Hệ Thống Thông Tin Vệ Tinh Vsat - Tài Liệu Text - 123doc

Có thể bạn quan tâm

Tải bản đầy đủ (.pdf) (22 trang)

Trang chủ

Kỹ Thuật - Công Nghệ

Điện - Điện tử

hệ thống thông tin vệ tinh vsat

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.05 MB, 22 trang )

HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH VSAT 1 TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI HÀ NỘI KHOA ĐIỆN –ĐIỆN TỬ HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH VSAT LỚP: KỸ THUẬT VIỄN THÔNG – K52 MÔN: KỸ THUẬT ĐA TRUY NHẬP VÔ TUYẾN NHÓM SINH VIÊN THỰC HIỆN: Cao Văn Đức Nguyễn Quý Tuấn Anh Triệu Trung Hiếu HÀ NỘI Ngày 18 tháng 10 năm 2013 HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH VSAT 2 MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU 3 I. TỔNG QUAN VỀ MẠNG VSAT. 4 1. Khái niệm mạng VSAT 4 2. Định nghĩa Vsat. 6 3. Đặc điểm của hệ thống Vsat 7 4 Cấu hình mạng VSAT 7 II. HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG THÔNG TINH VỆ TINH VSAT 12 1 . Thành phần của hệ thống VSAT. 12 1.1 . Anten 12 1.2 . ODU 12 1.3 . IDU. 12 2. Trạm HUB. 12 3. Đa truy nhập 12 4. Các giao thức đa truy nhâp cơ bản 14 5 . Tuyến vào TDMA / tuyến ra 15 6. Ấn định cố định với TDMA (FA - TDMA) 16 7. Ấn định theo nhu cầu TDMA (DA – TDMA) 17 III . Một số ứng dụng của mạng VSAT 18 Dịch vụ VSAT–IP 20 IV. KẾT LUẬN 21 HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH VSAT 3 LỜI MỞ ĐẦU Hiện nay trên thế giới và trong khu vực, có rất nhiều nước ñã có hệ thống Thông tin vệ tinh riêng của mình. Hệ thống này cho phép đáp ứng được các nhu cầu ngày càng tăng của thông tin cũng như nhu cầu ngày càng tăng của các dịch vụ đa dạng và phong phú. Hệ thống Thông tin vệ tinh có thể cung cấp các dịch vụ thông tin như: Thoại, truyền số liệu, phát thanh, truyền hình, Internet… với dung lượng lớn, vùng phủ sóng rộng, độ tin cậy và chất lượng thông tin cao. Phân tích tổng quan về hệ thống mạng và dịch vụ VSAT, một số vấn đề liên quan đến quản lý và đánh giá tiềm năng phát triển loại hình dịch vụ này ở Việt Nam. Đề tài này sẽ gồm các phần chính: I. TỔNG QUAN VỀ MẠNG VSAT II. HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG VỆ TINH VSAT III. MỘT SỐ ỨNG DỤNG CỦA MẠNG VSAT IV. KẾT LUẬN Mặc dù chúng e m đã cố gắng rất nhiều nhưng do thời gian có hạn nên chắc chắn sẽ không tránh khỏi thiếu sót, vì vậy em rất mong nhận được sự góp ý của cô để đề tài của em được hoàn thiện hơn. HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH VSAT 4 I. TỔNG QUAN VỀ MẠNG VSAT. 1. Khái niệm mạng VSAT Ngành thông tin vệ tinh đã trải qua một quá trình phát triển lâu dài từ sự khởi đầu đơn giản cho đến những hệ thống phức tạp, đồng thời nó cũng đang dần được hoàn thiện và không ngừng phát triển trong tương lai. Cùng với việc hạ giá thành và kích thước, số lượng trạm vệ tinh mặt đất tăng lên không ngừng. Các trạm vệ tinh cỡ nhỏ, với kích thước anten từ 0.6m đến 2.4m đã trở nên quen thuộc với tên gọi VSAT. VSAT (Very Small Aperture Terminal) là trạm thông tin vệ tinh mặt đất cỡ nhỏ được phát triển từ những năm 1980 bởi Công ty Telcom General của Mỹ. Một số quan điểm xem trạm vệ tinh VSAT như là thiết bị đầu cuối viễn thông (Terminal) thay vì sử dụng khái niệm trạm mặt đất (Earth Station) với cách nhìn trạm VSAT như là thiết bị đầu cuối của mạng viễn thông (thoại, fax, Internet…), của mạng quảng bá (xem truyền hình) hoặc như là thiết bị chuyển đổi lưu lượng trong nội bộ mạng VSAT. Quan điểm này cũng hoàn toàn phù hợp với định nghĩa của Liên minh Viễn thông Thế giới (ITU) về thiết bị đầu cuối số liệu DTE (Data Teminal Equipment) là thực hiện chức năng chuyển đổi lưu lượng số liệu đầu cuối. VSAT là một trong những bước trung gian của xu hướng chung trong quá trình giảm kích thước trạm mặt đất kể từ khi vệ tinh đầu tiên được phóng vào giữa những năm 1960. Thực ra, quá trình phát triển của các trạm mặt đất được khởi đầu từ các trạm mặt đất Intelsat chuẩn A kích thước lớn được trang bị các anten rộng khoảng 30m, cho đến hiện giờ thì kích thước anten được trang bị nhỏ khoảng 60cm cho mỗi hướng thu truyền hình được phát quảng bá bởi các vệ tinh hay các đầu cuối có chức năng định vị toàn cầu như máy thu hệ thống định vị toàn cầu.Và hiện nay thông dụng là các máy điện thoại vệ tinh cầm tay (IRIDIUM, GLOBALSTAR) có kích thước bỏ túi. Hình 1 sẽ minh họa cho xu hướng này. HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH VSAT 5 Hình 1: Bước phát triển của quá trình giảm kích thước trạm mặt đất Thực ra, nếu phân tích theo khía cạnh về kích thước trạm vệ tinh thì trạm VSAT được xem là bước trung gian của quá trình phát triển từ trạm vệ tinh mặt đất cỡ lớn đến máy đầu cuối thông tin di động vệ tinh hay từ nghiệp vụ thông tin cố định vệ tinh, đến nghiệp vụ thông tin di động vệ tinh. Vì vậy, VSAT tại các mức thấp hơn của một dòng sản phẩm sẽ mang lại sự khác nhau đáng kể giữa các dịch vụ thông tin, tại các mức cao hơn là các trạm lớn hơn (thường gọi là trạm trung kế) hỗ trợ cho các liên kết vệ tinh có dung lượng lớn. Chúng chủ yếu được dùng trong các mạng chuyển mạch quốc tế để hỗ trợ cho các dịch vụ điện thoại trung kế giữa các quốc gia hay giữa các lục địa khác nhau. Hình 2 sẽ minh họa cách mà các trạm tập trung lưu lượng từ các thiết bị đầu cuối người dùng thông qua các tuyến liên kết trên mặt đất, các tuyến này được xem là một phần của mạng chuyển mạch công cộng của một quốc gia. Giá thành các trạm này khá đắt, khoảng 1 triệu đô / 1vùng. Dung lượng đường truyền trên một vùng khoảng vài ngàn kênh thoại (tương đương khoảng 100Mbps). Chúng được sở hữu và vận hành bởi các nhà điều hành viễn thông quốc gia hoặc các công ty tư nhân lớn. HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH VSAT 6 Hình 2: Các trạm trung kế Tại các trạm VSAT thường được lắp đặt các anten có bán kính nhỏ hơn 2.4m, các trạm này không hỗ trợ cho các tuyến liên kết vệ tinh có dung lượng lớn, tuy nhiên nó có ưu điểm là rẻ với chi phí sản xuất khoảng 1000USD đến 5000USD và dễ dàng lắp đặt ở bất kì nơi đâu, có thể là trên nóc nhà hay chỗ đậu xe. Chi phí lắp đặt thường nhỏ hơn 2000USD. Bắt nguồn từ việc chi phí của VSAT thấp mà khiến cho nó ngày càng trở nên phổ biến, thị trường dịch vụ này tăng khoảng 20-25% trên một năm. Có khoảng 50000 VSAT hoạt động trên diện rộng vào năm 1990 và 12 năm sau thì số lượng VSAT là 60000, và xu thế này đang diễn ra theo chiều hướng tăng, nếu xét về khía cạnh vận chuyển thì VSAT được xem là phương tiện để chuyên chở thông tin. 2. Định nghĩa Vsat. VSAT là hệ thống thông tin vệ tinh sử dụng các trạm đầu cuối có anten kích thước nhỏ. (0.6-2.4m). HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH VSAT 7 3. Đặc điểm của hệ thống Vsat  Các trạm mặt đất VSAT thông thường được tạo thành mạng có cấu trúc hình sao xung quanh một trạm trung tâm tương đối lớn gọi là trạm HUB. Tuy nhiên có một số trạm hoạt động theo cấu hình điểm – điểm ( cấu hình mắt lưới ) trong đó trạm VSAT liên lạc trực thẳng với nhau thông qua trạm HUB.  Các trạm mặt đất thường phát với tốc độ thấp hoặc trung bình (<2Mbps).  Các trạm VSAT thường được trang bị anten loại nhỏ, đường kính không quá 2.4m, nhưng cũng có trạm được trang bị loại anten 5m.  Trạm HUB điều khiển toàn bộ hoạt động của mạng, có hệ thống điều hành mạng dùng để điều hành hệ thống. Đồng thời nó có chức năng liên tục tích lũy dữ liệu về hệ thống để đảm bảo hoạt động kiểm tra thường xuyên và xác định cho mục đích ghi hóa đơn tính cước.  Vệ tinh sử dụng hệ thống VSAT thường là vệ tinh địa tĩnh. Những thay đổi vị trí của vệ tinh trên quỹ đạo không ảnh hưởng tới nhiều đến các trạm VSAT vì có các chùm tia rộng nhưng lại ảnh hưởng lớn đến trạm HUB, vì vậy trạm này phải bám vệ tinh 4 Cấu hình mạng VSAT Một hệ thống thông tin vệ tinh bao gồm một vệ tinh chuyển động trên một quỹ đạo và nhiều trạm mặt đất truy cập đến nó. Cấu hình cơ bản nhất là trạm mặt đất-vệ tinh- trạm mặt đất. Các VSAT được kết nối với nhau bởi các liên kết tần số vô tuyến thông qua vệ tinh gồm tuyến lên (uplink) từ trạm mặt đất đến vệ tinh và tuyến xuống (downlink) từ về tinh đến trạm mặt đất (hình 3). HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH VSAT 8 Hình 3: Tuyến lên và tuyến xuống Nói chung các tần số cao hơn được sử dụng cho tuyến lên và các tần số thấp hơn được sử dụng cho tuyến xuống. Một liên kết từ trạm này đến trạm kia bao gồm tuyến lên và tuyến xuống được gọi là một bước nhảy (hop). Mỗi liên kết tần số vô tuyến là một sóng mang được điều chế để truyền tải thông tin. Về cơ bản, vệ tinh sẽ nhận được các sóng mang được gửi lên từ các trạm mặt đất trong miền quan sát của anten thu, khuếch đại các sóng mang đó, chuyển đổi tần số của chúng đến băng tần thấp hơn để ngăn ngừa khả năng nhiễu giữa đầu vào và đầu ra, sau đó thực hiện phát các sóng mang đã được điều chế đến trạm mặt đất được định vị trong miền quan sát của anten phát. Chu kì quỹ đạo của vệ tinh là khoảng thời gian để hoàn thành một vòng quay trên quỹ đạo của nó so với trái đất. Khi một vệ tinh chuyển động trên vòng tròn quỹ đạo theo hướng quay của trái đất thì nó đóng vai trò như một chuyển mạch cố định từ bất kì trạm mặt đất nào. Hình 4 minh họa cho khía cạnh hình học của vệ tinh địa tĩnh. Hình 4: Vệ tinh địa tĩnh Khoảng cách từ trạm mặt đất đến vệ tinh địa tĩnh là một trong các nguyên nhân gây ra suy hao công suất sóng mang tần số vô tuyến, giá trị suy hao này khoảng 200dB cho cả tuyến lên và tuyến xuống, và trễ đường truyền từ trạm mặt đất này đến trạm mặt đất khác thông qua vệ tinh (trễ đường truyền cho một bước nhảy) khoảng 0.25s. Các vệ tinh này có thể được sử dụng 24 giờ mỗi ngày, nó đóng vai trò như một chuyển mạch cố định để chuyển tiếp các sóng mang tần số vô tuyến hướng lên, sau đó các sóng mang này được truyền từ vệ tinh xuống tất cả các trạm mặt đất mà có thể nhìn thấy tự vệ tinh (vùng tối của trái đất được minh họa như hình 4). Khi tất cả các HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH VSAT 9 VSAT được nhìn thấy từ vệ tinh thì các sóng mang có thể chuyển tiếp bởi vệ tinh từ bất kì VSAT này đến VSAT khác trong cùng mạng, điều này được minh họa như trên hình 5. Đối với mạng VSAT dạng lưới (mesh) như hình 5, ta cần xét đến những hạn chế sau: -Thông thường, suy hao công suất sóng mang cho cả tuyến lên và tuyến xuống (tương đương một bước nhảy) khoảng 200dB. -Công suất tần số vô tuyến của hệ thống thu và phát lại bị giới hạn, thông thường khoảng vài chục W (watt). -Kích thước của VSAT nhỏ, điều này gây hạn chế công suất phát và độ nhạy thu của nó. Hình 5: Mạng VSAT dạng lưới (a) Ví dụ với ba VSAT (mũi tên biểu diễn luồng thông tin được truyền thông qua quá trình chuyển tiếp sóng mang bằng vệ tinh) (b) Minh họa đơn giản một số lượng các VSAT (mũi tên đại diện cho liên kết 2 hướng tạo bởi 2 sóng mang truyền theo các hướng đối diện) Giải pháp sau đây được dùng để thiết lập mạng có trạm lớn hơn VSAT được gọi là HUB. HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH VSAT 10 Trạm HUB có kích thước anten khoảng 4 đến 11m, giá trị này lớn hơn so với kích thước anten của VSAT, do vậy độ lợi của nó sẽ lớn hơn so với anten của VSAT cổ điển và được lắp đặt với máy phát có công suất lớn hơn. Trạm HUB này có khả năng nhận được đầy đủ tất cả các sóng mang được phát bởi VSAT và truyền tải các thông tin mong muốn đến tất cả các VSAT bằng phương thức sóng mang riêng của nó. Kiến trúc của mạng hình sao được mô tả trong hình 6 và hình 7. Đ ườn g truyền từ HUB đến VSAT được gọi là tuyến ra (outbound link), từ VSAT đến HUB được gọi là tuyến vào (inbound link). Cả tuyến ra và tuyến vào đều gồm có tuyến lên vệ tinh và tuyến từ vệ tinh xuống. Hình 6: Mạng VSAT hình sao hai hướng. (a) Ví dụ với 4 VSAT (mũi tên biểu diễn luồng thông tin được truyền thông qua quá trình chuyển tiếp sóng mang bằng vệ tinh) (b) Minh họa đơn giản với một số lượng lớn các VSAT (mũi tên đại diện cho liên kết tạo bởi 2 sóng mang truyền theo các hướng đối diện) Có 2 kiểu mạng VSAT hình sao: -Các mạng hai hướng (hình 6) là mạng mà các VSAT có khả năng phát và thu. Các mạng này thường hỗ trợ cho các lưu lượng hai chiều. HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH VSAT 11 -Các mạng đơn hướng (hình 7) là mạng trong đó HUB làm nhiệm vụ phát sóng mang còn VSAT chỉ có chức năng nhận. Cấu hình này thường dùng cho các dịch vụ quảng bá từ site trung tâm (nơi đặt HUB) đến các site từ xa (nơi đặt các VSAT chỉ nhận). HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH VSAT 12 II. HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG THÔNG TINH VỆ TINH VSAT 1 . Thành phần của hệ thống VSAT. Hệ thống VSAT bao gồm 3 thành phần:  Anten  ODU(outdoor unit)  IDU(indoor unit) 1.1 . Anten  Anten VSAT thường có đường kính 0.6-2.4m. 1.2 . ODU a) Phần thu. Tín hiệu thu được từ anten qua bộ định hướng đến bộ khuếch đại tạp âm thấp(LNA) để nâng cao tần số sóng mang trên tạp âm. Tín hiệu cao tần RF được lọc và đưa đến bộ trộn để hạ từ tần số cao RF thành tần số trung tần IF bằng cách trộn tần số tín hiệu với tín hiệu tần số giao động nội được tạo ra bởi bộ giao động(LOOSC). Tín hiệu trung tần ở đầu ra được khuếc đại được lọc và phân chia theo nhu cầu sử dụng. b) Phần phát Các luồng tín hiệu được ghép, khuếch đại trung tần, được lọc và đưa đến bộ trộn. Tại đó tín hiệu trung tần trộn với tín hiệu do động nội để tạo thành tín hiệu cao tần ở đầu ra. Tín hiệu cao tần được lọc và khuếch đại công suất lớn để đảm bảo công suất bức xạ ở đầu ra. 1.3 . IDU. Bộ xử ký băng tần gốc BBP cung cấp giao diện đầu cuối DTE người sử dụng, xử lý điều khiển truy nhập vệ tinh và thực hiện chuyển đổi giữa các giao thức mặt đất và vệ tinh. 2. Trạm HUB.  Thiết bị băng tần gốc cung cấp giao diện hai hướng vào ra giữa môi trường truyền dẫn với các đầu cuối người sử dụng và máy tính chủ. Qua giao diện này các kênh số liệu và kênh thoại được định địa chỉ và đường đi. Do đó thiết bị hoạt động như bộ chuyển mạch trung tâm của mạng VSAT và đặc biệt là chuyển mạch gói trong trường hợp số liệu được truyền dưới dạng gói.  Thiết bị điều khiển và xử lý phát TXPCE bao gồm một hay một số đơn vị xử lý phát TPU là ghép các kênh tín hiệu thành một kênh TDM để phát đi.  Mỗi kênh Outroute chức 3 loại thông tin. o Thông tin về đồng bộ mạng o Thông tin về điều khiển mạng o Số liệu của người sử dụng 3. Đa truy nhập Các trạm mặt đất của mạng VSAT giao tiếp với nhau thông qua vệ tinh theo phương HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH VSAT 13 thức sóng mang điều chế. Tùy theo cấu hình mạng, số lượng sóng mạng và loại sóng mang sẽ được định tuyến một cách đồng thời trong cùng một bộ phát đáp của vệ tinh. Hình: minh họa các trường hợp có thể thực hiện khác nhau: -Với mạng VSAT một hướng, trong đó các trạm HUB thực hiện việc quảng bá các khối dữ liệu được ghép kênh phân chia theo thời gian đến các VSAT chỉ nhận, khi đó chỉ có một sóng mang được chuyển tiếp nhờ bộ phát đáp của vệ tinh. Do đó không có sóng mang nào khác tham gia vào quá trình truy nhập và không cần giao thức đa truy nhập. -Với mạng dạng sao hai hướng, các sóng mạng từ các VSAT và trạm HUB cùng tham gia vào quá trình truy nhập bộ phát đáp vệ tinh. -Với mạng dạng lưới hai hướng thì không có trạm HUB và chỉ có các sóng mang được phát bởi các trạm VSAT tham gia truy nhập bộ phát đáp của vệ tinh. Các mạng một hướng: Các mạng dạng sao 2 hướng: Các mạng dạng lưới 2 hướng: HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH VSAT 14 Hình: Đa truy nhập đối với các cấu hình khác nhau 4. Các giao thức đa truy nhâp cơ bản Các giao thức đa truy nhâp cơ bản gồm có: Đa truy nhập phân chia theo tần số (FDMA) Đa truy nhập phân chia theo thời gian (TDMA) Đa truy nhập phân chia theo mã (CDMA) Ở đây ta chỉ xét đến giao thức đa truy nhập phân chia theo thời gian (TDMA). Hình: minh họa các cách phân chia băng thông của bộ phát đáp của vệ tinh giữa nhiều sóng mang theo thời gian. Đa truy nhập phân chia theo thời gian (TDMA) là phương thức phân chia toàn bộ băng tần B của bộ phát đáp cho mỗi sóng mang trong một khoảng thời gian giới hạn được gọi là khe thời gian. TDMA là một hệ thống trong đó các trạm mặt đất dung chung một bộ phát đáp trên cơ sở phân chia thời gian, để làm được việc này cần sử dụng một sóng mang điều chế số. Ở TDMA, trục thời gian được phân chia thành các khoảng thời gian gọi là các khung TDMA. Ngoài ra, mỗi khung TDMA được chia thành các khe thời gian, các khe thời gian này được ấn định cho mỗi trạm mặt đất. Mỗi trạm mặt đất phát các tín hiệu có cùng tần số sóng mang và chiếm toàn bộ băng tần của bộ phát đáp của vệ tinh. Vì các khe thời gian khác nhau được ấn định cho tất cả các trạm mặt đất nên chỉ có tín hiệu từ một trạm mặt đất chiếm bộ phát đáp vệ tinh trong thời gian cho HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH VSAT 15 phép, và không bao giờ xảy ra trường hợp tín hiệu từ hai trạm mặt đất trở lên chiếm bộ phát đáp của vệ tinh trong cùng một thời điểm. Ở TDMA, các sóng mang được phát và thu dưới dạng cụm. Mỗi cụm gồm có phần tiêu đề có hai bit thứ tự, một bit cho sóng mang và một bit định thời đạt được nhờ các bộ giải điều chế ở VSAT thu, tên gọi khác của nó là từ duy nhất để báo cho đầu thu biết điểm bắt đầu của trường dữ liệu. Phần tiêu đề được theo sau bởi phần trường số liệu chứa lưu lượng liên kết với một hay nhiều kết nối đơn hướng. Nếu chỉ có một kết nối đơn hướng thì cụm này là cụm đơn kênh trên sóng mang (SCPC burst), nếu có nhiều kết nối đơn hướng thì cụm này là cụm đa kênh trên sóng mang và được chia thành các cụm con, mỗi cụm con tương đương với một kết nối đơn hướng. Giữa các trạm mặt đất cần phải có quá trình đồng bộ và mỗi trạm mặt đất cần lắp đặt các bộ giải điều chế nhanh để giới hạn phần mào đầu của cụm đến giá trị tối thiểu. 5 . Tuyến vào TDMA / tuyến ra Ở đây mỗi VSAT đều có thể truy nhập bộ phát đáp vệ tinh ở chế độ TDMA, mỗi VSAT sẽ phát các cụm sóng mang của nó một cách tuần tự tại cùng băng thông và cùng tần số (như minh họa trong hình ). Mỗi cụm có thể truyền một kết nối đơn hướng (SCPC) hay nhiều kết nối đơn hướng (MCPC). Trong trường hợp sau vừa kể trên thì cụm được chia ra thành các cụm con, mỗi cụm con liên kết với một kết nối đơn hướng. Giả thiết TB là khoảng thời gian của một cụm sóng mang và TF là khoảng thời gian của một khung TDMA, mỗi VSAT phát với chu kì công tác (duty cycle) là TB/TF. HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH VSAT 16 Hình: Mạng VSAT sử dụng phương thức TDMA Dung lượng của liên kết tần số vô tuyến từ một VSAT bằng với số lượng bit được phát trên một đơn vị thời gian. Trong phương thức TDMA, nếu một VSAT được lợi về dung lượng liên kết tần số vô tuyến thì nó phải phát với tốc độ bit cao. Thực vậy, với TDMA thì dung lượng liên kết tần số vô tuyến của VSAT được xác định bởi số bit được phát trên khoảng thời gian của một khung TDMA (như hình ). Hình Công suất sóng mang TDMA Trong đó RTDMA là các tốc độ bit được phát tương ứng với TDMA và TB là khoảng thời gian của một cụm còn TF là khoảng thời gian của một khung TDMA. Số bit được phát trong khoảng thời gian một khung là RTDMA. 6. Ấn định cố định với TDMA (FA - TDMA) Hình 4.20 minh họa quá trình ấn định cố định kết nối với hoạt động TDMA. Mỗi VSAT phát một cụm sóng mang trong khe thời gian được ấn định, số khe thời gian bằng với số trạm VSAT (L). Vị trí và khoảng cách của các cụm là cố định, vì thế dung lượng của mỗi VSAT không đổi với bất kì nhu cầu lưu lượng. Nếu Rc là tốc độ bit truyền thì dung lượng mạng tổng cộng là Rc, và dung lượng được ấn định cho một VSAT là Rc/L. Nếu một VSAT không có lưu lượng để truyền thì khe sẽ được giữ ở trạng thái rỗi (không bị chiếm) và dung lượng tương ứng với nó sẽ bị mất trong mạng. Ấn định cố định có ưu điểm là đơn giản, không gây ra nghẽn cũng như thời gian trễ trong quá trình thiết lập sóng mang. Tuy nhiên dung lượng tổng cộng của mạng VSAT (băng thông bộ phát đáp được ấn định trên mạng) được sử dụng một cách hạn chế nếu nhu cầu lưu lượng thay đổi lớn. Nghẽn có thể xuất hiện tại các đầu cuối người dùng, xác suất nghẽn có thể được tính tương tự như trường hợp ấn định cố định với FDMA. Ta có thể giả thiết rằng cụm HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH VSAT 17 sóng mang được chia thành K cụm con, mỗi sóng mang tương ứng với một kênh sẵn có đến các đầu cuối người dùng được gắn trên VSAT. Hình 4.20: TDMA ấn định cố định Tương tự như trước, xét L = 50, K = 4, Nt = 8, và At = 0.1 erlang. Xác suất nghẽn đối với một đầu cuối là E4(0.8) = 8 x 10-3 = 0.8%. 7. Ấn định theo nhu cầu TDMA (DA – TDMA) Hình 4.21 minh họa cách thức N trạm dùng chung L khe thời gian của một khung, với N > L. Một VSAT muốn thiết lập một liên kết (thay đổi trạng thái sóng mang ‘on’ từ sóng mang ‘off’) thì có thể truy nhập một khe thời gian rỗi (không bị chiếm) trên khung hoặc nếu nó đã hoạt động rồi thì có thể tăng dung lượng bằng cách tăng khoảng thời gian của cụm của nó, và khi đó sẽ hỗ trợ một số lượng lớn các kết nối. Điều này đòi hỏi phải thay đổi thời gian cụm theo hoạch định và thực hiện dưới sự điều khiển của hệ thống quản lý mạng NMS tại trạm HUB. Khi nhu cầu lưu lượng từ tất cả VSAT vượt quá dung lượng Rc được cấp, nghẽn của quá trình thiết lập liên kết có thể xuất hiện trong trường hợp khung TDMA bị đầy bởi các cụm sóng mang. Hình 4.21 TDMA ấn định theo nhu cầu Ví dụ, dung lượng mạng KL = 4 x 50 = 200 kênh được xét trong mô hình FA –TDMA trên lúc này có giá trị đối với một nhóm tất cả các đầu cuối người dùng, cường độ lưu lượng tổng cộng của chúng là A = N x 8 x 0.1 = 0.8 erlang với N là số lượng VSAT trong mạng. So với FA – TDMA, có thể chọn N để đạt được xác suất nghẽn đối với một đầu cuối là 0.8% nghĩa là E200(A) = 0.8%, tương ứng với A = 178 erlang. Vì thế N = 178 / 0.8 = 222, điều này chỉ ra rằng số lượng VSAT trong mạng có thể tăng theo hệ số 222/50 = 4.4. HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH VSAT 18 III . Một số ứng dụng của mạng VSAT 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 dịch vụ: quảng bá (hay ứng dụng một chiều) và ứng dụng tương tác (hay ứng dụng hai chiều). Ứng dụng quảng bá: quảng bá là ứng dụng được phổ biến sớm nhất mà được cung cấp bởi mạng VSAT Hình: Mô hình cung cấp ứng dụng truyền hình quảng bá bằng mạng VSAT Một số ví dụ về ứng dụng quảng bá như: o Bảng báo giá, bảng kiểm kê hàng tồn kho. o Chứng khoán, hợp đồng, thông tin mặt hàng. o Dự báo thời tiết, tỉ số thể thao, thông tin báo chí. o Phát thanh. o Hội nghị truyền hình số hoặc giải trí. o Phân phối internet… HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH VSAT 19 Các ứng dụng Internet qua vệ tinh giúp cho nhà cung cấp dịch vụ thay thế được nhu cầu sử dụng Internet qua các đường truyền tốc độ cao trên mặt đất. Hơn nữa các nhà cung cấp có thể truyền lưu lượng Internet trên các sóng mang truyền hình số có sẵn do đó sẽ đạt hiểu quả về chi phí. Hình Quảng bá Internet thông qua đường truyền vệ tinh 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, chẳng hạn như:  Các dịch vụ dữ liệu hai chiều: o Truyền dữ liệu cho các cơ quan tài chính, các nhà môi giới chứng khoán, ngân hàng. o Quản lý sự hoạt động của các điểm kinh doanh cho các siêu thị, shop bán lẻ, trạm xăng dầu, cửa hàng thức ăn nhẹ, các thiết bị rút tiền tự động ATM hay các máy giao dịch qua thẻ tính dụng. o Truyền các thông tin đăng kí trước và xác nhận cho hàng không, khách sạn, điểm cho thuê xe và các công ty du lịch.  Các dịch vụ thoại hai chiều: o Các dịch vụ thoại cho các công ty kinh doanh và các mạng riêng. o Mở rộng khả năng mạng PSTN đến các vùng nông thôn, hải đảo.  Các dịch vụ truyền hình hai chiều: o Các tốc độ nén hiện thời cho phép quá trình hội nghị truyền hình tại tốc độ 64 kbps. HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH VSAT 20 Dịch vụ VSAT–IP Dịch vụ VSAT là dịch vụ cố định vệ tinh cho phép người sử dụng với anten vệ tinh cỡ nhỏ có kích thước từ 0,6m đến 12,4m có thể sử dụng các loại hình dịch vụ viễn thông, truyền thông trực tiếp từ mạng VSAT thông qua đường truyền dẫn vệ tinh. Dịch vụ VSAT IP 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 (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. Hình Ứng dụng của dịch vụ VSAT-IP Dịch vụ 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 dịch vụ 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, dịch vụ truyền hình hội nghị, dịch vụ thoại, dịch vụ truyền HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH VSAT 21 dẫn phát sóng, kênh thuê riêng, mạng riêng ảo – VPN, dịch vụ Internet không dây trong một tòa nhà văn phòng hay chung cư… Đặc biệt, dịch vụ được cung cấp tới cả các vùng sâu, vùng xa, nơi biên giới, hải đảo với những địa hình phức tạp nhất. IV. KẾT LUẬN Tóm lại: Dịch vụ VSAT đã và đang đóng một vai trò rất tích cực cho phát triển của viễn thông Việt Nam, đặc biệt trong thực hiện cung cấp dịch vụ viễn thông cho các vùng biệt lập, biên giới, hải đảo hoặc các trường hợp ứng cứu thông tin khẩn cấp. Dịch vụ VSAT ở nước ta không chỉ cung cấp dịch vụ thoại, FAX mà nó đang dần 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… VSAT hiện nay đang là một trong những ứng dụng rất phổ biến.Với những ưu thế về tính linh động, phạm vi hoạt động bao phủ toàn thế giới, dễ dàng triển khai với ở các vùng hải đảo xa xôi thì mạng VSAT đang dần thu hút được một lượng lớn khách hàng tham gia sử dung. Đặc biệt sự phát triển của công nghệ truy nhập băng rộng VSAT–IP trong thời gian gần đây đã cho thấy được tầm ảnh hưởng của nó, và chắc chắn công nghệ này sẽ còn vươn xa hơn trong tương lai. HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH VSAT 22 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Bài giảng thông tin vệ tinh và viễn tin- Kiều Xuân Đường- 1997. 2. 3. />317107 4. />ki%E1%BB%83n-truc-va-ki%E1%BB%83u-k%E1%BA%BFt-n%E1%BB%91i-m%E1%BA%A1ng-VSAT-IP