- Khác với dịch vụ truy nhập Internet trực tiếp qua vệ tinh, dịch vụ Internet Trunking cung cấp kết nối từ các điểm truy nhập Internet – Hotspot hay MDU đến các nhà cung cấp dịch vụ Internet.
- Đối tƣợng phục vụ của Hotspot là các khách sạn và các khu du lịch, nghỉ dƣỡng, các điểm truy nhập Wifi để cung cấp dịch vụ truy nhập Internet băng rộng cho khách hàng.
- Đối tƣợng phục vụ của MDU là các tòa nhà lớn, các khach sạn và các khu chung cƣ với nhiều hộ gia đình sử dụng chung một tuyến truyền dẫn để kết nối Internet.
3.2.1.Phƣơng án kỹ thuật
- Phƣơng án kỹ thuật xây dựng một hệ thống cung cấp dịch vụ Internet Trunking đƣợc trình bày trong Hình 3.7.
- Về cơ bản, hệ thống sử dụng một mạng VSAT băng rộng làm hệ thống truyền dẫn các tuyến – trunk cho một mạng truy nhập Internet. Điều này khác chút ít so với hệ thống cung cấp dịch vụ truy nhập Internet băng rộng, trong đó mạng VSAT băng rộng đóng vai trò là mạng truy nhập và cung cấp dịch vụ trực tiếp tới ngƣời dùng cuối.
- Khách hàng truy nhập sử dụng dịch vụ mạng phải có account đã đƣợc đăng ký hoặc sử dụng thẻ phát hành của nhà cung cấp dịch vụ.
- Access gateway thực hiện chức năng quản lý quyền truy nhập sử dụng dịch vụ của khách hàng.
- Ngƣời dùng cuối sử dụng các thiết bị đầu cuối nhƣ Laptop, SmartPhone, Tablet để truy nhập hệ thống thông qua các điểm truy nhập Hotspot tại các điểm công cộng, hoặc truy nhập từ các hộ gia đình qua MDU (Multi Dwelling Unit). Sau khi xác nhận quyền truy nhập cho ngƣời sử dụng, hệ thống sẽ định tuyến các luồng dữ liệu của ngƣời dùng đến mạng Internet.
50
- Quy mô của một hệ thống cung cấp dịch vụ Internet Trunking phụ thuộc vào việc tính toán định cỡ và quỹ công suất đƣờng truyền của hệ thống. Từ đó sẽ xác định đƣợc thiết bị cần thiết để cung cấp dịch vụ với yêu cầu đã đặt ra.
51
Internet Anten
Vệ tinh
VSAT RJ45, USB
Access Gateway
Hình 3.7: Sơ đồ kết nối hệ thống Internet Trunking qua VSAT
STM-x
Router
Thiết bị quản lý băng thông
MNS Baseband Firewall Hot Spot RJ45, USB PDA Laptop VSAT Tablet Hộ 1 Hộ 2 Hộ 3 Hộ 4 MDU AAA Radius Database Server TCP/HTTP Accelerator
52
3.2.1.1.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.
Nhƣ trong Hình 3.7, 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 Managerzment System) trong đó các hệ thống cao tần (uplink), hệ thống xử lý băng gốc và hệ thống NMS có vai trò nhƣ đã trình bày ở phần trên.
- Phân hệ thiết bị ứng dụng IP: Cũng nhƣ một hệ thống VSAT băng rộng phục vụ truy nhập Internet, phân hệ thiết bị ứng dụng IP của hệ thống VSAT băng rộng cung cấp dịch vụ Internet Trunking cũng bao gồm các thành phần cơ bản nhƣ các thiết bị định tuyến và truyền dẫn IP (router, switch .v.v.), tƣờng lửa, thiết bị quản lý băng thông và các server. Để cung cấp dịch vụ Hotspot, trạm Hub/Gateway cần phải đƣợc trang bị Radius Server.
Radius server đƣợc lắp đặt tại trạm Gateway thực hiện chức năng lƣu trữ dữ liệu chi tiết cuộc gọi (CDR) phục vụ mục đích tính cƣớc, điều này khác với hệ thống truy nhập Internet qua vệ tinh ở Chƣơng 1 khi thiết bị quản lý băng thông đảm nhận công việc này vì ngƣời dùng cuối đối với dịch vụ truy nhập Internet qua vệ tinh là các chủ thuê bao VSAT còn ngƣời dùng cuối của dịch vụ Internet Truking là các khách hàng đằng sau VSAT đó. Ngoài ra Radius server còn cập nhật thông tin phục vụ yêu cầu Roaming của khách hàng. Tiêu chuẩn kỹ thuật của Radius Server đƣợc liệt kê nhƣ dƣới đây:
Hỗ trợ giao thức RADIUS tiêu chuẩn (tối thiểu RFC 2138, 2139).
Hỗ trợ PAP.
Hỗ trợ khả năng cập nhật “interim accounting” (Interim-Acct-Update) Hỗ trợ phần điều khiển thông qua SNMP.
53
Ngoài ra hệ thống cung cấp dịch vụ Internet Trunking cần phải có một hệ thống quản lý thuê bao của riêng mình để quản lý các thuê bao truy nhập Internet. Hệ thống quản lý này khác với hệ thống quản lý NMS của mạng VSAT băng rộng (quản lý truy nhập đối với các trạm VSAT). Hệ thống này lƣu trữ thông tin của các tài khoản hay thuê bao sử dụng dịch vụ Hotspot tại Datebase Server.
- Trạm Gateway đƣợc nối với Backbone thông qua tuyến truyền dẫn cáp quang hoặc SDH. Ngoài ra có thể có phƣơng án kết nối đến mạng lõi của nhà cung cấp dịch vụ Internet (ISP), lúc này mạng VSAT hoàn toàn chỉ đóng vai trò truyền dẫn các luồng dữ liệu cho các ISP cung cấp dịch vụ Hotspot hoặc MDU.
3.2.1.2.Cấu trúc trạm VSAT dùng cho dịch vụ Internet Trunking:
Một trạm VSAT cung cấp dịch vụ Internet Trunking qua vệ tinh có cấu trúc khá đơn giản, bao gồm:
- Anten có đƣờng kính từ 1,2 hoặc 1,8m (đối với băng Ku) hay 2,4 hoặc 3m (đối với băng C).
- Các thiết bị thu phát cao tần LNB, BUC. Công suất BUC phụ thuộc vào kết quả tính Link Budget để đáp ứng nhu cầu lƣu lƣợng qua trạm VSAT đó.
- 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.
- Các gói tin IP sau đó sẽ qua mạng truy nhập (Access Point hay cáp mạng) để đến các thiết bị đầu cuối của ngƣời dùng (Laptop, Smartphone).
- Riêng đối với các trạm VSAT cung cấp dịch vụ MDU, cần phải có Access gateway để thực hiện chức năng quản lý quyền truy nhập của khách hàng với tiêu chuẩn kỹ thuật nhƣ sau:
Hỗ trợ giao thức RADIUS tiêu chuẩn (tối thiểu RFC 2138, 2139).
Hỗ trợ PAP.
Hỗ trợ khả năng cập nhật “interim accounting” (Interim-Acct-Update)
Hỗ trợ phần điều khiển thông qua SNMP. 3.2.2.Phƣơng án triển khai thử nghiệm dịch vụ
- Phƣơng án triển khai thử nghiệm dịch vụ Internet Trunking đƣợc mô tả trong Hình 3.9
- Radius Server đƣợc lắp đặt tại trạm Hub/Gateway thực hiện chức năng chứng thực và lƣu trữ dữ liệu chi tiết cuộc gọi (CDR) phục vụ mục đích tính cƣớc (AAA – Authentication and Accounting). Ngoài ra Radius Server còn cập nhật yêu cầu Roaming của khách hàng khi sử chuyển đổi giữa các Access Point của các nhà cung cấp dịch vụ khác nhau.
- Access gateway thực hiện chức năng quản lý quyền truy nhập sử dụng dịch vụ của khách hàng.
- Khách hàng khi muốn sử dụng dịch vụ phải có tài khoản hệ thống đã đƣợc đăng ký.
54
Anten
Vệ tinh
Hình 3.9. Phương án triển khai thử nghiệm dịch vụ Internet Trunking
STM-1 Thiết bị quản lý băng thông MNS Router 7609 iPSTAR Gateway- Que Duong Firewall Trạm test RJ45, USB PDA Laptop VSAT Tablet AAA Radius Database Server Internet Router 4507 97 NCT FTP Server 192.168.123.245
55
3.2.2.1.Cách tính toán phân bổ tài nguyên và công suất:
- Khác với việc định cỡ cho hệ thống cung cấp mạng truy nhập Internet băng rộng nhƣ trong Chƣơng 1, việc định cỡ cho một hệ thống cung cấp mạng truyền dẫn cho dịch vụ Internet không phải tính đến hệ số chia sẻ cho số ngƣời sử dụng trên một đơn vị băng thông dữ liệu mà hệ số chia sẻ cho ngƣời sử dụng sẽ dƣợc tính toán ở các đầu truy nhập Hotspot.
- Thiết bị quản lý băng thông trong hệ thống chỉ đóng vai trò kiểm soát luồng lƣu lƣợng từ mỗi điểm truy nhập Hotspot đến hệ thống và ngƣợc lại chứ không kiểm soát lƣu lƣợng của từng thuê bao truy nhập nhƣ trong dịch vụ truy nhập Internet qua mạng VSAT băng rộng.
a. Định cỡ hệ thống (Network Sizing).
- Băng thông hệ thống của một hệ thống Internet Trunking đƣợc tính bằng tổng băng thông của các điểm truy nhập Hotspot đến trạm Hub/Gateway có tính đến hệ số chia sẻ (CR) của các điểm truy nhập với nhau. Hệ thống Internet Trunking có hệ số chia sẻ tƣơng đối thấp (khoảng xấp xỉ bằng 1 tức là 1:N với N=1) vì bản chất là hệ thống đã phải tính đến hệ số chia sẻ cho ngƣời dùng ở tại các điểm truy nhập Hotspot và do đó quá trình tối ƣu hóa đƣờng truyền đã đƣợc thực hiện một lần.
- Thực tế cho thấy một tuyến truyền dẫn với 2Mbps/512Kbps với hệ số chia sẻ 60 – 100 tại Hotspot là phù hợp cho các điểm truy nhập Internet ở các nơi công cộng. Đối với các điểm truy nhập cho khách sạn và khu du lịch, các tuyến truyền dẫn từ 4Mbps/1Mbps trở lên với hệ số chia sẻ 80-100 tại Hotspot sẽ phù hợp hơn. Ngoài ra, tùy cách bố trí các điểm truy nhập Hotspot, các tuyến truyền dẫn Internet Trunking có thể gộp lại tạo ra một luồng truyền dẫn Internet Trunking chung cho cả hệ thống để tận dụng tốt hơn khả năng chia sẻ băng thông. Trong trƣờng hợp này, hệ số chia sẻ băng thông chung cho toàn bộ hệ thống truyền dẫn tốt nhất nên từ 10/8 đến 1.
- Để so sánh dịch vụ truy nhập Internet trực tiếp qua mạng VSAT băng rộng trong Chƣơng 1 và dịch vụ Internet Trunking, quá trình Network sizing đối với 1 hệ thống giả định gồm 1 trạm (2Mbps/512Kbps) và 1trạm (4Mbps/1Mbps) làm Internet Trunking sử dụng băng tần Ku đƣợc thực hiện nhƣ bảng dƣới đây:
Lƣu lƣợng Internet Trunking 1 Internet Trunking 2 Số lƣợng trạm 1 1
Tỉ lệ chia sẻ chiều đi OB 1:N 1 1
Tỉ lệ chia sẻ chiều về IB 1:N 1 1 IB CIR (Kbps) 512 1024 IB PIR (Kbps) 512 1024 OB CIR (Kbps) 2048 3096 OB PIR (Kbps) 2048 3096 ACM Parameter
56
Internet 1 Internet 2
IB Modulation 8 PSK 8 PSK
IB FEC (Turbo) 2/3 2/3
OB Modulation 16APSK 16APSK
OB FEC 3/4 3/4 Tổng kết Throughput (Mbps) BW (MHz) Tổng Inbound 1,5 1 Tổng Outbound 5 2 Tổng cả hệ thống 6,5 3
b. Quỹ công suất đường truyền.
- Trạm Hub/Gateway:
Anten 9m hoạt động trên băng tần Ku;
Điều chế mã hóa 8PSK 8/9;
- Trạm VSAT:
Anten 1,2m hoạt động trên băng tần Ku;
Điều chế mã hóa QPSK 2/3;
- Tốc đô mỗi tuyến về Inroute: 640Kbps
57
Satellite: VINASAT-1
22-Aug-10 InformationRate: 5155.6 kbps HN Outroute DVB-S2 8PSK FEC 8/09
10:32 PM Hub Tx
Site:
9.00 m Remote Rx Site:1.20 m
BASELINE PARAMETERS T Unit S U M M A R Y
Carrier Symbol rate 2000. 0
Ksps Carrier Info
Rate
5156 Kbps % Avail S/C Power Reqd/Crr 8.70 % FEC Code Rate 1/2 % Xponder Bandwidth Reqd/Crr 6.67 % Outroute Mode/
Code Block Occupied Bandwidth 2.40 MHz
Crr Xmission Rate 6000.0 Kbps Power Equivalent Bandwidth 3.13 MHz
CARRIERThreshold Ebt/No 6.4 dB Clear Sky Link Margin 1.8 dB
DATANo of bits/symbol 3 Bits
Modulation/ Pilot Maximum PER 1.0E-10
Demod BT Product
1.00
Power/Crr Reqd in Watts 0.60 Watts Crr Noise Bandwth 2000.0 KHz HPA Power Required 3.83 Watts RS/ BCH
Rate
593/600
Carrier Spacing 2400.00 KHz LINK PERFORMANCE Cl Sky Up Fade Dn Fade Unit
Satellite VINASAT- 1
Location 132 East
Satellite SFD -90.0 -90.0 -90.0 dBW/m2 Saturation EIRP 54.00 dBW Agg Input B.O. 6.5 6.5 6.5 dB G/T 7.80 dB/K Input Backoff/Crr 17.1 17.1 17.1 dB Gain Step 0.00 dB Crr Flux Density -107.1 -107.1 -107.1 dBW/m2 Reference G/T 7.80 dB/K UPLINK Gain of a Sq meter 44.2 44.2 44.2 dBi
SATELLITEReference SFD -90.00 dBW/m2 BUDGET Uplink Path Losses 207.4 214.5 207.4 dB
DATASFD -90.00 dBW/m2 Carrier Up EIRP 56.1 63.1 56.1 dBW Xponder Bandwidth 36 MHz Satellite
G/T
7.8 7.8 7.8 dB/K Agg Input BO 6.50 dB
Agg Output BO 4.50 dB C/N Uplink 22.1 22.1 22.1 dB Uplink Frequency 13.750 GHz
Dnlink Frequency 10.950 GHz Saturation EIRP 54.0 54.0 54.0 dBW Agg Output B.O. 4.5 4.5 4.5 dB Output Backoff/Crr 15.1 15.1 15.1 dB Tx Antenna Dia 9.00 meters Carrier Dn EIRP 38.9 38.9 38.9 dBW Tx Antenna Effcy 57 % DOWNLINK Dnlink Path Losses 204.7 204.7 206.6 dB Tx Antenna Gain 59.8 dBi BUDGET Rx Pointing Losses 0.3 0.3 0.3 dB Tx Pointing Losses 0.7 dB Cl Sky E/S G/T 19.1 19.
1
19.1 dB/K Tx Polarization 90 deg Degradation in G/T 0.0 0.0 2.3 dB
GROUNDRx Antenna Dia
1.20 meters
SEGMENTRx Antenna Effcy 64 % C/N Downlink 18.6 18.6 14.4 dB
DATARx Antenna Gain 40.8 dBi C/N Uplink 22.1 22.1 22.1 dB Rx Pointing Losses 0.3 dB C/N Downlink 18.6 18.6 14.4 dB Pre LNA Losses 0.2 dB
LNA Noise Temp 70 K Ant,etc Temp 60 K
Cl Sky Noise Temp 143 K COMPOSITE
Rx Polarization 0 deg LINK
Rx Clr Sky G/T 19.1 dB/K Tx Site Rain Availability 99.90 % Rx Site Rain
Availability
99.60 %
Tx Site Rain Rate 37.30 mm/hr C/I Total 16.00 16.0 16.0 dB
RAINRx Site Rain Rate
12.32 mm/hr 16
MARGINSUplink Rain Attn 7.06 dB C/N COMPOSITE 13.4 13.4 11.7 dB
Dnlink Rain Attn 1.87 dB Minimum Reqd C/N 11.7 11.7 11.7 dB UpLink Pwr Cntrl 7.1 dB LINK MARGIN 1.8 1.8 0.0 dB
Maximum PER 1.0E-10 Tx E/S Location Hub MODEM
Tx E/S Latitude 21.02 N
Tx E/S Longitude 105.88 E Minimum Reqd Ebi/No 6.97 dB
SITETx E/S Elev Angle 51.56 deg Minimum Reqd Ebt/No 6.4 dB
GEOGRAPHI C
Tx E/S Altitude 0.00 Km
DATARx E/S Location Remote Tx Amplifier to Antenna Losses 1.5 dB Rx E/S Latitude 21.02 N Tx Antenna Gain 59.8 dBi Rx E/S Longitude 105.88 E EARTH Tx Pointing Losses 0.7 dB Rx E/S Elev Angle 51.56 deg STATION E/S EIRP/Crr Reqd (incl Pt. Loss) 56.1 dBW Rx E/S Altitude 0.00 Km HPA Power/Crr Reqd in dBW -2.2 dBW Power/Crr Reqd in Watts Watts
Number of Tx Carriers 1.0
Uplink Power Control 7.1 dB Uplnk Free Sp Loss 206.6 dB HPA Output Backoff 1.0 dB
MISCDnlnk Free Sp Loss 204.6 dB HPA Power Required Watts
LOSSESUplink Atmos Attn 0.1 dB Dnlink Atmos Attn 0.1 dB
3.83 0.60 DVB-S2 8PSK 8/9 Shor t No-Pilot
58
Satellite: VINASAT-1
22-Aug-10 819.2 kbps HN Inroute QPSK FEC2/3
10:32 PM Remote Tx Site:1.20 m Hub Rx Site:9.00 m
BASELINE PARAMETERS Value Unit S U M M A R Y
Carrier Symbol Rate Ksps % Avail S/C Power Reqd/Crr 0.63 % Carrier Info Rate 6400 Kbps % Xponder Bandwidth Reqd/Crr 1.78 % FEC Code
Rate
2/3 Occupied Bandwidth 0.64 MHz
Crr Xmission Rate 824.0 Kbps Power Equivalent Bandwidth 0.2 3
MHz
CARRIERThreshold Ebt/No 5.7 dB
DATANo of bits/symbol 2 Bits Clear Sky Link Margin 2.8 dB Demod BT Product 1.00
Maximum PER 1.0E-05 Crr Noise Bandwth 512.0 KHz Power/Crr Reqd in Watts 1.72 Watts RS Rate 1/1 HPA Power Required 1.72 Watts Channel
Spacing
Carrier Spacing 640.00 KHz LINK PERFORMANCE Cl Sky Up Fade Dn Fade Unit
Satellite VINASAT-1 Location 132 East Satellite SFD - 90.0 -90.0 -90.0 dBW/m2 Saturation EIRP 54.00 dBW Agg Input B.O. 6.5 6.5 6.5 dB G/T 7.80 dB/K Input Backoff/Crr 28.5 31.3 28.5 dB Gain Step 0.00 dB Crr Flux Density -118.5 -121.3 -118.5 dBW/m2 Reference G/T 7.80 dB/K UPLINK Gain of a Sq meter 44.2 44.2 44.2 dBi
SATELLITEReference SFD
-90.00 dBW/m2 BUDGET Uplink Path Losses 207.2 210.0 207.2 dB
DATASFD -90.0 dBW/m2 Carrier Up EIRP 44.4 44.4 44.4 dBW Xponder Bandwidth 36
MHz
Satellite G/T 7.8 7.8 7.8 dB/K Agg Input BO 6.50 dB
Agg Output BO 4.50 dB C/N Uplink 16.6 13.8 16.6 dB Uplink Frequency 13.750 GHz
Dnlink Frequency 10.950 GHz Saturation EIRP 54.0 54.0 54.0 dBW Agg Output B.O. 4.5 4.5 4.5 dB Output Backoff/Crr 26.5 29.3 26.5 dB Tx Antenna
Dia
1.20 meters Carrier Dn EIRP 27.5 24.7 27.5 dBW Tx Antenna
Effcy
63 % DOWNLINK Dnlink Path Losses 204.7 204.7 208.9 dB Tx Antenna Gain 42.8 dBi BUDGET Rx Pointing
Losses
0.5 0. 5
0.5 dB Tx Pointing Losses 0.5 dB Cl Sky E/S
G/T 35.8 35. 8 35.8 dB/K