- Bộ ghép kênh đầu ra OMU
CÔNG NGHỆ VSAT – IPSTAR
4.1. GIỚI THIỆU:
Trạm mặt đất và trạm VSAT đã là các sản phẩm hoàn hảo, cơ hội phát triển trên thị trường là khả quan. Tuy nhiên để cạnh tranh với các phương tiện khác, đặc
biệt là cáp quang, cần phải tiếp tục mở rộng sự ứng dụng của VSAT (tức là các kết nối trực tiếp của người sử dụng thông qua vệ tinh) dựa vào những ưu điểm về phạm vi và sự tinh tế của các ứng dụng. IP-STAR (Internet Protocol- Slotted Aloha TDMA Aloha Return Link :sử dụng giao thức Internet-)
4.2. VSAT IPSTAR:
Internet Protocol - Slotted Aloha TDMA Aloha Return Link cung cấp các dịch vụ viễn thông trên nền IP băng rộng qua vệ tinh bằng các trạm mặt đất cỡ nhỏ (VSAT) thiết kế theo cấu trúc mạng hình sao với các thành phần cơ bản gồm trạm cổng (Gateway), các trạm VSAT thuê bao (UT- User Terminal) liên lạc với nhau qua vệ tinh địa tĩnh
Hình 4.1. Mô hình VSAT IPSTAR
Mạng VSAT băng rộng thế hệ mới, cung cấp đa dịch vụ trên một thiết bị đầu cuối trên nền IP tốc độ cao. Tính năng của các dịch vụ cung cấp trên mạng VSAT băng rộng cũng giống như các dịch vụ trên nền IP hiện có trên các mạng mặt đất như :Thoại (VoIP); truy nhập Internet tốc độ cao (MegaN); Mạng riêng ảo (MegaWAN),... và các dịch vụ gia tăng trên nền IP khác, chỉ khác là phương thức truyền ở đây sử dụng vệ tinh (truyền vô tuyến).
Hình 4.2. Mô hình tổng quan VSAT IPSTAR
VSAT IPSTAR sử dụng hệ thống vệ tinh trên nền IP tốc độ cao áp dụng công nghệ phủ sóng nhiều búp hẹp (spot beams) để tái sử dụng tần số, mở rộng phổ tần làm việc rộng hơn rất nhiều so với các vệ tinh thông thường, tăng công suất cho từng spot beam. Nó gồm ba thành phần cơ bản là: trạm cổng (Gateway), vệ tinh IPSTAR và các trạm vệ tinh thuê bao (User Terminal-UT).
Trạm cổng Gateway của VSAT được kết nối với đường trục Internet (backbone), nguồn viễn thông quốc gia qua một tuyến truyền dẫn chuyên dụng SDH, hoặc qua cáp quang như thông thường. Trạm cổng khi đó sẽ khai thác tài nguyên từ mạng Internet và viễn thông quốc gia để cung cấp cho mạng VSAT nội bộ. Từ đó, tài nguyên được truyền tải theo dạng sóng vô tuyến lên tới các vệ tinh IP STAR, rồi qua các búp sóng nhỏ từ IP STAR chụp xuống đưa dữ liệu theo dạng sóng đến các UT (User Terminal - Trạm vệ tinh thuê bao). Quá trình đưa dữ liệu từ thuê bao máy trạm đến mạng Internet, viễn thông quốc tế cũng đi theo con đường tương tự ngược lại.
UT <=> SL UT <=> SL UT <=> SL UT <=> SL Đường Trunking LNA
Hình 4.3 Mô hình UT của dịch vụ IP STAR
Lý do lựa chọn công nghệ chuyển mạch gói IP (công nghệ IP) thay vì công nghệ chuyển mạch kênh thông thường là:
Thiết bị theo công nghệ chuyển mạch kênh đã lạc hậu, nhiều hãng đã dừng sản xuất loại này, nhất là các bộ ghép kênh ở dải tần cơ sở - Multiplexer. Hiện nay các thiết bị TTVT ở giải tần cơ sở (baseband) có xu hướng chuyển sang sử dụng công nghệ IP tích hợp đa dịch vụ với chi phí rẻ hơn, cấu hình thiết bị cũng đơn giản, dễ bảo trì và thay thế.
Công nghệ IP cho phép tổ chức kết nối các dịch vụ truyền số liệu, thoại, video,... của mạng TTVT với các mạng hạ tầng viễn thông đơn giản, thuận lợi hơn so với công nghệ chuyển mạch kênh.
Công nghệ IP sẽ giúp tiết kiệm băng thông nhiều so với các công nghệ cũ, không yêu cầu độ dự phòng công suất (back-off) cao, do đó giúp giảm kích thước ăng ten và công suất máy phát trạm mặt đất.
Vấn đề bảo mật thông tin có thể thực hiện ở mức luồng IP, và điều này cũng tạo điều kiện thuận lợi cho việc thiết kế chế tạo các thiết bị bảo mật (VSAT tới VSAT)
Phần mô tả và sơ đồ cấu trúc mạng dưới đây, qua phân tích các phần tử mạng sử dụng IP sẽ còn thấy rõ hơn những ưu điểm sau của phương án IP :
Tiết kiệm chi phí và nâng cao hiệu quả truyền dẫn, giảm chi phí băng thông vệ tinh do chỉ một sóng mang được phát từ trạm HUB cho thoại, dữ liệu và thông tin video và được chia sẻ cho tất cả các trạm VSAT.
Dữ liệu và thoại được đóng gói và đánh địa chỉ riêng rẽ với từng trạm VSAT. Nếu số lượng kênh thoại giảm và không có THHN thì băng thông sẽ được cấp phát cho truyền dữ liệu nhiều hơn. Khi đó tốc độ truyền số liệu tới trạm VSAT và tốc độ tải xuống sẽ tăng lên.
Dữ liệu được cấp phát đảm bảo ở mức băng thông tối thiểu và thoại sẽ có ưu tiên băng thông cao hơn dữ liệu.
Ngoài ra, phương án IP còn giảm độ phức tạp của thiết bị ở HUB: Theo giải pháp IP, HUB chỉ phát một sóng mang và chia sẻ cho tất cả các trạm VSAT. Công suất RF ở HUB sẽ nhỏ hơn khi so sánh với giải pháp phát nhiều sóng mang từ HUB.
Đường lên (Up-link) của HUB chỉ cần một modem điều chế duy nhất, thay vì rất nhiều modem như phương án chuyển mạch kênh. Các bộ demodulator (giải điều chế) có thể chọn loại có nhiều đầu vào sóng mang đồng thời. Một số thiết bị HUB tích hợp cao với các card demodulator có thể giảm không gian trạm HUB xuống nữa. Điều này giúp giảm số lượng thiết bị, giảm phức tạp đấu nối dây ở trạm HUB và tiêu thụ điện.
So sánh trạm VSAT: theo công nghệ chuyển mạch kênh (công nghệ Mux) và công nghệ IP có cấu trúc tương đương nhau, chỉ khác phần thiết bị ghép kênh băng tần cơ sở. Thiết bị router sử dụng loại ghép kênh đa dịch vụ được sản xuất rất nhiều, đa dạng về chủng loại và phù hợp kết nối giao diện IP. Tổ chức kết nối kênh dịch vụ linh hoạt, dễ dàng nhờ việc định tuyến các gói tin theo địa chỉ IP.
Với công nghệ IP việc mã hoá bảo mật cho trạm VSAT rất thuận lợi với một thiết bị mã hoá luồng IP cho toàn bộ lưu lượng trạm. Dùng công nghệ Mux, mã luồng ghép kênh phức tạp hơn hoặc phải cần nhiều thiết bị mã cho từng kênh thông tin riêng rẽ. Công nghệ Mux cần cấp băng thông cho cổng thoại/fax giao diện 2 dây FXS ít nhất 24-32kbps mới đảm bảo cho thiết bị mã đầu cuối làm việc được.
So sánh cấu trúc trạm HUB: theo công nghệ IP có số lượng thiết bị ít hơn và đơn giản trong kết nối so với công nghệ ghép kênh Mux. Theo công nghệ Mux, mỗi một kết nối VSAT thì ở HUB cần phải có một cặp Modem/Mux tương ứng và cùng các thiết bị mã hoá bảo mật. Nếu mạng có nhiều trạm VSAT thì không gian thiết bị trạm HUB sẽ tăng rất lớn theo tỉ lệ thuận với số kết nối. Theo
Voice Fax Data Etherrnet LNA Anten HPA U/C D/C Modem IP Router Hình 4.4. Trạm VSAT công nghệ IP