Giao thức IP trên Hệ thống vệ tinh thế hệ sau

MẠNG VỆ TINH VÀ CÁC ĐẶC ĐIỂM

Hầu hết hiện nay truyền thông vệ tinh sử dụng bộ lặp tần số vô tuyến(RF) hay vệ tinh ”ống cong”.Hoạt động của 1 vệ tinh tối thiểu là khôi phục lại tín hiệu số đã nhận ,nó có thể mã hoá hoặc giải mã các chuỗi bit , nó cũng có thể có một số khối chuyển mạch lớn và đường truyền giữa các vệ tinh(ISL). Vệ tinh nhận được một nguồn năng lượng rất lớn từ mặt trời để điều chế ra năng lượng cần thiết RF ; như vậy,ở đường truyền xuống, từ vệ tinh đến trái đất, mức tín hiệu nhận được sẽ là thấp hơn nhiều so với trên những đường truyền vô tuyến tương ứng, và cụ thể là thấp hơn khoảng 150 dBW.

KHÁI NIỆM MẠNG VÀ QUỸ ĐẠO VỆ TINH

Theo định luật Kepler thứ 3, chu kì quay của quỹ đạo vệ tinh là tỷ lệ với khoảng cách từ nó đến trái đất.Những vệ tinh nằm trong quỹ đạo thấp, độ cao của nó nằm khoảng vài trăm tới một nghìn Km có chu kỳ quỹ đạo nhỏ hơn 2 giờ, từ đó ta thấy rằng mặt trăng có độ cao 380.000Km và chu kỳ quay của nó khoảng 27 ngày đây chính là cơ sở tính toán lịch của người Trung Quốc và trái đất có chu kỳ quỹ đạo khoảng 365 ngày đây là cơ sở tính toán 1 năm. Độ trễ lan truyền giữa trạm mặt đất và vệ tinh vào khoảng 0.125ms, một nhược điểm lớn của quỹ đạo địa tĩnh là lực hút của mặt trăng và mặt trời ảnh hưởng đến quỹ đạo làm cho độ nghiêng quỹ đạo ngày càng tăng ,sức đẩy của vệ tinh có thể làm giảm sự xáo trộn này,nhưng kể từ khi vệ tinh chỉ có thể mang số lượng nhiên liệu giới hạn thì việc gia tăng độ nghiêng của quỹ đạo là một vấn đề cần được lưu tâm đến trong một số dự án. Tỷ số tốc độ bit (data rate) trên băng thông, R/B, được gọi là hiệu suất phổ hay hiệu suất băng thông của điều chế. Đối với một băng thông đã cho, giá trị Eb/N0 phải đủ lớn để đạt được tốc độ truyền bit với hiệu suất lỗi tốt nằm trong giới hạn tỷ lệ lỗi bit hay xác suất lỗi bit. Có những hàm sai số dùng để tính toán tỷ lệ lỗi symbol. Số bit trên symbol là log2M, trong đó M là mức của sơ đồ điều chế. Tỷ lệ lỗi bit Pp thì liên hệ với tỷ lệ lỗi symbol Ps bằng công thức:. Trên lý thuyết, hiệu suất lỗi có thể được tính toán bằng cách sử dụng xác suất Gauss như sau:. Bảng 3.1 cho ta hiệu suất lỗi chung cho một số sơ đồ điều chế thông dụng và hình 3.19 cho ta một số kết quả tính toán sử dụng thông số trong bảng. Sơ đồ điều chế PE symbol. QPSK nhất quán BPSK nhất quán MPSK nhất quán. với α là hằng số phụ thuộc vào bề rộng dải thời gian WTb. BFSK nhất quán ).

Ở cấu hình một kênh trên một sóng mang (SCPC: Single Channel per Carrier) và đa truy nhập phân chia theo tần số (SCPC/FDMA ở hình 3.28c) từng tín tín hiệu băng gốc của người sử sẽ điều chế trực tiếp một sóng mang ở dạng số (PSK) hoặc tương tự (FM) tuỳ theo tín hiệu được sử dụng. Mỗi sóng mang truy nhập đến vệ tinh ở tần số riêng của mình đồng thời với các sóng mang từ cùng trạm này hay từ các trạm khác ở các tần số khác. Như vậy định tuyến được thực hiện trên nguyên lý 'một sóng mang trên một đường truyền'. Hình 3.28 Các cấu hình truyền dẫn FDMA. b) Ghép kênh tín hiệu băng gốc. Đồng bộ hoá là quá trình xử lý của việc cung cấp các thông tin định giờ tại tất cả các trạm và điều khiển các khối TDMA do đó chúng chỉ còn lại trong khe quy định tất cả điều này phải hoạt động thậm chí thông qua mỗi trạm mặt đất là cố định trong mối quan hệ với vệ tinh GEO bởi vì vệ tinh GEO được đặt tại kinh tuyến danh định và được xác định đặc trưng để di chuyển trong 1 “cửa sổ” với mỗi cạnh 0.002 độ như đã thấy từ trung tâm của trạm mặt đất.

LIÊN KẾT MẠNG VỆ TINH VỚI MẠNG TRÁI ĐẤT

Chúng ta sẽ tập trung hơn vào nguyên tắc của tất cả các loại kết nối trong mạng hoặc ngoài mạng hơn là đi sâu vào chi tiết về cách thức hoạt động bất kể số lượng của mạng công cộng hay mạng riêng có liên quan hoặc cấu hình đặc trưng trong mạng mà nó liên kết đến vì vậy sẽ không có hạn chế trong hệ thống mạng đối với kích thước,cấu hình, phân cấp, kỹ thuật được sử dụng cũng như không phải trên thiết bị mạng. Xem hình 4.6 hệ thống báo hiệu số 7 (ITU-T SS7) thường sử dụng kênh riêng nhưng có thể liên kết hoặc không liên kết. Báo hiệu kênh không liên kết còn được gọi là báo hiệu kênh không kết hợp. Chuyển mạch mạng. SF SF SF SF sender. SF Chuyển mạch mạng. hiệu Tín hiệu. a)Tiêu chuẩn liên quan báo hiệu kênh. Chuyển mạch mạng. Đầu cuối CCS. Đầu cuối CCS. Chuyển mạch mạng. b)Báo hiệu kênh riêng với báo hiệu kênh chung (CCS). Chuyển tiếp mạng có thể xem như là một bộ các nút và các liên kết nhằm cung cấp kết nối giữa hai hoặc nhiều điểm xác định để tạo ra liên lạc giữa chúng , giao diện cũng được xác định trong điều kiện công suất và chức năng cho phép phát triển độc lập của thiết bị người dùng và mạng và có một giao diện mới được phát triển để phù hợp với thiết bị người dùng mới với dung lượng lớn và chức năng mới.

Nhóm nghiên cứu số 4 ITU-R chịu trách nhiệm nghiên cứu tính ứng dụng của các khuyến nghị của ITU-R tới mạng truyền dẫn vệ tinh.SDH không được thiết kế cho truyền dẫn các tín hiệu ở tốc độ cơ bản bởi vì sẽ gặp phải một thách thức lớn để thực hiện và vận hành một hệ thống mạng vệ tinh tại tốc độ bit 155.520Kbit/s, các cấu hình mạng khác sẽ được nghiên cứu để cho phép các thành phần SDH liên quan hoạt động được tại tốc độ bit thấp bất kỳ khi nào cần để truyền tín hiệu SDH thông qua mạng vệ tinh những cấu hình này được gọi tắt là các “mô hình”. Mặc dù mạng vệ tinh không có giới hạn trong việc sử dụng bất kỳ hệ thống truyền dẫn đặc trưng nào điều quan trọng là từ kỹ thuật vô tuyến vệ tinh phải xem xét làm thế nào để các hệ thống truyền dẫn vệ tinh từ hệ thống truyền thống có thể hỗ trợ ISDN, hiệu suất lỗi truyền dẫn vệ tinh ảnh hưởng tới ISDN và làm thế nào truyền trễ thông qua liên kết vệ tinh tác động tới sự hoạt động của ISDN.

GIAO THỨC INTERNET(IP) QUA MẠNG VỆ TINH

Tương tự trong mạng vệ tinh mỗi nhóm trạm mặt đất hoặc gateway có địa chỉ vật lý cho kết nối mạch hoặc truyền gói tuy nhiên việc định tuyến để liên kết với nhau bằng mạng vệ tinh lại chỉ có thể biết được bằng địa chỉ IP của các định tuyến khác do đó yêu cầu địa chỉ phải được ánh xạ giữa mỗi địa chỉ IP và địa chỉ vật lý liên quan vì vậy việc trao đổi gói giữa các router có thể được thực hiện thông qua mạng vệ tinh sử dụng địa chỉ vật lý. Một gói dữ liệu IP unicast bình thường bao gồm địa chỉ nguồn và địa chỉ đích trong tiêu đề (header) gói IP, router sẽ sử dụng địa chỉ đích để định tuyến gói tin từ nguồn tới đích như vậy cơ chế này có thể không được sử dụng cho mục đích multicast từ khi đầu cuối nguồn có thể không biết khi nào, ở đâu và đầu cuối nào cố nhận gói tin do đó có một dải địa chỉ được thiết lập chỉ dành cho mục đích multicast, dải địa chỉ đó được gọi là lớp D từ 224.0.0.0 đến 239.255.255.255. Không giống như lớp A, B, C những địa chỉ này không có liên kết đến bất kỳ số mạng vật lý hoặc số host nhưng thay vào đó nó liên kết với nhóm multicast giống như kênh vô tuyến các thành viên của nhóm nhận gói multicast được gửi đến địa chỉ này và địa chỉ này được sử dụng bởi các router multicast để định tuyến gói IP multicast tới các người dùng đăng ký là thành viên nhóm multicast.

BẢO MẬT

Ipsec cho phép chúng ta xem xét bảo mật như là phát ra end-to-end, được quản lý bởi đối tượng sở hữu dữ liệu, điều này so sánh với bảo mật lớp liên kết dữ liệu mà được cung cấp bởi nhà điều hành vệ tinh hoặc nhà điều hành mạng. Trong bảo mật IP multicast, một trong những vấn đề chính là đảm bảo rằng khoá dùng để mã hoá lưu lượng tất cả các thành viên của nhóm đều biết và chỉ có những thành viên này, đây là vấn đề then chốt của việc phân phối và quản lý khoá. Những khoá này có thể dùng trong cấu trúc bảo mật như IPSec, nghiên cứu này đang được điều khiển chỉ đạo độc lập cho bất kỳ vệ tinh nào, nhưng kết quả dự kiến được áp dụng cho bảo mật hệ thống multicast IP vệ tinh.