Nghiên cứu kỹ thuật công nghệ và các dịch vụ mới nhằm khai thác hiện quả mạng VSAT IP băng rộng vệ tinh VINASAT

VIỆN
VI
ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI
KHOA CÔNG NGHỆ
NGH ĐIỆN TỬ - THÔNG TIN

ĐỒ ÁN
TỐT
T NGHI
NGHIỆP ĐẠII HỌC
HỌ
Đề tài: Nghiên cứu
ứu kỹ thuật,công nghệ và các dịch vụ
ụ mới
m nhằm
khai thác hiệu quả
ả mạng
mạ VSAT- IP băng rộng vệ tinh VINASAT

Giảng viên
ên hư
hướng dẫn: T.S ĐẶNG ĐÌNH TRANG
Sinh viên thự
ực hiện
Lớp

: NGUYỄN LINH TRANG

: K16A

Khóa

óa

: 2013-2017

Hệ

: ĐẠI HỌC CHÍNH QUY

Hà Nội,tháng 05/2017


VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

KHOA CN ĐIỆN TỬ - THÔNG TIN

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Họ và tên sinh viên: NGUYỄN LINH TRANG
Lớp: K16A

Khóa: 16 (2013 – 2017)

Ngành đào tạo: Công nghệ Kỹ thuật điện tử, Truyền thông

Hệ đào tạo: ĐHCQ

1/ Tên đồ án tốt nghiệp:
Nghiên cứu kỹ thuật,công nghệ và các dịch vụ mới nhằm khai thác hiệu quả
mạng VSAT- IP băng rộng vệ tinh VINASAT
2/ Nội dung chính của đồ án:
1. Tổng quan về vệ tinh VINASAT-1 và hiện trạng nhu cầu các dịch vụ VSAT.
2. Nghiên cứu kỹ thuật,công nghệ mạng VSAT-IP băng rộng vệ tinh VINASAT.
3. Đề xuất các phương án kỹ thuật triển khai dịch vụ,ứng dụng mới và thử
nghiệm đánh giá kết quả.
3/ Cơ sở dữ liệu ban đầu
4/ Ngày giao đồ án: 10/03/2017
5/ Ngày nộp đồ án: 19/05/2017
TRƯỞNG KHOA

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

(Ký, ghi rõ họ tên)

(Ký, ghi rõ họ tên)


LỜI CẢM ƠN
-=
=≡β&α≡=-Em xin chân thành cảm ơn quí thầy cô đã giúp đỡ em thực hiện đề tài này. Đặc
biệt thầy Đặng Đình Trang đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ, chỉ bảo em trong suốt thời
gian thực hiện khóa luận tốt nghiệp. Đồng thời em cũng xin trân trọng cảm ơn những
tình cảm quí báu mà các thầy cô trong Viện Đai Học Mở đã truyền đạt cho em, những
kinh nghiệm, kỹ thuật và cách thức trong việc xây dựng đề tài này.Và cuối cùng tôi
cũng xin được gửi lời cảm ơn đến gia đình đã luôn luôn động viên, ủng hộ, những người
bạn đã gắn bó, chia sẻ rất nhiều kinh nghiệm và những kiến thức và nhất là trong thời
gian thực hiện đề tài, để đề tài có thể hoàn thành một cách thành công nhất. Tuy nhiên,

do thời gian có hạn nên em không thể phát huy hết những ý tưởng, khả năng hổ trợ của
ngôn ngữ và kỹ thuật lập trình vào đề tài. Trong quá trình xây dựng website, không thể
tránh khỏi những sai xót, mong nhận được sự đóng góp và cảm thông của quí thầy cô và
các bạn.
Em xin chân thành cảm ơn.
Hà Nội , ngày….tháng….năm
Sinh viên thực hiện
Linh Trang


NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
………………………………………………………………………………..…......……
…………………………………………………………………………………..…………
………………………………………………………………………………..……………
………………………………………………………………………………..……………
………………………………………………………………………..……………………
………………………………………………………………………..……………………
………………………………………………………………………..……………………
………………………………………………………………………..……………………
………………………………………………………………………..……………………
………………………………………………………………………..……………………
………………………………………………………………………..……………………
………………………………………………………………………..……………………
………………………………………………………………………..……………………
………………………………………………………………………..……………………
………………………………………………………………………..……………………
………………………………………………………………………..……………………
………………………………………………………………………..……………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………..………………………

……………………………………………………………………..………………………
……………………………………………………………………..………………………
……………………………………………………………………..………………………
……………………………………………………………………..………………………
……………………………………………………………………..………………………
……………………………………………………………………..………………………
………………………Hà Nội , ngày tháng 5 năm 2017
Giáo viên hướng dẫn
(Ký, ghi rõ họ tên)


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ....................................................................................................................... 1
CHƯƠNG I–TỔNG QUAN VỀ VỆ TINH VINASAT-1 VÀ HIỆN TRẠNG NHU
CẦU CÁC DỊCH VỤ VSAT .......................................................................................... 2
1.1. Tổng quan về vệ tinhVINASAT-1 .................................................................... 2
1.1.1. Băng tần C mở rộng: ............................................................................. 3
1.1.2. Băng tầnKu ............................................................................................ 3
1.1.3. Trạm điều khiểnTT&C: ......................................................................... 4
1.1.4. Trạm điều hành khai thác vệ tinh(NOC): .............................................. 5
1.1.5. Trung tâm dịch vụ thu phát sóng vệ tinh (Teleport) .............................. 5
1.2. Hiện trạng nhu cầu các dịch vụ VSAT ............................................................ 6
1.2.1. Nhu cầu thoại......................................................................................... 6
1.2.2.Truy nhập Internet băngrộng.................................................................... 6
1.2.3.Kênh thuê riêng/Mạng riêng ảo (VPN) ..................................................... 6
1.2.4.Trung kế cho mạng di động, tổng đài cố định........................................... 7
1.2.5.Các dịch vụ khác ....................................................................................... 8
CHƯƠNG II: NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT,CÔNG NGHỆ MẠNG VSAT-IP BĂNG
RỘNG VỆ TINH VINASAT ......................................................................................... 9
2.1. Các yêu cầu công nghệ dùng trong hệ thống SkyEdgeII ................................. 9

2.1.1. Mục tiêu xây dựngmạng ........................................................................ 9
2.1.2. Quy mô mạng lưới: ................................................................................ 9
2.1.3. Cấu trúcmạng ...................................................................................... 10
2.1.4. Yêu cầu về công nghệ trạm đầu cuốiUT .............................................. 10
2.1.5. Mô hình cung cấp dịchvụ..................................................................... 11
2.2. Cấu trúc trạm chủ Hub .................................................................................. 11
2.2.1. Anten và khối thiết bị caotần ............................................................... 11
2.2.2. Hệ thống Baseband vàNMS ................................................................. 13
2.3. Trạm UT ......................................................................................................... 14
2.3.1. UT băngKu: ......................................................................................... 14
2.3.2. UT băngC:............................................................................................ 14
2.3.3. VSAT lưuđộng: .................................................................................... 15
2.4.Phương thức truyền dẫn ................................................................................... 15


CHƯƠNG III: ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN KÝ THUẬT TRIỂN KHAI DỊCH
VỤ,ỨNG DỤNG MỚI VÀ THỬ NGHIỆM ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ........................... 17
3.1.

Dịch vụ truy nhập Internet băngrộng .......................................................... 17
3.1.1. Phương án kỹ thuật.............................................................................. 17
3.1.1.1. Cấu trúc trạm Hub/Gateway. ............................................................ 18
3.1.1.2. Cấu trúc trạm VSAT thuêbao: .......................................................... 22
3.1.2. Phương án triển khai thử nghiệm dịch vụ ........................................... 24
3.1.2.1.Quá trình tính toán định cỡ hệ thống và quỹ công suất đường truyền:
................................................................................................................. 24
3.1.2.2. Thử nghiệm: ..................................................................................... 25

3.2.

Dịch vụ Internet Trunking (Internet backhaul) ........................................... 28
3.2.1. Phương án kỹ thuật.............................................................................. 28
3.2.1.1. Cấu trúc trạm Hub/Gateway:............................................................ 31
3.2.1.2.Cấu trúc trạm VSAT dùng cho dịch vụ Internet Trunking .................. 32
3.2.2.Phương án triển khai thử nghiệm dịch vụ .............................................. 33
3.2.2.1.Quá trình tính toán định cỡ hệ thống và quỹ công suất đường truyền:
................................................................................................................. 35
3.2.3. Thửnghiệm: ......................................................................................... 37

3.3.

Dịch vụ trung kế tổngđài .............................................................................. 39
3.3.1. Phương án kỹthuật............................................................................... 42
3.3.1.1. Cấu trúc các trạm VSAT SCPC ........................................................... 43
3.3.1.2. Cấu trúc trạm GatewaySCPC ........................................................... 43
3.3.2. Phương án triển khai thử nghiệm dịchvụ ............................................ 46
3.3.3. Thử nghiệmSCPC ................................................................................ 48

3.4.

Dịch vụ trung kế di động (Mobile Trunking) ............................................... 50
3.4.1. Phương án kỹthuật............................................................................... 53
3.4.1.1. Cấu trúc trạmHub/Gateway .............................................................. 53
3.4.1.2. Cấu trúc trạm VSAT thuêbao: .......................................................... 55
3.4.2. Phương án triển khai thử nghiệm dịchvụ ............................................ 55
3.4.3. Thửnghiệm ........................................................................................... 58

3.5.

Dịch vụ truyền hình MPEG-4 qua vệ tinh ................................................... 61

3.5.1. Phương án kỹthuật............................................................................... 63
3.5.1.1. Cấu trúc hệ thống phát. .................................................................... 66


3.5.1.2. Cấu trúc trạm thuêbao: ..................................................................... 69
3.5.2. Phương án triển khai dịchvụ ............................................................... 69
KẾT LUẬN ................................................................................................................. 72
TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................................ 73


DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1: Hình ảnh vệ tinh VINASAT-1 tại vị trí quỹ đạo 131oE ........................... 2
Hình 1.2: Vùng phủ sóng băng C............................................................................. 3
Hình 1.3: Vùng phủ sóng băng Ku .......................................................................... 4
Hình 1.4: Trung tâm điều khiển TT&C vệ tinh VINASAT-1 ................................... 4
Hình 1.5: Trung tâm Teleport vệ tinh VINASAT-1 tại Bình Dương ....................... 5
Hình 3.1. Nguyên lý hoạt động của hệ thống tăng tốc TCP và HTTP ................... 20
Hình 3.2. Sơ đồ kết nối hệ thống VSAT truy cập Internet băng rộng .................... 21
Hình 3.3. Phương án triển khai thử nghiệm dịch vụ truy cập Internet bẳng rộng
qua vệ tinh .............................................................................................................. 23
Hình 3.4. Tốc độ Download từ FTP tại Hub về VSAT ........................................... 26
Hình 3.5. Độ trễ và tỉ lệ mất gói tin ........................................................................ 27
Hình 3.6. Tốc độ Download/Upload đến Internet .................................................. 28
Hình 3.7: Sơ đồ kết nối hệ thống Internet Trunking qua VSAT ............................ 30
Hình 3.8 Giám sát lưu lượng sử dụng của trạm từ Hub ........................................ 32
Hình 3.9. Phương án triển khai thử nghiệm dịch vụ Internet Trunking ............... 34
Hình 3.10. Yêu cầu tài khoản truy nhập của Radius ............................................. 37
Hình 3.11. Giám sát lưu lượng sử dụng của trạm từ Hub ..................................... 38
Hình 3.12. Tốc độ Download từ FTP tại Hub về PC ở Hotspot ............................. 39
Hình 3.13. Sơ đồ cấu hình hệ thống mạng SCPC cung cấp dịch vụ trung kế tổng

đài ........................................................................................................................... 41
Hình 3.14. Cấu trúc trạm VSAT SCPC .................................................................. 43
Hình 3.15. Cấu trúc trạm Gateway SCPC .............................................................. 44
Hình 3.16. Phương án thử nghiệm đường truyền vệ tinh theo phương
thức SCPC .......................................................................................................... 46
Hình 3.17. Kết quả thử nghiệm SCPC với giao thức UDP..................................... 49
Hình 3.18. Kết quả thử nghiệm SCPC với giao thức TCP ..................................... 49
Hình 3.19. Sơ đồ kết nối hệ thống cung cấp dịch vụGSM-Trunking................ 52
Hình 3.20 Độ trễ và tỉ lệ mất gói qua mạng VSAT băng rộng ............................... 59
Hình 3.21. Giám sát lưu lượng tuyến GSM Trunking từ Hub. .............................. 60
Hình 3.22. Sơ đồ hệ thống truyền hình số vệ tinh .......................................... 62
Hình 3.23: Sơ đồ kết nối hệ thông thu và lưu trữ tín hiệu ................................ 64


CÁC TỪ VIẾT TẮT
AAA

Authentication, Authorization,

Các thủ tục quản lý việc đăng nhập,

Accounting

cấp phép... của hệ thống Radius.

ACK

Acknowledgment

Bản tin xác nhận

ADSL

Field Significant
Asymatric Digital Subcribe Line Đường thuê bao số bất đối xứng

ATA

Analog Telephone Adapter

Bộ điều phối thoại

BSC

Base Station Controller

Hệ thống điều khiển trạm gốc

BTS

Base Transceiver System

Trạm thu/phát gốc

BUC

Block Up-Converter

Bộ đổi tấn

DAMA

Demand

Đa truy nhập gán theo yêu cầu

DDN

Multiple Access
Data Domestic Network

Mạng trục số liệu quốc gia

DLA

Dynamic Link Allocation

Phân bổ đường truyền linh hoạt

DTH

Direct-To-Home

Truyền trực tiếp tới tận nhà

DVB

Digital Video Broadcasting

Tiêu chuẩn truyền hình số

FE

Fast Ethernet

Giao diện Ethernet tốc độ 100Mbps

FLP

Forward Link Processor

Bộ xử lý tuyến Forward

FTP

File Transfer Protocol

Giao thức truyền file

GE

Gigabit Ethernet

Giao diện Ethernet tốc độ Gbps

GRE

Generic Routing Encapsulation

Giao thức định tuyến chung và

GNC

Gateway

HTTP

Management Center
Hyper Text Transfer Protocol

Giao thức truyền siêu văn bản

IDU

Indoor Unit

Thiết bị trong nhà

IP

Internet Protocol

Giao thức Internet

Assinged

chuyển mạch lớp 3.
Network Trung tâm quản lý mạng và trạm cổng

&

L2TP

Giao thức định tuyến

LAN

Local Area Network

Mạng nội bộ

LNB

Low Noise Block

Bộ khuếch đại ít tạp âm

MDU

Multi Dwelling Unit

Thiết bị hỗ trợ nhiều người sử dụng

MF-

Multi

TDM
MSC

Division Multiple Access
Mobile Switching Center

tần số
Trung tâm chuyển mạch di động

MTU

Multi Tenant Unit

Thiết bị hỗ trợ đa truy nhập

Frequency

-

Time

Đa truy nhập phân theo thời gian và


MUX
NGN

Multiplexer
Next Generation Network

Thiết bị ghép kênh
Mạng thế hệ mới

NM

Network Management

Quản lý mạng

NMS

Network

Hệ thống quản lý mạng

NSO

National Service Operator

Nhà khai thác dịch vụ quốc gia

NSP

National Service Provider

Nhà cung cấp dịch vụ quốc gia

ODU

Outdoor Unit

Thiết bị ngoài trời

OFDM

Orthogonal

PAP

Management

Frequency

Ghép kênh trực giao theo tần số

Division Multiplexing

PDA

Personal Digital Assistance

Thiết bị trợ giúp kỹ thuật số cá nhân

POP

Point of Presence

Điểm hiện diện
Giao thức định tuyến

PPTP
QoS

Quality of Service

Chất lượng dịch vụ

RCS

Return Channel via Satellite

Kênh hướng về qua vệ tinh

RRM

Radio

Quản lý tài nguyên tần số

SCC

Satellite Controlling Center

Trung tâm điều khiển vệ tinh

SCPC

Single Channel Per Carrier

Đơn kênh trên sóng mang

SI

STAR Interface

Giao diện STAR

SMTP

Simple

SP

Service Provider

TCP

Transmission

TCPA

TCP Accelerator

Bộ gia tốc TCP

TI

TOLL Interface

Giao diện TOLL

TPC

Turbo Product Code

Kỹ thuật mã hoá Turbo

UDP

User DataGram Protocol

Giao thức số liệu hướng người sử

UT

User Terminal

Thiết bị đầu cuối

VDC

Video Conference

Truyền hình hội nghị

VoD

Video on Demand

Truyền hình theo yêu cầu

VPN

Virtual Private Network

Mạng riêng ảo

VSAT

Very

Trạm mặt đất cỡ nhỏ

WiFi

Wireless Fidelity

Tiêu chuẩn truy nhập không dây

WLAN

Wide LAN

Mạng diện rộng

xDSL

x over DSL

Dịch vụ (x) truyền qua DSL

Resource

Mail

Small

Transfer

Giao thức truyền mail
Nhà cung cấp dịch vụ

Control

Apature

Giao thức điều khiển truyền dẫn


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

MỞ ĐẦU
Cùng với nhu cầu thông tin ngày càng gia tăng trong xu thế kinh tế hội nhập
toàn cầu, nhu cầu sử dụng dịch vụ vệ tinh liên tục tăng với tốc độ nhanh và ngày càng
đa dạng. Số lượng vệ tinh thông tin ở các khu vực trên thế giới tăng lên nhanh chóng.
Bên cạnh những cường quốc và các nước phát triển như Mỹ, Nga, Pháp, Nhật đã có hệ
thống vệtinh thông tin từ những thập kỷ 60, đến nay những quốc gia đang phát triển
như Thái Lan, Ấnđộ, Inđônesia, Malaysia cũng đã sở hữu tối thiểu từ 1 đến 2 hệ thống
vệ tinh thông tin phục vụ nhucầuthôngtintrongnước,khuvựcvàquốctế.
Các loại hình dịch vụ ứng dụng vệ tinh cũng không ngừng được mở rộng, từ
chỗ chỉ tập trung phục vụ một số đối tượng khách hàng nhất định nay các dịch vụ đã
phổ biến toàn xã hội trong và ngoài lãnh thổ quốc gia như: Truyền hình quảng bá, viễn
thông thông tin, giáo dục, y tế, giải trí... Đặc biệt, những năm gần đây chứng kiến tốc

độ tăng trưởng kỷ lục của hai loại ứng dụng qua vệ tinh là Internet (100%/năm) và
truyền hình giải trí, chúng sẽ tiếp tục là những loại dịch vụ ứng dụng mũi nhọn trong
những năm tới. Sự bùng nổ về nhu cầu đối với các ứng dịch thông tin vệ tinh đã làm
cho số lượng các hãng khai thác dịch vụ vệ tinh trên thế giới tăng nhanh, số lượng các
hãng khai thác đã tăng gấp hai lần so với thập kỷ 80, do vậy, cạnh tranh trong lĩnh vực
này càng trở nên gaygắt.
Do khả năng đặc thù là vùng dịch vụ rộng lớn, thông tin vệ tinh được sử dụng
chorất nhiều loại hình dịch vụ, tuy nhiên dịch vụ quảng bá qua vệ tinh và các dịch vụ
cung cấp qua hệ thống mạng VSAT hứa hẹn là vẫn là các dịch vụ thu lại nhiều lợi
nhuận và có ưu thế vượt trội nhất so với các dịch vụ khác cung cấp qua các mạng
thông tin viễn thông trên mặtđất.
Đồ án này sẽ trình bày những tóm lược những dịch vụ mới được đưa ra thị
trường của các nhà cung cấp dịch vụ cũng như công nghệ và thiết bị của các nhà sản
xuất đang sử dụng trong lĩnh vực truyền hình quảng bá qua vệ tinh.

GVHD: T.S ĐẶNG ĐÌNH TRANG1

SVTH : NGUYỄN LINH TRANG


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

CHƯƠNG I–TỔNG
NG QUAN V
VỀ VỆ TINH VINASAT-1 VÀ HIỆN
N TRẠNG
TR
NHU
CẦU CÁC DỊCH VỤ VSAT
1.1.

Tổng quan về vệệ tinhVINASAT
tinhVINASAT-1
-

Vị trí quỹ đạo:Vệ
đạo:V tinh VINASAT-1 sẽ hoạt động tại vịị trí qu
quỹ đạo địa hình
ở 1320E

-

Thời gian sống:
ống: Thời gian cung cấp dịch vụ từ 15 – 20năm.
ăm.

-

Dung lượng
ng thi
thiết kế: Vệ tinh được thiết kế gồm
m 20 bộ phát đáp hoạt
động(08 bộ
ộ băng
bă tần C mở rộng,12 bộ băng tầnn Ku) vvới băng thông
36Mhz/1 bộ,08
ộ,08 bộ
b phát đáp dự phòng(04 bộ băng
ng Ku,04 bộ
b băng C mở

rộng.

-

Vùng phủ sóng băng
b
Ku: Việt Nam, Lào,
ào, Campuchia, Thái Lan và một
m
phần
n Myanmar.

-

Vùng phủ sóng bbăng C: Việt Nam, Lào, Campuchia, Đông Nam Á, Đông
Trung Quốc,
ốc, Triều
Tri Tiên, Ấn Độ, Nhật Bản và Australia.

-

Vệ tinh, thiết
ết bị trạm điều khiển vệ tinh: do hãng
ãng Lockheed Martin (Mỹ)
cung cấp

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

GVHD: T.S ĐẶNG ĐÌNH
ÌNH TRANG

TRANG2

SVTH : NGUYỄN
N LINH TRANG


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
1.1.1. Băng tần C mở rộng:

Phân bổ tần số băng C:
- Tần số phát Tx hoạt động trong dải từ 6.425 - 6.725 MHz, sử dụng phân
cực tuyếntínhcảhaihướngĐứng(Vertical)vàNgang(Horizontal).
- Tần số thu Rx hoạt động trong dải từ 3.400 - 3.700 MHz, sử dụng cả hai

phân cực Ngang vàĐứng.

Hình 1.2: Vùng phủ sóng băng C
1.1.2. Băng tầnKu

Phân bổ tần số băng ku
-

TầnsốphátTxhoạtđộngtrongdảitừ13.750–13.990MHzvà14.255–

14.495

MHz, chỉ sử dụng cả một phân cực tuyến tính hướng Đứng (Vertical).
-

Tần số thu Rx hoạt động trong dải từ 10.950 – 11.200 MHz và 11.450 –

11.700 MHz,chỉsửdụngmộtphâncựctheohướngNgang(Hoizontal)

GVHD: T.S ĐẶNG ĐÌNH TRANG3

SVTH : NGUYỄN LINH TRANG


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Hình 1.3: Vùng phủ
ph sóng băng Ku
1.1.3. Trạm điều
ều khi
khiểnTT&C:

Sử dụng anten 11m làm việc
vi ở băng tần C, chức năng
ng chính củ
của trạm:
-

Điều khiển,
n, giám sát, duy trì
tr sự hoạt động ổn định của
ủa vệ tinh Vinasat-1

trên quỹđạo;
-

Cung cấpp tín hi

hiệu thu cao tần băng tần C cho NOC, để giám sát chất

lượng dịch vụ cungcấp.

Hình 1.4: Trung tâm điều khiển TT&C vệ tinh VINASAT--1
GVHD: T.S ĐẶNG ĐÌNH
ÌNH TRANG4
TRANG

SVTH : NGUYỄN
N LINH TRANG


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

1.1.4. Trạm điều
ều hành
h
khai thác vệ tinh(NOC):

Sử dụng
ng anten 9m làm
l việc với vệ tinh Vinasat-1 băng tầnn Ku, ch
chức năng
chính của trạm:
-

Giám sát chấất lượng dịch vụ cung cấpp cho khách hhàng qua vệ
tinhVINASAT-1
tinhVINASAT trên cả 02 băng tần C và Ku.

-

Làm Teleport cho mạng
m
VSAT-IP băng rộng vệ tinh VINASAT
VINASAT-1.

1.1.5. Trung tâm dịch
d
vụ thu phát sóng vệ tinh (Teleport)
- Teleport là trạm
ạm mặt
m đất cỡ lớn có khả năng
ng thu phát nhiều ứng dụng khác
nhau như truyền dẫẫn phát sóng truyền hình,
ình, kênh thuê riêng VSAT PAMA,
mạng VSAT... Để phục
ph vụ khai thác và sử dụng hiệu quảả vệệ tinh VINASA
VINASAT,
VNPTI đã xây dựng
ựng 2 Teleport ở 2 Trung tâm thông tin vệệ tinh Qu
Quế Dương và
Bình Dương.
-

Dương: bao gồm 1 anten băng C 6,3m và bbăng Ku 6,3m,
Teleport Quếế D

được trang bị phần

ần phát (uplink) để có khả năng phát bão
ão hoà 22-3 phát đáp trên
mỗi phân cực.
-

Teleport Bình Dương:
D
bao gồm 1 anten băng C 7,2m, vàà 1 anten Ku 3,8m,

phần uplink để có khả năng phát bão hoà 1 phát đáp.

Hình 1.5: Trung tâm Teleport vệ
v tinh VINASAT-1 tại Bình Dươ
ương
GVHD: T.S ĐẶNG ĐÌNH
ÌNH TRANG5
TRANG

SVTH : NGUYỄN
N LINH TRANG


1.2. Hiện trạng nhu cầu các dịch vụ VSAT
1.2.1. Nhu cầu thoại
- Điện thoạitrên nền IP (VoIP) là dịch vụ đang ngày càng được sử dụng rộng rãi
do tính thuận tiện và giá cước rẻ. Dịch vụ VoIP qua vệ tinh rất phù hợp cho các vùng xa
xôi hẻo lánh, hay các công ty, tổ chức có mạng lưới các chi nhánh nằm rải rác khắp mọi
miền của đất nước:
- Tình hình triển khai điện thoại nông thôn:
o Tổng số xã cả nước: 9.039 xã;

o Tổng số xã hiện nay đang sử dụng VSAT: gần 400 xã ;
o Tình hình tăng trưởng lưu lượng thoại qua mạng VSAT hàng năm tăng
khoảng 20%-30%.
1.2.2.Truy nhập Internet băngrộng
-

Mặc dù dịch vụ truy cập Internet băng rộng theo phương thức

ADSL/FTTHđang phát triển rất mạnh tại Việt Nam, dịch vụ ADSL/FTTH mới chỉ
triển khai được ở một số tỉnh, thành phố có mật độ người sử dụng cao, hơn nữa
phạm vi cung cấp dịch vụ lại bị hạn chế bởi cự ly đường truyền từ điểm hiện diện
(POP) của nhà cung cấp dịch vụ tới địa điểm của thuê bao (thông thường < 2 Km).
Do vậy, hiện nay có rất nhiều yêu cầu đăng ký sử dụng dịch vụ của khách hàng
không đáp ứng được.
-

Dịch vụ truy cập Internet băng rộng qua vệ tinh, với kích thước trạm đầu

cuối nhỏ gọn, nguồn tiêu thụ thấp, triển khai lắp đặt và cung cấp dịch vụ nhanh
(trong vòng khoảng 2 tiếng) và nhất là giá cả và chất lượng có thể sánh ngang với
các dịch vụ xDSL, thậm chí FTTH, sẽ là giải pháp lựa chọn tốt nhất để đáp ứng kịp
thời nhu cầu về dịch vụ Internet băng rộng hiện nay và trong tương lai. Trong đó
thuê bao Internet truy nhập ở cấu hình tải lớn (2Mbps/512Kbps) dự kiến chiếm
20%, tải trung bình (1Mbps/256Kbps) chiếm 40%, tải nhỏ (256Kbps/128Kbps)
chiếm40%.

1.2.3.Kênh thuê riêng/Mạng riêng ảo (VPN)
GVHD: T.S ĐẶNG ĐÌNH TRANG6

SVTH : NGUYỄN LINH TRANG

Kinh doanh thương mại điện tử ở Việt Nam đang phát triển rất mạnh. Bên cạnh đó,
chúng ta có các chủ trương về điện tử hoá các hoạt động quản lý, giao dịch từ trung
ương đến địa phương, các nhu cầu về hiện đại hoá mạng giao dịch của các ngân hàng,
hãng hàng không, khí tượng thuỷ văn, mạng lưới bán lẻ xăng dầu... Qua việc khảo sát
và tiếp xúc với một số Ngân hàng ADB, Ngân hàng Đầu tư và Phát triển Việt nam,
Ngân hàng Nông nghiệp và Phát triển nông thôn Việt nam... mạng lưới giao dịch hiện
nay của các Ngân hàng còn rất nhiều các Điểm giao dịch liên lạc về Trung tâm với độ
rất chậm, chất lượng kém do đường truyền phải qua nhiều chặng... Ngoài ra, Tổng cục
Khí tượng Thuỷ văn, các công ty dầu khí... cũng đều đang có nhu cầu nâng cấp và mở
rộng mạng lưới liên lạc. Thiết lập mạng riêng qua hệ thống thông tin vệ tinh băng rộng
với nhiều ưu điểm như: thiết lập mạng nhanh, dễ dàng nâng cấp và mở rộng mạng lưới
mà không làm gián đoạn liên lạc, tốc độ đường truyền cao và đa dạng tuỳ thuộc vào
nhu cầu kết nối của khách hàng... và hệ thống thông tin vệ tinh băng rộng sẽ là một giải
pháp dự phòng tốt nhất cho các hệ thống mạng riêng hiện có trên đất liền.
1.2.4.Trung kế cho mạng di động, tổng đài cố định
Số người sử dụng điện thoại di động ở Việt Nam đang có sự tăng trưởng mạnh. Tuy
nhiên, việc mở rộng mạng lưới phủ sóng di động tới mọi miền tổ quốc nhất là các vùng
xa, biên giới, hải đảo, các điểm tham quan du lịch... luôn là một bài toán khó cho các
nhà cung cấp dịch vụ, cả về phương án kỹ thuật và hiệu quả kinh doanh. Giải pháp mở
rộng vùng phủ sóng di động qua việc thiết lập các trung kế nối giữa trạm BTS, các
tổng đài nội hạt vệ tinh ở các vùng sâu vùng xa... với hệ thống chuyển mạch di động
trung tâm (MSC, MSC), tổng đài host bằng đường truyền vệ tinh sẽ là giải pháp nhanh
nhất được lựa chọn để đáp ứng kịp thời nhu cầu liên lạc của các thuê bao.

GVHD: T.S ĐẶNG ĐÌNH TRANG7

SVTH : NGUYỄN LINH TRANG

1.2.5.Các dịch vụ khác
Các dịch vụ khác như: truyền hình hội nghị, truyền hình theo yêu cầu, đào tạo từ xa…
là các dịch vụ gia tăng trên nền IP băng rộng, nhu cầu sử dụng dịch vụ không nhiều và
không thường xuyên.

GVHD: T.S ĐẶNG ĐÌNH TRANG8

SVTH : NGUYỄN LINH TRANG


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
CHƯƠNG II: NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT,CÔNG NGHỆ MẠNG VSAT-IP
BĂNG RỘNG VỆ TINH VINASAT
2.1. Các yêu cầu công nghệ dùng trong hệ thống SkyEdgeII
2.1.1. Mục tiêu xây dựngmạng

Mạng VSAT-IP băng rộng vệ tinh VINASAT thế hệ mới SkyEdge II được
xây dưng để đáp ứng mục tiêu sau:
-

Thay thế mạng VSAT/DAMA, VSAT/PAMA của VNPT hiệntại.

-

Đáp ứng nhu cầu sử dụng băng tần Vinasat của các đơn vị thành viên
thuộc VNPT.

-

ĐápứngnhucầukinhdoanhdịchvụVSAT-IPchocácđốitượngkháchhàng.

-

Mạng VSAT-IP băng rộng vệ tinh VINASAT sẽ cung cấp các dịch vụ
chính sau:
+ Internet
+ ThoạiVoIP
+ MạngVPN
+ Trung kế tổng đài, diđộng.

2.1.2. Quy mô mạng lưới:

Với các mục tiêu nêu trên các hạng mục đầu tư để xây dựng mạng VSAT băng
rộng bao gồm:
-

Trang bị trạm chủ (Hub) tại Quế Dương có khả năng phát triển tới hơn

5000 trạm VSAT
-

TrangbịtrạmcổngGatewaytạiBìnhDương.

-

Trang bị trạm VSAT với số lượng ban đầu dự kiến 500 trạm; các trạm

VSAT tiếp theo sẽ mua theo giai đoạn phù hợp với nhu cầu phát triển thựctế.
-

Trang bị các thiết bị phụ trợ như nguồn điện, ATA, IP/Converter... để

triển khai các trạm VSAT với các ứng dụng khá nhau: thoại/fax, trung kế di động;
tổngđài...
-

Bổ sung thiết bị truyền hình MPEG-4, anten lưu động tự bám để phục

vụ phát hình, các nhu cầu đột xuất từ các khách hàng củaVNPT.

GVHD: T.S ĐẶNG ĐÌNH TRANG9 SVTH : NGUYỄN LINH TRANG


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
2.1.3. Cấu trúcmạng

Hệ thống gồm có trạm chủ Hub, trạm cổng Gateway và các trạm VSAT thuê bao
(User terminal - UT). Sơ đồ cấu hình mạng tổng thể bao gồm:
-

Trạm Hub được xây dựng tại Trung tâm thông tin vệ tinh Quế

Dương đóng vai trò trạm chủ hoạt động ở băng tần C và Ku, kiểm soát quá trình truy
nhập mạng của các thuê bao, có khả năng mở rộng để cung cấp các ứng dụng dịch vụ
với tốc độ đường truyền và băng thông lớn.
-

Từ Quế Dương Hub được kết nối với các mạng dịch vụ tại ITMC/C2

bằng truyền dẫn quang thông qua Router 7609. Hệ thống ứng dụng dịch vụ sử dụng
chung cơ sở hạ tầng mạng VSAT-IP băng rộng iPSTAR như thiết bị điều khiển cuộc
gọi (Call Manager), thiết bị quản lý băng thông (Bandwidth Manager).
-

Trạm Gateway được xây dựng tại Trung tâm thông tin vệ tinh Bình

Dương với dung lượng hạn chế (NxE1), trạm hoạt động ở băng tần C mở rộng. Từ
Bình Dương thông qua tuyến truyền dẫn SDH, Gateway kết nối với các mạng
VPN/MPLS tại TP.HCM để cung cấp các dịch vụ trên địa bàn khu vực phíaNam.
-

Trạm VSAT thuê bao (User terminal - UT) gồm 02 loại: UT băng Ku

hoạt động theo mô hình mạng Star và UT băng C mở rộng hoạt động theo mô hình
mạng hỗn hợp (Star vàMesh).
2.1.4. Yêu cầu về công nghệ trạm đầu cuốiUT

Mạng VSAT-IP băng rộng vệ tinh VINASAT với đặc điểm vừa hoạt động ở
băng tần C mở rộng và Ku, đáp ứng các yêu cầu về công nghệ sau:
-

Mạng có cấu trúc làm việc theo mô hình mạng hỗn hợp Mesh vàStar.

-

Sử dụng phương thức truy nhập TDM/TDMA, MF-TDMA kết hợp kỹ

thuật điều chế QPSK và8SPK.
-

Các luồng dữ liệu được mã hoá TPC (Turbo Product Codes) để tăng

hiệu quả sử dụng đườngtruyền.
-

Sử dụng công suất phát và cơ chế phân bổ băng thông linh hoạt dựa trên

đặc điểmlưulượngtừngkháchhàng.
-

Cung cấp các kết nối với các tốc độ khác nhau, có khả năng nhảy tần để
tối ưu vềtốcđộđườngtruyềnvàhiệuquảsửdụngbăngtần.

-

Có chức năng QoS, SLA để quản lý và giám sát chất lượng dịch vụ,

GVHD: T.S ĐẶNG ĐÌNH TRANG10 SVTH : NGUYỄN LINH TRANG


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
cung cấp khả năng dùng chung Hub cho các mạng VPN khácnhau.
2.1.5. Mô hình cung cấp dịchvụ
-

Cũng như mạng VSAT-IP băng rộng vệ tinh iPSTAR, mạng SAT-IP băng

rộng vệ tinh VINASAT cung cấp các dịch vụ như thoại VoIP, Internet, VPN,
GSM-Trunking ... Tuy nhiên các dịch vụ này được phân bổ hợp lý hơn dựa trên

yêu

cầu

về

chất

lượng

dịch

vụcũngnhưyêucầuthiếtlậpđườngtruyềncụthểchokháchhàng:
-

Dịch vụ VoIP, Internet, VPN, Truyền hình MPEG4 sẽ được bố trí hoạt

động ở băng tầnKu.
-

Các dịch vụ có yêu cầu chất lượng cao như trung kế di động/tổng đài,

mạng dùng riêng sẽ được bố trí hoạt động ở băng tần C mở rộng. Kênh sẽ được
thiết lập theo các phương ánsau:
+ UT liên lạc trực tiếp UT: kết nối kiểu điểm - điểm, phù hợp với đối
tượng khách hàng thuê kênh đơn lẻ;
+ UT liên lạc với trạm Hub: kiểu kết nối điểm – đa điểm, phục vụ khách
hàng khu vực phía Bắc có nhu cầu thuê kênh từ chi nhánh về trụ sở
chính nhưng trụ sở chính không bố trí được vị trí lắp đặt anten;
+ UT liên lạc với trạm Gateway: kết nối kiểu điểm – đa điểm, phục vụ

khách hàng khu vực phía Nam có nhu cầu thuê kênh từ chi nhánh về
trụ sở chính nhưng trụ sở chính không bố trí được vị trí lắp đặt anten.
2.2. Cấu trúc trạm chủ Hub
-

Trạm Hub hoạt động ở băng tần C mở rộng (2 phân cực) và Ku, có cấu

hình đầy đủ bao gồm Anten, hệ thống cao tần (RF), hệ thống xử lý tín hiệu băng
tần gốc (Baseband); hệ thống quản lý mạng(NMS).
-

Hệ thống trang thiết bị của Trạm Hub bao gồm các khối chức năng

chính gồm có: Antenna; Khối thu phát cao tần; Khối các thiết bị giao tiếp và xử lý
tín hiệu băng gốc (Baseband); Hệ thống quản lý mạng(NMS).
2.2.1. Anten và khối thiết bị caotần
-

Anten và Khối thu phát cao tần của trạm Hub sử dụng chung anten và

thiết bị cao tần của trạm NOC, toàn bộ phần này đã được trang bị trong dự án
GVHD: T.S ĐẶNG ĐÌNH TRANG11 SVTH : NGUYỄN LINH TRANG


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NOC với chỉ tiêu kỹ thuật cơbản:
-

Anten : gồm 1 anten băng C và 1 anten băng Ku, cả 2 anten này có

đường kính 6.3m. Anten băng C làm việc với 2 phân cực, phân cực đứng và phân
cựcngang
Chỉ tiêu kỹ thuật

Antenna băng C mở rộng

Antenna băng Ku

Tần số phát

5,850 - 6,725 GHz

13,75 – 14,5 GHz

Tần số thu

3,4 – 4,2 GHz

10,70 – 12,75 GHz

Độ tăng ích phát (dBi)

50

57

Độ tăng ích thu (dBi)

46

55

G/T danh định (dB/K)

28

34

-

Anten và hệ thống cao tần RF sử dụng chung thiết bị của dự án NOC.

-

Hệ thống Baseband và NMS được lắp đặt tại đài thông tin vệ tinh mặt

đất HAN-1A có vị trí khá xa NOC (khoảng 300m), do vậy Baseband và RF không
thực hiện được kết nối trực tiếp mà được thực hiện kết nối gián tiếp qua tuyến
truyền dẫn quang qua thiết bị biến đổiquang-điện.
-

Tương tự Gatewaymạng VSAT băng rộng iPSTAR hiện đang khai thác,

từ

Quế

DươngtrạmHUBđượckếtnốiquatuyếntruyềndẫnquangvềITMC/C2thôngquaRouter
trục tới các mạng ứng dụng dịch vụ của VNPT hiệncó.
-

Thiết bị cao tần được trang bị đồng bộ bao gồm: HPA; LNA; Up/Down

Converter trong đó HPA sử dụng cho băng C có công suất phát 750W; HPA sử
dụng cho băng Ku có công suất phát 300W. Hệ thống thiết bị thu, phát được trang
bị có khả năng phát bão hoà 2-3 phát đáp trên mỗi phâncực.
-

Ngoài chức năng giám sát khai thác băng tần vệ tinh VINASAT, NOC

còn được thiết kế để thực hiện chức năng Teleport cho các dịch vụ truyền hình,
VSAT… kết nối NOC với các mạng dịch vụ này ở tần số trung gianL-Band.

GVHD: T.S ĐẶNG ĐÌNH TRANG12 SVTH : NGUYỄN LINH TRANG


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

2.2.2. Hệ thống Baseband vàNMS
-

Khác với hệ thống thiết bị cao tần và anten đã được trang bị trong dự án

NOC, Baseband và NMS được trang bị mới. Hoạt động của Baseband và NMS
được diễn giải qua các khối thiết bị cơ bảnsau:
o Core router: Thực hiện chức năng định tuyến các gói tin IP giữa các
thiết bị mạng trong Hub và kết nối với mạng dịch vụ phía ngoài.
o TCP Accelerator: Tối ưu hóa tốc độ truyền dẫn giao thức TCP/IP
thông qua vệ tinh.
o Modulator/Transmitter: Đóng gói, mã hóa, điều chế dữ liệu tuyến

phát lên vệ tinh (Outbound). Các khối thiết bị này hoạt động theo cấu
hình N+1 để đảm bảo tính ổn định của hệ thống.
o Demodulator/Receiver: Xử lý dữ liệu nhận được từ các UT thông
qua vệ tinh (Inbound), đồng thời tiến hành giải điều chế và giải mã,
chuyển đổi dữ liệu nhận được thành các gói tin định dạng IP và
chuyển tới Core Router định tuyến đi các hướng. Các khối thiết bị
này cũng được trang bị với cấu hình dự phòng N+1.
o GPS Receiver: Cung cấp tần số chuẩn và tín hiệu đồng bộ cho hệ
thống.
o NMS: Cho phép người khai thác giám sát và điều khiển sự hoạt động
của toàn mạng, bao gồm chức năng điều khiển truy nhập, quản lý tài
nguyên, quản lý cấu hình, quản lý lỗi, quản lý chất lượng dịch vụ và
phân bổ dung lượng cho các trạm UT.
o Trạm Hub đóng vai trò trạm chủ, hoạt động ở băng tần C mở rộng và
Ku với quy mô phục vụ tới 5000 UT
o Baseband kết nối với thiết bị cao tần của NOC ở dải tần số trung
gian L-Band theo các tuyến riêng biệt phù hợp với băng tần làm việc
(C và Ku) và phân cực ( phân cực đứng và phân cực ngang ) của vệ
tinh.
o Baseband và NMS được thiết kế theo cấu trúc mở, có khả năng làm

GVHD: T.S ĐẶNG ĐÌNH TRANG13 SVTH : NGUYỄN LINH TRANG


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
việc với nhiều bộ phát đáp.
o Trạm VSAT với quy mô đầu tư là 1300 trạm băng Ku; 200 trạm
băng C được bố trí hoạt động qua trạm Hub và Gateway. Dung
lượng thiết kế mỗi băng tần:
o Kết nối giữa Hub và UT ở băng tần C theo mô hình mạng hỗn hợp

Mesh/Star, kết nối giữa trạm Hub và UT ở băng tần Ku theo mô hình
mạng Star.
o NMS cung cấp giao diện đồ hoạ (GUI), cho phép phân cấp, phân
quyền quản lý mạng, hỗ trợ khả năng truy nhập hệ thống quản lý
mạng từ xa, đảm bảo chống truy nhập trái phép và an ninh mạng.
2.3. Trạm UT

Các trạm VSAT (UT) bao gồm 3 phần chính: anten, thiết bị ngoài trời (ODU Outdoor Unit) và thiết bị trong nhà (IDU - Indoor Unit). UT có các đặc điểm chung
cụ thể như sau:
Sử dụng công suất phát, các phương pháp điều chế và truy cập vệ tinh

-

linh hoạt, cho phép phân bổ băng thông hợp lý dựa trên đặc điểm lưu lượng khách
hàng.
-

Giao diện mạng 10/100 (RJ45), USB.

-

Hỗ trợ các giao thức UDP/TCP/IP; MAC; NAT; IP Routing; H.323.

-

Nguồn điện cung cấp: 240 VAC.

2.3.1. UT băngKu:
-

Hoạt động với cấu hìnhStar.

-

Anten:1,2m

-

BUC:2W

-

Tốcđộđườngtruyềnhướngphátđạttới2Mbps

-

Tốcđộđườngtruyềnhướngthuđạttừ2-4Mbps

2.3.2. UT băngC:
-

Hoạt động với cả 2 cấu hình Star.

-

Anten: 3mét

-

BUC: 5W

-

Tốcđộđườngtruyềnhướngphátđạttới512Kbps

GVHD: T.S ĐẶNG ĐÌNH TRANG14 SVTH : NGUYỄN LINH TRANG


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
-

Tốcđộđườngtruyềnhướngthuđạttừ2-4Mbps

2.3.3. VSAT lưuđộng:
-

Hoạt động với cấu hìnhStar.

-

Sử dụng Anten tự bám gắn trên ô tô đường kính 1.2m băng tần Ku, phục

vụ các nhu cầu thông tin lưu động, các sự kiện đặc biệt, đột xuất cần triển khai
nhanh, công tác ứng cứu thông tin trong phòng chống lụtbão.
-

BUC: 5W.

-

Tốcđộđườngtruyềnhướngphátđạttới2Mbps.

-

Tốcđộđườngtruyềnhướngthuđạttừ2-4Mbps.

-

Xe ôtô chuyên chở thiết bị, gắn anten VSAT. Xe là loại 2 cầu có thể di

chuyển trên địa bàn rừng núi, trơnlầy.
2.4.Phương thức truyền dẫn
Cần trang bị Router với dung lượng đủ lớn, lắp đặt tại ITMC2/142ĐBP để thực
hiện chức năng kết nối trung gian giữa các mạng:
-

Kết nối với Mạng VPN/MPLS của VzB giao diện FE.

-

Kết nối với Mạng MAN Bưu điện TP.HCM giao diện GE.

-

Kết nối với Mạng KTR giao diện E1.

-

Kết nối với Trạm Gateway Bình Dương giao diện STM-1 điện.

-

Như đã trình bày ở phần cấu hình hệ thống, tương tự như mạng VSAT-

IP băng rộng vệ tinh iPSTAR hiện đang khai thác, trạm Hub cũng được kết nối với
Router trục, thông qua Router trục tới mạng VoIP; NGN ... sử dụng chung thiết bị
Call Manager; Packet Shaper hạ tầng mạng VSAT băng rộng vệ tinh iPSTAR. Với
việc sử dụng chung hạ tầng thiết bị ứng dụng dịch vụ nên đầu số 996xxxyy và
997xxxyy đang sử dụng cho thoại VoIP mạng VSAT-IP băng rộng vệ tinh iPSTAR
cũng được dùng cho mạng VSAT-IP băng rộng vệ tinh VINASAT. Thiết bị Router
7609, Call Manager, Packet Shaper đang khai thác có tính năng và cấu hình cụ thể
như sau:
• Cisco Router trục:
-

Vai trò của Cisco Router trục: Router trục kết nối mạng VSAT băng rộng với
các mạng dịch vụ, thực hiện chức năng định tuyến và hỗ trợ các giao thức kết

GVHD: T.S ĐẶNG ĐÌNH TRANG15 SVTH : NGUYỄN LINH TRANG