Nếu so sỏnh với mạng điện thoại cụng cộng, hệ thống VSAT DAMA cú thể hỡnh dung như một tổng đài điện thoại, chỉ khỏc là cỏc thuờ bao điện thoại của
51
VSAT nằm ở rất xa như hải đảo, miền nỳi, giàn khoan, cỏc vựng hẻo lỏnh. Tất cả cỏc thuờ bao điện thoại của VSAT đều cú số điện thoại gồm cú sỏu chữ số.
Hỡnh 2.8: Mụ phỏng thiết lập cuộc gọi
Như vậy:
- Gọi nội bộ giữa cỏc điện thoại của VSAT với nhau cú sỏu chữ số.
- Gọi từ VSAT ra ngoài, gọi O-MV-SĐT (MV: mó vựng, SĐT: số điện thoại, O: mó gọi đường dài )
- Gọi từ VSAT đi quốc tế: OO-MQG-SĐT. (OO: mó gọi quốc tế, MQG: mó quốc gia ).
- Gọi từ ngoài mạng cụng cộng vào hệ thống VSAT. Gọi số 0.99xxxxxx tức là gọi số 099 và sỏu số của VSAT.Vỡ cỏc số điện thoại của VSAT khi liờn lạc đều
Khỏi quỏt DAMA NEC
... ... ... CHN CH1 CH2 CH3 CH4 CSC 1 3 4 PDC CH Trạng thỏi 1 Bận 2 Bận 3 Chờ 4 Bận ... N Chờ HUB 2 VSAT A VSAT B VSAT D VSAT C Bộ phỏt đỏp Điều khiển kờnh thoại CSC: Kờnh tớn hiệu chung. PDC : Bộ diều khiển DAMA
1. A cú yờu cầu thụng tin với D. 2. HUB cú thể định được kờnh cho A-D .
3. HUB cho biết A-D cú thể thụng tin .
52
thụng qua vệ tinh, hệ thống kiểm soỏt mạng NCS sẽ tớnh thời gian đàm thoại và tớnh được giỏ cước một cỏch chớnh xỏc.
Dựa vào đặc điểm HUNT GROOP của hệ thống VSAT, ta cú thể đặt một tổng đài nội bộ hai chiều cho một vựng hẻo lỏnh. Thớ dụ nếu đảo Phỳ Quốc đặt trạm VSAT con thuờ bao ba kờnh điện thoại nhưng muốn ba kờnh này thành trung kế cho một tổng đài nội bộ cú khoảng 30 thuờ bao nhỏ đặt rải rỏc khắp đảo. Nếu 1 trong 30 khỏch hàng định gọi Hà Nội hay thành phố Hồ Chớ Minh dựng một số địờn thoại của VSAT làm trung kế thực hiện dễ dàng bởi đặc tớnh của tổng đài nội bộ.
Mạch thoại DAMA:
Phần mềm thiết lập cuộc gọi trong NCS cung cấp những khả năng DAMA giữa cỏc kờnh thoại VCU cũng như giữa cỏc kờnh dữ liệu dị bộ ADDCU. Thụng tin NCS và cỏc CU thực hiện qua ICC và OCC.
Tiến trỡnh thiết lập cuộc gọi DAMA như sau:
+ Thiết bị gọi chiếm đường đõy đến VCU.
+ VCU trả lời tớn hiệu nhận biết đó bị chiếm đường dõy và chuẩn bị nhận chuỗi xung quay số. Số chữ số mà VCU chờ nhận dựa vào kế hoạch đỏnh số và những thụng số cấu hỡnh của VCU.
+ Khi VCU nhận đến số cuối cựng, nú định dạng một thụng điệp đũi hỏi cuộc gọi Call Request (thụng điệp này chứa những số đó gọi) và sau đú gửi thụng điệp đến NCS.
+ NCS lập tức gửi một thụng điệp nhận biết Aloha (Aloha Acknowledgement) đến VCU gọi.
+ NCS xử lý những số được gọi vào trong địa chỉ của VCU bị gọi và đảm bảo rằng VCU này đang ở chế độ sử dụng được. Nếu đỳng như vậy, một mạch thoại rảnh sẽ được lựa chọn, VCU gọi và VCU bị gọi được đỏnh dấu là ở trạng thỏi bận (do đú, nú khụng được chỉ định cho những cuộc gọi khỏc).
+ Sau đú NCS sẽ gửi một thụng điệp chỉ định cuộc gọi (all assignment) cho cả CU gọi và CU bị gọi. Thụng điệp này chỉ rừ ai đang gọi và tần số được dựng cho cuộc gọi. Bảng theo dừi cuộc gọi được tạo ra để làm cơ sở để tớnh cước.
+ Cả hai CU gọi và CU bị gọi bị điều hưởng đến mạch thoại đó được chỉ định và xỏc nhận rằng chỳng đó được kết nối. VCU bị gọi cũng sẽ chiếm đường dõy đến thiết bị gọi.
+ Thiết bị bị gọi sẽ trả lời tớn hiệu nhận biết chiếm mạch: Khi nào cú chiếm mạch, VCU sẽ gửi đi những số đó bị gọi đến thiết bị.
+ Thiết bị bị gọi sẽ kết nối người gọi đến thiết bị cuối cựng sau khi nhận được cỏc số bị gọi.
53
Tiến trỡnh giải phúng một cuộc gọi: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
+ Thiết bị gọi xỏc nhận rằng điều kiện gỏc mỏy (on - hook) sau khi người gọi gỏc mỏy.
+ VCU gọi nhận biết tại chỗ điều kiện gỏc mỏy và gửi một thụng điệp cho biết xoỏ (clear indication) đến VCU bị gọi (qua mạch thoại đang được chỉ định).
+ VCU bị gọi sẽ nhận biết thụng điệp nhận biết yờu cầu cho biết xoỏ (qua mạch thoại đang được dựng) và cho biết điều kiện gỏc mỏy đến thiết bị gọi.
+ Sau khi nhận được thụng điệp nhận biết yờu cầu cho biết xoỏ (clear indication acknowledge), VCU gọi sẽ điều hưởng đến tần số OCC và gửi đi một thụng điệp hoàn tất cuộc gọi (Call completion) đến NCS. NCS trả lời bằng một thụng điệp nhận biết Aloha (Aloha acknowledge ).
+ VCU bị gọi sẽ nhận sự xỏc nhận gỏc mỏy từ thiết bị bị gọi, điều hưởng tần số lại đến tần số OCC và gửi thụng điệp hoàn tất cuộc gọi (Call completion).
+ NCS sẽ bỏ chỉ định cặp tần số đó được chỉ định trước đú, đỏnh dấu VCU gọi và bị gọi ở trạng thỏi cú thể sử dụng được, và gửi cả hai thụng điệp hoàn tất cuộc gọi đến cả hai VCU.
+ Bảng lưu giữ cuộc gọi cho cuộc gọi này sẽ được đúng lại và lưu trong đĩa của NCS.
Kết luận: Trờn đõy là cấu hỡnh và nguyờn lý làm việc của mạng VSAT DAMA ở Việt Nam, hiện tại mạng VSAT DAMA cú trờn 80 trạm 1 kờnh và 30 trạm 4 kờnh TES, được lắp đặt tại cỏc khu vực vựng sõu, vựng xa và cỏc giàn khoan. Hệ thống VSAT DAMA làm việc ở băng tần C, ớt chịu ảnh hưởng bởi thời tiết hơn so với hệ thống VSAT IP làm việc ở băng tần Ku/Ka.
Tuy nhiờn, hiện nay thiết bị mạng VSAT DAMA đó già cỗi và đang xuống cấp, hoạt động khụng ổn định, rất khú khăn trong việc đỏp ứng tốc độ mở rộng thuờ bao hiện tại và tương lai. Năng lực mạng VSAT DAMA khụng đỏp ứng được yờu cầu về tốc độ kết nối, chủng loại dịch vụ của khỏch hàng. Cỏc trạm VSAT thuờ bao cú kớch thước lớn (ăng ten từ 1,8m đến 2,4 m), giỏ thành cao, triển khai lắp đặt, bảo dưỡng phức tạp, giỏ cước dịch vụ cao, khú khăn trong việc phỏt triển khỏch hàng sử dụng dịch vụ.
Trước yờu cầu về nhiệm vụ chớnh trị, chiến lược cung cấp dịch vụ cho khỏch hàng, đỏp ứng băng thụng cao và giỏ thành giảm, từ năm 2005 VNPT/VTI đó xõy dựng mạng VSAT băng thụng rộng đa dịch vụ, cú khả năng thay thế mạng hiện tại nờu trờn. Trong chương tiếp theo sẽ trỡnh bày tổng quan về hệ thống thụng tin vệ
54
tinh VSAT IP băng rộng đa dịch vụ, cỏc vấn đề liờn quan đến triển khai dịch vụ tại Việt Nam.
CHƢƠNG 3
HỆ THỐNG THễNG TIN VỆ TINH BĂNG THễNG RỘNG IP - STAR 3.1. IP qua vệ tinh
Mặc dự thực tế cú một số vấn đề về sự lan truyền và tỷ lệ lỗi bớt đối với kết nối vệ tinh, giao thức Internet qua vệ tinh đưa ra một giải phỏp rất hay để cung cấp kết nối Internet ở những khu vực mà cỏc mạng mặt đất băng rộng cố định khụng cú khả năng.
Theo cỏc số liệu thống kờ của Global Reach tớnh đến thỏng 3 năm 2004, cú hơn 720 triệu người sử dụng Internet và số mỏy tớnh được nối mạng đang ngày càng tăng nhanh. Mặc dự Internet thường được xem là một mạng toàn cầu nhưng vẫn cú một số khu vực và thậm chớ nhiều quốc gia khụng cú khả năng sử dụng cỏc kết nối băng rộng như mạng cỏp quang, ADSL và modem cỏp vỡ ở những nơi đú để xõy dựng và bảo trỡ cỏc mạng mặt đất là khỏ tốn kộm. Những người sống ở khu vực cú mật độ dõn cư thấp hoặc địa hỡnh khú khăn thường mong chờ ở cụng nghệ vệ tinh. Cỏc tổ chức vệ tinh đầu tiờn như COMSAT và INTELSAT được thành lập từ đầu những năm 1960 gồm nhiều quốc gia khỏc nhau với mục tiờu ban đầu là để phỏt cỏc
55
kờnh phỏt thanh, truyền hỡnh và cung cấp cỏc kờnh thụng tin vụ tuyến cho hàng khụng, quốc phũng và cỏc dự ỏn vũ trụ. Trong 10 năm qua tỷ lệ băng thụng ngày càng cao dành cho lưu lượng Internet và nhiều nhà khai thỏc sở hữu hệ thống riờng đó tham gia thị trường toàn cầu.
3.2. Hệ thống VSAT IP và cỏc dịch vụ trờn mạng VSAT IP băng thụng rộng rộng
IPSTAR là hệ thống thụng tin vệ tinh băng rộng cú cấu trỳc mạng hỡnh sao sử dụng kỹ nghệ chuyển mạch gúi băng rộng. Hệ thống bao gồm 3 thành phần cơ bản là trạm cổng (Gateway), vệ tinh IPSTAR và cỏc trạm vệ tinh thuờ bao (User Terminal -UT). Cỏc gúi dữ liệu từ trạm Gateway gửi tới trạm UT theo phương thức ghộp kờnh phõn chia thời gian (TDM) kết hợp với kỹ thuật ghộp kờnh trực giao phõn chia theo tần số (OFDM). Để đạt được hiệu suất truyền dẫn cao cỏc kờnh này được mó hoỏ TPC (Tubo product codes) điều chế L- Codes. Hướng ngược lại từ UT đến Gateway, cỏc kờnh sử dụng tốc độ thấp sử dụng cựng phương phỏp truyền dẫn kết hợp kỹ thuật đa truy nhập dựa trờn nhu cầu sử dụng của khỏch hàng [8]
3.2.1. Vệ tinh IPSTAR
Hệ thống VSAT-IP liờn lạc qua vệ tinh IPSTAR-1 (Thaicom 4), là vệ tinh băng rộng đầu tiờn trong khu vực chõu Á - Thỏi Bỡnh Dương do tập đoàn Shin Satellite Plc của Thỏi Lan vận hành và khai thỏc [8]. Vệ tinh này được chế tạo bởi Space Systems/Loral cú 114 bộ phỏt đỏp với tổng dung lượng lờn tới 45Gbps, tuổi thọ hoạt động là 12 năm, vệ tinh mới được phúng vào ngày 11/8/2005 ở vị trớ quỹ đạo 120 độ Đụng [8].
Vệ tinh IPSTAR sử dụng cụng nghệ phủ súng nhiều bỳp hẹp (spot beams) để tăng khả năng tỏi sử dụng tần số, cho phộp mở rộng phổ tần làm việc lớn hơn rất nhiều so với cỏc vệ tinh thụng thường, đồng thời nõng cao được cụng suất cho từng spot beam (mức EIRP cú thể đạt tới 60dBW) cho phộp giảm kớch thước anten trạm đầu cuối và tăng tốc độ chất lượng đường truyền. Ngoài ra, vệ tinh IPSTAR cũn sử dụng kỹ thuật điều khiển cụng suất linh hoạt (DLA - Dynamic Link Allocation) cho từng beam phự hợp với cỏc điều kiện thời tiết khỏc nhau ở từng vựng, đảm bảo khụng làm giỏn đoạn liờn lạc ngay cả ở điều kiện thời tiết xấu nhất, đõy cũng là kỹ thuật khụng được ỏp dụng ở những vệ tinh thụng thường [8].
56
Hỡnh 3.1 : Vựng phủ súng của vệ tinh IPSTAR
Vệ tinh IPSTAR cú 4 bỳp phủ hẹp bao phủ toàn bộ lónh thổ Việt Nam (Hỡnh 3.2) và 1 bỳp phủ quảng bỏ, hoạt động ở băng tần Ka và Ku với dung lượng thiết kế khoảng 2 Gbps (cho cả 2 chiều lờn, xuống). Dung lượng cụ thể được phõn bổ như sau:
Hỡnh 3.2: Vựng phủ súng vệ tinh IPSTAR tại Việt Nam
3.2.2. Trạm cổng [7][8] 3.2.2.1. Chức năng trạm cổng 3.2.2.1. Chức năng trạm cổng Spot Beam: 205 206 210 211 205 206 210 211 205 206 210 211 Broadcast Beam # 2 Broadcast Beam # 2 Broadcast Beam:
57
Chức năng của Gateway như hỡnh 3.3 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Hỡnh 3.3:Sơ đồ khối chức năng trạm cổng IPSTAR
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. Trạm Gateway chớnh đặt tại Quế Dương - Hà Tõy và trạm dự phũng tại Hoa Sen - Hà Nam. Hệ thống cao tần tại hai địa điểm được kết nối trực tiếp với nhau bằng cỏp quang.
- Antenna : đường kớnh 8,1m cho cả trạm chớnh và trạm dự phũng.
- Khối thiết bị cao tần: bao gồm cỏc thiết bị mỏy phỏt HPA, Up converter, LNA, Down converter, Khối điều khiển hoạt động của trạm Gateway chớnh và dự phũng cựng cỏc thiết bị phụ trợ cao tần khỏc thu phỏt cao tần;
- Core IP Router (IPR): Thực hiện trờn một Router riờng biệt cú năng lực chuyển mạch và định tuyến mạnh, Router này cú nhiệm vụ định tuyến cỏc gúi tin IP vào và ra giữa cỏc thiết bị trong mạng IPSTAR và cỏc mạng bờn ngoài.
- TCP Accelerator (TCPA): Tối ưu húa tốc độ truyền dẫn TCP qua vệ tinh bằng việc giảm thiểu cỏc trễ và suy giảm chất lượng vốn cú của giao thức TCP/IP qua vệ tinh.
- Forward Link Processor (FLP): lọc và sắp xếp cỏc gúi tin IP theo 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) cho mục đớch phõn bổ tài nguyờn đường truyền cho cỏc trạm UT. Bản tin cước từ TI và SI cũng sẽ được hợp nhất tại đõy và chuyển tới NMS và mỏy chủ tớnh cước.
58
- Radio Resource Management (RRM): quản lý cỏc nguồn tài nguyờn đường truyền vệ tinh, phõn bổ hay giải phúng dung lượng cho cỏc trạm đầu cuối mỗi khi cỏc trạm log-on hay log-off khỏi mạng và điều khiển cỏc chức năng thực hiện trờn TI, SI.
- Toll Interface (TI): gồm cú 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 (TOLL Format) trước khi gửi tới TOLL-Tx (TOLL Transmitter). Mỗi TI làm việc với 1 TOLL-Tx.
- TOLL-Tx : nhận luồng bit đó được định dạng từ TI, mó hoỏ TPC, điều chế, ghộp kờnh OFDM và chuyển đổi tới tần số trung tõm 135MHz, sau đú chuyển đổi lờn L-band (950-1450Mhz) và Ka-band để 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 cú thể cho phộp tới 20.000 Terminal kết nối đồng thời, và cú dung lượng truyền dẫn lờn tới 186Mbps.
- STAR-Rx (STAR Receiver) : nhận tớn hiệu băng Ka từ vệ tinh, chuyển đổi tới dải tần 950 -1450 MHz sau đú thực hiện tỏch kờnh, giải điều chế, và giải mó tớn hiệu. Mỗi khối STAR-Rx cú dung lượng truyền dẫn tới 8Mbps.
- STAR Interface (SI): Nhận cỏc gúi tin 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 như là xử lý cỏc bản tin bỏo hiệu giữa trạm cổng và trạm đầu cuối, giỏm sỏt sự 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 Terminal 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 thống 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.
Tuỳ thuộc vào ứng dụng cung cấp mà trạm Gateway được trang bị thờm: + 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...
59
+ 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
Hệ thống trạm mặt đất được kết nối với cỏc mạng viễn thụng hiện tại của Tổng Cụng ty Bưu chớnh viễn thụng Việt Nam (VNPT) để cung cấp cỏc dịch vụ truy nhập Internet băng rộng, dịch vụ thoại, dịch vụ Intranet/VPN, dịch vụ mạng