hệ thống thông tin vệ tinh vsat

HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH VSAT


1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI HÀ NỘI
KHOA ĐIỆN –ĐIỆN TỬ
HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH VSAT



LỚP: KỸ THUẬT VIỄN THÔNG – K52
MÔN: KỸ THUẬT ĐA TRUY NHẬP VÔ TUYẾN
NHÓM SINH VIÊN THỰC HIỆN: Cao Văn Đức
Nguyễn Quý Tuấn Anh
Triệu Trung Hiếu


HÀ NỘI
Ngày 18 tháng 10 năm 2013
HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH VSAT


2

MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU 3
I. TỔNG QUAN VỀ MẠNG VSAT. 4
1. Khái niệm mạng VSAT 4
2. Định nghĩa Vsat. 6
3. Đặc điểm của hệ thống Vsat 7

4 Cấu hình mạng VSAT 7
II. HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG THÔNG TINH VỆ TINH VSAT 12
1 . Thành phần của hệ thống VSAT. 12
1.1 . Anten 12
1.2 . ODU 12
1.3 . IDU. 12
2. Trạm HUB. 12
3. Đa truy nhập 12
4. Các giao thức đa truy nhâp cơ bản 14
5 . Tuyến vào TDMA / tuyến ra 15
6. Ấn định cố định với TDMA (FA - TDMA) 16
7. Ấn định theo nhu cầu TDMA (DA – TDMA) 17
III . Một số ứng dụng của mạng VSAT 18
Dịch vụ VSAT–IP 20
IV. KẾT LUẬN 21










HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH VSAT


3

LỜI MỞ ĐẦU




Hiện nay trên thế giới và trong khu vực, có rất nhiều nước ñã có hệ thống Thông tin vệ
tinh riêng của mình. Hệ thống này cho phép đáp ứng được các nhu cầu ngày càng tăng
của thông tin cũng như nhu cầu ngày càng tăng của các dịch vụ đa dạng và phong phú.
Hệ thống Thông tin vệ tinh có thể cung cấp các dịch vụ thông tin như: Thoại,
truyền số liệu, phát thanh, truyền hình, Internet… với dung lượng lớn, vùng phủ sóng
rộng, độ tin cậy và chất lượng thông tin cao.
Phân tích tổng quan về hệ thống mạng và dịch vụ VSAT, một số vấn đề liên quan
đến quản lý và đánh giá tiềm năng phát triển loại hình dịch vụ này ở Việt Nam. Đề tài
này sẽ gồm các phần chính:
I. TỔNG QUAN VỀ MẠNG VSAT
II. HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG VỆ TINH VSAT
III. MỘT SỐ ỨNG DỤNG CỦA MẠNG VSAT
IV. KẾT LUẬN

Mặc dù chúng e m đã cố gắng rất nhiều nhưng do thời gian có hạn nên chắc
chắn sẽ không tránh khỏi thiếu sót, vì vậy em rất mong nhận được sự góp ý của cô để
đề tài của em được hoàn thiện hơn.

HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH VSAT


4


I. TỔNG QUAN VỀ MẠNG VSAT.
1. Khái niệm mạng VSAT
Ngành thông tin vệ tinh đã trải qua một quá trình phát triển lâu dài từ sự khởi đầu
đơn giản cho đến những hệ thống phức tạp, đồng thời nó cũng đang dần được hoàn
thiện và không ngừng phát triển trong tương lai. Cùng với việc hạ giá thành và kích
thước, số lượng trạm vệ tinh mặt đất tăng lên không ngừng. Các trạm vệ tinh cỡ nhỏ,
với kích thước anten từ 0.6m đến 2.4m đã trở nên quen thuộc với tên gọi VSAT. VSAT
(Very Small Aperture Terminal) là trạm thông tin vệ tinh mặt đất cỡ nhỏ được phát triển
từ những năm 1980 bởi Công ty Telcom General của Mỹ. Một số quan điểm xem trạm
vệ tinh VSAT như là thiết bị đầu cuối viễn thông (Terminal) thay vì sử dụng khái
niệm trạm mặt đất (Earth Station) với cách nhìn trạm VSAT như là thiết bị đầu cuối
của mạng viễn thông (thoại, fax, Internet…), của mạng quảng bá (xem truyền hình)
hoặc như là thiết bị chuyển đổi lưu lượng trong nội bộ mạng VSAT. Quan điểm này
cũng hoàn toàn phù hợp với định nghĩa của Liên minh Viễn thông Thế giới (ITU) về
thiết bị đầu cuối số liệu DTE (Data Teminal Equipment) là thực hiện chức năng chuyển
đổi lưu lượng số liệu đầu cuối.
VSAT là một trong những bước trung gian của xu hướng chung trong quá trình giảm
kích thước trạm mặt đất kể từ khi vệ tinh đầu tiên được phóng vào giữa những năm
1960. Thực ra, quá trình phát triển của các trạm mặt đất được khởi đầu từ các trạm mặt
đất Intelsat chuẩn A kích thước lớn được trang bị các anten rộng khoảng 30m, cho
đến hiện giờ thì kích thước anten được trang bị nhỏ khoảng 60cm cho
mỗi

hướng thu
truyền hình được phát quảng bá bởi các vệ tinh hay các đầu cuối có
chức
năng định vị
toàn cầu như máy thu hệ thống định vị toàn cầu.Và hiện nay thông dụng là các máy
điện thoại vệ tinh cầm tay (IRIDIUM, GLOBALSTAR) có kích thước bỏ túi. Hình 1 sẽ
minh họa cho xu hướng này.
HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH VSAT


5


Hình 1: Bước phát triển của quá trình giảm kích thước trạm mặt đất
Thực ra, nếu phân tích theo khía cạnh về kích thước trạm vệ tinh thì trạm VSAT được
xem là bước trung gian của quá trình phát triển từ trạm vệ tinh mặt đất cỡ lớn đến
máy đầu cuối thông tin di động vệ tinh hay từ nghiệp vụ thông tin cố định vệ tinh,
đến
nghiệp vụ thông tin di động vệ tinh.

Vì vậy, VSAT tại các mức thấp hơn của một dòng sản phẩm sẽ mang lại sự khác nhau
đáng kể giữa các dịch vụ thông tin, tại các mức cao hơn là các trạm lớn hơn (thường gọi
là trạm trung kế) hỗ trợ cho các liên kết vệ tinh có dung lượng lớn. Chúng chủ yếu được
dùng trong các mạng chuyển mạch quốc tế để hỗ trợ cho các dịch vụ điện thoại trung
kế giữa các quốc gia hay giữa các lục địa khác nhau. Hình 2 sẽ minh họa cách mà
các trạm tập trung lưu lượng từ các thiết bị đầu cuối người dùng thông qua các tuyến
liên kết trên mặt đất, các tuyến này được xem là một phần của mạng chuyển mạch
công cộng của một quốc gia. Giá thành các trạm này khá đắt, khoảng 1 triệu đô /
1vùng. Dung lượng đường truyền trên một vùng khoảng vài ngàn kênh thoại (tương
đương khoảng 100Mbps). Chúng được sở hữu và vận hành bởi các

nhà điều hành viễn
thông quốc gia hoặc các công ty tư nhân lớn.
HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH VSAT


6


Hình 2: Các trạm trung kế
Tại các trạm VSAT thường được lắp đặt các anten có bán kính nhỏ hơn 2.4m, các trạm
này không hỗ trợ cho các tuyến liên kết vệ tinh có dung lượng lớn, tuy nhiên nó có ưu
điểm là rẻ với chi phí sản xuất khoảng 1000USD đến 5000USD và dễ dàng lắp đặt ở
bất kì nơi đâu, có thể là trên nóc nhà hay chỗ đậu xe. Chi phí lắp đặt thường nhỏ hơn
2000USD. Bắt nguồn từ việc chi phí của VSAT thấp mà khiến cho nó ngày càng trở
nên phổ biến, thị trường dịch vụ này tăng khoảng 20-25% trên một năm. Có
khoảng 50000 VSAT hoạt động trên diện rộng vào năm 1990 và 12 năm sau thì số
lượng VSAT là 60000, và xu thế này đang diễn ra theo chiều hướng tăng, nếu xét về
khía cạnh vận chuyển thì VSAT được xem là phương tiện để chuyên chở thông tin.
2. Định nghĩa Vsat.
VSAT là hệ thống thông tin vệ tinh sử dụng các trạm đầu cuối có anten kích thước nhỏ.
(0.6-2.4m).

HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH VSAT


7

3. Đặc điểm của hệ thống Vsat
 Các trạm mặt đất VSAT thông thường được tạo thành mạng có cấu trúc
hình sao xung quanh một trạm trung tâm tương đối lớn gọi là trạm HUB.

Tuy nhiên có một số trạm hoạt động theo cấu hình điểm – điểm ( cấu hình
mắt lưới ) trong đó trạm VSAT liên lạc trực thẳng với nhau thông qua trạm
HUB.
 Các trạm mặt đất thường phát với tốc độ thấp hoặc trung bình (<2Mbps).
 Các trạm VSAT thường được trang bị anten loại nhỏ, đường kính không
quá 2.4m, nhưng cũng có trạm được trang bị loại anten 5m.
 Trạm HUB điều khiển toàn bộ hoạt động của mạng, có hệ thống điều hành
mạng dùng để điều hành hệ thống. Đồng thời nó có chức năng liên tục
tích lũy dữ liệu về hệ thống để đảm bảo hoạt động kiểm tra thường xuyên
và xác định cho mục đích ghi hóa đơn tính cước.
 Vệ tinh sử dụng hệ thống VSAT thường là vệ tinh địa tĩnh. Những thay
đổi vị trí của vệ tinh trên quỹ đạo không ảnh hưởng tới nhiều đến các trạm
VSAT vì có các chùm tia rộng nhưng lại ảnh hưởng lớn đến trạm HUB, vì
vậy trạm này phải bám vệ tinh
4 Cấu hình mạng VSAT
Một hệ thống thông tin vệ tinh bao gồm một vệ tinh chuyển động trên một quỹ đạo và
nhiều trạm mặt đất truy cập đến nó. Cấu hình cơ bản nhất là trạm mặt đất-vệ tinh- trạm
mặt đất. Các VSAT được kết nối với nhau bởi các liên kết tần số vô tuyến thông qua vệ
tinh gồm tuyến lên (uplink) từ trạm mặt đất đến vệ tinh và tuyến xuống (downlink) từ về
tinh đến trạm mặt đất (hình 3).

HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH VSAT


8

Hình 3: Tuyến lên và tuyến xuống
Nói chung các tần số cao hơn được sử dụng cho tuyến lên và các tần số thấp hơn được
sử dụng cho tuyến xuống.
Một liên kết từ trạm này đến trạm kia bao gồm tuyến lên và tuyến xuống được gọi là

một bước nhảy (hop). Mỗi liên kết tần số vô tuyến là một sóng mang được điều chế để
truyền tải thông tin. Về cơ bản, vệ tinh sẽ nhận được các sóng mang được gửi lên từ
các trạm mặt đất trong miền quan sát của anten thu, khuếch đại các sóng mang đó,
chuyển đổi tần số của chúng đến băng tần thấp hơn để ngăn ngừa khả năng nhiễu giữa
đầu vào và đầu ra, sau đó thực hiện phát các sóng mang đã được điều chế đến trạm
mặt đất được định vị trong miền quan sát của anten phát. Chu kì quỹ đạo của vệ tinh là
khoảng thời gian để hoàn thành một vòng quay trên quỹ đạo của nó so với trái đất. Khi
một vệ tinh chuyển động trên vòng tròn quỹ đạo theo hướng quay của trái đất thì nó
đóng vai trò như một chuyển mạch cố định từ bất kì trạm mặt đất nào. Hình 4 minh họa
cho khía cạnh hình học của vệ tinh địa tĩnh.

Hình 4: Vệ tinh địa tĩnh
Khoảng cách từ trạm mặt đất đến vệ tinh địa tĩnh là một trong các nguyên nhân gây
ra suy hao công suất sóng mang tần số vô tuyến, giá trị suy hao này khoảng 200dB
cho cả tuyến lên và tuyến xuống, và trễ đường truyền từ trạm mặt đất này đến trạm mặt
đất khác thông qua vệ tinh (trễ đường truyền cho một bước nhảy) khoảng 0.25s. Các
vệ tinh này có thể được sử dụng 24 giờ mỗi ngày, nó đóng vai trò như một
chuyển mạch cố định để chuyển tiếp các sóng mang tần số vô tuyến hướng lên, sau đó
các sóng mang này được truyền từ vệ tinh xuống tất cả các trạm mặt đất mà có thể
nhìn thấy tự vệ tinh (vùng tối của trái đất được minh họa như hình 4). Khi tất cả các
HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH VSAT


9

VSAT được nhìn thấy từ vệ tinh thì các sóng mang có thể chuyển tiếp bởi vệ tinh từ bất
kì VSAT này đến VSAT khác trong cùng mạng, điều này được minh họa như trên
hình 5.
Đối
với mạng VSAT dạng lưới (mesh) như hình 5, ta cần xét đến những hạn chế sau:

-Thông thường, suy hao công suất sóng mang cho cả tuyến lên và tuyến xuống
(tương đương một bước nhảy) khoảng 200dB.
-Công suất tần số vô tuyến của hệ thống thu và phát lại bị giới hạn, thông thường
khoảng vài chục W (watt).
-Kích thước của VSAT nhỏ, điều này gây hạn chế công suất phát và độ nhạy thu của
nó.

Hình 5: Mạng VSAT dạng lưới (a) Ví dụ với ba VSAT (mũi tên biểu diễn luồng thông tin
được truyền thông qua quá trình chuyển tiếp sóng mang bằng vệ tinh) (b) Minh họa đơn
giản một số lượng các VSAT (mũi tên đại diện cho liên kết 2 hướng tạo bởi 2 sóng mang
truyền theo các hướng đối diện)
Giải pháp sau đây được dùng để thiết lập mạng có trạm lớn hơn VSAT được gọi là HUB.
HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH VSAT


10

Trạm HUB có kích thước anten khoảng 4 đến 11m, giá trị này lớn hơn so với kích
thước anten của VSAT, do vậy độ lợi của nó sẽ lớn hơn so với anten của VSAT cổ
điển và được lắp đặt với máy phát có công suất lớn hơn. Trạm HUB này có khả năng
nhận được đầy đủ tất cả các sóng mang được phát bởi VSAT và truyền tải các thông tin
mong muốn đến tất cả các VSAT bằng phương thức sóng mang riêng của nó. Kiến
trúc của mạng hình sao được mô tả trong hình 6 và hình 7. Đ ườn g

truyền từ HUB
đến VSAT được gọi là tuyến ra (outbound link), từ VSAT đến HUB được gọi là tuyến
vào (inbound link). Cả tuyến ra và tuyến vào đều gồm có tuyến lên
vệ tinh và tuyến từ
vệ tinh xuống.

Hình 6: Mạng VSAT hình sao hai hướng. (a) Ví dụ với 4 VSAT (mũi tên biểu diễn
luồng thông tin được truyền thông qua quá trình chuyển tiếp sóng mang bằng vệ tinh) (b)
Minh họa đơn giản với một số lượng lớn các VSAT (mũi tên đại diện cho liên kết tạo bởi
2 sóng mang truyền theo các hướng đối diện)
Có 2 kiểu mạng VSAT hình sao:
-Các mạng hai hướng (hình 6) là mạng mà các VSAT có khả năng phát và thu. Các
mạng này thường hỗ trợ cho các lưu lượng hai chiều.
HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH VSAT


11

-Các mạng đơn hướng (hình 7) là mạng trong đó HUB làm nhiệm vụ phát sóng
mang còn VSAT chỉ có chức năng nhận. Cấu hình này thường dùng cho các dịch vụ
quảng bá từ site trung tâm (nơi đặt HUB) đến các site từ xa (nơi đặt các VSAT chỉ
nhận).




HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH VSAT


12

II. HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG THÔNG TINH VỆ TINH VSAT
1 . Thành phần của hệ thống VSAT.
Hệ thống VSAT bao gồm 3 thành phần:
 Anten
 ODU(outdoor unit)

 IDU(indoor unit)
1.1 . Anten
 Anten VSAT thường có đường kính 0.6-2.4m.
1.2 . ODU
a) Phần thu.
Tín hiệu thu được từ anten qua bộ định hướng đến bộ khuếch đại tạp
âm thấp(LNA) để nâng cao tần số sóng mang trên tạp âm. Tín hiệu cao
tần RF được lọc và đưa đến bộ trộn để hạ từ tần số cao RF thành tần
số trung tần IF bằng cách trộn tần số tín hiệu với tín hiệu tần số giao
động nội được tạo ra bởi bộ giao động(LOOSC). Tín hiệu trung tần ở
đầu ra được khuếc đại được lọc và phân chia theo nhu cầu sử dụng.
b) Phần phát
Các luồng tín hiệu được ghép, khuếch đại trung tần, được lọc và đưa
đến bộ trộn. Tại đó tín hiệu trung tần trộn với tín hiệu do động nội để
tạo thành tín hiệu cao tần ở đầu ra. Tín hiệu cao tần được lọc và
khuếch đại công suất lớn để đảm bảo công suất bức xạ ở đầu ra.
1.3 . IDU.
Bộ xử ký băng tần gốc BBP cung cấp giao diện đầu cuối DTE người sử dụng,
xử lý điều khiển truy nhập vệ tinh và thực hiện chuyển đổi giữa các giao thức
mặt đất và vệ tinh.
2. Trạm HUB.
 Thiết bị băng tần gốc cung cấp giao diện hai hướng vào ra giữa môi trường
truyền dẫn với các đầu cuối người sử dụng và máy tính chủ. Qua giao diện
này các kênh số liệu và kênh thoại được định địa chỉ và đường đi. Do đó thiết
bị hoạt động như bộ chuyển mạch trung tâm của mạng VSAT và đặc biệt là
chuyển mạch gói trong trường hợp số liệu được truyền dưới dạng gói.
 Thiết bị điều khiển và xử lý phát TXPCE bao gồm một hay một số đơn vị xử
lý phát TPU là ghép các kênh tín hiệu thành một kênh TDM để phát đi.
 Mỗi kênh Outroute chức 3 loại thông tin.
o Thông tin về đồng bộ mạng

o Thông tin về điều khiển mạng
o Số liệu của người sử dụng
3. Đa truy nhập
Các trạm mặt đất của mạng VSAT giao tiếp với nhau thông qua vệ tinh theo phương
HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH VSAT


13

thức sóng mang điều chế. Tùy theo cấu hình mạng, số lượng sóng mạng và loại sóng
mang sẽ được định tuyến một cách đồng thời trong cùng một bộ phát đáp của vệ tinh.
Hình: minh họa các trường hợp có thể thực hiện khác nhau:
-Với mạng VSAT một hướng, trong đó các trạm HUB thực hiện việc quảng bá các khối
dữ liệu được ghép kênh phân chia theo thời gian đến các VSAT chỉ nhận, khi đó chỉ có
một sóng mang được chuyển tiếp nhờ bộ phát đáp của vệ tinh. Do đó không có sóng
mang nào khác tham gia vào quá trình truy nhập và không cần giao thức đa truy nhập.
-Với mạng dạng sao hai hướng, các sóng mạng từ các VSAT và trạm HUB cùng
tham gia vào quá trình truy nhập bộ phát đáp vệ tinh.
-Với mạng dạng lưới hai hướng thì không có trạm HUB và chỉ có các sóng mang
được phát bởi các trạm VSAT tham gia truy nhập bộ phát đáp của vệ tinh.
Các mạng một hướng:
Các mạng dạng sao 2 hướng:
Các mạng dạng lưới 2 hướng:
HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH VSAT


14


Hình: Đa truy nhập đối với các cấu hình khác nhau

4. Các giao thức đa truy nhâp cơ bản
Các giao thức đa truy nhâp cơ bản gồm có:
Đa truy nhập phân chia theo tần số (FDMA)
Đa truy nhập phân chia theo thời gian (TDMA)
Đa truy nhập phân chia theo mã (CDMA)
Ở đây ta chỉ xét đến giao thức đa truy nhập phân chia theo thời gian (TDMA).
Hình: minh họa các cách phân chia băng thông của bộ phát đáp của vệ tinh giữa nhiều
sóng mang theo thời gian.

Đa truy nhập phân chia theo thời gian
(TDMA) là phương thức phân chia toàn bộ băng
tần B của bộ phát đáp cho mỗi sóng mang trong một khoảng thời gian giới hạn được gọi
là khe thời gian. TDMA là một hệ thống trong đó các trạm mặt đất dung chung một bộ
phát đáp trên cơ sở phân chia thời gian, để làm được việc này cần sử dụng một sóng
mang điều chế số. Ở TDMA, trục thời gian được phân chia thành các khoảng thời gian
gọi là các khung TDMA. Ngoài ra, mỗi khung TDMA được chia thành các khe thời
gian, các khe thời gian này được ấn định cho mỗi trạm mặt đất. Mỗi trạm mặt đất
phát các tín hiệu có cùng tần số sóng mang và chiếm toàn bộ băng tần của bộ phát đáp
của vệ tinh. Vì các khe thời gian khác nhau được ấn định cho tất cả các trạm mặt đất
nên chỉ có tín hiệu từ một trạm mặt đất chiếm bộ phát đáp vệ tinh trong thời gian cho
HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH VSAT


15

phép, và không bao giờ xảy ra trường hợp tín hiệu từ hai trạm mặt đất trở lên chiếm bộ
phát đáp của vệ tinh trong cùng một thời điểm.
Ở TDMA, các sóng mang được phát và thu dưới dạng cụm. Mỗi cụm gồm có phần tiêu
đề có hai bit thứ tự, một bit cho sóng mang và một bit định thời đạt được nhờ các bộ
giải điều chế ở VSAT thu, tên gọi khác của nó là từ duy nhất để báo cho đầu thu biết

điểm bắt đầu của trường dữ liệu. Phần tiêu đề được theo sau bởi phần trường số liệu
chứa lưu lượng liên kết với một hay nhiều kết nối đơn hướng. Nếu chỉ có một kết nối
đơn hướng thì cụm này là cụm đơn kênh trên sóng mang (SCPC burst), nếu có nhiều
kết nối đơn hướng thì cụm này là cụm đa kênh trên sóng mang và được chia thành các
cụm con, mỗi cụm con tương đương với một kết nối đơn hướng. Giữa các trạm mặt đất
cần phải có quá trình đồng bộ và mỗi trạm mặt đất cần lắp đặt các bộ giải điều chế
nhanh để giới hạn phần mào đầu của cụm đến giá trị tối thiểu.
5 . Tuyến vào TDMA / tuyến ra
Ở đây mỗi VSAT đều có thể truy nhập bộ phát đáp vệ tinh ở chế độ TDMA, mỗi
VSAT sẽ phát các cụm sóng mang của nó một cách tuần tự tại cùng băng thông và cùng
tần số (như minh họa trong hình ). Mỗi cụm có thể truyền một kết nối đơn hướng
(SCPC) hay nhiều kết nối đơn hướng (MCPC). Trong trường hợp sau vừa kể trên thì
cụm được chia ra thành các cụm con, mỗi cụm con liên kết với một kết nối đơn
hướng. Giả thiết T
B
là khoảng thời gian của một cụm sóng mang và T
F

là khoảng thời
gian của một khung TDMA, mỗi VSAT phát với chu kì công tác (duty cycle) là T
B
/T
F
.


HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH VSAT


16

Hình: Mạng VSAT sử dụng phương thức TDMA
Dung lượng của liên kết tần số vô tuyến từ một VSAT bằng với số lượng bit được
phát trên một đơn vị thời gian. Trong phương thức TDMA, nếu một VSAT được lợi về
dung lượng liên kết tần số vô tuyến thì nó phải phát với tốc độ bit cao. Thực vậy, với
TDMA thì dung lượng liên kết tần số vô tuyến của VSAT được xác định bởi số bit
được phát trên khoảng thời gian của một khung TDMA (như hình ).

Hình Công suất sóng mang TDMA
Trong đó R
TDMA

là các tốc độ bit được phát tương ứng với TDMA và T
B

là
khoảng thời gian của một cụm còn T
F

là khoảng thời gian của một khung TDMA.
Số bit được phát trong khoảng thời gian một khung là R
TDMA
.
6. Ấn định cố định với TDMA (FA - TDMA)

Hình 4.20 minh họa quá trình ấn định cố định kết nối với hoạt động TDMA. Mỗi
VSAT phát một cụm sóng mang trong khe thời gian được ấn định, số khe thời gian bằng
với số trạm VSAT (L). Vị trí và khoảng cách của các cụm là cố định, vì thế dung lượng
của mỗi VSAT không đổi với bất kì nhu cầu lưu lượng.
Nếu R

c
là tốc độ bit truyền thì dung lượng mạng tổng cộng là R
c
, và dung lượng được
ấn định cho một VSAT là R
c
/L. Nếu một VSAT không có lưu lượng để truyền thì khe
sẽ được giữ ở trạng thái rỗi (không bị chiếm) và dung lượng tương ứng với nó sẽ bị mất
trong mạng.
Ấn định cố định có ưu điểm là đơn giản, không gây ra nghẽn cũng như thời gian trễ
trong quá trình thiết lập sóng mang. Tuy nhiên dung lượng tổng cộng của mạng
VSAT (băng thông bộ phát đáp được ấn định trên mạng) được sử dụng một cách hạn
chế nếu nhu cầu lưu lượng thay đổi lớn.
Nghẽn có thể xuất hiện tại các đầu cuối người dùng, xác suất nghẽn có thể được tính
tương tự như trường hợp ấn định cố định với FDMA. Ta có thể giả thiết rằng cụm
HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH VSAT


17

sóng mang được chia thành K cụm con, mỗi sóng mang tương ứng với một kênh sẵn
có đến các đầu cuối người dùng được gắn trên VSAT.

Hình 4.20: TDMA ấn định cố định
Tương tự như trước, xét L = 50, K = 4, N
t
= 8, và A
t
= 0.1 erlang. Xác suất nghẽn đối

với một đầu cuối là E
4
(0.8) = 8 x 10
-3
= 0.8%.
7. Ấn định theo nhu cầu TDMA (DA – TDMA)
Hình 4.21 minh họa cách thức N trạm dùng chung L khe thời gian của một khung, với
N > L. Một VSAT muốn thiết lập một liên kết (thay đổi trạng thái sóng mang ‘on’ từ
sóng mang ‘off’) thì có thể truy nhập một khe thời gian rỗi (không bị chiếm) trên khung
hoặc nếu nó đã hoạt động rồi thì có thể tăng dung lượng bằng cách tăng khoảng thời gian
của cụm của nó, và khi đó sẽ hỗ trợ một số lượng lớn các kết nối. Điều

này đòi hỏi phải
thay đổi thời gian cụm theo hoạch định và thực hiện dưới sự điều khiển của hệ thống
quản lý mạng NMS tại trạm HUB.
Khi nhu cầu lưu lượng từ tất cả VSAT vượt quá dung lượng R
c
được cấp, nghẽn của
quá trình thiết lập liên kết có thể xuất hiện trong trường hợp khung TDMA bị đầy bởi
các cụm sóng mang.
Hình 4.21 TDMA ấn định theo nhu
cầu

Ví dụ, dung lượng mạng KL = 4 x 50 = 200 kênh được xét trong mô hình FA –TDMA
trên lúc này có giá trị đối với một nhóm tất cả các đầu cuối người dùng, cường độ lưu
lượng tổng cộng của chúng là A = N x 8 x 0.1 = 0.8 erlang với N là số lượng VSAT
trong mạng. So với FA – TDMA, có thể chọn N để đạt được xác suất nghẽn đối với
một đầu cuối là 0.8% nghĩa là E
200
(A) = 0.8%, tương ứng với A = 178 erlang. Vì thế N

= 178 / 0.8 = 222, điều này chỉ ra rằng số lượng VSAT trong mạng có thể tăng theo hệ
số 222/50 = 4.4.






HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH VSAT


18










III . Một số ứng dụng của mạng VSAT
Mạng VSAT được sử dụng để cung cấp rất nhiều loại ứng dụng và được phân loại chủ
yếu dựa trên hai hình thức cung cấp dịch vụ: quảng bá (hay ứng dụng một chiều) và ứng
dụng tương tác (hay ứng dụng hai chiều).
Ứng dụng quảng bá: quảng bá là ứng dụng được phổ biến sớm nhất mà được cung
cấp bởi mạng VSAT
Hình: Mô hình cung cấp ứng dụng truyền hình quảng bá bằng mạng
VSAT

Một số ví dụ về ứng dụng quảng bá như:
o Bảng báo giá, bảng kiểm kê hàng tồn kho.
o Chứng khoán, hợp đồng, thông tin mặt hàng.
o Dự báo thời tiết, tỉ số thể thao, thông tin báo chí.
o Phát thanh.
o Hội nghị truyền hình số hoặc giải trí.
o Phân phối internet…
HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH VSAT


19

Các ứng dụng Internet qua vệ tinh giúp cho nhà cung cấp dịch vụ thay thế được nhu
cầu sử dụng Internet qua các đường truyền tốc độ cao trên mặt đất. Hơn nữa các nhà
cung cấp có thể truyền lưu lượng Internet trên các sóng mang truyền hình số có sẵn do
đó
sẽ đạt hiểu quả về chi phí.

Hình Quảng bá Internet thông qua đường truyền vệ
tinh

Ứng dụng tương tác (thoại, Internet, truyền dữ liệu ) là ứng dụng thông tin
hai
chiều cung cấp cho người sử dụng được thực hiện thông qua mạng VSAT. Ngoài ra,
mạng VSAT còn được ứng dụng làm truyền dẫn trong mạng viễn thông và các ứng
dụng khác, chẳng hạn như:
 Các dịch vụ dữ liệu hai chiều:
o Truyền dữ liệu cho các cơ quan tài chính, các nhà môi giới chứng
khoán, ngân hàng.

o Quản lý sự hoạt động của các điểm kinh doanh cho các siêu thị, shop
bán lẻ, trạm xăng dầu, cửa hàng thức ăn nhẹ, các thiết bị rút tiền tự động
ATM hay các máy giao dịch qua thẻ tính dụng.
o Truyền các thông tin đăng kí trước và xác nhận cho hàng không, khách
sạn, điểm cho thuê xe và các công ty du lịch.
 Các dịch vụ thoại hai chiều:
o Các dịch vụ thoại cho các công ty kinh doanh và các mạng riêng.
o Mở rộng khả năng mạng PSTN đến các vùng nông thôn, hải đảo.
 Các dịch vụ truyền hình hai chiều:
o Các tốc độ nén hiện thời cho phép quá trình hội nghị truyền hình tại tốc
độ 64 kbps.
HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH VSAT


20

Dịch vụ VSAT–IP
Dịch vụ VSAT là dịch vụ cố định vệ tinh cho phép người sử dụng với anten vệ tinh cỡ
nhỏ có kích thước từ 0,6m đến 12,4m có thể sử dụng các loại hình dịch vụ viễn thông,
truyền thông trực tiếp từ mạng VSAT thông qua đường truyền dẫn vệ tinh.
Dịch vụ VSAT IP là dịch vụ VSAT sử dụng hệ thống thông tin vệ tinh băng rộng
iPStar để cung cấp các dịch vụ viễn thông trên nền giao thức IP (Internet Protocol). Các
vệ tinh iPStar sử dụng công nghệ nhân băng tần bằng việc dùng nhiều búp sóng nhỏ
(spot beam) phủ chụp để truyền tải, tạo ra băng thông lớn hơn nhiều so với vệ tinh
thông thường. Các máy trạm tại mặt đất nhận sóng của vệ tinh, chuyển tải để hoạt động
như các máy trạm bình thường của mạng mặt đất. Phương thức truyền tải trên mạng
VSAT sử dụng vệ tinh (truyền vô tuyến). Trạm VSAT thực chất như một tổng đài, chỉ
khác về phương pháp truyền tải không qua cáp quang, dây nối như mạng mặt đất, mà
dùng sóng vệ tinh nhưng vẫn đảm bảo được độ lớn băng thông và chất lượng truyền tải
dữ liệu bằng công nghệ tiên tiến.

Hình Ứng dụng của dịch vụ VSAT-IP
Dịch vụ VSAT-IP được thiết kế để truyền tốc độ rất cao, tích hợp các ứng dụng nhằm
đáp ứng nhu cầu của tất cả mọi tổ chức, tập đoàn lớn cần có băng thông rộng, các doanh
nghiệp vừa và nhỏ có nhu cầu băng tần cao tùy lúc và người dùng cá nhân muốn sử
dụng dịch vụ truy nhập băng rộng. Với VSAT-IP, tạo ra một dạng kết nối băng rộng có
chi phí băng tần hợp lý, linh hoạt cho nhiều ứng dụng như download và upload nhanh
chóng file có dung lượng lớn, dịch vụ truyền hình hội nghị, dịch vụ thoại, dịch vụ truyền
HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH VSAT


21

dẫn phát sóng, kênh thuê riêng, mạng riêng ảo – VPN, dịch vụ Internet không dây trong
một tòa nhà văn phòng hay chung cư…
Đặc

biệt, dịch vụ được cung cấp tới cả các vùng sâu, vùng xa, nơi biên giới, hải đảo
với những địa hình phức tạp nhất.
IV. KẾT LUẬN
Tóm lại: Dịch vụ VSAT đã và đang đóng một vai trò rất tích cực cho phát triển của
viễn thông Việt Nam, đặc biệt trong thực hiện cung cấp dịch vụ viễn thông cho các vùng
biệt lập, biên giới, hải đảo hoặc các trường hợp ứng cứu thông tin khẩn cấp. Dịch vụ
VSAT ở nước ta không chỉ cung cấp dịch vụ thoại, FAX mà nó đang dần phát huy hết
các tiềm năng của mạng VSAT ở các loại hình ứng dụng khác như Internet băng rộng,
truyền hình vệ tinh kỹ thuật số, truy nhập số liệu… VSAT hiện nay đang là một trong
những ứng dụng rất phổ biến.Với những ưu thế về tính linh động, phạm vi hoạt động
bao phủ toàn thế giới, dễ dàng triển khai với ở các vùng hải đảo xa xôi thì mạng VSAT
đang dần thu hút được một lượng lớn khách hàng tham gia sử dung. Đ
ặc

biệt sự phát
triển của công nghệ truy nhập băng rộng VSAT–IP trong thời gian gần đây đã cho thấy
được tầm ảnh hưởng của nó, và chắc chắn công nghệ này sẽ còn vươn xa hơn trong
tương lai.













HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH VSAT


22








TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Bài giảng thông tin vệ tinh và viễn tin- Kiều Xuân Đường- 1997.
2.
3. />317107
4. />ki%E1%BB%83n-truc-va-ki%E1%BB%83u-k%E1%BA%BFt-
n%E1%BB%91i-m%E1%BA%A1ng-VSAT-IP