Nghiên cứu và thiết kế mạng thông tin vệ tinh ứng dụng công nghệ ghép kênh frame relay sử dụng thiết bị memotec

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI KHOA ĐIỆN TỬ – VIỄN THÔNG  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài: Nghiên cứu thiết kế mạng thông tin vệ tinh ứng dụng công nghệ ghép kênh Frame Relay sử dụng thiết bị Memotec Thầy giáo hướng dẫn Cán hướng dẫn Sinh viên thực Lớp : : : : Hà Nội 05/2005 Bộ Giáo Dục Và Đào Tạo Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội  Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam Độc lập - Tự - Hạnh phúc  Khoa: Điện tử – Viễn thông Ngành:  NHIỆM VỤ THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP Họ tên: Tổ: Lớp: Chuyên ngành: Hệ đào tạo: Đầu đề thiết kế Các số liệu ban đầu Nội dung thành phần thuyết minh toán Các vẽ đồ thị(ghi rõ loại vẽ, kích thước vẽ) CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: Phần: Họ tên cán bộ: Ngày giao nhiệm vụ: Ngày hoàn thành nhiệm vụ: Ngày tháng năm 2005 CHỦ NHIỆM KHOA (Ký, ghi rõ họ tên) CÁN BỘ HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ (Ký, ghi rõ họ tên) Kết điểm, đánh giá: Quá trình: Điểm duyệt: Bảo vệ: Tổng hợp: Ngày tháng năm 2005 CÁN BỘ CHẤM THI (Ký, ghi rõ họ tên) Ngày tháng năm 2005 NGƯỜI NHẬN (Ký, ghi rõ họ tên) LỜI NĨI ĐẦU Lời nói đầu i MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU i MỤC LỤC ii PHẦN I TỔNG QUAN .1 CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ HÀNG KHÔNG DÂN DỤNG VÀ CÔNG TÁC QUẢN LÝ BAY 1 Khái quát Tổ chức ICAO 2.1 Chức năng, nhiệm vụ tổ chức ICAO 2.2 Các hoạt động ICAO có liên quan đến cơng tác quản lý bay Công tác quản lý bay .2 3.1 Quản lý vùng trời 3.2 Quản lý luồng không lưu 3.3 Các dịch vụ không lưu Hệ thống thông tin, dẫn đường, giám sát 4.1 Hệ thống thông tin(C – Communication) 4.1.1 Hệ thống thông tin cố định AFTN 4.1.2 Hệ thống thông tin trực thoại không lưu ATS/DS 4.1.3 Hệ thống thông tin vô tuyến VHF 4.2 Hệ thống dẫn đường(N – Navigation) .7 4.2.1 Đài dẫn đường NDB .8 4.2.2 Đài dẫn đường VOR/DME .8 4.2.3 Hệ thống trợ giúp hạ cánh ILS .9 4.3 Hệ thống giám sát(S – Surveilance) 4.3.1 Khái niệm giám sát 4.3.2 Các phương pháp giám sát hàng không Ngành hàng không dân dụng Việt Nam .10 CHƯƠNG II GIỚI THIỆU THÔNG TIN VỆ TINH .14 Vệ tinh thông tin 14 Trạm mặt đất .15 2.1 Bộ ghép kênh 15 2.2 Bộ điều chế 16 2.3 Bộ đổi tần 16 2.4 HPA .16 2.5 LNA .16 2.6 Antenna 16 CHƯƠNG III MẠNG VÀ CÁC CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH 17 Lý thuyết mạng LAN 17 1.1 Giới thiệu .17 1.2 Kiến trúc mạng 17 1.3 Phân loại mạng 20 1.4 Các thành phần mạng 22 1.4.1 Các phương tiện kết nối 22 1.4.2 Các thiết bị mạng 23 Mơ hình OSI cơng nghệ chuyển mạch gói 24 2.1 Mơ hình OSI 24 2.1.1 Mơ hình lớp OSI chức lớp .24 2.1.2 Phương thức hoạt động mơ hình OSI 25 2.1.3 Mục đích lợi ích mơ hình OSI 25 2.2 Công nghệ chuyển mạch gói 26 TCP/IP 26 ii 3.1 Một số khái niệm TCP/IP 27 3.2 Cấu trúc phân lớp TCP/IP .27 3.2.1 Lớp truy cập mạng 29 3.2.2 Lớp mạng 29 3.2.3 Lớp giao vận 29 3.2.4 Lớp ứng dụng .30 3.3 Ba giao thức quan trọng TCP/IP .30 3.3.1 Giao thức IP 30 3.3.2 Giao thức TCP 30 3.3.3 Giao thức UDP .31 3.4 Địa chỉ, định tuyến dồn kênh 31 3.4.1 Địa IP 31 3.4.2 Định tuyến 34 3.4.3 Dồn kênh 35 Chuyển mạch kênh 35 X.25 35 5.1 Giới thiệu X.25 35 5.2 Cấu trúc khung X.25 .37 Frame Relay 37 6.1 Giới thiệu Frame Relay 38 6.2 Các thiết bị Frame Relay .39 6.3 Kênh ảo Frame Relay 40 6.3.1 Kênh ảo khả chuyển(SVC) 40 6.3.2 Kênh ảo cố định(PVC) 40 6.4 Định nghĩa kết nối liên kết liệu(DLCI) 41 6.5 Kiểm tra lỗi Frame Relay 41 6.6 Giao diện quản lý cục LMI 42 6.7 Cấu trúc khung Frame Relay 42 6.7.1 Cấu trúc khung Frame Relay tiêu chuẩn 42 6.7.2 Cấu trúc khung Frame Relay mở rộng LMI 45 6.8 Cơ chế điều khiển tắc nghẽn 45 6.9 Ứng dụng Frame Relay 46 6.9.1 Giải pháp FRAD mạng IP 46 6.9.2 Giải pháp FRAD thoại .47 PHẦN II HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH CỦA VATM .49 CHƯƠNG I GIỚI THIỆU THIẾT BỊ .49 Vệ tinh thông tin THAICOM-1A .49 1.1 Băng C THAICOM-1A 49 1.2 Băng Ku THAICOM-1A .49 1.3 Các dịch vụ truy cập vệ tinh 50 Thiết bị ghép kênh Fastlane 50 Thiết bị điều chế UMOD 9100 50 3.1 Thông số kỹ thuật thiết bị UMOD9100 50 3.2 Đặc điểm kỹ thuật điều chế 51 3.3 Đặc điểm kỹ thuật giải điều chế .51 3.4 Các hoạt động UMOD 52 3.4.1 Quá trình truyền liệu .52 3.4.2 Quá trình nhận liệu 52 CHƯƠNG II MẠNG THÔNG TIN VỆ TINH CỦA VATM 53 Chức mạng 53 Phần DOMSAT 54 Phần VSAT 56 PHẦN III GIỚI THIỆU BỘ GHÉP KÊNH MEMOTEC .59 CHƯƠNG I TỔNG QUAN 59 Giới thiệu họ CX 59 CHƯƠNG II CÁC THIẾT BỊ MEMOTEC 62 CX800 62 CX900 64 CX950/CX960 .67 iii CX1000 69 CX2000 71 Các card vào/ra 73 Phần mềm giám sát thiết lập cấu hình 76 7.1 Phần mềm thiết lập cấu hình CXTool 76 7.1.1 Bảng hướng dẫn 77 7.1.2 Bảng thiết lập cấu hình 77 7.1.3 Bảng hướng dẫn stack 78 7.1.4 Thanh trạng thái 78 7.1.5 Hộp thoại 78 7.2 Phần mềm giám sát .79 7.2.1 Giám sát mạng 79 7.2.2 Giám sát thiết bị 79 7.2.3 Các đặc điểm CXView 79 PHẦN IV THIẾT KẾ MẠNG THÔNG TIN VỆ TINH 80 Yêu cầu thiết kế 80 1.1 Nhu cầu thoại 81 1.2 Nhu cầu số liệu 81 Một số nguyên tắc chung thiết lập kênh liệu 81 2.1 Nguyên tắc kết nối tổng đài 81 2.2 Nguyên tắc thiết lập mạch trực thoại(hotline) .82 2.3 Nguyên tắc thiết lập đường thoại cấp số tổng đài 83 2.4 Nguyên tắc đường thoại điều khiển xa VHF 83 2.5 Nguyên tắc thiết lập đường số liệu 84 Đánh giá nhu cầu sử dụng 85 3.1 Thống kê nhu cầu sử dụng 85 3.2 Đánh giá nhu cầu thoại .85 3.3 Xác định nhu cầu số liệu không đồng 86 3.4 Xác định nhu cầu sử dụng số liệu đồng 86 3.5 Đánh giá tổng hợp 87 Ngun tắc tính tốn đường truyền vệ tinh sử dụng công nghệ Frame Relay .87 Khảo sát, lựa chọn thiết bị 88 5.1 Đánh giá dung lượng tuyến .88 5.2 Lựa chọn thiết bị 91 5.2.1 Chọn thiết bị vô tuyến 91 5.2.2 Chọn thiết bị ghép kênh 91 5.2.3 Chọn card thông tin 92 Cài đặt mạng truyền thông 94 Nhận xét & kết luận .94 PHỤ LỤC 95 HÌNH VẼ .95 BẢNG VẼ .96 iv ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP PHẦN I TỔNG QUAN CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ HÀNG KHÔNG DÂN DỤNG VÀ CƠNG TÁC QUẢN LÝ BAY phÇn I TỔNG QUAN ch¬ng I TỔNG QUAN VỀ HÀNG KHƠNG DÂN DỤNG VÀ CÔNG TÁC QUẢN LÝ BAY Khái quát Giao thơng hàng khơng loại hình giao thơng đặc biệt, với đặc thù phần lớn phương tiện giao thông máy bay hoạt động độ cao định so với mặt đất Chính lý này, vấn đề an tồn ln ln đặt lên hàng đầu Đảm bảo an tồn cho chuyến bay nhiệm vụ mục đích lớn cơng tác quản lý bay Quản lý bay nhằm mục đích điều phối hoạt động bay cách an toàn đạt hiệu kinh tế cao Công tác quản lý bay bao gồm:  Các dịch vụ không lưu ATS1  Quản lý vùng trời ASM2  Quản lý luồng khơng lưu ATFM3 Ngồi cịn có hoạt động bổ trợ cho cơng tác quản lý bay như:  Khí tượng MET4  Tìm kiếm cứu nạn SAR5  Khơng báo AIS6 Tổ chức ICAO Khi hoạt động bay mở rộng không phạm vi quốc gia, việc quản lý bay phức tạp nảy sinh yêu cầu cần thống phải có tiêu chuẩn chung cho việc quản lý bay toàn giới Tổ chức hàng không dân dụng quốc tế ICAO7 đời nhằm thống hoạt động bay đưa tiêu chuẩn chung cho hàng không dân dụng toàn giới 2.1 Chức năng, nhiệm vụ tổ chức ICAO ICAO đời nhằm mục đích đảm bảo an toàn, trật tự thống hoạt động hàng khơng dân dụng, nhiệm vụ tổ chức bao gồm: Air Traffic Services Các dịch vụ không lu Air Space Management Qu¶n lý vïng trêi Air Traffic Flow Management – Quản lý luồng không lu Meteo Khí tợng Search And Rescue Tìm kiếm cứu nạn Air Information Services Không báo International Civil Aviation Organization Tổ chức hàng không dân dụng quốc tế Nghiên cứu thiết kế mạng thông tin vệ tinh ứng dụng công nghệ ghép kênh Frame-Relay sử dụng thiết bị Memotec ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP PHẦN I TỔNG QUAN CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ HÀNG KHÔNG DÂN DỤNG VÀ CÔNG TÁC QUẢN LÝ BAY  Xây dựng chuẩn đường bay, sân bay phương tiện thông tin, giám sát, dẫn đường  Đáp ứng nhu cầu vận tải hàng không dân dụng cách an toàn, điều hoà hiệu  Tránh lãng phí việc cạnh tranh khơng hợp lý  Quyền lợi nước thành viên tôn trọng đảm bảo cho nước thành viên có hội khai thác hãng hàng khơng quốc tế Ngồi nhiệm vụ chính, uỷ ban khơng vận ICAO chịu trách nhiệm vấn đề không lưu không báo, kỹ thuật thông tin, dẫn đường, giám sát, khí tượng cơng tác tìm kiếm cứu nạn 2.2 Các hoạt động ICAO có liên quan đến công tác quản lý bay Thông qua tiêu chuẩn quốc tế khuyến cáo thực hành, tiêu chuẩn đặc tính cần thiết cho an tồn điều hồ hoạt động hàng khơng Các khuyến cáo thực hành, khuyến nghị nhằm mục đích nâng cao độ an toàn điều hoà cách hiệu hoạt động hàng không  Phê chuẩn phương thức dịch vụ không vận, phương thức khai thác thực tế chi tiết  Xây dựng phương thức bổ sung để đáp ứng nhu cầu vùng địa lý toàn cầu  Xây dựng khái niệm phối hợp thực hệ thống Thông tin-Dẫn đườngGiám sát vệ tinh tương lai(dự án FANS1), quản lý không lưu Công tác quản lý bay Quản lý bay nhiệm vụ quan trọng có tác động lớn ngành hàng không dân dụng Mọi quốc gia phải thực công tác quản lý bay nhằm đảm bảo an tồn an ninh hàng khơng Cơng tác quản lý bay bao gồm công tác quản lý vùng trời, quản lý luồng không lưu dịch vụ không lưu 3.1 Quản lý vùng trời Quản lý vùng trời không bảo vệ không phận quốc gia mà bao gồm hoạt động khác như:  Bố trí xếp việc sử dụng vùng trời cho mục đích khác  Tổ chức sở hạ tầng trợ giúp không vận  Tổ chức vùng trời xếp hành lang bay phối hợp hiệp đồng liên tục với đơn vị quản lý vùng trời lân cận Future Aviation Navigation System Hệ thống dẫn đờng hàng không tơng lai Nghiên cứu thiết kế mạng thông tin vệ tinh ứng dụng công nghệ ghép kênh Frame-Relay sử dụng thiết bị Memotec ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP PHẦN I TỔNG QUAN CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ HÀNG KHÔNG DÂN DỤNG VÀ CÔNG TÁC QUẢN LÝ BAY 3.2 Quản lý luồng không lưu Công tác quản lý không lưu nhằm giải tắc nghẽn không sân bay lưu lượng hoạt động bay vượt khả hệ thống Nếu công tác quản lý không lưu coi tác động "chiến thuật" tình trạng khơng lưu quản lý luồng khơng lưu tác động "chiến lược" để quản lý không lưu Các trung tâm quản lý luồng không lưu sử dụng máy tính sở dự báo hoạt động bay khả thông qua vùng trời, đường bay, hành lang bay, sân bay, nhằm điều tiết hoạt động bay từ xa, giảm bớt lưu lượng bay mà nơi dự báo tải 3.3 Các dịch vụ không lưu Các dịch vụ khơng lưu gồm có kiểm sốt khơng lưu, thơng báo bay báo động Các dịch vụ đề nhằm mục đích:  Ngăn ngừa va chạm máy bay hoạt động vùng trời  Ngăn ngừa va chạm máy bay chướng ngại vật tầm hoạt động vùng trời(hành lang bay)  Thúc đẩy điều hoà hoạt động bay  Thông báo cho quan hữu quan máy bay bị nạn cần tìm kiếm, cấp cứu trợ giúp quan theo yêu cầu Hệ thống thông tin, dẫn đường, giám sát 4.1 Hệ thống thông tin(C – Communication) Thông tin hàng không (C) hiểu cách khái quát tập hợp tin tức dạng tiếng nói, số liệu, hình ảnh… chứa đựng nội dung huy, thông báo, giao dịch, định vị Thông tin hàng không dân dụng có chức là:  Phục vụ cơng tác không lưu  Phục vụ quản lý hàng không  Dịch vụ thông tin kinh tế thương mại hàng khơng Tuỳ theo mục đích phục vụ đặc điểm kỹ thuật loại hình thơng tin người ta phân chia hệ thống thông tin thành nhiều phận:  Thông tin hàng không cố định  Thông tin hàng không lưu động  Hệ thống phụ trợ không vận  Hệ thống giám sát bay  Thông tin nội hàng không  Thông tin thương mại hàng không Hệ thống thông tin hàng không hoạt động sở tổ chức kỹ thuật bản, là: Nghiên cứu thiết kế mạng thơng tin vệ tinh ứng dụng công nghệ ghép kênh Frame-Relay sử dụng thiết bị Memotec