TÌM HIỂU CÔNG NGHỆ VSAT

BÁO CÁO MẠNG TRUY NHẬP

BÁO CÁO
MÔN HỌC: MẠNG TRUY NHẬP
ĐỀ TÀI: TÌM HIỂU CÔNG NGHỆ VSAT

MỤC LỤC
Trang
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG VSAT...................................4
1.1 Giới thiệu chung .................................................................................4
1.1.1 Ưu nhược điểm – Lý do ra đời ...................................................4
1.1.2 Ứng dụng .....................................................................................5
1.2 Khái quát về hệ thống VSAT .............................................................6
1.2.1 Mạng VSAT .................................................................................6
1.2.2 Định nghĩa VSAT ........................................................................7
1.2.3 Các Topo của mạng VSAT ..........................................................8
1.2.4 Cấu trúc vật lý và thành phần thực tế ......................................11
CHƯƠNG 2: CÁC KỸ THUẬT CƠ BẢN ...................................................12
2.1 Giới thiệu Chung về kỹ thuật của VSAT .......................................12
2.1.1 Tổng quan về các kiểu VSAT ...................................................12

2.1.2 Cách thức truyền trong mạng VSAT ....................................12
2.1.3 Kỹ thuật trải phổ trong hệ thống mạng VSAT .....................14
2.2 Giao thức và giao diện mặt đất của mạng VSAT...........................16
2.2.1 Mô hình giao thức mạng VSAT ...............................................16
2.2.2 Kiến trúc bên trong của mạng VSAT .....................................17
2.2.3. Kết nối với các DTE của người sử dụng ................................20
CHƯƠNG 3: MÔ HÌNH CỦA HỆ THỐNG ................................................21
3.1 Mô hình thực tế của hệ thống VSAT...............................................21
3.2 Khản năng áp dụng mạng VSAT ở Việt Nam ................................21
3.2.1 Hiện trạng .................................................................................21

Nhóm 4_Topic 7_Tìm hiểu mạng VSAT

1


BÁO CÁO MẠNG TRUY NHẬP

3.2.2 Tiềm năng của dịch vụ VSAT trong viễn thông, quảng bá.....22
3.2.3 Giới thiệu hệ thống VSAT_IP...................................................22
TỔNG KẾT ....................................................................................................25
............................................................................................................................
............................................................................................................................
DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1: Ứng dụng kết hợp mạng VSAT và WLL............................................6
Hình 2. Ví dụ tổng quan về hệ thống vệ tinh VSAT........................................6
Hình 3. Cấu hình sao và cấu hình lưới của mạng VSAT...............................8
Hình 4. Mạng hình sao..................................................................................8
Hình 5. Mạng hình lưới................................................................................10
Hình 6. Cấu trúc hệ thống VSAT..................................................................11
Hình 7. Sơ đồ cấu hình trạm VSAT..............................................................13
Hình 8. Hoạt động của hệ thống VSAT sử dụng TDM/TDMA......................16
Hình 9. Cấu trúc giao thức của một mạng VSAT.........................................17
Hình 10: Mô hình hệ thống VSAT thực tế.....................................................21
Hình 11: Cơ chế hoạt động của VSAT-IP-STAR...........................................23
Hình 12: Vùng phủ sóng của vệ tinh IP-STAR0...........................................24
Hình 13: Vùng phủ sóng của vệ tinh IPSTAR tại Việt Nam.........................24

Nhóm 4_Topic 7_Tìm hiểu mạng VSAT

2


Lời mở đầu
Hiện nay trên thế giới và trong khu vực rất nhiều nước đã có hệ thống thông tin
vệ tinh riêng của mình. Hệ thống này cho phép đáp ứng được các nhu cầu ngày càng
tăng của thông tin cũng như nhu cầu ngày càng tăng của các dịch vụ đa dạng và
phong phú.
Hệ thống thông tin vệ tinh có thể cung cấp các dịch vụ thông tin như: thoại,
truyền số liệu, truyền phát thanh, truyền hính, internet… với dung lượng lớn, vùng
phủ sóng rộng, độ tin cậy và chất lượng thông tin cao.
Đề tài nghiên cứu Hệ thống mạng VSAT và ứng dụng phân tích tổng quan về
hệ thống mạng và dịch vụ VSAT, một số vấn đề liên quan đến quản lý và đánh giá
tiềm năng phát triển loại hình dịch vụ này ở Việt Nam. Đề tài này sẽ gồm:
Chương 1: Tổng quan về hệ thống VSAT
Chương 2: Các kỹ thuật cơ bản
Chương 3: Mô hình của hệ thống VSAT
Mặc dù nhóm chúng em đã cố gắng tìm hiều nhưng do kiến thức còn hạn hẹp nên
chắc chắn sẽ không tránh khỏi thiếu sót, vì vậy chúng em rất mong nhận được sự
góp ý của thầy để đề tài của nhóm em được hoàn thiện hơn.
Cuối cùng chúng em xin chân thành càm ơn thầy Lê Anh Ngọc đã tận tình trực
tiếp hướng dẫn chúng em để chúng em hoàn thành báo cáo này.

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG VSAT

1.1. GIỚI THIỆU CHUNG

Nhóm 4_Topic 7_Tìm hiểu mạng VSAT

3

VSAT (Very Small Aperture Terminal) nghĩa là “trạm thông tin vệ tinh mặt đất cỡ
nhỏ”, được lắp đặt tại các địa điểm thuê bao để nối tiếp với một trạm VSAT khác
hoặc với một trạm chủ (HUB), từ đó kết nối qua mạng viễn thông mặt đất.
Trong chương trình này đề cập và tìm hiểu các khái niệm cơ bản về trạm mặt đất
VSAT, sơ lược hoạt động và cấu trúc như thế nào cũng như các ứng dụng cụ thể.
Ngoài ra còn trình bày tính năng trong ứn dụng, dịch vụ cả giao diện mặt đất.

1.1.1. Ưu nhược điểm – Lý do ra đời
Các hệ thống VSAT thường được sử dụng dưới hình thức tư nhân, một nhóm
người sử dụng khép kín, hay các mạng thông tin số trong đó các trạm VSAT từ xa
được thiết lập trực tiếp tại khuôn viên của người sử dụng từ xa.
Xét mạng VSAT có những ưu điểm so với các mạng thông tin mặt đất khác:

 Ưu Điểm:
- Loại trừ được các yếu tố địa hình, khoảng cách.
- Cung cấp được nhiều loại hình dịch vụ khác nhau, từ cung cấp dịch vụ quảng
bá đến dich vụ viễn thông internet, từ việc sử dụng làm truyền dẫn cho mạng
viễn thông đến sử dụng làm truyền dẫn cho thiết lập mạng dùng riêng.
- Có tính khả chuyển cao trong thay đổi loại địa hình dịch vụ cung cấp và cấu
hình mạng.
- Có chất lượng truyền dẫn tốt (tỷ lệ lỗi bit < 10-7).
 Nhược điểm:
- Nhạy cảm với nhiễu: Do mạng VSAT sử dụng An-ten cỡ nhỏ nên búp sóng của
An-ten rất lớn và khản năng gây nhiễu cũng như can nhiễu rất lớn.
- Dễ bị thu trộm thông tin do vùng phủ sóng của thông tin rất lớn, đặc biệt trong
truyền hình vệ tinh. Điều này bắt buộc các nhà cung cấp dịch vụ truyền hình vệ
tinh (DTH) phải có phương pháp mã hoá, bảo mật phù hợp để bảo vệ việc thu
thông tin bất hợp pháp.

- Khản năng khôi phục hệ thống khi có sự cố vệ tinh: điều này xảy ra do mạng
VSAT chỉ sử dụng 1 vệ tinh để thiết lập kênh truyền dẫn đến người sử dụng dịch
vụ. Trong trường hợp xảy ra sự cố như trên, bắt buộc phải chuyển sang vệ tinh
dự phòng và dẫn đến người sử dụng cũng phải điều chỉnh An-ten đến vị trí phù
hợp.
Với những ưu, nhược điểm trên, đặc biệt là ưu điểm không phụ thuộc địa hình
và việc giảm giá thành của thiết bị đầu cuối vệ tinh, chúng ta không ngạc nhiên là
trong thực tế mạng VSAT được phát triển rất nhanh để cung cấp các dịch vụ viễn
thông, quảng bá và là 1 trong những giải pháp cho các tổ chức, cá nhân sử dụng
để thiết lập mạng dùng riêng.

1.1.2. Ứng dụng
a. Ứng dụng trong thông tin một chiều
 Phân phối dữ liệu và phân phối tín hiệu video:
Nhóm 4_Topic 7_Tìm hiểu mạng VSAT

4


Ứng dụng phân phối dữ liệu (truyền thông dữ liệu) là ứng dụng phổ biến nhất
của thông tin một chiều, tức là phân phối thông tin dưới dạng tín hiệu số từ Hub
tới tất cả các thuê bao hoặc một số các giới hạn trong thuê bao (tin tức, thông cáo
báo chí, thông tin thời tiết, truyền hình giải trí…).
Việc phân phối tín hiệu video tới các trạm VSAT có thể thực hiện dưới hai hình
thức chính:
- Dùng VSAT thu các tín hiệu video (hoặc truyền hình) ở tốc độ bít thấp (1.5
hay 2.4 Mbit/s), tức là hoạt động theo chế độ bình thường.
- Thu các tín hiệu số hay tín hiệu TV/FM truyền thống (analog), dưới dạng chức
năng phụ trợ của VSAT. Chức năng thường được thực hiện thông qua một cổng
ra phụ ở khối chuyển đổi nhiễu thấp (LNC: Low noise Convertor).

 Thu nhập dữ liệu
Các VSAT một chiều có thể sử dụng ở hướng ngược lại từ trạm VSAT đến các
Hub cho mục đích thu thập dữ liệu. Nghĩa là truyền dữ liệu tự động qua VSAT từ
các bộ cảm biến từ xa. Các ứng dụng phổ biến là giám sát khí tượng hay môi
trường, giám sát mạng truyền tải điện tự động…

b. Ứng dụng trong thông tin hai chiều
 Truyền dữ liệu
Thông tin vệ tinh VSAT hai chiều bổ sung thêm cho các dịch vụ thông tin một
chiều ở trên, các dịch vụ thông tin VSAT hai chiều mang lại một phạm vi ứng
dụng gần như không giới hạn.
Đối với truyền dữ liệu, các mạng VSAT thương mại ngày càng sử dụng phổ
biến cho rất nhiều hình thức truyền dữ liệu khác nhau, đặc biệt là với truyền dữ
liệu hai chiều. Điều này làm cho tính linh động của mạng tăng lên rất nhiều và
đặc biệt là đối với kiểu truyền dữ liệu và file theo phương pháp tương hỗ hoặc
theo kiểu luân phiên hỏi đáp. Trong thực tế các mạng VSAT hoạt động tương tự
như “mạng dữ liệu chuyển mạch gói (PSDN: Packet Switched Data Network)”.
Các ứng dụng điển hình của mạng như: chuyển đổi truyền trọn gói các file dữ
liệu quản lý trong kinh doanh từ các chi nhánh về trung tâm xử lý dữ liệu, thu
thập dữ liệu và đặc biệt cung cấp dịch vụ điều khiển và giám sát dữ liệu theo yêu
cầu (SCADA: Supervisory Control And Data), các dịch vụ thư điện tử, xử lý từ
xa các VSAT có thể truy cập và một máy tính chủ thông qua Hub.

Nhóm 4_Topic 7_Tìm hiểu mạng VSAT

5


Hình 1. Ứng dụng kết hợp mạng VSAT và WLL

 Video hội nghị
Đối với truyền video hội nghị, theo sự phát triển kỹ thuật nén hình ảnh số,
các bộ mã hoá và giải mã hoá (coder) video tốc độ bít thấp đã tạo điều khiển cho
việc thực thi hình thức video hội nghị phục vụ cho các hoạt động kinh doanh với
mục đich tiết kiệm chi phí và thời gian đi lại.

1.2. KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG VSAT (Very Small Aperture Terminal)
1.2.1.
Mạng VSAT

Hình 2. Ví dụ tổng quan về hệ thống vệ tinh VSAT
Thông tin vô tuyến dùng khoảng không gian làm mối trường truyền tín hiệu. Chỉ
cần lắp đặt các thiết bị thu, phát ở một khoảng cách thích hợp hoặc chuyển tiếp qua
về tinh. Bằng phương pháp: Bên phát bức xạ các tín hiệu thông tin bằng sóng điện
từ, phía thu nhận sóng điện từ từ bên phát thông qua về tinh tách lấy tín hiệu gốc.
Việc sử dụng thông tin vô tuyến có nhiều tính năng ưu việt, tín hiệu không bị ngắt
khi có các thảm họa, thiết lập dễ dàng, phạm vi rộng, có tính hiệu quả kinh tế cao,

Nhóm 4_Topic 7_Tìm hiểu mạng VSAT

6


được sử dụng rộng rãi trong truyền hình, hàng không, quân sự, thông tin vệ tinh –
vũ trụ… Tuy nhiên nó có một số nhược điểm như là hiện tượng Fading, suy hao do
mưa và nhiễu do thông tin vô tuyến dùng không gian làm môi trường truyền tín
hiệu.
Việc ứng dụng thông tin vô tuyến cho truyền thông chủ yếu được chia thành ba
loại: thông tin cố định, thông tin di động và thông tin vệ tinh. Đề tài này chỉ tìm

hiểu phần thông tin vệ tinh đó là mạng VSAT và tuyến thông tin.
Từ VSAT (Very Small Aperture Terminal) có nghĩa là đầu cuối có khẩu độ nhỏ,
biểu thị một số đổi mới công nghệ trong thôn tin vệ tinh. VSAT là một thiết bị được
biết như là một trạm mặt đất, được dùng để nhận tín hiệu từ vệ từ vệ tinh truyền tới.
Cho phép truyền tín hiệu qua vệ tính một cách đáng tin cậy, mà chỉ cần sử dụng đĩa
anten có đường kính điển hình vào khoảng 0.69m đến 1,30m (2feet – 4 feet). Các
đĩa anten này được đặt trên nóc nhà hay trên mặt đất.
Theo chức năng, trạm mặt đất VSAT được chia làm ba phần là anten, khối thiết
bị ngoài ODU (Out Door Unit) và khối thiết bị trong nhà IDU (In Door Unit) được
kết nối bởi một cắp dây cáp. Các VSAT trao đổi thông tin với nhau qua mạng đó là
mạng VSAT.

1.2.2. Định nghĩa VSAT
Các hệ thống vệ tinh VSAT được sử dụng các trạm mặt đất cỡ nhỏ (anten có
đường kính điển hình vào khoảng 0.69m đến 1,30m và sử dụng băng tần C) được sử
dụng phổ biến trong các dịch vụ về tinh cố định FSS (Fixed Service Satelite). Với
các trạm một chiều (one-way) trang bị các anten có đường kính 0.6m và có khả năng
thu dữ liệu tốc độ bit thấp nhất (300-9600bit/s) được phát đi từ một trạm mặt đất
trung tâm (HUB). Do việc thu tín hiệu được thực hiện bởi một anten có tín hiệu nhỏ
nên cần có một công suất phát xạ đẳng hướng tương đương EIRP (Equivalent
Isotropic Radiation Power) rất lớn trên vệ tinh, cho nên kỹ thuật truy nhập và điều
chế trải phổ được áp dụng để tránh can nhiễu đến từ các hệ thống thông tin khác
cũng như sử dụng băng tần C. Các hệ thống hai chiều (two way) dựa trên các
nguyên lý trên cũng được đưa vào sử dụng. Tuy nhiên, sau đó xuất hiện một hệ
thống mới vơi băng tầm Ku với khả năng đảm bảo thông lượng dữ liệu rất cao (56 –
64 Kbit/s) và sử dụng kỹ thuật điều chế khác (kết hợp giữa TDM và TDMA).
Tên gọi VSAT ban đầu là một nhãn hiệu thương mại đã được thừa nhận rộng rãi
để gọi các hệ thống vệ tinh lẫn các mạng (mạng VSAT). Sự thành công về tên gọi
VSAT xuất phát từ một vài yếu tố:
- Do nhu cầu thị trường (các mạng thông tin thương mại) cần phải có các kết nối

trực tiếp, với giá thành giữa các đầu cuối từ xa với thiết bị xử lý trung tâm (máy
chủ).
- Sự ra đời các vệ tinh có công suất lớn.
- ++Các quy định đối với công nghệ vệ tinh ngày càng trở nên dễ dàng hơn.
- Những tiến bộ to lớn trong công nghệ trạm mặt đất đã cho phép giảm giá thành
và nâng cao khả năng hệ thống VSAT.

Nhóm 4_Topic 7_Tìm hiểu mạng VSAT

7


1.2.3. Các Topo của mạng VSAT
Mạng VSAT là mạng cố định vệ tinh sử dụng vệ tinh địa tĩnh có độ cao 35.786
km so với bề mặt trái đất và độ trễ đường truyền cho một bước nhảy khoảng 0.25s
(theo đường: trạm mặt đất – vệ tinh - trạm mặt đất). Mạng VSAT có ba cấu hình
tiêu biểu: mạng sao (STAR), mạng lưới (MESH) và cấu hình kết hợp cả mạng sao
và mạng hình lưới (Star-Mesh).

Hình 3. Cấu hình sao và cấu hình lưới của mạng VSAT
Cấu hình hỗn hợp cho phép nhóm các trạm VSAT liên lạc giữa cấu hình lưới với
cấu hình sao. Cấu hình này phù hợp với mạng mà một số trạm sử dụng có nhu cầu
về lưu lượng lớn hơn hẳn các trạm VSAT khác ở trong mạng. Các trạm có nhu cầu
cao được cung cấp bởi cấu hình lưới (MESH) và giảm chi phí mạng còn lại vẫn sử
dụng cấu hình mạng sao.
a. Mạng VSAT hình sao (STAR)

Hình 4. Mạng hình sao
Hiện nay các đường truyền của hầu hết những hệ thống VSAT đều dựa trên kỹ thuật
TDM/TDMA và được xây dựng theo cấu trúc hình sao.

Mạng VSAT hình sao (Star) gồm có N VSAT và một trạm Hub. Mỗi trạm VSAT có
thế phát tới K sóng mang, tương ứng với các kết nối giữa các đầu cuối gắn tới VSAT
và tương ứng với những ứng dụng tại máy tính chủ kết nối với trạm Hub. Đây là cấu
hình mạng tập trung, nơi tất cả mọi liên lạc đến và đi từ các thiết bị đầu cuối đều thông

Nhóm 4_Topic 7_Tìm hiểu mạng VSAT

8


qua bộ phận điều khiển trung tâm. Các đường truyền của hầu hết các trạm VSAT đều
dựa trên kỹ thuật TDM/TDMA và các tuyến thông tin được thiết lập trong một mạng
giữa các trạm VSAT tới Hub.
Các mạng hình sao có thể được sử dụng để triển khai các đường truyền một chiều
hay hai chiều giữa các trạm Hub và các trạm VSAT từ xa.
Các trạm VSAT một chiều được sử dụng rộng rãi cho mục đích phân phối dữ liệu.
Một trung tâm dữ liệu được kết nối tới trạm Hub, trạm này sẽ quảng bá các tín hiệu dữ
liệu đến các VSAT. Trong hầu hết các trạm Hub hiện nay đang sư dụng tốc độ bit của
luồng dữ liệu được phân phối thay đổi từ thấp (dưới 9600 bit/s) đến cao (1,5 Mbit/s
hay 2 Mbit/s). Trong các trường hợp này, các trạm VSAT từ xa thường chỉ được trang
bị để thu dữ liệu.
Các trạm VSAT hai chiều cung cấp các tuyến thông tin dữ liệu hai chiều từ một thiết
bị xử lý dữ liệu trung tâm (một hay nhiều máy tính chủ) được kết nối tới các trạm Hub
và các thiết bị dữ liệu đầu cuối được kết nối tới trạm VSAT. Lúc này các trạm VSAT
được trang bị cả hai mục đích phát/thu.

 Một số đặc tính cơ bản của mạng hình sao
- Khả năng thiết lập đồng thời giữa trạm Hub với các trạm VSAT, kể cả một chiều
hay hai chiều.
- Trong trường hợp các mạng hai chiều, hầu hết các ứng dụng chính đều liên quan

đến truyền số liệu giữa các VSAT ở xa và trạm Hub. Trong mạng hai chiều, tổng
dung lượng từ một trạm Hub tới trạm VSAT (tuyến ra, nhiều kênh). Lưu lượng này
thường bao gồm các cụm tín hiệu dữ liệu, thường được tập hợp dưới dạng các
mạng dữ liệu chuyển mạch gói PSDN.
- Các kênh tuyến ra từ trạm Hub đến các trạm VSAT yêu cầu công suất RF tương
đối cao từ bộ phát đáp vệ tinh, trong khi đó kênh tuyến vào từ mỗi VSAT tới trạm
Hub chỉ yêu cầu nhỏ (trừ khi nhiễu có ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng đường
truyền). Cho nên bộ phát đáp vệ tinh chỉ được sử dụng ở một chế độ công suất giới
hạn, với toàn bộ công suất RF được điều khiển bới các yêu cầu từ kênh tuyến ra.
- Vấn đề kinh tế, mô hình tối ưu của các trạm mặt đất (Hub và VSAT) sao cho chi
phí (thiết bị và phần không gian) phải tương xứng với lượng thông tin của nó.
Trong các mạng hình sao, vẫn có thể thiết lập các đường thông tin của nó.
Trong các mạng hình sao, vẫn có thể thiết lập các đường thông tin giữa các
VSAT thông qua trạm Hub, nhưng phải chấp nhận độ trễ truyền vệ tinh lên gấp đôi
(khoảng 500ms). Trong trường hợp các đường thông tin dữ liệu, thường vấn đề trễ
được giải quyết bằng các cách tính toán độ trễ trong giao thức thông tin. Những
đường thông tin thoại cũng chấp nhận độ trễ này nếu được trạng bị bộ triệt phản
hồi chất lượng cao.
b. Mạng VSAT hình lưới (MESH)

Nhóm 4_Topic 7_Tìm hiểu mạng VSAT

9


Hình 5. Mạng hình lưới
Trong mạng VSAT hình lưới (Mesh) các kết nối được triển khai trực tiếp giữa các
VSAT ở xa với nhau. Tất nhiên một trạm mặt đất trung tâm vẫn có thể cần thiết cho
việc ấn định, kết nối, hủy kết nối cuộc gọi. Tuy nhiên trong suốt thời gian cuộc gọi
hoạt động của trạm mặt đất trung tâm là không liên tục, và các đường

Truyền trực tiếp đóng vai trò tích cực. Đây là lý do tại sao các mạng VSAT hình
lưới thường được xem như là các mạng VSAT không Hub
Mạng lưới rất lý tưởng cho các yêu cầu đường trung kế điểm-điểm. Trạm mặt đất có
yêu cầu thông tin cho một trạm khác được kết nối thẳng tới trạm đó bằng các liên kết
đơn kênh trên mỗi sóng mang SCPC (Signal channel per carrier) hay đa kênh trên mỗi
sóng mang MCPC (Multiple channel per carrier).
Mạng lưới không yêu cầu các trạm VSAT lớn. Bất cứ một đầu cuối nào trong mạng
lưới cũng có thể chỉ định là trạm điều khiển và được gắn với hệ thống điều khiển
mạng. Hệ thống bao gồm các bộ xử lý điều khiển mạng và các chức năng quản lý
mạng như tính cước, ổn đinh kênh truyền, thống kê và bảo dưỡng.

1.2.4. Cấu trúc vật lý và thành phần thực tế

Nhóm 4_Topic 7_Tìm hiểu mạng VSAT

10


Hình 6. Cấu trúc hệ thống VSAT

- Xét về chức năng, trạm mặt đất VSAT chia thành 3 thành phần chính: Anten, khối

-

-

thiết bị trong nhà (IDU), khối thiết bị ngoài trời (OUD). Sơ đồ khối chung của một
trạm VSAT. Ba khối này được kết hợp và thiết kế để giảm thiểu khối lượng, kích
thước, giá thành.
Anten VSAT thường có kích thước nhỏ, đường kính dưới 3m (đôi khi dưới 1m khi

trạm hoạt động ở băng tần số cao).
Khối ODU chứa các thiết bị điện tử cao tần RF như bộ chuyển đổi tạp âm thấp
LNA (gồm bộ khuếch đại tạp âm thấp và bộ chuyển đổi xuống), bộ chuyển đổi
công suất cao HPA (gồm một bộ HPA và bộ chuyển đối lên), các thiết bị này đặt
trong hộp chịu được ảnh hưởng của môi trường và được ghép cùng với loa dẫn
sóng (feed-horn) của hệ thống anten lắp đặt ở sau tiêu cự mặt phản xạ chính.
Anten cùng với OUD có thể được lắp đặt dễ dàng trên nóc nhà,trên tường hoặc
dưới mặt đất của nhà trạm làm việc, gần với các thiết bị đầu cuối.
Khối IDU điển hình chứa một mạch trung tần IF, một bộ modem và một bộ xử lý
tín hiệu băng gốc. Đôi khi các mạch điều chế được chứa trong ODU thay vì đặt
trong IDU.
Khối IDU thường được lắp đặt gần các thiết bị đầu cuối số liệu của người sử dụng
và nối trực tiếp thông qua giao diện thông tin số liệu tiêu chuẩn. Khối ODU và
IDU được nối với nhau bằng cáp với khoản cách tối đa giữa chúng là 100m-300m.
 Khối ODU
 Là hộp kín, trong có vỏ bọc, chịu đc ảnh hưởng của môi trường.
 Bao gồm :

Nhóm 4_Topic 7_Tìm hiểu mạng VSAT

11


- Loa dẫn sóng: thường dược đặt tại điểm sơ cấp của mặt phản xạ chính( mặt phản
-

-

xạ thường được làm bằng nhôm hoặc các chất plastic và được gắn với 1 cột đỡ
đơn giản để có thể dễ dàng lắp đặt trên nóc nhà, tường nhà, mặt đất,...

Khối khuếch đại công suất: điều chế và duy trì công suất ra qua mạch, điều chế ở
mức tự động vd như tăng công suất khi thời tiết gặp kho khăn như mưa, tuyết, ...
Sau khi khuếch đại công suất thì bộ đổi tần lên sẽ có nhiệm vụ đổi tần số lên để có
được tín hiệu phù hợp.
Máy thu tạp âm thấp nhằm gỉam thiểu tạp âm từ máy phát, tránh các tạp âm nhiễu
từ vệ tinh trên cao.
Sau khi lấy được tạp âm thấp thì bộ đổi tần số xuống sẽ có nhiệm vụ đổi tần số
xuống mức thấp hơn để lấy đc tín hiệu phù hợp.
Bộ tổng hợp từ xa co nhiệm vụ lọc lấy tìn hiệu sau khi đc đổi tần số lên hoặc
xuống hoặc lấy tin hiệu chuẩn mà k cần phải đổi để dẫn qua ống dẫn sóng.
ống dẫn sóng: thường được tích hợp cùng với ODU để giảm thiểu các suy hao của
mạch đầu nối => giảm giá thành sản phẩm.
 Khối IDU:
Bộ giải điều chế sóng mang thu được thực hiện giải mã FEC và khôi phục lại
dữ liệu gửi tới từ bộ vi xử lý tín hiệu băng gốc.
Bộ điều chế điều chế sóng mang phát cùng với chuỗi bit từ bộ xử lý băng gốc,
sau đó được mã hóa FEC. Các bit mào đầu có thể được đưa thêm vào phần đầu của
dữ liệu trong các trường hợp trạm VSAT phát burst dữ liệu
FEC: kỹ thuật mã hóa hướng đi, sử dụng các kỹ thuật mã hóa và giải mã
nhằm tăng độ tin cậy của thong tin, kiểm soát lỗi bit. Khi có 1 sự cố hoặc chức
năng hoạt động không hoàn hảo xảy ra trong ODU, 1 tín hiệu cảnh báo được gửi
tới IDU và việc truyền dẫn đc loại bỏ.
Giao diện bằng cơ sở: giúp kiểm soát, điều khiển truy nhập vệ tinh và thực
hiện chuyển đổi giao thức giữa các giao thức của mặt đất và vệ tinh nhờ sử dụng
các bộ vi xử lý chất lượng cao.
Bộ tổng hợp tần số cố định: Tổng hợp các tần số thu được để đưa vào bộ điều
chế.

CHƯƠNG II: CÁC KỸ THUẬT CƠ BẢN

2.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ KỸ THUẬT CỦA VSAT
2.1.1. Tổng quan về các kiểu VSAT
Hầu hết các ứng dụng VSAT đều dựa trên khái niệm: cấu hình kết hợp cả mạng ao
và mạng lưới (Mtar-Mesh) của mạng VSAT.

Nhóm 4_Topic 7_Tìm hiểu mạng VSAT

12


Mạng hình sao: Gồm các trạm mặt đất trung tâm gọi là Hub, được thiết bị một Anten tương đối lớn và một trạm mặt đất từ xa được trang bị An-ten cỡ nhỏ. Mọi đường
thông tin giữa các trạm VSAT từ xa đều thông qua Hub.
Luồng thông tin từ Hub tới VSAT được thực hiện trên kênh tuyến ra (outbound).
Còn luồng thông tin giữa VSAT tới Hub được thực hiện trên kênh tuyến vào
(inbound). Các chế độ thông tin trên các kênh tuyến ra được phân phối đồng thời từ
Hub tới các VSAT. Trong khi các kênh tuyến vào yêu cầu được phúc đáp riêng lẻ
được thiết lập từ mỗi trạm VSAT từ xa tới Hub.
Phần lớn các điểm áp dụng cho thông tin hai chiều (các VSAT thu/phát). Tuy
nhiên cũng có thể áp dụng được trong ứng dụng của mạng thông tin VSAT một chiều.

2.1.2. Cách thức truyền trong trạm VSAT

Hình 7. Sơ đồ cấu hình trạm VSAT

• Cấu hình modem TRES: (trunking Earth station-Trạm trung kế mặt đất).
Modem TRES có chức năng: mã hóa sửa sai, điều chế và giải điều chế.
• Thiết bị phân phối nguồn PDS-M có chức năng: cung cấp nguồn DC cho OUD,
tách ghép tân số phát và tần số thu và cung cấp tín hiệu ổn định 10MHz làm
chuẩn cho OUD.
• Bộ HPA có thể được gắn thêm để khuếch đại công suất phát lên 20W. thường

chỉ được sử dụng ở tram HUB.

a. Phần phát
• TRES nhận dữ liệu từ DTE qua giao tiếp vào ra để truyền tới bộ điều chế. Bộ
điều chế sẽ mã hóa sau đó sử dụng điều chế dịch pha thành sóng mang trung
tần ( 185MHz) đưa ra ngõ phát.

Nhóm 4_Topic 7_Tìm hiểu mạng VSAT

13


• Sóng mang trung tần được ghép lại tại thiết bị phân phối nguồn (PDS-M) để
đưa tới thiết bị ngoài trời bằng cáp IFL.
• Tại ODU, sóng mang được tách kênh sau đó dịch tần lên băng C (Băng tần
C là tên gọi một dải tần số thuộc phổ điện từ, gồm cả các bước sóng của vi
ba được sử dụng cho viễn thông vô tuyến đường dài. Băng tần
CIEEE (4 GHz tới 8 GHz) và được khuếch đại trước khi tới OMT của anten.

b. Phần thu
• Sóng mang thu về từ vệ tinh được LNB khuếch đại và dịch tần xuống bằng L
(Băng tần L là thuật ngữ chỉ 4 băng tần theo các chuẩn khác nhau của phổ điện
từ: 40 tới 60 GHz (NATO), 1 tới 2 GHz (IEEE), 1565 nm to 1625 nm (thông
tin quang) và 3,5 micromet (thiên văn hồng ngoại). trước khi đưa vào ODU.
• Tại ODU sóng mang thu được ghép trước khi đưa xuống thiết bị phân phối
nguồn (PDS-M) bằng cáp IFL.
• Tại thiết bị phân phối nguồn (PDS-M), sóng mang thu được tách kênh rồi đưa
xuống modem TRES bộ giải điều chế sẽ giải điều chế, dịch tần sóng mang
xuống băng L, giải mã thành chuỗi dữ liệu truyền qua cổng I/O tới DTE.

2.1.3. Kỹ thuật trải phổ trong hệ thống mạng VSAT
Do VSAT là mạng thương mại tư nhân, các An-ten trạm mặt đất có kích thước nhỏ
nên phải dùng kỹ thuật đa truy cập và điều chế trải phổ. Bởi đây là phương pháp duy
nhất có thể hạn chế đến mức tối thiểu ảnh hưởng can nhiễu từ hệ thống RF khác (do
đây là loại An-ten nhỏ mà chịu một tải lớn trên băng tần). Trong kỹ thuật trải phổ độ
rộng của băng tần tín hiệu được tăng lên, thường thì thông qua mã hoá thông tin với
một chuỗi tín hiệu giả ngẫu nhiên, với công suất cho trước, nó làm giảm đi đáng kể
mật độ công suất. Ở đầu thu, tín hiệu ban đầu được khôi phục lại bằng các tương
quan các bit với chuỗi gốc.
Đối với mạng thông tin VSAT hai chiều sử dụng phương pháp đa truy cập trải phổ
(thường sử dụng đa truy cập phân chia theo mã: CDMA) dùng trong các kênh phát
tuyến vào.
Mặc dù các hệ thống VSAT sử dụng kỹ thuật trải phổ có khả năng thích ứng tốt
với băng tần 6/4Ghz nhạy với nhiễu. Nhưng ưu điểm này tỏ ra không quan trọng khi
các bộ phát đáp vệ tinh VSAT sử dụng băng tần 14/10-12Ghz.

a. Các VSAT sử dụng kỹ thuật đa truy cập phân chia theo tần số FDMA
Đa truy cập phân chia theo tần số (FDMA) là phương pháp đa truy cập phổ biến
nhất dùng đề thiết lập các đường truyền vệ tinh điểm nối điểm. Khi các sóng mang
được đưa vào sử dụng thì các mạng điểm đối đa điểm được thiết lập. Nếu các đặc
tính của vệ tinh đặc biệt là thông số EIRP cho phép sử dụng các trạm mặt đất thuphát cỡ nhỏ trong việc triển khai các đường truyền và các mạng như vậy, thì có thể
gọi chúng là các mạng, các trạm mặt đất VSAT-FDMA. Chú ý, nếu có yêu cầu thì cần
phải đảm bảo các đường thông tin trực tiếp liên kết giữa tất cả các trạm mặt đất và

Nhóm 4_Topic 7_Tìm hiểu mạng VSAT

14


không cần đến một trạm trung tâm, ngoại trừ trường hợp mạng cần đến giám sát và

điều khiển (C&M).

b. Các VSAT sử dụng kỹ thuật đa truy cập phân chia theo thời gian TDMA
TDMA là phương pháp đa truy cập phân chia theo thời gian, TDMA thường đi
kèm với ghép kênh phân chia theo thời gian (TDM), là phương pháp đa truy cập hoàn
toàn bằng kỹ thuật số rất hiệu quả cho việc thiết lập các mạng có cấu hình điểm đối
điểm, điểm đối đa điểm và cấu hình mạng lưới (Mesh).
Tuy nhiên, TDMA ở dạng TDMA băng thông hẹp có thể là sự lựa chọn thích hợp
đối với các mạng thông tin có dung lượng vừa (dưới 40Mbit/s). Nếu các đặc tính của
vệ tinh đặc biệt là thông số EIRF cho phép sử dụng các trạm mặt đất thu-phát cỡ nhỏ
trong việc triển khai các đường truyền và các mạng như vậy thì có thể gọi chúng là
các mạng VSAT-TDMA. Chú ý rằng cần phải có một trạm trung tâm ít nhất là để
cung cấp các tín hiệu đồng bộ chuẩn, nhưng cũng cần chú ý rằng các kênh thông tin
trực tiếp cũng có thể được thiết lập giữa tất cả các trạm mặt đất.

c. Các VSAT sử dụng kỹ thuật TDM/TDMA:
Phần lớn các mạng VSAT hiện nay sử dụng kết hợp cả hai kỹ thuật TDM và
TDMA, và hoạt động trong cấu trúc hình sao. Chi tiết của các hệ thống và mạng
VSAT sử dụng TDM/TDMA chi tiết như sau:

 Các chế độ ghép kênh và truy cập của hệ thống VSAT TDM/TDMA
Trong các VSAT sử dụng kỹ thuật TDM/TDMA, một tuyến ra liên tục không sử
dụng TDMA được tải bởi một sóng mang TDM (256 hoặc 512kbit/s) phát đi từ
một Hub, trong khi các kênh tuyến vào xuất phát từ sóng mang ra này được phát đi
bởi các sóng mang TDMA có tốc độ bít thấp hơn (băng hẹp 64 hoặc 128kbit) mỗi
sóng mang tuyến vào sẽ chiếm một khoảng thời gian được phân chia giữa một số
trạm VSAT (có thể lên tới 31 khe thời gian). Trong trường hợp nhiều trạm VSAT
hơn thì các sóng mang TDMA ghép kênh sẽ được sử dụng. Cũng tương tự như các
kênh sóng mang tuyến ra TDM, nó cũng dựa trên kỹ thuật FDMA. Hệ thống
TDM/TDMA hình sao này và sự chiếm dụng của các bộ phát đáp vệ tinh như hình.

Hình 8. Hoạt động của hệ thống VSAT sử dụng TDM/TDMA

Nhóm 4_Topic 7_Tìm hiểu mạng VSAT

15


Các bản tin tuyến ra thường được Hub chấp nhận ngay từ lần đầu tiên. Mỗi một
tram VSAT từ xa sẽ theo dõi toàn bộ luồng thông tin trên đường truyền tuyến ra,
nhưng chỉ giải mã luồng thông tin tuyến ra khi nào nào được đánh địa chỉ tới một
trong các cổng của nó (các giao diện mặt đất với người sử dụng).

2.2.

Giao thức và giao diện mặt đất của mạng VAT
Một hình dạng VSAT bao gồm không chỉ phần cứng của các trạm mặt đất mà còn
cả phần mềm đầy đủ đảm bảo sự hoạt động của các phần cuối (end-to-end) (user-touser), bao gồm các giao thức và các chức năng giao diện.

2.2.1. Mô hình giao thức mạng VSAT
Các phương thức thông tin định hướng gói thường được sử dụng các mạng VSAT.
Trong các tuyến thông tin dữ liệu gói, thông tin được truyền đi bằng cách nhóm dữ
liệu thành các gói. Tuy nhiên, việc các mạng VSAT hoạt động theo phương thức gói
vẫn không bắt buộc nhưng người sử dụng nhất thiết phải tuân theo thông tin gói, bởi
vì các chức năng gói hóa có thể được thực hiện trong các khối giao thức người dùng
ở đầu cuối mạng VSAT.
Trong các tuyến thông tin dữ liệu, các hệ thống mở giao thức với nhau thông qua
các chức năng thông tin được chia thành các lớp. Tổ chức quốc tế về tiêu chuẩn hóa
(ISO) đã phối hợp với tiểu ban chuẩn hóa về thông tin viễn thông của ITU-R
(ITU_T) để xây dựng nên mô hình tham chuẩn giao thức kết nối hệ thống mở (OSI),

gồm 7 lớp. Bốn lớp trên chứa các giao thức thông tin điểm nối điểm giữa các hệ
thống thông tin. Ba lớp dưới chứa các giao thức mạng phục vụ việc truyền ảo thông
lỗi ( virtually error – free transmition) các gói dữ liệu của người dùng qua các mạng.
Các dữ liệu chuyển mạch gói sử dụng các giao thức thông tin trong ba lớp này để
chuyển các dữ liệu người sử dụng qua mạng và cung cấp các phục vụ cho 4 lớp trên
có chứa các giao thưc điểm – đối – điểm .
- Lớp vật lý (lớp 1) là lớp dưới cùng trong môi hình OSI. Lớp này bao gồm các
đặc tính vật lý các thông số kỹ thuật của các kết nối dành cho việc truyề ở mức
bit qua mạng và thông qua giao diện mạng.
- Lớp liên kết dữ liệu(lớp 2) chứa các thủ tục và giao thức thông tin giữa các đầu
cuối của mạng, hoặc giữa các mạng với nhau, các giao thức này hường thực hiện
việc phát hiện lỗi và sửa lỗi sẽ được gửi tới lớp 3. Các giao thức này cũng có thể
có các chức năng đánh địa chỉ và điều khiển luồng gói dữ liệu sẽ được điều
khiển. các gói dữ liệu quá dài có thể sẽ được chia ra và sau đó được kết hợp lại.
- Lớp mạng (lớp 3) thiết lập, duy trì và kết thúc các kết nối dữ liệu qua mạng. Tại
lớp 3 các gói dữ liệu được cung cấp các thông tin địa chỉ để thực hiện việc định
tuyến qua mạng, các lỗi sẽ được sửa và các luồng dữ liệu sẽ được điều khiển. Các
gói dữ liệu quá dài có thể sẽ được chia ra và sau đó được kết hợp lại.
Các tuyến thông tin theo phương thức gói trong mạng VSAT thường chỉ dùng các
chức năng và các chức năng thuộc 3 lớp OSI dưới cùng này. Chúng được sử dụng
trong khổ mạng, cũng như các giao diện của nó với mạng bên ngoài
Các mạng VSAT được sử dụng chủ yếu dưới dạng các mạng dữ liệu riêng độc
lập, kết nối một số đầu cuối dữ liệu của người sử dụng (hoặc một số nhóm đầu cuối).
Các đầu cuối dữ liệu này giao tiếp với các VSAT ở xa, và với các máy chủ giao thức
với trạm Hub của mạng VSAT. Gần đây, các mạng VSAT còn được dùng để kết nối

Nhóm 4_Topic 7_Tìm hiểu mạng VSAT

16

những người sử dụng VSAT từ xa tới các mạng dữ liệu trên mặt đất (cả mạng công
cộng lẫn mạng riêng), và có thể trong tương lai là mạng ISDN. Các kết nối này được
thực hiện hoặc thông qua Hub hoặc thông qua một VSAT khác.
2.2.2. Kiến trúc bên trong của mạng VSAT
Xét về mặt giao thức mặt các thủ tục thông tin, một mạng VSAT có thể được phân
chia thành phần trung tâm của mạng và phần giao diện mạng.

Hình 9. Cấu trúc giao thức của một mạng VSAT
Các giao diện mạng được bố trí ở các điểm rìa của mạng mà thông qua đó người
sử dụng mạng VSAT được kết nối với mạng VSAT. một giao diện mạng cũng được
cung cấp tại Hub mạng, nơi được kết nối tới một máy chủ hoặc một mạng mặt đất
khác. Mỗi một giao diện mạng VSAT có thể được cấu hình sao cho hỗ trợ được
một trong nhiều loại giao diện người dùng khác nhau, không phụ thuộc vào giao
diện mạng VSAT khác. Các giao diện giao diện mạng dựa vào phần trung tâm của
mạng để cung cấp một cấp độ dịch vụ nào đó.

 Phần trung tam của mạng (network kernel)
Phần trung tâm của mạng VSAT có cấu trúc và giao thức thông tin của riêng nó
nhằm mục đích truyền các dữ liệu thông qua phương tiện truyền tin vệ tinh theo
phương pháp hiệu quả nhất. Phần trung tâm của mạng đảm bảo việc thực hiện
phân phối dữ liệu đáng tin cậy và việc chỉ báo tình trạng mất mát dữ liệu do các
loại lỗi khác nhau hoặc do lỗi thiết bị.
Phần trung tâm của mạng gồm các chức năng sau:
- Các giao thức truy cập vệ tinh.
- Cơ chế đánh địa chỉ gói.
- Các thủ tục điều khiển tắc nghẽn trên các kênh vệ tinh.
- Định tuyến và chuyển mạch gói.
- Quản trị mạng
Các chức năng quản trị mạng được sử dụng để cấu hình và vận hành mạng, ví dụ

để cảnh báo cho người quản trị mạng một số trường hợp cần phải loại trừ trong

Nhóm 4_Topic 7_Tìm hiểu mạng VSAT

17


một số giao diện với người sử dụng, chẳng hạn như huỷ bỏ một đường truyền
không mong muốn hoặc phát lại để truy cập.
 Giao thức truy cập vệ tinh
Giao thức truy cập vệ tinh thường là bất cân bằng. Có một số dạng truy cập từ
VSAT đến Hub thông dụng đang được sử dụng như: Aloha chia khe (slotted Aloha)
hoặc TDMA dành riêng (reservation TDMA). Theo hướng từ Hub đến VSAT,
phương thức truy cập thường là TDMA.
 Các giao thức thông tin dữ liệu bên trong mạng
Các giao thức truy cập điểm-điểm, điểm-đa điểm có thể được sử dụng để thiết lập
các đường thông tin đáng tin cậy thông qua mạng, trong đó có cả các chức năng
khôi phục lỗi và điều khiển luồng dữ liệu. Đây là các giao thức thông tin bên trong
mạng được thiết kế dành riêng cho việc truyền dẫn qua vệ tinh trong mạng VSAT.
Các yếu tố cần được đưa vào tính toán khi thiết kế các giao thức bên trong mạng
VSAT bao gồm các đặc tính quan trọng của mạng như: topology hình sao của các
mạng VSAT cũng như các phương pháp đa truy cập. Các đặc tính này có ảnh hưởng
lớn đến thông lượng dữ liệu và thời gian thiết lập cuộc gọi của mạng VSAT.
Các thông tin đã được gói hoá được cấu trúc thành các khuôn dạng có chứa cả
các mã điều khiển lỗi để thông báo là đã nhận đúng hoặc loại bỏ các gói tin nhận
được nhưng bị lỗi và yêu cầu phát lại. Trong các mạng VSAT sử dụng TDMA/RA
để truyền các gói dữ liệu từ VSAT đến Hub thì quá trình chỉ báo (ACK) và quá trình
phát lại gói tin đều nằm dưới sự điều khiển của phần mềm quản trị mạng VSAT.
Tỉ lệ lỗi bít BER trên đường truyền vệ tinh phải đủ thấp để tránh hiện tượng phát
lại quá nhiều lần các bản tin.

Nếu các cơ chế sửa lỗi ở các thiết bị đầu cuối (end-to-end) trong các lớp cao hơn
được sử dụng thì có thế dẫn đến thông lượng thông tin rất thấp do dữ liệu bị lỗi sẽ
được lặp lại sau một thời gian trễ rất dài. Nếu không có các phương pháp sửa lỗi tại
các lớp thấp thì tỉ lệ lỗi bít BER trên đường truyền vệ tinh sẽ phải thấp hơn nhiều.

 Chức năng của chuyển mạch gói
Các mạng VSAT với cấu hình hình sao chủ yếu là các mạng chuyển mạch gói
với một trung tâm chuyển mạch gói đảm nhận các chức năng định tuyến và
chuyển mạch. Các chức năng chuyển mạch được triển khai thông qua các thiết bị
xử lý băng gốc và thiết bị điều khiển trong các trạm mặt đát VSAT và Hub.
Có hai cơ chế chuyển mạch gói cơ bản: Datagram và kênh ảo. Với datagram,
các gói được phân phối với một độ tin cậy nhất định. Kênh ảo đảm bảo sự phân
phối tuần tự các gói tin và không có sự nhân đôi. Trong mạng VSAT thì các cơ chế
đều có ưu điểm và nhược điểm. Các kênh ảo yêu cầu ít thông tin mào đầu cho một
gói dữ liệu hơn nhưng sự cần thiết phải duy trì các thông tin trạng thái ở mỗi kết nối
trong mạng có thể trở thành một vấn đề phức tạp trong một mạng VSAT lớn có một
số lượng lớn kết nối cần được hỗ trợ.Với phần thông tin mào đầu lớn hơn trong một
gói, một chuyển mạch trên cơ sở datagram có thể đảm bảo một thông lượng cao hơn
và mang lại một ưu điểm quan trọng: khả năng khởi động lại không cần thiết lập lại
các kết nối mạng.

Nhóm 4_Topic 7_Tìm hiểu mạng VSAT

18


Mô hình bên trong của một mạng chuyển mạch gói có thể được xem như một
liên mạng giữa các hệ thống chuyển mạch và các thành phần xử lý. Do vậy các giao
thức lớp mạng trong mô hình OSI được sử dụng làm kiến trúc cho việc xây dựng
cấu trúc bên trong của một mạng chuyển mạch gói VSAT.

Một số mạng đã sử dụng chuyển mạch gói để cung cấp chức năng X.25 PSDN.
Các mạng VSAT khác nhau có thể sử dụng các giao thức thích hợp để thực hiện
cùng các chức năng đó. Các chức năng chính trong chuyển mạch gói VSAT là:

-

Điều khiển đa truy cập vệ tinh.
truyền tín hiệu đáng tin cậy.
Định tuyến dữ liệu giữacác VSAT và máy chủ.
Kết nối tới các hệ thống quản trị mạng.
Kết nối tới các mạng khác.

 Các cổng giao tiếp (Gateway)
Mỗi cổng giao tiếp mạng bao gồm chức năng cổng giao tiếp (Gateway) thực hiện
việc chuyển đổi giao thức, và nếu cần thiết điều chỉnh giao thức.
 Chuyển đổi giao thức
Khi kết nối mạng thông tin dữ liệu với nhau, một cổng giao tiếp nói chung là
thực hiện việc chuyển đổi tại các lớp OSI cao giữa các giao thức thông tin mạng
không đồng dạng (ví dụ các cổng giao tiếp thư điện tử và các cổng giao tiếp truyền
tin).
Chức năng cổng giao tiếp mạng VSAT nhất thiết phải thực hiện việc chuyển
đổi các lớp thấp giữa các giao thức thông tin mạng của người dùng và các giao thức
bên trong mạng VSAT. Cổng giao tiếp mạng VSAT cho phép truy cập vào phần
chính của mạng, thực hiện việc đóng gói dữ liệu và biên dịch địa chỉ. Trong tất cả
các trường hợp, mỗi loại giao thức người dùng đều có các chức năng cổng giao tiếp
cần thiết của riêng nó. Cả Hub lẫn VSAT đều có thể cung cấp các giao tiếp mạng
với cấu trúc này, cấu trúc mà chúng ta cấu hình để hỗ trợ bất lỳ loại nào trong các
loại giao thức người dùng. Điều này cho phép mạng dễ dàng thích nghi khi hỗ trợ
các kiểu giao tiếp người dùng khác nhau.
2.2.3. Kết nối với các DTE của người sử dụng

Các mạng VSAT điển hình có một số giao thức mạng, mỗi loại chứa các giao tiếp
vật lý và các giao thức giao tiếp người dùng để đảm bảo sự giao tiếp hoàn hảo giữa
các thiết bi đầu cuối dữ liệu cục bộ người dùng (DTE). Các giao tiếp này cũng có
thiể hiện diện giữa các thiết bị Hub VSAT và các máy chủ.
 Giao tiếp vật lý
Giao tiếp vật lý thực hiện kết nối vật lý từ DTE người dùng tới giao tiếp mạng
VSAT. Mỗi hệ thống VSAT thường có một giao tiếp vật lý độc lập và có thể cấu
hình được. Chúng hỗ trợ cho các chuẩn vật lý đồng bộ và không đồng bộ ở các
tốc độ bit dữ liệu khác nhau.
 Giao tiếp giao thức người dùng
Giao thức giao tiếp người dùng được kết hợp với mỗi giao tiếp vật lý để kết
nối hoàn hảo những người dùng vào mạng thống qua một chức năng thiết bị đầu

Nhóm 4_Topic 7_Tìm hiểu mạng VSAT

19


cuối kênh dữ liệu (DCE) hoàn chỉnh ở lớp 2 và lớp 3. Các giao tiếp giao thức
người dùng hiện nay cho phép các thiết bị người dùng kết nối tới mạng theo giao
thức riêng của mình.
Hầu hết các hệ thống VSAT được hỗ trợ ít nhất là các giao thức người dùng
X25… Ngoài các giao tiếp người dùng được sử dụng rất thường xuyên này một
mạng VSAT có thể dễ dàng thích nghi với các giao thức riêng bởi vì các sự thay
đổi trong giao tiếp chỉ được giới hạn bởi người dùng chứ không phải trên toàn bộ
mạng.
 Giao thức X25
Trong mạng X25 mặt đất, mỗi nút mạng đảm bảo việc chỉ báo nội bộ về tình
trạng nhận các gói dữ liệu. Vì vậy giao thức người dùng X25 giao tiếp với mạng
VSAT đơn giản hơn so với SDLC hoặc BISYNC. Giao tiếp vật lý giữa DTE X25

của người dùng với mạng dựa trên cơ sở chuẩn V24 của khiến nghị ITU-T. Giao
tiếp giao thức người dùng của mạng VSAT tuân theo đầy đủ giao thức X25 trong
khiến nghị ITU-T ở lớp 2 và lớp 3. Cổng giao thức này thực hiện việc chuyển đổi
giao thức giữa giao thức truy cập X25 và giao thức bên trong mạng VSAT và
đồng thời điều khiển kênh ảo giữa các đầu cuối.
Giao tiếp giao thức người dùng thực hiện cục bộ việc chỉ bảo thu/phát ở lớp 2
và 3 tới các thiết bị người dùng, cũng giống như các node và các DCE trong các
người dùng X25 mặt đất. Nếu không tính đến trễ vệ tinh trong giao tiếp X25 cục
bộ này, thì các giá trị định thời và các kích thước của sổ của các giao thức X25
lớp 2 và 3 trong thiết bị vủa người dùng sẽ không cần phải được điều chỉnh khi
sử dụng với mạng VSAT.
CHƯƠNG 3: MÔ HÌNH CỦA HỆ THỐNG

3.1.

Mô hình thực tế của hệ thống VSAT

Hình 10: Mô hình hệ thống VSAT thực tế

Nhóm 4_Topic 7_Tìm hiểu mạng VSAT

20


Các yếu tố được xem xét ở đây được đảm bảo các khía cạnh về an toàn cho
chế độ hoạt động của trạm VSAT trong điều kiện khai thác của cá nhân hay tập
thể, đảm bảo được cả khi gió lớn, tránh được các sốc về điện, chống sét và tránh
được các bức xạ vô tuyến khác.

3.2. Khả năng áp dụng mạng VSAT ở Việt Nam:

3.2.1. Hiện trạng:
Dịch vụ VSAT đã và đang đóng góp một vai trò rất tích cực cho phát triển của
viễn thông Việt Nam, đặc biệt trong thực hiện cung cấp dịch vụ viễn thông cho
các vùng biệt lập, biên giới, hải đảo hoặc các trường hợp ứng cửu thông tin khẩn
cấp. Mặc dù vậy, dịch vụ VSAT ở nước ta cũng chỉ mới dừng lại ở cung cấp dịch
vụ thoại, FAX mà chưa phát huy hết các tiềm năng của mạng VSAT ở các loại
hình ứng dụng khác như Internet băng rộng, truyền hình vệ tinh kỹ thuật số, truy
nhập số liệu... Trong thời gian gần đây, cùng với sự tham gia của Công ty Viettel
vào thị trường nàu cũng như Đài truyền hình Việt Nam cung cấp dịch vụ truyền
hình qua vệ tinh (DTH) đã cho thấy nhận dịnh này không có cơ sở.

3.2.2. Tiềm năng của dịch vụ VSAT trong lĩnh vực viễn thông, quảng bá:
Để tham gia, phát triển thành công mạng VSAT, doanh nghiệp viễn thông ở
Việt Nam có rất nhiều phương án lựa chọn về phát triển dịch vụ từ các ứng dụng
của mạng VSAT, một số ứng dụng tiêu biểu như sau:
- Dịch vụ Internet tốc độ cao.
- Dịch vụ truyền hình vệ tinh kỹ thật số (DTH).
- Dịch vụ kênh thuê riêng.
- Làm truyền dẫn cho kết nối mạng viễn thông (làm truyền dẫn cho mạng di
động ở các vùng biệt lập, kết hợp WLL trong cung cấp dịch vụ ở vùng nông
thôn...).
- Giải pháp thông tin trong tình trạng khẩn cấp.
Ngoài ra, với đặc điểm không bị phụ thuộc vào khoảng cách, vị trí địa lý,
mạng VSAT sẽ là một giải pháp kỹ thuật mang tính chiến lược trong quá trình
thực hiện đẩy mạnh việc phổ cập dịch vụ viễn thông ở Việt Nam.
Dự báo trong thời gian tới, dịch vụ VSAT ở Việt Nam sẽ có những bước phát
triển nhanh mang tính đột phá trên cơ sở có thêm sự tham gia của doanh nghiệp
mới, đa dạng về loại hình dịch vụ trong lĩnh vực viễn thông, quảng bá và nhu cầu
về dịch vụ viễn thông, truyền thông ngày càng cao của xã hội.

3.2.3. Giới thiệu hệ thống VSAT_IP (mạng thông tin băng rộng qua vệ tinh
thế hệ mới)
Hệ thống VSAT_IP cung cấp các dịch vụ viễn thông trên nền IP băng rộng
qua vệ tinh bằng các trạm mặt đất cỡ nhỏ (VSAT). Hệ thống VSAT_IP được
thiết kế theo cấu trúc mạng hình sao với các thành phần cơ bản gồm trạm cổng
(Gateway), các trạm VSAT thuê bao (UT-User Terminal) liên lạc với nhau qua vệ
tinh IPSTAR-1
Trạm cổng có chức năng truy nhập vào mạng công cộng. Sau đó tài nguyên
Internet và viễn thông từ trạm cổng sẽ được gởi dưới dạng các gói dữ liệu tới
trạm vệ tinh thuê bao (UT). Các vệ tinh IPSTAR sử dụng công nghệ nhân băng

Nhóm 4_Topic 7_Tìm hiểu mạng VSAT

21


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 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
phát truyền tải không quá cáp quang, dây nối như mạng mặt đất, mà dùng sóng
vệ tính nhưng đảm bảo được độ lớn băng thông và chất lượng truyền tải dữ liệu
bằng công nghệ tiên tiến.

a. Hoạt động của VSAT_IP băng rộng:
Trên cơ sở hạn chế của các mạng VSAT băng hẹp của VNPT/VTI hiện nay
(chỉ cung cấp dịch vụ thoại và truyền số liệu tốc độ thấp), VTI đã được VNPT
cho phép triển khai mạng VSAT băng rộng thế hệ mới, cung cấp đa dịch vụ
trên một thiết bị cuối trên nền IP hiện có trên các mạng mặt đất như: Thoại

(VoIP), truy nhập Internet tốc độ cao (Mega VNN).
Mạng riêng áo (MegaWan)... và các dịch vụ gia tăng trên nền IP khác, chỉ
khác là phương thức truyền ở đây sử dụng vệ tinh (truyền vô tuyến).

Hình 11: Cơ chế hoạt động của VSAT-IP-STAR
Xây dựng hệ thống vệ tinh thông tin VSAT IP là dự án hợp tác với Shin
Satellie (SSA) một tập đoàn viễn thông lớn của Thái Lan, là một trong những
hãng tiên phong trên thế giới và có nhiều tham vọng trong lĩnh vực phát triển vệ
tinh băng rộng. Vệ tinh SSA là vệ tinh băng rộng, nếu về công nghệ, vệ tinh IPSTAR có những điểm khác so với vệ tinh truyền thống, dựa trên công nghệ về
thông tin vệ tinh, cụ thể là vệ tinh IP STAR1 có băng thông rất lớn, tổng dung
lượng khoảng 45Gb/s.
VSAT là một mạng băng rộng thế hệ mới sử dụng hệ thống vệ tinh IP_STAR,
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: trậm cổng(Gateway), vệ tinh IP-STAR và các trạm vệ tinh
thuê bao (User Terminal_UT).

Nhóm 4_Topic 7_Tìm hiểu mạng VSAT

22


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 IPSTAR sử dụng công nghệ nhân băng tần bằng việc dùng nhiều búp sóng nhỏ (spt
beam) phủ chụp để truyền tải, tạo ra băng thông lớn hơn nhiều so với 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 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.

b.

Giới thiệu vệ tinh IP-STAR-1
IP-STAR1 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 hàn và khai thác. Vệ tinh
do Space Systems/Loral chế tạo với 114 bộ phát đáp, tổng dung lượng 45Gbps,
tuổi thọ 12 năm, được phóng lên vị trí 120° Đông ngày 11/8/2005 áp dụng công
nghệ phủ sóng nhiều búp hẹp (spot beams) để tái sử dụng tần số, mở rộng phổ
tần làm việc rộng hơn rất nhiều so với các vệ tinh thông thường, tăng công suất
cho từng spotbeam (mức EIRP có thể đạt tới 60dBW), cho phép giảm kích thước
anten trạm đầu cuối, tăng tốc độ và chất lượng đường truyền. Vệ tinh IPS-TAR1
còn sử dụng kỹ thuật điều khiển công suất linh hoạt (DLA- Dynamic Link
Allocation) cho từng beam phù hợp điều kiện thời tiết khác nhau ở từng vùng,
đảm bảo không làm gián đoạn liên lạc ngay cả ở điều kiện thời tiết cấu chưa từng
áp dụng ở những vệ tinh thông thường.

Hình 12: Vùng phủ sóng của vệ tinh IP-STAR0
Vệ tinh IP-STAR1 bao phủ toàn bộ lãnh thổ Việt Nam bằng 4 búp hẹp
(Hinhf1.10) và 1 búp rộng, làm việc pở băng tần Ka, Ku với dung lượng thiết kế
khoản 2Gbps cho cả 3 chiều lên, xuống) được phân bổ như sau:

Nhóm 4_Topic 7_Tìm hiểu mạng VSAT

23


Hình 13: Vùng phủ sóng của vệ tinh IPSTAR tại Việt Nam
TỔNG KẾT
Nội dung trên đã khái quát được các vấn đề cơ bản của hệ thống VSAT. Các

đặc tính tiêu biểu của VSAT: Uu, nhược điểm, các ứng dụng, kỹ thuật VSAT, số
lượng VSAT trong một mạng và kiến trúc... của mạng VSAT. Đây là kiến thức cơ
bản, là cơ sở ban đầu cho việc nghiên cứu sâu hơn về hệ thống thông tin VSAT.
Vệ tinh VSAT đảm bảo tính thông tin khác không thể có, với mạng lưới của nó
tạo thành hệ thống thông tin khép kín toàn cầu.
Thực chất của kỹ thuật thông tin vệ tinh là kỹ thuật truyền dẫn mà trong đó
môi trường truyền dẫn là không gian vũ trụ rất phức tạp với khoảng cách lớn.

Nhóm 4_Topic 7_Tìm hiểu mạng VSAT

24