- Thành phần cơ bản của một hệ thống thông tin lƣu động là hệ thống anten lƣu động trong đó có thể là loại anten vác vai (manual-pointing) hoặc loại anten đƣợc gắn trên những phƣơng tiện lƣu động (auto-pointing).
- Để anten có thể liên lạc đƣợc với vệ tinh, qua đó kết nối đƣợc với Hub cần phải xác định góc ngẩng (Elevation) và góc phƣơng vị (Azimuth) của anten lƣu động. Việc xác định góc ngẩng (Elevation) và góc phƣơng vị (Azimuth) đƣợc thực hiện bởi phần mềm chuyên dụng, sử dụng tham số đầu vào là tọa độ anten đƣợc xác định bởi hệ thống định vị toàn cầu GPS và vị trí vệ tinh trên quỹ đạo.
- Thiết bị điều khiển kèm theo anten (đối với trạm auto-pointing) hoặc kỹ thuật viên (đối với trạm manual-pointing) sẽ điều khiển anten di chuyển về phía vệ tinh. Công việc tinh chỉnh cuối cùng (Calibration) đƣợc thực hiện dựa trên mức tín hiệu của tần số đƣợc cấp phát hoạt động.
- Sau khi đƣợc thiết lập đƣợc đƣờng truyền, các trạm thông tin lƣu động sẽ hoạt động giống nhƣ các trạm thông tin cố định hiện tại của toàn bộ hệ thống.
3.6.1.1.Hệ thống manual-pointing
Hình 3.25. Hệ thống manual-pointing VSAT
- Thiết bị quan trọng nhất của hệ thống liên lạc qua vệ tinh trong trƣờng hợp này đó là loại trạm VSAT lƣu động triển khai nhanh, tháo lắp dễ dàng.
- Chỉ tiêu kỹ thuật cụ thể của trạm VSAT này nhƣ sau:
Anten:
Tần số phát/thu: 13,75 -14,5GHz/10,95-12,75GHz;
Kích thƣớc: 0,9 x 0,6m
Hỗ trợ nhiều loại máy phát;
98
Tx Gain 42 dBi; Rx Gain 40,5 dBi;
Chân đế đi kèm;
Điều chỉnh góc ngẩng 10° - 90°; điều chỉnh góc phƣơng vị 360°.
Công cụ định hướng:
Máy phân tích phổ tích hợp;
Ngoài ra còn có tài liệu hƣớng dẫn, thiết bị định vị và các công cụ hỗ trợ khác.
Hướng phát:
Đầu vào là L-band;
Hỗ trợ nhiều loại máy phát, từ BUC 2W cho đến SSPA 20W.
Modem:
Thiết bị có thể sử dụng Modem đi kèm của sản phẩm hoặc đƣợc sử dụng để tích hợp với hệ thống VSAT sẵn có.
Hỗ trợ đƣờng truyền hƣớng về Hub (Inbound) lên tới 4Mbps và có thể hơn tùy theo nhà sản xuất.
3.6.1.2.Hệ thống auto-pointing
- Thiết bị quan trọng nhất của hệ thống liên lạc qua vệ tinh trong trƣờng hợp này đó là loại trạm VSAT tự động định hƣớng vệ tinh đƣợc gắn trên các xe chuyên dụng lƣu động.
- Chỉ tiêu kỹ thuật cụ thể của trạm VSAT này nhƣ sau:
Hình 3.26. Hệ thống auto-pointing VSAT Anten:
Tần số phát/thu: 13,75 -14,5GHz/10,95-12,75GHz;
Kích thƣớc khi hoạt động: 1,2m x 0,84m; (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Hỗ trợ nhiều loại máy phát;
G/T 21 dB/K;
99
Chân đế đi kèm;
Điều chỉnh góc ngẩng 10° - 90°; điều chỉnh góc phƣơng vị 175°.
Công cụ định hướng:
Máy phân tích phổ tích hợp; tài liệu hƣớng dẫn, thiết bị định vị và các công cụ hỗ trợ khác;
Có khả năng kết nối đƣợc với vệ tinh dƣới 10’.
Hướng phát:
Đầu vào L-band;
Hỗ trợ nhiều loại máy phát lên đến 180W.
Modem:
Thiết bị có thể sử dụng Modem đi kèm của sản phẩm hoặc đƣợc sử dụng để tích hợp với hệ thống VSAT sẵn có.
3.6.2.Phƣơng án triển khai thử nghiệm dịch vụ
- Hiện tại dịch vụ liên lạc lƣu động đã bắt đầu đƣợc triển khai ở Việt Nam, các hệ thống Flyaway phát hình không thƣờng xuyên đã đƣợc rất nhiều đài truyền hình, công ty viễn thông trang bị. Ngoài ra, gần đây hệ thống anten auto-pointing gắn trên nóc xe đã đƣợc VNPTI trang bị để hoạt động với mạng VSAT băng rộng vệ tinh VINASAT-1.
3.6.2.1.Cách tính toán phân bổ tài nguyên và công suất:
- Quá trình định cỡ và tính toán quỹ công suất đƣờng truyền của hệ thống VSAT cung cấp dịch vụ liên lạc lƣu động/di động cũng giống nhƣ những quá trình đã đƣợc thực hiện trong các chƣơng trƣớc.
a. Định cỡ hệ thống (Network Sizing).
- Việc định cỡ cho mạng VSAT băng rộng cung cấp dịch vụ liên lạc lƣu động/di động qua vệ tinh mang tính tổng hợp từ các quá trình định cỡ cho các hệ thống đã đƣợc trình bày trong các chƣơng trƣớc. Quy trình cơ bản dựa trên việc xác định các gói dịch vụ và chất lƣợng của mỗi gói (tốc độ, hệ số chia sẻ, v.v).
- Đối với dịch vụ lƣu động, do đây không là các trạm hoạt động thƣờng xuyên nên cần cân nhắc khi đặt hệ số chia sẻ cho các trạm này. Thông thƣờng nên đặt các gói dịch vụ các trạm này sử dụng có tính chia sẻ nhƣng nên tính đến yếu tố ƣu tiên trên hệ thống QoS.
- Quá trình định cỡ cho mạng VSAT băng rộng cung cấp dịch vụ liên lạc lƣu động cho 10 trạm Internet Trunking tốc độ 2Mbps/640Kbps tỉ lệ chia sẻ 1:1 với 50 trạm tốc độ 2Mbps/1Mbps, tỉ lệ chia sẻ 1:50 đƣợc thực hiện nhƣ bảng sau:.
Lƣu lƣợng Internet Trunking Internet Số lƣợng trạm 10 50
Tỉ lệ chia sẻ chiều đi OB (1:N) 1:1 1:50
100 IB CIR (Kbps) 640 0 IB PIR (Kbps) 640 1024 OB CIR (Kbps) 2048 0 OB PIR (Kbps) 2048 2048 ACM Parameter Internet 1 Internet 2 IB Modulation 8PSK 8PSK IB FEC (Turbo) 2/3 2/3 OB Modulation 16PSK 16PSK OB FEC 4/5 4/5 Tổng kết Throughput (Mbps) BW (MHz) Tổng Inbound 7 4,3 Tổng Outbound 22 6,9 Tổng cả hệ thống 29 11,2
b. Quỹ công suất đường truyền
Quá trình tính toán quỹ công suất đƣờng truyền cho trƣờng hợp các trạm lƣu động cũng giống các trƣờng hợp tính toán với các trạm cố định do trạm lƣu động/di động chỉ liên lạc với trạm Hub khi tuyến truyền dẫn đã đƣợc thiết lập.
Cấu tạo của các hệ thống anten lƣu động về cơ bản giống với các anten bình thƣờng (ngoài hệ thống motor tự động điều khiển để dò vệ tinh) do đó việc tính toán quỹ công suất đƣờng truyền với các trạm này đƣợc thực hiện không khác gì so với các anten thông thƣờng.
Điểm khác biệt duy nhất là trong trƣờng hợp tính toán cho trạm di động, tƣơng quan của tham số Gain của anten di động với đƣờng kính không giống nhƣ anten thông thƣờng, do đó phải đƣợc sử dụng đúng tham số này trong quá trình tính toán.
Ví dụ tính toán cho trƣờng hợp anten di động:
- Chiều từ VSAT đến trạm Hub/Gateway (Inroute): 640Kbps (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Anten trạm phát: Sử dụng thông số trong.
Anten trạm thu: Băng Ku, đƣờng kính 9m.
Điều chế mã hóa 8PSK 2/3.
101
Anten trạm phát: Băng Ku, đƣờng kính 9m
Anten trạm thu: Sử dụng thông số trong
Điều chế mã hóa 8PSK 8/9.
102
Satellite: VINASAT-1
22-Aug-10 640kbps HN Inroute QPSK FEC 4/5
10:32 PM Remote Tx Site:Auto-tracking 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 6400 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 640.0 KHz Power/Crr Reqd in Watts 12.72 Watts RS Rate 1/1 HPA Power Required 12.72 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 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
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
auto meters Carrier Dn EIRP 27.5 24.7 27.5 dBW Tx Antenna
Effcy
% DOWNLINK Dnlink Path Losses 204.7 204.7 208.9 dB Tx Antenna Gain 29.5 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 29.5 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) 54.4 dBW Rx E/S Altitude 0.00 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Km
HPA Power/Crr Reqd in dBW 13.4 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
12.7 2 12.7 1.00E-05 480 4/5 1.25 0 dB
103
Satellite: VINASAT-1
22-Aug-10 InformationRate: 22000kbps HN Outroute DVB-S2 8PSK FEC 8/09
10:32 PM Hub Tx
Site:
9.00 m Remote Rx Site:Auto-tracking BASELINE PARAMETERS T Unit S U M M A R Y
Carrier Symbol rate 8200 Ksps Carrier Info
Rate
22000 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 6.90 MHz
Crr Xmission Rate 6000.0 Kbps Power Equivalent Bandwidth 8.13 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 11.6 Watts Crr Noise Bandwth 2000.0 KHz HPA Power Required 93.8 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
(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
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
auto meters
SEGMENTRx Antenna Effcy % C/N Downlink 18.6 18.6 14.4 dB
DATARx Antenna Gain 27.1 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 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
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
93.8 0.60 DVB-S2 8PSK 8/9 Shor t No-Pilot
104
3.6.2.3.Thử nghiệm và đánh giá kết quả
Thử nghiệm dịch vụ Internet băng rộng qua vệ tinh đƣợc thực hiện trên mạng VSAT-IP/VNS băng rộng hoạt động ở băng tần Ku của với hệ thống trạm chủ (Hub) đƣợc đặt tại Quế Dƣơng. Mô hình thử nghiệm xe lƣu động nhƣ Hình 3.24 với nội dung thử nghiệm cụ thể nhƣ sau:
- Trạm VSAT có địa chỉ là 192.168.61.1 sử dụng Anten 1.2m auto-pointing, công suất BUC 4W.
Kết quả:
- Thời gian định hƣớng vệ tinh mỗi lần thử: < 10 phút
- Sau khi kết nối và thiết lập đƣờng truyền, hệ thống hoạt động đầy đủ nhƣ trạm VSAT bình thƣờng hoạt động trên mạng.
- Độ trễ và mất gói: Kết quả ping từ Hub đến trạm VSAT đạt trung bình 570ms, độ mất gói là 0%.
105