Nghiên cứu và triển khai hệ thống thiết bị ứng dụng các dịch vụ thông tin vệ tinh băng rộng VSAT-IP tại Việt Nam

- LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGHIÊN CỨU VÀ TRIỂN KHAI HỆ THỐNG THIẾT BỊ ỨNG DỤNG CÁC DỊCH VỤ THÔNG TIN VỆ TINH BĂNG RỘNG VSAT-IP TẠI VIỆT NAM NGÀNH: ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG MÃ SỐ: PHAN HỒNG THUẤN Người hướng dẫn khoa học: TS.
- NGUYỄN TÀI HƯNG HÀ NỘI 2008 Các dịch vụ thông tin vệ tinh băng rộng VSAT-IP tại Việt Nam PHAN HỒNG THUẤN Cao học 2006-2008 xivLỜI MỞ ĐẦU Thông tin vệ tinh càng ngày càng phát triển và được sử dụng rộng rãi trên toàn thế giới vì sự tiện lợi và những ưu điểm mà không có một loại hình truyền dẫn nào có được.
- Bên cạnh đó xu hướng của thế giới hiện nay các dịch vụ viễn thông được phát triển trên nền IP băng rộng.
- Hệ thống thông tin vệ tinh băng rộng VSAT IP đã kết hợp được hai loại hình công nghệ tiên tiến là công nghệ thông tin vệ tinh và IP.
- Hệ thống VSAT-IP sẽ đem đến cho khách hàng nhiều loại hình dịch vụ với băng thông tốc độ cao được tích hợp trên một thiết bị đầu cuối với khả năng triển khai các dịch vụ rất nhanh chóng và dễ dàng.
- Có thể nói việc triển khai và đưa vào khai thác hệ thống liên lạc qua vệ tinh bằng các trạm VSAT từ cuối năm 1996 của Tổng Công ty Bưu chính Viễn thông Việt nam và Công ty Viễn thông Quốc tế là một thành công, nó đã đáp ứng được kịp thời các nhu cầu cấp bách về thông tin liên lạc phục vụ cho việc đảm bảo an ninh quốc phòng, phát triển kinh tế xã hội ở những vùng xa xôi hẻo lánh, miền núi, biên giới, hải đảo hay giàn khoan trên biển.
- là những nơi mà các hệ thống cáp đồng, cáp quang, hoặc vi ba không đáp ứng được do hạn chế kỹ thuật, tài chính.
- Và với việc ra đời của hệ thống liên lạc qua vệ tinh này đã góp phần giúp Tổng Công ty thực hiện thắng lợi nhiệm vụ chính trị của Đảng và Nhà nước đề ra là phủ sóng điện thoại tới 100% các quận huyện trên cả nước.
- Tuy nhiên trong bối cảnh kinh doanh hiện nay, bên cạnh các nhiệm vụ phục vụ công ích của dịch vụ, cần phải chú trọng đến hiệu quả kinh tế của việc triển khai dịch vụ đó.
- Mạng lưới VSAT sau một thời gian dài hoạt động và khai thác không được nâng cấp thay thế đã có dấu hiệu xuống cấp, và ngày càng trở nên lạc hậu so với sự phát triển của công nghệ và nhu cầu sử dụng Các dịch vụ thông tin vệ tinh băng rộng VSAT-IP tại Việt Nam PHAN HỒNG THUẤN Cao học 2006-2008 xvcủa khách hàng hiện nay.
- Hệ thống thông tin vệ tinh băng rộng VSAT-IP ra đời đã khắc phục được hạn chế này.
- Ngoài những ưu điểm của các hệ thống VSAT cũ, hệ thống VSAT-IP bên cạnh việc cung cấp các dịch vụ truyền thống như thoại, fax còn cung cấp được nhiều loại hình dịch vụ đòi hỏi băng thông cao như truy cập Internet, VPN, GSM trunking, truyền hình hội nghị...góp phần đa dạng hóa việc phục vụ nhu cầu của khách hàng.
- Bản luận văn sau khi hoàn thành sẽ là một nguồn tài liệu tham khảo hữu ích cho các học viên, sinh viên cũng như các cá nhân, tổ chức về kiến trúc hệ thống VSAT-IP, kết nối giữa hệ thống quản lý các dịch vụ ứng dụng với trạm VSAT-IP Gateway và với các hệ thống mạng trục, các thiết bị và chức năng của các thiết bị trong hệ thống quản lý các dịch vụ ứng dụng VSAT-IP Application.
- Đồng thời hướng dẫn quy trình thiết lập, cấu hình và khai thác các dịch vụ ứng dụng của hệ thống VSAT-IP như: dịch vụ VoIP, dịch vụ Internet, dịch vụ VPN, đa dịch vụ, dịch vụ GSM trunking… Bản luận văn với đề tài: “Nghiên cứu và triển khai hệ thống thiết bị ứng dụng các dịch vụ thông tin vệ tinh băng rộng VSAT-IP tại Việt Nam” được kết cấu gồm các phần sau.
- Chương 1: Tổng quan về hệ thống thông tin vệ tinh băng rộng VSAT-IP.
- Chương 2: Hệ thống cung cấp và quản lý các dịch vụ ứng dụng VSAT-IP.
- Chương 3: Các giải pháp và phương án triển khai hệ thống cung cấp dịch vụ VSAT-IP tại Việt Nam.
- Chương 4: Thiết kế hệ thống cung cấp các loại hình dịch vụ ứng dụng VSAT-IP.
- Chương 5: Hệ thống quản trị mạng và quản lý thiết bị.
- Các dịch vụ thông tin vệ tinh băng rộng VSAT-IP tại Việt Nam PHAN HỒNG THUẤN Cao học CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH BĂNG RỘNG VSAT-IP 1.1 Tổng quan về hệ thống mạng VSAT-IP 1.1.1 Định nghĩa mạng VSAT VSAT - Very Small Aperture Terminal là một dạng trạm thông tin mặt đất cỡ nhỏ dùng các công nghệ tiên tiến trong thông tin vệ tinh cho phép người sử dụng có thể liên lạc với nhau qua vệ tinh.
- Từ “Terminal” có thể được hiểu là một trạm thông tin mặt đất (sau đây gọi là trạm VSAT hoặc remote) dùng để kết cuối với các thiết bị của người sử dụng như: Điện thoại, máy Fax, TV, máy tính.
- để tạo ra lưu lượng lưu chuyển trong mạng VSAT.
- Mạng VSAT được hiểu là gồm nhiều trạm VSAT được kết nối với nhau bằng các giao thức liên lạc qua vệ tinh.
- Các trạm VSAT có thể đặt dải dác trong nước hay nước ngoài miễn là vẫn trong vùng phủ sóng của vệ tinh sử dụng.
- Mạng VSAT có thể được cấu hính dưới dạng mạng Sao (star), mạng Lưới (mesh), hay mạng lai (hybrid).
- 1.1.2 Các cấu hình mạng VSAT Các trạm VSAT liên lạc với nhau qua vệ tinh bằng các đường truyền cao tần, trong đó đường truyền từ trạm VSAT đến vệ tinh gọi là đường lên (uplink) và từ vệ tinh về trạm gọi là đường xuống (downlink).
- Toàn bộ đường truyền từ trạm VSAT - vệ tinh - trạm VSAT được gọi là một bước nhảy (hop).
- Một đường truyền cao tần là một sóng mang điều chế chứa thông tin.
- Về cơ bản các vệ tinh thu các sóng mang uplink từ các trạm thông tin mặt đất trong vùng bao phủ của anten thu, sau đó có thể tái tạo lại rồi khuếch đại các sóng mang này, chuyển đổi về băng tần thấp hơn để tránh gây nhiễu giữa đầu tín hiệu vaò/ra vệ tinh và truyền các sóng mang đã được khuếch đại này về các trạm Các dịch vụ thông tin vệ tinh băng rộng VSAT-IP tại Việt Nam PHAN HỒNG THUẤN Cao học trong vùng bao phủ của anten phát vệ tinh.
- Các mạng VSAT hiện tại thường sử dụng các vệ tinh địa tĩnh để liên lạc.
- Các vệ tinh địa tĩnh là các vệ tinh bay trên cùng mặt phẳng xích đạo của trái đất với quỹ đạo tròn cách bề mặt trái đất 35786 km và quay cùng chiều với chiều quay của trái đất.
- Có ba dạng mạng VSAT là: Mạng lưới, mạng sao và mạng lai.
- 1.1.2.1 Mạng VSAT dạng lưới (Mesh network) Hình 1.1: Sơ đồ mạng VSAT dạng lưới Các dịch vụ thông tin vệ tinh băng rộng VSAT-IP tại Việt Nam PHAN HỒNG THUẤN Cao học Trong cấu hình mạng lưới, các trạm VSAT trong mạng có thể liên lạc trực tiếp với nhau Để làm được điều này phải thông qua một trạm điều khiển trung tâm còn gọi là trạm hub để thiết lập hay giải phóng các kết nối giữa các trạm trong mạng, nhưng trạm hub ở đây không mang lưu lượng.
- Đôi khi người ta có thể trang bị ngay cho một trạm VSAT các thiết bị cùng với phần mềm điều khiển và quản trị mạng, trạm này sẽ kiêm vai trò là một trạm điều khiển trung tâm - được quy là trạm chủ (master) còn các trạm khác trong mạng được quy là trạm tớ (slave).
- Bản chất của trạm VSAT là trạm có kích thước nhỏ sinh ra các hạn chế về công suất phát (vài chục oat) và độ nhậy thu (G/T), cùng với suy hao truyền sóng đi và đến một vệ tinh địa tĩnh là 200 dB.
- Do vậy, tín hiệu thu được tại trạm VSAT không đáp ứng được yêu cầu về chất lượng cho các thiết bị đầu cuối người sử dụng.
- Vì thế kiểu liêt kết trực tiếp VSAT-VSAT ít được sử dụng, nó chỉ phù hợp cho các ứng dụng như là thoại với các yêu cầu nghiêm ngặt về thời gian trễ.
- 1.1.2.2 Mạng VSAT dạng sao (Star network) Trong mạng sao, các trạm VSAT chỉ thu và phát tới một trạm trung tâm gọi là trạm hub.
- Trạm hub thu các sóng mang từ các trạm VSAT phát, và chuyển các thông tin cần truyền tới các trạm VSAT bằng sóng mang của nó.
- Cả 2 đường kết nối outbound và inbound đều gồm uplink và downlink, đi và đến vệ tinh.
- Các dịch vụ thông tin vệ tinh băng rộng VSAT-IP tại Việt Nam PHAN HỒNG THUẤN Cao học Có hai dạng mạng VSAT hình sao.
- Mạng một chiều: ở đây trạm hub phát các sóng mang tới các trạm VSAT chỉ thu.
- Loại cấu hình này dùng trong các dịch vụ truyền quảng bá từ một địa điểm trung tâm nơi trạm hub được đặt tới các địa điểm khác nơi các trạm VSAT chỉ thu được đặt.
- Hình 1.2: Sơ đồ mạng VSAT dạng sao một chiều • Mạng hai chiều: Các trạm VSAT trong mạng vừa thu vừa phát.
- Cấu hình mạng này dùng cho các dịch vụ lưu lượng tương tác (cần trao đổi thông tin với nhau) Các dịch vụ thông tin vệ tinh băng rộng VSAT-IP tại Việt Nam PHAN HỒNG THUẤN Cao học Hình 1.3: Sơ đồ mạng VSAT dạng sao hai chiều Ưu điểm của mạng hình sao là do độ tăng ích (G/T) của anten trạm hub lớn nên tối ưu hoá được việc sử dụng băng tần vệ tinh, khắc phục đươc hạn chế về công suất phát của vệ tinh và làm tối thiểu hoá được kích thước anten của các trạm VSAT do đó làm hạ giá thành.
- Nhược điểm của mạng sao là trễ truyền sóng lớn do phải qua hai chặng từ VSAT-hub-VSAT (double hop) 1.1.2.3 Mạng VSAT dạng lai (hybrid) Là mạng kết hợp của 2 mạng lưới và mạng sao, nghĩa là một nhóm các trạm VSAT trong mạng có thể liên lạc trực tiếp được với nhau trong khi nhóm Các dịch vụ thông tin vệ tinh băng rộng VSAT-IP tại Việt Nam PHAN HỒNG THUẤN Cao học khác chỉ có thể liên lạc thông qua trạm sự chuyển tiếp của trạm hub.
- Loại mạng này thích hợp cho các mạng mà trong đó có một số trạm VSAT có yêu cầu trao đổi lưu lượng giữa chúng lớn hơn các trạm VSAT khác.
- Các trạm VSAT có yêu cầu về lưu lượng lớn hơn sẽ dùng phương thức mạng lưới để làm giảm các chi phí do phải trạng bị thêm các thiết bị tại trạm hub và tiết kiệm băng tần vệ tinh mà đáng nhẽ phải cần cho double hop.
- Các trạm còn lại có thể liên lạc với các trạm VSAT có yêu cầu lưu lượng lớn hơn này hoặc liên lạc với nhau qua phương thức của mạng hình sao.
- 1.1.3 Các giao thức truy nhập mạng Các giao thức truy nhập mạng thường kết hợp các kỹ thuật truy nhập dung lượng vệ tinh (FDMA, TDMA, CDMA) với một số dạng điều khiển lưu lượng.
- Chức năng điều khiển lưu lượng thường được thực hiện ở trạm Hub, qua đó mà dung lượng yêu cầu bởi các trạm VSAT có thể được gán theo yêu cầu, ngẫu nhiên hay cố định.
- Như vậy việc dùng giao thức truy nhập mạng tạo ra được sự hiệu quả trong sử dụng mạng.
- Hình 1.4: Các lớp giao thức được sử dụng trong mạng VSAT Các dịch vụ thông tin vệ tinh băng rộng VSAT-IP tại Việt Nam PHAN HỒNG THUẤN Cao học TÀI LIỆU THAM KHẢO 1.
- Công ty Viễn thông Quốc tế (2005), Tài liệu kỹ thuật dự án VSAT-IP của iPStar Co.Ltd Thailand.
- Công ty Viễn thông Quốc tế (2005), Tài liệu kỹ thuật dự án các thiết bị quản lý dịch vụ VSAT-IP của VTI.
- Các nguồn thông tin trên Internet.
- www.cisco.com • www.ipstar.com • www.itpaper.com • www.networkmagazine.com • www.tapchibcvt.gov.vn • www.vnpro.org • www.memotec.com Các dịch vụ thông tin vệ tinh băng rộng VSAT-IP tại Việt Nam PHAN HỒNG THUẤN Cao học KẾT LUẬN Hệ thống VSAT-IP là một hệ thống viễn thông băng rộng có thể cung cấp nhiều loại dịch vụ đòi hỏi băng thông rộng như: dịch vụ truy cập Internet băng rộng, dịch vụ thoại IP (VoIP), dịch vụ mạng riêng ảo (VPN), dịch vụ trung kế di động GSM và trung kế tổng đài, 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 và chất lượng dịch vụ.
- Thuê bao ở bất kỳ vị trí, địa hình nào trong phạm vi lãnh thổ Việt Nam đều có thể sử dụng các dịch vụ VSAT băng rộng (thoại, truy nhập Internet băng rộng, mạng riêng ảo VPN.
- Với lợi thế này thì mạng VSAT băng rộng sẽ là một giải pháp tốt nhất bổ sung cho các mạng mặt đất để cung cấp dịch vụ cho các thuê bao trên khắp cả nước.
- Hệ thống cho phép có thể tích hợp nhiều loại hình dịch vụ băng rộng trên một mạng, một thiết bị duy nhất tại đầu khách hàng, phù hợp với xu hướng Viễn thông hiện nay của thế giới là tích hợp hệ thống đa dịch vụ và hội tụ các dịch vụ Viễn thông trên nền IP.
- Hệ thống thông tin vệ tinh băng rộng VSAT-IP là sự hội tụ của nhiều công nghệ viễn thông tiên tiến như: tích hợp nhiều loại hình dịch vụ trên nền công nghệ IP như Voip, truy nhập Internet.
- công nghệ bảo mật cao dùng cơ chế mã hoá IPSec cho các khách hàng sử dụng dịch vụ VPN.
- phương thức điều chế OFDM cho băng tần lớn, chống nhiễu và tăng hiệu suất sử dụng phổ.
- cơ chế tối ưu hoá gói tin TCP/IP qua hệ thống vệ tinh.
- cơ chế cấp phát đường truyền động dựa theo chất lượng đường truyền giúp hạn chế những nhược Các dịch vụ thông tin vệ tinh băng rộng VSAT-IP tại Việt Nam PHAN HỒNG THUẤN Cao học điểm của thông tin vệ tinh...Bên cạnh đó hệ thống VSAT-IP được xây dựng trên những thiết bị của những hãng nổi tiếng hàng đầu thế giới như tập đoàn SSA (Thái Lan).
- Packeteer, HP, Nera...Những yếu tố trên đã làm cho hệ thống thông tin vệ tinh băng rộng VSAT-IP là một hệ thống hiện đại, chuyên nghiệp, đáp ứng được nhu cầu về mạng lưới và dịch vụ hiện tại và tương lai.
- Kính mong Hội đồng, các Thầy (Cô) giáo và bạn bè có những ý kiến góp ý để luận văn được hoàn chỉnh hơn, có tính ứng dụng cao hơn.
- Thời gian tới để có thể phát triển đề tài, tôi sẽ tiếp tục nghiên cứu các lĩnh vực sau.
- Nghiên cứu và phát triển thêm các loại hình dịch vụ khác trên nền hệ thống VSAT-IP.
- Tối ưu hóa và xây dựng chương trình mô phỏng truyền thông tin TCP/IP qua hệ thống thông tin vệ tinh.
- Nghiên cứu và tối ưu hóa hệ thống bảo mật cho VSAT-IP và các mạng khách hàng.
- Nghiên cứu và nâng cấp phần mềm hệ thống quản lý mạng - SNMS Các dịch vụ thông tin vệ tinh băng rộng VSAT-IP tại Việt Nam PHAN HỒNG THUẤN Cao học CHƯƠNG V: HỆ THỐNG QUẢN TRỊ MẠNG VÀ QUẢN LÝ THIẾT BỊ 5.1 Tổng quan về SNMS Hệ thống quản lý mạng - SNMS là một thành phần quan trọng của hệ thống mạng cung cấp dịch vụ VSAT-IP.
- Đây sẽ là công cụ giúp quản lý, vận hành hệ thống một cách hiệu quả.
- CiscoWorks Small Network Management Solution (SNMS) cung cấp giao diện dựa trên Web với khả năng quản lý tới 30 - 40 thiết bị mạng của Cisco như switches, routers.
- Khi sử dụng kết hợp các ứng dụng trong SNMS người quản trị mạng không chỉ giám sát được mạng mà còn giúp tối ưu hóa hoạt động của mạng.
- Hệ thống SNMS trong hệ cung cấp dịch vụ ứng dụng sẽ quản lý thiết bị Cisco Router 7609, riêng VPN module và FWSM module được cài trên Cisco Router 7609 này sẽ do hệ thống VMS quản lý.
- Hệ thống CiscoWorks SNMS 1.5 bao gồm các thành phần sau.
- CiscoWorks CiscoView 6.0 (CV): là một công cụ dựa trên web để cung cấp thông tin giám sát thời gian thực các giao tiếp của thiết bị Cisco.
- CiscoWorks Resource Manager Essentials 3.5 (RME): là một ứng dụng quản trị thiết bị dựa trên web.
- CiscoWorks Server (In CiscoWorks Common Services 2.2): CiscoWorks Server là một phần của CiscoWorks Common Services 2.2.
- Nó giúp thực hiện các thao tác quản trị việc quản lý mạng như quản lý các user account, bật/tắt các tiến trình (processes) trong CiscoWorks server.
- WhatsUp Gold 8.0: giúp giám sát các thiết bị qua sơ đồ topology.
- Các dịch vụ thông tin vệ tinh băng rộng VSAT-IP tại Việt Nam PHAN HỒNG THUẤN Cao học Vị trí của hệ thống SNMS trong mạng Sơ đồ sau minh họa vị trí của hệ thống SNMS trong mạng.
- Thiết bị SNMS được gán vào VLAN inside đây là VLAN có mức độ bảo mật cao nhất (security: 100).
- Tại VLAN inside thì SNMS server có thể truy nhập vào tất cả các thiết bị trong hệ thống VSAT-IP Application.
- Hình 5.1: Vị trí logic của SNMS trong mạng Các dịch vụ thông tin vệ tinh băng rộng VSAT-IP tại Việt Nam PHAN HỒNG THUẤN Cao học Phân quyền sử dụng hệ thống quản trị mạng Quyền Admin dành cho các kỹ sư có kinh nghiệm khai thác thiết bị SNMS và hệ thống tốt.: Có thể thực hiện tất cả các chức năng của hệ thống (Quản lý user, truy nhập và cấu hình các thông số hệ thống.
- Quyền User dành cho trực ca chưa có kinh nghiệm về khai thác hệ thống và thiết bị SNMS chỉ có thể xem các thông tin hệ thống, thông tin cảnh báo, không thể cấu hình thông số hệ thống.
- 5.2 Chức năng SNMS 5.2.1 Quản lý người dùng Truy xuất đến Ciscoworks có thể được hạn chế bởi user account để mỗi người dùng chỉ có thể truy xuất đến những chức năng nhất định.
- Resource Manager Essentials định ra các vai trò và các mức an ninh để chỉ thị các ứng dụng CiscoWorks và các chức năng trong mỗi ứng dụng mà người dùng có thể truy xuất.
- Ví dụ, với mỗi user có những chức năng (Developer, Export Data và Partition Administrator) thì các quyền mà user này có thể thực hiện sẽ được hiển thị trong màn hình security user account.
- 5.2.2 Quản lý thiết bị Ciscoworks Resource Manager Essentials (RME) giúp xem và cập nhật trạng thái và cấu hình của thiết bị Cisco 7609 từ bất kỳ nơi nào trong mạng qua trình duyệt Web chuẩn.
- Các user account có thể bị hạn chế truy xuất để mỗi user chỉ có quyền truy xuất đến những chức năng nhất định nhằm tăng tính an ninh khả năng quản lý.
- RME bảo quản database của thông tin thiết bị mạng hiện hành và cung cấp nhiều báo cáo có thể dùng cho troubleshooting.
- Khi thiết bị được thêm vào kho để quản lý, khi đó có thể đặt lịch trình để tìm và cập nhật thông tin thiết Các dịch vụ thông tin vệ tinh băng rộng VSAT-IP tại Việt Nam PHAN HỒNG THUẤN Cao học bị như phần cứng, phần mềm, cấu hình theo định kỳ nhằm đảm bảo thông tin mới nhất của thiết bị được lưu giữ.
- Ngoài ra, Essentials còn hỗ trợ việc ghi lại các thay đổi đã làm trên thiết bị mạng giúp dễ nhận biết khi nào các thay đổi được thực hiện và ai đã làm những thay đổi này.
- Quản lý kho (Inventory Management) trong RME giúp tạo các báo cáo và xem thông tin về thiết bị.
- Ngoài ra, còn có thể đặt lịch trình để dò hỏi những thay đổi của thiết bị và cập nhật thông tin vào Essentials database

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