NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT, CÔNG NGHỆ VÀ CÁC DỊCH VỤ MỚI NHẰM KHAI THÁC HIỆU QUẢ MẠNG VSATIP BĂNG RỘNG VỆ TINH VINASAT

1

==

























TẬP ĐOÀN BƢU CHÍNH VIỄN THÔNG VIỆT NAM
CÔNG TY VIỄN THÔNG QUỐC TẾ
______________________

BÁO CÁO
KẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐỀ TÀI
(NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT, CÔNG NGHỆ VÀ CÁC DỊCH VỤ MỚI
NHẰM KHAI THÁC HIỆU QUẢ MẠNG VSAT-IP BĂNG RỘNG VỆ
TINH VINASAT)
(MÃ SỐ: 010-2011-TĐ-RDP-VT-05)

Chủ nhiệm đề tài: Cơ quan chủ trì đề tài




KS. Lê Thành Nam Lâm Quốc Cƣờng







Hà Nội, 2013

2

MỤC LỤC

CHƢƠNG I - NGHIÊN CỨU KHẢO SÁT HIỆN TRẠNG CÔNG NGHỆ, DỊCH VỤ
KHAI THÁC QUA VỆ TINH 8
1.1. Tổng quan về vệ tinh VINASAT-1 8
1.1.1. Băng tần C mở rộng: 9
1.1.2. Băng tần Ku 9
1.1.3. Trạm điều khiển TT&C: 10
1.1.4. Trạm điều hành khai thác vệ tinh (NOC): 11
1.1.5. Trung tâm dịch vụ thu phát sóng vệ tinh (Teleport) 11
1.2. Mạng VSAT/PAMA: 12
1.3. Hệ thống VSAT băng rộng iPSTAR: 12
1.4. Hiện trạng nhu cầu các dịch vụ VSAT 13
1.4.1. Nhu cầu thoại 13
1.4.2. Truy nhập Internet băng rộng 13
1.4.3. Kênh thuê riêng/Mạng riêng ảo (VPN) 13
1.4.4. Trung kế cho mạng di động, tổng đài cố định 14
1.4.5. Các dịch vụ khác 14
1.5. Vệ tinh và xu hƣớng phát triển 14
1.5.1. Xu hƣớng tổng thể 14
1.5.2. Môi trƣờng kinh tế 15
1.6. Đánh giá khả năng triển khai các dịch vụ VSAT-IP trên vệ tinh VINASAT: 15
CHƢƠNG II - NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT , CÔNG NGHỆ MẠNG VSAT-IP BĂNG
RỘNG VỆ TINH VINASAT 17
2.1. Công nghệ VSAT-IP trên thế giới và xu hƣớng phát triển 17

2.1.1. Khái quát chuẩn DVB-S2. 17
2.2. Các yêu cầu công nghệ dùng trong hệ thống SkyEdge II 27
2.2.1. Mục tiêu xây dựng mạng 27
2.2.2. Quy mô mạng lƣới: 27
2.2.3. Yêu cầu chung về cấu trúc mạng: 28
2.2.4. Cấu trúc mạng 28
2.2.5. Yêu cầu về công nghệ trạm đầu cuối UT 29
2.2.6. Mô hình cung cấp dịch vụ 29
2.3. Cấu trúc trạm chủ Hub: 29
2.3.1. Anten và khối thiết bị cao tần 30
3

2.3.2. Hệ thống Baseband và NMS 30
2.3.3. Tuyến kết nối trung tần IFL: 31
2.3.4. Trạm Cổng Gateway 32
2.4. Trạm UT 32
2.4.1. UT băng Ku: 32
2.4.2. UT băng C: 33
2.4.3. VSAT lƣu động: 33
2.5. Phƣơng thức truyền dẫn 33
CHƢƠNG III - ĐỀ XUẤT CÁC PHƢƠNG ÁN KỸ THUẬT TRIỂN KHAI DỊCH VỤ,
ỨNG DỤNG MỚI VÀ THỬ NGHIỆM ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ 36
3.1. Dịch vụ truy nhập Internet băng rộng 36
3.1.1. Phƣơng án kỹ thuật 36
3.1.2. Phƣơng án triển khai dịch vụ 43
3.2. Dịch vụ Internet Trunking (Internet backhaul) 49
3.2.1. Phƣơng án kỹ thuật 49
3.2.2. Phƣơng án triển khai thử nghiệm dịch vụ 53
3.3. Dịch vụ trung kế tổng đài 61
3.3.1. Phƣơng án kỹ thuật 63

3.3.2. Phƣơng án triển khai thử nghiệm dịch vụ 67
3.4. Dịch vụ trung kế di động (Mobile Trunking) 73
3.4.1. Phƣơng án kỹ thuật 75
3.4.2. Phƣơng án triển khai thử nghiệm dịch vụ 76
3.5. Dịch vụ truyền hình MPEG-4 qua vệ tinh 83
3.5.1. Phƣơng án kỹ thuật 85
3.5.2. Phƣơng án triển khai thử nghiệm dịch vụ 90
3.6. Dịch vụ liên lạc lƣu động 94
3.6.1. Hệ thống liên lạc lƣu động 97
3.6.2. Phƣơng án triển khai thử nghiệm dịch vụ 99
3.7. Dịch vụ Triple Play. 105
3.7.1. Dịch vụ thoại trên nền (Voice over IP) qua vệ tinh: 107
3.7.2. Dịch vụ Video trên nền IP (IPTV). 111
3.7.3. Phƣơng án triển khai dịch vụ Triple Play 112
3.8. Dịch vụ mạng dùng riêng (VPN) 119
3.8.1. Phƣơng án kỹ thuật: 121
3.8.2. Phƣơng án triển khai dịch vụ 123
3.9. Phƣơng án chuyển đổi vệ tinh 125
4

3.9.1. Hiện trạng mạng khách hàng 125
3.9.2. Nội dung phƣơng án 126
3.9.3. Các bƣớc chuẩn bị và thực hiện 127
CHƢƠNG IV - Kết luận 128

5

CÁC TỪ VIẾT TẮT


AAA
Authentication, Authorization,
Accounting
Các thủ tục quản lý việc đăng nhập, cấp
phép của hệ thống Radius.
ACK
Acknowledgment Field
Significant
Bản tin xác nhận
ADSL
Asymatric Digital Subcribe Line
Đƣờng thuê bao số bất đối xứng
ATA
Analog Telephone Adapter
Bộ điều phối thoại
BSC
Base Station Controller
Hệ thống điều khiển trạm gốc
BTS
Base Transceiver System
Trạm thu/phát gốc
BUC
Block Up-Converter
Bộ đổi tấn
DAMA
Demand Assinged Multiple

Access
Đa truy nhập gán theo yêu cầu
DDN
Data Domestic Network
Mạng trục số liệu quốc gia
DLA
Dynamic Link Allocation
Phân bổ đƣờng truyền linh hoạt
DTH
Direct-To-Home
Truyền trực tiếp tới tận nhà
DVB
Digital Video Broadcasting
Tiêu chuẩn truyền hình số
FE
Fast Ethernet
Giao diện Ethernet tốc độ 100Mbps
FLP
Forward Link Processor
Bộ xử lý tuyến Forward
FTP
File Transfer Protocol
Giao thức truyền file
GE
Gigabit Ethernet
Giao diện Ethernet tốc độ Gbps
GRE
Generic Routing Encapsulation
Giao thức định tuyến chung và chuyển
mạch lớp 3.

GNC
Gateway & Network Management
Center
Trung tâm quản lý mạng và trạm cổng
HTTP
Hyper Text Transfer Protocol
Giao thức truyền siêu văn bản
IDU
Indoor Unit
Thiết bị trong nhà
IP
Internet Protocol
Giao thức Internet
L2TP

Giao thức định tuyến
LAN
Local Area Network
Mạng nội bộ
LNB
Low Noise Block
Bộ khuếch đại ít tạp âm
MDU
Multi Dwelling Unit
Thiết bị hỗ trợ nhiều ngƣời sử dụng
MF-
TDMA
Multi Frequency - Time Division
Multiple Access
Đa truy nhập phân theo thời gian và tần

số
MSC
Mobile Switching Center
Trung tâm chuyển mạch di động
6

MTU
Multi Tenant Unit
Thiết bị hỗ trợ đa truy nhập
MUX
Multiplexer
Thiết bị ghép kênh
NGN
Next Generation Network
Mạng thế hệ mới
NM
Network Management
Quản lý mạng
NMS
Network Management System
Hệ thống quản lý mạng
NSO
National Service Operator
Nhà khai thác dịch vụ quốc gia
NSP
National Service Provider
Nhà cung cấp dịch vụ quốc gia
ODU
Outdoor Unit
Thiết bị ngoài trời

OFDM
Orthogonal Frequency Division
Multiplexing
Ghép kênh trực giao theo tần số
PAP


PDA
Personal Digital Assistance
Thiết bị trợ giúp kỹ thuật số cá nhân
POP
Point of Presence
Điểm hiện diện
PPTP

Giao thức định tuyến
QoS
Quality of Service
Chất lƣợng dịch vụ
RCS
Return Channel via Satellite
Kênh hƣớng về qua vệ tinh
RRM
Radio Resource Management
Quản lý tài nguyên tần số
SCC
Satellite Controlling Center
Trung tâm điều khiển vệ tinh
SCPC
Single Channel Per Carrier

Đơn kênh trên sóng mang
SI
STAR Interface
Giao diện STAR
SMTP
Simple Mail Transfer Protocol
Giao thức truyền mail
SP
Service Provider
Nhà cung cấp dịch vụ
TCP
Transmission Control Protocol
Giao thức điều khiển truyền dẫn
TCPA
TCP Accelerator
Bộ gia tốc TCP
TI
TOLL Interface
Giao diện TOLL
TPC
Turbo Product Code
Kỹ thuật mã hoá Turbo
UDP
User DataGram Protocol
Giao thức số liệu hƣớng ngƣời sử dụng
UT
User Terminal
Thiết bị đầu cuối
VDC
Video Conference

Truyền hình hội nghị
VoD
Video on Demand
Truyền hình theo yêu cầu
VPN
Virtual Private Network
Mạng riêng ảo
VSAT
Very Small Apature Terminal
Trạm mặt đất cỡ nhỏ
WiFi
Wireless Fidelity
Tiêu chuẩn truy nhập không dây
WLAN
Wide LAN
Mạng diện rộng
xDSL
x over DSL
Dịch vụ (x) truyền qua DSL
7



MỞ ĐẦU

Cùng với nhu cầu thông tin ngày càng gia tăng trong xu thế kinh tế hội nhập toàn
cầu, nhu cầu sử dụng dịch vụ vệ tinh liên tục tăng với tốc độ nhanh và ngày càng đa dạng.
Số lƣợng vệ tinh thông tin ở các khu vực trên thế giới tăng lên nhanh chóng. Bên cạnh
những cƣờng quốc và các nƣớc phát triển nhƣ Mỹ, Nga, Pháp, Nhật đã có hệ thống vệ tinh
thông tin từ những thập kỷ 60, đến nay những quốc gia đang phát triển nhƣ Thái lan, ấn độ,

Inđônesia, Malaysia cũng đã sở hữu tối thiểu từ 1 đến 2 hệ thống vệ tinh thông tin phục vụ
nhu cầu thông tin trong nƣớc, khu vực và quốc tế.
Các loại hình dịch vụ ứng dụng vệ tinh cũng không ngừng đƣợc mở rộng, từ chỗ
chỉ tập trung phục vụ một số đối tƣợng khách hàng nhất định nay các dịch vụ đã phổ biến
toàn xã hội trong và ngoài lãnh thổ quốc gia nhƣ: Truyền hình quảng bá, viễn thông thông
tin, giáo dục, y tế, giải trí Đặc biệt, những năm gần đây chứng kiến tốc độ tăng trƣởng kỷ
lục của hai loại ứng dụng qua vệ tinh là Internet (100%/năm) và truyền hình giải trí, chúng
sẽ tiếp tục là những loại dịch vụ ứng dụng mũi nhọn trong những năm tới. Sự bùng nổ về
nhu cầu đối với các ứng dịch thông tin vệ tinh đã làm cho số lƣợng các hãng khai thác dịch
vụ vệ tinh trên thế giới tăng nhanh, số lƣợng các hãng khai thác đã tăng gấp hai lần so với
thập kỷ 80, do vậy, cạnh tranh trong lĩnh vực này càng trở nên gay gắt.
Việc gia tăng nhu cầu sử dụng vệ tinh thông tin cũng là cơ hội cho các hãng chế tạo
và sản xuất vệ tinh trên thế giới phát huy tối đa kinh nghiệm và khả năng công nghệ trong
một môi trƣờng cạnh tranh cao. Kết quả là các hãng khai thác vệ tinh có thể lựa chọn loại
vệ tinh phù hợp nhất với hiệu quả giá thành cao nhất.
Trong các năm tới, nhu cầu đối với các dịch vụ ứng dụng vệ tinh trên thế giới tiếp
tục gia tăng. Cơ hội cho việc phát triển một chƣơng trình vệ tinh quốc gia mới vẫn hiện
hữu nếu có sự cân nhắc hợp lý về tiềm năng thị trƣờng và các yếu tố cạnh tranh.
Việc nghiên cứu khảo sát các sản phẩm dịch vụ và công nghệ thông tin vệ tinh
hiện có trên thế giới, nhu cầu dịch vụ mới của khách hàng, các cơ quan Bộ ngành (các đề
tài trƣớc đây nghiên cứu về dịch vụ nhƣng đến nay các loại hình dịch vụ đã thay đổi rất
nhiều, khách hàng thay đổi, nhu cầu cũng biến động ) hiện tại và xu thế trong tƣơng lai để
từ đó xây dựng các giải pháp kỹ thuật công nghệ đáp ứng yêu cầu sử dụng của khách hàng
hay các cơ quan Bộ ngành phục vụ vào các hoạt động sản xuất kinh doanh và điều hành
của từng đơn vị.
Do khả năng đặc thù là vùng dịch vụ rộng lớn, thông tin vệ tinh đƣợc sử dụng cho rất
nhiều loại hình dịch vụ, tuy nhiên dịch vụ quảng bá qua vệ tinh và các dịch vụ cung cấp
qua hệ thống mạng VSAT hứa hẹn là vẫn là các dịch vụ thu lại nhiều lợi nhuận và có ƣu
thế vƣợt trội nhất so với các dịch vụ khác cung cấp qua các mạng thông tin viễn thông trên
mặt đất.

Báo cáo này sẽ trình bày những tóm lƣợc những dịch vụ mới đƣợc đƣa ra thị trƣờng
của các nhà cung cấp dịch vụ cũng nhƣ công nghệ và thiết bị của các nhà sản xuất đang sử
dụng trong lĩnh vực truyền hình quảng bá qua vệ tinh
8


CHƢƠNG I - NGHIÊN CỨU KHẢO SÁT HIỆN TRẠNG CÔNG
NGHỆ, DỊCH VỤ KHAI THÁC QUA VỆ TINH

1.1. Tổng quan về vệ tinh VINASAT-1
- Vị trí quỹ đạo: Vệ tinh VINASAT -1 sẽ hoạt động tại vị trí quỹ đạo địa tĩnh ở
1320E.
- Thời gian sống: Thời gian cung cấp dịch vụ từ 15 – 20 năm.
- Dung lƣợng thiết kế: Vệ tinh đƣợc thiết kế gồm 20 bộ phát đáp hoạt động (08
bộ băng tần C mở rộng, 12 bộ băng tần Ku) với băng thông 36Mhz/1 bộ, 08 bộ phát đáp dự
phòng (04 bộ băng Ku, 04 bộ băng C mở rộng)
- Vùng phủ sóng băng Ku: Việt Nam, Lào, Campuchia, Thái Lan và một phần
Myanmar.
- Vùng phủ sóng băng C: Việt Nam, Lào, Campuchia, Đông Nam Á, đông Trung
Quốc, Triều Tiên, Ấn Độ, Nhật Bản và Australia.
- Vệ tinh, thiết bị trạm điều khiển vệ tinh: do hãng Lockheed Martin (Mỹ) cung
cấp.




Hình 1.1: Hình ảnh vệ tinh VINASAT-1 tại vị trí quỹ đạo 131oE

9

1.1.1. Băng tần C mở rộng:
Phân bổ tần số băng C
- Tần số phát Tx hoạt động trong dải từ 6.425 - 6.725 MHz, sử dụng phân cực
tuyến tính cả hai hƣớng Đứng (Vertical) và Ngang (Horizontal).
- Tần số thu Rx hoạt động trong dải từ 3.400 - 3.700 MHz, sử dụng cả hai phân
cực Ngang và Đứng.



Hình 1.2: Vùng phủ sóng băng C
1.1.2. Băng tần Ku
Phân bổ tần số băng ku
- Tần số phát Tx hoạt động trong dải từ 13.750 – 13.990 MHz và 14.255 –
14.495 MHz, chỉ sử dụng cả một phân cực tuyến tính hƣớng Đứng (Vertical).
- Tần số thu Rx hoạt động trong dải từ 10.950 – 11.200 MHz và 11.450 – 11.700
MHz, chỉ sử dụng một phân cực theo hƣớng Ngang (Hoizontal)







10

Hình 1.3: Vùng phủ sóng băng Ku
1.1.3. Trạm điều khiển TT&C:
Sử dụng anten 11m làm việc ở băng tần C, chức năng chính của trạm:
- Điều khiển, giám sát, duy trì sự hoạt động ổn định của vệ tinh Vinasat-1 trên
quĩ đạo;
- Cung cấp tín hiệu thu cao tần băng tần C cho NOC, để giám sát chất lƣợng dịch
vụ cung cấp.


Hình 1.4: Trung tâm điều khiển TT&C vệ tinh VINASAT-1
11


1.1.4. Trạm điều hành khai thác vệ tinh (NOC):
Sử dụng anten 9m làm việc với vệ tinh Vinasat-1 băng tần Ku, chức năng chính của
trạm:
- Giám sát chất lƣợng dịch vụ cung cấp cho khách hàng qua vệ tinh VINASAT-1
trên cả 02 băng tần C và Ku.
- Làm Teleport cho mạng VSAT-IP băng rộng vệ tinh VINASAT-1.
1.1.5. Trung tâm dịch vụ thu phát sóng vệ tinh (Teleport)
Teleport là trạm mặt đất cỡ lớn có khả năng thu phát nhiều ứng dụng khác nhau
nhƣ truyền dẫn phát sóng truyền hình, kênh thuê riêng VSAT PAMA, mạng VSAT Để
phục vụ khai thác và sử dụng hiệu quả vệ tinh VINASAT, VNPTI đã xây dựng 2 Teleport

ở 2 Trung tâm thông tin vệ tinh Quế Dƣơng và Bình Dƣơng:
- Teleport Quế Dƣơng: bao gồm 1 anten băng C 6,3m và bang Ku 6,3m, đƣợc
trang bị phần phát (uplink) để có khả năng phát bão hoà 2-3 phát đáp trên mỗi phân cực.
- Teleeport Bình Dƣơng: bao gồm 1 anten băng C 7,2m, và 1 anten Ku 3,8m,
phần uplink để có khả năng phát bão hoà 1 phát đáp.


Hình 1.5: Trung tâm Teleport vệ tinh VINASAT-1 tại Bình Dương
12

1.2. Mạng VSAT/PAMA:
Hiện VNPTI đang cung cấp dịch vụ kênh thuê riêng qua VSAT PAMA cho các
khách hàng nhƣ các dàn khoan dầu khí, các khu công nghiệp , VNPTI đã trang bị một
mạng VSAT PAMA để phát triển dịch vụ này trên vệ tinh VINASAT-1 nhƣ sau:
- Trạm Hub/GW đặt tại Teleport Bình Dƣơng để kế nối và quản lý toàn mạng. Sử
dụng 1 anten băng Ku 3,8m cho teleport.
- Tại 142 Điện Biên Phủ, Tp HCM, trạm HUB sử dụng anten 12m, trên cơ sở cải
tạo trạm Hoa Sen 2 để liên lạc qua vệ tinh Thaicom5 78,5°E cung cấp dịch vụ kênh thuê
riêng, đối tƣợng khách hàng chủ yếu là các công ty thăm dò và khai thác dầu khí. Hiện có
20 khách hàng đang sử dụng dịch vụ với tổng băng tần khoảng 10Mhz.
- Trạm SAG-2F2 anten 7m, hiện thiết bị đã quá cũ không còn sử dụng.
1.3. Hệ thống VSAT băng rộng iPSTAR:
- Vệ tinh iPSTAR-1 nằm ở vị trí 119,5E là loại vệ tinh băng rộng thế hệ mới,
hoạt động với độ tin cậy cao, dung lƣợng đến 45 Gbs cho cả hai chiều lên/xuống. Vệ tinh
này sử dụng băng tần Ka cho tạm Gateway (cả hai chiều lên/xuống) và băng tần Ku cho
các trạm VSAT thuê bao. Vệ tinh iPSTAR có 84 búp phủ hẹp, 7 búp phủ rộng, 3 búp phủ
quảng bá trong khu vực Châu Á-Thái Bình Dƣơng. Riêng Việt Nam có 4 búp phủ hẹp
(Beam 205, 206, 210, 211) với tổng dung lƣợng khoảng 2 Gbs cho cả hai chiều lên xuống.
- Vùng phủ sóng vệ tinh iPSTAR-1 119,50E:

Hình 1.6: Vùng phủ sóng vệ tinh IPSTAR 1200E:
13


- Hệ thống VSAT băng rộng iPSTAR của VNPTI bao gồm 01 trạm Gateway
chính đặt tại Quế Dƣơng, Hoài Đức, Hà Tây và 01 trạm Gateway dự phòng tại Do Lễ, Kim
Bảng, Hà Nam và các trạm VSAT thuê bao (UT). Các trạm Gateway sử dụng băng tần Ka,
anten 8,1m và hoạt động trong beam 205; các trạm UT sử dụng băng tần Ku, anten từ 0.8m
trở lên và hoạt động trong cả 4 beam nêu trên.
- VNPTI đã triển khai lắp đặt hơn 300 trạm UT phục vụ cho các Bƣu điện tỉnh và
các khách hàng ngoài ngành. Hiện hệ thống đang cung cấp các dịch vụ sau:
+ Truy cập Internet.
+ Thoại VoIP.
+ Mạng riêng ảo (VPN).
+ Trung kế cho tổng đài Bƣu điện tỉnh.
+ Trung kế cho các trạm BTS các công ty thông tin di động.
+ Trung kế Wifi.
+ Truyền hình MPEG-4.
1.4. Hiện trạng nhu cầu các dịch vụ VSAT
1.4.1. Nhu cầu thoại
- Điện thoại trên nền IP (VoIP) vẫn là dịch vụ đang ngày càng đƣợc sử dụng rộng
rãi do tính thuận tiện và giá cƣớc rẻ. Dịch vụ VoIP qua vệ tinh rất phù hợp cho các vùng xa
xôi hẻo lánh, hay các công ty, tổ chức có mạng lƣới các chi nhánh nằm rải rác khắp mọi
miền của đất nƣớc:
1.4.2. Truy nhập Internet băng rộng
- Dịch vụ truy cập Internet băng rộng theo phƣơng thức ADSL mới chỉ triển khai
đƣợc ở một số tỉnh, thành phố có mật độ ngƣời sử dụng cao, hơn nữa phạm vi cung cấp
dịch vụ lại bị hạn chế bởi cự ly đƣờng truyền từ điểm hiện diện (POP) của nhà cung cấp
dịch vụ tới địa điểm của thuê bao (thông thƣờng < 2 Km). Do vậy, hiện nay có rất nhiều
yêu cầu đăng ký sử dụng dịch vụ của khách hàng không đáp ứng đƣợc. Dịch vụ truy cập

Internet băng rộng qua vệ tinh, với kích thƣớc trạm đầu cuối nhỏ gọn, nguồn tiêu thụ thấp,
triển khai lắp đặt và cung cấp dịch vụ nhanh (trong vòng khoảng 2 tiếng) và nhất là giá cả
và chất lƣợng có thể sánh ngang với các dịch vụ xDSL, sẽ là giải pháp lựa chọn tốt nhất để
đáp ứng kịp thời nhu cầu về dịch vụ Internet băng rộng hiện nay và trong tƣơng lai.
1.4.3. Kênh thuê riêng/Mạng riêng ảo (VPN)
- Kinh doanh thƣơng mại điện tử ở Việt Nam đang phát triển rất mạnh. Bên cạnh
đó, chúng ta có các chủ trƣơng về điện tử hoá các hoạt động quản lý, giao dịch từ trung
ƣơng đến địa phƣơng, các nhu cầu về hiện đại hoá mạng giao dịch của các ngân hàng, hãng
hàng không, khí tƣợng thuỷ văn, mạng lƣới bán lẻ xăng dầu Ngoài ra, Tổng cục Khí
tƣợng Thuỷ văn, các công ty dầu khí cũng đều đang có nhu cầu nâng cấp và mở rộng
mạng lƣới liên lạc. Thiết lập mạng riêng qua hệ thống thông tin vệ tinh băng rộng với
nhiều ƣu điểm nhƣ: thiết lập mạng nhanh, dễ dàng nâng cấp và mở rộng mạng lƣới mà
không làm gián đoạn liên lạc, tốc độ đƣờng truyền cao và đa dạng tuỳ thuộc vào nhu cầu
14

kết nối của khách hàng và hệ thống thông tin vệ tinh băng rộng sẽ là một giải pháp dự
phòng tốt nhất cho các hệ thống mạng riêng hiện có trên đất liền.
1.4.4. Trung kế cho mạng di động, tổng đài cố định
- Số ngƣời sử dụng điện thoại di động ở Việt nam đang có sự tăng trƣởng mạnh,
tính đến năm 2013 số thuê bao di động đã đạt hàng trăm triệu máy. Tuy nhiên, việc mở
rộng mạng lƣới phủ sóng di động tới mọi miền tổ quốc nhất là các vùng xa, biên giới, hải
đảo, các điểm tham quan du lịch luôn là một bài toán khó cho các nhà cung cấp dịch vụ,
cả về phƣơng án kỹ thuật và hiệu quả kinh doanh. Giải pháp mở rộng vùng phủ sóng di
động qua việc thiết lập các trung kế nối giữa trạm BTS, các tổng đài nội hạt vệ tinh ở các
vùng sâu vùng xa với hệ thống chuyển mạch di động trung tâm (MSC, MSC), tổng đài
host bằng đƣờng truyền vệ tinh sẽ là giải pháp nhanh nhất đƣợc lựa chọn để đáp ứng kịp
thời nhu cầu liên lạc của các thuê bao.
1.4.5. Các dịch vụ khác
- Các dịch vụ khác nhƣ: truyền hình hội nghị, truyền hình theo yêu cầu, đào tạo
từ xa… là các dịch vụ gia tăng trên nền IP băng rộng, nhu cầu sử dụng dịch vụ không

nhiều và không thƣờng xuyên

1.5. Vệ tinh và xu hƣớng phát triển
1.5.1. Xu hƣớng tổng thể
Nhu cầu về dung lƣợng vệ tinh đã tăng trƣởng trong 5 năm gần đây với tốc độ gần
7%/năm và dự kiến sẽ duy trì ở mức 4-5%/năm trong 5-10 năm tới. Thị trƣờng này sẽ tiếp
tục phát triển ổn định trên khắp thế giới qua một số xu hƣớng sau:
- Duy trì nhu cầu mạnh mẽ cho truyền hình kỹ thuật số, với sự đóng góp ngày
càng tăng từ truyền hình độ nét cao (HDTV) ở Bắc Mỹ và Châu Âu, và ngày càng phát
triển ở châu Á;
- Sự phát triển nhanh chóng của điện thoại di động, truy cập Internet tại một số
nƣớc ở Châu Á và Châu Phi;
- Việc ứng dụng băng thông rộng và phức tạp hơn trong cả mạng lƣới di động và
Internet, đặc biệt với sự gia tăng của các thiết bị video chi phí thấp;
- Việc bãi bỏ rộng rãi những quy định về viễn thông và dịch vụ truyền hình;
- Tiến bộ nhanh chóng trong việc áp dụng các chi phí-hiệu quả của công nghệ vệ
tinh, đặc biệt là thông qua sản xuất hàng loạt trạm thông tin mặt đất cỡ nhỏ VSAT và các
kỹ thuật điều chế hiệu quả hơn;
- Các mô hình hoạt động tại nhà khai thác vệ tinh lớn có hiệu quả hơn.
Vùng phủ sóng dịch vụ của VINASAT-1&2 sẽ gồm các nƣớc Việt Nam, Lào,
Campuchia, Thái Lan và Myanmar. Nghiên cứu cho thấy hầu hết các quốc gia trong vùng
dịch vụ của VINASAT-1&2 đều bị chi phối bởi các xu hƣớng trên. Mức độ chi phối có
khác biệt, phụ thuộc vào đặc điểm địa – chính trị cũng nhƣ chính sách vĩ mô của mỗi quốc
gia. Về tổng thể, Việt Nam vẫn đƣợc coi là thị trƣờng hấp dẫn nhất trong năm thị trƣờng
mục tiêu.
15

1.5.2. Môi trƣờng kinh tế
Tốc độ tăng trƣởng kinh tế chung đều có sự tác động đến thị trƣờng viễn thông và
truyền hình. Với vai trò là một cơ sở hạ tầng chiến lƣợc, thị trƣờng viễn thông có thể

không bị những tác động lớn từ cuộc khủng hoảng kinh tế, nhƣng với truyền hình, đặc biệt
là truyền hình giải trí, mức độ ảnh hƣởng lớn hơn rất nhiều.
Ngoại trừ Myanma, triển vọng ở các quốc gia mục tiêu thuộc vùng phủ VINASAT -
1&2 đƣợc đánh giá là khá tích cực, cụ thể
- Theo dự báo của Quỹ Tiền tệ Quốc tế (IMF), Việt Nam sẽ duy trì mức tăng
trƣởng trung bình hàng năm là 5,5% trong 5 năm tới, thấp hơn so với mức tăng trƣởng
hàng năm 7,1% đạt đƣợc trong 10 năm qua. Nguyên nhân của sự suy giảm này một phần
do sản lƣợng dầu giảm, khả năng cạnh tranh về giá còn hạn chế và nhu cầu ƣu tiên đầu tƣ
nâng cấp cơ sở hạ tầng vẫn còn cao.
- Campuchia dự kiến duy trì tốc độ tăng trƣởng bình quân 7% hàng năm cho đến
năm 2014, chủ yếu là từ sự phát triển nhanh chóng của ngành công nghiệp, xây dựng và du
lịch và tiềm năng từ việc khai thác trữ lƣợng dầu mới đƣợc phát hiện.
- Lào, mặc dù diện tích nhỏ và nông nghiệp đóng vai trò chủ đạo trong nền kinh
tế, cũng duy trì tốc độ tăng trƣởng 7%/năm cho đến năm 2014. Cơ sở của mức dự báo này
là tiềm năng tài nguyên khoáng sản và thuỷ điện để thu hút đầu tƣ nƣớc ngoài - đặc biệt
đến từ Việt Nam, đối tác thƣơng mại lớn thứ hai - và sự bùng nổ trong các lĩnh vực dịch
vụ, hiện đang chiếm gần 50% tăng trƣởng kinh tế.
- Thái Lan đƣợc coi là thị trƣờng lớn nhất trong 5 nền kinh tế mục tiêu. Từ khi
thoát khỏi cuộc khủng hoảng châu Á năm 1999, Thái Lan đã duy trì mức tăng trƣởng thấp
hơn nhƣng ổn định với 4,7%/năm. . IFM dự báo rằng mức tăng trƣởng này sẽ tiếp tục duy
trì trong 5 năm tới. Tăng trƣởng của Thái Lan phần lớn dựa trên thành công trong việc gia
tăng các nội dung công nghệ để xuất khẩu và chất lƣợng cơ sở hạ tầng tốt; ổn định môi
trƣờng chính trị. Mặc dù vậy, Thái Lan sẽ phải đối mặt với cạnh tranh khốc liệt về giá từ
Trung Quốc, đây chính là một trong những rào cản lớn ảnh hƣởng đến tiềm năng phát triển
của thị trƣờng Thái Lan.
- Với đặc điểm của một nền kinh tế nông nghiệp chi phối, Myanmar đƣợc đánh
giá là một thị trƣờng đang suy giảm. Mặc dù IMF dự báo mức tăng trƣởng 4% hàng năm,
triển vọng của Myanmar vẫn còn hạn chế bởi lạm phát cao, đầu tƣ thấp, và các chính sách
của chính phủ chƣa rõ ràng, thƣờng gây bất lợi cho các nhà đầu tƣ nƣớc ngoài, khi không
bị ngăn cấm bởi luật pháp quốc tế. Để thúc đẩy tăng trƣởng kinh tế, Myanmar nhất thiết

phải cải tổ chính trí, tuy nhiên, tại thời điểm này, việc này là rất khó thực hiện
1.6. Đánh giá khả năng triển khai các dịch vụ VSAT-IP trên vệ tinh VINASAT:
Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học công nghệ thì nhu cầu trao đổi dữ liệu và
các dịch vụ tiện ích của con ngƣời cũng tăng theo. Các phƣơng thức truyền dẫn hiện nay
nhƣ là ADSL, leased-line, Frame Relay .v.v. tuy đã phần nào đáp ứng đƣợc nhu cầu đó
nhƣng hạn chế của mạng này là tính di động không cao và triển khai ở những nơi địa hình
phức tạp vẫn còn là một trở ngại lớn. Và mạng vệ tinh thực sự là một giải pháp tối ƣu giải
quyết đƣợc cả 2 vấn đề trên với việc cung cấp mạng băng rộng thế hệ mới cung cấp đa dịch
vụ trên một thiết bị đầu cuối với nền IP tốc độ cao, với các dịch vụ đƣợc cung cấp trực tiếp
đến khách hàng qua vệ tinh tránh đƣợc xảy ra tắc nghẽn đƣờng truyền làm giảm tốc độ kết
nối chi phí, không đắt hơn các dịch vụ truyền thống quá nhiều, vệ tinh trong tƣơng lai
không chỉ hƣớng tới hoạt động công ích mà là cung cấp dịch vụ cho khách hàng vùng sâu
16

vùng xa khó khăn về địa hình, với những ƣu thế trên thì vệ tinh ngày càng đƣợc triền khai
rộng rãi trên toàn thế giới, một trong những công nghệ hiện nay đang đƣợc sử dụng khá
phổ biến đó là truyền thông IP qua mạng vệ tinh.
Qua phân tích hiện trạng mạng lƣới, nhu cầu sử dụng băng tần vệ tinh để cung cấp các
dịch vụ viễn thông hiện tại và tƣơng lai. Vệ tinh Vinasat là vệ tinh đầu tiên của Việt Nam
đƣợc phóng lên quỹ đạo sẽ là sự kiện lớn của đất nƣớc, khẳng định vị thế và chủ quyền
không gian của Việt Nam trƣớc cộng đồng quốc tế.
Thành công của dự án phóng vệ tinh Vinasat có ý nghĩa hết sức quan trọng trên các
phƣơng diện chính trị; kinh tế và xã hội. Triển khai dự án xây dựng hạ tầng kỹ thuật mạng
để khai thác băng tần vệ tinh Vinasat là nhiệm vụ của các doanh nghiệp trong nƣớc, trong
đó VNPT/VNPTI đƣợc giao là đơn vị chủ đạo.
Nhƣ vậy, việc xây dựng mạng VSAT băng rộng đa dịch vụ làm việc với vệ tinh
Vinasat để thay thế các mạng VSAT hiện có, đáp ứng nhu cầu thiết lập đƣờng truyền cho
các đơn vị trong VNPT và cung cấp dịch vụ cho khách hàng trong tƣơng lai là cần thiết.
17

CHƢƠNG II - NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT , CÔNG NGHỆ MẠNG
VSAT-IP BĂNG RỘNG VỆ TINH VINASAT
Ngày nay, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học công nghệ thì nhu cầu trao
đổi dữ liệu và các dịch vụ tiện ích của con ngƣời cũng tăng theo. Các phƣơng thức truyền
dẫn hiện nay nhƣ là ADSL, leased-line, Frame Relay .v.v. tuy đã phần nào đáp ứng đƣợc
nhu cầu đó nhƣng hạn chế của mạng này là tính di động không cao và triển khai ở những
nơi địa hình phức tạp vẫn còn là một trở ngại lớn. Và mạng vệ tinh thực sự là một giải
pháp tối ƣu giải quyết đƣợc cả 2 vấn đề trên với việc cung cấp mạng băng rộng thế hệ mới
cung cấp đa dịch vụ trên một thiết bị đầu cuối với nền IP tốc độ cao, với các dịch vụ đƣợc
cung cấp trực tiếp đến khách hàng qua vệ tinh tránh đƣợc xảy ra tắc nghẽn đƣờng truyền
làm giảm tốc độ kết nối chi phí, không đắt hơn các dịch vụ truyền thống quá nhiều, vệ tinh
trong tƣơng lai không chỉ hƣớng tới hoạt động công ích mà là cung cấp dịch vụ cho khách
hàng vùng sâu vùng xa khó khăn về địa hình, với những ƣu thế trên thì vệ tinh ngày càng
đƣợc triền khai rộng rãi trên toàn thế giới, một trong những công nghệ hiện nay đang đƣợc
sử dụng khá phổ biến đó là truyền thông IP qua mạng vệ tinh.

2.1. Công nghệ VSAT-IP trên thế giới và xu hƣớng phát triển
Công nghệ đƣợc dùng phổ biến trên các mạng VSAT-IP trên thế giới hiện nay là chuẩn
công nghệ DVB-S2 là thế hệ truyền dẫn thứ hai cho phát quảng bá qua vệ tinh. Sự ra đời
của DVB-S2 vào năm 2003 là một bƣớc đột phá về công nghệ so với thế hệ thứ nhất DVB-
S bởi nhờ vào các kiểu điều chế và mã hoá cấp cao kết hợp với những cải tiến trong mã sửa
sai mới (BCH & LPDC), DVB-S2 sẽ làm tăng đáng kể hiệu suất sử dụng băng thông vệ
tinh. Chuẩn công nghệ này đƣa hiệu xuất phổ gần với giới hạn về mặt lý thuyết (giới hạn
shannon) hơn bao giờ hết và do đó đƣợc coi là công nghệ truyền dẫn qua vệ tinh của tƣơng
lai.
Chuẩn DVB-S2 với hiệu suất sử dụng băng thông tăng từ 30% đến 130% so với DVB-
S, đang đƣợc kỳ vọng sẽ đem lại hiệu quả to lớn khi đƣợc ứng dụng, với khả năng truyền
dẫn đồng thời nhiều dịch vụ có tốc độ lớn nhƣ truyền hình có độ phân giải cao HDTV,
Internet tốc độ cao, truyền số liệu và các ứng dụng chuyên nghiệp… trên cùng một bộ phát

đáp của vệ tinh mà hệ thống DVB-S trƣớc đó khó có thể thực hiện đƣợc.
2.1.1. Khái quát chuẩn DVB-S2.
Một hệ thống DVB-S2 bao gồm những phân hệ cụ thể nhƣ sau:
- Khối “Thích nghi với Kiểu truyền dẫn” (Mode Adaptation): Phân hệ này thực
hiện ghép lối vào, đồng bộ luồng tín hiệu vào, bỏ đi gói rỗng (chỉ cho trƣờng hợp luồng
truyền tải và ACM), mã hoá CRC-8 để dò tìm lỗi (dành cho luồng lối vào là các gói), kết
hợp luồng lối vào (trƣờng hợp đa luồng vào) và luồng vào gắn trong trƣờng dữ liệu. Cuối
cùng, báo hiệu băng gốc đƣợc chèn vào để cho thiết bị nơi thu biết định dạng mode thích
nghi.

18


Hình 2.1. Sơ đồ khối hệ thống DVB-S2
- Khối “Thích nghi với Luồng truyền dẫn” (Stream Adaptiation): cung cấp cách
thêm phần đệm vào để đảm khung BBFRAME có độ dài không đổi và cách xáo trộnphụ
thuộc vào tốc độ FEC nhƣ trong bảng 6.Việc đệm thêm có thể áp dụng trong hoàn cảnh mà
dữ liệu sử dụng tồn tại cho truyền phát nhƣng không đủ lấp đầy một khung BBFRAME,
hoặc là khi một số lƣợng bit Ups đƣợc chỉ định trong khung BBFRAME. Luồng vào có thể
là trƣờng BBHEADER theo sau bởi trƣờng dữ liệu. Luồng ra là khung BBFRAME.
- Khối mã hóa FEC (FEC Encoding): thực hiện móc nối mã ngoài BCH và mã
trong LDPC.Tuỳ theo khu vực áp dụng, khối mã FEC (khung FEC) có độ dài 64800 hay
16200 bit. Khi sử dụng VCM hoặc ACM, FEC và kiểu điều chế không đổi trong một
khung nhƣng có thể thay đổi ở những khung khác; Ngoài ra, tín hiệu phát có thể bao gồm
cả khung thƣờng và khung ngắn trộn lẫn. Các bit chèn ứng dụng cho mã FEC 8PSK,
16APSK và 32 APSK để tách biệt các bit này trên cùng tín hiệu truyền dẫn.
- Khối ánh xạ giữa Bit và Chòm sao (Mapping): Giản đồ chòm sao QPSK, 8PSK,
16APSK và 32APSK đƣợc áp dụng để có khung XFEC phức tạp, bao gồm 64800/
hoặc 16200/ ( là số bit biểu diễn một kí tự trong chòm sao).
- Khối tạo Khung Vật lý (Physical Layer Framing): đồng bộ với khung FEC,

cung cấp tuỳ chọn lồng khung PL giả và (khi không có dữ liệu cần gửi trên kênh), trƣờng
tiêu đề PL và các biểu tƣợng điều khiển thêm vào (chiếm 2,4% dung lƣợng) và xáo trộn
nhằm phân tán năng lƣợng. Kí tự điều khiển thêm vào theo chuẩn (36 biểu tƣợng điều
khiển trên 1440 biểu tƣợng dữ liệu), chúng bắt đầu ngay sau trƣờng tiêu đề PLHEADER.
Điều này cho phép kênh cao ƣớc lƣợng chính xác cấu trúc khung lớp vật lý, bao gồm các
khe cố định của 90 biểu tƣợng. Nhƣ chiều dài khung XFECFRAME phụ thuộc vào cả kiểu
khung (bình thƣờng hay ngắn) và kiểu điều chế, nó chiếm các khe khác nhau, theo yêu cầu
rộng hơn mức thấp của bộ điều chế.Khung PLFRAME thu đƣợc bằng cách thêm trƣờng
PLHEADER, cái mà chiếm một khe mở rộng và mang thông tin liên quan tới kiểu khung
và lớp vật lý. Sau khi giải mã trƣờng PLHEADER, thiết bị thu sẽ biết các thông số truyền
dẫn, chiều dài khung và do vậy bắt đầu khung tiếp theo, dù trạng thái của kênh không cho
phép giải mã thành công dữ liệu trong khung
19

- Khối điều chế (Modulation): lọc băng cơ sở và điều chế vuông, tạo hình dạng
phổ tín hiệu và tạo lại tần só sóng mang của tín hiệu.Căn bậc hai bộ lọc cosin tăng và sử
dụng phát với lựa chọn một trong ba hệ số roll-off: 0.35; 0.25; 0.2.
Qua sơ đồ trên thì chuẩn DVB-S2 (ETSI TR 102 376) có ít sự thay đổi đáng kể nào
khi so sánh với tiêu chuẩn DVB-S (EN 301 210 và EN 300 421): Mã sửa sai trong Viterbi
và ngoài Reed-Solomon đƣợc thay thế bằng mã sửa sai LDPC (Low-Density Parity Check)
và BCH (Bose-Chaudhuri-Hocquenghem) tƣơng ứng.
Bên cạnh những đặc điểm gần giống DVB-S, DVB-S2 sử dụng điều chế phức tạp
hơn và do đó số lƣợng bit hữu ích/hertz tăng lên. Tiêu chuẩn mới cung cấp các kiểu điều
chế QPSK (2 bit/hz), 8PSK (3 bit/Hz), 16APSK (4 bit/Hz) và thậm chí là 32APSK (5
bit/Hz). So sánh với kiểu điều chế QAM, các cấu hình điều chế APSK (Amplitude and
Phase-Shift Keying) cho phép việc bù dễ dàng với bộ phát đáp-transponder phi tuyến.
Sự khác nhau chính và cũng là hiệu quả của DVB-S2 khi so sánh với DVB-S là:
khả năng kết hợp các dòng dữ liệu vào một sóng mang; điều chế, mã hoá thay đổi và thích
(VCM và ACM); dòng dữ liệu bên trong không phải MPEG2 (non-MPEG2).
Sự kết hợp các dòng dữ liệu khác nhau sẽ làm tăng số lƣợng tín hiệu truyền tải trên

một sóng mang. Trong thực tế, điều này có thể xem nhƣ việc sử dụng bộ ghép kênh
(MUX), nhƣng lại không phải chịu những bất lợi từ việc định lại tham chiếu thời gian
chƣơng trình PCR và sự thay đổi thông tin dịch vụ - thông tin đặc trƣng chƣơng trình (SI-
PSI).
Chức năng điều chế và mã hoá thay đổi - VCM (Variable Coding and Modulation)
cho phép xác định một cấu hình điều chế khác nhau và mức sửa lỗi cho mỗi dòng dữ liệu
trên cùng một sóng mang.
Chức năng điều chế và mã hoá tƣơng thích - ACM (Adaptive Coding and
Modulation) cho phép thay đổi động cấu hình điều chế và mức bảo vệ lỗi cho mỗi khung
dữ liệu. Khi kết hợp các dòng dữ liệu với các đầu cuối thu có cơ cấu hồi tiếp, tính năng
ACM đặc biệt thích hợp cho việc tối ƣu băng thông cho một mạng tƣơng tác: Các thông số
truyền dẫn có thể đƣợc tối ƣu cho mỗi bộ đầu cuối và các ảnh hƣởng do thời tiết nhƣ là
fading do mƣa có thể đƣợc bù dễ dàng và an toàn.
DVB-S2 đƣợc coi nhƣ là một bộ công cụ cho các dịch vụ tƣơng tác: Điều chế và
mã hoá cao cấp, truyền tải bất kì định dạng (format) dữ liệu nào. Mục tiêu của một hệ
thống sử dụng tiêu chuẩn DVB-S2 là một hệ thống đơn phục vụ cho các ứng dụng khác
nhau.
Ngoài ra, một khả năng nữa cực kỳ quan trọng của DVB-S2 là khả năng tƣơng
thích ngƣợc với các hệ thống sử dụng DVB-S vốn có điều này giúp cho các hệ thống
DVB-S2 có thể phát triển song song với số lƣợng đầu thu DVB-S vẫn còn rất lớn.
Điều chế và mã sửa sai (Modulation and Coding):
a. Điều chế:
Có 4 kiểu điều chế QPSK, 8PSK, 16APSK và 32APSK (Hình 1.18). Tất cả đã đƣợc
tối ƣu để hoạt động với các transponder phi tuyến. Bộ điều chế sử dụng bộ lọc băng gốc
(BB filter) và điều chế vuông góc (Quadrature Modulation) tạo ra các dạng phổ tín hiệu và
tín hiệu cao tần RF. Đây là bộ lọc dạng cosin tăng có 3 dạng phổ ứng với 3 hệ số roll-off
(α): 0,20; 0,25 và 0,35. Giảm hệ số α sẽ làm tăng độ suy giảm bên ngoài kênh phi tuyến
(do nhiễu ISI tăng lên), phổ tín hiệu ra sẽ “vuông” hơn.
20

Hình 2.2: Bốn kiểu điều chế trong DVB-S2.
Kiểu điều chế QPSK và 8PSK dùng cho các ứng dụng quảng bá. Trong một số ứng
dụng quảng bá đặc biệt (theo vùng) và các ứng dụng tƣơng tác với đa đƣờng truyền vệ
tinh. Kiểu điều chế 16APSK cung cấp hiệu quả về phổ với việc giới hạn các thủ tục tuyến
tính. Kiểu điều chế 32APSK mục tiêu chính là cho các ứng dụng chuyên dụng, bên cạnh
đó có thể dùng cho quảng bá nhƣng yêu cầu tỉ lệ C/N cao hơn và giảm thiểu ảnh hƣởng
tính phi tuyến của transponder. Giản đồ chòm sao 16APSK và 32APSK đƣợc đánh giá cho
hoạt động qua transponder phi tuyến bằng việc đặt các điểm trên các vòng tròn. Tuy nhiên
hiệu suất của chúng trên một kênh tuyến tính khác biệt với điều chế 16QAM và 32QAM.
Tất cả các kiểu điều chế phù hợp cho các kênh vệ tinh hoạt động ở vùng gần tuyến tính,
trong hệ thống đa sóng mang phân chia theo tần số (TDM).
b. Mã sửa sai (FEC):
FEC là kỹ thuật sửa lỗi chủ chốt cho phép thực hiện chỉ tiêu kỹ thuật tuyệt vời
trong đƣờng truyền vệ tinh, nơi có mức nhiễu (noise) và can nhiễu (interference) cao. Do
vậy việc áp dụng các thuật toán mã hóa tiên tiến với các bộ xử lý (các chipset) giá rẻ có ý
nghĩa rất quan trọng. Nhóm thiết kế tiêu chuẩn DVB-S2 đã đánh giá bảy đề nghị cho sửa
lỗi tiến khi dùng họ mã hóa Turbo, từ đó đã chọn mã trong LDCP (Low Density Parity
Checking) kết nối (concatenated) với mã ngoài BCH (Bose Chauhuri Houquenohem). Sơ
đồ FEC mới này đƣợc thay cho sơ đồ mã hóa của DVB-S gồm mã xoắn kết hợp với mã
Reed-Solomon.

21

Hình 2.3: So sánh hiệu quả hoạt động của mã LDPC và các mã khác
Mã trong LDCP do nhà toán học Gallager tạo ra từ năm 1963 và có thông số kỹ
thuật tốt thể hiện ở tỷ lệ mã hóa cao và các độ dài khối dài, nhƣng nay mới có điều kiện
ứng dụng trong thực tế do những hạn chế về công nghệ thời kỳ đó. Chúng yêu cầu sự phức
tạp thấp của bộ giải mã, và tất cả các phƣơng pháp sửa lỗi tiến mới thực tế cho tới bây giờ,
mã Turbo, cùng với mã LDCP, là tiệm cận với giới hạn Shannol, giới hạn lý thuyết của tốc

độ truyền thông tin cực đại trên kênh có nhiễu. Các LDPC đƣợc chọn sử dụng chiều dài
khối rất lớn (64800 bit cho các ứng dụng mà trê là không quan trọng, và 16200 bit). Tỉ lệ
mã 1/4, 1/3, 2/5, 1/2, 3/5, 2/3, 3/4, 4/5, 5/6, 8/9 và 9/10, phụ thuộc vào việc chọn kiểu điều
chế và yêu cầu hệ thống cũng đƣợc chọn, các tỉ lệ mã 1/4, 1/3, và 2/5, kết hợp với điều chế
QPSK, cho phép hệ thống hoạt động trong điều kiện đƣờng truyền kém, nơi mức tín hiệu
thấp hơn mức nhiễu. Mã xoắn ngoài BCH đƣợc đƣa vào để tránh lỗi tại nơi có tỉ lệ bit lỗi
thấp (BER).
c. Các phương thức kết hợp giữa Điều chế và Mã sửa sai trong DVB-S2
Điều chế và mã không đổi (Constant Coding and Modulation):
Mode hoạt động đơn giản nhất của DVB – S2 là mã hoá và điều chế không đổi
(CCM - Constant Coding and Modulation) tƣơng tự với cách mà tín hiệu sử dụng bởi DVB
– S. Trong CCM cùng một mode điều chế và FEC đƣợc sử dụng cho tất cả các frame lớp
vật lý .Điểm trội hơn của DVB – S2 trong mode CCM so với DVB – S là việc bảo hiểm lỗi
đƣợc cải thiện do dùng mã trong và mã ngoài mới, cải thiện dung lƣợng tăng 30%.Sự cải
thiện này có giá trị lớn cho các hệ thống quảng bá HDTV. Tuy nhiên trong mode CCM
tiềm năng đầy đủ của cấu trúc frame lớp vật lý DVB – S2 không đƣợc sử dụng.
Điều chế và mã thay đổi (variable coding and modulation - VCM):
Trong các ứng dụng quảng bá DVB – S, QPSK và tỷ lệ mã FEC là cố định, trong
khi đó với DVB – S2 thì khác: nhiều luồng truyền tải có thể đƣợc kết hợp trên một
transponder hoạt động ở chế độ bão hoà, cung cấp đƣờng bao của tín hiệu không đổi
(QPSK và 8PSK). Tuy nhiên nhiều luồng truyền tải có thể đƣợc ấn định cho các frame vật
lý khác nhau, do vậy có thể dùng các mode điều chế và các tỷ lệ mã khác nhau cho các
dòng truyền khác nhau. Phụ thuộc vào ứng dụng mà có sự dung hoà khác nhau giữa dung
lƣợng và tính mạnh khoẻ của truyền dẫn. Ví dụ một transponder có thể mạng cả tín hiệu
truyền hình có độ phân giải chuẩn (SD - Standard Definition) và độ phân giải cao (HD –
High Definition) với mức bảo vệ k ém hơn cho HD để đạt lợi ích tăng tốc độ bit. Điều này
có thể đặt ra yêu cầu cao hơn đối với kích thƣớc anten của đầu thu (Set top box) HD,
nhƣng phải ở mức chấp nhận đƣợc với ứng dụng.
Các dịch vụ chuyên dùng cho phép dùng các anten kích thƣớc lớn, do vậy có thể
dùng tỷ lệ mã xấu hơn để đạt độ lợi về tốc độ bit, và có thể đƣợc tích hợp đến các

transponder quảng bá đang hoạt động ở chế độ bão hoà. Điều này có thể bao gồm nhiều
loại lƣu lƣợng dữ liệu khác nhau nhƣ internet backbone mà trƣớc đây bặt buộc phải dùng
các sóng mang tách biệt nhằm đảm bảo tính linh hoạt chọn lựa tỷ lệ mã và điều chế.
22


Hình 2.4: Ứng dụng ACM trong một hệ thống VSAT
VCM thực sự phát huy hiệu quả khi các dịch vụ khác nhau không cần tỷ lệ mã sửa
sai giống nhau (chẳng hạn có thể chấp nhận mất một kênh thứ hai trong trƣờng hợp fading
do mƣa) hoặc các dịch vụ khác nhau đƣợc chỉ định cho các trạm khác nhau trong những
điều kiện thu thông thƣờng khác nhau.
Điều chế và mã thích nghi (ACM – adaptive coding and modulation):
ACM chính là mode hoạt động tinh tế nhất của DVB – S2, nó cho phép tối ƣu hoá
các ứng dụng điểm - điểm.Trong mode này có một kênh ngƣợc từ máy thu tới máy phát
uplink. Kênh ngƣợc cung cấp cập nhật tức thời hệ số ở máy thu cho trạm uplink.
Điều này có thể đƣợc sử dụng để thay đổi tỷ lệ mã hoá và mode điều chế để tối ƣu hoá tốc
độ bit cực đại. Có nghĩa là khi trời trong thì có thể dùng tỷ lệ mã xấu hơn, điều chế mức
cao hơn để tăng thông lƣợng bit, nghĩa là tăng thông lƣợng trung bình của toàn hệ thống.
Khi trời mƣa to hoặc điều kiện lan truyền xấu thì ngƣợc lại. Nhƣ vậy có thể cải thiện đáng
kể thông số thông lƣợng của hệ thống, đặc biệt với các kết nối backbone internet và các
loại lƣu lƣợng dữ liệu khác.
Trong các ứng dụng DSNG, một kênh ngƣợc băng thông hẹp đến xe uplink có thể
cung cấp thông lƣợng tối ƣu trong các điều kiện khó bằng việc thay đổi mã hoá và điều chế
tƣơng ứng. Ví dụ nếu bắt buộc phải dùng mode với tốc độ bit thấp hơn bình thƣờng thì có
thể bù lại bằng cách giảm tốc độ bit dùng cho bộ mã hoá.
23


Hình 2.5: Ứng dụng ACM trong một hệ thống VSAT
Hệ số khuếch đại (gain) của các bộ phát đáp trên vệ tinh ứng dụng ACM sẽ tăng lên

khi tần số tăng, do đó ứng dụng ACM vào các hệ thống sử dụng băng tần Ku và Ka là rất
thích hợp.
Quá trình tạo khung (Frame):
Cấu trúc khung gồm hai mức:
- Mức thứ nhất ở là lớp vật lý mang các bít báo hiệu có mức độ bảo vệ cao.
- Mức thứ hai ở lớp dải băng cơ bản, mang nhiều loại bit báo hiệu cho phép bộ
chuyển đổi mềm dẻo tối đa với tín hiệu lối vào.
Khung mức vật lý (PL Frame):
Mức đầu tiên của khung đƣợc thiết kế để đồng bộ và báo hiệu mạnh hơn ở tầng vật
lý. Nên thiết bị thu có thể đồng bộ (phục hồi sóng mang và pha, đồng bộ khung), dò tìm
các thông số điều chế và mã hoá trƣớc khi giải điều chế và giải mã FEC. Lớp vật lý DVB-
S2 tạo chuỗi ổn định có chu kì “toa chở hang” (khung lớp vật lý, PL frame): trong một
khung, mã hoá và điều chế đƣợc phối hợp đồng nhất, nhƣng có thể thay đổi đƣợc (mã hoá
và điều chế thay đổi) trong những khung liền kề. Cấu trúc khung PL đƣợc ứng dụng độc
lập (mã hoá và điều chế không đổi hoặc mã hoá và điều chế thay đổi).
Mỗi khung PL cấu tạo bởi:
 Trƣờng tải trọng gồm 64800 bit (khung FEC thông thƣờng) hoặc 16200 bit
(khung FEC ngắn), tạo thành từ việc mã hoá các bit theo lựa chọn FEC; bởi
thế nên trƣờng tải trọng tƣơng ứng với một khối mã theo LDPC/BCH FEC;
24

 Trƣờng tiêu đề PL luôn có 90 biểu tƣợng và trƣờng tải trọng luôn tạo bởi
bội nguyên lần 90 biểu tƣợng (trừ biểu tƣợng điều khiển). Khi phần tiêu đề
PL là phần đầu tiên đƣợc giải mã bởi thiết bị thu, nó đƣợc bảo vệ bởi mã rất
mạnh FEC kết hợp LDPC/BCH. Nói cách khác, nó có thể giải mã hoàn hảo
ngay cả dƣới điều kiện đƣờng truyền rất tồi. Thế nên ngƣời thiết kế chọn tỷ
lệ bit thấp 7/64 khối mã, phù hợp cho giải mã đúng và giảm đi số bit báo
hiệu để giảm độ phức tạp khi giải mã.
Khung mức băng cơ sở:
Mức này cho phép nhiều chức năng điều khiển hoàn thiện hơn nhằm định hình thiết

bị thu theo đúng ứng dụng: đơn hay đa luồng vào, CCM hay ACM. Với sự bảo vệ của
LDPC/BCH và dải rộng của khung FEC, trƣờng tiêu đề dải băng cơ sở gồm nhiều bit điều
khiển (80) nhƣng không làm giảm hiệu quả truyền dẫn cũng nhƣ khó khăn trong việc
chống nhiễu.
Trƣờng tiêu đề dải băng cơ sở này mang nhiều thông tin điều khiển quan trọng
khác, nhƣ: gắn nhãn nhận biết việc điều chế luồng tín hiệu vào, mô tả các điểm và thuộc
tính của các gói tin, chỉ ra sự có mặt của các bit dƣ thừa trong khung phát, điều khiển việc
kích hoạt các công cụ riêng (chức năng xoá gói rỗng, đồng bộ luồng tín hiệu lối vào, điều
khiển hệ số roll-off khi điều chế).
DVB-S2 có thể truyền tải bất cứ định dạng dữ liệu nào:
- DVB-S2 có thể tiếp nhận dòng truyền tải đơn chƣơng trình hoặc đa chƣơng
trình, dạng MPEG-TS hay dạng generic (ví dụ nhƣ IP ).
- DVB-S2 tƣơng thích tốt với các loại mã hoá MPEG-2, HDTV cũng nhƣ các hệ
thống mã hoá mới (nhƣ H.264AVC, VC1…).
- Mỗi dòng tín hiệu đầu vào có thể đƣợc bảo vệ bằng các cách khác nhau. Khi
qua hệ thống truyền dẫn DVB-S2, tín hiệu sau giải mã đúng nhƣ ban đầu.
Tăng dung lượng truyền dẫn trên cùng một băng thông:
So sánh với tiêu chuẩn DVB-S trƣớc đây với cùng điều kiện truyền dẫn: DVB-S2
có khả năng truyền dữ liệu lớn hơn tới 30% so với DVB-S trong cùng điều kiện băng
thông. Hay nói cách khác một tín hiệu truyền dẫn theo tiêu chuẩn DVB-S2 yêu cầu băng
thông ít hơn 30% so với khi sử dụng tiêu chuẩn DVB-S. Đặc biệt khi ứng dụng điều chế,
mã hoá VCM và ACM hiệu suất sử dụng băng thông tăng tƣơng ứng 60% và 130%. Điều
này có nghĩa là giá thành thuê transponder sẽ thấp hơn.
Tăng hiệu quả công suất của quá trình truyền dẫn:
Sử dụng DVB-S2 còn làm tăng hiệu quả công suất của quá trình truyền dẫn. Trong
vùng phủ sóng, một tín hiệu DVB-S2 yêu cầu thu đƣợc ở mức thấp hơn khoảng 2.5 dB so
với một tín hiệu DVB-S trong cùng điều kiện bảo vệ lỗi. Ngoài ra, DVB-S2 còn có thể
tƣơng thích đƣợc bất kì đặc tính transponder vệ tinh với sự khác nhau lớn của các tần số
phổ (từ 0.5 đến 4.5 bit/s trên một đơn vị băng thông) và yêu cầu về tỷ số C/N kết hợp (từ -
2dB đến +16dB).

Khi DVB-S2 đƣợc ứng dụng với các ứng dụng điểm-điểm nhƣ IP unicasting, gain
của tín hiệu DVB-S2 còn lớn hơn DVB-S. Chức năng điều chế và mã hoá thay đổi (VCM)
cho phép thực hiện điều chế và mức bảo vệ lỗi khác nhau để sử dụng hoặc thay đổi trên cơ
sở từng frame một. Chức năng này còn có thể kết hợp với việc sử dụng kênh đƣờng về
(return channel) để đạt đƣợc điều chế mã hoá tƣơng thích vòng (closed-loop). Vì vậy các
25

thông số truyền dẫn đƣợc tối ƣu cho mỗi thuê bao riêng biệt phụ thuộc vào điều kiện
đƣờng truyền.
ACM cho phép sử dụng lại từ 4 đến 8 dB phần công suất thƣờng dùng để dự phòng
cho suy hao do mƣa (clear sky margins) trong các truyền dẫn thông tin vệ tinh thông
thƣờng DVB-S. Do đó vùng phủ sóng vệ tinh tăng gấp 2 hoặc 3 lần dẫn tới giá thành dịch
vụ giảm đáng kể.
DVB-S2 được thiết kế cho các hệ thống vệ tinh băng rộng:
DVB-S2 đã đƣợc tối ƣu cho các ứng dụng vệ tinh băng rộng nhƣ:
- Các dịch vụ quảng bá: Truyền dẫn các chƣơng trình SDTV hoặc HDTV.
- Các dịch vụ tƣơng tác bao gồm cả truy nhập internet.
- Các ứng dụng chuyên nghiệp: phân phối tín hiệu truyền hình số tới các trạm
phát hình số mặt đất, truyền số liệu và các ứng dụng chuyên nghiệp khác (DSNG,
Internet Truncking, Cable Feeds…).
DVB-S2 không bị hạn chế với kiểu mã hoá video và audio MPEG-2 mà có thể
tƣơng thích với các kiểu mã hoá MPEG-2, MPEG-4 và HDTV. Tiêu chuẩn này cũng mềm
dẻo hơn khi chấp nhận bất kì dạng đầu vào, bao gồm dòng bit liên tục, dòng truyền tải
MPEG đơn hoặc đa chƣơng trình, IP hay ATM. Đặc tính này cho phép các dòng dữ liệu
khác và các cấu hình dữ liệu trong tƣơng lai có thể sử dụng đƣợc với DVB-S2 mà không
cần tới một tiêu chuẩn mới.
Yêu cầu về tỷ số C/N thấp:
Các mod truyền dẫn của DVB-S2 đòi hỏi tỷ số C/N khi thu thấp. Kết quả đạt đƣợc
bởi mô phỏng máy tính trên kênh nhiễu trắng (Hình 1.22).
Mối liên hệ giữa dung lƣợng kênh và băng thông của các kênh nhiễu trắng đƣợc

xác định bởi công thức nổi tiếng do Shannon tìm ra, đó là:
C = W log2(1 + P/N)
Se = C/W
Trong đó:
Se : Hiệu quả phổ (bit/s/Hz).
C : là dung lƣợng kênh (bit/giây).
W: là băng thông của kênh (Hz).
P : là công suất máy phát (w).
N: là công suất nhiễu (w).