Truyền IP qua vệ tinh địa tĩnh trính toán đường truyền vệ tinh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC TRUYỀN IP QUA VỆ TINH ĐỊA TĨNH TÍNH TỐN ĐƯỜNG TRUYỀN VỆ TINH NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ Mà SỐ: TRẦN THỊ THU HƯƠNG Người hướng dẫn khoa học: GS TS TRẦN ĐỨC HÂN HÀ NỘI 2007 Th«ng tin vệ tinh công nghệ VSAT LI NểI U Do nhu cầu dịch vụ viễn thông băng rộng tăng trưởng vũ bão Internet; chủ trương Đảng Nhà nước giai đoạn 10 năm tới đẩy mạnh cơng nghiệp hố, đại hố xây dựng tảng để tạo điều kiện đến 2020 nước ta thành nước công nghiệp; kinh tế phát triển, nhu cầu dịch vụ phát triển nhanh, có dịch vụ viễn thơng; nên việc phát triển sở hạ tầng viễn thông quốc gia quan trọng Để đáp ứng nhu cầu kinh tế mở, việc phải gắn vai trò phương tiện giao tiếp với nhiệm vụ mở rộng giao thương kinh tế vùng miền Trong đó, ngành Bưu Viễn thơng có vai trò làm cầu nối vùng miền kinh tế với giới bên Cần xây dựng dịch vụ dựa cơng nghệ đại, có giá thành thấp làm tăng giá trị lợi nhuận doanh nghiệp Hệ thống VSAT băng rộng đa dịch vụ truyền IP qua vệ tinh địa tĩnh, đại công nghệ đáp ứng yêu cầu nói với chất lượng dịch vụ cao, hiệu kinh tế lớn Đồ án tập nghiên cứu phương pháp truyền IP qua vệ tinh địa tĩnh tính tốn đường truyền vệ tinh để ứng dụng thực tế, qua đáp ứng nhu cầu kinh tế nhiệm vụ văn hố, trị nói Xin chân thành cảm ơn G.S TS Trần Đức Hân giúp đỡ, hướng dẫn tơi hồn thành đồ án với trân trọng kính mến dành cho thày! Hà nội,24 tháng năm 2007 Học viên Trần Th Thu Hng Luận văn tốt nghiệp Thông tin vệ tinh công nghệ VSAT MC LC Chng I: Tổng quan thông tin vệ tinh 1.1.Giới thiệu chung thông tin vệ tinh…………………………… 1.2 Cấu trúc tuyến liên lạc thông tin vệ tinh………… 1.2.1 Các thiết bị tham gia tuyến thông tin vệ tinh…… 1.2.2 Tuyến liên lạc qua hệ thống thông tin vệ tinh………… 1.3 Các vấn đề truyền sóng thơng tin vệ tinh………………… 1.4 Đa truy nhập thông tin vệ tinh…………………………… 1.4.1 Đa truy nhập phân chia theo tần số…………………… 1.4.2 Đa truy nhập phân chia theo thời gian………………… 10 Chương II: Tổng quan vấn đề truyền IP thông thường 2.1.Tổng quan 12 2.2 Phương pháp đóng gói 16 2.2.1 TCP header 18 2.2.2.IP header 20 2.3 Các nguyên tắc hoạt động TCP/IP 22 2.3.1 Phía phát 22 2.3.2 Phía thu 23 2.4 Giao thức IP 23 2.4.1 Địa IP 23 2.4.2 Định tuyến IP datagram 25 2.5 Giao thức TCP 30 2.5.1 Kết nối TCP…………………………………………… 30 2.5.2 Kỹ thuật cửa sổ trượt…………………………………… 31 2.5.3 Cỏc phng phỏp iu khin truyn 33 Luận văn tốt nghiệp Thông tin vệ tinh công nghệ VSAT 2.6 Kết luận……………………………………………………… Chương III: Nghiên cứu truyền IP qua vệ tinh địa tĩnh 36 3.1.Giới thiệu………………………………………………………….38 3.1.1 Phát quảng bá……………………………………… 39 3.1.2 Chất lượng dịch vụ…………………………………… 39 3.1.3 Thiết lập nhanh chóng……………………………… 39 3.2 Kết nối TCP/IP qua vệ tinh địa tĩnh…………………………… 40 3.3 Yếu tố đường truyền vệ tinh địa tĩnh ảnh hưởng tới TCP/IP…… 41 3.3.1 Lỗi bit đường truyền………………………………… 41 3.3.2 Tác động trễ đường truyền………………………… 42 3.4 Các biện pháp cải tiến đảm bảo truyền IP qua vệ tinh địa tĩnh… 46 3.4.1 Truyền không đối xứng theo hướng…………… 48 3.4.2 Mở rộng TCP………………………………………… 51 3.4.3 Kết nối TCP…………………………………………… 53 3.4.4 Giao thức ứng dụng…………………………………… 56 3.5 Kết luận………………………………………………………… 57 Chương IV: Các giải pháp thông tin vệ tinh băng rộng tổng quan mạng IPSTAR 4.1 Các hệ thống VSAT băng rộng giới………………… 59 4.1.1 Khái quát chung…………………………………… 59 4.1.2 Các công nghệ sử dụng thông tin vệ tinh băng rộng …………………………………… 61 4.1.3 Một số giả pháp thông tin băng rộng triển khai giới…………………………………… ……… 65 4.1.4 Một số hệ thống cung cấp dịch vụ vệ tinh băng rộng… 68 4.2 Hệ thống IPSTAR…………………………………………… 73 4.2.1 Vệ tinh IPSTAR……………………………………… 73 4.2.2 Trạm cổng ……………………………………………… 76 4.2.3 Trạm u cui thuờ bao 83 Luận văn tốt nghiệp Thông tin vệ tinh công nghệ VSAT 4.2.4 Cỏc ưu nhược điểm cơng nghệ IPSTAR…… 85 4.3 Mạng VSAT IP………………………………………………… 86 4.3.1 Dịch vụ truy cập Internet băng rộng………………… 88 4.3.2 Dịch vụ MDU………………………………………… 89 4.3.3 Dịch vụ VOIP……………………………………… 90 4.3.4 Dịch vụ mạng riêng ảo……………………………… 90 4.3.5 Dịch vụ GSM Trunking……………………………… 91 4.4 Vệ tinh VINASAT………………………………………… 92 Chương V: Tính tốn đường truyền vệ tinh 5.1 Nguyên tắc bản……………………………………………… 5.1.1 Tạp âm nhiệt (Thermal Noise)……… ………………… 94 94 5.1.2 Nhiễu giao thoa (Interference Noise) 95 5.1.3 Tạp âm xuyên điều chế (Intermodulation Noise) 95 5.1.4 Xác định tạp âm tổng cộng (Total Noise) 97 5.2 Phân tích đường lên 99 5.2.1 Mật độ công suất đạt vệ tinh 102 5.2.2 Công suất xạ đẳng hướng tương đương trạm mặt đất ……………………………………………………………… 103 5.2.3 Suy hao tuyến lên 105 5.2.4 Hệ số phẩm chất thiết bị thu vệ tinh 106 5.3 Phân tích đường xuống 107 5.3.1 Công suất xạ đẳng hướng tương đương vệ tinh 109 5.3.2 Mật độ thông lượng bề mặt mặt đất 110 5.3.4 Hệ số phẩm chất thiết bị thu trạm mặt đất 111 5.4 Phân tích điều chế tương hỗ 116 5.5 Phân tích nhiễu 117 5.5.1 Phương trình tỷ số sóng mang nhiễu 117 LuËn văn tốt nghiệp Thông tin vệ tinh công nghÖ VSAT 5.5.2 Các kiểu nhiễu……………………………………… 119 5.6 Chỉ tiêu ton tuyn 122 MA thờng đợc sử dụng SCPC (mỗi kênh đơn sóng mang Single Channel Per Carrier) Trong phơng thức tín hiệu thoại liệu đợc điều tần điều pha PSK đợc phát truy nhập tới vệ tinh theo phơng thức FDMA Kiểu đa truy nhập phân chia theo tần số PCM/PSK/FDMA dựa theo nguyên tắc kênh thoại đợc đa đến trạm mặt đất dới dạng luồng PCM, sau thực biến đổi A/D luồng số có tốc độ 16-64Kbs đợc sử dụng chiều truyền dẫn kênh thoại Sau chúng đợc ghép kênh điều chế sóng mang theo kiểu PSK phát đi, vệ tinh tiếp nhận chúng sở FDMA Nếu lu lợng truyền dẫn trạm đà mức Chơng I: Tổng quan thông tin vệ tinh công nghệ VSAT I Tỉng quan vỊ th«ng tin vƯ tinh 1.1 Giới thiệu chung thơng tin vệ tinh • Vïng phđ sóng lớn: Từ quĩ đạo địa tĩnh cách trái đất khoảng 37000km vệ tinh nhìn thấy 1/3 trái đất, nh cần vệ tinh quĩ đạo phủ sóng toàn cầu ã Dung lợng thông tin lớn: Với băng tần công tác rộng sử dụng kỹ thuật tái sử dụng băng tần, hệ thống thông tin vệ tinh cho phép đạt đợc dung lợng thông tin cao ã Độ tin cậy cao: Do tun th«ng tin vƯ tinh chØ cã trạm (2 trạm mặt đất đầu cuối thông tin trạm lặp vệ tinh) nên xác suất h hỏng tuyến nhỏ ã Tính linh hoạt cao Luận văn tốt nghiệp Thông tin vệ tinh công nghệ VSAT ã Đa dạng loại hình dịch vụ A B C D E F liên tục Trạm A Trạm B Trạm C Trạm D Trạm E Trạm F Hình1.2 Đa truy nhập phân chia theo tần số 1.2 Cấu trúc tuyến liên lạc hệ thống thông tin vệ tinh 1.2.1 Các thiết bị tham gia tuyến liên lạc thông tin vệ tinh: Không giống nh hệ thống thông tin khác thông tin phần tử mặt đất, mà tuyến thông tin thông tin vệ tinh tuyến liên lạc phần tử mặt đất phần tử không gian vũ trụ vệ tinh nên tuyến liên lạc thông tin vệ tinh bao gồm hai phần phần không gian phần mặt đất Các phần không gian mặt đất đợc xem xét kỹ thuật dới đây: ã Phần không gian bao gồm vệ tinh, thiết bị vệ tinh, thiết bị điều khiển đo xa, thiết bị cung cấp nguồn ã Phần mặt đất gọi trạm mặt đất bao gồm anten thu phát thiết bị điều khiĨn b¸m vƯ tinh, èng dÉn sãng c¸c bé chia cao tần ghép công suất, máy thu tạp âm thấp giải điều chế, đổi tần lên xuống, khuyếch đại công suất lớn điều chế Luận văn tốt nghiệp Thông tin vệ tinh công nghệ VSAT 1.2.2 Tuyến liên lạc qua hệ thống thông tin vệ tinh: ã Tại trạm phát: Các tín hiệu có băng tần (tín hiệu thoại, video, telex) đợc điều chế thành trung tần, sau đợc đổi lên cao tần nhờ đổi tần tuyến lên UC (Up Converter) đợc khuyếch đại lên mức công suất cao nhờ khuyếch đại công suất lớn HPA (High Power Amplifier) đợc phát lên vệ tinh qua anten phát ã Tại trạm thu: Tín hiệu cao tần phát từ vệ tinh đợc thu anten thu qua khuyếch đại tạp âm thấp LNA (Low Noise Amplifier) đợc đổi xuống trung tần nhờ đổi tần xuống DC (Down Converter), sau qua giải điều chế để khôi phục lại băng tần giống bên phát MOD U/C HPA LNA D/C DEM Hình 1.1 Đờng liên lạc thông tin vệ tinh 1.3 Các vấn đề truyền sóng thông tin vệ tinh 1.3.1 Tần số công tác thông tin vệ tinh Sóng điện từ có dải rộng đợc dùng thông tin vệ tinh tuỳ vào khác mục đích sử dụng Sóng có tần số cao dễ bị hấp thụ tiêu hao tầng khí quyển, sơng mù đặc biệt ma Sóng tần thấp lại bị yếu nhiều qua nhiều tầng điện ly bị hấp thụ thay bị phản xạ Uỷ ban t vấn quốc tế vô tuyến Luận văn tốt nghiệp 10 Thông tin vệ tinh công nghệ VSAT CCIR khuyến nghị dải tần làm việc thông tin vệ tinh 1Ghz - 10Ghz, dải tần thực tế thông tin vệ tinh đợc gọi cửa sổ vô tuyến Các băng tần đợc sử dụng: Hiện thông tin vệ tinh sử dụng chủ yếu hai băng tần C Ku với tần số cho tuyến lên tuyến xuống 4/6 cho băng tần C 11/14 cho băng tần Ku, băng tần 30/20 đợc đa vào sử dụng (tần số tính đơn vị GHz) Các băng tần sử dụng cho thông tin vệ tinh Băng tần Tên thông dụng Đặc tính ứng dụng Phù hợp cho thông tin vệ tinh 6/4Ghz Băng C Dùng cho thông tin quốc tế nội địa Bị suy hao ma 14/12GHz Băng Ku Sử dụng cho thông tin quốc tế nội địa Bị suy hao nhiều ma 30/20GHz Băng Ka Sử dụng cho thông tin nội địa 1.3.2 Phân cực sóng: a Phân cực sóng gì: Trờng điện từ sóng vô tuyến điện môi trờng (nh khí quyển) dao động theo hớng định Phân cực hớng dao động điện trờng Có hai loại phân cực sóng vô tuyến điện đợc sử dụng thông tin vệ tinh: sóng phân cực thẳng sóng phân cực tròn b Sóng phân cực thẳng: Luận văn tốt nghiệp 11 Thông tin vệ tinh công nghệ VSAT Một sóng phân cực thẳng tạo cách dẫn tín hiệu từ ống dẫn sóng chữ nhật đến anten loa Nhờ đó, sóng đợc xạ theo kiểu phân cực thẳng đứng song song với cạnh đứng anten loa Để thu đợc sóng anten thu cần đợc bố trí giống t anten phía phát Khi đặt vuông góc, thu đợc sóng sóng vào ống dẫn sóng không đợc nối với đờng cáp đồng trục Mặc dù sóng phân cực thẳng dễ dàng tạo ra, nhng cần phải điều chỉnh h−íng cđa èng dÉn sãng anten thu cho song song với mặt phẳng phân cực sóng đến c Sóng phân cực tròn: Sóng phân cực tròn sóng truyền lan phân cực quay tròn Có thể tạo loại sóng cách kết hợp hai sóng phân cực thẳng có phân cực vuông góc với góc lệch pha 900 Sóng phân cực tròn sóng phân cực phải hay trái phụ thuộc vào khác pha sóng phân cực thẳng sớm pha hay chậm pha Phân cực quay theo chiều kim đồng hồ hay ngợc chiều kim đồng hồ với tần số tần số sóng mang Đối với sóng phân cực tròn không cần điều chỉnh hớng loa thu, nhng mạch fiđơ anten lại trở nên phức tạp đôi chút 1.3 Đa truy nhËp th«ng tin vƯ tinh (Multi Access) Trong hệ thống thông tin vệ tinh, trạm mặt đất liên lạc với thông qua vệ tinh Vì thông tin vệ tinh việc sử dụng phơng thức truy nhập tới từ vệ tinh đợc nghiên cứu cách kỹ để chọn lựa sử dụng phơng pháp có hiệu Băng tần vệ tinh thông thờng đợc chia thành băng tần nhỏ, đợc khuyếch đại cách riêng rẽ dùng phát đáp (Transponder) Việc truy nhập cho Transponder đợc giới hạn với trạm mặt đất điểm, cã thĨ thùc hiƯn ®ång thêi nhiỊu sãng mang mét lóc Trong mét vƯ tinh th× cã thĨ bao gåm hai phơng pháp truy nhập nói Một số Transponder làm việc với sóng mang đơn, có Transponder làm việc với nhiều sóng mang đơn có Transponder lại xử lý Luận văn tốt nghiệp 12 Thông tin vệ tinh công nghệ VSAT Hỡnh 4.10 Cu trỳc khung TOLL Link Đường truyền dẫn từ UT đến Gateway gọi STAR Link - Slotted Aloha TDMA Aloha Return Link, để kỹ thuật truy nhập Slotted Aloha, Aloha, TDMA dùng cho hướng truyền Mỗi phương thức truy nhập sử dụng linh hoạt thông qua điều khiển RRM phù hợp cho loại dịch vụ hay lưu lượng gán cho UT Một dải tần 500MHz chia thành 237 băng con, băng có độ rộng 2.11MHz (gọi ‘STAR band’), STAR band chia thành năm loại kênh (sóng mang) tuỳ vào đặc tính lưu lượng kiểu truy nhập: 16 kênh 132Khz ; kênh 264 KHz ; kênh 528KHz ; kênh 1.026MHz ; kênh 2.11 MHz Mỗi sóng mang lại phân theo định dạng khung (TDM) khác nhau, khung phân thành 256, 128, 64, 32 16 time slots tuỳ thuộc đặc tính liên lạc UT Cho mục đích đồng bộ, khoảng thời gian cho khung STAR Link giống TOLL Link 0.311sec, tốc độ STAR Link thiết kế nửa tốc độ TOLL Link nên khung STAR cho có tổng cộng 524288 symbols Sau ví dụ cấu trúc khung STAR Link cho loại kênh, 64 slot, điều chế QPSK : LuËn văn tốt nghiệp 83 Thông tin vệ tinh công nghƯ VSAT Hình 4.11: Các kiểu kênh STAR Link Hình 4.12 Cấu trúc khung STAR Link cho loại kênh c Ưu điểm bật IPSTAR Gateway: - Cung cấp CoS/QoS tảng IP Mỗi UT phân bổ theo nhóm CoS sở khả thực Mỗi nhóm CoS/QoS trao cho thứ tự ưu tiên - Tối ưu hoá lưu lượng thoại Internet nhờ thiết b TCP Accelerator Luận văn tốt nghiệp 84 Thông tin vệ tinh công nghệ VSAT - S dng k thuật phân bổ đường truyền linh hoạt, cho phép kênh TOLL STAR hoạt động với điều chế hiệu phổ tín hiệu lớn mã sửa sai mức cao điều kiện bình thường - Hỗ trợ quản lý phần cụ thể, cho phép nhà khai thác điều khiển quản lý thành phần trạm Gateway thiết bị đầu cuối đơn lẻ - Hỗ trợ cho nhiều ISPs, ISPs phục vụ khách hàng họ thông qua hệ thống iPSTAR Gateway thiết bị đấu nối vào UT Gateway quản lý nhóm khách hàng ISPs sở tách riêng nhóm địa IP phần toán cho ISP - Hỗ trợ mức ưu tiên cho quản lý lưu lượng 4.2.3 Trạm Đầu cuối thuê bao (UT) a Đặc điểm chung Các thiết bị trạm UT gồm có khối ODU khối IDU - Khối ODU (khối thiết bị trời) bao gồm: + Antenna D = 0.75m ÷ 1.8m; + Các thiết bị cao tần: Block Up-Converter (BUC) 1-2W, Low Noise Block Down-Converter (LNB), Feed Assembly - Khối IDU (khối thiết bị nhà) có ba loại thiết bị: + Professional Series + Special Enterprise Series + Consumer Box Luận văn tốt nghiệp 85 Thông tin vệ tinh c«ng nghƯ VSAT - Dải tần số thu, phát: Băng Ku - Tốc độ Download: Tối đa Mbps - Tốc độ Upload: Tối đa Mbps; - Sử dụng công suất phát hiệu suất băng thông linh hoạt, cho phép phân bổ băng thông hợp lý dựa đặc điểm lưu lượng khách hàng - Sử dụng kỹ thuật điều chế QPSK, phương thức truy nhập SCPC, TDMA, Slotted ALOHA - Giao diện mạng 10/100 (RJ45), USB - Hỗ trợ giao thức UDP/TCP/IP; MAC; NAT; IP Routing; H.323 - Nguồn điện cung cấp: 100-240 VAC –48 DC (có thể đặt từ 12-48V) - Cơng suất điện tiêu thu: 70 W b UT có số đặc điểm sau: - Loại Profesional Series: cung cấp giao diện mạng Ethernet, USB - Loại Special Enterprise Series : cung cấp giao diện mạng Ethernet, USB, hỗ trợ giao thức GRE, L2TP PPTP cho dịch vụ VPN - Triển khai lắp đặt: + Thông thường, nhà cung cấp dịch vụ sử dụng antenna loại 1,2m để lắp đặt địa điểm khách hàng Với kích thước nh hn nhiu so vi Luận văn tốt nghiệp 86 Thông tin vệ tinh công nghệ VSAT antenna ca VSAT DAMA, TDM/TDMA (nhỏ 1,8m), việc vận chuyển, lắp đặt trạm UT dàng nhiều + Không phải sử dụng thiết bị đo chuyên dụng (phân tích phổ) để lắp UT VSAT DAMA, TDM/TDMA 4.2.5 Các ưu nhược điểm công nghệ iPSTAR a Ưu điểm: - Vệ tinh: Sử dụng vùng phủ sóng có nhiều spot beams, cho phép sử dụng tần số hiệu cách tái sử dụng lại tần số tạo băng thông lớn nhiều so với vệ tinh thông thường, đồng thời nâng cao cơng suất cho spot beam Ngồi ra, vệ tinh iPSTAR sử dụng kỹ thuật điều khiển công suất linh hoạt phù hợp với điều kiện thời tiết kỹ thuật không áp dụng cho vệ tinh thông thường - Thiết bị mặt đất: Sử dụng kỹ thuật phân bổ đường truyền linh hoạt Dynamic Link Allocation (cho phép tự động điều chỉnh phương thức điều chế, mã hóa tăng ích để đảm bảo tính khả dụng cho trạm UT), giải vấn đề suy hao mưa, đạt độ khả dụng tới 99% - Tốc độ đường truyền cao; - Đa dịch vụ, đáp ứng nhu cầu thông tin đa dạng khách hàng; - Kích thước trạm đầu cuối nhỏ gọn (0.75m – 1.2m – 1.8m); - Tính cước, giám sát mạng, nâng cấp phần mềm hoạt động thực trạm Gateway b Nhược điểm: - 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 hot l cụng ngh c quyn, thc hin Luận văn tốt nghiệp 87 Thông tin vệ tinh công nghệ VSAT 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 Mạng VSAT - IP Vệ tinh iPSTAR Hướng thu (Gateway - UT) 8-11 Mbps Hướng phát (UT - Gateway) 2.5-4 Mbps Mạng VoIP Thoại nông thôn Mạng trục Internet Mạng KTR, NGN (Intranet, IP/VPN) Trạm phủ sóng di động (Biên giới, hải đảo…) Tổng đài di động (BSC, MSC) NOC Data Center Trạ Trạm cổ cổng POP ISP Thoại, Internet băng rộng… • Intranet, IP/VPN • Mạng viễn thơng cộng đồng Hình 4.14 : Mạng VSAT –IP Tại Việt Nam, năm qua, với việc triển khai đưa vào khai thác hệ thống thông tin liên lạc băng hẹp qua vệ tinh trạm mặt đất cỡ nhỏ (VSAT) Cơng ty Viễn thơng Quốc tế thuộc Tập đồn Bưu Viễn thơng Việt nam thành cơng, đáp ứng kịp thời nhu cầu cấp bách thông tin liên lạc phục vụ cho an ninh quốc phòng, phát triển kinh tế xã hội vùng xa xôi hẻo lánh, miền núi, biên giới, hải đảo hay giàn khoan biển Tuy nhiên, trạm VSAT băng hẹp ngày lạc hậu, già cỗi trước xu hướng phát triển công nghệ nhu cầu khách hàng, không đáp ứng u cầu phục vụ cơng ích mc tiờu kinh doanh thi gian ti Luận văn tốt nghiệp 88 Thông tin vệ tinh công nghệ VSAT Cấu hình cung cấp dịch vụ Việt Nam (hình 4.15) M¹ng VNN/Internet Internet HNI POP GE M20/ HNI POP Tới khách hàng thuê kênh riêng Intranet, VPN Mạng NGN nxE1 STM1 RT IPSTAR Gateway Radius CallManager Server NMS IPSTAR Network Box Telephone (Voice Series) ATA Telephone * # M¹ng VoIP Quèc tÕ RT7206/ HNI POP IP Phone PC AS5x00 Toll/VTN1 AXE105/ITC1 IPSTAR Network Box (Prof Series) Chi nh¸nh khách hàng GK Hỡn h 4.1 5: C u hìn h cu ng cấ p dịc h vụ Việ t Na m AS5x00 Toll/VTN3 AXE105/ITC3 AS5x00 Toll/VTN2 AXE105/ITC2 RT7507/ HCM POP GK X uất phá t từ lý trên, Công ty Viễn thông Quốc tế triển khai xây dựng hệ thống cung cấp dịch vụ thông tin băng rộng qua vệ tinh hệ (được gọi VSAT –IP), hệ thống có khả cung cấp đa dịch vụ IP băng rộng tốc độ cao đáp ứng nhu cầu liên lạc đa dạng khách hàng miền đất nước Hệ thống VSAT-IP cung cấp dịch vụ viễn thông IP băng rộng qua vệ tinh trạm mặt đất cỡ nhỏ (VSAT) Hệ thống VSAT –IP thiết kế theo cấu trúc mạng hình với thành phần gồm trạm cổng (Gateway), trạm VSAT thuê bao (UT- User Terminal) liên lạc với qua vệ tinh IPSTAR , hình 4.14 4.3.1 Dịch vụ truy cập Internet băng rộng LuËn văn tốt nghiệp 89 Thông tin vệ tinh công nghÖ VSAT Cũng giống ADSL, hệ thống VSAT-IP cung cấp đường truyền băng rộng cho khách hàng với tốc độ Download tới Mbps, tốc độ Upload đạt tới Mbps Dựa đường truyền băng rộng IPSTAR cung cấp giải pháp mạng cho nhóm đối tượng khách hàng riêng , hình 4.16 • Cấu hình bao gồm trạm Gateway, UT Internet backbone Trạm Gateway kết nối với Internet backbone qua tuyến truyền dẫn SDH Hình 4.16: Cấu hình cung cấp dịch vụ truy nhập Internet băng rộng • Máy tính người sử dụng mạng LAN khách hàng kết nối trực tiếp với UT theo chuẩn giao diện mạng RJ45 • Cước tính sở account cho trạm 4.3.2 Dịch vụ MDU (Multi-Dwelling Units) • Đối tượng phục vụ MDU khách sạn, chung cư, café Mỗi trạm UT cung cấp nhiều account tới hộ sử dụng • Cấu hình cung cấp dịch vụ bao gồm trạm Gateway, UT, Radius Server, Access gateway, hình 4.17 - Trạm Gateway : kết nối với Internet backbone qua cáp quang tuyến truyền dẫn SDH LuËn văn tốt nghiệp 90 Thông tin vệ tinh công nghÖ VSAT Radius Server : lắp đặt trạm Gateway thực chức lưu trữ liệu chi tiết gọi (CDR) phục vụ mục đích tính cước Cước cung cấp theo theo prepaid, postpaid, theo byte theo thời gian Hình 4.17: Dịch vụ truy nhập Internet băng RT RT IPSTAR Gateway rộng cho MDU M¹ng Internet Quèc gia AAA Radius Server NMS - Khách §−êng trôc Internet hàng truy nhập sử dụng dịch vụ mạng phải có account đăng ký sử dụng thẻ phát hành nhà cung cấp dịch vụ - Access gateway: thực chức quản lý quyền truy nhập sử dụng dịch vụ khách hàng 4.3.3 Dịch vụ VoIP : • Giải pháp VSAT-IP bao gồm thành phần bản: Voice gateway, Gatekeeper/CallManager thiết bị biến đổi IP-thoại analog (ATA) - Voice gateway thực chức giao tiếp mạng IP PSTN - Gatekeeper/Callmanager thực chức điều khiển định tuyến gọi nội mạng liên mạng, thực chức CDR lưu trữ thông tin chi tiết gọi phục vụ cho mục đích tính cước LuËn văn tốt nghiệp 91 Thông tin vệ tinh công nghÖ VSAT - Thiết bị ATA cung cấp giao diện kết nối với máy điện thoại thông thường kết nối với tổng đài PBX, mơ tả hình 4.18 Hình 4.18 : Cấu hình cung cấp dịch vụ thoại VoIP 4.3.4 * # Dịch vụ mạng riêng ảo (VPN) , VSAT -IP cung cấp giải pháp mạng riêng ảo (VPN) theo mơ hình điểm - đa điểm, hình 4.19 Luận văn tốt nghiệp 92 Thông tin vệ tinh c«ng nghƯ VSAT Hình 4.19 : Dịch vụ th kênh IP mạng riêng ảo VPN 4.3.5 Dịch vụ GSM Trunking Hình 4.20 : Cấu hình cung cấp dịch vụ GSM Trunking Một lợi thông tin vệ tinh triển khai lắp đặt thiết bị nhanh, không bị giới hạn cự ly khoảng cách, tận dụng lợi VSATIP cung cấp giải pháp mở rộng mạng thông tin di động (GSM Trunking) để thiết lập truyến trung kế nối tới điểm đặt BTS vùng xa Cấu hình cung cấp dịch vụ bao gồm trạm Gateway, UT, IP-MUX, hình 4.20 Để đảm bảo thời gian thực đặc tính dịch vụ phương thức truy nhập vệ tinh sử dụng kiểu truy nhập SCPC, TDMA 4.4 Vệ tinh VINASAT Trong tương lai nước ta có vệ tinh VINASAT thơng qua hệ thống vệ tinh IPSTAR thiết kế làm việc băng tần Ku C Do hệ thống IPSTAR xây LuËn văn tốt nghiệp 93 Thông tin vệ tinh công nghÖ VSAT dựng Việt Nam trạm Gateway làm việc băng tần Ka, UT làm việc băng tần Ku Để chuyển đổi dịch vụ cung cấp từ vệ tinh IPSTAR sang vệ tinh VINASAT cần phải thay trang thiết bị hệ thống cao tần trạm Gateway 4.5 Kết luận HƯ thèng th«ng tin vƯ tinh có khả phân bố đa điểm Việc phân bố liệu IP điểm đến đa điểm b-ớc nhảy mạnh làm cho lợi nhuận kinh doanh cao øng dơng ®-êng trun vƯ tinh Hiện nay, Việt Nam với trạm mặt đất cỡ nhỏ VSAT, sử dụng phương thức truyền liệu băng rộng giao thức IP thông qua hệ thống vệ tinh hệ IPSTAR Với hệ thống có khả cung cấp đa dịch vụ IP băng rộng tốc độ cao đáp ứng nhu cầu liên lạc đa dạng khách hàng miền đất nước Tất chuẩn bị hướng tới việc phóng vệ tinh VINASAT tương lai khơng xa 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 trờn c s IP Luận văn tốt nghiệp 94 Thông tin vệ tinh công nghệ VSAT nc 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 thông Quốc tế triển khai lắp đặt Hệ thống đảm bảo mục tiêu cung cấp điện thoại tới 100% xã, 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 TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG VIỆT Công ty viễn thông quốc tế - VTI (2005), Hệ thống vệ tinh IP Star Nguyễn Đình Lương (1997), Thơng tin vệ tinh, NXB Khoa học kỹ thuật Nguyễn Phạm Anh Dũng (2000), Bài giảng Thông tin vệ tinh, Học viện Công nghệ Bưu viễn thơng Nguyễn Quốc Cường (2001), Internetworking với TCP/IP, NXB giáo dục, Hà Nội Nguyễn Thúc Hải (2000), Mạng máy tính hệ thống mở, NXB Giáo dục, Hà Nội Tổng công ty Bưu viễn thơng Việt Nam (1997), Thơng tin vệ tinh, NXB Khoa hc K thut, H Ni Luận văn tốt nghiệp 95 Thông tin vệ tinh công nghệ VSAT TS Chu Văn Vệ, TS Phùng Văn Vận, Ứng dụng vệ tinh địa tĩnh truyền tải liệu IP TIẾNG ANH Bruce R Elbert (2001), The Satellite communication ground segment and Earth station handbook, Artech House Dennis Roddy (1996), Satellite Communications, Second edition, McGrawHill, New York 10 G.MaralM.bousquet (1995), Satellite Communications Systems 11 Intelsat (1990), Earth Station Tecnology, Hanbook, USA 12 Intelsat (1995), Digital Satellite communication technology – Revision 2, Hanbook, USA 13 James B.Potts, Satellite Transmission Systems 14 Karanjit S Siyan, PH.D (2000), Inside TCP/IP – Third Editon, New Riders Publishing, Indianapolis, Indiana 15 Mark Allman (1997), Improving TCP performance over Satellite channels, Ohio University 16 M.Allman, S.Floyd anf C.Partridge, Increasing TCP’s initial Windows, RFC 2414 17 M Allman, Hans Kruse, shawn Oterman, Application Solution to TCP’s Satellite Inefficiencies 18 Pattan Bruno (1993), Satellite systems: Principles and Technologies, Van Nostrand Reinhold, New York 19 Postel, J.B.RFC 791 (1981), Internet Protocol 20 Postel, J.B.RFC 793 (1981), Transmission Control Protocol 21 Technology Development Group, Loral CyberStar, TCP/IP Performance over Satellite Links – Summary Report 22 William Stalling (1988), Data and computer communication – Second edition, Macmillan Publishing Company Luận văn tốt nghiệp 96 Thông tin vệ tinh công nghệ VSAT Luận văn tốt nghiệp 97 ... Kết nối TCP /IP qua vệ tinh địa tĩnh? ??………………………… 40 3.3 Yếu tố đường truyền vệ tinh địa tĩnh ảnh hưởng tới TCP /IP? ??… 41 3.3.1 Lỗi bit đường truyền? ??……………………………… 41 3.3.2 Tác động trễ đường truyền? ??………………………... vụ truyền IP qua vệ tinh địa tĩnh, đại cơng nghệ đáp ứng u cầu nói với chất lượng dịch vụ cao, hiệu kinh tế lớn Đồ án tập nghiên cứu phương pháp truyền IP qua vệ tinh địa tĩnh tính tốn đường truyền. .. Thông tin vệ tinh công nghệ VSAT 3.2 Kt ni TCP /IP qua vệ tinh địa tĩnh Mơ hình đường truyền TCP /IP qua vệ tinh mơ tả hình 3.1 Kết nối tính từ: đoạn truyền dẫn mặt đất T từ Người gửi TCP qua Gateway/Router