Luận văn Nghiên cứu thử nghiệm công nghệ VSAT TDM-DTDMA cho mạng truyền dẫn viettel

1 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ Phạm Hồng Kiê NGHIÊN CỨU THỬ NGHIỆM CÔNG NGHỆ VSAT TDM/D- TDMA CHO MẠNG TRUYỀN DẪN VIETTEL Ngành: Công nghệ Điện tử - Viễn thông Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện tử Mã số: 60 52 70 LUẬN VĂN THẠC SĨ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS. TS. Trương Vũ Bằng Gi Hà Nội - 2009 2 LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan bản luận văn “Nghiên cứu thử nghiệm công nghệ VSAT TDM/D-TDMA” là kết quả nghiên cứu của bản thân tôi dưới sự hướng dẫn của PGS. TS. Trương Vũ Bằng Giang. Toàn bộ các kiến thức được trích lược từ các tài liệu được liệt kê đầy đủ và chi tiết. Cá nhân tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm nếu có sai phạm quyền tác giả. Người làm cam đoan Phạm Hồng Kiên 3 MỤC LỤC MỤC LỤC ......................................................................................................... 2 DANH MỤC HÌNH VẼ ..................................................................................... 6 TỪ VIẾT TẮT ................................................................................................... 8 MỞ ĐẦU ......................................................................................................... 10 CHƯƠNG 1 ..................................................................................................... 12 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH................................. 12 1.1. LỊCH SỬ RA ĐỜI HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH………...….....12 1.2. CẤU TRÚC CỦA HỆ THỐNG VỆ TINH……………………………....13 1.2.1. Phần không gian……………………………………………………...13 1.2.2. Phân hệ mặt đất………………………………………………………14 1.3. ĐẶC ĐIỂM CỦA THÔNG TIN VỆ TINH……………………………...14 1.3.1. Ưu điểm………………………………………………………………14 1.3.2. Nhược điểm…………………………………………………………..14 1.4. CÁC PHƯƠNG PHÁP GHÉP KÊNH……………………………………15 1.4.1. Ghép kênh phân chia theo tần số (FDM)………….…………………..15 1.4.2. Ghép phân chia theo thời gian (TDM)…………………….…………17 1.4.2.1. TDM tín hiệu tương tự............................................................... 17 1.4.2.2. TDM tín hiệu số ........................................................................ 19 1.5. CÁC PHƯƠNG THỨC ĐA TRUY NHẬP TRONG THÔNG TIN VỆ TINH……………………………………………………………………….20 1.5.1. Đa truy nhập phân chia theo tần số (FDMA)……...…………………20 1.5.1.1. Đa truy nhập nhiều kênh trên một sóng mang (MCPC).............. 22 1.5.1.2. Truy nhập một kênh trên một sóng mang (SCPC)...................... 23 1.5.2. Đa truy nhập phân chia theo thời gian (TDMA)……………………..24 4 1.5.3. Đa truy nhập phân chia theo thời gian D-TDMA (DETERMINISTRIC TDMA)…………………………………………………………………...26 1.6. CÁC DỊCH VỤ ỨNG DỤNG TRONG THÔNG TIN VỆ TINH……….28 CHƯƠNG 2 ..................................................................................................... 29 GIỚI THIỆU VỀ MẠNG THÔNG TIN VSAT……………………………….29 2.1. ĐẶC ĐIỂM CỦA THÔNG TIN VSAT…………………………………29 2.2. CẤU TRÚC HỆ THỐNG THÔNG TIN VSAT…………………………29 2.2.1. Cấu hình mạng lưới (MESH)…………………………………….......30 2.2.2. Cấu hình mạng sao (Star)…………………………………………….32 2.3. MẠNG THÔNG TIN VSAT FDM/SCPC HIỆN TẠI CỦA CÔNG TY TRUYỀN DẪN VIETTEL………………………………………………...32 2.3.1. Mục đích……………………………………………………………..32 2.3.2. Sơ đồ khối hệ thống VSAT tại công ty truyền dẫn Viettel…………..33 2.3.3. Thiết bị sử dụng…………………………………………………........34 CHƯƠNG 3 ..................................................................................................... 37 CÔNG NGHỆ VSAT TDM/D-TDMA ( IDIRECT) ỨNG DỤNG CHO MẠNG VIETTEL...................................................................................................... 37 3.1. CÔNG NGHỆ VSAT TDM/D-TDMA…………………………………..37 3.1.1. Cơ sở công nghệ VSAT TDM/D-TDMA (iDirect )…………...……..37 3.1.2. Mạng VSAT băng rộng iDirect……………..………………………..38 3.1.2.1. Hướng ra (Outroute) iDirect TDM............................................. 39 3.1.2.2. Hướng vào (Inroute) iDirect ...................................................... 40 3.1.3. Cấu hình điển hình của trạm Remote và trạm Hub……...……….......42 3.1.3.1. Một trạm VSAT điển hình ......................................................... 42 3.1.3.2. Một trạm gốc Hub điển hình...................................................... 43 3.1.4. Ưu điểm và nhược điểm hệ thống VSAT TDM/D-TDMA……..........56 5 3.2. ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ VSAT TDM/D-TDMA (iDirect) CHO MẠNG TRUYỀN DẪN VIETTEL………………………………………..58 3.2.1. Cấu trúc hệ thống với giải pháp thiết bị iDirect………...……………58 3.2.2. Các bước triển khai thực tế………………………...………………....61 KẾT LUẬN...................................................................................................... 75 TÀI LIỆU THAM KHẢO…………………………………………...…………76 PHỤ LỤC ........................................................................................................ 77 6 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Cấu trúc của hệ thống vệ tinh........................................................... 13 Hình 1.2: Sơ đồ khối hệ thống ghép kênh theo tần số ....................................... 16 Hình 1.3: Truyền băng dưới trong ghép kênh theo tần số................................. 16 Hình 1.4: Sơ đồ khối ghép 4 kênh theo thời gian .............................................. 17 Hình 1.5: Ghép kênh theo thời gian tín hiệu 3 kênh.......................................... 18 Hình 1.6: Sơ đồ khối hệ thống TDM tín hiệu số................................................ 20 Hình 1.7: Phân chia băng tần bộ phát đáp trên vệ tinh .................................... 21 Hình 1.9: Mô hình truyền dẫn FDM/FDMA và TDM/FDMA ........................... 23 Hình 1.10: Mô hình truyền dẫn SCPC/FDMA .................................................. 23 Hình 1.11: TDMA và mô hình khung TDMA .................................................... 24 Hình 1.12: Mô hình khung 2ms chuẩn Intelsat ................................................. 25 Hình 1.13: Cấu trúc hệ thống đa truy nhập phân chia theo thời gian D-TDMA27 Hình 2.1: Cấu trúc hệ thống thông tin VSAT cung cấp dịch vụ di động ............ 30 Hình 2.2 : Cấu hình mạng lưới......................................................................... 31 Hình 2.3 : Sơ đồ khối hệ thống VSAT FDM/SCPC ........................................... 33 Hình 2.4: Cấu trúc hệ thống thiết bị mạng VSAT Viettel .................................. 35 Hình 3.1: Công nghệ VSAT TDM/D-TDMA (iDirect )...................................... 38 Hình 3.2: Cấu trúc mạng iDirect với một hướng ra và 4 hướng vào................. 39 Hình 3.3: Cấu trúc mạng iDirect với một hướng ra.......................................... 40 Hình 3.4: Cấu trúc mạng iDirect với các hướng vào ........................................ 41 Hình 3.5: Cấu trúc một trạm VSAT điển hình ................................................... 43 Hình 3.7: Cấu trúc IP của trạm Hub ................................................................ 46 Hình 3.8: Cấu trúc khung Idirect Hub .............................................................. 47 Hình 3.9: Bộ xử lý giao thức Hub..................................................................... 48 7 Hình 3.10: Cấu trúc Idirect NMS ..................................................................... 51 Hình 3.11: Cấu hình QoS trong iBuilder ......................................................... 53 Hình 3.12: Thống kê IP dòng lên và xuống...................................................... 54 Hình 3.13: Tình trạng cảnh báo ....................................................................... 55 Hình 3.14: Cấu hình mềm dẻo hệ thống VSAT TDM/D-TDMA......................... 56 Hình 3.15: Hệ thống thiết bị trạm Remote ........................................................ 57 Hình 3.16: Cấu trúc hệ thống với giải pháp thiết bị Idirect .............................. 59 Hình 3.17: Biểu đồ lưu lượng 58 trạm VSAT trong ngày .................................. 61 Hình 3.18: Biểu đồ lưu lượng Peak của 58 trạm Vsat....................................... 62 Hình 3.19: Rack lắp đặt thiết bị 5IF, bộ xử lý giao thức và NMS ..................... 66 Hình 3.20: Biểu đồ tỉ lệ rớt cuộc gọi ................................................................ 70 Hình 3.21: Biểu đồ tỉ lệ rớt kênh SDCCH – SDR.............................................. 70 Hình 3.22: Biểu đồ thiết lập cuộc gọi thành công............................................. 71 Hình 3.23: Biểu đồ lưu lượng ........................................................................... 71 8 TỪ VIẾT TẮT Viết tắt Nghĩa BER Tỳ số lỗi bít BEP Xác xuất lỗi bít BUC Block Up Converter BSS Dịch vụ vệ tinh quảng bá C/N Tỷ số sóng mang/tạp âm Codec Bộ mã hóa, giải mã DDI Giao tiếp số trực tiếp DEM Bộ giải điều chế DEMUX Bộ tách kênh Eb/No Tỷ số năng lượng của Bit/ Mật độ tạp âm EIRP Công suất bức xạ vô hướng tương đương FDM Ghép kênh phân chia theo tần số FEC Sửa lỗi trước FM/FDMA Điều tần/Đa truy trập phân chia theo tần số FSS Dịch vụ vệ tinh cố định GEO Vệ tinh quỹ đạo địa tĩnh HPA Bộ khuếch đại công suất lớn IDU Khối bên trong IMUX/OMUX Bộ ghép kênh vào/ ra IF Tần số trung gian( Trung tần ) INTELSAT Tổ chức Vệ tinh viễn thông thế giới 9 LNA Bộ khuếch đại tạp âm thấp LEO Vệ tinh quỹ đạo thấp MCPC Đa kênh trên một sóng mang MEO Vệ tinh quỹ đạo trung bình MOD Bộ điều chế Modem Bộ điều chế/giải điều chế MSB Bít có ý nghĩa lớn nhất MUX Bộ ghép kênh NCC Trung tâm điều khiển mạng ODU Khối bên ngoài QPSK Điều chế pha bốn mức PCM Điều xung mã PSK Khóa dịch pha RF Tần số vô tuyến, tần số radio SCPC Truy nhập đơn kênh trên một sóng mang TC Kênh mặt đất TDM Ghép kênh phân chia theo thời gian TDMA Đa truy nhập phân chia theo thời gian TM Độ dài của một đa khung MSS Dịch vụ vệ tinh di động VSAT Các trạm đầu cuối có khẩu độ rất nhỏ 10 MỞ ĐẦU Việt Nam là quốc gia có đường biên giới trải dài với địa hình nhiều đồi núi, hải đảo… xa đất liền, mỗi vùng địa hình khác nhau cần có phương án truyền thông thích hợp. Cáp sợi quang và viba giữ ưu thế trong những ứng dụng triển khai đường trục, liên tỉnh tuy nhiên đối với những vùng không triển khai được cáp quang hoặc viba và bị cô lập về mặt địa lý thì VSAT TDM/D-TDMA là phương án lựa chọn thích hợp nhất. Với kích thước nhỏ gọn, dễ dàng lắp đặt trong bất cứ địa hình nào: tòa nhà, tầu, thuyền, xe cơ động…, mềm dẻo trong việc thay đổi cấu hình và lưu lượng cho các trạm VSAT, VSAT TDM/D-TDMA đã trở thành một ứng dụng hiệu quả với các Tập đoàn, Tổng công ty và các công ty cỡ lớn hoặc vừa. Đặc điểm rất quan trọng của mạng thông tin VSAT TDM/D-TDMA là có thể vừa tiết kiệm được băng thông vệ tinh tối đa và vừa có thể triển khai được rất nhiều các loại hình dịch vụ như: Internet, thoại, hội nghị truyền hình, dữ liệu… Việc nghiên cứu về mạng VSAT TDM/D-TDMA có nghĩa thực tiễn rất cao trong việc triển khai mạng này tại Việt Nam. Luận văn bao gồm 4 phần: Chương 1: Tổng quan về thông tin vệ tinh Chương 2: Giới thiệu về mạng thông tin VSAT Chương 3: Công nghệ VSAT TDM/D-TDMA và ứng dụng cho mạng truyền dẫn Viettel. Kết luận Đề tài ” Nghiên cứu thử nghiệm công nghệ VSAT TDM/D-TDMA cho mạng truyền dẫn Viettel” được hoàn thành dưới sự hướng dẫn của PGS.TS. Trương Vũ Bằng Giang, Khoa Điện tử- Viễn thông, Trường Đại học Công nghệ- Đại học Quốc Gia Hà Nội. Trong quá trình nghiên cứu và thực hiện luận văn chắc chắn sẽ không tránh khỏi những thiếu sót, tác giả rất mong nhận được những ý kiến đóng góp của các thầy giáo, cô giáo và các bạn động nghiệp để luận văn hoàn thiện hơn. Xin chân thành cảm ơn! 11 Hà Nội, ngày tháng năm 2009 Học viên Phạm Hồng Kiên 12 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH Kể từ khi ra đời, thông tin vệ tinh đóng vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực của đời sống xã hội, đặc biệt là trong lĩnh vực viễn thông. Với sự phát triển không ngừng và vị thế đặc biệt, ngày nay hệ thống thông tin vệ tinh là một phần thiết yếu trong hầu hết các mạng viễn thông diện rộng trên thế giới. Nó còn góp phần quan trọng vào sự phát triển của các lĩnh vực khoa học khác như nghiên cứu vũ trụ, địa chất, khí tượng học... Sự hình thành các hệ thống thông tin diện rộng cho phép chúng ta vượt qua khoảng cách về không gian và thời gian để xích lại gần nhau trong một xã hội thông tin hiện đại. 1.1 LỊCH SỬ RA ĐỜI HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH Thông tin vô tuyến qua vệ tinh là thành tựu nghiên cứu trong lĩnh vực truyền thông mà mục tiêu của nó là đạt được gia tăng chưa từng có về mặt cư ly và dung lượng với mức chi phí thấp nhất. Chiến tranh thế giới lần thứ II đã góp phần vào sự phát triển hai công nghệ rất khác nhau đó là Tên lửa và Viba, việc kết hợp sử dụng thành công hai kỹ thuật đó đã mở ra kỷ nguyên thông tin vệ tinh. Hệ thống tin vệ tinh liên tục được phát triển sau đó: Năm 1957: Liên Xô phóng vệ tinh nhân tạo đầu tiên (Sputnik) Năm 1958: Vệ tinh SCORE của Mỹ Năm 1960: Vệ tinh ECHO Năm 1958: Vệ tinh COURIER Năm 1962: Các vệ tinh chuyển tiếp băng rộng: TELSTAR, RELAY Năm 1965: Vệ tinh địa tĩnh thương mại đầu tiên được phóng INTELSAT1. Tiếp sau INTELSAT-I, hàng loạt các vệ tinh của INTELSAT đã ra đời với những cải tiến đáng kể nhằm đáp ứng nhu cầu giảm giá thành dịch vụ, tăng dung lượng kênh. Các thế hệ vệ tinh INTELSAT tiếp theo được phóng lên quỹ đạo địa tĩnh trên biển Thái Bình Dương, Đại Tây Dương & Ấn Độ Dương là các thế hệ vệ tinh INTELSAT II, III, IV, IV-A, V, V-A, VI, VII, K, VII-A, VIII, VIII-A, K-FOS (tính đến tháng 1 năm 1996). Đến tháng 6 năm 2001 vệ tinh INTELSAT-IX đầu 13 tiên đã được phóng thành công lên quỹ đạo. Tiếp sau đó là các vệ tinh khác trong series INTELSAT-IX lần lượt được phóng lên quỹ đạo. 1.2. CẤU TRÚC CỦA HỆ THỐNG VỆ TINH Vệ tinh có hai nhiệm vụ là khuếch đại sóng mang thu được từ trạm mặt đất trên tuyến lên để phát lại trên tuyến xuống và biến đổi tần số sóng mang nhằm tránh đưa trở lại một phần công suất phát vào máy thu. Một tuyến thông tin vệ tinh được thiết lập giữa các trạm mặt đất với 1 vệ tinh trong không gian. Tr¹m ®iÒu khiÓn TTC&M VÖ tinh P h Ç n k h «n g gia n M ¸y ph¸t M ¸y thu Up li nk Down link P h Ç n m Æ t ® Ê t Hình 1.1: Cấu trúc của hệ thống vệ tinh 1.2.1. Phần không gian Phần không gian bao gồm vệ tinh và các phương tiện trên mặt đất để điều khiển và giám sát vệ tinh. Đó là các trạm TT&C (Tracking, Telemetry và Command: bám, đo lường từ xa và lệnh), cùng với trung tâm điều khiển vệ tinh, thực hiện các hoạt động liên quan đến việc điều khiển, kiểm tra, giám sát & duy trì hoạt động của vệ tinh thông qua các chức năng thiết yếu của vệ tinh đó. Vệ tinh được cấu tạo bao gồm phần tải (payload) và phần thân (platform). Phần tải: bao gồm các anten thu, phát và tất cả các thiết bị điện tử trợ giúp cho việc truyền dẫn tín hiệu (phân hệ thông tin). Phần thân: bao gồm các phân hệ phụ trợ trên vệ tinh: 14 - Đo lường từ xa, bám và lệnh (TT&C). - Nguồn điện. - Điều khiển nhiệt độ. - Điều khiển tư thế bay và quỹ đạo. - Các thiết bị đẩy. - Cấu trúc: Đảm bảo hỗ trợ về cơ khí cho tất cả các bộ phận trên vệ tinh, đồng chỉnh chính xác, hỗ trợ cho điều khiển nhiệt. 1.2.2. Phân hệ mặt đất Phân hệ mặt đất bao gồm các trạm mặt đất thực hiện chức năng thu, phát thông tin. Các trạm mặt đất này thường được kết nối với một mạng thông tin mặt đất hoặc nối trực tiếp với thiết bị đầu cuối người sử dụng như trong trường hợp các trạm nhỏ (VSAT). Các trạm mặt đất được phân loại theo kích thước của chúng, kích thước của trạm biến đổi tuỳ thuộc lưu lượng cần vận chuyển và loại tải (như điện thoại, truyền hình hay số liệu…). Trạm mặt đất loại lớn nhất được trang bị anten đường kính 30m (tiêu chuẩn A của INTELSAT), loại nhỏ nhất có các anten 0,6m cho các trạm thu truyền hình trực tiếp. 1.3. ĐẶC ĐIỂM CỦA THÔNG TIN VỆ TINH 1.3.1. Ưu điểm - Vùng phủ sóng rộng: do vệ tinh cách xa mặt đất - Độ tin cậy và chất lượng thông tin cao: do tuyến thông tin chỉ có 3 trạm, trong đó vệ tinh đóng vai trò như trạm lặp, còn hai trạm đầu cuối trên mặt đất nên xác xuất hư hỏng trên tuyến rất thấp. - Tính linh hoạt và hiệu quả kinh tế: hệ thống thông tin được thiết lập nhanh chóng trong điều kiện các trạm mặt đất cách xa nhau. Đặc biệt hiệu quả kinh tế cao trong thông tin cự ly lớn, thông tin xuyên lục địa. - Đa dạng về loại hình dịch vụ 1.3.2 Nhược điểm - Trễ truyền dẫn qua vệ tinh cao hơn so với truyền dẫn qua Viba, cáp đồng, cáp quang. 15 - Giá thành triển khai cho các link kết nối cao hơn so với các phương tiện truyền dẫn khác. - Khó khăn trong việc triển khai truyền dẫn dung lượng lớn - Chịu ảnh hưởng nhiều của yếu tố thời tiết khi sử dụng băng tần Ku, Ka, đặc biệt là hiện tượng SunOutage. 1.4. CÁC PHƯƠNG PHÁP GHÉP KÊNH 1.4.1. Ghép kênh phân chia theo tần số (FDM) Khái niệm ghép kênh theo tần số là tần số (hoặc băng tần) của các kênh khác nhau, nhưng được truyền đồng thời qua môi trường truyền dẫn. Muốn vậy phải sử dụng bộ điều chế, giải điều chế và bộ lọc băng. A. Sơ đồ khối bộ ghép Sơ đồ khối hệ thống ghép kênh và tách kênh theo tần số như hình 1.2. Sơ đồ có N nhánh, mỗi nhánh dành cho một kênh. Sơ đồ chỉ có một cấp điều chế, nhưng trong thực tế có nhiều cấp điều chế. Tuỳ thuộc môi trường truyền dẫn là vô tuyến, dây trần, cáp đối xứng hay cáp đồng trục mà sử dụng một số cấp điều chế cho thích hợp. B. Nguyên lý hoạt động Phía phát: tín hiệu tiếng nói qua bộ lọc thấp để hạn chế băng tần từ 0,3 đến 3,4 kHz. Băng tần này được điều chế theo phương thức điều biên với sóng mang fN để được hai băng bên. Trong ghép kênh theo tần số chỉ truyền một băng bên, loại bỏ băng bên thứ hai và sóng mang nhờ bộ lọc băng, như biễu diễn trên hình 1.3. Hình 1.3 nêu một thí dụ về truyền băng dưới. Tại cấp điều chế kênh, khoảng cách giữa hai sóng mang kề nhau là 4 kHz. 16 Hình 1.2: Sơ đồ khối hệ thống ghép kênh theo tần số Hình 1.3: Truyền băng dưới trong ghép kênh theo tần số Cấp điều chế kênh hình thành băng tần cơ sở 60 /108 kHz. Từ băng tần cơ sở tạo ra băng tần nhóm trung gian nhờ sóng mang nhóm trung gian. Từ băng tần nhóm trung gian tạo ra băng tần đường truyền nhờ một sóng mang thích hợp. N bộ lọc băng tại đầu ra nhánh phát nối song song với nhau. Phía thu: các bộ lọc băng tại nhánh phát và nhánh thu của mỗi kênh có băng tần như nhau. Đầu vào nhánh thu có N bộ lọc băng nối song song và đóng vai trò tách kênh. Bộ điều chế tại nhánh phát sử dụng sóng mang nào thì bộ giải điều chế của kênh ấy cũng sử dụng sóng mang như vậy. Tín hiệu kênh được giải điều chế với sóng mang và đầu ra bộ giải điều chế ngoài băng âm tần còn có các 17 thành phần tần số cao. Bộ lọc thấp loại bỏ các thành phần tần số cao, chỉ giữ lại băng âm tần. Ghép kênh theo tần số có ưu điểm là các bộ điều chế và giải điều chế có cấu tạo đơn giản (sử dụng các diode bán dẫn), băng tần mỗi kênh chỉ bằng 4 kHz nên có thể ghép được nhiều kênh. Chẳng hạn, máy ghép kênh cáp đồng trục có thể ghép tới 1920 kênh. Tuy nhiên do sử dụng điều biên nên khả năng chống nhiễu kém. 1.4.2. Ghép phân chia theo thời gian (TDM) Khi có nhiều tín hiệu có tần số hoặc băng tần như nhau cùng truyền tại một thời điểm phải sử dụng ghép kênh theo thời gian. Có thể ghép kênh theo thời gian các tín hiệu analog hoặc các tín hiệu số. Dưới đây trình bày hai phương pháp ghép kênh này. 1.4.2.1. TDM tín hiệu tương tự A. Sơ đồ khối bộ ghép Sơ đồ khối TDM 4 kênh như hình 1.4. Hình 1.4: Sơ đồ khối ghép 4 kênh theo thời gian B. Nguyên lý hoạt động Bộ lọc thấp hạn chế băng tần tín hiệu thoại analog tới 3,4 kHz. Bộ chuyển mạch đóng vai trò lấy mẫu tín hiệu các kênh, vì vậy chổi của bộ chuyển mạch quay một vòng hết s125 , bằng một chu kỳ lấy mẫu. Chổi tiếp xúc với tiếp điểm tĩnh của kênh nào thì một xung của kênh ấy được truyền đi. Trước hết một xung 18 đồng bộ được truyền đi và tiếp theo đó là xung của các kênh 1, 2, 3 và 4. Kết thúc một chu kỳ ghép lại có một xung đồng bộ và ghép tiếp xung thứ hai của các kênh. Quá trình này cứ tiếp diễn liên tục theo thời gian. Để phía thu hoạt động đồng bộ với phía phát, yêu cầu chổi của bộ phân phối quay cùng tốc độ và đồng pha với chổi của bộ chuyển mạch. Nghĩa là hai chổi phải tiếp xúc với tiếp điểm tĩnh tại vị trí tương ứng. Yêu cầu đồng bộ giữa máy phát và máy thu sẽ được đáp ứng nhờ xung đồng bộ. Phía thu, sau khi tách dãy xung của các kênh cần khôi phục lại tín hiệu analog nhờ sử dụng bộ lọc thấp giống như bộ lọc này tại phía phát. Hình ảnh ghép kênh theo thời gian tín hiệu 3 kênh được minh hoạ tại hình 1.5. s125 Hình 1.5: Ghép kênh theo thời gian tín hiệu 3 kênh 19 1.4.2.2. TDM tín hiệu số A. Sơ đồ khối bộ ghép Sơ đồ khối bộ ghép TDM tín hiệu số được thể hiện tại hình 1.6. B. Nguyên lý hoạt động Quá trình hoạt động của bộ chuyển mạch và bộ phân phối đã được trình bày trong phần TDM tín hiệu tương tự (analog). Sau đây trình bày hoạt động TDM tín hiệu số. Phía phát: sau khi lấy mẫu tín hiệu thoại analog của các kênh, xung lấy mẫu được đưa vào bộ mã hoá để tiến hành lượng tử hoá và mã hoá mỗi xung thành một từ mã nhị phân gồm 8 bit. Các bit tin này được ghép xen byte để tạo thành một khung nhờ khối tạo khung. Trong khung còn có từ mã đồng bộ khung đặt tại đầu khung và các bit báo hiệu được ghép vào vị trí đã quy định trước. Bộ tạo xung ngoài chức năng tạo ra từ mã đồng bộ khung còn có chức năng điều khiển các khối trong nhánh phát hoạt động. Phía thu: dãy tín hiệu số đi vào máy thu. Dãy xung đồng hồ được tách từ tín hiệu thu để đồng bộ bộ tạo xung thu. Bộ tạo xung phía phát và phía thu tuy đã thiết kế có tốc độ bit như nhau, nhưng do đặt xa nhau nên chịu sự tác động của thời tiết khác nhau, gây ra sai lệch tốc độ bit. Vì vậy dưới sự khống chế của dãy xung đồng hồ, bộ tạo xung thu hoạt động ổn định. Khối tái tạo khung tách từ mã đồng bộ khung để làm gốc thời gian bắt đầu một khung, tách các bit báo hiệu để xử lý riêng, còn các byte tin được đưa vào bộ giải mã để chuyển mỗi từ mã 8 bit thành một xung. Do bộ phân phối hoạt động đồng bộ với bộ chuyển mạch nên xung của các kênh tại đầu ra bộ giải mã được chuyển vào bộ lọc thấp của kênh tương ứng. Đầu ra bộ lọc thấp là tín hiệu thoại analog. Bộ tạo xung phía thu điều khiển hoạt động của các khối trong nhánh thu. 20 Hình 1.6: Sơ đồ khối hệ thống TDM tín hiệu số 1.5. CÁC PHƯƠNG THỨC ĐA TRUY NHẬP TRONG THÔNG TIN VỆ TINH Trong hệ thống thông tin vệ tinh có một hoặc vài vệ tinh, các trạm mặt đất thì rất nhiều. Vấn đề làm sao cho cùng một thời điểm các trạm mặt đất cùng liên lạc với nhau thông qua vệ tinh đó. Từ đó vấn đề được đặt ra là dùng cách nào để cho các trạm mặt đất truy nhập vệ tinh, đó là phương pháp truy nhập vệ tinh. Hệ thống thiết bị nối giữa anten thu và anten phát vệ tinh là bộ lặp (repeater), bộ lặp này thông thường bao gồm một hoặc nhiều kênh liên lạc và cũng được gọi là bộ phát đáp (transponder), chúng cùng làm việc song song trên các dải tần con khác nhau của băng tần rộng được ấn định. Hiện nay ba kĩ thuật đa truy nhập cơ bản được sử dụng rộng rãi trong thông tin vệ tinh đó là: - Đa truy nhập phân chia theo tần số (FDMA – Frequency Division Multiple Access). - Đa truy nhập phân chia theo thời gian (TDMA – Time Division Multiple Access). - Đa truy nhập phân chia theo mã (CDMA – Code Division Multiple Access). Trong luận văn này chúng ta tập chung vào phân tích hai kỹ thuật đa truy nhập FDMA và TDMA. 1.5.1. Đa truy nhập phân chia theo tần số (FDMA) Theo phương thức này mỗi trạm mặt đất được phân bổ một dải tần số trong băng tần quy định chung cho toàn bộ hệ thống. Dải thông của vệ tinh được phân 21 chia cho các bộ phát đáp, mỗi bộ phát đáp thường có độ rộng là 36MHz; 72MHz hoặc 140MHz. Mỗi bộ phát đáp lại có thể chia nhỏ thành các dải con, mỗi dải con lại được phân bổ cho các sóng mang do một trạm mặt đất phát đi. Cần thiết là phải có khoảng bảo vệ thích hợp giữa các dải con để tránh chồng lấn phổ giữa các kênh như chỉ ra trên hình 1.7. B¨ng tÇn bé ph¸t ®¸p f P Kho¶ng tÇn sè b¶o vÖ f 1 f 3 f 2 f n fhfl f n-1 Hình 1.7: Phân chia băng tần bộ phát đáp trên vệ tinh Hình trên chỉ ra một ví dụ điển hình cho phương pháp FDMA của một mạng có ba trạm mặt đất A,B,C, mỗi trạm một sóng mang. b) C¸c kªnh tÝn hiÖu b¨ng gèc A B C ®Õn B ®Õn C ®Õn C®Õn A ®Õn A ®Õn B t nÕn lµ TDM f nÕu lµ FDM A B C a) C¸c sãng mang ph¸t B¨ng th«ng bé ph¸t ®¸p c) S¬ ®å khèi tr¹m mÆt ®Êt A MUX §iÒu chÕ M¸y ph¸t M¸y ph¸t B C Ph©n kªnh vµ chän kªnh A B C C¸c kªnh tiÕng §Õn ng­êi sö dông Anten Gi¶i ®iÒu chÕ Hình 1.8: Hệ thống FDMA có ba trạm, mỗi trạm một sóng mang 22 Phương pháp FDMA có ưu điểm: là kỹ thuật đơn giản, độ tin cậy cao, giá thành thấp, không cần đồng bộ giữa các trạm mặt đất; nhưng cũng có các nhược điểm sau: - Thiếu tính mềm dẻo: khi có sự phân bổ lại lưu lượng cần phải thay đổi lại kế hoạch phân bổ tần số, băng thông các bộ lọc của các trạm mặt đất. - Khi số lượng các trạm truy nhập tăng cần giảm công suất của vệ tinh để tránh các hiện tượng xuyên điều chế. - Có hai loại kỹ thuật đa truy nhập FDMA là kỹ thuật: + MCPC (Multiple Channel Per Carrier): đa kênh trên mỗi sóng mang + SCPC (Single Channel Per Carrier): mỗi kênh một sóng mang 1.5.1.1. Đa truy nhập nhiều kênh trên một sóng mang (MCPC) Kỹ thuật MCPC: Trong trường hợp này trạm phát A sẽ ghép kênh các tín hiệu băng gốc truyền cho các trạm B,C,D và tín hiệu ghép kênh này sẽ điều chế sóng mang trên một băng tần dành cho trạm A. Ở trạm thu B nó sẽ tách lấy tín hiệu cao tần dành cho nó bằng bọ lọc cao tần RF thích hợp. Sau khi giải điều chế nó sẽ tách lấy tín hiệu thông tin dành cho trạm B. Trong kỹ thuật này bộ lọc băng gốc được thiết kế cho từng trạm phát cụ thể và vì vậy phải được thiết kế lại mỗi khi dung lượng truyền bị thay đổi. Kỹ thuật MCPC lại có thể phân ra hai loại là FDM/FDMA và TDM/FDMA. - FDM/FDMA Trong kỹ thuật FDM/FDMA thì các tín hiệu băng gốc được ghép kênh phân chia tần số sau đó điều sóng mang theo kiểu đa truy nhập FDMA. - TDM/FDMA Trong TDM/FDMA thì các tín hiệu băng gốc được ghép kênh phân cực chia thời gian sau đó điều pha sóng mang theo kiểu đa truy nhập FDMA. 23 Hình 1.9: Mô hình truyền dẫn FDM/FDMA và TDM/FDMA 1.5.1.2. Truy nhập một kênh trên một sóng mang (SCPC) Kỹ thuật SCPC: Khi mỗi trạm cần liên lạc với nhiều trạm nhưng lượng thông tin trong ngày là rất ít thì khi đó kỹ thuật MCPC sẽ trở lên lãng phí băng tần. Trong trường hợp này người ta sử dụng kỹ thuật SCPC ,mỗi kênh được truyền trên một sóng mang. FDM MOD A/D PSK MOD PSK MOD TX TX TX VỆ TINH User User User Hình 1.10: Mô hình truyền dẫn SCPC/FDMA - Ưu điểm của phương thức đa truy nhập FDMA: 24 + Đơn giản do không cần đồng bộ - Nhược điểm của phương thức đa truy nhập FDMA: + Thiếu linh hoạt khi thiết lập lại cấu hình, do mỗi khi có sự ấn định lại thì bộ lọc máy thu phải thay đổi lại. Điều này đúng cho MCPC,còn SCPC đã tránh được hạn chế này. + Giảm dung lượng truyền khi số sóng mang tăng, điều này là do nhiễu giao thoa xuất hiện trong bộ khuếch đại không tuyến tính. + Cần điều chỉnh công suất các sóng mang để tại đầu vào vệ tinh chúng có công suất gần như nhau nhằm tránh hiện tượng đè nén tín hiệu yếu. 1.5.2. Đa truy nhập phân chia theo thời gian (TDMA) Trong đa truy nhập TDMA, toàn bộ băng thông của bộ phát đáp được sử dụng cho mỗi trạm, tuy nhiên mỗi trạm chỉ sử dụng một khe thời gian dành cho nó. Giữa hai khoảng thời gian cạnh nhau cần để ra một khoảng thời gian phòng vệ (guard time) sao cho các sóng mang không chồng lấn nhau trong bộ phát đáp. Các trạm cần phải được đồng bộ chính xác để phân chia dung lượng truyền của mỗi bộ phát đáp. Các trạm thường xuyên nhận được thông tin gửi cho nó. Sóng mang trong TDMA luôn là sóng mang được điều chế số. Hình 1.11: TDMA và mô hình khung TDMA Hình dưới cho ta thấy hình ảnh về một khung 2ms TDMA theo chuẩn INTELSAT. 25 Hình 1.12. Mô hình khung 2ms chuẩn Intelsat Khung được hình thành trên vệ tinh bao gồm tất cả các burst của các trạm mặt đất được đặt cạnh nhau, giữa chúng có một khoảng thời gian bảo vệ (guard time - GT) để phòng chống sự can nhiễu có thể có. Chiều dài một khung là 2ms, GT chiếm 64 mức hay 1ns. Trong một khung bao gồm hai loại burst: - Burst của các trạm chuyển tin (Traffic Station) có phần mào đầu gồm 280 mức sóng mang hoặc 560 bit và một trường tin dài nx64 mức (n nguyên dương). - Burst của các trạm tham chiếu (Reference Station) gồm 288 mức sóng mang hoặc 576 bit và không có trường tin. Trạm tham chiếu chỉ có tác dụng đồng bộ cho hệ thống. Tất cả các trạm muốn truyền tin phải đồng bộ hoạt động của mình đối với trạm tham chiếu bằng cách đặt burst của chúng sau một thời gian trễ nhất định đối với các burst tham chiếu. Do vai trò quan trọng của burst tham chiếu 26 nên trong một khung người ta thường đặt hai burst tham chiếu lấy từ hai trạm tham chiếu trong mạng đã được đồng bộ tương hỗ với nhau. Chức năng của burst tham chiếu là : - Cho phép khôi phục lại sóng mang, vì vậy nó chứa một chuỗi bit mà khi điều chế sóng mang thì sóng mang không đảo pha (Chức năng của đoạn bit khôi phục đồng hồ và sóng mang CBR: Carrier and Bit Recovery). - Cho phép trạm thu khôi phục lại đồng hồ tách bit, do đó nó chứa một chuỗi bit tạo ra sự đảo pha sóng mang luân phiên (CBR). - Cho phép trạm thu xác định được điểm bắt đầu mỗi burst, do đó một nhóm bit UW (Unique Word) được sử dụng cho chức năng này. - Các bit điều khiển nhằm cung cấp các thông tin như xác định trạm và phục vụ quản lý mạng. - Theo sau burst tham chiếu là các burst dữ liệu, các burst này cũng có các phần tiêu đề có chức năng như burst tham chiếu. Ngoài ra còn có các khe thời gian truyền thông tin tới các trạm khác. 1.5.3. Đa truy nhập phân chia theo thời gian D-TDMA (Deterministric TDMA) Để truyền dữ liệu từ các trạm VSAT đầu xa, iDirect sử dụng kỹ thuật D- DTMA tiên tiến dành riêng. D-TDMA cho phép truy nhập liên tục kênh hướng vào ở tốc độ cao bằng cách gán khe thời gian động. iDirect kết hợp kỹ thuật này với FEC TPC để đạt được tốc độ dữ liệu cao nhất, với hiệu quả sử dụng băng thông hướng vào cao nhất ngành. Bộ xử lý giao thức của iDirect (PP) là bộ công cụ kỹ thuật mạng chính tại trạm gốc, có nhiệm vụ ấn định thời gian truyền để đồng bộ tất cả các trạm đầu xa trong mạng. PP có thể điều khiển nhiều mạng cùng lúc. Mỗi trạm đầu xa được gán cho 1 khe thời gian đo bằng mili giây để truyền dẫn ở hướng vào. PP linh động gán thêm các khe thời gian dựa trên lưu lượng trong hàng đợi hoặc theo nhu cầu và tại lưu lượng hiện có. D-TDMA cung cấp kĩ thuật cho phép trạm đầu xa hoạt động ở chế độ không tranh chấp. Chế độ này cho phép hệ thống truy nhập kênh rất hiệu quả, đạt hiệu quả tới 98% tải trọng kênh. Khi so với Giao thức Aloha chia khe thời gian với hiệu quả tải trọng 36.8% trên lý 27 thuyết và 20% trên thực tế, giải pháp này cũng cấp hệ thống có hiệu quả sử dụng chi phí và tốc độ cao, là điều cần thiết trong mạng viễn thông và truyền dữ liệu hiện đại. Khi trạm VSAT đầu xa được xác thực và được thu nhận vào mạng, nó được gán khe thời gian trong mỗi khung truyền ở hướng ra. Mỗi khe thời gian trong mạng iDirect có thể thay đổi kích thước tùy theo cấu hình. Các khe thời gian này có thể tốc độ nhỏ tới 1kbps. Cấu hình “Khe thời gian dành riêng ấn định” cho phép điều khiển mức độ thường xuyên mà một khe thời gian khả dụng cho mỗi Trạm đầu xa. Cấu hình này có thể điều khiển theo từng trạm. Khi một NetModem ở trạm đầu xa cần gửi lưu lượng tới Trạm gốc, trạm đầu xa bắt đầu truyền trên khe thời gian được gán cho nó. Trong cùng một khung dữ liệu, NetModem còn gửi tới PP cả thông tin về độ dài hàng đợi và thông tin về lưu lượng (Dùng cho QoS mạng và CIR động). PP ở trạm gốc có cái nhìn toàn diện về mạng và có thể linh động gán các khe thời gian còn trống cho các trạm đầu xa trong mạng. PP phân tích và gán băng thông dựa trên nhu cầu của toàn mạng sau mỗi 125 mili giây hay 8 lần trong 1 giây. Việc phân tích và gán này được thực hiện dựa trên nhiều tiêu chuẩn khác nhau bao gồm độ dài hàng đợi, QoS/Thứ tự ưu tiên và thông tin về trễ. Hình 1.13: Cấu trúc hệ thống đa truy nhập phân chia theo thời gian D-TDMA Kiến trúc D-TDMA và thuật toán cấp kênh cung cấp một cơ chế mạnh mẽ không chỉ để gán băng thông đơn thuần dựa trên nhu cầu mà còn cho phép cấu Hub Remote s 1 2 5 500 NM-1 NM-2 NM-5 3.99 Mbps Burstable Bandwidth 4 Mbps 1 kbps • Mỗi trạm đầu xa nhận một băng thông dành riêng nhất định • Băng thông được gán động cho mỗi trạm đầu xa • Nhiều lần trong một giây • Gán băng thông dựa trên độ dài hàng đợi tại mỗi trạm đầu xa, cấu hình CIR và QoS/Thứ tự ưu tiên, giới hạn băng thông từng trạm. 28 hình CIR , giới hạn tốc độ, và QoS của mạng. Hơn nữa, điều này cho phép sử dụng các thuật toán cần thiết để giảm jitter – là mối quan tâm lớn nhất trong các tổn hao chất lượng của các lưu lượng thời gian thực như VoIP và hình ảnh. Với kỹ thuật nhảy tần, Trạm VSAT đầu xa có thể được cấp phát băng thông của một hướng vào khác còn dư lưu lượng, dựa trên nguyên lý từng cụm burst by burst. Tính năng này cung cấp sự linh hoạt cao khi thiết kế mạng, tiết kiệm băng thông của vệ tinh và đảm bảo QoS cho trạm đầu xa. Tất cả những điều trên cộng với tiết kiệm chi phí đáng kể cho cấu trúc nội mạng và điều hành có được là nhờ D-TDMA và nhảy tần. 1.6. CÁC DỊCH VỤ ỨNG DỤNG TRONG THÔNG TIN VỆ TINH Các dịch vụ ứng dụng trong thông tin vệ tinh bao gồm: - Dịch vụ vệ tinh cố định: FSS (Fixed Satellite Service). - Dịch vụ vệ tinh quảng bá: BSS (Broadcasting Satellite Service). - Dịch vụ vệ tinh di động: MSS (Mobile Satellite Service). - Dịch vụ vệ tinh dẫn đường: (Navigational Satellite Service). - Dịch vụ vệ tinh khí tượng. - Dịch vụ vệ tinh cỡ nhỏ VSAT. 29 CHƯƠNG 2 GIỚI THIỆU VỀ MẠNG THÔNG TIN VSAT 2.1. ĐẶC ĐIỂM CỦA THÔNG TIN VSAT Hệ thống thông tin VSAT (Verry Small Aperture Terminal) - trạm đầu cuối có độ mở rất nhỏ (antenna có đường kính từ 1,2m đến 2,4m) thực hiện việc truyền và nhận tín hiệu thông qua vệ tinh. Công nghệ VSAT cho phép kết nối thông tin với các vùng xa xôi mà các phương thức liên lạc khác như cáp quang, Viba không triển khai được. Hệ thống VSAT hội tụ đủ những ưu của một hệ thống thông tin vệ tinh, ngoài ra còn có các ưu điểm nổi bật sau: - Thời gian triển khai rất ngắn cỡ vài giờ. - Thiết bị có thể đặt ngay tại trụ sở khách hàng. - Có thể kết nối các vùng xa xôi, cách trở lạc hậu về cơ sở hạ tầng vào mạng công cộng. - Có khả năng cung cấp dịch vụ mới cho khách hàng trong khi mạng công cộng chưa đáp ứng được. Bên cạnh những ưu điểm trên, hệ thống thông tin vệ tinh VSAT cũng có các nhược điểm sau: - Thiết bị VSAT của nhiều hãng khác nhau rất khó khăn trong quá trình kết hợp sử dụng. - Vốn đầu tư ban đầu cho thiết bị đầu cuối lớn. - Cước phí dịch vụ cao. Việc sử dụng hệ thống truyền dẫn qua vệ tinh phụ thuộc vào đặc thù địa hình của vùng, miền. Các nơi như hải đảo với khoảng cách lớn không thể sử dụng thiết bị truyền dẫn quang, không thể sử dụng thiết bị viba (microware). Thay cho việc kéo một đường truyền dẫn cáp quang khá dài với mục đích sử dụng không cao hay sẽ phải lắp đặt liên tiếp nhiều trạm viba… sẽ chi phí cao hơn nhiều so với việc lắp đặt một hệ thống đầu cuối truyền dẫn qua vệ tinh sử dụng các thiết bị đầu cuối nhỏ (VSAT). Chính vì vậy mà hệ thống này đã và đang được nhiều nhà cung cấp dịch vụ lựa chọn trong đó ở Việt Nam có VNPT,Viettel. 2.2. CẤU TRÚC HỆ THỐNG THÔNG TIN VSAT 30 Hình 2.1: Cấu trúc hệ thống thông tin VSAT cung cấp dịch vụ di động Hệ thống thông tin vệ tinh VSAT bao gồm số lượng lớn các trạm BTS (Base Tranceiver Station) ở xa truyền tín hiệu về trạm trung tâm (Hub) thông qua vệ tinh địa tĩnh (Geostationary satellite server) sau đó từ trạm trung tâm (Hub) truyền tín hiệu về BSC (Base Station Controller), MSC (Mobile Switching Controller) (theo đường truyền dẫn quang) và ngược lại với cấu hình trạm Hub. Mạng VSAT là một mạng liên lạc vệ tinh gồm các VSAT kết nối trực tiếp với nhau trong cấu hình mạng MESH hay qua một trung tâm điều khiển được gọi là Hub trong cấu hình mạng sao (STAR). Việc lựa chọn mạng VSAT theo cấu hình mạng lưới hay cấu hình mạng sao phụ thuộc vào ba yếu tố: - Cấu trúc luồng thông tin trong mạng. - Dung lượng và chất lượng đường truyền yêu cầu. - Trễ truyền. 2.2.1. Cấu hình mạng lưới (MESH) Mạng MESH bao gồm N VSAT. Mỗi VSAT trong mạng có thể thiết lập một kết nối đến bất kỳ một VSAT nào qua vệ tinh, các trạm này liên lạc trực tiếp với nhau không cần qua trạm Hub. Mạng MESH có thể được kết nối từng phần cũng có thể được kết nối toàn mạng. Một mạng MESH kết nối toàn mạng cung cấp các liên kết điểm nối điểm tới tất cả các node trên mạng. 31 Khi một thuê bao gọi một thuê bao khác, thông tin chỉ cần truyền qua một bước đơn để đến đích. (Bước đơn là quá trình truyền thông tin từ một VSAT qua vệ tinh đến VSAT khác). Mạng MESH rất lý tưởng cho các yêu cầu trung kế điểm-điểm. Trạm mặt đất có nhu cầu thông tin cho một trạm khác được kết nối thẳng tới trạm đó bằng các liên kết SCPC (Single Channel Per Carrier - đơn kênh trên một sóng mang) hay MCPC (Multi channels per Carrier - đa kênh trên một sóng mang). Kỹ thuật truyền thông tin trong MESH giải pháp đầu tiên là mỗi VSAT phát đi số sóng mang đúng bằng số VSAT còn lại. Thông tin truyền đạt trong mỗi sóng mang thể hiện cho lưu lượng từ một VSAT này đến bất cứ một VSAT nào khác. Với khả năng kết nối toàn bộ thường xuyên, mỗi VSAT có thể nhận tại bất kỳ thời điểm nào tất cả các sóng mang được phát đi từ các VSAT còn lại trên mạng. Hình 2.2 : Cấu hình mạng lưới Hình trên mô tả phương pháp thực hiện dựa trên FDMA. Cấu hình như vậy yêu cầu mỗi VSAT phải được trang bị (N- 1) bộ phát đáp và (N- 1) bộ thu. Để thực hiện được điều này là rất tốn kém . Nếu N lớn thì nó gây ra những khó khăn về mặt điều hành như: Sẽ có nhiều bộ phát và bộ thu hơn phải cài đặt tại mỗi VSAT mỗi lần mạng có thêm VSAT mới. Hơn nữa bộ phát đáp vệ tinh sẽ bị chiếm bởi N(N- 1) sóng mang. Các sóng mang như vậy là các sóng mang băng hẹp do chúng truyền với tốc độ thấp điều TớiVSAT 1 TớiVSAT 2 TớiVSAT N 2 3 N 1 3 N 1 2 N N- 1 sóng mang N- 1 sóng mang N- 1 sóng mang 1 2........... N Băng tần bộ phát đáp được sử dụng 32 này yêu cầu các bộ điều chế ổn định tần số vì các dải bảo vệ giữa các sóng mang được giữ ở mức nhỏ nhất để tiết kiệm dải tần vệ tinh. 2.2.2. Cấu hình mạng sao (Star) Mạng hình sao gồm có N trạm VSAT và một trạm HUB. Mỗi VSAT có thể phát tới K sóng mang, tương ứng với các kết nối giữa các đầu cuối gắn tới VSAT và tương ứng với những ứng dụng tại máy tính chủ kết nối với trạm HUB. Đây là cấu hình mạng tập trung, nơi tất cả mọi liên lạc đến và đi tới các thiết bị đầu cuối đều thông qua một bộ điều khiển trung tâm. Ở mạng VSAT, mỗi VSAT giao tiếp với một HUB. Liên lạc từ HUB đến các VSAT và ngược lại qua một bộ Repeater – bộ phát đáp đặt trên vệ tinh địa tĩnh. Mạng hình sao được áp dụng dựa trên hai lý do cơ sở: Trạm mặt đất HUB tận dụng một anten lớn hơn nhiều và một bộ khuếch đại công suất đủ để bù cho các VSAT được cấp nguồn thấp hơn thu và phát thông tin. Trạm HUB hoạt động như một trung tâm điều khiển mạng, định tuyến các cuộc gọi giữa các VSAT hay giữa các VSAT với các trạm mặt đất trung tâm. Các VSAT có công suất thấp do đó sẽ bị cản trở khi muốn thiết lập liên lạc trực tiếp với nhau. Thuận lợi chính của mạng sao là tính linh hoạt của nó. Khi một HUB được lắp đặt thì chỉ hai ngày sau các VSAT ở xa có thể được triển khai. Mang hình sao là một giải pháp tốt nhất để đưa vào ứng dụng các dịch vụ VSAT. Mạng sao thích hợp cho việc cung cấp các đường trung kế và các tuyến thuê bao. 2.3. MẠNG THÔNG TIN VSAT FDM/SCPC HIỆN TẠI CỦA CÔNG TY TRUYỀN DẪN VIETTEL 2.3.1. Mục đích Công ty VIETTEL có nhu cầu triển khai Hệ thống VSAT nhằm cung cấp các dịch vụ sau: - Kết nối các BTS trong mạng Mobile Viettel. - Cung cấp dịch vụ điện thoại cho các khu vực vùng sâu, biên giới, hải đảo nơi khả năng kéo cáp khó thực hiện. - Cung cấp dịch vụ thuê kênh riêng, mạng dùng riêng qua VSAT cho khách hàng, bao gồm truyền dữ liệu data và các ứng dụng về thoại 33 Để thực hiện được yêu cầu này, VIETTEL dự định xây dựng mạng VSAT có cấu trúc gồm 1 trạm HUB và 100 trạm VSAT Remote trên các vùng trong lãnh thổ Việt Nam. Trên thực tế, Viettel mới ứng dụng hệ thống VSAT cho thông tin di động. 2.3.2. Sơ đồ khối hệ thống VSAT tại công ty truyền dẫn Viettel Hình 2.3 : Sơ đồ khối hệ thống VSAT FDM/SCPC Chức năng các khốí như sau [10] : Optimizer (thiết bị tối ưu) làm giảm băng thông chiếm dụng trên vệ tinh bằng cách tối ưu các thông tin như các khe dữ liệu không dùng đến, khoảng lặng. Modem (thiết bị modem vệ tinh) thực hiện chức năng mã hóa, điều chế và giải điều chế tín hiệu. BUC (Block upconverter) thực hiện lọc, chuyển đổi tín hiệu trung tần thành tín hiệu cao tần và khuếch đại công suất. LNB (Low noise block downconverter) chuyển đổi tín hiệu cao tần thành tín hiệu trung tần, lọc và khuếch đại công suất LNA (Low noise amplifier) lọc và khuếch đại tín hiệu tạp âm thấp. Upconverter (thiết bị chuyển đổi tần số) chuyển đổi tín hiệu trung tần thành cao tần. Dowconverter (thiết bị chuyển đổi tần số) chuyển đổi tín hiệu cao tần thành trung tần. 34 SSPA (Solid state power amplifier) khuếch đại tín hiệu cao tần trước khi phát lên vệ tinh. OMT (Ortho-mode transducer) chuyển đổi hướng phát và thu theo các phân cực khác nhau. Hệ thống antena: Đối với trạm Remote sử dụng anten có khẩu độ nhỏ (anten loại 2.4m), đối với trạm Hub sử dụng anten có kích thước lớn (anten loại 6.3 m, 9.3m…) BTS cung cấp truy nhập vô tuyến giữa các thuê bao di động (Mobile Station-MS) và mạng. BSC (Base Station Controller) cấp phát kênh vô tuyến cho các MS và duy trì cuộc gọi. 2.3.3. Thiết bị sử dụng Hệ thống VSAT viettel bao gồm 2 phần chính: Trạm Hub và các trạm Remote. Trạm Hub được đặt ở Sơn Tây, các trạm Remote đặt tại các trạm BTS cần truyền dẫn bằng vệ tinh. 35 Hình 2.4: Cấu trúc hệ thống thiết bị mạng VSAT Viettel Hiện tại Viettel đang thuê vệ tinh APSTAR-VI của công ty APT-Hồng Công. Đây là vệ tinh đĩa tĩnh, cách mặt đất khoảng 36000 Km, có toạ độ là 1340E. Băng tần vệ tinh hiện đang thuê là băng C. Tốc độ đầu vào là 384 Kb/s. * Trạm Hub: Trạm Hub là trạm tập trung từ các trạm remote sau đó truyền dẫn bằng quang về BSC. Trạm Hub gồm 2 phần chính: Phần Outdoor và phần Indoor. Phần Outdoor gồm: - Hệ thống Anten, phidơ và ống dẫn sóng: Anten trạm Hub có kích thước 6,3m. - Hệ thống điều khiển Anten: Có thể điều chỉnh góc ngẩng, góc phương vị hoặc góc phân cực. 36 - Các khối khuyếch đại tạp âm thấp đường xuống LNA. Phần Indoor gồm: - Modem vệ tinh: Đang sử dụng thiết bị CDM570 của hãng COMTECH. Dải tần từ 50 – 90 Mhz và từ 100 – 180 Mhz. Có 2 giao diện về phía BSC: Giao diện G.703 tốc độ 2,048 Mhz và giao diện V.35 để đáp ứng tốc độ N64Kb/s. Hiện đang sử dụng giao diện V.35 để đáp ứng tốc độ đầu vào 384 Kb/s. - Bộ đổi tần lên (Upconverter) và đổi tần xuống (Downconverter): Đang sử dụng thiết bị UT4500 và DT4500 của COMTECH. - Bộ cộng và bộ chia tín hiệu: Ghép tín hiệu từ nhiều Modem vào Upconverter để truyền lên vệ tinh (Uplink) hoặc tách tín hiệu ra từng Modem (downlink). - Khối khuyếch đại công suất đường lên SSPA: Đang sử dụng của hang Vertex. - Thiết bị tối ưu: Đang sử dụng thiết bị Memotec CX960e hỗ trợ cho 10 modem CDM570 và được kết nối tới BSC. * Trạm Remote: Phần Outdoor gồm: - Anten kích thước 2,4m. - BUC (công suất 5W): Đang sử dụng hãng Aplus - LNB: Đang sử dụng hãng Aplus Phần Indoor gồm: - Modem vệ tinh CDM570-L hoạt động băng tần L (dải tần từ 950–1950 Mhz). Có giao diện ra về phía BTS: Giao diện G.703 tốc độ 2,048 Mb/s và giao diện V.35 có thể thích ứng các tốc độ N64Kb/s. - Thiết bị tối ưu: Đang sử dụng thiết bị Memotec CX900s. 37 CHƯƠNG 3 CÔNG NGHỆ VSAT TDM/D-TDMA( IDIRECT) ỨNG DỤNG CHO MẠNG VIETTEL 3.1. CÔNG NGHỆ VSAT TDM/D-TDMA 3.1.1. Cơ sở công nghệ VSAT TDM/D-TDMA (iDirect ) Hệ thống mạng VSAT iDirect là hệ thống mạng TCP/IP được thiết kế để truyền tải hiệu quả dữ liệu tốc độ cao thông qua các vệ tinh. Hệ thống mạng có kiến trúc hình sao sử dụng phương thức ghép kênh phân chia theo thời gian (TDM) và truy nhập kênh theo phương thức đa truy nhập theo thời gian (TDMA) cho phép chia sẻ băng thông giữa nhiều trạm đầu xa với thiết bị đầu cuối có khẩu độ rất nhỏ được quản lý và điều khiển bởi một trạm Hub trung tâm. Trạm Hub phát quảng bá một kênh lưu lượng hướng ra TDM liên tục cùng với thông tin về quản lý mạng và QoS tới tất cả các VSAT. Các trạm VSAT chuyển lưu lượng đến Hub thông qua một sóng mang đầu vào chia sẻ bằng phương thức truy nhập kênh dành riêng gọi là Deterministic TDMA. Việc chia sẻ băng thông hướng về từ các trạm đầu xa được quyết định bởi mức độ sử dụng dữ liệu. Mạng VSAT băng rộng iDirect lý tưởng cho các mạng có xu hướng theo mô hình điểm tới đa điểm, điểm tới điểm và có bản chất truyền hàng loạt cụm (Burst). Hệ thống được cấu trúc và thiết kế để tối ưu lưu lượng theo giao thức TCP/IP trên kết nối vệ tinh. Hệ thống D-TDMA hiệu suất cao đạt hiệu quả thông lượng tới gần 95% băng thông tải trọng. Mạng iDirect có các tính năng và khả năng điều khiển cho phép hệ thống được cấu hình để cung cấp QoS và các giải pháp quản lý lưu lượng khác tới các đầu xa. Mạng iDirect cũng cung cấp khả năng tăng tốc TCP và web trên cả hai hướng lưu lượng vào ra và có khả năng cung cấp thông lượng TCP đúng như của đường truyền, ngay cả với một phiên TCP trong mạng. Các chức năng khác của mạng bao gồm tùy chọn mã hóa 3- DES, mã hóa mọi thứ đi ra từ trạm đầu xa, bộ đệm DNS cục bộ của trạm xa, định tuyến IP bằng RIP và định tuyến tĩnh. Trạm gốc có tính mềm dẻo và khả năng mở rộng cao có khả năng hỗ trợ nhiều kết nối vào, ra trên một khung giá (Chassis) của Trạm gốc, đồng thời hỗ trợ 5 đường trung tần (IF) riêng biệt cung cấp kết nối tới 5 vệ tinh khác nhau. Kiến trúc này tiết kiệm chi phí đáng kể cho nhà điều hành mạng, cho phép nhận vùng phủ của nhiều vệ tinh khác nhau mà không cần tốn chi phí cho trạm hub phụ. 38 Mạng D-TDMA có độ tin cậy và tính sẵn sàng cao bằng cách áp dụng mã hóa turbo (TPC) cho mã sửa lỗi (FEC) và tự động điều khiển công suất đường lên đảm bảo kết nối cho trạm VSAT ngay cả trong điều kiện thời tiết không thuận lợi. C, Ku, or Ka-Band Router Internet/ Backbone Teleport LAN Switch VoIP Phone Remote Site iDirect Broadband VSAT Hub iDirect NetModem II+ LAN Switch VoIP Phone Remote Site TCP Optimized Over Satellite QoS/Prioritization of Traffic Highly Reliable Link Line Rate IP Throughput Rate Limiting Traffic Engineering and Control End-to-End VLAN 3DES Encryption (Optional) Hình 3.1: Công nghệ VSAT TDM/D-TDMA (iDirect ) Kiến trúc của hệ thống VSAT băng rộng cung cấp khả năng hỗ trợ nhiều loại ứng dụng trên mạng viễn thông (thoại, dữ liệu, hình ảnh, unicast và multicast) và nhiều cấu hình mạng (dịch vụ Truy nhập Internet công cộng, mạng nội bộ, nhóm người dùng khép kín, mạng di động tạm thời và vận chuyển được, mạng riêng ảo (VPN), mạng giám sát), về cơ bản là bất kì dịch vụ nào trên nền Internet. 3.1.2. Mạng VSAT băng rộng iDirect Một mạng VSAT băng rộng iDirect bao gồm một kênh phát hướng ra quảng bá và một hay nhiều kết nối hướng vào TDMA đi kèm. Tất cả các trạm VSAT trong mạng chia sẻ chung một hướng ra để nhận lưu lượng phát quảng bá từ trạm gốc (Hub). Một hướng vào trong mạng iDirect được chia sẻ bởi một nhóm các trạm VSAT đầu xa. Giao thức truy nhập được sử dụng trong một hướng vào là D-TDMA kết hợp với nhảy tần nhanh. Số trạm đầu xa trong một hướng vào phụ thuộc vào kích cỡ và nhu cầu lưu lượng mà nó cần hỗ trợ. Một hướng ra của iDirect được tối ưu cho gói IP và cung cấp sự truyền tải IP có hiệu quả thông qua một kênh sử dụng băng thông hiệu quả cao. Dung lượng hướng ra được quyết định bởi tổng nhu cầu phải đáp ứng của tất cả các trạm đầu 39 xa trong mạng. Kích thước của hướng vào dựa trên nhu cầu về lưu lượng, số trạm đầu xa, CIR áp dụng cho các Remote, với tham biến quan trọng nhất là thiết bị đầu cuối cao tần bao gồm antenna, khối chuyển đổi thu tạp âm thấp (LNB) để thu và khối chuyển đổi đường lên để phát. Mạng iDirect có thể cấu hình để cung cấp QoS End-to-End, CIR (Tĩnh và động), tăng tốc TCP và Web, mã hóa. Hình 3.2: Cấu trúc mạng iDirect với một hướng ra và 4 hướng vào 3.1.2.1. Hướng ra (Outroute) iDirect TDM Trên hướng ra TDM hệ thống được thiết kế để phát quảng bá tất cả lưu lượng trên một kênh sóng mang đơn cho từng trạm VSAT gắn với nó. Các gói được mã hóa với số nhận dạng duy nhất được in thành số series trên mỗi thiết bị trong nhà (Indoor) ở trạm đầu xa được gọi là Modem mạng (NetModem). Phương pháp này cung cấp phương thức phát quảng bá đảm bảo truyền bảo mật cho mỗi site. Trên hướng ra, một khung HDLC ( High level link control ) đã điều chỉnh được dùng để chứa một gói IP đầy đủ. Điều này giúp tránh sự phân mảnh của gói qua vệ tinh. Điều này cũng giúp việc sử dụng dung lượng của bộ phát đáp đạt hiệu quả cao nhất. Mỗi sóng mang hướng ra có tốc độ kênh có thể thay đổi trong dải từ 128Kbps đến 20 Mbps, với bước thay đổi 1Kbps. Tốc độ này tương đương với tốc độ tải dữ liệu IP khoảng 9Mbps. Dung lượng trong tương lai của hướng ra được thiết kế để vượt qua 23 Mbps. Hiện nay hướng ra TDM iDirect có nhiều tùy chọn FEC khác nhau, với tốc độ mã hoá turbo TPC đường xuống là 40 0.431, 0.533, 0.793, 0.879, tốc độ TPC đường lên là 0.431, 0.533, 0.66 hoặc 0.793. Các tốc độ này được lựa chọn nhằm đạt được tốc độ mã hóa tối ưu. Hướng ra iDirect có sẵn khả năng phát multicast và hỗ trợ lưu lượng multicast IP chuẩn, giới hạn được tốc độ của lưu lượng multicast cho mỗi hướng ra. Một trạm gốc VSAT iDirect có thể hỗ trợ nhiều hướng ra trên một khung giá thiết bị, mỗi hướng ra lại có nhiều hướng vào đi cùng. Chức năng này khiến Trạm gốc iDirect trở thành một trong những hệ thống linh hoạt và mở rộng dễ dàng nhất. Có thể tạo một mạng riêng thực sự trên cùng một khung giá đỡ, mỗi mạng lại có đặc điểm riêng. Chức năng này cũng cho phép sử dụng băng thông không liên tục cho hướng vào, là một chức năng cần thiết cho hệ thống chỉ có một hướng ra. Hình 3.3: Cấu trúc mạng iDirect với một hướng ra Thiết lập QoS cho ứng dụng có thể dùng để cấu hình ưu tiên cho lưu lượng tới một NetModem riêng biệt. Ta cũng có thể sử dụng chức năng điều khiển tốc độ của hệ thống để hạn chế tốc độ của một loại dữ liệu tới một Site bất kì. Hầu hết các thay đổi cấu hình đều được thay đổi ngay lập tức mà không cần khởi động lại hệ thống. 3.1.2.2. Hướng vào (Inroute) iDirect Hướng vào iDirect dựa trên TDMA (Đa truy nhập phân chia theo thời gian) cho phép nhiều remote chia sẻ dung lượng kênh. Giao thức truy nhập đường lên (Upstream) sử dụng bởi iDirect được gọi là Deterministric TDMA (D-TDMA). 41 Giao thức D-TDMA hàng đầu của iDirect đảm bảo thời gian đáp ứng yêu cầu lưu lượng của một trạm xa rất nhanh chóng, và được biết đến bởi khả năng cấp kênh theo yêu cầu, trong đó mạng có thể thiết kế để đáp ứng mọi mức độ đảm bảo. Hệ thống iDirect gán băng thông cho mỗi trạm xa dựa trên nhu cầu của Remote. Hệ thống liên tục phân tích nhu cầu lưu lượng của một trạm VSAT đầu xa và gán lưu lượng cho Trạm 8 lần mỗi giây. Kiến trúc này lý tưởng cho một mạng có lưu lượng TCP/IP truyền kiểu hàng loạt ví dụ như mạng LAN doanh nghiệp và các lưu lượng thời gian thực như VoIP và truyền hình hội nghị. Khi so sánh với hầu hết các giải pháp TDMA chia sẻ khác sử dụng giao thức Aloha chia khe thời gian, cấu trúc mạng iDirect chạy các ứng dụng như VoIP và các ứng dụng chuyên nghiệp nhanh và tin cậy hơn. Hình 3.4: Cấu trúc mạng iDirect với các hướng vào Các hướng vào iDirect có thể có quy mô từ 64kbps đến 5.75 Mbps (Tốc độ kênh) với bước điều chỉnh 1kbps. Điều này cho phép thiết kế một mạng đáp ứng chính xác các yêu cầu với kích cỡ bất kì. Có nhiều tốc độ FEC khả dụng cho hướng vào, và thường sử dụng TPC 0.793 và TCP 0.66. Điều này cung cấp hiệu quả mã hóa tối ưu cho mã turbo (Turbo Product Code). Với BER là 10-9 và FEC 0.793 tỉ số Eb/No khuyến nghị là 4.6 dB và với FEC 0.66 tỉ số Eb/No khuyến nghị là 5.4dB. Lượng tăng ích khổng lồ này cho phép sử dụng anten có kích thước nhỏ hơn và BUC công suất thấp hơn tại trạm VSAT và tự động điều khiển công suất đường lên cho độ tin cậy cao. 42 NetModem của iDirect hỗ trợ QoS theo ứng dụng cung cấp khả năng ưu tiên và đảm bảo băng thông cho các loại lưu lượng khác nhau ở đường lên. Ví dụ có thể ưu tiên lưu lượng VoIP hơn dữ liệu hoặc ưu tiên dữ liệu hơn lưu lượng VoIP. Việc ưu tiên ở trạm đầu xa có thể thực hiện dựa trên địa chỉ IP Nguồn/Đích, mạng con Nguồn/Đích, cổng Nguồn/Đích, dựa trên bit DiffServ và ToS, VLAN ID hoặc kiểu giao thức. Khi kết hợp QoS với khả năng cấu hình CIR và giới hạn tốc độ của hệ thống trên hướng vào sẽ cho phép đạt tính mềm dẻo rất cao trong thiết kế mạng đáp ứng các yêu cầu công việc của doanh nghiệp. Hơn nữa, Chức năng tăng tốc TCP của iDirect giảm nhẹ tác động của trễ do truyền qua vệ tinh địa tĩnh và đảm bảo truyền gói trong trường hợp lỗi gói hoặc mất gói. Tăng tốc TCP đảm bảo điều này bằng cách tạo bộ đệm các gói ở cả 2 hướng kênh hướng vào và hướng ra. Bản thân tăng tốc TCP không thể cải thiện tốc độ thực thi Web trên đường truyền vệ tinh. Tính năng tăng tốc Web của iDirect cung cấp chức năng cần thiết để hỗ trợ mạng có khả năng đáp ứng cao với ứng dụng web. Tính năng tăng tốc Web của iDirect cải thiện tốc độ thực thi Web tới gần 300%. Một trạm đầu xa có thể cấu hình để đạt tốc độ cam kết (CIR) hay băng thông tối thiểu và tốc độ truyền hàng loạt tối đa chia sẻ với các trạm xa khác trong mạng. Điều này cho phép sử dụng giải pháp tiết kiệm chi phí hữu hiệu tại trạm đầu xa, cho trạm đầu xa băng thông cần có mà không phải tốn chi phí lớn. Hệ thống mạng VSAT băng rộng iDirect cho phép trạm VSAT đầu xa “Nhảy” giữa các hướng vào dựa trên nhu cầu về lưu lượng. Công nghệ MF-TDMA của iDirect cho phép nhảy tần nhanh thực hiện trên từng cụm (burst by burst), cho phép sử dụng và gán dung lượng với hiệu quả cao nhất. 3.1.3. Cấu hình điển hình của trạm Remote và trạm Hub 3.1.3.1. Một trạm VSAT điển hình Giải pháp trạm VSAT đầu xa iDirect thiết lập rất đơn giản. NetModem có 2 cáp đồng trục chạy tới khối ngoài trời (ODU) bao gồm Antena với bộ phát vô tuyến gọi là BUC và bộ thu gọi là LNB. NetModem cấp nguồn cho khối ngoài trời thông qua cáp đồng trục do đó loại bỏ yêu cầu chạy thêm cáp nguồn phụ tới ODU. NetModem có cổng LAN 10/100 BaseT kết nối với mạng LAN tại trạm. Điều này đơn giản hóa việc thiết lập, hỗ trợ và bảo dưỡng. 43 Hình 3.5: Cấu trúc một trạm VSAT điển hình * Kiến trúc IP tại trạm VSAT đầu xa Một trạm VSAT đầu xa trong mạng iDirect có 2 địa chỉ đi cùng nó. Một địa chỉ IP được gán cho giao diện LAN hoặc Ethernet và địa chỉ thứ 2 là địa chỉ IP quản lý. Địa chỉ IP quản lý có thể giống địa chỉ IP của cổng LAN. Trạm đầu xa lấy giao diện vệ tinh làm tuyến mặc định cho những gói không thuộc bảng định tuyến của nó. Mỗi trạm đầu xa trong mạng phải có một mạng con duy nhất (IP subnet). Hai trạm đầu xa ở cùng một mạng chỉ có thể có cùng IP Subnet nếu có cấu hình VLAN. Trạm đầu xa hỗ trợ định tuyến tĩnh với giá (Cost) trên giao diện LAN. Có thể tùy ý kích hoạt RIP trên Giao diện LAN để quảng bá NetModem làm Default gateway cho mạng đó Trong cấu hình NAT (PAT), địa chỉ IP là địa chỉ private và địa chỉ IP quản lý là địa chỉ Public. Có thể định nghĩa chuyển tiếp port (Port forwarding) trên địa chỉ IP private. 3.1.3.2. Một trạm gốc Hub điển hình Một trạm Hub điển hình có một server quản lý hệ thống mạng (NMS), tối ưu giao thức, gán băng thông động (PP), và các router. Một trạm gốc có kết nối dự phòng tới internet để cung cấp kết nối không ngắt quãng tới các trạm đầu xa. Antenna L-Band IFL NetModem 10/100 Mbps Ethernet Ethernet Switch LAN Users PCs VoIP Phones Remote LAN Đầu cuôi iDirect 44 Một trạm gốc có thể hỗ trợ đặt server ở cùng vị trí và các đường kết nối mặt đất riêng biệt tới trung tâm dữ liệu (nếu cần). NMS có khả năng nhìn thấy toàn mạng, cả phía trạm gốc và phía trạm đầu xa. NMS cho người điều hành mạng khả năng cấu hình, giám sát và quản lý các mạng VSAT đầu xa từ một địa điểm tại trung tâm. Tất cả tính năng và nâng cấp đều được thực hiện từ NMS, mà không cần tới trạm đầu xa. Tất cả các tính năng này đảm bảo một mạng có tính sẵn sàng và tốc độ thực thi cao. Hình 3.6: Cấu trúc một trạm gốc Hub điển hình - Kiến trúc điều khiển mạng trạm Hub TDM/TDMA Bộ xử lý giao thức của iDirect là thành phần chủ chốt và là trái tim của hệ thống mạng VSAT băng rộng iDirect.Một mạng iDirect được định nghĩa là một hướng ra trong một hay nhiều hướng vào. Một mạng có thể được quản lý chỉ bởi PP. Để đồng bộ thời gian và kế hoạch đồng bộ thời gian, độ dài khung trong một mạng iDirect là như nhau cho tất cả các Hướng vào. PP điều khiển tất cả các khía cạnh liên quan đến thời gian thực của mạng bao gồm xác thực và chấp nhận một trạm đầu xa vào mạng, tạo kế hoạch thời gian TDMA, phân tích nhu cầu từ các trạm xa, gán băng thông động cho tất cả các trạm đầu xa trong mạng, tăng tốc TCP/Web, QoS trên hướng ra, tự động điều khiển công suất của hướng vào tại các trạm xa, và mã hóa đường truyền 3DES. Mỗi mạng iDirect có thể có PP riêng biệt vì nó là thiết bị quản lý thời gian thực. Điều này khiến hệ thống có khả năng mở rộng dễ dàng và cho phép cách ly hoàn toàn các mạng cá nhân. Router Protocol Processors NMS Server & Spare Regional UpLink Control Ethernet Segment iDirect EquipmentNMS GUI (Configuration & Monitoring) Internet/ Backbone Hub Chassis RF 45 Hệ thống iDirect sử dụng Ethernet làm công cụ truyền tải để kết nối tất cả các thiết bị với nhau. Mỗi Line card trong khung giá iDirect có riêng một giao diện Ethernet. Điều này cho phép điều khiển cho line card thuộc về một phân mạng Ethernet tùy ý. Do đó cho phép tạo một mạng cá nhân thực sự. Một trạm VSAT chỉ có thể gia nhập mạng sau khi nó được xác thực và chấp nhận vào mạng. Mỗi trạm xa là thành viên của mạng đều được định nghĩa trong NMS và được nhận biết bởi PP. PP sẽ tìm những trạm xa chưa phải là thành viên của mạng. Tất cả các trạm xa được định nghĩa trong mạng đều lắng nghe thông điệp “Quét” từ PP. Tất cả sự liên lạc giữa PP tới một remote với địa chỉ duy nhất (Là số series) định nghĩa trong gói đều được nhận biết. Khi một trạm xa nhận thông điệp quét nó bắt đầu phát trên khe thời gian mà nó có trên sóng mang hướng vào. PP sau đó sẽ tinh chỉnh tần số và độ lệch thời gian trước khi nó cho remote một “khe lưu lượng” trong khung TDMA. Khi Remote đã “nằm trong” mạng, nó sẽ được gán khe thời gian. - Cấu trúc IP của trạm Hub Mạng iDirect giao tiếp với mạng IP bên ngoài thông qua IP over Ethernet hoặc VLAN 802.11q. Cấu trúc IP của trạm gốc có thể chia làm 3 phần, NMS kết nối tới trạm gốc và trạm xa, PP kết nối tới trạm gốc và trạm xa, Hệ thống kết nối tới mạng đường lên. Cấu trúc IP của trạm Hub được mô tả trong hình dưới đây. NMS yêu cầu kết nối IP đơn giản tới khung giá của Trạm gốc và các Line card (ULC) để quản lý và điều khiển. Server NMS nhận được kết nối tới khung giá Trạm gốc và ULC thông qua một router cài đặt tại trạm gốc. Địa chỉ IP được sử dụng một cách linh động tùy tùy thuộc người triển khai. NMS kết nối tới trạm xa thông qua PP bằng IP. PP kết nối tới ULC và các trạm xa trên phân mạng IP M&C (Điều khiển và quản lý). Phân mạng Quản lý và điều khiển thường được cấu hình sử dụng dải mạng private (Tức là 10.x.x.x, 172.x.x.x etc). Kết nối IP tới các trạm xa chỉ được cung cấp bởi PP. 46 Hình 3.7: Cấu trúc IP của trạm Hub Kết nối IP tới mạng ngoài được cung cấp bằng một số cách. Các giao diện có thể là bất kì hệ thống sẵn có nào như TDM, (T1, T3, E1, E3), ATM, Frame Relay, Sợi quang… sử dụng cả đường dây thuê bao hoặc internet VPN hoặc internet mở. PP sử dụng giao thức RIP V2 để truyền đạt các tuyến với router đường lên. - Cấu trúc khung iDirect Hub (iDirect Hub Chassis Architecture) Một khung Hub là một thiết bị có 20 khe, 19”, 10U và có thể gắn vào tủ Rack. Một khung có thể cắm được 20 line cards (ULC) và đối với mỗi card ta có thể cấu hình lại phần mềm chạy trên nó để cho nó có thể trở thành thiết bị nhận hoặc thu hoặc cả hai. Trong thiết kế mạng với nhiều đường vào, line card sử dụng khung thời gian để phân thời gian cho nhau. Nhằm cung cấp tính tiện lợi cho người vận hành, 1 khung được thiết kế để hỗ trợ nhiều mạng. 5 loại mạng đầu vào hoặc 20 mạng đơn lẻ vào hoặc ra có thể được cấu hình trên 1 khung. Người vận hành cũng có thể thay đổi một số cấu hình (thông qua NMS) trên khung để tăng số lượng đầu vào trong mạng. Hình dưới đây là một ví dụ mô tả tính năng này: RIP v2 PP NMS Router Internet/ MPLS/ATM Backbone Private M&C IP Subnet Public IP Subnet To Remotes ULC and Hub M &C Data/User Traffic Flow Remotes M &C Leased Line 47 • Slot Groups 1, 2, and 3 are Jumpered on the Backplane to share timing • Network 1 has one outroute and 11 inroutes (or some spares ex, 10 inroutes and one spare) • Network 2 has one outroute and one inroute (does not use timing on the backplane) • Network 3 has one outroute and 3 inroutes (one Spare) • Network 4 has one outroute and 3 inroutes Network 4 S pare S pare S pare S lo t 1 S lo t 1 S lo t 2 S lo t 2 S lo t 3 S lo t 3 S lo t 4 S lo t 4 S lo t 5 S lo t 5 S lo t 6 S lo t 6 S lo t 7 S lo t 7 S lo t 8 S lo t 8 S lo t 9 S lo t 9 S lo t 1 0 S lo t 1 0 S lo t 1 1 S lo t 1 1 S lo t 1 2 S lo t 1 2 S lo t 1 3 S lo t 1 3 S lo t 1 4 S lo t 1 4 S lo t 1 5 S lo t 1 5 S lo t 1 6 S lo t 1 6 S lo t 1 7 S lo t 1 7 S lo t 1 8 S lo t 1 8 S lo t 1 9 S lo t 1 9 S lo t 2 0 S lo t 2 0 Slot Group 1 Slot Group 2 Slot Group 3 Slot Group 4 Slot Group 5 Network 1 Network 3 Network 4Network 2 Available Slot Upstream (inroute) Downstream (Outroute) Network 3Network 2Network 1 S pare S pare S pare S lo t 1 S lo t 1 S lo t 2 S lo t 2 S lo t 3 S lo t 3 S lo t 4 S lo t 4 S lo t 5 S lo t 5 S lo t 6 S lo t 6 S lo t 7 S lo t 7 S lo t 8 S lo t 8 S lo t 9 S lo t 9 S lo t 1 0 S lo t 1 0 S lo t 1 1 S lo t 1 1 S lo t 1 2 S lo t 1 2 S lo t 1 3 S lo t 1 3 S lo t 1 4 S lo t 1 4 S lo t 1 5 S lo t 1 5 S lo t 1 6 S lo t 1 6 S lo t 1 7 S lo t 1 7 S lo t 1 8 S lo t 1 8 S lo t 1 9 S lo t 1 9 S lo t 2 0 S lo t 2 0 Hình 3.8: Cấu trúc khung Idirect Hub Một thiết bị iDirect 5 IF Hub có thể được cấu hình để thực thi những mạng thuộc 5 vệ tinh khác nhau. Mỗi nhóm với 5 slot có một giao diện IF (truyền và nhận). Những giao diện này được nối tới các đường lên (uplink). Trong cấu hình của 5 vệ tinh, có 4 line cards cho mỗi vệ tinh (mỗi khung). Nếu nhiều nhóm được kết hợp với nhau tạo ra một nhóm lớn nhiều slot thì sau đó cũng cần nhóm các đầu ra IF lại với nhau. Trong một nhóm slot, hạn chế về mạng chỉ có một đầu vào vẫn tồn tại mặc dù có thể có một số lượng các mạng đôi hoặc đơn lẻ các mạng vào và ra. Những mạng này có thể được hỗ trợ bởi một hoặc nhiều PPs, phụ thuộc vào tải. Trong mỗi khung (chassis) đều có dự phòng đầy đủ về quạt, nguồn cung cấp và line cards. Nguồn cấp vận hành theo cơ chế phân tải và dự phòng và có thể hoán đổi nóng vai trò cho nhau. Quạt vận hành theo cơ chế tương tự như nguồn cấp. NMS sẽ đưa ra cảnh báo khi một trong các thiết bị này bị lỗi. Một line card thông thường tích hợp cả bộ điều chế và giải điều chế. Điều này cho phép một ULC có thể đóng vài trò như thiết bị vào hoặc ra hoặc cả hai, khi đó các slot phải được cấu hình chính xác để có thể đồng bộ thời gian trong mạng nhiều đầu vào; đồng thời cũng phải cấu hình chính xác các giao diện IF trong 48 trường hợp mạng chỉ có một đầu vào. Các line card có thể được cắm vào hoặc rút trong khi thiết bị vẫn hoạt động. - Bộ xử lý giao thức Hub (Hub Protocol Processor) Bộ xử lý giao thức (PP) là một bộ điều khiển mạng và quản lý lưu lượng theo thời gian thực trong mạng iDirect. PP cung cấp 4 chức năng trong hệ thống iDirect bao gồm: điều khiển phân chia truy nhập theo thời gian TDMA, tối ưu hóa TCP, điều khiển ưu tiên dịch vụ đối với các lưu lượng ra và mã hóa 3DES. Một PP có thể hỗ trợ một hoặc nhiều mạng (mỗi mạng được định nghĩa như một mạng ra với một hoặc nhiều mạng vào). Điều khiển phân chia truy nhập theo thời gian cung cấp tính năng cần thiết cho việc điều chỉnh từ xa các thông số về thời gian và tần số, phân phối thời gian D-TDMA, tự động điều khiển đường lên và nhảy tần (MF-TDMA). Tối ưu hóa TCP thực hiện việc tách các phiên TCP dựa trên gia tốc trong không khí. PP cung cấp một cơ chế truyền TCP tin cậy đồng thời cung cấp bộ đệm cho mỗi phiên; trong trường hợp bị mất gói hoặc lỗi có thể truyền lại. Ngoài ra PP còn có khả năng tăng tốc các lưu lượng HTTP đối với tất cả các mạng của nó. Lưu lượng HTTP được định danh bởi PP thông qua cổng 80, có thể thay đổi số cổng cho lưu lượng HTTP thông qua cấu hình. Hub Chassis S pare S lo t 1 S lo t 1 S lo t 2 S lo t 2 S lo t 3 S lo t 3 S lo t 4 S lo t 4 S lo t 5 S lo t 5 S lo t 6 S lo t 6 S lo t 7 S lo t 7 S lo t 8 S lo t 8 S lo t 9 S lo t 9 S lo t 10 S lo t 10 S lo t 11 S lo t 11 S lo t 12 S lo t 12 S lo t 13 S lo t 13 S lo t 14 S lo t 14 S lo t 15 S lo t 15 S lo t 16 S lo t 16 S lo t 17 S lo t 17 S lo t 18 S lo t 18 S lo t 19 S lo t 19 S lo t 20 S lo t 20 NMS Server Service & Surveillance PP Spare PP Spare NMS Service Network Industry Monitoring PP S pare VNO Industry Monitoring NetworkEnterprise Customer PP S pare Enterprise Customer S pare Surveillance Network Spare PP R S pare S lo t 1 S lo t 1 S lo t 2 S lo t 2 S lo t 3 S lo t 3 S lo t 4 S lo t 4 S lo t 5 S lo t 5 S lo t 6 S lo t 6 S lo t 7 S lo t 7 S lo t 8 S lo t 8 S lo t 9 S lo t 9 S lo t 10 S lo t 10 S lo t 11 S lo t 11 S lo t 12 S lo t 12 S lo t 13 S lo t 13 S lo t 14 S lo t 14 S lo t 15 S lo t 15 S lo t 16 S lo t 16 S lo t 17 S lo t 17 S lo t 18 S lo t 18 S lo t 19 S lo t 19 S lo t 20 S lo t 20 S pare S pare S pare Hình 3.9: Bộ xử lý giao thức Hub Điều khiển ưu tiên dịch vụ QoS đối với các mạng ra được thực hiện trên cơ sở điểu khiển từ xa được hỗ trợ bởi PP. QoS đối với các mạng ra bao gồm: phân 49 chia lưu lượng, ưu tiên, cam kết tốc độ, CRTP và giới hạn tốc độ. Đối với mạng ra không hỗ trợ cam kết tốc độ cố định, chỉ hỗ trợ cam kết tốc độ động. PP hỗ trợ mã hóa 3DES, mã hóa và giải mã các gói tin tới và từ các trạm có các đặc tính tương tự. PP có chức năng trao đổi khóa với các trạm được mã hóa ở xa. Các mạng trong một chassis có thể được cách ly với các mạng khác thông qua việc cấp cho mỗi mạng một phân đoạn Ethernet, sử dụng các PP riêng biệt và các router riêng. Tính năng này cung cấp khả năng mở rộng cho hệ thống. - Khả năng mở rộng của Hub iDirect Hub thực sự là một giải pháp cho khả năng mở rộng cao theo nhiều cách, bao gồm: - Tốc độ sóng mang ngoại biên có thể mở rộng từ 128 kbps tới 20 Mbps tăng dần theo 1kbps. - Tốc độ sóng mang đầu vào có thể mở rộng từ 64 kbps tới 6.5 Mbps, tăng dần theo 1kbps. - Mỗi chassis có thể hỗ trợ nhiều mạng (nhiều mạng đầu ra với mỗi mạng đầu ra lại có thể có nhiều mạng đầu vào). - Có thể thêm mạng đầu vào mà không ảnh hưởng tới hoạt động mạng hiện tại - Các mạng đầu vào có thể có kich cỡ khác nhau, mỗi mạng đầu vào lại có một FEC khác nhau. - Một hub có thể có nhiều mạng trên 5 vệ tinh khác nhau, mỗi mạng ở một dải tần. - Một bộ xử lý giao thức có thể hỗ trợ nhiều mạng. - Một mạng có thể có bộ xử lý riêng để đảm bảo hoạt động. - Hỗ trợ mã hóa 3DES từ xa. - Có thể dùng cả địa chỉ public và private cho cùng một chassis. - Có thể thực hiện kết nối giữa các VLAN thông qua việc điều khiển cấu hình từ xa. - Truy nhập TCP và Web có thể theo hai chiều ra và vào. - QoS và ưu tiên dịch vụ cũng có thể được áp dụng theo hai chiều vào và ra. 50 - Tốc độ cam kết và tốc độ cam kết động được hỗ trợ cho từng trạm remote. - Ứng dụng với tốc độ cam kết động cho phép mạng có khả năng mở rộng và có tính đáp ứng cao. - Cấu trúc iDrect iVantageTM NMS (iDirect iVantageTM NMS Architecture) iDirect NMS dựa theo mô hình client/server. Server chạy hệ điều hành Linux và cung cấp khả năng lưu trữ thông tin cấu hình, các thông tin thống kê của mạng, tự động thu thập thông tin mạng, mô tả hoạt động mạng và giám sát thông qua SNMP. Client bao gồm 3 thành phần: iBuilder, iMonitor, and NetManager. Các thành phần này chạy trên hệ điều hành Windows XP hoặc WIN 2000. Các công cụ này được sử dụng thông qua giao diện đồ họa và rất thân thiện với người sử dụng. iMonitor đưa ra thông báo về các sự kiện, đưa ra cảnh báo, báo động, thu thập thông tin truy nhập trong quá khứ và theo thời gian thực, thu thập các thông tin gọi là “Network Probe” cho việc giám sát chi tiết và các phân tích cụ thể về băng thông được sử dụng. NetManager là một công cụ được sử dụng để cài đặt và hướng dẫn kết nối tới NetModem. NMS Server sử dụng cơ sở dữ liệu mysql để lưu trữ các cấu hình và các thống kê về mạng. Sử dụng NMS giúp quản lý tập trung các trạm xa bao gồm quản lý cấu hình, nâng cấp phần mềm, nâng cấp firmware, di chuyển các trạm đầu xa giữa các mạng, nâng cấp nhiều điểm, kích hoạt hoặc tạm ngừng các trạm xa và thực hiện xác thực người dùng. 51 Realtime Network Data Configuration, Firmware Updates NetModem Networks NetModem Networks Monitor and Report Linux Back-End Config Database Realtime Archive Server Suite Archive Consolidation Configure And Control NOC Station iBuilder NOC Station iMonitor Hình 3.10: Cấu trúc Idirect NMS iDirect NMS hỗ trợ SNMP thông qua dịch vụ SNMP proxy. Người vận hành có thể truy vấn đến NMS sử dụng SNMP MIBs . Đây là sự đáp ứng SNMP V2 nhưng đây là chức năng giám sát. Nếu khách hàng cần tích hợp hệ thống giám sát mạng iDirect với vào hệ thống khác với đầy đủ chức năng về giám sát và điều khiển, khách hàng sẽ phải mua và được đào tạo chuyên môn. Công nghệ iDirect iVantageTM NMS là một bộ phần mềm hoàn chỉnh, dựa trên các công cụ như: cấu hình, giám sát và điều khiển toàn bộ mạng vệ tinh từ một hoặc nhiều vị trí (ví dụ: NMS toàn cầu). iVanatge bao gồm 3 thành phần chính: iBuilder, iMonitor and iSite. * iBuilder iBuilder là ứng dụng client/server rất hiệu quả , ứng dụng này cho phép các nhà vận hành khai thác mạng tiết kiệm thời gian bằng cách quản lý cấu hình của một lượng lớn các trạm remote bằng các công cụ tự động hoặc bán tự động. Mạng của bất kì một size nào có thể được tạo ra một cách nhanh chóng. Các sự di chuyển tiếp theo, thêm vào hoặc thay đổi có thể được thực hiện sử dụng trực giác hoặc các công cụ linh động. Có khả năng thêm vào hoặc ngắt kết nối một trạm VSAT mà không ảnh hưởng đến toàn mạng. * iMonitor iMonitor cũng được coi như là một ứng dụng client/server, cho phép nhiều người sử dụng quan sát trực tiếp và xem lại trạng thái hoạt động trước đó của hệ 52 thống mạng, bao gồm giám sát hệ số tăng ích ACM trong mạng DVB-S2/ACM. Sự phân cấp quyền của người sử dụng hỗ trợ tính rõ rệt trong phạm vi rộng, từ quan sát toàn cầu sử dụng bởi Host Network Operator (HNOs), tới kiểm soát giới hạn quan sát tới Virtual Network Operators (VNO) và Customer Network Observers (CNOs) * iSite iSite là ứng dụng của Windows, cung cấp sự truy nhập nội bộ chung để cấu hình và điều khiển trạm đầu xa iDirect TDMA. iSCPC và nâng cao sản phẩm chẳng hạn như tăng tốc mạng. Đặc tính nâng cao bao gồm chế độ tự hồi phục của các thiết bị iDirect trong cùng một mạng LAN và sự hồi tiếp audio trong suốt tại các đầu của anten. Quan sát các sự kiên và nhìn vào sự thống kê IP thông qua GUI phù hợp với iMonitor * Cấu hình NMS Có 3 khối cho phép nhà cung cấp dịch vụ dễ dàng cấu hình, giám sát, điều khiển toàn bộ mạng vệ tinh từ một địa điểm: - Quản lý cấu hình - Quản lý lỗi - Quản lý hiệu năng - Quản lý tài khoản - Quản lý sóng mang vệ tinh - Quản lý lưu lượng - Quản lý an ninh - Quản lý báo cáo và thống kê - Quản lý và xác thực người dùng 53 Hình 3.11: Cấu hình QoS trong iBuilder - Có khả năng cấu hình QoS (tốc độ thông tin nhỏ nhất, xác định và lớn nhất) tại mỗi site của hệ thống, tách riêng biệt hai hướng. - Thu thập thống kê tại mức cổng VSAT, mức ứng dụng VSAT, thống kê lưu lượng VPN và sự phân phối tài nguyên. - Cung cấp thống kê chi tiết đề cập đến tải đầu vào và ra, tải cổng trạm HUB và remote 54 Hình 3.12: Thống kê IP dòng lên và xuống - Quản lý cấu hình của mạng được thể hiện thông qua sử dụng cơ sở dữ liệu cấu hình. - Cho phép thay đổi cấu hình offline - Báo cáo trạng thái và cảnh báo đối với các node, port và kết nối logic đã tồn tại và lưu trữ trong cơ sở dữ liệu SQL cho sự tham khảo trong tương lai. 55 Hình 3.13: Tình trạng cảnh báo - Nhiều máy khách NMS được hỗ trợ chính sách kiểm tra thích hợp. - Sự hoạt động của trạm đàu xa NMS đã sẵn sàng một cách mặc định - Cung cấp sự truy nhập từ xa và điều khiển hoàn toàn từ xa một thiết bị Router vệ tinh đầu xa một cách linh động. - Đặc tính mẫu rất tiện lợi cho việc cấu hình các thành phần hệ thống và VSAT đầu xa. - Hỗ trợ cấu hình và giám sát thiết bị đầu xa. - Cấu hình đặc tính roll-back đối với các trường hợp cập nhật cấu hình sai và lỗi. 56 3.1.4. Ưu điểm và nhược điểm hệ thống VSAT TDM/D-TDMA * Ưu điểm - Hỗ trợ rất nhiều dịch vụ khác nhau : Voice, mạng riêng ảo VPN và mức dịch vụ khác nhau, các ứng dụng trên nền IP. Hình 3.14: Cấu hình mềm dẻo hệ thống VSAT TDM/D-TDMA - Tính tin cậy cao: Nó được sử dụng trong quân sự, trong y học … Công nghệ này cung cấp độ tin cậy cao, bảo mật do sử dụng các công nghệ mã hóa đường truyền tiên tiến như 3DES/AES, truyền dẫn hai chiều TCP/IP tốc độ cao, các ứng dụng truyền thông đa phương tiện (multimedia) trên bất cứ một topology nào. 57 - Cấu hình hệ thống thiết bị trạm remote đơn giản do thiết bị tích hợp nhiều chức năng Hình 3.15: Hệ thống thiết bị trạm Remote Satellite Router tích hợp tất cả các chức năng: IP Router, Application QoS, TCP Accelerator, Satellite Modem, Encryption( Giải mật mã). - Có cơ chế đảm bảo chất lượng dịch vụ QoS. Công nghệ này rất thích hợp cho các ứng dụng thời gian thực, nó có cơ chế đảm bảo QoS bằng cách phân loại các dịch vụ và đánh mức ưu tiên cho các lưu lượng. Mức ưu tiên của các loại lưu lượng có thể được xác định dựa vào: + Địa chỉ IP nguồn/ địa chỉ IP đích. + Địa chỉ Subnet nguồn và Subnet đích. + Địa chỉ Port nguồn và địa chỉ Port đích. + Trường ToS (Type of services) trong mào đầu gói tin IP + VLAN ID + Loại giap thức (TCP, UDP…) Việc đảm bảo QoS được thực hiện trên cả hai hướng inroute và outroute. Các gói tin thuộc các dịch vụ khác nhau sẽ được phân thành các mức ưu tiên khác nhau dựa vào các thông số đã nêu trên. Ví dụ như ta có hai loại dịch vụ là Data và voice, dịch vụ voice là dịch vụ thời gian thực, voice yêu cầu trễ và jitter nhỏ, 58 không yêu cầu băng thông lớn, khác với dịch vụ data không khắt khe về trễ và jitter tuy nhiên yêu cầu khắt khe về tỷ lệ mất gói. Khi download một file dữ liệu, trong quá trình download nếu như một số gói bị mất thì dữ liệu đó không thể khôi phục lại được, tuy nhiên đối với dịch vụ voice mất một vài gói ta vẫn có thể nghe được chính xác nội dung thông tin cần truyền tải. Chính vì thế chúng sẽ có mức ưu tiên khác nhau, cụ thể ở đây lưu lượng thoại sẽ được gán mức ưu tiên cao hơn so với lưu lượng data. Dựa vào mức ưu tiên này thì việc cung cấp băng thông cũng như việc xử lý của hai loại lưu lượng này tại Hub và trạm Remote là khác nhau. - Dòng thiết bị đa dạng: Có nhiều dòng sản phẩm phù hợp với các kích thước mạng khác nhau từ các thiết bị tại trạm Hub cho đến các thiết bị tại Remote. * Nhược điểm - Chịu ảnh hưởng tác động của thời tiết: đặc biệt nhạy cảm hơn ở băng tần Ku. Thông tin có thể bị gián đoạn với lượng mưa >100mm/h. - Trễ truyền dẫn lớn (nhược điểm chung của các hệ thống thông tin vệ tinh) 3.2. ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ VSAT TDM/D-TDMA (iDirect) CHO MẠNG TRUYỀN DẪN VIETTEL 3.2.1. Cấu trúc hệ thống với giải pháp thiết bị iDirect 59 Hình 3.16: Cấu trúc hệ thống với giải pháp thiết bị Idirect 60 Mô tả cấu trúc hệ thống 1 trạm Hub kết nối tới 8 trạm remotevới giải pháp thiết bị vệ tinh Idirect * Trạm Hub: Phần Outdoor gồm: - Hệ thống Anten, phidơ và ống dẫn sóng: Anten trạm Hub có kích thước 6,3m. - Hệ thống điều khiển Anten: Có thể điều chỉnh góc ngẩng, góc phương vị hoặc góc phân cực. - Các khối khuyếch đại tạp âm thấp đường xuống LNA. Phần Indoor gồm: - Modem vệ tinh: Thiết bị 5IF - Bộ đổi tần lên (Block Upconverter) và đổi tần xuống (Downconverter): Đang sử dụng thiết bị UT4500 và DT4500 của COMTECH. - Khối khuyếch đại công suất đường lên SSPA: Đang sử dụng của hãng Vertex. - Thiết bị tối ưu: Đang sử dụng thiết bị Memotec CX960e kết nối về phía BSC - Thiết bị router - Hệ thống quản lý NMS bao gồm: + 01 máy tính Server + 2 thiết bị xử lý giao thức ( PP) + 2 thiết bị NMS * Trạm Remote: Phần Outdoor gồm: - Anten kích thước 2,4m. - BUC (công suất 5W): Đang sử dụng hãng Aplus - LNB: Đang sử dụng hãng Aplus Phần Indoor gồm: 61 - Modem vệ tinh: Idirect infinity 3000, giao diện G.703 kết nối với thiết bị tối ưu. - Thiết bị tối ưu: Memotec CX900s. 3.2.2 Các bước triển khai thực tế Để triển khai thực tế chúng ta chia thành 4 bước triển khai như sau A. Bước một: * Tổng hợp lưu lượng giờ Pick của các trạm VSAT dung công nghệ SCPC Trên mạng có 58 trạm VSAT đang hoạt động sử dụng công nghệ SCPC. Lưu lượng peak của các trạm trong ngày thường cao nhất vào khoảng 17 – 21h hàng ngày và cao nhất vào 19h. Hình 3.17: Biểu đồ lưu lượng 58 trạm VSAT trong ngày Theo thống kê có tất cả 32 trạm (chiếm 55%) có giờ peak cùng thời điểm 19h nhưng vào các ngày khác nhau trong tuần vì vậy khả năng chia sẽ băng thông của các trạm rất lớn. Thống kê trong một tuần (từ ngày 26/11/2008 đến 2/12/2008), tổng lưu lượng Peak của các trạm Vsat đạt giá trị lớn nhất bằng 548 Erlang (ngày 29/11/2008). 62 Hình 3.18: Biểu đồ lưu lượng Peak của 58 trạm Vsat * Tính toán tốc độ dữ liệu trung bình cho trạm BTS khi dùng công nghệ SCPC: Băng thông cần thiết cho 01 trạm SCPC 4 TRX là 0.205 MHz, trạm cấu hình 6 TRX sẽ cần băng thông 0.256 MHz. Định cỡ băng thông cho 58 trạm = (32 x 0.256 + 26 x 0.205) x 2 = 27.044 MHz. * Đánh giá chất lượng tại các trạm BTS sử dụng công nghệ SCPC/FDMA được chọn để thay thế thử nghiệm công nghệ TDM/D-TDMA: Tiến hành đo kiểm đánh giá chất lượng thoại tại hai trạm BGG107 và LSN084. Chất lượng dịch vụ thoại được đánh giá theo thang điểm MOS với yêu cầu phải đạt từ 3 điểm trở lên (thang điểm 0 – 5). Tiến hành đo tại 02 trạm điển hình: BGG107, LSN084. Kết quả đo MOS tại trạm BGG107 trước khi thay thiết bị: OFFSET = 0, Call duration = 60s OFFSET = 600, Call duration = 60s OFFSET = 0, Call duration = 150s OFFSET = 600, Call duration = 150s Tại trạm Số mẫu Điểm Số Điểm Số Điểm Số Điểm 63 TB mẫu TB mẫu TB mẫu TB 15/10 112 3.12 40 3.19 129 3.05 87 3.08 Kết quả đo MOS tại trạm LSN084 trước khi thay thiết bị: OFFSET = 0, Call duration = 60s OFFSET = 600, Call duration = 60s Tại trạm Số mẫu Điểm TB Số mẫu Điểm TB 16/10 258 3.11 284 3.19 * Phối hợp cùng đối tác Datacom tiến hành tính toán băng thông tính cho 08 trạm BTS cấu hình 6TRX khi sử dụng công nghệ SCPC/FDMA và TDM/D-TDMA. Các tham số đầu vào để tính toán băng thông của hệ thống: + Vệ tinh: Agila2 (Công ty Mabuhay). + Số lượng trạm BTS: 08 (7 Ericsson + 1 Alcaltel). + Cấu hình trạm BTS: 06 TRX. + Tính tốc độ dữ liệu đầu vào: với cấu hình 6TRX tốc độ dữ liệu yêu cầu là 14 x 64Kbps = 896 Kbps (Khai Concentrated). - Hệ thống SCPC + Sử dụng 8 sóng mang riêng rẽ ở mỗi hướng. + Modem Comtech: Guard band = 1.4; điều chế 8-PSK 2 hướng, FEC = 7/8. + Thiết bị nén và tối ưu Abis Memotec: hệ số tối ưu = 50%. + Giao diện giữa Modem và thiết bị nén là giao diện TDM V.35. - Hệ thống iDirect: 64 + Sử dụng 3 sóng mang: 1 sóng mang hướng Forward hay Outroute (Hub – Remote); 2 sóng mang hướng Return hay Inroute (Remote – Hub). + Modem iDirect: Guard band = 1.3; điều chế 8-PSK hướng Forward và QPSK hướng Return. + Thiết bị nén và tối ưu Abis Memotec (giống như SCPC). + Giao diện giữa Modem và thiết bị nén là giao diện IP Ethernet. + Hệ số online giả định là 50%. - Hệ thống SCPC/FDMA: Carrier Upstream 1 Downstream GSM links 6TRX 6TRX Memotec GSM A.bis bandwidth optimization (kbps) 480 480 Carry Qty 1 1 No. of GSM per Link 8 8 Online percentage 100% 100% Total of GSM(kbps) 480x8 sites 480x8 sites Direction Inroute Outroute TPC FEC 0.875 0.875 Guard Band 1.4 1.4 Modulation 3 - 8PSK 3 - 8PSK Required Bandwidth (MHz) 2.048 2.048 Total Bandwidth for SCPC (MHz) 4.096 - Hệ thống TDM/D-TDMA: Carrier Upstream Downstream 65 GSM links 6TRX 6TRX Memotec GSM A.bis bandwidth optimization (kbps) 520 520 Carry Qty 2 1 No. of GSM per Link 8 8 Online percentage 50% 50% Total of GSM(kbps) 260x8 sites 260x8 sites Direction Inroute1 Inroute2 Modulation QPSK QPSK 8PSK TPC FEC 0.793 0.793 0.793 Guard Band 1.35 1.35 1.35 Information Rate (Kbps) 1,183.190 1,183.190 2,133.333 Transmission Rate (kbps) 1,491.642 1,491.642 2,689.483 IP Rate (kbps) 1,070.000 1,070.000 2,080.000 Required Bandwidth (MHz) 1.00 1.00 1.210 Total Bandwidth for iDirect (MHz) 3.210 B. Bước 2: lắp đặt thiết bị trạm hub kết nối với hệ thống cao tần có sẵn tại trạm Viettelsat-1( Sơn Tây), cấu hình và đo kiểm tín hiệu tại đầu ra thiết bị cao tần. 66 Hình 3.19: Rack lắp đặt thiết bị 5IF, bộ xử lý giao thức và NMS C. Bước 3: - Thay thế thiết bị tại các trạm BGG107, LSN084, NAN060, NAN173, TQG028, BKN039, SLA019, LDG074. 67 - Phối hợp thông đường truyền và tích hợp phát sóng các trạm BTS. - Lấy số liệu đánh giá chất lượng 8 trạm BTS trên, đo kiểm chất lượng thoại tại hai trạm BGG107 và LSN084. Danh sách cụ thể 8 trạm BTS như sau: STT Mã Trạm N0 Modem Add Memotec Add Mapport Tỉnh 1 SLA019 1 192.168.101.1 192.168.101.2 4.1 Sơn La 2 LSN084 2 192.168.102.1 192.168.102.2 4.2 Lạng Sơn 3 NAN060 3 192.168.103.1 192.168.103.2 5.1 Nghệ An 4 TQG028 4 192.168.104.1 192.168.104.2 5.2 Tuyên Quang 5 BGG107 6 192.168.106.1 192.168.106.2 6.1 Bắc Giang 6 BKN039 8 192.168.108.1 192.168.108.2 6.2 Bắc Kạn 7 NAN173 10 192.168.110.1 192.168.110.2 7.1 Nghệ An 8 HTY051 11 192.168.111.1 192.168.111.2 7.2 Hà Tây - Kết quả đo MOS tại trạm BGG107 sau khi thay thiết bị: OFFSET = 0, Call duration = 60s OFFSET = 600, Call duration = 60s OFFSET = 0, Call duration = 150s OFFSET = 600, Call duration = 150s Tại trạm Số mẫu Điểm TB Số mẫu Điểm TB Số mẫu Điểm TB Số mẫu Điểm TB 03/11 202 3.07 236 3.13 194 3.06 146 3.12 - Kết quả đo MOS tại trạm LSN084 sau khi thay thiết bị: 68 OFFSET = 0, Call duration = 60s OFFSET = 600, Call duration = 60s Tại trạm Số mẫu Điểm TB Số mẫu Điểm TB 05/11 260 3.12 211 3.15 - Chất lượng thoại đối với cuộc gọi mobile đến mobile tại trạm sử dụng truyền dẫn vệ tinh vẫn đảm bảo (tất cả các kết quả đo đều cho điểm MOS trung bình > 3). - Đối với cuộc gọi mobile to mobile tại trạm sử dụng truyền dẫn vệ tinh độ trễ của thoại khoảng 600ms (khi đo với độ trễ 600ms, kết quả cho điểm MOS tốt nhất). D. Bước 4: Tổng hợp đánh giá chất lượng và so sánh tỉ lệ tiết kiệm băng thông giữa hai hệ thống: Như vậy theo tính toán lý thuyết hệ số chia sẻ băng thông 50% cho các trạm là đảm bảo nhu cầu lưu lượng cho hệ thống thử nghiệm. Hiện nay mạng truyền dẫn vệ tinh phục vụ đường truyền di động của Viettel không phải các trạm đều có dung lượng trung bình và cao. Vì vậy khi triển khai thực tế với số lượng trạm lớn tỷ lệ tiết kiệm và hiệu quả sử dụng băng thông như trên vẫn có thể đảm bảo chất lượng dịch vụ. 3.2.3. So sánh hệ thống VSAT TDM/D-TDMA và hệ thống VSAT SCPC/FDMA. A. Hiệu quả tiết kiệm băng thông - Tổng băng thông hệ thống SCPC: 4.096 MHz (2 hướng). - Tổng băng thông hệ thống TDMA: 3.210 MHz (2 hướng). So sánh hiệu quả băng thông:  Hệ thống TDMA tiết kiệm được 0.886 MHz so với SCPC (hay 21.6%). Đo kiểm chi tiết tốc độ dữ liệu trung bình trong giờ cao điểm đối với hệ thống TDMA trong phụ lục 69 * Nhận xét: Như vậy theo tính toán lý thuyết hệ số chia sẻ băng thông 50% cho các trạm là đảm bảo nhu cầu lưu lượng cho hệ thống thử nghiệm. Hiện nay mạng truyền dẫn vệ tinh phục vụ đường truyền di động của Viettel không phải các trạm đều có dung lượng trung bình và cao. Vì vậy khi triển khai thực tế với số lượng trạm lớn tỷ lệ tiết kiệm và hiệu quả sử dụng băng thông như trên vẫn có thể đảm bảo chất lượng dịch vụ. B. Độ ổn định của hệ thống TDMA Căn cứ vào thời gian thay thế thiết bị tại 8 trạm, chúng ta xác định mốc lấy số liệu đánh giá như sau: - Thời gian lấy số liệu trước khi thay đổi: 12 -> 19/10/2008 - Thời gian số liệu sau khi thay đổi: 02 -> 09/11/2008 Kết quả thống kê KPI từ hệ thống OSS của các trạm thử nghiệm như sau: TCH_Traffic CDR SDR CSSR SD Congestion SQI Good SQI Bad SCPC 422.8605496 6.13 2.07 93.39 0.85 74.18 4.63 TDM 395.353679 2.40 1.50 95.42 0.04 72.71 5.10 Cải thiện 60.8% 28% 30.8% 95% -5.7% -10% *Tỉ lệ rớt cuộc gọi – CDR 70 Hình 3.20: Biểu đồ tỉ lệ rớt cuộc gọi Nhận xét: - Sau khi sử dụng thiết bị của Idirect, tỉ lệ rớt cuộc gọi giảm rõ rệt từ 6.13% xuống 2.40% (cải thiện 60.8%) - Tỉ lệ rớt cuộc gọi được cải thiện chủ yếu do số lượng cuộc gọi bị rớt do Suddenly giảm mạnh từ 2979 (chiếm 58%) xuống 787 (chiếm 35%). * Tỉ lệ rớt kênh SDCCH – SDR Hình 3.21: Biểu đồ tỉ lệ rớt kênh SDCCH – SDR Nhận xét: Thiết bị Memotec Thiết bị Idirect Thiết bị Memotec Thiết bị Idirect 71 - Sau khi sử dụng thiết bị của Idirect, tỉ lệ rớt kênh SDCCH cũng được cải thiện từ 2.07% xuống 1.50% (cải thiện 28%). * Tỉ lệ thiết lập cuộc gọi thành công – CSSR Hình 3.22: Biểu đồ thiết lập cuộc gọi thành công Nhận xét: - Sau khi thử nghiệm thiết bị của Idirect, tỉ lệ thiết lập cuộc gọi thành công được cải thiện từ 93.39% lên 95.42% (cải thiện 30.8%). * Lưu lượng ( Traffic ) Hình 3.23: Biểu đồ lưu lượng Nhận xét: Thiết bị Memotec Thiết bị Idirect Thiết bị Memotec Thiết bị Idirect 72 Trong tháng 10 Viettel có nhiều đợt khuyến mại và ảnh hưởng của ngày 20/10 nên lưu lượng của những ngày sau khi sử dụng thiết bị Idirect giảm. Lưu lượng giảm làm tỉ lệ nghẽn kênh SDCCH, TCH cũng giảm. Kết luận: Sau khi sử dụng thiết bị Idirect, các chỉ tiêu KPI như CDR, SDR, CSSR đều được cải thiện rõ rệt, đặc biệt là CDR với mức cải thiện 60.8%. Tuy nhiên chất lượng thoại (SQI) lại giảm. C. Chất lượng dịch vụ thoại GSM Đánh giá chất lượng dịch vụ thoại GSM qua chỉ số MOS (Mean Opinion Score) và tiến hành gọi thử một số cuộc gọi. * Đo chỉ số chất lượng thoại MOS - Yêu cầu: Chỉ số MOS đo được phải từ 3 điểm trở lên (thang điểm 0 – 5). - Điểm đo: Đo tại 2 trạm điển hình là trạm BGG107 và LSN084 với các độ dài cuộc gọi (Call Duration) khác nhau (60s – 150s) và độ bù trễ (Offset) khác nhau (0ms, 600ms…). - Kết quả đo: Chỉ số MOS đối với 2 hệ thống đều đạt trên 3 điểm. Đối với cuộc gọi có độ dài 60s, với Call Duration và Offset thay đổi, chỉ số MOS như sau: BGG107 LSN084 Đo tại trạm Offset = 0; Call Duration = 60s Offset = 600; Call Duration = 60s Offset = 0; Call Duration = 60s Offset = 600; Call Duration = 60s SCPC 3.12 3.19 3.11 3.2 iDirect 3.07 3.13 3.12 3.16 Thay đổi -1.6% -1.9% +0.3% -1.3% (Ghi chú: Dấu (+): cải thiện, dấu (-): tồi đi). - Nhận xét, đánh giá: 73 + Chất lượng thoại (MOS) giữa 2 hệ thống iDirect và SCPC không có sự khác nhau nhiều. SCPC chỉ tốt hơn iDirect một chút (nhỏ hơn 2%). + Độ dài cuộc gọi (Call Duration) càng lớn thì chỉ số MOS càng giảm. + Độ bù trễ (Offset) càng lớn thì chỉ số MOS càng cao (càng được cải thiện). * Kết quả gọi thử - Gọi thử sau khi lắp đặt trạm iDirect, tích hợp trạm BTS: kết quả các cuộc gọi diễn ra bình thường từ việc thiết lập cuộc gọi, duy trì cuộc gọi, tín hiệu… tương tự như trạm SCPC trước đó. 74 KẾT LUẬN Công nghệ VSAT TDM/D-TDMA đã được đưa vào thử nghiệm trên mạng truyền dẫn Viettel trong khoảng thời gian hơn một năm từ tháng 2 năm 2008 đến nay. Qua quá trình trực tiếp tham gia nghiên cứu, thử nghiệm thực tế công nghệ VSAT TDM/D-TDMA cùng với sự hướng dẫn tận tình của PGS.TS. Trương Vũ Bằng Giang Khoa Điện tử - Viễn thông, Trường Đại học Công nghệ, Đại học Quốc Gia Hà Nội, chúng tôi nhận thấy mạng lưới VSAT của Tổng công ty Viễn thông Quân đội hoạt động hiệu quả hơn và tối ưu hơn so với công nghệ FDM/SCPC truyền thống. Trong thời gian tới quy mô phát triển mạng lưới truyền dẫn VSAT ngày càng tăng bởi hiện tại có rất nhiều khu vực vùng xâu, vùng xa, các đồn biên phòng… chưa có mạng lưới thông tin để triển khai các loại hình dịch vụ: hội nghị truyền hình, internet, truyền thông đa phương tiện dựa trên nền IP…Thực tế như trên nên ta nhận thấy đây chính là động lực thúc đẩy sự phát triển công nghệ VSAT TDM/D-TDMA trong thời gian tới. Luận văn đã đề cập đến những vấn đề cơ bản nhất của mạng thông tin VSAT cũng như tập trung nghiên cứu và làm rõ các nội dung: hiệu quả tiết kiệm băng thông; độ ổn định của hệ thống; chất lượng dịch vụ thoại GSM. Qua đó thấy được ưu điểm của công nghệ VSAT TDM/D-TDMA so với công nghệ VSAT FDM/SCPC truyền thống. Do thời gian có hạn và trình độ bản thân còn hạn chế nên chắc chắn luận văn không thể tránh khỏi những thiếu sót. Tôi rất mong nhận được sự đóng góp của các thầy giáo, cô giáo cùng các bạn đồng nghiệp. Xin trân trọng cảm ơn! 75 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt 1. NguyÔn §×nh L­¬ng (2001), C¸c hÖ thèng th«ng tin vÖ tinh, tËp 1, NXB B­u ®iÖn. 2. NguyÔn §×nh L­¬ng (2002), C¸c hÖ thèng th«ng tin vÖ tinh, tËp 2, NXB B­u ®iÖn. 3. NguyÔn §×nh L­¬ng (1997), Th«ng tin vÖ tinh, NXB Khoa häc vµ Kü thuËt. 4. PGS-TS Ph¹m Minh ViÖt, Th«ng tin vÖ tinh, §¹i Häc B¸ch Khoa. 5. Học viên công nghệ Bưu chính Viễn thông ( 2007), Ghép kênh tín hiệu số. Tiếng Anh 6. C..J. Wolejsza , D. Taylor , M.Grossmann ( 1987 ) Multiple access protocols for Data communication via VSAT networks. 7. Datacom Company in Hong Kong , Satellite Communication Basic. 8. Datacom System International Ltd, Technical proposal for GSM + Voip VSAT demo network. 9. Dennis Roddy, Satellite Communication. 10. Intelsat (1999), Earth station technology. 11. Michael O.Kolawole , Satellite Communication Engineering. 76 PHỤ LỤC * Tốc độ dữ liệu trung bình trong giờ cao điểm Name Date/Time Dn Total [kbps] Up Total [kbps] Total (Up + Down) [kbps] Total of Remotes Selected 11/2/2008 19:03 1738.172 1856.231 3594.403 Total of Remotes Selected 11/2/2008 19:26 1699.674 1855.709 3555.383 Total of Remotes Selected 11/2/2008 19:27 1779.239 1856.582 3635.821 Total of Remotes Selected 11/2/2008 19:29 1734.791 1874.988 3609.779 Total of Remotes Selected 11/2/2008 19:30 1753.863 1898.903 3652.766 Total of Remotes Selected 11/2/2008 19:36 1683.136 1870.013 3553.149 Total of Remotes Selected 11/2/2008 19:39 1731.053 1883.158 3614.211 Total of Remotes Selected 11/2/2008 19:40 1701.23 1851.42 3552.65 Total of Remotes Selected 11/2/2008 19:42 1769.401 1854.797 3624.198 Total of Remotes Selected 11/2/2008 19:44 1713.969 1883.792 3597.761 Total of Remotes Selected 11/2/2008 19:45 1720.007 1865.887 3585.894 Total of Remotes Selected 11/2/2008 19:46 1737.374 1886.475 3623.849 77 Total of Remotes Selected 11/2/2008 19:47 1786.497 1913.471 3699.968 Total of Remotes Selected 11/2/2008 19:56 1777.529 1874.439 3651.968 Total of Remotes Selected 11/2/2008 19:57 1833.846 1931.748 3765.594 Total of Remotes Selected 11/2/2008 19:58 1669.267 1867.327 3536.594 Total of Remotes Selected 11/2/2008 20:03 1774.221 1887.718 3661.939 Total of Remotes Selected 11/2/2008 20:18 1795.684 1871.062 3666.746 Total of Remotes Selected 11/2/2008 20:19 1723.512 1863.847 3587.359 Total of Remotes Selected 11/2/2008 20:41 1791.459 1902.435 3693.894 Total of Remotes Selected 11/3/2008 19:28 1757.048 1861.38 3618.428 Total of Remotes Selected 11/3/2008 19:48 1739.532 1863.696 3603.228 Total of Remotes Selected 11/3/2008 20:02 1726.769 1867.347 3594.116 Total of Remotes Selected 11/3/2008 20:07 1748.436 1873.986 3622.422 Total of Remotes Selected 11/3/2008 20:08 1719.556 1864.328 3583.884 Total of Remotes Selected 11/4/2008 19:15 1742.659 1857.401 3600.06 Total of Remotes Selected 11/4/2008 19:19 1776.212 1859.771 3635.983 78 Total of Remotes Selected 11/4/2008 19:49 1780.471 1859.388 3639.859 Total of Remotes Selected 11/4/2008 19:53 1750.677 1874.989 3625.666 Total of Remotes Selected 11/4/2008 19:57 1792.197 1862.834 3655.031 Total of Remotes Selected 11/5/2008 19:09 1761.443 1889.663 3651.106 Total of Remotes Selected 11/5/2008 19:39 1712.976 1851.408 3564.384 Total of Remotes Selected 11/5/2008 19:47 1732.148 1861.87 3594.018 Total of Remotes Selected 11/5/2008 19:50 1713.839 1878.905 3592.744 Total of Remotes Selected 11/5/2008 19:52 1724.961 1904.592 3629.553 Total of Remotes Selected 11/5/2008 19:53 1777.603 1905.568 3683.171 Total of Remotes Selected 11/5/2008 19:54 1749.923 1874.473 3624.396 Total of Remotes Selected 11/5/2008 19:55 1726.214 1880.376 3606.59 Total of Remotes Selected 11/5/2008 19:56 1742.088 1899.356 3641.444 Total of Remotes Selected 11/5/2008 20:00 1717.457 1859.443 3576.9 Total of Remotes Selected 11/5/2008 20:02 1712.113 1856.915 3569.028 Total of Remotes Selected 11/5/2008 20:03 1752.979 1931.506 3684.485 79 Total of Remotes Selected 11/5/2008 20:04 1725.953 1852.497 3578.45 Total of Remotes Selected 11/5/2008 20:05 1843.061 1925.029 3768.09 Total of Remotes Selected 11/5/2008 20:06 1787.548 1929.513 3717.061 Total of Remotes Selected 11/5/2008 20:07 1745.674 1905.757 3651.431 Total of Remotes Selected 11/5/2008 20:08 1776.892 1871.259 3648.151 Total of Remotes Selected 11/5/2008 20:09 1751.577 1914.444 3666.021 Total of Remotes Selected 11/5/2008 20:10 1770.835 1913.65 3684.485 Total of Remotes Selected 11/5/2008 20:11 1778.41 1884.935 3663.345 Total of Remotes Selected 11/5/2008 20:12 1741.731 1865.886 3607.617 Total of Remotes Selected 11/5/2008 20:14 1719.118 1875.309 3594.427 Total of Remotes Selected 11/5/2008 20:15 1794.795 1895.411 3690.206 Total of Remotes Selected 11/5/2008 20:18 1828.578 1915.638 3744.216 Total of Remotes Selected 11/6/2008 18:51 1681.623 1859.784 3541.407 Total of Remotes Selected 11/6/2008 18:52 1683.531 1855.471 3539.002 Total of Remotes Selected 11/6/2008 18:54 1679.7 1861.279 3540.979 80 Total of Remotes Selected 11/6/2008 19:01 1757.78 1854.527 3612.307 Total of Remotes Selected 11/6/2008 19:07 1776.915 1858.669 3635.584 Total of Remotes Selected 11/6/2008 19:08 1743.054 1890.76 3633.814 Total of Remotes Selected 11/6/2008 19:09 1709.766 1890.737 3600.503 Total of Remotes Selected 11/6/2008 19:10 1835.719 1913.052 3748.771 Total of Remotes Selected 11/6/2008 19:11 1767.907 1919.07 3686.977 Total of Remotes Selected 11/6/2008 19:13 1759.936 1875.194 3635.13 Total of Remotes Selected 11/6/2008 19:16 1688.317 1853.578 3541.895 Total of Remotes Selected 11/6/2008 19:18 1678.775 1869.503 3548.278 Total of Remotes Selected 11/6/2008 19:19 1828.301 1917.039 3745.34 Total of Remotes Selected 11/6/2008 19:20 1792.431 1927.327 3719.758 Total of Remotes Selected 11/6/2008 19:22 1702.527 1854.692 3557.219 Total of Remotes Selected 11/6/2008 19:23 1801.506 1913.677 3715.183 Total of Remotes Selected 11/6/2008 19:25 1772.826 1892.999 3665.825 Total of Remotes Selected 11/6/2008 19:26 1736.817 1859.715 3596.532 81 Total of Remotes Selected 11/6/2008 19:28 1736.135 1854.648 3590.783 Total of Remotes Selected 11/6/2008 19:29 1711.038 1853.602 3564.64 Total of Remotes Selected 11/6/2008 19:31 1774.13 1855.253 3629.383 Total of Remotes Selected 11/6/2008 19:33 1676.698 1857.828 3534.526 Total of Remotes Selected 11/6/2008 19:34 1709.821 1889.792 3599.613 Total of Remotes Selected 11/6/2008 19:35 1712.413 1879.489 3591.902 Total of Remotes Selected 11/6/2008 19:41 1701.032 1865.417 3566.449 Total of Remotes Selected 11/6/2008 19:44 1715.221 1859.344 3574.565 Total of Remotes Selected 11/6/2008 19:49 1748.422 1867.663 3616.085 Total of Remotes Selected 11/6/2008 19:50 1752.768 1863.465 3616.233 Total of Remotes Selected 11/6/2008 19:59 1704.115 1867.74 3571.855 Total of Remotes Selected 11/6/2008 20:01 1736.927 1871.081 3608.008 Total of Remotes Selected 11/6/2008 20:02 1788.053 1899.871 3687.924 Total of Remotes Selected 11/6/2008 20:04 1734.764 1853.071 3587.835 Total of Remotes Selected 11/6/2008 20:05 1741.674 1880.491 3622.165 82 Total of Remotes Selected 11/6/2008 20:08 1774.897 1898.937 3673.834 Total of Remotes Selected 11/6/2008 20:09 1732.855 1880.441 3613.296 Total of Remotes Selected 11/6/2008 20:10 1793.603 1860.789 3654.392 Total of Remotes Selected 11/6/2008 20:11 1728.966 1857.879 3586.845 Total of Remotes Selected 11/6/2008 20:13 1750.075 1874.63 3624.705 Total of Remotes Selected 11/6/2008 20:15 1739.51 1860.122 3599.632 Total of Remotes Selected 11/6/2008 20:25 1776.239 1884.496 3660.735 Total of Remotes Selected 11/6/2008 20:26 1778.553 1899.907 3678.46 Total of Remotes Selected 11/6/2008 20:28 1727.818 1850.654 3578.472 Total of Remotes Selected 11/6/2008 20:31 1710.641 1856.943 3567.584 Total of Remotes Selected 11/6/2008 20:34 1721.877 1875.623 3597.5 Total of Remotes Selected 11/6/2008 20:40 1721.538 1851.03 3572.568 Total of