Nghiên cứu, Tìm hiểu Hệ thống Điện thoại Vệ tinh

Tiểu luận môn:”Hệ thống thông tin vệ tinh” Lớp : 12BMTTT
Giảng viên: TS Tạ Hải Tùng Viện công nghệ thông tin và truyền thông

1
Thực hiện: Lê Xuân Bách - CB120129.
Phạm Thị Lệ -CB120142.

TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG
o0o


TIỂU LUẬN
Môn học: CÁC HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH

Đề tài: Nghiên cứu, Tìm hiểu Hệ thống Điện thoại Vệ tinh

Học viên thực hiện:
Lê Xuân Bách - CB120129

Phạm Thị Lệ - CB120142
Lớp:
12B-MTTT (Thạc sỹ Kỹ Thuật)
Nghành:
KT Máy tính và Truyền thông
Giáo viên hướng dẫn:
TS. Tạ Hải Tùng


Hà Nội 04/2013
Tiểu luận môn:”Hệ thống thông tin vệ tinh” Lớp : 12BMTTT

Giảng viên: TS Tạ Hải Tùng Viện công nghệ thông tin và truyền thông

2
Thực hiện: Lê Xuân Bách - CB120129.
Phạm Thị Lệ -CB120142.
Tiểu luận môn:”Hệ thống thông tin vệ tinh” Lớp : 12BMTTT
Giảng viên: TS Tạ Hải Tùng Viện công nghệ thông tin và truyền thông

3
Thực hiện: Lê Xuân Bách - CB120129.
Phạm Thị Lệ -CB120142.

Tiểu luận môn:”Hệ thống thông tin vệ tinh” Lớp : 12BMTTT
Giảng viên: TS Tạ Hải Tùng Viện công nghệ thông tin và truyền thông

4
Thực hiện: Lê Xuân Bách - CB120129.
Phạm Thị Lệ -CB120142.
Mục lục.
Danh mục hình vẽ 5
Từ viết tắt. 5
Lời nói đầu 8
1. Mở đầu. 9
1.1. Khái quát chung về VSAP IP 9
1.2. Công nghệ OFDM trong truyền dẫn vô tuyến băng rộng điểm – đa điểm tốc độ cao. 9
2. Tổng quan về công nghệ của hệ thống VSAT IP. 11
2.1. Thành phần chính của hệ thống. 11
2.1.1. Vệ tinh iPSTAR. 11
2.1.2. Trạm cổng (Gateway). 13
2.1.3. Các trạm đầu cuối thuê bao (User terminal – UT). 15

2.2. Dịch vụ VOIP. 17
2.2.1. Giới thiệu về VoIP (Voice over Internet Protocol) 17
2.2.2. IP qua vệ tinh. 29
2.3. Dịch vụ VoIP trên hệ thống VSAT IP. 30
2.3.1. Mở đầu 30
2.3.2. Mô hình định tuyến cuộc gọi. 32
2.3.3. Chuẩn mã hóa và băng thông vệ tinh. 36
3. Các ưu điểm và tồn tại. 38
4. Giải pháp tổng đài VoIP với mã nguồn mở Asterisk 40
4.1. Tổng quan hệ thống VoIP với mã nguồn mở Asterisk. 40
4.2. Giải pháp Nâng cập tổng đài Analog sang tổng đài VoIP (IP-PBX). 42
4.2.1. Tận dụng tổng đài PABX Analog/Digital của doanh nghiệp làm tổng đài chính 43
4.2.2. Tận dụng tổng đài PABX Analog/Digital của doanh nghiệp làm tổng đài nhánh 44
4.2.3. Sử dụng các dịch vụ VoIP thuê ngoài của các nhà cung cấp dịch vụ VOIP 45
4.2.4. Sử dụng các dịch vụ ngoài theo mô hình của hệ thống IP Centrex (thuê tổng đài IP PBX
ngoài ) 46
5. Kết luận. 48
Tài liệu tham khảo. 49

Tiểu luận môn:”Hệ thống thông tin vệ tinh” Lớp : 12BMTTT
Giảng viên: TS Tạ Hải Tùng Viện công nghệ thông tin và truyền thông

5
Thực hiện: Lê Xuân Bách - CB120129.
Phạm Thị Lệ -CB120142.
Danh mục hình vẽ
Hình 1 Vùng phủ sóng của vệ tinh IPSTAR 12
Hình 2 Vùng phủ sóng vệ tinh IPSTAR tại Việt Nam 12
Hình 3 Sơ đồ khối chức năng trạn cổng IPSTAR 13
Hình 4 Cấu hình trạm thuê bao 16

Hình 5 Cách máy IP PBX tích hợp với mạng và cách nó sử dụng đường PSTN hoặc Internet để
kết nối cuộc gọi 18
Hình 6 Datagram 18
Hình 7 Cấu trúc tiêu đề cố định RTSP 21
Hình 8 Hệ thống chuẩn H.323 và các thành phần 24
Hình 9 Cấu trúc thiết bị đầu cuối H.323 25
Hình 10 Các lớp của bộ giao thức H.323 28
Hình 11 Cấu hình dịch vụ VoIP VSAT-IP 32
Hình 12 Mô hình cuộc gọi trong mạng VSAT-IP 34
Hình 13 Mô hình điều khiển cuộc gọi H.323 35
Hình 14 Mô hình điều khiển cuộc gọi H.323 ra ngoài mạng VSAT-IP 35
Hình 15 mô hình tổng đài IP PBX Asterisk 40
Hình 16 Tổng đài PABX 43
Hình 17 Tổng đài PABX Analog/Digital 44
Hình 18 Sử dụng các dịch vụ VoIP thuê ngoài 45
Hình 19 Sử dụng các dịch vụ ngoài theo mô hình của hệ thống IP Centrex 46

Từ viết tắt.

Từ viết tắt

Nghĩa tiếng Anh

Nghĩa tiếng Việt
IP
Internet Protocol
Giao thức Internet
STAR
SCPC TDMA Aloha
Return Link

3 kỹ thuật truy nhập Slotted Aloha,
Aloha, TDMA dùng cho hướng truyền
từ trạm con về trạm chủ
UT
User Terminal
Trạm thuê bao
TDM
Time Drivision
Multiplex
Ghép kênh phân chia theo thời gian
ÒFDM
Orthogonal Frequency-
Division
Multiplexing
Ghép kênh phân chia theo tần số trực
giao
LOS
Line Of Sight
Tầm nhìn thẳng
NLOS
None Line Of Sight
Không có tầm nhìn thẳng
Tiểu luận môn:”Hệ thống thông tin vệ tinh” Lớp : 12BMTTT
Giảng viên: TS Tạ Hải Tùng Viện công nghệ thông tin và truyền thông

6
Thực hiện: Lê Xuân Bách - CB120129.
Phạm Thị Lệ -CB120142.
OLOS
Obstructed Line Of

Sight
Tầm nhìn bị che chắn
DMT
Discrete MultiTone
modulation
Đa tần
DLA
Dynamic Link
Allocation
Điều khiển công suất linh hoạt
HPA
High Power Amplifier
Máy khuếch đại năng lượng cao
LNA
Low Noise Amplifier
Bộ khuyếch đại tạp âm thấp
EIRP
Equivalent Isotropic
Radiated
Power
Công suất bức xạ đẳng hướng tương
đương
IPR
IP Router

TCP
Transport Protocol
Giao thức truyền tải. Giao thức này
truyền tải các gói tin tới đích một cách
tin cậy

TCPA
TCP Accelerator
Bộ tối ưu TCP qua kênh vệ tinh
FLP
Forward Link Processor
Bộ xử lý tuyến từ trạm chủ đến trạm con
QoS
Quality of Service
Chất lượng của dịch vụ
TOLL
TPC Orthogonal
frequency division
multiplexed L- code
Link
Hướng từ trạm chủ đến trạm con dùng
phương pháp ghép kênh phân chia tần
số trực giao mã hoá TPC
TI
TOLL Interface
Giao tiếp TOLL
CoS
Class of Service
Phân loại dịch vụ
RRM
Radio Resources
Management
Quản lý tài nguyên vô tuyến
SI
STAR Interface
Giao tiếp STAR

NCS
Network Control
System
Hệ thống điều hành mạng
RRM
Radio Resources
Management
Quản lý mạng
NM
Network Management
Quản lý mạng
ODU
Out Door Unit
Khối trong nhà
IDU
In Door Unit
Khối ngoài trời
SCPC
Single Channel Per
Carrier
Đơn kênh trên sóng mang
TDMA
Time Division Multiple
Access
Đa truy nhập phân chia theo thời gian
Tiểu luận môn:”Hệ thống thông tin vệ tinh” Lớp : 12BMTTT
Giảng viên: TS Tạ Hải Tùng Viện công nghệ thông tin và truyền thông

7
Thực hiện: Lê Xuân Bách - CB120129.

Phạm Thị Lệ -CB120142.
RG
Receive Groundstation
Phía mặt đất phía thu
VSAT
Very Small Aperture
Terminal
Trạm mặt đất dung lượng nhỏ
VoIP
Voice over IP
Truyền tải thoại qua giao thức internet
RTSP
Real Time Stream
Protocol
Giao thức dòng thời gian thực
RTCP
Real Time Control
Protocol
Giao thức điều khiển thời gian thực
UDP
User Datagram Protocol
Giao thức truyền tải đơn vị dữ liệu
người dùng. Giao thức này truyền dữ
liệu một cách không tin cậy
Tiểu luận môn:”Hệ thống thông tin vệ tinh” Lớp : 12BMTTT
Giảng viên: TS Tạ Hải Tùng Viện công nghệ thông tin và truyền thông

8
Thực hiện: Lê Xuân Bách - CB120129.
Phạm Thị Lệ -CB120142.

Lời nói đầu


Dịch vụ thoại truyền thống dựa trên cơ sở chuyển mạch kênh đã và đang
phục vụ rất đắc lực cho nhu cầu thông tin trong cuộc sống của chúng ta. Tuy nhiên,
với sự phát triển ngày càng cao của đời sống xã hội cũng như của khoa học kỹ
thuật, rất nhiều dịch vụ mới đã được đưa vào phát triển song song cùng với dịch vụ
thoại vốn đã xuất hiện từ lâu. Để đáp ứng yêu cầu đó các nhà phát triển viễn thông
không ngừng không ngừng nghiên cứu các giải pháp mới có tính khả thi và đã đạt
được một số kết quả khả quan. Cụ thể là với một số dịch vụ truyền thống vốn đòi
hỏi khắt khe về thời gian thực cũng như chất lượng mà trước đây chỉ phù hợp với
công nghệ chuyển mạch kênh thì bây giờ với sự hỗ trợ của các kỹ thuật mới cho
phép chúng ta thực hiện chúng trên chuyển mạch gói bởi vì chỉ có chuyển mạch
gói mới có thể đáp ứng được yêu cầu của đa dịch vụ. Một trong những giải pháp đó
là việc truyền tín hiệu thoại qua giao thức internet (VoIP - Voice over IP). VoIP đã
và đang được thực tế chứng minh là hiệu quả và đang dần thay thế cho các mạng
thoại sử dụng chuyển mạch kênh truyền thống. Bài tiểu luận này sẽ giới thiệu sơ
lược về công nghệ VoIP này.
Tiểu luận môn:”Hệ thống thông tin vệ tinh” Lớp : 12BMTTT
Giảng viên: TS Tạ Hải Tùng Viện công nghệ thông tin và truyền thông

9
Thực hiện: Lê Xuân Bách - CB120129.
Phạm Thị Lệ -CB120142.

1. Mở đầu.
1.1. Khái quát chung về VSAP IP
VSAT IP là gì?
VSAT IP là một mạng băng rộng thế hệ mới sử dụng hệ thống vệ tinh IPSTAR,

cung cấp đa dịch vụ từ một thiết bị đầu cuối trên nền IP tốc độ cao. Nó gồm ba
thành phần cơ bản là: trạm cổng (Gateway), vệ tinh IPSTAR và các trạm vệ tinh
thuê bao (User Terminal-UT).
Trạm cổng (Gateway) có chức năng truy nhập vào mạng công cộng (VSAT là
mạng độc lập, phải thông qua cổng để vào mạng công cộng - mạng nội địa truy
xuất tài nguyên). Sau đó, tài nguyên Internet và viễn thông từ trạm cổng sẽ được
gửi dưới dạng các gói dữ liệu tới trạm vệ tinh thuê bao (UT). Các vệ tinh IP STAR
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 các công nghệ tiên tiến. Các gói dữ liệu từ
trạm Gateway gửi tới trạm UT theo phương thức ghép kênh phân chia thời gian
(TDM) kết hợp với kỹ thuật ghép kênh phân chia theo tần số trực giao (OFDM).
1.2. Công nghệ OFDM trong truyền dẫn vô tuyến băng rộng điểm – đa
điểm tốc độ cao.
Một trong những yêu cầu chính trong hệ thống vô tuyến băng rộng thế hệ thứ 2
là khả năng hoạt động trong các điều kiện tầm nhìn thẳng bị che chắn
OLOS(Obstructed- Line-Of-sight) và điều kiện không có tầmnhìn
thẳngNLOS(Non-Line-Of-Sight). Hoạt động trong các điều kiện như vậy là một
vấn đề gây rất nhiều khó khăn và hạn chế đối với các nhà khai thác viễn thông khi
cung cấp dịch vụ cho các khách hàng tiềm năng.
Tiểu luận môn:”Hệ thống thông tin vệ tinh” Lớp : 12BMTTT
Giảng viên: TS Tạ Hải Tùng Viện công nghệ thông tin và truyền thông

10
Thực hiện: Lê Xuân Bách - CB120129.

Phạm Thị Lệ -CB120142.
Do các vấn đề về nhiễu và các vấn đề về đa đường, một số công nghệ trước đây
cũng đã đưa ra giải pháp điều chế sóng mang đơn dùng cho các ứng dụng NLOS
nhưng cũng chưa mang lại hiệu quả cao. Thay vào đó là sự ra đời của kỹ thuật
ghép kênh phân chia theo tần số trực giao – OFDM (Orthogonal Frequency
Division Multiplexing). Đây chính là một bước đột phá trong thị trường truy cập
vô tuyến băng rộng.
Hiện nay, kỹ thuật ghép kênh phân chia theo tần số trực giao (OFDM) được
dùng làm chuẩn trong các hệ thống phát thanh số ở châu Âu. Kỹ thuật này đang
được đề nghị đưa vào ứng dụng ở Mỹ cũng như nghiên cứu để phát triển trong lĩnh
vực truyền hình số. Bài này sẽ giới thiệu về nguyên lý, mô hình toán học và những
đặc điểm cơ bản trong kỹ thuật OFDM.
Công nghệ OFDM nằm trong một lớp các kỹ thuật điều chế đa sóng mang trong
thông tin vô tuyến. Còn trong các hệ thống thông tin hữu tuyến chẳng hạn như
trong hệ thống ADSL, các kỹ thuật này thường đượcc nhắc đến dưới cái tên: đa tần
(DMT - discrete multitone modulation). Ý tưởng chính trong kỹ thuật OFDM là
việc chia lượng dữ liệu trước khi phát đi thành N luồng dữ liệu song song có tốc độ
thấp hơn và phát mỗi luồng dữ liệu đó trên một sóng mang con khác nhau. Các
sóng mang này là trực giao với nhau, điều này được thực hiện bằng cách chọn độ
dãn cách tần số giữa chúng một cách hợp lý.
Công nghệ OFDM hỗ trợ truyền số liệu tốc độ cao và tăng hiệu quả quang phổ.
Điều này đạt được là do sự truyền dẫn song song của nhiều sóng mang phụ
(subcarrier) qua không trung, mỗi sub-carrier có khả năng mang số liệu điều biến.
Các sub-carrier được đặt vào các tần số trực giao.
Trực giao có nghĩa là tần số trung tâm của một sub-carrier nhất định sẽ rơiđúng
vào các điểm bằng 0 (null) của các sub-carrier khác. Sử dụng các tần số trực giao
sẽ tránh được sự ảnh hưởng lẫn nhau giữa các sub-carrier khác nhau khi sắp xếp vị
trí các subcarrier với mật độ lớn trong miền tần số do đó sẽ đạt được hiệu quả
quang phổ cao.

Tiểu luận môn:”Hệ thống thông tin vệ tinh” Lớp : 12BMTTT
Giảng viên: TS Tạ Hải Tùng Viện công nghệ thông tin và truyền thông

11
Thực hiện: Lê Xuân Bách - CB120129.
Phạm Thị Lệ -CB120142.

2. Tổng quan về công nghệ của hệ thống VSAT IP.
2.1. Thành phần chính của hệ thống.
2.1.1. Vệ tinh iPSTAR.
Hệ thống VSAT-IP liên lạc qua vệ tinh IPSTAR-1 (Thaicom 4), là vệ tinh
băng rộng đầu tiên trong khu vực châu Á - Thái Bình Dương do tập đoàn Shin
Satellite Plc của Thái Lan vận hành và khai thác. Vệ tinh này được chế tạo bởi
Space Systems/Loral có 114 bộ phát đáp với tổng dung lượng lên tới 45Gbps, tuổi
thọ hoạt động là 12 năm, vệ tinh mới được phóng vào ngày 11/8/2005 ở vị trí quỹ
đạo 120 độ Đông.
Vệ tinh IPSTAR sử dụng công nghệ phủ sóng nhiều búp hẹp (spot beams)
để tăng khả năng tái sử dụng tần số, cho phép mở rộng phổ tần làm việc lớn hơn rất
nhiều so với các vệ tinh thông thường, đồng thời nâng cao được công suất cho từng
spot beam (mức EIRP có thể đạt tới 60 dBW) cho phép giảm kích thước anten trạm
đầu cuối và tăng tốc độ chất lượng đường truyền. Ngoài ra, vệ tinh IPSTAR còn sử
dụng kỹ thuật điều khiển công suất linh hoạt (DLA - Dynamic Link Allocation)
cho từng beam phù hợp với các điều kiện thời tiết khác nhau ở từng vùng, đảm bảo
không làm gián đoạn liên lạc ngay cả ở điều kiện thời tiết xấu nhất, đây cũng là kỹ
thuật không được áp dụng ở những vệ tinh thông thường.

Tiểu luận môn:”Hệ thống thông tin vệ tinh” Lớp : 12BMTTT
Giảng viên: TS Tạ Hải Tùng Viện công nghệ thông tin và truyền thông

12

Thực hiện: Lê Xuân Bách - CB120129.
Phạm Thị Lệ -CB120142.
Hình 1 Vùng phủ sóng của vệ tinh IPSTAR
Vệ tinh IPSTAR có 4 búp phủ hẹp bao phủ toàn bộ lãnh thổ Việt Nam (Hình
2) và 1 búp phủ quảng bá, hoạt động ở băng tần Ka và Ku với dung lượng thiết kế
khoảng 2 Gbps (cho cả 2 chiều lên, xuống). Dung lượng cụ thể được phân bổ như
sau:

Hình 2 Vùng phủ sóng vệ tinh IPSTAR tại Việt Nam

Tiểu luận môn:”Hệ thống thông tin vệ tinh” Lớp : 12BMTTT
Giảng viên: TS Tạ Hải Tùng Viện công nghệ thông tin và truyền thông

13
Thực hiện: Lê Xuân Bách - CB120129.
Phạm Thị Lệ -CB120142.
2.1.2. Trạm cổng (Gateway).

Hình 3 Sơ đồ khối chức năng trạn cổng IPSTAR
Trạm Gateway làm việc băng tần Ka, được thiết kế hoạt động theo cấu hình
dự phòng (1+1) cho phần cao tần, anten chính và dự phòng được phân tập theo
không gian, cách nhau từ 40 đến 60 km, để tránh ảnh hưởng của thời tiết lên đồng
thời tới hai địa điểm. Trạm Gateway chính đặt tại Quế Dương - Hà Tây và trạm dự
phòng tại Hoa Sen - Hà Nam. Hệ thống cao tần tại hai địa điểm được kết nối trực
tiếp với nhau bằng cáp quang.
- Antenna : đường kính 8,1m cho cả trạm chính và trạm dự phòng.
- Khối thiết bị cao tần: bao gồm các thiết bị máy phát HPA, Up converter,
LNA, Down converter, Khối điều khiển hoạt động của trạm Gateway
chính và dự phòng cùng các thiết bị phụ trợ cao tần khác thu phát cao tần;
- Core IP Router (IPR): Thực hiện trên một Router riêng biệt có năng lực

chuyển mạch và định tuyến mạnh, Router này có nhiệm vụ định tuyến
các gói tin IP vào và ra giữa các thiết bị trong mạng IPSTAR và các
mạng bên ngoài.
- TCP Accelerator (TCPA): Tối ưu hóa tốc độ truyền dẫn TCP qua vệ tinh
bằng việc giảm thiểu các trễ và suy giảm chất lượng vốn có của giao thức
TCP/IP qua vệ tinh.
Tiểu luận môn:”Hệ thống thông tin vệ tinh” Lớp : 12BMTTT
Giảng viên: TS Tạ Hải Tùng Viện công nghệ thông tin và truyền thông

14
Thực hiện: Lê Xuân Bách - CB120129.
Phạm Thị Lệ -CB120142.
- Forward Link Processor (FLP): lọc và sắp xếp các gói tin IP theo thứ tự
ưu tiên theo chất lượng dịch vụ (QoS) và phân loại dịch vụ (CoS) trước
khi gửi tới TOLL Interface (TI). Ngoài ra FLP còn có chức năng giám sát
hoạt động, lỗi, tương tác với thiết bị quản lý tài nguyên (RRM) cho mục
đích phân bổ tài nguyên đường truyền cho các trạm UT. Bản tin cước từ
TI và SI cũng sẽ được hợp nhất tại đây và chuyển tới NCS và máy chủ
tính cước.
- Radio Resource Management (RRM): quản lý các nguồn tài nguyên
đường truyền vệ tinh, phân bổ hay giải phóng dung lượng cho các trạm
đầu cuối mỗi khi các trạm log-on hay log-off khỏi mạng và điều khiển
các chức năng thực hiện trên TI, SI.
- Toll Interface (TI): gồm có thiết bị phần cứng và phần mềm giao tiếp với
thiết bị phát TOLL (TOLL Tx). TI nhận các gói tin gửi từ FLP, sau đó
sắp xếp và đóng gói, dưới sự điều khiển của RRM, theo định dạng khung
của TOLL (TOLL Format) trước khi gửi tới TOLL-Tx (TOLL
Transmitter). Mỗi TI làm việc với 1 TOLL-Tx.
- TOLL-Tx : nhận luồng bit đã được định dạng từ TI, mã hoá TPC, điều
chế, ghép kênh OFDM và chuyển đổi tới tần số trung tâm 135MHz, sau

đó chuyển đổi lên L- band (950-1450Mhz) và Ka-band để phát lên vệ
tinh. Mỗi trạm Gateway có tối đa tới 12 khối TOLL-Tx làm việc và 2
khối dự phòng. Mỗi khối TOLL-Tx có thể cho phép tới 20.000 Terminal
kết nối đồng thời, và có dung lượng truyền dẫn lên tới 186Mbps.
- STAR-Rx (STAR Receiver) : nhận tín hiệu băng Ka từ vệ tinh, chuyển
đổi tới dải tần 950 -1450 MHz sau đó thực hiện tách kênh, giải điều chế,
và giải mã tín hiệu. Mỗi khối STAR-Rx có dung lượng truyền dẫn tới
8Mbps.
- STAR Interface (SI): Nhận các gói tin từ STAR-Rx, sau đó xử lý và sắp
xếp thành các gói tin IP rồi gửi tới IPR theo sự điểu khiển của RRM.
Ngoài ra SI còn có các chức năng khác như là xử lý các bản tin báo hiệu
giữa trạm cổng và trạm đầu cuối, giám sát sự hoạt động của kênh để kịp
thời báo cáo cho RRM để đưa ra sự điều chỉnh phù hợp Mỗi SI làm việc
được với 10 STAR-Rx. Mỗi Gateway có tối đa tới 10 SI. Mỗi SI có thể
cho phép tới 20.000 Terminal kết nối đồng thời.
Tiểu luận môn:”Hệ thống thông tin vệ tinh” Lớp : 12BMTTT
Giảng viên: TS Tạ Hải Tùng Viện công nghệ thông tin và truyền thông

15
Thực hiện: Lê Xuân Bách - CB120129.
Phạm Thị Lệ -CB120142.
- Network Management (NM) : thực hiện các chức năng về quản trị mạng
chung như : Quản lý lỗi, phát hiện và đưa ra các cảnh báo mỗi khi có sự
cố về phần cứng hay phần mềm; Quản lý cấu hình, cập nhật theo dõi các
thay đổi về cấu hình hoạt động của các thiết bị ; Quản lý truy nhập mạng,
cấp tên, passwords và quyền truy nhập cho từng người sử dụng; Quản lý
hệ thống tính cước…
- Acounting server/Call Record server nhận dữ liệu từ NMS và lưu trữ tại
cơ sở dữ liệu nội bộ để phục vụ cho mục đích tính cước.
Tuỳ thuộc vào ứng dụng cung cấp mà trạm Gateway được trang bị thêm:

- Các đường truyền kết nối băng rộng với mạng Internet, trụ sở khách hàng
cho các mục đích cung cấp người sử dụng đầu cuối truy cập mạng
Internet băng rộng, mạng dùng riêng
- Content Server, VoD Server : cho ứng dụng cung cấp thông tin, chương
trình TV theo yêu cầu.
- Call Manager Server: cho ứng dụng thoại, fax.
- Video Conferencing Server: cho truyền hình hội nghị
Hệ thống trạm mặt đất được kết nối với các mạng viễn thông hiện tại của
Tổng Công ty Bưu chính viễn thông Việt Nam (VNPT) để cung cấp các dịch vụ
truy nhập Internet băng rộng, dịch vụ thoại, dịch vụ Intranet/VPN, dịch vụ mạng
thuê riêng và dịch vụ mobile GSM trunking
2.1.3. Các trạm đầu cuối thuê bao (User terminal – UT).
Các trạm UT bao gồm khối ODU và IDU:
Khối ODU: bao gồm anten và các thiết bị cao tần như BUC, LNB,
feedhorn:
- BUC là khối đảo tần lên, thường dùng loại công suất 1 W hoặc 2 W, tần số
phát từ 13,75 đến 14,5 GHz
- LNB là khối khuếch đại tạp âm thấp, tần số thu từ 10,7 đến 12,75GHz
Khối IDU (Modem) :
- Tốc độ download tối đa: 4Mbps
Tiểu luận môn:”Hệ thống thông tin vệ tinh” Lớp : 12BMTTT
Giảng viên: TS Tạ Hải Tùng Viện công nghệ thông tin và truyền thông

16
Thực hiện: Lê Xuân Bách - CB120129.
Phạm Thị Lệ -CB120142.
- Tốc độ upload tối đa: 2Mbps
- Sử dụng công suất phát và băng thông linh hoạt cho phép phân bổ băng
thông hợp lý dựa trên đặc điểm lưu lượng từng khách hàng.
- Sử dụng kỹ thuật điều chế QPSK, phương thức truy nhập SCPC, TDMA,

Slotted ALOHA.
- Giao diện mạng RJ45, USB
- Nguồn điện cung cấp 100-240 VAC và 24DC
- Công suất tiêu thụ:70W

Hình 4 Cấu hình trạm thuê bao
Thiết bị ODU và IDU được kết nối bằng cáp RG6 hoặc RG11, khoảng cách
dùng cáp RG6 cho phép nhỏ hơn 35m, sử dụng cáp RG11 khoảng cách cho
phép đạt tới 100m. Tần số IF thu từ LNB đến Modem từ 1550 đến 2050MHz
hoặc từ 1650 đến 2150 MHz, tần số IF phát từ Modem đến ODU từ 950 đến
1450 MHz.
Các trạm thuê bao cung cấp các dịch vụ tích hợp theu yêu cầu cụ thể của
khách hang.
Tiểu luận môn:”Hệ thống thông tin vệ tinh” Lớp : 12BMTTT
Giảng viên: TS Tạ Hải Tùng Viện công nghệ thông tin và truyền thông

17
Thực hiện: Lê Xuân Bách - CB120129.
Phạm Thị Lệ -CB120142.
2.2. Dịch vụ VOIP.
2.2.1. Giới thiệu về VoIP (Voice over Internet Protocol).
VoIP là công nghệ truyền tải các cuộc liên lạc thoại bằng cách sử dụng giao
thức internet (Internet Protocol – IP). Điện thoại truyền thống được thực hiện dựa
trên công nghệ chuyển mạch kênh mà ở đó cho phép giải quyết vấn đề thời gian
thực. Giao thức IP dựa trên công nghệ chuyển mạch gói mà trước đây chỉ được
dùng để truyền dữ liệu hoặc các ứng dụng mạng internet. Do đó việc truyền thoại
dựa trên giao thức IP là giải pháp truyền thoại dựa trên công nghệ chuyển mạch
gói, điều này mang lại nhiều lợi ích cho người sử dụng cũng như cho các nhà cung
cấp dịch vụ. Để thực hiện VoIP người ta phải sử dụng các kỹ thuật cho phép thực
hiện các cuộc gọi với thời gian thực, đó là các giao thức Real Time Stream

Protocol (RTSP), Real Time Control Protocol (RTCP), Secsion Initiation Protocol
(SIP).
Hệ thống điện thoại VoIP bao gồm một hoặc nhiều điện thoại chuẩn SIP /
điện thoại VoIP. SIP mô tả những giao tiếp cần có để thiết lập một cuộc điện thoại.
Chi tiết của những giao tiếp này được mô tả rõ hơn trong giao thức SDP.
SIP đã chiếm lĩnh thế giới VoIP nhanh như vũ bão. Giao thức này giống như
giao thức HTTP, là giao thức dạng văn bản, rất công khai và linh hoạt. Do vậy, nó
đã thay thế rộng rãi cho chuẩn H323.

Tiểu luận môn:”Hệ thống thông tin vệ tinh” Lớp : 12BMTTT
Giảng viên: TS Tạ Hải Tùng Viện công nghệ thông tin và truyền thông

18
Thực hiện: Lê Xuân Bách - CB120129.
Phạm Thị Lệ -CB120142.
Hình 5 Cách máy IP PBX tích hợp với mạng và cách nó sử dụng đường PSTN hoặc
Internet để kết nối cuộc gọi
Giao thức liên mạng IP:
Cấu trúc
Mục đích của IP là cung cấp khả năng kết nối các mạng con thành liên mạng
để truyền dữ liệu. Vai trò của IP tương tự vai trò của giao thức tầng mạng trong mô
hình OSI.
IP là một giao thức kiểu “không liên kết” (connectionless) có nghĩa là không
cần có giai đoạn thiết lập trước khi truyền dữ liệu. Đơn vị dữ liệu dùng trong IP
được gọi là datagram, có khuôn dạng như trong hình 6.

Hình 6 Datagram
Trongđó :
VER (4 bit) : chỉ version hiện hành của IP được cài đặt.
IHL (4 bit) : chỉ độ dài phần đầu (Internet Header Length) của datagram,

tính theo đơn vị từ (32 bit). Độ dài tối thiểu là 5 từ (20 byte) .
Tiểu luận môn:”Hệ thống thông tin vệ tinh” Lớp : 12BMTTT
Giảng viên: TS Tạ Hải Tùng Viện công nghệ thông tin và truyền thông

19
Thực hiện: Lê Xuân Bách - CB120129.
Phạm Thị Lệ -CB120142.
Type of service (8 bit) : đặc tả các tham số về dịch vụ, có dạng cụ thể như
sau:
0 1 2 3 4 5 6 7
Precedence D T R Reserved
Precedence (3 bit) : chỉ thị về quyền ưu tiên gửi datagram.
D: Delay (1 bit) : chỉ độ trễ yêu cầu.
T: Throghput (1 bit) : chỉ thông lượng yêu cầu.
R: Reliability (1 bit) : chỉ độ tin cậy yêu cầu.
Total Length (16 bit) : chỉ độ dài toàn bộ datagram, kể cả phần header (tính
theo đơn vị byte).
Identification (16 bit) : cùng với các tham số khác (như Source Address và
Destination Address) tham số này dùng để định danh duy nhất cho một
datagram trong khoảng thời gian nó vẫn còn trên liên mạng.
Flags (3 bit) : liên quan đến sự phân đoạn (fragment) các datagram.
Fragment Offset (13 bit) : chỉ vị trí của đoạn (fragment) ở trong datagram,
tính theo đơn vị 64 bit, có nghĩa là mỗi đoạn (trừ đoạn cuối cùng) phải chứa
một vùng dữ liệu có độ dài là bội số của 64 bit.
Time to Live (8 bit) : quy định thời gian tồn tại (tính bằng giây) của
datagram trong liên mạng để tránh tình trạng một datagram bị quẩn trên liên
mạng. Thời gian này được cho bởi trạm gửi và được giảm đi (thường quy
ước là 1 đơn vị) khi datagram đi qua mỗi router của liên mạng.
Protocol (8 bit) : chỉ giao thức tầng trên kế tiếp sẽ nhận vùng dữ liệu ở trạm
đích.

Header Checksum (16 bit) : mã kiểm soát lỗi 16 bit theo phương pháp CRC,
chỉ cho vùng header.
Source Address (32 bit) : địa chỉ của trạm nguồn.
Tiểu luận môn:”Hệ thống thông tin vệ tinh” Lớp : 12BMTTT
Giảng viên: TS Tạ Hải Tùng Viện công nghệ thông tin và truyền thông

20
Thực hiện: Lê Xuân Bách - CB120129.
Phạm Thị Lệ -CB120142.
Destination Address (32 bit) : địa chỉ của trạm đích.
Options (độ dài thay đổi) : khai báo các options do người gửi yêu cầu.
Padding (độ dài thay đổi) : vùng đệm, được dùng để đảm bảo cho phần
header luôn kết thúc ở một mốc 32 bit.
Data (độ dài thay đổi) : vùng dữ liệu, có độ dài là bội số của 8 bit, và tối đa
là 65535 byte.
TCP
TCP (Transmission Control Protocol) là một giao thức kiểu có liên kết nghĩa
là cần phải thiết lập liên kết giữa một cặp thực thể TCP trước khi chúng trao đổi dữ
liệu với nhau.
Trong VoIP, TCP được sử dụng để đảm bảo sự tin cậy trong việc thiết lập
cuộc gọi. Tuy nhiên do cách thức hoạt động của TCP mà ta không thể dùng TCP
như một cơ chế để truyền thoại trong VoIP. Bởi vì trong VoIP sự mất gói là không
lo ngại bằng trễ.
Đơn vị dữ liệu sử dụng trong TCP được gọi là segment có các trường như
sau:
Source port, destination port, sequence number, acknowledgment number,
data offset, reserved, flags, window, checksum, urgent pointer, option, data.
UDP
UDP (User Datagram Protocol) là giao thức không liên kết được sử dụng
thay thế cho TCP ở trên IP theo yêu cầu của ứng dụng. Khác với TCP, UDP không

có các chức năng thiết lập và giải phóng liên kết, tương tự như IP. Nó cũng không
cung cấp các cơ chế báo nhận (acknowledgment), không sắp xếp tuần tự các đơn vị
dữ liệu đến và có thể dẫn đến tình trạng mất hoặc trùng dữ liệu mà không hề có
thông báo lỗi cho người gửi.
Do có ít chức năng phức tạp nên UDP có xu thế hoạt động nhanh hơn so với
TCP. Nó thường được dùng cho các ứng dụng không đòi hỏi độ tin cậy cao trong
giao vận.
Tiểu luận môn:”Hệ thống thông tin vệ tinh” Lớp : 12BMTTT
Giảng viên: TS Tạ Hải Tùng Viện công nghệ thông tin và truyền thông

21
Thực hiện: Lê Xuân Bách - CB120129.
Phạm Thị Lệ -CB120142.
Phần tiêu đề của UDP chỉ có bốn trường: Source port, destination port,
length, và UDP checksum.
UDP được dùng để truyền thoại trong VoIP. TCP không được dùng bởi vì
cơ chế điều khiển luồng và truyền lại trong thoại là không cần thiết. UDP được sử
dụng để truyền các dòng audio, nó liên tục truyền dù là 5% hay 50% số gói bị mất.
Giao thức dòng thời gian thực RTSP (Real Time Stream Protocol)
RTSP nói chung được dùng trong liên kết với UDP (Uer Datagram Protocol)
nhưng có thể lợi dụng bất kỳ một giao thức nào của tầng thấp hơn trên cơ sở gói
tin. Khi một trạm chủ muốn gửi một gói, thì cần phải biết phương thức truyền
thông cụ thể để tạo khuôn dạng gói, thêm vào phần tiêu đề của gói phương thức
truyền thông đó. Công việc này phải thực hiện để quyết định trước tiêu đề của
RTSP và đưa vào phương thức truyền tầng thấp hơn. Sau đó chúng được gửi vào
mạng (dùng một trong hai cách đa phát đáp hay đơn phát đáp) đến các thành viên
khác tham dự.
Tiêu đề của gói RTSP dài 12 bytes. Trường V chỉ rõ phiên bản của giao
thức, cờ X báo hiệu đặc trưng của tiêu đề mở rộng giữa tiêu đề cố định và số liệu đi
theo. Nếu bit P là 1, phần số liệu được đệm thêm để đảm bảo liên kết đầy đủ cho

sự mã hoá thành mật mã.

Hình 7 Cấu trúc tiêu đề cố định RTSP
Các người sử dụng trong cùng một nhóm đa phát phân biệt bởi tên nhận diện
32 bit nguồn đồng bộ ngẫu nhiên SSRC (Synchronization Source). Có một bộ nhận
diện tầng ứng dụng cho phép dễ dàng nhận diện dòng số liệu đến từ cùng một bộ
Tiểu luận môn:”Hệ thống thông tin vệ tinh” Lớp : 12BMTTT
Giảng viên: TS Tạ Hải Tùng Viện công nghệ thông tin và truyền thông

22
Thực hiện: Lê Xuân Bách - CB120129.
Phạm Thị Lệ -CB120142.
chuyển đổi hoặc bộ trộn đi kèm với các thông báo bên nhận với phía nguồn phát.
Hiếm khi hai người sử dụng cùng chọn một bộ nhận diện giống nhau, khi đó họ
phải qua lại quá trình đồng bộ ban đầu.
Danh sách nguồn đồng bộ phân tán CSRC (Contributing SSRC), trường
chiều dài của nó được biểu thị bởi trường chiều dài của đồng bộ phân tán, ghi
danh sách tất cả các nguồn đồng bộ để phân tán vào nội dung của gói. Đối với
thoại thì trường này ghi vào danh sách toàn bộ người đang tham gia hội thoại.
RTSP hỗ trợ khái niệm phương thức truyền thông phụ thuộc vào việc đặt tên
để giúp trong quá trình xây dựng lại và phát gói ra. Bit người ghi M cung cấp
thông tin cho mục đích này. Đối với âm thanh, gói đầu tiên trong tiếng nói phát ra
có thể được đưa vào để lập thời gian biểu phát đi ột cáhc đoọc lập , nếu gói đó nằm
trong tiếng nói phát ra trước đó. Bit M trong trường hợp này dùng để đánh dấu gói
đầu tiên trong tiếng nói. Đối với video, một khung video chỉ có thể được phát đi
khi gói cuối cùng đã đến. Do đó trong trường hợp này M dùng để đánh dấu gói
cuối cùng trong một khung video.
Trườngpayload type nhận dạng phương thức mã hoá trong gói.
Trường Sequnce number tăng mỗi khi gói được phát ra để dò sự mất gói và
khôi phục thứ tự.

Trường Timestamp, sẽ tăng liên tục theo tần số của phương tiện lấy mẫu để
chỉ ra rằng khi nào khung được tạo ra.
Giao thức điều khiển thời gian thực RTCP (Real Time Control Protocol)
Giao thức điều khiển thời gian thực RTCP là giao thức điều khiển đi kèm
với RTSP. Phương thức truyền thông người giữa người gửi và người nhận thực
hiện theo chu kỳ các gói RTCP đến cùng một nhóm đa phát đáp như dùng để phân
phát các gói RTSP. Mỗi gói RTCP có chứa một số các phần tử thông thường là
các bản tin người gửi hoặc bản tin ngươì nhận tiếp theo ngay sau mô tả tài nguyên.
Mỗi loại phục vụ một chức năng riêng.
Các bản tin người dùng: Được tạo ra bởi người sử dụng đồng thời cũng kèm
theo các phương thức truyền thông (các nguồn RTSP). Chúng mô tả số lượng dữ
Tiểu luận môn:”Hệ thống thông tin vệ tinh” Lớp : 12BMTTT
Giảng viên: TS Tạ Hải Tùng Viện công nghệ thông tin và truyền thông

23
Thực hiện: Lê Xuân Bách - CB120129.
Phạm Thị Lệ -CB120142.
liệu được gửi giống như tương quan với gán nhãn thời gian lấy mẫu RTSP và thời
gian tuyệt đối để cho phép đồng bộ giữa các phương tiện khác nhau.
Các bản tin người nhận: được tạo ra bởi các thành phần tham gia phiên
RTSP chúng là phương thức truyền thông nhận. Mỗi bản tin như vậy có chứa một
khối cho các nguồn RTSP trong nhóm. Mỗi khối mô tả hệ số mất tích luỹ tức thời
và sự trôi từ nguồn đó. Khối cũng đồng thời chỉ ra nhãn cuối cùng và trễ từ lúc
nhận một báo cáo người gửi, cho phép các nguồn ước lượng khoảng cách của
chúng để hạ thấp dần.
Các gói ký hiệu nguồn (Source Descriptor – SDES) dùng cho điều khiển
phiên. Nó có chứa tên chuẩn (Canonical name – CNAME), một nhận dạng duy
nhất giống như khuôn dạng của một địa chỉ trên mạng internet. Tên chuẩn dùng để
giải quyết xung đột trong giá trị nguồn đồng bộ và các dòng phương thức truyền
thông liên kết khác nhau được tao ra bởi cùng một người sử dụng. Các gói SDES

cũng nhận dạng các thành viên qua tên của nó, email, số diện thoại, điều này cung
cấp dạng điều khiển phiên đơn giản. Các ứng dụng client có thể hiển thị về tên và
email trong các giao diện người sử dụng. điều đó cho phép các thành viên tham gia
phiên nghe được các thành viên khác cùng tham gia, nó cũng cho phép chúng thu
được các thông tin liên lạc phục vụ cho các dạng khác của truyền thông ví dụ như
khởi tạo một cuộc hội thoại riêng. Chính điều này cũng làm thuận tiện hơn trong
việc liên lạc với một người sử dụng.
Nếu một người ngừng tham gia phiên thông tin, người đó sẽ có thông điệp
BYTE. Cuối cùng các phần tử ứng dụng (APP) có thể dùng để đưa thêm các thông
tin cụ thể vào các gói tin RTCP.
Các bản tin người nhận và người gửi và các gói SDES có chứa các thông tin,
các thông tin này có thể thay đổi thường xuyên do đó phải gửi các gói này một
cách định kỳ. Nếu các thành phần phiên RTSP đơn giản gửi các thông điệp theo
một chu kỳ cố định sẽ gây nên hậu quả là băng thông của nhóm đa phát đáp sẽ lớn
tỉ lệ tuyến tính với kích thước của nhóm đó. Để khắc phục điều này, mỗi thành
viên đếm số thành viên mà nó nghe được (theo các gói RTCP). Chu kỳ giữa các
gói RTCP từ mỗi người sử dụng sau đó được cân đối tỉ lệ với với số các thành viên
của nhóm, đảm bảo băng thông dành cho các bản tin RTCP vẫn cố định, không
phụ thuộc vào kích thước của nhóm. Từ khi kích thước của nhóm ước lượng thu
Tiểu luận môn:”Hệ thống thông tin vệ tinh” Lớp : 12BMTTT
Giảng viên: TS Tạ Hải Tùng Viện công nghệ thông tin và truyền thông

24
Thực hiện: Lê Xuân Bách - CB120129.
Phạm Thị Lệ -CB120142.
được bởi đếm số các thành phần khác, nó chiếm giữ thời gian cho mỗi thành viên
tham gia mới để tiến gần đén gần kích thước nhóm một cách chính xác. Nếu nhiều
người sử dụng cùng tham gia nhập vào một nhóm, mỗi người sử dụng sẽ có sai
lệch trong việc ước lượng kích thước của nhóm. Do đó có thể dẫn đén sự tràn các
bản tin RTCP. Một giải thuật back-off được đưa ra để giải quyết vấn đề này.

Các thành phần chính của H.323
Chuẩn H.323 quy định bốn thành phần chính là:
- Đầu cuối
- Gateway
- Gatekeeper
- Bộ điều khiển đa điểm (MCU)

Hình 8 Hệ thống chuẩn H.323 và các thành phần
Thiết bị đầu cuối
Tiểu luận môn:”Hệ thống thông tin vệ tinh” Lớp : 12BMTTT
Giảng viên: TS Tạ Hải Tùng Viện công nghệ thông tin và truyền thông

25
Thực hiện: Lê Xuân Bách - CB120129.
Phạm Thị Lệ -CB120142.
Thiết bị đầu cuối là các đầu cuối khách hàng trên mạng cung cấp các
phương tiện liên lạc hai chiều thời gian thực. Hình vẽ 3.3 mô tả các thành phần của
thiết bị đầu cuối. Tất cả các thiết bị đầu cuối phải hỗ trợ các giao tiếp giọng nói.
Video và dữ liệu có thể có nhưng không bắt buộc. Chuẩn H.323 quy định các chế
độ hoạt động cần thiết cho các đầu cuối audio, video, và dữ liệu có thể làm việc
được với nhau. Đây là chuẩn thông dụng và tiêu biểu cho các điện thoại Internet,
thiết bị đầu cuối audio hội nghị từ xa thế hệ mới. Tất cả các thiết bị đầu cuối
H.323 phải hỗ trợ chuẩn H.245.

Hình 9 Cấu trúc thiết bị đầu cuối H.323
Gateway