CHƯƠNG I
TỔNG QUAN VỀ CÁC CÔNG NGHỆ TRUYỀN THÔNG
INTERNER HIỆN NAY
1.1. Giới thiệu các công nghệ truyền thông Internet
1.1.1. Công nghệ truyền thông Dial - up networking
a) Kết nối quay số (Dial-up networking)
Được sử dụng rộng rãi trong kết nối máy tính tới Internet. Dial-up
networking sử dụng một modem, như giao diện giữa một máy tính PC với
một mạng (chẳng hạn như Internet). Tốc độ kết nối có thể nên tới 56 kbps,
quay số với một modem vẫn là phương pháp rẻ nhất và sẵn dùng để kết nối
Internet.

Hình 1.1: Mô hình kết nối Internet Dial Up
b) Nguyên lý hoạt động Dial-up networking
Dial-up networking là phương thức đơn giản nhất để kết nối tới
Internet, máy tính chỉ kết nối qua đường điện thoại sử dụng modem. Ban đầu
sẽ lựa chọn một nhà cung cấp dịch vụ ISP và phần mềm quay số đã có sẵn
trong hệ điều hành Windows với giao diện sử dụng đơn giản. Với mỗi người
sử dụng, khi quay số đòi hỏi một account truy cập với tên sử dụng và mật
1


khẩu truy cập dịch vụ tới nhà cung cấp ISP. Sau khi thiết lập các thao tác đó
xong, mỗi lần truy cập sau, khách hàng chỉ cần thực hiện kết nối bằng cách
nháy kép chuột trên biểu tượng dial-up. Dial-up networking cũng cắt dữ liệu
thành các gói tin, mã hoá và gói dữ liệu trước khi gửi đi. Dial-up networking
sử dụng giao thức PPP (Point to Point Protocol) để gói dữ liệu truyền tin qua
đường điện thoại.
c) Đánh giá ưu nhược điểm của công nghệ Dial-up networking
- Về ưu điểm: Dễ sử dụng, thuận tiện cho các điểm có sẵn đường điện thoại,
phù hợp với các địa điểm gần trung tâm có địa hình thuận lợi triển khai mạng

có dây
- Nhược điểm: Tốc độ truyền tải dữ liệu chậm 56Kb, phụ thuộc nhiều yếu tố
như đường truyền, khoảng cách truyền. Thiết bị kết nối không có chức năng
khuếch đại tín hiệu để giảm suy tổn trên đường truyền, cơ chế chống nhiễu
không có.
1.1.2. Công nghệ truyền thông ADSL
a) Công nghệ đường dây thuê bao số bất đối xứng - ADSL (Asymmetrical
Digital Subscriber Line)
Là kỹ thuật truyền được sử dụng trên đường dây từ modem của thuê
bao tới Nhà cung cấp dịch vụ. Tốc độ truyền không giống nhau ở hai chiều.
Tốc độ chiều xuống (từ mạng tới thuê bao) có thể nhanh gấp hơn 10 lần so
với tốc độ chiều lên (từ thuê bao tới mạng). Ðiều này phù hợp một cách tuyệt
vời cho khai thác Internet khi mà chỉ cần nhấn chuột (tương ứng với lưu
lượng nhỏ thông tin mà thuê bao gửi đi) là có thể nhận được một lưu lượng
lớn dữ liệu tải về từ Internet.

2


Hình 1.2: Mô hình kết nối Internet ADSL
ADSL tự nó chỉ hoạt động trên đường dây thuê bao bình thường nối
tới tổng đài nội hạt, đường dây thuê bao này vẫn có thể được tiếp tục sử dụng
cho các cuộc gọi thoại thông qua thiết bị gọi là "splitters" có chức năng tách
thoại và dữ liệu trên đường dây.
b) Nguyên lý hoạt động ADSL
ADSL tìm cách khai thác phần băng thông tương tự còn chưa được sử
dụng trên đường dây nối từ thuê bao tới tổng đài nội hạt. Ðường dây này được
thiết kế để chuyển tải dải phổ tần số (frequency spectrum) choán bởi cuộc
thoại bình thường. Tuy nhiên, nó cũng có thể chuyển tải các tần số cao hơn
dải phổ tương đối hạn chế dành cho thoại. Ðó là dải phổ mà ADSL sử dụng.


Hình 1.3: Thoại cơ bản sử dụng dải tần số từ 300Hz tới 3,400Hz.

3


Các splitter được sử dụng để đảm bảo dữ liệu và thoại không xâm
phạm lẫn nhau trên đường truyền. Các tần số mà mạch vòng có thể chuyển
tải, hay nói cách khác là khối lượng dữ liệu có thể chuyển tải - sẽ phụ thuộc
vào các nhân tố sau:
+ Khoảng cách từ tổng đài nội hạt
+ Kiểu và độ dầy đường dây
+ Kiểu và số lượng các mối nối trên đường dây
+ Mật độ các đường dây chuyển tải ADSL, ISDN và các tín hiệu
phi thoại khác
+ Mật độ các đường dây chuyển tải tín hiệu radio
c) Đánh giá ưu nhược điểm của công nghệ ADSL
- Về ưu điểm: ADSL kết nối trực tiếp đến nhà cung cấp dịch vụ ISP nên tốc
độ truyền tải dữ liệu trên mạng này cao, có thể lên 8Mbs. Công nghệ này sử
dụng trên đường điện thoại, nên vừa thoại vừa kết nối Internet đồng thời.
- Nhược điểm: Phụ thuộc khoảng cách từ thuê bao đến nơi đặt thiết bị ghép
kênh truy nhập DSLAP (Từ 5.5 đến 6 km). Phụ thuộc vào cơ sở hạ tầng mạng
Internet mỗi quốc gia, đòi hỏi đường dây cáp đồng có bán kính từ 0.7-0.9 mm
thì mới phát huy hết tối đa tốc độ (Khó có thể đạt tốc độ truyền dữ liệu tối
đa). Không phù hợp với nơi vùng sâu vùng xa.
1.1.3. Công nghệ truyền thông Winmax
a) WiMAX (Worldwide Interoperability of Microwave Access): Là hệ
thống truy nhập vi ba có tính tương thích toàn cầu dựa trên cơ sở tiêu chuẩn
IEEE 802.16 WirelessMAN (Wireless Metropolitan Area Network). Họ
802.16 này đưa ra những tiêu chuẩn, chỉ tiêu kỹ thuật nhằm tập trung giải

quyết các vấn đề trong mạng vô tuyến băng rộng điểm – đa điểm về giao diện
vô tuyến bao gồm: Lớp điều khiển truy cập môi trường (MAC) và lớp vật lý
(PHY). WiMAX là một chuẩn không dây đang phát triển rất nhanh, hứa hẹn
4


tạo ra khả năng kết nối băng thông rộng tốc độ cao cho cả mạng cố định lẫn
mạng không dây di động.

Hình 1.4. Mô hình cấu trúc công nghệ truyền thông WiMAX
Hai phiên bản của WiMAX được đưa ra như sau:
- Fixed WiMAX (WiMAX cố định): Dựa trên tiêu chuẩn IEEE 802.16-2004,
được thiết kế cho loại truy nhập cố định và lưu động. Trong phiên bản này sử
dụng kỹ thuật ghép kênh phân chia theo tần số trực giao OFDM (Orthogonnal
Frequency Division Multiple) hoạt động trong cả môi trường nhìn thẳng –
LOS (line-of-sight) và không nhìn thẳng – NLOS (Non-line-of-sight). Sản
phẩm dựa trên tiêu chuẩn này hiện tai đã được cấp chứng chỉ và thương mại
hóa.
- Mobile WiMAX (WiMAX di động): dựa trên tiêu chuẩn IEEE 802.16e,
được thiết kế cho loại truy cập xách tay và di động. về cơ bản, tiêu chuẩn
5


802.16e được phát triển trên cơ sở sửa đổi tiêu chuẩn IEEE 802.16-2004 để
tối ưu cho các kênh vô tuyến di động, cung cấp khả năng chuyển vùng –
handoff và chuyển mạng – roaming. Tiêu chuẩn này sử dụng phương thức đa
truy cập ghép kênh chia tần số trực giao OFDMA (Orthogonnal Frequency
Division Multiple Access) – là sự phối hợp của kỹ thuật ghép kênh và kỹ
thuật phân chia tần số có tính chất trực giao, rất phù hợp với môi trường
truyền dẫn đa đường nhằm tăng thông lượng cũng như dung lượng mạng, tăng

độ linh hoạt trong việc quản lý tài nguyên, tận dụng tối đa phổ tần, cải thiện
khả năng phủ sóng với các loại địa hình đa dạng.
b) Nguyên lý hoạt động WiMAX
Wimax cung cấp hai dạng dịch vụ vô tuyến:
- Đó là NLOS, loại dịch vụ Wifi, có một anten nhỏ gắn trên máy tính kết nối
với tháp anten. Trong chế độ này, Wimax sử dụng băng tần số thấp 2-11 GHz
(giống Wifi). Đường truyền bước sóng ngắn hơn thì không dễ dàng đứt do
cản trở vật lý, chúng có thể tốt hơn để làm nhiễu xạ, chổ cong xung quanh
khu vực chướng ngại vật.
- Đối với dịch vụ LOS, các điểm anten đĩa cố định đặt trên đỉnh nhà hay điểm
cực hướng thẳng đến tháp anten Wimax. Kết nối LOS thì mạnh và ổn định
hơn, vì thế nó có thể gửi nhiều dữ liệu với mức lỗi thấp. Đường truyến LOS
sử dụng tần số cao hơn lên đến 66 GHz. Tại mức tần số cao thì nhiễu thấp và
sử dụng băng thông rộng hơn. Truy cập kiểu Wifi bị giới hạn trong bán kính
từ 4-6 dặm (vùng bao phủ khoảng 25 dặm vuông hoặc 65 km vuông giống
như vùng của điện thoại tế bào). Do anten LOS mạnh hơn, trạm phát Wimax
gửi dữ liệu tới máy tính hỗ trợ Wimax hoặc bộ định tuyến thiết lập trong vòng
bán kính 30 dặm so với trạm phát (vùng bao phủ khỏang 3.600 dặm vuông
hoặc 9.300 km vuông). Vùng phủ sóng rộng là ưu điểm nổi bật của công nghệ
Wimax.
6


c) Đánh giá ưu nhược điểm của công nghệ WiMAX
- Về ưu điểm: WiMAX có lợi ích hết sức to lớn đối với các nhà sản xuất, các
nhà cung cấp dịch vụ và cả người sử dụng dịch vụ
+ Đối với nhà sản xuất: Trên cơ sở tiêu chuẩn chung, nhà sản xuất có thể
nhanh chóng phát triển các sản phẩm mà ít phải chi phí cho việc nghiên cứu,
tạo thánh phần và dịch vụ mới. Một nhà sản xuất có thể tập trung vào một
lĩnh vực (chẳng hạn trạm gốc hay CPE) mà không cần thực hiện đầy đủ giải

pháp từ đầu cuối đến đầu cuối.
+ Đối với nhà cung cấp dịch vụ: Trên cơ sở nền tảng chung cho phép nhà
cung cấp dịch vụ giảm giá thành, tăng khả năng cạnh tranh cũng như khuyến
khích sự đổi mới. Khả năng giảm các chi phí và mức đầu tư cho phép nhà
khai thác tăng phạm vi phục vụ của mình. Nhà khai thác không cón phụ
thuộc vào một nhà cung cấp thiết bị riêng do các sản phẩm riêng biệt của
từng hãng. Hệ thống vô tuyến cho phép giảm các rủi ro cho nhà khai thác.
+ Đối với người sử dụng dịch vụ: Người sử dụng tại các khu vực trước đây
chưa được cung cấp dịch vụ truy cập băng rộng nay có thể được sử dụng
nhờ khả năng phủ sóng rộng của WiMAX. Nhiều nhà cung cấp dịch vụ trên
thị trường tạo điều kiện cho người sử dụng có thêm nhiều lựa chọn cho dịch
vụ truy nhập băng rộng. Tạo sự cạnh tranh có lợi cho người sử dụng, giảm
các chi phí dịch vụ.
- Về nhược điểm:
+ Dải tần WiMAX sử dụng không tương thích tại nhiều quốc gia, làm hạn
chế sự phổ biến công nghệ rộng rãi. Do công nghệ mới xuất hiện gần đây
nên vẫn còn một số lỗ hổng bảo mật.
+ Công nghệ này khởi xướng từ nước Mỹ, nhưng thực sự chưa có thông tin
chính thức nào đề cập đến việc Mỹ sử dụng WiMAX như thế nào, khắc
phục hậu quả sự cố ra sao.
7


1.1.4. Công nghệ truyền thông LeadLine
a) Leased-Line : Là kênh thuê riêng, là một hình thức kết nối trực tiếp giữa
các node mạng sử dụng kênh truyền dẫn số liệu thuê riêng. Kênh truyền dẫn
số liệu thông thường cung cấp cho người sử dụng sự lựa chọn trong suốt về
giao thức đấu nối hay nói cách khác, có thể sử dụng các giao thức khác nhau
trên kênh thuê riêng như PPP, HDLC, LAPB v.v. Về mặt hình thức, kênh
thuê riêng có thể là các đường cáp đồng trục tiếp kết nối giữa hai điểm hoặc

có thể bao gồm các tuyến cáp đồng và các mạng truyền dẫn khác nhau. Khi
kênh thuê riêng phải đi qua các mạng khác nhau, các quy định về các giao
tiếp với mạng truyền dẫn sẽ được quy định bởi nhà cung cấp dịch vụ. Do đó,
các thiết bị đầu cuối CSU /DSU cần thiết để kết nối kênh thuê riêng sẽ phụ
thuộc vào nhà cung cấp dịch vụ.

Hình 1.5: Sơ cấu trúc công nghệ truyền thông Leased- Line
- Khi sử dụng kênh thuê riêng, người sử dụng cần thiết phải có đủ các giao
tiếp trên các bộ định tuyến sao cho có một giao tiếp kết nối WAN cho mỗi kết
nối kênh thuê riêng tại mỗi node. Điều đó có nghĩa là, tại điểm node có kết
nối kênh thuê riêng đến 10 điểm khác nhất thiết phải có đủ 10 giao tiếp WAN
8


để phục vụ cho các kết nối kênh thuê riêng. Đây là một vấn đề hạn chế về đầu
tư thiết bị ban đầu, không linh hoạt trong mở rộng phát triển, phức tạp trong
quản lý, đặc biệt là chi phí thuê kênh lớn đối với các yêu cầu kết nối xa về
khoảng cách địa lý.
b) Nguyên lý hoạt động LeadLine: sử dụng giao thức là HDLC, PPP,
LAPB.
- HDLC: là giao thức được sử dụng với họ bộ định tuyến Cisco hay nói cách
khác chỉ có thể sử dụng HDLC khi cả hai phía của kết nối leased-line đều là
bộ định tuyến Cisco.
- PPP: là giao thức chuẩn quốc tế, tương thích với tất cả các bộ định tuyến của
các nhà sản xuất khác nhau. Khi đấu nối kênh leased-line giữa một phía là
thiết bị của Cisco và một phía là thiết bị của hãng thứ ba thì nhất thiết phải
dùng giao thức đấu nối này. PPP là giao thức lớp 2 cho phép nhiều giao thức
mạng khác nhau có thể chạy trên nó, do vậy nó được sử dụng phổ biến.
- LAPB: là giao thức truyền thông lớp 2 tương tự như giao thức mạng X.25
với đầy đủ các thủ tục, quá trình kiểm soát truyền dẫn, phát triển và sửa lỗi.

LAPB ít được sử dụng.
c) Đánh giá ưu nhược điểm của công nghệ LeadLine
- Về ưu điểm: Thế mạnh của dịch vụ Leased line chính là tính linh hoạt, sự ổn
định, kết nối tới mọi địa điểm mà khách hàng yêu cầu. Tốc độ truyền tải dữ
liệu cao phù hợp với các ứng dụng như mạng riêng ảo (VPN), hội thảo từ xa
(Video Conferencing), điện thoại Internet (IP Phone). Chất lượng đường
truyền có độ ổn định và đảm bảo kết nối 24/24, Độ bảo mật cao, tốc độ nhanh
và đúng với gói cước mà nhà cung cấp dịch vụ đáp ứng.
- Nhược điểm: Giá thành thuê bao đường truyền cao so với các công nghệ
khác, cấu hình thiết bị đầu cuối tương đối phức tạp.

9


1.1.5. Công nghệ truyền thông VSAT IP
a) Trạm thông tin vệ tinh mặt đắt cỡ nhỏ - VSAT (Very Small Aperture
Terminal): được lắp đặt tại các địa điểm thuê bao để liên lạc trực tiếp với một
trạm VSAT khác hoặc với một trạm chủ để từ đó kết nối qua mạng viễn thông
mặt đất đến địa điểm theo yêu cầu của khách hàng. VSAT là một mạng băng
rộng thế hệ mới sử dụng hệ thống vệ tinh iPSTAR, cung cấp đa dịch vụ từ
một thiết bị đầu cuối trên nền IP tốc độ cao. Nó gồm ba thành phần cơ bản là:
trạm cổng (Gateway), vệ tinh iPSTAR và các trạm vệ tinh thuê bao (User
Terminal-UT). Trạm cổng (Gateway) có chức năng truy nhập vào mạng công
cộng .

Hình 1.6: Các ứng dụng của công nghệ truyền thông VSAT IP
b) Nguyên lý hoạt động VSAT IP:
VSAT là một mạng băng rộng thế hệ mới sử dụng hệ thống vệ tinh
iPSTAR, cung cấp đa dịch vụ từ một thiết bị đầu cuối trên nền IP tốc độ cao.
Nó gồm ba thành phần cơ bản là: Trạm cổng (Gateway) có chức năng truy

nhập vào mạng công cộng (VSAT là mạng độc lập, phải thông qua cổng để
vào mạng công cộng - mạng nội địa truy xuất tài nguyên). Sau đó, tài nguyên

10


Internet và viễn thông từ trạm cổng sẽ được gửi dưới dạng các gói dữ liệu tới
trạm vệ tinh thuê bao (UT). Các vệ tinh IP STAR sử dụng công nghệ nhân
băng tần bằng việc dùng nhiều búp sóng nhỏ (spot beam) phủ chụp để truyền
tải, tạo ra băng thông lớn hơn nhiều so với vệ tinh thông thường. Các máy
trạm tại mặt đất nhận sóng của vệ tinh, chuyển tải để hoạt động như các máy
trạm bình thường của mạng mặt đất. Phương thức truyền tải trên mạng VSAT
sử dụng vệ tinh (truyền vô tuyến).

Hình 1.7: Mô hình hoạt động của công nghệ VSATIP
c) Đánh giá ưu nhược điểm của công nghệ VSAT IP
- Về ưu điểm: Công nghệ VSAT IP phù hợp với vùng sâu, vùng xa nơi mà
các công nghệ khác khó triển khai vì các lý do về địa hình, khoảng cách. Tốc
độ đường truyền cao đáp ứng các ứng dụng như Internet băng rộng tốc độ
cao, mạng thuê riêng ảo VPN-IP, thuê kênh riêng IP, truyền hình hội thảo....
Thiết bị lắp đặt đơn giản và rất gọn nhẹ, thời gian cung cấp dịch vụ nhanh
chóng, độ tin cậy cao. Công nghệ VSAT IP áp dụng công nghệ phủ sóng

11


nhiều búp hẹp (spot beams) để tái sử dụng tần số, mở rộng phổ tần làm việc
rộng hơn rất nhiều so với các vệ tinh thông thường, tăng công suất cho từng
spot beam (mức EIRP có thể đạt tới 60dBW), cho phép giảm kích thước anten
trạm đầu cuối, tăng tốc độ và chất lượng đường truyền. Vệ tinh IPSTAR-1

còn sử dụng kỹ thuật điều khiển công suất linh hoạt (DLA – Dynamic Link
Allocation) cho từng beam phù hợp điều kiện thời tiết khác nhau ở từng vùng,
đảm bảo không làm gián đoạn liên lạc ngay cả ở điều kiện thời tiết xấu nhất
chưa từng áp dụng ở những vệ tinh thông thường.
- Về nhược điểm: Vệ tinh VSAT IP chịu ảnh hưởng của thời tiết thông tin có
thể gián đoạn với lượng mưa lớn hơn 100 mm/h. Ngoài ra toàn bộ thiết bị của
VSAT được sử dụng cho các công nghệ chuyên biệt nên các thiết bị mặt đất
sẽ phụ thuộc vào nhà cung ứng dịch vụ VSAT.
1.2. Giới thiệu thành phần chính và các ứng dụng VSAT IP
1.2.1. Trạm cổng Gateway
a) Sơ đồ cấu trúc

Hình 1.8: Sơ đồ trạm cổng Gateway

12


b) Các thành phần chính
- TCP Accelerator (TCPA): Tối ưu hóa 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 có chức năng
tiếp nhận các gói tin TCP/IP rồi chuyển chúng sang giao thức BST (Boosted
Session Transport) để truyền qua vệ tinh, trong khi các gói tin UDP (User
Datagram Protocol) cho các ứng dụng như video streaming được giữ nguyên
khi truyền. ở phía UT có phần mềm Client để chuyển dịch dữ liệu nhận được
thành các gói tin TCP/IP, UDP/IP. Thủ tục này được làm tương tự cho hướng
ngược lại.
- Radio Resource Management (RRM): Đây là phần tử đặc biệt quan trọng
của trạm cổng, có chức năng quản lý các nguồn tài nguyên đường truyền vệ
tinh, phân bổ hay giải phóng dung lượng cho các UT mỗi khi các trạm log-on

hay log-off khỏi mạng và điều khiển các chức năng thực hiện trên TI, SI.
TOLL-Tx

Hình 1.9: Cấu trúc của Radio Resource Management

13


Trong đó:
+ RRM phân bổ tài nguyên đường truyền bao gồm: tần số, băng thông,
khe thời gian (time slots), mã hoá, điều chế và độ tăng ích (gain) trên cơ
sở các yêu cầu kết nối của các UT và tài nguyên sẵn có, với mục đích
giành cho mỗi UT chất lượng dịch vụ (QoS) tốt nhất có thể phù hợp theo
cấp độ dịch vụ (CoS) đã được thiết lập cho mỗi UT. Ngoài ra RRM còn
có chức năng theo dõi và giám sát để hệ thống luôn hoạt động một cách
tối ưu
+ Toll Interface (TI): gồm thiết bị phần cứng và phần mềm giao tiếp với
thiết bị phát TOLL (TOLL Tx). TI nhận các gói tin gửi từ FLP, sau đó
sắp xếp và đóng gói, 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 đã được định dạng từ TI, mã hoá TPC, điều
chế (QPSK, 8-PAH, 16-PAH), ghép kênh OFDM và đổi thành trung tần
135MHz, sau đó đổi lên băng L (950-1450Mhz) và băng Ka, phát lên vệ
tinh. Mỗi trạm Gateway có tối đa tới 12 khối TOLL-Tx làm việc và 2
khối dự phòng. Mỗi khối TOLL-Tx cho phép 20.000 Terminal kết nối
đồng thời, với dung lượng truyền dẫn lên tới 186Mbps.
+ STAR-Rx: nhận tín hiệu băng Ka từ vệ tinh, chuyển đổi tới dải tần 950
đến 1450 MHz sau đó thực hiện tách kênh, giải điều chế, và giải mã tín
hiệu. Các gói tin TCP (BST), UDP được lọc ra và gửi tới SI để ghép lại
với các gói IP bị phân mảnh khác để gửi tới các thiết bị đầu cuối ứng

dung. Mỗi khối STAR-Rx có dung lượng truyền dẫn tới 8Mbps.
+ STAR Interface (SI): Nhận các gói tin TCP, UDP từ STAR-Rx, sau đó
xử lý và sắp xếp thành các gói tin IP rồi gửi tới IPR theo sự điểu khiển
của RRM. Ngoài ra SI còn có các chức năng khác : xử lý các bản tin báo
hiệu giữa trạm cổng và UT; giám sát hoạt động của kênh để kịp thời báo

14


cáo cho RRM để đưa ra sự điều chỉnh phù hợp. Mỗi SI làm việc được
với 10 STAR-Rx. Mỗi gateway có tối đa tới 10 SI. Mỗi SI có thể cho
phép tới 20.000 UT kết nối đồng thời.
+ Network Management (NM): Thực hiện các chức năng về quản trị
mạng chung như: quản lý lỗi, phát hiện và đưa ra các cảnh báo mỗi khi
có sự cố về phần cứng hay phần mềm; quản lý cấu hình, cập nhật theo
dõi các thay đổi về cấu hình hoạt động của các thiết bị; quản lý truy nhập
mạng, cấp tên, passwords và quyền truy nhập cho từng người sử dụng;
quản lý hệ thông tính cước…
- Forward Link Processor (FLP): bao gồm phần mềm chạy trên máy chủ,
thực hiện các chức năng TCPA, lọc và xắp sếp các gói tin IP đúng thứ tự ưu
tiên theo chất lượng dịch vụ (QoS) và phân loại dịch vụ (CoS) trước khi gửi
tới TOLL Interface (TI). Ngoài ra FLP còn có chức năng giám sát hoạt động,
lỗi, tương tác với thiết bị quản lý tài nguyên (RRM) phân bổ tài nguyên
đường truyền cho các UT. Bản tin cước từ TI và SI được hợp nhất tại đây rồi
chuyển tới NMS và máy chủ tính 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 đích tính cước. Và tuỳ thuộc vào
ứng dụng cung cấp mà trạm Gateway được trang bị thêm, gồm các ứng dụng
+ Các đường truyền kết nối băng rộng với mạng Internet, trụ sở khách
hàng cho các mục đích cung cấp người sử dụng đầu cuối truy cập mạng

Internet băng rộng, mạng dùng riêng...
+ Content Server, VoD Server...: cho ứng dụng cung cấp thông tin, chương
trình TV theo yêu cầu.
+ CallManager Server: cho ứng dụng thoại, fax.
+ Video Conferencing Server: cho truyền hình hội nghị

15


- Core IP Router (IPR): Thực hiện trên một router riêng biệt có năng lực
chuyển mạch và định tuyến mạnh; định tuyến các gói tin IP vào, ra giữa các
thiết bị trong mạng iPSTAR và các mạng bên ngoài. Router sử dụng giao thức
BGP (Border Gateway Protocol) dùng phổ biến trên Internet để trao đổi thông
tin định tuyến trong mạng, dựa trên chương trình 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 hình
dự phòng (1+1) cho phần cao tần, anten chính và dự phòng được phân tập
theo không gian, cách nhau từ 40 đến 60 km, để tránh ảnh hưởng của thời tiết
lên đồng thời tới hai địa điểm.Hệ thống cao tần tại hai địa điểm được kết nối
trực tiếp với nhau bằng cáp 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 đó : mã hoá Turbo được sử dụng để cải thiện tỷ lệ bit lỗi (BER), ghép
kênh OFDM (ghép kênh theo các dải tần số trực giao, trong đó mỗi dải tần lại
được truy nhập theo thời gian - kỹ thuật TDM) để tăng dung lượng truyền
dẫn, L-code (được thiết kế riêng cho trạm Gateway) kết hợp của kỹ thuật sửa
lỗi và điều chế nhằm nâng cao chất lượng đường truyền phù hợp cho những
điều kiện thời tiết khác nhau.


16


Hình 1.10: Cấu trúc khung TOLL Link
- Luồng tín hiệu OFDM của TOLL Link ghép từ 16 kênh 3.375MHz (được
gọi là ‘band’) truyền đi trên dải thông tới 54MHz, các kênh được đánh 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 yêu cầu kênh từ các UT được RRM gán theo trình tự từ kênh
trung tâm tiếp đến là kênh gần nhất bên trái rồi bên phải tương ứng, Ví dụ :
0,15,1,14,2,13,3… Mỗi kênh 3.375MHz lại được phân thành 256 khe thời
gian (time slots) trong một khung, mỗi slot mang 4096 symbols, trong đó 4
slots đầu dùng cho đồng bộ và điều khiển liên lạc trong hệ thống. Các UT trên
cùng kênh trong cùng khung có thể sử dụng các phương thức điều chế, mã
hoá khác nhau tuỳ theo dịch vụ của UT đó và điều kiện thời tiết nơi đặt UT.
Do đó mỗi khung TOLL Link có 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 dùng cho hướng truyền này. Mỗi một phương thức truy nhập được sử

17


dụng linh hoạt thông qua điều khiển của RRM phù hợp cho loại dịch vụ hay
lưu lượng gán cho mỗi UT.

Hình 1.11: Các kiểu kênh STAR Link
- Một dải tần 500MHz chia thành 237 băng con, mỗi băng có độ rộng
2.11MHz (gọi là ‘STAR band’), mỗi STAR band có thể được chia thành một
trong năm loại kênh (sóng mang) tuỳ vào đặc tính lưu lượng và kiểu truy

nhập: 16 kênh 132Khz ; 8 kênh 264 KHz ; 4 kênh 528KHz ; 2 kênh
1.026MHz ; hoặc 1 kênh 2.11 MHz.
- Mỗi một sóng mang lại được phân theo các định dạng khung (TDM) khác
nhau, trong mỗi khung có thể được phân thành 256, 128, 64, 32 hoặc 16 time
slots tuỳ thuộc đặc tính liên lạc của UT. Cho mục đích 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 nên mỗi
khung STAR cho có tổng cộng là 524288 symbols. Sau đây là một ví dụ về
cấu trúc khung của STAR Link cho loại 8 kênh, 64 slot, điều chế QPSK:

18


Hình 1.12: Cấu trúc khung của STAR Link cho loại 8 kênh
1.2.2. Vệ tinh IPSTAR
a) Thông tin chung
IPSTAR là vệ tinh trên quỹ đạo địa tĩnh dùng quang phổ băng tần Ku
cho đường tín hiệu đến người dùng. Phổ tần băng Ku cung cấp giải pháp dịch
vụ tối ưu trong khu vực Châu á Thái Bình Dương với đường truyền tốc độ cao
phù hợp các ứng dụng khách hàng V-SAT .

Hình 1.13: Vệ tinh IPSTAR được phóng lên quỹ đạo
19


- Giao tiếp giữa trạm cổng IPSTAR và trạm đầu cuối trong vùng phủ sóng vệ
tinh. Hướng tải xuống (Forward link) đến trạm đầu cuối là phương thức TDM
overlaying OFDM với công nghệ tối đa hóa độ hiệu dụng phổ tần. Kênh tải
lên (Return link) từ trạm đầu cuối dựa trên công nghệ truy cập đa phương
thức Multimode Multiple Access MF-TDMA. Phương pháp truy cập có thể

chọn lựa nhờ Hệ thống Quản lý mạng tại trạm cổng (NMS) phù hợp với yêu
cầu tốc độ bit của ứng dụng và mật độ lưu lượng, bao gồm TDMA-DAMA
cho liên lạc thoại và Slotted Aloha cho lướt web và các lưu thông truyền loạt.
Mỗi phương thức sử dụng mã hoá sửa lỗi tiên tiến cho phép uplink sử dụng
các ăngten cỡ nhỏ và thiết bị khuếch đại công suất cho tốc độ chuyển dữ liệu
cao. IPSTAR là vệ tinh thế hệ mới với tính năng và dung lượng chưa từng có
không cần có trọng tải tự tái sinh. Nó loại bớt thiết bị xử lý tiêu thốn năng
lượng, nặng nề và độ tin cậy không cao như ở các vệ tinh thế hệ trước, cho
phép độ tin cậy và ổn định như các vệ tinh viễn thông truyền thống và vượt
trội hơn bất kỳ vệ tinh băng rộng nào hiện dùng bộ xử lý on-board.
- Khả năng phân luồng, chuyển luồng, tính năng thông minh được điều khiển
tập trung từ mặt đất, tại trạm cổng với các trung tâm điều khiển mạng, cho
phép nâng cấp sau này các thiết bị điện tử và phần mềm sẵn có.
Nền mạng IPSTAR có thể phân bổ dung lượng tự động (Công nghệ Quản lý
băng thông và Công suất linh động - Dynamic Power Management and
Dynamic Bandwidth Management) tùy thuộc vào yêu cầu thực tế để duy trì
liên lạc tại mức Chất lượng dịch vụ (QoS) cao nhất có thể. Sự phân bổ này
được kiểm soát và điều khiển linh động thông qua Trung tâm điều khiển
Trọng tải vệ tinh-Satellite Payload Operation Centers (SPOC) với chất lượng
đường truyền thông tin được xử lý trực tuyến nhờ Hệ thống Trung tâm Quản
lý điều hành mạng và Trạm cổng - Gateway and Network.

20


b) Đặc tính kỹ thuật
- Điều khiển công suất linh hoạt: Công nghệ mới này sử dụng tối ưu năng
lượng công suất giữa các búp sóng và cho phép dự trữ công suất 20% cho các
búp sóng có khả năng bị ảnh hưởng bởi trời mưa nên vẫn duy trì đường truyền.
Với phủ sóng vệ tinh trên vùng địa lý rộng, chắc chắn là mưa sẽ không liên tục

trên toàn khu vực. Vì thế, việc điều khiển công suất linh hoạt cho các búp sóng
cần thiết là phương pháp hiệu quả để tăng cao khả năng hoạt động và độ tin
cậy của đường truyền của toàn hệ thống IPSTAR.
- Điều chế và mã hoá tương hợp (ACM): Do kết nối vệ tinh luôn có băng
thông trên lý thuyết thấp hơn kết nối cáp quang nên cần có công nghệ quản lý
băng thông hiệu quả để duy trì tính cạnh tranh của hệ thống vệ tinh băng rộng.
Trung tâm quản lý mạng được dùng để phân bổ dung lượng băng thông cho
mỗi đường truyền tùy theo đặc điểm truyền dẫn hiện tại, khi tắc nghẽn hệ
thống, theo điều kiện đường truyền và yêu cầu của khách hàng. Công nghệ
này điều chỉnh băng thông linh động (điều chế và mã hoá) phù hợp với những
thay đổi về điều kiện thời tiết nên duy trì khả năng thực hiện của đường
truyền. Công nghệ điều chế và mã hoá tương hợp (ACM) hiện dùng trên mặt
đất nên có thể nâng cấp trong tương lai nếu có yêu cầu.
- Công nghệ điều chế và mã hoá mới: Các công nghệ điều chế và mã hoá của
IPSTAR cho sử dụng hiệu quả băng tần radio cho tốc độ truyền dữ liệu số cao
và linh hoạt. Hệ thống này cho phép sử dụng những ăngten cỡ nhỏ và thiết bị
phát sóng thích hợp sử dụng trong nhà và trong doanh nghiệp và có thể duy trì
tới 99.6% khả năng thực hiện của đường truyền. Điều chế và mã hoá (các chỉ
tiêu của đường truyền) có thể điều chỉnh linh động nên cho dung lượng băng
thông linh hoạt giúp tối ưu hoá cân đối giữa tốc độ bit và những thay đổi đột
ngột về điều kiện thời tiết (ví dụ như có mưa).

21


c) Vùng phủ sóng
- Công suất búp phủ: Các búp phủ hẹp và búp phủ rộng, dung lượng lớn trên
40 Gbps giao tiếp 2 chiều sử dụng ăng ten chuẩn cỡ 120cm tại búp phủ hẹp và
cỡ 180cm tại búp phủ rộng. Trên cơ sở contour danh nghĩa trong điều kiện
trời trong và công nghệ quản lý băng thông hiệu quả.

- IPSTAR-1 là hệ thống vệ tinh khu vực có búp sóng ở 22 nước trong khu vực
Châu á Thái Bình Dương với băng tần Ku (84 búp phủ hẹp, 3 búp phủ rộng và
7 búp phủ quảng bá) và băng tần Ka (18 búp sóng feeder và các trạm cổng).
IPSTAR-1, là vệ tinh băng rộng đầu tiên trong khu vực Châu á - Thái Bình
Dương do tập đoàn Shin Satellite Plc của Thái Lan vận hành và khai thác. Vệ
tinh do Space Systems/Loral chế tạo với 114 bộ phát đáp, tổng dung lượng
45Gbps, được phóng lên vị trí 120o Đông ngày 11/8/2005.

Hình: 1.14: Vùng phủ sóng của vệ tinh iPSTAR

22


- Vệ tinh IPSTAR-1 bao phủ toàn bộ lãnh thổ Việt Nam bằng 4 búp hẹp và
01 búp rộng, làm việc ở băng tần Ka, Ku với dung lượng thiết kế khoảng 2
Gbps cho cả 2 chiều lên, xuống, được phân bổ như sau:

Hình 1.15: Vùng phủ sóng của vệ tinh iPSTAR tại Việt nam
1.2.3 - Thiết bị đầu cuối UT (User Terminal)
a) Thông tin chung

Hình 1.16: Thiết bị chuyển đổi tín hiệu vệ tinh modem, antena
23


Modem vệ tinh ICON mới kết nối 2 chiều ưu việt, dễ dàng truy cập
Internet tốc độ cao. ICON hoạt động hiệu suất cao với đặc tính tân tiến và
được thiết kế đặc biệt cho các ứng dụng dữ liệu và liên lạc thoại. Giống như
tất cả các trạm vệ tinh IPSTAR, iCON hỗ trợ điều chế và mã hoá tương hợp
(ACM) để hoạt động tốt thậm chí trong điều kiện thời tiết xấu nhất.

b) Đặc tính kỹ thuật
Trạm đầu cuối IPSTAR là thiết bị thu phát vệ tinh tích hợp đặc biệt cho
phép truy cập vệ tinh băng rộng với chi phí thấp. Trạm được thiết kế để tương
thích với các thông số kỹ thuật hệ thống IPSTAR, cung cấp thiết bị phần cứng
chi phí thấp, rất dễ dàng lắp đặt và sử dụng. Các trạm đầu cuối tương thích IP
cho phép trao đổi giao diện với hàng loạt các ứng dụng, tiện ích, thiết bị phần
cứng mạng hiện tại. Nhờ đó, có nhiều lựa chọn cấu hình trạm đầu cuối được
thiết kế để đáp ứng yêu cầu đa dạng của khách hàng. Tương thích toàn phần
với hệ thống vệ tinh IPSTAR cũng như các vệ tinh băng tần C và băng tần
KU truyền thống. Công nghệ điều chế và mã hoá tương hợp (ACM) hiện đại
nhất thế giới cho khả năng phủ sóng tối đa, luôn trong tình trạng mở hoặc tắt
mở tự chọn, mã hóa turbo/QPSK, điều chế 8-PSK, công nghệ tối ưu hóa tốc
độ truyền dẫn TCP cho phép gia tăng chất lượng đường truyền. Trạm đầu
cuối vệ tinh hỗ trợ tốc độ nhận dữ liệu lên đến 4 Mbps. hoạt động thực tế tùy
theo cấu hình tính toán từ khi xác định tham số băng thông, mã hóa và điều
chế đường truyền trong hệ thống. Điều chế và mã hoá tương hợp (ACM) hoạt
động đáng tin cậy nhất thậm chí trong điều kiện thời tiết xấu nhất. Công nghệ
bước sóng hướng phát dạng TOLL cho độ linh hoạt và hiệu quả tối đa Công
nghệ bước sóng hướng thu dạng STAR tự động điều chỉnh theo đặc điểm
khách hàng để tối đa công suất.

24


1.2.4. Giao thức, kiển trúc và kiểu kết nối mạng VSAT IP
a) Mô hình giao thức mạng VSAT IP
Các phương thức thông tin định hướng gói thường được sử dụng trong
các mạng VSAT. Trong các tuyến thông tin dữ liệu gói, thông tin được truyền
đi bằng cách nhóm dữ liệu thành các gói. Tuy nhiên, việc các mạng VSAT
hoạt động theo phương thức gói vẫn không bắt buộc những người sử dụng

nhất thiết phải tuân theo thông tin gói, bởi vì các chức năng gói hóa có thể
được thực hiện trong các khối giao thức người dùng ở các đầu cuối mạng
VSAT. Trong các tuyến thông tin dữ liệu, các hệ thống mở giao thức với nhau
thông qua các chức năng thông tin được chia thành các lớp. Tổ chức quốc tế
về tiêu chuẩn hóa (ISO) đã phối hợp với tiểu ban chuẩn hóa về thông tin viễn
thông của ITU-R (ITU-T) để xây dựng nên mô hình tham chuẩn giao thức kết
nối hệ thống mở (OSI), gồm 7 lớp. Bốn lớp trên chứa các giao thức thông tin
điểm nối điểm giữa các hệ thống thông tin. Ba lớp dưới chứa các giao thức
mạng và giao tiếp mạng phục vụ việc truyền ảo không lỗi (Virtually error-free
transmition) các gói dữ liệu của người dùng qua các mạng. Các mạng dữ liệu
chuyển mạch gói sử dụng các giao thức thông tin trong 3 lớp này để chuyển
các dữ liệu của người sử dụng qua mạng và cung cấp các phục vụ cho 4 lớp
trên có chứa các giao thức điểm - đối - điểm.
- Lớp vật lý (lớp1) là lớp dưới cùng trong mô hình OSI. Lớp này bao gồm các
đặc tính vật lý và các thông số kỹ thuật của các kết nối dành cho việc truyền ở
mức bit qua mạng và thông qua giao diện mạng.
- Lớp liên kết dữ liệu (Lớp 2) chứa các thủ tục và giao thức thông tin giữa các
đầu cuối của mạng, hoặc giữa các mạng với nhau. Các giao thức này thường
thực hiện việc phát hiện và sửa lỗi cho các gói dữ liệu đã được đóng khung.
Nếu các lỗi không thể sửa được, một thông báo lỗi sẽ được gửi tới lớp 3. Các

25