Nghiên cứu kỹ thuật công nghệ và các dịch vụ mới nhằm khai thác hiện quả mạng VSAT IP băng rộng vệ tinh VINASAT

VIỆN VI ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI KHOA CÔNG NGHỆ NGH ĐIỆN TỬ - THÔNG TIN ĐỒ ÁN TỐT T NGHI NGHIỆP ĐẠII HỌC HỌ Đề tài: Nghiên cứu ứu kỹ thuật,công nghệ dịch vụ ụ m nhằm khai thác hiệu ả mạng mạ VSAT- IP băng rộng vệ tinh VINASAT Giảng viên ên hư hướng dẫn: T.S ĐẶNG ĐÌNH TRANG Sinh viên thự ực Lớp : NGUYỄN LINH TRANG : K16A Khóa óa : 2013-2017 Hệ : ĐẠI HỌC CHÍNH QUY Hà Nội,tháng 05/2017 VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CN ĐIỆN TỬ - THÔNG TIN Độc lập - Tự - Hạnh phúc ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Họ tên sinh viên: NGUYỄN LINH TRANG Lớp: K16A Khóa: 16 (2013 – 2017) Ngành đào tạo: Công nghệ Kỹ thuật điện tử, Truyền thông Hệ đào tạo: ĐHCQ 1/ Tên đồ án tốt nghiệp: Nghiên cứu kỹ thuật,công nghệ dịch vụ nhằm khai thác hiệu mạng VSAT- IP băng rộng vệ tinh VINASAT 2/ Nội dung đồ án: Tổng quan vệ tinh VINASAT-1 trạng nhu cầu dịch vụ VSAT Nghiên cứu kỹ thuật,công nghệ mạng VSAT-IP băng rộng vệ tinh VINASAT Đề xuất phương án kỹ thuật triển khai dịch vụ,ứng dụng thử nghiệm đánh giá kết 3/ Cơ sở liệu ban đầu 4/ Ngày giao đồ án: 10/03/2017 5/ Ngày nộp đồ án: 19/05/2017 TRƯỞNG KHOA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN (Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên) LỜI CẢM ƠN -= =≡β&α≡=-Em xin chân thành cảm ơn quí thầy cô giúp đỡ em thực đề tài Đặc biệt thầy Đặng Đình Trang tận tình hướng dẫn, giúp đỡ, bảo em suốt thời gian thực khóa luận tốt nghiệp Đồng thời em xin trân trọng cảm ơn tình cảm q báu mà thầy cô Viện Đai Học Mở truyền đạt cho em, kinh nghiệm, kỹ thuật cách thức việc xây dựng đề tài này.Và cuối xin gửi lời cảm ơn đến gia đình ln ln động viên, ủng hộ, người bạn gắn bó, chia sẻ nhiều kinh nghiệm kiến thức thời gian thực đề tài, để đề tài hồn thành cách thành cơng Tuy nhiên, thời gian có hạn nên em khơng thể phát huy hết ý tưởng, khả hổ trợ ngôn ngữ kỹ thuật lập trình vào đề tài Trong q trình xây dựng website, khơng thể tránh khỏi sai xót, mong nhận đóng góp cảm thơng q thầy bạn Em xin chân thành cảm ơn Hà Nội , ngày….tháng….năm Sinh viên thực Linh Trang NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ……………………………………………………………………………… … …… ………………………………………………………………………………… ………… ……………………………………………………………………………… …………… ……………………………………………………………………………… …………… ……………………………………………………………………… …………………… ……………………………………………………………………… …………………… ……………………………………………………………………… …………………… ……………………………………………………………………… …………………… ……………………………………………………………………… …………………… ……………………………………………………………………… …………………… ……………………………………………………………………… …………………… ……………………………………………………………………… …………………… ……………………………………………………………………… …………………… ……………………………………………………………………… …………………… ……………………………………………………………………… …………………… ……………………………………………………………………… …………………… ……………………………………………………………………… …………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………… ……………………… …………………………………………………………………… ……………………… …………………………………………………………………… ……………………… …………………………………………………………………… ……………………… …………………………………………………………………… ……………………… …………………………………………………………………… ……………………… …………………………………………………………………… ……………………… ………………………Hà Nội , ngày tháng năm 2017 Giáo viên hướng dẫn (Ký, ghi rõ họ tên) MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG I–TỔNG QUAN VỀ VỆ TINH VINASAT-1 VÀ HIỆN TRẠNG NHU CẦU CÁC DỊCH VỤ VSAT 1.1 Tổng quan vệ tinhVINASAT-1 1.1.1 Băng tần C mở rộng: 1.1.2 Băng tầnKu 1.1.3 Trạm điều khiểnTT&C: 1.1.4 Trạm điều hành khai thác vệ tinh(NOC): 1.1.5 Trung tâm dịch vụ thu phát sóng vệ tinh (Teleport) 1.2 Hiện trạng nhu cầu dịch vụ VSAT 1.2.1 Nhu cầu thoại 1.2.2.Truy nhập Internet băngrộng 1.2.3.Kênh thuê riêng/Mạng riêng ảo (VPN) 1.2.4.Trung kế cho mạng di động, tổng đài cố định 1.2.5.Các dịch vụ khác CHƯƠNG II: NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT,CÔNG NGHỆ MẠNG VSAT-IP BĂNG RỘNG VỆ TINH VINASAT 2.1 Các yêu cầu công nghệ dùng hệ thống SkyEdgeII 2.1.1 Mục tiêu xây dựngmạng 2.1.2 Quy mô mạng lưới: 2.1.3 Cấu trúcmạng 10 2.1.4 Yêu cầu công nghệ trạm đầu cuốiUT 10 2.1.5 Mô hình cung cấp dịchvụ 11 2.2 Cấu trúc trạm chủ Hub 11 2.2.1 Anten khối thiết bị caotần 11 2.2.2 Hệ thống Baseband vàNMS 13 2.3 Trạm UT 14 2.3.1 UT băngKu: 14 2.3.2 UT băngC: 14 2.3.3 VSAT lưuđộng: 15 2.4.Phương thức truyền dẫn 15 CHƯƠNG III: ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN KÝ THUẬT TRIỂN KHAI DỊCH VỤ,ỨNG DỤNG MỚI VÀ THỬ NGHIỆM ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ 17 3.1 Dịch vụ truy nhập Internet băngrộng 17 3.1.1 Phương án kỹ thuật 17 3.1.1.1 Cấu trúc trạm Hub/Gateway 18 3.1.1.2 Cấu trúc trạm VSAT thuêbao: 22 3.1.2 Phương án triển khai thử nghiệm dịch vụ 24 3.1.2.1.Q trình tính tốn định cỡ hệ thống quỹ công suất đường truyền: 24 3.1.2.2 Thử nghiệm: 25 3.2 Dịch vụ Internet Trunking (Internet backhaul) 28 3.2.1 Phương án kỹ thuật 28 3.2.1.1 Cấu trúc trạm Hub/Gateway: 31 3.2.1.2.Cấu trúc trạm VSAT dùng cho dịch vụ Internet Trunking 32 3.2.2.Phương án triển khai thử nghiệm dịch vụ 33 3.2.2.1.Q trình tính tốn định cỡ hệ thống quỹ cơng suất đường truyền: 35 3.2.3 Thửnghiệm: 37 3.3 Dịch vụ trung kế tổngđài 39 3.3.1 Phương án kỹthuật 42 3.3.1.1 Cấu trúc trạm VSAT SCPC 43 3.3.1.2 Cấu trúc trạm GatewaySCPC 43 3.3.2 Phương án triển khai thử nghiệm dịchvụ 46 3.3.3 Thử nghiệmSCPC 48 3.4 Dịch vụ trung kế di động (Mobile Trunking) 50 3.4.1 Phương án kỹthuật 53 3.4.1.1 Cấu trúc trạmHub/Gateway 53 3.4.1.2 Cấu trúc trạm VSAT thuêbao: 55 3.4.2 Phương án triển khai thử nghiệm dịchvụ 55 3.4.3 Thửnghiệm 58 3.5 Dịch vụ truyền hình MPEG-4 qua vệ tinh 61 3.5.1 Phương án kỹthuật 63 3.5.1.1 Cấu trúc hệ thống phát 66 3.5.1.2 Cấu trúc trạm thuêbao: 69 3.5.2 Phương án triển khai dịchvụ 69 KẾT LUẬN 72 TÀI LIỆU THAM KHẢO 73 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1: Hình ảnh vệ tinh VINASAT-1 vị trí quỹ đạo 131oE Hình 1.2: Vùng phủ sóng băng C Hình 1.3: Vùng phủ sóng băng Ku Hình 1.4: Trung tâm điều khiển TT&C vệ tinh VINASAT-1 Hình 1.5: Trung tâm Teleport vệ tinh VINASAT-1 Bình Dương Hình 3.1 Nguyên lý hoạt động hệ thống tăng tốc TCP HTTP 20 Hình 3.2 Sơ đồ kết nối hệ thống VSAT truy cập Internet băng rộng 21 Hình 3.3 Phương án triển khai thử nghiệm dịch vụ truy cập Internet bẳng rộng qua vệ tinh 23 Hình 3.4 Tốc độ Download từ FTP Hub VSAT 26 Hình 3.5 Độ trễ tỉ lệ gói tin 27 Hình 3.6 Tốc độ Download/Upload đến Internet 28 Hình 3.7: Sơ đồ kết nối hệ thống Internet Trunking qua VSAT 30 Hình 3.8 Giám sát lưu lượng sử dụng trạm từ Hub 32 Hình 3.9 Phương án triển khai thử nghiệm dịch vụ Internet Trunking 34 Hình 3.10 Yêu cầu tài khoản truy nhập Radius 37 Hình 3.11 Giám sát lưu lượng sử dụng trạm từ Hub 38 Hình 3.12 Tốc độ Download từ FTP Hub PC Hotspot 39 Hình 3.13 Sơ đồ cấu hình hệ thống mạng SCPC cung cấp dịch vụ trung kế tổng đài 41 Hình 3.14 Cấu trúc trạm VSAT SCPC 43 Hình 3.15 Cấu trúc trạm Gateway SCPC 44 Hình 3.16 Phương án thử nghiệm đường truyền vệ tinh theo phương thức SCPC 46 Hình 3.17 Kết thử nghiệm SCPC với giao thức UDP 49 Hình 3.18 Kết thử nghiệm SCPC với giao thức TCP 49 Hình 3.19 Sơ đồ kết nối hệ thống cung cấp dịch vụGSM-Trunking 52 Hình 3.20 Độ trễ tỉ lệ gói qua mạng VSAT băng rộng 59 Hình 3.21 Giám sát lưu lượng tuyến GSM Trunking từ Hub 60 Hình 3.22 Sơ đồ hệ thống truyền hình số vệ tinh 62 Hình 3.23: Sơ đồ kết nối hệ thơng thu lưu trữ tín hiệu 64 CÁC TỪ VIẾT TẮT AAA Authentication, Authorization, Các thủ tục quản lý việc đăng nhập, Accounting cấp phép hệ thống Radius ACK Acknowledgment Bản tin xác nhận ADSL Field Significant Asymatric Digital Subcribe Line Đường thuê bao số bất đối xứng ATA Analog Telephone Adapter Bộ điều phối thoại BSC Base Station Controller Hệ thống điều khiển trạm gốc BTS Base Transceiver System Trạm thu/phát gốc BUC Block Up-Converter Bộ đổi DAMA Demand Đa truy nhập gán theo yêu cầu DDN Multiple Access Data Domestic Network Mạng trục số liệu quốc gia DLA Dynamic Link Allocation Phân bổ đường truyền linh hoạt DTH Direct-To-Home Truyền trực tiếp tới tận nhà DVB Digital Video Broadcasting Tiêu chuẩn truyền hình số FE Fast Ethernet Giao diện Ethernet tốc độ 100Mbps FLP Forward Link Processor Bộ xử lý tuyến Forward FTP File Transfer Protocol Giao thức truyền file GE Gigabit Ethernet Giao diện Ethernet tốc độ Gbps GRE Generic Routing Encapsulation Giao thức định tuyến chung GNC Gateway HTTP Management Center Hyper Text Transfer Protocol Giao thức truyền siêu văn IDU Indoor Unit Thiết bị nhà IP Internet Protocol Giao thức Internet Assinged chuyển mạch lớp Network Trung tâm quản lý mạng trạm cổng & L2TP Giao thức định tuyến LAN Local Area Network Mạng nội LNB Low Noise Block Bộ khuếch đại tạp âm MDU Multi Dwelling Unit Thiết bị hỗ trợ nhiều người sử dụng MF- Multi TDM MSC Division Multiple Access Mobile Switching Center tần số Trung tâm chuyển mạch di động MTU Multi Tenant Unit Thiết bị hỗ trợ đa truy nhập Frequency - Time Đa truy nhập phân theo thời gian MUX NGN Multiplexer Next Generation Network Thiết bị ghép kênh Mạng hệ NM Network Management Quản lý mạng NMS Network Hệ thống quản lý mạng NSO National Service Operator Nhà khai thác dịch vụ quốc gia NSP National Service Provider Nhà cung cấp dịch vụ quốc gia ODU Outdoor Unit Thiết bị trời OFDM Orthogonal PAP Management Frequency Ghép kênh trực giao theo tần số Division Multiplexing PDA Personal Digital Assistance Thiết bị trợ giúp kỹ thuật số cá nhân POP Point of Presence Điểm diện Giao thức định tuyến PPTP QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ RCS Return Channel via Satellite Kênh hướng qua vệ tinh RRM Radio Quản lý tài nguyên tần số SCC Satellite Controlling Center Trung tâm điều khiển vệ tinh SCPC Single Channel Per Carrier Đơn kênh sóng mang SI STAR Interface Giao diện STAR SMTP Simple SP Service Provider TCP Transmission TCPA TCP Accelerator Bộ gia tốc TCP TI TOLL Interface Giao diện TOLL TPC Turbo Product Code Kỹ thuật mã hoá Turbo UDP User DataGram Protocol Giao thức số liệu hướng người sử UT User Terminal Thiết bị đầu cuối VDC Video Conference Truyền hình hội nghị VoD Video on Demand Truyền hình theo yêu cầu VPN Virtual Private Network Mạng riêng ảo VSAT Very Trạm mặt đất cỡ nhỏ WiFi Wireless Fidelity Tiêu chuẩn truy nhập không dây WLAN Wide LAN Mạng diện rộng xDSL x over DSL Dịch vụ (x) truyền qua DSL Resource Mail Small Transfer Giao thức truyền mail Nhà cung cấp dịch vụ Control Apature Giao thức điều khiển truyền dẫn ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - TiếnhànhđođộtrễcủagóitintừHubtớitrạmVSATvàngượclại - Giám sát lưu lượng đường truyền qua mạng VSAT băng rộng kết hợp vớitheo dõichấtlượngđàmthoạicủacuộcgọi Kết quả: - Độ trễ gói: Kết ping từ Hub đến trạm VSAT đạt trung bình 560 560ms, độ gói là0% Hình 3.20 Độ trễ tỉ lệ gói qua mạng VSAT băng rộng - Qua theo dõi lưu lượng từ Hub ta thấy tốc độ chiều cân (phù hợp với đường truyền trung kế GSM) chất lượng đường truyền đảm bảo, tốc độ giữ ổn định khơng có điểm bị suy giảm bất thường Tuy nhiên việc giám sát lưu lượng Hub giám sát lưu lượng cặp chuyển TDM/IPdođókhơngkhảosátđượclưulượngthựcởgiữatrạmBTSvàBSC GVHD: ĐẶNG ĐÌNH TRANG59 SVTH : NGUYỄN LINH TRANG đổi ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (a) Trongngày; (b) Trongtuần; (c) Trongtháng Hình 3.21 Giám sát lưu lượng tuyến GSM Trunking từ Hub GVHD: ĐẶNG ĐÌNH TRANG60 SVTH : NGUYỄN LINH TRANG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 3.5 Dịch vụ truyền hình MPEG-4 qua vệ tinh - Hiện giới thịnh hành chủ yếu dịch vụ truyền hình số vệ tinh truyền hình cáp Ngồi ra, xu hướng bùng nổ khác truyền hình tảng IP (IPTV) Các loại hình truyền hình dần thể ưu thời đại số so với cơng nghệ truyền hình trước - Truyền hình IP hệ thống giống với truyền hình số thơng thường, nhiên nhà cung cấp dịch vụ sử dụng IP làm phương thức truyền tải tới người dùng tận dụng ứng dụng đa dạng tảng IP để cung cấp cho người dùng dịch vụ giá trị gia tăng hữu ích có tính tương tác cao kèm theo - Việc triển khai truyền hình IP thực nhiêu giới có phát triển bước đầu Việt Nam mạng truy nhập mặt đất nhà cung cấp dịch vụ Internet - Tuy việc triển khai hệ thống truyền hình IP vệ tinh khả thi nhờ khả phát quảng bá theo nhóm (multicast) giao thức IGMP, nhiên để triển khai hết dịch vụ giá trị gia tăng dịch vụ truyền hình IP cần phải có q trình nghiên cứu đánh giá sâu áp dụng vào thực tế cách hiệu - Truyền hình số vệ tinh (DTH – Direct to Home) truyền hình có chất lượng cao thỏa mãn nhu cầu người xem giúp cho trung tâm truyền hình dễ dàng quản lý th bao dựa cơng nghệ số hóa công đoạn thực truyền tải - Một hệ thống truyền hình số tổng quát bao gồm khối chức như: thu tín hiệu số, nén mã hóa, điều chế sau ghép kênh truyền đến thuê bao Tại thuê bao lắp đặt Set-top-box số để thu tín hiệu giải mã tín hiệu - Bài viết trình bày chi tiết hệ thống truyền hình DTH truyền tải kênh truyền hình độ nét tiêu chuẩn (SD) kênh truyền hình độ nét cao (HD) tới khách hàng, tương lai khơng xa, phương thức truyền hình kết hợp với công nghệ 3D để truyền tải nội dung 3D tới hộ gia đình Việc truyền tải nội dung 3D tăng gấp đôi nhu cầu sử dụng băng tần hệ thống truyền hình HD GVHD: ĐẶNG ĐÌNH TRANG61 SVTH : NGUYỄN LINH TRANG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 3.22 Sơ đồ hệ thống truyền hình số vệ tinh GVHD: T.S ĐẶNG ĐÌNH TRANG62 SVTH : NGUYỄN LINH TRANG 3.5.1 Phương án kỹthuật - Tổng quan hệ thống cung cấp dịch vụ truyền hình số vệ tinh DTH miêu tả Hình3.21 - Theo sơ đồ tổng quát hệ thống truyền hình số tín hiệu phát trung tâm đến thuê bao tín hiệu số Tại trung tâm hệ thống phát, tín hiệu thu nhận từ nhiều nguồn khác Các tín hiệu máy thu thu nhận đưa qua khối nén mã hóa tín hiệu chuyển đổi hồn tồn thành tín hiệu số Tín hiệu sau đưa qua điều chế số để điều chế tín hiệu số thành tín hiệu hồn chỉnh, sau tín hiệu ghép kênh phát hệ thống uplink lên vệ tinh để đưa đến thuê bao, thuê bao truyền hình số có hệ thống truy nhập có điều kiện Sự tiến truyền hình số so với truyền hình tương tự kết nối máy tính với máy thu hình hộp giải mã Set-top-box số có khả truyền Internet - Cấu hình hệ thống truyền hình số vệ tinh bao gồm hệ thống phát trạm thuê bao Trong đó, hệ thống phát với vai trò trung tâm hệ thống truyền hình số vệ tinh bao gồm phân hệsau: • Phân hệ thu tínhiệu; • Phân hệ xử lý tínhiệu; • Phân hệ nén mã hóa tín hiệu truyềnhình; • Phân hệ quản lý giám sátmạng; • Phân hệ truy nhập có điều kiện(CA); • Phân hệ truyền phát tải tín hiệu lên vệ tinh(uplink): - Trong số trường hợp, phân hệ trun tải tín hiệu uplink đặt hệ thống phát mà tín hiệu phải truyền tải đến trạm Uplink hay Teleport để truyền đén thuê bao qua vệ tinh Trường hợp xảy với nhà sản xuất chương trình truyền hình có lượng kênh truyền hình nên khơng muốn trực tiếp đầu tư xây dựng phân hệ uplink riêng GVHD: T.S ĐẶNG ĐÌNH TRANG63 SVTH : NGUYỄN LINH TRANG Hình 3.23: Sơ đồ kết nối hệ thơng thu lưu trữ tín hiệu GVHD: T.S ĐẶNG ĐÌNH TRANG64 SVTH : NGUYỄN LINH TRANG Hình 3.23: Sơ đồ hệ thơng truyền tải giám sát mạng GVHD: ĐẶNG ĐÌNH TRANG65 SVTH : NGUYỄN LINH TRANG 3.5.1.1 Cấu trúc hệ thống phát Như trình bày trên, hệ thống phát truyền hình số vệ tinh DTH bao gồm phân hệ thành phần sau: - Phân hệ thu tín hiệu: Tín hiệu thu đa dạng, tín hiệu thu gồm: Tín hiệu vệ tinh, truyền hình số mặt đất, mạng, đài địa phương…tùy theo loại tín hiệu mà ta có giải điều chế khác cách sử dụng card rời gắn zack cắm Hiện nay, thơng thường đài truyền hình sử dụng nguồn tín hiệu từ vệ tinh kênh truyền hình quốc tế mạng mặt đất kênh truyền hình địa phương khu vực lân cận Các tín hiệu sau thu xử lí truyền tín hiệu số băng tần sở(ASI) - Phân hệ xử lý tín hiệu: Tín hiệu sau thu đưa qua khối PROCESSING để xử lý, có khối sau: Decrambling (Phân loại tín hiệu), Routing (Định tuyến), Remuxing (Phân kênh), Processing (Xử lý tín hiệu) Scrambling (Xáotrộn) - Phân hệ nén mã hóa video: Là trung tâm hệ thống phát sóng video số, cung cấp chương trình video audio chất lượng cao cho người xem cách sử dụng phần nhỏ độ rộng băng tần mạng Mục đích nén tối thiểu hóa khả lưu trữ truyền dẫn phát sóng thơng tin (ghép nhiều tín hiệu chương trình truyền hình vào dòng truyền) Hệ thống nén tín hiệu gồm mã hóa số (digital encodes) ghép kênh(multiplexers) • Các encodes có nhiệm vụ chuyển đổi tín hiệu tương tự (video/audio) sang dạng số (digitizing), nén (compressing) xáo trộn (scrambling) thành dòng audio, video liệu (data) khác dạng số có nén Mã hóa số cho phép truyền dẫn, phát sóng nhiều chương trình video/audio chất lượng cao quacùngđộrộngbăngtầnnhưmộtkênhsóngvideo/audiotươngtự • Tín hiệu mã hóa nén thành dòng tín hiệu MPEG-2 MPEG-4 (thường dùng cho hệ thống truyền hình có độ phân giải cao - HDTV) đưa đến ghép kênh (multiplexers), điều chế số đểđưa đến phân hệ truyền tải truyền lên vệ tinh đến với đầu GVHD: T.S ĐẶNG ĐÌNH TRANG66 SVTH : NGUYỄN LINH TRANG thu thuê bao kháchhàng - Phân hệ quản lý giám sát mạng: Trung tâm phát sóng bao gồm nhiều thành phần phức tạp, để cung cấp nhiều dịch vụ, vấn đề mạng cần phát triển nhanh chóng giải vấn đề điều khiển kiểm tra dịch vụ cung cấp cho thuê bao Hệ thống kiểm tra điều khiển mạng đặt trung tâm phát sóng, mục đích hệ thống tối thiểu hóa gián đọan dịch vụ thuê bao truyền hình số Hệ thống quản lý mạng quản lý kênh truyền hình cung cấp cho thuê bao, trung tâm truyền hình số vệ tinh hệ thống có vai trò đặc biệt quang trọng, cho phép hay khơng cho phép th bao xem kênh truyền hình Đặc trưng hệ thống điều khiển Headend số tiêu biểu baogồm: • Kiểm tra khả thiếtbị • Tập hợp thốngkê • Thông báo báo động vấn đề thốngkê • Dự báo từxa - Phân hệ truy nhập có điều kiện: Ngày nay, nhà điều hành, sản xuất chương trình phát sóng truyền hình trực tiếp tương tác với người xem nhiều mức độ khác nhau, cung cấp số lượng lớn chương trình để lựa chọn Mục tiêu hệ thống truy nhập có điều kiện CA điều khiển truy nhập thuê bao truyền hình số trả tiền bảo mật dòng video/audio số nhà quản lý điều hành Như vậy, thuê bao hệ thống CA liên lạc với nhà điều hành mạng để truy nhập vào dịch vụ cụ thể Sử dụng hệ thống nhà điều hành mạng trực tiếp lập trình (target programming), quảng cáo, khuyến khích cho thuê bao khu vực (thị trường) cho cá nhân Do hệ thống CA thành phần quan trọng truyền hìnhsố Truy nhập giới hạn vào dịch vụ cụ thể thực cách dùng kỹ thuật mậtmã (cryptography) Kỹ thuật mật mã bảo vệ dịch vụ số cách biến đổi tín hiệu thành dạng khơng đọc Q trình biến đổi gọi khóa mã (encryption) mơi trường số xáo trộn (Scrambling) môi trường tương tự Khi tín hiệu khóamã (encrypted) giải khóa mã (decrypted) giải khóa mã gắn vào Set-top- box số Giải khóa mã q trình biến đổi ngược tín hiệu dạng gốc thơng qua khóa mã (decryption) Khóa (key) hiểu giá trị mật mã, GVHD: T.S ĐẶNG ĐÌNH TRANG67 SVTH : NGUYỄN LINH TRANG bao gồm vòng bit ngẫu nhiên (sử dụng máy tính thuật tốn để khóa mã giải khóa mã thơng tin) Set- top-box kết hợp phần cứng phần mềm cần thiết để thu nhận giải mã tín hiệu Các thành phần thiết kế gồm chip giải khóa mã khóa mã, xử lý bảo mật (secure processor) vài điều khiển phần cứng (hardware driver) thích hợp Chip giải khóa mã khóa mã đảm bảo chọn giải thuật CA, xử lý bảo mật gắn vào mạch in Set-topbox kèm theo card giải khóa mã (smart card - gọi card thông minh) Card thông tin card plastic, giống thẻ tín dụng ngân hàng (credit card), xử lý gồm khóa (key) cần cho giải mã dịch vụ khác Ngoài để mã hóa dịch vụ số, hệ thống truy nhập có điều kiện CA phải giao diện với hệ thống SMS,SAS • Hệ thống SMS (Subscriber Management System) hệ thống quản lý thuê bao, cần để làm giao diện hệ thống kỹ thuật nhà điều hành truyền hình, SMS cung cấp hỗ trợ cần thiết để quản lý xác mơ hình truyền hình số thương mại Nó thực sở liệu thuê bao gửi yêu cầu thuê bao cho hệ thống SAS (Subscriber Authorization System - hệ thống quản lý kỹ thuật hệ thống CA) Nhiều phần mềm thị trường có khả hổ trợ làm tăng dịch vụ tương tác cho thuê bao Mục đích SMS bảo đảm thuê bao xem chương trình mà họ trả tiền Chức đặc trưng SMS cung cấp hệ thống ứng dụng phần mềm SMS, baogồm: o Ghi dịch (register), cải biên xóa ghi thuêbao o Hoạch định thịtrường o Quản lý, kiểm kê Set-top-box card thôngminh o Theo dõi việc sử dụng thuêbao o Bán chéo (cross-selling) dịchvụ o Giao diện với ngân hàng công ty thẻ tínhdụng o Quản lý sựcố o Có khả dùng nhiều lọai ngơnngữ o Sửa tạo dạng hóađơn o Trình bày hóa đơn điệntử GVHD: T.S ĐẶNG ĐÌNH TRANG68 SVTH : NGUYỄN LINH TRANG o Các khả tínhtốn • Hệ thống SAS: SAS (Subscriber Authorization System) hệ thống quyền tác giả thuê bao, có nhiệm vụ truyền yêu cầu đến từ SMS vào EMM (Entitlement Management Message – tin quản lý quyền truy nhập) Tiếp đến, tin quyền tác giả EMM ghép kênh số (digital multiplex) để đến card thông minh SC (smart card) đặt Set-Top-box Chúng gửi đến thuê bao theo khoảng thời gian đặn (ví dụ tháng) để cập nhật quyền truy nhập cho thuê bao SC Trong trường hợp dùng PPV (pay per view – Trả tiền theo nội dung), hệ thống SAS gửi số dấu hiệu điện tử định (tokens) cho SC phép thuê bao trả tiền cho kiện PPV khác nhau,SASchứacơsởdữliệu,cókhảnănglưutrữcácthơngtinsau: o Thơng tin sản phẩmpay-TV o Dữliệuhỗtrợhướngdẫntruyềnhìnhbằngđiệntử(EPG) o Số nhận dạngSC o Dữ liệu danh mục(schedule) Ngồi ra, nâng cao việc bảo mật SAS cách thay đổi theo chu kỳ khóa quyền tác giả truyền đến sở thuê bao - Phân hệ truyền tải tín hiệu lên vệ tinh (uplink): Là hệ thống phát tín hiệu cao tần gồm Anten, máy phát cao tần cơng suất lớn để phát kênh chương trình truyền hình sản xuất trung tâm phát sóng lên vệ tinh để đến với khách hàng 3.5.1.2 Cấu trúc trạm thuêbao: Một trạm thuê bao truyền hình số vệ tinh (DTH) bao gồm thành phần sau: - Antencóđườngkínhtừ0,6mtrởxuống(hoạtđộngởbăngtânKuhoặcKa) - Bộ giải mã kỹ thuật số (Set-Top Box) cho TV muốn sửdụng - Thẻ giải mã nhà cung cấp dịch vụ để xem nội dung truyền hình đăng ký cấpphép 3.5.2 Phương án triển khai dịchvụ - Đối với hệ thống dịch vụ truyền hình số vệ tinh, việc trang bị tồn hệ thống đầy đủ đòi hỏi chi phí đầu tư tốn lâu dài, lẽ GVHD: T.S ĐẶNG ĐÌNH TRANG69 SVTH : NGUYỄN LINH TRANG đó, để phát triển hiệu dịch vụ này, kênh truyền hình phát triển theo hướng sản xuất nội dung bán chương trình cho đài truyền hình Đối với đài truyền hình, họ tự đầu tư hệ thống phát hình sử dụng dịch vụ uplink hệ thống Teleport nhà khai thác vệtinh - Để xây dựng trung tâm phát sóng hệ thống phát, q trình tính tốn định cỡ cho toàn hệ thống (Sizing) phải tuân thủ nội dung liệt kê phần dướiđây Quá trình tính tốn định cỡ hệ thống quỹ cơng suất đường truyền: - Quá trình định cỡ (Sizing) tính tốn quỹ cơng suất đường truyền (Link budget) hệ thống thực để xác định quy mô hệ thống phát truyền hình số vàtừ xác định số lượng thiết bị phân hệ Việc định cỡ hệ thống truyền hình số vệ tinh có điểm gần giống với cách định cỡ hệ thống VSAT băng rộng chỗ dựa tổng lưu lượng hệ thống tổng số thuê bao phải quản lý a Định cỡ hệ thống (NetworkSizing) - Quá trình định cỡ (về mặt lưu lượng) cho hệ thống truyền hình số vệ tinh DVB-S2với5kênhtruyềnhìnhSDvà5kênhHDnhưsau: • KênhSD: o Bit rates:4Mbps o Mã hóa:MPEG-2 • Kênh HD:9Mbps o Bit rates:9Mbps o Mã hóaMPEG-4 Lưu lượng Số lượng trạm Chuẩn Bit rates (Mbps) SD HD MPEG-2 MPEG-4 ACM Parameter GVHD: T.S ĐẶNG ĐÌNH TRANG70 SVTH : NGUYỄN LINH TRANG OB Modulation OB FEC SD HD 16APSK 16APSK 3/4 3/4 Tổng kết Throughput Tổng SD (Mbps) BW (MHz) 20 6,7 Tổng HD 45 15 Tổng hệ thống 65 21,7 b Quỹ công suất đường truyền - Bảng tính quỹ cơng suất đường truyền cho trạm phát truyền hình số DTH hoạt động băng tần Ku vệ tinh VINASAT-1 sử dụng DVB-S2 dựa bảng Network Sizing sau: Trạm phát: o Băng Ku, Đường kính 9m o Điều chế: 16APSK; o FEC: 3/4 Trạm thu: o Băng Ku, đường kính 0,6m GVHD: T.S ĐẶNG ĐÌNH TRANG71 SVTH : NGUYỄN LINH TRANG KẾT LUẬN Trong lĩnh vực kinh doanh khai thác vệ tinh, hầu hết nhà khai thác vệ tinh coi lĩnh vực kinh doanh truyền thống cho thuê dung lượng phát đáp tiếp tục trọng yếu hầu hết nhà khai thác vệ tinh Tuy nhiên, để khai thác vệ tinh có hiệu nhiều nhà khai thác vệ tinh bắt đầu chuyển đổi thành nhà cung cấp dịch vụ vệ tinh đến khách hàng cuối việc cung cấp Hub vệ tinh, truy nhập Internet băng rộng, mạng dùng riêng IP/VPN… Với việc đầu tư xây dựng hạ tầng mạng lưới thông tin vệ tinh với công nghệ đại, nhà khai thác vệ tinh phát triển triển khai cung cấp dịch vụ ứng dụng qua vệ tinh VINASAT rộng khắp nước, có khả đa đáp ứng đa dịch vụ, phù hợp với xu hướng phát triển công nghệ nhu cầu đa dạng khách hàng, đặc biệt giải toán đầu tư phát triển mạng thông tin nông thôn, vùng xa xôi hẻo lánh, biên giới, hải đảo phục vụ an ninh quốc phòng, phát triển kinh tế xã hội đảm bảo khai thác hiệu nguồn dung lượng vệ tinh VINASAT Trong đồ án này,em trình bày tóm lược dịch vụ đưa thị trường nhà cung cấp dịch vụ công nghệ thiết bị nhà sản xuất sử dụng lĩnh vực truyền hình quảng bá qua vệ tinh.Trong đồ án em đề xuất ra vài phương án kỹ thuật triển khai dịch vụ,ứng dụng thử nghiệm đánh giá kết nhằm phát triển khai thác hiệu mạng VSAT-IP băng rộng vệ tinh VSAT GVHD: T.S ĐẶNG ĐÌNH TRANG72 SVTH : NGUYỄN LINH TRANG TÀI LIỆU THAM KHẢO VSAT Networks G Maral, Ecole National Supérieure des Télécommunications Copyright 1995 Intelsat VSAT Handbook Intelsat Copyright 9/1998 Satellite Communications Dennis Roddy International Edition, 1996 The Satellite Communicaton Applications Handbook Bruce R Elbert IP over MPEG-2/DVB Gorry Fairhurst Department of Engineering University of Aberdeen Satellite, Broadband, Net, the future? Global VSAT Business iPSTAR Broadband Satellite System Shin Satellite Plc Delivering IP traffic Satellie Evolution Asia IPsys Broadband New Skies Satellites 10 Recommendation ITU-R 11 http:// www.satellite-evolution.com 12 http:// www.viasatellite.com 13 http:// www.nera.com 14 http:// www.gilat.com 15 http:// www.ipstar.com 16 http:// www.HNS.com 17 http:// www.Intelsat.int GVHD: T.S ĐẶNG ĐÌNH TRANG73 SVTH : NGUYỄN LINH TRANG ... CHƯƠNG II: NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT,CÔNG NGHỆ MẠNG VSAT-IP BĂNG RỘNG VỆ TINH VINASAT 2.1 Các yêu cầu công nghệ dùng hệ thống SkyEdgeII 2.1.1 Mục tiêu xây dựngmạng Mạng VSAT-IP băng rộng vệ tinh VINASAT. .. đồ án: Tổng quan vệ tinh VINASAT- 1 trạng nhu cầu dịch vụ VSAT Nghiên cứu kỹ thuật, công nghệ mạng VSAT-IP băng rộng vệ tinh VINASAT Đề xuất phương án kỹ thuật triển khai dịch vụ, ứng dụng thử nghiệm... đào tạo: Công nghệ Kỹ thuật điện tử, Truyền thông Hệ đào tạo: ĐHCQ 1/ Tên đồ án tốt nghiệp: Nghiên cứu kỹ thuật, công nghệ dịch vụ nhằm khai thác hiệu mạng VSAT- IP băng rộng vệ tinh VINASAT 2/