a) Sơ đồ cấu trỳc
b) Cỏc thành phần chớnh
- TCP Accelerator (TCPA): Tối ưu húa tốc độ truyền TCP qua vệ tinh (giảm thời gian trễ, suy giảm chất lượng của giao thức TCP/IP qua vệ tinh) được thực hiện nhờ một phần mềm Flash Networks NettGain 2000 cú chức năng tiếp nhận cỏc gúi tin TCP/IP rồi chuyển chỳng sang giao thức BST (Boosted Session Transport) để truyền qua vệ tinh, trong khi cỏc gúi tin UDP (User Datagram Protocol) cho cỏc ứng dụng như video streaming được giữ nguyờn khi truyền. ở phớa UT cú phần mềm Client để chuyển dịch dữ liệu nhận được thành cỏc gúi tin TCP/IP, UDP/IP. Thủ tục này được làm tương tự cho hướng ngược lại.
- Radio Resource Management (RRM): Đõy là phần tử đặc biệt quan trọng của trạm cổng, cú chức năng quản lý cỏc nguồn tài nguyờn đường truyền vệ tinh, phõn bổ hay giải phúng dung lượng cho cỏc UT mỗi khi cỏc trạm log-on hay log-off khỏi mạng và điều khiển cỏc chức năng thực hiện trờn TI, SI.
TOLL- Tx
Trong đú:
+ RRM phõn bổ tài nguyờn đường truyền bao gồm: tần số, băng thụng, khe thời gian (time slots), mó hoỏ, điều chế và độ tăng ớch (gain) trờn cơ sở cỏc yờu cầu kết nối của cỏc UT và tài nguyờn sẵn cú, với mục đớch giành cho mỗi UT chất lượng dịch vụ (QoS) tốt nhất cú thể phự hợp theo cấp độ dịch vụ (CoS) đó được thiết lập cho mỗi UT. Ngoài ra RRM cũn cú chức năng theo dừi và giỏm sỏt để hệ thống luụn hoạt động một cỏch tối ưu
+ Toll Interface (TI): gồm thiết bị phần cứng và phần mềm giao tiếp với
thiết bị phỏt TOLL (TOLL Tx). TI nhận cỏc gúi tin gửi từ FLP, sau đú sắp xếp và đúng gúi, dưới sự điều khiển của RRM, theo định dạng khung của TOLL trước khi gửi tới TOLL-Tx. Mỗi TI làm việc với 1 TOLL-Tx.
+ TOLL-Tx: Nhận luồng bit đó được định dạng từ TI, mó hoỏ TPC, điều
chế (QPSK, 8-PAH, 16-PAH), ghộp kờnh OFDM và đổi thành trung tần 135MHz, sau đú đổi lờn băng L (950-1450Mhz) và băng Ka, phỏt lờn vệ tinh. Mỗi trạm Gateway cú tối đa tới 12 khối TOLL-Tx làm việc và 2 khối dự phũng. Mỗi khối TOLL-Tx cho phộp 20.000 Terminal kết nối đồng thời, với dung lượng truyền dẫn lờn tới 186Mbps.
+ STAR-Rx: nhận tớn hiệu băng Ka từ vệ tinh, chuyển đổi tới dải tần 950
đến 1450 MHz sau đú thực hiện tỏch kờnh, giải điều chế, và giải mó tớn hiệu. Cỏc gúi tin TCP (BST), UDP được lọc ra và gửi tới SI để ghộp lại với cỏc gúi IP bị phõn mảnh khỏc để gửi tới cỏc thiết bị đầu cuối ứng dung. Mỗi khối STAR-Rx cú dung lượng truyền dẫn tới 8Mbps.
+ STAR Interface (SI): Nhận cỏc gúi tin TCP, UDP từ STAR-Rx, sau đú
xử lý và sắp xếp thành cỏc gúi tin IP rồi gửi tới IPR theo sự điểu khiển của RRM. Ngoài ra SI cũn cú cỏc chức năng khỏc : xử lý cỏc bản tin bỏo hiệu giữa trạm cổng và UT; giỏm sỏt hoạt động của kờnh để kịp thời bỏo
cỏo cho RRM để đưa ra sự điều chỉnh phự hợp. Mỗi SI làm việc được với 10 STAR-Rx. Mỗi gateway cú tối đa tới 10 SI. Mỗi SI cú thể cho phộp tới 20.000 UT kết nối đồng thời.
+ Network Management (NM): Thực hiện cỏc chức năng về quản trị mạng chung như: quản lý lỗi, phỏt hiện và đưa ra cỏc cảnh bỏo mỗi khi cú sự cố về phần cứng hay phần mềm; quản lý cấu hỡnh, cập nhật theo dừi cỏc thay đổi về cấu hỡnh hoạt động của cỏc thiết bị; quản lý truy nhập mạng, cấp tờn, passwords và quyền truy nhập cho từng người sử dụng; quản lý hệ thụng tớnh cước…
- Forward Link Processor (FLP): bao gồm phần mềm chạy trờn mỏy chủ, thực hiện cỏc chức năng TCPA, lọc và xắp sếp cỏc gúi tin IP đỳng thứ tự ưu tiờn theo chất lượng dịch vụ (QoS) và phõn loại dịch vụ (CoS) trước khi gửi tới TOLL Interface (TI). Ngoài ra FLP cũn cú chức năng giỏm sỏt hoạt động, lỗi, tương tỏc với thiết bị quản lý tài nguyờn (RRM) phõn bổ tài nguyờn đường truyền cho cỏc UT. Bản tin cước từ TI và SI được hợp nhất tại đõy rồi chuyển tới NMS và mỏy chủ tớnh cước.
- Acounting server/Call Record server: Nhận dữ liệu từ NMS và lưu trữ tại cơ sở dữ liệu nội bộ để phục vụ cho mục đớch tớnh cước. Và tuỳ thuộc vào ứng dụng cung cấp mà trạm Gateway được trang bị thờm, gồm cỏc ứng dụng
+ Cỏc đường truyền kết nối băng rộng với mạng Internet, trụ sở khỏch hàng cho cỏc mục đớch cung cấp người sử dụng đầu cuối truy cập mạng Internet băng rộng, mạng dựng riờng...
+ Content Server, VoD Server...: cho ứng dụng cung cấp thụng tin, chương trỡnh TV theo yờu cầu.
+ CallManager Server: cho ứng dụng thoại, fax.
+ Video Conferencing Server: cho truyền hỡnh hội nghị
- Core IP Router (IPR): Thực hiện trờn một router riờng biệt cú năng lực
chuyển mạch và định tuyến mạnh; định tuyến cỏc gúi tin IP vào, ra giữa cỏc thiết bị trong mạng iPSTAR và cỏc mạng bờn ngoài. Router sử dụng giao thức BGP (Border Gateway Protocol) dựng phổ biến trờn Internet để trao đổi thụng tin định tuyến trong mạng, dựa trờn chương trỡnh quản lý định tuyến BRM (Border Route Manager).
c) Hoạt động của trạm Gateway
- Trạm Gateway làm việc băng tần Ka, được thiết kế hoạt động theo cấu hỡnh dự phũng (1+1) cho phần cao tần, anten chớnh và dự phũng được phõn tập theo khụng gian, cỏch nhau từ 40 đến 60 km, để trỏnh ảnh hưởng của thời tiết lờn đồng thời tới hai địa điểm.Hệ thống cao tần tại hai địa điểm được kết nối trực tiếp với nhau bằng cỏp quang.
- Hướng truyền dẫn từ Gateway đến UT được gọi là TOLL Link - được viết tắt từ Turbo Product Coded Orthogonal Frequency Multiplexed L-coded Link, trong đú : mó hoỏ Turbo được sử dụng để cải thiện tỷ lệ bit lỗi (BER), ghộp kờnh OFDM (ghộp kờnh theo cỏc dải tần số trực giao, trong đú mỗi dải tần lại được truy nhập theo thời gian - kỹ thuật TDM) để tăng dung lượng truyền dẫn, L-code (được thiết kế riờng cho trạm Gateway) kết hợp của kỹ thuật sửa lỗi và điều chế nhằm nõng cao chất lượng đường truyền phự hợp cho những điều kiện thời tiết khỏc nhau.
Hỡnh 1.10: Cấu trỳc khung TOLL Link
- Luồng tớn hiệu OFDM của TOLL Link ghộp từ 16 kờnh 3.375MHz (được gọi là ‘band’) truyền đi trờn dải thụng tới 54MHz, cỏc kờnh được đỏnh số 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 từ tần số thấp nhất tới tần số cao nhất. Mỗi một yờu cầu kờnh từ cỏc UT được RRM gỏn theo trỡnh tự từ kờnh trung tõm tiếp đến là kờnh gần nhất bờn trỏi rồi bờn phải tương ứng, Vớ dụ : 0,15,1,14,2,13,3… Mỗi kờnh 3.375MHz lại được phõn thành 256 khe thời gian (time slots) trong một khung, mỗi slot mang 4096 symbols, trong đú 4 slots đầu dựng cho đồng bộ và điều khiển liờn lạc trong hệ thống. Cỏc UT trờn cựng kờnh trong cựng khung cú thể sử dụng cỏc phương thức điều chế, mó hoỏ khỏc nhau tuỳ theo dịch vụ của UT đú và điều kiện thời tiết nơi đặt UT. Do đú mỗi khung TOLL Link cú 256 # 4096 = 1.048.576 symbols, và khoảng thời gian mỗi khung là 1048576 symbols/3.375 Msymbols/sec = 0.311 sec.
- Đường truyền dẫn từ UT đến Gateway gọi là STAR Link - Slotted Aloha TDMA Aloha Return Link, để chỉ 3 kỹ thuật truy nhập Slotted Aloha, Aloha, TDMA dựng cho hướng truyền này. Mỗi một phương thức truy nhập được sử
dụng linh hoạt thụng qua điều khiển của RRM phự hợp cho loại dịch vụ hay lưu lượng gỏn cho mỗi UT.
Hỡnh 1.11: Cỏc kiểu kờnh STAR Link
- Một dải tần 500MHz chia thành 237 băng con, mỗi băng cú độ rộng 2.11MHz (gọi là ‘STAR band’), mỗi STAR band cú thể được chia thành một trong năm loại kờnh (súng mang) tuỳ vào đặc tớnh lưu lượng và kiểu truy nhập: 16 kờnh 132Khz ; 8 kờnh 264 KHz ; 4 kờnh 528KHz ; 2 kờnh 1.026MHz ; hoặc 1 kờnh 2.11 MHz.
- Mỗi một súng mang lại được phõn theo cỏc định dạng khung (TDM) khỏc nhau, trong mỗi khung cú thể được phõn thành 256, 128, 64, 32 hoặc 16 time slots tuỳ thuộc đặc tớnh liờn lạc của UT. Cho mục đớch đồng bộ, khoảng thời gian cho một khung của STAR Link cũng giống TOLL Link là 0.311sec, và do tốc độ STAR Link được thiết kế bằng nửa tốc độ TOLL Link nờn mỗi khung STAR cho cú tổng cộng là 524288 symbols. Sau đõy là một vớ dụ về cấu trỳc khung của STAR Link cho loại 8 kờnh, 64 slot, điều chế QPSK:
Hỡnh 1.12: Cấu trỳc khung của STAR Link cho loại 8 kờnh