuếch đại công suất
PCE Processing and Control Equipment Thiết bị điều khiển và xử lý
PSTN Public switch telephone network Mạng đ/th chuyển mạch công
cộng
PSDN Packet Switched Data Network Mạng dữ liệu chuyển mạch gói
RF Radio frequency Tần số vô tuyến
TDMA Time division multiplex access Đa truy nhập phân chia theo
th/gian

U/C Up coverter Bộ nâng tần
SHF Supper Hight Frequency Tần số siêu cao tần
SCADA Supervisory Control And Data Thu dữ liệu và điều khiển giám
sát
Phụ lụcChương trình mô phỏng-Lưu đồ thuật toán-Mã nguồn
Acquisition
CCIR Commite Consultative Internation Radio Uỷ ban tư vấn điện báo đ/thoại
QTế
LỜI NÓI ĐẦU
Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, sự linh hoạt của con người
cũng đòi hỏi ở mức cao hơn và đặc biệt là vị trí địa lý của Vệt Nam ta hơn 1/3 là đồi
núi, do đó mạng thông tin hữu tuyến không đáp ứng hết các nhu cầu kể cả trong
thương mại và quân sự. Các hệ thống thông tin vệ tinh trạm mặt đất VSAT ra đời là
để đáp ứng nhu cầu truyền dữ liệu của con người, cũng như đáp ứng được dịch vụ
giá rẽ trong thương mại. Vấn đề tài nguyên tần số rất hạn hẹp, nên việc cấp phát
kênh tần số đòi hỏi phải được tối ưu để không làm ảnh hưởng đến các hệ thống
khác, đồng thời giảm nhiễu trong hệ thống. Mặc khác, do hệ thống thông tin vệ tinh
VSAT sử dụng trong môi trường truyền vô tuyến có suy hao đường truyền lớn, đặc
biệt là suy hao do mưa, giao thoa (Interference) và các loại nhiễu khác (như nhiễu
nhân tạo, nhiễu công nghiệp, …) làm ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng của hệ
thống.
Phụ lụcChương trình mô phỏng-Lưu đồ thuật toán-Mã nguồn
Đề tài “Hệ thống thông tin vệ tinh VSAT IPSTAR” với mục đích đề xuất lộ
trình tuyến thông tin vô tuyến vệ tinh VSAT tại Việt Nam, đồng thời đánh giá chất
lượng tuyến đã triển khai. Đề tài được chia ra làm năm chương:
Chương 1 : Trình bày tổng quan về thông tin vệ tinh VSAT
Chương 2 : Trình bày kỹ thuật trạmạm mặt đất và Hub-nhiễu và các vấn
đề khi hoạt động
Chương 3 : Giới thiệu về VSAT IP-STAR
Chương 4 : Trình bày tổng quan về hệ thống VSAT IPSTAR- phương

pháp thiết kế mạng VSAT IPSTAR
Chương 5 : Trình bày phương phápthiết kế mạng VSAT IPSTAR thực tế
tại Việt Nam
Trong quá trình hoàn thành đồ án này, mặc dù đã nhận được sự giúp đỡ tận
tình của các thầy cô trong khoa Điện Tử -Viễn Thông nhưng do còn hạn chế về thời
gian và kiến thức nên không thể tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong được sự
góp ý chân thành của các thầy cô.
Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Văn Tuấn và các thầy cô
trong khoa Điện Tử Viễn Thông cùng các bạn sinh viên trong lớp đã giúp đỡ em
hoàn thành đồ án này.
Đà Nẵng, tháng 6 năm 2007.
Sinh viên thực hiện
Phan Vĩ Phúc
CHƯƠNG 1:
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG VỆ TINH VSAT
1.1 GIỚI THIỆU CHƯƠNG.
VSAT (Verry Small Aperture Terminal) trạm mặt đất khẩu độ nhỏ là một
phương tiện truyền thông hiệu quả về mặt kinh tế với các đặc tính đặc trưng, VSAT
ngày càng đóng vai trò quan trọng trong viễn thông phục vụ cho các ứng dụng nhất
định nào đó.
Trong chương này giải thích các khái niệm cơ bản về trạm mặt đất VSAT, sơ
lược hoạt động và cấu trúc như thế nào cũng như các ứng dụng cụ thể. Ngoài ra còn
trình bày tính năng trong ứng dụng và cả các giao diện mặt đất.
1.2 KHÁI NIỆM VỀ HỆ THỐNG VSAT.
Phụ lụcChương trình mô phỏng-Lưu đồ thuật toán-Mã nguồn
1.2.1 Giới thiệu chung.
VSAT (Verry Small Aperture Terminal) trạm mặt đất khẩu độ nhỏ hay đầu
cuối khẩu độ nhỏ, được sử dụng phổ biến trong dịch vụ vệ tinh cố định (FSS) - đây
là kiểu phân phối dữ liệu trực tiếp tới người sử dụng. Tại Mỹ từ năm 1981 các hệ
thống cỡ nhỏ được dùng cho các ứng dụng chuyên dùng và là các trạm mặt đất một

chiều (One Way). Các trạm mặt đất được trang bị các anten với đường kính 0.6m và
có khả năng thu dữ liệu với tốc độ bít thấp (0,3 ÷ 9,6 Kbit/s) và được phát đi thông
qua trạm mặt đất trung tâm (Hub). Do việc thu được thực hiện trên anten có đường
kính nhỏ như vậy vệ tinh cần phải có một hệ số phát xạ đẳng hướng tương đương
(EIRP) rất cao. Vì vậy việc ứng dụng kỹ thuật truy cập và điều chế trải phổ để tránh
can nhiễu đến từ các hệ thống thông tin khác sử dụng cùng băng tần. Từ năm 1984,
các hệ thống hai chiều (Two Way) vẫn dựa trên các nguyên lý trên cũng được đưa
vào sử dụng. Tuy nhiên sau đó cũng xuất hiện thế hệ mới băng tần là 14/12Ghz, với
khả năng đảm bảo thông lượng dữ liệu rất cao (64kbit/s) mặc dù đường kính anten
có lớn hơn (trên 1.2m) và sử dụng kỹ thuật điều chế khác (kết hợp TDM/TDMA).
1.2.2 Đặc tính của hệ thống VSAT.
• Các trạm mặt đất VSAT thường sử dụng trong các mạng khép
kín ở các ứng dụng có tính chuyên dụng, kể cả quảng bá thông tin lẫn trao đổi thông
tin.
• Các trạm mặt đất VSAT (từ xa) thường thiết lập trực tiếp ở
khuôn viên hoặc những nơi không được giám sát thường xuyên.
• Các trạm mặt đất VSAT thường là thành phần của một mạng
hình sao bao gồm một trạm trung tâm (Hub) tương đối lớn và nhiều trạm VSAT từ
xa. Tuy nhiên một vài mạng lại hoạt động theo cấu hình điểm nối điểm hoặc theo
cấu hình mạng lưới không cần Hub.
1.3 CÁC ỨNG DỤNG CỦA HỆ THỐNG VSAT.
1.3.1 Tổng quát về tính ưu-nhược của hệ thống VSAT.
Các hệ thống VSAT thường được sử dụng dưới hình thức tư nhân, một nhóm
người sử dụng khép kín, hay các mạng thông tin số trong đó các trạm VSAT từ xa
được thiêt lập trực tiếp tại khuôn viên của người sử dụng từ xa.
Phụ lụcChương trình mô phỏng-Lưu đồ thuật toán-Mã nguồn
Xét mạng VSAT có những ưu điểm so với các mạng thông tin mặt đất khác:
 Khả năng cung cấp dịch vụ lớn do tầm phủ sóng lớn.
 Việc triển khai mạng trở nên linh hoạt nhờ việc dễ dàng thay đổi cấu hình
và cho phép thiết lập các VSAT mới ở bất kỳ nơi nào nằm trong vùng phủ sóng.

 Khả năng quảng bá thông tin, đặc biệt là đối với việc phân phối dữ liệu.
 Khả năng truyền dẫn với tốc độ bit cao, thường là 64, 128 Kbit/s hay hơn.
 Chi phí thông tin không phụ thuộc vào khoảng cách.
 Không có nút mạng trung gian giữa người sử dụng đầu cuối và hệ thống
thông tin trung tâm (Hub). Điều này làm cho hệ thống VSAT có đặc tính hoạt động
rất cao như độ tin cậy, độ sẵn dùng và chất lượng truyền dẫn cao (lỗi Bit-Ber thấp).
Nhưng mạng VSAT cũng còn nhược điểm trễ truyền dẫn trên đường truyền
vệ tinh. Do đó cần phải chú ý đến các giao thức ứng dụng và thông tin phải có khả
năng thích ứng với việc xử lý thời gian trễ này (đặc biệt là mạng GSM).
1.3.2 Các ứng dụng trong thông tin một chiều.
1.3.2.1 Phân phối dữ liệu và phân phối tín hiệu Video.
Ứng dụng phân phối dữ liệu (truyền thông dữ liệu) là ứng dụng phổ biến
nhất của thông tin một chiều, tức là phân phối thông tin dưới dạng tín hiệu số từ
Hub tới tất cả các thuê bao hoặc một số các giới hạn trong thuê bao (như: tin tức,
thông cáo báo chí, thông tin thời tiết, truyền hình giải trí ).
Việc phân phối tín hiệu Video tới các trạm VSAT có thể thực hiện dưới hai
hình thức chính:
 Dùng VSAT thu các tín hiệu Video (hoặc truyền hình) ở tốc độ bít
thấp (1.5 hay 2.4Mbit/s), tức là hoạt động theo chế độ bình thường.
 Thu các tín hiệu số hay tín hiệu TV/FM truyền thống (analog), dưới
dạng chức năng phụ trợ của VSAT. Chức năng thường được thực hiện
thông qua một cổng ra phụ ở khối chuyển đổi nhiễu thấp (LNC).
1.3.2.2 Thu nhập dữ liệu.
Các VSAT một chiều có thể sử dụng ở hướng ngược lại từ trạm VSAT đến
các Hub cho mục đích thu nhập dữ liệu. Nghĩa là truyền dữ liệu tự động thông qua
Phụ lụcChương trình mô phỏng-Lưu đồ thuật toán-Mã nguồn
VSAT từ các bộ cảm biến từ xa. Các ứng dụng phổ biến là giám sát khí tượng hay
môi trường, giám sát mạng truyền tải điện tự động…
1.3.3 Các ứng dụng hai chiều.
1.3.3.1 Truyền dữ liệu.

Thông tin vệ tinh VSAT hai chiều bổ sung thêm cho các dịch vụ thông tin
một chiều ở trên, các dịch vụ thông tin VSAT hai chiều mang lại một phạm vi ứng
dụng gần như không giới hạn.
Đối với truyền dữ liệu, các mạng VSAT thương mại ngày càng sử dụng phổ
biến cho rất nhiều hình thức truyền dữ liệu khác nhau, đặc biệt là với truyền dữ liệu
hai chiều. Điều này làm cho tính linh động của mạng tăng lên rất nhiều và đặc biệt
là đối với kiểu truyền dữ liệu và file theo phương pháp tương hổ hoặc theo kiểu
luân phiên hỏi đáp. Trong thực tế các mạng VSAT hoạt động tương tự như “Mạng
dữ liệu chuyển mạch gói (PSDN)”. Các ứng dụng điển hình của mạng như: chuyển
đổi truyền trọn gói các file dữ liệu quản lý trong kinh doanh từ các chi nhánh về
trung tâm xử lý dữ liệu, thu thập dữ liệu và đặc biệt cung cấp dịch vụ điều khiển và
giám sát dữ liệu theo yêu cầu (SCADA), các dịch vụ thư điện tử, xử lý từ xa các
VSAT có thể truy cập vào một máy tính chủ thông qua Hub.
1.3.3.2 Video hội nghị
Đối với truyền Video hội nghị, theo sự phát triển kỹ thuật nén hình ảnh số,
các bộ mã hoá và giải mã (coder) video tốc độ bít thấp đã tạo điều khiển cho việc
thực thi hình thức video hội nghị phục vụ cho các hoạt động kinh doanh với mục
đích tiết kiệm chi phí và thời gian đi lại.
1.4 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ KỸ THUẬT CỦA VSAT.
1.4.1 Tổng quan về các kiểu VSAT.
Hầu hết các ứng dụng VSAT đều dựa trên khái niệm sau:
- Mạng hình sao: Gồm một trạm mặt đất trung tâm gọi là Hub, được trang bị
một anten tương đối lớn và một trạm mặt đất từ xa được trang bị anten cỡ nhỏ. Mọi
đường thông tin giữa các trạm VSAT từ xa đều thông qua Hub.
Luồng thông tin từ Hub tới VSAT được thực hiện trên kênh tuyến ra
(outbound), còn luồng thông tin giữa VSAT tới Hub được thực hiện trên kênh tuyến
Phụ lụcChương trình mô phỏng-Lưu đồ thuật toán-Mã nguồn
vào (inbound). Các chế độ thông tin trên các kênh tuyến ra được phân phối đồng
thời từ Hub tới các VSAT. Trong khi các kênh tuyến vào yêu cầu được phúc đáp
riêng lẻ được thiêt lập từ mỗi một trạm VSAT từ xa tới Hub.

Phần lớn các đặc điểm áp dụng cho thông tin hai chiều (các VSAT thu/phát).
Tuy nhiên cũng có thể áp dụng được trong ứng dụng của mạng thông tin VSAT một
chiều.
1.4.2 Kỹ thuật trải phổ trong mạng VSAT:
Do VSAT là mạng thương mại tư nhân, các anten trạm mặt đất có kích thước
nhỏ nên phải dùng kỹ thuật đa truy cập và điều chế trải phổ. Bởi đây là phương
pháp duy nhất có thể hạn chế đến mức tối thiểu ảnh hưởng can nhiễu từ hệ thống
RF khác (do đây là loại anten nhỏ mà chịu một tải lớn trên băng tần). Trong kỹ
thuật trải phổ độ rộng của băng tần tín hiệu được tăng lên, thường thì thông qua mã
hoá thông tin với một chuổi tín hiệu giả ngẫu nhiên. Với công suất cho trước, nó
làm giảm đi đáng kể mật độ công suất. Ở đầu thu, tín hiệu ban đầu được khôi phục
lại bằng cách tương quan các bit với chuổi gốc.
Đối với mạng thông tin VSAT hai chiều sử dụng phương pháp đa truy cập
trải phổ (thường sử dụng đa tuy cập phân chia theo mã: CDMA) dùng trong các
kênh phát tuyến vào.
Mặc dù các hệ thống VSAT sử dụng kỹ thuật trải phổ có khả năng thích ứng
tốt với băng tần 6/4Ghz nhạy với nhiễu. Nhưng ưu điểm này tỏ ra không quan trọng
khi các bộ phát đáp vệ tinh VSAT sử dụng băng tần 14/10-12Ghz.
1.4.3 Các VSAT sử dụng kỹ thuật đa truy cập phân chia theo tần số FDMA.
Đa truy cập phân chia theo tần số (FDMA) là phương pháp đa truy cập phổ
biến nhất dùng để thiêt lập các đường truyền vệ tinh điểm đối điểm. Khi các sóng
mang được đưa vào sử dụng thì các mạng điểm đối đa điểm được thiêt lập. Nếu các
đặc tính của vệ tinh đặc biệt là thông số EIRP cho phép sử dụng các trạm mặt đất
thu-phát cỡ nhỏ trong việc triển khai các đường truyền và các mạng như vậy, thì có
thể gọi chúng là các mạng, các trạm mặt đất VSAT-FDMA. Chú ý, nếu có yêu cầu
thì cần phải đảm bảo các đường thông tin trực tiếp liên kết giữa tất cả các trạm mặt
Phụ lụcChương trình mô phỏng-Lưu đồ thuật toán-Mã nguồn
đất và không cần đến một trạm trung tâm, ngoại trừ trường hợp mạng cần đến giám
sát và điều khiển (C&M).
1.4.4 Các VSAT sử dụng kỹ thuật đa truy cập phân chia theo thời gian TDMA.

TDMA là phương pháp đa truy cập phân chia theo thời gian, TDMA thường
đi kèm với ghép kênh phân chia theo thời gian (TDM), là phương pháp đa truy cập
hoàn toàn bằng kỹ thuật số rất hiệu quả cho việc thiêt lập các mạng có cấu hình
điểm đối điểm, điểm đối đa điểm và cấu hình mạng lưới (Mesh).
Tuy nhiên, TDMA ở dạng TDMA băng thông hẹp có thể là sự lựa chọn thích
hợp nhất đối với các mạng thông tin có dung lượng vừa (dưới 40Mbit/s). Nếu các
đặc tính của vệ tinh đặc biệt là thông số EIRP cho phép sử dụng các trạm mặt đất
thu-phát cỡ nhỏ trong việc triển khai các đường truyền và các mạng như vậy, thì có
thể gọi chúng là các mạng VSAT-TDMA. Chú ý rằng cần phải có một trạm trung
tâm ít nhất là để cung cấp các tín hiệu đồng bộ chuẩn. Nhưng cũng cần chú ý rằng
các kênh thông tin trực tiếp cũng có thể được thiết lập giữa tất cả các trạm mặt đất.
1.4.5 Các VSAT sử dụng kỹ thuật TDM/TDMA.
Phần lớn các mạng VSAT hiện nay sử dụng kết hợp cả hai kỹ thuật TDM và
TDMA, và hoạt động trong cấu trúc hình sao. Chi tiết của các hệ thống và mạng
VSAT sử dụng TDM/TDMA chi tiết như sau:
o Các chế độ ghép kênh và truy cập của hệ thống VSAT
TDM/TDMA:
Trong các VSAT sử dụng kỹ thuật TDM/TDMA, một tuyến ra liên tục
không sử dụng TDMA được tải bởi một sóng mang TDM (256 hoặc 512Kbit/s)
phát đi từ một Hub, trong khi các kênh tuyến vào xuất phát từ sóng mang ra này
được phát đi bởi các sóng mang TDMA có tốc độ bit thấp hơn (băng hẹp 64 hoặc
128Kbit) mỗi sóng mang tuyến vào sẽ chiếm một khoảng thời gian được phân chia
giữa một số trạm VSAT (có thể lên tới 31 khe thời gian). Trong trường hợp nhiều
trạm VSAT hơn thì các sóng mang TDMA ghép kênh sẽ được sử dụng. Cũng tương
tự như các kênh sóng mang tuyến ra TDM, nó cũng dựa trên kỹ thuật FDMA. Hệ
thống TDM/TDMA hình sao này và sự chiếm dụng của các bộ phát đáp vệ tinh như
hình.
Phụ lụcChương trình mô phỏng-Lưu đồ thuật toán-Mã nguồn
Các bản tin tuyến ra thường được Hub chấp nhận ngay từ lần đầu tiên. Mỗi
một trạm VSAT từ xa sẽ theo dõi toàn bộ luồng thông tin trên đường truyền tuyến

ra, nhưng chỉ giải mã luồng thông tin tuyến ra khi nào được đánh địa chỉ tới một
trong các cổng của nó (các giao diện mặt đất với người sử dụng).
1.5 Các đặc tính tiêu biểu của VSAT.
1.5.1 Kích thước mạng, số lượng VSAT trong một mạng.
Mạng được định nghĩa ở đây như một công cụ phục vụ cho một nhóm người
sử dụng khép kín. Nó có thể là một mạng hoàn toàn độc lập hoặc là một mạng con
được triển khai trên cơ sở một Hub chia sẽ. Nhưng xét về mặt thiết bị thì kích thước
của mạng vẫn tuỳ thuộc vào dung lượng luồng dữ liệu, tức là dựa trên:
• Số người cần phục vụ, nói chung một người sử dụng cũng
chính là một VSAT (từ xa). Tuy nhiên một VSAT cũng có thể phục vụ cho một số
người sử dụng bằng cách kết nối nó với một mạng dữ liệu nội hạt (LANs) hoặc kể
cả với một mạng mặt đất.
• Đặc tính luồng dữ liệu, khả năng biến đổi và các yêu cầu về
dung lượng. Ở đây các đặc điểm quan trọng nhất có liên quan đến các kiểu luồng dữ
liệu và khả năng tương thích của nó, đó là:
⇒ Các luồng dữ liệu tốc độ bit thấp liên kết qua lại.
⇒ Tốc độ truyền bản tin mong muốn (nghĩa là khoảng thời gian trung
bình giữa hai bản tin, đặc biệt là trong các thời điểm thông lượng là cực đại) và
chiều dài bản tin cần truyền đi từ các VSAT từ xa.
⇒ Nội dung của các bản tin phúc đáp từ Hub.
Phần vệ tinh được phân bố
Các kênh TDMA
Tuyến vào
Các kênh TDM
Tuyến ra
Các tần số
Sóng mang RF
Hình 1.1: Hoạt động của hệ thống VSAT sử dụng TDM/TDMA
Từ VSAT số: 7,8,9 5,6 1,2 Từ Hub
Phụ lụcChương trình mô phỏng-Lưu đồ thuật toán-Mã nguồn

⇒ Độ trể đáp ứng chấp nhận được.
⇒ Chuyển đổi và chuyển tải dữ liệu khối.
⇒ Có thể có các yêu cầu truyền dẫn với mật độ luồng thông tin cao ở
tuyến ra và kể cả tuyến vào (ở thời gian cao điểm và không cao điểm).
⇒ Có thể có các yêu cầu về luồng thông tin thoại.
1.5.2 Các yêu cầu đối với phần không gian.
Các yếu tố chính quyết định các yêu cầu về phân vùng không gian (và vì vậy
quyết định chi phí phân vùng không gian, là một phần quan trọng của chi phí toàn
bộ hệ thống).
 Các đặc tính của bộ phát đáp vệ tinh (EIRP, dải biến đổi mật độ công
suất thu, độ rộng băng tần).
 Thông số G/T của các trạm mặt đất thu, và đặc biệt là các trạm mặt đất
từ xa.
 Số lượng và dữ liệu của các sóng mang TDM tuyến ra. Do kích thước
nhỏ của anten VSAT nên đây chính là yếu tố quyết định chủ yếu cho toàn bộ thông
số EIRP cần thiết của bộ phát đáp (bộ phát đáp thường hoạt động ở chế độ công
suất giới hạn).
 Số lượng và tốc độ dữ liệu của các sóng mang TDM tuyến vào. Đây là
yếu tố quyết định cho độ rộng băng tần của bộ phát đáp.
 Tất nhiên, bên cạnh đó vẫn còn một số yếu tố khác nữa như chất lượng
truyền dẫn (lỗi BER), độ sẵn dùng và môi trường can nhiễu.
1.6 Các vấn đề chung về giao thức và giao diện mặt đất của mạng VSAT.
Một mô hình mạng VSAT bao gồm không chỉ phần cứng của các trạm mặt đất mà
còn cả phần mềm đầy đủ đảm bảo sự hoạt động của các đầu cuối (end-to-end)/(user-to-
user), bao gồm các giao thức và các chức năng giao diện.
1.6.1 Mô hình giao thức mạng VSAT.
Các phương thức thông tin định hướng gói thường được sử dụng trong các mạng
VSAT. Trong các tuyến thông tin dữ liệu gói, thông tin được truyền đi bằng cách nhóm dữ
liệu thành các gói. Tuy nhiên, việc các mạng VSAT hoạt động theo phương thức gói vẫn
không bắt buộc những người sử dụng nhất thiết phải tuân theo thông tin gói, bởi vì các

Phụ lụcChương trình mô phỏng-Lưu đồ thuật toán-Mã nguồn
chức năng gói hóa có thể được thực hiện trong các khối giao thức người dùng ở các đầu
cuối mạng VSAT.
Trong các tuyến thông tin dữ liệu, các hệ thống mở giao thức với nhau thông qua
các chức năng thông tin được chia thành các lớp. Tổ chức quốc tế về tiêu chuẩn hóa (ISO)
đã phối hợp với tiểu ban chuẩn hóa về thông tin viễn thông của ITU-R (ITU-T) để xây
dựng nên mô hình tham chuẩn giao thức kết nối hệ thống mở (OSI), gồm 7 lớp. Bốn lớp
trên chứa các giao thức thông tin điểm nối điểm giữa các hệ thống thông tin. Ba lớp dưới
chứa các giao thức mạng và giao tiếp mạng phục vụ việc truyền ảo không lỗi (Virtually
error-free transmition) các gói dữ liệu của người dùng qua các mạng. Các mạng dữ liệu
chuyển mạch gói sử dụng các giao thức thông tin trong 3 lớp này để chuyển các dữ liệu của
người sử dụng qua mạng và cung cấp các phục vụ cho 4 lớp trên có chứa các giao thức
điểm - đối - điểm.
- Lớp vật lý (lớp1) là lớp dưới cùng trong mô hình OSI. Lớp này bao gồm các đặc
tính vật lý và các thông số kỹ thuật của các kết nối dành cho việc truyền ở mức bit qua
mạng và thông qua giao diện mạng.
- Lớp liên kết dữ liệu (Lớp 2) chứa các thủ tục và giao thức thông tin giữa các đầu
cuối của mạng, hoặc giữa các mạng với nhau. Các giao thức này thường thực hiện việc
phát hiện và sửa lỗi cho các gói dữ liệu đã được đóng khung. Nếu các lỗi không thể sửa
được, một thông báo lỗi sẽ được gửi tới lớp 3. Các giao thức này cũng có thể có các chức
năng đánh địa chỉ và điều khiển luồng dữ liệu. Lớp 2 còn cung cấp khả năng đồng bộ giữa
các đầu cuối và mạng.
- Lớp mạng (lớp3) thiết lập, duy trì và kết thúc các kết nối dữ liệu qua mạng. Tại
lớp 3 các gói dữ liệu được cung cấp các thông tin địa chỉ để thực hiện việc định tuyến qua
mạng, các lỗi sẽ được sửa và các luồng gói dữ liệu sẽ được điều khiển. Các gói dữ liệu quá
dài có thể sẽ được chia ra và sau đó được kết hợp lại.
Các tuyến thông tin theo phương thức gói trong mạng VSAT thường chỉ dùng các
chức năng và các chức năng thuộc 3 lớp OSI dưới cùng này. Chúng được sử dụng trong
khuôn khổ mạng, cũng như các giao diện của nó với mạng bên ngoài.
Các mạng VSAT được sử dụng chủ yếu dưới dạng các mạng dữ liệu riêng độc lập,

kết nối một số đầu cuối dữ liệu của người sử dụng (hoặc một số nhóm đầu cuối). Các đầu
cuối dữ liệu này giao tiếp với các VSAT ở xa, và với các máy chủ giao thức với trạm Hub
của mạng VSAT. Gần đây, các mạng VSAT còn được dùng để kết nối những người sử
dụng VSAT từ xa tới các mạng dữ liệu trên mặt đất (cả mạng công cộng lẫn mạng riêng),
Phụ lụcChương trình mô phỏng-Lưu đồ thuật toán-Mã nguồn
và có thể trong tương lai là mạng ISDN. Các kết nối này được thực hiện hoặc thông qua
Hub hoặc thông qua một VSAT khác.
1.6.2 Kiến trúc bên trong của mạng VSAT và sự triển khai các giao thức.
Xét về mặt giao thức và mặt các thủ tục thông tin, một mạng VSAT có thể được
chia thành phần trung tâm của mạng và phần giao diện mạng.
Các giao diện mạng được bố trí ở các điểm rìa của mạng mà thông qua đó người sử
dụng mạng VSAT được kết nối với mạng VSAT. Một giao diện mạng cũng được cung cấp
tại Hub mạng, nơi được kết nối tới một máy chủ hoặc một mạng mặt đất khác. Mỗi một
giao diện mạng VSAT có thể được cấu hình sao cho hỗ trợ được một trong nhiều loại giao
diện người dùng khác nhau, không phụ thuộc vào giao diện mạng VSAT khác. Các giao
diện mạng dựa vào phần trung tâm của mạng để cung cấp một cấp độ dịch vụ nào đó.
 Phần trung tâm của mạng ( Network kernel )
Phần trung tâm của mạng VSAT có cấu trúc và giao thức thông tin của riêng nó
nhằm mục đích truyền các dữ liệu thông qua phương tiện truyền tin vệ tinh theo phương
pháp hiệu quả nhất. Phần trung tâm của mạng đảm bảo viêc thưc hiện phân phối dữ liệu
đáng tin cậy và cả việc chỉ báo tình trạng mất mát dữ liệu do các loại lỗi khác nhau hoặc do
lỗi thiết bị.
Phần trung tâm của mạng gồm các chức năng sau:
- Các giao thức truy cập vệ tinh.
VSAT
Các lớp cao
dành cho
người dùng
Lớp 1
Lớp 2

Lớp 3
Các lớp cao
dành cho
người dùng
Lớp 1
Lớp 2
Lớp 3
Cổng giao tiếp
Giao thức
Giao diện
Giao diện
vật lý
Phần trung
tâm mạng
Cổng giao tiếp
Giao thức
Giao diện
Giao diện
vật lý
Phần trung
tâm mạng
MẠNG VSAT
TRẠM HUB
Đầu cuối của
người sử dụng
Đầu cuối của
người sử dụng
Đường truyền mặt đất
Đường truyền vệ tinh
Hình 1.2: Kiến trúc giao thức của một mạng VSAT

Phụ lụcChương trình mô phỏng-Lưu đồ thuật toán-Mã nguồn
- Cơ chế đánh địa chỉ gói.
- Các thủ tục điều khiển tắc nghẽn trên các kênh vệ tinh.
- Định tuyến và chuyển mạch gói.
- Quản trị mạng.
Các chức năng quản trị mạng được sử dụng để cấu hình và vận hành mạng, ví dụ để
cảnh báo cho người quản trị mạng một số trường hợp cần phải loại trừ trong một số giao
diện với người sử dụng, chẳng hạn như hủy bỏ một đường tryền không mong muốn hoặc
phát lại để truy cập.
 Giao thức truy cập vệ tinh
Giao thức truy cập vệ tinh thường là bất cân bằng. Có một số dậng truy cập từ
VSAT đến Hub thông dụng đang được sử dụng như: Aloha chia khe (slotted Aloha) hoặc
TDMA dành riêng (reservation TDMA). Theo hướng từ Hub đến VSAT, phương thức truy
cập thường là TDMA.
 Các giao thức thông tin dữ liệu bên trong mạng.
Các giao thức truy cập điểm-điểm, điểm đa điểm có thể được sử dụng để thiết lập
các đường thông tin đáng tin cậy thông qua mạng, trong đó có cả các chức năng khôi phục
lỗi và điều khiển luồng dữ liệu. Đây là các giao thức thông tin bên trong mạng được thiết
kế dành riêng cho cho việc truyền dẫn qua vệ tinh trong mạng VSAT. Các yếu tố cần được
đưa vào tính toán khi thiết kế các giao thức bên trong mạng VSAT bao gồm các đặc tính
quan trọng của mạng như: topology hình sao của các mạng VSAT cũng như cũng như các
phương pháp đa truy cập. Các đặc tính này có ảnh hưởng lớn đến thông lượng dữ liệu và
thời gian thiết lập cuộc gọi của mạng VSAT.
Các thông tin đã được gói hóa được cấu trúc thành các khuôn dạng có chứa cả các
mã điều khiển lỗi để thông báo là đã nhận đúng hoặc loại bỏ các gói thông tin nhận được
nhưng bị lỗi và yêu cầu phát lại. Trong các mạng VSAT sử dụng TDMA/RA để truyền các
gói dữ liệu từ VSAT đến Hub thì quá trình chỉ báo (ACK) và quá trình phát lại gói tin đều
nằm dưới sự điều khiển của phần mềm quản trị mạng VSAT.
Tỉ lệ lỗi bit BER trên đường truyền vệ tinh phải đủ thấp để tránh hiện tượng phát lại
quá nhiều lần các bản tin.

Nếu các cơ chế sửa lỗi ở các thiết bị đầu cuối (end-to-end) trong các lớp cao hơn
được sử dụng thì có thể dẫn đến thông lượng thông tin rất thấp do dữ liệu bị lỗi sẽ được lặp
lại sau một thời gian trễ rất dài. Nếu không có các phương pháp sửa lỗi tại các lớp thấp thì
tỉ lệ lỗi bit BER trên đường truyền vệ tinh sẽ phải thấp hơn nhiều.
Phụ lụcChương trình mô phỏng-Lưu đồ thuật toán-Mã nguồn
 Chức năng chuyển mạch gói
Các mạng VSAT với cấu hình hình sao chủ yếu là các mạng chuyển mạch gói với
một trung tâm chuyển mạch gói đảm nhận các chức năng định tuyến và chuyển mạch. Các
chức năng chuyển mạch được triển khai thông qua các thiết bị xử lý băng gốc và thiết bị
điều khiển trong các trạm mặt đất VSAT và Hub.
Có hai cơ chế chuyển mạch gói cơ bản: datagram và kênh ảo. Với datagram, các
gói được phân phối với một độ tin cậy nhất định. Kênh ảo đảm bảo sự phân phối tuần tự
các gói tin và không có sự nhân đôi. Trong mạng VSAT thì các cơ chế đều có ưu điểm và
nhược điểm. Các kênh ảo yêu cầu ít thông tin mào đầu cho một gói dữ liệu hơn nhưng sự
cần thiết phải duy trí các thông tin trạng thái ở mỗi kết nối trong mạng có thể sẽ trở thành
một vấn đề phức tạp trong một mạng VSAT lớn có một số lượng lớn kết nối cần được hỗ
trợ. Với phần thông tin mào đầu lớn hơn trong một gói, một chuyển mạch trên cơ sở
datagram có thể đảm bảo một thông lượng cao hơn và mang lại một ưu điểm quan trọng:
khả năng khởi động lại không cần thiết lập lại các kết nối trên mạng.
Mô hình bên trong của một mạng chuyển mạch gói có thể được xem như một liên
mạng giữa các hệ thống chuyển mạch và các thành phần xử lý. Do vậy các giao thức lớp
mạng các giao thức lớp mạng trong mô hình OSI được sử dụng làm kiến trúc cho việc xây
dựng cấu trúc bên trong của một mạng chuyển mạch gói VSAT.
Một số mạng đã sử dụng chuyển mạch gói cải tiến để cung cấp chức năng X.25
PSDN.
Các mạng VSAT khác nhau có thể sử dụng các giao thức thích hợp để thực hiện
cùng các chức năng đó. Các chức năng chính trong chuyển mạch gói VSAT là:
- Điều khiển đa truy cập vệ tinh
- Truyền tín hiệu đáng tin cậy.
- Định tuyến dữ liệu giữa các VSAT và máy chủ.

- Kết nối tới các hệ thống quản trị mạng.
- Kết nối tới các mạng khác.
 Các cổng giao tiếp ( Gateway )
Mỗi cổng giao tiếp mạng bao gồm chức năng cổng giao tiếp (Gateway) thực hiện
việc chuyển đổi giao thức, và nếu cần thiết điều chỉnh giao thức.
 Chuyển đổi giao thức
Phụ lụcChương trình mô phỏng-Lưu đồ thuật toán-Mã nguồn
Khi kết nối mạng thông tin dữ liệu với nhau, một cổng giao tiếp nói chung thực
hiện việc chuyển đổi tại các lớp OSI cao giữa các giao thức thông tin mạng không đồng
dạng (ví dụ các cổng giao tiếp thư điện tử và các cổng giao tiếp truyền tin).
Chức năng cổng giao tiếp mạng VSAT nhất thiết phải thực hiện việc chuyển đổi
các lớp thấp giữa các giao thức thông tin mạng của người dùng và các giao thức bên trong
mạng VSAT. Cổng giao tiếp mạng VSAT cho phép truy cập vào phần chính của mạng,
thực hiện việc đóng gói dữ liệu và biên dịch địa chỉ. Trong tất cả các trường hợp, mỗi loại
giao thức giao thức người dùng đều có các chức năng cổng giao tiếp cần thiết của riêng
nó.Cả Hub lẫn VSAT đều có thể cung cấp các giao tiếp mạng với cấu trúc này, cấu trúc mà
chúng ta cấu hình để hỗ trợ bất kì loại nào trong các loại giao thức người dùng. Nó có ưu
điểm là nó có sẵn bên trong mạng không phụ thuộc vào các giao thức người dùng. Điều
này cho phếp mạng dễ dàng thích nghi khi hỗ trợ các kiểu giao tiếp người dùng khác nhau.
1.7 KẾT NỐI VỚI CÁC DTE ĐỊNH HƯỚNG GÓI CỦA NGƯỜI SỬ DỤNG VÀ VỚI
CÁC MẠNG DỮ LIỆU MẶT ĐẤT.
1.7.1 Kết nối với các DTE của người sử dụng.
Các mạng VSAT điển hình có một số loại giao tiếp mạng, mỗi loại chứa các giao
tiếp lớp vật lý và giao thức giao tiếp với người dùng để đảm bảo sự giao tiếp hoàn hảo với
các thiết bị đầu cuối dữ liệu cục bộ của người sử dụng (DTE). Các giao tiếp này cũng có
thể hiện diện giữa các thiết bị Hub VSAT và các máy chủ.
 Giao tiếp lớp vật lý.
Giao tiếp vật lý thực hiện kết nối vật lý từ DTE người dùng tới giao tiếp mạng
VSAT. Mỗi hệ thống VSAT thường có một số giao tiếp vật lý độc lập và có thể cấu hình
được. Chúng hổ trợ cho các chuẩn vật lý đồng bộ và không đồng bộ ở các tốc độ bit dữ

liệu khác nhau.
 Giao tiếp giao thức người dùng.
Giao tiếp giao thức người dùng được kết hợp với mỗi giao tiếp vật lý để kết nối
hoàn hảo những người dùng vào mạng thông qua một chức năng thiết bị đầu cuối kênh dữ
liệu (DCE) hoàn chỉnh ở lớp 2 và 3. Các giao tiếp giao thức người dùng hiện nay cho phép
các thiết bị người dùng kết nối tới mạng theo giao thức riêng của mình.
Hầu hết các hệ thống VSAT được hổ trợ ít nhất là các giao thức người dùng X25
Ngoài các giao tiếp người dùng được sử dụng rất thường xuyên này một mạng VSAT còn
có thể dễ dàng thích nghi với các giao tiếp riêng bởi vì các sự thay đổi tong giao tiếp chỉ
được giới hạn ở người dùng chứ không phải trên toàn bộ mạng.
Phụ lụcChương trình mô phỏng-Lưu đồ thuật toán-Mã nguồn
 Giao thức X25.
Trong các mạng X25 mặt đất, mỗi nút mạng đảm nhận việc chỉ báo nội bộ về tình
trạng nhận các gói dữ liệu. Vì vậy giao thức người dùng X25 giao tiếp với mạng VSAT
đơn giản hơn so với SDLC hoặc BISYNC. Giao tiếp vật lý giữa DTE X25 của người sử
dụng với mạng dựa trên cơ sở chuẩn V24 của khiến nghị ITU-T. Giao tiếp giao thức người
dùng của giao tiếp mạng VSAT tuân theo đầy đủ giao thức X25 trong khiến nghị ITU-T ở
lớp 2 và 3. Cổng giao tiếp này thực hiện việc chuyển đổi giao thức giữa giao thức truy cập
X25 và giao thức bên trong mạng VSAT và đồng thời điều khiển cả kênh ảo giữa các đầu
cuối.
Giao tiếp giao thức người dùng thực hiện cục bộ việc chỉ báo thu/phát ở lớp 2 và 3
tới các thiết bị người dùng, cũng giống như các node và các DCE trong các người X25 mặt
đất. Nếu không tính đến trễ vệ tinh trong giao tiếp X25 cục bộ này, thì các giá trị định thời
và các kích thước cửa sổ của các giao thức X25 lớp 2 và 3 trong thiết bị người dùng sẽ
không cần phải được điều chỉnh khi sử dụng với các mạng VSAT. Giá trị định thời của các
thủ tục trong lớp 3 có yêu cầu chuyển đổi giữa các đầu cuối thì lớn hơn đáng kể so với độ
trễ đi-về của vệ tinh, do đó chúng được duy trì không đổi trong thiết bị người dùng.
Hình 1.3: Cấu hình hổ trợ giao thức SDLC.
1.7.2 Kết nối với các mạng dữ liệu mặt đất chuyển mạch gói (PSPDN).
Các lớp trong mô

hình OSI của
ISO
Đầu cuối VSAT Hub Máy chủ
SDLC thứ
cấp
RS232C
Giao thức lớp mạng
SDLC sơ
cấp
RS232C
Giao thức
Datagram
Modem/Code
của VSAT
Giao thức lớp mạng
Giao thức
Datagram
Modem/Code
của VSAT
SDLC thứ
cấp
RS232C
SDLC sơ
cấp
RS232C
Phụ lụcChương trình mô phỏng-Lưu đồ thuật toán-Mã nguồn
Trong các mạng PSPDN, các DTE người dùng được kết nối tới các DCE của
PSPDN thông qua sử dụng giao thức X25. Các DTE không đồng bộ có thể được kết nối tới
mạng theo giao thức X28 và một chức năng PAD (lắp ghép/phân chia gói). Các mạng
PSPDN được kết nối với nhau thông qua các cổng giao tiếp mạng với một giao tiếp X75 ở

giữa. Dữ liệu được truyền qua mạng dưới dạng các gói tin đi qua các chuyển mạch gói
(node) có nhiệm vụ định tuyến các gói tin này. Mỗi gói tin mang một header chứa thông
tin địa chỉ. Không như trong các mạng chuyển mạch kênh, trong các chuyển mạch gói
không có một kết nối nào được duy trì lâu dài trên mạng giữa các DTE đang thông tin.
Một số khả năng kết nối mạng VSAT và mạng PSPDN có thể được áp dụng:
 Mạng VSAT thay thế cho một phần mạng PSPDN mặt đất.
 Mạng VSAT như một mạng con trung chuyển giữa các PSPDN.
 Một mạng VSAT truy cập vào một mạng PSPDN thông qua một
giao tiếp mạng tại Hub hoặc tại một trong các trạm VSAT.
Thông thường mạng VSAT truy cập vào mạng PSPDN được dùng phổ biến nhất và
được chính thức hóa qua quá trình phát triển của các chuẩn quốc tế. Khả năng này của
mạng VSAT xem như một dạng triển khai đặc biệt của mạng dữ liệu dành riêng được kết
nối tới PSPDN thông qua một giao tiếp người dùng tiêu chuẩn của PSPDN.
Cổng giao tiếp X25/VSAT đảm nhận các chức năng như: biên dịch địa chỉ, định
tuyến quản lý kênh ảo, chuyển đổi số liệu và điều khiển luồng giữa lớp 3 của nó và các
cổng giao tiếp ở xa. Khi một gói tin yêu cầu kết nối ở lớp 3 được nhận tại một cổng giao
tiếp từ một giao diện mạng của nó, cổng này sẽ thực hiện chức năng quản lý và điều khiển
kênh ảo của mình. Nó chuyển đổi gói tin này phù hợp với mạng và gắn địa chỉ mạng tương
ứng trước khi chuyển đến phần chính của mạng để truyền đến các cổng giao tiếp ở xa. Sau
khi nhận được gói tin này, cổng giao tiếp ở xa tiến hành cắt bỏ ngững thông tin được gắn
vào bởi cổng giao tiếp gởi, rồi tiến hành chuyển đổi khuôn dạng gói tin và đưa tới giao
diện mạng cục bộ của nó. Sau đó gói tin này được gởi cho đầu cuối người dùng thông qua
các lớp thấp nhất.
 Các vấn đề về hoạt động:
Các yêu cầu kết nối mạng VSAT/PSPDN tùy thuộc vào quá trình truy cập của
mạng VSAT dành riêng tới mạng PSPDN. Bên cạnh các yêu cầu giao tiếp có tính bắt buộc,
thì một số chỉ tiêu chất lượng mạng cũng cần được đáp ứng. Các yêu cầu chất lượng gồm
thông lượng, độ trễ. Các mạng VSAT còn có thêm một số đặc tính làm giảm chất lượng
cho toàn bộ các kết nối. Để so sánh, trong mạng PSPDN mặt đất dưới điều kiện tải bình
Phụ lụcChương trình mô phỏng-Lưu đồ thuật toán-Mã nguồn

thường thì thời gian truyền qua mạng đối với cả hai loại gói tin yêu cầu kết nối và chấp
nhận kết nối xấp xỉ 0.6s. Mặc dù độ trễ truyền dẫn node tới node trong mạng mặt đất là
nhỏ hơn đáng kể, nhưng với số lượng node cao hơn nhiều thì thời gian thiết lập cuộc gọi có
thể so sánh với mạng VSAT.
Trong suốt khoảng thời gian truyền số liệu của một kết nối, cả hai loại mạng đều
thực hiện chỉ báo cục bộ và vì vậy độ trễ truyền gói được xem như một chiều. Trong mạng
VSAT độ trễ trung chuyển lần lược vào khoảng 0.5 đến 1s đối với cấu hình một bước
chuyển và hai bước chuyển. Trong khi mạng dữ liệu mặt đất, độ trễ trung chuyển xấp xỉ
0.4s.
1.8 KẾT LUẬN CHƯƠNG.
Vệ tinh VSAT đảm bảo tính thông tin xuyên lục địa với những ưu điểm mà
các loại thông tin khác không thể có, với mạng lưới của nó tạo thành hệ thống thông
tin khép kín toàn cầu.
Thực chất của kỹ thuật thông tin vệ tinh là kỹ thuật truyền dẫn mà trong đó
môi trường truyền dẫn là không gian vũ trụ rất phức tạp với khoảng cách lớn.
CHƯƠNG 2:
KỸ THUẬT TRẠM MẶT ĐẤT VÀ HUB -
NHIỄU VÀ CÁC VẤN ĐỀ KHI HOẠT ĐỘNG
2.1 GIỚI THIỆU CHƯƠNG.
Phụ lụcChương trình mô phỏng-Lưu đồ thuật toán-Mã nguồn
Một vệ tinh thông tin yêu cầu để cung cấp dịch vụ bên trong một vùng địa lý
trong thời gian sống của nó. Việc thiết kế được điều khiển bởi khả năng thông tin
của vệ tinh VSAT, môi trường vật lý mà nó hoạt động và yêu cầu công nghệ.
Thiết kế một vệ tinh VSAT bắt đầu với sự tổng hợp tất cả các yêu cầu kỹ
thuật của tàu vũ trụ, như EIRP và vùng phủ sóng. Còn đối với trạm mặt đất thì cần
có những chỉ tiêu kỹ thuật nào? Chương này với mô tả những xem xét chính yêu
cầu trong thiết kế trạm mặt đất VSAT (trạm từ xa và cả Hub) và mô tả đặc tính của
vài hệ thống của một trạm Hub của các khối thiết bị chính của nó, sự tối ưu hóa
cũng như những ràng buột kỹ thuật và giá.
2.2 VSAT - KỸ THUẬT TRẠM MẶT ĐẤT.

2.2.1 Cấu trúc chung.
Theo chức năng trạm mặt đất VSAT được chia làm ba phần: Anten, khối
thiết bị ngoài trời (ODU) và khối thiết bị trong nhà (IDU). Hầu hết các loại trạm
mặt đất VSAT hoạt động ở các tần số khác nhau nhưng có cấu trúc tương đối giống
nhau, ngoại trừ anten và mạch RF. Sơ đồ khối của ba phần như hình sau:
Hình 2.1: Cấu hình tiêu biểu của một trạm VSAT
Ở đây các anten parabol có độ lệch nhỏ tương ứng với đường kính từ 1 ÷ 2m
được dùng rộng rãi. ODU (Out-Door Unit) khối ngoài VSAT chứa phần RF (chẳng
hạn như bộ LNC-bộ khếch đại nhiễu thấp đối với phần chuyển đổi tần xuống và bộ
HPC- bộ chuyển đổi công suất cao với phần chuyển đổi tần lên). Và được lắp đặt
ngay sau tiêu điểm của anten. Anten với ODU có thể được lắp đặt dễ dàng trên đỉnh
(nóc), nơi đặt đầu cuối của người dùng.
IDU
ODU
IFL
Đến
TV
SET
Đến
các
DTE
LNC
HPC
LNC
HPC
BBP
Bộ thu
TV tùy
chọn
ANTEN

Phụ lụcChương trình mô phỏng-Lưu đồ thuật toán-Mã nguồn
Một khối IDU điển hình chứa một mạch IF, một modem và một bộ xử lý tín
hiệu băng gốc. Đôi khi mạch điều chế cũng được chứa trong ODU thay vì IDU.
IDU thường được lắp đặt ở đầu cuối dữ liệu người dùng và được kết nối trực
tiếp đến các đầu cuối này thông qua giao tiếp thông tin dữ liệu chuẩn. IDU và ODU
được nối với nhau bởi cáp IFL (Interfacility Link), khoảng từ 100 - 300m.
Một phương pháp bố trí lắp đặt tiêu biểu của một trạm VSAT như hình:
Hình 2.2: Cấu hình lắp đặt tiêu biểu của một trạm VSAT
2.2.2 Anten trạm VSAT.
Anten bao gồm gương phản xạ anten, bộ thu/phát sóng. Do anten phụ thuộc
vào địa lý nên đường kính của anten có thể được chọn lựu từ nhà cung cấp tùy theo
yêu cầu hệ số G/T và đặc tính EIRP của VSAT. Đối với hoạt động trong băng tần
14/12 Ghz các anten có đường kính từ 1.2-1.8m thường được sử dụng, tuy nhiên các
anten có đường kính lớn hơn cũng được sử dụng khi cần có một độ dự trữ cao hơn
tại vị trí gần rìa vùng phủ sóng của anten hoặc tại vùng có mưa lớn.
Cần chú ý đến sự tương thích với các hệ thống vệ tinh kế cận và các dịch vụ
vệ tinh kế cận khác. Như anten nhỏ có mặt phản xạ hình elip có khả năng cải thiện
đặc tính búp sóng phụ, phù hợp với việc tránh nhiễu cho các vệ tinh kế cận.
Kiểu anten parabol lệch tâm không cản trở sự phản xạ sóng thường được
dùng để khử các mức búp sóng phụ và cải thiện hiệu suất thu đối với các anten
đường kính nhỏ hơn.
2.2.3 Khối thiết bị ngoài trời (ODU) của VSAT.
ODU
ANTEN
IFL
IDU