C/ R: đáp ứng lệnh
CHƯƠNG 5 GIAO THỨC INTERNET(IP) QUA MẠNG VỆ TINH
5.1. Các điểm nhìn khác nhau của liên kết mạng vệ tinh
Tương tự như mạng mặt đất, mạng vệ tinh làm cho mạng internet ngày càng gia tăng lưu lượng .Bây giờ nĩ cịn được ứng dụng trong mạng lưới điện thoại. Hiện nay mạng lưới internet chủ yếu được cung cấp bởi các ứng dung và dịch vu internet cổ điển ví dụ như là www, FTP và emails. Mạng lưới vệ tinh chỉ cần hỗ trợ những tiện ích của mạng internet cổ điển để cĩ thể cung cấp chất lượng truyền thơng tốt nhất
Sự kết hợp của viễn thơng và internet là tiền đề để phát triển của cơng nghệ đàm thoại qua IP (VoiIP) hội nghị và các dịch vụ quảng cáo qua IP. Vì vậy các gĩi IP được kì vọng là sẽ ứng dụng rộng rãi hơn trong các giai đoạn của dịch vụ và ứng dụng thơng qua mạng vệ tinh, muốn làm được điều này thì địi hỏi chất lượng của dịch vụ (QoS) từ mạng IP
rất nhiều những nghiên cứu và phát triển đã được ứng dụng vào mạng vệ tinh để hỗ trợ đa truyền thơng thời gian thực kiểu mới và đa ứng dụng yêu cầu QoS. IP được thiết kế để khơng phụ thuộc vào bất kỳ cơng nghệ mạng nào vì thế nĩ cĩ thể được điều chỉnh cho phủ hợp với tất cả cơng nghệ mạng sẵn cĩ. Đối với mạng vệ tinh, thì chúng ta cĩ 3 cơng nghệ mạng vệ tinh liên quan đến IP vệ tinh đĩ là :
• Satellite telecommunication networks (mạng truyền thơng vệ tinh):đã cung cấp các dịch vụ vệ tinh(như là thoại, Fax, Dữ liệu…) trong nhiều năm qua và cũng cung cấp truy cập internet và kết nối mạng con internet bằng cách sử dụng liên kết điểm diểm.
• Khái niệm mạng mơi trường chia sẻ gĩi vệ tinh dựa trên đầu cuối khẩu độ rất nhỏ hỗ trợ các loại giao tác của dịch vụ dữ liệu trong nhiều năm và nĩ cũng phù hợp với hỗ trợ IP.
• Truyền hình quảng bá kỹ thuật số (DVB) IP qua DVB thơng qua vệ tinh cĩ tiềm năng cung cấp truy nhập băng thơng rộng trên vùng rộng lớn. DVB –S cung cấp dịch vụ quảng bá một chiều đầu cưối người dùng cĩ thể chỉ nhận nhận dữ liệu thơng qua vệ tinh. Đối với các dịch vụ internet liên kết được cung cấp ngược lại bằng cách sử dụng các liên kết quay số thơng qua các mạng truyền thơng .DVB-RCS cung cấp các liên kết ngược lại thơng qua vệ tinh để các đầu cuối người dùng cĩ thể truy nhập internet thơng qua vệ tinh. Điều này loại bỏ tất cả các khĩ khăn do các liên kết ngược thơng qua mạng truyền thơng trái đất vì vậy cho phép đầu cuối người dùng linh hoạt hơn và di động hơn.
5.1.1. Điểm nhìn giao thức chính của mạng IP vệ tinh
Điểm nhìn giao thức trung tâm của mạng vệ tinh IP nhấn mạnh giao thức ngăn xếp và giao thức chức năng trong phạm vi mơ hình tham chiếu. Hình 5.1 minh hoạ mối liên quan giữa IP và các kỹ thuật mạng khác IP cung cấp một mạng lưới đồng bộ xố đi các khác biệt giữa các kỹ thuật khác nhau, các mạng khác nhau cĩ thể truyền các gĩi IP với nhiều cách thức khác nhau.
Mạng vệ tinh bao gồm các mạng kết nối định hướng, mạng mơi trường chia sẻ điểm tới đa điểm phi kết nối, mạng quảng bá cho truyền thơng điểm-điểm và truyền thơng điểm-đa điểm. Mạng trái đất bao gồm LAN,MAN,WAN, quay số, các mạng mạch và mạng gĩi. Mạng LAN thường dựa trên mơi trường chia sẻ và mạng WAN dựa trên kết nối điểm-điểm.
Hình 5.1 Mối quan hệ giữa IP và các kỹ thuật mạng khác nhau
5.1.2. Điểm nhìn vệ tinh trung tâm của mạng mặt đất và internet
Điểm nhìn vệ tinh trung tâm nhấn mạnh bản thân mạng vệ tinh,ví dụ vệ tinh (GEO hoặc phi GEO) được xem như là cơ sở hạ tầng cố định và tất cả các cơ sở hạ tầng mặt đất được xem như liên quan đến vệ tinh. Hình 5.2 mơ tả điểm nhìn trung tâm vệ tinh của mạng mặt đất. Hình 5.3 chỉ ra sơ đồ điểm nhìn từ trung tâm trái đất tới trung tâm vệ tinh điểm nhìn của trái đất và vệ tinh LEO( O G
= OOG
là vectơ từ O tới vị trí của vệ tinh GEO OG và r
= rG là quỹ đạo GEO với bán kính RG ) mà quỹ đạo mặt trái đất và vệ tinh cĩ thể được biểu diễn như sau:
2 (r − OG ) ( ( R −R ) γ = 2RG
2 − 1 G E
2 (r − OG ) ( ( R −R ) γ = 2R G 2 − 1 G L
Trong đĩ RL là bán kính của quỹ đạo vệ tinh LEO
Để hỗ trợ mạng IP, mạng vệ tinh phải hỗ trợ khung dữ liệu để mang các gĩi IP qua kỹ thuật mạng. Định tuyến mang các gĩi IP từ khung của một loại mạng và mở gĩi gĩi IP tại khung của loại mạng khác để làm cho phù hợp với quá trình truyền trong các kỹ thuật mạng.
Hình 5.2 Điểm nhìn trung tâm vệ tinh của mạng trái đất 2 (r − O ) γ = −1 R −R ) r = RL 2 2R G E OG RE r = RE RL γ = G −1(R − R ) 2 RG RG
Hình 5.3 Ánh xạ điểm nhìn từ trung tâm trái đất tới điểm nhìn trung tâm GEO
5.1.3. Điểm nhìn trung tâm mạng của mạng vệ tinh
Hệ thống và kỹ thuật mạng vệ tinh tập trung vào 2 mặt:vùng khơng gian và vùng mặt đất . Trong vùng khơng gian (tải trong truyền thơng vệ tinh) nhiều loại kỹ thuật cĩ thể được sử dụng bao gồm bộ phát đáp trong suốt(ống cong), xử lý onboard, chuyển mạch mạch onboard, chuyển mạch gĩi onboard (cũng cĩ thể chuyển mạch ATM), chuyển mạch DVB-S và DVB-RCS hoặc định tuyến IP.
G
G
2 G L
2 (r − O
Tổng quan trung tâm mạng của hệ thống vệ tinh nhấn mạnh đến chức năng mạng hơn là kỹ thuật vệ tinh, tuy nhiên người sử dụng xem các loại mạng và kết nối logic khác nhau hơn là các kỹ thuật mạng và sự triển khai vật lý. Hình 5.4 trình bày tổng quan trung tâm mạng của mạng vệ tinh.
Hình 5.4 Điểm nhìn trung tâm trái đất của mạng vệ tinh
Tất cả các chức năng thêm vào là gia tăng độ phức tạp của tải trọng vệ tinh trong khả năng hỗ trợ cấu trúc liên kết đa chùm điểm “sao” (điểm đến đa điểm cĩ tâm tại gateway trạm mặt đất) và “lưới” (đa điểm tới đa điểm) vì vậy cĩ khả năng thất bại nhưng chúng cũng cung cấp nhiều lợi ích của việc sử dụng tối ưu hố băng thơng và nguồn cơng suất.
Vệ tinh trong tương lai với chức năng chuyển mạch DVB onboard sẽ cĩ thể tích hợp dịch vụ quảng bá và tương tác bằng việc kết hợp với chuẩn DVB-S và DVB- RCS . khơi phục tải trọng DVB-S cĩ thể ghép thơng tin từ các nguồn khác nhau vào một chuẩn luồng DVB-S đường xuống. Một ví dụ khác của việc sử dụng chuyển mạch onboard DVB là liên kết mạng các LAN sử dụng IP thơng qua đĩng gĩi MPEG-2, thơng qua khơi phục lại tải trọng vệ tinh.
Thực hiện các chức năng phụ thuộc vào yêu cầu của việc vận hành và bảo mật mạng để mang lại độ tin cậy và hiệu quả về giá thành của vệ tinh.