- Việc xây dựng mạng SchoolNet không đơn thuần nằm ở phía mạng VSAT vì trái
tim của hệ thống mạng SchoolNet nằm ở hệ thống Trung tâm Dữ liệu của Bộ Giáo dục và Đào tạo (Data Center). Trong đó là thƣ viện số lƣu trữ toàn bộ dữ liệu nội dung của các khóa học, tài liệu tham khảo và các bài giảng của mỗi môn học.
Internet
Data Center
Server Management & Monitoring
Mail Server 1 U 1 U 1 U 1 U 1 U 1 U Database Server 1 U 1 U 1 U 1 U 1 U 1 U
Web Server & FTP Server (Web Hosting)
1 U 1 U 1 U 1 U 1 U 1 U 1 U 1 U 1 U Domain Name Server (DNS) 1 U 1 U 1 U 1 U 1 U 1 U
Proxy Server & Internet Security 1 U 1 U 1 U Vệ tinh VSAT
Hình 3.36. Hệ thống IDC – Internet Data Center
- Để có thể đại hiệu quả hoạt động cao nhất, hệ thống Data Center tốt nhất nên triển khai ngay tại trạm Hub/Gateway, tuy nhiên hệ thống cũng có thể triên khai tại trụ sở của Bộ Giáo dục và Đào tạo rồi kết nối tới hệ thống trạm Hub/Gateway thông qua tuyến truyền dẫn dành riêng cho hệ thống mạng SchoolNet.
- Trung tâm dữ liệu Internet (Internet Data Center - IDC) là hệ thống để kiểm soát tất cả các truy nhập nội dung cũng nhƣ để cung cấp dịch vụ e-mail, kết nối internet, và hệ thống an ninh. Tất cả các máy chủ ứng dụng đƣợc bảo vệ hoàn toàn bởi tƣờng lửa và chỉ để các cá nhân đƣợc cấp phép có thể truy nhập vào hệ thống. Việc kết nối tới trạm Hub/Gateway có thể thực hiện một cách đơn giản vì Hub/Gateway chỉ cần định tuyến và một số thiết lập để giao tiếp với IDC.
- Ngoài ra, mạng SchoolNet còn cung cấp một hệ thống truy nhập Internet băng rộng qua vệ tinh cũng nhƣ khả năng cung cấp ứng dụng thoại VoIP đi kèm, hệ thống này rất thích hợp cho việc cung cấp cơ sở hạ tầng đồng bộ cho một trƣờng học đến những nơi mà việc triển khai kéo các tuyến truyền dẫn mặt đất (cáp đồng, cáp quang) đến tận nơi gặp nhiều khó khăn nhƣ vùng sâu, vùng xa nơi và hải đảo.
- Hệ thống mạng SchoolNet còn có thể đóng vai trò nhƣ một hệ thống truyền hình quảng bá giáo dục thời gian thực bằng cách kết hợp với truyền hinh sử dụng giao thức IP
122
(IPTV) nhƣ trình bày để phát đồng thời nhiều kênh truyền hình trực tiếp các bài giảng tƣơng tác theo các chủ đề khác nhau dành cho từng đối tƣợng.
Mỗi kênh có thể chứa một chủ đề cụ thể nhƣ Toán học, Khoa học, Y khoa hoặc Ngoại ngữ, hay nói cách khác, các kênh có thể đƣợc lập trình cho một cấp học cụ thể nhƣ trƣờng tiểu học, trung học, trƣờng đào tạo nghề.
Trong buổi phát sóng, học sinh có thể tham gia trao đổi với giảng viên thông qua diễn đàn thảo luận trực tuyến hoặc đƣờng VoIP.
- Ngoài việc cung cấp các kênh truyền hình giáo dục mang tính tƣơng tác, hệ thống còn cung cấp các bài giảng dƣới dạng hình ảnh và đƣợc lƣu trữ trong hệ thống bài giảng trực tuyến. Học sinh, sinh viên khi có nhu cầu có thể truy nhập vào cơ sở dữ liệu và sử dụng những nội dung trực tuyến đó. Tất nhiên những công việc này cần phải có phân quyền của hệ thống.
- Đào tạo mang tính tƣơng tác từ xa là tốt rất cho học sinh sinh viên vì họ có thể có sự tham gia với các giáo viên mặc dù không trực tiếp. Tuy nhiên, để phục vụ cho yêu cầu đó, băng thông vệ tinh tiêu thụ là khá cao dẫn đến chi phí sẽ rất lớn. Bởi những hạn chế này, có một giải pháp khác cho học sinh là sử dụng "Thƣ viện số", cung cấp cả khả năng truy nhập trực tuyến (online) và ngoại tuyến (offline). Nói cách khác, các nội dung học tập sẽ đƣợc gửi cho ngƣời nhận tại các trƣờng học từ xa của IDC trong giờ không cao điểm. Bằng cách này, chi phí băng thông, vốn là một vấn đề của việc triển khai hệ thống, sẽ đƣợc giảm thiểu.
3.8.1.1.Cấu trúc trạm Hub/Gateway.
Để cung cấp đƣợc dịch vụ mạng dùng riêng cho Bộ Giáo dục, hệ thống
Hub/Gateway cần phải cung cấp đƣợc các dịch vụ cơ bản nhƣ truy nhập Internet qua vệ tinh, VoIP và IPTV.
Tùy vào phƣơng thức xây dựng Trung tâm dữ liệu của mạng SchoolNet là gắn liền với trạm Hub/Gateway hoặc không mà hệ thống sẽ có cấu trúc khác nhau.
Do Trung tâm dữ liệu của mạng lƣu trữ toàn bộ nội dung của hệ thống đào tạo trực tuyến do đó thông thƣờng hệ thống IPTV sẽ đƣợc xây dựng cùng với Trung tâm này nhằm mục đích truyền tải nội dung các bài giảng dƣới dạng truyền hình quảng bá hay dƣới dạng các video theo yêu cầu của Học sinh, sinh viên (Video-On-Demand).
Căn cứ vào các yêu cầu trên, hệ thống mạng VSAT cung cấp dịch vụ mạng dùng riêng cho Bộ Giáo dục và Đào tạo có điểm rất giống với một hệ thống Triple Play nhƣ đƣợc trình bày trong Chƣơng 8, trong đó trạm Hub/Gateway bao gồm:
- Phân hệ anten và cao tần (uplink): Nhƣ đã trình bày trong các chƣơng trƣớc, phân hệ này thực hiện truyền dẫn giữa vệ tinh và trạm chủ đặt trên mặt đất.
- 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. Một điều chú ý là với các hệ thống đòi hỏi băng thông lớn nhƣ Triple Play hay mạng SchoolNet thì việc sử dụng DVB-S2 là tối quan trọng vì giúp tối thiểu hóa băng tần vệ tinh sử dụng.
- Phân hệ thiết bị ứng dụng IP: Là trung tâm của hệ thống trong đó thiết bị quản lý băng thông đóng vai trò quản lý chất lƣợng của hệ thống đề hiệu suất đạt cao nhất. Ngoài ra hệ thống ứng dụng VoIP bao gồm Call Manager, Billing System cũng cần phải đƣợc triển khai để cung cấp dịch vụ VoIP qua mạng VSAT.
123
- 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. Tuy nhiên đây là hệ thống quản lý mạng dành cho thuê bao của mạng VSAT băng rộng, Bộ Giáo dục và Đào tạo cần một hệ thống quản lý mạng riêng của mình để kiểm soát các thuê bao truy nhập vào Trung tâm dữ liệu của mình. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Phân hệ quản lý mạng của hệ thống Data Center phải đảm bảo các chức năng sau:
Bảo vệ các học sinh truy cập nội dung không phù hợp.
Bảo đảm rằng các tài liệu chỉ đƣợc phân phối cho đúng ngƣời có thẩm quyền tại các trƣờng học.
Bảo vệ hệ thống khỏi virus độc hại và sự xâm nhập trái phép khác.
3.8.1.2.Cấu trúc trạm VSAT.
Để cung cấp đƣợc dịch vụ mạng dùng riêng cho Bộ Giáo dục, các trạm VSAT có cấu trúc nhƣ sau:
- Anten băng Ku 1,2m: thực hiện thu tín hiệu cao tần từ vệ tinh xuống hay phát lên vệ tinh
- Khối thiết bị thu phát cao tần ngoài trời bao gồm LNB, BUC: Thu phát và chuyển đổi tín hiệu cao tần thành L-bang và ngƣợc lại.
- Khối thiết bị trong nhà IDU: Là khối xử lý tín hiệu số và là trái tim của trạm VSAT. Chuyển đổi dữ liệu từ IP thành L-band và ngƣợc lại.
- Bên cạnh đó, để cung cấp dịch vụ VoIP, các trạm đầu cuối VSAT cần phải đƣợc trang bị các bộ điện thoại IP (IP Phone) để kết nối trực tiếp vào IDU của VSAT. Trong trƣờng hợp sử dụng máy điện thoại thông thƣờng thì cần phải kết nối với IDU thông qua Voice Gateway để chuyển đổi giữa IP và thoại Analog.
- Để sử dụng IPTV cho các kênh truyền hinh giáo dục, phía trạm VSAT cần phải đƣợc trang bị bộ giải mã Decoder (trong trƣờng hợp IPTV là IP Set-Top Box) để giải mã tín hiệu hinh ảnh từ IP. Bộ giải mã này đƣợc kết nối trực tiếp vào thiết bị trong nhà IDU và đƣa hình ảnh ra các thiết bị trình chiếu nhƣ máy chiếu, màn hình.
- Cuối cùng để hoàn thiện mô hình SchoolNet, IDU của trạm VSAT sẽ đƣợc kết nối vào mạng LAN của trƣờng/lớp học để cung cấp kết nối Internet băng rộng dành cho giáo viên và học sinh, sinh viên của trƣờng. Kết nối này có thể đƣợc dùng để truy cập đến hệ thống Trung tâm dữ liệu của mạng SchoolNet.
3.8.2.Phƣơng án triển khai dịch vụ
- Hệ thống SchoolNet muốn đƣợc triển khai toàn diện cần phải có quá trình đầu tƣ và xây dựng. Cách tốt nhất để triển khai hệ thống SchoolNet là triển khai từng bƣớc theo từng giai đoạn trong đó giai đoạn đầu là giai đoạn xây dựng mạng truy nhập Internet đồng thời hệ thống cơ sở dữ liệu (Data Center) cung cấp các bài giảng trực tuyến
- Các bài giảng trực tuyến ban đầu có thể dƣới dạng văn bản và tiến tới cung cấp dƣới dạng hình ảnh
- Lúc đó hệ thống mạng SchoolNet trở thành một hệ thống truy nhập Internet thông thƣờng với khả năng kết nối từ các trạm VSAT SchoolNet tới mạng Internet và đồng thời tới Trung tâm dữ liệu (Cổng điện tử của mạng SchoolNet).
124
3.8.2.1.Cách tính toán định cỡ phân bổ tài nguyên & công suất
- Quá trình định cỡ và tính toán quỹ công suất đƣờng truyền của mạng SchoolNet trong trƣờng hợp này đƣợc thực hiện nhƣ mạng VSAT băng rộng truy nhập Internet thông thƣờng. Tuy nhiên ngoài việc xác định phân đoạn vệ tinh, hệ thống còn cân xác định quy mô tuyến kết nối giữa trạm Hub/Gateway và Trung tâm dữ liêu.
- Ví dụ của quá trình định cỡ cho mạng SchoolNet nhƣ sau:
Lƣu lƣợng
Internet VoIP
Số lƣợng trạm 1000 1000
Tỉ lệ chia sẻ chiều đi OB 1:N 50 2
Tỉ lệ chia sẻ chiều về IB 1:N 50 2 IB CIR (Kbps) 512 20 IB PIR (Kbps) 0 20 OB CIR (Kbps) 2048 20 OB PIR (Kbps) 0 20 ACM Parameter IB Modulation 8PSK IB FEC (Turbo) 2/3 OB Modulation 16APSK OB FEC 3/4 Tổng kết Throughput (Mbps) BW (MHz) Tổng OB 50 16.7 Tổng IB 20 12,5 Tổng cả hệ thống 70 39,2
- Cũng nhƣ hệ thống Triple Play, hệ thống mạng dùng riêng SchoolNet phục vụ Bộ Giáo dục và Đào tạo là một mạng đa dịch vụ trên nền VSAT. Trong thực tế mạng này còn có thể sử dụng thêm dịch vụ Mạng Riêng ảo VPN của mạng VSAT băng rộng để tạo ra một mạng dùng riêng với độ bảo mật cao và phù hợp với nhu cầu của không chỉ mục đích giáo dục mà còn phù hợp với cả các nhu cầu của các cơ quan, tổ chức khác.
125