Tìm hiểu trạm đầu cuối hệ thống thông tin vệ tinh VSAT

GVHD: Ths. Phạm Công Huân
VSAT

SV: Lương Văn Đông

Đề tài: Tìm hiểu trạm đầu cuối hệ thống thông tin vệ tinh

Trang 1

Lớp: 3ĐT12


GVHD: Ths. Phạm Công Huân
VSAT

SV: Lương Văn Đông

Đề tài: Tìm hiểu trạm đầu cuối hệ thống thông tin vệ tinh

Trang 2

Lớp: 3ĐT12


GVHD: Ths. Phạm Công Huân
VSAT

Đề tài: Tìm hiểu trạm đầu cuối hệ thống thông tin vệ tinh

LỜI MỞ ĐẦU
Trong đời sống kinh tế xã hội, thông tin liên lạc được coi là bộ phận hợp

thành đầu tiên không thể thiếu được trong bốn bộ phần hợp thành cơ bản của
cơ sở hạ tầng của công nghệ thông tin là truyền tin, máy tính, bản thân thông
tin và con người, trong đó con người là chủ thể tạo ra thông tin. Thông tin vệ
tinh ra đời trong những năm 60 của thế kỷ 20, nhưng đã phát triển rất nhanh
chóng trên thế giới cũng như ở nước ta, mở ra một thời kỳ mới cho sự phát
triển trong mọi lĩnh vực khoa học cũng như đời sống nói chung và đặc biệt
ngành viễn thông nói riêng.
Ngày nay, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của các hệ thống thông tin khác
như thông tin di động, vi ba số, cáp quang,… thì sự phát triển của thông tin vệ
tinh góp phần kết nối mọi nơi trên thế giới để vượt qua khái niệm về không gian
và thời gian, giúp con người gần gũi nhau hơn. Với tính ưu việt của thông tin vệ
tinh như dung lượng lớn, chất lượng cao, vùng phủ sóng rộng, dịch vụ đa
dạng… là những nguyên nhân giúp cho thông tin vệ tinh thay thế xuất sắc những
phương thức liên lạc cổ điển bằng sóng đất.
Thông tin vệ tinh đã được ứng dụng vào nước ta bắt đầu từ những năm 80
mở ra sự phát triển mới của viễn thông Việt Nam. Với việc phóng thành công vệ
tinh VINASAT-1 và VINASAT-2 đã mở ra một bước tiến mới về công nghệ,
cũng như nhu cầu về thông tin kinh tế, xã hội và quốc phòng của chúng ta.
Thông tin vệ tinh là phương tiên hữu hiệu nhất để kết nối thông tin liên lạc với
các vùng xa xôi, biên giới, hải đảo, nơi mà các mạng cố định không thể vươn tới
được; đồng thời với ưu điểm triển khai lắp đặt và thiết lập liên lạc nhanh sẽ là
phương tiện liên lạc cơ động giúp ứng cứu kịp thời các tình huống khẩn cấp.
Xuất phát từ nhu cầu thực tế và được sự định hướng của thầy giáo Phạm
Công Huân, tôi đã thực hiện đề tài “Tìm hiểu trạm đầu cuối của hệ thống
VSAT ”. Mục tiêu của khóa luận sẽ đi sâu tìm hiểu nguyên lý hệ thống, tổng
quan của trạm đầu cuối trong hệ thống thông tin VSAT và các kết nối.
Nội dung của khóa luận gồm 3 chương:
Chương 1: Giới thiệu hệ thống thông tin vệ tinh VSAT
Chương 2: Trạm đầu cuối của hệ thống thông tin VSAT
Chương 3: Quy trình bảo quản trạm VSAT

SV: Lương Văn Đông

Trang 3

Lớp: 3ĐT12


GVHD: Ths. Phạm Công Huân
VSAT

Đề tài: Tìm hiểu trạm đầu cuối hệ thống thông tin vệ tinh

Trong thời gian tìm hiểu, tôi đã nhận được sự hướng dẫn và chỉ bảo tận
tình cuả thầy giáo Phạm Công Huân. Tôi xin gửi tới Thầy lời cảm ơn chân
thành và lời chúc tốt đẹp nhất. Do hạn chế về thời gian, trình độ và kiến thức
lập trình mà đề tài không tránh khỏi có những sai sót và những yếu điểm, rất
mong sự đóng góp quý báu của các thầy giáo và các bạn, giúp đề tài của tôi
hoàn thiện hơn.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Hải Phòng, ngày

SV: Lương Văn Đông

Trang 4

tháng

năm 2016

Lớp: 3ĐT12


GVHD: Ths. Phạm Công Huân
VSAT

Đề tài: Tìm hiểu trạm đầu cuối hệ thống thông tin vệ tinh

DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình Tên cấu trúc của các hình

Trang

1.1

Kiến trúc mạng hình sao

9

1.2

Kiến trúc mạng hỗn hợp sao/lưới

10

2.1

12

1.4

13

2.1

16

2.2

17

2.3

20

2.4

21

2.5

22

2.6

22

2.7

23

3.1

25

3.2

26

3.3

27

3.4

27

3.5

28

3.6

28

3.7

29

3.8

29

3.9

30

3.10

31

3.11

32

3.12

32

3.13

33

3.14

34

3.15

35

SV: Lương Văn Đông

Trang 5

Lớp: 3ĐT12


GVHD: Ths. Phạm Công Huân
VSAT

Đề tài: Tìm hiểu trạm đầu cuối hệ thống thông tin vệ tinh

DANH MỤC VIẾT TẮT
ACU
AF
ACS
BB
BUC
BER
BW
C/N
DVB
DVB-S2
Eb/No
EIRP
FDM
FEC
G/T
HPA

HUB
IP
IF
LEO
LNB
MEO
HEO
GEO
MF-TDMA
MODEM
RF
SCPC
TDMA
U/C
VSAT
Vc
Vbc
Vcđ1
Vcđ2
Vtb

Khối điều khiển anten
Tần số âm tần
Hệ thống điều khiển anten
Băng tần cơ sở
Bộ chuyển đổi đường lên
Tỷ số lỗi bít
Độ rộng băng thông
Tỷ số sóng mang trên tạp âm
Truyền hình số quảng bá

Truyền hình số quảng bá cho vệ tinh thế hệ 2
Năng lượng bít/phổ tạp âm
Công suất bức xạ đẳng hướng
Gộp kênh phân chia theo tần số
Sửa lỗi trước
Hệ số tăng ích/nhiệt tạp âm ở trạm thu
Khối khuếch đại công suất
Trạm trung tâm
Giao thức internet
Tần số trung tần
Quỹ đạo thấp
Bộ khuếch đại tạp âm thấp
Quỹ đạo trung bình
Quỹ đạo cao
Quỹ đạo địa tính
Đa tần - Đa truy nhập phân chia theo thời gian
Bộ điều chế và giải điều chế
Tần số vô tuyến
Đơn kênh đơn sóng mang
Đa truy nhập phân chia theo thời gian
Bộ biến đổi nâng tần
Thiết bị đầu cuối có khẩu độ nhỏ
VSAT cố định băng tần C
VSAT bán cố định băng tần Ku
VSAT cơ động truyền hình băng tần Ku
VSAT cơ động băng tần Ku
VSAT tàu biển băng tần Ku

SV: Lương Văn Đông

Trang 6

Lớp: 3ĐT12


GVHD: Ths. Phạm Công Huân
VSAT

Đề tài: Tìm hiểu trạm đầu cuối hệ thống thông tin vệ tinh

CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH VSAT
1.1 Giới thiệu chung
1.1.1 Tổng quan về hệ thống
Hệ thống thông tin vệ tinh hoạt động trên toàn bộ lãnh thổ Việt Nam cả đất
liền và trên biển. Phương thức liên lạc đa dạng cả cố định, bán cố định, cơ động.
Có thể được lắp đặt tại chỗ, mang xách, đặt trên xe hay tàu biển, đáp ứng đa
dạng các nhu cầu về dịch vụ như thoại, fax, truyền số liệu và truyền hình.
Bảo đảm thông tin liên lạc cho vùng sâu, vùng xa, biên giới, hải đảo, nơi mà
các phương tiện thông tin khác rất khó bảo đảm.
1.1.2 Một số khái niệm cơ bản
- Cấu trúc mạng hình sao: Là một dạng tổ chức mạng trong đó có một trạm
trung tâm (HUB) và các trạm đầu cuối (VSAT) đều kết nối về trạm HUB.
- Cấu trúc mạng hình lưới: Là dạng tổ chức mạng không cần trạm HUB, tất
cả các trạm có vai trò ngang bằng nhau và kết nối trực tiếp với nhau.
- Đường lên (uplink): Hướng phát từ trạm mặt đất lên vệ tinh.
- Đường xuống (downlink): Hướng phát từ vệ tinh xuống trạm mặt đất.
- Hướng đi (outbound): Là chiều phát từ trạm HUB đến các trạm VSAT
qua vệ tinh.
- Hướng về (inbound): Là chiều phát từ trạm VSAT đến trạm HUB qua vệ tinh.
- Bộ định tuyến vệ tinh: Ngoài chức năng định tuyến gói tin, còn làm nhiệm

vụ điều chế, giải điều chế tín hiệu được đặt tại các trạm đầu cuối VSAT.
- Chuẩn DVB-S2: Chuẩn truyền hình được áp dụng trong liên lạc vệ tinh
hiện nay. Chuẩn này được thiết kế dựa trên chuẩn phát truyền hình số quảng bá
(Digital Video Broadcasting-DVB) ứng dụng trong vệ tinh thế hệ thứ 2 (Satellite
2). Chuẩn này có ưu điểm cơ bản là khắc phục được phần lớn những tác động xấu
của môi trường truyền, bảo đảm độ tin cậy cao trong liên lạc. Một số đặc tính
chính của chuẩn là: Sử dụng giao thức MF-TDMA (đa tần số-đa truy nhập phân
kênh theo thời gian), nhảy tần nhanh, cấp phát băng thông động và tự động điều
chỉnh chỉ số điều chế và mã hoá kênh theo điều kiện môi trường truyền (ACM).
- Tính năng ACM (Automatic Coding Modulation -Tự động điều chỉnh chỉ
số điều chế và mã hoá): Là một tính năng quan trọng trong các hệ thống thông
tin vệ tinh ứng dụng chuẩn DVB-S2. Hệ thống có khả năng tự động điều chỉnh
SV: Lương Văn Đông

Trang 7

Lớp: 3ĐT12


GVHD: Ths. Phạm Công Huân
VSAT

Đề tài: Tìm hiểu trạm đầu cuối hệ thống thông tin vệ tinh

hệ số điều chế và mã hoá tuỳ theo điều kiện môi trường (mưa, nắng, mưa to,
mưa nhỏ, trời trong, mây mù...), bảo đảm duy trì kết nối và truyền dữ liệu với độ
tin cậy cao.
- Tần số chuẩn vệ tinh “Beacon”: Mỗi vệ tinh thường có một hoặc nhiều
tần số chuẩn (sóng mang đơn thuần không có điều chế), phát quảng bá trong
toàn bộ vùng phủ, giúp cho các trạm mặt đất có thể thu để điều chỉnh anten cho

đúng hướng vệ tinh.
1.2 Tổ chức mạng của hệ thống
Hệ thống bao gồm 2 mạng: Mạng băng C và mạng băng Ku cung cấp dịch
vụ VSAT cố định và cơ động. Hệ thống được thiết kế hoạt động với vệ tinh
VINASAT-1.
Hai trạm HUB được đặt tạị hai vị trí địa lý khác nhau, để dự phòng và chia
sẻ tải cho nhau. Mỗi vị trí bao gồm HUB băng C và HUB băng Ku, đi kèm với
mỗi trạm HUB là một hệ thống quản lý mạng để theo dõi, quản lý và điều khiển
mạng. Các trạm HUB được kết nối với mạng thông tin quân sự để bảo đảm cho
tất cả các trạm VSAT có thể hoà mạng với mạng điện thoại cố định, truyền số
liệu và thực hiện các dịch vụ khác trong mạng thông tin quân sự.
1.2.1 Cấu hình mạng
Mạng vệ tinh quân sự sử dụng cả hai cấu hình mạng sao và sao/lưới kết
hợp. Trong đó cấu hình mạng sao là chủ yếu, cấu hình mạng sao/lưới chỉ ứng
dụng cho các trạm VSAT truyền hình hội nghị (Vcđ1).
Kiến trúc mạng bao gồm một kênh hướng đi (kênh Outbound) và nhiều
kênh hướng về (kênh Inbound). Tất cả trạm đầu cuối của mạng chia sẻ chung
một kênh hướng đi, trong khi mỗi kênh hướng về được chia sẻ bởi một số các
trạm VSAT gọi là một nhóm (ingroup). Độ rộng băng thông kênh hướng đi được
xác định dựa trên số lượng các trạm VSAT trong mạng. Tốc độ truyền tin của
từng trạm VSAT tuỳ thuộc vào yêu cầu cung cấp dịch vụ của trạm. Mỗi kênh
hướng về được chia ra thành nhiều khe thời gian. Mỗi trạm VSAT trong một
kênh hướng về được gán một khe thời gian xác định. Công nghệ mạng vệ tinh
quân sự sử dụng giao thức đa truy nhập phân kênh theo thời gian (TDMA) và hỗ
trợ tính năng nhảy tần.
Trong mạng vệ tinh quân sự sử dụng các kiến trúc mạng khác nhau bao
gồm hình sao và hình sao/lưới kết hợp.
SV: Lương Văn Đông

Trang 8

Lớp: 3ĐT12


GVHD: Ths. Phạm Công Huân
VSAT

Đề tài: Tìm hiểu trạm đầu cuối hệ thống thông tin vệ tinh

Kiến trúc mạng hình sao: Tất cả các trạm VSAT đều kết nối trực tiếp với
trạm HUB. Đây là cấu trúc mạng chính trong hệ thống thông tin thành phần Bộ
Quốc phòng. Kiến trúc này cho phép tất các các trạm VSAT có thể liên lạc với
nhau và liên lạc với mạng thông tin quân sự thông qua trạm HUB. Kiến trúc
mạng hình sao bao gồm một kênh hướng đi từ trạm HUB kết nối đến tất cả các
trạm VSAT trong mạng, các trạm VSAT trong mạng kết nối về HUB thông qua
các kênh hướng về khác nhau (tuỳ thuộc vào cấu hình trạm VSAT) (hình 2-1).

Hình 1.1. Kiến trúc mạng hình sao

Kiến trúc mạng hình lưới: Các trạm VSAT kết nối trực tiếp với nhau
không thông qua trạm HUB.
Kiến trúc mạng hình sao/lưới hỗn hợp: Bình thường các trạm VSAT vẫn
làm việc với nhau thông qua trạm HUB theo cấu hình sao, khi cần làm việc trực
tiếp với nhau không qua HUB, thì hai trạm VSAT sẽ chuyển về bước tần vệ tinh
thứ hai (tần số khác) để liên lạc (hình 2-2). Giải pháp hỗn hợp sao/lưới là sự kết
hợp các ưu điểm của cấu trúc mạng hình sao và kết nối đơn tuyến VSAT-VSAT
trong cấu trúc mạng hình lưới. Kiến trúc hình lưới sử dụng cho các ứng dụng cơ
động, linh hoạt trong cấu hình và tổ chức thông tin.
Trong thiết kế hệ thống mạng vệ tinh thành phần Bộ Quốc phòng cấu hình
hỗn hợp sao/lưới chỉ áp dụng cho các trạm VSAT truyền hình hội nghị - Vcđ1.

SV: Lương Văn Đông

Trang 9

Lớp: 3ĐT12


GVHD: Ths. Phạm Công Huân
VSAT

Đề tài: Tìm hiểu trạm đầu cuối hệ thống thông tin vệ tinh

Hình 1.2. Kiến trúc mạng hỗn hợp sao/lưới

1.2.2 Cấu trúc mạng
2.2.2.1 Cấu trúc toàn mạng
Mạng bao gồm 02 trạm HUB (mỗi trạm HUB bao gồm cả HUB C và HUB
Ku) và các trạm VSAT khác nhau như trạm VSAT băng tần C cố định (Vc),
VSAT băng tần Ku bán cố định (Vbc), VSAT băng tần Ku cơ động truyền hình
(Vcđ1), VSAT băng tần Ku cơ động Vcđ2, VSAT trên tàu biển (Vtb).
Bảng 2.1. Các loại hình trạm VSAT
Loại VSAT
C Band –Vc
Ku Band –Vcđ1
Ku Band –Vcđ2
Ku Band –Vtb
Ku Band –Vbc

Hình thức

Tốc độ
VSAT cố định
128 kbit/s
Trên xe cơ động
2048 kbit/s
Trên xe cơ động
128 kbit/s
Trên tầu thuyền
512 kpps
Bán cố định (mang 128 kbit/s
vác hoặc trên xe)

Dịch vụ
Thoại, số liệu
Thoại, số liệu, truyền hình
Thoại, số liệu
Thoại, số liệu
Thoại, số liệu

2.2.2.2 Dự phòng địa lý và chia sẻ tải của 2 trạm HUB
Trong hệ thống thông tin vệ tinh quân sự mỗi trạm HUB sẽ gánh 50% tải
của các trạm VSAT trong mạng. Khi một HUB có sự cố thì HUB còn lại sẽ gánh
toàn bộ lượng tải trong mạng.

SV: Lương Văn Đông

Trang 10

Lớp: 3ĐT12

GVHD: Ths. Phạm Công Huân
VSAT

Đề tài: Tìm hiểu trạm đầu cuối hệ thống thông tin vệ tinh

Tính năng dự phòng địa lý được thiết lập bằng việc cấu hình hai trạm HUB
ở hai khu vực địa lý khác nhau. Trong đó, mỗi trạm HUB đều được thiết lập cấu
hình làm việc và quản lý tất cả các trạm VSAT trong mạng.
Một kết nối IP mặt đất thông qua hệ thống cáp quang sử dụng cho vận hành
dự phòng và lưu trữ cơ sở dữ liệu giữa hai trạm HUB. Trên cơ sở dự phòng dữ
liệu của hai trạm HUB được sao lưu và cập nhật liên tục, giúp cho cơ sở dữ liệu
của máy chủ quản lý của hai trạm HUB luôn đồng bộ nhau. Việc sao lưu và cập
nhật dữ liệu được thiết lập tự động.
Nếu một trạm HUB bị sự cố, ví dụ thiết bị nguồn ngừng hoạt động hoặc hư
hỏng, mạng sẽ được vận hành từ trạm HUB dự phòng tại một địa điểm khác.
Tất cả các trạm đầu cuối sẽ được cấu hình để làm việc với hai trạm HUB.
Trong khi thực hiện tính năng dự phòng địa lý, các trạm VSAT sẽ được phân
phối tài nguyên và các yếu tố thiết lập liên lạc khác để kết nối tới trạm HUB dự
phòng như khi nhập mạng ban đầu. Sau khi đã kết nối với trạm HUB dự phòng,
hệ thống sẽ tự động điều khiển trạm HUB bị sự cố về trạng thái dự phòng.
Trong quá trình làm việc bình thường, trạm VSAT được nối tới trạm HUB
chính (theo mặc định), khi xảy ra sự cố tại HUB này, hệ thống sẽ định lại cấu
hình (tự động) trong khoảng 5 phút (theo mặc định) và sẽ tự động thiết lập kết
nối các trạm VSAT với HUB dự phòng.
Khi hệ điều hành nhận thấy HUB chính hoạt động trở lại, việc chuyển các
trạm VSAT từ HUB dự phòng về HUB chính được thực hiện nhân công,
phương pháp thực hiện chuyển về HUB chính được đề cập trong tài liệu kỹ thuật
chuyên sâu về khai thác, bảo quản, bảo dưỡng trạm HUB.

SV: Lương Văn Đông

Trang 11

Lớp: 3ĐT12


GVHD: Ths. Phạm Công Huân
VSAT

Đề tài: Tìm hiểu trạm đầu cuối hệ thống thông tin vệ tinh

CHƯƠNG II. CÁC TRẠM ĐẦU CUỐI VSAT
2.1 GIỚI THIỆU CHUNG
Các trạm đầu cuối (VSAT) nhằm bảo đảm thông tin liên lạc cố định và cơ
động kịp thời phục vụ lãnh đạo, chỉ huy, chỉ đạo, hiệp đồng tác chiến cho các
lực lượng toàn quân. Đặc biệt là các đơn vị ở vùng sâu, vùng xa, biên giới, hải
đảo nơi mà các phương tiện thông tin khác rất khó đáp ứng. Các trạm VSAT
cung cấp đa dạng về mặt dịch vụ như: Thoại, truyền số liệu, truyền hình, đáp
ứng phần lớn nhu cầu về mặt thông tin bảo đảm sẵn sàng chiến đấu cao.
Các trạm VSAT được thiết kế gọn, đơn giản, dễ sử dụng rất thuận lợi
trong việc triển khai, cơ động và thu hồi. Dịch vụ đầu cuối của trạm thiết thực
với người dùng, không cần yêu cầu cao về trình độ kỹ thuật trong khai thác. Hệ
thống được bảo mật cao cho phép liên lạc không cần mật ngữ đáp ứng yêu cầu
thông tin liên lạc kịp thời, chính xác, bí mật, an toàn.
2.2 TÍNH NĂNG KỸ THUẬT
2.2.1 Hệ thống anten
Anten của trạm VSAT làm nhiệm vụ phát xạ và thu sóng cao tần từ/tới vệ
tinh.
a. Anten cố định 2,4m

Là loại anten dùng cho các trạm cố định băng C, được gắn cố định trên
giá bê tông, không có động cơ điều khiển. Việc triển khai anten được thực hiện
bằng tay và chỉ thực hiện một lần khi lắp đặt.
Đặc tính cơ khí
Đường kính mặt phản xạ anten 2,4m.
Giá anten cho phép quay thủ công trên ba trục.
Góc ngẩng

10-900 tinh chỉnh liên tục.

Góc phương vị 3600 chỉnh liên tục, ±120 tinh
chỉnh
Góc Phân cực

±900

SV: Lương Văn Đông

Trang 12

Lớp: 3ĐT12


GVHD: Ths. Phạm Công Huân
VSAT

Đề tài: Tìm hiểu trạm đầu cuối hệ thống thông tin vệ tinh

Đặc tính điện
Phân cực

Tuyến tính

Dải tần phát Tx

5,85 – 6,725 MHz

Dải tần thu Rx

3,40 – 4,20 MHz

Ống phóng (Feedhorn)

2 cổng phát/thu

Độ cách ly thu-phát

60 Db

Độ tăng ích anten tại:
3,913 GHz

38,0 dBi

6,138 GHz

42,0 dBi
Hình 2.1. Anten cố định 2,4m của trạm VSAT cố định băng C-Vc

b. Anten bán cố định 1,2m

Là loại anten dùng cho trạm bán cố định băng tần Ku, không có động cơ
điều khiển, kích thước nhỏ gọn, có gắn chân đế, cho phép mang xách hoặc đặt
trên ôtô. Việc triển khai anten được thực hiện bằng tay khi triển khai đến vị trị
mới.
Đặc tính cơ khí
Loại anten bán cố định đường kính mặt phản xạ
1,2m.
Giá an ten cho phép quay thủ công trên ba trục:
Góc ngẩng
10-900 tinh chỉnh liên tục.
Góc phương 3600 chỉnh liên tục, ±120 tinh chỉnh.
vị
Góc phân cực ±900
Đặc tính điện
Phân cực
Tuyến tính
Dải tần phát
13,75 – 14,5 GHz
Dải tần thu
10,70 – 12,75 GHz
Ống phóng
2 cổng thu/phát
Độ cách ly thu-phát 80 Db
Tăng ích anten tại:
12,0 GHz
41,8 dBi
14,3 GHz
43,3 dBi
Hình 2.2. Anten bán cố định 1,2m của trạm VSAT bán cố định băng KuVbc
c. Anten điều khiển tự động

SV: Lương Văn Đông

Trang 13

Lớp: 3ĐT12


GVHD: Ths. Phạm Công Huân
VSAT

Đề tài: Tìm hiểu trạm đầu cuối hệ thống thông tin vệ tinh

- Anen điều khiển tự động 1,2m
Anten của trạm di động có đường kính 1,2m điều khiển bằng mô tơ. Anten
làm việc ở băng tần Ku và được đặt trên nóc xe đa dụng (Suburban Vehicle).
Đặc tính cơ khí
Loại anten tự động đường kính mặt phản xạ 1,2m.
Giá an ten quay tự động hoặc thủ công trên ba trục:
Góc ngẩng
5-900
Góc phương vị
4000
Góc phân cực
±950
Đặc tính điện
Phân cực
Tuyến tính
Dải tần phát
13,75 – 14,5 GHz
Dải tần thu

10,70 – 12,75 GHz
Ống phóng
2 cổng thu/phát
Độ cách ly thu-phát
75 dB
Tăng ích anten tại
Tấn số phát giữa băng 41,8 dBi
Tần số thu giữa băng 43,3 dBi
Hình 2.3. Anten tự động 1,2m của trạm VSAT cơ động băng Ku-Vcđ2
- Anten điều khiển tự động 1,8m
An ten gắn trên xe có kích thước 1,8m điều khiển bằng động cơ. Anten hoạt
động trên băng tần Ku và được gắn trên nóc xe minibus.
Đặc tính cơ khí
Loại anten tự động đường kính mặt phản xạ 1,8m.
Loại giá: Độ ngẩng trên độ lệch phương vị.
Giá an ten quay tự động hoặc thủ công trên ba
trục:
Góc ngẩng
5-900
Góc phương vị
4000
Góc phân cực
±950
Đặc tính điện
Phân cực
Tuyến tính
Giải tần phát
13,75 – 14,5 GHz
Giải tần thu
10,70 – 12,75 GHz

Ống phóng
2 cổng thu/phát
Độ cách ly thu-phát
75 dB
Tăng ích anten tại:
Tấn số phát giữa băng 46,5 dBi
Tần số thu giữa băng 45,0 dBi
SV: Lương Văn Đông

Trang 14

Lớp: 3ĐT12


GVHD: Ths. Phạm Công Huân
VSAT

Đề tài: Tìm hiểu trạm đầu cuối hệ thống thông tin vệ tinh

Hình 2.4. Anten tự động 1,8m của trạm VSAT cơ động truyền hình - Vcđ1
d. Anten tàu biển
Trên tàu sử dụng anten 1,15m điều khiển bằng động cơ. Anten hoạt động trên
băng Ku và được gắn trên boong tàu.
Đặc tính cơ khí
Loại anten tự động đường kính 1,15m.
Việc gá lắp di chuyển trên ba trục:
Góc ngẩng
± 2200 theo phương thẳng
đứng.
Góc phương vị

Không hạn chế.
Góc phân cực
± 900
Đặc tính điện
Phân cực
Tuyến tính
Dải tần phát
13,75 – 14,5 GHz
Dải tần thu
10,70 – 12,75 GHz
Ống phóng
2 cổng thu/phát
Độ tăng ích anten tại:
11,70 GHz
41,0 dBi
14,25 GHz
42,5 dBi
Hình 2.5. Anten tàu biển 1,15m
Ưu điểm: Kích thước nhỏ gọn, chắc chắn, chịu đựng độ dung lắc cao, có khả
năng làm việc trong môi trường biển, chịu được độ mặn và độ ẩm cao. Đi kèm
với anten là hệ thống điều khiển anten ACU, là hệ thống máy tính chuyên dụng,
nhỏ gọn, chịu được điều kiện khắc nghiệt trên biển. Được cài đặt các chương
trình điều khiển anten, thiết lập các tham số sẵn cho điều khiển tự động, khi cần
người điều khiển có thể thực hiện bằng tay để nhập các tham số.
2.2.2 Bộ chuyển đổi đường lên lên BUC ( Block Up-Converter)
BUC làm nhiệm vụ chuyển đổi tín hiệu trung tần đầu vào IF thành tín hiệu
cao tần RF đưa ra anten phát lên vệ tinh đồng thời thực hiện chức năng khuếch
đại công suất đủ lớn phát lên vệ tinh. BUC được kết nối trực tiếp vào cổng Tx
của hệ thống ống phóng (feedhorn).

SV: Lương Văn Đông

Trang 15

Lớp: 3ĐT12


GVHD: Ths. Phạm Công Huân
VSAT

Đề tài: Tìm hiểu trạm đầu cuối hệ thống thông tin vệ tinh

Hình 2-20. Bộ chuyển đổi đường lên BUC cho trạm VSAT băng C

Hình 2.7. Bộ chuyển đổi đường lên BUC cho trạm VSAT băng tần Ku
BUC cho phép hoạt động ngoài trời, phù hợp với hoạt động truyền thông
thoại và dữ liệu, video với các dạng điều chế khác nhau, bao gồm: BPSK,
QPSK, 8PSK...Thích hợp với nhiều cấu hình mạng và tốc độ dữ liệu khác nhau.
Khối BUC có thiết kế tinh gọn, bao gồm: Phần đổi tần lên, phần khuếch đại
công suất, phần dao động vòng khóa pha (PLL) và phần chuyển đổi nguồn DCDC. Nó sử dụng giao diện trung tần L-Band từ khối trong nhà đưa tới.
Bảng 2-2. Đặc tính kỹ thuật bộ chuyển đổi đường lên BUC của trạm VSAT
Các đặc tính kỹ thuật chính
SV: Lương Văn Đông

Trang 16

Lớp: 3ĐT12


GVHD: Ths. Phạm Công Huân

VSAT

Băng tần
Dải tần đầu vào
Dải tần đầu ra

Đề tài: Tìm hiểu trạm đầu cuối hệ thống thông tin vệ tinh

Ku band
950-1700 MHz
10,95-11,70 GHz

950-1250 MHz

4W, 16W

5W

Công suất

C band
3,40-3,70 GHz

Nhiệt độ hoạt động

-400C đến +600C

Độ ẩm tương đối

100%

Điện áp hoạt động

+24VDC hoặc +48VDC

Kích thước

280(dài) x 140(rộng) x 60(cao) mm, với loại<5W
430(dài) x 235(rộng) x 285(cao) mm, với loại
16W

Khối lượng

3,2 kg với loại < 5W; 16,0 kg với loại 16W

2.2.3 Bộ chuyển đổi đường xuống LNB (Low Noise Block Down-Converter)
Bộ chuyển đổi đường xuống biến đổi tín hiệu cao tần RF thu được từ vệ tinh
(C-band hoặc Ku-band) thành tín hiệu trung tần IF. Đồng thời thực hiện khuếch
đại tín hiệu đủ lớn cấp cho modem thực hiện giải điều chế.

Hình 2.8. Bộ chuyển đổi đường xuống LNB cho băng C

Hình 2.9. Bộ chuyển đổi đường xuống LNB cho băng tần Ku
Bảng 2-3. Đặc tính kỹ thuật bộ chuyển đổi đường xuống LNB của trạm VSAT
Các đặc điểm kỹ thuật chính
Băng tần
Dải tần đầu vào
Dải tần đầu ra
Tăng ích tối thiểu
SV: Lương Văn Đông

Băng Ku
10,95-11,70 GHz

3,40-3,70 GHz

950-1700 MHz

950-1250 MHz

55 dB
Trang 17

Băng C

63 dB
Lớp: 3ĐT12


GVHD: Ths. Phạm Công Huân
VSAT

Đề tài: Tìm hiểu trạm đầu cuối hệ thống thông tin vệ tinh

Nhiệt độ hoạt động

-400C đến +600C

Độ ẩm tương đối

100%

Điên áp DC cung cấp

+12 đến +28VDC

Dòng DC cung cấp

Tối đa 400mA

Kích thước

98,5(dài) x 69,8(rộng) x 133,4(cao) mm

Khối lượng

520 g

2.2.4 Modem vệ tinh iDirect 5000 Series™
Modem vệ tinh iNFINITI 5000 SeriesTM được thiết kế để hỗ trợ các ứng dụng
đa dạng về lưu lượng. iNFINITI 5000 Series TM hỗ trợ tốc độ dữ liệu IP tới 20
Mbit/s đường xuống và tới 6,5 Mbit/s đường lên. Họ iNFINITI 5000 này hỗ trợ
các cấu hình mạng khác nhau như sao, lưới, SCPC (đơn kênh trên một sóng
mang), Bảo mật theo chuẩn AES 256 bít. Với khả năng hỗ trợ IP, nên các trạm
VSAT đảm bảo tính tương thích với các ứng dụng và các yêu cầu của người
dùng.

Đầu ra IF

Đầu vào IF

Cổng Consol

8 cổng LAN

Hình 210. Modem vệ tinh iNFINITI 5000 Series™
Bảng 2-4. Đặc tính kỹ thuật modem vệ tinh iNFINITI 5000
Series™
Đặc tính kỹ thuật
BPSK, QPSK, 8PSK.
đường 64kbit/s-15Mbit/s

Điều chế
Tốc độ bít
xuống
Tốc độ bít đường lên
Mã sửa lỗi
Kích thước
Khối lượng
SV: Lương Văn Đông

64kbit/s-7Mbit/s
FEC
Đặc tính cơ khí môi trường
289 (rộng) x 241 (dài) x 51 (cao) mm.
1,7 kg
Trang 18

Lớp: 3ĐT12

GVHD: Ths. Phạm Công Huân
VSAT

Nhiệt độ hoạt động
Điện áp vào
TxIF (trung tần phát)
RxIF (trung tần thu)
Giao diện số liệu

Đề tài: Tìm hiểu trạm đầu cuối hệ thống thông tin vệ tinh

0° đến 50°C
100 - 240 VAC, 50 – 60 Hz.
Giao diện
Kiểu-F, 950–1700 MHz, Công suất hỗn hợp +7dBm /35dBm.
Kiểu-F, 950–1700 MHz, Công suất hỗn hợp 0dBm /65dBm.
8 cổng Ethernet LAN B.
1 cổng Ethernet LAN A.
1 cổng Console cho phép kết nối để cấu hình thiết bị
hoặc để thu tín hiệu định vị vệ tinh GPS (với trạm cơ
động) hoặc để điều chỉnh anten (pointing).

2.2.5 Bộ định tuyến Cisco 2811
Bộ định tuyến Cisco 2811 xử lý tín hiệu băng tần gốc từ modem của trạm
VSAT đưa tới, cung cấp các dịch vụ thoại, dữ liệu, video tin cậy. Đồng thời
đóng gói và định tuyến dữ liệu người dùng đầu cuối đưa tới modem vệ tinh để
thực hiện điều chế.

Hình 2.11. Bộ định tuyến Cisco 2811

Bảng 2-5. Đặc tính kỹ thuật của bộ định tuyến Cisco 2811
Đặc tính điện
Điện áp vào AC
100 đến 240 VAC
Tần số điện áp vào AC
47 đến 63 Hz
Dòng tiêu thụ
2A tại 110VAC, 1A tại 230VAC
Công suất tiêu thụ
160W
Đặc tính cơ khí và môi trường
Nhiệt độ hoạt động
0 đến 400C.
Độ ẩm tương đối
5 đến 95%, không ngưng tụ.
Kích thước (cao x rộng x dài)
44,5 x 438,2 x 416,6 mm.
Độ cao chiếm trong rack
1RU(1 đơn vị rack = 4,44 cm).
Khối lượng
6,4 kg
Giao diện
SV: Lương Văn Đông

Trang 19

Lớp: 3ĐT12


GVHD: Ths. Phạm Công Huân

VSAT

Số liệu
Thoại

Đề tài: Tìm hiểu trạm đầu cuối hệ thống thông tin vệ tinh

9 cổng Ethernet.
2 cổng FastEthenet.
4 cổng FXS.

2.2.6 Bộ chuyển đổi nguồn 48VDC-220VAC (TS1000)

Hình 2.12. Bộ chuyển đổi nguồn từ 48VDC/220VAC
Đặc điểm:
- Cho phép chọn chế độ lưu dự phòng.
- Có chỉ thị các trạng thái hoạt động ở mặt phía trước:
+ Đèn Status: Trạng thái hoạt động.
+ Đèn Battery: Chỉ thị trạng thái nguồn 1 chiều đầu vào.
+ Đèn Load: chỉ thị khi có tải.
- Tích hợp sẵn chức năng điều khiển tắt-mở quạt.
- Có các bảo vệ: cảnh báo nguồn DC thấp hoặc mất, quá áp, quá nhiệt, đầu ra
không đạt chuẩn, đảo cực tính đầu vào, quá tải...
Bảng 2-6. Đặc tính kỹ thuật của bộ chuyển đổi 48VDC/220VAC (TS1000)
Đặc tính điện
Công suất ra
1000W
Điện áp AC ra
200/220/230/240VAC
Tần số ra

50/60Hz
Điện áp đầu vào
48VDC
Dòng một chiều đầu vào
25A
Hiệu suất
92%
Đặc tính cơ khí, môi trường
Nhiệt độ làm việc
0 đến 60oC
Kích thước
345 (dài) x 184 (rộng) x 70 (cao)mm

SV: Lương Văn Đông

Trang 20

Lớp: 3ĐT12


GVHD: Ths. Phạm Công Huân
VSAT

Đề tài: Tìm hiểu trạm đầu cuối hệ thống thông tin vệ tinh

2.2.7 Bộ cấp nguồn 48VDC/25A

Hình 2-27. Bộ cấp nguồn và nạp ắc quy 48VDC/25A
Bảng 2-7. Đặc tính kỹ thuật của bộ cấp nguồn 48VDC/25A
Đặc tính điện

Công suất danh định
1500W
Điện áp vào AC
85 ÷ 300 VAC
Tần số điện áp vào AC
45 ÷ 66 Hz
Hệ số công suất
> 0,99 tại 55 % tải
Bảo vệ xung điện áp cao.
Bảo vệ đầu vào
Cầu chì bảo vệ bên trong.
Ngắt khi điện áp vào > 312 VAC.
Điện áp ra
48VDC (Dải điều chỉnh 44 ÷ 59VDC).
550W tại đầu vào 85 ÷ 150 VAC.
Công suất ra
1100W tại đầu vào 150 ÷ 185 VAC.
1500W tại đầu vào 185 ÷ 275 VAC.
Dòng tải lớn nhất
30A tại 48VDC (khi đầu vào
230VAC).
Độ ổn định điện áp đầu ra
±0,5% từ không tải đến đầy tải.
Gợn sóng lối ra
< 100mVđỉnh-đỉnh
Điện áp ra cao tự ngắt.
Bảo vệ lối ra
Đi-ốt chống ngược.
Chống ngắn mạch.
Bảo vệ quá nhiệt.

Hiệu suất
> 90%
Đặc tính cơ khí, môi trường
Nhiệt độ làm việc
-400C đến +700C
Nhiệt độ cất giữ
-400C đến +850C
Chế độ làm mát
2 quạt (phía trước)
Kích thước (cao x rộng x sâu)
133 x 483 x 400 mm
Khối lượng
12,4 kg
Trạng thái báo cảnh
Báo có điện áp vào (AC INPUT)
Đèn báo
Báo điện áp ra cao
56VDC
Báo lỗi máy nắn (REC FAIL)
50VDC
Báo ắc qui thấp mức 1 (BAT LOW 1)
46,5VDC
SV: Lương Văn Đông

Trang 21

Lớp: 3ĐT12


GVHD: Ths. Phạm Công Huân

VSAT

Đề tài: Tìm hiểu trạm đầu cuối hệ thống thông tin vệ tinh

Báo ắc qui thấp mức 2 (BAT LOW 2)

45VDC

2.2.8 Máy phát điện Himoinsa 2,2 kW
Làm nhiệm vụ cung cấp điện áp xoay chiều đầu vào cho thiết bị của trạm
VSAT khi không sử dụng điện mạng AC.

Hình 2-28. Máy phát điện Himoinsa 2,2kW
Bảng 2-8. Đặc tính kỹ thuật của máy phát điện Himoinsa 2,2kW
Công suất định mức
Hệ số công suất
Dòng tải
Tần số
Kích thước
Khối lượng
Dung tích bình xăng

Thông số kỹ thuật chính
2,2kW
1,0
10A
50 Hz
740 (dài) x 620 (rộng) x 570(cao) mm
50 Kg
3,6 lít

2.2.9 Ổn áp LIOA 2 kW
Là loại ổn áp tự động, độ ổn định điện áp cao, dải điện áp đầu vào rộng.
Bảng 2-9. Đặc tính kỹ thuật của bộ ổn áp LIOA 2kW
Dải điện áp vào
Điện áp ra
Công suất

SV: Lương Văn Đông

Thông số kỹ thuật chính
90 ÷ 250 VAC
100, 120, 220 VDC
3000 VA

Trang 22

Lớp: 3ĐT12


GVHD: Ths. Phạm Công Huân
VSAT

Đề tài: Tìm hiểu trạm đầu cuối hệ thống thông tin vệ tinh

2.3 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG
2.3.1 Sơ đồ khối

Hình 2-29. Sơ đồ khối trạm VSAT
2.3.2 Nguyên lý làm việc trên sơ đồ khối

a. Tuyến phát
Các tín hiệu tương tự hoặc số từ các dịch vụ đầu cuối đi vào bộ định tuyến
Cisco 2811. Tại đây chúng được chuyển hoá thành dữ liệu IP chuẩn, đóng gói,
dán nhãn và định tuyến trên mạng IP. Các gói IP tiếp tục được đưa đến bộ bảo
mật Encryptor để thực hiện mã hoá. Sau đó tín hiệu được điều chế tại Modem
iDirect5000 chuyển thành tín hiệu trung tần L-band. Tín hiệu đầu ra Modem
iDirect5000 được đưa đến bộ chuyển đổi đường lên BUC thông qua panel giao
tiếp thu phát. Tại BUC, tín hiệu trung tần L-band được chuyển lên thành tín hiệu
cao tần vệ tinh (C-band hoặc Ku-band), sau đó được khuếch công suất đủ lớn
đưa ra anten phát lên vệ tinh.
b. Tuyến thu
Anten thu tín hiệu cao tần từ vệ tinh (Ku-band hoặc C-band), đưa đến đầu
vào của bộ chuyển đổi đường xuống LNB. Tại đây tín hiệu cao tần vệ tinh được
chuyển thành trung tần L-band, đồng thời được khuếch đại đủ lớn. Tín hiệu tiếp
tục được đưa đến Modem vệ tinh iDirect 5000 thông qua một panel giao tiếp thu
phát (cho phép tiếp hợp các đầu cable tín hiệu). Modem iDirect 5000 thực hiện
giải điều chế tín hiệu trung tần L-band thành tín hiệu băng gốc, khôi phục và tạo
ra luồng bít số liệu IP chuẩn. Dữ liệu IP được đưa đến bộ bảo mật (Encryptor)
SV: Lương Văn Đông

Trang 23

Lớp: 3ĐT12


GVHD: Ths. Phạm Công Huân
VSAT

Đề tài: Tìm hiểu trạm đầu cuối hệ thống thông tin vệ tinh

để giải mã. Dữ liệu IP được giải mã được đưa đến bộ định tuyến VoiIP
Cisco2811. Tại đây sẽ đưa ra đầy đủ các dịch vụ như thoại IP, thoại tương tự, số
liệu, video.
c. Quy trình thiết lập cuộc gọi
* Cuộc gọi giữa các thuê bao trong một trạm VSAT

Hình 2-30. Mô hình cuộc gọi giữa các thuê bao trong 1 trạm VSAT
Trong một trạm VSAT các thuê bao cho phép gọi với nhau theo đúng số thuê
bao (6 số) như bình thường, tín hiệu chỉ truyền trong nội bộ trạm mà không lên
vệ tinh, lúc này bộ định tuyến Cisco 2811 làm chức năng như một tổng đài nội
bộ, cho phép phát triển tối đa 32 thuê bao.
b. Cuộc gọi giữa thuê bao của hai trạm VSAT

SV: Lương Văn Đông

Trang 24

Lớp: 3ĐT12


GVHD: Ths. Phạm Công Huân
VSAT

Đề tài: Tìm hiểu trạm đầu cuối hệ thống thông tin vệ tinh

Hình 2-31. Mô hình cuộc gọi giữa hai thuê bao ở hai trạm VSAT khác nhau
Thuê bao (TB A) của một trạm VSAT này muốn gọi tới thuê bao (TB B) của
trạm VSAT khác, cũng tiến hành quay đúng số thuê bao thông thường (6 số),
nhưng lúc này tín hiệu có lộ trình như sau:
- Tín hiệu quay số từ (TB A) của trạm VSAT, tại đây hệ thống nhận dạng tín

hiệu quay số không thuộc thuê bao nội bộ trạm VSAT nên cho phép định tuyến
phát lên vệ tinh trên kênh hướng về.
- Chuyển tiếp qua vệ tinh về trạm HUB, tại trạm HUB hệ thống quản lý thuê
bao xác định thuê bao bị gọi thuộc VSAT nào thì tiến hành gắn địa chỉ và định
tuyến lại, phát quay lại vệ tinh trên kênh hướng ra (phát quảng bá cho toàn
mạng). Các trạm VSAT thu tín hiệu kênh hướng đi, trạm nào nhận đúng địa chỉ
của mình thì nhận, xử lý và đẩy về số thuê bao bị gọi của trạm mình (thuê bao
đổ chuông).
Tóm lại với cuộc gọi của 2 thuê bao ở 2 trạm VSAT khác nhau thì chu trình
tín hiệu phải qua 2 lần lên xuống vệ tinh. Điều này gây ra hiện tượng trễ nhất
định, thời gian thiết lập cuộc gọi cũng dài hơn so với cuộc gọi trên mạng điện
thoại cố định nên lưu ý khi quay số thời gian chờ đổ chuông sẽ chậm hơn.
* Cuộc gọi các thuê bao của trạm VSAT tới các thuê bao mạng ngoại
mạng vệ tinh

SV: Lương Văn Đông

Trang 25

Lớp: 3ĐT12