đồ án tốt nghiệp công nghệ vsat ip trong cung cấp thông tin hỗ trợ phát triển kinh tế xã hội c

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
NGUYỄN QUỐC HÙNG
CÔNG NGHỆ VSAT IP TRONG CUNG CẤP THÔNG TIN HỖ
TRỢ PHÁT TRIỂN KINH TẾ XÃ HỘI CẤP XÃ
Chuyên ngành: Khoa học máy tính
Mã số: 60.48.01
LUẬN VĂN THẠC SỸ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. PHẠM VIỆT BÌNH
Thái Nguyên - 2009
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
t

nu .

e du . v

n
MỤC LỤC
MỤC LỤC

LỜI CÁM
ƠN
DANH SÁCH CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT
DANH SÁCH HÌNH VẼ

DANH SÁCH HÌNH
ẢNH

MỞ ĐẦU
CHƢƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CÁC CÔNG NGHỆ

TRUYỀN
Trang
THÔNG INTERNET 1
1.1. Giới thiệu các công nghệ truyền thông Internet 1
1.1.1. Công nghệ truyền thông Dial up 1
1.1.2. Công nghệ truyền thông ADSL 2
1.1.3. Công nghệ truyền thông Winmax 4
1.1.4. Công nghệ truyền thông Lead Line 8
1.1.5. Công nghệ truyền thông VSAT IP 10
1.2. Giới thiệu các thành phần chính của VSAT IP 12
1.2.1. Trạm cổng Gateway 12
1.2.2. Vệ tinh IPSTAR 19
1.2.3. Thiết bị đầu cuối UT 23
1.2.4. Giao thức, kiển trúc và kiểu kết nối mạng VSAT IP 25
CHƢƠNG II: CÁC KỸ THUẬT ĐIỀU CHẾ TRONG CÔNG
NGHỆ TRUYỀN THÔNG INTERNET VSAT IP 34
2.1. Kỹ thuật điều chế số 34
2.1.1. Kỹ thuật điều chế pha QPSK 34
2.1.2. Kỹ thuật điều chế biên độ cầu phương QAM 37
2.1.3. Kỹ thuật đa truy nhập theo tần số FDMA và FDMA/TDM 40
2.1.4. Kỹ thuật đa truy nhập thời gian TDMA 42
2.2.Kỹ thuật điều chế OFDM 44
2.2.1. Kỹ thuật điều BPSK 44
2.2.2. Mã Gray 46
2.3.Kỹ thuật điều chế đa truy nhập 47
2.3.1. Kỹ thuật điều chế OFDMA 47
2.3.1.

Kỹ thuật điều chế Scalable OFDMA

(SOFDMA) 50
2.4.Điều c hế

yếu cầu truyền

lại tự động

ARQ 51
2.4.1. Kỹ thuật điều chế ARQ dừng và đợi 52
2.4.2. Kỹ thuật điều chế ARQ lùi N 53
2.4.3. Kỹ thuật điều chế

Hybrid

ARQ 56
CHƢƠNG III: KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM VÀ ỨNG DỤNG 58
3.1. Phương pháp thiết kế mạng VSAT IP 58
3.1.1. Tính toán góc ngẩng và góc phương vị 58
3.1.2. Tính toán kết nối đường lên (UPLINK) 60
3.1.3. Tính toán kết nối đường xuống (DOWNLINK) 64
3.1. Xây dựng mô hình truyền thông VSAT IP tại các điểm xã 72
3.1.1. Kết hợp công nghệ VSAT IP và mạng nội bộ LAN 72
3.1.2. Kết hợp công nghệ VSAT-IP với Router SHDSL
và mạng nội bộ LAN 73
3.1.3. Kết hợp công nghệ VSAT-IP với Router DSLAM,
Modem ADSL và mạng LAN 74
3.1.4 . Kết hợp công nghệ VSAT-IP với DSLAM kết hợp
với hạ tầng cáp thoại đã có của Bưu điện 75
3.2. Ứng dụng mô hình truyền thông Internet VSAT IP tại các
xã trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên 78

3.2.1. Khảo sát tình hình sử dụng công nghệ viễn thông
trên địa bàn tỉnh 78
3.2.2. Thiết kế mạng VSAT IP tại các điểm xã tỉnh Thái Nguyên 80
3.2.3. Xây dựng phần mềm cung cấp thông tin 82
KẾT LUẬN
TÀI LIỆU THAM KHẢO
LỜI CÁM ƠN
Trước hết tôi muốn gửi lời cảm ơn đến các thầy cô giáo ở Viện công
nghệ thông tin và Khoa công nghệ thông tin - Đại học Thái Nguyên đã quan
tâm tổ chức chỉ đạo và trực tiếp giảng dạy khóa cao học của chúng tôi. Đặc
biệt tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy giáo hướng dẫn TS Phạm Việt Bình
về những chỉ dẫn khoa học và tận tình hướng dẫn cho tôi trong suốt quá trình
làm luận văn. Nếu không có sự giúp đỡ của thầy thì tôi khó có thể hoàn thành
bản luận văn này.
Cũng qua đây, tôi xin chân thành cảm ơn lãnh đạo Trung tâm Thông tin
Công nghệ - Sở Khoa học và Công nghệ Thái Nguyên, nơi tôi công tác, đã tạo
mọi điệu kiện thuận lợi cho tôi trong thời gian hoàn thành các môn học cũng
như trong suốt thời gian làm luận văn tốt nghiệp.
Cuối cùng, tôi xin cảm gia đình, những người đã luôn ủng hộ và
động

viên đển tôi yên tâm nghiên cứu và hoàn thành luận văn.
DANH SÁCH 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

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

Communication toàn cầu
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

Acquisition
CCIR Commite Consultative Internation Radio Uỷ ban tư vấn điện báo đ/thoại
QTế
DANH SÁCH HÌNH ẢNH
Hình 1.1: Mô hình kết nối Internet Dial Up 1
Hình 1.2: Mô hình kết nối Internet ADSL 3
Hình 1.3: Thoại cơ bản sử dụng dải tần số từ 300Hz tới 3,400Hz 3
Hình 1.4. Mô hình cấu trúc công nghệ truyền thông WiMAX 5
Hình 1.5: Sơ cấu trúc công nghệ truyền thông Leased- Line 8
Hình 1.6: Các ứng dụng của công nghệ truyền thông VSAT IP 10
Hình 1.7: Mô hình hoạt động của công nghệ VSATIP 11
Hình 1.8: Sơ đồ trạm cổng Gateway 12
Hình 1.9: Cấu trúc của Radio Resource Management 13
Hình 1.10: Cấu trúc khung TOLL Link 17
Hình 1.11: Các kiểu kênh STAR Link 18
Hình 1.12: Cấu trúc khung của STAR Link cho loại 8 kênh 19
Hình 1.13: Vệ tinh IPSTAR được phóng lên quỹ đạo 19
Hình: 1.14: Vùng phủ sóng của vệ tinh iPSTAR 22
Hình 1.15: Vùng phủ sóng của vệ tinh iPSTAR tại Việt Nam 23
Hình 1.16: Thiết bị chuyển đổi tín hiệu vệ tinh modem, antena 23
Hình 1.17: Kiến trúc giao thức của một mạng VSAT 27
Hình 1.18: Cấu hình hổ trợ giao thức SDLC 32
Hình 2.1: Điều chế QPSK 34
Hình 2.2: Bộ biến đổi nối tiếp song song 34
Hình 2.3: Tổ hợp bit điều chế QPSK 35
Hình 2.4: Sơ đồ khối điều chế QPSK 35
Hình 2.5 : Biểu đồ tín hiệu tín hiệu QPSK 37

Hình 2.6: Sơ đồ khối phương pháp điều chế M_QAM 38
Hình 2.7: Chùm tín hiệu M-QAM 39
Hình 2.8: Đa truy nhập phân chia theo thời gian: TDMA 42
Hình 2.9 : Khung TDMA 43
Hình 2.10 : Biểu đồ không gian tín hiệu BPSK 45
Hình 2.11: Giản đồ IQ của 16-PSK khi dùng mã Gray. Mỗi vị trí IQ liên tiếp
chỉ

thay đổi một bit đơn 47
Hình 2.52 Cấu trúc sóng mang con OFDMA 48
Hình 2.63: Kênh con hóa trong OFDMA 49
Hình 2.74: Cấu trúc khung công nghệ đa truy nhâp OFDMA 50
Hình 2.15: Mô hình giao thức ARQ dừng và đợi 53
Hình 2.16: Mô hình giao thức ARQ lùi N 54
Hình 2.17: Giao thức ARQ lùi N với gói tin bị lỗi 54
Hình 2.18: Giao thức ARQ lùi N với ACK bị lỗi 55
Hình 2.19: Cơ chế yêu cầu lặp lại khi lỗi xảy ra 56
Hình 3.1: Tính toán góc ngẩng 58
Hình 3.2 Góc phương vị của vệ tinh 59
Hình 3.3 : Hệ số (G/T) của trạm mặt đất 65
Hình 3.4 : TD trời sạch 66
Hình 3.5: TD Bị nhiễu do mưa 66
Hình 3.6: OBOt là hàm của IBOt 67
Hình 3.7: (C/No)D của một trạm mặt đất 68
Hình 3.8: Nhiễu xuyên điều chế tuyến xuống do búp sóng (vệ tinh) khác 69
Hình 3.9: Nhiễu xuyên điều chế tuyến xuống do trạm GetWay khác 69
Hình 3.10: Nhiễu giao thoa tuyến xuống do búp sóng vệ tinh khác 70
Hình 3.11: Nhiễu giao thoa tuyến xuống do trạm GetWay khác 71
Hình 3.12: Sơ đồ kết hợp công nghệ VSAT IP và mạng nội bộ LAN 72
Hình 3.13: Sơ đồ kết hợp công nghệ VSAT-IP với

Router SHDSL và mạng LAN 73
Hình 3.14: Sơ đồ kết hợp công nghệ VSAT-IP với Router DSLAM, Modem

ADSL và mạng LAN
74
Hình 3.15: Sơ đồ kết hợp công nghệ VSAT-IP với DSLAM kết hợp với hạ
tầng

cáp thoại đã có của Bưu điện 76
Hình 3.16: Mô hình thư viện số Khoa học Công nghệ 82
Hình 3.17: Mô hình truyền dữ liệu Thư viện số 85
Hình 3.18: Biểu đồ Usecase phân hệ quản trị dữ liệu 86
Hình 3.19: Biểu đồ Usecase khai thác Phần mềm Thư viện số 86
Hình 3.20: Giới thiệu giao diện khai thác phần mềm thư viện số 87
Hình 3.21: Giới thiệu giao diện quản trị dữ liệu phần mềm thư viện số 87
MỞ 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 Việt 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. Mạng VSAT IP ra đời là để đáp ứng nhu cầu
truyền dữ liệu của con người ở mọi lúc, mọi nơi và quan trọng hơn là việc mở
rộng dân trí cho người dân ở các vùng xa xôi hẻo lánh, nơi mà cơ sở hạ tầng
viễn thông chưa đến được.
Ở nước ta, đã có một số tỉnh đã áp dụng nhiều công nghệ truyền thông
đưa Internet về tới các điểm xã như: “Đưa Internet đến các điểm Văn hoá xã
phường” của tỉnh An Giang; “Xây dựng mô hình ứng dụng KH&CN phục vụ
phát triển kinh tế xã hội nông thôn miền núi” của tỉnh Ninh Bình; “Cung cấp
thông tin Khoa học Công nghệ tại một số xã trong tỉnh”của tỉnh Lạng Sơn;“Xây
dựng thư viện số về kỹ thuật sản xuất nông – lâm nghiệp và cung cấp thông tin
cho các xã” của tỉnh Bắc Kạn …

Tại Thái Nguyên, UBND Tỉnh đã ban hành các Quyết định, các Chỉ thị
V/v giao nhiệm vụ hoạt động Thông tin nói chung, thông tin KHCN nói riêng
cho sở Khoa học và Công nghệ và các Sở, Ban, ngành liên quan khác. Trong
Chiến lƣợc phát triển Khoa học và Công nghệ của Tỉnh đến năm 2020 đã
nhấn mạnh :"Ứng dụng và chuyển giao những thành tựu khoa học tiên tiến vào
sản xuất và đời sống xã hội rộng rãi, nhanh chóng và hiệu quả. Nâng cao tỷ
trọng đóng góp của KHCN trong tăng trưởng kinh tế thông qua việc tìm kiếm,
tiếp thu, chuyển giao, ứng dụng nhanh, rộng rãi các tiến bộ kỹ thuật và đổi mới
công nghệ trong các ngành sản xuất và dịch vụ, tạo ra các sản phẩm từ nguồn
nguyên liệu của địa phương, có chất lượng cao, tạo năng lực cạnh tranh của
nền kinh tế địa phương". Trong Kế hoạch tổng thể ứng dụng và phát triển
CNTT giai đoạn 2010-2020 của Tỉnh, đã nêu mục tiêu : “Xây dựng những
nền
móng bước đầu cho một kết cấu hạ tầng về thông tin trên địa bàn có khả năng
đáp ứng với nhu cầu cơ bản về thông tin trong hoạt động KT-XH tại địa
phương”, và trong nội dung của kế hoạch đã có hạng mục về việc tiến hành xây
dựng các Cơ sở dữ liêu (CSDL) điện tử chuyên ngành của tỉnh để từng bước tích
hợp tạo lập Ngân hàng dữ liệu của tỉnh, phục vụ công cuộc phát triển KTXH
tai các địa phương.
Qua thực tế của các tỉnh đã triển khai, ở nhiều nơi còn chưa thông nhất, có
những tỉnh phía nam thuận nợi về vị trí địa lý lựa chọn giải pháp xây dựng hệ
thống khai thác Online trên mạng diện rộng Intranet của tỉnh và mạng Internet,
có những tỉnh miền núi phía bắc lựa chọn giải pháp xây dựng mô hình khai thác
kiểu Offline thông tin được cập nhật theo định. Về Nguyên lý hai giải pháp
Online và Offline đều có những ưu nhược điểm. Từ những phân tích đánh giá
giải pháp triển khai trên, luận văn đã lựa chọn đề tài theo hai hướng xây dựng hệ
thống cả Online và Offline với tên đề tài: “Công nghệ VSAT-IP trong cung
cấp thông tin hỗ trợ phát triển KTXH cấp Xã”.
Ngoài phần mở đầu và kết luận luận văn được chia làm 4 chương, nội
dung cụ thể của các chương như sau:

Chƣơng I: Tổng quan về các công nghệ truyền thông interner hiện
nay.
Trong chương này khái quát chung về các công nghệ truyền thông phổ
biến hiện nay như DialUp, ADSL, WINMAX, Leased line, VSAT IP. Các
thành phần chính và các giao thức, kiến trúc mạng VSAT IP.
Chƣơng II: Các kỹ thuật điều chế trong công nghệ truyền thông Internet
VSAT IP
Trong chương này nghiên cứu các kỹ thuật điều chế tín hiệu trong công
nghệ truyền thông VSAT
IP.
Chƣơng III: Kết quả thực nghiệm và ứng
dụng
Trong chương này nghiên cứu xây dựng 04 mô hình đối với việc ứng
dụng công nghệ truyền thông VSAT IP. Tiếp đó ứng dụng 01 mô hình truyền
thông Internet VSAT IP tại các điểm xã trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên gồm các
công việc: Khảo sát đánh giá các điểm xã triển khai thực hiện, lắp đặt thiết bị
phần cứng, xây dựng cơ sở dữ liệu cung cấp thông tin cho cấp xã.
Do công nghệ triển khai là mới chưa phổ biến nhiều, việc nghiên cứu một
vấn đề khoa học đi đến kết quả là một khó khăn và nhiều thách thức nên Luận
văn chắc chắn không tránh khỏi các thiếu sót, rất mong Thầy, Cô và các bạn
đồng nghiệp góp ý và đóng góp để Luận văn hoàn thiện hơn.
Học viên
Nguyễn Quốc Hùng
KẾT LUẬN
Ngày nay, tuy các hệ thống thông tin vệ tinh VSAT không còn là một vấn
đề mới nhưng nó vẫn đóng một vai trò quan trọng trong mạng viễn thông. Do ưu
thế về khả năng phủ sóng cùng tính linh hoạt và tính di động, nên hệ thống vô
tuyến thông tin vệ tinh VSAT IPSTAR cho phép các nhà khai thác phát triển
mạng viễn thông một cách nhanh chóng ở các vùng có địa hình phức tạp và cơ
sở hạ tầng viễn thông chưa cao. Qua đồ án này, em đã nắm bắt được các vấn đề

cơ bản của hệ thống VSAT truyền dẫn qua vệ tinh IPSTAR, các ưu nhược điểm
của hệ thống truyền dẫn này. Và từ đó, đã đưa ra thuật toán để có thể tính toán
và thiết kế một tuyến thông tin vệ tinh VSAT IPSTAR ứng với điều kiện địa
hình cũng như thời tiết tại Việt Nam đáp ứng được các yêu cầu về chỉ tiêu chất
lượng cũng như độ tin cậy cho phép.
Ứng dụng Khoa học công nghệ phục vụ phát triển kinh tế, văn hóa, xã hội
của địa phương nơi triển khai mô hình. Cụ thể là ứng dụng công nghệ vệ tinh
VSAT-IP để đưa Internet về các xã vùng sâu, vùng xa mà hiện nay việc khai
thác và sử dụng Internet chỉ có cách duy nhất là quy số (Dail-up) VNN 1260,
VNN 1269, chất lượng đường truyền thấp, hay rớt mạng và chi phí cao. Trong
khi đó đường truyền Internet ADSL lại không đến được vì địa hình phức tạp,
hiểm trở chưa thể triển khai được cáp quang.
Xây dựng mô hình ứng dụng Hệ thống VSAT – IP (trạm vê tinh mặt đất
cỡ nhỏ) đưa Internet về các xã vùng sâu, vùng xã mà hiện nay chưa có Internet.
Ngoài việc đưa tiến bộ KH&CN về với địa phương thông qua Internet bên cạnh
đó là việc ứng dụng khoa học công nghệ và việc triển khai các đường lối, nghị
quyết của Đảng, pháp luật của Nhà nước trên mạng Internet đến các xã một cách
nhanh chóng, chính xác, giúp tiết kiệm chi phí, giảm thời gian đi lại, nhằm thúc
đẩy mạnh mẽ và hữu hiệu hơn sự phát triển, ứng dụng CNTT&TT cho các vùng
nông thôn, vùng sâu, vùng xa, “Thu hẹp khoảng cách số, đưa những tiến bộ về
CNTT&TT trong sự nghiệp đổi mới đến với nông dân, nông thôn”, đảm bảo
quyền được hưởng thụ các sản phẩm CNTT&TT, góp phần nâng cao dân trí,
đào tạo nhân lực, bồi dưỡng nhân tài, xây dựng nền khoa học tiên tiến nhằm đáp
ứng yêu cầu của thời kỳ công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước, góp phần từng
bước thúc đẩy sự phát triển kinh tế - xã hội trên địa bàn Tỉnh.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. “ Thông tin vệ tinh”. Tổng cục bưu điện. NXB khoa học và kỹ thuật.
[2]. Ks Đặng Anh Tuấn, “Thông tin vệ tinh”. Trung tâm nghiên cứu ứng dụng

khoa học truyền hình 2/2002.

[3]. Vũ Đình Thành, “Hệ thống viễn thông”. Trường đại học bách khoa Tp Hồ

Chí Minh 1996. NXB khoa học và kỹ thuật.
[4]. TS Nguyễn Kim Sách, “Thu truyền hình trực tiếp từ vệ tinh”. NXB Khoa

học Kỹ thuật 1991.
[5]. KS Ngô Anh Ba, “Truyền hình vệ tinh”, Hội vô tuyến điện tử Việt Nam,
chuyên đề Kỹ thuật truyền hình 1994.
[6]. Thái Hồng Nhị- Phạm Minh Việt “Hệ thống viễn thông”. NXB Giáo Dục

tập 1,2.
[7]. “Satellite Communication System in future”. F.Michael Naredi, William.
[8]. Design principles M. Richnaria. Macmillan New Electronics Introductions

to Advanced Topics.
[9]. “Satellite Communication System On Board
Processing”.

F.Machoniccio, G.Morelli, Valdoni.
[10]. Satellite Communication. Dennis Roddy. McGraw-
Hill.
[12]. Nguyễn Phạm Anh Dũng, Phạm Khắc Kỷ, Hồ Văn Cừu, "Ứng dụng kỹ
thuật điều chế đa sóng mang OFDM trong thông tin di động CDMA", Tạp
chí Bưu chính Viễn thông & Công nghệ Thông tin, số 12 tháng 8 năm 2004.
[13]. Nguyễn Văn Đức,“Lý thuyết và các ứng dụng của kỹ thuật OFDM”,
Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật Hà Nội, 2006.
[14]. Ramjee Prasad “OFDM for Wireless Communications Systems”
Artech House, 2004.
[15]. Ye(Geoffrey) Li, Gordon Stuber “Orthogonal Frequency Division
Multiplexing for Wireless Communications” ,Springer , 2006 .

[16]. Hui Liu, Guoqing Li “OFDM- Based Broadband Wireless Networks”
Wiley Interscience, 2005.
[17]. L.Hanzo, M.Munster, B.J.Choi and T.Keller “ OFDM and MC-CDMA
for Broadband Multi-User Communications, WLANs and Broadcasting ”
All of Univesity of Southampton,UK, IEEE Press/ Wiley 2003.
[18]. Juha Heikala, John Terry, Ph.D. “OFDM Wireless LANS : A Theoritical
and Practical Guide” ISBN :0672321572.
[19]. Henrik Schulze and Christian Luders, “Theory and Application of
OFDM and CDMA”, Fachhochschule Sudwestfalen Meschede, Germany-
2005.
[20]. L.HANZO,W.WEBB,and T.KELLER,"Single-and Multi-Carrier
Quadrature Amplititude Modulation". New York: IEEE Press/ Wiley,
Apr.2000.
[21]. Richard van Nee, Ramjee Prasad, " OFDM for wireless multimedia
communications", Artech House, 2000.
[22]. Ahmad R.S. Bahai, Burton R. Saltzberg, “Multicarier Digital
Communications Theory and Applications of OFDM”, Kluwer Academic
Publishers, 2002.
[23] Một số địa chỉ
Website.

CHƢƠNG I
TỔNG QUAN VỀ CÁC CÔNG NGHỆ TRUYỀN
THÔNG

INTERNER HIỆN NAY
1.1. Giới thiệu các công nghệ truyền thông Internet
1.1.1. Công nghệ truyền thông Dial - up networking
a) Kết nối quay số (Dial-up networking)
Được sử dụng rộng rãi trong kết nối máy tính tới Internet. Dial-up
networking sử dụng một modem, như giao diện giữa một máy tính PC với
một mạng (chẳng hạn như Internet). Tốc độ kết nối có thể nên tới 56 kbps,
quay số với một modem vẫn là phương pháp rẻ nhất và sẵn dùng để kết nối
Internet.
Hình 1.1: Mô hình kết nối Internet Dial Up
b) Nguyên lý hoạt động Dial-up networking
Dial-up networking là phương thức đơn giản nhất để kết nối tới
Internet, máy tính chỉ kết nối qua đường điện thoại sử dụng modem. Ban đầu
sẽ lựa chọn một nhà cung cấp dịch vụ ISP và phần mềm quay số đã có sẵn
trong hệ điều hành Windows với giao diện sử dụng đơn giản. Với mỗi người
sử dụng, khi quay số đòi hỏi một account truy cập với tên sử dụng và mật
2
0
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
t

nu .

e du . v

n
khẩu truy cập dịch vụ tới nhà cung cấp ISP. Sau khi thiết lập các thao tác đó
xong, mỗi lần truy cập sau, khách hàng chỉ cần thực hiện kết nối bằng cách
nháy kép chuột trên biểu tượng dial-up. Dial-up networking cũng cắt dữ liệu
thành các gói tin, mã hoá và gói dữ liệu trước khi gửi đi. Dial-up networking
sử dụng giao thức PPP (Point to Point Protocol) để gói dữ liệu truyền tin qua
đường điện thoại.
c) Đánh giá ƣu nhƣợc điểm của công nghệ Dial-up
networking
- Về ưu điểm: Dễ sử dụng, thuận tiện cho các điểm có sẵn đường điện thoại,
phù hợp với các địa điểm gần trung tâm có địa hình thuận lợi triển khai mạng
có dây
- Nhược điểm: Tốc độ truyền tải dữ liệu chậm 56Kb, phụ thuộc nhiều yếu tố
như đường truyền, khoảng cách truyền. Thiết bị kết nối không có chức năng
khuếch đại tín hiệu để giảm suy tổn trên đường truyền, cơ chế chống nhiễu
không có.
1.1.2. Công nghệ truyền thông
ADSL
a) Công nghệ đƣờng dây thuê bao số bất đối xứng - ADSL (Asymmetrical
Digital Subscriber Line)
Là kỹ thuật truyền được sử dụng trên đường dây từ modem của thuê
bao tới Nhà cung cấp dịch vụ. Tốc độ truyền không giống nhau ở hai chiều.
Tốc độ chiều xuống (từ mạng tới thuê bao) có thể nhanh gấp hơn 10 lần so
với tốc độ chiều lên (từ thuê bao tới mạng). Ðiều này phù hợp một cách tuyệt
vời cho khai thác Internet khi mà chỉ cần nhấn chuột (tương ứng với lưu
lượng nhỏ thông tin mà thuê bao gửi đi) là có thể nhận được một lưu lượng
lớn dữ liệu tải về từ Internet.
Hình 1.2: Mô hình kết nối Internet ADSL
ADSL tự nó chỉ hoạt động trên đường dây thuê bao bình thường nối
tới tổng đài nội hạt, đường dây thuê bao này vẫn có thể được tiếp tục sử dụng

cho các cuộc gọi thoại thông qua thiết bị gọi là "splitters" có chức năng tách
thoại và dữ liệu trên đường dây.
b) Nguyên lý hoạt động ADSL
ADSL tìm cách khai thác phần băng thông tương tự còn chưa được sử
dụng trên đường dây nối từ thuê bao tới tổng đài nội hạt. Ðường dây này
được

thiết kế để chuyển tải dải phổ tần số (frequency spectrum) choán bởi
cuộc

thoại bình thường. Tuy nhiên, nó cũng có thể chuyển tải các tần số
cao hơn

dải phổ tương đối hạn chế dành cho thoại. Ðó là dải phổ mà ADSL
sử dụng.
Hình 1.3: Thoại cơ bản sử dụng dải tần số từ 300Hz tới 3,400Hz.
Các splitter được sử dụng để đảm bảo dữ liệu và thoại không xâm
phạm lẫn nhau trên đường truyền. Các tần số mà mạch vòng có thể chuyển
tải, hay nói cách khác là khối lượng dữ liệu có thể chuyển tải - sẽ phụ thuộc
vào các nhân tố sau:
+ Khoảng cách từ tổng đài nội hạt
+ Kiểu và độ dầy đường dây
+ Kiểu và số lượng các mối nối trên đường dây
+ Mật độ các đường dây chuyển tải ADSL, ISDN và các tín hiệu
phi thoại khác
+ Mật độ các đường dây chuyển tải tín hiệu radio
c) Đánh giá ƣu nhƣợc điểm của công nghệ ADSL
- Về ưu điểm: ADSL kết nối trực tiếp đến nhà cung cấp dịch vụ ISP nên tốc
độ truyền tải dữ liệu trên mạng này cao, có thể lên 8Mbs. Công nghệ này sử
dụng trên đường điện thoại, nên vừa thoại vừa kết nối Internet đồng thời.

- Nhược điểm: Phụ thuộc khoảng cách từ thuê bao đến nơi đặt thiết bị ghép
kênh truy nhập DSLAP (Từ 5.5 đến 6 km). Phụ thuộc vào cơ sở hạ tầng mạng
Internet mỗi quốc gia, đòi hỏi đường dây cáp đồng có bán kính từ 0.7-0.9 mm
thì mới phát huy hết tối đa tốc độ (Khó có thể đạt tốc độ truyền dữ liệu tối
đa). Không phù hợp với nơi vùng sâu vùng xa.
1.1.3. Công nghệ truyền thông
Winmax
a) WiMAX (Worldwide Interoperability of Microwave Access): Là hệ
thống truy nhập vi ba có tính tương thích toàn cầu dựa trên cơ sở tiêu chuẩn
IEEE 802.16 WirelessMAN (Wireless Metropolitan Area Network). Họ
802.16 này đưa ra những tiêu chuẩn, chỉ tiêu kỹ thuật nhằm tập trung giải
quyết các vấn đề trong mạng vô tuyến băng rộng điểm – đa điểm về giao diện
vô tuyến bao gồm: Lớp điều khiển truy cập môi trường (MAC) và lớp vật lý
(PHY). WiMAX là một chuẩn không dây đang phát triển rất nhanh, hứa hẹn
tạo ra khả năng kết nối băng thông rộng tốc độ cao cho cả mạng cố định lẫn
mạng không dây di động.
Hình 1.4. Mô hình cấu trúc công nghệ truyền thông WiMAX
Hai phiên bản của WiMAX được đưa ra như
sau:
- Fixed WiMAX (WiMAX cố định): Dựa trên tiêu chuẩn IEEE 802.16-2004,
được thiết kế cho loại truy nhập cố định và lưu động. Trong phiên bản này sử
dụng kỹ thuật ghép kênh phân chia theo tần số trực giao OFDM (Orthogonnal
Frequency Division Multiple) hoạt động trong cả môi trường nhìn thẳng –
LOS (line-of-sight) và không nhìn thẳng – NLOS (Non-line-of-sight). Sản
phẩm dựa trên tiêu chuẩn này hiện tai đã được cấp chứng chỉ và thương mại
hóa.
- Mobile WiMAX (WiMAX di động): dựa trên tiêu chuẩn IEEE 802.16e,
được thiết kế cho loại truy cập xách tay và di động. về cơ bản, tiêu chuẩn
802.16e được phát triển trên cơ sở sửa đổi tiêu chuẩn IEEE 802.16-2004 để
tối ưu cho các kênh vô tuyến di động, cung cấp khả năng chuyển vùng –

handoff và chuyển mạng – roaming. Tiêu chuẩn này sử dụng phương thức đa
truy cập ghép kênh chia tần số trực giao OFDMA (Orthogonnal Frequency
Division Multiple Access) – là sự phối hợp của kỹ thuật ghép kênh và kỹ
thuật phân chia tần số có tính chất trực giao, rất phù hợp với môi trường
truyền dẫn đa đường nhằm tăng thông lượng cũng như dung lượng mạng,
tăng

độ linh hoạt trong việc quản lý tài nguyên, tận dụng tối đa phổ tần, cải
thiện

khả năng phủ sóng với các loại địa hình đa dạng.
b) Nguyên lý hoạt động WiMAX
Wimax cung cấp hai dạng dịch vụ vô
tuyến:
- Đó là NLOS, loại dịch vụ Wifi, có một anten nhỏ gắn trên máy tính kết nối
với tháp anten. Trong chế độ này, Wimax sử dụng băng tần số thấp 2-11 GHz
(giống Wifi). Đường truyền bước sóng ngắn hơn thì không dễ dàng đứt do
cản trở vật lý, chúng có thể tốt hơn để làm nhiễu xạ, chổ cong xung quanh
khu vực chướng ngại vật.
- Đối với dịch vụ LOS, các điểm anten đĩa cố định đặt trên đỉnh nhà hay điểm
cực hướng thẳng đến tháp anten Wimax. Kết nối LOS thì mạnh và ổn định
hơn, vì thế nó có thể gửi nhiều dữ liệu với mức lỗi thấp. Đường truyến LOS
sử dụng tần số cao hơn lên đến 66 GHz. Tại mức tần số cao thì nhiễu thấp và
sử dụng băng thông rộng hơn. Truy cập kiểu Wifi bị giới hạn trong bán kính
từ 4-6 dặm (vùng bao phủ khoảng 25 dặm vuông hoặc 65 km vuông giống
như vùng của điện thoại tế bào). Do anten LOS mạnh hơn, trạm phát Wimax
gửi dữ liệu tới máy tính hỗ trợ Wimax hoặc bộ định tuyến thiết lập trong vòng
bán kính 30 dặm so với trạm phát (vùng bao phủ khỏang 3.600 dặm vuông
hoặc 9.300 km vuông). Vùng phủ sóng rộng là ưu điểm nổi bật của công nghệ
Wimax.