NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT, CÔNG NGHỆ VÀ CÁC DỊCH VỤ MỚI NHẰM KHAI THÁC HIỆU QUẢ MẠNG VSATIP BĂNG RỘNG VỆ TINH VINASAT

NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT, CÔNG NGHỆ VÀ CÁC DỊCH VỤ MỚI NHẰM KHAI THÁC HIỆU QUẢ MẠNG VSATIP BĂNG RỘNG VỆ TINH VINASAT.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 cƣờng quốc và các nƣớc phát triển nhƣ Mỹ, Nga, Pháp, Nhật đã có hệ thống vệ tinh thông tin từ những thập kỷ 60, đến nay những quốc gia đang phát triển nhƣ Thái lan, ấn độ, Inđônesia, Malaysia cũng đã sở hữu tối thiểu từ 1 đến 2 hệ thống vệ tinh thông tin phục vụnhu cầu thông tin trong nƣớc, khu vực và quốc tế.

1

==

TẬP ĐOÀN BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG VIỆT NAM

CÔNG TY VIỄN THÔNG QUỐC TẾ

_ _

BÁO CÁO

KẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐỀ TÀI (NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT, CÔNG NGHỆ VÀ CÁC DỊCH VỤ MỚI NHẰM KHAI THÁC HIỆU QUẢ MẠNG VSAT-IP BĂNG RỘNG VỆ

2

MỤC LỤC

CHƯƠNG I - NGHIÊN CỨU KHẢO SÁT HIỆN TRẠNG CÔNG NGHỆ, DỊCH VỤ

KHAI THÁC QUA VỆ TINH 8

1.1 Tổng quan về vệ tinh VINASAT-1 8

1.1.1 Băng tần C mở rộng: 9

1.1.2 Băng tần Ku 9

1.1.3 Trạm điều khiển TT&C: 10

1.1.4 Trạm điều hành khai thác vệ tinh (NOC): 11

1.1.5 Trung tâm dịch vụ thu phát sóng vệ tinh (Teleport) 11

1.2 Mạng VSAT/PAMA: 12

1.3 Hệ thống VSAT băng rộng iPSTAR: 12

1.4 Hiện trạng nhu cầu các dịch vụ VSAT 13

1.4.1 Nhu cầu thoại 13

1.4.2 Truy nhập Internet băng rộng 13

1.4.3 Kênh thuê riêng/Mạng riêng ảo (VPN) 13

1.4.4 Trung kế cho mạng di động, tổng đài cố định 14

1.4.5 Các dịch vụ khác 14

1.5 Vệ tinh và xu hướng phát triển 14

1.5.1 Xu hướng tổng thể 14

1.5.2 Môi trường kinh tế 15

1.6 Đánh giá khả năng triển khai các dịch vụ VSAT-IP trên vệ tinh VINASAT: 15

CHƯƠNG II - NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT , CÔNG NGHỆ MẠNG VSAT-IP BĂNG RỘNG VỆ TINH VINASAT 17

2.1 Công nghệ VSAT-IP trên thế giới và xu hướng phát triển 17

2.1.1 Khái quát chuẩn DVB-S2 17

2.2 Các yêu cầu công nghệ dùng trong hệ thống SkyEdge II 27

2.2.1 Mục tiêu xây dựng mạng 27

2.2.2 Quy mô mạng lưới: 27

2.2.3 Yêu cầu chung về cấu trúc mạng: 28

2.2.4 Cấu trúc mạng 28

2.2.5 Yêu cầu về công nghệ trạm đầu cuối UT 29

2.2.6 Mô hình cung cấp dịch vụ 29

2.3 Cấu trúc trạm chủ Hub: 29

2.3.1 Anten và khối thiết bị cao tần 30

3

2.3.2 Hệ thống Baseband và NMS 30

2.3.3 Tuyến kết nối trung tần IFL: 31

2.3.4 Trạm Cổng Gateway 32

2.4 Trạm UT 32

2.4.1 UT băng Ku: 32

2.4.2 UT băng C: 33

2.4.3 VSAT lưu động: 33

2.5 Phương thức truyền dẫn 33

CHƯƠNG III - ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN KỸ THUẬT TRIỂN KHAI DỊCH VỤ, ỨNG DỤNG MỚI VÀ THỬ NGHIỆM ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ 36

3.1 Dịch vụ truy nhập Internet băng rộng 36

3.1.1 Phương án kỹ thuật 36

3.1.2 Phương án triển khai dịch vụ 43

3.2 Dịch vụ Internet Trunking (Internet backhaul) 49

3.2.1 Phương án kỹ thuật 49

3.2.2 Phương án triển khai thử nghiệm dịch vụ 53

3.3 Dịch vụ trung kế tổng đài 61

3.3.1 Phương án kỹ thuật 63

3.3.2 Phương án triển khai thử nghiệm dịch vụ 67

3.4 Dịch vụ trung kế di động (Mobile Trunking) 73

3.4.1 Phương án kỹ thuật 75

3.4.2 Phương án triển khai thử nghiệm dịch vụ 76

3.5 Dịch vụ truyền hình MPEG-4 qua vệ tinh 83

3.5.1 Phương án kỹ thuật 85

3.5.2 Phương án triển khai thử nghiệm dịch vụ 90

3.6 Dịch vụ liên lạc lưu động 94

3.6.1 Hệ thống liên lạc lưu động 97

3.6.2 Phương án triển khai thử nghiệm dịch vụ 99

3.7 Dịch vụ Triple Play 105

3.7.1 Dịch vụ thoại trên nền (Voice over IP) qua vệ tinh: 107

3.7.2 Dịch vụ Video trên nền IP (IPTV) 111

3.7.3 Phương án triển khai dịch vụ Triple Play 112

3.8 Dịch vụ mạng dùng riêng (VPN) 119

3.8.1 Phương án kỹ thuật: 121

3.8.2 Phương án triển khai dịch vụ 123

3.9 Phương án chuyển đổi vệ tinh 125

4

3.9.1 Hiện trạng mạng khách hàng 125

3.9.2 Nội dung phương án 126

3.9.3 Các bước chuẩn bị và thực hiện 127

CHƯƠNG IV - Kết luận 128

Access

Đa truy nhập gán theo yêu cầu

mạch lớp 3

Center

Trung tâm quản lý mạng và trạm cổng

6

Multiplexing

Ghép kênh trực giao theo tần số

PAP

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 gay gắt

Việc gia tăng nhu cầu sử dụng vệ tinh thông tin cũng là cơ hội cho các hãng chế tạo

và sản xuất vệ tinh trên thế giới phát huy tối đa kinh nghiệm và khả năng công nghệ trong một môi trường cạnh tranh cao Kết quả là các hãng khai thác vệ tinh có thể lựa chọn loại

vệ tinh phù hợp nhất với hiệu quả giá thành cao nhất

Trong các năm tới, nhu cầu đối với các dịch vụ ứng dụng vệ tinh trên thế giới tiếp tục gia tăng Cơ hội cho việc phát triển một chương trình vệ tinh quốc gia mới vẫn hiện hữu nếu có sự cân nhắc hợp lý về tiềm năng thị trường và các yếu tố cạnh tranh

Việc nghiên cứu khảo sát các sản phẩm dịch vụ và công nghệ thông tin vệ tinh hiện có trên thế giới, nhu cầu dịch vụ mới của khách hàng, các cơ quan Bộ ngành (các đề tài trước đây nghiên cứu về dịch vụ nhưng đến nay các loại hình dịch vụ đã thay đổi rất nhiều, khách hàng thay đổi, nhu cầu cũng biến động ) hiện tại và xu thế trong tương lai để

từ đó xây dựng các giải pháp kỹ thuật công nghệ đáp ứng yêu cầu sử dụng của khách hàng hay các cơ quan Bộ ngành phục vụ vào các hoạt động sản xuất kinh doanh và điều hành của từng đơn vị

Do khả năng đặc thù là vùng dịch vụ rộng lớn, thông tin vệ tinh được sử dụng cho rất 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 mặt đất

Báo cáo 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

8

CHƯƠNG I - NGHIÊN CỨU KHẢO SÁT HIỆN TRẠNG CÔNG NGHỆ, DỊCH VỤ KHAI THÁC QUA VỆ TINH

1.1 Tổng quan về vệ tinh VINASAT-1

- Vị trí quỹ đạo: Vệ tinh VINASAT -1 sẽ hoạt động tại vị trí quỹ đạo địa tĩnh ở 1320E

- Thời gian sống: Thời gian cung cấp dịch vụ từ 15 – 20 năm

- Dung lượng thiết kế: Vệ tinh được thiết kế gồm 20 bộ phát đáp hoạt động (08

bộ băng tần C mở rộng, 12 bộ băng tần Ku) với băng thông 36Mhz/1 bộ, 08 bộ phát đáp dự phòng (04 bộ băng Ku, 04 bộ băng C mở rộng)

- Vùng phủ sóng băng Ku: Việt Nam, Lào, Campuchia, Thái Lan và một phần Myanmar

- Vùng phủ sóng băng C: Việt Nam, Lào, Campuchia, Đông Nam Á, đông Trung Quốc, Triều Tiên, Ấn Độ, Nhật Bản và Australia

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

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

10

Hình 1.3: Vùng phủ sóng băng Ku

1.1.3 Trạm điều khiển TT&C:

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

- Điều khiển, giám sát, duy trì sự hoạt động ổn định của vệ tinh Vinasat-1 trên quĩ đạo;

- Cung cấp tín hiệu thu cao tần băng tần C cho NOC, để giám sát chất lƣợng dịch

vụ cung cấp

Hình 1.4: Trung tâm điều khiển TT&C vệ tinh VINASAT-1

11

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

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

- Giám sát chất lượng dịch vụ cung cấp cho khách hàng qua vệ tinh VINASAT-1 trên cả 02 băng tần C và Ku

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

1.1.5 Trung tâm dịch vụ thu phát sóng vệ tinh (Teleport)

Teleport là trạm mặt đất cỡ lớn có khả năng thu phát nhiều ứng dụng khác nhau như truyền dẫn phát sóng truyền hình, kênh thuê riêng VSAT PAMA, mạng VSAT Để phục vụ khai thác và sử dụng hiệu quả vệ tinh VINASAT, VNPTI đã xây dựng 2 Teleport

ở 2 Trung tâm thông tin vệ tinh Quế Dương và Bình Dương:

- Teleport Quế Dương: bao gồm 1 anten băng C 6,3m và bang Ku 6,3m, được trang bị phần phát (uplink) để có khả năng phát bão hoà 2-3 phát đáp trên mỗi phân cực

- Teleeport Bình Dương: bao gồm 1 anten băng C 7,2m, và 1 anten Ku 3,8m, phần uplink để có khả năng phát bão hoà 1 phát đáp

Hình 1.5: Trung tâm Teleport vệ tinh VINASAT-1 tại Bình Dương

12

1.2 Mạng VSAT/PAMA:

Hiện VNPTI đang cung cấp dịch vụ kênh thuê riêng qua VSAT PAMA cho các khách hàng như các dàn khoan dầu khí, các khu công nghiệp , VNPTI đã trang bị một

mạng VSAT PAMA để phát triển dịch vụ này trên vệ tinh VINASAT-1 như sau:

- Trạm Hub/GW đặt tại Teleport Bình Dương để kế nối và quản lý toàn mạng Sử dụng 1 anten băng Ku 3,8m cho teleport

- Tại 142 Điện Biên Phủ, Tp HCM, trạm HUB sử dụng anten 12m, trên cơ sở cải tạo trạm Hoa Sen 2 để liên lạc qua vệ tinh Thaicom5 78,5°E cung cấp dịch vụ kênh thuê riêng, đối tượng khách hàng chủ yếu là các công ty thăm dò và khai thác dầu khí Hiện có

20 khách hàng đang sử dụng dịch vụ với tổng băng tần khoảng 10Mhz

- Trạm SAG-2F2 anten 7m, hiện thiết bị đã quá cũ không còn sử dụng

1.3 Hệ thống VSAT băng rộng iPSTAR:

- Vệ tinh iPSTAR-1 nằm ở vị trí 119,5E là loại vệ tinh băng rộng thế hệ mới, hoạt động với độ tin cậy cao, dung lượng đến 45 Gbs cho cả hai chiều lên/xuống Vệ tinh này sử dụng băng tần Ka cho tạm Gateway (cả hai chiều lên/xuống) và băng tần Ku cho các trạm VSAT thuê bao Vệ tinh iPSTAR có 84 búp phủ hẹp, 7 búp phủ rộng, 3 búp phủ quảng bá trong khu vực Châu Á-Thái Bình Dương Riêng Việt Nam có 4 búp phủ hẹp (Beam 205, 206, 210, 211) với tổng dung lượng khoảng 2 Gbs cho cả hai chiều lên xuống

- Vùng phủ sóng vệ tinh iPSTAR-1 119,50E:

Hình 1.6: Vùng phủ sóng vệ tinh IPSTAR 1200E:

13

- Hệ thống VSAT băng rộng iPSTAR của VNPTI bao gồm 01 trạm Gateway chính đặt tại Quế Dương, Hoài Đức, Hà Tây và 01 trạm Gateway dự phòng tại Do Lễ, Kim Bảng, Hà Nam và các trạm VSAT thuê bao (UT) Các trạm Gateway sử dụng băng tần Ka, anten 8,1m và hoạt động trong beam 205; các trạm UT sử dụng băng tần Ku, anten từ 0.8m trở lên và hoạt động trong cả 4 beam nêu trên

- VNPTI đã triển khai lắp đặt hơn 300 trạm UT phục vụ cho các Bưu điện tỉnh và các khách hàng ngoài ngành Hiện hệ thống đang cung cấp các dịch vụ sau:

+ Truy cập Internet

+ Thoại VoIP

+ Mạng riêng ảo (VPN)

+ Trung kế cho tổng đài Bưu điện tỉnh

+ Trung kế cho các trạm BTS các công ty thông tin di động

+ Trung kế Wifi

+ Truyền hình MPEG-4

1.4 Hiện trạng nhu cầu các dịch vụ VSAT

1.4.1 Nhu cầu thoại

- Điện thoại trên nền IP (VoIP) vẫn 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:

1.4.2 Truy nhập Internet băng rộng

- Dịch vụ truy cập Internet băng rộng theo phương thức ADSL 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, 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

1.4.3 Kênh thuê riêng/Mạng riêng ảo (VPN)

- 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 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

14

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

1.4.4 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, tính đến năm 2013 số thuê bao di động đã đạt hàng trăm triệu máy 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

1.4.5 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

1.5 Vệ tinh và xu hướng phát triển

1.5.1 Xu hướng tổng thể

Nhu cầu về dung lượng vệ tinh đã tăng trưởng trong 5 năm gần đây với tốc độ gần 7%/năm và dự kiến sẽ duy trì ở mức 4-5%/năm trong 5-10 năm tới Thị trường này sẽ tiếp tục phát triển ổn định trên khắp thế giới qua một số xu hướng sau:

- Duy trì nhu cầu mạnh mẽ cho truyền hình kỹ thuật số, với sự đóng góp ngày càng tăng từ truyền hình độ nét cao (HDTV) ở Bắc Mỹ và Châu Âu, và ngày càng phát triển ở châu Á;

- Sự phát triển nhanh chóng của điện thoại di động, truy cập Internet tại một số nước ở Châu Á và Châu Phi;

- Việc ứng dụng băng thông rộng và phức tạp hơn trong cả mạng lưới di động và Internet, đặc biệt với sự gia tăng của các thiết bị video chi phí thấp;

- Việc bãi bỏ rộng rãi những quy định về viễn thông và dịch vụ truyền hình;

- Tiến bộ nhanh chóng trong việc áp dụng các chi phí-hiệu quả của công nghệ vệ tinh, đặc biệt là thông qua sản xuất hàng loạt trạm thông tin mặt đất cỡ nhỏ VSAT và các

kỹ thuật điều chế hiệu quả hơn;

- Các mô hình hoạt động tại nhà khai thác vệ tinh lớn có hiệu quả hơn

Vùng phủ sóng dịch vụ của VINASAT-1&2 sẽ gồm các nước Việt Nam, Lào, Campuchia, Thái Lan và Myanmar Nghiên cứu cho thấy hầu hết các quốc gia trong vùng dịch vụ của VINASAT-1&2 đều bị chi phối bởi các xu hướng trên Mức độ chi phối có khác biệt, phụ thuộc vào đặc điểm địa – chính trị cũng như chính sách vĩ mô của mỗi quốc gia Về tổng thể, Việt Nam vẫn được coi là thị trường hấp dẫn nhất trong năm thị trường mục tiêu

15

1.5.2 Môi trường kinh tế

Tốc độ tăng trưởng kinh tế chung đều có sự tác động đến thị trường viễn thông và truyền hình Với vai trò là một cơ sở hạ tầng chiến lược, thị trường viễn thông có thể không bị những tác động lớn từ cuộc khủng hoảng kinh tế, nhưng với truyền hình, đặc biệt

là truyền hình giải trí, mức độ ảnh hưởng lớn hơn rất nhiều

Ngoại trừ Myanma, triển vọng ở các quốc gia mục tiêu thuộc vùng phủ VINASAT 1&2 được đánh giá là khá tích cực, cụ thể

Theo dự báo của Quỹ Tiền tệ Quốc tế (IMF), Việt Nam sẽ duy trì mức tăng trưởng trung bình hàng năm là 5,5% trong 5 năm tới, thấp hơn so với mức tăng trưởng hàng năm 7,1% đạt được trong 10 năm qua Nguyên nhân của sự suy giảm này một phần

do sản lượng dầu giảm, khả năng cạnh tranh về giá còn hạn chế và nhu cầu ưu tiên đầu tư nâng cấp cơ sở hạ tầng vẫn còn cao

- Campuchia dự kiến duy trì tốc độ tăng trưởng bình quân 7% hàng năm cho đến năm 2014, chủ yếu là từ sự phát triển nhanh chóng của ngành công nghiệp, xây dựng và du lịch và tiềm năng từ việc khai thác trữ lượng dầu mới được phát hiện

- Lào, mặc dù diện tích nhỏ và nông nghiệp đóng vai trò chủ đạo trong nền kinh

tế, cũng duy trì tốc độ tăng trưởng 7%/năm cho đến năm 2014 Cơ sở của mức dự báo này

là tiềm năng tài nguyên khoáng sản và thuỷ điện để thu hút đầu tư nước ngoài - đặc biệt đến từ Việt Nam, đối tác thương mại lớn thứ hai - và sự bùng nổ trong các lĩnh vực dịch

vụ, hiện đang chiếm gần 50% tăng trưởng kinh tế

- Thái Lan được coi là thị trường lớn nhất trong 5 nền kinh tế mục tiêu Từ khi thoát khỏi cuộc khủng hoảng châu Á năm 1999, Thái Lan đã duy trì mức tăng trưởng thấp hơn nhưng ổn định với 4,7%/năm IFM dự báo rằng mức tăng trưởng này sẽ tiếp tục duy trì trong 5 năm tới Tăng trưởng của Thái Lan phần lớn dựa trên thành công trong việc gia tăng các nội dung công nghệ để xuất khẩu và chất lượng cơ sở hạ tầng tốt; ổn định môi trường chính trị Mặc dù vậy, Thái Lan sẽ phải đối mặt với cạnh tranh khốc liệt về giá từ Trung Quốc, đây chính là một trong những rào cản lớn ảnh hưởng đến tiềm năng phát triển của thị trường Thái Lan

- Với đặc điểm của một nền kinh tế nông nghiệp chi phối, Myanmar được đánh giá là một thị trường đang suy giảm Mặc dù IMF dự báo mức tăng trưởng 4% hàng năm, triển vọng của Myanmar vẫn còn hạn chế bởi lạm phát cao, đầu tư thấp, và các chính sách của chính phủ chưa rõ ràng, thường gây bất lợi cho các nhà đầu tư nước ngoài, khi không

bị ngăn cấm bởi luật pháp quốc tế Để thúc đẩy tăng trưởng kinh tế, Myanmar nhất thiết phải cải tổ chính trí, tuy nhiên, tại thời điểm này, việc này là rất khó thực hiện

1.6 Đánh giá khả năng triển khai các dịch vụ VSAT-IP trên vệ tinh VINASAT:

Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học công nghệ thì nhu cầu trao đổi dữ liệu và các dịch vụ tiện ích của con người cũng tăng theo Các phương thức truyền dẫn hiện nay như là ADSL, leased-line, Frame Relay v.v tuy đã phần nào đáp ứng được nhu cầu đó nhưng hạn chế của mạng này là tính di động không cao và triển khai ở những nơi địa hình phức tạp vẫn còn là một trở ngại lớn Và mạng vệ tinh thực sự là một giải pháp tối ưu giải quyết được cả 2 vấn đề trên với việc cung cấp mạng băng rộng thế hệ mới cung cấp đa dịch

vụ trên một thiết bị đầu cuối với nền IP tốc độ cao, với các dịch vụ được cung cấp trực tiếp đến khách hàng qua vệ tinh tránh được xảy ra tắc nghẽn đường truyền làm giảm tốc độ kết nối chi phí, không đắt hơn các dịch vụ truyền thống quá nhiều, vệ tinh trong tương lai không chỉ hướng tới hoạt động công ích mà là cung cấp dịch vụ cho khách hàng vùng sâu

16

vùng xa khó khăn về địa hình, với những ưu thế trên thì vệ tinh ngày càng được triền khai rộng rãi trên toàn thế giới, một trong những công nghệ hiện nay đang được sử dụng khá phổ biến đó là truyền thông IP qua mạng vệ tinh

Qua phân tích hiện trạng mạng lưới, nhu cầu sử dụng băng tần vệ tinh để cung cấp các dịch vụ viễn thông hiện tại và tương lai Vệ tinh Vinasat là vệ tinh đầu tiên của Việt Nam được phóng lên quỹ đạo sẽ là sự kiện lớn của đất nước, khẳng định vị thế và chủ quyền không gian của Việt Nam trước cộng đồng quốc tế

Thành công của dự án phóng vệ tinh Vinasat có ý nghĩa hết sức quan trọng trên các phương diện chính trị; kinh tế và xã hội Triển khai dự án xây dựng hạ tầng kỹ thuật mạng

để khai thác băng tần vệ tinh Vinasat là nhiệm vụ của các doanh nghiệp trong nước, trong

đó VNPT/VNPTI được giao là đơn vị chủ đạo

Như vậy, việc xây dựng mạng VSAT băng rộng đa dịch vụ làm việc với vệ tinh Vinasat để thay thế các mạng VSAT hiện có, đáp ứng nhu cầu thiết lập đường truyền cho các đơn vị trong VNPT và cung cấp dịch vụ cho khách hàng trong tương lai là cần thiết

sử dụng khá phổ biến đó là truyền thông IP qua mạng vệ tinh

2.1 Công nghệ VSAT-IP trên thế giới và xu hướng phát triển

Công nghệ được dùng phổ biến trên các mạng VSAT-IP trên thế giới hiện nay là chuẩn công nghệ DVB-S2 là thế hệ truyền dẫn thứ hai cho phát quảng bá qua vệ tinh Sự ra đời của DVB-S2 vào năm 2003 là một bước đột phá về công nghệ so với thế hệ thứ nhất DVB-

S bởi nhờ vào các kiểu điều chế và mã hoá cấp cao kết hợp với những cải tiến trong mã sửa sai mới (BCH & LPDC), DVB-S2 sẽ làm tăng đáng kể hiệu suất sử dụng băng thông vệ tinh Chuẩn công nghệ này đưa hiệu xuất phổ gần với giới hạn về mặt lý thuyết (giới hạn shannon) hơn bao giờ hết và do đó được coi là công nghệ truyền dẫn qua vệ tinh của tương lai

Chuẩn S2 với hiệu suất sử dụng băng thông tăng từ 30% đến 130% so với

DVB-S, đang được kỳ vọng sẽ đem lại hiệu quả to lớn khi được ứng dụng, với khả năng truyền dẫn đồng thời nhiều dịch vụ có tốc độ lớn như truyền hình có độ phân giải cao HDTV, Internet tốc độ cao, truyền số liệu và các ứng dụng chuyên nghiệp… trên cùng một bộ phát đáp của vệ tinh mà hệ thống DVB-S trước đó khó có thể thực hiện được

2.1.1 Khái quát chuẩn DVB-S2

Một hệ thống DVB-S2 bao gồm những phân hệ cụ thể như sau:

- Khối “Thích nghi với Kiểu truyền dẫn” (Mode Adaptation): Phân hệ này thực hiện ghép lối vào, đồng bộ luồng tín hiệu vào, bỏ đi gói rỗng (chỉ cho trường hợp luồng truyền tải và ACM), mã hoá CRC-8 để dò tìm lỗi (dành cho luồng lối vào là các gói), kết hợp luồng lối vào (trường hợp đa luồng vào) và luồng vào gắn trong trường dữ liệu Cuối cùng, báo hiệu băng gốc được chèn vào để cho thiết bị nơi thu biết định dạng mode thích nghi

18

Hình 2.1 Sơ đồ khối hệ thống DVB-S2

- Khối “Thích nghi với Luồng truyền dẫn” (Stream Adaptiation): cung cấp cách thêm phần đệm vào để đảm khung BBFRAME có độ dài không đổi và cách xáo trộnphụ thuộc vào tốc độ FEC như trong bảng 6.Việc đệm thêm có thể áp dụng trong hoàn cảnh mà

dữ liệu sử dụng tồn tại cho truyền phát nhưng không đủ lấp đầy một khung BBFRAME, hoặc là khi một số lượng bit Ups được chỉ định trong khung BBFRAME Luồng vào có thể

là trường BBHEADER theo sau bởi trường dữ liệu Luồng ra là khung BBFRAME

- Khối mã hóa FEC (FEC Encoding): thực hiện móc nối mã ngoài BCH và mã trong LDPC.Tuỳ theo khu vực áp dụng, khối mã FEC (khung FEC) có độ dài 64800 hay

16200 bit Khi sử dụng VCM hoặc ACM, FEC và kiểu điều chế không đổi trong một khung nhưng có thể thay đổi ở những khung khác; Ngoài ra, tín hiệu phát có thể bao gồm

cả khung thường và khung ngắn trộn lẫn Các bit chèn ứng dụng cho mã FEC 8PSK, 16APSK và 32 APSK để tách biệt các bit này trên cùng tín hiệu truyền dẫn

- Khối ánh xạ giữa Bit và Chòm sao (Mapping): Giản đồ chòm sao QPSK, 8PSK, 16APSK và 32APSK được áp dụng để có khung XFEC phức tạp, bao gồm 64800/hoặc 16200/ ( là số bit biểu diễn một kí tự trong chòm sao)

- Khối tạo Khung Vật lý (Physical Layer Framing): đồng bộ với khung FEC, cung cấp tuỳ chọn lồng khung PL giả và (khi không có dữ liệu cần gửi trên kênh), trường tiêu đề PL và các biểu tượng điều khiển thêm vào (chiếm 2,4% dung lượng) và xáo trộn nhằm phân tán năng lượng Kí tự điều khiển thêm vào theo chuẩn (36 biểu tượng điều khiển trên 1440 biểu tượng dữ liệu), chúng bắt đầu ngay sau trường tiêu đề PLHEADER Điều này cho phép kênh cao ước lượng chính xác cấu trúc khung lớp vật lý, bao gồm các khe cố định của 90 biểu tượng Như chiều dài khung XFECFRAME phụ thuộc vào cả kiểu khung (bình thường hay ngắn) và kiểu điều chế, nó chiếm các khe khác nhau, theo yêu cầu rộng hơn mức thấp của bộ điều chế.Khung PLFRAME thu được bằng cách thêm trường PLHEADER, cái mà chiếm một khe mở rộng và mang thông tin liên quan tới kiểu khung

và lớp vật lý Sau khi giải mã trường PLHEADER, thiết bị thu sẽ biết các thông số truyền dẫn, chiều dài khung và do vậy bắt đầu khung tiếp theo, dù trạng thái của kênh không cho phép giải mã thành công dữ liệu trong khung

19

- Khối điều chế (Modulation): lọc băng cơ sở và điều chế vuông, tạo hình dạng phổ tín hiệu và tạo lại tần só sóng mang của tín hiệu.Căn bậc hai bộ lọc cosin tăng và sử dụng phát với lựa chọn một trong ba hệ số roll-off: 0.35; 0.25; 0.2

Qua sơ đồ trên thì chuẩn DVB-S2 (ETSI TR 102 376) có ít sự thay đổi đáng kể nào khi so sánh với tiêu chuẩn DVB-S (EN 301 210 và EN 300 421): Mã sửa sai trong Viterbi

và ngoài Reed-Solomon được thay thế bằng mã sửa sai LDPC (Low-Density Parity Check)

và BCH (Bose-Chaudhuri-Hocquenghem) tương ứng

Bên cạnh những đặc điểm gần giống DVB-S, DVB-S2 sử dụng điều chế phức tạp hơn và do đó số lượng bit hữu ích/hertz tăng lên Tiêu chuẩn mới cung cấp các kiểu điều chế QPSK (2 bit/hz), 8PSK (3 bit/Hz), 16APSK (4 bit/Hz) và thậm chí là 32APSK (5 bit/Hz) So sánh với kiểu điều chế QAM, các cấu hình điều chế APSK (Amplitude and Phase-Shift Keying) cho phép việc bù dễ dàng với bộ phát đáp-transponder phi tuyến

Sự khác nhau chính và cũng là hiệu quả của DVB-S2 khi so sánh với DVB-S là: khả năng kết hợp các dòng dữ liệu vào một sóng mang; điều chế, mã hoá thay đổi và thích (VCM và ACM); dòng dữ liệu bên trong không phải MPEG2 (non-MPEG2)

Sự kết hợp các dòng dữ liệu khác nhau sẽ làm tăng số lượng tín hiệu truyền tải trên một sóng mang Trong thực tế, điều này có thể xem như việc sử dụng bộ ghép kênh

(MUX), nhưng lại không phải chịu những bất lợi từ việc định lại tham chiếu thời gian chương trình PCR và sự thay đổi thông tin dịch vụ - thông tin đặc trưng chương trình (SI-PSI)

Chức năng điều chế và mã hoá thay đổi - VCM (Variable Coding and Modulation) cho phép xác định một cấu hình điều chế khác nhau và mức sửa lỗi cho mỗi dòng dữ liệu trên cùng một sóng mang

Chức năng điều chế và mã hoá tương thích - ACM (Adaptive Coding and

Modulation) cho phép thay đổi động cấu hình điều chế và mức bảo vệ lỗi cho mỗi khung

dữ liệu Khi kết hợp các dòng dữ liệu với các đầu cuối thu có cơ cấu hồi tiếp, tính năng ACM đặc biệt thích hợp cho việc tối ưu băng thông cho một mạng tương tác: Các thông số truyền dẫn có thể được tối ưu cho mỗi bộ đầu cuối và các ảnh hưởng do thời tiết như là fading do mưa có thể được bù dễ dàng và an toàn

DVB-S2 được coi như là một bộ công cụ cho các dịch vụ tương tác: Điều chế và

mã hoá cao cấp, truyền tải bất kì định dạng (format) dữ liệu nào Mục tiêu của một hệ thống sử dụng tiêu chuẩn DVB-S2 là một hệ thống đơn phục vụ cho các ứng dụng khác nhau

Ngoài ra, một khả năng nữa cực kỳ quan trọng của DVB-S2 là khả năng tương thích ngược với các hệ thống sử dụng DVB-S vốn có điều này giúp cho các hệ thống DVB-S2 có thể phát triển song song với số lượng đầu thu DVB-S vẫn còn rất lớn

Điều chế và mã sửa sai (Modulation and Coding):

a Điều chế:

Có 4 kiểu điều chế QPSK, 8PSK, 16APSK và 32APSK (Hình 1.18) Tất cả đã được tối ưu để hoạt động với các transponder phi tuyến Bộ điều chế sử dụng bộ lọc băng gốc (BB filter) và điều chế vuông góc (Quadrature Modulation) tạo ra các dạng phổ tín hiệu và tín hiệu cao tần RF Đây là bộ lọc dạng cosin tăng có 3 dạng phổ ứng với 3 hệ số roll-off (α): 0,20; 0,25 và 0,35 Giảm hệ số α sẽ làm tăng độ suy giảm bên ngoài kênh phi tuyến (do nhiễu ISI tăng lên), phổ tín hiệu ra sẽ “vuông” hơn

20

Hình 2.2: Bốn kiểu điều chế trong DVB-S2

Kiểu điều chế QPSK và 8PSK dùng cho các ứng dụng quảng bá Trong một số ứng dụng quảng bá đặc biệt (theo vùng) và các ứng dụng tương tác với đa đường truyền vệ tinh Kiểu điều chế 16APSK cung cấp hiệu quả về phổ với việc giới hạn các thủ tục tuyến tính Kiểu điều chế 32APSK mục tiêu chính là cho các ứng dụng chuyên dụng, bên cạnh

đó có thể dùng cho quảng bá nhưng yêu cầu tỉ lệ C/N cao hơn và giảm thiểu ảnh hưởng tính phi tuyến của transponder Giản đồ chòm sao 16APSK và 32APSK được đánh giá cho hoạt động qua transponder phi tuyến bằng việc đặt các điểm trên các vòng tròn Tuy nhiên hiệu suất của chúng trên một kênh tuyến tính khác biệt với điều chế 16QAM và 32QAM Tất cả các kiểu điều chế phù hợp cho các kênh vệ tinh hoạt động ở vùng gần tuyến tính, trong hệ thống đa sóng mang phân chia theo tần số (TDM)

b Mã sửa sai (FEC):

FEC là kỹ thuật sửa lỗi chủ chốt cho phép thực hiện chỉ tiêu kỹ thuật tuyệt vời trong đường truyền vệ tinh, nơi có mức nhiễu (noise) và can nhiễu (interference) cao Do vậy việc áp dụng các thuật toán mã hóa tiên tiến với các bộ xử lý (các chipset) giá rẻ có ý nghĩa rất quan trọng Nhóm thiết kế tiêu chuẩn DVB-S2 đã đánh giá bảy đề nghị cho sửa lỗi tiến khi dùng họ mã hóa Turbo, từ đó đã chọn mã trong LDCP (Low Density Parity Checking) kết nối (concatenated) với mã ngoài BCH (Bose Chauhuri Houquenohem) Sơ

đồ FEC mới này được thay cho sơ đồ mã hóa của DVB-S gồm mã xoắn kết hợp với mã Reed-Solomon

21

Hình 2.3: So sánh hiệu quả hoạt động của mã LDPC và các mã khác

Mã trong LDCP do nhà toán học Gallager tạo ra từ năm 1963 và có thông số kỹ thuật tốt thể hiện ở tỷ lệ mã hóa cao và các độ dài khối dài, nhưng nay mới có điều kiện ứng dụng trong thực tế do những hạn chế về công nghệ thời kỳ đó Chúng yêu cầu sự phức tạp thấp của bộ giải mã, và tất cả các phương pháp sửa lỗi tiến mới thực tế cho tới bây giờ,

mã Turbo, cùng với mã LDCP, là tiệm cận với giới hạn Shannol, giới hạn lý thuyết của tốc

độ truyền thông tin cực đại trên kênh có nhiễu Các LDPC được chọn sử dụng chiều dài khối rất lớn (64800 bit cho các ứng dụng mà trê là không quan trọng, và 16200 bit) Tỉ lệ

mã 1/4, 1/3, 2/5, 1/2, 3/5, 2/3, 3/4, 4/5, 5/6, 8/9 và 9/10, phụ thuộc vào việc chọn kiểu điều chế và yêu cầu hệ thống cũng được chọn, các tỉ lệ mã 1/4, 1/3, và 2/5, kết hợp với điều chế QPSK, cho phép hệ thống hoạt động trong điều kiện đường truyền kém, nơi mức tín hiệu thấp hơn mức nhiễu Mã xoắn ngoài BCH được đưa vào để tránh lỗi tại nơi có tỉ lệ bit lỗi thấp (BER)

c Các phương thức kết hợp giữa Điều chế và Mã sửa sai trong DVB-S2

Điều chế và mã không đổi (Constant Coding and Modulation):

Mode hoạt động đơn giản nhất của DVB – S2 là mã hoá và điều chế không đổi (CCM - Constant Coding and Modulation) tương tự với cách mà tín hiệu sử dụng bởi DVB – S Trong CCM cùng một mode điều chế và FEC được sử dụng cho tất cả các frame lớp vật lý Điểm trội hơn của DVB – S2 trong mode CCM so với DVB – S là việc bảo hiểm lỗi được cải thiện do dùng mã trong và mã ngoài mới, cải thiện dung lượng tăng 30%.Sự cải thiện này có giá trị lớn cho các hệ thống quảng bá HDTV Tuy nhiên trong mode CCM tiềm năng đầy đủ của cấu trúc frame lớp vật lý DVB – S2 không được sử dụng

Điều chế và mã thay đổi (variable coding and modulation - VCM):

Trong các ứng dụng quảng bá DVB – S, QPSK và tỷ lệ mã FEC là cố định, trong khi đó với DVB – S2 thì khác: nhiều luồng truyền tải có thể được kết hợp trên một transponder hoạt động ở chế độ bão hoà, cung cấp đường bao của tín hiệu không đổi (QPSK và 8PSK) Tuy nhiên nhiều luồng truyền tải có thể được ấn định cho các frame vật

lý khác nhau, do vậy có thể dùng các mode điều chế và các tỷ lệ mã khác nhau cho các dòng truyền khác nhau Phụ thuộc vào ứng dụng mà có sự dung hoà khác nhau giữa dung lượng và tính mạnh khoẻ của truyền dẫn Ví dụ một transponder có thể mạng cả tín hiệu truyền hình có độ phân giải chuẩn (SD - Standard Definition) và độ phân giải cao (HD – High Definition) với mức bảo vệ k ém hơn cho HD để đạt lợi ích tăng tốc độ bit Điều này

có thể đặt ra yêu cầu cao hơn đối với kích thước anten của đầu thu (Set top box) HD, nhưng phải ở mức chấp nhận được với ứng dụng

Các dịch vụ chuyên dùng cho phép dùng các anten kích thước lớn, do vậy có thể dùng tỷ lệ mã xấu hơn để đạt độ lợi về tốc độ bit, và có thể được tích hợp đến các transponder quảng bá đang hoạt động ở chế độ bão hoà Điều này có thể bao gồm nhiều loại lưu lượng dữ liệu khác nhau như internet backbone mà trước đây bặt buộc phải dùng các sóng mang tách biệt nhằm đảm bảo tính linh hoạt chọn lựa tỷ lệ mã và điều chế

22

Hình 2.4: Ứng dụng ACM trong một hệ thống VSAT

VCM thực sự phát huy hiệu quả khi các dịch vụ khác nhau không cần tỷ lệ mã sửa sai giống nhau (chẳng hạn có thể chấp nhận mất một kênh thứ hai trong trường hợp fading

do mưa) hoặc các dịch vụ khác nhau được chỉ định cho các trạm khác nhau trong những điều kiện thu thông thường khác nhau

Điều chế và mã thích nghi (ACM – adaptive coding and modulation):

ACM chính là mode hoạt động tinh tế nhất của DVB – S2, nó cho phép tối ưu hoá các ứng dụng điểm - điểm.Trong mode này có một kênh ngược từ máy thu tới máy phát uplink Kênh ngược cung cấp cập nhật tức thời hệ số ở máy thu cho trạm uplink Điều này có thể được sử dụng để thay đổi tỷ lệ mã hoá và mode điều chế để tối ưu hoá tốc

độ bit cực đại Có nghĩa là khi trời trong thì có thể dùng tỷ lệ mã xấu hơn, điều chế mức cao hơn để tăng thông lượng bit, nghĩa là tăng thông lượng trung bình của toàn hệ thống Khi trời mưa to hoặc điều kiện lan truyền xấu thì ngược lại Như vậy có thể cải thiện đáng

kể thông số thông lượng của hệ thống, đặc biệt với các kết nối backbone internet và các loại lưu lượng dữ liệu khác

Trong các ứng dụng DSNG, một kênh ngược băng thông hẹp đến xe uplink có thể

cung cấp thông lượng tối ưu trong các điều kiện khó bằng việc thay đổi mã hoá và điều chế tương ứng Ví dụ nếu bắt buộc phải dùng mode với tốc độ bit thấp hơn bình thường thì có

thể bù lại bằng cách giảm tốc độ bit dùng cho bộ mã hoá

23

Hình 2.5: Ứng dụng ACM trong một hệ thống VSAT

Hệ số khuếch đại (gain) của các bộ phát đáp trên vệ tinh ứng dụng ACM sẽ tăng lên khi tần số tăng, do đó ứng dụng ACM vào các hệ thống sử dụng băng tần Ku và Ka là rất thích hợp

Quá trình tạo khung (Frame):

Cấu trúc khung gồm hai mức:

- Mức thứ nhất ở là lớp vật lý mang các bít báo hiệu có mức độ bảo vệ cao

- Mức thứ hai ở lớp dải băng cơ bản, mang nhiều loại bit báo hiệu cho phép bộ chuyển đổi mềm dẻo tối đa với tín hiệu lối vào

Khung mức vật lý (PL Frame):

Mức đầu tiên của khung được thiết kế để đồng bộ và báo hiệu mạnh hơn ở tầng vật

lý Nên thiết bị thu có thể đồng bộ (phục hồi sóng mang và pha, đồng bộ khung), dò tìm các thông số điều chế và mã hoá trước khi giải điều chế và giải mã FEC Lớp vật lý DVB-S2 tạo chuỗi ổn định có chu kì “toa chở hang” (khung lớp vật lý, PL frame): trong một khung, mã hoá và điều chế được phối hợp đồng nhất, nhưng có thể thay đổi được (mã hoá

và điều chế thay đổi) trong những khung liền kề Cấu trúc khung PL được ứng dụng độc lập (mã hoá và điều chế không đổi hoặc mã hoá và điều chế thay đổi)

Mỗi khung PL cấu tạo bởi:

 Trường tải trọng gồm 64800 bit (khung FEC thông thường) hoặc 16200 bit (khung FEC ngắn), tạo thành từ việc mã hoá các bit theo lựa chọn FEC; bởi thế nên trường tải trọng tương ứng với một khối mã theo LDPC/BCH FEC;

lệ bit thấp 7/64 khối mã, phù hợp cho giải mã đúng và giảm đi số bit báo hiệu để giảm độ phức tạp khi giải mã

Khung mức băng cơ sở:

Mức này cho phép nhiều chức năng điều khiển hoàn thiện hơn nhằm định hình thiết

bị thu theo đúng ứng dụng: đơn hay đa luồng vào, CCM hay ACM Với sự bảo vệ của LDPC/BCH và dải rộng của khung FEC, trường tiêu đề dải băng cơ sở gồm nhiều bit điều khiển (80) nhưng không làm giảm hiệu quả truyền dẫn cũng như khó khăn trong việc chống nhiễu

Trường tiêu đề dải băng cơ sở này mang nhiều thông tin điều khiển quan trọng khác, như: gắn nhãn nhận biết việc điều chế luồng tín hiệu vào, mô tả các điểm và thuộc tính của các gói tin, chỉ ra sự có mặt của các bit dư thừa trong khung phát, điều khiển việc kích hoạt các công cụ riêng (chức năng xoá gói rỗng, đồng bộ luồng tín hiệu lối vào, điều khiển hệ số roll-off khi điều chế)

DVB-S2 có thể truyền tải bất cứ định dạng dữ liệu nào:

- DVB-S2 có thể tiếp nhận dòng truyền tải đơn chương trình hoặc đa chương trình, dạng MPEG-TS hay dạng generic (ví dụ như IP )

- DVB-S2 tương thích tốt với các loại mã hoá MPEG-2, HDTV cũng như các hệ thống mã hoá mới (như H.264AVC, VC1…)

- Mỗi dòng tín hiệu đầu vào có thể được bảo vệ bằng các cách khác nhau Khi qua hệ thống truyền dẫn DVB-S2, tín hiệu sau giải mã đúng như ban đầu

Tăng dung lượng truyền dẫn trên cùng một băng thông:

So sánh với tiêu chuẩn DVB-S trước đây với cùng điều kiện truyền dẫn: DVB-S2

có khả năng truyền dữ liệu lớn hơn tới 30% so với DVB-S trong cùng điều kiện băng thông Hay nói cách khác một tín hiệu truyền dẫn theo tiêu chuẩn DVB-S2 yêu cầu băng thông ít hơn 30% so với khi sử dụng tiêu chuẩn DVB-S Đặc biệt khi ứng dụng điều chế,

mã hoá VCM và ACM hiệu suất sử dụng băng thông tăng tương ứng 60% và 130% Điều này có nghĩa là giá thành thuê transponder sẽ thấp hơn

Tăng hiệu quả công suất của quá trình truyền dẫn:

Sử dụng DVB-S2 còn làm tăng hiệu quả công suất của quá trình truyền dẫn Trong vùng phủ sóng, một tín hiệu DVB-S2 yêu cầu thu được ở mức thấp hơn khoảng 2.5 dB so với một tín hiệu DVB-S trong cùng điều kiện bảo vệ lỗi Ngoài ra, DVB-S2 còn có thể tương thích được bất kì đặc tính transponder vệ tinh với sự khác nhau lớn của các tần số phổ (từ 0.5 đến 4.5 bit/s trên một đơn vị băng thông) và yêu cầu về tỷ số C/N kết hợp (từ -2dB đến +16dB)

Khi DVB-S2 được ứng dụng với các ứng dụng điểm-điểm như IP unicasting, gain của tín hiệu DVB-S2 còn lớn hơn DVB-S Chức năng điều chế và mã hoá thay đổi (VCM) cho phép thực hiện điều chế và mức bảo vệ lỗi khác nhau để sử dụng hoặc thay đổi trên cơ

sở từng frame một Chức năng này còn có thể kết hợp với việc sử dụng kênh đường về (return channel) để đạt được điều chế mã hoá tương thích vòng (closed-loop) Vì vậy các

DVB-S2 được thiết kế cho các hệ thống vệ tinh băng rộng:

DVB-S2 đã được tối ưu cho các ứng dụng vệ tinh băng rộng như:

- Các dịch vụ quảng bá: Truyền dẫn các chương trình SDTV hoặc HDTV

- Các dịch vụ tương tác bao gồm cả truy nhập internet

- Các ứng dụng chuyên nghiệp: phân phối tín hiệu truyền hình số tới các trạm phát hình số mặt đất, truyền số liệu và các ứng dụng chuyên nghiệp khác (DSNG, Internet Truncking, Cable Feeds…)

DVB-S2 không bị hạn chế với kiểu mã hoá video và audio MPEG-2 mà có thể tương thích với các kiểu mã hoá MPEG-2, MPEG-4 và HDTV Tiêu chuẩn này cũng mềm dẻo hơn khi chấp nhận bất kì dạng đầu vào, bao gồm dòng bit liên tục, dòng truyền tải MPEG đơn hoặc đa chương trình, IP hay ATM Đặc tính này cho phép các dòng dữ liệu khác và các cấu hình dữ liệu trong tương lai có thể sử dụng được với DVB-S2 mà không cần tới một tiêu chuẩn mới

Se : Hiệu quả phổ (bit/s/Hz)

C : là dung lượng kênh (bit/giây)

W: là băng thông của kênh (Hz)

P : là công suất máy phát (w)

N: là công suất nhiễu (w)

26

Hình 2.6: Hiệu quả phổ của DVB-S2 so với các tiêu chuẩn khác

So sánh DVB-S2 với DVB-S chúng ta có thể thấy độ lợi (gain) dung lượng tốc độ bit của tín hiệu DVB-S2 đạt tới 25-35 % so với DVB-S (cùng tỷ số C/N và tốc độ symbol) tuỳ thuộc vào mode truyền dẫn và ứng dụng DVB-S2 có tính linh hoạt rất lớn, nó có thể tương thích với bất kì đặc tính của transponder nào: Hiệu suất phổ có thể đạt từ 0.5 đến 4.5 bit/s/Hz, C/N trong khoảng từ -2 đến +16 dB trong môi trường có nhiễu trắng

Nhìn trên Hình 2.6, chúng ta thấy DVB-S2 chỉ còn cách đường giới hạn Shannon từ 0.7 đên 1 dB, điều này có nghĩa rằng với DVB-S2 một hệ thống quảng bá tiếp theo dành cho vệ tinh là không cần thiết

Mode tương thích ngược (BC mode – backwards compatible) :

Tiêu chuẩn DVB – S2 (tiêu chuẩn ETSI EN 302 307 V1.1.2 06/2006) đã nhìn thấy trước rằng tuy DVB – S2 có nhiều ưu điểm nhưng do hiện nay số máy thu theo tiêu chuẩn DVB – S là quá lớn (hàng trăm triệu chiếc) nên các nhà quảng bá vệ tinh không thể hoặc khó có thể chuyển ngay sang dùng DVB – S2 vì còn phải tính đến quyền lợi của người tiêu dùng Do vậy trong tiêu chuẩn này còn có một phụ lục tuỳ chọn “các mode tương thích ngược” để dung hoà giữa việc ứng dụng công nghệ truyền dẫn mới cho quảng bá và khách hàng của họ

Các mode tương thích ngược (BC mode) tuỳ chọn nhằm để gửi trên một kênh vệ tinh hai luồng truyền tải.Dòng thứ nhất (có độ ưu tiên cao-HP) chỉ tương thích với các máy thu DVB-S ( theo tiêu chuẩn DVB-S EN 300 421) cũng như với các máy thu DVB-S2, nghĩa là cả hai máy thu DVB-S và DVB-S2 đều thu được tín hiệu của luồng truyền tải này.Dòng thứ hai (có độ ưu tiên thấp-LP) chỉ tương thích với các máy thu DVB-S2.Sự tương thích ngược có thể được thực hiện theo một trong hai phương pháp:

 Điều chế theo lớp, trong đó các tín hiệu DVB-S và DVB-S2 được ghép kênh không đồng bộ trên cùng một tần số vô tuyến (do vậy mode hoạt động

Cần chú ý rằng mode phân cấp cũng được sử dụng trong tiêu chuẩn truyền hình số mặt đất DVB-T Ngoài ra các dịch vụ quảng bá không phải DVB dựa trên điều chế QPSK có thể truyền dòng truyền DVB-S2 LP, khi dùng các sơ đồ điều chế theo lớp hoặc phân cấp kể trên.Tuy nhiên dùng BC mode cũng có ý nghĩa là có sự thoả hiệp giữa chỉ tiêu của các thành phần DVB-S2 và DVB-S của tín hiệu Việc dùng điều chế 8PSK với hai symbol đặt gần nhau hơn so với trong mỗi góc phần tư so với giản đồ chòm sao 8PSK gốc làm cho các máy thu DVB-S tin rằng chúng đang thu tín hiệu QPSK, còn các máy thu DVB-S2 thu tất

cả 8 symbol Việc dùng ánh xạ phân cấp thông minh như vậy cho phép kết hợp các tín hiệu SDTV cho máy DVB-S và HDTV cho máy thu DVB-S2 trên cùng một transponder

2.2 Các yêu cầu công nghệ dùng trong hệ thống SkyEdge II

2.2.1 Mục tiêu xây dựng mạng

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 VNPTI hiện tại

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

- Đáp ứng nhu cầu kinh doanh dịch vụ VSAT-IP cho các đối tượng khách hàng

- Mạng VSAT-IP băng rộng vệ tinh VINASAT sẽ cung cấp các dịch vụ chính sau:

2.2.2 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

- Trang bị trạm cổng Gateway tại Bình Dương

2.2.3 Yêu cầu chung về cấu trúc mạng:

Trên cơ sở đặc tính kỹ thuật của vệ tinh VINASAT và kế hoạch triển khai cung cấp dịch vụ của VNPTI, Mạng VSAT-IP băng rộng VINASAT cần đáp ứng những yêu cầu sau:

- Hoạt động ở cả băng tần C (2 phân cực) và Ku tương thích với các tiêu chuẩn

kỹ thuật của vệ tinh Vinasat, cung cấp các ứng dụng tích hợp đa dịch vụ dựa trên nền IP trên cơ sở tận dụng các trang thiết bị; các hệ thống ứng dịch vụ hiện có, năng lực mạng có khả năng quản lý và phát triển tới hơn 5.000 thuê bao

- Cấu trúc phân lớp theo mô hình MultiGateway bao gồm trạm Hub (bao gồm Hub và Gateway) đóng vai trò trạm chủ có khả năng cung cấp các ứng dụng dịch vụ với tốc độ đường truyền và băng thông lớn, các trạm cổng Gateway có dung lượng trung bình (cỡ NxE1) và các trạm VSAT thuê bao (User terminal - UT) Với mô hình này sẽ tối ưu hoá trong việc cung cấp đường truyền cho mọi đối tượng khách hàng

- Hoạt động theo cấu hình mạng hỗn hợp (mesh) và cấu hình mạng hình sao (star) nhằm linh hoạt trong việc xử lý trễ đường truyền vệ tinh cung cấp các ứng dụng dịch

vụ có tiêu chuẩn chất lượng đa dạng

- Sử dụng giải pháp kỹ thuật và công nghệ tiên tiến nhất để tối ưu hoá việc sử dụng băng tần vệ tinh, nâng cao linh hoạt chất lượng dịch vụ và giảm giá thành đầu tư 2.2.4 Cấu trúc mạng

Hệ thống gồm có trạm chủ Hub, trạm cổng Gateway và các trạm VSAT thuê bao (User terminal - UT) 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

- 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 và Mesh)

29

2.2.5 Yêu cầu về công nghệ trạm đầu cuối UT

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 và Star

- Sử dụng phương thức truy nhập TDM/TDMA, MF-TDMA kết hợp kỹ thuật điều chế QPSK và 8SPK

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

sử dụng đường truyền

- Sử dụng công suất phát và cơ chế phân bổ băng thông linh hoạt dựa trên đặc điểm lưu lượng từng khách hàng

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

về tốc độ đường truyền và hiệu quả sử dụng băng tần

- Có chức năng QoS, SLA để quản lý và giám sát chất lượng dịch vụ, cung cấp khả năng dùng chung Hub cho các mạng VPN khác nhau

2.2.6 Mô hình cung cấp dịch vụ

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

vụ cũng như yêu cầu thiết lập đường truyền cụ thể cho khách hàng:

- Dịch vụ VoIP, Internet, VPN, Truyền hình MPEG4 sẽ được bố trí hoạt động ở băng tần Ku

- 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 án sau:

+ 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

2.3 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)

30

2.3.1 Anten và khối thiết bị cao tần

- 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 NOC với chỉ tiêu kỹ thuật cơ bản:

- 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 cực ngang

- Anten và hệ thống cao tần RF sử dụng chung thiết bị của dự án NOC Tuy nhiên, do tiến độ triển khai dự án NOC các anten này dự kiến cuối năm 2008 mới hoàn tất

và khai thác chính thức (NOC sử dụng anten tạm trong thời gian thi công anten chính) Do vậy trong thời gian chờ thi công anten trạm NOC, trạm Hub sử dụng tạm anten Ku 2.4m có sẵn để đáp ứng tiến độ cung cấp dịch vụ ngay sau khi vệ tinh Vinasat được đưa vào khai thác

- 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 đổi quang-điện

- Tương tự Gateway mạng VSAT băng rộng iPSTAR hiện đang khai thác, từ Quế Dương trạm HUB được kết nối qua tuyến truyền dẫn quang về ITMC/C2 thông qua Router trục 7609 tới các mạng ứng dụng dịch vụ của VNPT/VNPTI hiện có

- 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 phân cực

- 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 gian L-Band

2.3.2 Hệ thống Baseband và NMS

- 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 bản sau:

- 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 thông qua Router 7609 hiện đang đặt ở C2-57HTK của VNPTI

- 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

- GPS Receiver: Cung cấp tần số chuẩn và tín hiệu đồng bộ cho hệ thống

- 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

- 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 nên:

- 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

- Baseband và NMS được thiết kế theo cấu trúc mở, có khả năng làm việc với nhiều bộ phát đáp

bố trí hoạt động qua trạm Hub và Gateway Dung lượng thiết kế mỗi băng tần:

- 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

- 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

2.3.3 Tuyến kết nối trung tần IFL:

- Để thuận tiện cho việc khai thác và phù hợp với chức năng nhiệm vụ của các đơn vị Baseband và NMS sẽ được lắp đặt tại Đài thông tin vệ tinh mặt đất HAN-1A Do Đài HAN-1A có vị trí khá xa NOC (khoảng 300m) nên Baseband và NOC không thực hiện được kết nối trực tiếp mà được thực hiện kết nối gián tiếp qua tuyến truyền dẫn quang với việc sử dụng thiết bị biến đổi quang-điện (IFL-Interfacility Link) Cần trang bị 06 cặp IFL

để thiết lập 03 tuyến thu phát riêng rẽ trong đó 02 tuyến cho băng tần C mở rộng và 01 tuyến cho băng tần Ku Thiết bị IFL đáp ứng các chỉ tiêu kỹ thuật như sau:

- Sử dụng với cáp quang đơn mode với dải tần làm việc: 950 – 2150 Mhz

- Tích hợp bộ tách ghép kênh (Combiner; Divider) để tăng khả năng mở rộng dung lượng khi có nhu cầu

- Hỗ trợ chức năng cảnh báo và giám sát

32

2.3.4 Trạm Cổng Gateway

- Tương tự như trạm Hub, hệ thống trang thiết bị trạm Gateway cũng bao gồm: Antenna, Khối thu phát cao tần, Khối các thiết bị giao tiếp và xử lý tín hiệu băng gốc Baseband

2.3.4.1 Anten và Khối thu phát cao tần

- Anten và thiết bị cao tần của trạm Gateway sử dụng chung Anten và thiết bị cao tần của trạm Teleport Bình Dương, toàn bộ thiết bị này đã được trang bị trong dự án : Xây dựng trạm Teleport và thiết bị cho các trạm VSAT – Remote để sử dụng băng tần vệ tinh VINASAT

- Anten: Đường kính 7.2m, sử dụng lại anten của mạng VSAT/DAMA sau khi mạng VSAT/DAMA ngừng hoạt động, anten này làm việc với 2 phân cực

- Khối thiết bị cao tần được trang bị đồng bộ gồm các thiết bị HPA; LNA; Up/Down Converter trong đó HPA có công suất phát 250W đủ khả năng phát bão hòa 02

bộ phát đáp cho mỗi phân cực

2.3.4.2 Khối thiết bị giao tiếp và xử lý tín hiệu băng gốc Baseband

- Được trang bị mới có tính năng tương tự Baseband trạm Hub, cấu trúc và năng lực của Baseband đáp ứng được các yêu cầu sau:

- Hoạt động ở băng tần C với dung lượng thiết kế cân bằng cho tuyến phát và tuyến thu: tuyến phát 50Mbs, tuyến thu 50Mbs

- Baseband được quản lý bởi Hệ thống quản lý mạng tập trung NMS đặt tại trạm Hub

- Baseband kết nối với các mạng dịch vụ tại TP.HCM qua tuyến truyền dẫn SDH, tốc độ STM-1 giao diện điện

2.4 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

- Hoạt động với cấu hình Star

- 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 lụt bão

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

- 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 7609 đặt tại ITMC1/C2 bằng cáp quang (GE) Thông qua Router 7609 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 7609:

34

- Đóng vai trò 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 nối liên mạng để triển khai cung cấp dịch vụ, cấu hình của Router đang sử dụng:

- CallManager điều khiển kết nối các cuộc gọi nội mạng VSAT, kết nối các cuộc gọi liên mạng và quốc tế

- Thiết bị CallManager của Cisco gồm 03 bộ, khả năng phục vụ hiện tại tới 10.000 thuê bao, có thể mở rộng tới 30.000 thuê bao với năng lực xử lý 250.000 BHCC

Packet Shaper:

- Thực hiện chức năng quản lý giám sát và điều khiển lưu lượng, cung cấp nguồn

dữ liệu cho hệ thống Billing tính cước khách hàng:

- Năng lực xử lý tối đa 1.400.000 luồng dữ liệu IP; 500.000 host với thông lượng 1Gbps

- Hoạt động theo cấu hình 1+0 (stand-alone), có thể mở rộng để triển khai cấu hình có dự phòng (hot-standby)

- Như vậy, với năng lực các thiết bị Hệ thống ứng dụng dịch vụ hiện có ngoài việc phục vụ mạng VSAT-IP băng rộng vệ tinh iPSTAR, hệ thống hoàn toàn có khả năng đáp ứng nhu cầu triển khai các ứng dụng dịch vụ mạng VSAT-IP băng rộng vệ tinh VINASAT Tuy nhiên theo kế hoạch giải phóng mặt bằng khu vực C2, toàn bộ trang thiết

bị tại ITMC1/C2 sẽ di chuyển sang toà nhà mới Hệ thống ứng dụng dịch vụ hiện có hoạt động không có dự phòng, do vậy để phục vụ việc di chuyển cần trang bị bổ sung thiết bị Router; CallManager và Packet Shaper Cụ thể:

- Trang bị 01 Router 7609 với cấu hình tối thiểu để thực hiện di chuyển Sau đó

sẽ chuyển thiết bị này để kết nối ITMC HCM với Gateway Bình dương

- Trang bị bổ xung 01 CallManager Sever để phục vụ di chuyển và nâng cao tính

35

- Thiết bị mua bổ sung có cấu hình tương tự thiết bị đang khai thác và sẽ được tích hợp vào hệ thống để đảm bảo an toàn mạng lưới sau khi hoàn tất kế hoạch di chuyển mạng

36

CHƯƠNG III - ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN KỸ THUẬT TRIỂN KHAI DỊCH VỤ, ỨNG DỤNG MỚI VÀ THỬ NGHIỆM ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ

3.1 Dịch vụ truy nhập Internet băng rộng

- Dịch vụ truy nhập Internet băng rộng qua vệ tinh hướng tới các khách hàng là các doanh nghiệp, hộ gia đình ở các khu vực không có kết nối bằng các tuyến cáp mặt đất, đặc biệt rất thích hợp với các khách hàng ở những khu vực có địa hình phức tạp, xa các đô thị lớn như các vùng biên giới hải đảo

- Tùy theo nhu cầu sử dụng, dịch vụ Internet băng rộng có thể cung cấp cho khách hàng các gói dịch vụ khác nhau (được đại diện bởi tốc độ Download và Upload) và những tham số về chất lượng dịch vụ để có thể thích nghi với những yêu cầu sử dụng đa dạng của khách hàng

- Trạm Hub/Gateway cung cấp 1 đường truyền dẫn trên nền IP đến thiết bị VSAT, khách hàng có thể truy nhập Internet trực tiếp bằng cách kết nối máy tính với thiết bị trong nhà (IDU – Indoor Unit) của VSAT

- Tại trạm thuê bao, các thiết bị của khách hàng được kết nối với thiết bị IDU của VSAT và tiến hành truy nhập Internet thông qua trạm Chủ hay trạm Cổng (Hub/Gateway)

- Đối với trạm Hub/Gateway, để có thể cung cấp dịch vụ Internet băng rộng cho khách hàng, hệ thống phải có 1 thiết bị quản lý băng thông để phân tách các luồng dữ liệu khác nhau của các gói dịch vụ khác nhau, nhằm mục đích quản lý chất lượng dịch vụ và lưu trữ, bóc tách thông tin truy nhập của khách hàng để tính cước

- Đối với dịch vụ truy nhập Internet qua vệ tinh, đối tượng khách hàng là người dùng cuối do đó cần phải có một giải phát phù hợp túi tiền người sử dụng mà vẫn đáp ứng được yêu cầu về chất lượng Để thực hiện được diều này, hệ thống truy nhập Internet qua vệ tinh

sử dụng công nghệ DVB-S2 để tăng hiệu quả sử dụng băng tần, đồng thời cung cấp dịch

vụ trên băng tần Ku để giảm thiểu chi phí đầu tư thiết bị VSAT của khách hàng

3.1.1.1 Cấu trúc trạm Hub/Gateway

Cấu hình của trạm Hub/Gateway bao gồm thiết bị ứng dụng (IP), các thiết bị xử lý baseband và phần thiết bị phát lên vệ tinh Việc thiết kế một hệ thống truy nhập Internet băng rộng qua VSAT yêu cầu phải có quá trình tính toán cụ thể để có thể xây dựng một trạm Hub/Gateway phù hợp với quy mô và yêu cầu dịch vụ của khách hàng

37

Như trong Hình 3.2, một trạm Hub/Gateway thông thường bao gồm các phân hệ: hệ thống uplink, hệ thống xử lý băng gốc (Baseband), hệ thống thiết bị ứng dụng IP và hệ thống quản lý mạng (NMS - Network Managerment System)

- Phân hệ anten và cao tần (uplink): Thực hiện truyền dẫn giữa vệ tinh và trạm chủ đặt trên mặt đất Đối với hệ thống uplink băng Ku, khả năng điều khiển và bù công suất (Uplink Power Control – UPC) khi có mưa là rất quan trọng để đảm bảo chất lượng liên lạc của cả hệ thống khi gặp phải mưa Thông thường một hệ thống uplink băng Ku nên có UPC 10dBW

- Phân hệ xử lý băng gốc: Thực hiện đóng gói, mã hóa hoặc giải mã, điều chế hoặc giải điều chế tín hiệu để chuyển đổi từ các gói IP sang tín hiệu cao tần truyền lên vệ tinh và ngược lại Hiện tại, một hệ thống DVB-S2 ACM là lý tưởng đối với dịch vụ truy nhập Internet qua vệ tinh trong đó vừa cung cấp khả năng điều chế mã hóa bậc cao vừa cung cấp khả năng thay đổi thích nghi mức điều chế mã hóa để đem lại hiệu quả thông tin tối ưu nhất

- Phân hệ thiết bị ứng dụng IP: Có chức năng rất quan trọng trong một hệ thống VSAT băng rộng, khối thiết bị ứng dụng IP đóng vai trò kết nối mạng VSAT với các mạng dịch vụ đồng thời theo dõi và quản lý các dịch vụ hoạt động trên mạng (Trong trường hợp này là dịch vụ Internet) Các thiết bị thiết yếu gồm có: thiết bị truyền dẫn và định tuyến IP, thiết bị quản lý băng thông và tường lửa v.v Bên cạnh đó, dể có thể cung cấp ứng dụng truy nhập Internet qua vệ tinh, một thiết bị có vai trò vô cùng quan trọng đó là hệ thống tăng tốc TCP/HTTP qua vệ tinh

 Hệ thống tăng tốc TCP: Như đã trình bày trong nội dung “Giao diện IP qua vệ tinh”, một hệ thống thực hiện các cơ chế tăng tốc TCP qua vệ tinh là thiết yếu đối với một hệ thống truy nhập Internet băng rộng qua vệ tinh Hệ thống tăng tốc TCP này đảm bảo cho hiệu suất băng thông của cả hệ thống VSAT băng rộng đạt tối ưu và nâng cao chất lượng sử dụng dịch vụ cho khách hàng sử dụng dịch vụ tại các đầu VSAT Cơ chế thường được sử dụng cho hệ thống VSAT là TCP Spoofing trong đó hệ thống TCP Server sẽ đóng vai trò trung gian ở giữa bên phát và bên thu, thay thế bên phát và thu gửi các bản tin “giả”

để quá trình truyền nhận tin được diễn ra nhanh chóng chứ không phải chờ đợi các bản tin “thật” đi và đến rất chậm chạp do độ trễ và tỉ lệ lỗi bit (BER) cao của đường truyền vệ tinh

38

Hình 3.1 Nguyên lý hoạt động của hệ thống tăng tốc TCP và HTTP

 Hệ thống tăng tốc HTTP (Proxy Server): Cũng tương tự hệ thống tăng tốc TCP, hệ thống tăng tốc HTTP giúp tối ưu hóa lưu lượng truy cập các website Internet từ các trạm VSAT Hệ thống Proxy Server sẽ lưu lại dữ liệu về các trang Web mà các khách hàng của cả hệ thống thường ghé thăm và do đó khi các yêu cầu về các việc truy cập các trang Web đó lại tiếp tục xuất hiện, hệ thống sẽ chỉ phải lấy thông tin từ Proxy Server

- Phân hệ quản lý mạng 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