- Phƣơng án kỹ thuật cho một hệ thống cung cấp dịch vụ Internet băng rộng qua vệ tinh đƣợc miêu tả nhƣ trong Hình 3.2.
- Cấu hình của hệ thống bao gồm trạm Chủ hoặc trạm Cổng (Hub/Gateway), thiết bị đầu cuối của khách hàng (VSAT) và Internet Backbone. Trạm Hub/Gateway đƣợc nối với Internet Backbone thông qua các tuyến truyền đẫn quốc gia.
- Trạm Hub/Gateway cung cấp 1 đƣờng truyền dẫn trên nền IP đến thiết bị VSAT, khách hàng có thể truy nhập Internet trực tiếp bằng cách kết nối máy tính với thiết bị trong nhà (IDU – Indoor Unit) của VSAT.
- Tại trạm thuê bao, các thiết bị của khách hàng đƣợc kết nối với thiết bị IDU của VSAT và tiến hành truy nhập Internet thông qua trạm Chủ hay trạm Cổng (Hub/Gateway).
- Đối với trạm Hub/Gateway, để có thể cung cấp dịch vụ Internet băng rộng cho khách hàng, hệ thống phải có 1 thiết bị quản lý băng thông để phân tách các luồng dữ liệu khác nhau của các gói dịch vụ khác nhau, nhằm mục đích quản lý chất lƣợng dịch vụ và lƣu trữ, bóc tách thông tin truy nhập của khách hàng để tính cƣớc.
- Đối với dịch vụ truy nhập Internet qua vệ tinh, đối tƣợng khách hàng là ngƣời dùng cuối do đó cần phải có một giải phát phù hợp túi tiền ngƣời sử dụng mà vẫn đáp ứng đƣợc yêu cầu về chất lƣợng. Để thực hiện đƣợc diều này, hệ thống truy nhập Internet qua vệ tinh sử dụng công nghệ DVB-S2 để tăng hiệu quả sử dụng băng tần, đồng thời cung cấp dịch vụ trên băng tần Ku để giảm thiểu chi phí đầu tƣ thiết bị VSAT của khách hàng.
3.1.1.1.Cấu trúc trạm Hub/Gateway.
Cấu hình của trạm Hub/Gateway bao gồm thiết bị ứng dụng (IP), các thiết bị xử lý baseband và phần thiết bị phát lên vệ tinh. Việc thiết kế một hệ thống truy nhập Internet băng rộng qua VSAT yêu cầu phải có quá trình tính toán cụ thể để có thể xây dựng một trạm Hub/Gateway phù hợp với quy mô và yêu cầu dịch vụ của khách hàng.
37
Nhƣ trong Hình 3.2, một trạm Hub/Gateway thông thƣờng bao gồm các phân hệ: hệ thống uplink, hệ thống xử lý băng gốc (Baseband), hệ thống thiết bị ứng dụng IP và hệ thống quản lý mạng (NMS - Network Managerment System).
- Phân hệ anten và cao tần (uplink): Thực hiện truyền dẫn giữa vệ tinh và trạm chủ đặt trên mặt đất. Đối với hệ thống uplink băng Ku, khả năng điều khiển và bù công suất (Uplink Power Control – UPC) khi có mƣa là rất quan trọng để đảm bảo chất lƣợng liên lạc của cả hệ thống khi gặp phải mƣa. Thông thƣờng một hệ thống uplink băng Ku nên có UPC 10dBW.
- Phân hệ xử lý băng gốc: Thực hiện đóng gói, mã hóa hoặc giải mã, điều chế hoặc giải điều chế tín hiệu để chuyển đổi từ các gói IP sang tín hiệu cao tần truyền lên vệ tinh và ngƣợc lại. Hiện tại, một hệ thống DVB-S2 ACM là lý tƣởng đối với dịch vụ truy nhập Internet qua vệ tinh trong đó vừa cung cấp khả năng điều chế mã hóa bậc cao vừa cung cấp khả năng thay đổi thích nghi mức điều chế mã hóa để đem lại hiệu quả thông tin tối ƣu nhất.
- Phân hệ thiết bị ứng dụng IP: Có chức năng rất quan trọng trong một hệ thống VSAT băng rộng, khối thiết bị ứng dụng IP đóng vai trò kết nối mạng VSAT với các mạng dịch vụ đồng thời theo dõi và quản lý các dịch vụ hoạt động trên mạng (Trong trƣờng hợp này là dịch vụ Internet). Các thiết bị thiết yếu gồm có: thiết bị truyền dẫn và định tuyến IP, thiết bị quản lý băng thông và tƣờng lửa v.v. Bên cạnh đó, dể có thể cung cấp ứng dụng truy nhập Internet qua vệ tinh, một thiết bị có vai trò vô cùng quan trọng đó là hệ thống tăng tốc TCP/HTTP qua vệ tinh.
Hệ thống tăng tốc TCP: Nhƣ đã trình bày trong nội dung “Giao diện IP qua vệ tinh”, một hệ thống thực hiện các cơ chế tăng tốc TCP qua vệ tinh là thiết yếu đối với một hệ thống truy nhập Internet băng rộng qua vệ tinh. Hệ thống tăng tốc TCP này đảm bảo cho hiệu suất băng thông của cả hệ thống VSAT băng rộng đạt tối ƣu và nâng cao chất lƣợng sử dụng dịch vụ cho khách hàng sử dụng dịch vụ tại các đầu VSAT. Cơ chế thƣờng đƣợc sử dụng cho hệ thống VSAT là TCP Spoofing trong đó hệ thống TCP Server sẽ đóng vai trò trung gian ở giữa bên phát và bên thu, thay thế bên phát và thu gửi các bản tin “giả” để quá trình truyền nhận tin đƣợc diễn ra nhanh chóng chứ không phải chờ đợi các bản tin “thật” đi và đến rất chậm chạp do độ trễ và tỉ lệ lỗi bit (BER) cao của đƣờng truyền vệ tinh.
38
Hình 3.1. Nguyên lý hoạt động của hệ thống tăng tốc TCP và HTTP
Hệ thống tăng tốc HTTP (Proxy Server): Cũng tƣơng tự hệ thống tăng tốc TCP, hệ thống tăng tốc HTTP giúp tối ƣu hóa lƣu lƣợng truy cập các website Internet từ các trạm VSAT. Hệ thống Proxy Server sẽ lƣu lại dữ liệu về các trang Web mà các khách hàng của cả hệ thống thƣờng ghé thăm và do đó khi các yêu cầu về các việc truy cập các trang Web đó lại tiếp tục xuất hiện, hệ thống sẽ chỉ phải lấy thông tin từ Proxy Server.
- Phân hệ quản lý mạng NMS: Cho phép ngƣời khai thác giám sát và điều khiển sự hoạt động của toàn mạng, bao gồm chức năng điều khiển truy nhập, quản lý tài nguyên, quản lý cấu hình, quản lý lỗi, quản lý chất lƣợng dịch vụ và phân bổ dung lƣợng cho các trạm.
39
Anten
Vệ tinh
RJ45, USB
Hub/Switch
Hình 3.2. Sơ đồ kết nối hệ thống VSAT truy cập Internet băng rộng
STM-x
Thiết bị quản lý băng thông
MNS Router Baseband IDU IDU Firewall Internet HUB/Gateway PC1 PC1 PCn TCP/HTTP Accelerator
41
3.1.1.2.Cấu trúc trạm VSAT thuê bao:
Một trạm VSAT thuê bao phục vụ truy nhập Internet qua vệ tinh có cấu trúc khá đơn giản, bao gồm:
- Anten có đƣờng kính từ 1,2m trở xuống (đối với băng Ku) - Các thiết bị thu phát cao tần LNB, BUC (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Tín hiệu cao tần sau khi thu từ vệ tinh đƣợc đƣa vào thiết bị trong nhà (IDU) để chuyển đổi thành thông tin theo giao thức IP và ngƣợc lại, truyền các tín hiệu sau khi đã đƣợc chuyển đổi lên vệ tinh và về trạm Hub/Gateway trong mô hình Sao (Star Topology) hay đến thẳng các trạm VSAT khác trong mô hình Lƣới (Mesh Topology)
- Ngoài ra, một hệ thống VSAT băng rộng tiên tiến hiện tại còn có khả năng thực hiện điều khiển công suất và mã hóa (Automatic Uplink Power Control – AUPC và Adaptive Coding and Modulation – ACM) để tạo ra khả năng dự phòng công suất cho cả tuyến truyền dẫn từ VSAT về Hub. Với tính năng này, khi tín hiệu từ một trạm VSAT đến Hub/Gateway yếu đi (trạm VSAT hoặc trạm Hub nằm trong vùng có mƣa) hệ thống quản lý từ Hub/Gateway sẽ yêu cầu giảm mức độ mã hóa và tăng công suất để bù vào phần công suất mất đi do suy hao bởi thời tiết xấu. Nhờ đó duy trì đƣợc kết nối cho khách hàng.
42 Internet Anten Vệ tinh IDU RJ45, USB Hub/Switch
Hình 3.3. Phương án triển khai thử nghiệm dịch vụ truy cập Internet bẳng rộng qua vệ tinh
STM-x
Thiết bị quản lý băng thông
MNS HUB/Gateway Router Baseband Firewall TCP/HTTP Accelerator FTP Server 192.168.123.245 192.168.61.1 PC1 PC2
43