Đồ án Nghiên cứu hệ thống mạng VSAT và ứng dụng

ợc sử dụng ñể tính Az theo bảng trong hình 3.5. Biểu thức sau có thể ñược sử dụng cho các ñường cong trong trường hợp ñòi hỏi ñộ chính xác cao: a = arc tan ( l L sin tan ) (ñộ) (3.1) trong ñó l ñộ dài ñịa lý của trạm mặt ñất và L giá trị tuyệt ñối về ñộ chênh lệch giữa kinh ñộ của vệ tinh và kinh ñộ của trạm mặt ñất. - Góc ngẩng E là góc quay quanh trục nằm ngang trực giao với mặt phẳng thẳng ñứng ñược ñề cập ở trên và ñược tính từ 00 ñến 900 từ trục ngang. Góc ngẩng E ñược xác ñịnh từ họ ñường cong tương ứng trong hình 3.5 ứng với biểu thức sau : E = arc tan[(cosφ - Re/(Re+R0))/(1-cos2φ)1/2] (ñộ) (3.2) Trong ñó : cosφ = cosLcosl Re là bán kính trái ñất = 6378 km R0 là ñộ cao của vệ tinh = 35786 km Biểu thức (3.1) và (3.2), hoặc hình 3.4 có thể ñược sử dụng các hướng thô của anten. Góc phương vị ñược xác ñịnh theo hướng bắc ñịa lý trong ñó khi từ tính của cực bắc ñược xác ñịnh bởi phạm vi ñược dùng trên site. Sự khác nhau về ñộ lệch từ tính phụ ðồ án tốt nghiệp Nghiên cứu hệ thống mạng VSAT và ứng dụng GVHD : Th.S Trần Xuân Trường 49 SVTH: Trần Minh Quang thuộc vào từng năm và vị trí của site. Góc ngẩng phải ñược ño từ trục ngang và ñược xác ñịnh bởi mặt phẳng ngang cục bộ. Hình 3.4 góc ngẩng và góc phương vị (ES : trạm mặt ñất, SL: vệ tinh) Tại băng Ku, quá trình phân cực của sóng thu ñược từ anten hầu hết ñều có dạng thẳng và phiñơ của anten trạm mặt ñất phải ñược sắp xếp thẳng với mặt phẳng phân cực của sóng thu, mặt phẳng này chứa ñiện trường của sóng. Mặt phẳng phân cực tại SL ở hướng ðông của ES SL ở hướng Tây của ES ES ở bán cầu Bắc A = 180 – a A = 180 + a ES ở bán cầu Nam A = a A = 360 - a y ñến SL Mặt phẳng ngang Hướng Bắc Với : ðồ án tốt nghiệp Nghiên cứu hệ thống mạng VSAT và ứng dụng GVHD : Th.S Trần Xuân Trường 50 SVTH: Trần Minh Quang vệ tinh ñược xác ñịnh bởi tầm nhìn anten vệ tinh và hướng chuẩn (reference direction). Chẳng hạn hướng tham khảo là ñường vuông góc với mặt phẳng xích ñạo ñối với phân cực thẳng ñứng (VP) hoặc song song với mặt phẳng xích ñạo ñối với phân cực ngang (HP). Góc phân cực tại trạm mặt ñất là góc ψ giữa mặt phẳng ñược xác ñịnh bởi phương thẳng ñứng của trạm mặt ñất và boresight của anten, và mặt phẳng phân cực. ψ= 0 tương ứng với quá trình thu và phát sóng phân cực thẳng tại trạm mặt ñất với mặt phẳng phân cực của nó chứa phương thẳng ñứng. Góc phân cực tại trạm mặt ñất ñối với hướng tham khảo của vệ tinh trong mặt phẳng vuông góc với mặt phẳng xích ñạo ñược xác ñịnh bởi công thức : )coscos1( sin cos 22 Ll l − =ψ (3.3) Trong ñó l và L ñược xác ñịnh như (3.1). Fiñơ của anten phải ñược quay một góc ψ tính từ phương thẳng ñứng theo chiều kim ñồng hồ hay ngược chiều kim ñồng hồ khi ñối diện với chảo anten phụ thuộc vào vị trí của trạm mặt ñất (tại bán cầu bắc hay bán cầu nam) và vị trí ñó tương ứng với vệ tinh ở hướng ñông hay hướng Tây. Sau khi hướng thô ñược thiết lập, một hướng chính xác hơn ñược biểu diễn theo giá trị cực ñại của công suất thu từ một búp sóng vệ tinh hay một sóng mang tuyến xuống. ðể lắp ñặt một HUB cỡ lớn trên anten bám thì các thiết bị bám có thể ñược kích hoạt và duy trì hướng của anten theo hướng vệ tinh trong mức ñộ chính xác của thiết bị bám dù cho vệ tinh chuyển ñộng ñến sau trong cửa sổ giữ trạm của nó. Lỗi bám khoảng 0.2 θ3db trong ñó θ3db là ñộ rộng búp sóng nửa công suất của anten trạm mặt ñất. Các trạm HUB cỡ nhỏ và các VSAT không ñược lắp ñặt anten bám và hướng của anten sẽ duy trì tại ñiểm bắt ñầu của nó nếu giả thiết không có sự kìm hãm nguy hiểm hoạt ñộng trong thiết bị anten (ví dụ như gió thổi mạnh,…). Bất kì sự chuyển ñộng muôn nào của vệ tinh cũng ñều ñược dịch ñi một góc ñịnh hướng lại, tương ứng với tổn hao ñộ tăng ích ñược tính cho lưới liên kết. Giá trị tổn hao ñộ tăng ích cực ñại phụ thuộc vào lỗi ñiểm bắt ñầu và giới hạn của chuyển ñộng vệ tinh. 3.2 Các vấn ñề cần quan tâm của khách hàng ðồ án tốt nghiệp Nghiên cứu hệ thống mạng VSAT và ứng dụng GVHD : Th.S Trần Xuân Trường 51 SVTH: Trần Minh Quang Mạng VSAT thường ñược sử dụng thay thế cho mạng số liệu ñường truyền riêng sẵn có. Các lý do sử dụng mạng VSAT là ñể tiết kiệm chi phí, ñáp ứng ñược ñộ tin cậy, ñộ phức tạp cũng như tốc ñộ dữ liệu. Chương này sẽ trình bày một số vấn ñề cần quan tâm khi sử dụng công nghệ VSAT. 3.2.1 Giao diện của thiết bị ñầu cuối Thiết bị trong nhà (IDU) là một phần của mạng mà hầu hết người sử dụng ñều có thể nhìn thấy ñược vì nó thường ñược lắp ñặt trong các văn phòng riêng của họ. IDU là thiết bị ñầu cuối của mạng VSAT ñược sử dụng ñể kết nối ñến các ñầu cuối riêng. IDU liên kết chặt chẽ các cổng vào/ra với các ñầu nối riêng tương thích với các ñầu cuối người dùng. ðối với mạng số liệu, khách hàng có thể sử dụng vệ tinh và các VSAT có khả năng ñáp ứng ñược các ứng dụng sẵn có và trong tương lai. Thông thường khách hàng thường mong muốn thay thế mạng sẵn có mà không cần thay ñổi thiết bị hiện thời như các bộ ñiều khiển cụm, các bộ xử lý ñặt trước thiết bị ñầu cuối hay các thiết bị tập trung số liệu khác và cũng không làm thay ñổi các giao diện của thiết bị. Một số khách hàng thậm chí bất ñắc dĩ cấu hình lại thiết bị bằng cách thay ñổi ñịa chỉ của nó hay khoảng thời gian của các bộ ñịnh thời. Do vậy, các giao diện vật lý cần phải ñược xác ñịnh từ hệ thống quản lý mạng (NMS) ñịnh vị tại trạm HUB. Sự thay ñổi các giao diện hoạt ñộng riêng trong mạng VSAT không ảnh hưởng ñến các giao diện hoạt ñộng khác tại cùng một vị trí. 3.2.2 Tính ñộc quyền của hãng sản xuất Các chức năng của mạng VSAT thì giống nhau qua tất cả các sản phẩm ñược cung cấp. Tuy nhiên mỗi VSAT có một thiết kế riêng và một giao thức riêng. Vì vậy, thiết bị VSAT từ các nhà cung cấp khác nhau không thể chia sẻ các kênh vệ tinh giống nhau, và cũng không thể chia sẽ giữa các thiết bị trung tâm mạng giống nhau trong trường hợp mạng hình sao. 3.2.3 Thời gian lắp ñặt Thời gian lắp ñặt gồm 2 khía cạnh : ðồ án tốt nghiệp Nghiên cứu hệ thống mạng VSAT và ứng dụng GVHD : Th.S Trần Xuân Trường 52 SVTH: Trần Minh Quang - Thời gian ñòi hỏi cho quá trình thiết lập mạng cho cấu hình ñược ñưa ra ban ñầu: thông thường thời gian ñể thi hành 100 nút mạng mất khoảng 90 ngày. - Thời gian mở rộng mạng bằng cách thêm vào các site mới: một VSAT có thể ñược thêm vào mạng trong vòng vài ngày. Khoảng thời gian này ngắn hơn so với khoảng thời gian lắp ñặt các ñường thuê bao riêng (cỡ vài tuần). ðối với quá trình tập trung tin tức vệ tinh (SGN), một VSAT thường ñược lắp ñặt và ñưa vào hoạt ñộng trong vòng 20 phút. 3.2.4 Truy cập dịch vụ Ban ñầu mạng VSAT sử dụng kiểu mạng một hướng ñể quảng bá truyền hình. Nhưng sau ñó ña số khách hàng ñều mong muốn nâng cấp dịch vụ mạng hai hướng ñối cho quá trình truyền dẫn số liệu. Ngoài ra, quảng bá truyền hình là sự lựa chọn rẻ tiền một khi mạng VSAT ñược lắp ñặt và ñáp ứng ñược quá trình truyền dẫn số liệu. Việc các nhà ñiều hành mạng yêu cầu nhà cung cấp mạng thực hiện các quá trình kiểm tra cài ñặt trước khi triển khai ñầy ñủ toàn bộ hệ thống mạng là cần thiết. ðồng thời ñây cũng là quá trình kiểm thử và kiểm tra các thiết bị theo yêu cầu. Căn cứ vào ñặc ñiểm này, nhà cung cấp mạng có thể xử lý kích thước lưu lượng và kiểm tra lưu lượng thực tế liên quan ñến quá trình thiết kế lý thuyết. 3.2.5 Tính linh hoạt Một trong những ưu ñiểm chính của mạng VSAT là khả năng mở rộng của nó vì có khả năng thích nghi khi thêm vào các thiết bị mới hoặc cung cấp thêm các dịch vụ mới mà không cần phải cấu hình lại hay làm ảnh hưởng ñến hoạt ñộng của toàn bộ hệ thống mạng. Tuy nhiên, do các ñặc tính của mạng và chất lượng của dịch vụ ñược phát ñến người sử dụng rất nhạy với giá trị lưu lượng nên giá trị này sẽ tăng khi có càng nhiều thiết bị ñầu cuối ñược lắp thêm vào mạng. Vì thế việc cấp lưu lượng dự phòng cho phần không gian và HUB là rất quan trọng, cụ thể là cấp nhiều hơn 20% lượng và 20% VSAT so với mức ban ñầu. 3.2.6 Khả năng khắc phục lỗi và hỏng hóc Vì viễn thông là một bộ phận nhạy cảm của công ty ñể hỗ trợ trong việc kinh doanh nên khách hàng cần quan tâm ñến những ý kiến chung về thông tin vệ tinh. ðồ án tốt nghiệp Nghiên cứu hệ thống mạng VSAT và ứng dụng GVHD : Th.S Trần Xuân Trường 53 SVTH: Trần Minh Quang Hầu như các người quản lý công ty ñều có chút lo ngại nào ñó về công nghệ viễn thông, do vậy việc lắp ñặt các thiết bị cảnh báo và giám sát lỗi, các chức năng phục hồi, các thủ tục khắc phục lỗi một cách triệt ñể là rất quan trọng. Các chức năng khắc phục hỏng hóc phải phù hợp với các yêu cầu cụ thể của khách hàng. Bao gồm các hoạt ñộng sau : - Khôi phục HUB. - Khôi phục VSAT. - Vệ tinh dự phòng. - Các kết nối dự phòng. Các lỗi HUB chỉ ảnh hưởng ñến một số chức năng của HUB, và vẫn cho phép giảm bớt khả năng của mạng. Hệ thống quản lý mạng (NMS) sẽ thực hiện quá trình nhận dạng các lỗi tập trung và thực hiện các chức năng chẩn ñoán tại mỗi VSAT. Trong trường hợp các hỏng hóc ảnh hưởng ñến tính toàn vẹn của mạng, ví dụ như nếu quá trình truyền dẫn VSAT có sự sai khác sẽ gây ra nhiễu cho các liên kết khác, thì ngay lập tức sẽ gây ra sự gián ñoạn của quá trình truyền dẫn tại thiết bị ñầu cuối. Một giải pháp ñược ñưa ra ñể khắc phục ñó là sử dụng các tín hiệu tập trung liên tục, các tín hiệu này ñược giám sát bởi các trạm VSAT. Khi VSAT không nhận ñược tín hiệu từ trung tâm thì nó sẽ kết thúc truyền dẫn một cách tự ñộng. ðối với vệ tinh thì khả năng hỏng hóc sẽ hiếm hơn, thường thì mỗi vệ tinh có thời gian sống khoảng 15 năm, sau khoảng thời gian này thì nó phải ñối diện với một số hỏng hóc. Khi xảy ra hỏng hóc ñối với các bộ phát ñáp thì ñòi hỏi phải chuyển mạng sang một bộ phát ñáp khác trong cùng vệ tinh, ñiều này phụ thuộc rất nhiều vào sự thỏa hiệp giữa nhà khai thác vệ tinh và nhà khai thác mạng. Dung lượng vệ tinh có thể ñược cho thuê ở dạng có ưu tiên hoặc không ưu tiên. Trong phương thức cho thuê không ưu tiên, nhà ñiều hành vệ tinh ñảm bảo quá trình sử dụng băng thông của bộ phát ñáp và cam kết sẽ cung cấp ñúng băng thông trên một bộ phát ñáp khác trong trường hợp có hỏng hóc xuất hiện. Trong phương thức cho thuê có ưu tiên thì dung ðồ án tốt nghiệp Nghiên cứu hệ thống mạng VSAT và ứng dụng GVHD : Th.S Trần Xuân Trường 54 SVTH: Trần Minh Quang lượng cho thuê không ñược bảo ñảm mọi lúc và nhà ñiều hành vệ tinh có thể yêu cầu nhà ñiều hành mạng cấp lại băng thông ñược sử dụng theo yêu cầu. Sự chuyển hướng sang một bộ phát ñáp khác trên cùng một vệ tinh dẫn ñến sự thay ñổi các tần số hoạt ñộng hay sự phân cực của toàn mạng. ðiều này phải ñược hoạch ñịnh trước, trong trường hợp tín hiệu bị mất trong một khoảng thời gian ñịnh trước thì VSAT có thể ñổi sang tần số mới và mặt phẳng phân cực mới ñồng thời tìm kiếm tín hiệu từ trạm HUB một cách tự ñộng. Trong bất kì trường hợp nào thì những hỏng hóc một phần hay toàn bộ mạng ñều có thể khắc phục nếu như các kết nối dự phòng có sẵn. Nếu một liên kết bị gián ñoạn thì lưu lượng trên liên kết ñó có thể ñược ñịnh tuyến một cách tự ñộng nhờ các modem quay số tự ñộng. Hình 3.7 mô tả quá trình thi hành các kết nối dự phòng từ xa ñến host. Hình 3.7 quá trình thi hành các kết nối dự phòng từ xa ñến host 3.2.7 Thời gian ñáp ứng Mạng chuyển mạch mặt ñất công cộng ðồ án tốt nghiệp Nghiên cứu hệ thống mạng VSAT và ứng dụng GVHD : Th.S Trần Xuân Trường 55 SVTH: Trần Minh Quang Thời gian ñáp ứng ñược ñịnh nghĩa là khoảng thời gian trôi qua giữa quá trình phát thoại và quá trình nhận ñược trả lời từ người trong trường hợp truyền thông tin thoại, hay là khoảng thời gian trôi qua giữa quá trình truyền một bản tin truy vấn ñược khởi ñầu bởi việc nhấn phím return trên bàn phím máy tính ñến lúc xuất hiện kí tự ñầu tiên của bản tin trả lời trên màn hình máy tính. ðối với truyền số liệu, thời gian ñáp ứng ñược tạo nên từ nhiều thành phần : - Thời gian chờ tại phía phát có thể gây ra trễ cho quá trình dự trữ dung lượng trước khi xuất hiện quá trình truyền dẫn. - Thời gian truyền một bản tin phụ thuộc vào ñộ dài của bản tin và tốc ñộ bit ñược truyền. - Thời gian lan truyền phụ thuộc vào kiến trúc mạng và số lượng hop vệ tinh: ñối với hop ñơn thời gian lan truyền là 0.25s, còn ñối với hop ñôi thì thời gian lan truyền là 0.5s. Thời gian lan truyền ñược tính trên liên kết từ máy phát ñến máy thu và ngược lại. - Thời gian xử lý bản tin truy vấn tại máy thu và thời gian cần thiết ñể phát và truyền tín hiệu trả lời. - Trễ giao thức gây ra bởi quá trình khắc phục lỗi và ñiều khiển luồng giữa site phát và site thu. Mạng VSAT chỉ quan tâm chủ yếu ñến trễ tuyến bao gồm trễ lan truyền và trễ xử lý gây ra bởi giao thức bắt tay giữa các VSAT và bộ xử lý HUB ñầu cuối, nhưng trừ ra trễ xử lý của các thiết bị ñầu cuối số liệu. 3.2.8 Chất lượng ñường truyền Thông thường mạng VSAT sử dụng tốc ñộ lỗi bit (BER) là 10-7. ðiều này bảo ñảm cho chất lượng tín hiệu thoại và video dạng số ở mức ñộ có thể chấp nhận ñược. ðối với thông tin số liệu, tốc ñộ lỗi bit BER không phải là một thông số chủ yếu, vì khi quá trình truyền dẫn gây ra các lỗi tự do thì nó có thể yêu cầu các giao thức phát lại ñược thực hiện giữa các thiết bị ñầu cuối theo phương thức end-to-end. Tuy nhiên tốc ñộ lỗi bit ảnh hướng ñến số lần phát lại theo yêu cầu, và do vậy cũng gây ảnh hưởng ðồ án tốt nghiệp Nghiên cứu hệ thống mạng VSAT và ứng dụng GVHD : Th.S Trần Xuân Trường 56 SVTH: Trần Minh Quang ñến trễ. Dựa trên kết quả về tính ñối xứng của tất cả các liên kết, mạng VSAT cung cấp cùng một chất lượng dịch vụ cho mỗi khách hàng. 3.2.9 ðộ khả dụng ðộ khả dụng ñược xác ñịnh là tỉ số của một ñơn vị thời gian trên thời gian sử dụng tổng cộng. A%=(tổng thời gian sử dụng – thời gian gián ñoạn)/tổng thời gian sử dụng (3.1) ðộ khả dụng liên kết mạng là tỉ lệ phần trăm về thời gian của thông tin ñược phát tại site với chất lượng yêu cầu (tỉ lệ lỗi bit nhỏ hơn một giá trị xác ñịnh, ví dụ như BER = 10-7 tương ứng với khoảng thời gian trong giới hạn xác ñịnh nhỏ hơn 5s). ðộ khả dụng của mạng ñược xác ñịnh dựa trên ñộ tin cậy của thiết bị, sự suy hao truyền dẫn và năng lượng mặt trời. Anet = ATx Asat Alink ARx (3.2) Trong ñó : Anet là ñộ khả dụng của mạng. ATx là ñộ khả dụng của trạm mặt ñất phát. Asat là ñộ khả dụng phần không gian. Alink là ñộ khả dụng của ñường truyền. ARx là ñộ khả dụng của trạm mặt ñất thu. Bảng 3.1 ñưa ra một số hệ số chung Giá trị ñộ khả dụng là 99,7% tương ứng với thời gian gián ñoạn tích lũy là 26 giờ trên một năm. Tuy nhiên, nhiều khả năng khách hàng sẽ không chấp nhận thời gian gián ñoạn kéo dài trên 4 giờ trong một tuyến. Nếu như sự gián ñoạn thông tin do sự hỏng hóc thiết bị thì cần phải thực hiện bảo trì một cách phù hợp ñể khôi phục thông tin trong khoảng thời gian yêu cầu. Còn nếu như sự suy hao truyền dẫn tương ứng với sự gián ñoạn thông tin thì cần phải xét ñến quá trình phân tập site. Cuối cùng, các kết nối mặt ñất dự phòng sẽ là phương thức bảo ñảm tính liên tục cho thông tin. 3.2.9.1 ðộ khả dụng trạm mặt ñất phát và thu Trong phần này có 2 vấn ñề cần quan tâm, ñó là : sự sai hỏng của thiết bị và ñịnh hướng anten. ðồ án tốt nghiệp Nghiên cứu hệ thống mạng VSAT và ứng dụng GVHD : Th.S Trần Xuân Trường 57 SVTH: Trần Minh Quang (a) Sự sai hỏng của thiết bị : Thời gian trung bình giữa các sai hỏng (MTBF : Mean Time Between Failure) ñối với trạm mặt ñất là 50000 (6 năm). ðộ khả dụng của các trạm VSAT từ xa phụ thuộc vào thời gian sửa chữa tổng cộng, ñiều này tùy thuộc vào mức ñộ truy cập thiết bị dễ dàng như thế nào Bảng 3.1 Các hệ số ñiển hình ñối với ñộ khả dụng Thiết bị ðộ khả dụng (%) VSAT từ xa 99.9 Phần không gian 99.95 Tuyến 99.9 HUB 99.999 Mạng 99.7 Thông thường, thời gian sửa chữa có thể kéo dài từ vài giờ ñến vài ngày. ðộ khả dụng của một VSAT từ xa có giá trị là 99.9% (tương ñương thời gian gián ñoạn là 9 giờ/năm). ðối với trạm HUB thì ñộ khả dụng cao hơn, thường khoảng 99.999% (tương ñương thời gian gián ñoạn là 5 phút/năm). (b) ðịnh hướng anten : Quá trình này ñược thực hiện khi có sự hạn chế về mặt cơ khí một cách nghiêm trọng của gương phản xạ anten gây ra bởi các hiện tượng khí tượng như gió mạnh, tuyết rơi mạnh hay sự tích tụ của băng tuyết trong chảo anten. 3.2.9.2 ðộ khả dụng của phần không gian Trong phần này có 2 vấn ñề chủ yếu, ñó là : (a) ðộ khả dụng của dung lượng trong trường hợp tăng lưu lượng : Các nhà ñiều hành vệ tinh cần biết dung lượng vệ tinh có sẵn trong trường hợp cần mở rộng thêm. ðây là ñiều cần thiết ñể có ñược dung lượng phù hợp trên cùng vệ tinh khi mạng số liệu ñang hoạt ñộng. ðồ án tốt nghiệp Nghiên cứu hệ thống mạng VSAT và ứng dụng GVHD : Th.S Trần Xuân Trường 58 SVTH: Trần Minh Quang ðộ khả dụng của dung lượng phụ thuộc vào một khu vực thế giới xác ñịnh và thay ñổi theo thời gian. Thật ra quá trình chuyển tiếp dung lượng phần không gian theo nhu cầu là một thử thách lớn ñối với các nhà ñiều hành mạng. (b) Sai hỏng của bộ phát ñáp : Nếu như bộ phát ñáp bị hỏng là bộ phát ñáp không ưu tiên thì mạng có thể chuyển hoạt ñộng sang một bộ phát ñáp khác trong vài giờ. Do vậy các nhà khai thác mạng có thể thuê một bộ phát ñáp không ưu tiên với sử bảo ñảm sẽ chuyển dung lượng sang một bộ phát ñáp khác trong trường hợp xuất hiện hỏng hóc. Nhưng chi phí này cao hơn so với việc thuê một bộ phát ñáp ưu tiên không bao gồm quá trình bảo ñảm cho toàn bộ hệ thống. (c) Sai hỏng của vệ tinh : Nếu như vệ tinh trở nên vô tác dụng thì phải chuyển mạng sang một vệ tinh khác. ðiều này ñòi hỏi vệ tinh ñó phải có cùng băng tần và dung lượng thích hợp. Việc này có thể mất từ vài ngày ñến vài tuần tùy thuộc vào số lượng site. Mặt khác, các VSAT có thể ñược lắp ñặt bộ vi xử lý ñược ñiều khiển và kích hoạt chơ chế ñịnh vị một cách tự ñộng. Sau ñó hướng của anten có thể ñược ñiều khiển một cách cục bộ hoặc từ trạm HUB. 3.2.9.3 ðộ khả dụng của tuyến ðộ khả dụng này ñòi hỏi các chỉ tiêu ñường truyền trong thuật ngữ công suất sóng mang trên công suất tạp âm, C/N0, lớn hơn giá trị phần trăm về thời gian ñược xem xét. C/N0 thay ñổi theo các ảnh hưởng của sự lan truyền (chủ yếu là fading do mưa) và sự di chuyển của mặt trời (tăng tạp âm). Các ảnh hưởng này có xu hướng làm giảm tỉ số C/N0 thấp hơn giá trị yêu cầu của nó và gây ra gián ñoạn kết nối như minh họa trong hình 3.8 ðồ án tốt nghiệp Nghiên cứu hệ thống mạng VSAT và ứng dụng GVHD : Th.S Trần Xuân Trường 59 SVTH: Trần Minh Quang Hình 3.8 sự gián ñoạn kết nối gay ra do sự thay ñổi tỉ số C/N0 do mưa và chuyển tiếp mặt trời 3.2.10 Quá trình bảo dưỡng Quá trình bảo dưỡng có liên quan ñến các thiết bị trên mặt ñất: các trạm HUB và các VSAT. Hầu hết khách hàng ñều mong muốn ñược hưởng các chế ñộ bảo dưỡng, cũng như có nhân viên thực hiện một số hay tất cả các công việc. Quá trình bảo dưỡng tại một HUB chia sẻ thông thường có liên quan ñến nhà cung cấp dịch vụ HUB. Còn ñối với các VSAT chuyên dụng (dedicated hub) thì nhà khai thác mạng ñều mong muốn thực hiện chế ñộ bảo dưỡng. Có hai loại hình thức bảo trì là bảo trì tần số vo tuyến và thông tin số liệu. Một trạm VSAT nên ñòi hỏi chế ñộ bảo dưỡng thấp nhất có thể nhằm tiết kiệm chi phí bảo trì qua một số lượng lớn các site phân tán trên một miền dịch vụ lớn. Vì thế mong muốn lớn nhất là việc bảo dưỡng có thể thực hiện bởi người sử dụng nội bộ. Chẳng hạn một kĩ thuật viên nội bộ có nhiệm vụ bảo trì mạng máy tính ñã có sẵn trên một site thì cũng có khả năng thực hiện chế ñộ bảo dưỡng thông thường tại trạm VSAT. Nhà cung cấp mạng nên ñảm bảo ñộ khả dụng của phần cứng và phần mềm ñược cung cấp trong một chu kì, thường là 2 năm. 3.2.11 Các rủi ro Thời gian Thời gian gián ñoạn Giá trị yêu cầu Tăng dự trữ dự trữ C/N0 ðồ án tốt nghiệp Nghiên cứu hệ thống mạng VSAT và ứng dụng GVHD : Th.S Trần Xuân Trường 60 SVTH: Trần Minh Quang Các VSAT thường ñược ñặt tại các vùng ngoại ô hay gần các khu vực mà con người và ñộng vật có thể ở quanh ñó. ðây là những ñối tượng thường ít ñược quan tâm ñến. Các vấn ñề ñó là : 3.2.11.1 Bảo vệ con người và ñộng vật tránh khỏi sự bức xạ Bức xạ sóng ñiện từ phải ñược giữ ở mức gây hại thấp nhất, thông thường không vượt quá 10 mWcm-2 trên 6 giờ. 3.2.11.2 Bảo vệ phần cứng Dựa vào phương pháp ñược mô tả như hình 3.3, ta thấy sẽ an toàn hơn nếu như ñầu ra của các thiết bị không dễ truy cập mặc dù quá trì bảo dưỡng khó khăn hơn. 3.2.12 Chi phí Chi phí hàng tháng của một VSAT trên một site phụ thuộc vào số lượng VSAT trong một mạng, còn chi phí của phần không gian là một vấn ñề nhạy cảm. Trong hầu hết các khu vực trên thế giới, các nhà ñiều hành mạng có rất ít quyền tự quyết trong việc chọn nhà ñiều hành vệ tinh ñể ký ước. ðộ khả dụng yêu cầu cũng có một tầm ảnh hưởng mạnh trong chi phí của mạng, vì vậy khách hàng không nên ñòi hỏi các tiêu chuẩn kỹ thuật một cách khắt khe nếu nhưng hoàn toàn không cần ñến. Một ưu ñiểm thường ñược ủng hộ bởi các nhà ñiều hành VSAT là sự ñiều khiển chi phí thông tin. Chi phí ñầu tư ban ñầu bao gồm cả chi phí bảo trì, cả hai loại chi phí này ñều nằm dưới sự kiểm soát của nhà ñiều hành mạng. Vì thế chính sách về chi phí là một vấn ñề mang tính thực tế. Như ñã ñề cập ở trên, một các công ty hầu như thường chuyển sang sử dụng công nghệ VSAT thay thế cho các ñường thuê bao riêng ñang có. Vì chi phí của một liên kết trong mạng VSAT không quá cao nên cả chi phí trong kì ngắn hạn và kì dài hạn ñều tiết kiệm hơn so với việc lựa chọn các liên kết mặt ñất, ñiều này sẽ mang lại hiệu quả nếu công ty bao gồm một số lượng lớn các site rời rạc ñược kết nối. ðồ án tốt nghiệp Nghiên cứu hệ thống mạng VSAT và ứng dụng GVHD : Th.S Trần Xuân Trường 61 SVTH: Trần Minh Quang CHƯƠNG 4 : CÁC KHÍA CẠNH LIÊN QUAN ðẾN MẠNG VSAT 4.1 Các chức năng của mạng Như ñã ñề cập trong chương 1, mạng VSAT thường cung cấp các dịch vụ thông tin giữa các thiết bị ñầu cuối người dùng. Các ñầu cuối này sẽ phát tín hiệu băng gốc ở dạng tương tự hay số, chủ yếu là tín hiệu số. ðể tín hiệu ñược phát từ thiết bị nguồn ñến ñược thiết bị ñích thì mạng VSAT phải cung cấp các chức năng sau : - Thiết lập kết nối giữa máy chủ gọi và máy bị gọi. - ðịnh tuyến tín hiệu từ máy chủ gọi ñến máy bị gọi mặc dù tài nguyên vật lý cung cấp cho kết nối ñang xét ñược chia sẻ bởi các tín hiệu trên các kết nối khác. - Phân phối thông tin ñảm bảo ñộ tin cậy. Phương thức phát thông tin có ñộ tin cậy nghĩa là dữ liệu ñược phát bởi ñầu cuối này và ñược nhận bởi ñầu cuối khác mà không có sự tổn hao hay trùng lặp. Vấn ñề này ñã ñược trình bày ở chương 1 phần 1.4, trong ñó mạng VSAT ñược vạch ra ñể hỗ trợ cho nhiều loại lưu lượng khác nhau. Tuy nhiên mạng không thể chuyển tất cả các loại lưu lượng khác nhau theo cách hiệu quả về chi phí. Vì thế mạng VSAT ñược sử dụng ñể tối ưu một tập hợp các loại lưu lượng. Nhìn chung, hầu hết mạng VSAT ñều tối ưu cho quá trình trao ñổi số liệu mang tính tương tác. 4.2 Một số ñịnh nghĩa 4.2.1 Liên kết và kết nối Một liên kết sẽ ñóng vai trò phục vụ cho quá trình kết nối giữa thiết bị phát và thiết bị thu. Một mạng bao gồm nhiều liên kết và nhiều nút. Mỗi liên kết sẽ có 2 nút kết cuối: 1 nút gửi và 1 nút nhận. Chẳng hạn, trong mạng VSAT ta thường tìm thấy các liên kết sau : - Các liên kết tần số vô tuyến (tuyến lên và tuyến xuống). ðồ án tốt nghiệp Nghiên cứu hệ thống mạng VSAT và ứng dụng GVHD : Th.S Trần Xuân Trường 62 SVTH: Trần Minh Quang - Các liên kết bằng cáp giữa các khối trong nhà và khối ngoài trời, hay giữa thiết bị trong nhà và thiết bị ñầu cuối người dùng. - Các tuyến mặt ñất có thể (các tuyến vi ba, các ñường thuê bao, hay các tuyến của mạng chuyển mạch công cộng…) giữa HUB và các thiết bị khách hàng. ðối với các kết nối ñơn hướng, việc truy vấn thông tin có thể ñược thực hiện theo một hướng, vì vậy ta có thể dùng liên kết ñơn công (simplex link) cho dạng kết nối này. Một ví dụ của liên kết ñơn công là sóng tần số vô tuyến. ðối với các kết nối ñòi hỏi tính tương tác thì ta sử dụng các luồng thông tin hai hướng, luồng thông tin ñó có thể xảy ra không nhất thiết phải ñồng thời trên cả hai hướng mà có thể xảy ra một cách luân phiên với nhau. Liên kết hỗ trợ cho kết nối như thế ñược gọi là liên kết bán song công (half duplex). Một ví dụ ñược ñưa ra ñể minh họa cho dạng liên kết này ñó là băng tần số vô tuyến có thể ñược sử dụng một cách luân phiên bởi hai bộ phận phát và thu trong chế ñộ pusk-to-talk: một bộ phận sẽ phát trong một khoảng thời gian trong khi ñó bộ phận còn lại sẽ hoạt ñộng trong chế ñộ thu. Mỗi lần quá trình này thực hiện xong, máy phát sẽ chuyển sang chế ñộ thu và máy thu chuyển sang chế ñộ phát và thông tin cũng ñược truyền theo hướng ngược lại. Khi thông tin ñược truyền trên cả ha