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

- LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC TRUYỀN IP QUA VỆ TINH ĐỊA TĨNH TÍNH TOÁN ĐƯỜNG TRUYỀN VỆ TINH NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ MÃ SỐ: TRẦN THỊ THU HƯƠNG Người hướng dẫn khoa học: GS.
- TRẦN ĐỨC HÂN HÀ NỘI 2007 Th«ng tin vÖ tinh vµ c«ng nghÖ VSAT LuËn v¨n tèt nghiÖp 4 LỜI NÓI ĐẦU Do nhu cầu dịch vụ viễn thông băng rộng và sự tăng trưởng như vũ bão của Internet.
- Hệ thống VSAT băng rộng đa dịch vụ truyền IP qua vệ tinh địa tĩnh, hiện đại là công nghệ có thể đáp ứng yêu cầu nói trên với chất lượng dịch vụ cao, hiệu quả kinh tế lớn.
- Đồ án này tập nghiên cứu phương pháp truyền IP qua vệ tinh địa tĩnh và tính toán đường truyền vệ tinh để ứng dụng trong thực tế, qua đó đáp ứng các nhu cầu của nền kinh tế và các nhiệm vụ văn hoá, chính trị nói trên.
- Trần Đức Hân đã giúp đỡ, hướng dẫn tôi hoàn thành đồ án này cùng với sự trân trọng và kính mến dành cho thày! Hà nội,24 tháng 9 năm 2007 Học viên Trần Thị Thu Hương Th«ng tin vÖ tinh vµ c«ng nghÖ VSAT LuËn v¨n tèt nghiÖp 5 MỤC LỤC Chương I: Tổng quan về thông tin vệ tinh 1.1.Giới thiệu chung về thông tin vệ tinh.
- Cấu trúc các tuyến liên lạc trong thông tin vệ tinh.
- Các thiết bị tham gia trong tuyến thông tin vệ tinh.
- Tuyến liên lạc qua hệ thống thông tin vệ tinh.
- Các vấn đề trong truyền sóng thông tin vệ tinh.
- Đa truy nhập trong thông tin vệ tinh.
- Giao thức IP.
- Giao thức TCP.
- 33 Th«ng tin vÖ tinh vµ c«ng nghÖ VSAT LuËn v¨n tèt nghiÖp 62.6.
- 36 Chương III: Nghiên cứu truyền IP qua vệ tinh địa tĩnh 3.1.Giới thiệu.
- Chất lượng dịch vụ.
- Kết nối TCP/IP qua vệ tinh địa tĩnh.
- Yếu tố đường truyền vệ tinh địa tĩnh ảnh hưởng tới TCP/IP.
- Các biện pháp cải tiến đảm bảo truyền IP qua vệ tinh địa tĩnh… 46 3.4.1.
- Giao thức ứng dụng.
- 57 Chương IV: Các giải pháp về thông tin vệ tinh băng rộng và tổng quan về mạng IPSTAR 4.1.
- Các công nghệ được sử dụng trong thông tin vệ tinh băng rộng.
- Một số hệ thống cung cấp dịch vụ vệ tinh băng rộng….
- Vệ tinh IPSTAR.
- 83 Th«ng tin vÖ tinh vµ c«ng nghÖ VSAT LuËn v¨n tèt nghiÖp 7 4.2.4.
- Dịch vụ MDU.
- Dịch vụ VOIP.
- Dịch vụ GSM Trunking.
- Vệ tinh VINASAT.
- 92 Chương V: Tính toán đường truyền vệ tinh 5.1.
- Mật độ công suất đạt được tại vệ tinh.
- Hệ số phẩm chất của thiết bị thu trên vệ tinh.
- Công suất bức xạ đẳng hướng tương đương của vệ tinh..
- 117 Th«ng tin vÖ tinh vµ c«ng nghÖ VSAT LuËn v¨n tèt nghiÖp 85.5.2.
- 122 MA th−êng ®−îc sö dông lµ SCPC (mçi kªnh ®¬n trªn mét sãng mang – Single Channel Per Carrier).
- Trong ph−¬ng thøc nµy th× mét tÝn hiÖu hoÆc lµ tho¹i hoÆc lµ d÷ liÖu ®−îc ®iÒu tÇn hoÆc ®iÒu pha PSK ®−îc ph¸t ®i vµ truy nhËp tíi vÖ tinh theo ph−¬ng thøc FDMA.
- KiÓu ®a truy nhËp ph©n chia theo tÇn sè PCM/PSK/FDMA dùa theo nguyªn t¾c c¸c kªnh tho¹i ®−îc ®−a ®Õn tr¹m mÆt ®Êt d−íi d¹ng c¸c luång PCM, sau khi thùc hiÖn biÕn ®æi A/D c¸c luång sè cã tèc ®é 16-64Kbs ®−îc sö dông trªn mét chiÒu truyÒn dÉn cña kªnh tho¹i.
- Sau ®ã chóng ®−îc ghÐp kªnh vµ ®iÒu chÕ sãng mang theo kiÓu PSK råi ph¸t ®i, vÖ tinh tiÕp nhËn chóng trªn c¬ së FDMA.
- ë møc Ch−¬ng I: Tæng quan vÒ th«ng tin vÖ tinh vµ c«ng nghÖ VSAT I.
- Tæng quan vÒ th«ng tin vÖ tinh 1.1.
- Giới thiệu chung về thông tin vệ tinh • Vïng phñ sãng lín: Tõ quÜ ®¹o ®Þa tÜnh c¸ch tr¸i ®Êt kho¶ng 37000km vÖ tinh cã thÓ nh×n thÊy 1/3 tr¸i ®Êt, nh− vËy chØ cÇn 3 vÖ tinh trªn quÜ ®¹o lµ cã thÓ phñ sãng toµn cÇu.
- Dung l−îng th«ng tin lín: Víi b¨ng tÇn c«ng t¸c réng vµ sö dông kü thuËt t¸i sö dông b¨ng tÇn, hÖ thèng th«ng tin vÖ tinh cho phÐp ®¹t ®−îc dung l−îng th«ng tin rÊt cao.
- §é tin cËy cao: Do tuyÕn th«ng tin vÖ tinh chØ cã 3 tr¹m (2 tr¹m mÆt ®Êt ®Çu cuèi th«ng tin vµ tr¹m lÆp vÖ tinh) nªn x¸c suÊt h− háng trªn tuyÕn rÊt nhá.
- Th«ng tin vÖ tinh vµ c«ng nghÖ VSAT LuËn v¨n tèt nghiÖp 9• §a d¹ng vÒ lo¹i h×nh dÞch vô.
- CÊu tróc cña tuyÕn liªn l¹c trong hÖ thèng th«ng tin vÖ tinh.
- C¸c thiÕt bÞ tham gia trong tuyÕn liªn l¹c th«ng tin vÖ tinh: Kh«ng gièng nh− trong c¸c hÖ thèng th«ng tin kh¸c lµ th«ng tin gi÷a c¸c phÇn tö trªn mÆt ®Êt, mµ tuyÕn th«ng tin trong th«ng tin vÖ tinh lµ tuyÕn liªn l¹c gi÷a mét phÇn tö trªn mÆt ®Êt vµ mét phÇn tö trong kh«ng gian vò trô lµ vÖ tinh nªn trong tuyÕn liªn l¹c th«ng tin vÖ tinh bao gåm hai phÇn lµ phÇn kh«ng gian vµ phÇn mÆt ®Êt.
- Tr¹m A Tr¹m B Tr¹m C Tr¹mD Tr¹mE Tr¹m F A B C D E F liªn tôc H×nh1.2 §a truy nhËp ph©n chia theo tÇn sè Th«ng tin vÖ tinh vµ c«ng nghÖ VSAT LuËn v¨n tèt nghiÖp 101.2.2.
- TuyÕn liªn l¹c qua hÖ thèng th«ng tin vÖ tinh.
- T¹i tr¹m ph¸t: C¸c tÝn hiÖu cã b¨ng tÇn c¬ b¶n (tÝn hiÖu tho¹i, video, telex) ®−îc ®iÒu chÕ thµnh trung tÇn, sau ®ã ®−îc ®æi lªn cao tÇn nhê bé ®æi tÇn tuyÕn lªn UC (Up Converter) råi ®−îc khuyÕch ®¹i lªn møc c«ng suÊt cao nhê bé khuyÕch ®¹i c«ng suÊt lín HPA (High Power Amplifier) vµ ®−îc ph¸t lªn vÖ tinh qua anten ph¸t.
- T¹i tr¹m thu: TÝn hiÖu cao tÇn ph¸t tõ vÖ tinh ®−îc thu bëi anten thu qua bé khuyÕch ®¹i t¹p ©m thÊp LNA (Low Noise Amplifier) vµ ®−îc ®æi xuèng trung tÇn nhê bé ®æi tÇn xuèng DC (Down Converter), sau ®ã qua bé gi¶i ®iÒu chÕ ®Ó kh«i phôc l¹i b¨ng tÇn c¬ b¶n gièng bªn ph¸t.
- C¸c vÊn ®Ò trong truyÒn sãng th«ng tin vÖ tinh.
- 1.3.1 TÇn sè c«ng t¸c cña th«ng tin vÖ tinh Sãng ®iÖn tõ cã d¶i réng ®−îc dïng trong th«ng tin vÖ tinh tuú vµo sù kh¸c nhau vÒ môc ®Ých sö dông.
- Uû ban t− vÊn quèc tÕ vÒ v« tuyÕn D/C LNA U/C HPA DEM MOD H×nh 1.1 §−êng liªn l¹c th«ng tin vÖ tinh.
- Th«ng tin vÖ tinh vµ c«ng nghÖ VSAT LuËn v¨n tèt nghiÖp 11CCIR khuyÕn nghÞ d¶i tÇn lµm viÖc trong th«ng tin vÖ tinh lµ 1Ghz - 10Ghz, ®ã lµ d¶i tÇn thùc tÕ nhÊt trong th«ng tin vÖ tinh vµ nã ®−îc gäi lµ “cöa sæ v« tuyÕn”.
- C¸c b¨ng tÇn ®−îc sö dông: HiÖn nay th«ng tin vÖ tinh sö dông chñ yÕu hai b¨ng tÇn C vµ Ku víi tÇn sè cho tuyÕn lªn vµ tuyÕn xuèng lµ 4/6 cho b¨ng tÇn C vµ 11/14 cho b¨ng tÇn Ku, ngoµi ra hiÖn nay b¨ng tÇn 30/20 còng míi ®−îc ®−a vµo sö dông (tÇn sè tÝnh b»ng ®¬n vÞ GHz).
- C¸c b¨ng tÇn sö dông cho th«ng tin vÖ tinh B¨ng tÇn Tªn th«ng dông §Æc tÝnh vµ øng dông 6/4Ghz B¨ng C Phï hîp nhÊt cho th«ng tin vÖ tinh Dïng cho th«ng tin quèc tÕ vµ néi ®Þa 14/12GHz B¨ng Ku BÞ suy hao do m−a Sö dông cho th«ng tin quèc tÕ vµ néi ®Þa 30/20GHz B¨ng Ka BÞ suy hao nhiÒu do m−a Sö dông cho th«ng tin néi ®Þa 1.3.2.
- Ph©n cùc sãng: a.
- Ph©n cùc sãng lµ g×: Tr−êng ®iÖn tõ cña mét sãng v« tuyÕn ®iÖn khi ®i trong mét m«i tr−êng (nh− lµ khÝ quyÓn) dao ®éng theo mét h−íng nhÊt ®Þnh.
- Ph©n cùc lµ h−íng dao ®éng cña ®iÖn tr−êng.
- Cã hai lo¹i ph©n cùc sãng v« tuyÕn ®iÖn ®−îc sö dông trong th«ng tin vÖ tinh: sãng ph©n cùc th¼ng vµ sãng ph©n cùc trßn.
- Sãng ph©n cùc th¼ng: Th«ng tin vÖ tinh vµ c«ng nghÖ VSAT LuËn v¨n tèt nghiÖp 12Mét sãng ph©n cùc th¼ng cã thÓ t¹o ra b»ng c¸ch dÉn c¸c tÝn hiÖu tõ mét èng dÉn sãng ch÷ nhËt ®Õn anten loa.
- Nhê ®ã, sãng ®−îc bøc x¹ theo kiÓu ph©n cùc th¼ng ®øng song song víi c¹nh ®øng cña anten loa.
- MÆc dï sãng ph©n cùc th¼ng th× dÔ dµng t¹o ra, nh−ng cÇn ph¶i ®iÒu chØnh h−íng cña èng dÉn sãng anten thu sao cho song song víi mÆt ph¼ng ph©n cùc cña sãng ®Õn.
- Sãng ph©n cùc trßn: Sãng ph©n cùc trßn lµ sãng khi truyÒn lan ph©n cùc cña nã quay trßn.
- Cã thÓ t¹o ra lo¹i sãng nµy b»ng c¸ch kÕt hîp hai sãng ph©n cùc th¼ng cã ph©n cùc vu«ng gãc víi nhau vµ gãc lÖch pha lµ 900.
- Sãng ph©n cùc trßn lµ sãng ph©n cùc ph¶i hay tr¸i phô thuéc vµo sù kh¸c pha gi÷a c¸c sãng ph©n cùc th¼ng vµ sím pha hay chËm pha.
- Ph©n cùc quay theo chiÒu kim ®ång hå hay ng−îc chiÒu kim ®ång hå víi tÇn sè b»ng tÇn sè sãng mang.
- §èi víi sãng ph©n cùc trßn mÆc dÇu kh«ng cÇn ®iÒu chØnh h−íng cña loa thu, nh−ng m¹ch fi®¬ cña anten l¹i trë nªn phøc t¹p h¬n ®«i chót.
- §a truy nhËp trong th«ng tin vÖ tinh (Multi Access) Trong mét hÖ thèng th«ng tin vÖ tinh, c¸c tr¹m mÆt ®Êt liªn l¹c víi nhau th«ng qua vÖ tinh.
- V× vËy trong th«ng tin vÖ tinh viÖc sö dông c¸c ph−¬ng thøc truy nhËp tíi vµ tõ vÖ tinh ®−îc nghiªn cøu mét c¸ch hÕt søc kü ®Ó cã thÓ chän lùa sö dông ph−¬ng ph¸p cã hiÖu qu¶ nhÊt.
- B¨ng tÇn cña mét vÖ tinh th«ng th−êng ®−îc chia thµnh nh÷ng b¨ng tÇn nhá, ®−îc khuyÕch ®¹i mét c¸ch riªng rÏ dïng trong mçi bé ph¸t ®¸p (Transponder).
- ViÖc truy nhËp cho mçi Transponder cã thÓ ®−îc giíi h¹n víi mét tr¹m mÆt ®Êt t¹i mét ®iÓm, hoÆc còng cã thÓ thùc hiÖn ®ång thêi nhiÒu sãng mang mét lóc.
- Trong mét vÖ tinh th× cã thÓ bao gåm c¶ hai ph−¬ng ph¸p truy nhËp nãi trªn.
- Mét sè Transponder chØ lµm viÖc víi mét sãng mang ®¬n, trong khi ®ã còng cã nh÷ng Transponder lµm viÖc víi nhiÒu sãng mang ®¬n vµ cßn cã nh÷ng Transponder l¹i xö lý Th«ng tin vÖ tinh vµ c«ng nghÖ VSAT LuËn v¨n tèt nghiÖp 13mét luång th«ng tin nhiÒu sãng mang.
- §ã chÝnh lµ c¸c ph−¬ng ph¸p truy nhËp tíi c¸c béTransponder cña vÖ tinh.
- D−íi ®©y tr×nh bµy mét c¸ch tæng qu¸t mét sè kü thuËt ®a truy nhËp th−êng ®−îc sö dông nhÊt ®ã lµ kü thuËt FDMAvµ TDMA 1.4.1.
- §a truy nhËp ph©n chia theo tÇn sè FDMA (Freqency Division Multiple Access) FDMA lµ mét ph−¬ng thøc ®a truy nhËp dïng trong th«ng tin vÖ tinh, ®−îc sö dông khi cã nhiÒu tr¹m mÆt ®Êt cïng lµm viÖc trong mét hÖ thèng th«ng tin vÖ tinh, dùa vµo nguyªn t¾c ph©n chia theo tÇn sè.
- §ã lµ trong hÖ thèng th«ng tin vÖ tinh dïng FDMA th× mçi tr¹m mÆt ®Êt khi ph¸t tÝn hiÖu sÏ lµm viÖc víi mét phÇn bé ph¸t ®¸p.
- Mçi tr¹m mÆt ®Êt thu gom toµn bé l−u l−îng th«ng tin cña tr¹m ®ã lªn mét sãng mang ®¬n b»ng c¸ch ghÐp b¨ng tÇn c¬ b¶n FDM hoÆc TDM mµ kh«ng cÇn biÕt ®Þa chØ cña c¸c th«ng tin ®ã.
- Sãng mang FM nµy mang c¸c tÝn hiÖu cã ®Þa chØ kh¸c nhau ®−îc khuyÕch ®¹i lªn nhê khuyÕch ®¹i c«ng suÊt cña tr¹m mÆt ®Êt vµ ®−a tíi anten ph¸t lªn vÖ tinh.
- Anten thu cña vÖ tinh thu nh©n sãng mang nµy ®ång thêi víi c¸c sãng mang kh¸c mµ c¸c sãng mang nµy ph©n biÖt víi nhau nhê tÇn sè cña chóng.
- Toµn bé b¨ng tÇn thu ®−îc sÏ ®−îc ®−a qua c¸c bé läc råi sau ®ã ®−îc khuyÕn ®¹i b»ng c¸c bé läc råi sau ®ã ®−îc khuyÕch ®¹i b»ng ®¹i b»ng c¸c bé khuyÕch ®¹i sau c¸c bé läc t−¬ng øng.
- Mét kiÓu FDtíi h¹n sö dông ®Ó t¨ng dung l−îng kªnh tho¹i mµ kh«ng cÇn ph¶i t¨ng sãng mang trªn vÖ tinh.
- Khi hÖ thèng ho¹t ®éng trong chÕ ®é tho¹i sö dông ph−¬ng thøc SCPC, thêi gian trung b×nh mµ mçi kªnh ®−îc sö dông trong chÕ ®é ®µm tho¹i chØ chiÕm 40% toµn bé thêi gian ho¹t ®éng cña kªnh cho cuéc liªn l¹c ®ã.
- ChÕ ®é tho¹i kh«ng lµm gi¶m ®é réng trung b×nh cña b¨ng tÇn sö dông cña bé ph¸t ®¸p trªn vÖ tinh, nh−ng t¹i bÊt kú thêi ®iÓm nµo còng chØ ho¹t ®éng víi 40% dung l−îng cña sãng mang tho¹i v× vËy yªu cÇu vÒ c«ng suÊt kh«ng ®¸ng kÓ vµ mÐo do ®iÒu chÕ t−¬ng hç gi¶m ®i.
- Th«ng tin vÖ tinh vµ c«ng nghÖ VSAT LuËn v¨n tèt nghiÖp 141.4.2.
- §a truy nhËp ph©n chia theo thêi gian (TDMA- Time DMA) TDMA lµ mét ph−¬ng thøc truy nhËp trong th«ng tin vÖ tinh dùa vµo sù ph©n chia thêi gian sö dông c¸c bé ph¸t ®¸p trong vÖ tinh gi÷a c¸c tr¹m mÆt ®Êt, c¸c tr¹m mÆt ®Êt nµy cã thÓ sö dông trung mét tÇn sè sãng mang.
- Ph−¬ng ph¸p ®a truy nhËp TDMA nh.
- nãi ë trªn, dùa trªn viÖc ph©n chia thêi gian sö dông bé ph¸t ®¸p thµnh c¸c kho¶ng thêi gian nhá, gi÷a c¸c kho¶ng thêi gian nµy cã c¸c kho¶ng thêi gian trèng gäi lµ kho¶ng b¶o vÖ.
- §iÒu nµy hoµn toµn t−¬ng tù nh− trong kü thuËt FDMA chia toµn bé b¨ng tÇn thµnh c¸c b¨ng tÇn con vµ gi÷a chóng còng cã c¸c kho¶ng gi·n b¨ng.
- Kh¸c víi kü thuËt FDMA, trong kü thuËt TDMA, mçi bé ph¸t ®¸p chØ lµm viÖc víi sãng mang t¹i mét thêi ®iÓm dùa trªn c¬ së viÖc truy nhËp ®−îc thùc hiÖn ®èi víi nhiÒu ng−êi sö dông.
- Trong kü thuËt nµy, tr¹m mÆt ®Êt ®−îc thiÕt kÕ sö dông mét khe thêi gian dµnh riªng cho nã ®Ó ph¸t l−u l−îng th«ng tin cña m×nh d−íi d¹ng c¸c bÝt sè n»m trong mét luång bit sè gäi lµ burst tÝn hiÖu Tr¹m A Tr¹m B Tr¹m C Tr¹mD Tr¹mE Tr¹m F A B C D E F time H×nh 1.3 §a truy nhËp ph©n chia theo thêi gian.
- Th«ng tin vÖ tinh vµ c«ng nghÖ VSAT LuËn v¨n tèt nghiÖp 15Thêi gian b¾t ®Çu ph¸t cña burst tÝn hiÖu ®−îc thiÕt lËp khi tr¹m ®iÒu khiÓn trung t©m thu ®−îc burst tÝn hiÖu ®ång bé.
- Kho¶ng thêi gian mµ mçi tr¹m truy nhËp víi bé ph¸t ®¸p vÖ tinh ®−îc ph©n chia bëi tr¹m ®iÒu khiÓn sao cho phï hîp víi nhu cÇu vÒ dung l−îng tr¹m (tr¹m nµo cã dung l−îng lín sÏ ®−îc chia kho¶ng thêi gian dµi h¬n) vµ thay ®æi nhanh chãng cho phï hîp víi nhu cÇu ®ét xuÊt vÒ dung l−îng tõng tr¹m.
- BÊt kú tr¹m nµo còng cã thÓ truy nhËp tíi toµn bé c¸c tr¹m kh¸c trong hÖ thèng ®Ó nèi th«ng liªn l¹c gi÷a chóng.
- §èi víi kü thuËt FDMA, sù thay ®æi ®é réng b¨ng tÇn.
- göi xong burst th«ng tin cña m×nh th× sÏ cã mét kho¶ng thêi gian trèng t¹o ra tr−íc khi tr¹m tiÕp theo göi burst th«ng tin cña m×nh.
- Th«ng tin vÖ tinh vµ c«ng nghÖ VSAT LuËn v¨n tèt nghiÖp 16CHƯƠNG II: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ TRUYỀN IP THÔNG THƯỜNG 2.1.
- TCP là giao thức thực hiện theo phương thức kết nối.
- Th«ng tin vÖ tinh vµ c«ng nghÖ VSAT LuËn v¨n tèt nghiÖp 17IP là giao thức thực hiện theo phương thức không kết nối.
- Mô hình phân lớp giao thức mạng Internet Lớp truy cập Th«ng tin vÖ tinh vµ c«ng nghÖ VSAT LuËn v¨n tèt nghiÖp 18Với chức năng của các lớp

Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn
hoặc xem Tóm tắt