đồ án tốt nghiệp công nghệ vsat ip trong cung cấp thông tin hỗ trợ phát triển kinh tế xã hội c

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN NGUYỄN QUỐC HÙNG CÔNG NGHỆ VSAT IP TRONG CUNG CẤP THÔNG TIN HỖ TRỢ PHÁT TRIỂN KINH TẾ XÃ HỘI CẤP XÃ Chuyên ngành: Khoa học máy tính Mã số: 60.48.01 LUẬN VĂN THẠC SỸ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. PHẠM VIỆT BÌNH Thái Nguyên - 2009 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên t nu . e du . v n MỤC LỤC MỤC LỤC LỜI CÁM ƠN DANH SÁCH CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT DANH SÁCH HÌNH VẼ DANH SÁCH HÌNH ẢNH MỞ ĐẦU CHƢƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CÁC CÔNG NGHỆ TRUYỀN Trang THÔNG INTERNET 1 1.1. Giới thiệu các công nghệ truyền thông Internet 1 1.1.1. Công nghệ truyền thông Dial up 1 1.1.2. Công nghệ truyền thông ADSL 2 1.1.3. Công nghệ truyền thông Winmax 4 1.1.4. Công nghệ truyền thông Lead Line 8 1.1.5. Công nghệ truyền thông VSAT IP 10 1.2. Giới thiệu các thành phần chính của VSAT IP 12 1.2.1. Trạm cổng Gateway 12 1.2.2. Vệ tinh IPSTAR 19 1.2.3. Thiết bị đầu cuối UT 23 1.2.4. Giao thức, kiển trúc và kiểu kết nối mạng VSAT IP 25 CHƢƠNG II: CÁC KỸ THUẬT ĐIỀU CHẾ TRONG CÔNG NGHỆ TRUYỀN THÔNG INTERNET VSAT IP 34 2.1. Kỹ thuật điều chế số 34 2.1.1. Kỹ thuật điều chế pha QPSK 34 2.1.2. Kỹ thuật điều chế biên độ cầu phương QAM 37 2.1.3. Kỹ thuật đa truy nhập theo tần số FDMA và FDMA/TDM 40 2.1.4. Kỹ thuật đa truy nhập thời gian TDMA 42 2.2.Kỹ thuật điều chế OFDM 44 2.2.1. Kỹ thuật điều BPSK 44 2.2.2. Mã Gray 46 2.3.Kỹ thuật điều chế đa truy nhập 47 2.3.1. Kỹ thuật điều chế OFDMA 47 2.3.1. Kỹ thuật điều chế Scalable OFDMA (SOFDMA) 50 2.4.Điều c hế yếu cầu truyền lại tự động ARQ 51 2.4.1. Kỹ thuật điều chế ARQ dừng và đợi 52 2.4.2. Kỹ thuật điều chế ARQ lùi N 53 2.4.3. Kỹ thuật điều chế Hybrid ARQ 56 CHƢƠNG III: KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM VÀ ỨNG DỤNG 58 3.1. Phương pháp thiết kế mạng VSAT IP 58 3.1.1. Tính toán góc ngẩng và góc phương vị 58 3.1.2. Tính toán kết nối đường lên (UPLINK) 60 3.1.3. Tính toán kết nối đường xuống (DOWNLINK) 64 3.1. Xây dựng mô hình truyền thông VSAT IP tại các điểm xã 72 3.1.1. Kết hợp công nghệ VSAT IP và mạng nội bộ LAN 72 3.1.2. Kết hợp công nghệ VSAT-IP với Router SHDSL và mạng nội bộ LAN 73 3.1.3. Kết hợp công nghệ VSAT-IP với Router DSLAM, Modem ADSL và mạng LAN 74 3.1.4 . Kết hợp công nghệ VSAT-IP với DSLAM kết hợp với hạ tầng cáp thoại đã có của Bưu điện 75 3.2. Ứng dụng mô hình truyền thông Internet VSAT IP tại các xã trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên 78 3.2.1. Khảo sát tình hình sử dụng công nghệ viễn thông trên địa bàn tỉnh 78 3.2.2. Thiết kế mạng VSAT IP tại các điểm xã tỉnh Thái Nguyên 80 3.2.3. Xây dựng phần mềm cung cấp thông tin 82 KẾT LUẬN TÀI LIỆU THAM KHẢO LỜI CÁM ƠN Trước hết tôi muốn gửi lời cảm ơn đến các thầy cô giáo ở Viện công nghệ thông tin và Khoa công nghệ thông tin - Đại học Thái Nguyên đã quan tâm tổ chức chỉ đạo và trực tiếp giảng dạy khóa cao học của chúng tôi. Đặc biệt tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy giáo hướng dẫn TS Phạm Việt Bình về những chỉ dẫn khoa học và tận tình hướng dẫn cho tôi trong suốt quá trình làm luận văn. Nếu không có sự giúp đỡ của thầy thì tôi khó có thể hoàn thành bản luận văn này. Cũng qua đây, tôi xin chân thành cảm ơn lãnh đạo Trung tâm Thông tin Công nghệ - Sở Khoa học và Công nghệ Thái Nguyên, nơi tôi công tác, đã tạo mọi điệu kiện thuận lợi cho tôi trong thời gian hoàn thành các môn học cũng như trong suốt thời gian làm luận văn tốt nghiệp. Cuối cùng, tôi xin cảm gia đình, những người đã luôn ủng hộ và động viên đển tôi yên tâm nghiên cứu và hoàn thành luận văn. DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT A Azimut Góc phương vị AOCS Attitude and orbit control system Hệ thống đ/kh trạng thái & quỹ đạo BPF Band pass filter Bộ lọc thông dải BPSK Binary PSK Điều chế theo pha nhị phân BER Bit error ratio Tỷ lệ lỗi bit CDMA Code division multiplex access Đa truy nhập phân chia theo mã CDM Code division multiplex Ghép kênh phân chia theo mã C&M Control and Monitoring Điều khiển và giám sát CUG Closed Users group Nhóm người sử dụng khép kín D/C Down coverter Bộ hạ tần DAMA Demand Assgned Multiple Acces Đa truy cập ấn định theo yêu cầu DCE Data circuit Terminating equipment Thiết bị đầu cuối kênh dữ liệu DSP Digital Signal Processing Xử lý tín hiệu số DTE Data Terminal Equipment Thiết bị đầu cuối dữ liệu. E Elevation Góc ngẩng Eb/No Energy per bit over thermal Noise Tỷ lệ năng lượng một bit trên cs tạp power (per Hz) ratio âm nhiệt (/Hz) EIRP Equivalent isotropic racliated power Công suất bức xạ đẳng hướng tương đương FEC Forward Error Corection Sữa lỗi tại nơi thu GEO Geosychronous earth orbit Quỹ đạo địa tĩnh GSM Gobal System for Mobile Hệ thống thông tin di động Communication toàn cầu HBE Hub Baseband Equipment Thiết bị băng gốc Hub HCI Hub Control Interface Giao tiếp điều khiển Hub HPA High power amplifiers Bộ khuếch đại công suất cao HPC High power amplifiers and Convertor Bộ đổi tần và k/đại công suất cao IBO Input background color off Độ lùi đầu vào IDU In-Door Unit Khối bên trong IF Intermediate frequency Tần số trung tần IM InterModulation Xuyên điều chế ISDN Integrated Services Data Network Mạng dịch vụ tích hợp số LEO Low earth orbit Quỹ đạo thấp LIE Line Interface Equipment Thiết bị giao tiếp đường LO Local ossilator Bộ dao động nội LNA Low noise amplifiers Khuếch đại tạp âm thấp MAN Metropolitan Area Network Mạng vùng trung tâm MCD Multicarrier Demodulation Bộ giải điều chế đa sóng mang NRZ Non return zero Mã không trở về không OBO Output back off Độ lùi đầu ra OBP On Board Processing Xử lý trên vệ tinh ODU Out-Door Unit Khối bên ngoài PA Power Ampli bộ khuếch đại công suất PCE Processing and Control Equipment Thiết bị điều khiển và xử lý PSTN Public switch telephone network Mạng đ/th chuyển mạch công cộng PSDN Packet Switched Data Network Mạng dữ liệu chuyển mạch gói RF Radio frequency Tần số vô tuyến TDMA Time division multiplex access Đa truy nhập phân chia theo th/gian U/C Up coverter Bộ nâng tần SHF Supper Hight Frequency Tần số siêu cao tần SCADA Supervisory Control And Data Thu dữ liệu và điều khiển giám sát Acquisition CCIR Commite Consultative Internation Radio Uỷ ban tư vấn điện báo đ/thoại QTế DANH SÁCH HÌNH ẢNH Hình 1.1: Mô hình kết nối Internet Dial Up 1 Hình 1.2: Mô hình kết nối Internet ADSL 3 Hình 1.3: Thoại cơ bản sử dụng dải tần số từ 300Hz tới 3,400Hz 3 Hình 1.4. Mô hình cấu trúc công nghệ truyền thông WiMAX 5 Hình 1.5: Sơ cấu trúc công nghệ truyền thông Leased- Line 8 Hình 1.6: Các ứng dụng của công nghệ truyền thông VSAT IP 10 Hình 1.7: Mô hình hoạt động của công nghệ VSATIP 11 Hình 1.8: Sơ đồ trạm cổng Gateway 12 Hình 1.9: Cấu trúc của Radio Resource Management 13 Hình 1.10: Cấu trúc khung TOLL Link 17 Hình 1.11: Các kiểu kênh STAR Link 18 Hình 1.12: Cấu trúc khung của STAR Link cho loại 8 kênh 19 Hình 1.13: Vệ tinh IPSTAR được phóng lên quỹ đạo 19 Hình: 1.14: Vùng phủ sóng của vệ tinh iPSTAR 22 Hình 1.15: Vùng phủ sóng của vệ tinh iPSTAR tại Việt Nam 23 Hình 1.16: Thiết bị chuyển đổi tín hiệu vệ tinh modem, antena 23 Hình 1.17: Kiến trúc giao thức của một mạng VSAT 27 Hình 1.18: Cấu hình hổ trợ giao thức SDLC 32 Hình 2.1: Điều chế QPSK 34 Hình 2.2: Bộ biến đổi nối tiếp song song 34 Hình 2.3: Tổ hợp bit điều chế QPSK 35 Hình 2.4: Sơ đồ khối điều chế QPSK 35 Hình 2.5 : Biểu đồ tín hiệu tín hiệu QPSK 37 Hình 2.6: Sơ đồ khối phương pháp điều chế M_QAM 38 Hình 2.7: Chùm tín hiệu M-QAM 39 Hình 2.8: Đa truy nhập phân chia theo thời gian: TDMA 42 Hình 2.9 : Khung TDMA 43 Hình 2.10 : Biểu đồ không gian tín hiệu BPSK 45 Hình 2.11: Giản đồ IQ của 16-PSK khi dùng mã Gray. Mỗi vị trí IQ liên tiếp chỉ thay đổi một bit đơn 47 Hình 2.52 Cấu trúc sóng mang con OFDMA 48 Hình 2.63: Kênh con hóa trong OFDMA 49 Hình 2.74: Cấu trúc khung công nghệ đa truy nhâp OFDMA 50 Hình 2.15: Mô hình giao thức ARQ dừng và đợi 53 Hình 2.16: Mô hình giao thức ARQ lùi N 54 Hình 2.17: Giao thức ARQ lùi N với gói tin bị lỗi 54 Hình 2.18: Giao thức ARQ lùi N với ACK bị lỗi 55 Hình 2.19: Cơ chế yêu cầu lặp lại khi lỗi xảy ra 56 Hình 3.1: Tính toán góc ngẩng 58 Hình 3.2 Góc phương vị của vệ tinh 59 Hình 3.3 : Hệ số (G/T) của trạm mặt đất 65 Hình 3.4 : TD trời sạch 66 Hình 3.5: TD Bị nhiễu do mưa 66 Hình 3.6: OBOt là hàm của IBOt 67 Hình 3.7: (C/No)D của một trạm mặt đất 68 Hình 3.8: Nhiễu xuyên điều chế tuyến xuống do búp sóng (vệ tinh) khác 69 Hình 3.9: Nhiễu xuyên điều chế tuyến xuống do trạm GetWay khác 69 Hình 3.10: Nhiễu giao thoa tuyến xuống do búp sóng vệ tinh khác 70 Hình 3.11: Nhiễu giao thoa tuyến xuống do trạm GetWay khác 71 Hình 3.12: Sơ đồ kết hợp công nghệ VSAT IP và mạng nội bộ LAN 72 Hình 3.13: Sơ đồ kết hợp công nghệ VSAT-IP với Router SHDSL và mạng LAN 73 Hình 3.14: Sơ đồ kết hợp công nghệ VSAT-IP với Router DSLAM, Modem ADSL và mạng LAN 74 Hình 3.15: Sơ đồ kết hợp công nghệ VSAT-IP với DSLAM kết hợp với hạ tầng cáp thoại đã có của Bưu điện 76 Hình 3.16: Mô hình thư viện số Khoa học Công nghệ 82 Hình 3.17: Mô hình truyền dữ liệu Thư viện số 85 Hình 3.18: Biểu đồ Usecase phân hệ quản trị dữ liệu 86 [...]... c c c ng nghệ truyền thông phổ biến hiện nay như DialUp, ADSL, WINMAX, Leased line, VSAT IP C c thành phần chính và c c giao th c, kiến tr c mạng VSAT IP Chƣơng II: C c kỹ thuật điều chế trong c ng nghệ truyền thông Internet VSAT IP Trong chương này nghiên c u c c kỹ thuật điều chế tín hiệu trong c ng nghệ truyền thông VSAT IP Chƣơng III: Kết quả th c nghiệm và ứng dụng Trong chương này nghiên c u... đối với vi c ứng dụng c ng nghệ truyền thông VSAT IP Tiếp đó ứng dụng 01 mô hình truyền thông Internet VSAT IP tại c c điểm xã trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên gồm c c c ng vi c: Khảo sát đánh giá c c điểm xã triển khai th c hiện, lắp đặt thiết bị phần c ng, xây dựng c sở dữ liệu cung c p thông tin cho c p xã Do c ng nghệ triển khai là mới chưa phổ biến nhiều, vi c nghiên c u một vấn đề khoa h c đi đến... hoá xã phường” c a tỉnh An Giang; “Xây dựng mô hình ứng dụng KH&CN ph c vụ phát triển kinh tế xã hội nông thôn miền núi” c a tỉnh Ninh Bình; Cung c p thông tin Khoa h c C ng nghệ tại một số xã trong tỉnh c a tỉnh Lạng Sơn;“Xây dựng thư viện số về kỹ thuật sản xuất nông – lâm nghiệp và cung c p thông tin cho c c xã c a tỉnh B c Kạn … Tại Thái Nguyên, UBND Tỉnh đã ban hành c c Quyết định, c c Chỉ thị... pháp triển khai trên, luận văn đã lựa chọn đề tài theo hai hướng xây dựng hệ thống c Online và Offline với tên đề tài: C ng nghệ VSAT- IP trong cung c p thông tin hỗ trợ phát triển KTXH c p Xã Ngoài phần mở đầu và kết luận luận văn đư c chia làm 4 chương, nội dung c thể c a c c chương như sau: Chƣơng I: Tổng quan về c c c ng nghệ truyền thông interner hiện nay Trong chương này khái quát chung về c c. .. thông tin vệ tinh VSAT IPSTAR cho phép c c nhà khai th c phát triển mạng viễn thông một c ch nhanh chóng ở c c vùng c địa hình ph c tạp và c sở hạ tầng viễn thông chưa cao Qua đồ án này, em đã nắm bắt đư c c c vấn đề c bản c a hệ thống VSAT truyền dẫn qua vệ tinh IPSTAR, c c ưu như c điểm c a hệ thống truyền dẫn này Và từ đó, đã đưa ra thuật toán để c thể tính toán và thiết kế một tuyến thông tin. .. nổi bật c a c ng nghệ Wimax c) Đánh giá ƣu nhƣ c điểm c a c ng nghệ WiMAX - Về ưu điểm: WiMAX c lợi ích hết s c to lớn đối với c c nhà sản xuất, c c nhà cung c p dịch vụ và c người sử dụng dịch vụ + Đối với nhà sản xuất: Trên c sở tiêu chuẩn chung, nhà sản xuất c thể nhanh chóng phát triển c c sản phẩm mà ít phải chi phí cho vi c nghiên c u, tạo thánh phần và dịch vụ mới Một nhà sản xuất c thể... vệ tinh VSAT IPSTAR ứng với điều kiện địa hình c ng như thời tiết tại Việt Nam đáp ứng đư c c c yêu c u về chỉ tiêu chất lượng c ng như độ tin c y cho phép Ứng dụng Khoa h c c ng nghệ ph c vụ phát triển kinh tế, văn hóa, xã hội c a địa phương nơi triển khai mô hình C thể là ứng dụng c ng nghệ vệ tinh VSAT- IP để đưa Internet về c c xã vùng sâu, vùng xa mà hiện nay vi c khai th c và sử dụng Internet chỉ... th c, kênh thuê riêng c thể là c c đường c p đồng tr c tiếp kết nối giữa hai điểm ho c có thể bao gồm c c tuyến c p đồng và c c mạng truyền dẫn kh c nhau Khi kênh thuê riêng phải đi qua c c mạng kh c nhau, c c quy định về c c giao tiếp với mạng truyền dẫn sẽ đư c quy định bởi nhà cung c p dịch vụ Do đó, c c thiết bị đầu cuối CSU /DSU c n thiết để kết nối kênh thuê riêng sẽ phụ thu c vào nhà cung c p. .. nghệ VSAT IP - Về ưu điểm: C ng nghệ VSAT IP phù hợp với vùng sâu, vùng xa nơi mà c c c ng nghệ kh c khó triển khai vì c c lý do về địa hình, khoảng c ch T c độ đường truyền cao đáp ứng c c ứng dụng như Internet băng rộng t c độ cao, mạng thuê riêng ảo VPN -IP, thuê kênh riêng IP, truyền hình hội thảo Thiết bị lắp đặt đơn giản và rất gọn nhẹ, thời gian cung c p dịch vụ nhanh chóng, độ tin c y cao C ng nghệ. .. hạ tầng về thông tin trên địa bàn c khả năng đáp ứng với nhu c u c bản về thông tin trong hoạt động KT-XH tại địa phương”, và trong nội dung c a kế hoạch đã c hạng m c về vi c tiến hành xây dựng c c Cơ sở dữ liêu (CSDL) điện tử chuyên ngành c a tỉnh để từng bư c tích hợp tạo lập Ngân hàng dữ liệu c a tỉnh, ph c vụ c ng cu c phát triển KTXH tai c c địa phương Qua th c tế c a c c tỉnh đã triển khai, . ĐẠI H C THÁI NGUYÊN KHOA C NG NGHỆ THÔNG TIN NGUYỄN QU C HÙNG C NG NGHỆ VSAT IP TRONG CUNG C P THÔNG TIN HỖ TRỢ PHÁT TRIỂN KINH TẾ XÃ HỘI C P XÃ Chuyên ngành: Khoa h c máy tính Mã số:. line, VSAT IP. C c thành phần chính và c c giao th c, kiến tr c mạng VSAT IP. Chƣơng II: C c kỹ thuật điều chế trong c ng nghệ truyền thông Internet VSAT IP Trong chương này nghiên c u c c kỹ. vô tuyến thông tin vệ tinh VSAT IPSTAR cho phép c c nhà khai th c phát triển mạng viễn thông một c ch nhanh chóng ở c c vùng c địa hình ph c tạp và c sở hạ tầng viễn thông chưa cao. Qua đồ án này,