Nghiên cứu hệ thống thông tin vệ tinh ứng dụng cho intrernet vệ tinh băng thông rộng

45 Bảng 2.3 liệt kê một số đường truyền chùm anten đại diện cho dải tần số và đường kính được sử dụng trong các liên kết vệ tinh, cùng với các giá trị độ lợi anten .... Vệ tinh trong tr

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN

TRƯƠNG QUỐC ĐẠT

NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH,

ỨNG DỤNG CHO INTERNET VỆ TINH

BĂNG THÔNG RỘNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT VIỄN THÔNG

Bình Định - Năm 2021

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN

TRƯƠNG QUỐC ĐẠT

NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH,

ỨNG DỤNG CHO INTERNET VỆ TINH

LỜI CAM ĐOAN

Tên tôi là: Trương Quốc Đạt, học viên lớp cao học K22 – Kỹ thuật viễn thông – Trường đại học Quy Nhơn ( 2019- 2021)

Tôi xin cam đoan đề tài “Nghiên cứu hệ thống thông tin vệ tinh, ứng dụng cho

Internet vệ tinh băng thông rộng” do Thầy giáo TS Nguyễn Đỗ Dũng hướng dẫn, là

công trình nghiên cứu do bản thân tôi thực hiện, dựa trên sự hướng dẫn của Thầy giáo hướng dẫn khoa học và các tài liệu tham khảo đã trích dẫn

Tôi xin chịu trách nhiệm với lời cam đoan của mình

Quy Nhơn, ngày 24 tháng 4 năm 2021

Tác giả luận văn

Trương Quốc Đạt

MỤC LỤC

TỔNG QUAN HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH BĂNG THÔNG RỘNG TRUY

1.1 MỞ ĐẦU 5

1 2 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH 5

1.2.1 Đặc điểm của hệ thống thông tin vệ tinh 5

1.2.2 Cấu trúc tổng quát một hệ thống thông tin vệ tinh 7

1.3 NGUYÊN LÝ CĂN BẢN CỦA HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH 12

1.3.1 Nguyên lý của thông tin vệ tinh 12

1.3.2 Các đặc điểm của thông tin vệ tinh: 14

1.3.3 Hệ thống thông tin vệ tinh cơ bản 15

1.3.4 Tần số sử dụng trong thông tin vệ tinh 16

1.4 ỨNG DỤNG THÔNG TIN VỆ TINH CHO INTERNET VỆ TINH BĂNG THÔNG RỘNG 16

1.4.1 Giới thiệu 16

1.4.2 Mạng kết nối 17

1.4.3 Mạng truy cập 18

1.4.4 Thế hệ tiếp theo Ka-band 18

1.4.5 Mạng vệ tinh băng thông rộng 20

1.4.6 Hệ thống vệ tinh broadband toàn cầu 26

1.5 KẾT LUẬN 34

NHIỄU, CAN NHIỄU VÀ TÍNH TOÁN DỰ TRỮ TUYẾN 35 2.1 MỞ ĐẦU

2.2 NHIỄU, CAN NHIỄU 35

2.2.1 Nhiễu trắng 35

2.2.2 Nhiễu nhiệt 35

2.3 NHIỆT ĐỘ NHIỄU CỦA ANTEN 36

2.4 TỶ SỐ TÍN HIỆU TRÊN NHIỄU TẠI ĐẦU VÀO MÁY THU 38

2.4.1 Định nghĩa 38

2.4.2 Các biểu thức tính toán C/N0 ở đầu vào thiết bị thu 38

2.5 TỶ SỐ C/N0 ĐỐI VỚI MỘT KÊNH TRUYỀN TRẠM MẶT ĐẤT – TRẠM MẶT ĐẤT 39

2.5.1 Biểu thức của (C/N0)  trong trường hợp không có can nhiễu từ các hệ thống khác 39

2.5.2 Biểu thức của (C/N0)  trong trường hợp có can nhiễu 39

2.6 VÍ DỤ TÍNH GIÁ TRỊ TỶ SỐ C/N0 CHO TOÀN TUYẾN KÊNH TRUYỀN (GIỮA HAI TRẠM MẶT ĐẤT QUA BỘ PHÁT ĐÁP VỆ TINH) 40

2.7 CÁC NGUYÊN TẮC CƠ BẢN VỀ TRUYỀN TÍN HIỆU 42

2.7.1Công suất bức xạ đẳng hướng hiệu quả 44

2.7.2 Mật độ dòng công suất 44

2.7.3 Độ lợi ăng ten 45

2.7.4 Mất đường dẫn không gian trống 48

2.7.5 Phương trình liên kết cơ bản cho công suất nhận 50

2.8 NHIỄU HỆ THỐNG 52

2.9 KẾT LUẬN 53

CHƯƠNG 3 54 GIAO THỨC TRONG THÔNG TIN VỆ TINH BĂNG RỘNG TRUY CẬP INTERNET 54 3.1 GIỚI THIỆU 54

3.2 VỆ TINH IP 54

3.2.1 Quản lý lưu lượng IP qua vệ tinh 55

3.2.2 Cơ chế QoS 57

3.2.3 Bảo mật IP vệ tinh 67

3.2.4 Đa phương tiện IP vệ tinh 72

3.2.5 Vệ tinh IP tương tác 74

3.3 VỆ TINH TCP 77

3.3.1 Đặc điểm liên kết vệ tinh ảnh hưởng đến TCP 78

3.3.2 Giao thức TCP 80

3.3.3 Cải tiến TCP cho mạng vệ tinh 84

3.3.4 Proxy nâng cao hiệu suất (PEP) 89

3.4 KẾT LUẬN 98 TỔNG KẾT VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN TƯƠNG LAI 100 4.1 TỔNG KẾT LUẬN VĂN 100

4.2 HƯỚNG NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN TƯƠNG LAI 4.2.1 Hướng phát triển tiếp theo của đề tài : 100

4.2.2 Tương lai phát triển của thông tin vệ tinh băng thông rộng truy cập Internet 103

THUẬT NGỮ VIẾT TẮT

APC Adaptive Predictive Coding Mã hóa dự đoán thích nghi ARQ Automatic Repeat Request Yêu cầu truyền lại tự động ATM Asynchronous Transfer Mode Truyền dữ liệu không đồng bộ

AWGN Additive White Gaussian Nhiễu Gaussian trắng cộng

Noise

BASK Binary Amplitude Shift Khóa dịch biên nhị phân

Keying

BPSK Binary Phase Shift Keying Khóa dịch pha nhị phân

Customer Information Hệ thống quản lý thông tin Management System khách hàng

CIMS

CPM Continous Phase Modulation Điều chế pha liên tục

CRC Cyclic Redundancy Check Mã kiểm tra độ dư vòng

D-BPSK Differential Binary Phase Khóa dịch pha nhị phân – vi

DE-BPSK Differentially Encoded-BPSK Khóa dịch pha nhị phân mã hóa

vi phân DES Data Encryption Standard Mật mã chuẩn

DNS The Domain Name System Hệ thống tên miền

DSS Direct Spreading Sequence) Phổ dãy trực tiếp

EDGE Enhanced Data Rates for GSM

GEO Geostationary Orbit Quỹ đạo địa tĩnh

GSC Global Satellite alliance Liên minh vệ tinh toàn cầu

GSO Geostatinary Earth Orbit Quỹ đạo địa tĩnh

GPRS General Packet Radio Service Dịch vụ vô tuyến gói chung

GTS Ground Tranceiver

Subsystem Hệ thống con thu phát mặt đất GWS Gateway Subsystem Hệ thống con cổng chính

HEO Highly Elliptical Orbit Quỹ đạo e-lip tầm cao

IOL Inter Orbit Links Giữa các quỹ đạo với nhau

IP Internet Protocol Giao thức internet

IDA American Defense Research

ISL Inter System Links Các tuyến kết nối giữa các hệ thống

MSK Minimum Shift Keing Khóa dịch tối thiểu

NCC Network Control Center Trung tâm điều khiển mạng

NMS (Network Management Station Trạm quản lý mạng

PLMN Public Land Mobile Network Mạng di động mặt đất công

cộng

QAM Quadrature Amplitude Điều chế biên độ cầu phương

Modulation SCC Satellite Control Center Trung tâm điều khiển vệ tinh SCPC Single Channel Per Carrier Truyền đơn trên sóng mang

SDLC Syschronous Data Link

TCP Transmission control protocol Giao thức điều khiển truyền

S-PCN Satellite - Personal Mạng thông tin cá nhân vệ tinh

Communication Network:

SPD Saturated Power Density Mật độ thông lượng công suất

bão hoà SSPA Solid State Power Amplifier khuếch đại dùng bán dẫn

S-TCH Satellite - Traffic Channels Kênh lưu lượng vệ tinh

S-TCH/E Satellite Eight - Rate Traffic Kênh lưu lượng vệ tinh 1/8 tốc

TCE Traffic Channel Equipment Thiết bị kênh lưu lượng

TDM Time Division Multiple Ghép kênh phân chia theo thời

gian TVRO Television Receiver Only Chỉ dùng thu sóng truyền hình

TWTA Travelling Wave Tube

Amplifier Khuếch đại dùng đèn sóng chạy

VSAT Very Small Aperture

Terminal

Thiết bị đầu cuối có khẩu độ rất nhỏ

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1: Phân định băng tần cho các hệ thống thông tin vệ tinh 9

Bảng 1.2 Tần số sử dụng trong thông tin vệ tinh 14

Bảng 1.3: Các mạng vệ tinh băng rộng toàn cầu 25

Bảng 1.4: Các hệ thống truy nhập băng thông rộng 30

Bảng 2.1 Bước sóng và tần số 42

Bảng 2.2 Độ lợi anten, đường kính và tần số phụ thuộc 45

Bảng 2.3 liệt kê một số đường truyền chùm anten đại diện cho dải tần số và đường kính được sử dụng trong các liên kết vệ tinh, cùng với các giá trị độ lợi anten 46

Bảng 2.4 Tổn thất đường dẫn không gian trống đại diện cho các liên kết vệ tinh 48

Bảng 3.1: Các chức năng quản lý lưu lượng 55

Bảng 3.2: Tiêu đề MPLS và bảng chuyển tiếp MPLS 65

Bảng 3.3: Các ánh xạ có thể có của DiffServ PHBs đến các loại dung lượng DVB-RCS 73

Bảng 3.4: RTT tương ứng với kích thước cửa sổ tiêu chuẩn tối đa là 64 KB ở các mức giá khác nhau… 79

Bảng 3.5: Khoảng thời gian Bắt đầu chậm cho các vệ tinh LEO, MEO và GEO 81

Bảng 3.6: Cải thiện thông lượng bằng cách sử dụng đếm byte 84

Bảng 3.7: So sánh các cải tiến của TCP 88

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1 Ba vệ tinh trên quỹ đạo địa tĩnh phủ sóng toàn cầu 4

Hình 1.2 Mô tả cấu trúc tổng quát một hệ thống truyền tin vệ tinh 4

Hình 1.3 Sơ đồ khối chức năng của một bộ phát đáp đơn giản 5

Hình 1.4 Sơ đồ khối chức năng của một bộ phát đáp đơn giản 8

Hình 1.5 Sơ đồ khối chức năng một trạm mặt đất đơn giản 9

Hình 1.6 Ba dạng quỹ đạo cơ bản của vệ tinh 10

Hình 1.7 Vệ tinh quỹ đạo địa tĩnh 11

Hình 1.8 Liên lạc giữa hai trạm mặt đất qua vệ tinh 13

Hình 1.9: Mạng kết nối 15

Hình 1.10: Mạng truy cập 16

Hình 1.11: Ví dụ về kiến trúc mạng vệ tinh băng rộng 19

Hình 1.12 Ví dụ về ngăn xếp giao thức 20

Hình 1.13 Kiến trúc chức năng của chuyển mạch gói nhanh 22

Hình 1.14 Kiến trúc mạng EuroSkyWay 26

Hình 1.15 Kiến trúc cổng và thiết bị đầu cuối chung được áp dụng / hoặc DVB-RCS 28

Hình 1.16 Hệ thống truy cập Internet StarBand 31

Hình 1.17: Mạng LINKWAY 31

Hình 2.1 Mô tả nhiễu nhiệt tương đương ở đầu vào một hệ thống 34

Hình 2.2 Mạch tương đương để tính nhiệt độ nhiễu của hệ thống thu 35

Hình 2.3 Liên kết truyền thông cơ bản 41

Hình 2.4 Định nghĩa bước sóng 41

Hình 2.5 Quy luật bức xạ nghịch đảo bình phương 42

Hình 2.6 Mật độ dòng công suất 43

Hình 2.7 Độ rộng chùm tia ăng-ten 45

Hình 2.8 Liên kết truyền thông cơ bản 48

Hình 2.9 Các thông số liên kết băng tần Ku 49

Hình 2.10 Mặt trước của máy thu 50

Hình 3 1: Nút nỗ lực tốt nhất cung cấp tổng hợp đầy đủ nhưng không có sự khác biệt 57 Hình 3.2: Bộ định tuyến IntServ 58

Hình 3.3: InlServ RSVP 59

Hình 3.4: Sự khác biệt hoàn toàn của nút IntServ nhưng không có sự tổng hợp 61

Hình 3.5: Nút DiffServ cung cấp sự khác biệt có thể mở rộng thông qua tổng hợp trong

một số hàng đợi hạn chế 62

Hình 3.6: Các chức năng củaDiffServ 63

Hình 3.7: Định dạng trường DiffServ 64

Hình 3.8 Tiêu đề AH 66

Hình 3.9 Tiêu đề ESP 67

Hình 3.10 Cấu trúc của IPSec đa lớp 69

Hình 3.11: IPSec tiêu chuẩn 70

Hình 3.12: IPSec mới 70

Hình 3.13: Phát đa hướng IP qua vệ tinh 73

Hình 3.14 Ví dụ về ngăn xếp giao thức - liên kết chuyển tiếp 74

Hình 3.15 Ví dụ về ngăn xếp giao thức - liên kết trả về 74

Hình 3.16 Ngăn xếp IP và bảo mật trong DVB-S và DVB-RCSPP 76

Hình 3.17 TCP Khởi động chậm và Tránh tắc nghẽn 80

Hình 3.18 Tác động của BER đến thông lượng TCP đối với các tệp lớn với kích thước cửa sổ là tham số RTT = 590 và B = 2048 Kb / giây 82

Hình 3.19 TCP với giai đoạn truyền lại nhanh 85

Hình 3.20 Khôi phục TCP SACK từ mất gói 86

Hình 3.21 Sử dụng băng thông với nhiều phiên TCP (truyền tải hàng loạt) [66] 87

Hình 3.22 Sơ đồ tách hai đoạn 91

Hình 3.23 Mô hình giao thức cho TCP hai đoạn 91

Hình 3.24 Sơ đồ tách ba đoạn 92

Hình 3.25 Mô hình giao thức cho TCP ba phân đoạn 93

Hình 3.26 Ví dụ về cổng SkyX (76) 95

Hình 3.27 Ví dụ về hiệu suất TCP qua liên kết vệ tinh - cấu hình mạng 96

Hình 3.28 Nhiều kết nối TCP qua liên kết vệ tinh mà không cần cải tiến cổng giao thức 97

Hình 3.29 Nhiều kết nối TCP qua liên kết vệ tinh với cải tiến cổng giao thức 97

PHẦN MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Mạng truyền thông vệ tinh đóng một vai trò quan trọng trong hỗ trợ truy cập internet thông qua cơ sở hạ tầng mạng IP vệ tinh, vệ tinh/mặt đất hoặc hai chiều Mạng thông tin vệ tinh được phân biệt bởi một số đặc điểm như vùng phủ sóng toàn cầu, khả năng mở rộng, khả năng phát sóng, tính linh hoạt của băng thông theo yêu cầu, khả năng phát đa hướng và độ tin cậy Vệ tinh là một ứng cử viên hàng đầu để cung cấp khả năng truy cập internet tích hợp băng thông rộng Các hệ thống vệ tinh hiện nay hoạt động ở dải tần C và Ku hầu hết có kiến trúc mạng vệ tinh sử dụng quỹ đạo địa tĩnh (GSa), quỹ đạo phi địa tĩnh (NGSO) và chùm tia đa điểm ở tần số băng Ka Các mạng đa phương tiện vệ tinh thế hệ tiếp theo có thể được chia thành hai loại Thứ nhất là mạng kết nối vệ tinh băng thông rộng trong đó kết nối người dùng đầu cuối hoàn toàn được thiết lập Các mạng kết nối vệ tinh toàn cầu như SpaceWay, EuroSkyWay và Astrolink có khả năng xử lý và chuyển mạch trên bo mạch Thứ hai, các mạng truy cập khu vực như StarBand, IPStar và WildBlue nhằm cung cấp khả năng truy cập internet Yêu cầu quan trọng là cung cấp truy cập internet tốc độ dữ liệu cao, kết nối toàn cầu và cung cấp dịch vụ QoS trong các hệ thống mạng vệ tinh thế hệ tiếp theo này Mạng vệ tinh băng thông rộng để hỗ trợ truy cập internet tốc độ và chất lượng cao đang gặp nhiều thách thức Các giải pháp tùy chọn kiến trúc hệ thống khác nhau bao gồm từ một bộ lặp đơn giản đến một vệ tinh phức tạp với xử lý và chuyển mạch trên bo mạch, ATM hoặc gói nhanh, MPLS/GMPLS với nhiều chùm tia và liên kết giữa các tế bào Kiến trúc QoS cho các mạng vệ tinh hỗ trợ các dịch vụ đa phương tiện cần được phát triển

Thông tin vệ tinh từ lâu đã trở thành phương tiện thông tin rất phổ biến và đa dạng Các hệ thống thông tin vệ tinh đang được phát triển ứng dụng rộng rãi trong thông tin truyền thông và được ứng dụng trong mạng internet để khắc phục các nhược điểm mạng internet có dây Hiện nay trên thế giới, Mỹ và một số nước Châu Âu đã triển khai và cung cấp dịch vụ internet băng rộng thông qua hệ thống vệ tinh quỹ đạo thấp Tiêu biểu có tập đoàn SpaceX của Mỹ đã triển khai hệ thống các vệ tinh quỹ đạo thấp LEO liên kết thành các chòm sao (Starlink) để phủ sóng dịch vụ internet vệ tinh băng thông rộng toàn cầu Cung cấp internet tốc độ cao giá rẻ đến tất cả mọi khu vực

trên trái đất, kể cả những nơi khó khăn về địa hình mà không thể tiếp cận internet bằng cách thông thường được

Bản thân tác giả là một người đang công tác trong ngành viễn thông, thuộc Tập Đoàn Bưu Chính Viễn Thông Việt Nam Khi chọn đề tài báo cáo luận văn tốt nghiệp chương trình Thạc sỹ chuyên ngành Kỹ Thuật Viễn Thông, tôi có suy nghĩ là mình cần chọn một đề tài nghiên cứu sát với thực tế công việc hiện tại và mang tính đón đầu công nghệ, mà Tập đoàn Bưu Chính Viễn Thông Việt Nam chắc chắn sẽ triển khai trong thời gian sắp tới, nhằm thay thế những công nghệ cũ như cáp quang, các hệ thống truyền dẫn vô tuyến mặt đất Giúp cải thiện những hạn chế trong triển khai dịch vụ do địa hình khó khăn, nâng cao chất lượng đường truyền Nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng nâng cao của người dùng Vì vậy nên tác giả chọn đề tài nghiên cứu, báo cáo luận văn tốt nghiệp là:

“Nghiên cứu hệ thống thông tin vệ tinh, ứng dụng cho internet vệ tinh băng thông rộng”

2 Tình hình nghiên cứu liên quan đến đề tài

Để cung cấp tốc độ cao và dung lượng lớn, năm 1998, trong [1] thực hiện dự án internet2, kết nối các điểm mạng khu vực để cung cấp các dịch vụ cho hơn 220 trường đại học, công ty và tổ chức thành viên Mạng hiện tại chủ yếu là đường trục OC-192c (10 Gbps) sử dụng công nghệ quang và bộ định tuyến hiệu suất cao Mục tiêu của dự án là tăng dung lượng 10 Gbps, triển khai IPv6 trong khi tiếp tục hỗ trợ IPv4 và cung cấp độ tin cậy, thay đổi công nghệ từ SONET sang ghép kênh phân chia theo bước sóng mật độ cao (DWDM) để tăng dung lượng cáp quang Dự án sẽ cung cấp công nghệ mạng xương sống IP qua DWDM và một nền tảng ổn định để nâng cao phát triển ứng dụng

Gần đây, một mạng internet liên hành tinh bao gồm cả các liên kết trên mặt đất và liên hành tinh đã được đề cập trong [2], trong đó kiến trúc mạng bao gồm các phần tử cấu trúc tập trung vào giao thức mạng end-to-end được gọi là 'gói' đã được đề xuất Bộ giao thức TCP/IP qua internet cho môi trường truyền thông có độ trễ truyền tín hiệu nhỏ, tốc độ dữ liệu cao lên đến 40Gbps cho dịch vụ giao tiếp hai chiều, kết nối đầu cuối liên tục và theo yêu cầu truy cập mạng sẽ được nghiên cứu Ngăn xếp giao thức khác nhau đối với độ trễ rất lớn, tốc độ dữ liệu thấp, kết nối theo lịch trình gián đoạn, v.v Trong [3] nghiên cứu các dịch vụ truy cập internet với mục tiêu chủ yếu đến khu dân cư nông thôn

thay thế dịch vụ internet dial-up, ADSL Năm 2013, bốn vệ tinh của chòm sao O3b đã được phóng lên quỹ đạo trái đất tầm trung để cung cấp truy cập internet Sau đó 16 vệ tinh khác đã gia nhập chòm sao [O3b MEO SES Accessed 25 April 2001] Trong [4] [5]nhiều chòm sao đã sử dụng liên lạc laser cho các kết nối giữa các vệ tinh đê tạo ra mạng internet trên không gian Đến năm 2017, các hãng hàng không như Delta và American đã giới thiệu internet vệ tinh như một phương tiện chống băng thông hạn chế trên máy bay

và cung cấp cho hành khách tốc độ internet có thể sử dụng được [6]

3 Mục tiêu nghiên cứu đề tài

Nghiên cứu, tìm hiểu tổng quan hệ thống thông tin vệ tinh Tập trung tìm hiểu lĩnh vực ứng dụng cho Internet vệ tinh băng thông rộng

4 Phương pháp luận và phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu lý thuyết, thu thập thông tin khoa học trên cơ sở tìm hiểu các tài liệu, các công trình liên quan bằng các thao tác tư duy logic Phân tích và tổng hợp các luận chứng khoa học tạo ra một hệ thống lý thuyết sâu sắc về công nghệ internet vệ tinh

5 Bố cục luận văn

Nội dung của luận văn được thể hiện qua 3 chương:

Chương 1: Tổng quan hệ thống thông tin vệ tinh băng rộng truy cập internet

Chương này sẽ giới thiệu tổng quan về thông tin vệ tinh và các hệ thống thông tin vệ tinh trên thế giới

Tập trung nghiên cứu lý thuyết sơ đồ tổng quát, nguyên lý hoạt động căn bản của

hệ thống thông tin vệ tinh

Các hệ thống ứng dụng cho Internet vệ tinh băng thông rộng

Chương 2: Nhiễu, can nhiễu và tính toán dự trữ tuyến

Chương này tập trung tìm hiểu, nghiên cứu các loại nhiễu sinh ra trong quá trình truyền tín hiệu của hệ thống thông tin vệ tinh

Tính toán dự trữ tuyến nhằm nâng công suất đầu phát và đầu thu, giảm thiểu

nhiễu, để có một đường truyền với kết quả thu phát là tốt nhất

Chương 3: Giao thức trong thông tin vệ tinh băng thông rộng truy cập Internet

Chương này tập trung tìm hiểu 2 giao thức cơ bản trong thông tin vệ tinh đó là Giao thức Internet (IP) và Giao thức điều khiển truyền (TCP)

6 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Với tốc độ phát triển công nghệ như hiện nay, hy vọng trong thời gian không xa sắp tới, internet vệ tinh băng thông rộng được triển khai phổ biến trên toàn lãnh thổ Việt Nam Việc chọn đề tài này để tìm hiểu nghiên cứu có một ý nghĩa rất quan trọng trong việc chủ động tiếp cận, nắm bắt và làm chủ công nghệ khi internet vệ tinh băng rộng được triển khai tại Việt Nam

Chương 1 TỔNG QUAN HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH BĂNG

THÔNG RỘNG TRUY CẬP INTERNET

1 2 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH

1.2.1 Đặc điểm của hệ thống thông tin vệ tinh

Một hệ thống truyền tin sử dụng bộ chuyển tiếp đặt trên vệ tinh nhân tạo của quả

đất được gọi là hệ thống truyền tin vệ tinh (satellite communication system) mà ta vẫn quen gọi là thông tin vệ tinh Thuật ngữ vệ tinh nhân tạo được dùng để phân biệt với các

vệ tinh thiên tạo và ở đây gọi tắt là vệ tinh (ký hiệu là SL - satellite)

Thông tin vệ tinh tuy ra đời muộn so với nhiều phương tiện truyền thông khác nhưng

nó được phát triển nhanh chóng nhờ có nhiều ưu điểm lợi thế, đó là:

- Vùng phủ sóng của vệ tinh khá rộng, chỉ cần ba vệ tinh địa tĩnh có thể phủ sóng toàn cầu

- Thiết bị phát sóng dùng trong hệ thống truyền tin vệ tinh chỉ cần công suất bé

- Việc lắp đặt hoặc di chuyển các thành phần trong hệ thống truyền tin vệ tinh đặt trên mặt đất tương đối nhanh chóng, dễ dàng và không phụ thuộc vào cấu hình mạng cũng như hệ thống truyền dẫn

- Hệ thống truyền tin vệ tinh có thể phục vụ nhiều dịch vụ khác nhau: thoại và phi thoại, thăm dò địa chất, định vị toàn cầu, quan sát mục tiêu, thăm dò dự báo khí tượng, phục vụ các mục đích quốc phòng an ninh, v.v

- Thông tin vệ tinh rất ổn định Đã có nhiều trường hợp bão to, động đất, trong lúc các phương tiện truyền thông khác không thể hoạt động thì duy nhất chỉ có hệ thống truyền tin vệ tinh hoạt động

- Các thiết bị điện tử đặt trên vệ tinh có thể tận dụng năng lượng mặt trời để cung cấp điện hầu như cả ngày lẫn đêm

Tuy vậy, thông tin vệ tinh cũng có một số nhược điểm, đó là:

- Kinh phí ban đầu để phóng một vệ tinh vào quỹ đạo là khá lớn và công nghệ phóng cũng như việc sản xuất thiết bị không phải nước nào cũng làm được

- Bức xạ của sóng vô tuyến thông tin vệ tinh bị tổn hao trong môi trường truyền sóng, đặc biệt là những vùng mây mù, nhiều mưa Nếu muốn dùng anten bé, trọng lượng thiết bị nhẹ thì tổn hao vào giá thành sẽ gia tăng

- Cường độ trường tại điểm thu trên mặt đất phụ thuộc vào khoảng cách truyền sóng và góc phương vị giữa anten thu - phát Điều đó có nghĩa là phụ thuộc vào toạ độ của vệ tinh so với vùng được phủ sóng

- Tín hiệu của tuyến lên và tuyến xuống trong hệ thống truyền tin vệ tinh phải chịu một thời gian trễ đáng kể (khoảng 0,25 s với vệ tinh địa tĩnh) do đó trong quá trình

xử lý phải tính đến

Hình 1.1 mô tả ba vệ tinh trên quỹ đạo địa tĩnh phủ sóng toàn cầu

Hình 1.1 Ba vệ tinh trên quỹ đạo địa tĩnh phủ sóng toàn cầu

Cấu trúc một hệ thống truyền tin vệ tinh gồm hai phân đoạn: phân đoạn không gian (space segment) và phân đoạn mặt đất (ground segment) Hình 1.2 mô tả hai phân đoạn của một hệ thống truyền tin vệ tinh

1.2.2 Cấu trúc tổng quát một hệ thống thông tin vệ tinh

Hình 1.2 Mô tả cấu trúc tổng quát một hệ thống truyền tin vệ tinh

1.2.2.1 Phân đoạn không gian

Phân đoạn không gian của một hệ thống truyền tin vệ tinh bao gồm vệ tinh cùng các thiết bị đặt trong vệ tinh và hệ thống các trang thiết bị đặt trên mặt đất để kiểm tra theo dõi và điều khiển hành trình của vệ tinh (cả hệ thống bám, đo đạc và điều khiển) Bản thân vệ tinh bao gồm hai phần: phần tải (payload) và phần thân nền vệ tinh (platform) Phần tải bao gồm hệ thống các anten thu/phát và tất cả các thiết bị điện tử phục vụ cho việc truyền dẫn và xử lý tín hiệu qua vệ tinh Phần thân nền vệ tinh bao gồm các hệ thống phục vụ cho phần tải vệ tinh hoạt động, ví dụ cấu trúc vỏ và khung vệ tinh, nguồn cung cấp điện, hệ thống điều khiển nhiệt độ, điều khiển hướng chuyển động và quỹ đạo, bám,

đo đạc, v.v

Các sóng vô tuyến được truyền từ trạm mặt đất lên vệ tinh được gọi là tuyến lên (uplink) Vệ tinh thu các sóng từ tuyến lên, xử lý, biến đổi tần số, khuếch đại và truyền các sóng vô tuyến đó trở về các trạm mặt đất theo tuyến xuống (downlink) Chất lượng của một liên lạc qua sóng vô tuyến đó được xác định bởi tỷ số năng lượng sóng mang trên năng lượng tạp nhiễu C/N của toàn tuyến, trong đó bao gồm cả kỹ thuật điều chế và

mã hoá được sử dụng

Các bộ phát đáp (transponder) được đặt trong vệ tinh để thu tín hiệu từ tuyến lên, biến đổi tần số, khuếch đại công suất và truyền trở lại theo tuyến xuống Hình 1.3 mô tả

sơ đồ khối một bộ phát đáp đơn giản

Hình 1.3 Sơ đồ khối chức năng của một bộ phát đáp đơn giản

đây không có nhiệm vụ giải điều chế và xử lý tín hiệu thu được Nó chỉ đóng vai trò như một bộ chuyển đổi xuống, có hệ số khuếch đại công suất lớn Bộ khuếch đại công suất trong bộ phát đáp thường dùng hai loại: khuếch đại dùng đèn sóng chạy TWTA (Travelling Wave Tube Amplifier) và khuếch đại dùng bán dẫn SSPA (Solid State Power Amplifier) Công suất bão hoà tại đầu ra của TWTA thường từ 20 W đến 40 W Trong các vệ tinh loại mới được trang bị các bộ phát đáp có đa chùm tia (multibeam satellite transponder) và các bộ phát đáp tái sinh (regenerative transponder) Do hạn chế về kích thước và trọng lượng cho nên các anten thu/phát của bộ phát đáp thường có kích thước nhỏ, vì vậy độ tăng ích của anten vệ tinh có giới hạn

Vệ tinh trong trường hợp này đóng vai trò một trạm trung chuyển tín hiệu giữa các trạm mặt đất và được xem như một điểm nút của mạng với hai chức năng chính sau đây: 1- Khuếch đại các sóng mang thu được từ tuyến lên để sử dụng cho việc truyền lại trên tuyến xuống Công suất đầu vào của máy thu vệ tinh có yêu cầu từ 100 pW đến 1

nW, còn công suất tại đầu ra của bộ khuếch đại công suất phát cho tuyến xuống có yêu cầu từ 10 W đến 100 W Như vậy độ tăng ích anten của bộ phát đáp vệ tinh có yêu cầu

từ 100 dB đến 130 dB Năng lượng sóng mang trong băng tần được bức xạ đến các vùng phủ sóng trên bề mặt quả đất theo các nước EIRP tương ứng phủ sóng

2 - Thay đổi tần số sóng mang (giữa thu và phát) nhằm tránh một phần công suất phát tác động trở lại phía đầu vào đầu thu Khả năng lọc của các bộ lọc đầu vào đối với tần số sóng mang tuyến xuống, có tính đến độ tăng ích thấp của anten, cần đảm bảo sự cách biệt khoảng 150 dB

Ngoài hai nhiệm vụ chủ yếu trên, thông thường vệ tinh còn có một số chức năng khác Ví dụ, đối với vệ tinh có nhiều búp sóng hoặc búp sóng quét thì bộ phát đáp vệ tinh phải có khả năng tạo tuyến sóng mang đến các vùng hoặc đốm phủ sóng yêu cầu Trường hợp đối với vệ tinh tái sinh thì bộ phát đáp còn có chức năng điều chế và giải điều chế

Phần tải của các vệ tinh viễn thông được đặc trưng bởi các thông số kỹ thuật sau:

- Dải tần công tác;

- Số lượng bộ phát đáp;

- Độ rộng dải thông của mỗi bộ phát đáp;

- Phân cực sóng của tuyến lên và tuyến xuống;

- Công suất bức xạ đẳng hướng tương đương (EIRP: Equivalent Isotropic Radiated Power) hoặc mật độ thông lượng công suất tạo ra tại biên của vùng phủ sóng phục vụ;

- Mật độ thông lượng công suất bão hoà tại anten thu của vệ tinh (SPD:

Saturated Power Density);

- Hệ số phẩm chất (G/T) của máy thu vệ tinh tại biên của vùng phủ sóng hoặc giá trị cực đại;

- Vùng phủ sóng yêu cầu;

- Công suất đầu ra của bộ khuếch đại công suất phát;

- Cấu hình dự phòng cho máy thu và bộ khuếch đại công suất phát

Băng tần phân bổ cho bộ phát đáp vệ tinh có thể từ vài trăm MHz lên đến vài chục GHz Băng tần này thường được chia thành các băng tần con (theo phân định của ITU) Hầu hết các bộ phát đáp thường được thiết kế với dải thông 36 MHz, 54 MHz hoặc 72 MHz, trong đó dải thông 36 MHz là chuẩn được dùng phổ biến cho dịch vụ truyền hình băng C (6/4 GHz) Hiện nay một số loại bộ phát đáp có xử lý tín hiệu đã được đưa vào

sử dụng và như vậy có thể cải thiện được chất lượng tín hiệu

1.2.2.2 Phân đoạn mặt đất

Phân đoạn mặt đất bao gồm tất cả các trạm mặt đất của hệ thống và chúng thường được kết nối với các thiết bị của người sử dụng thông qua các mạng mặt đất hoặc trong trường hợp sử dụng các trạm VSAT (Very Small Aperture Terminal: Thiết bị đầu cuối

có khẩu độ rất nhỏ), các hệ thống thông tin di động vệ tinh S-PCN (Satellite - Personal Communication Network: Mạng thông tin cá nhân vệ tinh) thì vệ tinh có thể liên lạc trực

tiếp với thiết bị đầu cuối của người sử dụng Các trạm mặt đất được phân loại tuỳ thuộc vào kích cỡ trạm và loại hình dịch vụ Có thể có các trạm mặt đất vừa thu vừa phát sóng nhưng cũng có loại trạm mặt đất chỉ làm nhiệm vụ thu sóng, ví dụ trạm TVRO (Television Receiver Only: Chỉ dùng thu sóng truyền hình)

Trạm mặt đất của hệ thống thông tin vệ tinh (ES - Earth Station) có hai chức năng của yếu, đó là:

- Tiếp nhận các tín hiệu từ các mạng mặt đất hoặc trực tiếp từ thiết bị đầu cuối của người sử dụng, xử lý các tín hiệu đó, biến đổi thành sóng mang và truyền lên vệ tinh theo tuyến lên với công suất và tần số thích hợp

- Thu các sóng mang từ tuyến xuống của vệ tinh, xử lý và chuyển chúng thành tín hiệu băng cơ sở để cung cấp cho các mạng mặt đất hoặc trực tiếp đến thiết bị đầu cuối của người sử dụng

Ngoài hai nhiệm vụ thu/phát nêu trên, một số trạm mặt đất còn được trang bị một

hệ thống phụ để điều khiển hoặc bám vệ tinh Phụ thuộc vào yêu cầu cụ thể mà trạm mặt đất có thể có cả hệ thống phát và thu hoặc chỉ có hệ thống thu Ví dụ hệ thống TVRO (TeleVision Receiver Only) chỉ có nhiệm vụ thu tín hiệu truyền hình và truyền cho trạm mặt đất Một số trạm mặt đất có thể được trang bị thêm chuyển mạch, ghép kênh hoặc các giao diện kết nối

Hình 1.4 Sơ đồ khối chức năng của một bộ phát đáp đơn giản

Hình 1.4 mô tả sơ đồ khối chức năng của một trạm mặt đất điển hình Cấu trúc của

5 Phân hệ bám vệ tinh và điều khiển;

Dưới góc độ phân tích tín hiệu, trạm mặt đất bao gồm năm phân hệ sau:

1 Phân hệ anten;

2 Phân hệ tần số vô tuyến;

3 Phân hệ xử lý tín hiệu trung gian;

4 Phân hệ ghép kênh và giao diện mạng;

5 Phân hệ giám sát, bám và điều khiển vệ tinh

Hình 1.5 mô tả sơ đồ khối chức năng một trạm mặt đất đơn giản làm nhiệm vụ cả thu và phát

Hình 1.5 Sơ đồ khối chức năng một trạm mặt đất đơn giản

1.2.2.3 Dải tần làm việc của hệ thống thông tin di động vệ tinh

Hiện nay các hệ thống thông tin di động vệ tinh làm việc ở nhiều băng tần khác nhau, phụ thuộc vào dạng dịch vụ Lúc đầu Liên minh viễn thông Quốc tế (ITU) phân định phổ tần cho các dịch vụ di động vệ tinh là từ băng tần L đến băng tần S Các hệ thống vệ tinh và các yêu cầu dịch vụ ngày càng gia tăng do đó yêu cầu về băng tần cũng gia tăng Tần số làm việc của các hệ thống di động vệ tinh hiện có thể từ cận trên băng tần VHF đến băng tần Ka và đôi khi đến băng tần V, W Các băng tần được lựa chọn sử dụng phổ biến nhất trong các hệ thống thông tin di động vệ tinh là băng tần C và K Bảng 1.1 liệt kê các băng tần cụ thể cùng với ký hiệu tên gọi theo khuyến nghị của ITU trong

đó có các băng tần được phân định cho các hệ thống thông tin vệ tinh

Bảng 1.1: Phân định băng tần cho các hệ thống thông tin vệ tinh

1.3 NGUYÊN LÝ CĂN BẢN CỦA HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH

1.3.1 Nguyên lý của thông tin vệ tinh

Sau khi được phóng vào vũ trụ, vệ tinh trở thành trạm thông tin ngoài trái đất Nó

có nhiệm vụ thu tín hiệu dưới dạng sóng vô tuyến từ một trạm ở trái đất, khuếch đại rồi phát trở về trái đất cho một trạm khác

Có hai quy luật chi phối quỹ đạo của các vệ tinh bay xung quanh quả đất là:

- Mặt phẳng quỹ đạo bay của vệ tinh phải cắt ngang tâm Trái đất

- Qủa đất phải là trung tâm của bất kỳ quỹ đạo nào của vệ tinh Hình 2.1 biểu diễn

3 dạng quỹ đạo cơ bản của vệ tinh

Hình 1.6 Ba dạng quỹ đạo cơ bản của vệ tinh

vệ tinh do thám Nó ít được sử dụng cho thông tin truyền hình vì thời gian xuất hiện ngắn

1.3.1.2 Quỹ đạo elip nghiêng

Ưu điểm của loại quỹ đạo này là vệ tinh có thể đạt đến các vùng cực cao mà các vệ tinh địa tĩnh không thể đạt tới Tuy nhiên quỹ đạo elip nghiêng có nhược điểm là hiệu ứng Doppler lớn và vấn đề điều khiển bám đuổi vệ tinh phải ở mức cao

1.3.1.3 Quỹ đạo xích đạo tròn

Đối với dạng quỹ đạo này, vệ tinh bay trên mặt phẳng đường xích đạo và là dạng quỹ đạo được dùng cho vệ tinh địa tĩnh, nếu vệ tinh bay ở một độ cao đúng thì dạng quỹ đạo này sẽ lý tưởng đối với các vệ tinh thông tin

+ Quỹ đạo địa tĩnh GEO (Geosychronous Earth Orbit)

Hình 1.7 Vệ tinh quỹ đạo địa tĩnh

Vệ tinh địa tĩnh là vệ tinh được phóng lên quỹ đạo tròn ở độ cao khoảng 36.000km

so với đường xích đạo, vệ tinh loại này bay xung quanh quả đất một vòng mất 24h Do chu kỳ bay của vệ tinh bằng chu kỳ quay của trái đất xung quanh trục của nó theo hướng Đông cùng với hướng quay của trái đất, bởi vậy vệ tinh dường như đứng yên khi quan sát từ mặt đất, do đó nó được gọi là vệ tinh địa tĩnh Bởi vì một vệ tinh địa tĩnh có thể đảm bảo thông tin ổn định liên tục nên có nhiều ưu điểm hơn vệ tinh quỹ đạo thấp dùng làm vệ tinh thông tin

Nếu ba vệ tinh địa tĩnh được đặt ở cách đều nhau bên trên xích đạo thì có thể thiết lập thông tin liên kết giữa các vùng trên trái đất bằng cách chuyển tiếp qua một hoặc hai

vệ tinh Điều này cho phép xây dựng một mạng thông tin trên toàn thế giới

Ngoài ra người ta còn có 2 loại quỹ đạo khác:

+ Quỹ đạo trung bình MEO (Medium Earth Orbit)

Vệ tinh MEO ở độ cao từ 10.000km đến 20.000 km, chu kỳ của quỹ đạo là 5 đến

12 giờ, thời gian quan sát vệ tinh từ 2 đến 4 giờ Ứng dụng cho thông tin di động hay thông tin radio Hệ thống MEO cần khoảng 12 vệ tinh để phủ sóng toàn cầu

+ Quỹ đạo thấp LEO (Low Earth Orbit)

Độ cao điển hình của dạng quỹ đạo này là 160 đến 480 km, nó có chu kỳ 90 phút Thời gian quan sát thấy vệ tinh khoảng dưới 30 phút Việc bố trí các vệ tinh LEO gần nhau có thuận lợi là thời gian để dữ liệu phát đi đến vệ tinh và đi về là rất ngắn Do khả năng thực hiện nhanh của nó, tác dụng tiếp sức tương hỗ toàn cầu giữa các mạng và loại hình hội thoại vô tuyến truyền hình sẽ có hiệu quả và hấp dẫn hơn Nhưng hệ thống LEO đòi hỏi phải có khoảng 60 vệ tinh loại này mới bao trùm hết bề mặt địa cầu

1.3.2 Các đặc điểm của thông tin vệ tinh:

Trong thời đại hiện nay, thông tin vệ tinh được phát triển và phổ biến nhanh chóng

vì nhiều lý do khác nhau Các ưu điểm chính của thông tin vệ tinh so với các phương tiện thông tin dưới biển và trên mặt đất như hệ thống cáp quang và hệ thống chuyển tiếp viba

số là:

- Có khả năng đa truy nhập

- Vùng phủ sóng rộng, chỉ cần 3 vệ tinh địa tỉnh là có thể phủ sóng toàn cầu

- Ổn định cao, chất lượng và khả năng cao về thông tin băng rộng

- Có thể ứng dụng cho thông tin di động

Kỹ thuật sử dụng một vệ tinh chung cho nhiều trạm mặt đất và việc tăng hiệu quả

sử dụng của nó tới cực đại được gọi là đa truy nhập Nói cách khác đa truy nhập là phương pháp dùng một bộ phát đáp trên một vệ tinh chung cho nhiều trạm mặt đất

1.3.3 Hệ thống thông tin vệ tinh cơ bản

Một hệ thống thông tin vệ tinh bao gồm hai phần cơ bản:

- Phần trên không là vệ tinh và các thiết bị liên quan

- Phần mặt đất bao gồm các trạm mặt đất

Hình 1.8 Liên lạc giữa hai trạm mặt đất qua vệ tinh

Trong đó vệ tinh đóng vai trò lặp lại tín hiệu truyền giữa các trạm mặt đất, thực chất

kỹ thuật thông tin vệ tinh là kỹ thuật truyền dẫn mà trong đó môi trường truyền dẫn là không gian vũ trụ với khoảng cách đường truyền khá dài Tại đây ta cũng gặp lại một

số vấn đề đối với một bài toán truyền dẫn, đó là các vấn đề điều chế tạp âm và nhiễu đường truyền, đồng bộ giữa hai đầu thu phát

Hình vẽ là một ví dụ đơn giản về liên lạc giữa hai trạm mặt đất thông qua vệ tinh thông tin

Đường hướng từ trạm mặt đất phát đến vệ tinh được gọi là đường lên (Up link) và đường từ vệ tinh đến trạm mặt đất thu gọi là đường xuống (Down link) Hầu hết, các tần

số trong khoảng 6GHz hoặc 14GHz được dùng cho đường lên và tần số khoảng 4GHz hoặc 11GHz cho đường xuống

Tại đầu phát, thông tin nhận từ mạng nguồn (có thể là kênh thoại, truyền hình quảng

bá, truyền số liệu ) sẽ được dùng để điều chế một sóng mang trung tần IF Sau đó tín hiệu này được đưa qua bộ chuyển đổi nâng tần (Up Converter) cho ra tần số cao hơn RF (Radio Frequency) Tín hiệu RF này được khuếch đại ở bộ khuếch đại công suất cao HPA (High Power Amplifier) rồi được bức xạ ra không gian lên vệ tinh qua anten phát Tại vệ tinh, tín hiệu nhận được qua anten sẽ được khuếch đại và chuyển đổi tần số xuống (Down Converter), sau đó được khuếch đại công suất rồi được phát trở lại trạm mặt đất Ở trạm

mặt đất thu, tín hiệu thu được qua anten được khuếch đại bởi bộ khuếch đại tạp âm thấp LNA (Low Noise Amplifier) Sau đó được chuyển đổi tần số xuống trung tần qua bộ chuyển đổi hạ tần (Down Converter) và cuối cùng được giải điều chế khôi phục lại tín hiệu băng gốc

1.3.4 Tần số sử dụng trong thông tin vệ tinh

Các tần số sử dụng trong thông tin vệ tinh nằm trong băng tần siêu cao SHF (Super High Frequency) từ 3 đến 30 GHz, trong phổ tần số sử dụng cho vệ tinh người ta còn chia các băng tần nhỏ với phạm vi của dãy phổ như bảng 2.1

Bảng 1.2 Tần số sử dụng trong thông tin vệ tinh

Hiện nay, băng C và băng Ku được sử dụng phổ biến nhất, băng C (4/6 GHz) nằm

ở khoảng giữa cửa sổ tần số, suy hao ít do mưa, trước đây được dùng cho các hệ thống viba mặt đất Sử dụng chung cho hệ thống intelsat và các hệ thống khác bao gồm các hệ thống vệ tinh khu vực và nhiều hệ thống vệ tinh nội địa Băng Ku (12/14 và 11/14 GHz), được sử dụng rộng rãi tiếp sau băng C cho viễn thông công cộng, dùng nhiều cho thông tin nội địa và giữa các công ty Do tần số cao nên cho phép sử dụng những anten có kích thước nhỏ, nhưng cũng vì tần số cao nên tín hiệu ở băng Ku bị hấp thụ lớn do mưa Băng Ka (20/30 GHz) lần đầu tiên sử dụng cho thông tin thương mại qua vệ tinh Sakura của Nhật, cho phép sử dụng các trạm mặt đất nhỏ và hoàn toàn không gây nhiễu cho các hệ thống viba Tuy nhiên băng Ka suy hao đáng kể do mưa nên không phù hợp cho thông tin chất lượng cao

1.4 ỨNG DỤNG THÔNG TIN VỆ TINH CHO INTERNET VỆ TINH BĂNG THÔNG RỘNG

1.4.1 Giới thiệu

Các mạng truyền thông vệ tinh đã phát triển từ các hệ thống phát quảng bá, các hệ thống phát đáp chuyển mạch chùm, chuyển tiếp gói IP, hệ thống xử lý và chuyển mạch tích hợp Kiến trúc phát sóng quảng bá của hầu hết các vệ tinh thương mại có băng thông

từ 1 đến 2 GHz hoặc thấp hơn Các ứng dụng yêu cầu tăng cường băng thông hiệu quả tăng dần trong vài năm tới Một lượng lớn vệ tinh đang được phát triển với tỷ lệ 8% mỗi

năm và tải trọng truyền thông ngày càng tăng đạt năng lực hiệu quả hơn trong 35 năm cộng lại, lên hơn hai nghìn phần trăm [7] Các thiết kế hệ thống vệ tinh trong tương lai

sử dụng nhiều chùm tia đạt được tần số tái sử dụng tối đa Hệ thống vệ tinh có thể trở thành cơ sở hạ tầng được sử dụng ở các vùng có truyền thông kém phát triển và bổ sung dịch vụ internet qua các công nghệ khác như cáp, DSL, cáp quang và không dây

Internet dựa trên vệ tinh có một số lựa chọn kiến trúc do các lựa chọn thiết kế của

họ Theo nghĩa rộng, các tùy chọn này được phân loại thành hai danh mục chính: kết nối

và mạng truy cập Chương này cung cấp một tổng quan về (a) hệ thống vệ tinh băng thông rộng kết nối người dùng với người dùng, (b) hệ thống mạng truy cập vệ tinh, (c)

hệ thống vệ tinh di động cho thông tin liên lạc cá nhân, và (d) Mạng thiết bị đầu cuối Khẩu độ Rất nhỏ (VSAT) Các đặc điểm chính và kiến trúc thiết kế của bốn loại này ở các mạng vệ tinh được tìm hiểu Một bảng tóm tắt so sánh các hệ thống thuộc từng lớp của mạng vệ tinh được cung cấp Để minh họa các mục tiêu thiết kế, chúng ta tìm hiểu một ví dụ hệ thống hiện có

1.4.2 Mạng kết nối

Trong các mạng vệ tinh kết nối: dùng để kết nối giữa người dùng với người dùng bằng cách thiết lập thông qua chuyển mạch và định tuyến bởi vệ tinh như mô tả ở hình 1.9 Kiểu này với dịch vụ băng thông rộng có thể được sử dụng để cung cấp truy cập Internet giảm mức độ khó khăn cho cơ sở hạ tầng mặt đất Hiệu quả sử dụng băng thông

có thể đạt được thông qua việc sử dụng xử lý tích hợp và chuyển mạch gói nhanh ATM hoặc thậm chí là chuyển mạch quang học trong tương lai xa Kết quả là, độ phức tạp và nhu cầu về tài nguyên vệ tinh có thể cao hơn nhiều so với nhu cầu cần thiết của một vệ tinh truy cập thông thường Hình 1.9 cho thấy một mạng kết nối Ví dụ về mạng kết nối

vệ tinh băng thông rộng như Spaceway, Astrolink, EuroSkyWay

Hình 1.9: Mạng kết nối

1.4.3 Mạng truy cập

Mạng truy cập phát triển với ứng dụng mới của kết nối tương tác băng thông rộng Internet Mạng yêu cầu một liên kết chuyển tiếp từ cổng mạng đến người dùng và liên kết trả về từ người dùng đến cổng mạng Hai đường liên kết này rất bất đối xứng và các liên kết có thể có các đặc điểm hoàn toàn khác nhau Việc phân bổ băng thông phải điều hòa hai liên kết cho mỗi người dùng Sử dụng lại tần số được thực hiện và các dải tần số khác nhau có thể được sử dụng đối với người dùng và các liên kết cổng vào Một mạng truy cập được thể hiện trong hình 4.2 Ví dụ về mạng truy cập vệ tinh như StarBand, WildBlue, iPStar, Astra-BBl, Cyberstar

Hình 1.10: Mạng truy cập

Vấn đề cân bằng để lựa chọn kết nối hoặc hệ thống truy cập là hiệu quả sử dụng băng thông so với độ phức tạp Hầu hết các kết nối mạng cũng được lên kế hoạch để cung cấp truy cập Internet tốc độ cao cũng như các ứng dụng đa phương tiện

1.4.4 Thế hệ tiếp theo Ka-band

Nhiều hệ thống vệ tinh hiện tại sử dụng tần số băng tần C và băng tần Ku Băng tần

C yêu cầu ăng-ten lớn và tần số riêng lẻ Trong khi đó, hệ thống băng tần Ku yêu cầu ăng ten đĩa nhỏ và có những yếu tố hấp dẫn hơn, nhưng các băng tần này nói chung là đã nghẽn Kết quả là băng tần Ka sử dụng công nghệ chùm tia điểm, trở thành một giải pháp hấp dẫn cho tương lai các mạng vệ tinh băng thông rộng [8] Hầu hết các mạng vệ tinh băng thông rộng được thiết kế để hoạt động ở băng tần Ka Hệ thống Intelsat sử dụng băng C và Ku trong khi hệ thống Eutelsat sử dụng Ka và Ku Cho đến gần đây, băng tần

Ka được sử dụng cho các chương trình vệ tinh thử nghiệm ở Hoa Kỳ, Nhật Bản, Ý và

Đức Ở Hoa Kỳ, vệ tinh Công nghệ Truyền thông tiên tiến (ACTS) đang được sử dụng

để chứng minh các công nghệ tiên tiến như xử lý trên bo mạch và quét chùm tia điểm Một số ứng dụng đã được thử nghiệm bao gồm: đào tạo từ xa, y tế từ xa, giao dịch tài chính thẻ tín dụng, máy tính tốc độ dữ liệu cao kết nối, hội nghị truyền hình và HDTV

Sự tắc nghẽn ngày càng tăng của băng tần C và Ku và sự thành công của chương trình ACTS đã làm tăng sự quan tâm của các nhà phát triển hệ thống vệ tinh trong mạng thông tin liên lạc vệ tinh băng tần Ka để tăng hỗ trợ cho các ứng dụng đa phương tiện Sự hội

tụ nhanh chóng của các yếu tố kỹ thuật, quy định và kinh doanh đã làm tăng sự quan tâm của các nhà phát triển hệ thống ở các tần số băng tần Ka [9]

Một số yếu tố ảnh hưởng đến sự phát triển của mạng vệ tinh đa phương tiện ở tần

số băng tần Ka: [10]:

• Kiểm soát công suất thích nghi và mã hóa thích nghi: kiểm soát công suất thích nghi và các công nghệ mã hóa thích nghi đã được phát triển để cải thiện hiệu suất, giảm thiểu ảnh hưởng lan truyền bị lỗi của hệ thống ở băng tần Ka

• Tốc độ dữ liệu cao: Phân bổ băng thông lớn dịch vụ vệ tinh cố định đồng bộ địa

lý (GSO FSS) và dịch vụ vệ tinh cố định không đồng bộ địa lý (NGSO FSS) làm cho các dịch vụ tốc độ dữ liệu cao trở nên khả thi qua các hệ thống băng tần Ka

• Công nghệ tiên tiến: Phát triển bán dẫn tạp nhiễu thấp hoạt động ở băng tần 20 GHz và bán dẫn công suất cao hoạt động trong băng tần 30 GHz đã ảnh hưởng đến sự phát triển của thiết bị đầu cuối mặt đất giá rẻ Không gian đạt hiệu quả cao hơn bộ khuếch đại ống dẫn sóng (TWTA) và sự phát triển mạch tích hợp ứng dụng

cụ thể (ASIC) đã cải thiện khả năng xử lý Các thiết kế bus vệ tinh với mảng năng lượng mặt trời hiệu quả và phương pháp cấp điện hiệu suất cao hơn đã tạo ra các phương tiện phóng hiệu quả về chi phí

• Kết nối toàn cầu: Giao thức và giao diện mạng tiên tiến được phát triển để kết nối liền mạch với mặt đất cơ sở hạ tầng

• Định tuyến hiệu quả: Xử lý tích hợp và gói hoặc chuyển mạch tế bào (ví dụ: ATM, IP) làm cho các dịch vụ đa phương tiện khả thi

• Phân bổ tài nguyên: Đa truy cập phân bổ nhu cầu (DAMA) các thuật toán cùng với các lược đồ quản lý lưu lượng cung cấp năng lực phân bổ trên cơ sở nhu cầu

• Thiết bị đầu cuối nhỏ: Các hệ thống đa phương tiện sẽ sử dụng ăng ten nhỏ và độ lợi cao trên mặt đất và trên vệ tinh để khắc phục tình trạng suy hao và thất thoát đường truyền

• Ứng dụng băng thông rộng: Hệ thống băng tần Ka, kết hợp thế mạng vệ tinh truyền thống về phạm vi tiếp cận địa lý và băng thông cao, cung cấp các nhà khai thác một cơ sở thuê bao lớn với quy mô kinh tế để phát triển các sản phẩm tiêu dùng Mạng vệ tinh băng thông rộng thế hệ tiếp theo dành cho đa phương tiện ứng dụng

1.4.5 Mạng vệ tinh băng thông rộng

Phát trực tuyến âm thanh, hình ảnh, truy cập Internet quảng bá và các ứng dụng đa phương tiện là nhu cầu cần thiết thiết kế mạng vệ tinh băng thông rộng trong tương lai Thiết kế các tham số bao gồm thông lượng lưu lượng, độ trễ hệ thống, tính linh hoạt, hiệu suất, QoS và độ phức tạp Trong kiến trúc tiên tiến với tải trọng xử lý và công nghệ ăng ten chùm tia điểm, cấu trúc liên kết lưới hoàn chỉnh Nếu những công nghệ này trở nên kinh tế, các kiến trúc mới hơn có thể sử dụng các thiết bị đầu cuối rẻ tiền, nhỏ, công suất thấp với trên cùng một bo mạch các chức năng giải điều chế - điều chế, mã hóa và định tuyến [11] Các mức QoS của người dùng băng thông rộng có thể được hỗ trợ tốt bởi lưu lượng trên bo mạch quản lý và giám sát lưu lượng, hiện được hỗ trợ trong cơ sở hạ tầng trên mặt đất Trọng tâm chính đề cập đến các vấn đề thiết kế mạng vệ tinh hỗ trợ hiệu suất cấp người dùng và phân bổ tài nguyên được cải thiện Đặc biệt, các công nghệ QoS được phát triển cho mạng mặt đất đã được áp dụng cho vệ tinh

Hình 4.3 minh họa kiến trúc mạng vệ tinh băng thông rộng được trình bày bởi phân đoạn mặt đất, phân đoạn không gian và phân đoạn kiểm soát điều khiển mạng Phân đoạn mặt đất bao gồm các thiết bị đầu cuối và các cổng (GWs), có thể xa hơn, được kết nối với các mạng công cộng và / hoặc các mạng riêng Các phân đoạn không gian bao gồm một vệt tinh (GEO) hoặc vệ tinh nhiều hơn (GEO, MEO, LEO) Trạm điều khiển mạng (NCS) thực hiện nhiều chức năng quản lý và phân bổ tài nguyên cho các phương tiện vệ tinh Liên kết giữa các vệ tinh trong phân đoạn không gian cung cấp toàn cầu liền mạch kết nối thông qua chòm sao vệ tinh là tùy chọn Một mạng kết hợp kiến trúc cho phép truyền các gói tin qua vệ tinh, ghép kênh và các luồng dữ liệu phân kênh cho các liên kết lên, liên kết xuống và giao diện tới kết nối các mạng mặt đất với nhau Các tùy chọn kiến trúc có thể thay đổi từ chuyển mạch ATM, vận chuyển IP hoặc MPLS qua vệ tinh Kết nối với bên ngoài các mạng vệ tinh và mặt đất công cộng và riêng tư sẽ được cung cấp theo đề án cơ sở hạ tầng thông tin toàn cầu

Hình 1.11: Ví dụ về kiến trúc mạng vệ tinh băng rộng

1.4.5.1 Yêu cầu

Các mạng vệ tinh băng thông rộng thế hệ tiếp theo xem xét các yêu cầu sau:

• Tính kết nối: Cấu trúc liên kết lưới và xử lý tích hợp cho phép định tuyến dữ liệu riêng lẻ bùng nổ đến đích của chúng

• Chuyển mạch trên bo mạch: Sử dụng gói nhanh hoặc ATM, chuyển tiếp gói IP hoặc thậm chí chuyển mạch lớp 2

• Chòm sao: Sử dụng chủ yếu GEO để truyền dữ liệu cao và một số ứng dụng đa phương tiện Tuy nhiên, hệ thống hỗn hợp với sự kết hợp của GSO và NGSO là một khả năng

• Quản lý lưu lượng: Sử dụng các thuật toán quản lý lưu lượng ở cả hai phân đoạn không gian và mặt đất cho các dịch vụ khác nhau

• Đa truy cập và băng thông theo yêu cầu: Sử dụng tài nguyên hiệu quả kỹ thuật chia sẻ và phân công theo nhu cầu Đa truy cập (DAMA) các thuật toán

• Ăng-ten chùm điểm: Hệ thống ăng-ten chùm điểm có độ lợi cao cung cấp phủ sóng đa điểm và lợi thế tái sử dụng tần số

• Chất lượng dịch vụ: Hỗ trợ chất lượng dịch vụ đảm bảo (QoS) cấp cho các ứng dụng khác nhau

1.4.5.2 Ngăn xếp giao thức

Hình 1.12 cho thấy ngăn xếp giao thức minh họa vệ tinh kết nối mạng với các tùy chọn ATM, IP hoặc MPLS vệ tinh Nó cho thấy một sự phát triển công nghệ được áp

dụng cho các mạng vệ tinh Các tùy chọn bao gồm, ATM gốc, IP trên ATM, IP trên MPLS hoặc IP thuần

Hình 1.12 Ví dụ về ngăn xếp giao thức

1.4.5.3 Xử lý trên bo mạch

Nhiều hệ thống vệ tinh băng thông rộng thế hệ tiếp theo sử dụng trên bo mạch xử

lý và chuyển mạch gói/di động nhanh chóng Quá trình xử lý trên bo mạch liên quan đến giải điều chế và phân kênh tín hiệu nhận được Tải trọng thực hiện giải mã và mã hóa, xử

lý thông tin tiêu đề và định tuyến dữ liệu, trỏ ăng-ten, đệm, ghép kênh và truyền lại dữ liệu trên đường xuống hoặc liên kết giữa các vệ tinh Những lý do chính cho việc tham gia xử lý bao gồm tách đường lên khỏi đường xuống, đạt được hiệu suất xấp xỉ 3 dB và cung cấp tài nguyên theo yêu cầu bằng cách sử dụng đa truy cập phân công theo yêu cầu đường lên (DAMA) Những lợi thế xử lý tích hợp trên kiến trúc này bao gồm:

• Cải thiện tỷ lệ lỗi bằng cách sử dụng các kỹ thuật mã hóa hiệu quả

• Tách đường lên và đường xuống

• Cải thiện hiệu quả hệ thống

• Hiệu suất trễ tốt hơn

• Quyết định tuyến sẵn sàng hoặc thông qua liên kết liên vệ tinh

• Không truyền lại từ đầu đến cuối

• Cải thiện năng lực

Các dịch vụ thế hệ đầu tiên hiện đang sử dụng sử dụng dịch vụ vệ tinh cố định băng

Ku (FSS) hiện có cho các kết nối hai chiều Sử dụng FSS, khu vực địa lý rộng lớn được

bao phủ bởi một chùm phát sóng duy nhất Hệ thống băng Ka mới sử dụng chùm tia điểm bao phủ một khu vực nhỏ hơn nhiều, ví dụ, hàng trăm dặm Các cell liền kề có thể sử dụng dải tần số khác nhau nhưng dải tần có thể được tái sử dụng nhiều lần trên một khu vực địa lý rộng Các tái sử dụng tần số trong công nghệ chùm tia điểm làm tăng khả năng Nói chung, chùm điểm Ka có thể cung cấp 30-60 lần khả năng hệ thống của mạng thế hệ đầu tiên Trong một kiến trúc không phục hồi, vệ tinh nhận được đường lên và truyền lại

nó trên đường xuống mà không cần xử lý hoặc giải điều chế trên bo mạch Trong kiến trúc xử lý với chuyển đổi tế bào hoặc gói lớp 3, vệ tinh nhận liên kết lên, giải điều chế, giải mã, chuyển mạch và đệm dữ liệu đến chùm thích hợp sau khi mã hóa và điều chế lại

dữ liệu, trên đường xuống Trong một kiến trúc xử lý, chuyển mạch và đệm được thực hiện trên vệ tinh và trong một kiến trúc không xử lý, chuyển mạch/định tuyến và đệm được thực hiện trong một cổng Việc lựa chọn vệ tinh kiến trúc mạng phụ thuộc chặt chẽ vào các ứng dụng của khách hàng mục tiêu và cân bằng hiệu suất/chi phí

• Giảm chi phí trạm mặt đất

• Cung cấp băng thông theo yêu cầu với độ trễ một nửa

• Cải thiện tính liên kết

• Cung cấp thêm tính linh hoạt và cải thiện liên kết mặt đất hiệu suất, tức là, điều này cho phép các thiết bị đầu cuối trong bất kỳ chùm đường lên nào giao tiếp với các thiết bị đầu cuối trong bất kỳ chùm đường xuống nào, trong khi truyền và chỉ nhận một nhà cung cấp dịch vụ duy nhất

• Báo hiệu trong băng tần cho lưu lượng kết hợp và theo dõi từ xa và hoạt động chỉ huy (TT & C) một trong những vấn đề thiết kế quan trọng nhất đối với các vệ tinh xử lý trên bo mạch là lựa chọn kiến trúc chuyển mạch băng tần cơ sở trên bo mạch Bốn loại công tắc tích hợp được đề xuất:

• Chuyển mạch

• Chuyển mạch ATM

• Công tắc lai (hỗn hợp)

• Chuyển đổi gói tin nhanh

Hình 1.13 cho thấy một ví dụ về chuyển mạch gói nhanh và đầu vào các chức năng

xử lý đầu ra

Hình 1.13 Kiến trúc chức năng của chuyển mạch gói nhanh

Các yêu cầu chính của một chuyển mạch gói nhanh như vậy bao gồm:

• Xử lý nhiều dịch vụ, ví dụ: IP, ATM, MPEG

• Hỗ trợ QoS với các cấp ứng dụng khác nhau

• Hỗ trợ các ứng dụng đa hướng

• Thực hiện phân bổ nghiên cứu hiệu quả và các thuật toán DAMA

• Thực hiện định tuyến gói, chuyển mạch nhãn và chuyển mạch di động

• Xử lý sự bất đối xứng

• Cung cấp thông lượng lên đến vài gigabit mỗi giây

Trong tương lai, hệ thống hỗ trợ vệ tinh thậm chí có thể sử dụng MPLS (GMPLS) chuyển mạch kết nối mạng vệ tinh và phân đoạn mặt đất và người dùng

1.4.5.5 Liên kết giữa các vệ tinh (ISL)

Việc sử dụng ISL để định tuyến lưu lượng được coi là một tùy chọn trong việc lựa chọn kiến trúc mạng ISL cung cấp lợi ích của việc tự điều khiển phân chia không gian với chi phí xử lý độ phức tạp của hệ thống Ngoài ra, việc lựa chọn kiến trúc chuyển mạch trên bo mạch phải được thực hiện về thông lượng, độ trễ và tính đơn giản của hoạt động

hệ thống Các vấn đề khác để quyết định việc sử dụng ISL bao gồm:

• Cân nhắc về mạng (phạm vi bao phủ, độ trễ, chuyển giao)

• Tính khả thi của liên kết vật lý (các động lực liên vệ tinh)

• Hạn chế khối lượng, công suất và chi phí (dự trữ liên kết)

Khối lượng và công suất tiêu thụ của tải trọng ISL là các yếu tố trong lựa chọn xem

có đưa chúng vào hệ thống hay không, ngoài việc có thể lợi ích và hạn chế Ngoài ra, sự lựa chọn giữa tần số vô tuyến (RF) và tải trọng quang hiện có thể thực hiện được vì tải trọng quang ngày càng nhiều có thể nhận ra và cung cấp dung lượng liên kết cao hơn Khả năng theo dõi tải trọng cũng phải được xem xét, đặc biệt nếu các khả năng liên vệ tinh là cao Đây có thể là một lợi thế cho các tải trọng RF ISL

Lợi thế của ISL

• Có thể đạt được ít khả năng kiểm soát trên mặt đất hơn với băng tần trên bo mạch chuyển mạch giảm độ trễ (hoạt động tự động)

• Tăng độ bao phủ toàn cầu do các đại dương và các khu vực không có trạm mặt đất

• Trung tâm điều khiển mạng đơn

Nhược điểm của ISL

• Độ phức tạp và chi phí của các vệ tinh sẽ tăng lên

• Nguồn điện có sẵn cho liên kết vệ tinh / người dùng có thể bị giảm

• Chuyển giao giữa các vệ tinh do động lực liên kết giữa các vệ tinh sẽ phải được hợp nhất

• Chiến lược bổ sung

• Phối hợp tần số

Nghiên cứu cân bằng về hiệu suất và độ phức tạp của hệ thống giữa các ISL và việc

sử dụng các cổng dựa trên mặt đất ISL sẽ được thực hiện để đi đến quyết định sử dụng ISL

1.4.5.6 Công nghệ chùm tia điểm

Công nghệ vệ tinh truyền thống sử dụng chùm tia đơn rộng bao phủ khắp các lục địa và khu vực Các chùm điểm băng Ku và Ka mới hơn cung cấp vùng phủ sóng trên một khu vực nhỏ hơn nhiều so với các chùm toàn cầu, điều này có lợi trong việc cung cấp nhiều băng thông hơn Bằng cách định hình ăng-ten trên tàu vũ trụ thành một tiêu

điểm chặt chẽ hơn, kích thước của “dấu chân” trên mặt đất được giảm bớt Hai lợi ích

được tạo ra bởi sự sửa đổi này: cường độ tín hiệu khi nhìn thấy từ các thiết bị đầu cuối

mặt đất tăng lên cho phép các ăng ten mặt đất nhỏ hơn và cùng một dải tần số có thể được

sử dụng nhiều lần trong các chùm khác nhau mang lại tổng băng thông lớn hơn Sử dụng việc tái sử dụng tần số thông qua nhiều chùm tia điểm, các vệ tinh băng tần Ku và Ka có thể được cấu hình theo kiểu tương tự như các mạng di động trên mặt đất Riêng với băng tần Ka, hệ số giới hạn không còn trở thành phổ biến khả dụng nữa Hầu hết các vệ tinh băng thông rộng đều có kế hoạch sử dụng chùm tia điểm chặt hơn so với các vệ tinh tiền nhiệm Các ứng dụng cụ thể phù hợp với công nghệ chùm tia điểm bao gồm phát sóng truyền hình địa phương và truy cập Internet tốc độ cao

1.4.6 Hệ thống vệ tinh broadband toàn cầu

Việc cung cấp các dịch vụ đa phương tiện cho người dùng cuối cùng giữa các tòa

nhà văn phòng và quyền truy cập gần nhất vào các mạng tốc độ cao, tức là 'phân đoạn

cuối cùng' là một vấn đề đầy thách thức Khi không có sẵn băng thông, được chia sẻ hoặc

bị giới hạn về chi phí, việc triển khai các dịch vụ đa phương tiện trong khu vực dân cư càng trở nên khó khăn hơn Công nghệ băng thông rộng không dây có thể lấp đầy khoảng trống trong truy cập mạng tốc độ cao và cung cấp một cách hiệu quả về chi phí để cung cấp dung lượng cao và truy cập dữ liệu, thoại, video và Internet tốc độ cao nếu vệ tinh được bao gồm như một thành phần thiết yếu của hệ thống [12, 13]

Bảng 1.3 so sánh các hệ thống vệ tinh băng tần Ka / Ku thế hệ mới [14, 15] Các hệ thống này cung cấp vùng phủ sóng toàn cầu và băng thông cao Các hệ thống băng tần

Ka được đề xuất có tốc độ dữ liệu người dùng khác nhau từ 16 Kbps đến cao nhất là 1 Gbps, hỗ trợ các giao thức ATM và IP, đồng thời phủ sóng toàn cầu thông qua một số lượng lớn chùm tia tại chỗ Tất cả các hệ thống sử dụng xử lý/chuyển mạch băng tần trên

bo mạch cho khả năng kết nối giữa các chùm tia Ngoại trừ Teledesic dựa trên MEO, còn lại là các hệ thống vệ tinh GEO Số lượng vệ tinh thay đổi từ 5 GEO đến 32 MEO Đối tượng hiệu suất của hầu hết các hệ thống này là tính khả dụng của liên kết từ 99,5 đến 99,9% với tỷ lệ lỗi bit (BER) là 10-10 Hiệu suất dự kiến đạt được thông qua sự kết hợp của công suất bức xạ đẳng hướng hiệu quả vệ tinh cao (EIRP), mã hóa thích ứng và kiểm soát công suất Một thiết bị đầu cuối người dùng thông thường sử dụng bất kỳ nơi nào từ ăng-ten 0,3 đến 4,5 m hỗ trợ tốc độ dữ liệu khoảng 16 Kbps đến 2 Mbps trên đường lên

và 16 Kbps đến 155 Mbps trên đường xuống

Bảng 1.3 Các mạng vệ tinh băng rộng toàn cầu

16 Kbps -

64 Mbps

Max

45 Mbps

55 Mbps

Vệ tinh 8 GEOs 9 GEOs 5 GEOs 32 MEOs GEOs GEO

(Hotbird 3-6)

TDMA

TDMA

sở hạ tầng thông tin toàn cầu (GII) cũng như với các mạng diện rộng vệ tinh hoặc mặt đất khác Mục tiêu của hệ thống là cung cấp các dịch vụ kết nối cho các mạng được hỗ trợ, cung cấp một nền tảng linh hoạt để cung cấp dung lượng theo yêu cầu và hỗ trợ các ứng dụng của người dùng cuối với loại dịch vụ thích hợp

Kiến Trúc Hệ Thống

Hình 1.14 minh họa kiến trúc mạng EuroSkyWay với một nền tảng linh hoạt để cung cấp các dịch vụ đa phương tiện tương tác và quản lý tính di động Hệ thống được