mạng thông tin doanh nghiệp hàng không việt nam

Do vậy, việc tìm hiểu mạng thông tin doanh nghiệp hàng không sẽ cho ta thấy được cách tổ chức điển hình của một mạng thông tin doanh nghiệp, đồng thời cho ta thấy rõ hơn và biết các ứng

LỜI MỞ ĐẦU

Với sự phát triển vượt bậc của công nghệ điện tử - tin học – viễn thông trong những năm gần đây, đã tạo ra các dịch vụ viễn thông ngày càng phong phú và đa dạng, thâm nhập vào mọi lĩnh vực đời sống, kinh tế,

xã hội với tốc độ, băng thông ngày càng lớn, chất lượng ngày càng tăng cao Mặc dù vậy, sự phát triển không ngừng của các lĩnh vực đời sống kinh

tế xã hội, đã tạo ra các yêu cầu về các dịch vụ viễn thông ngày càng đa dạng với hiệu quả sử dụng ngày càng cao, đòi hỏi công nghệ viễn thông ngày càng phát triển.

Mạng viễn thông Việt Nam đã và đang phát triển một cách nhanh chóng, thâm nhập vào mọi lĩnh vực đời sống kinh tế, chính trị, xã hội Ngày càng nhiều tổ chức, công ty, nhà máy, cơ quan xí nghiệp xây dựng cho mình một mạng thông tin riêng nhằm tạo ra môi trường truyền tin thích hợp để đáp ứng các nhu cầu lao động, sản xuất, kinh doanh, học tập, nghiên cứu, giải trí, ….Chính vì vậy việc tìm hiểu, học tập, nghiên cứu, sử dụng khai thác mạng thông tin doanh nghiệp nói chung là một yêu cầu cần thiết đối với các nhà quản lý, khai thác, cung cấp các dịch vụ đặc biệt là các kỹ sư.

Mạng thông tin doanh nghiệp hàng không Việt Nam là mạng thông tin được thiết lập sớm và mạng tính đặc thù cao về công nghệ, về phạm vi,

về tính đa dạng các ứng dụng Do vậy, việc tìm hiểu mạng thông tin doanh nghiệp hàng không sẽ cho ta thấy được cách tổ chức điển hình của một mạng thông tin doanh nghiệp, đồng thời cho ta thấy rõ hơn và biết các ứng dụng một số công nghệ viễn thông vào thực tế và tìm hiểu được một số thiết

bị viến thông điển hình cùng với một số nhà cung cấp thiết bị viễn thông trên thế giới.

Trong phạm vi đề tài này giới thiệu một cách tổng quan về mạng thông tin doanh nghiệp hàng không cùng với tìm hiểu một số công nghệ sử dụng trong mạng và một số thiết bị trên mạng Sau đó, đồ án đã đưa ra đề xuất phân chia mạng VLAN cho mạng LAN doanh nghiệp hàng không nhằm nâng cao hiệu năng khai thác mạng Đồ án gồm 3 chương

Chương 1: Trình bày mô hình tổng quan kiến trúc mạng doanh nghiệp hàng không

bao gồm: Mạng thông tin VSAT, Công nghệ Frame Relay, Họ giao thức TCP/IP và các tiêu chuẩn về mạng LAN

Chương 3: Trong phần này, đồ án đã đưa ra đề xuất phân chia LAN ảo

để nâng cao hiệu năng khai thác của mạng.

Trong khuôn khổ thời gian cho phép, được sự giúp đỡ của các thầy cô giáo bộ môn, các cô chú bên Trung tâm quản lý bay dân dụng Việt Nam, sự giúp đỡ của gia đình, bạn bè, đặc biệt là sự giúp đỡ, hướng dẫn trực tiếp của cô giáo Vũ Hoàng Hoa và Th.s Phạm Hồng Kỳ cuốn đồ án này đã được hoàn thành Tuy đã có nhiều cố gắng, song do thời gian và trình độ bản thân còn hạn chế nên không tránh khỏi những sai sót Vì vậy, rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến bổ sung của các thầy cô, các độc giả quan tâm để đồ án này ngày càng hoàn thiện.

Cuối cùng em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới toàn thể các thầy cô giáo trong bộ môn Kỹ thuật thông tin – Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải Hà Nội, các cô chú bên Trung tâm quản lý dân dụng Việt Nam, tới gia đình, bạn bè, đặc biệt là cô giáo Vũ Hoàng Hoa đã giúp đỡ em trong quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành cuốn đồ án này

Hà Nội, ngày….tháng….năm 2014

Sinh viên

Nguyễn Kim Quân

Lớp kỹ thuật thông tin và truyền thông K51

MỐT SỐ TỪ VIẾT TẮT

Lớp kỹ thuật thông tin và truyền thông K51

A

ARRQ Automatic Repeat Request Yêu cầu lặp lại tự

động ATM Asynchonous Transfer Mode Chế độ truyền không

đồng bộ ATS Air Traffic Services Dịch vụ vận tải hàng

giữa các miền không phân lớp

CIR Commited Information Rate Tốc độ dữ liệu cam kết

CUP Coordnated Update Procedure Thủ tục cập nhật kết

hợp

D

DAR Dynamic Alternative Routing Định tuyến động

DHCP Dynamic Host Config Protocol Giao thức cấu hình

host động DNA Data Network Address Địa chỉ mạng dữ liệu DNRH Dynamic Nonhierarchical Routing Định tuyến không

phân cấp động DNS Domain Name System

Interconnection Kết nối hệ thống tên miền

MAC Media Access Control Điều khiển truy nhập

đa phương tiện MAN Metropolitan Area Network Mạng đô thị

IP

Internet Protocol Giao thức Internet

IPX Internetwork Packed Exchange Trao đổi gói liên mạng IUP Independent Update Procedure Thủ tục cập nhật độc

lập ISO International Standard

Organization Tổ chức tiêu chuẩn quốc tế

chia theo tần số FRAD Frame Relay Access Divice Thiết bị truy nhập

Frame Relay

I

IGRP Interior Gateway Routing Protocol Giao thức định đường

cổng trong

DANH MỤC HÌNH VẼ

Lớp kỹ thuật thông tin và truyền thông K51

V

VLAN Virtual Lacation Area Network Mạng cục bộ ảo

T

TCP Transmision Control Protocol Giao thức điều khiển

truyền TDM Time Division Multiplexer Ghép kênh phân chia

theo thời gian TDMA Time Division Multiple Access Đa truy nhập phân

chia theo thời gian

S

SITA Society International

Telecomunication Airtrasporttation Hiệp hội viễn thông quốc tế về vận chuyển

hàng không SNA System Network Architecture Cấu trúc mạng hệ

thống

P

RIP Routing Information Protocol Giao thức thông tin

định tuyến PAT Port Address Translator Dịch địa chỉ cổng

Lớp kỹ thuật thông tin và truyền thông K51

CHƯƠNG 1: MÔ HÌNH MẠNG DOANH NGHIỆP HÀNG KHÔNG

Trong những năm gần đây ở nước ta đã có rất nhiều doanh nghiệp xây dựng cho mình mạng truyền tin riêng, nhằm tạo ra môi trường truyền tin thích hợp đáp ứng nhu cầu sử dụng Trong chương này sẽ trình bày mô hình tổng quan kiến trúc mạng doanh nghiệp Tổng công ty Hàng Không Việt Nam, một số thiết bị của một số hãng đang sử dụng trên mạng.

1.1 Những khái niệm về mạng doanh nghiệp.

Mạng truyền tin nói chung có thể được phân làm 2 loại sau:

 Mạng truyền tin dùng riêng cho các tổ chức, doanh nghiệp, cá nhân nhằm kết nối các cơ sở của tổ chức doanh nghiệp đó.

 Mạng truyền tin công cộng được dùng phổ biến cho các dịch vụ công cộng như số liệu, thoại, một số dịch vụ khác.

Mạng truyền tin doanh nghiệp là mạng thông tin kết nối các mạng thông tin tại các khu vực riêng lẻ, trải rộng trong nội bộ một quốc gia hay giữa các quốc gia, tạo thành một mạng truyền tin thống nhất, phục vụ mục đich truyền tin cho các dịch vụ của cơ quan, tổ chức sử dụng mạng đó.

Thông thường, các kết nối này thường được sử dụng các dịch vụ truyền dẫn của các nhà cung cấp dịch vụ truyền thông công cộng hoặc có thể tự xây dựng đường kết nối riêng.

1.2 Mạng doanh nghiệp hàng không.

1.2.1 Giới thiệu chung.

Mạng truyền tin chuyên dụng hàng không là mạng doanh nghiệp, kết nối các mạng thông tin tại các khu vực, nơi có các hoạt động hàng không, trải rộng trong phạm vi cả nước và quốc tế, phục vụ cho mục đích truyền tin các dịch vụ của ngành hàng không như: dịch vụ thoại, truyền dữ liệu, truyền thông tin điều hành bay (tín hiệu radar, định vị, đo lường…), truy cập Internet…

Mạng được kết nối trên cơ sở các hạ tầng truyền dẫn của mạng công cộng và mạng chuyên dụng Mạng được được kết nối với các mạng chuyên

dùng, mạng doanh nghiệp với nhiều hình thức khác nhau như thuê kênh vệ tinh (Thaicom 5) tạo thành mạng VSAT, thuê kênh của VDC, CMC,…

Mạng được sử dụng nhiều giao thức, công nghệ truyền thông khác nhau như họ giao thức Internet TCP/IP, Frame Relay, ISDN,…

1.2.2 Phân lớp mạng

Hiện nay, mạng doanh nghiệp hàng không được xây dựng và kết nối tạo thành một mạng Frame Relay dùng riêng (Private Frame Relay Backbone Network), để liên kết tất cả các điểm phân bố trong và ngoài nước Mạng doanh nghiệp hàng không được tổ chức thành ba lớp mạng cơ bản:

1.2.2.1 Lớp mạng trục (Core WAN layer).

Lớp mạng đường trục sử dụng thiết bị WAN switch kết nối các khu vực Gia Lâm (GLM), Tân Sơn Nhât (TSN), Đà Nẵng (DAN) Lớp mạng đường trục với các hệ thống WAN Switch tạo nên một cơ sở hạ tầng tốt cho thiết lập mạng Frame Relay dùng riêng vững chắc Mạng có chất lượng dịch vụ (QoS – Quality of Service) cao, với nhiều phân cấp dịch vụ CoS (Class

of Service), để hỗ trợ cho các loại lưu lượng khác nhau như thoại, data, video,…Lớp mạng trục này còn có thể tạo ra một mạng trục đa dịch vụ cung cấp các kết nối Frame Relay, ATM, IP,…

1.2.2.2 Lớp mạng phân phối (Distribution layer)

Lớp mạng khu vực sử dụng các thiết bị Branch Multiservice Router Cisco 3600 đặt tại các khu vực Gia Lâm (GLM), sân bay Nội Bài (NBA), trung tâm Hà Nội (HAN) sân bay Đà Nẵng (DAD), sân bay Tân Sơn Nhất (TSN), trung tâm thành phố Hồ Chí Minh (SGN), các thiết bị Multiservice Router hoạt động trên cơ sở IP (tuy nhiên có sự hỗ trợ của các thủ tục khác như IPX, Netbios…) dùng để cung cấp các giao diện Analog hoặc Digital Voice, SNA/SDNC, LAN Ethenet/Fast Ethernet….Để kết nối các đầu cuối ứng dụng Multiservice Router này kết nối với nhau sử dụng chuẩn Frame Relay thông qua mạng Frame Realay Private Network.

1.2.2.3 Lớp mạng truy nhập (Access Layer).

Lớp mạng truy nhập sử dụng Access Multiservice Router đặt tại các nút mạng LAN, thiết bị cung cấp các cổng LAN Ethernet/Fast Ethernet để kết nối đến các đầu cuối tương ứng của khu vực Kết nối với các mạng khác bằng các Router.

Giải pháp kết nối cung cấp các dịch vụ bao gồm: Dịch vụ kết nối mạng LAN, WAN, dịch vụ kết nối mạng SITA, ARNC,….Các giao thức mạng được sử dụng chủ yếu là TCP/IP, IPX/SPX, X25, Netbios

1.2.3 Các hệ thống đang khai thác trên mạng DNHK

 Hệ thống tổng đài điện thoại nội bộ (PABX)

 Hệ thống đặt giữ chỗ hành khách (GABRIEL II)

 Hệ thống đặt giữ chỗ hàng hóa

 Hệ thống điện văn SITATEXT, hệ thống SITAMAIL

 Hệ thống mạng LAN tại các khu vực

 Hệ thống AMASIS hỗ trợ kỹ thuật bảo trì, bảo dưỡng và quản lý vật

tư khí tài bay.

 Hệ thống hỗ trợ điều hành khai thác bay.

 Hệ thống quản lý tài chính

 Hệ thống INTRANET.

 Hệ thống thông tin không/địa chỉ vô tuyến sóng ngắn, cực ngắn, vệ tinh INMASAT hệ thống với các đại lý trong và ngoài nước.

 Đại diện nước ngoài

1.2.4 Các giao thức trao đổi thông tin trên mạng DNHK

Giao thức lựa chọn sử dụng thống nhất trên mạng DNHK là TCP/IP vì hiện nay so với các họ giao thức khác, TCP/IP là giao thức được sử dụng phổ biến trên môi trường truyền thông liên mạng thông tin toàn cầu internet TCP/IP nằm ở các lớp mạng và lớp vận tải tương ứng với mô hình tham chiếu OSI.

IP là giao thức kiểu không kết nối “connectionless” có mục đích là cung cấp khả năng kết nối mạng con thành liên mạng để dự trữ và tất cả các hệ thống thành viên phải cài đặt IP ở lớp mạng.

TCP là giao thức kiểu hướng kết nối (Connection – oriented) với nhiệm vụ thiết lập, duy trì và hủy bỏ các kết nối logic giữa một cặp thực thể TCP.

Kết nối liên mạng Doanh nghiệp Hàng Không sử dụng chuyển mạch Frame Relay Công nghệ Frame Relay cung cấp khả năng truyền số liệu tốc

độ cao và dịch vụ băng tần rộng, có tính đến khả năng bùng nổ lưu lượng

mà ở các công nghệ khác như chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói không

có Frame Relay làm việc chủ yếu ở tầng liên kết dữ liệu, đồng thời bỏ bớt các tham số về điều khiển luồng, ACK, NAK,…nhằm làm giảm độ trễ trong mạng Kiểm tra lỗi khi thực hiện truyền số liệu từ đầu cuối tới đầu cuối thông qua mạng truyền số liệu.

Sử dụng một số công nghệ như IP Over Frame Relay và Voice over Frame Relay làm cho mạng trở nên linh hoạt hơn.

Việc trao đổi thông tin trong các mạng LAN sử dụng giao thức TCP/IP (và một số giao thức có sẵn IPX/SPX…) Lớp vật lý và lớp liên kết dữ liệu trong mạng LAN sử dụng chuẩn IEEE 802.3 tạo thành giao thức IP/Ethernet.

Việc ánh xạ giữa địa chỉ IP (32 bit) và địa chỉ vật lý MAC (48 bit) sử dụng giao thức ARP (Address Resolution Protocol) và giao thức RARP (Reverse Address Resolution Protocol) để chuyển ngược lại.

1.2.5 Mô hình kết nối mạng.

1.2.5.1 Kết nối mạng thông tin thoại

Các tổng đài nội bộ sẽ kết nối với nhau qua giao diện trung kế E&M

sử dụng công nghệ voice over Frame Relay Các tổng đài kết nối với nhau qua card trung kế E&M vào chuyển mạch Frame Relay.

Thông qua trung kế E&M và các thiết bị chuyển mạch sẽ thực hiện được kết nối tổng đài khu vực Để tiết kiệm băng tần, các tín hiệu thoại sẽ được nén theo chuẩn ITU G726, G728, G729 từ 64kbps xuống còn 16kbps.

 Minh họa hệ thống thông tin thoại tại trung tâm hiệp đồng bay Gia Lâm

• Tổng đài sử dụng: ALCATEL 4400 của hãng ALCATEL của Pháp

• Cấu trúc phần mềm dựa trên mô hình client/server, hoạt động trên

hệ điều hành UNIX Mô hình client/server cho phép dễ dàng mở

rộng cấu hình hệ thống (tăng số module thuê bao hoặc tổng đài phụ).

• Cấu trúc phần cứng dựa trên khái niệm “Crystal” (tinh thể) gọi là công nghệ ATC

Hình 1.1 Sơ đồ kết nối tổng đài trung tâm hiệp đồng bay Gia Lâm

1.2.5.2 Kết nối mạng LAN trong mạng truyền tin DNHK

Mạng LAN được hình thành từ kết nối các mạng nội bộ tại các đơn vị thuộc tổng công ty, bao gồm các hệ thống mạng LAN chính như: mạng LAN Gia Lâm, LAN Hà Nội, LAN Nội Bài, LAN Đà Nẵng, LAN Tân Sơn Nhất, LAN Sài Gòn, LAN các văn phòng chi nhánh trong và ngoài nước, LAN tại các đại

lý bán vé trong và ngoài nước.

1.2.5.3 Kết nối mạng SITA (Hệ thống điện văn SITATEXT, hệ thống

SITAMAIl)

Các ứng dụng thuê của SITA như SITATEXT, GAB, SITA CARGO đều được chuyển sang các ứng dụng kết nối theo giao thức TCP/IP Tất cả các kết nối với SITA theo mô hình Gateway Router các khu vực được kết nối qua đường 64kb nối với trung tâm SITA tại Hà Nội và thành phố HCM.

Các PC trong mạng khi truy cập hệ GAB và SITA CARGO sẽ sử dụng phần mềm Liaison Reservation và Cargo wise kết nối theo giao thức TCP/IP Các PC trong mạng sẽ truy cập Router tới các máy tính lớn đặt tại Atlanta

Hình 1.2 Mô hình kết nối đi SITA Hiện nay, tại các mạng LAN khu vực Gia Lâm, Tân Sơn Nhất, Nội Bài

và Đà Nẵng kết nối vào mạng SITA với tốc độ 63kbps thông qua các Router

để phục vụ cho các dịch vụ Gabriel, Cargo, DCS và Word Tracer

Thủ tục trao đổi thông tin được sử dụng trên mạng là giao thức IP Thủ tục sử dụng trên mạng SITA là IP/VPN Địa chỉ IP sử dụng cho các kết nối WAN do phía SITA cung cấp và cấu hình và do phía SITA quản lý, chúng

ta không thể can thiệp cũng như không thể sử dụng các phương thức định tuyến động giữa các Router kết nối đến SITA để định tuyến cho các subnet

IP văn phòng này, do vậy phương án định tuyến tĩnh thực hiện trực tiếp trên các Router đi SITA.

1.2.5.4 Kết nối Internet

Mạng WAN của Tổng công ty hàng không kết nối ra Internet qua nhà cung cấp dịch vụ VDC tại các cổng Gia Lâm và Tân Sơn Nhất Kết nối tại Gia Lâm phục vụ cho toàn bộ khu vực Hà Nội và Nội Bài Kết nối tại Tân Sơn Nhất phục vụ cho toàn bộ khu vực thành phố Hồ Chí Minh Khu vực Đà Nẵng sẽ dùng chung ở cả hai đầu.

Hệ thống sử dụng phương thức dịch địa chỉ NAT (Network address translation) để cho phép các thành viên bên trong Intranet kết nối và sử dụng các dịch vụ Internet như truy cập Web, Mail, …đồng thời cung cấp dịch vụ web, mail, với tên các vùng là:

Http://Vietnamair.com.vn Http://Vietnamairlones.com.vn

Số lượng địa chỉ được cấp như sau: Tại Gia Lâm: 24 địa chỉ, lớp C và tại thành phố Hồ Chí Minh: 16 địa chỉ, lớp C.

Với nhu cầu cung cấp truy cập internet hiện nay số lượng địa chỉ IP công cộng đủ đáp ứng cho mạng DNHK chủ yếu là truy cập internet, Email

từ hai khu vực lớn tại Gia Lâm và thành phố Hồ Chí Minh, các khu vực khác nếu có nhu cầu truy cập Internet cũng có thể thông qua hai đường kết nối này, đồng thời dành các dải địa chỉ IP cho hệ thống máy chủ cung cấp dịch vụ.

Hình 1.3 Mô hình kết nối Internet Trong tương lai khi nhu cầu sử dụng tăng, cần thiết phải đăng ký thêm số lượng địa chỉ IP để đảm bảo đáp ứng nhu cầu cung cấp dịch vụ trong tương lai.

Hiện nay, việc truy cập ra Internet chủ yếu được thực hiện qua máy chủ Proxy (có 2 giao tiếp là : một với mạng Intranet bên trong và một với mạng Internet bên ngoài – dùng địa chỉ thực), do vậy mà các kết nối ra ngoài Internet được coi như xuất phát từ một máy chủ duy nhất, cho nên việc dịch địa chỉ NAT (Network Address Translation) là không cần thiết.

Tuy nhiên trong tương lai, nếu mạng doanh nghiệp hàng không sử dụng Transparent Proxy thì để kết nối ra ngoài Internet thì cần phải thực hiện phương pháp dịch địa chỉ động (Dynamic NAT), cho phép dịch địa chỉ nội bộ bên trong thành nhóm địa chỉ thực bên ngoài Công nghệ này cho phép sử dụng hiệu quả các dải địa chỉ thực được cấp.

Ngoài ra, để bên trong có thể hỗ trợ số lượng lớn các kết nối ra ngoài với số lượng địa chỉ thực do VDC cung cấp có hạn, phải sử dụng công nghệ dịch địa chỉ cổng PAT (Port Address Translation).

Protocol Inside lacal IP

Address port Inside global IP Address port Outside global IP Address port TCP 1.1.1.1:1723 2.2.2.2:1723 6.5.4.7:22

TCP 1.1.1.2:1024 2.2.2.2:1024 2.6.7.1:20

Hình 1.4 Mô tả quá trình dịch địa chỉ IP và cổng lớp TCP/UDP

Với công nghệ dịch địa chỉ cổng PAT, thì mỗi Router đi Internet sẽ lưu các bảng thông tin và dải địa chỉ bên trong, dải địa chỉ bên ngoài và thông tin cổng truy nhập lớp 4 (TCP, UDP port), cho phép dịch địa chỉ từ một địa chỉ thực bên ngoài tới nhiều địa chỉ nội bộ bên trong một cách chính xác.

Quá trình dịch địa chỉ cổng được mô tả như hình vẽ 1.4:

Trong sơ đồ hình vẽ, mô tả quá trình nhiều máy trạm bên trong sử dụng một địa chỉ thực IP duy nhất là (2.2.2.2) nhưng cổng truy nhập khác nhau Khi một máy trạm (có địa chỉ IP là 1.1.1.1) có yêu cầu kết nối tới Host

B trên mạng Internet, gói dữ liệu đầu tiên tới Router được kiểm tra địa chỉ theo bảng dịch địa chỉ PAT và dịch địa chỉ 1.1.1.1:1024 (cổng truy nhập là 1024) thành địa chỉ thực là 2.2.2.2:1024 Tương tự đối với máy trạm 1.1.1.2

có yêu cầu gửi gói tin tới Host C thì dịch địa chỉ IP 1.1.1.2:1723 được dịch thành 2.2.2.2:1723.

Khi các Host B và C nhận được và trả lời đối với router (2.2.2.2), Router này lại tiếp tục kiểm tra bảng dịch địa chỉ và quá trình được dịch ngược lại và dữ liệu được chuyển tiếp về máy trạm 1.1.1.1 hay 1.1.1.2

1.2.5.5 Kết nối với hệ thống INMARSAT

Hệ thống Inmarsat là hệ thống vệ tinh địa tĩnh, thông qua hệ thống này để kết nối với hệ thống máy tính thông tin trên các máy bay lớn như B747 cung cấp các dịch vụ thoại, fax và internet, mail cho hành khách trên máy bay.

1.2.6 Các phương thức kết nối trong mạng

Mạng doanh nghiệp hàng không được kết nối dựa trên các dịch vụ truyền thông tại Việt Nam hiện nay, kết nối với mạng quốc tế qua hệ thống kênh thuê riêng VPN, và các loại hình khác:

 Kết nối qua hệ thống tương tự, số

 Kết nối qua hệ thống truyền dẫn số trên cơ sở dịch vụ thuê đường leased line.

 Kết nối qua mạng tự xây dựng.

 Kết nối qua mạng INTERNET.

 Kết nối qua mạng chuyển mạch gói X25

 Kết nối theo phương thức DIAL – UP

Các đường truyền dẫn kết nối sử dụng là hệ thống cáp qua các hệ thống vô tuyến, vệ tinh địa tĩnh Một phương thức kết nối chủ yếu của mạng doanh nghiệp hàng không là thuê kênh vệ tinh, thiết lập VSAT.

1.3. Một số thiết bị trong mạng doanh nghiệp hàng không

1.3.1 Thiết bị Memotec CX2000 cho trạm Gia Lâm và Đà Nẵng.

Thiết bị CX2000 là thiết bị truy nhập vệ tinh tập trung đa dịch vụ dùng cho các trạm trung tâm Nó được thiết kế với cấu trúc modular mềm dẻo và linh hoạt, đáp ứng cho nhiều yêu cầu kết nối khác nhau của khách hàng Số lượng các cổng số liệu nối tiếp và các kênh thoại có thể phối hợp với nhau theo bất kỳ cách nào cho phép CX200 có thể dễ dàng đáp ứng được các yêu cầu kết nối mạng lớn Nó cung cấp các cổng truy nhập mật độ cao, hỗ trợ nhiều loại giao thức như ATM, Frame Relay, IP, ISDN, LAN…cho

các ứng dụng điện thoại số và điện thoại analog, các ứng dụng số liệu, hình ảnh, dữ liệu mạng LAN CX200 được thiết kế nhằm mục đích tăng khả năng

xử lý kết nối các ứng dụng điện thoại và số liệu cho trạm trung tâm trong mạng tích hợp đa dịch vụ Ngoài ra còn có các đặc điểm chính khác như khả năng hoán đổi nóng module xử lý CPU, khả năng dự phòng nóng cho phần chung như nguồn và bộ xử lý, khả năng tối ưu hiệu suất băng thông cho phép thông lượng lên đến 120.000 khung trên giây trong mỗi cơ sở (120000fps per chassis) CX2000 có hỗ trợ chuyển mạch gói thông qua cấu trúc BUS bên trong với tốc độ chuyển mạch cao Nó hỗ trợ nhiều loại giao tiếp khác nhau như:

 Giao tiếp ATM (lên đến 24 cổng).

 Giao tiếp điện thoại số (lên đên 360 kênh).

 Giao tiếp ISDN (lên đến 28 đường).

 Giao tiếp số liệu tập trung (lên đến 160 cổng).

 CX2000 còn hỗ trợ các module mã hóa và nén tín hiệu, các module kết nối CSU/DSU tốc độ cao, các công nghệ LAN tốc độ cao 100Mbps (Fast LAN).

Với cấu trúc kiểu modular, CX2000 cho phép người sử dụng dễ dàng

và mềm dẻo trong việc điều chỉnh số lượng chủng loại module phù hợp yêu cầu kết nối các ứng dụng khác nhau Khối cơ sở CX2000 có khả năng hỗ trợ đến 4 module CPU, mỗi module CPU này hỗ trợ đến 8 module vào ra dùng

để kết nối cho các ứng dụng khác nhau CX2000 thực sư đủ khả năng kết nối lưu lượng lớn cho một mạng trung tâm mà nó có thể cần đến.

1.3.2 Modem vệ tinh UMOD 9100 của hãng Hughes Network System.

 Khái quát

UMOD 9100 là loại modem vệ tinh có tính năng đặc biệt nổi trội về độ linh hoạt, tin cậy, được thiết kế trên một bo mạch in Nó hỗ trợ tốc độ số liệu từ 9.6kbps đến 8.448Mbps với nhiều giao diện khác nhau như V.35, RS –

232 V.11/RS – 422 Đồng thời với khả năng sửa lỗi được xây dựng như một tiêu chuẩn bắt buộc trong modem Modem UMOD 9100 là loại modem vệ tinh đa chức năng có chỉ tiêu chất lượng cao bao gồm khả năng hỗ trợ nhiều tốc độ bit khác nhau, hỗ trợ nhiều kỹ thuật điều chế, nhiều kế hoạch

mã hóa, hỗ trợ nhiều loại giao diện với các thiết bị trạm mặt đất và có nhiều loại băng tần trung gian Modem UMOD 9100 có thể hoạt động như:

• Một modem đơn trong mạng kín (Standalone modem for closed networks).

• Một bộ phận trong trạm VSAT Gemini tao thành mạng số liệu riêng biệt.

Modem UMOD 9100 có thể lắp trong một khối cơ sở đơn như thiết bị gọi là 1pak hoặc có thể lắp trong khối cơ sở 10 modem gọi là 10pak.

 Đặc điểm kỹ thuật:

• Framing: Modem UMOD 9100 hỗ trợ các kiểu khung IDR/IBS/SMS, tách ghép đơn hoặc kép và có lắp bộ thử chất lượng đường truyền theo tỷ lệ lỗi bit Đồng thời nó có tính năng kiểm soát các giá trị tham số Eb, No trong các hệ thống đa kênh hoặc đơn kênh một sóng mang (MCPC hoặc SCPC).

• Đặc tính tổng hợp: Đặc tính này bao gồm tất cả các ứng dụng hiện tại cũng như tương lai với khả năng hỗ trợ đa tốc độ, có thể lựa chọn bằng phần mềm với các bước chọn tăng từng bit một từ 9.6kbps đến 8.448Mbps; phương pháp điều chế BPSK và QPSK; các thuật toán mã hóa Viterbi, sequential, Reed – Solomon, Concatenated FEC; định khung nội bộ để hỗ trợ các khung IDR, IBS và SMS; tách ghép sóng mang đơn và kép Tất cả thực hiện bằng phần mềm, không phải tháo lắp, điều chỉnh bằng các công tắc hoặc bằng các cầu nối.

• Thiết kế một card đơn (Single – Card design): Tất cả các mạch chức năng của modem đều được thiết kế tích hợp trong một tấm mạch in

• Mạch tích hợp cho các ứng dụng xác đinh (Application – specific integrated circuits – ASIC): Tấm mạch in được thiết kế sản xuất theo các mạch chức năng riêng biệt HNS phát triển.

• Tốc độ: Tốc độ từ 9.6Kbps đến 2Mbps (Có thể chọn các bước chọn từng bit một)

• Giao tiếp băng cơ sở (Baseband interface): RS – 232, RS – 442/449, V.35, hoặc G.703 (T1, E1, T2, và E2)

• Giao tiếp trung tần/cao tần (IF/RF interface): 70Mhz, 140Mhz, hoặc L – band

• Phương pháp điều chế (Modulation methods): BPSK và QPSK

• Khả năng tương thích về mã hóa FEC (FEC coding compatibility): Viterbi, Sequential, concatenated Viterbi/Reed – Solomon.

• Khối định khung nội bộ (Internal Framing unit): Cho phép hỗ trợ định khung theo tiêu chuẩn IDR, IBS và SMS; tách ghép sóng mang đơn và kép (single – and twin – bearer D&I multiplexing),

và tổ chức kênh nghiệp vụ ESC.

• Khả năng cấu hình dự phòng hoàn toàn.

1.4 Kết luận

Trong chương này, ta đã đưa ra được khái niệm, thế nào là một mạng doanh nghiệp, đồng thời đã đưa ra được mô hình, kiến trúc tổng quan về mạng truyền tin doanh nghiệp hàng không, một số mô hình kết nối mạng như mô hình kết nối Internet, mạng SITA, thoại cùng với một số thiết bị sử dụng trên mạng.

Phần tiếp theo sẽ trình bày về một số công nghệ truyền thông sử dụng trên mạng như thông tin vệ tinh VSAT, công nghệ Frame Relay, họ giao thức TCP/IP.

CHƯƠNG 2: MỘT SỐ CÔNG NGHỆ SỬ DỤNG TRONG MẠNG

2.1 Hệ thống thông tin vệ tinh VSAT

2.2.1 Khái niệm.

 Khái niệm (VSAT: Very Small Aperture Terminals).

VSAT là hệ thống thông tin vệ tinh gồm một số lượng lớn các trạm đầu cuối có công suất nhỏ, với các đường kính Anten nhỏ (0,6 – 2,4m), những trạm này thường tạo thành mạng cấu trúc hình sao xung quanh một trạm HUB có công suất lớn hơn, đường kính anten nhỏ hơn 9 mét Tất cả các cuộc liên lạc giữa các trạm đầu cuối đều được chuyển tiếp qua trạm HUB và các trạm đầu cuối có thể chỉ thu hoặc chỉ phát hoặc cả thu cả phát

Tuy nhiên, có một số trạm hoạt động theo cấu hình điểm – điểm (Cấu hình mắt lưới: Meshed VSAT Networks), các trạm có vai trò giống nhau, liên lạc thẳng với nhau không qua trạm HUB.

Ngoài ra, người ta còn đưa ra khái niệm mạng USAT (Ultra small Aperture Terminals) là các trạm đầu cuối có đường kính anten nhỏ hơn trạm VSAT, nhỏ hơn 55 cm.

 Cấu trúc mạng vệ tinh VSAT cơ bản

Mạng VSAT bao gồm phần không gian là các bộ phát đáp của vệ tinh

và phần mặt đất là các trạm mặt đất Các trạm mặt đất thường tạo thành mạng hình sao xung quanh một trạm HUB Tại trạm HUB có trung tâm điều khiển mạng NCC (Network control center) thực hiện các hoạt động giám sát, điều khiển mạng…Các trạm mặt đất (trạm VSAT) là các điểm truy cập thông tin.

Hình 2.5 Cấu trúc mạng Vsat điển hình

2.1.2 Đặc điểm

2.1.2.1 Băng tần sử dụng cho VSAT trong thông tin vệ tinh

Tất cả các băng tần số sử dụng cho thông tin vô tuyến nói chung hay thông tin vệ tinh nói riêng đều do tổ chức viễn thông quốc tế (ITU) quy định lần đầu tiên vào năm 1959 Sau đó vào các cuộc họp bàn về thông tin vô tuyến

1963, 1971, 1977, 1979, 1987 có sửa đổi và bổ sung.

Dải tần số (Ghz) Băng tần

1.1 – 0.3

1.2 – 1.0

1.0 – 2.0 2.0 – 4.0 4.0 – 8.0 8.0 – 12.0 18.0 – 24.0 24.0 – 40.0

VHF UHF L S C Ku K Ka

Bảng 2.1 Dải tần số trong thông tin vô tuyến Theo đó, với các mạng thông tin VSAT cố định được sử dụng cho khai thác được sử dụng các bộ phát đáp vệ tinh hoạt động ở băng tần C (tần số kênh lên 6Ghz và tần số kênh xuống là 4Ghz) hoặc băng Ku (Ku – band, tần số kênh lên là 14Ghz và tần số kênh xuống là 11Ghz) Tuy nhiên do băng Ku còn được sử dụng cho dịch vụ phát quảng bá (phát thanh, truyền hình) bằng vệ tinh, cho nên hệ thống VSAT còn có thể được sử dụng ở băng Ka (tần số tuyến lên là 30Ghz và tần số kênh xuống là 20Ghz).

2.1.2.2 Đặc điểm

 Các trạm mặt đất thường phát tốc độ thấp hoặc trunh bình (≤ 2Mbps) Trạm VSAT thường được trang bị loại anten có đường kính nhỏ.

 Vệ tinh sử dụng trong VSAT thường là vệ tinh địa tĩnh

 Các trạm VSAT có thể truy nhập tới HUB theo các cách sau:

• Đa truy nhập phân chia theo thời gian TDM/TDMA

• Đa truy nhập phân chia theo mã CDMA

• Đa truy nhập phân chia theo yêu cầu DAMA.

Đa số các tuyến VSAT đều dùng kỹ thuật TDM/TDMA có cấu trúc mạng hình sao Các trạm hình sao liên hệ với nhau qua trạm HUB.

 Có thể thực hiện kết nối đơn hướng hoặc song hướng giữa HUB và các trạm VSAT.

 Các thiết bị đầu cuối người sử dụng (DTE) thường có tốc độ bit là 1,2 – 9,6 Kbps Chúng được kết nối tới trạm HUB qua mạng VSAT Một số lượng lớn các đầu cuối VSAT chia sẻ chung 1 đường link sử dụng phương thức truy cập ngẫu nhiên.

Nhà cung cấp Phần cứng Kiểu đa truy

nhập Tốc độ dữ liệu

trong (Kbps).

Tốc độ dữ liệu ngoài (Kbps)

Kiểu điều chế

Gilat/spacen

et Skystar Advantae TDM/TDMA 9.6, 19.2, 38.4, 56,

64, 76.8, 128

64, 128,

256, 512,

1024, 2048

DPSK hoặc MSK

Hughes ISBN/PES TDM/TDMA 64, 128,

Indra

Espacio Arcenet CDMA

NEC Nextar V TDM/TDMA 64, 128,

256 64, 128, 256, 512,

768, 1536, 2048

BPSK hoặc QPSK

0.3, 0.6, 1.2, 2.4, 4.8 4FSK, 2-

4PSK TSAT TSAT2100 TDM/TDMA 2.4 – 9.6,

14.4, 16.8

2.4 – 9.6, 14.4, 16.8 QPSK

Viasat Sky Relay TDM/TDMA

Bảng 2.2 So sánh đặc tính của các mạng VSAT Ghi chú: Hiện nay, mạng Vsat của tổng công ty hàng không đang sử

dụng thiết bị của hang Hughes.

2.1.2.3 Khả năng cung cấp các loại dứng dụng

Mạng VSAT thường hỗ trợ các loại ứng dụng sau:

 Truyền thông máy tính, internet (Computer communications).

 Hệ thống đặt trước (Reservation systems).

 Dịch vụ tra cơ sở dữ liệu (database enquiries).

 Hệ thống hóa đơn (billing systems).

 Truyền tệp (File transfers).

 Thư điện tử (Electronic mail).

 Truyền hình hội nghị (Video Conferrencing).

 Điểm giao dịch buôn bán (point of sale transactions).

 Xác minh, kiểm tra thẻ tín dụng

và ngược lại Như vậy, có 3 dạng chính:

• Phân phối dữ liệu.

• Thu nhận dữ liệu.

• Trao đổi dữ liệu hai chiều.

2.1.3.1 Hệ thống VSAT một chiều

Hình 2.6 VSAT phân phối dữ liệu Trạm HUB trong cấu hình sao đóng vai trò trạm phân phối thông tin tới các trạm VSAT hoạt động trong mạng lưới Thường thì mỗi VSAT hoặc một nhóm VSAT có địa chỉ để nhận số liệu Số liệu phát từ HUB tới các VSAT

có tốc độ ừ 1 – 2 Mb và được điều chế pha PSK (Phase shift keying) Với các

hệ thống cần sử dụng các anten cực nhỏ (đường kính ˂ 0.6m) người ta có thể sử dụng công nghệ trải phổ trong điều chế tín hiệu trên nền nhiễu.

Hệ thống VSAT dùng để phân phối dữ liệu đã được sản xuất và đưa vào sử dụng nhiều trên thế giới Một dạng quen thuộc của hệ thống VSAT một chiều là hệ thống truyền hình quảng bá (Broadcasting Television) sử dụng vệ tinh gọi là TVRO (TV Receiver Only).

Hình 2.7 VSAT Thu nhận dữ liệu

DTE Indoor

Mạng VSAT một chiều dùng để thu nhận dữ liệu như hình trên ít được sử dụng bởi vì như vậy sẽ không có đường truy cập từ HUB tới VSAT

do đó người khai thác không thể điều khiển được hoạt động của trạm VSAT, không thể điều chỉnh khi có lỗi hay định tần số cho VSAT Chính vì vậy người

ta thường sử dụng hệ thống VSAT hai chiều để làm chức năng thu nhận dữ liệu.

2.1.3.2 Hệ thống VSAT hoạt động hai chiều (Two way system) :

Có rất nhiều hệ thống VSAT hoạt động hai chiều được đưa ra nhằm đáp ứng yêu cầu khác nhau của mạng lưới Trong hệ thống VSAT hai chiều, thông tin từ trạm HUB được phát tới tất cả các trạm VSAT Thông thường

số liệu từ trạm HUB được phát ra dưới dạng một chuỗi số liệu ghép theo tần số FDM (Frequecy division multiplex), ghép theo thời gian ( Time division multiplex) hoặc theo mã CDM (Code division multiplex) Nội dung bản tin từ trạm HUB bao gồm cả thông tin điều khiển và dữ liệu cho một số hoặc tất cả các trạm VSAT Ngược lại, các trạm VSAT có thể truy nhập tới trạm HUB theo một vài phương thức.

Nói chung, khi có yêu cầu gửi dữ liệu, tín hiệu thoại tới trạm HUB thì VSAT gửi tín hiệu yêu cầu tới trạm HUB qua một kênh nhắn tin để yêu cầu truy cập nhanh Trạm HUB sẽ nhận được yêu cầu và nhận ra một kênh rỗi

để cấp cho VSAT đó Sau đó VSAT thay đổi tần số (có thể là khe thời gian hoặc mã) để truy cập vào kênh và truyền tín hiệu đi.

OMT OMT

Down Converter

UP converter

UP converter

Dow

n c onve rte r

OMT

SSPA OMT

Hình 2.8 Hệ thống VSAT hai chiều Khi mạng có lưu lượng cao thì có thể có nhiều hơn một trạm yêu cầu truy nhập kênh, lúc đó có thể xảy ra hiện tượng tắc nghẽn và trạm VSAT không thể nhận được tín hiệu trả lời từ trạm HUB Trong trường hợp này trạm VSAT phải phát lại tín hiệu yêu cầu chiếm đường sau một khoảng thời gian xác định, và tiếp tục làm như vậy cho đến khi nhận được tín hiệu trả lời từ trạm HUB và chiếm được kênh.

Sau khi truyền dữ liệu kết thúc thì kênh trở nên rỗi và có thể được dùng cho sự truy nhập của trạm VSAT khác Điều chế pha PSK (Phase shift keying modulation) thường được sử dụng cho việc phát số liệu TDM trên một kênh từ trạm HUB truyền thông tin tới các trạm VSAT.

Quá trình truy nhập kênh từ các VSAT tới HUB được thực hiện bằng nhiều cách khác nhau gọi là đa truy nhập vì bằng cách này nhiều trạm VSAT có thể sử dụng chung kênh thông tin (có thể là dữ liệu hoặc kênh thoại) của trạm HUB.

2.1.4 Cấu trúc trạm VSAT

Cũng giống như các trạm mặt đất khác, về cơ bản mạng VSAT bao gồm hai phần tử là trạm HUB và trạm VSAT Hai trạm này có cấu trúc tương đối giống nhau về mặt xử lý tín hiệu nhưng khác nhau cơ bản về chế

độ thu phát tín hiệu và công suất thu phát.

2.1.4.1 Bộ khuếch đại công suất lớn.

Thường đối với trạm HUB yêu cầu công suất ra của bộ khuếch đại đưa tới Anten vào khoảng 200 – 500 W Với công suất lớn như vậy ở tần số tín hiệu cao tần, người ta dùng đèn dẫn sóng TWTA Các bộ khuếch đại siêu cao dùng đèn dẫn sóng TWTA (Travelling Wave Tub Amplifers) không chỉ được sử dụng rộng rãi trong các trạm HUB mà đôi khi chúng còn được sử dụng ở các trạm VSAT có lưu lượng lớn.

Tín hiệu

Mặt phản xạ

Bộ đầu tiếp

Phần phát Điều chế/

Hình 2.9 Sơ đồ khối trạm mặt đất VSAT

2.1.4.2 Bộ khuếch đại dùng bán dẫn (SSPA – Solid state power amplifier)

Với sự phát triển của công nghệ bán dẫn, các bộ khuếch đại bán dẫn cho tín hiệu siêu cao tần có thể cung cấp tín hiệu ra khá lớn, khoảng 40 – 50W đối với loại tín hiệu thuộc băng tần C hoặc 15 – 20W đối với loại tín hiệu thuộc băng tần Ku Với mức công suất như vậy, bộ khuếch đại dùng bán dẫn có thể sử dụng làm tần khuếch đại đệm cho trạm HUB hay tầng khuếch đại công suất cuối của trạm mặt đất VSAT.

2.1.4.3 Bộ khuếch đại tạp âm thấp (LNA – Low Nosie Amplifier).

Tại các trạm HUB và các trạm VSAT, tín hiệu thu được từ Anten được đưa tới bộ khuếch đại tạp âm thấp LNA Bộ khuếch đại tạp âm thấp thực hiên khuếch đại tín hiệu với mức công suất đầu vào thấp Do đó, phải giảm

tối đa các nhiễu ảnh hưởng xen vào tín hiệu và các hài nhiễu tạo ra từ bộ dao động phải hạn chế ở mức thấp nhất có thể chấp nhận được.

Thông thường, giá trị nhiệt độ nhiễu của bộ khuếch đại LNA vào khoảng 75 0 k (với tín hiệu băng tần C) và khoảng 100 0 k ( với tín hiệu băng tần Ku) tương ứng với nhiễu 1.0dB và 1.3dB Các linh kiện được dùng ở tầng khuếch đại LNA có ý nghĩa quan trọng tới hệ thống vì chỉ tiêu tạp âm của chũng xác định chỉ tiêu tạp âm của bô khuếch đại Thường thì bộ khuếch đại tạp âm thấp thực hiện chức năng đổi tần sau khi khuếch đại tín hiệu Tín hiệu được đổi tần từ băng Ku xuống còn khoảng 1Ghz.

Tại phía thu, tín hiệu cao tần được chuyển ngược lại từ tần số cao xuống 1Ghz sau đó lại chuyển xuống tần số trung tần 70Ghz.

2.1.5 Các phương thức truy nhập vệ tinh

Mục đích chủ yếu là làm thế nào để tận dụng tối đa hiệu quả băng thông và các nguồn lực của vệ tinh cho tất cả các trạm VSAT Mỗi dạng thức mạng ở trên đều liên quan đến kỹ thuật truy nhập vệ tinh nhất định Trong thực tế, thường có các phương thức truy nhập sau:

2.1.5.1 Đa truy nhập phân chia theo thời gian (Time division multiple

Access)

Với phương thức TDMA, tất cả các trạm VSAT dùng chung nguồn lực

vệ tinh theo cơ sở phân chia các khe thời gian Các trạm VSAT xa dùng chung các kênh TDMA (hay còn gọi là tuyến vào – Inrouter) để thông tin tới trạm HUB Một số tuyến vào liên kết (gán) với một tuyến ra, và như vậy một

số trạm VSAT đã dùng chung một tuyến ra, tức là dùng chung băng thông

vệ tinh.

Thường các tuyến vào hoạt động ở tốc độ 64Kbps hoặc 128Kbps, thông thường hệ thống mạng hình sao sử dụng công nghệ ghép kênh theo thời gian TDM/đa truy nhập phân chia theo thời gian TDMA Điều quan trọng trong công nghệ này là vấn đề đồng bộ hệ thống Thông thường, đồng

bộ hệ thống do một trạm HUB hoặc một trạm chủ thực hiện.

a. Đa truy nhập theo thời gian cố định (Fixed Assigned TDMA)

Các trạm VSAT có thể truy nhập tuyến vào theo một kiểu gán cố định, mỗi một trạm VSAT được phân bổ một hay vài khe thời gian cố định.

b. Slotted ALOHA:

Trong trường hợp này, mỗi trạm VSAT có thể truy nhập các tuyến vào tại bất kỳ khe thời gian nào, ở bất kỳ địa điểm nào với các trạm xa một cách ngẫu nhiên trong tuyến truyền dẫn Như vậy, các trạm đều có thể kết nối một cách nhanh chóng với trạm HUB Đây là phương thức kết nối nhanh nhất giữa trạm xa với trạm HUB Tuy nhiên, với phương án này có thể có hiện tượng xung đột khi mà có hai hay nhiều trạm đồng thời phát các gói đến trạm HUB và trạm HUB sẽ không thu bất kỳ gói nào Để khắc phục hiên tượng xung đột này, các trạm xa có sự điều chỉnh

độ trễ ngẫu nhiên và phát lại các gói trong các khe khác.

Slotted ALOHA là phương thức có hiệu suất sử dụng băng thông lớn nhất, rất phù hợp với mạng có các trạm xa phát các thông điệp ngắn tại các thời điểm ngẫu nhiên về trạm HUB TDMA thường được áp dụng trong các mạng cỡ vừa và lớn với tốc độ dữ liệu vừa phải.

c. Phương thức truy nhập động (Dynamic Reservation)

Đây là phương án trung gian cho phép thay đổi linh động giữa phương thức Slotted ALOHA và phương thức gán cố định Khi các trạm

xa có lưu lượng thông tin tăng lên thì hệ thống kiểm soát và điều khiển mạng VSAT nhận biết được điều đó và nó sẽ chuyển từ chế độ Slotted ALOHA sang chế độ Fixed Assigned TDMA và sẽ được gán đủ các khe

thời gian để cho việc truyền tải thông tin Sự chuyển đổi giữa Slotted ALOHA và Fixed Assigned TDMA được thực hiện tự động tùy theo mức

độ lưu lượng thông tin Đây chính là phương án sử dụng nguồn lực vệ tinh tốt nhất.

2.1.5.2 Đa truy nhập theo tần số FDMA (Frequency Division Multiple

Access)

Trong kỹ thuật này, tất cả các trạm VSAT chia sẻ nguồn lực vệ tinh theo phương thức tần số Phương thức này chủ yếu được áp dụng cho các mạng có mô hình hỗn hợp hay mạng chỉ có một chặng vệ tinh FDMA có một

2.1.5.3 Đa truy nhập theo yêu cầu DAMA (Demand Assigned Multiple

Access)

Trong phương thức truy nhập này, mạng VSAT sử dụng một nhóm các kênh

vệ tinh, nhóm này có thể được dùng bởi bất kỳ trạm nào trong mạng Khi có yêu cầu thiết lập kênh liên lạc một cặp kênh sẽ được gán cho cuộc gọi đó, khi kết thúc kênh được giải phóng trả lại cho nhóm kênh rỗi để phục vụ các yêu cầu kết nối khác Như vậy, kênh chỉ dùng trong trường hợp có yêu cầu kết nối mà thôi.

2.1.5.4 Đa truy nhập phân chia theo mã CDMA (Coded Division Multiple

Access).

Trong phương thức này trạm trung tâm thực hiện phân bố mã duy nhất cho mỗi trạm VSAT và cho phép các trạm VSAT có thể đồng thời cùng phát tín hiệu và dùng chung một băng tần số chung Tín hiệu số liệu thông tin được phối hợp với tín hiệu mã hóa tốc độ cao để truyền đi Phía đầu thu, tín hiệu nhận được dưới dạng hỗn hợp giữa số liệu thông tin và tín hiệu

mã, đồng thời có bộ mô phỏng tái tạo tín hiệu mã để thực hiện quá trình giải mã Kỹ thuật này rất thích hợp với mạng hình sao Nó thường được dùng cho các mạng thông tin quan sự có yêu cầu bảo mật cao.

2.1.6 Hiện trạng hệ thống VSAT Trung tâm quản lý bay dân dụng Việt

Nam

2.1.6.1 Thành phần mạng

Mạng thông tin VSAT hiện tại của Trung tâm quản lý bay dân dụng Việt Nam thông qua vệ tinh THAICOM 5 (thuê của Thái Lan) theo mô hình lai ghép hỗn hợp giữa hình sao và điểm – điểm Mạng bao gồm các trạm HUB và các trạm đầu cuối ở sân bay địa phương.

Cấu hình chung cho mỗi trạm gồm có phần thiết bị vệ tinh của hang Hughes Network System (Mỹ) hoặc của hang NEC (Nhật) và các phần thiết

bị ghép kênh của hang Scitec (Australia) hoặc của hang Memotec (Canada) Các thông tin thoại, fax, dữ liệu Sync/Async và dữ liệu mạng LAN được ghép tích hợp nhờ thiết bị ghép kênh rồi truyền đi giữa các trạm với nhau thông qua thiết bị vệ tinh Mạng có thành phần từ ba loại trạm chính như sau:

1. Trạm HUB

Bao gồm các trạm NBA (Nội Bài), DAN (Đà Nẵng), TSN (Tân Sơn Nhất), GLM (Gia Lâm), QNH (Quy Nhơn) với cấu hình sau:

• Anten đường kính 4.5 m, băng tần C, single LP feed của hang NEC

• 1+1 Khuếch đại công suất (SSPA) 20W hoặc 100W của hãng NEC và Hughes.

• 1+1 LNA 55 0 k, Up/Down converter, Combiner/divider của hang NEC.

• Modem: D1220A HUB của hãng NEC và UMOD 9100 dùng phần mềm Rel 3.14 của hãng Hughes.

• Thiết bị ghép kênh

- Fastlane F10 dùng phần mềm “Scitec Flashpak S/W ver F3.02” của hãng Scitec Australia.

- CX2000, CX950e với phần mềm CXTool của hãng Memotec (Canada).

 Minh họa các thành phần và tổ chức kết nối tại trạm HUB Gia Lâm

• Anten cố định có đường kính 4.5m, băng tần C

• Phần cao tần dùng SSPA 20W NEC, LNA, UP/Down converter có cấu hình 1+1.

• Modem vệ tinh dùng loại UMOD 9100 10Pak với cấu hình 3+1 (N+1)

tự động chuyển sang dùng modem dự phòng khi có sự cố; Tốc độ yêu cầu: 128Kbps, trung tần IF = 70Mhz.

• Ghép kênh dùng loại CX2000 của hãng Memotec Canada: Do thiết bị ghép kênh đặt xa thiết bị vệ tinh nên dùng tuyến cáp quang Gia Lâm – Đầu Đông để kết nối với nhau.

• Nguồn cung cấp: UPS AC/220V – 5KVA, 15 phút chạy toàn tải khi mất điện

Hình 2.10 Tổ chức kết nối cho trạm Gia Lâm

2. Trạm VSAT xa loại 1

Bao gồm các trạm VINH, CAMAU với cấu hình sau:

• Anten đường kính 2.4m, băng tần C của hãng Hughes.

• 1+1 Out door unit (gồm LNA 55 K, khuếch đại công suất 5W/10W kèm UP/DOWN converter) của hãng EF data – Mỹ.

• Modem UMOD 9100 dùng phần mềm Rel 3.14 của Hughes.

• Thiết bị ghép kênh: Fastlane F5 dùng phần mềm Scitecs Flashpak S/W ver F3.02 của hãng Scitec Australia.

3. Trạm VSAT xa loại 2

Bao gồm các trạm CBI (Cát Bi), NSA (Nà Sản), DBIEN (Điện Biên), VTE (Vientiane – Lào), PHR (Phan Rang), NHT (Nha Trang), LKH (Liên Khương), BMT (Buôn Mê Thuột), PQ (Phú Quốc), CPC (Phnom Penh – Campuchia) với cấu hình sau:

• Anten đường kính 2.4m, băng tần C của hãng Hughes.

• Out door (gồm LNA 55 0 k, khuếch đại công suất 5W kèm UP/Down converter) của hãng EF data – Mỹ.

• Indoor: Thiết bị GEMINI (Modem UMOD 9100 của hãng Hughes)

• Thiết bị ghép kênh: Fastlane F3 dùng phần mềm Scitecs Fashpak S/W ver F3.02 của hãng Scitec Australia.

2.1.6.2 Nội dung bản tin truyền dẫn

Các đường truyền thông tin của ngành được ứng dụng cho các chuyên ngành sau:

• Cung cấp dịch vụ thông tin cố đinh AFTN (Aeronautical Fixed Telecommunication Network) để thiết lập các đường truyền cho hệ thống chuyển tiếp điện văn tự động AMSC (Automatic Message Switching Center) giữa trung tâm điều hành bay quốc gia (Gia Lâm)

và các trung tâm kiểm soát bay Hà Nội, Đà Nẵng, Hồ Chí Minh.

• Tạo các đường liên lạc thoại trực tiếp giữa các cơ quan kiểm soát không lưu đường dài ACC (Area Control Center) HCM, Nội Bài cũng như với trạm kiểm soát tiếp cận APP (Approach Control Center).

• Truyền các tín hiệu radar, điều khiển xa VHF, Fax, RMAC.

2.1.6.3 Công nghệ sử dụng trên mạng:

• Phần truy nhập vệ tinh: MCPC/PAMA

• Phần Modem: BPSK, QPSK Quản trị mạng : Sử dụng máy tính nạp phần mềm điều khiển giám sát hệ thống tại chỗ, qua vệ tinh và qua mạng điện thoại Phần mềm UMOD 9100 M&C Rel 3.4

• Phần ghép kênh: Hiện đang dùng công nghệ truyền dẫn FastPacket/Frame Relay và TDM Giữa các trạm HUB với nhau dùng TDM còn giữa các trạm HUB với các trạm xa dùng công nghệ FastPacket/Frame Relay Quản trị mạng đơn giản: Sử dụng máy tính ghép nối với cổng giám sát theo chuẩn VT100.

2.1.6.4 Tổ chức kết nối giữa các trạm

Các trạm VSAT truy nhập vào trạm HUB thông qua đường truyền vệ tinh (64kb/s đối với các trạm loại 2 và 128kb/s đối với trạm loại 1) THAICOM 5 của Thái Lan với tổng dung lượng cả tuyến thuê trên transponder 4,5 Mb/s Đường truyền các trạm HUB đóng vai trò như trung

kế phục vụ cho thông tin thoại trực tuyến, thoại qua tổng đài và dữ liệu của các trạm VSAT tại các sân bay địa phương và các trung tâm quản lý bay khu vực Kỹ thuật Frame Relay được sử dụng để truyền thông tin giữa các trạm VSAT với các trạm HUB trong mạng.

n«i bµi T©n s¬n nhÊt

vinh c¸t bi

Cµ Mau Bang Kok

§µ N½ng

Vòng Chua

Phn«mpªnh Phó Bµi

Hình 2.11 Sơ đồ hệ thống VSAT trung tâm quản lý bay dân dụng VN

2.2 Tổng quan về công nghệ Frame Relay

2.2.1 Giới thiệu chung về công nghệ Frame Relay

Frame – Relay bắt đầu được đưa ra như tiêu chuẩn của một trong những giao thức truyền số liệu từ năm 1984 trong hội nghị của tổ chức liên minh viễn thông thế giới ITU – T (lúc đó gọi là CCITT – Consultative Committee for International Telegraph and Telephone) và cũng được viện tiêu chuẩn quốc gia Mỹ ANSI (American National Standard Institute) đưa thành tiêu chuẩn của ANSI vào năm đó.

Cho đến năm 1989, Frame Relay mới được công nhận là một chuẩn chính thức, sau một thời gian được coi là một thành phần trong số các chuẩn của mạng số dịch vụ tích hợp ISDN.

Mục tiêu chính của Frame Relay cũng giống như các tiêu chuẩn khác,

đó là tạo ra một giao diện chuẩn để kết nối thiết bị - của các nhà sản xuất khác nhau – giữa người dùng và mạng UNI (User to Network Interface) Frame Relay được thiết kế nhằm cung cấp dịch vụ chuyển khung nhanh cho các ứng dụng số liệu tương tự như X.25 hay ATM.

Dịch vụ Frame Relay trong ISDN được thiết kế nhằm cung một dịch vụ truyền số liệu chuyển mạch gói tốc độ cao, ngoài ra nó còn phục vụ cho việc kết nối các thiết bị yêu cầu tính khả thông cao trong thời gian ngắn (như các LAN router).

Trong phương thức truyền số liệu dựa trên nền tảng chuyển mạch gói này, dữ liệu được chia thành các khung có độ dài thay đổi có chứa thông tin

về địa chỉ Về mặt cơ bản, nó cũng giống như phương thức chuyển mạch gói Nhưng điều khác nhau cơ bản giữa Frame Relay và chuyển mạch gói ở ngay bản than hoạt động của giao thức này Phương thức chuyển mạch gói hoạt động ở cả 3 lớp dưới trong mô hình OSI, trong khi Frame Relay không

có thủ tục nào ở lớp 3, và cũng không thực hiện hết các chức năng của lớp 2 trong mô hình OSI.

Các ứng dụng trên Frame Relay đều sử dụng khả năng truyền số liệu tốc độ cao và cần đến dịch vụ băng tần rộng có tính đến khả năng bùng nổ lưu lượng mà ở các công nghệ cũ hơn không thể tạo ra.

2.2.2 Cấu hình mạng Frame Relay.

Cấu hình tổng quát của mạng truyền số liệu Frame Relay được thể hiên ở hình vẽ:

Hình 2.12 Mạng Frame Relay

Cơ sở để tạo được mạng Frame Relay là thiết bị truy nhập mạng FRAD (Frame Relay Access Device), các thiết bị mạng FRND (Frame Relay Network Device), đường nối giữa các thiết bị và mạng trục Frame Relay.

Thiết bị FRAD có thể là các LAN bridge, LAN router….

Thiết bị FRND có thể các tổng đài chuyển mạch khung hay tổng đài chuyển mạch tế bào (Cell Relay – Chuyển tải tổng hợp các tế bào của các dịch vụ khác nhau như âm thanh, truyền số liệu, video…, mỗi tế bào có độ dài 53 byte, đây là phương thức của công nghệ ATM) Đường kết nối giữa các thiết bị là giao diện chung cho FRAD và FRND, giao diện người dùng và mạng hay gọi là F.R UNI (Frame Relay User Network Interface) Mạng trục Frame Relay cũng tương tự như các mạng viễn thông khác có nhiều tổng đài kết nối với nhau trên mạng truyền dẫn, theo thủ tục của riêng mình Trong mô hình OSI 7 lớp, lớp 3 – Network, Frame Relay không dùng thủ tục

gì cả.

2.2.3 Một số khái niệm trong mạng Frame Relay.

Người sử dụng gửi một Frame (Khung) đi với giao thức LAP – D hay LAP – F (link Access Protocol D hay F), chứa thông tin về nơi đến và thông tin ngươi sử dụng, hệ thống sẽ dùng thông tin này để định tuyến trên mạng Công nghệ Frame Relay có một ưu điểm đặc trưng rất lớn là cho phép người sử dụng dùng tốc độ cao hơn mức họ đăng ký trong một khoảng thời gian nhất định, có nghĩa là Frame Relay không có định độ rộng băng (Bandwith) cho từng cuộc gọi mà phân phối độ rộng băng một cách linh hoạt, điều mà X25 và thuê kênh riêng không có Ví dụ người sử dụng ký hợp đồng sử dụng với tốc độ 64 kb, khi họ chuyển đi một lượng thông tin quá lớn, Frame Relay cho phép truyền chúng ở tốc độ cao hơn 64 kb Hiện tượng này được gọi là “bùng nổ” – Bursting.

Thực tế, trên mạng lưới rộng lớn có nhiều người sử dụng với vô số frame chuyển qua chuyển lại, hơn nữa Frame Relay không sử dụng thủ tục sửa lỗi và điều hành thông lượng ở lớp 3 Nên vấn đề các frame được chuyển đi đúng địa chỉ, nguyên vẹn, nhanh chóng và không bị thừa, thiếu là điều không đơn giản Để đảm bảo được điều này, Frame Relay sử dụng một

số nghi thức sau.