Trên cơ sở đặc tính kỹ thuật của vệ tinh VINASAT và kế hoạch triển khai cung cấp dịch vụ của VNPTI, Mạng VSAT-IP băng rộng VINASAT cần đáp ứng những yêu cầu sau:
- Hoạt động ở cả băng tần C (2 phân cực) và Ku tƣơng thích với các tiêu chuẩn kỹ thuật của vệ tinh Vinasat, cung cấp các ứng dụng tích hợp đa dịch vụ dựa trên nền IP trên cơ sở tận dụng các trang thiết bị; các hệ thống ứng dịch vụ hiện có, năng lực mạng có khả năng quản lý và phát triển tới hơn 5.000 thuê bao.
- Cấu trúc phân lớp theo mô hình MultiGateway bao gồm trạm Hub (bao gồm Hub và Gateway) đóng vai trò trạm chủ có khả năng cung cấp các ứng dụng dịch vụ với tốc độ đƣờng truyền và băng thông lớn, các trạm cổng Gateway có dung lƣợng trung bình (cỡ NxE1) và các trạm VSAT thuê bao (User terminal - UT). Với mô hình này sẽ tối ƣu hoá trong việc cung cấp đƣờng truyền cho mọi đối tƣợng khách hàng.
- Hoạt động theo cấu hình mạng hỗn hợp (mesh) và cấu hình mạng hình sao (star) nhằm linh hoạt trong việc xử lý trễ đƣờng truyền vệ tinh cung cấp các ứng dụng dịch vụ có tiêu chuẩn chất lƣợng đa dạng.
- Sử dụng giải pháp kỹ thuật và công nghệ tiên tiến nhất để tối ƣu hoá việc sử dụng băng tần vệ tinh, nâng cao linh hoạt chất lƣợng dịch vụ và giảm giá thành đầu tƣ. 2.2.4.Cấu trúc mạng
Hệ thống gồm có trạm chủ Hub, trạm cổng Gateway và các trạm VSAT thuê bao (User terminal - UT). Cấu hình mạng tổng thể bao gồm:
- Trạm Hub đƣợc xây dựng tại Trung tâm thông tin vệ tinh Quế Dƣơng đóng vai trò trạm chủ hoạt động ở băng tần C và Ku, kiểm soát quá trình truy nhập mạng của các thuê bao, có khả năng mở rộng để cung cấp các ứng dụng dịch vụ với tốc độ đƣờng truyền và băng thông lớn.
- Từ Quế Dƣơng Hub đƣợc kết nối với các mạng dịch vụ tại ITMC/C2 bằng truyền dẫn quang thông qua Router 7609. + Hệ thống ứng dụng dịch vụ sử dụng chung cơ sở hạ tầng mạng VSAT-IP băng rộng iPSTAR nhƣ thiết bị điều khiển cuộc gọi (Call Manager), thiết bị quản lý băng thông (Bandwidth Manager).
- Trạm Gateway đƣợc xây dựng tại Trung tâm thông tin vệ tinh Bình Dƣơng với dung lƣợng hạn chế (NxE1), trạm hoạt động ở băng tần C mở rộng. Từ Bình Dƣơng thông qua tuyến truyền dẫn SDH, Gateway kết nối với các mạng VPN/MPLS tại TP.HCM để cung cấp các dịch vụ trên địa bàn khu vực phía Nam.
- Trạm VSAT thuê bao (User terminal - UT) gồm 02 loại: UT băng Ku hoạt động theo mô hình mạng Star và UT băng C mở rộng hoạt động theo mô hình mạng hỗn hợp (Star và Mesh).
29
2.2.5.Yêu cầu về công nghệ trạm đầu cuối UT
Mạng VSAT-IP băng rộng vệ tinh VINASAT với đặc điểm vừa hoạt động ở băng tần C mở rộng và Ku, đáp ứng các yêu cầu về công nghệ sau:
- Mạng có cấu trúc làm việc theo mô hình mạng hỗn hợp Mesh và Star.
- Sử dụng phƣơng thức truy nhập TDM/TDMA, MF-TDMA kết hợp kỹ thuật điều chế QPSK và 8SPK.
- Các luồng dữ liệu đƣợc mã hoá TPC (Turbo Product Codes) để tăng hiệu quả sử dụng đƣờng truyền.
- Sử dụng công suất phát và cơ chế phân bổ băng thông linh hoạt dựa trên đặc điểm lƣu lƣợng từng khách hàng.
- Cung cấp các kết nối với các tốc độ khác nhau, có khả năng nhảy tần để tối ƣu về tốc độ đƣờng truyền và hiệu quả sử dụng băng tần.
- Có chức năng QoS, SLA để quản lý và giám sát chất lƣợng dịch vụ, cung cấp khả năng dùng chung Hub cho các mạng VPN khác nhau.
2.2.6.Mô hình cung cấp dịch vụ
- Cũng nhƣ mạng VSAT-IP băng rộng vệ tinh iPSTAR, mạng SAT-IP băng rộng
vệ tinh VINASAT cung cấp các dịch vụ nhƣ thoại VoIP, Internet, VPN, GSM-Trunking ... Tuy nhiên các dịch vụ này đƣợc phân bổ hợp lý hơn dựa trên yêu cầu về chất lƣợng dịch vụ cũng nhƣ yêu cầu thiết lập đƣờng truyền cụ thể cho khách hàng:
- Dịch vụ VoIP, Internet, VPN, Truyền hình MPEG4 sẽ đƣợc bố trí hoạt động ở băng tần Ku.
- Các dịch vụ có yêu cầu chất lƣợng cao nhƣ trung kế di động/tổng đài, mạng dùng riêng sẽ đƣợc bố trí hoạt động ở băng tần C mở rộng. Kênh sẽ đƣợc thiết lập theo các phƣơng án sau:
+ UT liên lạc trực tiếp UT: kết nối kiểu điểm - điểm, phù hợp với đối tƣợng khách hàng thuê kênh đơn lẻ;
+ UT liên lạc với trạm Hub: kiểu kết nối điểm – đa điểm, phục vụ khách hàng khu vực phía Bắc có nhu cầu thuê kênh từ chi nhánh về trụ sở chính nhƣng trụ sở chính không bố trí đƣợc vị trí lắp đặt anten;
+ UT liên lạc với trạm Gateway: kết nối kiểu điểm – đa điểm, phục vụ khách hàng khu vực phía Nam có nhu cầu thuê kênh từ chi nhánh về trụ sở chính nhƣng trụ sở chính không bố trí đƣợc vị trí lắp đặt anten.
2.3.Cấu trúc trạm chủ Hub:
- Trạm Hub hoạt động ở băng tần C mở rộng (2 phân cực) và Ku, có cấu hình đầy đủ bao gồm Anten, hệ thống cao tần (RF), hệ thống xử lý tín hiệu băng tần gốc (Baseband); hệ thống quản lý mạng (NMS).
- Hệ thống trang thiết bị của Trạm Hub bao gồm các khối chức năng chính gồm có: Antenna; Khối thu phát cao tần; Khối các thiết bị giao tiếp và xử lý tín hiệu băng gốc (Baseband); Hệ thống quản lý mạng (NMS).
30
2.3.1.Anten và khối thiết bị cao tần
- Anten và Khối thu phát cao tần của trạm Hub sử dụng chung anten và thiết bị cao tần của trạm NOC, toàn bộ phần này đã đƣợc trang bị trong dự án NOC với chỉ tiêu kỹ thuật cơ bản:
- Anten : gồm 1 anten băng C và 1 anten băng Ku, cả 2 anten này có đƣờng kính 6.3m. Anten băng C làm việc với 2 phân cực, phân cực đứng và phân cực ngang
- Anten và hệ thống cao tần RF sử dụng chung thiết bị của dự án NOC. Tuy nhiên, do tiến độ triển khai dự án NOC các anten này dự kiến cuối năm 2008 mới hoàn tất và khai thác chính thức (NOC sử dụng anten tạm trong thời gian thi công anten chính). Do vậy trong thời gian chờ thi công anten trạm NOC, trạm Hub sử dụng tạm anten Ku 2.4m có sẵn để đáp ứng tiến độ cung cấp dịch vụ ngay sau khi vệ tinh Vinasat đƣợc đƣa vào khai thác.
- Hệ thống Baseband và NMS đƣợc lắp đặt tại đài thông tin vệ tinh mặt đất HAN-1A có vị trí khá xa NOC (khoảng 300m), do vậy Baseband và RF không thực hiện đƣợc kết nối trực tiếp mà đƣợc thực hiện kết nối gián tiếp qua tuyến truyền dẫn quang qua thiết bị biến đổi quang-điện.
- Tƣơng tự Gateway mạng VSAT băng rộng iPSTAR hiện đang khai thác, từ Quế
Dƣơng trạm HUB đƣợc kết nối qua tuyến truyền dẫn quang về ITMC/C2 thông qua Router trục 7609 tới các mạng ứng dụng dịch vụ của VNPT/VNPTI hiện có.
- Thiết bị cao tần đƣợc trang bị đồng bộ bao gồm: HPA; LNA; Up/Down Converter trong đó HPA sử dụng cho băng C có công suất phát 750W; HPA sử dụng cho băng Ku có công suất phát 300W. Hệ thống thiết bị thu, phát đƣợc trang bị có khả năng phát bão hoà 2-3 phát đáp trên mỗi phân cực.
- Ngoài chức năng giám sát khai thác băng tần vệ tinh VINASAT, NOC còn đƣợc thiết kế để thực hiện chức năng Teleport cho các dịch vụ truyền hình, VSAT… kết nối NOC với các mạng dịch vụ này ở tần số trung gian L-Band.
2.3.2.Hệ thống Baseband và NMS
- Khác với hệ thống thiết bị cao tần và anten đã đƣợc trang bị trong dự án NOC, Baseband và NMS đƣợc trang bị mới. Hoạt động của Baseband và NMS đƣợc diễn giải qua các khối thiết bị cơ bản sau:
- Core router: Thực hiện chức năng định tuyến các gói tin IP giữa các thiết bị mạng trong Hub và kết nối với mạng dịch vụ phía ngoài thông qua Router 7609 hiện đang đặt ở C2-57HTK của VNPTI.
31
- TCP Accelerator: Tối ƣu hóa tốc độ truyền dẫn giao thức TCP/IP thông qua vệ tinh.
- Modulator/Transmitter: Đóng gói, mã hóa, điều chế dữ liệu tuyến phát lên vệ tinh (Outbound). Các khối thiết bị này hoạt động theo cấu hình N+1 để đảm bảo tính ổn định của hệ thống.
- Demodulator/Receiver: Xử lý dữ liệu nhận đƣợc từ các UT thông qua vệ tinh (Inbound), đồng thời tiến hành giải điều chế và giải mã, chuyển đổi dữ liệu nhận đƣợc thành các gói tin định dạng IP và chuyển tới Core Router định tuyến đi các hƣớng. Các khối thiết bị này cũng đƣợc trang bị với cấu hình dự phòng N+1.
- GPS Receiver: Cung cấp tần số chuẩn và tín hiệu đồng bộ cho hệ thống.
- 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 UT.
- Trạm Hub đóng vai trò trạm chủ, hoạt động ở băng tần C mở rộng và Ku với quy mô phục vụ tới 5000 UT nên:
- Baseband kết nối với thiết bị cao tần của NOC ở dải tần số trung gian L-Band theo các tuyến riêng biệt phù hợp với băng tần làm việc (C và Ku) và phân cực ( phân cực đứng và phân cực ngang ) của vệ tinh.
- Baseband và NMS đƣợc thiết kế theo cấu trúc mở, có khả năng làm việc với nhiều bộ phát đáp.
- Trạm VSAT với quy mô đầu tƣ là 1300 trạm băng Ku; 200 trạm băng C đƣợc
bố trí hoạt động qua trạm Hub và Gateway. Dung lƣợng thiết kế mỗi băng tần:
- Kết nối giữa Hub và UT ở băng tần C theo mô hình mạng hỗn hợp Mesh/Star, kết nối giữa trạm Hub và UT ở băng tần Ku theo mô hình mạng Star.
- NMS cung cấp giao diện đồ hoạ (GUI), cho phép phân cấp, phân quyền quản lý mạng, hỗ trợ khả năng truy nhập hệ thống quản lý mạng từ xa, đảm bảo chống truy nhập trái phép và an ninh mạng.
2.3.3.Tuyến kết nối trung tần IFL:
- Để thuận tiện cho việc khai thác và phù hợp với chức năng nhiệm vụ của các đơn vị Baseband và NMS sẽ đƣợc lắp đặt tại Đài thông tin vệ tinh mặt đất HAN-1A. Do Đài HAN-1A có vị trí khá xa NOC (khoảng 300m) nên Baseband và NOC không thực hiện đƣợc kết nối trực tiếp mà đƣợc thực hiện kết nối gián tiếp qua tuyến truyền dẫn quang với việc sử dụng thiết bị biến đổi quang-điện (IFL-Interfacility Link). Cần trang bị 06 cặp IFL để thiết lập 03 tuyến thu phát riêng rẽ trong đó 02 tuyến cho băng tần C mở rộng và 01 tuyến cho băng tần Ku. Thiết bị IFL đáp ứng các chỉ tiêu kỹ thuật nhƣ sau:
- Sử dụng với cáp quang đơn mode với dải tần làm việc: 950 – 2150 Mhz
- Tích hợp bộ tách ghép kênh (Combiner; Divider) để tăng khả năng mở rộng dung lƣợng khi có nhu cầu.
32
2.3.4.Trạm Cổng Gateway
- Tƣơng tự nhƣ trạm Hub, hệ thống trang thiết bị trạm Gateway cũng bao gồm: Antenna, Khối thu phát cao tần, Khối các thiết bị giao tiếp và xử lý tín hiệu băng gốc Baseband.
2.3.4.1.Anten và Khối thu phát cao tần
- Anten và thiết bị cao tần của trạm Gateway sử dụng chung Anten và thiết bị cao tần của trạm Teleport Bình Dƣơng, toàn bộ thiết bị này đã đƣợc trang bị trong dự án : Xây dựng trạm Teleport và thiết bị cho các trạm VSAT – Remote để sử dụng băng tần vệ tinh VINASAT.
- Anten: Đƣờng kính 7.2m, sử dụng lại anten của mạng VSAT/DAMA sau khi mạng VSAT/DAMA ngừng hoạt động, anten này làm việc với 2 phân cực.
- Khối thiết bị cao tần đƣợc trang bị đồng bộ gồm các thiết bị HPA; LNA; Up/Down Converter trong đó HPA có công suất phát 250W đủ khả năng phát bão hòa 02 bộ phát đáp cho mỗi phân cực.
2.3.4.2.Khối thiết bị giao tiếp và xử lý tín hiệu băng gốc Baseband.
- Đƣợc trang bị mới có tính năng tƣơng tự Baseband trạm Hub, cấu trúc và năng lực của Baseband đáp ứng đƣợc các yêu cầu sau:
- Hoạt động ở băng tần C với dung lƣợng thiết kế cân bằng cho tuyến phát và tuyến thu: tuyến phát 50Mbs, tuyến thu 50Mbs.
- Baseband đƣợc quản lý bởi Hệ thống quản lý mạng tập trung NMS đặt tại trạm Hub.
- Baseband kết nối với các mạng dịch vụ tại TP.HCM qua tuyến truyền dẫn SDH, tốc độ STM-1 giao diện điện.
2.4.Trạm UT
Các trạm VSAT (UT) bao gồm 3 phần chính: anten, thiết bị ngoài trời (ODU - Outdoor Unit) và thiết bị trong nhà (IDU - Indoor Unit). UT có các đặc điểm chung cụ thể nhƣ sau:
- Sử dụng công suất phát, các phƣơng pháp điều chế và truy cập vệ tinh linh hoạt, cho phép phân bổ băng thông hợp lý dựa trên đặc điểm lƣu lƣợng khách hàng.
- Giao diện mạng 10/100 (RJ45), USB.
- Hỗ trợ các giao thức UDP/TCP/IP; MAC; NAT; IP Routing; H.323.
- Nguồn điện cung cấp: 240 VAC.
2.4.1.UT băng Ku:
- Hoạt động với cấu hình Star. - Anten: 1,2m
- BUC: 2W
- Tốc độ đƣờng truyền hƣớng phát đạt tới 2 Mbps - Tốc độ đƣờng truyền hƣớng thu đạt từ 2 - 4Mbps
33
2.4.2.UT băng C:
- Hoạt động với cả 2 cấu hình Star . - Anten: 3 mét
- BUC: 5 W
- Tốc độ đƣờng truyền hƣớng phát đạt tới 512Kbps - Tốc độ đƣờng truyền hƣớng thu đạt từ 2- 4Mbps 2.4.3.VSAT lƣu động:
- Hoạt động với cấu hình Star.
- Sử dụng Anten tự bám gắn trên ô tô đƣờng kính 1.2m băng tần Ku, phục vụ các nhu cầu thông tin lƣu động, các sự kiện đặc biệt, đột xuất cần triển khai nhanh, công tác ứng cứu thông tin trong phòng chống lụt bão.
- BUC: 5 W.
- Tốc độ đƣờng truyền hƣớng phát đạt tới 2Mbps.
- Tốc độ đƣờng truyền hƣớng thu đạt từ 2- 4Mbps.
- Xe ôtô chuyên chở thiết bị, gắn anten VSAT. Xe là loại 2 cầu có thể di chuyển trên địa bàn rừng núi, trơn lầy.
2.5.Phƣơng thức truyền dẫn
- VNPTI đã hợp tác với VzB triển khai nút mạng VPN/MPLS. Nút mạng này tham gia vào mạng toàn cầu của VzB và đƣợc lắp đặt tại Trung tâm VTQTKV2 cung cấp các dịch vụ trên nền IP. Hiện nay mạng đã cung cấp dịch vụ cho hơn 20 khách hàng, tuy nhiên phân đoạn kênh nội hạt vẫn đang sử dụng phƣơng thức truyền dẫn TDM. Về phía các đơn vị trong ngành, Bƣu điện TP.HCM cũng đã đƣa mạng MAN vào khai thác cung cấp các dịch vụ băng rộng trên nền IP. Trạm Gateway Bình Dƣơng đƣợc xây dựng với mục tiêu cung cấp các dịch vụ VPN, Trunking ... cho các doanh nghiệp, khách hàng trên địa bàn khu vực phía Nam. Do vậy cần trang bị Router với dung lƣợng đủ lớn, lắp đặt tại ITMC2/142ĐBP để thực hiện chức năng kết nối trung gian giữa các mạng:
- Kết nối với Mạng VPN/MPLS của VzB giao diện FE.
- Kết nối với Mạng MAN Bƣu điện TP.HCM giao diện GE.
- Kết nối với Mạng KTR giao diện E1.
- Kết nối với Trạm Gateway Bình Dƣơng giao diện STM-1 điện.
- Nhƣ đã trình bày ở phần cấu hình hệ thống, tƣơng tự nhƣ mạng VSAT-IP băng rộng vệ tinh iPSTAR hiện đang khai thác, trạm Hub cũng đƣợc kết nối với Router 7609 đặt tại ITMC1/C2 bằng cáp quang (GE). Thông qua Router 7609 tới mạng VoIP; NGN ... sử dụng chung thiết bị Call Manager; Packet Shaper hạ tầng mạng VSAT băng rộng vệ tinh iPSTAR. Với việc sử dụng chung hạ tầng thiết bị ứng dụng dịch vụ nên đầu số 996xxxyy
