Có nhiều yếu tố khác nhau để có thể góp phần làm giảm nhiễu trong mạng VSAT, phổ biến nhất là:
Dùng các phương pháp tách kênh để các tần số trung tâm của các sóng mang trong các hệ thống vệ tinh kế cận không trùng nhau.
Ứng dụng kỹ thuật phân cực vuông góc.
Ứng dụng kỹ thuật mã hoá để giảm độ nhạy nhiễu ở đầu máy thu.
Tuy nhiên trong một số trường hợp, các nguồn nhiễu đến từ các sóng mang có cùng tần số với các mật độ phân bố công suất tương đối cao. Xấu nhất là ảnh hưởng tín hiệu nhiễu từ FM/TV tương tự vào các tín hiệu số băng hẹp. Các đề án khảo sát mở rộng đang được tiến hành để đo các ảnh hưởng của nhiễu giữa hai sóng mang này và để xác định độ lệch cần thiết để giới hạn nhiễu đến mức cho phép.
2.9. KẾT LUẬN CHƯƠNG.
Theo một số thông tin về hệ thống thông tin vệ tinh muốn có một vệ tinh đủ lớn để đáp ứng được tất cả các nhu cầu hiện tại của các ngành trong nước và cho thuê cũng như các nhu cầu trong tương lai. Tuy nhiên nó gây ra cho chúng ta nhiều khó khăn mà chúng ta cân nhắc khi muốn thực hiện.
Thông thường khi bắt tay vào làm một dự án thông tin vệ tinh VSAT người ta phải xét đến hiệu quả kinh tế đầu tiên. Dựa trên dự báo nhu cầu người sử dụng và khu vục về thông tin vệ tinh người ta xác định được các tham số của vệ tinh như số lượng luồng (phát đáp) trong từng dải tần, vùng phủ sóng, tham số trạm mặt đất để thiết kế trạm mặt đất (cả Hub lẫn tạm từ xa) cho phù hợp với yêu cầu.
CHƯƠNG III: GIỚI THIỆU VỀ VSAT-IPSTAR
3.1 GIỚI THIỆU CHƯƠNG.
Theo các nhà phân tích thì giờ đây các trạm mặt đất và trạm VSAT đã là các sản phẩm hoàn hảo, cơ hội phát triển trên thị trường là khả quan. Tuy nhiên để cạnh tranh với các phương tiện khác, đặc biệt là cáp quang, cần phải tiếp tục mở rộng sự ứng dụng của VSAT (tức là các kết nối trực tiếp của người sử dụng thông qua vệ tinh) dựa vào những ưu điểm về phạm vi và sự tinh tế của các ứng dụng.
IP-STAR (Internet Protocol- Slotted Aloha TDMA Aloha Return Link :sử dụng giao thức Internet-), 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.
Mục đích chính của chương này cung cấp cho ta cái nhìn tổng quan về hệ thống VSAT-IPSTAR .Vì vậy trọng tâm của chương này là nêu lên tính linh động trong các chế độ hoạt động của nó và tính tương thích với chiến lược kết nối đa phương tiện như:
Tốc độ bít cao hơn.
Các tốc độ bít truyền dẫn được đa dạng hóa (từ thấp đến cao).
Luồng dứ liệu không đối xứng.
Các chế độ truyền dẫn điểm đối đa điểm, quản bá toàn diện và đa quản bá (định hướng toàn phần đến các nhóm được đánh địa chỉ).
Truyền dẫn ở chế độ kênh hay chế độ gói.
Khả năng tương thích khi kết nối với các mạng mặt đất.
3.2.TỔNG QUAN VỀ MẠNG VSAT IPSTAR
Hệ thống VSAT-IPSTAR (Internet Protocol - Slotted Aloha TDMA Aloha
Return Link :Sử dụng giao thức Internet-) cung cấp các dịch vụ viễn thông trên nền
IP băng rộng qua vệ tinh bằng các trạm mặt đất cỡ nhỏ (VSAT). Hệ thống VSAT– IPSTAR được thiết kế theo cấu trúc mạng hình sao với các thành phần cơ bản gồm trạm cổng (Gateway), các trạm VSAT thuê bao (UT- User Terminal) liên lạc với nhau qua vệ tinh địa tĩnh IPSTAR.
3.2.1 Giới thiệu về VSAT IPSTAR:
Trên cơ sở hạn chế của các mạng VSAT băng hẹp hiện nay chỉ cung cấp dịch vụ thoại và truyền số liệu tốc độ thấp. Do đó cần triển khai mạng VSAT băng rộng thế hệ mới, cung cấp đa dịch vụ trên một thiết bị đầu cuối trên nền IP tốc độ cao. Tính năng của các dịch vụ cung cấp trên mạng VSAT băng rộng cũng giống như các dịch vụ trên nền IP hiện có trên các mạng mặt đất như :Thoại (VoIP); truy nhập Internet tốc độ cao (MegaN); Mạng riêng ảo (MegaWAN),... và các dịch vụ gia tăng trên nền IP khác, chỉ khác là phương thức truyền ở đây sử dụng vệ tinh (truyền vô tuyến).
VSAT IPSTAR 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 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. Nó gồm ba thành phần cơ bản là: trạm cổng (Gateway), vệ tinh IPSTAR và các trạm vệ tinh thuê bao (User Terminal-UT).
Hình.3-1. VSAT IPSTAR với công nghệ phủ sóng nhiều búp hẹp (spot beams)
Dịch vụ VSAT IPSTAR là dịch vụ VSAT sử dụng hệ thống thông tin vệ tinh băng rộng IPSTAR để cung cấp các dịch vụ viễn thông trên nền giao thức IP. Thiết bị gọn nhẹ (đường kính Ăng-ten từ 0,75m đến 1,2m; thiết bị trong nhà nặng 1,7kg), dễ
lắp đặt.Thời gian cung cấp dịch vụ nhanh chóng, độ tin cậy cao, ít chịu ảnh hưởng của thiên tai. Là phương tiện liên lạc lý tưởng cho những vùng sâu, vùng xa, biên giới, hải đảo.
3.2.2 Các ứng dụng của VSAT IPSTAR:
- DV VSAT là DV cố định vệ tinh cho phép người sử dụng với anten vệ tinh cỡ nhỏ có kích thước từ 1,2m đến 1,8m có thể sử dụng các loại hình DV viễn thông, truyền thông trực tiếp từ mạng VSAT thông qua đường truyền dẫn vệ tinh. - DV VSAT IP là DV VSAT sử dụng hệ thống thông tin vệ tinh băng rộng iPStar để cung cấp các DV viễn thông trên nền giao thức IP (Internet Protocol). Các vệ tinh iPStar 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 công nghệ tiên tiến.
- VSAT-IP được thiết kế để truyền tốc độ rất cao, tích hợp các ứng dụng nhằm đáp ứng nhu cầu của tất cả mọi tổ chức, tập đoàn lớn cần có băng thông rộng, các doanh nghiệp vừa và nhỏ có nhu cầu băng tần cao tùy lúc, và người dùng cá nhân muốn sử dụng DV truy nhập băng rộng. Với VSAT-IP, tạo ra một dạng kết nối băng rộng có chi phí băng tần hợp lý, linh hoạt cho nhiều ứng dụng như download và upload nhanh chóng file có dung lượng lớn, DV truyền hình hội nghị, DV thoại, DV truyền dẫn phát sóng, kênh thuê riêng, mạng riêng ảo – VPN, DV Internet không dây trong một tòa nhà văn phòng hay chung cư... Đặc biệt, DV được cung cấp tới cả các vùng sâu, vùng xa, nơi biên giới, hải đảo với những địa hình phức tạp nhất.
• Một số ứng dụng điển hình
Trước đây, DV VSAT ở nước ta cũng chỉ mới dừng lại ở cung cấp DV thoại, fax mà chưa phát huy hết các tiềm năng của mạng VSAT ở các loại hình ứng dụng khác
như Internet băng rộng, truyền hình vệ tinh kỹ thuật số, truy nhập số liệu.... Thời gian gần đây, công ty Viễn Thông Quốc tế-VTI (thuộc Tập đoàn Bưu Chính Viễn Thông VN) hợp tác với đối tác nước ngoài như Shin Satellite Public Company Limited (Thái Lan) đã cho thấy ứng dụng từ VSAT thật sự phát triển. Điển hình như Đài Truyền Hình Việt Nam cung cấp DV truyền hình qua vệ tinh (DTH- Direct To Home) có mặt ở hầu hết các tỉnh, thành trong cả nước; sở Khoa Học Công Nghệ Đồng Nai đã ứng dụng công nghệ này đưa Internet về nông thôn.
Ứng dụng của mạng VSAT-IP
-Mạng VSAT được sử dụng để cung cấp rất nhiều loại ứng dụng và được phân loại chủ yếu dựa trên hai hình thức cung cấp DV: ứng dụng một chiều (quảng bá), và ứng dụng hai chiều (tương tác).
-Ứng dụng quảng bá:
-là ứng dụng được phổ biến sớm nhất, được cung cấp bởi mạng VSAT. Để thực hiện truyền tín hiệu hình đến người sử dụng DV truyền hình vệ tinh, các đài truyền hình có thể sử dụng tiêu chuẩn truyền hình truyền thống là NTSC, PAL hoặc SECAM với phương thức điều chế tần số (FM) hoặc sử dụng tiêu chuẩn truyền hình số mặt đất DVB-S (Digital Video Broadcasting - Satellite) để truyền tín hiệu. -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. Ngoài ra, mạng VSAT còn được ứng dụng làm truyền dẫn trong mạng viễn thông và các ứng dụng khác.
Điển hình cho ứng dụng dạng này là các DV như: Internet băng rộng tốc độ cao, mạng thuê riêng ảo VPN-IP, thuê kênh riêng IP qua vệ tinh VSAT-IP.
Với Internet băng rộng, người sử dụng chỉ cần có một bộ thiết bị đầu cuối VSAT- IP kết nối với máy tính hoặc mạng, trong vùng phủ sóng của vệ tinh, dữ liệu được truyền trực tiếp từ trạm cổng VSAT-IP đến thiết bị đầu cuối của người sử dụng dù đang ở bất kỳ đâu. VPN hay kênh thuê riêng qua VSAT-IP là một trong những DV nhằm thiết lập mạng dùng riêng ảo trong nước, qua các trạm thông tinmặt đất cỡ nhỏ sử dụng công nghệ IP.
Lợi ích sử dụng
Hinh: 3-3: Cơ chế hoạt động của VSAT - IP STAR
Đa dịch vụ
Với VSAT IPSTAR, ngoài dịch vụ điện thoại, chúng ta có cơ hội sử dụng các ứng dụng chỉ có ở dịch vụ băng rộng như truy cập Internet tốc độ cao, truyền hình hội nghị, đào tạo từ xa ...
VSAT IPSTAR sử dụng những công nghệ viễn thông mới nhất để giảm tối đa chi phí cung cấp dịch vụ.
Phạm vi phục vụ lớn
Dịch vụ được cung cấp tới cả các vùng sâu, vùng xa, nơi biên giới, hải đảo với những địa hình phức tạp nhất.
Bảo mật thông tin tốt
Thông tin của chúng ta được đảm bảo an toàn khi sử dụng dịch vụ VSAT IPSTAR.
Thời gian cung cấp ngắn
Do thiết bị gọn nhẹ, dễ lắp đặt; thủ tục đăng ký dịch vụ đơn giản nên thời gian cung cấp dịch vụ VSAT IPSTAR được rút ngắn hơn nhiều so với các dịch vụ VSAT truyền thống.
Tuy nhiên, VSAT IP có nhược điểm cố hữu của thông tin vệ tinh: Bị ảnh hưởng bởi thời tiết, thông tin có thể bị gián đoạn với lượng mưa >100mm/h. Ngoài ra toàn bộ các trang thiết bị của VSAT được sử dụng cho các công nghệ chuyên biệt và độc quyền, nên các thiết bị mặt đất sẽ phụ thuộc vào nhà cung cấp dịch vụ VSAT.
3.2.3.Những ưu thế và nhược điểm.
Thuê bao (UT) ở bất kỳ vị trí, địa hình nào trong phạm vi phủ sóng đều có thể sử dụng các dịch vụ VSAT băng rộng (thoại, truy nhập Internet băng rộng, mạng riêng ảo, ...) với chất lượng như nhau. Với lợi thế này thì mạng VSAT băng rộng sẽ là một giải pháp tốt nhất bổ sung cho các mạng mặt đất (hữu tuyến) để cung cấp dịch vụ cho các thuê bao trên khắp.
Ứng dụng thiết lập mạng riêng ảo lại là một thế mạnh nữa của hệ thống IPSTAR cho các đối tượng khách hàng là các công ty, tổ chức có mạng lưới hoạt động rộng khắp như: Ngân hàng, Hàng không, Trung tâm khí tượng thủy văn, dành cho ngành giáo dục (như mạng riêng VSAT School mà Thái Lan đã thực hiện).Về cơ bản, mô hình cung cấp dịch vụ sẽ là trụ sở chính của khách hàng được kết nối với trạm cổng bằng kênh thuê riêng, cũng tại các chi nhánh (các điểm giao dịch) có thể
đặt các trạm thuê bao IPSTAR liên lạc thẳng về trụ sở chính qua vệ tinh. Với lợi thế, vừa thiết lập mạng nhanh, dễ dàng nâng cấp và mở rộng mạng lưới mà không làm gián đoạn liên lạc, tốc độ đường truyền đa dạng tuỳ thuộc yêu cầu kết nối của khách hàng…
Tuy nhiên, VSAT IP có nhược điểm cố hữu của thông tin vệ tinh: Bị ảnh hưởng bởi thời tiết, thông tin có thể bị gián đoạn với lượng mưa >100mm/h. Ngoài ra toàn bộ các trang thiết bị của VSAT được sử dụng cho các công nghệ chuyên biệt và độc quyền, nên các thiết bị mặt đất sẽ phụ thuộc vào nhà cung cấp dịch vụ VSAT.
Hình:3-4. Mô hình trạm UT của dịch vụ VSAT IPSTAR.
Hệ thống IPSTAR cho phép triển khai rất nhiều ứng dụng khác nhau dựa trên giao thức IP, với mục tiêu cung cấp đường truyền băng rộng cho các đối tượng khách hàng là các cá nhân, công sở, xí nghiệp, các ISP... Hệ thống sử dụng kỹ thuật truy nhập vệ tinh đa dạng cho phép cung cấp đường truyền cho khách hàng theo 2 hình thức tốc độ cam kết hoặc phương thức truy cập chia sẻ băng thông.
Các dịch vụ của hệ thống vệ tinh thông tin bao gồm: dịch vụ truy cập internet, dịch vụ VoIP, dịch vụ mạng riêng ảo, dịch vụ GSM trunking, dịch vụ truyền hình hội nghị, dịch vụ truyền hình quảng bá, dịch vụ truyền hình theo nhu cầu, dịch vụ đào tạo từ xa,... VSAT băng rộng được kết nối thẳng tới nhà cung cấp dịch vụ qua vệ tinh, tránh được tình trạng có thể xảy ra tắc nghẽn đường truyền tại các chặng gián tiếp như nội hạt, nội tỉnh, liên tỉnh… làm giảm tốc độ kết nối với dịch vụ. Cũng giống
như ADSL, hệ thống IPSTAR cung cấp đường truyền băng rộng cho khách hàng với tốc độ Download tới 8 Mbps, tốc độ Upload đạt tới 4 Mbps.
Trạm cổng Gateway của VSAT được kết nối với đường trục Internet (backbone), nguồn viễn thông quốc gia qua một tuyến truyền dẫn chuyên dụng SDH, hoặc qua cáp quang như thông thường. Trạm cổng khi đó sẽ khai thác tài nguyên từ mạng Internet và viễn thông quốc gia để cung cấp cho mạng VSAT nội bộ. Từ đó, tài nguyên được truyền tải theo dạng sóng vô tuyến lên tới các vệ tinh IP STAR, rồi qua các búp sóng nhỏ từ IP STAR chụp xuống đưa dữ liệu theo dạng sóng đến các UT (User Terminal - Trạm vệ tinh thuê bao). Quá trình đưa dữ liệu từ thuê bao máy trạm đến mạng Internet, viễn thông quốc tế cũng đi theo con đường tương tự ngược lại. Như vậy, rất dễ nhận thấy ưu điểm của VSAT trong việc phủ sóng Internet và viễn thông quốc gia đến các vùng miền xa xôi, địa hình hiểm trở mà đường kết nối hay cáp quang không thể kéo tới.
3.3 KỸ THUẬT CỦA MẠNG VSAT IPSTAR
3.3.1 Sử dụng kỹ thuật đa truy nhập theo tần số: FDMA.
FDMA là phương pháp trong đó độ rộng băng tần công tác của vệ tinh (tiêu chuẩn 500 MHz) được chia ra các khoảng tần số gọi là luồng phát đáp. Độ rộng luồng phát đáp (thường là 36MHz hoặc 72 MHz) được phân chia cho mỗi trạm mặt đất để phát đi ở các tần số riêng biệt cho mỗi trạm. Khi nhận, trạm mặt đất điều chỉnh máy thu của chúng đến tần số mong muốn để khôi phục lưu lượng thông tin đã dành cho trạm. Các tín hiệu được truyền đi đồng thời nhưng ở các tần số khác tương ứng với mỗi sóng mang. Việc phát đi lưu lượng sẽ chiếm băng tần qui định ở luồng phát đáp dành cho chúng. Các sóng mang được phân cách với nhau bằng băng tần bảo vệ thích hợp sao cho chúng không chồng lấn lên nhau.
Trong hệ thống Thông tin vệ tinh dùng FDMA thì mỗi trạm mặt đất khi phát tín hiệu thì được làm việc với một phần bộ phát đáp đã được dành riêng trước cho trạm đó. Trong trường hợp đơn giản thì trạm mặt đất thu gom toàn bộ lưu lượng thông tin của trạm đó lên một sóng mang đơn bằng cách ghép các băng tần cơ bản FDMA hoặc TDM mà không biết địa chỉ của thông tin đó.
Sóng mang FM này mang các tín hiệu có địa chỉ khác nhau được khuyếch đại lên nhờ bộ khuyếch đại công suất của trạm mặt đất và đưa tới anten phát lên vệ tinh.