Nghiên cứu, Tìm hiểu Hệ thống Điện thoại Vệ tinh

Tiểu luận môn:”Hệ thống thông tin vệ tinh” Lớp : 12BMTTT Giảng viên: TS Tạ Hải Tùng Viện công nghệ thông tin và truyền thông 1 Thực hiện: Lê Xuân Bách - CB120129. Phạm Thị Lệ -CB120142. TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG o0o TIỂU LUẬN Môn học: CÁC HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH Đề tài: Nghiên cứu, Tìm hiểu Hệ thống Điện thoại Vệ tinh Học viên thực hiện: Lê Xuân Bách - CB120129 Phạm Thị Lệ - CB120142 Lớp: 12B-MTTT (Thạc sỹ Kỹ Thuật) Nghành: KT Máy tính và Truyền thông Giáo viên hướng dẫn: TS. Tạ Hải Tùng Hà Nội 04/2013 Tiểu luận môn:”Hệ thống thông tin vệ tinh” Lớp : 12BMTTT Giảng viên: TS Tạ Hải Tùng Viện công nghệ thông tin và truyền thông 2 Thực hiện: Lê Xuân Bách - CB120129. Phạm Thị Lệ -CB120142. Tiểu luận môn:”Hệ thống thông tin vệ tinh” Lớp : 12BMTTT Giảng viên: TS Tạ Hải Tùng Viện công nghệ thông tin và truyền thông 3 Thực hiện: Lê Xuân Bách - CB120129. Phạm Thị Lệ -CB120142. Tiểu luận môn:”Hệ thống thông tin vệ tinh” Lớp : 12BMTTT Giảng viên: TS Tạ Hải Tùng Viện công nghệ thông tin và truyền thông 4 Thực hiện: Lê Xuân Bách - CB120129. Phạm Thị Lệ -CB120142. Mục lục. Danh mục hình vẽ 5 Từ viết tắt. 5 Lời nói đầu 8 1. Mở đầu. 9 1.1. Khái quát chung về VSAP IP 9 1.2. Công nghệ OFDM trong truyền dẫn vô tuyến băng rộng điểm – đa điểm tốc độ cao. 9 2. Tổng quan về công nghệ của hệ thống VSAT IP. 11 2.1. Thành phần chính của hệ thống. 11 2.1.1. Vệ tinh iPSTAR. 11 2.1.2. Trạm cổng (Gateway). 13 2.1.3. Các trạm đầu cuối thuê bao (User terminal – UT). 15 2.2. Dịch vụ VOIP. 17 2.2.1. Giới thiệu về VoIP (Voice over Internet Protocol) 17 2.2.2. IP qua vệ tinh. 29 2.3. Dịch vụ VoIP trên hệ thống VSAT IP. 30 2.3.1. Mở đầu 30 2.3.2. Mô hình định tuyến cuộc gọi. 32 2.3.3. Chuẩn mã hóa và băng thông vệ tinh. 36 3. Các ưu điểm và tồn tại. 38 4. Giải pháp tổng đài VoIP với mã nguồn mở Asterisk 40 4.1. Tổng quan hệ thống VoIP với mã nguồn mở Asterisk. 40 4.2. Giải pháp Nâng cập tổng đài Analog sang tổng đài VoIP (IP-PBX). 42 4.2.1. Tận dụng tổng đài PABX Analog/Digital của doanh nghiệp làm tổng đài chính 43 4.2.2. Tận dụng tổng đài PABX Analog/Digital của doanh nghiệp làm tổng đài nhánh 44 4.2.3. Sử dụng các dịch vụ VoIP thuê ngoài của các nhà cung cấp dịch vụ VOIP 45 4.2.4. Sử dụng các dịch vụ ngoài theo mô hình của hệ thống IP Centrex (thuê tổng đài IP PBX ngoài ) 46 5. Kết luận. 48 Tài liệu tham khảo. 49 Tiểu luận môn:”Hệ thống thông tin vệ tinh” Lớp : 12BMTTT Giảng viên: TS Tạ Hải Tùng Viện công nghệ thông tin và truyền thông 5 Thực hiện: Lê Xuân Bách - CB120129. Phạm Thị Lệ -CB120142. Danh mục hình vẽ Hình 1 Vùng phủ sóng của vệ tinh IPSTAR 12 Hình 2 Vùng phủ sóng vệ tinh IPSTAR tại Việt Nam 12 Hình 3 Sơ đồ khối chức năng trạn cổng IPSTAR 13 Hình 4 Cấu hình trạm thuê bao 16 Hình 5 Cách máy IP PBX tích hợp với mạng và cách nó sử dụng đường PSTN hoặc Internet để kết nối cuộc gọi 18 Hình 6 Datagram 18 Hình 7 Cấu trúc tiêu đề cố định RTSP 21 Hình 8 Hệ thống chuẩn H.323 và các thành phần 24 Hình 9 Cấu trúc thiết bị đầu cuối H.323 25 Hình 10 Các lớp của bộ giao thức H.323 28 Hình 11 Cấu hình dịch vụ VoIP VSAT-IP 32 Hình 12 Mô hình cuộc gọi trong mạng VSAT-IP 34 Hình 13 Mô hình điều khiển cuộc gọi H.323 35 Hình 14 Mô hình điều khiển cuộc gọi H.323 ra ngoài mạng VSAT-IP 35 Hình 15 mô hình tổng đài IP PBX Asterisk 40 Hình 16 Tổng đài PABX 43 Hình 17 Tổng đài PABX Analog/Digital 44 Hình 18 Sử dụng các dịch vụ VoIP thuê ngoài 45 Hình 19 Sử dụng các dịch vụ ngoài theo mô hình của hệ thống IP Centrex 46 Từ viết tắt. Từ viết tắt Nghĩa tiếng Anh Nghĩa tiếng Việt IP Internet Protocol Giao thức Internet STAR SCPC TDMA Aloha Return Link 3 kỹ thuật truy nhập Slotted Aloha, Aloha, TDMA dùng cho hướng truyền từ trạm con về trạm chủ UT User Terminal Trạm thuê bao TDM Time Drivision Multiplex Ghép kênh phân chia theo thời gian ÒFDM Orthogonal Frequency- Division Multiplexing Ghép kênh phân chia theo tần số trực giao LOS Line Of Sight Tầm nhìn thẳng NLOS None Line Of Sight Không có tầm nhìn thẳng Tiểu luận môn:”Hệ thống thông tin vệ tinh” Lớp : 12BMTTT Giảng viên: TS Tạ Hải Tùng Viện công nghệ thông tin và truyền thông 6 Thực hiện: Lê Xuân Bách - CB120129. Phạm Thị Lệ -CB120142. OLOS Obstructed Line Of Sight Tầm nhìn bị che chắn DMT Discrete MultiTone modulation Đa tần DLA Dynamic Link Allocation Điều khiển công suất linh hoạt HPA High Power Amplifier Máy khuếch đại năng lượng cao LNA Low Noise Amplifier Bộ khuyếch đại tạp âm thấp EIRP Equivalent Isotropic Radiated Power Công suất bức xạ đẳng hướng tương đương IPR IP Router TCP Transport Protocol Giao thức truyền tải. Giao thức này truyền tải các gói tin tới đích một cách tin cậy TCPA TCP Accelerator Bộ tối ưu TCP qua kênh vệ tinh FLP Forward Link Processor Bộ xử lý tuyến từ trạm chủ đến trạm con QoS Quality of Service Chất lượng của dịch vụ TOLL TPC Orthogonal frequency division multiplexed L- code Link Hướng từ trạm chủ đến trạm con dùng phương pháp ghép kênh phân chia tần số trực giao mã hoá TPC TI TOLL Interface Giao tiếp TOLL CoS Class of Service Phân loại dịch vụ RRM Radio Resources Management Quản lý tài nguyên vô tuyến SI STAR Interface Giao tiếp STAR NCS Network Control System Hệ thống điều hành mạng RRM Radio Resources Management Quản lý mạng NM Network Management Quản lý mạng ODU Out Door Unit Khối trong nhà IDU In Door Unit Khối ngoài trời SCPC Single Channel Per Carrier Đơn kênh trên sóng mang TDMA Time Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo thời gian Tiểu luận môn:”Hệ thống thông tin vệ tinh” Lớp : 12BMTTT Giảng viên: TS Tạ Hải Tùng Viện công nghệ thông tin và truyền thông 7 Thực hiện: Lê Xuân Bách - CB120129. Phạm Thị Lệ -CB120142. RG Receive Groundstation Phía mặt đất phía thu VSAT Very Small Aperture Terminal Trạm mặt đất dung lượng nhỏ VoIP Voice over IP Truyền tải thoại qua giao thức internet RTSP Real Time Stream Protocol Giao thức dòng thời gian thực RTCP Real Time Control Protocol Giao thức điều khiển thời gian thực UDP User Datagram Protocol Giao thức truyền tải đơn vị dữ liệu người dùng. Giao thức này truyền dữ liệu một cách không tin cậy Tiểu luận môn:”Hệ thống thông tin vệ tinh” Lớp : 12BMTTT Giảng viên: TS Tạ Hải Tùng Viện công nghệ thông tin và truyền thông 8 Thực hiện: Lê Xuân Bách - CB120129. Phạm Thị Lệ -CB120142. Lời nói đầu Dịch vụ thoại truyền thống dựa trên cơ sở chuyển mạch kênh đã và đang phục vụ rất đắc lực cho nhu cầu thông tin trong cuộc sống của chúng ta. Tuy nhiên, với sự phát triển ngày càng cao của đời sống xã hội cũng như của khoa học kỹ thuật, rất nhiều dịch vụ mới đã được đưa vào phát triển song song cùng với dịch vụ thoại vốn đã xuất hiện từ lâu. Để đáp ứng yêu cầu đó các nhà phát triển viễn thông không ngừng không ngừng nghiên cứu các giải pháp mới có tính khả thi và đã đạt được một số kết quả khả quan. Cụ thể là với một số dịch vụ truyền thống vốn đòi hỏi khắt khe về thời gian thực cũng như chất lượng mà trước đây chỉ phù hợp với công nghệ chuyển mạch kênh thì bây giờ với sự hỗ trợ của các kỹ thuật mới cho phép chúng ta thực hiện chúng trên chuyển mạch gói bởi vì chỉ có chuyển mạch gói mới có thể đáp ứng được yêu cầu của đa dịch vụ. Một trong những giải pháp đó là việc truyền tín hiệu thoại qua giao thức internet (VoIP - Voice over IP). VoIP đã và đang được thực tế chứng minh là hiệu quả và đang dần thay thế cho các mạng thoại sử dụng chuyển mạch kênh truyền thống. Bài tiểu luận này sẽ giới thiệu sơ lược về công nghệ VoIP này. Tiểu luận môn:”Hệ thống thông tin vệ tinh” Lớp : 12BMTTT Giảng viên: TS Tạ Hải Tùng Viện công nghệ thông tin và truyền thông 9 Thực hiện: Lê Xuân Bách - CB120129. Phạm Thị Lệ -CB120142. 1. Mở đầu. 1.1. Khái quát chung về VSAP IP VSAT IP là gì? VSAT IP là một mạng băng rộng thế hệ mới sử dụng hệ thống vệ tinh IPSTAR, cung cấp đa dịch vụ từ một thiết bị đầu cuối trên nền IP tốc độ cao. Nó gồm ba thành phần cơ bản là: trạm cổng (Gateway), vệ tinh IPSTAR và các trạm vệ tinh thuê bao (User Terminal-UT). Trạm cổng (Gateway) có chức năng truy nhập vào mạng công cộng (VSAT là mạng độc lập, phải thông qua cổng để vào mạng công cộng - mạng nội địa truy xuất tài nguyên). Sau đó, tài nguyên Internet và viễn thông từ trạm cổng sẽ được gửi dưới dạng các gói dữ liệu tới trạm vệ tinh thuê bao (UT). Các vệ tinh IP STAR sử dụng công nghệ nhân băng tần bằng việc dùng nhiều búp sóng nhỏ (spot beam) phủ chụp để truyền tải, tạo ra băng thông lớn hơn nhiều so với vệ tinh thông thường. Các máy trạm tại mặt đất nhận sóng của vệ tinh, chuyển tải để hoạt động như các máy trạm bình thường của mạng mặt đất. Phương thức truyền tải trên mạng VSAT sử dụng vệ tinh (truyền vô tuyến). Trạm VSAT thực chất như một tổng đài, chỉ khác về phương pháp truyền tải không qua cáp quang, dây nối như mạng mặt đất, mà dùng sóng vệ tinh nhưng vẫn đảm bảo được độ lớn băng thông và chất lượng truyền tải dữ liệu bằng các công nghệ tiên tiến. Các gói dữ liệu từ trạm Gateway gửi tới trạm UT theo phương thức ghép kênh phân chia thời gian (TDM) kết hợp với kỹ thuật ghép kênh phân chia theo tần số trực giao (OFDM). 1.2. Công nghệ OFDM trong truyền dẫn vô tuyến băng rộng điểm – đa điểm tốc độ cao. Một trong những yêu cầu chính trong hệ thống vô tuyến băng rộng thế hệ thứ 2 là khả năng hoạt động trong các điều kiện tầm nhìn thẳng bị che chắn OLOS(Obstructed- Line-Of-sight) và điều kiện không có tầmnhìn thẳngNLOS(Non-Line-Of-Sight). Hoạt động trong các điều kiện như vậy là một vấn đề gây rất nhiều khó khăn và hạn chế đối với các nhà khai thác viễn thông khi cung cấp dịch vụ cho các khách hàng tiềm năng. Tiểu luận môn:”Hệ thống thông tin vệ tinh” Lớp : 12BMTTT Giảng viên: TS Tạ Hải Tùng Viện công nghệ thông tin và truyền thông 10 Thực hiện: Lê Xuân Bách - CB120129. Phạm Thị Lệ -CB120142. Do các vấn đề về nhiễu và các vấn đề về đa đường, một số công nghệ trước đây cũng đã đưa ra giải pháp điều chế sóng mang đơn dùng cho các ứng dụng NLOS nhưng cũng chưa mang lại hiệu quả cao. Thay vào đó là sự ra đời của kỹ thuật ghép kênh phân chia theo tần số trực giao – OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing). Đây chính là một bước đột phá trong thị trường truy cập vô tuyến băng rộng. Hiện nay, kỹ thuật ghép kênh phân chia theo tần số trực giao (OFDM) được dùng làm chuẩn trong các hệ thống phát thanh số ở châu Âu. Kỹ thuật này đang được đề nghị đưa vào ứng dụng ở Mỹ cũng như nghiên cứu để phát triển trong lĩnh vực truyền hình số. Bài này sẽ giới thiệu về nguyên lý, mô hình toán học và những đặc điểm cơ bản trong kỹ thuật OFDM. Công nghệ OFDM nằm trong một lớp các kỹ thuật điều chế đa sóng mang trong thông tin vô tuyến. Còn trong các hệ thống thông tin hữu tuyến chẳng hạn như trong hệ thống ADSL, các kỹ thuật này thường đượcc nhắc đến dưới cái tên: đa tần (DMT - discrete multitone modulation). Ý tưởng chính trong kỹ thuật OFDM là việc chia lượng dữ liệu trước khi phát đi thành N luồng dữ liệu song song có tốc độ thấp hơn và phát mỗi luồng dữ liệu đó trên một sóng mang con khác nhau. Các sóng mang này là trực giao với nhau, điều này được thực hiện bằng cách chọn độ dãn cách tần số giữa chúng một cách hợp lý. Công nghệ OFDM hỗ trợ truyền số liệu tốc độ cao và tăng hiệu quả quang phổ. Điều này đạt được là do sự truyền dẫn song song của nhiều sóng mang phụ (subcarrier) qua không trung, mỗi sub-carrier có khả năng mang số liệu điều biến. Các sub-carrier được đặt vào các tần số trực giao. Trực giao có nghĩa là tần số trung tâm của một sub-carrier nhất định sẽ rơiđúng vào các điểm bằng 0 (null) của các sub-carrier khác. Sử dụng các tần số trực giao sẽ tránh được sự ảnh hưởng lẫn nhau giữa các sub-carrier khác nhau khi sắp xếp vị trí các subcarrier với mật độ lớn trong miền tần số do đó sẽ đạt được hiệu quả quang phổ cao. [...]...Tiểu luận môn: Hệ thống thông tin vệ tinh Giảng viên: TS Tạ Hải Tùng Lớp : 12BMTTT Viện công nghệ thông tin và truyền thông 2 Tổng quan về công nghệ của hệ thống VSAT IP 2.1 Thành phần chính của hệ thống 2.1.1 Vệ tinh iPSTAR Hệ thống VSAT-IP liên lạc qua vệ tinh IPSTAR-1 (Thaicom 4), là vệ tinh băng rộng đầu tiên trong khu vực châu Á - Thái Bình Dương... -CB120142 Tiểu luận môn: Hệ thống thông tin vệ tinh Giảng viên: TS Tạ Hải Tùng Lớp : 12BMTTT Viện công nghệ thông tin và truyền thông 2.2 Dịch vụ VOIP 2.2.1 Giới thiệu về VoIP (Voice over Internet Protocol) VoIP là công nghệ truyền tải các cuộc liên lạc thoại bằng cách sử dụng giao thức internet (Internet Protocol – IP) Điện thoại truyền thống được thực hiện dựa trên công nghệ chuyển mạch kênh mà ở... bên ngoài - TCP Accelerator (TCPA): Tối ưu hóa tốc độ truyền dẫn TCP qua vệ tinh bằng việc giảm thiểu các trễ và suy giảm chất lượng vốn có của giao thức TCP/IP qua vệ tinh 13 Thực hiện: Lê Xuân Bách - CB120129 Phạm Thị Lệ -CB120142 Tiểu luận môn: Hệ thống thông tin vệ tinh Giảng viên: TS Tạ Hải Tùng Lớp : 12BMTTT Viện công nghệ thông tin và truyền thông - Forward Link Processor (FLP): lọc và sắp... thực, đó là các giao thức Real Time Stream Protocol (RTSP), Real Time Control Protocol (RTCP), Secsion Initiation Protocol (SIP) Hệ thống điện thoại VoIP bao gồm một hoặc nhiều điện thoại chuẩn SIP / điện thoại VoIP SIP mô tả những giao tiếp cần có để thiết lập một cuộc điện thoại Chi tiết của những giao tiếp này được mô tả rõ hơn trong giao thức SDP SIP đã chiếm lĩnh thế giới VoIP nhanh như vũ bão Giao... dùng đường truyền vệ tinh địa tĩnh để cung cấp dịch vụ truy cập Internet qua một bước nhảy trực tiếp (giảm số điểm định tuyến), liên tục qua vệ tinh tới một vùng rộng lớn trên bề mặt trái đất tuỳ theo loại chùm tia phủ sóng 2.3 Dịch vụ VoIP trên hệ thống VSAT IP 2.3.1 Mở đầu Về mặt hệ thống VSAT-IP là một môi trường IP thuần tuý, với 3 thành phần chính: trạm cổng mặt đất (Gateway), vệ tinh iPSTAR-1 và... hiệu thoại [4] VoIP được sử dụng trong rất nhiều dạng từ PC tới PC, từ PC tới điện thoại và từ điện thoại tới điện thoại [5] Nó cũng được dùng trong các cấu trúc mạng khác nhau như mạng cục bộ (LAN), mạng diện rộng (WAN) và mạng không dây cục bộ (WLANs) Phương án kết nối dịch vụ VoIP qua VSAT-IP được thực hiện như hình 11 Trong phương án này, VTI đã xây dựng giải pháp VoIP dựa trên hệ thống thông tin vệ. .. thông tin vệ tinh Giảng viên: TS Tạ Hải Tùng Lớp : 12BMTTT Viện công nghệ thông tin và truyền thông Hình 1 Vùng phủ sóng của vệ tinh IPSTAR Vệ tinh IPSTAR có 4 búp phủ hẹp bao phủ toàn bộ lãnh thổ Việt Nam (Hình 2) và 1 búp phủ quảng bá, hoạt động ở băng tần Ka và Ku với dung lượng thiết kế khoảng 2 Gbps (cho cả 2 chiều lên, xuống) Dung lượng cụ thể được phân bổ như sau: Hình 2 Vùng phủ sóng vệ tinh IPSTAR... và khai thác Vệ tinh này được chế tạo bởi Space Systems/Loral có 114 bộ phát đáp với tổng dung lượng lên tới 45Gbps, tuổi thọ hoạt động là 12 năm, vệ tinh mới được phóng vào ngày 11/8/2005 ở vị trí quỹ đạo 120 độ Đông Vệ tinh IPSTAR sử dụng công nghệ phủ sóng nhiều búp hẹp (spot beams) để tăng khả năng tái sử dụng tần số, cho phép mở rộng phổ tần làm việc lớn hơn rất nhiều so với các vệ tinh thông thường,... H.323v2 Đây cũng là mô hình kết nối được dùng cho hệ thống VoIP VSAT-IP Hệ thống Call Manager sẽ chỉ khai báo duy nhất cấu hình kết nối trung kế H.225 với Gatekeeper mà không cần phải khai báo cấu hình kết 34 Thực hiện: Lê Xuân Bách - CB120129 Phạm Thị Lệ -CB120142 Tiểu luận môn: Hệ thống thông tin vệ tinh Giảng viên: TS Tạ Hải Tùng Lớp : 12BMTTT Viện công nghệ thông tin và truyền thông nối trung kế với... thoại IP thông qua giao diện Ethernet (RJ45) của khối ngoại vi (UT) hoặc kết nối với thiết bị điện thoại thường, tổng đài PBX qua thiết bị thiết bị Analogphone Gateway Khi số lượng điện thoại IP lớn hơn 1, các thiết bị này có thể kết nối với UT qua bộ định tuyến hoặc chuyển mạch Các điện thoại thường, điện thoại IP, Analogphone Gateway sẽ trao đổi định tuyến cuộc gọi giữa các thuê bao trong mạng VSAT-IP, . KHOA HÀ NỘI VIỆN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG o0o TIỂU LUẬN Môn học: CÁC HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH Đề tài: Nghiên cứu, Tìm hiểu Hệ thống Điện thoại Vệ tinh Học viên thực hiện:. Tổng quan về công nghệ của hệ thống VSAT IP. 2.1. Thành phần chính của hệ thống. 2.1.1. Vệ tinh iPSTAR. Hệ thống VSAT-IP liên lạc qua vệ tinh IPSTAR-1 (Thaicom 4), là vệ tinh băng rộng đầu. không được áp dụng ở những vệ tinh thông thường. Tiểu luận môn: Hệ thống thông tin vệ tinh Lớp : 12BMTTT Giảng viên: TS Tạ Hải Tùng Viện công nghệ thông tin và truyền thông 12 Thực hiện: