ADSL - TỔNG QUAN VỀ MẠNG THUÊ BAO NỘI HẠT part 7 doc

Tổng quan về mạng thuê bao nội hạt Đặng Quốc Anh

31
vuông góc sẽ lấy đi tất cả ánh sáng phản xạ từ mặt nước. Chúng chỉ đơn thuần là ngăn
chặn tất cả mọi ánh sáng có hướng phân cực không vuông góc.
Cellular Vision cũng hoạt động tương tự. Hai tế bào lân cận sử dụng tín hiệu phân
cực khác nhau và antenna như một thấu kính phân cực (nó loại bỏ các tín hiệu của các tế
bào lân cận và nhận tín hiệu của tế bào gần nhất). Ghép phân cực với một sự khác biệt
tần số nhỏ giữa cùng một kênh trong các tế bào lân cận ở máy thu. Sự suy giảm này đủ
để tránh hiện tượng gọi là multipath fade (hiệu ứng mờ tín hiệu do nhiều đường lan truyền
sóng gây ra).

Hình 1.34 Kiến trúc cơ bản hệ thống LMDS

Khái niệm phân cực sóng cũng cung cấp khả năng kênh đảo ngược. Người ta
đánh dấu tín hiệu chiều upstream bằng cách phân cực đối nghòch tín hiệu. Như vậy
không máy thu nào có thể nhận được tín hiệu chiều upstream ngoại trừ máy thu ở head
end. Hình 1.9 minh hoạ kiến trúc cơ bản của một hệ thống LMDS hoàn toàn tương tự như
kiến trúc cơ bản của một hệ thống MMDS.
FCC đã đưa ra một quy hoạch tần số riêng biệt dùng cho thương mại. Hai giấy
phép sẽ được cấp qua đấu giá cho mỗi vùng đòa lý:
- Nhóm A (1,15GHz) bao gồm các phân đoạn tần số 27,5GHz đến
28,35GHz, 29,1GHz đến 29,25GHz và 31,075GHz đến 31,225GHz.
- Nhóm B (150MHz) bao gồm các phân đoạn tần số 31GHz đến 31,075GHz
và 31,225GHz đến 31,3GHz.
Mặc dù FCC không giới hạn các dòch vụ có tiềm năng nhưng trên thực tế vẫn
ngăn cản các nhà điều hành điện thoại và cáp lớn mua giấy phép. Hầu hết các ưu, nhược
điểm của hệ thống LMDS đều giống với MMDS. Một dấu hiệu đáng mừng cho LMDS là
có nhiều thuê bao hơn MMDS nhưng rất tiếc rằng đa số lại phân bố ở Canada. LMDS sử
dụng các máy phát nhỏ hơn và vùng phủ sóng (tế bào) có thể giữ được giá thành đầu tư
ở mức thấp, đặc biệt là ở các khu đông dân. Tuy nhiên, kích thước tế bào nhỏ như vậy sẽ

gây khó khăn cho các vùng ngoại ô và thôn quê vì không thể đặt ở mỗi nông trại một
tháp LMDS được.




Đặng Quốc Anh ADSL – Thực tiễn, giải pháp và triển khai

32
1.3.7 Hệ thống truy xuất qua thông tin vệ tinh

Các hệ thống thông tin vệ tinh truyền thông trực tiếp (DBS: Direct Broadcast
Satellite) đã có sẵn để cung cấp dòch vụ truyền hình chất lượng cao cho nhiều gia đình.
Hầu hết dòch vụ này (cho cả các máy thu hình tương tự) sử dụng phương pháp nén hình
ảnh MPEG II (Motion Pictures Experts Group II). Phần âm thanh được xử lý theo kỹ thuật
Dolby Surround Sound tạo ra chất lượng âm thanh sánh bằng với chất lượng audio CD.
Các nhà cung cấp thiết bò và điều hành hệ thống thông tin vệ tinh phải đối mặt với
vấn đề trễ trong các dòch vụ thoại và số liệu hai chiều. Các hệ thống vệ tinh truyền thông
trực tiếp có sẵn trên thò trường vốn dùng cho các dòch vụ truyền hình kỹ thuật số một
chiều. Hầu hết các dòch vụ này đều sử dụng nén MPEG và truyền tải đa kênh để cung
cấp dòch vụ gần giống với dòch vụ xem phim theo yêu cầu (nghóa là các bộ phim bắt đầu
cách nhau 15 phút). Các hệ thống Vệ tinh truyền thông trực tiếp bò cản trở bởi các vấn đề
về truyền tải các kênh truyền thông nội hạt, trễ liên quan đến xử lý nén (các sự kiện thể
thao bò trễ khoảng 1 giây), mất hoạt động hai chiều (mặc dù thực tế đã có nhiều hệ thống
truyền tải thuê bao đến vệ tinh). Hầu hết các hệ thống vệ tinh truyền thông trực tiếp sử
dụng một kết nối modem qua đường dây điện thoại cho chiều upstream.
Một kênh vệ tinh truyền thông trực tiếp có thể dễ dàng hoạt động ở tốc độ dữ liệu
23Mbps. Tuy nhiên, tốc độ phổ biến nhất là khoảng 400 kbps (dòch vụ Direct PC). Các
hệ thống hiện nay sử dụng các quỹ đạo đòa tónh (GEO: Geosynchronous Earth Orbit) ở
độ cao 22 500 dặm (khoảng một phần mười khoảng cách từ quả đất đến mặt trăng).

Khoảng cách lớn này làm tăng lên thời gian trễ của các dòch vụ hai chiều, các dòch vụ
tương tác.
Tuy nhiên, các hệ thống vệ tinh nhân tạo thế hệ mới như hệ thống vệ tinh nhân
tạo Iridium và hệ thống vệ tinh nhân tạo Teledesic dùng các quỹ đạo thấp hơn nhiều LEO
(Low Earth Orbit) có thời gian trễ nhỏ nhất và tiêu thụ năng lượng máy phát nhỏ hơn. Một
vấn đề của các nhà cung cấp dòch vụ qua hệ thống thông tin vệ tinh là giá cả. Trong
phạm vi LEO, hệ thống vệ tinh nhân tạo Iridium có giá thành khoảng 5 tỷ dollar cho 66 vệ
tinh.

Tên gọi Iridium xuất phát từ nguyên tử của nguyên tố Iridium có 77 điện tử
xung quanh hạt nhân giống như 77 vệ tinh xung quanh quả đất. Tuy nhiên
số vệ tinh cần thiết đã giảm từ 77 xuống còn 66 nhưng tên gọi của hệ thống
vẫn không thay đổi có lẽ là do nguyên tố có nguyên tử gồm 66 điện tử xung
quanh hạt nhân là Dysprosium làm nhẫn không đẹp bằng Iridium.

Tuy nhiên mục đích chính của hệ thống vệ tinh nhân tạo Iridium là dùng cho hệ
thống điện thoại di động. Mặt khác dòch vụ Teledesic còn gọi là "Internet trên trời"
("Internet-in-the-sky") lại chủ đích nhắm vào dòch vụ truy xuất Internet. 288 vệ tinh nhân
tạo của Teledesic có giá thành xấp xỉ 9 tỷ dollar. Globalstar, một công ty con của hãng
Loral and Qualcomm có hệ thống 48 vệ tinh với giá thành 2,6 tỷ dollar với mục đích chính
là dùng cho các ứng dụng dữ liệu truyền thống, điện thoại và fax. Skybridge dự kiến sẽ
phóng 64 vệ tinh với giá thành tổng cộng là 3,5 tỷ dollar.

Tổng quan về mạng thuê bao nội hạt Đặng Quốc Anh

33


Hình 1.35 Điện thoại di động Iridium

Hình 1.36 Hệ thống nhắn tin Iridium

Dù vậy, các hệ thống thông tin vệ tinh GEO vẫn không sớm ra đi vì sự xuất hiện
các hệ thống thông tin vệ tinh LEO. Hệ thống Direct PC của Hughes Communications
vẫn là nhà điều hành Internet qua vệ tinh lớn nhất hiện nay. Tốc độ truy xuất Internet
theo chiều downstream từ 200 Kbps đến 400 Kbps sẽ được mở rộng bằng hệ thống GEO
dự kiến Hughes Spaceway gồm 8 vệ tinh nhân tạo hoạt động ở tốc độ 6 Mbps với giá
thành tổng cộng 3 tỷ dollar. Một hệ thống kế tiếp của Hughes Communications là hệ
thống Expressway gồm 14 vệ tinh nhân tạo có giá thành 4 tỷ dollar cho phép truy xuất
theo chiều downstream lên đến 1,5 Mbps. CyberStar, một công ty hợp tác giữa Loral và
Alcatel đã có kế hoạch cho 3 vệ tinh với giá thành 1,6 tỷ dollar và cung cấp truy xuất tốc
độ 6,5 Mbps theo chiều downstream và 2,5 Mbps theo chiều upstream. Motorola dù đã
có đến 21 phần trăm đầu tư trong hệ thống Iridium vẫn lên kế hoạch cho hệ thống
Celestri là một hệ thống hỗn hợp lý thú giữa 9 vệ tinh nhân tạo GEO và 63 vệ tinh nhân
tạo LEO với giá thành tổng cộng lên đến 12,9 tỷ dollar. Motorola dự đònh kết hợp sức
Đặng Quốc Anh ADSL – Thực tiễn, giải pháp và triển khai

34
mạnh trong truyền thông broadcast và multicast của hệ thống GEO và sự hấp dẫn ở độ
trễ nhỏ của các hệ thống LEO cho các dòch vụ tương tác Internet.
Ưu điểm lớn nhất và đặc biệt của các hệ thống GEO là tầm phủ sóng rộng. Vệ
tinh nhân tạo làm cho vùng phủ sóng trở nên lớn nhất. Thông tin vệ tinh hoàn toàn không
phụ thuộc vào điều kiện đòa lý như thung lũng, núi non, biển cả, Thông tin vệ tinh phục
vụ không bò ảnh hưởng bởi khoảng cách. Một vệ tinh nhân tạo phục vụ các điểm cách xa
nhau hàng ngàn cây số cũng giống với khi phục vụ cho hai nhà hàng xóm. Điều này vẫn
đúng khi nào các đòa điểm phục vụ của hệ thống thông tin vệ tinh vẫn còn nằm trong tầm
phủ sóng của nó.

Hình 1.37 Hệ thống truy xuất Internet Iridium

Mặt khác hệ thống thông tin vệ tinh cũng có những nhược điểm trầm trọng về mặt
kỹ thuật của nó. Các dòch vụ dựa vào thông tin vệ tinh có thể bò máy bay che khuất và dó
nhiên cũng có thể bò các vệ tinh có quỹ đạo thấp hơn che khuất. Ánh sáng mặt trời cũng
có thể tác động lên tín hiệu và tín hiêäu có thể mất một thời gian khi mặt trời đi qua sau
các vệ tinh trong các ngày đông chí và hạ chí. Một vài hiệu ứng mặt trời làm cho khí
quyển phồng lên và các vệ tinh có quỹ đạo thấp phải chuyển động đều đặn để tránh bò
khí quyển lôi kéo. Tuổi thọ của một vệ tinh được xác đònh bởi lượng nhiên liệu nó mang
theo. Tác động nhỏ của trọng trường phải được cân bằng bằng việc đốt đònh kỳ tên lửa.
Khi nhiên liệu cạn kiệt thì vệ tinh nhân tạo trở nên vô dụng.


Hình 1.38 Nguyên lý DirectPC

Tổng quan về mạng thuê bao nội hạt Đặng Quốc Anh

35
Độ trễ của thông tin vệ tinh liên quan đến khoảng cách xa và việc xử lý nén dữ
liệu số được các hệ thống thông tin vệ tinh LEO khắc phục và nhu cầu dòch vụ hai chiều
thực sự tăng nhanh. Nhưng mà mỉa mai thay, một vài máy phát sóng đến vệ tinh dùng
cho gia đình đã được thiết kế nhưng giá thành lại quá cao (hơn 4000 Mỹ kim cho một bộ
phát sóng đến vệ tinh).

Khi có nhiều đường truyền hai chiều đến vệ tinh nhân tạo thì vấn đề cấp phép và
dung lượng cần thiết lại trở nên phức tạp khi có nhiều cơ quan tham gia. FCC chòu trách
nhiệm quản lý sóng trong không khí còn ITU-R và NASA thì quyết đònh sóng nào sẽ vào
quỹ đạo và vào ở đâu.
Trở ngại cuối cùng của các hệ thống thông tin vệ tinh là sự đông đúc của các vệ
tinh cũng gây ra rắc rối. Các vò trí vệ tinh thuận lợi của các vệ tinh GEO đã được chiếm

giữ từ nhiều năm qua. Tình hình cũng sẽ xảy ra tương tự đối với các vệ tinh LEO. Dó
nhiên, việc chia nhau dải thông hạn chế giữa lượng người sử dụng khổng lồ sẽ trở thành
một bài toán nan giải.