MỞ ĐẦU Do nhu cầu dịch vụ viễn thông băng rộng và sự tăng trƣởng nhƣ vũ bão của Internet; chủ trƣơng của Đảng và Nhà nƣớc giai đoạn 10 năm tới là đẩy mạnh công nghiệp hoá, hiện đại hoá xây dựng nền tảng để tạo điều kiện đến 2020 nƣớc ta cơ bản thành một nƣớc công nghiệp. Kinh tế càng phát triển, nhu cầu các dịch vụ càng phát triển nhanh, trong đó có dịch vụ viễn thông; nên việc phát triển cơ sở hạ tầng viễn thông quốc gia là hết sức quan trọng. Để đáp ứng nhu cầu của một nền kinh tế mở, việc đầu tiên là phải gắn vai trò phƣơng tiện giao tiếp với nhiệm vụ mở rộng giao thƣơng kinh tế của các vùng miền. Trong đó, ngành Bƣu chính Viễn thông có vai trò làm cầu nối các vùng miền kinh tế với thế giới bên ngoài.
Do đó cần xây dựng các dịch vụ dựa trên nền công nghệ hiện đại, có giá thành thấp và làm tăng giá trị lợi nhuận của doanh nghiệp. Hệ thống IPSTAR băng rộng đa dịch vụ, hiện đại là công nghệ có thể đáp ứng yêu cầu nói trên với chất lƣợng dịch vụ cao, hiệu quả kinh tế lớn. Việc nghiên cứu những vấn đề lý thuyết, nguyên lý hoạt động và các ứng dụng của hệ thống IPSTAR và đƣa ra các giải pháp khắc phục nhƣợc điểm khi truyền qua vệ tinh có ý nghĩa quan trọng đối với sự phát triển của ngành Bƣu chính Viễn thông nói riêng và phát triển kinh tế xã hội Việt Nam nói chung. Trƣớc yêu cầu đó, đề tài “Giải pháp khắc phục nhược điểm trên đường truyền Internet trong hệ thống IPSTAR” đƣợc lựa chọn để nghiên cứu vừa có ý nghĩa về mặt lý luận, vừa có ý nghĩa về mặt thực tiễn cao.
Nội dung luận văn gồm có 3 chƣơng: Chƣơng 1: Tổng quan về hệ thống IPSTAR Trình bày tổng quan về tình hình sử dụng thông tin vệ tinh tại Việt Nam và phát triển các hệ thống truyền dẫn IP qua vệ tinh băng rộng trên thế giới. Tổng quan về hệ thống IPSTAR bao gồm trạm cổng, vệ tinh và các trạm đầu cuối thuê bao Chƣơng 2: Các dịch vụ của hệ thống IPSTAR Trình bày về các dịch vụ, cấu hình các dịch vụ mà hệ thống IPSTAR có khả năng đáp ứng và hiện đang khai thác. TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com 9 Chƣơng 3: Giải pháp khắc phục nhƣợc điểm trên đƣờng truyền Internet trong hệ thống IPSTAR Chƣơng này trình bày nguyên lý hoạt động của hệ thống, các nhƣợc điểm trên đƣờng truyền vệ tinh và cách khắc phục các nhƣợc điểm. Cuối cùng đƣa ra các phƣơng pháp đo, kết quả đo và đánh giá kết quả đo khi sử dụng các giải pháp.
Tôi xin bày tỏ sự biết ơn sâu sắc tới thầy Trần Minh Tuấn, ngƣời đã trực tiếp giúp đỡ, hƣớng dẫn, cung cấp tài liệu và phƣơng pháp luận nghiên cứu khoa học để tôi hoàn thành bản luận văn này. Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy giáo, cô giáo Khoa Điện tử - Viễn thông – Đại học Công nghệ - Đại học Quốc gia Hà Nội đã dạy dỗ, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập. Do có những hạn chế về thời gian và tài liệu tham khảo, luận văn không thể tránh khỏi những thiếu sót nhất định. Tác giả rất mong nhận đƣợc những ý kiến đóng góp của thầy cô cùng các bạn đồng nghiệp.
TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com 10 CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG IPSTAR Trong những năm gần đây, hệ thống viễn thông ở Việt Nam đã phát triển khá mạnh nhằm phục vụ nhu cầu ngày càng tăng của khách hàng theo nhịp độ tăng trƣởng cao của nền kinh tế. Với đặc điểm địa lý nhiều rừng núi, trải dài trên 3000 km, mật độ đô thị hoá chƣa cao của Việt Nam thì việc triển khai hạ tầng hệ thống viễn thông phục vụ cho tất cả các điểm vùng sâu, vùng xa và hải đào là rất khó có thể thực hiện đƣợc do kinh phí triển khai rất cao. Để giải quyết bài toán đảm bảo thông tin liên lạc, đƣa điện thoại, mạng Internet tới phục vụ an ninh quốc phòng, phát triển kinh tế xã hội cho những vùng hẻo lánh ở miền núi, biên giới, hải đảo và những dàn khoan trên biển.(là nơi mà các hệ thống cáp đồng, cáp quang, hoặc vi ba không đáp ứng đƣợc do hạn chế kỹ thuật, tài chính) thì giải pháp dùng thông tin vệ tinh là rất hiệu quả. Hiện nay, các hệ thống VSAT đang chiếm một vị trí đặc biệt quan trọng trong chiến lƣợc "đƣa điện thoại xuống tất cả các xã" của tổng Công ty Bƣu chính - Viễn thông Việt Nam.
Khái quát tình hình sử dụng thông tin vệ tinh tại Việt Nam hiện nay Việt Nam hiện có hai mạng VSAT đang hoạt động là SCPC/DAMA và TDM/TDMA. Trang thiết bị của hai hệ thống này do hãng Hughes Network System (HNS) cung cấp dựa trên các sản phẩm Telephone Earth Station (TES) Quantum, Quantum Direct (QDS), Personal Earth Station (PES) đã đƣợc sử dụng rộng rãi trên toàn thế giới từ những năm 1990. Mạng SCPC/DAMA đƣợc đƣa vào hoạt động từ năm 1996 cung cấp các dịch vụ thoại, fax và truyền số liệu tốc độ thấp. Mạng TDM/TDMA đƣợc đƣa vào hoạt động từ năm 2000 cung cấp các dịch vụ truy nhập mạng Internet, X.25 và thiết lập mạng dùng riêng với tốc độ upload đạt 64Kbps, download tới 128Kbps[1].
Hiện nay, mạng SCPC/DAMA có hơn 30 trạm TES và hơn 60 trạm QDS. Tuy nhiên, các thiết bị của hệ thống mạng VSAT SCPC/DAMA đã lỗi thời và đang TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com 11 xuống cấp, hoạt động không ổn định, không đáp ứng đƣợc tốc độ gia tăng số lƣợng thuê bao nhƣ vũ bão hiện nay và trong tƣơng lai. Mặt khác, năng lực của mạng VSAT TDM/TDMA cũng không đáp ứng đƣợc yêu cầu hiện nay về tốc độ kết nối của khách hàng (tốc độ tối đa mà mạng VSAT TDM/TDMA cung cấp đƣợc là 2Mbps). Các trạm VSAT thuê bao có kích thƣớc lớn (anten 1,8 – 2,4m), giá thành cao, triển khai lắp đặt, bảo trì bảo dƣỡng phức tạp; giá cƣớc dịch vụ cao, khó khăn trong việc phát triển khách hàng sử dụng dịch vụ.
Đứng trƣớc nhiệm vụ chính trị, chiến lƣợc của Tổng công ty Bƣu chính viễn thông cũng nhƣ nhu cầu sử dụng dịch vụ với băng thông cao của khách hàng, do đó cần phải xây dựng một mạng VSAT băng rộng đa dịch vụ, có khả năng thay thế cả 2 mạng hiện tại nêu trên.2 Tình hình phát triển các hệ thống truyền dẫn IP qua vệ tinh băng rộng trên thế giới Để cạnh tranh đƣợc với các phƣơng tiện truyền dẫn khác trên mặt đất, xu hƣớng chung để phát triển mạng thông tin vệ tinh của các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông trên thế giới là phục vụ khách hàng tốt hơn, nhiều dịch vụ hơn, độ tin cậy cao hơn, kích thƣớc trạm đầu cuối nhỏ gọn để thuận tiện cho việc triển khai lắp đặt, và điều quan trọng nhất là giá thành phải thấp hơn. Một trạm mặt đất đầu cuối phải có tốc độ lớn, băng thông rộng (broadband) để có thể truyền đa phƣơng tiện (multimedia) gồm data, các văn bản, hình ảnh, âm thanh, đồ họa trên máy vi tính, các mạng điện thoại và truyền số liệu nội bộ. Sự phát triển mạnh mẽ của Internet và các ứng dụng dựa trên giao thức IP trên thế giới đã làm thay đổi cách thức liên lạc của ngƣời sử dụng với nhau, của các doanh nghiệp liên lạc với các chi nhánh. Bất kỳ ai phải tải các trang Web với nội dung phong phú, hay các file phần mềm lớn từ Internet mà sử dụng modem dial-up mới thấy hết đƣợc sự cần thiết của đƣờng truyền tốc độ cao.
Do vậy các sản phẩm trạm thông tin mặt đất đã đƣợc phát triển trên cơ sở giao thức IP với đƣờng truyền tốc độ cao để đảm bảo đáp ứng đƣợc các yêu cầu đa dạng của khách hàng. TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com 12 Hiện có rất nhiều đối tác cung cấp dịch vụ viễn thông trên thế giới có giải pháp thông tin vệ tinh băng rộng riêng của mình theo thống kê dƣới đây[1]. Thời gian đƣa Dự án Dịch vụ Băng tần hoạt động/Tốc độ vào khai thác Vệ tinh băng rộng 2 chiều Hiện đang Vệ tinh địa tĩnh, Băng Ku khai thác với Dịch vụ IP băng rộng qua Forward Link 8 Mbps các vệ tinh IPSTAR vệ tinh (Khu vực Châu Á Return Link 4 Mbps thƣờng. Thái Bình Dƣơng).
Anten trạm Đầu cuối: 0,75- Q1/2005: 1,2m phóng vệ tinh IPSTAR Đang sử dụng Cung cấp kết nối Internet các vệ tinh Vệ tinh địa tĩnh, Ka-band Loral băng rộng cho các khách địa tĩnh Forward Link: 1-4 Mbps CyberStar hàng ISPs, doanh nghiệp. truyền thống Return Link: 200-500 Kbps trên phạm vi toàn cầu để cung cấp dịch vụ Bán sỉ dung lƣợng vệ tinh Hệ thông vệ tinh LEO, hỗ băng rộng cho các nhà trợ lƣu lƣợng dạng burst. Skybridge 2004 cung cấp dịch vụ để bán lẻ Tốc độ downlink tới 20 (phạm vi toàn cầu) Mbps và uplink là 2 Mbps Cung cấp kết nối Internet Vệ tinh địa tĩnh, băng Ka băng rộng cho các khách Astrolink Anten 70-200 cm 2003/2004 hàng ISPs, doanh nghiệp. trên phạm vi toàn cầu Vệ tinh địa tĩnh, băng Ku.
Các dịch vụ thông tin băng Spaceway Tốc độ 16 Kbps † 6 Mbps 2006-2007 rộng Anten 66-350 cm. TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com 13 Dự án "Internet in the sky" Uplink: 0,128 ÷100 Mbps. Teledesic sử dụng vệ tinh tầm trung- 2004/2005 Downlink:720 Mbps MEO Vệ tinh băng rộng một chiều Internet tốc độ cao, Download qua vệ tinh tốc Đang khai AsiaSat Multicasting, các dịch vụ độ 1.5Mbps; Return path thác truyền dữ liệu IP. qua cáp mặt đất Downsload qua vệ tinh tốc Korea Internet qua vệ tinh tốc độ Đang khai độ 1Mbps; return path qua Telecom cao thác cáp trên mặt đất Chunghwa Telecom/Hi net; AsiaCast HiCast Direct PC Internet tốc độ download 400 Kbps Đang khai Network qua vệ tinh CHT-ST 1 ÷ 3 Mbps thác Systems; HiCast Direct PC Dịch vụ truy cập Internet băng rộng trên cơ sở ứng Uplink: 56 Kbps, Đang khai ChinaCast dụng VSAT hợp tác với Downlink: 4Mbps thác ChinaNet Trong đó dự án IPSTAR là dự án vệ tinh băng rộng 2 chiều dùng công nghệ IP đầu tiên trong khu vực Châu Á - Thái bình Dƣơng do tập đoàn Shin Satellite Plc (SSA) của Thái Lan xây dựng.
SSA đã hợp tác với VNPT/VTI để xây dựng mạng VSAT băng rộng IPSTAR tại Việt Nam từ năm 2005.3 Hệ thống truyền dẫn IP qua vệ tinh băng rộng tại Việt Nam (IPSTAR) TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com 14 Sự hình thành và phát triển của hệ thống IPSTAR đƣợc đánh dấu bằng các mốc thời gian chính nhƣ sau[1,15]: - Năm 1996: SSA liên kết với một số đối tác nghiên cứu công nghệ thông tin băng rộng.