taphuanvetinh 08

8/6/2019 taphuanvetinh 08

http://slidepdf.com/reader/full/taphuanvetinh-08 1/42

Bé T− lÖnh Th«ng tin liªn l¹c

Tæng quan Dù ¸n Th«ng tin vÖ tinh 1

Môc lôclêi nãi ®Çu ........................................................................................................................... 2 Ch− ¬ng I ................................................................................................................................ 3 tæng quan vÒ th«ng tin vÖ tinh............................................................................ 3

1.1. Giíi thiÖu ....................................................................................................................3 1.1.1. LÞch sö ph¸t triÓn cña th«ng tin vÖ tinh ..............................................................3 1.1.2. CÊu tróc tæng thÓ cña mét ® − êng th«ng tin vÖ tinh ............................................3

1.2. Çc d¹ng quü ®¹o cña vÖ tinh ...................................................................................5 1.2.1. Çc d¹ng quü ®¹o cña vÖ tinh ..............................................................................5 1.2.2. Çc th«ng sè chÝnh cña vÖ tinh ®Þa tÜnh ..............................................................7

1.3. Nh÷ng vÊn ®Ò chung cña th«ng tin vÖ tinh ..............................................................9 1.3.1. Çc ph− ¬ng ph¸p ®a truy nhËp vÖ tinh ...............................................................9 1.3.2. Çc b¨ng tÇn cho th«ng tin vÖ tinh ....................................................................13

Ch− ¬ng II............................................................................................................................. 17 Tæng quan dù ¸n vÖ tinh viÔn th«ng vinasat............................................. 17

2.1. Çc th«ng sè chÝnh cña vÖ tinh Vinasat .................................................................18 2.1.1. Çc th«ng sè kü thuËt chÝnh cña vÖ tinh VINASAT .........................................18 2.1.2. Çc giíi h¹n khai th¸c cña vÖ tinh Vinasat .......................................................19

2.2. Çc s¬ ®å ph©n kªnh cña vÖ tinh Vinasat ..............................................................20 2.3. Vïng phñ sãng vÖ tinh Vinasat...............................................................................22

Ch− ¬ng III ........................................................................................................................... 22 tæng quan vÒ dù ¸n thμnh phÇn vinasat....................................................... 22 cña bé quèc phßng....................................................................................................... 22

3.1. Môc tiªu cña Dù ¸n ..................................................................................................22 3.2. Quy m« dù ¸n ...........................................................................................................22

3.3. §Þa ®iÓm triÓn khai ..................................................................................................23 3.4. Gi¶i ph¸p cho hÖ thèng th«ng tin vÖ tinh qu©n sù ................................................23 3.4.1. Lùa chän sö dông b¨ng tÇn cña Vinasat ...........................................................23 3.4.2. Lùa chän c«ng nghÖ chuyÓn m¹ch gãi IP .........................................................24 3.4.3. Lùa chän c«ng nghÖ ®a truy nhËp vÖ tinh .........................................................27

3.5. Tæng quan hÖ thèng th«ng tin vÖ tinh qu©n sù .....................................................29 3.5.1. CÊu tróc hÖ thèng ...............................................................................................29 3.5.1. Çc dÞch vô cña hÖ thèng th«ng tin vÖ tinh qu©n sù ........................................31 3.5.2. CÊu tróc tæng quan tr¹m HUB ..........................................................................32 3.5.2. CÊu tróc tæng quan tr¹m VSAT .........................................................................34

3.6. B¶o mËt hÖ thèng th«ng tin vÖ tinh qu©n sù ..........................................................37

3.6.1. Các nguy cơ ảnh hưở ng an ninh thông tin .......................................................37 3.6.2. Bảo mật giao di ệ n vệ tinh...................................................................................38 3.6.2. Bảo mật thông tin đầu cuố i số li ệ u IP ...............................................................39 3.6.2. Bảo mật thông tin thoại đầu cuố i - đầu cuố i: ...................................................40

Ch− ¬ng IV ........................................................................................................................... 42 dù kiÕn triÓn khai ........................................................................................................ 42 dù ¸n thμnh phÇn vinasat cña bé quèc phßng.......................................... 42

4.1. C«ng t¸c chuÈn bÞ: ...................................................................................................42 4.2. Çc giai ®o¹n cña dù ¸n: .........................................................................................42 4.3. Tr¸ch nhiÖm cña çc ®¬n vÞ tham gia triÓn khai dù ¸n: ......................................42





lêi nãi ®Çu

Th«ng tin vÖ tinh chØ míi xuÊt hiÖn trong h¬n bèn thËp kû qua nh− ng

®· ph¸t triÓn rÊt nhanh chãng trªn thÕ giíi còng nh− trong n− íc ta, më ramét thêi kú míi cho sù ph¸t triÓn trong mäi lÜnh vùc khoa häc còng nh− ®êi

sèng nãi chung vµ ®Æc biÖt ngµnh viÔn th«ng nãi riªng.

Th«ng tin vÖ tinh ®· ® − îc øng dông trong qu©n ®éi ta b¾t ®Çu tõ n¨m

1998 víi 4 tr¹m VSAT cña Qu©n chñng H¶i qu©n vµ n¨m 2000 cã thªm 5tr¹m cho khu vùc T©y B¾c thuéc qk2. Th«ng tin vÖ tinh cã − u ®iÓm næi bËt lµ

vïng phñ sãng rÊt réng, triÓn khai l¾p ®Æt nhanh vµ kh¶ n¨ng cung cÊp dÞch

vô ®a d¹ng cho ng− êi dïng. Nã lµ ph− ¬ng tiÖn th«ng tin h÷u hiÖu nhÊt ®Ó

kÕt nèi th«ng tin liªn l¹c víi çc vïng xa x«i, biªn giíi, h¶i ®¶o n¬i mµ m¹ngth«ng tin cè ®Þnh kh«ng thÓ víi tíi ® − îc, ®ång thêi th«ng tin vÖ tinh nhê − u

®iÓm triÓn khai l¾p ®Æt vµ thiÕt lËp liªn l¹c nhanh sÏ lµ ph− ¬ng tiÖn liªn l¹c

c¬ ®éng gióp øng cøu kÞp thêi trong çc t×nh huèng khÈn cÊp.

Dù ¸n thµnh phÇn Bé Quèc phßng thuéc Dù ¸n phãng vÖ tinh viÔn

th«ng ViÖt Nam - VINASAT chÝnh lµ ®Ó x©y dùng mét hÖ thèng th«ng tin vÖ

tinh sö dông cho môc ®Ých quèc phßng. Sau khi hoµn thµnh hÖ thèng th«ng

tin vÖ tinh sÏ lµ mét thµnh phÇn trong hÖ thèng th«ng tin qu©n sù, kÕt hîp

víi m¹ng th«ng tin s½n b¶o ®¶m th«ng tin liªn l¹c v÷ng ch¾c phôc vô chonhiÖm vô x©y dùng vµ b¶o vÖ tæ quèc ViÖt Nam XHCN.

Tµi liÖu nµy ® − îc viÕt ra ®Ó phôc vô TËp huÊn cho çn bé th«ng tin

toµn qu©n, nh»m gióp cho çn bé chØ huy th«ng tin çc cÊp hiÓu biÕt tæng

quan vÒ th«ng tin vÖ tinh vµ Dù ¸n thµnh phÇn BQP thuéc Dù ¸n VINASAT,

trªn c¬ së ®ã cã thÓ t×m hiÓu nghiªn cøu s©u h¬n vµ chñ ®éng trong viÖc

tham gia triÓn khai dù ¸n, ph¸t huy hiÖu qu¶ cña dù ¸n trong nhiÖm vô b¶o

®¶m th«ng tin liªn l¹c cña ®¬n vÞ m×nh.

Tµi liÖu dùa trªn çc t− liÖu thu thËp ® − îc tõ gi¸o tr×nh cña Häc viÖnBCVT vµ tham kh¶o çc tµi liÖu cña n− íc ngoµi trong qu¸ tr×nh chuÈn bÞ dù

¸n, b− íc ®Çu sÏ kh«ng tr¸nh khái thiÕu sãt, kÝnh mong çc ®ång chÝ thamgia ®ãng gãp ®Ó chóng t«i rót kinh nghiÖm vµ hoµn thiÖn h¬n.

Hµ néi, Ngµy 10 th¸ng 1 n¨m 2008





Ch− ¬ng I

tæng quan vÒ th«ng tin vÖ tinh

1.1. Giíi thiÖu

1.1.1. LÞch sö ph¸t triÓn cña th«ng tin vÖ tinh

ý t− ëng vÒ mét hÖ thèng th«ng tin toµn cÇu sö dông vÖ tinh bay xung quanhqu¶ ®Êt ®· ®− îc nhµ b¸c häc Arthur C. Clarke giíi thiÖu trong mét t¹p chÝ Anh“Wireless world” (thÕ giíi kh«ng gi©y) vµo th¸ng 5 n¨m 1945.

Th¸ng 10 n¨m 1957 Liªn x« ®· phãng thµnh c«ng vÖ tin nh©n t¹o ®Çu tiªntrªn thÕ giíi më ra mét kû nguyªn chinh phôc vò trô cña con ng− êi, ®ång thêi cònglµ lÇn ®Çu tiªn th«ng tin gi÷a tr¸i ®Êt vµ vò trô ®− îc thùc hiÖn.

N¨m 1958 b¶n tin chóc mõng Gi¸ng sinh cña tæng thèng Mü Eisenhower lÇn®Çu tiªn ®− îc ph¸t ®i qua vÖ tinh cã tªn lµ Score bay ë ®é cao 1500 km.

Nh÷ng n¨m sau ®ã tõ n¨m 1960 ®Õn 1962 mét lo¹t çc vÖ tinh khëi ®Çu cãtªn Echo, Curier, Telstar vµ Relay ®· ®− îc phãng lªn ë quü ®¹o cã ®é cao thÊp

(kho¶ng 1000 km ®Õn 8000 km), do h¹n chÕ bëi tªn löa phãng.N¨m 1963 mét vÖ tinh ®Þa tÜnh ®Çu tiªn cã tªn lµ Syncom, cã ®é cao bay

36.000 km ®· truyÒn h×nh trùc tiÕp thÕ vËn héi Olympic Tokyo tõ NhËt vÒ Mü.

N¨m 1965 vÖ tinh Molniya cña liªn x« ®− îc phãng lªn ë quü ®¹o elipnghiªng 65o so víi mÆt ph¼ng xÝch ®¹o.

Th¸ng 7 n¨m 1964 mét tæ chøc quèc tÕ vÒ th«ng tin vÖ tinh ®· ra ®êi, ban®Çu cã 11 n− íc thµnh viªn, gäi t¾t lµ Intelsat (Internation TelecommucationsSatellite). Çc n− íc tham gia vµo tæ chøc nµy t¨ng lªn nhanh chãng, 30 n¨m sauth¸ng 8 n¨m 1994 sè n− íc thµnh viªn tham gia tæ chøc Intelsat ®· lµ 133, trong ®ãcã ViÖt Nam.

1.1.2. CÊu tróc tæng thÓ cña mét ® − êng th«ng tin vÖ tinh

Muèn thiÕt lËp mét ®− êng th«ng tin vÖ tinh, tr− íc hÕt ph¶i phãng mét vÖ tinhlªn quü ®¹o vµ cã kh¶ n¨ng thu ph¸t sãng v« tuyÕn ®iÖn. VÖ tinh cã thÓ lµ vÖ tinhthô ®éng, chØ ph¶n x¹ sãng v« tuyÕn mét çch thô ®éng mµ kh«ng khuÕch ®¹i vµbiÕn ®æi tÇn sè. HÇu hÕt çc vÖ tinh th«ng tin hiÖn nay lµ vÖ tinh tÝch cùc. VÖ tinh sÏ

thu tÝn hiÖu tõ mét tr¹m mÆt ®Êt, (SES: Satellite Earth Station) biÕn ®æi, khuÕch ®¹i




Tæng quan Dù ¸n th«ng tin vÖ tinh 4

vµ ph¸t l¹i ®Õn mét hoÆc nhiÒu tr¹m mÆt ®Êt kh¸c. H×nh 1.1 chØ ra mét ®− êng th«ngtin qua vÖ tinh gi÷a hai tr¹m mÆt ®Êt

TÝn hiÖu tõ mét tr¹m mÆt ®Êt ®Õn vÖ tinh, gäi lµ ®− êng lªn (uplink) vµ tÝnhiÖu tõ vÖ tinh trë vÒ mét tr¹m mÆt ®Êt kh¸c, ®− êng xuèng (dowlink). ThiÕt bÞ th«ngtin trªn vÖ tinh bao gåm mét sè bé ph¸t ®¸p sÏ khuÕch ®¹i tÝn hiÖu ë çc b¨ng tÇnnµo ®ã lªn mét c«ng suÊt ®ñ lín vµ ph¸t trë vÒ mÆt ®Êt

VÖ tinh § − ê n g x u è n g §

− ê n

g l ª

n

M¸y thuM¸y ph¸t

Tr¹m mÆt ®Êt ph¸t Tr¹m mÆt ®Êt thu

H×nh 1.1. S¬ ®å ®− êng th«ng tin vÖ tinh

1.1.3. Çc ®Æc ®iÓm cña th«ng tin vÖ tinh

Th«ng tin vÖ tinh lµ mét trong nh÷ng hÖ thèng truyÒn dÉn v« tuyÕn, sö dôngvÖ tinh ®Ó chuyÓn tiÕp tÝn hiÖu ®Õn çc tr¹m trªn mÆt ®Êt. V× tr¹m chuyÓn tiÕp vÖtinh cã ®é cao rÊt lín nªn th«ng tin vÖ tinh cã nh÷ng − u ®iÓm so víi çc hÖ thèngviÔn th«ng kh¸c ®ã lµ:

1) Gi¸ thµnh th«ng tin vÖ tinh kh«ng phô thuéc vµo cù ly gi÷a hai tr¹m. Gi¸thµnh nh− nhau khi truyÒn ë cù ly 5000 km vµ 100 km

2) Cã kh¶ n¨ng th«ng tin qu¶ng b¸ còng nh− th«ng tin ®iÓm nèi ®iÓm. Mét

vÖ tinh cã thÓ phñ sãng cho mét vïng réng lín trªn mÆt ®Êt (vÖ tinh ®Þa tÜnh ë bópsãng toµn cÇu cã vïng phñ sãng chiÕm 1/3 bÒ mÆt qu¶ ®Êt), nh− vËy mét tr¹m mÆt®Êt cã thÓ th«ng tin víi nhiÒu tr¹m mÆt ®Êt kh¸c trong vïng phñ sãng ®ã. NÕu cã 3vÖ tinh ®Þa tÜnh phãng lªn ë ba vÞ trÝ thÝch hîp th× sÏ phñ sãng toµn cÇu do ®ã çcdÞch vô th«ng tin toµn cÇu sÏ ®− îc thùc hiÖn.

3) Cã kh¶ n¨ng b¨ng réng. Çc bé lÆp trªn vÖ tinh th− êng lµ çcthiÕt bÞ cãb¨ng tÇn réng, cã thÓ thùc hiÖn nhiÒu lo¹i dÞch vô th«ng tin b¨ng réng còng nh− çcdÞch vô kh¸c. §é réng b¨ng tÇn cña mçi bé lÆp (repeater) cã thÓ lªn ®Õn hµng chôc

megahertz. Mçi bé lÆp cã thÓ ®−

îc sö dông cho hai tr¹m mÆt ®Êt trong vïng phñsãng cña vÖ tinh. Çc hÖ thèng th«ng tin trªn mÆt ®Êt th− êng giíi h¹n ë cù ly gÇn





(vÝ dô nh− truyÒn h×nh néi h¹t) hoÆc cho çc trung kÕ dung l− îng nhá gi÷a çc thÞtr− êng chÝnh

4) Ýt chÞu ¶nh h− ëng bëi ®Þa h×nh cña mÆt ®Êt. Do ®é cao bay lín nªn th«ngtin vÖ tinh kh«ng bÞ ¶nh h− ëng bëi ®Þa h×nh thiªn nhiªn nh− ®åi nói, thµnh phè, sam¹c, ®¹i d− ¬ng. Sãng v« tuyÕn chuyÓn tiÕp qua vÖ tinh cã thÓ truyÒn tíi çc vïngxa x«i hÎo l¸nh, h¶i ®¶o. Bëi vËy th«ng tin vÖ tinh lµ ph− ¬ng tiÖn th«ng tin tèt nhÊtcho çc vïng n«ng th«n vµ çc vïng ch− a ph¸t triÓn. Th«ng tin vÖ tin cã thÓ cungcÊp çc lo¹i dÞch vô phæ th«ng cho c¶ thµnh phè, n«ng th«n còng nh− miÒn nói vµh¶i ®¶o (vÝ dô truyÒn h×nh, ®iÖn tho¹i dung l− îng nhá). Th«ng tin vÖ tinh ®Èy nhanhsù ph¸t triÓn nÒn c«ng nghiÖp vµ çc ph− ¬ng tiÖn xö lý sè liÖu ë n«ng th«n.

Th«ng tin vÖ tinh lµ lo¹i h×nh dÞch vô viÔn th«ng cã thÓ phôc vô cho c¶ vïng

ph¸t triÓn vµ ch−

a ph¸t triÓn5) DÞch vô th«ng tin vÖ tinh cã b¨ng tÇn réng vµ cã thÓ truyÒn tíi bÊt kú n¬i

nµo trªn thÕ giíi ®É ®− a ®Õn viÖc t×m ra çc thÞ tr− êng míi còng nh− më réng çcthÞ tr− êng dÞch vô h¹ tÇng vµ çc ®− êng th«ng tin ®· ®− îc sö dông trªn mÆt ®Êt.Nhê vÖ tinh ®· ®Èy nhanh sù ph¸t triÓn cña çc m¹ng truyÒn h×nh ®Æc biÖt vÝ dô nh− truyÒn h×nh çp, truyÒn h×nh tr¶ tiÒn (pay TV), çc nhãm ng«n ng÷ vµ d©n téc(ethnic and language), çc nhãm t«n gi¸o, thÓ thao vµ çc tin tøc vÒ sù sum häp

6) Çc dÞch vô míi. Do nh÷ng kh¶ n¨ng ®Æc biÖt cña th«ng tin vÖ tinh nªn ®·

®− a vµo çc kh¸i niÖm míi cho lÜnh vùc viÔn th«ng. Tr− íc khi cã th«ng tinvÖ tinh(tr− íc n¨m 1958), hÇu hÕt çc dÞch vô viÔn th«ng quèc tÕ ®Òu sö dông sãng ng¾nph¶n x¹ tÇng ®iÖn ly. Th«ng tin nµy ®É kh«ng ®¸p øng ®− îc çc yªu cÇu do chÊtl− îng xÊu, dung l− îng lÊp, b¨ng tÇn hÑp, ngay c¶ khi c«ng nghÖ cña lo¹i h×nh viÔnth«ng nµy ®¹t tíi møc giíi h¹n. Mét vÝ dô trong tr− êng hîp cÊp cøu, Inmarsat lµmét dÞch vô vÖ tinh míi, nã cung cÊp tiÕng, sè liÖu vµ h×nh ¶nh tèc ®é thÊp di ®éngcho tµu, thuyÒn, m¸y bay qua vÖ tinh

7) Çc dÞch vô ç nh©n cña kh¸ch hµng. Çc tr¹m mÆt ®Êt nhá víi anten kÝch

th− íc bÐ cã thÓ truy nhËp ®Õn çc c¬ së d÷ liÖu, çc c¬ quan bé vµ çc hÖ thèngqu¶n lý th«ng tin. Çc tr¹m nµy cã çc thiÕt bÞ ®Çu cuèi kÝch th− íc rÊt nhá, gäi lµVSAT (very small aperture terminals). Çc ®Çu cuèi nµy th− êng ®− îc ®Æt t¹i nhµcña kh¸ch hµng hay çc khu vùc cã çc yªu cÇu dÞch vô phæ th«ng víi dung l− îngnhá

1.2. Çc d¹ng quü ®¹o cña vÖ tinh

1.2.1. Çc d¹ng quü ®¹o cña vÖ tinh

Cã hai d¹ng quü ®¹o lµ quü ®¹o ªlÝp vµ quü ®¹o trßn





Quü ®¹o ªlÝp chØ cã mét d¹ng quü ®¹o ªlÝp cao (HEO) mµ ®iÓn h×nh lµ vÖtinh Molniya cña Liªn x« (nªn cßn gäi lµ quü ®¹o Molniya), ®é nghiªng cña mÆtph¼ng quü ®¹o so víi m¨t ph¼ng xÝch ®¹o lµ 65o, cËn ®iÓm lµ 1000 km vµ viÔn ®iÓmlµ 39.400 km, chukú quü ®¹o lµ 11gi58ph.

D¹ng quü ®¹o trßn cã thÓ cã ba lo¹i: quü ®¹o thÊp (LEO), quü ®¹o trung b×nh(MEO), quü ®¹o cao (HEO) hay quü ®¹o ®ång bé khi vÖ tinh bay ë ®é cao 35.786km, lóc ®ã chu kú bay cña vÖ tinh b»ng chu kú tù quay cña qu¶ ®Êt b»ng23gi56ph04s. Trong quü ®¹o trßn l¹i cã thÓ chia ra:

Quü ®¹o cùc trßn, mÆt ph¼ng quü ®¹o vu«ng gãc víi mÆt ph¼ng xÝch ®¹o,nghÜa lµ mçi vßng bay cña vÖ tinh sÏ ®i qua hai cùc qu¶ ®Êt

Quü ®¹o trßn nghiªng khi mÆt ph¼ng quü ®¹o nghiªng mét gãc nµo ®ã so víi

mÆt ph¼ng xÝch ®¹oQuü ®¹o xÝch ®¹o trßn, khi mÆt ph¼ng quü ®¹o trïng víi mÆt ph¼ng xÝch ®¹o.

Trong quü ®¹o xÝch ®¹o trßn nÕu chiÒu bay vÖ tinh cïng chiÒu víi chiÒu quay qu¶®Êt vµ cã chu kú b»ng chu kú quay cña qu¶ ®Êt gäi lµ quü ®¹o ®Þa tÜnh (GEO)

H×nh 1.10: Ba d¹ng quü ®¹o c¬ b¶n cña vÖ tinh

Quü ®¹o

cùc trßn Quü ®¹o ªlÝpnghiªng

Quü ®¹o xÝch®¹o trßn





Cã thÓ tãm t¾t çc d¹ng quü ®¹o cña vÖ tinh b»ng s¬ ®å d− íi ®©y.

Tõ çc d¹ng quü ®¹o nªu trªn th× vÖ tinh ®Þa tÜnh lµ vÖ tinh sö dông cho th«ngtin lµ lý t− ëng nhÊt v× nã ®øng yªn khi quan s¸t tõ mét vi trÝ cè ®Þnh trªn mÆt ®Êt.

NghÜa lµ th«ng tin sÏ ®− îc b¶o ®¶m liªn tôc, æn ®Þnh trong 24 giê ®èi víi çc tr¹mn»m trong vïng phñ sãng cña vÖ tinh mµ kh«ng cÇn chuyÓn ®«Ø sang mét vÖ tinhkh¸c. Bëi vËy hÇu hÕt çc hÖ thèng th«ng tin vÖ tinh cè ®Þnh ®Òu sö dông vÖ tinh ®ÞatÜnh.

1.2.2. Çc th«ng sè chÝnh cña vÖ tinh ®Þa tÜnh

§Ó cã mét vÖ tinh ®Þa tÜnh ph¶i cã çc ®iÒu kiÖn:

-VÖ tinh ph¶i cã chu kú bay b»ng chu kú tù quay xung quanh trôc cña qu¶

®Êt, chu kú ®ã theo giê thiªn v¨n lµ 23 gi 56 ph 04,1 s hoÆc 1436 phót.-MÆt ph¼ng quü ®¹o vÖ tinh trïng víi mÆt ph¼ng xÝch ®¹o, nghÜa lµ vÖ tinh

ph¶i bay ë quü ®¹o xÝch ®¹o trßn vµ bay cïng chiÒu quay cña qu¶ ®Êt

Víi quü ®¹o ®Þa tÜnh vÖ tinh cã çc ®Æc ®iÓm sau:

- B¸n kÝnh bay cña quü ®¹o lµ r = 42.164 km.

- §é cao bay lµ h = 42.164 km - 6378 km = 35.786 km.

- “ Gãc nh×n” tõ vÖ tinh xuèng qu¶ ®Êt, lµ gãc hîp bëi hai ®− êng th¼ng nèi tõ

t©m vÖ tinh vµ tiÕp tuyÕn víi mÆt ®Êt t¹i mét ®iÓm, nh− trªn h×nh 1.11. φ = 81o3

Quü ®¹o£lÝp Quü ®¹o trßn

Çc hÖ thèngquü ®¹o ªlÝpcao (HEO)

Vïng phñsãng tõ vÜ ®étrung b×nh ®ÕnvÜ ®é cao víimét Ýt vÖ tinh

Quü ®¹ocùc vµ nghiªng

Quü ®¹o thÊp(LEO)

Quü ®¹o trung b×nh(MEO)

Vïng phñ sãng réngtoµn cÇu nh− ng yªucÇu ph¶i cã nhiÒu vÖtinh

Quü ®¹oXÝch ®¹oQuü ®¹o ®ångbé vµ quü ®¹o®Þa tÜnh (GEO)

Phñ sãng toµncÇu víi ba vÖtinh





- VÖ tinh ®Þa tÜnh chØ “nh×n thÊy” çc vÜ ®é 81o3 B¾c vµ Nam, víi gãc ngÈngb»ng 0o. Nh− vËy ë çc vÜ ®é cao h¬n 81o3 B¾c vµ Nam lµ kh«ng “nh×n thÊy” vÖtinh ®Þa tÜnh, cã nghÜa lµ çc vïng cùc kh«ng thÓ th«ng tin qua vÖ tinh ®Þa tÜnh.

- Vïng “nh×n thÊy” cña vÖ tinh lªn mÆt ®Êt cña mét vÖ tinh ®Þa tÜnh sÏ lµkho¶ng 45% diÖn tÝch bÒ mÆt qu¶ ®Êt.

Trong thùc tÕ khi th«ng tin víi vÖ tinh yªu cÇu gãc ngÈng cña tr¹m mÆt ®Êt

ph¶i lín h¬n 0o, thõ¬ng ≥ 5o cho nªn vïng thùc tÕ cã thÓ th«ng tin qua mét vÖ tinh®Þa tÜnh lµ nhá h¬n 45% diÖn tÝch qu¶ ®Êt. Bëi vËy ph¶i cã Ýt nhÊt ba vÖ tinh ®Þa tÜnhmíi phñ sãng toµn cÇu, trong ®ã sÏ cã nh÷ng vïng hai vÖ tinh phñ sãng chång lÊnlªn nhau, cã nghÜa lµ çc ®Þa ®iÓm ®ã cã thÓ ®ång thêi th«ng tin víi hai vÖ tinh, cßn

çc vïng cùc cã vÜ ®é kho¶ng ± 80o trë lªn kh«ng th«ng tin ®− îc qua vÖ tinh ®Þa

tÜnh, nh−

chØ ra trªn h×nh 1.12.

S

B2

r

2α

O

S

H×nh 1.11: “Gãc nh×n” tõ vÖ tinh ®Þa tÜnh

- Cù ly xa nhÊt tõ vÖ tinh ®Õn ®iÓm “nh×n thÊy” trªn mÆt ®Êt lµ 41.679 km,t− ¬ng øng víi gãc ngÈng b»ng 0o, cù ly ng¾n nhÊt khi gãc ngÈng lµ 90o b»ng ®é caobay cña vÖ tinh lµ 35.786 km

Thêi gian trÔ truyÒn sãng tõ mét tr¹m mÆt ®Êt ®Õn vÖ tinh b»ng:

t = s/c, trong ®ã s lµ cù ly tõ tr¹m mÆt ®Êt ®Õn vÖ tinh, c lµ vËn tèc ¸nh s¸ng =299.792 km/s. Khi s lín nhÊt thêi gian trÔ lµ t = 41.679/299.792 = o,139 s, thêi giantrÔ ng¾n nhÊt b»ng 35.786/299.792 = 0,119 s.

Khi truyÒn tÝn hiÖu tho¹i, thêi gian trÔ sÏ g©y ¶nh h− ëng tíi cuéc ®µm tho¹ihai chiÒu. Khi mét ng− êi hái vµ mét ng− êi tr¶ lêi tÝn hiÖu khi quay trë vÒ ng− êi háisÏ ph¶i ®i mét ®o¹n ®− êng b»ng bån lÇn s, tæng sè thêi gian trÔ t¨ng lªn 4 lÇn, nghÜa

lµ kho¶ng tõ 0,447 s ®Õn 0,556 s. Thêi gian trÔ còng g©y ra hiÖn t− îng håi ©m, bëivËy ph¶i cã thiÕt bÞ ®Æc biÖt ®Ó khö håi ©m





ChØ cÇn 3 vÖ tinh ®Þa tÜnh cã thÓ phñ sãng toµn cÇu nh− chØ ra trªn h×nh 1.12. Çcth«ng sè h×nh häc ®− îc chØ ra trªn h×nh 1.13

•

•

•

H×nh 1.12: VÞ trÝ 3 vÖ tinh ®Þa tÜnh phñ sãng toµn cÇu

VÖ tinhrα

SE

Tr¹m mÆt

®Êt

T©mqu¶ ®Êt

Re

β0

H×nh 1.13: Çc th«ng sè h×nh häc gi÷a tr¹m mÆt ®Êt vµ vÖ tinh

1.3. Nh÷ng vÊn ®Ò chung cña th«ng tin vÖ tinh

1.3.1. Çc ph− ¬ng ph¸p ®a truy nhËp vÖ tinh

Th«ng tin vÖ tinh lµ hÖ thèng th«ng tin v« tuyÕn ®iÓm ®Õn ®a ®iÓm, nghÜa lµmét vÖ tinh cã thÓ th«ng tin víi nhiÒu tr¹m mÆt ®Êt, v× vËy ph¶i sö dông ph− ¬ngph¸p ®a truy nhËp.

Hiện nay có 3 k ỹ thuật đa truy nhậ p vệ tinh của các tr ạm mặt đất đượ c ứngdụng r ộng rãi là:

- Đa truy nhậ p phân chia theo tần số - FDMA (Frequency DivisionMultiple Acces),





- Đa truy nhậ p phân chia theo thờ i gian - TDMA (Time Division MultipleAcces) và

- Đa truy nhậ p phân chia theo mã – CDMA (Code Division MultipleAcces).

Dựa trên các k ỹ thuật cơ bản này, có thể tạo một hệ thống mạng lớ n từ nhiều hệ thống mạng con bằng cách phân định mỗi mạng con làm việc trên mộtđoạn băng tần vệ tinh riêng r ẽ và có đượ c các k ỹ thuật đa truy nhậ p ghép hỗnhợ p khác như:

- Đa truy nhậ p phân chia theo thờ i gian / Đa tần số - MF/TDMA (MultipleFrequency)

- Đa truy nhậ p phân chia theo mã / Đa tần số - MF/CDMA- Đa truy nhậ p phân chia theo pha mã – CPDMA (Code Phase Division

Multiple Acces)- Đa truy nhậ p phân chia theo pha mã / Đa tần số – MF/CPDMA

Đặc điểm các k ỹ thuật đa truy nhậ p vệ tinh:

a. FDMA

FDMA là k ỹ thuật đa truy nhậ p vệ tinh truyền thống và đượ c sử dụng r ộngrãi từ lâu. Trong FDMA, mỗi k ết nối sóng mang giữa các tr ạm mặt đất qua vệ tinh đượ c cấ p phát ở một tần số khác nhau trên bộ phát đáp. Độ r ộng bă ng thông

cấ p phát cho một sóng mang đượ c ấ n định tr ướ c tuỳ thuộc vào lưu lượ ng kênhtruyền và phươ ng thức điều chế áp dụng. Đây là k ỹ thuật đang đượ c áp dụng chonhiều mạng TTVT hiện có ở quân đội ta.

Các sóng mang có thể là SCPC (Đơ n kênh trên một sóng mang) hoặcMCPC (Đa kênh trên một sóng mang) hoặc là IDR (Sóng mang điều chế số).Một tr ạm đầu cuối mặt đất có nhiều loại kênh dịch vụ như: thoại, số liệu,... đượ cghép lại thành luồng duy nhất theo phươ ng thức FDM (Ghép kênh phân chiatheo tần số) hoặc TDM (Ghép kênh phân chia theo thờ i gian). Phươ ng thức điềuchế sóng mang phổ biến thườ ng dùng là QPSK và mã sửa lỗi tr ướ c (FEC) RSV

(Reed-Solomon Viterbi).K ỹ thuật FDMA đơ n giản về cấ u trúc, thiế t bị r ẻ tiề n nhưng số lượ ng thiết

bị tr ạm HUB sẽ r ất lớ n nếu mạng có nhiều tr ạm VSAT cùng k ết nối. Hiệu quả

sử d ụng bă ng thông vệ tinh không cao, vì mỗi k ết nối sóng mang của FDMA luôn luôn chiếm băng thông cho dù tr ạm có truyền dữ liệu hay không. Khi tr ạmkhông có liên lạc thì các sóng mang vẫn k ết nối và chiếm băng thông vệ tinh.Giữa các sóng mang lân cận cần có khoảng bảo vệ để tránh gây nhiễu sang nhau.

Vớ i các k ết nối truyền dẫn đườ ng tr ục dung lượ ng lớ n hoặc truyền hình

quảng bá thì k ỹ thuật phù hợ p vẫn đượ c áp dụng là FDMA. FDMA còn cónhượ c điểm là xuyên nhiễu điều chế giữa các sóng mang lân cận. Ngoài ra cần





có dự phòng mức lùi đầu ra máy phát (backoff) khi một tr ạm phát nhiều sóngmang đồng thờ i.

b. TDMA

Trong k ỹ thuật TDMA, các k ết nối sóng mang của nhiều tr ạm đầu cuốiđượ c thực hiện trên cùng đoạn băng tần. Trong một đoạn tần số, mỗi khi có yêucầu truyền tin tr ạm đầu cuối đượ c phân bổ một khe thờ i gian xác định để phátthông tin. Tại mỗi thờ i điểm chỉ có một sóng mang của một tr ạm hoạt động, dođó xuyên nhiễu điều chế ít và không yêu cầu lùi công suất (backoff) trên vệ tinh.

Khoảng thờ i gian phát thông tin của một đầu cuối phải đượ c định thờ ichính xác và không lấn sang tr ạm đầu cuối khác. Do vậy cần có sự đồng bộ thờ i gian chính xác trong hệ thố ng . Hệ thống TDMA đơ n giản có các khe thờ i gianđượ c ấn định cố định. Hệ thống phức tạ p thườ ng cho phép tạo các khe thờ i gian

theo yêu cầu truyền dẫn của tr ạm.Một đặc điểm của TDMA là do truyền dẫn theo các khoảng thờ i gian r ờ i

r ạc, nên mỗi lần tr ạm đầu cuối phát thông tin (burst) yêu cầu t ố c độ phát cao

hơ n nhiề u so vớ i dung l ượ ng truyề n d ẫ n thự c sự của tr ạm. Điều này dẫn đến yêucầu mức công xuất phát xạ của tr ạm cao hơ n so vớ i dùng k ỹ thuật FDMA cócùng dung lượ ng.

Trong k ỹ thuật TDMA, nếu một mạng có r ất nhiều tr ạm đầu cuối VSATcùng phát về trên một băng thông duy nhất thì yêu cầu định thờ i cho mạng r ất

cao, tốc độ phát của VSAT trên khe (burst) r ất lớ n, dẫn đến giá thành hệ thốngcao. Do vậy băng thông toàn mạng thườ ng đượ c phân chia thành nhiều đoạn tầnsố, mỗi tần số đượ c sử dụng cho một nhóm các VSAT phát về HUB, và ta có k ỹ thuật gọi là – Đa truy nhậ p phân chia theo thờ i gian / Đa tần số (MF/TDMA).Tr ạm HUB sẽ kiểm soát và cấ p phát khe thờ i gian và đoạn băng tần làm việccòn tr ống khi tr ạm VSAT có yêu cầu truyền tin. Điều này sẽ giúp sử d ụng qu ỹ bă ng thông r ấ t hiệu quả khi mạng có số l ượ ng tr ạm r ấ t l ớ n và tươ ng đối đồngnhất.

Số lượ ng VSAT trong một khe và độ r ộng của khe tần số thườ ng đượ c tính

toán cân bằng giữa kích cỡ , giá thành tr ạm VSAT và hiệu suất sử dụng khe tầnsố. Nếu chia khe nhỏ thì yêu cầu kích cỡ tr ạm không cao nhưng số lượ ng tr ạm phát qua cùng khe tần số ít – không tiết kiệm băng thông. Ngượ c lại thì đầu tư cho tr ạm VSAT sẽ có giá thành cao nhưng sử dụng băng thông vệ tinh tiết kiệmhơ n. MF/TDMA là k ỹ thuật mớ i phát tri ể n và tr ở thành chuẩ n công nghệ mớ i cho mạng VSAT .

c. CDMA

K ỹ thuật tr ải phổ đượ c ứng dụng nhiều trong các hệ thống thông tin vô

tuyến quân sự và đượ c đưa vào thông tin vệ tinh trong những năm gần đây. K ỹ





thuật CDMA đã đượ c ứng dụng nhiều trong các hệ thống thông tin di động mặtđất và hệ thống vệ tinh tầm thấ p.

Trong CDMA, sóng mang của tr ạm VSAT đầu cuối đượ c nhân vớ i một bộ mã và tr ải phổ ra trên toàn bộ băng tần sử dụng chung vớ i các tr ạm đầu cuối

khác. Mỗi tr ạm đượ c cấ p một mã tr ải phổ khác nhau mà không bị khôi phục lạiở các tr ạm đầu cuối khác. Tại đầu thu ở HUB, tín hiệu của từng tr ạm đượ c tách bằng cách sử dụng/nhân vớ i bộ mã tr ải phổ tươ ng ứng. Vớ i cơ chế này ở đầu thutín hiệu mong muốn đượ c khôi phục lại; tín hiệu các kênh khác và nhiễu tạ p lại bị tr ải phổ ra trên toàn băng và có mức ngưỡ ng thấ p hơ n tín hiệu mong muốn.

Trong thông tin địa t ĩ nh, tuyến phát từ HUB cho các tr ạm VSAT CDMAvẫn áp dụng phươ ng thức phát trên một sóng mang duy nhất cho toàn mạng. Để tránh gây nhiễu các vệ tinh gần k ề, cần có băng thông đủ r ộng để tr ải phổ côngsuất tuyến phát tr ạm VSAT mặt đất.

Nếu hệ thống CDMA có nhiều tr ạm cùng truy nhậ p trên một băng tần thìtổng mức tín hiệu các kênh khác cộng dồn cũng tạo ra mức nhiễu nền đáng k ể sovớ i tín hiệu đượ c khôi phục. Ngoài ra cần có sự kiểm soát và điều khiển côngsuất phát của các tr ạm đầu cuối để vẫn đảm bảo chất lượ ng thông tin nhưngkhông quá cao có thể gây nhiễu cho các tr ạm đầu cuối khác. Do vậy áp d ụng

CDMA cũng hạn chế số l ượ ng tr ạm cùng truy nhậ p trong một d ải t ần số và hiệuquả sử d ụng bă ng thông không cao khi so sánh vớ i k ỹ thuật TDMA.

K ỹ thuật CDMA có ưu điểm là có thể ứng dụng trong các tr ạm mặt đất

TTVT cơ động liên tục vớ i ă ng ten r ấ t nhỏ và không cần bám chính xác vệ tinh.Tín hiệu phát của tr ạm cơ động đượ c tr ải ra trên đoạn băng tần lớ n và có mứccông suất phát chỉ tươ ng đươ ng mức nhiễu nền nên ít gây ảnh hưở ng đế n các vệ tinh lân cận, cho dù búp sóng của tr ạm bao trùm các vệ tinh này.

Hiện tại CDMA chưa đượ c sử dụng r ộng rãi trong thông tin vệ tinh địa t ĩ nh,khi này lượ ng băng thông sử dụng luôn hạn hẹ p do gắn liền vớ i chi phí thuêkênh cao. Công nghệ này mớ i chỉ áp d ụng trong các ứ ng d ụng đặc bi ệ t yêu cầu

tính cơ động liên t ục như: trên máy bay, trên xe khí tài quân sự...vớ i đ iề u kiệnchấ p nhận chi phí cao.

Cũng tươ ng tự như TDMA, mạng CDMA có r ất nhiều tr ạm VSAT thì cóthể phân chia toàn băng thông thành các đoạn băng tần cho từng nhóm các tr ạmđầu cuối, và gọi là MF/CDMA.





Hình 1.14: băng thông sóng mang truyền dẫn theocác k ỹ thuật truy nhậ p FDMA, TDMA, CDMA

1.3.2. Çc b¨ng tÇn cho th«ng tin vÖ tinh

Th«ng tin vÖ tinh lµ hÖ thèng th«ng tin sö dông ph− ¬ng thøc truyÒn dÉn v«tuyÕn, bëi vËy viÖc lùa chän vµ Ên ®Þnh b¨ng tÇn c«ng t¸c cho çc dÞch vô th«ng tinvÖ tinh lµ rÊt quan träng. Nã ph¶i tho¶ m·n hai ®iÒu kiÖn c¬ b¶n.

f

t

VSAT 1

VSAT 2

VSAT 3

VSAT 4

f

t

VSAT 1 VSAT 2 VSAT 3 VSAT 4

f

t

VSAT 1

VSAT 2

VSAT 3

VSAT 4

FDMA

TDMA

CDMA





- Kh«ng g©y can nhiÔu lªn çc hÖ thèng th«ng tin v« tuyÕn kh¸c còng nh− çc dÞch th«ng tÞn vÖ tinh trong m¹ng.

- Tæn hao truyÒn sãng nhá ®Ó gi¶m nhá kÝch th− íc vµ gi¸ thµnh cña thiÕt bÞ.

Nh−

chóng ta biÕt khÝ quyÓn qu¶ ®Êt ®−

îc chia lµm ba tÇng: líp khÝ quyÓnd− íi cïng r¶i tõ mÆt ®Êt lªn ®é cao kho¶ng 11 km gäi lµ tÇng ®èi l− u. Çc hiÖnt− îng thêi tiÕt nh− m− a, b·o, s− ¬ng mï... ®Òu xÈy ra trong tÇng ®èi l− u. TiÕp ®Õn lµtÇng b×nh l− u, cã giíi h¹n trªn kho¶ng 35 km, vµ trªn cïng lµ tÇng ®iÖn ly cã ®é caokho¶ng tõ 50 km ®Õn 400 km

TÇng ®iÖn ly lµ mét líp khÝ bÞ ion ho¸ m¹nh nªn mËt ®é chÊt khÝ chñ yÕu lµçc ®iÖn tö tù do vµ çc ion. Nã cã tÝnh chÊt hÊp thô vµ ph¶n x¹ sãng v« tuyÕn ®iÖn.B¨ng viÖc kh¶o s¸t thùc tÕ ng− êi ta thÊy tÇng ®iÖn ly chØ ph¶n x¹ ®èi víi b¨ng sãng

ng¾n trë xuèng. TÇn sè cµng cao ¶nh h− ëng bëi tÇng ®iÖn ly cµng Ýt, ë çc tÇn sè trong b¨ng vi ba hÇu nh− kh«ng bÞ ¶nh h− ëng bëi tÇng ®iÖn ly.

Trong tÇng ®èi l− u sãng v« tuyÕn ®iÖn bÞ hÊp thô bëi çc ph©n tö khÝ nh− oxy, h¬i n− íc (H2O), CO2 v.v...còng nh− trong m− a vµ s− ¬ng mï. Nh− ng ë çc tÇnsè kho¶ng 6 GHz trë xuèng hÊp thô kh«ng ®¸ng kÓ, cã thÓ bá qua. Kho¶ng tÇn sè ®ã ®− îc gäi lµ cöa sæ v« tuyÕn , nh− chØ ra trªn h×nh 1.15

NÕu sö dông b¨ng tÇn n»m trong “cöa sæ v« tuyÕn” tøc lµ kho¶ng tõ 1GHz®Õn 10 GHz th× suy hao do tÇng ®iÖn ly vµ tÇng ®èi l− u lµ kh«ng ®¸ng kÓ vµ suy hao

truyÒn sãng gÇn nh− b»ng suy hao kh«ng gian tù do.

.02 .05 .1 .2 .5 1 2 5 10 20 50 100 200

1000

100

10

10,5

0,2

0,1

hÊp thô dotÇng ®iÖnl

gãc tµ15o

cöa sæ

H×nh 1.15: Sù phô thuéc hÊp thô khÝ quyÓn vµo tÇn sè

hÊpthôdB

Nh− ®· thÊy b¨ng tÇn lý t− ëng nhÊt sö dông cho th«ng tin vÖ tinh còng nh− çc hÖ thèng vi ba kh¸c lµ b¨ng tÇn n»m trong “cöa sæ v« tuyÕn” v× çc tÇn sè n»m





trong “cöa sæ v« tuyÕn” cã suy hao trong khÝ quyÓn lµ nhá nhÊt, trong ®iÒu kiÖnb×nh th− êng cã thÓ bá qua.

Tuy nhiªn çc tÇn sè n»m trong “cöa sæ v« tuyÕn” ®− îc sö dông nhiÒu choçc hÖ thèng th«ng tin vi ba trªn mÆt ®Êt, h¬n n÷a b¨ng tÇn cña th«ng tin vÖ tinh rÊtréng nªn ngoµi çc b¨ng tÇn n»m trong “cöa sæ v« tuyÕn” ®− îc Ên ®Þnh cho th«ngtin vÖ tinh th× ph¶i sö dông thªm çc b¨ng tÇn kh¸c. Çc b¨ng tÇn ®ã ®− îc quy ®Þnhnh− chØ ra trªn b¶ng 1.2

B¶ng 1.2: Çc b¨ng tÇn Ên ®Þnh cho th«ng tin vÖ tinh

kho¶ng tÇn sè ký hiÖu sö dông ®iÓn h×nh

1,5 - 1,6 GHz L DÞch vô th«ng tin di ®éng (MSS)

2,0 - 2,7 - S DÞch vô ph¸t thanh, truyÒn h×nh (BSS)

3,7 - 7,25 - C DÞch vô vÖ tinh cè ®Þnh (FSS)

7,25 - 8,4 - X Çc vÖ tinh chuyªn dïng qu©n sù

10,7 - 18 - Ku DÞch vô vÖ tinh cè ®Þnh (FSS)

18 - 31 - Ka DÞch vô vÖ tinh cè ®Þnh (FSS)

44 GHz Q Çc vÖ tinh néi ®Þa

Chó ý: çc ch÷ çi ký hiÖu cho b¨ng tÇn ®− îc lùa chän trong chiÕn tranh thÕ

giíi thø hai nh»m gi÷ bÝ mËt tÇn sè cña ra ®a vµ ®¸nh l¹c h− íng kÎ ®Þch, nªn nã®− îc s¾p xÕp kh«ng theo mét logÝch nµo c¶.

Trong çc b¨ng tÇn sö dông cho th«ng tin vÖ tinh ®¸ngchó ý nhÊt lµ b¨ng C,b¨ng Ku vµ b¨ng Ka lµ çc b¨ng tÇn hiÖn t¹i vµ t− ¬ng lai ®− îc sö dông phæ biÕn nhÊtv×:

B¨ng C (6/4 GHz): cho ®− êng lªn gÇn 6 GHz) vµ ®− êng xuèng gÇn 4GHz

B¨ng tÇn nµy n»m ë kho¶ng gi÷a “cöa sæ v« tuyÕn” Ýt bÞ suy hao trong hkÝ

quyÓn qu¶ ®Êt còng nh−

trong çc ®iÒu khiÖn khÝ t−

îng nh−

m−

a, s−

¬ng mï...Nã ®· ®− îc sö dông cho nhiÒu hÖ thèng th«ng tin vi ba trªn mÆt ®Êt còng nh− chohÖ thèng th«ng tin vÖ tinh cña Intels¸t vµ çc hÖ thèng kh¸c bao gåm çc hÖ thèngth«ng tin khu vùc bµ nhiÒu hÖ thèng vÖ tinh néi ®Þa.

B¨ng Ku(14/12 vµ 14/11 GHz): b¨ng nµy ®− îc sö dông réng r·i sau b¨ng Ccho viÔn th«ng c«ng céng. B¨ng Ku sö dông thÝch hîp cho th«ng tin vÖ tinh néi ®Þavµ th«ng tin gi÷a çc c«ng ty. Do tÇn sè cao nªn cho phÐp çc tr¹m mÆt ®Êt sö dônganten kÝch th− íc nhá

B¨ng Ka (30/20 GHz): ch− a ®− îc sö dông nhiÒu do suy hao lín trong khÝ quyÓn qu¶ ®Êt còng nh− trong çc ®iÒu kiÖn thêi tiÕt xÊu nh− m− a, s− ¬ng mï...¦u





®iÓm cña b¨ng tÇn nµy lµ cho phÐp sö dông çc tr¹m mÆt ®Êt nhá, Ýt bÞ can nhiÔucòng nh− g©y can nhiÔu cho çc hÖ thèng vi ba kh¸c. Nh− ng nã cã nh− îc ®iÓm lµgi¸ thµnh thiÕt bÞ t− ¬ng ®èi cao.





Ch− ¬ng II

Tæng quan dù ¸n vÖ tinh viÔn th«ng vinasat

Căn cứ vào chỉ thị của Chính phủ, từ tháng 12/1997 BQP đã cùng các Bộ, Ngành khác, phối hợ p vớ i Tổng cục Bưu điện tiến hành nghiên cứu tiền khả thidự án phóng vệ tinh viễn thông đầu tiên của Việt Nam. Sau mét thêi gian dµichuÈn bÞ Dự án Phóng vệ tinh viễn thông Việt Nam (Vinasat) đã đượ c Thủ tướ ng Chính phủ phê duyệt ®Çu t− tại Quyết định số 1104/QĐ-TTg ngày18/10/2005 vµ Tậ p đoàn Bưu chính Viễn thông Việt Nam (VNPT) đượ c giao

nhiệm vụ làm chủ đầu tư, thực hiện Dự án. Dựa trên các tiêu chí: đảm bảo antoàn và giảm thiểu r ủi ro về tiến độ; đáp ứng chỉ tiêu k ỹ thuật, độ tin cậy yêucầu, công nghệ hiện đại, đã qua tr ải nghiệm; có các điều kiện điều khoản thươ ngmại cũng như giá cả hợ p lý của dự án, sau khi xem xét bản chào cuối cùng củacác nhà thầu, đượ c sự chấ p thuận của Chính phủ, Ban chỉ đạo Quốc gia Dự ánVinasat, các Bộ, Ngành liên quan, VNPT đã lựa chọn nhà thầu Lockheed MartinCommercial Space Systems, tậ p đoàn sản xuất thiết bị quốc phòng và công nghệ vũ tr ụ lớ n nhất của Mỹ lµ ®¬n vÞ tróng thÇu Dù ¸n phãng vÖ tinh viÔn th«ng ViÖt

Nam VINASAT.

Vệ tinh VINASAT do hãng Lockheed Martin (Mỹ) sản xuất và đượ c phóng lên quỹ đạo bằng tên lửa đẩy Adrian -5 (Pháp). Vị trí qu ĩ đạo là 1320E(132 độ đông). Vệ tinh có tr ọng lượ ng khoảng 2,8 tấn, tuổi thọ hoạt động 15năm. Băng tần hoạt động: băng C mở r ộng và băng Ku vớ i vùng phủ sóng r ộnglớ n gồm Việt Nam, Đông Nam Á, Đông Trung Quốc, Ấn Độ, Triều Tiên, NhậtBản, Úc và Hawaii.

Theo k ế hoạch, dự kiến vệ tinh này sẽ đượ c phóng lên qu ĩ đạo ngày

28/3/2008 và bắt đầu đưa vào khai thác từ tháng 5 năm 2008

Trung tâm Thông tin Vệ tinh Vinasat do Công ty VTI thuộc tậ p đoàn Bưuchính viễn thông Việt Nam thành lậ p sẽ đảm trách việc quản lý, vận hành, khaithác và kinh doanh dịch vụ trên Vinasat.





2.1. Çc th«ng sè chÝnh cña vÖ tinh Vinasat

- KiÓu vÖ tinh: VÖ tinh ®Þa tÜnh

- VÞ trÝ quü ®¹o: 132 ®é §«ng

- Träng l− îng phãng kho¶ng 2600 - 2800 kg

- Tªn löa ®Èy: Arian-5 cña Ph¸p

- Sè m¸y ph¸t ®¸p: 20 ( 08 m¸y ph¸t ®¸p b¨ng C, 12 m¸y ph¸t ®¸p b¨ngKu).

- Thêi gian sèng: 15 n¨m (cã thÓ ®Õn 20 n¨m)

2.1.1. Çc th«ng sè kü thuËt chÝnh cña vÖ tinh VINASAT

1 .Bă ng t ần C (mở r ộng – Extended C band)

• Số bộ pháp đáp: 8

• Đườ ng lên (Uplink)- Dải t ần: 6.425 – 6.725 MHz (300 MHz)

- Phân cự c: tuyế n tính V, H

• Đườ ng xuống (Downlink)- Dải t ần: 3.400 – 3.700 MHz (300 MHz)

- Phân cự c: tuyế n tính V, H

• Tham số chung phục vụ tính toán thiết k ế đườ ng truyền- Công suất bức xạ đẳng hướ ng bộ phát đáp (EIRP): 40dB- Độ lùi công suất đầu vào bộ phát đáp (IBO): -3dB- Độ lùi công suất đầu ra bộ phát đáp (OBO): -3dB- Mật độ thông lượ ng bão hoà bộ phát đáp (SFD): -85dBW/m2 - Hệ số khuếch đại trên nhiệt tạ p âm bộ phát đáp (G/T):từ -8,3dB/0K

đến -2dB/0K.

• Vùng phủ sóng theo giản đồ:

- Đườ ng đồng mức EIRP: 40dBW (trong vùng Đông Nam Á) và42dBW (vớ i phần lãnh thổ Việt Nam và lân cận)

- Đườ ng đồng mức G/T: -2dB/0K (trong vùng Đông Nam Á) và0dB/0K (vớ i phần lãnh thổ Việt Nam và lân cận)

2. Bă ng t ần Ku

• Số bộ pháp đáp: 12

• Đườ ng lên (Uplink)- Dải t ần: 13.750 – 13.990 MHz (240 MHz); và 14.255 – 14.495 MHz

(240 MHz)





- Phân cự c: Tuyế n tính V

• Đườ ng xuống (Downlink)- Dải t ần: 10.950 – 11.200 MHz (250 MHz); và 11.450 – 11.700 MHz

(250 MHz)

- Phân cự c: Tuyế n tính H • Tham số chung phục vụ tính toán thiết k ế đườ ng truyền

- Công suất bức xạ đẳng hướ ng bộ phát đáp (EIRP): 54dB- Độ lùi công suất đầu vào bộ phát đáp (IBO): -3dB- Độ lùi công suất đầu ra bộ phát đáp (OBO): -3dB- Mật độ thông lượ ng bão hoà bộ phát đáp (SFD): -90dBW/m2 - Hệ số khuếch đại trên nhiệt tạ p âm bộ phát đáp (G/T):từ +2,0dB/0K

đến 6dB/0K.• Vùng phủ sóng theo giản đồ:

- Đườ ng đồng mức EIRP: 54dBW trong vùng lãnh thổ Việt Nam vàlân cận

- Đườ ng đồng mức G/T: 7dB/0K vớ i phần lãnh thổ Việt Nam vàlân cận.

2.1.2. Çc giíi h¹n khai th¸c cña vÖ tinh Vinasat

1. Đố i vớ i bă ng t ần C mở r ộng - Sử dụng ăng ten có giản đồ bức xạ (antenna pattern) theo khuyến nghị

REC S.580-5 của ITU-R trong đó quy định độ khuếch đại ăng ten tạigóc lệch tr ục θ là 29 - 25 logθ (θ là góc lệch tr ục giữa VINASAT vớ ivệ tinh lân cận; 10≤ θ ≤ 200).

- Mật độ giớ i hạn EIRP lệch tr ục (EIRP off-axis) cho phép áp dụng đốivớ i đườ ng lên tr ạm mặt đất:

EIRP off-axis ≤ - 46 + 29 – 25 logθ (dBW/Hz)- Đườ ng kính ăng ten thu, phát tr ạm mặt đất khuyến nghị sử dụng là

3,0m. Trong tr ườ ng hợ p sử dụng ăng ten nhỏ hơ n (nhưng không nhỏ hơ n 2,4m), công suất phát của ăng ten phải tuân thủ các giớ i hạn nêutrên và phải có sự phối hợ p chặt chẽ vớ i các bên liên quan tránh gây

can nhiễu hệ thống, đặc biệt vớ i vệ tinh lân cận.

2. Đố i vớ i bă ng t ần Ku:- Sử dụng ăng ten có giản đồ bức xạ theo khuyến nghị REC S.580-5 của

ITU-R trong đó quy định độ khuếch đại ăng ten tại góc lệch tr ục θ là 29- 25 logθ (θ là góc lệch tr ục giữa VINASAT vớ i vệ tinh lân cận; 10≤θ ≤ 200).

- Mật độ giớ i hạn EIRP lệch tr ục (EIRP off-axis) cho phép áp dụng đối

vớ i đườ ng lên tr ạm mặt đất:+ trong dải tần: 13.750 – 13.990 MHzEIRP off-axis ≤ - 46,56 + 29 – 25 logθ (dBW/Hz) ; và





+ trong dải tần: 14.255 – 14.495 MHzEIRP off-axis ≤ - 47,56 + 29 – 25 logθ (dBW/Hz)

- Mật độ giớ i hạn EIRP đồng tr ục (EIRP on-axis) trong dải tần: 14.255 -14.495 MHz:

EIRP on axis ≤ - 7,1 (dBW/Hz)- Đườ ng kính tối thiểu ăng ten phát tr ạm mặt đất sử dụng là 1,2m.- Đườ ng kính tối thiểu ăng ten thu tr ạm mặt đất khuyến nghị sử dụng là

0,6m để thu tín hiệu truyền hình và 1,2m cho các dịch vụ khác(VSAT,...)

2.2. Çc s¬ ®å ph©n kªnh cña vÖ tinh Vinasat

Hình 2.1 Phân kênh bộ phát đáp băng C – vệ tinh VINASAT





Hình 2.2: Phân kênh bộ phát đáp băng Ku – vệ tinh VINASAT





2.3. Vïng phñ sãng vÖ tinh Vinasat

1) B¨ng tÇn C më réng: Toµn bé khu vùc ®«ng nam ¸, óc, Ên ®é, mét phÇn trungquèc vµ nhËt b¶n.

2) B¨ng tÇn Ku: Toµn bé khu vùc ®«ng d− ¬ng, Th¸i lan vµ mét phÇn Mianma.

Ch− ¬ng III

tæng quan vÒ dù ¸n thμnh phÇn vinasat

cña bé quèc phßng

3.1. Môc tiªu cña Dù ¸n

Mục tiêu xây dựng hệ thống Thông tin vệ tinh quân sự như sau

1) K ế t hợ p vớ i hệ thố ng thông tin cố đị nh đ ã tri ể n khai, bảo đảm thông

tin thoại, fax, truyề n số li ệ u để chỉ huy các đơ n v ị ở xa, nơ i mà hệ thố ng cáp

quang, vi ba, t ổ ng đ ài đ i ệ n t ử k ỹ thuật số chư a vươ n t ớ i bảo đảm đượ c;

2) Bảo đảm thông tin thoại, TSL, fax, THHN cho các đơ n v ị làm nhi ệ mvụ cơ động;

3.2. Quy m« dù ¸n

Dự án đầu tư xây dựng mạng mặt đất thông tin vệ tinh quân sự là mộtthành phần của tổng dự án phóng vệ tinh viễn thông Việt Nam VINASAT. Đâylà một dự án quy mô quốc gia, vớ i các hạng mục đầu tư chính:

- Xây dựng 02 tr ạm HUB thông tin vệ tinh cố định tại các đơ n vị cấ pchiến lượ c dung lượ ng từ 8 - 12 Mbps.- Xây dựng mạng VSAT gồm trên 250 tr ạm vớ i các cấu hình: cố định,

bán cố định và cơ động trang bị cho các cấ p chiến dịch, chiến thuật k ể cả một số loại trên tầu biển Hải quân.

- Xây dựng và nâng cấ p hạ tầng phù hợ p, trên cơ sở hạ tầng của các đơ nvị hiện có thuộc Binh chủng Thông tin.

- Tổ chức và đào tạo lực lượ ng vận hành, khai thác và đảm bảo k ỹ thuậtlâu dài.





3.3. §Þa ®iÓm triÓn khai

Địa điểm triển khai dự án tr ướ c hết là vị trí lắ p đặt các tr ạm HUB cố địnhtại các trung tâm thông tin quân sự trên địa bàn:

- Phía Bắc: tại Sơ n Tây,- Phía Nam: tại Đồng Nai,

Địa điểm triển khai các tr ạm VSAT là các đơ n vị cấ p chiến dịch, chiếnthuật, k ể cả các đơ n vị đóng quân trên biên giớ i, hải đảo, vùng sâu, vùng xa theonhiệm vụ tác chiến trên các địa bàn đượ c BTTM quy định, triển khai trên phạmvi toàn quốc, có tr ườ ng hợ p ở nướ c ngoài (khu vực châu Á trong vùng phủ sóngcủa vệ tinh VINASAT).

3.4. Gi¶i ph¸p cho hÖ thèng th«ng tin vÖ tinh qu©n sù 3.4.1. Lùa chän sö dông b¨ng tÇn cña Vinasat

Dự án xây dựng một giải pháp k ết hợ p sử dụng đồng thờ i cả 2 băng tần Cvà Ku cho mạng TTVT-QS, trong đó:

- Sử dụng băng tần Ku: xây dựng toàn bộ mạng TTVT quân sự trên băng tần Ku cho các đối tượ ng có nhu cầu thườ ng xuyên cơ động vàdi chuyển vị trí đóng quân vớ i ưu thế kích thướ c an ten nhỏ.

- Sử dụng băng tần C: chấ p nhận sự giảm tính cơ động của các tr ạmVSAT do bắt buộc phải sử dụng các ăng ten đủ lớ n (≥ 2,4m).Phươ ng án sử dụng băng tần C cho các tr ạm cố định thích hợ p vớ imột số đơ n vị quân đội ít có nhu cầu cơ động hoặc di chuyển vị tríđóng quân, mang lại chất lượ ng k ết nối đảm bảo hơ n.

- Ư u điểm vùng phủ sóng rộng của băng C cho phép triển khai cáctr ạm đầu cuối ngoài lãnh thổ quốc gia.

- Khả năng chống nhiễu chế áp vớ i hệ thống 2 băng tần tốt hơ n khichỉ sử dụng 1 băng tần duy nhất. Ngoài ra, sử dụng 2 băng tần cònlàm tăng độ sẵn sàng của hệ thống, dễ thích ứng trong các giai đoạn phát triển TTVT tiế p theo của Việt Nam.

Như vậy, phươ ng án đượ c lựa chọn là sử dụng cả 2 băng tần cho hệ thốngTTVT-QS: băng Ku cho các nhu cầu cơ động, k ết hợ p vớ i băng C cho cáctrạm cố định.





3.4.2. Lùa chän c«ng nghÖ chuyÓn m¹ch gãi IP

Lý do lựa chọn công nghệ chuyển mạch gói IP (công nghệ IP) thay vì côngnghệ chuyển mạch kênh thông thườ ng là:

- Thiế t bị theo công nghệ chuyể n mạch kênh đ ã l ạc hậu, nhiều hãng đãdừng sản xuất loại này, nhất là các bộ ghép kênh ở dải tần cơ sở -Multiplexer. Hiện nay các thiết bị TTVT ở giải tần cơ sở (baseband) cóxu hướ ng chuyển sang sử dụng công nghệ IP tích hợ p đa dịch vụ vớ i chi phí r ẻ hơ n, cấu hình thiết bị cũng đơ n giản, dễ bảo trì và thay thế.

- Công nghệ IP cho phép t ổ chứ c k ế t nố i các d ịch vụ truyền số liệu, thoại,video,... của mạng TTVT vớ i các mạng hạ tầng viễn thông đơ n giản,thuận lợ i hơ n so vớ i công nghệ chuyển mạch kênh.

- Công nghệ IP sẽ giúp tiế t kiệm bă ng thông nhiề u so vớ i các công nghệ

cũ, không yêu cầu độ dự phòng công suất (back-off) cao, do đó giúpgiảm kích thướ c ăng ten và công suất máy phát tr ạm mặt đất.- V ấ n đề bảo mật thông tin có thể thự c hiện ở mứ c luồng IP , và điều này

cũng tạo điều kiện thuận lợ i cho việc thiết k ế chế tạo các thiết bị bảo mật(VSAT tớ i VSAT) của ngành cơ yếu quân đội vớ i chi phí thấ p.

Phần mô tả và sơ đồ cấ u trúc mạng dướ i đây, qua phân tích các phần tử mạng sử dụng IP sẽ còn thấy rõ hơ n những ưu điểm sau của phươ ng án IP đề xuất:

- Tiết kiệm chi phí và nâng cao hiệu quả truyền dẫn, giảm chi phí băngthông vệ tinh do chỉ một sóng mang đượ c phát từ tr ạm HUB cho thoại,dữ liệu và thông tin video và đượ c chia sẻ cho tất cả các tr ạm VSAT.

- Dữ liệu và thoại đượ c đóng gói và đánh địa chỉ riêng r ẽ vớ i từng tr ạmVSAT. Nếu số lượ ng kênh thoại giảm và không có THHN thì băngthông sẽ đượ c cấ p phát cho truyền dữ liệu nhiều hơ n. Khi đó tốc độ truyền số liệu tớ i tr ạm VSAT và tốc độ tải xuống sẽ tăng lên.

- Dữ liệu đượ c cấ p phát đảm bảo ở mức băng thông tối thiểu và thoại sẽ cóưu tiên băng thông cao hơ n dữ liệu.

Ngoài ra, phươ ng án IP còn giảm độ phức tạ p của thiết bị ở HUB:- Theo giải pháp IP, HUB chỉ phát một sóng mang và chia sẻ cho tất cả

các tr ạm VSAT. Công suất RF ở HUB sẽ nhỏ hơ n khi so sánh vớ i giải pháp phát nhiều sóng mang từ HUB.

- Đườ ng lên (Up-link) của HUB chỉ cần một modem điều chế duy nhất,thay vì r ất nhiều modem như phươ ng án chuyển mạch kênh. Các bộ demodulator (giải điều chế) có thể chọn loại có nhiều đầu vào sóngmang đồng thờ i. Một số thiết bị HUB tích hợ p cao vớ i các carddemodulator có thể giảm không gian tr ạm HUB xuống nữa. Điều này

giúp giảm số lượ ng thiết bị, giảm phức tạ p đấu nối dây ở tr ạm HUB vàtiêu thụ điện.





- Tr ạm HUB cũng sẽ không yêu cầu (hoặc r ất ít) mức backoff công suất(3dB) so vớ i phươ ng án nhiều sóng mang (3-6dB). Điều này giảm mứcyêu cầu EIRP của tr ạm HUB.

So sánh tr ạm VSAT : theo công nghệ chuyển mạch kênh (công nghệ Mux)

và công nghệ IP có cấu trúc tươ ng đươ ng nhau, chỉ khác phần thiết bị ghép kênh băng tần cơ sở . Thiết bị router sử dụng loại ghép kênh đa dịch vụ đượ c sản xuấtr ất nhiều, đa dạng về chủng loại và phù hợ p k ết nối giao diện IP. Tổ chức k ếtnối kênh dịch vụ linh hoạt, dễ dàng nhờ việc định tuyến các gói tin theo địa chỉ IP.

Vớ i công nghệ IP việc mã hoá bảo mật cho tr ạm VSAT r ất thuận lợ i vớ imột thiết bị mã hoá luồng IP cho toàn bộ lưu lượ ng tr ạm. Dùng công nghệ Mux,mã luồng ghép kênh serial phức tạ p hơ n hoặc phải cần nhiều thiết bị mã chotừng kênh thông tin riêng r ẽ. Công nghệ Mux cần cấ p băng thông cho cổng

thoại/fax giao diện 2 dây FXS ít nhất 24-32kbps mớ i đảm bảo cho thiết bị mãđầu cuối làm việc đượ c.

tr ạm VSAT công nghệ IP

tr ạm VSAT công nghệ Multiplexing

Hình 3.1: So sánh cấu trúc tr ạm VSAT theo công nghệ chuyển mạch kênh và IP

So sánh cấ u trúc tr ạm HUB: theo công nghệ IP có số lượ ng thiết bị ít hơ nvà đơ n giản trong k ết nối so vớ i công nghệ ghép kênh Mux. Theo công nghệ Mux, mỗi một k ết nối VSAT thì ở HUB cần phải có một cặ p Modem/Mux

tươ ng ứng và cùng các thiết bị mã hoá bảo mật. Nếu mạng có nhiều tr ạm VSATthì không gian thiết bị tr ạm HUB sẽ tăng r ất lớ n theo tỉ lệ thuận vớ i số k ết nối.Theo công nghệ IP, tại HUB chỉ cần 1 modem phát duy nhất một sóng mang cho

LNA

Transceiver

HPA U/C

Modem

Ăng ten

D/C

Ngoài tr ời

Voice/FaxData

Trong nhà

M M u u x x serial

LNA

Transceiver

HPA U/C

Modem

R R oou u t t eer r

Ăng ten

D/C

Ngoài tr ời

Voice/FaxDataEthernet

Trong nhà

IP





toàn bộ lưu lượ ng mạng, bộ giải điều chế - demod có thể chọn loại có nhiều đầuvào trên một thiết bị giúp giảm số lượ ng các thiết bị của HUB. Phươ ng án bảomật tại HUB theo công nghệ IP cũng đơ n giản hơ n vớ i 2 bộ mã luồng IP tuyến phát tr ướ c modem và tuyến thu sau các bộ demodulator.

tr ạm HUB công nghệ IP

tr ạm HUB công nghệ Multiplexing

Hình 3.2: So sánh cấu trúc tr ạm HUB theo công nghệ Mux và IP

Cấ p phát băng thông vệ tinh cho mạng theo công nghệ IP cũng tiết kiệmhơ n so vớ i công nghệ Mux, vì chỉ cần phát một sóng mang lớ n cho toàn bộ lưulượ ng HUB so vớ i phát nhiều sóng mạng nhỏ cho từng tuyến k ết nối VSAT. Khi phát 1 sóng mang duy nhất sẽ không cần các khoảng bảo vệ giữa các sóngmang, giúp sử dụng băng thông vệ tinh hiệu quả hơ n.

Băng thông cấ p cho lưu lượ ng k ết nối của một tuyến VSAT theo công nghệ IP cũng hiệu quả hơ n so vớ i công nghệ Mux, vì chỉ khi có kênh liên lạc thì mớ ichiếm đườ ng truyền, kênh thoại đượ c nén vớ i tốc độ nhỏ, khi lưu lượ ng thoạitrên luồng ít có thể tăng dung lượ ng cho truyền dẫn gói dữ liệu khác.

LNA

Transceiver

HPA U/C

Modem

Ăng ten

D/C

Ngoài tr ời

Voice/FaxData

Trong nhà

M M u u x x

Modem M M u u x x

Modem M M u u x x

Modem/Demod M M u u x x

LNA

Transceiver

HPA U/C

Modem

R R oou u t t eer r

Ăng ten

D/C

Ngoài tr ời

Voice/FaxDataEthernet

Trong nhà

IP

Demod Demod

Demod Demodulator

IP





sóng mang mạng theo công nghệ IP

sóng mang mạng theo công nghệ chuyể n mạch kênh

Hình 3.3: Thí dụ cấ p phát băng thông cho các sóng mang

3.4.3. Lùa chän c«ng nghÖ ®a truy nhËp vÖ tinh

C«ng nghÖ ®a truy nhËp vÖ tinh ®− îc lùa chän cho dù ¸n lµ " ®a tÇn sè vµ®a truy nhËp ph©n chia theo thêi gian MF/TDMA v× qua so s¸nh gi÷a ph− ¬ngthøc ®a truy nhËp FDMA vµ MF/TDMA chóng ta thÊy:

- Hiệu quả sử d ụng bă ng thông : hiệu quả của kênh truyền trong một sóngmang FDMA có thể khá cao (tớ i trên 90%), nhưng hiệu quả sử dụng băngthông vệ tinh tính trên toàn mạng lại kém hơ n so vớ i MF/TDMA. Do truynhậ p theo MF/TDMA, đầu cuối chỉ phát khi có nhu cầu truyền tin vàkhông chiếm kênh khi ở chế độ chỉ thu; ngượ c lại theo truy nhậ p FDMA,đầu cuối luôn chiếm băng thông cho dù có liên lạc hay không.

- Thiế t bị ở tr ạm HUB: về độ phức tạ p thiết bị ở HUB thì MF/TDMA cócấu trúc nhỏ, gọn, chiếm ít không gian và tiêu thụ điện ít hơ n nhiều so vớ iFDMA. Khi mở r ộng mạng thêm tr ạm VSAT: vớ i số lượ ng VSAT ít,HUB dùng MF/TDMA có thể chưa cần thêm thiết bị; nếu thêm nhiều chỉ cần bổ sung 1 hoặc một vài bộ demodulator cho hàng chục đến hàng tr ăm

HUB – Xe THHN2Mb

HUB – VSAT128Kb

HUB – VSAT64Kb

12MHz4MHz

HUB – Xe THHN2Mb

HUB VSAT32Kb

6MHz4MHz 4MHz





VSAT mớ i. Nhưng vớ i HUB dùng FDMA, cứ mỗi VSAT nối vào mạngthì phải cần thêm 1 bộ demodulator tươ ng ứng. Như vậy khả năng mở r ộng và dự phòng thiết bị của HUB theo MF/TDMA r ất linh hoạt, dễ dànghơ n r ất nhiều so vớ i công nghệ FDMA và chi phí đầu tư thấ p hơ n cho

mạng lớ n.- Kích thướ c tr ạm VSAT: tr ạm VSAT theo FDMA có kích thướ c tính toán

phù hợ p vớ i dung lượ ng truyền dẫn. Tr ạm VSAT MF/TDMA do phát r ờ ir ạc theo các khe thờ i gian nên tốc độ khi truyền (burst) cần cao hơ n so vớ idung lượ ng truyền dẫn trung bình; dẫn đến kích thướ c ăng ten và máy phát lớ n hơ n so vớ i tr ạm VSAT FDMA.

- Khả nă ng bảo mật : sóng mang VSAT trong MF/TDMA có khả năng liêntục nhẩy tần trong nhiều đoạn băng tần và phát trong các khoảng thờ i giangián đoạn; sóng mang của VSAT trong FDMA đượ c phát liên tục trong

đoạn băng tần cấ p phát cố định. Do vậy khả năng chặn thu thông tin củamột tr ạm VSAT vớ i MF/TDMA khó hơ n nhiều so vớ i khi dùng FDMA.

- Dung l ượ ng truyề n tin bă ng r ộng : tốc độ truyền tin của đườ ng từ VSATvề HUB luôn không đổi, do vậy khó có thể tăng dung lượ ng truyền dẫncủa tr ạm khi có nhu cầu băng r ộng như IP/Video. Vớ i VSAT yêu cầu 4kênh thoại, 1-2 kênh số liệu tốc độ thấ p thì tổng dung lượ ng đườ nginbound theo FDMA thườ ng giớ i hạn tớ i 128kbps. Vớ i khả năng cấ p khethờ i gian linh động của MF/TDMA, cho phép một tr ạm đầu cuối có thể phát trên nhiều khe thờ i gian liên tiế p khi có nhu cầu truyền dẫn cao, tốcđộ có thể đạt đượ c tớ i vài tr ăm kbps. Khi dung lượ ng truyền ít, số khe thờ igian đượ c cấ p sẽ thưa hơ n.

Công nghệ MF/TDMA yêu cầu khả năng định thờ i trong mạng r ất chính xác để đồng bộ hệ thống. Khả năng định thờ i cao cho phép có thể chia nhỏ khe thờ igian, đồng ngh ĩ a vớ i khả năng nhiều tr ạm VSAT đồng thờ i k ết nối trên cùngđoạn băng tần vệ tinh vớ i hiệu suất truyền tin cao hơ n. MF/TDMA là công nghệ mớ i phát triển cho các mạng VSAT đa dịch vụ.

Ư u đ iể m của công nghệ đ a truy nhậ p MF/TDMA là:

- Truy nhậ p vệ tinh theo TDMA giúp tận dụng tối đa băng thông vệ tinhcho truyền dẫn từ các tr ạm VSAT về HUB. Điều này giúp sử dụng hiệuquả các băng thông máy phát đáp vệ tinh.

- Hiện đã chế tạo đượ c các thiết bị định thờ i có độ chính xác cao cho phépsử dụng công nghệ TDMA vớ i giá thành tr ạm đầu cuối hạ hơ n.

- Các thiết bị HUB có cấu trúc gọn hơ n so vớ i giải pháp FDMA. Mỗi bộ demodulator ở HUB sẽ quản lý nhiều k ết nối từ các tr ạm VSAT (tuỳ hệ thống có thể tớ i 20-25 link/bộ hoặc hơ n). Do vậy cấu trúc tr ạm HUBtheo TDMA sẽ gọn hơ n nhiều so vớ i FDMA.

Nhượ c đ iể m của MF/TDMA là:





- Do truy nhậ p vệ tinh theo các khe thờ i gian nên cần băng thông truyềndẫn của tr ạm có tốc độ cao hơ n so vớ i FDMA cùng dung lượ ng. Ví dụ FDMA vớ i 2 ÷ 4 kênh thoại và kênh dữ liệu cần đườ ng truyền dunglượ ng khoảng 64kbps thì vớ i TDMA cần có tốc độ truyền từ 384kbps

hoặc hơ n nữa tuỳ theo thiết lậ p mạng. Tr ườ ng hợ p sử dụng MF/TDMAcó tốc độ truyền dẫn nhỏ cho tr ạm VSAT công suất thấ p thì lại khônghiệu quả trong việc sử dụng băng thông vệ tinh và hiệu suất của bộ Demodulator ở tr ạm HUB.

- Ăng ten và HPA của tr ạm đầu cuối lớ n hơ n do cần truyền vớ i tốc độ cao. Nếu mạng sử dụng nhiều tr ạm cơ động có kích thướ c ăng ten nhỏ thì sẽ cần HPA cao hơ n so vớ i phươ ng án FDMA. Điều này dẫn đến tăng giáthành đầu tư hệ thống. Ví dụ theo công nghệ FDMA, tr ạm VSAT băng Cdùng ăng ten 2,4m và HPA 2W đảm bảo truyền dẫn 64kbps thì sử dụng

MF/TDMA vớ i tốc độ uplink 1024kbps sẽ cần HPA tớ i 20W.

Các phân tích trên chỉ ra r ằng áp dụng k ỹ thuật truy nhập vệ tinh

MF/TDMA hiệu quả vớ i mạng thông tin mặt đất lớ n, có r ất nhiều tr ạm VSATtươ ng đối đồng nhất về chủng loại tr ạm và nhu cầu truyền dẫn từ các VSAT.Đối chiếu vớ i mạng VSAT quân sự của ta có số lượ ng tr ạm không nhiều (tớ i250 tr ạm) nhưng nhiều loại tr ạm vớ i dung lượ ng khác nhau (2Mbps cơ động, 64kbps cả cơ động và bán cố định, có tr ạm tớ i 128kbps); hệ thống mạng có 2 phần băng Ku và băng C, lại đượ c chia nhỏ thành các mạng con khác nhau thì giải

pháp lự a chọn cho hệ thống TTVT-QS vẫn nên là MF/TDMA trên toàn bộ mạng, thực hiện đồng bộ ở HUB, nhằ m t ận d ụng ư u thế tiế t kiệm bă ng thông,

thiế t bị nhỏ g ọn. Tuy nhiên cần k ết hợ p thêm:- Phân chia băng thông làm các đoạn băng tần có độ r ộng khác nhau tuỳ

theo nhu cầu truyền dẫn và mức đảm bảo công suất khả thi cho từng loạitr ạm. Ví dụ tr ạm Ku ăng ten 1,2m sẽ phát trên đoạn băng tần nhỏ hơ ntr ạm Ku ăng ten 1,8m.

- Đối vớ i các xe cơ động THHN băng Ku, để đảm bảo truyền dẫn tốc độ

cao và đủ dự tr ữ công suất, cần quản lý cấ p phát băng thông và khe thờ igian riêng theo nhu cầu triển khai k ết nối các tr ạm cơ động, đặc biệt làkhả năng nối thẳng giữa 2 xe vớ i nhau – kiểu mesh. Công suất phát củacác xe cơ động THHN đượ c tính theo nhu cầu dung lượ ng truyền dẫnthực và có dự phòng suy hao mưa.

3.5. Tæng quan hÖ thèng th«ng tin vÖ tinh qu©n sù

3.5.1. CÊu tróc hÖ thèng

HÖ thèng gåm 2 m¹ng b¨ng tÇn C vµ b¨ng tÇn Ku, mçi m¹ng C vµ Kugåm cã 2 tr¹m HUB dù phßng ph©n tËp ®Þa lý. HUB b¨ng C vµ HUB b¨ng Ku sÏ®− îc ®Æt cïng mét vÞ trÝ gäi lµ çc nót m¹ng vµ kÕt nèi trùc tiÕp víi nhau th«ng





qua ®− êng truyÒn çp quang mÆt ®Êt t¹o thµnh m¹ng lâi cña hÖ thèng th«ng tinvÖ tinh. Tõ çc nót m¹ng sÏ cã çc kÕt nèi víi m¹ng cè ®Þnh b»ng luång E1 ®ÓchuyÓn t¶i çc dÞch vô tho¹i, sè liÖu vµ truyÒn h×nh cho m¹ng th«ng tin vÖ tinh.

M¹ng VSAT b¨ng C gåm trªn 180 tr¹m cè ®Þnh cã cÊu tróc h×nh sao sö dôngan ten ®− êng kÝnh tèi thiÓu lµ 2,4m, b¶o ®¶m dÞch vô tèi thiÓu 2 kªnh tho¹i vµ 1kªnh d÷ liÖu trªn nÒn chuyÓn m¹ch IP

Mang VSAT b¨ng Ku gåm cã 4 lo¹i tr¹m:- 20-30 tr¹m b¸n cè ®Þnh víi an ten ®− êng kÝnh an ten tèi ®a lµ 2,4m,- 30-40 tr¹m c¬ ®éng cì nhá víi ®− êng kÝnh an ten 1,2m l¾p trªn çc

xe « t« 2 cÇu 7 chç ngåi b¶o ®¶m tèi thiÓu 2 kªnh tho¹i vµ 1 kªnh sè liÖu,

- 08-10 tr¹m c¬ ®éng cì lín sö dông cho truyÒn h×nh víi ®− êng kÝnh

an ten 1,5m l¾p trªn xe « t« minibus 16 chç ngåi b¶o ®¶m truyÒn t¶i®− îc 2 chiÒu luång E1 vµ çc dÞch vô kh¸c nh− ®èi víi tr¹m cì nhá.M¹ng VSAT b¨ng Ku lµ m¹ng lµm viÖc theo cÊu tróc hçn hîp sao-l− íi.

- 06-10 tr¹m l¾p ®Æt trªn tÇu biÓn víi an ten tù ®éng æn ®Þnh 1.0m

M¹ng ®− îc thiÕt kÕ ®Ó ho¹t ®éng v÷ng ch¾c linh ho¹t nhê kh¶ n¨ng dù phßng ®Þa lý cña tr¹m HUB, khi 1 HUB bÞ sù cè hoÆc thiªn tai hoÆc thêi tiÕt xÊuth× çc tr¹m VSAT sÏ tù ®éng kÕt nèi víi tr¹m HUB cßn l¹i, b¶o ®¶m th«ng tinliªn l¹c kh«ng bÞ gi¸n ®o¹n. B¶o ®¶m dù phßng cho më réng lªn gÊp ®«i dungl− îng vµ dù phßng khi thêi tiÕt xÊu còng nh− tham sè vÖ tinh cã biÕn ®éng.

HÖ thèng qu¶n lý m¹ng ®− îc thiÕt lËp t¹i mçi vÞ trÝ tr¹m HUB vµ cã thÓho¹t ®éng ®éc lËp, ®ång thêi mét hÖ thèng qu¶n lý tËp trung còng ®− îc thiÕt lËp®Ó gi¸m s¸t vµ ®iÒu hµnh toµn bé m¹ng khi cÇn thiÕt.

S¬ ®å tæ chøc cÊu tróc hÖ thèng th«ng tin vÖ tinh qu©n sù nh− h×nh vÏ 3.4





Hình 3.4: Tæng quan tổ chức mạng mặt đất TTVT-QS

3.5.1. Çc dÞch vô cña hÖ thèng th«ng tin vÖ tinh qu©n sù

1) DÞch vô tho¹i:

Cung cÊp kh¶ n¨ng tho¹i quay sè tù ®éng víi giao diÖn Analog hoÆc IP liªnl¹c gi÷a çc thuª bao trong m¹ng VSAT vµ víi m¹ng ®iÖn tho¹i qu©n sù cè ®Þnh. T¹i mçi tr¹m VSAT sÏ cã thiÕt bÞ chuyÓn m¹ch IP cho phÐp qu¶n lý tèi

Mạng truyềndẫn mặt đất

Sơn Tây

Đồng Nai

VSAT 2-C

VSAT 1-C VSAT 1-Ku

VSAT 2-Ku

HUB C HUB Ku

HUB KuHUB C

Cáp quang

Đường vệ tinh

Xe cơ động THHN

Xe VSAT cơ động

Tr ạm bán cố định

Tr ạm cố định

Tr ạm trên tầu biển





®a ®Õn 32 sè thuª bao. T¹i mçi tr¹m HUB lµ chuyÓn m¹ch IP víi kh¶ n¨ngqu¶n lý ®Õn 1024 thuª bao. Çc cuéc gäi trong n«Þ t¹i mét tr¹m sÏ kh«ngchiÕm b¨ng th«ng vÖ tinh mµ ®− îc ®Þnh tuyÕn ngay t¹i tr¹m. Çc cuéc gäi tíiçc tr¹m VSAT kh¸c ®− îc ®Þnh tuyÕn ngay trong m¹ng VSAT. Çc cuéc gäira m¹ng ngoµi vµ gäi vµo m¹ng VSAT sÏ kÕt nèi th«ng qua luång trung kÕ E1t¹i tr¹m HUB.

2) DÞch vô d÷ liÖu vµ truyÒn h×nh:Cung cÊp kh¶ n¨ng øng dông çc dÞch vô d÷ liÖu kÕt nèi gi÷a çc m¹ng

m¸y tÝnh VLAN, kÕt nèi Internet...tÊt c¶ trªn nÒn c«ng nghÖ IP. KÕt nèi víim¹ng truyÒn sè liÖu qu©n sù ATM.

Cung cÊp kh¶ n¨ng truyÒn h×nh ®iÓm - ®iÓm tèc ®é 2.048 Mbps gi÷a 2 xec¬ ®éng hoÆc gi÷a xe c¬ ®éng víi tr¹m HUB, kh¶ n¨ng tæ chøc héi nghÞ truyÒnh×nh khi cÇn thiÕt.

Cung cÊp ®− êng kÕt nèi luång E1 t− ¬ng tù nh− truyÒn dÉn çp quang hayvi ba ®Ó lµm dù phßng cho m¹ng th«ng tin cè ®Þnh.

3.5.2. CÊu tróc tæng quan tr¹m HUB

Các tr ạm HUB Ku có cấu trúc gồm các cụm thiết bị cơ bản:- Hệ thống ăng ten và thiết bị cao tần- Các khối xử lý tín hiệu đườ ng lên - uplink - Các khối xử lý tín hiệu đườ ng xuống - downlink

- Phần ghép nối mạng Ku/ C và ghép vớ i mạng mặt đất bên ngoài- Phần quản lý giám sát hệ thống

• Phần ă ng ten và thiế t bị cao t ần có các thành phần chính như sau:- 01 ăng ten parabol đườ ng kính lớ n trên 4,5m vớ i động cơ điều khiển

bám vệ tinh tự động theo 2 góc tà và góc phươ ng vị.- 02 bộ khuếch đại tạ p âm thấ p LNB ghép dự phòng 1:1, thực hiện

khuếch đại tín hiệu cao tần Ku thu đượ c và đổi tần xuống băng L. Bộ LNB đượ c lắ p đặt ngay sau loa phát xạ của ăng ten.

- 02 bộ khuếch đại công suất cao HPA công suất loại bán dẫn vớ i dự phòng 1:1, cũng đượ c lắ p đặt ngay trên chân cột ăng ten.

- 02 bộ đổi tần lên UpConverter dự phòng 1:1 cho phép đổi tần số sóngmang của HUB từ trung tần IF lên tần số cao tần.

- Các bộ chuyển mạch dự phòng tươ ng ứng cho từng khối thiết bị là loạichuyển mạch điện tử tự động vớ i giao diện k ết nối phù hợ p.

- 01 máy thu tín hiệu Beacon vệ tinh dùng để xác định chính xác góchướ ng vệ tinh để làm tín hiệu điều khiển ăng ten bám chính xác vệ tinhtự động

- 01 khối tính toán vị trí và tự động điều khiển động cơ quay ăng ten.

• Phần thiế t bị đườ ng phát lên, bao g ồm:





- 02 bộ điều chế sóng mang tuyến phát (Modulator) vớ i ghép dự phòng1:1.

- 02 bộ mã hoá dữ liệu IP và đóng gói vớ i dự phòng 1:1.- Bộ chuyển mạch tự động cho các bộ điều chế

- 02 bộ biến đổi giao diện phân phối và đồng bộ thờ i gian vớ i dự phòng1:1.Bộ giao diện phân phối sẽ nhận dạng các gói IP gửi từ HUB đến các VSAT

và chuyển sang khối đóng gói IP. Khối này chịu trách nhiệm mã hoá dữ liệu IPvào định dạng gói truyền dẫn và định tuyến chúng đến bộ điều chế sóng manghướ ng phát. Bộ điều chế sóng mang thực hiện mã hoá sửa lỗi FEC, điều chế dữ liệu thành tín hiệu trung tần để phát đi. Tốc độ luồng trung tần có thể thay đổiđượ c tuỳ theo dung lượ ng tr ạm HUB phát cho VSAT, từ 1Mbps đến hàng chụcMbps.

• Phần thiế t bị đườ ng xuố ng, bao g ồm:- 02 máy thu thờ i gian GPS chuẩn cấu hình dự phòng 1:1- 01 khối phân phối thờ i gian đồng bộ máy thu,- Các khối ghép kênh IF cấu hình dự phòng 1:1- Các bộ giải điều chế (Demodulator) và bộ kiểm soát đồng bộ khung- Chuyển mạch giao diện mạng Ethernet 10/100 Mbps cho các gói IP

gửi ra từ các Demodulator.

Từ đầu ra LNB là tín hiệu các sóng mang thu đượ c và đã chuyển xuống

băng L. Các tín hiệu này đượ c đưa tớ i các bộ giải điều chế MF/TDMA để lọctheo từng đoạn tần số; thực hiện giải điều chế sóng mang, lọc bit sửa lỗi và khôi phục lại thành các gói IP gửi từ tr ạm VSAT đưa vào mạng Ethernet bên trong.

Các gói IP từ VSAT tuỳ theo địa chỉ đích sẽ đượ c gửi đến các phần giaodiện tươ ng ứng như dữ liệu đượ c router định tuyến để vào mạng truyền số liệuhoặc gói IP thoại sẽ chuyển tớ i VoIP router để thành cuộc gọi sang mạng PSTN.

• Phần thiế t bị hệ thố ng quản lý mạng và giao diện mạng ngoài bao g ồm:- Máy tính trung tâm quản lý điều khiển mạng - NMS (cấu hình cần dự

phòng 1:1) vớ i phần mềm giao diện điều khiển giám sát toàn bộ thiết bị tr ạm HUB và VSAT

- Hệ thống con tăng tốc giao thức TCP/IP, HTTP,...- Hệ thống giao diện bảo mật luồng IP của Cục Cơ yếu- Router VoIP vớ i chức năng chuyển mạch thoại mềm và các cổng giao

diện luồng E1 báo hiệu R2/SS7 để ghép nối vớ i tổng đài PBX của mạngPSTN mặt đất bên ngoài.





Hình 3.5: Mô hình cấ u trúc tr ạm HUB

3.5.2. CÊu tróc tæng quan tr¹m VSAT

Các tr ạm VSAT băng Ku và C đượ c thiết k ế đều có cấu trúc cơ bản giốngnhau về cùng loại thiết bị và số lượ ng, gồm:• Thiế t bị trong nhà, đều giống nhau:

- 01 modem vệ tinh vớ i giao diện luồng IP/Ethernet, giao diện IF L band- 01 VoIP router vớ i 4 cổng thoại giao diện FXS 2 dây, cổng Ethernet

Dự phòng 1:1 Dự phòng 1:1

HPA

HPA

Dự phòng 1:1

Dự phòng 1:1

LNB

LNB

S w i t c h 1 0 0 M b p s

Dự phòng n:m

E t h e r n e t 1 0 / 1 0 0 M b p s

Router

Định thời &

đồng bộ

MF-TDMADemodulator

C h i a L b a n d

RF Tx

Trongnhà

Ngoàitr ời

Modulator

Modulator

Đóng góiIP

Đóng góiIP

Dự phòng 1:1

InterfaceConverter

InterfaceConverter

MF-TDMADemodulator

MF-TDMADemodulator

1:1 GPSReceiver

Beacon TrackingReceiver

ăng tenPointing Motor

VoIPGateway

Quản lý giámsát mạng

Phần mạngbăng C

LAN

Voice / E1SS7

Giao diện mạngmặt đất

S w i t c h 1 0 0 M b p s

Router





- 01 switch LAN 8 cổng Ethernet tốc độ 10/100Mbps,- 01 thiết bị mã luồng IP của Cơ yếu, giao diện Ethernet- Các máy điện thoại giao diện analog 2 dây FXS- Các thiết bị nguồn và phụ tr ợ khác.

• Thiế t bị ngoài tr ờ i, khác nhau tuỳ loại tr ạm, gồm: - 01 ăng ten mặt đất vệ tinh, khác nhau tuỳ loại tr ạm- 01 khối khuếch đại công suất BUC, giao diện IF L band- 01 khối khuếch đại tạ p âm thấ p LNB, giao diện IF L band

• Thiế t bị nguồn đ iện và phụ tr ợ , tuỳ loại tr ạm VSAT:

- Xe cơ động THHN và xe VSAT cơ động ngoài khả năng dùng đượ cnguồn điện lướ i cần có máy phát điện công suất 2kVA đi kèm và các

bộ nắn/nạ p điện.- Tr ạm VSAT bán cố định và cố định tại các vị trí vùng sâu, vùng xakhông có đ iện l ướ i sẽ đượ c trang bị tổ hợ p nguồn điện pin mặt tr ờ i vàmáy phát điện dự phòng công suất 2kVA.

- Tr ạm VSAT trên tầu biển, tr ạm VSAT cố định và bán cố định tại cácvị trí có đ iện l ướ i 220V AC sẽ đượ c trang bị thiết bị cắt lọc sét nguồnđiện, các bộ nắn /nạ p điện và máy phát điện dự phòng công suất 2kVA.

Tuỳ theo đặc điểm của tr ạm VSAT sẽ có sự khác nhau về kiểu loại ăng ten,công suất của BUC và có thêm một vài thiết bị khác:

- Xe cơ động THHN bă ng Ku: ăng ten là loại đặt trên nóc cabin xe và cóthể quay bám vệ tinh đượ c nhờ động cơ điều khiển. Khối BUC đượ cchọn là loại lắ p trong tủ (rack) hoặc trên giá đỡ của ăng ten; có côngsuất cao để truyền băng thông lớ n cho THHN và đườ ng tr ục nhánh. Ngoài ra trên xe có các thiết bị cho THHN như: camera, thiết bị mãtruyền hình - video codec, màn hình theo dõi LCD, máy tính xách taytruyền số liệu.

- Xe VSAT cơ động bă ng Ku: ăng ten là loại nhỏ có thể tháo và lắ p bằng

tay; khi di chuyển cho vào các thùng vận chuyển chuyên dụng hoặcđiều khiển tự động gắn sẵn trên nóc xe. Thiết bị trong xe đượ c gắntrong các giá, thùng chống rung xóc. Xe VSAT cần có thêm máy tínhxách tay truyền số liệu.

- Tr ạm VSAT trên t ầu bă ng Ku: ăng ten đượ c gắn trên bệ ổn định 3 bậctự do có thể quay bám vệ tinh tự động r ất nhanh. Để bảo vệ ăng ten, sử dụng một vòm che bằng vật liệu trong suốt vớ i sóng điện từ. Thiết bị BUC có thể chọn loại lắ p trong tủ (rack) hoặc ngay trên bệ ăng ten.

- Tr ạm VSAT bán cố định bă ng Ku: ăng ten là loại cố định vớ i móngđượ c gia công thêm để có thể tháo lắ p dễ dàng. Ăng ten có thể chọnloại kích thướ c lớ n hơ n so vớ i các VSAT cơ động để có đượ c độ dự





phòng k ết nối tốt hơ n. Khối BUC chọn loại gắn tr ực tiế p ngay sau loa phát xạ để giảm suy hao phát thấ p nhất.

- Tr ạm VSAT cố định bă ng C : có cấu hình tươ ng tự tr ạm VSAT bán cố định Ku, chỉ khác là thiết bị BUC và LNB sử dụng ở băng tần C. Ăng

ten của tr ạm chọn loại cố định đườ ng kính từ 2,4m tr ở lên. Khối BUCchọn loại gắn tr ực tiế p ngay sau loa phát xạ để giảm suy hao phát thấ pnhất. Tần số làm việc của BUC và LNB chọn loại ở dải C chuẩ n và C

mở r ộng để có thể chuyển sang sử dụng vớ i nhiều loại vệ tinh trong khuvực – dự phòng tình huống vệ tinh VINASAT có sự cố.

Hình 3.6: Cấu trúc cơ bản tr ạm VSAT C/Ku

Riªng ®èi víi tr¹m VSAT c¬ ®éng TruyÒn h×nh héi nghÞ

Sử dụng loại xe ôtô 16 chỗ ngồi, hai cầu, có khả năng cơ động tại các địahình phức tạ p, có không gian phù hợ p để triển khai thiết bị trên xe. Xe đượ c tháohai dãy ghế ngồi phía sau tạo không gian cho lắ p đặt thiết bị.

Các xe VSAT cơ động truyền hình hội nghị (THHN) có dung lượ ng lên đến2,048Mbps, có thể dùng làm đườ ng truyền dẫn luồng E1/G703 khi các tuyếntruyền dẫn vi ba, cáp quang có sự cố. Các luồng dữ liệu IP từ xe cơ động THHN

sẽ phát trên các sóng mang riêng r ẽ trong một dải băng tần đượ c chia sẻ dùngchung cho các tr ạm yêu cầu băng thông r ộng và không đòi hỏi thườ ng xuyênđượ c k ết nối. Các xe truyền hình hội nghị đượ c thiết k ế có cấu trúc làm việctheo kiểu hình lướ i (Mesh), tức là trong mạng truyền hình 02 xe THHN có thể làm việc độc lậ p và tr ực tiế p đượ c vớ i nhau không cần thông qua tr ạm HUB.

Các xe VSAT THHN có các giao diện cho ngườ i sử dụng bao gồm:+ 4 kênh thoại nén tốc độ từ 8 đến 9,6 kbps.+ 2 cổng truyền dữ liệu tốc độ thấ p từ 9,6 đến 19,2 kbps.+ 01 giao diện E1/G703.

+ 1 kênh THHN giao thức IP/Ethernet.

Modem

BUC

LNB

Router VoIP

Voice/Fax

EthernetL band

Data/RS232

Ethernet Trongnhà

Ngoàitr ời

Mã IP

Tx

Rx

S w i t c h

1 0 / 1 0 0

M b p s





Xe VSAT cơ động truyền hình hội nghị băng Ku làm việc trong hệ thốngmạng hình sao, hình lướ i hoặc liên k ết vớ i tr ạm HUB theo kiểu điểm nối điểm(SCPC) trên cơ sở công nghệ truy nhậ p băng tần vệ tinh MF/TDMA.

Cấu trúc thiết bị của một xe cơ động THHN bao gồm các thành phần sau:

- Ăng ten Parabol >1,5 m vớ i bộ gá và vỏ chụ p bảo vệ khi cơ động.- Động cơ điều khiển ăng ten.- Bộ khuếch đại và đổi tần lên (BUC).- Bộ khuếch đại tạ p âm thấ p LNB.- Bộ điều khiển từ xa để điều chỉnh ăng ten.- Giá lắ p máy và thiết bị nguồn điện- Thiết bị Route VoIP.- Thiết bị truyền hình hội nghị (Video Conference).- Switch LAN 8 cổng Ethernet tốc độ 10/100Mbps.

- Thiết bị điều chế và giải điều chế (Modem).- Phụ kiện đồng bộ kèm theo.

Hình 3.7: Sơ đồ cấu trúc thiết bị trên xe cơ động THHN

3.6. B¶o mËt hÖ thèng th«ng tin vÖ tinh qu©n sù

Bảo mật cho hệ thống thông tin vệ tinh do Cục Cơ yếu/BTTM chịu tráchnhiệm thực hiện và là một phần của Dự án thông tin vệ tinh VINASAT Bộ quốc phòng.

3.6.1. Các nguy cơ ảnh hưở ng an ninh thông tin

Như mô tả trong hình 3.6.1, bao gồm:

Modem HPA

LNBVoice/Fax

Ethernet

L band IF Rx

Data/RS232

S w i t c h

1 0 / 1 0 0 M b p s

Trongnhà

Mã IPTx

Rx

Camera

Video

Audio

Router VoIP

L band IF Tx

A/VMonitor Ngoài

tr ời

AVLEncoder

Laptop





- Các đài chặn thu, khai thác thông tin có tính năng cao, đặt trên đất đối phươ ng;

- Đài phát nhiễu cố định, đặt trên đất đối phươ ng hoặc gần biên giớ i haytrên tầu biển, gây nhiễu cho hệ thống theo đườ ng uplink;

- Máy bay mang máy phát nhiễu đườ ng uplink và downlink, có thể thâmnhậ p vào vùng phủ sóng của vệ tinh.

-

Hình 3.6.1: Các nguy cơ ảnh hưở ng đến hệ thống TTVT

Các khả năng đe doạ trên có thể đượ c ngăn chặn bằng nhiều biện pháp bảovệ. Một số biện pháp có thể dễ dàng thực thi trên hệ thống VINASAT, tuy nhiênmột số khác lại có chi phí quá cao so vớ i quy mô của dự án và chỉ khả thi đốivớ i những nướ c lớ n, có tiềm năng cao trong công nghiệ p vũ tr ụ, hoặc có khả

năng tài chính lớ n.3.6.2. Bảo mật giao di ệ n vệ tinh

Trong hệ thống có 2 trung tâm HUB (mỗi trung tâm có 01 tr ạm HUB băngKu; 01 tr ạm HUB băng C), trên 250 tr ạm VSAT đượ c đầu tư mớ i và 9 tr ạmVSAT nâng cấ p. Công nghệ truyền dẫn giữa VSAT – HUB đã đượ c lựa chọn làcông nghệ IP. Trong đó, HUB là nơ i trung chuyển các luồng IP giữa các tr ạmVSAT vớ i nhau và vớ i mạng viễn thông quân sự (ATM, PSTN…). Đặc điểmcủa k ết nối VSAT-HUB là: mỗi kênh k ết nối là một luồng IP có cặ p địa chỉ IP

t ĩ nh vớ i ba loại hình thông tin: thoại, dữ liệu và truyền hình. Giải pháp bảo mậtgiao diện vệ tinh VSAT-HUB đượ c xây dựng theo mô hình hub-spoke nhằm bảo

Vệ tinh thông tin

Chiếm đoạt kênh lệnh

Máy phát nhiễuđườ ng lên trên máy bay

Máy phát nhiễuđườ ng xuống

Lực lượ ng địch tấncông vệ tinh Lự c lượ ng mặt

đất điều khiển vệ

Máy phátnhiễu bí mật cố

Chặn thu/thăm dò

Tấn công vào khuv c mặt đ t





mật dữ liệu đượ c trao đổi giữa các tr ạm HUB vớ i tr ạm VSAT, không bảo mậtdữ liệu truyền dẫn qua mạng mặt đất.

VSAT 1 - C VSAT1 - KuLữ 614, Sơn Tây

MH1

HUB C HUB Ku

Cáp quang

Đường vệ tinh

Xe VSAT truyền hình

Xe VSAT cơ động

Tr ạm bán cố định

Tr ạm cố định

Tr ạm trên tầu biển

MV

MH2

MV

MV

MV

Tr ạm bảo mật Cơ yếu

MV

MV

MV

TSLQS

VSAT 2 - CVSAT2 - Ku

A98 – TP.HCM

MH3

HUB C HUB Ku

MV

MH4

MV

MV

MV

MV

MV

MV

Hình 3.6.2: Mô hình hệ thống bảo mật giao diện vệ tinh

3.6.2. Bảo mật thông tin đầu cuố i số li ệ u IP

+ Bảo mật thoại: tại mỗi tr ạm VSAT thiết bị bảo mật thoại vệ tinh (MTVS)là dạng IP phone, đượ c đấu nối tr ực tiế p vớ i VoIP router của tr ạm VSAT.Tại mỗi tr ạm HUB: thiết bị gateway chuyển tiế p đượ c k ết nối vớ i mạngPSTN thông qua một giao diện E1/R2/SS7, bảo đảm 30 trung k ế thoạigiữa mạng PSTN vớ i mạng vệ tinh cho liên lạc mật giữa các máy điệnthoại bảo mật trong mạng PSTN vớ i máy điện thoại bảo mật trong mạngvệ tinh.





+ Bảo mật truyề n hình: chuẩn k ết nối giữa thiết bị đầu cuối truyền hình trêncác xe cơ động vớ i thiết bị mã MVO là IP/Ehernet, theo đúng k ết nối giữathiết bị truyền hình vớ i thiết bị MVO-1U ở các Sở chỉ huy nằm trong hệ thống truyền hình giao ban xa – BQP đã triển khai.

C ấ u trúc:

Hình 3.6.3: Vị

tríđặ

t tr ạm B

ảo m

ật t

ại tr

ạm VSAT

Hình 3.6.4: Cấu trúc tr ạm Bảo mật đầu cuối VSAT

3.6.2. Bảo mật thông tin thoại đầu cuố i - đầu cuố i:

Thông tin thoại là một loại hình thông tin cơ bản phục vụ lãnh đạo chỉ huytrong quân đội. Thoại vệ tinh, vớ i đặc thù của nó, sẽ bảo đảm đượ c thông tin phục vụ lãnh đạo chỉ huy quân sự tớ i những đơ n vị đóng quân ở biên giớ i, hảiđảo, và những đơ n vị cơ động. Bảo mật thoại là một trong những thành phần cơ bản của hệ thống bảo mật thông tin quân sự. Thiết bị bảo mật thoại vệ tinh sẽ bảo mật tín hiệu thoại từ đầu cuối đến đầu cuối, ngăn chặn nguy cơ chặn thu ở tất cả các điểm trên toàn tuyến truyền dẫn.

B U S

CPU EthernetPort 1

Engine bảomật VSAT

EthernetMAC/PHY

Console

EthernetPort 2

EthernetMAC/PHY

IP rõ

IP mã





Hình 3.6.5: Mô hình bảo mật kênh thoại đầu cuối – đầu cuối.

Hình 3.6.6: Mô hình xử lý liên thông kênh thoại bảo mật giữa mạng IP và PSTN




Ch− ¬ng IV

dù kiÕn triÓn khai

dù ¸n thμnh phÇn vinasat cña bé quèc phßng

4.1. C«ng t¸c chuÈn bÞ:

HiÖn nay Dù ¸n ®· ®− îc Bé tr− ëng BQP phª duyÖt thiÕt kÕ tæng dù to¸n,Binh chñng ®ang tÝch cùc phèi hîp víi çc c¬ quan Bé Quèc phßng hoµn tÊtc«ng t¸c chuÈn bÞ ®Êu thÇu mua s¾m thiÕt bÞ vµ x©y dùng h¹ tÇng çc tr¹m.

Dù kiÕn toµn bé c«ng t¸c chuÈn bÞ triÓn khai ®Êu thÇu mua s¾m thiÕt bÞ vµ

x©y dùng h¹ tÇng sÏ hoµn tÊt trong th¸ng 2 vµ ®Çu th¸ng 3 n¨m 2008.

4.2. Çc giai ®o¹n cña dù ¸n:

Dù ¸n sÏ chia thµnh 3 giai ®o¹n thùc hiÖn trong 3 n¨m 2008 ®Õn 2010

- N¨m 2008: TriÓn khai l¾p ®Æt 1 côm tr¹m HUB vµ 61 tr¹m VSAT, − u tiªncho çc ®¬n vÞ biªn giíi, h¶i ®¶o.

- N¨m 2009: TriÓn khai l¾p ®Æt cum HUB thø 2 vµ 102 tr¹m VSAT

- N¨m 2010: TriÓn khai çc tr¹m VSAT cßn l¹i4.3. Tr¸ch nhiÖm cña çc ®¬n vÞ tham gia triÓn khai dù ¸n:

§©y lµ dù ¸n lín, gãp phÇn lµm cho hÖ thèng th«ng tin qu©n sù ngµy cµngv÷ng ch¾c vµ v− ¬n tíi mäi miÒn cña tæ quèc, n©ng cao kh¶ n¨ng phßng thñ vµs½n sµng chiÕn ®Êu cña qu©n ®éi ta.

Víi ý nghÜa ®Æc biÖt quan träng cña dù ¸n, yªu cÇu lùc l− îng th«ng tintoµn qu©n ph¶i tÝch cùc chñ ®éng tham gia triÓn khai dù ¸n.

Néi dung çc c«ng viÖc bao gåm:

- Tham gia kh¶o s¸t chuÈn bÞ h¹ tÇng çc tr¹m VSAT.- Tham gia x©y dùng h¹ tÇng çc tr¹m VSAT.- Tham gia l¾p ®Æt triÓn khai çc tr¹m VSAT.- Tham gia huÊn luyÖn khai th¸c sö dông, b¶o d− ìng VSAT. - TiÕp nhËn vµ tæ chøc khai th¸c cã hiÖu qu¶ çc tr¹m VSAT phôc vô cho

l·nh ®¹o chØ huy hoµn thµnh nhiÖm vô Bé Quèc phßng giao.

Documents

taphuanvetinh 08