- Phƣơng án triển khai để thử nghiệm dịch vụ Internet băng rộng đƣợc mô tả nhƣ trong Hình 3.3.
3.1.2.1.Cách tính toán phân bổ tài nguyên và công suất
Để có thể có phƣơng án cung cấp dịch vụ cụ thể, một quá trình rất quan trọng cần phải đƣợc thực hiện đó là quá trình tính toán định cỡ hệ thống và thiết kế đƣờng truyền (Network sizing và Link design) để xác định quy mô và số lƣợng của thiết bị trong từng phân hệ. Trong đó
a. Định cỡ hệ thống (Network Sizing).
Quá trình Network sizing đối với 1 hệ thống giả định gồm 100 trạm (1Mbps/512Kbps) và 100 trạm (2Mbps/512Kbps) truy nhập Internet sử dụng băng tần Ku trong đó hệ số chia sẻ cho gói Internet 1 (1Mbps/512Kbps) là N=100 và gói Internet 2 (2Mbps/512Kbps) là N=50 đƣợc thực hiện nhƣ sau:
Lƣu lƣợng:
Internet 1 Internet 2
Số lƣợng trạm 100 100
Tỉ lệ chia sẻ chiều đi OB (1:N) 1:100 1:50
Tỉ lệ chia sẻ chiều về IB (1:N) 1:100 1:50 IB CIR (Kbps) 0 0 IB PIR (Kbps) 512 512 OB CIR (Kbps) 0 0 OB PIR (Kbps) 1024 2048 ACM Parameter: Internet 1 Internet 2 IB Modulation 8PSK 8PSK IB FEC (Turbo) 2/3 2/3 OB Modulation 8PSK 8PSK OB FEC 8/9 8/9 Tổng kết: Throughput (Mbps) BW (MHz) Tổng Inbound 2 1.2 Tổng Outbound 5 2.4
44
Tổng cả hệ thống 8 3.7
Dựa vào kết quả này, quy mô của hệ thống sẽ đƣợc xác định với số lƣợng và năng lực thiết bị phù hợp (nhƣ số lƣợng thiết bị thu/phát tín hiệu Inbound/Outbound, năng lực thiết bị định tuyến, năng lực NMS v.v) để quản lý và phục vụ các trạm VSAT thuê bao hoạt động trên hệ thống.
b. Quỹ công suất đường truyền:
Kết quả bài toán Network Sizing ở trên ngoài việc xác định ra quy mô của Hub/Gateway (xác định đƣợc cụ thể quy mô từng phân hệ Baseband, phân hệ NMS và phân hệ ứng dụng) còn là căn cứ để ngƣời thiết kế hệ thống uplink tính toán đƣợc quỹ công suất đƣờng truyền từ đó xác định đƣợc yêu cầu đối với phân hệ cao tần của hệ thống.
Các bảng sau đây thực hiện tính toán Link Budget cho tuyến truyền dẫn từ trạm Hub đến VSAT và từ VSAT đến Hub theo kết quả tính toán Network Sizing ở trên. Cụ thể là:
- Trạm Hub/Gateway:
Anten 9m hoạt động trên băng tần Ku;
Điều chế mã hóa 8PSK 8/9;
- Trạm VSAT:
Anten 1,2m hoạt động trên băng tần Ku;
Điều chế mã hóa QPSK 4/5;
- Outroute (Outbound – Từ Hub đến VSAT): 5Mbps - Inroute (Inbound – Từ VSAT đến Hub): 512Kbps
45
Satellite: VINASAT-1
22-Aug-10 InformationRate: 5155.6 kbps HN Outroute DVB-S2 8PSK FEC 8/9
10:32 PM Hub Tx
Site:
9.00 m Remote Rx Site:1.20 m
BASELINE PARAMETERS T Unit S U M M A R Y
Carrier Symbol rate 2000. 0
Ksps Carrier Info
Rate
5156 Kbps % Avail S/C Power Reqd/Crr 8.70 % FEC Code Rate 1/2 % Xponder Bandwidth Reqd/Crr 6.67 % Outroute Mode/
Code Block Occupied Bandwidth 2.40 MHz
Crr Xmission Rate 6000.0 Kbps Power Equivalent Bandwidth 3.13 MHz
CARRIERThreshold Ebt/No 6.4 dB Clear Sky Link Margin 1.8 dB
DATANo of bits/symbol 3 Bits
Modulation/ Pilot Maximum PER 1.0E-10
Demod BT Product
1.00
Power/Crr Reqd in Watts 0.60 Watts Crr Noise Bandwth 2000.0 KHz HPA Power Required 3.83 Watts RS/ BCH
Rate
593/600
Carrier Spacing 2400.00 KHz LINK PERFORMANCE Cl Sky Up Fade Dn Fade Unit
Satellite VINASAT- 1
Location 132 East
Satellite SFD -90.0 -90.0 -90.0 dBW/m2 Saturation EIRP 54.00 dBW Agg Input B.O. 6.5 6.5 6.5 dB G/T 7.80 dB/K Input Backoff/Crr 17.1 17.1 17.1 dB Gain Step 0.00 dB Crr Flux Density -107.1 -107.1 -107.1 dBW/m2 Reference G/T 7.80 dB/K UPLINK Gain of a Sq meter 44.2 44.2 44.2 dBi
SATELLITEReference SFD -90.00 dBW/m2 BUDGET Uplink Path Losses 207.4 214.5 207.4 dB
DATASFD -90.00 dBW/m2 Carrier Up EIRP 56.1 63.1 56.1 dBW Xponder Bandwidth 36 MHz Satellite
G/T
7.8 7.8 7.8 dB/K Agg Input BO 6.50 dB
Agg Output BO 4.50 dB C/N Uplink 22.1 22.1 22.1 dB Uplink Frequency 13.750 GHz
Dnlink Frequency 10.950 GHz Saturation EIRP 54.0 54.0 54.0 dBW Agg Output B.O. 4.5 4.5 4.5 dB Output Backoff/Crr 15.1 15.1 15.1 dB Tx Antenna Dia 9.00 meters Carrier Dn EIRP 38.9 38.9 38.9 dBW Tx Antenna Effcy 57 % DOWNLINK Dnlink Path Losses 204.7 204.7 206.6 dB Tx Antenna Gain 59.8 dBi BUDGET Rx Pointing Losses 0.3 0.3 0.3 dB Tx Pointing Losses 0.7 dB Cl Sky E/S G/T 19.1 19.
1
19.1 dB/K Tx Polarization 90 deg Degradation in G/T 0.0 0.0 2.3 dB
GROUNDRx Antenna Dia
1.20 meters
SEGMENTRx Antenna Effcy 64 % C/N Downlink 18.6 18.6 14.4 dB
DATARx Antenna Gain 40.8 dBi C/N Uplink 22.1 22.1 22.1 dB Rx Pointing Losses 0.3 dB C/N Downlink 18.6 18.6 14.4 dB Pre LNA Losses 0.2 dB
LNA Noise Temp 70 K Ant,etc Temp 60 K
Cl Sky Noise Temp 143 K COMPOSITE
Rx Polarization 0 deg LINK
Rx Clr Sky G/T 19.1 dB/K Tx Site Rain Availability 99.90 % Rx Site Rain
Availability
99.60 %
Tx Site Rain Rate 37.30 mm/hr C/I Total 16.00 16.0 16.0 dB
RAINRx Site Rain Rate
12.32 mm/hr 16
MARGINSUplink Rain Attn 7.06 dB C/N COMPOSITE 13.4 13.4 11.7 dB
Dnlink Rain Attn 1.87 dB Minimum Reqd C/N 11.7 11.7 11.7 dB UpLink Pwr Cntrl 7.1 dB LINK MARGIN 1.8 1.8 0.0 dB
Maximum PER 1.0E-10 Tx E/S Location Hub MODEM
Tx E/S Latitude 21.02 N
Tx E/S Longitude 105.88 E Minimum Reqd Ebi/No 6.97 dB
SITETx E/S Elev Angle 51.56 deg Minimum Reqd Ebt/No 6.4 dB
GEOGRAPHI C
Tx E/S Altitude 0.00 Km
DATARx E/S Location Remote Tx Amplifier to Antenna Losses 1.5 dB Rx E/S Latitude 21.02 N Tx Antenna Gain 59.8 dBi Rx E/S Longitude 105.88 E EARTH Tx Pointing Losses 0.7 dB Rx E/S Elev Angle 51.56 deg STATION E/S EIRP/Crr Reqd (incl Pt. Loss) 56.1 dBW Rx E/S Altitude 0.00 Km HPA Power/Crr Reqd in dBW -2.2 dBW Power/Crr Reqd in Watts Watts
Number of Tx Carriers 1.0
Uplink Power Control 7.1 dB Uplnk Free Sp Loss 206.6 dB HPA Output Backoff 1.0 dB
MISCDnlnk Free Sp Loss 204.6 dB HPA Power Required Watts
LOSSESUplink Atmos Attn 0.1 dB Dnlink Atmos Attn 0.1 dB
3.83 0.60 DVB-S2 8PSK 8/9 Shor t No-Pilot
46
Satellite: VINASAT-1
22-Aug-10 819.2 kbps HN Inroute QPSK FEC 4/5
10:32 PM Remote Tx Site:1.20 m Hub Rx Site:9.00 m
BASELINE PARAMETERS Value Unit S U M M A R Y
Carrier Symbol Rate Ksps % Avail S/C Power Reqd/Crr 0.63 % Carrier Info Rate 819.20 Kbps % Xponder Bandwidth Reqd/Crr 1.78 % FEC Code
Rate
2/3 Occupied Bandwidth 0.64 MHz
Crr Xmission Rate 1024.0 Kbps Power Equivalent Bandwidth 0.2 3
MHz
CARRIERThreshold Ebt/No 5.7 dB
DATANo of bits/symbol 2 Bits Clear Sky Link Margin 2.8 dB Demod BT Product 1.00
Maximum PER 1.0E-05 Crr Noise Bandwth 512.0 KHz Power/Crr Reqd in Watts 1.72 Watts RS Rate 1/1 HPA Power Required 1.72 Watts Channel
Spacing
Carrier Spacing 640.00 KHz LINK PERFORMANCE Cl Sky Up Fade Dn Fade Unit
Satellite VINASAT-1 Location 132 East Satellite SFD - 90.0 -90.0 -90.0 dBW/m2 Saturation EIRP 54.00 dBW Agg Input B.O. 6.5 6.5 6.5 dB G/T 7.80 dB/K Input Backoff/Crr 28.5 31.3 28.5 dB Gain Step 0.00 dB Crr Flux Density -118.5 -121.3 -118.5 dBW/m2 Reference G/T 7.80 dB/K UPLINK Gain of a Sq meter 44.2 44.2 44.2 dBi
SATELLITEReference SFD
-90.00 dBW/m2 BUDGET Uplink Path Losses 207.2 210.0 207.2 dB
DATASFD -90.0 dBW/m2 Carrier Up EIRP 44.4 44.4 44.4 dBW Xponder Bandwidth 36
MHz
Satellite G/T 7.8 7.8 7.8 dB/K Agg Input BO 6.50 dB
Agg Output BO 4.50 dB C/N Uplink 16.6 13.8 16.6 dB Uplink Frequency 13.750 GHz
Dnlink Frequency 10.950 GHz Saturation EIRP 54.0 54.0 54.0 dBW Agg Output B.O. 4.5 4.5 4.5 dB Output Backoff/Crr 26.5 29.3 26.5 dB Tx Antenna
Dia
1.20 meters Carrier Dn EIRP 27.5 24.7 27.5 dBW Tx Antenna
Effcy
63 % DOWNLINK Dnlink Path Losses 204.7 204.7 208.9 dB Tx Antenna Gain 42.8 dBi BUDGET Rx Pointing
Losses
0.5 0. 5
0.5 dB Tx Pointing Losses 0.5 dB Cl Sky E/S
G/T 35.8 35. 8 35.8 dB/K Tx Polarization 90 deg Degradation in G/T 0. 0 0.0 3.3 dB
GROUNDRx Antenna Dia 9.00 meters
SEGMENTRx Antenna Effcy 58 % C/N Downlink 29.
5 26.8 22.0 dB DATARx Antenna Gain 57.9 dBi C/N Uplink 16.6 13.8 16.6 dB Rx Pointing Losses 0.5 dB C/N Downlink 29.5 26.8 22.0 dB Pre LNA Losses 0.2 dB
LNA Noise Temp 84 K Ant,etc Temp 60 K Cl Sky Noise Temp 157 K COMPOSITE Rx Polarization 0 deg LINK Rx Clr Sky G/T 35.8 dB/K Tx Site Rain Availability 99.50 % Rx Site Rain Availability 99.90 %
Tx Site Rain Rate 10.00 mm/hr C/I Total 14.00 11.2 14.0 dB
RAINRx Site Rain Rate 37.30 mm/hr 14
MARGINSUplink Rain Attn 2.76 dB C/N COMPOSITE 12.0 9.2 11.7 dB
Dnlink Rain Attn 4.21 dB Minimum Reqd C/N 9.2 9.2 9.2 dB UpLink Pwr Cntrl 0.0 dB LINK MARGIN 2.8 0.0 2.4 dB
Required Maximum PER 1.0E-10 Tx E/S Location Remote
MODEM
Expected ACI Tx E/S Latitude 21.02 N
Tx E/S Longitude 105.88 E Minimum Reqd Ebi/No
6.7 dB
SITETx E/S Elev Angle 51.56 deg
Minimum Reqd Ebt/No 5.7 dB
GEOGRAPHICTx E/S Altitude 0.00
Km
DATARx E/S Location Hu b
Tx Amplifier to Antenna Losses 0.7 dB Rx E/S Latitude 21.02 N Tx Antenna Gain 42.8 dBi Rx E/S Longitude 105.88 E EARTH Tx Pointing Losses 0.5 dB Rx E/S Elev Angle 51.56
deg
STATION E/S EIRP/Crr Reqd (incl Pt. Loss) 44.4 dBW Rx E/S Altitude 0.00
Km
HPA Power/Crr Reqd in dBW 2.4 dBW Power/Crr Reqd in Watts Watts
Number of Tx Carriers 1.0
Uplink Power Control 0.0 d B Uplnk Free Sp Loss 206.6 dB HPA Output Backoff 0.0 d B
MISCDnlnk Free Sp Loss 204.6 dB HPA Power Required Watts
LOSSESUplink Atmos Attn 0.1 dB Dnlink Atmos Attn 0.1 dB
1.72 1.72 1.00E-05 512 4/5 1.25 0 dB
47
3.1.2.3.Thử nghiệm và đánh giá kết quả:
Thử nghiệm dịch vụ Internet băng rộng qua vệ tinh đƣợc thực hiện trên mạng VSAT-IP băng rộng hoạt động ở băng tần Ku của vệ tinh VINASAT-1 của Công ty Viễn thông Quốc tế (VNPTI) với hệ thống trạm chủ (Hub) đƣợc đặt tại Quế Dƣơng. Mô hình thử nghiệm nhƣ Hình 3.3với nội dung thử nghiệm cụ thể nhƣ sau:
- Trạm VSAT có địa chỉ là 192.168.61.1 sử dụng Anten 1.2m, công suất BUC 4W.
- FTP Server ở Hub có địa chỉ là 192.168.123.245.
- Đo tốc độ Download và Upload 1 trạm VSAT truy nhập Internet với gói dịch vụ 1Mbps/512Kbps.
- Đo độ trễ của gói tin từ trạm VSAT đến các trang web Internet và ngƣợc lại. - Các bài đo đƣợc thực hiện với FTP Server ở Hub và Server Speedtest.net.
Kết quả thử nghiệm dịch vụ Internet qua vệ tinh như sau:
- Đối với Server FTP: Tốc độ tƣơng đƣơng với tốc độ lý thuyết của gói cƣớc.
Hình 3.4. Tốc độ Download từ FTP tại Hub về VSAT
- Độ trễ từ Hub và mất gói tin: Độ trễ trung bình từ Hub là 600s, phần trăm gói tin mất là 0%
48
Hình 3.5. Độ trễ và tỉ lệ mất gói tin
- Đối với Server Speedtest.net: Tốc độ vào khoảng 500Kbps UL và 300Kbps DL do phụ thuộc vào tính chất chia sẻ của đƣờng truyền Internet. Độ trễ đo đƣợc bằng ping là 625ms (phù hợp với độ trễ ở trên của đƣờng truyền vệ tinh là khoảng 600ms).
49
Hình 3.6. Tốc độ Download/Upload đến Internet.