Nghiên cứu đánh giá kết quả ứng dụng hệ thống thông tin vệ tinh vsat tại việt nam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI *********♦********* PHẠM TRẦN QUỲNH NGHIÊN CỨU DANH GIA KẾT QUẢ ỨNG DỤNG HỆ THỐNG THONG TIN VỆ TINH VSAT TẠI VIỆT NAM LUẬN VĂN THẠC SĨ NGHÀNH : KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS NGUYỄN TIẾN DUNG HÀ NỘI - 2008 Luận văn thạc sỹ Phạm Trần Quỳnh MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT .3 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, BẢNG BIỂU MỞ ĐẦU 10 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH 12 VÀ CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG 12 1.1 Giới thiệu chung 12 1.2 Phần không gian 15 1.2.1 Cấu trúc 15 1.2.2 Vai trò trạm điều khiển 17 1.2.3 Phân hệ thông tin vệ tinh .18 1.3 Phần mặt đất .20 1.4 Phân cực sóng mang tuyến thơng tin vệ tinh 22 1.5 Các dải tần số sử dụng thông tin vệ tinh .23 1.6 Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng tuyến thông tin vệ tinh 24 1.6.1 Giới thiệu .24 1.6.2 Trạm mặt đất yếu tố liên quan 25 1.6.3 Các yếu tố liên quan đường xuống trạm thu mặt đất 28 1.6.4 Tham số phát đáp hệ thống vệ tinh ảnh hưởng đến tuyến truyền 35 CHƯƠNG NGHIÊN CỨU TRUYỀN IP QUA VỆ TINH ĐỊA TĨNH 38 2.1 Giới thiệu 38 2.1.1 Phát quảng bá .39 2.1.2 Chất lượng dịch vụ 39 2.1.3 Thiết lập nhanh chóng 39 2.2 Kết nối TCP/IP qua vệ tinh địa tĩnh .39 2.3 Yếu tố đường truyền vệ tinh ảnh hưởng đến TCP/IP 41 2.3.1 Lỗi bít đường truyền .41 2.3.2 Tác động trễ đường truyền .42 2.4 Các giải pháp cải tiến đảm bảo truyền IP qua vệ tinh địa tĩnh 46 2.4.1 Truyền không đối xứng theo hướng 47 2.4.2 Giải pháp tăng kích thước cửa sổ TCP 50 Nghiên cứu đánh giá kết ứng dụng hệ thống thông tin vệ tinh VSAT Việt Nam Luận văn thạc sỹ Phạm Trần Quỳnh 2.4.3 Kết nối TCP 52 2.4.4 Giao thức ứng dụng .55 2.5 Kết luận .56 CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH BĂNG THÔNG RỘNG IPSTAR 58 3.1 Vệ tinh IPSTAR 58 3.2 Trạm cổng 60 3.2.1 Chức trạm cổng 60 3.2.2 Hoạt động trạm gatewway 67 3.3 Giao tiếp không gian 67 3.3.1 Đường lên (từ trạm chủ đến trạm thuê bao) 67 3.3.2 Đường (từ trạm thuê bao đến trạm chủ) 70 3.4 Thiết bị phía thuê bao (UT) .73 CHƯƠNG 4: CÁC ỨNG DỤNG CỦA HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH BĂNG RỘNG TẠI VIỆT NAM .75 4.1 Các Dịch vụ hệ thống VSAT-IP 75 4.1.1 Dịch vụ thoại 75 4.1.2 Dịch vụ truy cập Internet băng rộng .76 4.1.3 Dịch vụ IPSTAR GRE VPN 79 4.1.4 Dịch vụ IPSTAR Leased Circuit 80 4.1.5 Dịch vụ trung kế di động: (GSM Trunking) 80 4.1.6 Dịch vụ truyền hình hội nghị (Video Conference) .81 4.1.7 Dịch vụ đào tạo từ xa (I-Learn) 82 4.1.8 Dịch vụ IP2TV 83 4.2 Ưu nhược điểm hệ thống VSAT IPSTAR .85 4.2.1 Ưu điểm hệ thống thông tin vệ tinh băng rộng IPSTAR 85 4.2.2 Nhược điểm hệ thống .86 4.3 Vệ tinh VINASAT ứng dụng .86 4.3.1 Giới thiệu vệ tinh VINASAT 86 4.3.2 Các tiêu kỹ thuật vệ tinh VINASAT-1 ứng dụng 87 KẾT LUẬN 88 TÀI LIỆU THAM KHẢO 89 PHỤ LỤC 91 Nghiên cứu đánh giá kết ứng dụng hệ thống thông tin vệ tinh VSAT Việt Nam Luận văn thạc sỹ Phạm Trần Quỳnh DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT Viết tắt ACK Tiếng Anh Acknowledgement Tiếng Việt Gói tin ACK phát từ phía thu xác nhận nhận gói tin có số thứ tự rõ nội dung gói ACK Bandwidth Delay Tích số độ rộng băng tần độ trễ Giá Product trị biểu thị lượng liệu mạng BER Bit Error Rate Tỷ số lỗi bít BSP Baseband Signal Bộ xử lý tín hiệu băng sở BDP Processor BW Bandwidth Độ rộng băng tần CCM C-Band Converter Mạch đảo tần băng C Module CETEN Cumulative Error Thông báo rõ lỗi tích luỹ truyền tải Transport Explicit Notification Codec Coder/Decoder Bộ mã hoá/Bộ giải mã CoS Class of Service Lớp dịch vụ CU Channel Unit Khối kênh DAMA Demand Assigned Đa truy nhập phân chia theo yêu cầu Multiple Access DEM Demodulater Bộ giải điều chế DEMUX Demultiplexer Bộ tách kênh DIU Digital Interface Unit Khối giao diện số Eb/No Energy Per Bit To Tỷ số lượng bit/Mật độ tạp âm Noise Density Ratio ECM Echo Canceller Module Khối khử tiếng vọng Nghiên cứu đánh giá kết ứng dụng hệ thống thông tin vệ tinh VSAT Việt Nam Luận văn thạc sỹ EIRP Equivalent Isotropic Phạm Trần Quỳnh Công suất xạ đẳng hướng tương đương Radiated Power FDMA Frequency Division Đa truy nhập phân chia theo tần số Multiple Access FIM Facsimile Interface Mạch giao diện fax Module FIN Finish Gói tin FIN phía phát TCP sử dụng để thơng báo kết thúc kết nối FLP Forward Link Bộ xử lý tuyến từ trạm chủ đến trạm Processor FTP File Transfer Protocol GEO Geostationary Earth Orbit Giao thức truyền File Quỹ đạo địa tĩnh Vệ tinh quỹ đạo có chu kì quay xung quanh chu kì tự quay trái đất HACK Header ChecKsum Tuỳ chọn tổng tiêu đề, tuỳ chọn phía thu thơng báo xác tiêu đề gói tin bị lỗi HPA High Powered Bộ khuyếch đại công suất cao Amplifier HTTP HyperText Transfer Giao thức truyền dẫn siêu văn Protocol ICC Inbound Control Kênh kiểm soát vào Channel ICM Interface Converter Mạch chuyển đổi giao diện Module ICMP Internet Control Giao thức tin điều khiển Internet MessageProtocol Khối trời IDU In Door Unit IF Intermediate Frequency Tần số trung gian Nghiên cứu đánh giá kết ứng dụng hệ thống thông tin vệ tinh VSAT Việt Nam Luận văn thạc sỹ IGMP Internet Group Phạm Trần Quỳnh Giao thức quản lí nhóm Internet Management Protocol IP Internet Protocol Giao thức Internet ISN Initial Sequence Số thứ tự khởi tạo-giá trị phía phát Number TCP tạo gán cho gói tin kết nối IW Initial Window Kích thước cửa sổ khởi đầu KCM Ku-Band Converter Mạch đảo tần băng Ku Module LEO Low Earth Orbit Quỹ đạo thấp LNA Low Noise Amplifier Bộ khuyếch đại tạp âm thấp LQT Link Quality Test Kiểm tra chất lượng đường truyền LRE Low Rate Encoding Mã hoá tốc độ thấp MCU Monitor Channel Unit Khối kênh giám sát MEO Medium Earth Orbit Quỹ đạo trung bình MOD Modulater Bộ điều chế MODEM Modulater/Demodulater Bộ điều chế /Giải điều chế MTU Maximum Transfer Unit Đơn vị truyền dẫn có kích thước lớn NCS Network Control Hệ thống điều hành mạng System NM Network Management Quản lý mạng OCC Outbound Control Kênh kiểm soát Channel ODU Out Door Unit OFDM Orthogonal Frequency Khối nhà Division Multiplexing QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ RG Receive Groundstation Phía mặt đất phía thu RRM Radio Resources Quản lý tài nguyên vô tuyến Nghiên cứu đánh giá kết ứng dụng hệ thống thông tin vệ tinh VSAT Việt Nam Luận văn thạc sỹ Phạm Trần Quỳnh Management Retransmission Timeout Khoảng thời gian chờ truyền lại, tính dựa RTO RTT số biến khác RTT Round Trip Time Thời gian trễ vịng, tính khoảng thời gian từ thời điểm bit cuối gói tin rời khỏi phía phát thời điểm phía phát nhận bit gói tin xác nhận điều kiện mạng khơng có tắc nghẽn SACK Selective Xác nhận có lựa chọn, sử dụng tuỳ chọn Acknowlegement phía thu xác nhận nhiều gói tin tới đích SCPC Single Channel Per Đơn kênh sóng mang Carrier SCTP Stream Control Giao thức truyền tải điều khiển luồng TransportProtocol SG Sender Groundstation Phía mặt đất phía phát SI STAR Interface Giao tiếp STAR SMTP Simple Mail Transfer Giao thức truyền thư điện tử đơn giản Protocol SNMP Simple Network Giao thức quản lí mạng đơn giản Management Protocol SPC Store Programed Bộ điều khiển theo chương trình Control STAR SCPC TDMA Aloha Return Link kỹ thuật truy nhập Slotted Aloha, Aloha, TDMA dùng cho hướng truyền từ trạm trạm chủ SYN Synchronize Gói tin đồng Gói tin gửi thời Nghiên cứu đánh giá kết ứng dụng hệ thống thông tin vệ tinh VSAT Việt Nam Luận văn thạc sỹ Phạm Trần Quỳnh điểm khởi tạo kết nối để đồng phía phát phía thu TCP Transport Protocol Giao thức truyền tải Giao thức truyền tải gói tin tới đích cách tin cậy Bộ tối ưu TCP qua kênh vệ tinh TCPA TCP Accelerator TDM Time Division Multiplex Ghép kênh phân chia thời gian TDMA Time Division Multiple Đa truy nhập phân chia theo thời gian Access TES Telephony Earth Station Trạm điện thoại mặt đất TI TOLL Interface Giao tiếp TOLL TOLL TPC Orthogonal Hướng từ trạm chủ đến trạm dùng frequency division phương pháp ghép kênh phân chia tần số multiplexed L- code trực giao mã hoá TPC Link TRIA Transmit Receive Khối giao diện thu phát Interface Assembly TSN Transmision Sequence Số thứ tự truyền tải Number UDP User Datagram Giao thức truyền tải đơn vị liệu người Protocol dùng Giao thức truyền liệu cách không tin cậy VCU Voice Channel Unit Khối kênh thoại VSAT Very Small Aperture Trạm mặt đất dung lượng nhỏ Terminal Nghiên cứu đánh giá kết ứng dụng hệ thống thông tin vệ tinh VSAT Việt Nam Luận văn thạc sỹ Phạm Trần Quỳnh DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Trang Hình 1.1 Cấu trúc hệ thống thơng tin vệ tinh 15 Hình 1.2 Cửa sổ giữ trạm vệ tinh địa tĩnh 17 Hình 1.3 Phân hệ thơng tin vệ tinh 18 Hình 1.4 Cấu trúc trạm mặt đất 22 Hình 1.5 Phân cực Ellipse 23 Hình 1.6 Anten vơ hướng 26 Hình 1.7 Anten thực tế 26 Hình 1.8 Can nhiễu hệ thống thơng tin vệ tinh 33 Hình 2.1 Đường kết nối TCP/IP qua vệ tinh địa tĩnh 40 Hình 2.2 Cuộc nối Ethernet đến Ethernet qua IP 47 Hình 2.3 Định tuyến động IP 49 Hình 2.4 Ảnh hưởng Khởi đầu chậm Tránh nghẽn 51 Hình 2.5 Cơ chế chia/ghép kết nối 54 Hình 3.1 Vùng phủ sóng vệ tinh IPSTAR 59 Hình 3.2 Vùng phủ sóng vệ tinh IPSTAR Việt Nam 60 Hình 3.3 Sơ đồ khối chức trạm cổng IPSTAR 60 Hình 3.4 Cấu trúc khungSơ đồ RF cho tồn hệ thống 62 Hình 3.5 Sơ đồ kết nối quang M-Site với D- Site 63 Hình 3.6 Sơ đồ IP tồn hệ thống 64 Hình 3.7 Cấu trúc khung/ khe 69 Hình 3.8 Mơ OFDM đơn giản 69 Nghiên cứu đánh giá kết ứng dụng hệ thống thông tin vệ tinh VSAT Việt Nam Luận văn thạc sỹ Phạm Trần Quỳnh Hình 3.9 Các kiểu kênh STAR Link 71 Hình 3.10 Cấu trúc khung STAR Link cho loại kênh 71 Hình 3.11 Cấu hình trạm thuê bao 74 Hình 4.1 Cấu hình dịch vụ thoại VoIP 76 Hình 4.2 Cấu hình truy cập Internet băng rộng 77 Hình 4.3 Cấu hình cung cấp dịch vụ Hotspot 78 Hình 4.4 Cấu hình dịch vụ thuê kênh riêng IP mạng riêng VPN 80 Hình 4.5 Cấu hình dịch vụ GSM Trunking 81 Hình 4.6 Cấu hình cung cấp dịch vụ truyền hình hội nghị 82 Hình 4.7 Cấu hình cung cấp dịch vụ đào tạo từ xa 83 Hình 4.8 Cấu hình dịch vụ IP2TV 84 Nghiên cứu đánh giá kết ứng dụng hệ thống thông tin vệ tinh VSAT Việt Nam Luận văn thạc sỹ 83 Phạm Trần Quỳnh xa trang bị hình Camera chuyên dụng Hình ảnh giảng giáo viên hình ảnh câu hỏi học viên lớp học từ xa điều khiển để hiển thị hình có nhu cầu Cáp quang Hình 4.7: Cấu hình cung cấp dịch vụ đào tạo từ xa 4.1.8 Dịch vụ IP2TV Đây dịch vụ tích hợp ứng dụng truy cập Internet truyền hình theo yêu cầu VoD (Video on demand) thông qua thiết bị gồm hình hiển thị, thiết bị phụ trợ, bàn phím khơng dây Ngồi với ứng dụng VoD người sử dụng cần phải có thiết bị để lưu trữ chương trình tải Hệ thống có khả phát đa Nghiên cứu đánh giá kết ứng dụng hệ thống thông tin vệ tinh VSAT Việt Nam Luận văn thạc sỹ 84 Phạm Trần Quỳnh điểm tới nhóm địa IP định sử dụng dải băng tần vệ tinh chung Hơn người sử dụng tải chương trình vào ban đêm nhu cầu sử dụng chi phí băng tần thấp làm tăng tính hiệu việc sử dụng băng tần IP2TV dịch vụ truyền hình quảng bá phát triển dựa mơ hình cung cấp dịch vụ MDU, thơng tin giải trí cho khách hàng Với dịch vụ khách hàng xem chương trình truyền hình trực tiếp, truyền hình theo yêu cầu VOD (Video on demand) Với khách hàng khách sạn thiết bị VOD server trang bị thêm lắp đặt khách hàng để tăng hiệu sử dụng băng tần vệ tinh Thiết bị để triển khai dịch vụ bao gồm Server chứa nội dung trạm Gateway để lưu trữ nội dung chương trình phim ảnh Ph ị ng Hình 4.8: Cấu hình dịch vụ IP2TV Kết luận: Những nơi khơng có mạng mặt đất cố định nhiều phải chọn giải pháp kết nối qua vệ tinh, có mảng thị trường cho doanh nghiệp IP vệ tinh Mặc dù công nghệ vệ tinh có giới hạn định cung cấp băng Nghiên cứu đánh giá kết ứng dụng hệ thống thông tin vệ tinh VSAT Việt Nam Luận văn thạc sỹ 85 Phạm Trần Quỳnh thông cao khả quảng bá tuyệt vời tạo lựa chọn khả thi cho nhiều phân đoạn thị trường phức tạp Mạng VSAT IP triển khai ứng dụng dịch vụ Việt Nam, việc tìm hiểu hệ thống dịch vụ cung cấp bước đầu cho thấy có nhiều ưu việt so với hệ thống VSAT khác trước mạng mặt đất có Chương phân tích ưu nhược điểm hệ thống luận khoa học mặt: Độ tin cậy thông tin, khắc phục yếu tố ảnh hưởng, khả phổ cập tính ứng dụng hệ thống, đồng thời đưa hướng nghiên cứu khía cạnh liên quan đến lĩnh vực IP qua vệ tinh 4.2 Ưu nhược điểm hệ thống VSAT IPSTAR Ngày công nghệ thông tin truyền thông trải qua cách mạng chưa có Khả trì cải tiến cơng nghệ định thành công lâu dài Hệ thống vệ tinh băng rộng IPSTAR thiết kế để có khả cạnh tranh toàn diện với loại khác, làm tăng lợi nhuận từ phổ cập đa dịch vụ đến nhiều đối tượng 4.2.1 Ưu điểm hệ thống thông tin vệ tinh băng rộng IPSTAR Việc thiết kế hệ thống vệ tinh băng rộng iPSTAR có ưu điểm mà khơng thể thực với vệ tinh thông thường với hệ thống băng rộng khác, với mạng mặt đất [7] 4.1.1.1 Phân bổ dung lượng động (DCA): - Điều chỉnh dung lượng động theo yêu cầu thiết bị đầu cuối - Chia sẻ băng thông tài nguyên không đủ 4.1.1.2 Điều chỉnh kênh động (DLA): - Tối ưu cân tốc độ bít thay đổi thời tiết - Điều khiển điều chế mã hoá động dựa theo việc đo chất lượng đường 4.1.1.3.Loại dịch vụ (CoS)/ Chất lượng dịch vụ (QoS) - Cung cấp thuộc tính theo thoả thuận mức dịch vụ Nghiên cứu đánh giá kết ứng dụng hệ thống thông tin vệ tinh VSAT Việt Nam Luận văn thạc sỹ 86 Phạm Trần Quỳnh - Chia sẻ tải dung lượng hợp lý trạm đầu cuối với mức ưu tiên khác - Chia sẻ dung lượng hợp lý nút phía sau trạm đầu cuối (thực phía UT) - Điều khiển đồng bộ, tăng ích, mã hố điều chế UT cụ thể để đảm bảo hiệu xuất tối ưu nhận QoS - Mức giá chuẩn Mbps cho vệ tinh băng rộng iPSTAR mong đợi thấp 1/3 so với vệ tinh thông thường - Trạm mặt đất thuê bao có ăng ten kích thước nhỏ (0,75m; 1,2m) cơng st thấp (0,5 đến 2W) giá thấp 1.000 đô la cho khả chiều lên 2Mbps khả chiều xuống Mbps - Khả dịch vụ đầy đủ - Hạ tầng không thay đổi - Không phụ thuộc vào cự ly, khoảng cách 4.2.2 Nhược điểm hệ thống Nhược điểm cố hữu thông tin vệ tinh chịu ảnh hưởng tác động thời tiết đặc biệt nhạy cảm băng tần Ka, Ku Thơng tin bị gián đoạn với lượng mưa >100mm/h Thiết bị IPSTAR sử dụng đa dạng kỹ thuật điều chế, mã hoá cho phép tự động phân bổ đường truyền linh hoạt công nghệ độc quyền, thực quản lý khai thác phần tử mạng tập trung trạm Gateway thiết bị mặt đất phụ thuộc hoàn toàn vào nhà cung cấp thiết bị iPSTAR bao gồm trang thiết bị trạm Gateway UT 4.3 Vệ tinh VINASAT-1 ứng dụng 4.3.1 Giới thiệu vệ tinh VINASAT-1 Vệ tinh VINASAT-1 Việt Nam phóng lên quỹ đạo ngày 12/04/2008, khẳng định chủ quyền Việt Nam không gian, Nghiên cứu đánh giá kết ứng dụng hệ thống thông tin vệ tinh VSAT Việt Nam Luận văn thạc sỹ 87 Phạm Trần Quỳnh mà thể vị ngày lớn mạnh quốc gia nois chung, ngành viễn thông, thông tin nói riêng bối cảnh hội nhập kinh tế quốc tế Vệ tinh VINASAT-1 có ý nghĩa lớn với việc phủ sóng viễn thơng, liên lạc tới vùng sâu, vùng xa, biên giới hải đảo đất nước, bảo đảm an ninh quốc phòng với khả truyền tải thơng tin, hình ảnh từ nơi, khơng lãnh thổ Việt Nam mà cịn khu vực Đông Nam Á 4.3.2 Các tiêu kỹ thuật vệ tinh VINASAT-1 ứng dụng - Phụ lục bao gồm phân hệ vệ tinh VINASAT-1, Thống kê trọng lượng thiết bị thông tin khung vệ tinh, Tóm tắt tiêu kỹ thuật vệ tinh, Cấu hình tải hữu ích 14/11-12 GHz, Cấu hình tải hữu ích 6/4 GHz, Kế hoạch phân cực tần số đường lên băng Ku, Kế hoạch phân cực tần số đường lên băng C - Hiện vệ tinh VINASAT-1 cung cấp dịch vụ cho khách hàng như: Đài truyền hình Việt Nam, Đài tiếng nói Việt Nam, Đài truyền hình kỹ thuật số việt Nam, Viễn thơng Hải Phịng, VietsovPetro, nhiều khách hàng nước khác Nghiên cứu đánh giá kết ứng dụng hệ thống thông tin vệ tinh VSAT Việt Nam Luận văn thạc sỹ 88 Phạm Trần Quỳnh KẾT LUẬN Việc nghiên cứu kỹ hoạt động giao thức TCP/IP cấu trúc gói tin TCP/IP để từ hiểu rõ cách truyền gói tin IP, trạng thái nghẽn mạch giải pháp tránh tắc nghẽn Việc truyền giao thức IP có nhược điểm khơng chủ động băng tần, khơng có khả truyền điểm-đa điểm…từ có hướng nghiên cứu việc truyền IP qua hệ thống vệ tinh địa tĩnh Với hai yếu tố ảnh hưởng tới chất lượng IP truyền qua vệ tinh trễ kết nối lỗi bít Luận văn phân tích hạn chế giao thức TCP/IP chuẩn sử dụng đường truyền vệ tinh đưa giải pháp cải tiến giao thức TCP/IP nhằm nâng cao khả cung cấp dịch vụ ứng dụng sở IP Ở nước ta mạng VSAT băng hẹp sử dụng cho ứng dụng như: thoại, fax, truyền số liệu tốc độ thấp, Tuy nhiên, có thay đổi đáng kể thử nghiệm cung cấp dịch vụ truyền số liệu băng rộng giao thức Internet Nó làm tăng tốc độ chất lượng đường truyền, khả tránh tắc nghẽn lớn, có khả tái sử dụng tần số, cho phép mở rộng phổ tần làm việc rộng so với vệ tinh thông thường Với trạm VSAT cỡ nhỏ liên lạc với qua hệ thống vệ tinh IPSTAR Công ty Viễn thơng Quốc tế triển khai lắp đặt Ngồi bổ sung cho mạng cung cấp dịch vụ băng rộng mặt đất để cung cấp dịch vụ viễn thơng có chất lượng cao tới miền tổ quốc phục vụ hoạt động kinh tế xã hội Việt Nam Em xin cảm ơn thầy TS NGUYỄN TIẾN DŨNG trực tiếp hướng dẫn em thầy cô khoa Điện tử Viễn thông Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội đồng nghiệp giúp đỡ em hoàn thành luận văn Em xin chân thành cảm ơn ! Nghiên cứu đánh giá kết ứng dụng hệ thống thông tin vệ tinh VSAT Việt Nam Luận văn thạc sỹ 89 Phạm Trần Quỳnh TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG VIỆT [1] Công ty viễn thông quốc tế - VTI (2005), Hệ thống vệ tinh IP Star [2] Nguyễn Đình Lương (1997), Thơng tin vệ tinh, NXB Khoa học kỹ thuật [3] Nguyễn Phạm Anh Dũng (2000), Bài giảng Thơng tin vệ tinh, Học viện Cơng nghệ Bưu viễn thông TIẾNG ANH [4] G Maral (1995), VSAT Networks, John Wiley&Sons Ltd, New York [5] G Maral & M Bousquet (1993), Satellite Communications System, John Wiley & Sons Ltd, New York [6] Lillykuti Jacob, K.N Srijith, Huang Duo, A.L Ananda (2002), Effectiveness of TCP SACK over Satellite Links, Centre for Internet Research School of Computing National University of Singapore [7] Mark Allman (1997), Improving TCP performance over Satellite channels, Ohio University [8] Morihiro Kouda (2002), Proxy Mechanism of Multiplexing TCP Connections over Satellite Internet, Osaka University [9] Nesrine Chaher, Chadi Barakat, Walid Dabbous, Eitan Altman (1998), Improving TCP/IP over Geostationary Satellite Links, INRIA - France [10] Shin Satellite PLC & Ipstar Co.,Ltd (2005), Basic Satellite Communication, Bangkok [11] Shin Satellite PLC & Ipstar Co.,Ltd (2005), Ipstar System Overview”, Bangkok [12] Shin Satellite PLC & Ipstar Co.,Ltd (2004), IPSTAR Applications, Bangkok [13]Bruce R Elbert (2001), The Satellite communication ground segment and Earth station handbook, Artech House [13]G.Maral , M.bousquet (1995), Satellite Communications Systems Nghiên cứu đánh giá kết ứng dụng hệ thống thông tin vệ tinh VSAT Việt Nam Luận văn thạc sỹ 90 Phạm Trần Quỳnh [14]Intelsat (1990), Earth Station Tecnology, Hanbook, USA [15]Intelsat (1995), Digital Satellite communication technology – Revision 2, Hanbook, USA [16]James B.Potts, Satellite Transmission Systems [17]Karanjit S Siyan, PH.D (2000), Inside TCP/IP – Third Editon, New Riders Publishing, Indianapolis, Indiana [18]Mark Allman (1997), Improving TCP performance over Satellite channels, Ohio University [19]M.Allman, S.Floyd anf C.Partridge, Increasing TCP’s initial Windows, RFC 2414 [20]M Allman, Hans Kruse, shawn Oterman, Application Solution to TCP’s Satellite Inefficiencies [21]Pattan Bruno (1993), Satellite systems: Principles and Technologies, Van Nostrand Reinhold, New York [22]Postel, J.B.RFC 791 (1981), Internet Protocol [23]Postel, J.B.RFC 793 (1981), Transmission Control Protocol [24]Technology Development Group, Loral CyberStar, TCP/IP Performance over Satellite Links – Summary Report [25]William Stalling (1988), Data and computer communication – Second edition, Macmillan Publishing Company Nghiên cứu đánh giá kết ứng dụng hệ thống thông tin vệ tinh VSAT Việt Nam Luận văn thạc sỹ Phạm Trần Quỳnh 91 PHỤ LỤC CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT CỦA VỆ TINH VINASAT Các phân hệ vệ tinh Phân hệ Các chức chủ yếu Đặc tính Điều khiển tư Ổn định tư xác định Chính xác quỹ đạo (AOSC) quỹ đạo Tên lửa đẩy Tạo gia tốc Chỉ tiêu lực đẩy, khối lượng nhiên liệu Nguồn điện Cung cấp lượng điện Ổn định công suất, điện áp Đo xa, bám điều Trao đổi thông tin phục vụ Số lượng kênh, độ bảo khiển (TTC) mật truyền thơng Điều khiển nhiệt Duy trì nhiệt độ Khả tiêu tán Cấu trúc khung Hỗ trợ lắp đặt thiết bị Chắc chắn, nhẹ Ăng ten Nhận phát tín hiệu RF Vùng phủ, hệ số tăng ích Bộ lặp Khuếch đại tín hiệu đổi Chỉ số tạp âm, cơng suất, tần tuyến tính Thống kê trọng lượng thiết bị thông tin khung vệ tinh TT I 1.1 1.2 II 2.1 2.2 III Danh mục Thiết bị thông tin Phát đáp Ku Phát đáp C Tổng I Anten Anten băng Ku Anten băng C Tổng II Tổng (I + II) Khung Trọng lượng danh định (kg) Trọng lượng cực đại (kg) 59.7 81.1 140.8 62.7 85.2 147.9 44.033 33.0 77.033 217.833 48.4 36.3 84.7 232.6 Nghiên cứu đánh giá kết ứng dụng hệ thống thông tin vệ tinh VSAT Việt Nam Luận văn thạc sỹ 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 3.10 Phạm Trần Quỳnh 92 Bệ Điều khiển nhiệt Giá anten Pin mặt trời Nguồn Đo xa Điều khiển Chuyển đổi nguồn Bộ nắn/ rung Bộ chiều Tổng III Trọng lượng khơ (khơng có nhiên liệu) Tổng (I+II+III) 183.9 67.0 22.4 127.8 231.9 16.7 31.3 62.1 142.1 43.7 929 1146.833 188.5 70.4 22.8 129.4 235.9 17.5 32.1 63.2 143.5 44.8 948 1180.6 Tóm tắt tiêu kỹ thuật vệ tinh Vệ tinh Tên vệ tinh Vị trí quỹ đạo Độ ổn định vệ tinh Khối lượng: Không bao gồm nhiên liệu Phóng Cơng suất: Tại thời điểm ban đầu (BOL) Cuối tuổi thọ vệ tinh (EOL) Tuổi thọ vệ tinh Ổn định vị trí Lỗi định vị Độ tin cậy EOL Tên lửa tương thích Khu vực phủ sóng Tần số hoạt động Tần số trạm TT&C VINASAT 122.5o Đông Loại ổn định trục TBD kg TBD kg TBD kW TBD kW 12 năm o +/- 0.05 so với kinh độ vĩ độ 0.09º > 0.78 TBD Đông nam Á / Đông Dương, bao gồm Australia Băng C băng Ku (TBD) C-Band (TBD) Nghiên cứu đánh giá kết ứng dụng hệ thống thông tin vệ tinh VSAT Việt Nam Luận văn thạc sỹ Tải tin hữu ích: Số phát đáp Băng thông Phân cực Bộ khuếch đại công suất cao: Loại Cơng suất đầu Dự phịng EOC EIRP / Peak EIRP G/T vùng phủ sóng 93 Phạm Trần Quỳnh Băng C 14 36 MHz Tuyến tính Băng Ku 18/12 36 MHz Tuyến tính TWTA 50 - 65 W (TBC) ~ 25% (TBD) 38 / 41 dBW > -1.0 dB/ºK TWTA 75 - 100W (TBD) ~ 25% (TBD) 54 / 57 dBW > 3.0 dB/ºK Cấu hình tải hữu ích 14/11-12 GHz Danh mục Số lượng kênh Đặc trưng/Chức cung cấp Mười (10) kênh Các ghép kênh đầu vào để cách ly đường phát Các lọc kênh Các ghép kênh đầu để cung cấp phương tiện kết hợp tín hiệu RF anten phát thích hợp Một búp sóng thu – Hướng đứng nằm ngang (TBD) Dự phịng khơng cho (2:1) máy thu LNA/bộ đổi tần xuống Phần đầu vào Tất chuyển mạch lọc băng rộng đầu vào cần thiết Chuyển đổi tần số cấp Mười (10) khuyếch đại hoạt động tích cực cuối thời gian Cấu hình sống vệ tinh HPA Mỗi khuyếch đại bao gồm TWT, CAMO tuyến tính EPC Mạch dự phòng đơn gồm 14 cho 10 (14:10) Chuyển mạch RF đầu vào CAMP đầu TWTA để đề phòng bốn khuếch đại bị lỗi đâu mạch vòng, kể khuếch đại liên tiếp, Dự phịng HPA khơng làm hoạt động kênh Vòng chuyển mạch dự phịng cho 10 kênh cho phép hoạt động 12 kênh Dự phịng cấp khơng gián đoạn Công suất đầu 130W (danh định) RF TWTA Có thể dùng lệnh để điều khiển hệ số khuếch đại kênh cho kênh RF mà không cần điều chỉnh hệ số khuếch đại HPA Hệ số khuếch đại chế độ hệ số khuếch đại cố định (FGM) kênh Chế độ ALC, mức điều khiển lệnh độc lập để hỗ trợ điều chỉnh tín hiệu vào cho TWTA Nghiên cứu đánh giá kết ứng dụng hệ thống thông tin vệ tinh VSAT Việt Nam Luận văn thạc sỹ 94 Phạm Trần Quỳnh Danh mục Đặc trưng/Chức cung cấp Sáu kênh (6) lựa chọn từ 12 kênh phần thu, sở Lựa chọn kênh kênh Mười (10) kênh hoạt động mức bão hoà vào cuối thời gian sống vệ tinh Hoạt động Mười (11) kênh hoạt động mức bão hoà bắt đầu thời kết thúc/ bắt đầu gian sống vệ tinh thời gian sống vệ Mười hai (12) kênh hoạt động thời điểm bắt đầu thời gian tinh sống vệ tinh giới hạn điểm hoạt động HPA (khơng đạt mức bão hồ) Các định vị anten (ADPM), búp sóng anten thu/phát Anten điều khiển bẳng lệnh Cấu hình tải hữu ích 6/4 GHz Danh mục Số lượng kênh Các lọc kênh Phần đầu vào Đặc trưng/ Chức cung cấp Mười bốn(14) kênh Các ghép kênh đầu vào để cách ly đường phát Các ghép kênh đầu để cung cấp phương tiện kết hợp tín hiệu RF anten phát thích hợp Hai búp sóng thu – Hướng đứng nằm ngang Dự phịng khơng cho (4:2) máy thu/LNA/bộ đổi tần xuống Tất chuyển mạch lọc băng rộng đầu vào cần thiết Chuyển đổi tần số cấp Cấu hình HPA Mười bốn (14) khuyếch đại tích cực Mỗi khuyếch đại bao gồm TWT, CAMP tuyến tính EPC ( Cấu hình EPC kép ) Dự phòng HPA Mạch dự phòng đơn 18 cho 14 (18:14) Chuyển mạch RF đầu vào CAMP đầu TWTA để đề phòng bốn khuếch đại bị lỗi đâu mạch vòng, kể khuếch đại liên tiếp, khơng làm hoạt động kênh Dự phòng cấp không gián đoạn, ngoại trừ kênh chia EPC kép Công suất cao tần 75 W danh định đầu TWTA Hệ số khuyếch đại Có thể dùng lệnh để điều khiển hệ số khuếch đại kênh cho kênh kênh RF mà không cần điều chỉnh hệ số khuếch đại HPA chế độ hệ số khuếch đại cố định (FGM) Chế độ ALC, mức điều khiển lệnh độc lập để hỗ trợ điều chỉnh tín hiệu vào cho TWTA Anten Cơ cấu định vị Platform Nghiên cứu đánh giá kết ứng dụng hệ thống thông tin vệ tinh VSAT Việt Nam Luận văn thạc sỹ Phạm Trần Quỳnh 95 Kế hoạch phân cực tần số đường lên băng Ku Tần số 13790 13830 13870 13910 13950 14280 14320 14360 14400 14440 Kênh Ku1 Ku2 Ku3 Ku4 Ku5 Ku6 Ku7 Ku8 Ku9 Ku10 Băng thông 36 36 36 36 36 36 36 36 36 36 Phân cực V V V V V V V V V V Kế hoạch phân cực tần số đường xuống băng Ku Tần số 10980 11020 11060 11100 11140 11470 11510 11550 11590 11630 Kênh Ku1 Ku2 Ku3 Ku4 Ku5 Ku6 Ku7 Ku8 Ku9 Ku10 Băng thông 36 36 36 36 36 36 36 36 36 36 Phân cực H H H H H H H H H H Kế hoạch phân cực tần số băng tần Ku Tuyến Uplink Uplink Downlink Tần số (GHz) 14.250-14.500 13.750-14.000 10.950-11.200 Downlink 11.450-11.700 Phân cực Đứng Đứng Vng góc đường lên Vng góc đường lên với với Nghiên cứu đánh giá kết ứng dụng hệ thống thông tin vệ tinh VSAT Việt Nam Luận văn thạc sỹ Phạm Trần Quỳnh 96 Kế hoạch phân cực tần số đường lên băng C Đường lên Kênh C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 C9 C10 C11 C12 C13 C14 Tần số (MHz) 6446 6489 6532 6575 6618 6661 6704 6446 6489 6532 6575 6618 6661 6704 Phân cực V V V V V V V H H H H H H H Kế hoạch phân cực tần số đường xuống băng C Đường xuống Kênh C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 C9 C10 C11 C12 C13 C14 Tần số 3421 3464 3507 3550 3593 3636 3697 3421 3464 3507 3550 3593 3636 3697 Phân cực H H H H H H H V V V V V V V Nghiên cứu đánh giá kết ứng dụng hệ thống thông tin vệ tinh VSAT Việt Nam Luận văn thạc sỹ 97 Phạm Trần Quỳnh Kế hoạch phân cực tần số băng C Tuyến Lên Xuống Tần số (GHz) 6.425-6.725 3.400-3.700 Phân cực Ngang Đứng Vng góc với tuyến lên Nghiên cứu đánh giá kết ứng dụng hệ thống thông tin vệ tinh VSAT Việt Nam ... Trong hệ thống cao cấp, vệ tinh hoạt động có vệ tinh dự phòng sẵn sàng quỹ đạo vệ tinh dự phòng mặt đất (trong kho) Nghiên cứu đánh giá kết ứng dụng hệ thống thông tin vệ tinh VSAT Việt Nam Luận... triển khai Việt Nam ưu nhược điểm Nghiên cứu đánh giá kết ứng dụng hệ thống thông tin vệ tinh VSAT Việt Nam Luận văn thạc sỹ 12 Phạm Trần Quỳnh CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH VÀ... khuyếch đại đầu vệ tinh (C/TSATIM), nhiễu phân cực hố tín hiệu mạng giống (C/TCo) nhiễu vệ tinh (C/Tup) Nghiên cứu đánh giá kết ứng dụng hệ thống thông tin vệ tinh VSAT Việt Nam Luận văn thạc