Công nghệ truy nhập mạng VSAT

Trang 1

CÔNG NGHỆ TRUY NHẬP MẠNG VSAT

Giáo viên hướng dẫn : Ths.Lê Anh Ngọc.

Trang 3

Chương 1: Tổng quan hệ thống truy nhập vsat.

• 1.1 Lí do ra đời công nghệ truy nhập VSAT.

• 1.2 Khái niệm công nghệ truy nhập VSAT.

• 1.3 Cấu hình trạm VSAT.

• 1.4 Phân loại

• 1.5 Giao thức và giao diện mặt đất của trạm VSAT .

Trang 4

Chương 1: Tổng quan hệ thống truy nhập vsat

• 1.1 Lí do ra đời công nghệ truy nhập VSAT.

 Sự ra đời các vệ tinh có công

suất lớn.

 Cần có các kết nối trực tiếp từ

các thiết bị đầu cuối từ xa với các

thiết bị xử lí trung tâm.

 Gía thành rẻ.

 Các quy định chuẩn về vệ tinh

ngày càng trở nên đơn giản, dễ dàng

Trang 5

• 1.2 Khái niệm truy nhập công nghệ truy nhập VSAT (1/2)

 VSAT là “ trạm thông tin vệ tinh mặt đất cỡ nhỏ ” , được

lắp đặt tại các điểm thuê bao để liên lạc trực tiếp với một

trạm VSAT khác hoặc với một trạm chủ (HUB) , từ đó kết nối qua mạng viễn thông mặt đất

Hình 1 Mô hình công nghệ

truy nhập VSAT

Trang 6

• 1.2 Khái niệm truy nhập công nghệ truy nhập VSAT (2/2)

 Một mạng VSAT bao gồm : một vệ tinh thông tin, một trạm

trung tâm (HUB) với anten khoảng từ 4,5-11m và một mạng gồm nhiều trạm đầu cuối VSAT ( các trạm Remote) với các anten nhỏ ( thường từ 0,9-2,4m)

Hình 1 Mô hình công nghệ

truy nhập VSAT

Trang 7

Trang 8

•1.3 Phân loại (2/6)

 Mạng sao ( Star): điểm nối đa điểm.

o Là loại hình được sử dụng phổ biến

nhất hiện nay.

o Các trạm VSAT muốn liên lạc với nhau

đều phải thông qua HUB để quản lí và điều

hành hoạt động của mạng.

o Trễ đường truyền lớn ~513ms( vì thông

tin phải qua vệ tinh 2 lần ) => giảm chật

lượng liên lạc thoại đối với các dịch vụ hội nghị.

Hình 3 Mạng VSAT hình

sao

Trang 9

• 1.3 Phân loại (3/6)

Mạng sao ( Star):

đường kính ănten băng C từ 7m-18m, đường kính awnten băng Ku là

từ (3,5m-11m) mức khuếch đại công suất của HPA khoảng 400W.

oMột số đặc tính cơ bản của mạng hình sao :

 Khả năng thiết lập đồng thời 1 hoặc 2 chiều giữa trạm HUB và các

trạm VSAT.

 Yêu cầu công suất RF cao từ bộ phát đáp vệ tinh đối với kênh tuyến

ra từ trạm HUB đến trạm VSAT ,và ngược lại

Trang 10

1.3 Phân loại (4/6)

Mạng hình lưới ( Mesh ): điểm – điểm.

o Là kiểu cấu hình mà tất cả các trạm

VSAT đều có cấu hình như nhau ( liên lạc

trực tiếp mà không cần thông qua HUB

điều khiển ).

oAnten có kích thước lớn hơn so với

trạm VSAT sử dụng mạng Star.

o Trễ đường truyền nhỏ ~ 240 ms.

oMạng lưới lí tưởng cho các đường trung kế điểm - điểm Có các kết nối triển khai

trực tiếp giữa các VSAT ở xa với nhau

Hình 4 Mạng VSAT hình lưới

Trang 11

1.3 Phân loại (5/6)

nào trong mạng lưới cũng có thể chỉ định làm trạm điều khiển và

được gán với hệ thống điều khiển mạng Hệ thống bao gồm các bộ

xử lý điều khiển mạng và các chức năng quản lý mạng như tính

cước, ổn đinh kênh truyền, thống kê và bảo dưỡng.

oĐể đảm bảo yêu cầu dịch vụ và độ tin cậy người ta dùng cấu hình lai

ghép giữa cấu hình hình sao và cấu hình hình lưới.

Trang 12

 So sánh giữa mạng VSAT hình sao và hình lưới : (6/6)

Trang 13

Đặc điểm Tô-pô sao Tô-pô lưới

Trễ đường

Trang 14

các ứng dụng có tính chuyên dụng, kể cả quảng bá thông tin lẫn trao đổi thông tin.

hoặc những nơi không được giám sát thường xuyên.

bao gồm một trạm trung tâm (Hub) tương đối lớn và nhiều trạm VSAT

từ xa Tuy nhiên một vài mạng lại hoạt động theo cấu hình điểm nối điểm hoặc theo cấu hình mạng lưới không cần Hub.

Trang 15

• 1.5 Cấu trúc vật lý trạm VSAT (1/6)

 Một mạng VSAT bao gồm một vệ tinh hay một phần vệ tinh, một

trạm chính có anten khoảng 4,5m 10m và gồm một số lượng lớn từ vài chục đến vài trăm ngàn trạm đầu cuối VSAT với các anten nhỏ.

Hình 5.Các thành phần chính của trạm VSAT

Trang 16

• 1.5 Cấu trúc vật lý trạm VSAT .(2/6)

Quỹ đạo của vệ tinh VSAT là quỹ đạo địa tĩnh và phải có vùng

phủ sóng rộng Cấu hình trạm VSAT được chia làm ba thành phần bao gồm: Anten, khối ngoài trời (ODU-Outdoor unit) và khối trong nhà (IDU-Indoor unit) Bộ HPA có thể được gắn

thêm để khuếch đại công suất phát lên 20W Thường chỉ được

sử dụng ở trạm HUB

Hình 6 Sơ đồ cấu

hình trạm VSAT

Trang 17

 Anten :

- Loại anten: Thường là anten Offset nhằm hạn chế búp sóng phụ, đồng thời tăng hiệu suất anten.

- Để giảm tổn hao trong các mạch ghép nối nên bộ chiếu xạ

thường được tích hợp với khối ODU và được đặt tại tiêu điểm của mặy phản xạ Parabol.

- Tùy thuộc vào dịch vụ và vùng địa lí mà

có những tham số khác nhau : d, EIRP

Trang 18

Trang 19

1.5 Cấu trúc vật lý trạm VSAT .(5/6)

Khối ngoài trời

- Bao gồm bộ biến đổi tạp âm thấp LNB (khuếch đại tạp âm thấp LNA và biến đối xuống), bộ biến đổi lên và bộ khuếch đại công suất cao HPA.

Hình 7 Sơ đồ khối ngoài trời của trạm VSAT

Trang 20

 Khối trong nhà

- Thường bao gồm modem IF (điều chế / giải điều chế ) và bộ

xử lý băng gốc được kết nối với thiết bị đầu cuối DTE qua

giao diện chuẩn Đối với VSAT cho dịch vụ thoại cần có thiết

bị ADC để chuyển đổi tín hiệu thoại tương tự sang tín hiệu số

Hình 8 Sơ đồ khối trong nhà của trạm VSAT

Trang 21

• 1.6 Cấu trúc chức năng của mạng VSAT (1/3)

Hình 9 Cấu trúc giao thức của một mạng VSAT

- Xét về mặt giao thức mặt các thủ tục thông tin, một mạng VSAT

có thể được phân chia thành phần trung tâm của mạng và phần giao diện mạng.

Trang 22

- Các giao diện mạng được bố trí ở các điểm rìa của mạng mà thông

qua đó người sử dụng mạng VSAT được kết nối với mạng VSAT.

 Phần trung tâm của mạng ( Network kernel):

o Nhằm mục đích truyền các dữ liệu thông qua phương tiện truyền

tin vệ tinh theo phương pháp hiệu quả nhất.

oPhần trung tâm của mạng đảm bảo việc thực hiện phân phối dữ liệu

đáng tin cậy và việc chỉ báo tình trạng mất mát dữ liệu do các loại lỗi khác nhau hoặc do lỗi thiết bị.

Trang 23

 Phần trung tâm của mạng gồm các chức năng sau:

oCác giao thức truy cập vệ tinh.

oCơ chế đánh địa chỉ gói.

o Các thủ tục điều khiển tắc nghẽn trên các kênh vệ tinh.

o Định tuyến và chuyển mạch gói.

oQuản trị mạng.

Trang 24

Chương 2: các kỹ thuật cơ sở của

mạng VSAT

• 2.1 Bộ ghép kênh.

• 2.2 Kỹ thuật điều chế và giải điều chế.

2.3.1 Các VSAT sử dụng kỹ thuật đa truy cập phân chia theo tần số FDMA.

2.3.2 Các VSAT sử dụng kỹ thuật đa truy nhập phân chia theo thời gian TDMA.

2.3.3 Các VSAT sử dụng kỹ thuật TDM/TDMA.

2.4.4 Đa truy nhập trải phổ (CDMA) (Code Division Multiple Access

- Đa truy nhập phân chia theo mã).

Trang 25

• Theo hướng thu:

Nó lại phân chia luồn dữ liệu từ vệ tinh tới các đầu cuối sử dụng thích hợp

Trang 26

mạng VSAT

2.2 Kỹ thuật điều chế và giải điều chế (1/2)

- Điều chế là chuyển tín hiệu gốc thành tín hiệu khác phù hợp

với môi trường và phương thức truyền tin sao cho nội dung về tin tức không thay đổi

Hình 10 Sơ đồ kỹ thuật điều chế và giải điều

chế

Trang 27

mạng VSAT2.2 Kỹ thuật điều chế và giải điều chế (2/2)

- Chức năng của điều chế

• Nhờ điều chế tín hiệu phù hợp với môi trường thông tin để

tăng khả năng chống nhiễu và giảm suy hao trên đường tryền

• Có khả năng ghép được nhiều kênh thông tin trên một môi

trường truyền (tăng hiệu suất kênh truyền)

Trang 28

mạng VSAT

2.3 Kỹ thuật trải phổ trong mạng VSAT

2.3.1 Các VSAT sử dụng kỹ thuật đa truy cập phân chia theo tần số FDMA

• Đa truy cập phân chia theo tần số (FDMA) là phương pháp đa truy cập phổ biến nhất dùng

đề thiết lập các đường truyền vệ tinh điểm nối điểm

• Nếu các đặc tính của vệ tinh đặc biệt là thông số EIRP cho phép sử dụng các trạm mặt đất thu-phát cỡ nhỏ trong việc triển khai các đường truyền và các mạng như vậy, thì có thể gọi chúng là các mạng, các trạm mặt đất VSAT-FDMA.

• Đảm bảo các đường thông tin trực tiếp liên kết giữa tất cả các trạm mặt đất và không cần đến một trạm trung tâm, ngoại trừ trường hợp mạng cần đến giám sát và điều khiển (C&M).

Trang 29

mạng VSAT

2.3.2 Các VSAT sử dụng kỹ thuật đa truy nhập phân chia theo thời gian TDMA

• TDMA là phương pháp đa truy cập phân chia theo thời gian, TDMA thường đi kèm với ghép kênh phân chia theo thời gian (TDM), là phương pháp đa truy cập hoàn toàn bằng kỹ thuật số rất hiệu quả trong việc thiết lập mạng có cấu hình

điểm-điểm, điểm-đa điểm, và cấu hình mạng lưới (mesh).

• Tuy nhiên, TDMA ở dạng TDMA bang thông hẹp có thể là sự lựa chọn thích hợp nhất, đối với các mạng thông tin có dung lượng vừa (40Mbps)

• Chú ý rằng cần phải có một trạm trung tâm ít nhất để cung cấp các tín hiệu đồng

bộ chuẩn Nhưng cũng cần chú ý rằng các kênh thông tin trực tiếp cũng có thể được thiết lập giữa tất cả các trạm mặt đất

Trang 30

mạng VSAT

2.3.3 Các VSAT sử dụng kỹ thuật TDM/TDMA (1/2)

• Phần lớn tất cả các mạng VSAT hiện nay sử dụng kết hợp cả hai kỹ

thuật TDM và TDMA , và hoạt động trong cấu trúc hình sao

• Trong các VSAT TDM/TDMA, một tuyến gia liên tục không sử

dụng TDMA được tải bởi một song mang TDM (256 hoặc

512Kbps) phát đi từ một HUB, trong khi các kênh tuyến vào xuất phát từ song mang này được phát đi bởi song mang TDMA có tốc

độ bit thấp hơn (bang hẹp 64 hoặc 128kbps) mỗi song mang tuyến vào sẽ chiếm một khoảng thời gian được phân chia giữa một số

trạm VSAT (lên tới 31 timeslot)

Trang 31

mạng VSAT

2.3.3 Các VSAT sử dụng kỹ thuật TDM/TDMA (2/2)

• Các bản tin tuyến ra Hub chấp nhận ngay từ lần đầu tiên Mỗi

một trạm VSAT từ xa sẽ theo dõi toàn bộ luồng thông tin trên đường truyền tuyến ra, nhưng chỉ giải mã luồng thông tin

tuyến ra khi nào được đánh địa chỉ tới một trong các cổng của

nó

Hình 11 Hoạt động của hệ

thống VSAT sử dụng

TDM/TDMA

Trang 32

mạng VSAT

• 2.4.4 Đa truy nhập trải phổ (CDMA) (Code Division

Multiple Access - Đa truy nhập phân chia theo mã)

Hình 12 Đa truy nhập phân chia theo MÃ

Trang 33

mạng VSAT

• Bảng tính năng của các hệ thống đa truy nhập cho ta sự lựa

chọn thích hợp như sau:

Trang 34

Chương 3 : Mô hình và dịch vụ của hệ thống.

3.1 Mô hình thực tế của hệ thống VSAT.

3.2 Một số ứng dụng của mạng VSAT.

3.3 Hệ thống VSAT-IP ( mạng thông tin băng rộng qua vệ tinh

thế hệ mới )

Trang 35

• 3.1 Mô hình thực tế của hệ thống VSAT

 Các yếu tố được xem xét ở đây được đảm bảo các khía cạnh

về an toàn cho chế độ hoạt động của trạm VSAT trong điều kiện khai thác của cá nhân hay tập thể, đảm bảo được cả khi gió lớn, tránh được các sốc về điện, chống sét và tránh được các bức xạ vô tuyến khác

Hình 13 Mô hình hệ thống VSAT thực tế

Trang 36

+ Quảng bá ( ứng dụng 1 chiều ).

+ Ứng dụng tương tác ( ứng dụng 2 chiều ).

được cung cấp bởi mạng VSAT

- Để thực hiện truyền tín hiệu hình ảnh đến người sử dụng dịch vụ truyền hình vệ tinh , các đài truyền hình có thể sử dụng tiêu chuẩn truyền hình truyền thống như NTSC , PAL, SECAM với phương thức điều chế tần số (FM) hoặc tiêu chuẩn truyền hình số mặt đất DVB –S để truyền tín hiệu.

Trang 37

• 3.2 Một số ứng dụng của mạng VSAT (2/6)

 Một số ví dụ về ứng dụng quảng bá như :

• Bảng báo giá, bảng kiểm kê hàng tồn kho.

• Chứng khoán, hợp nồng, thông tin mặt hàng

• Phát thanh

• Phân phối internet…

Hình 14 Mô hình cung cấp ứng dụng truyền

hình quảng bá bằng mạng VSAT

Trang 38

• Các ứng dụng Internet qua vệ tinh giúp cho nhà cung cấp dịch vụ thay thế được nhu cầu sử dụng Internet qua các đường truyền tốc độ cao trên mặt đất

• Hơn nữa các nhà cung cấp có thể truyền lưu lượng Internet trên các sóng mang

truyền hình số có sẵn do nó sẽ đạt hiểu quả về chi phí.

Hình 15 Quảng bá Internet

thông qua đường truyền

vệ tinh

Trang 39

 Ứng dụng tương tác :(thoại, Internet, truyền dữ liệu, ) là ứng

dụng thông tin hai chiều cung cấp cho người sử dụng

được thực hiện thông qua mạng VSAT.

mạng viễn thông và các ứng dụng khác

o Các dịch vụ dữ liệu 2 chiều :

+ Truyền dữ liệu cho các cơ quan tài chính , mô giới , chứng khoán…, quản lí hoạt động các địa diểm kinh doanh cho các siêu thị , ATM, shop…….

Trang 40

Trang 41

Trang 42

Chương 3 : Mô hình và dịch vụ của hệ thống

• Hệ thống VSAT-IP cung cấp các dịch vụ viễn thông trên nền IP băng

rộng qua vệ tinh bằng các trạm mặt đất cỡ nhỏ (VSAT)

• Thiết kế dựa trên cấu trúc

mạng hình sao gồm:

trạm cổng ( gateway) và các

trạm thuê bao (UT) liên lạc

với nhau qua vệ tinh

IP-STAR1.

Hình 18 Hệ thống vệ tinh IPSTAR.

Trang 43

Chương 3 : Mô hình và dịch vụ của hệ thống

mới ) (2/5)

• 3.3.1 Hoạt động của VSAT-IP băng rộng.

thiết bị đầu cuối trên nền IP

tốc độ cao.

như các dịch vụ trên nền IP hiện

tại : thoại, MegaVNN,… với

phương thức truyền là sử dụng vệ tinh.

Hình 19 Cơ chế hoạt động của VSAT – IP-

STAR.

Trang 44

• 3.3.1 Hoạt động của VSAT-IP băng rộng (3/5)

 Vệ tinh của SSA là vệ tinh băng rộng, nếu về công nghệ, vệ tinh

IP-STAR có những điểm khác so với vệ tinh truyền thống, dựa trên công nghệ về thông tin vệ tinh.

 Vệ tinh IP-STAR 1 có băng thông rất lớn, tổng dung lượng khoảng

45 Gb/s

VSAT là một mạng băng rộng thế hệ mới sử dụng hệ thống vệ tinh

IP-STAR, 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 IP-STAR và các trạm vệ tinh thuê bao (User Terminal-UT)

Trang 45

• 3.3.2 Giới thiệu vệ tinh IP-STAR-1 (4/5)

 IP-STAR-1, là vệ tinh băng rộng đầu tiên trong khu vực châu á -

Thái Bình Dương do tập đoàn Shin Satellite Plc của Thái Lan vận hành và khai thác.

Áp dụng công nghệ phủ sóng nhiều búp hẹp (spot beams) để tái sử

dụng tần số, mở rộng phổ tần làm việc rộng hơn rất nhiều so với các vệ tinh thông thường, tăng công suất cho từng spot beam (mức EIRP có thể đạt tới 60dBW), cho phép giảm kích thước anten trạm đầu cuối, tăng tốc độ và chất lượng đường truyền.

Vệ tinh IPSTAR-1 còn sử dụng kỹ thuật điều khiển công suất linh

hoạt (DLA – Dynamic Link Allocation )

Trang 46

Hình 20 Vùng phủ sóng của vệ tinh IP-STAR0

Trang 47

TỔNG KẾT

- Loại trừ được các yếu tố địa hình, khoảng cách.

- Cung cấp được nhiều loại hình dịch vụ khác nhau, như Internet, quảng

Định dạng
Số trang	47
Dung lượng	1,69 MB