TCN68-168:1997

Tiêu chuẩn ngành TCN 68-168:1997 về trạm mặt đất VSAT - Yêu cầu kỹ thuật do Tổng cục Bưu điện ban hành TIÊU CHUẨN NGÀNH TCN 68-168:1997 TRẠM MẶT ĐẤT VSAT YÊU CẦU KỸ THUẬT VSAT EARTH STATION TECHNICAL REQUIREMENT MỤC LỤC Lời nói đầu 1. Phạm vi áp dụng 2. Định nghĩa và thuật ngữ 3. Yêu cầu kỹ thuật 3.1 Cấu trúc trạm VSAT 3.2 Thiết bị anten 3.3 Phần phát 3.4 Phần thu 3.5 Modem vệ tinh 3.6 Chức năng điều khiển và kiểm tra 3.7 Băng tần số công tác 3.8 Giao tiếp với vệ tinh 3.9 Giao tiếp với thuê bao 3.10 Kỹ thuật nén phổ thoại 3.11 Điều kiện môi trường Tài liệu tham khảo LỜI NÓI ĐẦU TCN 68 - 168: 1997 được xây dựng dựa trên cơ sở các khuyến nghị của Liên minh Viễn thông quốc tế và các chỉ tiêu kỹ thuật của thiết bị VSAT của một số hãng sản xuất. Tiêu chuẩn do Viện Khoa học kỹ thuật Bưu điện biên soạn, Vụ Khoa học công nghệ và Hợp tác quốc tế đề nghị và Tổng cục Bưu điện ban hành theo quyết định số 796/1997/QĐ-TCBĐ ngày 30 tháng 12 năm 1997. TCN 68 - 168: 1997 TRẠM MẶT ĐẤT VSAT YÊU CẦU KỸ THUẬT VSAT EARTH STATION TECHNICAL REQUIREMENT (Ban hành theo Quyết định số 796/1997/QĐ-TCBĐ ngày 30 tháng 12 năm 1997 của Tổng cục trưởng Tổng cục Bưu điện) 1. Phạm vi áp dụng Bộ tiêu chuẩn này áp dụng cho các trạm VSAT thông tin thoại và truyền số liệu dùng trên mạng viễn thông quốc gia. Bộ tiêu chuẩn làm cơ sở cho: - Lựa chọn thiết bị; - Đo thử. 2. Định nghĩa và thuật ngữ 2.1 Truy nhập ngẫu nhiên không đồng bộ - A. Asynchronous Random Access - ALOHA 2.2 Khoá dịch pha hai trạng thái - A. Binary Phase Shift Keying - BPSK 2.3 Một loại thuật toán nén phổ thoại - A. Code Excited Linear Prediction - CELP 2.4 Bộ biến đổi xuống - A. Down Converter - D/C 2.5 Công suất bức xạ đẳng hướng tương đương - A. Equivalent Isotropic Radiated Power - EIRP 2.6 Dịch vụ vệ tinh cố định - A. Fixed Satellite Service - FSS 2.7 Sửa lỗi trước - A. Forward Error Correction - FEC 2.8 Hệ số phẩm chất - Tỉ số tăng ích trên nhiệt tạp âm - A. Gain to Noise Temperature Ratio - G/T (dB/ 0 K) 2.9 Bộ khuếch đại công suất cao - A. High Power Amplifier - HPA 2.10 Vào/ra - A. Input/Output - I/O 2.11 Thiết bị trong nhà - A. In Door Unit - IDU 2.12 Cáp nối đơn - A. Single Intefracility Link - IFL 2.13 Bộ khuếch đại tạp âm thấp - A. Low Noise Amplifier- LNA 2.14 Thiết bị ngoài trời - A. Out Door Unit - ODU 2.15 Đa truy nhập ALOHA thông thường - A. Pure-ALOHA multiaccess - Pure- ALOHA 2.16 Khoá dịch pha bốn trạng thái - A. Quadrature Phase Shift Keying - QPSK 2.17 Tần số vô tuyến - A. Radio Frequency - RF 2.18 Đa truy nhập ngẫu nhiên đều - A. Slotted-ALOHA multiaccess - Slotted- ALOHA 2.19 Đa truy nhập ngẫu nhiên loại bỏ có chọn lọc - A. Selective Reject ALOHA - SREJ-ALOHA 2.20 Một kênh cho một sóng mang/Nhiều kênh cho một sóng mang - A. Single Channel per Carrier/ Multilplex Channel per Carrier - SCPC/MCPC 2.21 Bộ xử lý giao tiếp đường truyền trên mặt đất - A. Terrestrial Interface Processor - TIP 2.22 Bộ biến đổi lên - A. Up Converter - U/C 2.23 Đa truy nhập gán trước - A. Pre-assigned Multiple Access - PAMA 2.24 Đa truy nhập gán theo yêu cầu - A. Demand Assigned Multiple Access - DAMA 2.25 Đa truy nhập gán ngẫu nhiên - A. Random Multiple Access - RMA 2.26 Đa truy nhập chia theo tần số - A. Frequency Devision Multiple Access-FDMA 2.27 Đa truy nhập chia theo thời gian - A. Time Devision Multiple Access - TDMA 2.28 Đa truy nhập trải phổ/ đa truy nhập phân theo mã - A. Spread Spectrum Multiple Access/Code Division Multiple Access - SSMA/CDMA 2.29 Bộ cấp nguồn không bị gián đoạn - A.Uninterruptible Power Supply - UPS 2.30 Đa truy nhập - A. Multiple Access Đa truy nhập là kỹ thuật được dùng để phân bổ một bộ phát đáp cho nhiều trạm mặt đất cùng sử dụng. 2.31 Trạm mặt đất VSAT - A. Very Small Aperture Terminals - VSAT VSAT là thuật ngữ thông dụng chỉ các trạm mặt đất của thông tin vệ tinh có kích thước anten nhỏ, giá thành thấp, thường được ghép nối trực tiếp tới người sử dụng. 3. Yêu cầu kỹ thuật 3.1 Cấu trúc trạm VSAT - Thiết bị anten và cáp truyền dẫn; - Thiết bị ngoài trời; - Thiết bị trong nhà; - Thiết bị nguồn. 3.1.1 Anten Loại parabol thông thường hoặc parabol lệch trục. 3.1.2 Thiết bị ngoài trời a) Chức năng: - Truy nhập kênh vệ tinh; - Biến đổi tín hiệu truyền dẫn (từ/tới RF). b) Thiết bị: - Bộ HPA + U/C - Bộ LNA + D/C - IFL 3.1.3 Thiết bị trong nhà a) Chức năng: - Xử lý số liệu; - Điều khiển truy nhập vệ tinh; - Truyền tín hiệu thích hợp tới người sử dụng. b) Thiết bị: - Modem; - Bộ xử lý tín hiệu băng gốc; - Card ghép nối I/O của trạm VSAT. 3.1.4 Thiết bị nguồn - Nguồn xoay chiều: 220 V ± 10%; 50 Hz ± 3 Hz - Nguồn một chiều: 48 V ± 5 V - Bộ UPS: + Điện áp vào: 220 V ± 10%; 50 Hz ± 3 Hz + Điện áp ra: 48 V ± 5 V - Máy nổ (nếu có): + Điện áp: 20 V ± 10%; 50 Hz ± 3 Hz + Thời gian khởi động: Từ 5 đến 10 s 3.2 Thiết bị anten 3.2.1 Tương quan về băng tần số, đường kính, tăng ích phải thoả mãn các chỉ tiêu theo bảng 1. Bảng 1: Băng tần, đường kính, tăng ích Băng tần số, GHz Đường kính, m Tăng ích, dBi 6/4 ≥ 18 ≥ 35 14/11 ≥ 12 ≥ 40 30/20 ≤ 1 ≥ 40 3.2.2 Phần điện khí 3.2.2.1 Phân cực: Tuyến tính hoặc tròn. 3.2.2.2 Độ phân biệt phân cực, dB, không nhỏ hơn: 20 3.2.2.3 Hệ số sóng đứng (VSWR) không lớn hơn: 1,5:1 3.2.2.4 Độ dài cáp truyền dẫn từ ODU đến IDU, m, không lớn hơn: 300 3.2.2.5 Độ rộng búp chính tại mức 1/2 công suất, độ: - Không lớn hơn 1 cho băng Ku. - Không lớn hơn 2 cho băng C. 3.2.2.6 Hiệu suất, %, không nhỏ hơn: 55 3.2.2.7 Tăng ích búp phụ, dBi G = 52 - 101og(D/ l ) - 251og j Trong đó: - D/ l : Tỉ số của đường kính anten trên bước sóng công tác, D/ l < 100. - j : Góc lệch khỏi búp chính, độ. 3.2.2.8 Tỉ số tăng ích búp chính trên búp phụ, dB, không nhỏ hơn: 15 3.2.3 Phần cơ khí 3.2.3.1 Khả năng chịu sức gió, km/giờ: - Chịu sức gió lớn nhất, không lớn hơn 180 - Hoạt động bình thường, không lớn hơn 90 3.2.3.2 Sai số lắp đặt anten theo hướng quĩ đạo địa tĩnh, độ, không lớn hơn: 0,3 3.2.3.3 Khả năng điều chỉnh: - Góc ngẩng: Từ 0 đến 90 0 - Góc phương vị: Từ 0 đến 360 0 3.2.3.4 Khả năng tinh chỉnh góc ngẩng và phương vị, độ: ± 5 3.2.3.5 Tải mưa, cm/giờ, không lớn hơn: 10 3.2.3.6 Dung sai bề mặt của mặt phản xạ, mm, không lớn hơn: ± l. 3.3 Phần phát 3.3.1 Các mức công suất của máy phát, các mức EIRP và độ ổn định của EIRP theo bảng 2 Bảng 2: Mức công suất, mức EIRP và độ ổn định của EIRP Băng tần, GHz 6/4 14/12,11 Công suất của máy phát, W từ 2 đến 10 từ 1 đến 5 EIRP, dBW từ 45 đến 55 từ 42 đến 55 Độ ổn định của EIRP, dB +1 -1,5 +1 -1,5 Các mức công suất có thể lớn hơn, phụ thuộc vào yêu cầu lưu lượng. 3.3.2 Dung sai tần số sóng mang, kHz, không lớn hơn: 3,5 3.3.3 Tốc độ bit, Mbit/s, không lớn hơn: 2 3.3.4 Bức xạ tạp ngoài băng đối với các góc lệch trục > 7 0 - Từ 960 đến 3400 MHz dBpW: ≤ 49 trong dải 100 kHz bất kỳ - Từ 3,4 đến 10,7 GHz, dBpW: ≤ 55 trong dải 100 kHz bất kỳ - Từ 21,2 đến 40 GHz, dBpW: ≤ 67 trong dải 100 kHz bất kỳ - Từ 5,45 đến 6,825 GHz, dBpW: ≤ 58 trong dải 20 MHz bất kỳ (đối với VSAT hoạt động trong băng 6 GHz) - Từ 13,6 đến 14,9 GHz, dBpW: ≤ 63 trong dải 20 MHz bất kỳ (đối với VSAT hoạt động trong băng 14 GHz) - Từ 28,0 đến 29 GHz, dBpW: ≤ 88 trong dải 20 MHz bất kỳ (đối với VSAT hoạt động trong băng 14 GHz) - Từ 26,5 đến 31,3 GHz, dBpW: ≤ 78 trong dải 20 MHz bất kỳ (đối với VSAT hoạt động trong băng 30 GHz) 3.3.5 Bức xạ tạp trong băng đối với các góc lệch trục lớn hơn 7 0 : - EIRP tạp trên trục, dBW, không lớn hơn: 4 trong dải 100 kHz bất kỳ - Đối với các trạm VSAT sử dụng kỹ thuật CDMA, giá trị cho ở phần trên được giảm đi một lượng là 101ogN (dB), với N là số lượng lớn nhất của các trạm VSAT phát cùng một thời điểm. 3.3.6 Độ ổn định tần số phát phải nhỏ hơn 1 x 10 -7 . 3.3.7 Mật độ EIRP lệch trục lớn nhất cho phép theo hướng bất kỳ trong phạm vi 3 0 của quỹ đạo địa tĩnh theo bảng 4. Bảng 4: Tương quan cho phép giữa góc lệch trục và mật độ của EIRPmax/40 kHz Góc lệch trục, độ Mật độ của EIRPmax/40 kHz, dBW 2,5 ≤ j ≤ 7 33 – 25log j 7 < j ≤ 9,2 12 9,2 < j ≤ 48 36 – 25log j j > 48 -6 3.3.8 Mật độ EIRP lớn nhất cho phép của thành phần phân cực chéo với các góc j hướng bất kỳ từ trục búp chính theo bảng 5. Bảng 5: Tương quan cho phép giữa góc lệch trục Góc lệch trục, độ Mật độ của EIRPmax/40 kHz, dBW 2,5 ≤ j ≤ 7 33 – 25log j 7 < j ≤ 9,2 12 Ghi chú: Các giá trị đưa ra ở trên cần phải giảm 8 dB khi sử dụng cho các hệ thống thông tin có độ giãn cách giữa các vệ tinh bằng 2 0 . 3.4 Phần thu 3.4.1 Nhiệt tạp âm của bộ LNA (có bù nhiệt) theo bảng 6 Bảng 6: Giá trị tiêu biểu Băng tần GHz Nhiệt tạp âm của LNA 0 K Tỉ số G/T dB/ 0 K 6/4 từ 50 đến 75 từ 17,5 đến 20,5 14/11 từ 200 đến 250 từ 15,5 đến 21,5 3.4.2 Tốc độ bit, Mbit/s, không lớn hơn: 2 3.4.3 Tỉ số lỗi bit, BER: - Mức ngưỡng BER truyền thoại phải nhỏ hơn: 10 -3 - Mức ngưỡng BER truyền số liệu phải nhỏ hơn: 10 -6 3.4.4 Độ ổn định tần số phải nhỏ hơn 1 x 10 -7 3.5 Modem vệ tinh 3.5.1 Mức nén đối với tín hiệu thoại, kbit/s, không nhỏ hơn: 4,8 3.5.2 Trung tần, MHz: 70/140 ± 18/36 3.5.3 Điều chế và giải điều chế: 2PSK, 4PSK 3.5.4 Mã hoá Thuật toán mã hoá tích chập, với mức FEC 1/2, 3/4 hoặc 7/8 với k = 7. 3.5.5 Giải mã Thuật toán Viterbi giải pháp mềm hoặc thuật toán chuỗi (trong trường hợp đặc biệt, để tăng hiệu quả truyền dẫn có thể sử dụng kết hợp mã tích chập và mã khối Reed - Solomon). Giá trị tiêu biểu cho tốc độ truyền dẫn 19,2 kbit/s, BPSK: BER = 10 -6 với Eb/No ≤ 6,5 dB, R = 1/2 BER = 10 -6 với Eb/No ≤ 7,4 dB, R = 3/4 BER = 10 -6 với Eb/No ≤ 8,4 dB, R = 7/8 3.5.6 Độ ổn định tần số phải nhỏ hơn 1 x 10 -8 3.6 Chức năng điều khiển và kiểm tra Trạm VSAT phải có chức năng điều khiển và kiểm tra, chức năng này có thể được thực hiện tại trạm chủ/trung tâm, hoặc tại chính trạm VSAT (tuỳ theo cấu hình mạng), để thiết lập thông tin và loại bỏ ảnh hưởng của trạm VSAT khi trạm bị hư hỏng, bao gồm: - Theo dõi tình trạng hoạt động của trạm VSAT; - Tự động dừng trạm VSAT khi phát hiện hư hỏng; - Khởi động/ngừng trạm VSAT và các giao tiếp với mạng mặt đất; - Thông báo hư hỏng của đường truyền vệ tinh tới thiết bị đầu cuối của người sử dụng. 3.7 Băng tần số công tác Băng tần số công tác tuân theo bảng 7. Bảng 7: Các bảng tần số có thể sử dụng Băng tần số GHz Các giải tần số phát GHz Các giải tần số thu GHz 6/4 Từ 5,850 đến 6,425 Từ 6,425 đến 6,725 Từ 6,725 đến 7,025 Từ 7,025 đến 7,075 Từ 3,400 đến 3,700 Từ 3,700 đến 4,200 Từ 4,500 đến 4,800 8/7 Từ 7,900 đến 8,400 Từ 7,250 đến 7,750 14/11 Từ 12,75 đến 13,25 Từ 14,00 đến 14,50 Từ 10,70 đến 10,95 Từ 10,95 đến 11,20 Từ 11,20 đến 11,45 Từ 11,45 đến 11,70 Từ 12,50 đến 12,75 30/20 Từ 27,00 đến 31,00 Từ 17,70 đến 21,70 Khi sử dụng phải tuân thủ theo qui hoạch tần số của cơ quan quản lý tần số quốc gia. 3.8 Giao tiếp với vệ tinh a) Theo phương thức gán của trạm VSAT với vệ tinh: - Đa truy nhập gán trước: PAMA - Đa truy nhập gán theo yêu cầu: DAMA - Đa truy nhập gán ngẫu nhiên: RMA - ALOHA SCHEMAS b) Theo phương thức truy nhập vệ tinh của trạm VSAT: - Đa truy nhập chia theo tần số: FDMA - Đa truy nhập chia theo thời gian: TDMA - Đa truy nhập trải phổ - SSMA: CDMA 3.8.1 Các phương thức đa truy nhập kết hợp Tuỳ thuộc vào yêu cầu có thể sử dụng một trong các phương thức sau: - FDMA - DAMA hoặc SCPC - DAMA - TDMA - DAMA - TDMA băng hẹp/ FDMA - TDMA - Tốc độ thấp - TDMA - DAMA 3.9 Giao tiếp với thuê bao Sử dụng các bộ TIP. 3.9.1 Giao tiếp thoại - Phải phù hợp với giao tiếp của máy điện thoại và giao tiếp của PBX/PABX - theo Tiêu chuẩn Ngành. - Giao tiếp: + Mạch vòng 2 dây * Mức vào, dBm : Từ -1 đến -16 * Mức ra, dBm : Từ -7 đến +8 * Trở kháng cân bằng, W : 600 * Dòng kín mạch, mA : 25 + 4 dây E & M * Trở kháng, W : 600 * Mức vào, dBm : Từ - 14 tới +4 * Mức ra, dBm : Tới +4 - Báo hiệu: Các tiêu chuẩn báo hiệu tối thiểu: đa tần (DTMF), xung quay số, R2. 3.9.2 Giao tiếp số liệu: - Phải nối được tới máy tính/mạng số liệu công cộng - Truy nhập số liệu: - Không đồng bộ tới: 19,2 kbit/s - Đồng bộ tới: 64 kbit/s - Các giao tiếp thường được sử dụng: + ITU-T-V24/V28 (EIA RS-232-C) + ITU-T-V35 + ITU-T-V24/V11 (EIA RS-449) 3.10 Kỹ thuật nén phổ thoại Có thể sử dụng các kỹ thuật nén phổ theo bảng 8. Bảng 8: Kỹ thuật nén phổ thoại Loại mã hoá Kỹ thuật sử dụng Tốc độ, kbit/s Mã hoá dạng sóng PCM ADPCM CVSD 64 32 Từ 12 đến 32 Mã hoá nguồn LPC Từ 2,4 đến 4,8 Mã hoá lai Kiểu thời gian RELP APC CELP đa xung Từ 4,8 đến 16 Kiểu tần số ATC SBC Từ 8 đến 24 3.10.1 Độ trễ do nén thoại: - Trễ tại tốc độ 16 kbit/s, ms, không lớn hơn: 2 - Trễ tại tốc độ 8 kbit/s, ms, không lớn hơn: 25 3.10.2 Triệt tiếng vọng Phải sử dụng các bộ triệt tiếng vọng có độ trễ phù hợp và đảm bảo tỉ số tín hiệu trên tiếng vọng ở đầu ra của bộ sai động ≥ ±10 dB. Các giá trị tiêu biểu: + Truyền dẫn nội hạt, ms, không lớn hơn: 8 + Truyền dẫn quốc tế, ms, không lớn hơn: 48 3.11 Điều kiện môi trường - Nhiệt độ + IDU: Từ 0 đến +50 0 C (hoạt động) Từ -20 đến +70 0 C (bảo quản) + ODU: Từ -30 đến +50 0 C (hoạt động) Từ -40 đến +70 0 C (bảo quản) - Độ ẩm tương đối + IDU: Tới 95% + ODU: Tới 100% TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. ITU-R: Handbook on Satellite Communication, Geneva 1988 (Fixed-satellite Service). 2. ITU-R: Handbook on VSAT systems and Earth Stations, Geneva 1994. 3. Intelsats Earth Stations Technology Handbook. 4. Satellite Network Management System in 1995 of EF DATA Corporation. 5. Số liệu kỹ thuật trạm VSAT của các hãng: NEC, IDB Systems MATRA MARCONI Space, HUGHES Network Systems, (Satellite Transmission Systems, INC. 6. Asian Communications, November 1993. 7. Asian Communications, May 1995. 8. Asian Communications, January 1996. 9. Recommendation ITU-RS.725 Technical Characterisrics for VSATs. 10. Recommendation LTU-RS.726-1 Maximum Permissible Level of Spurious Emission from VSATs. 11. Recommendation ITU-RS.727 Cross-polarization Isolation from VSATS. 12. Recommendation LTU-RS. 728 Maximum Permissible Level of off-axis e.i.r.p Density from VSATs. 13. Recommendation LTU-RS.729 Control and Monitoring Function of VSATs.