Các cải tiến TCP cho đường truyền vệ tinh : Luận văn ThS. Công nghệ thông tin: 1 01 10

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (397.5 KB, 22 trang )

(1)<div class='page_container' data-page=1>

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHỆ

Trần Đình Tùng

CÁC CẢI TIẾN TCP

CHO ĐƯỜNG TRUYỀN VỆ TINH

Ngành: Công nghệ thông tin

Chuyên ngành: Mạng và truyền thông
Mã số: 1.01.10

LUẬN VĂN THẠC SỸ

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS, TS. Nguyễn Đình Việt

</div>
(2)<div class='page_container' data-page=2>

Lời cảm ơn

Lời đầu tiên, tôi xin chân thành cảm ơn Thày giáo PGS., TS. Nguyễn
Đình Việt, ngƣời đã hƣớng dẫn, giúp đỡ tơi rất chân tình. Nhờ có sự giúp đỡ
của Thày, tơi mới có thể hồn thành luận văn của mình đồng thời cũng nâng
cao trình độ nhận thức về cơng nghệ thơng tin nói chung và mạng máy tính nói
riêng. Kiến thức và sự nghiêm túc của Thày trong nghiên cứu khoa học luôn là
tấm gƣơng để tôi học tập.

Tôi xin cảm ơn các Thày, Cô giáo của trƣờng Đại học Công nghệ - Đại
học Quốc Gia Hà Nội đã định hƣớng, trang bị các kiến thức nền tảng cho tơi để
tơi có thể biết cách tƣ duy, tiếp cận các kiến thức chuyên sâu. Xin cảm ơn bạn
bè, đồng nghiệp đã đóng góp ý kiến và hỗ trợ tôi rất nhiều trong suốt thời gian

học tập, nghiên cứu và viết luận văn.

Cuối cùng, tôi cũng xin bày tỏ lời cảm ơn tới gia đình, những ngƣời thân
đã cổ vũ tinh thần cho tôi trong học tập cũng nhƣ cuộc sống.

Hà Nội, tháng 9 năm 2008

</div>
(3)<div class='page_container' data-page=3>

Lời cam đoan

Tôi xin cam đoan các kết quả nghiên cứu trong luận văn này là sản phẩm
lao động của tôi. Nội dung của luận văn đƣợc xây dựng theo kiến thức của tôi
và đƣợc tổng hợp từ nhiều nguồn tài liệu của các chuyên gia trong và ngoài
nƣớc, đƣợc ghi chú đầy đủ vào trong tài liệu tham khảo, có xuất xứ rõ ràng.

Tôi xin chịu trách nhiệm về nội dung và chịu mọi hình thức kỷ luật theo
quy định cho lời cam đoan của mình.

</div>
(4)<div class='page_container' data-page=4>

Mục lục

Bảng thuật ngữ viết tắt ... 6

Danh mục các hình vẽ ... 8

Mở đầu ... 10

Chƣơng 1 - GIỚI THIỆU ... 13

1.1. Lịch sử phát triển và ƣu nhƣợc điểm của truyền thông vệ tinh ... 13

1.1.1. Lịch sử phát triển của truyền thông vệ tinh... 13

1.1.2. Ƣu nhƣợc điểm của truyền thông vệ tinh ... 16

1.2. Một số khái niệm và kiến thức cơ bản về truyền thông vệ tinh ... 17

1.2.1. Các khái niệm cơ bản ... 17
1.2.2 Các hệ thống vệ tinh ... Error! Bookmark not defined. 
1.3. Kết nối mạng qua đƣờng truyền vệ tinh .. Error! Bookmark not defined.

1.3.1 Đặc điểm của đƣờng truyền vệ tinh và các vấn đề phải giải quyết

... Error! Bookmark not defined. 
1.3.2 Các giải pháp khắc phục ... Error! Bookmark not defined. 
Chƣơng 2 - CƠ CHẾ ĐIỀU KHIỂN LƢU LƢỢNG TRONG GIAO THỨC
TCP ... Error! Bookmark not defined.

2.1 Sự phát triển của mạng Internet ... Error! Bookmark not defined. 
2.2 Kiến trúc mạng Internet ... Error! Bookmark not defined. 
2.2.1 Mơ hình tham chiếu ISO OSI ... Error! Bookmark not defined.

2.2.2 Mơ hình TCP/IP ... Error! Bookmark not defined. 
2.3. Tổng quan về giao thức TCP ... Error! Bookmark not defined. 
2.3.1 Cấu trúc gói tin TCP... Error! Bookmark not defined.

2.3.2. Cơ chế hoạt động của TCP ... Error! Bookmark not defined. 
2.4. Một số thuật toán điều khiển lƣu lƣợng trong TCP Error! Bookmark not 
defined.

</div>
(5)<div class='page_container' data-page=5>

2.4.2. Thuật toán “Tránh tắc nghẽn” – CA (Congestion Avoidance) .. Error! 
Bookmark not defined.

2.4.3. Thuật toán “Phát lại nhanh” – FRTX (Fast Retransmit) ... Error! 
Bookmark not defined.

2.4.4. Thuật toán “Khôi phục nhanh” – FRCV (Fast Recovery) ... Error! 
Bookmark not defined.

2.5. Các phiên bản của giao thức TCP ... Error! Bookmark not defined.

2.5.1. Tahoe ... Error! Bookmark not defined.

2.5.2. Reno ... Error! Bookmark not defined.

2.5.3. New-Reno ... Error! Bookmark not defined.

2.5.4. SACK TCP ... Error! Bookmark not defined. 
2.6 Ƣu điểm của TCP trong mạng truyền thông ... Error! Bookmark not 
defined.

Chƣơng 3 - CÁC GIẢI PHÁP CẢI THIỆN HIỆU SUẤT TCP TRONG MẠNG
CÓ ĐƢỜNG TRUYỀN VỆ TINH ... Error! Bookmark not defined.

3.1. Sửa lỗi phía trƣớc - FEC (Forward Error Correction) .. Error! Bookmark 
not defined.

3.2. TCP SACK ... Error! Bookmark not defined.

3.3. TCP HACK (HeAder ChecKsum option) Error! Bookmark not defined.

3.4. TCP Trunk ... Error! Bookmark not defined.

Chƣơng 4 - ĐÁNH GIÁ HIỆU SUẤT TCP TRÊN ĐƢỜNG TRUYỀN VỆ
TINH BẰNG MÔ PHỎNG ... Error! Bookmark not defined.

4.1. Giới thiệu bộ phần mềm mô phỏng NS ... Error! Bookmark not defined. 
4.2. Sử dụng phần mềm mô phỏng NS để mô phỏng đƣờng truyền vệ tinh
 ... Error! Bookmark not defined.

4.2.1 Các tham số cơ bản của tổ hợp vệ tinh ... Error! Bookmark not 
defined.

</div>
(6)<div class='page_container' data-page=6>

4.3 Đánh giá hiệu suất TCP khi hoạt động trên đƣờng truyền vệ tinh. ... Error! 
Bookmark not defined.

4.3.1 Vệ tinh VINASAT-1 và các tham số đặc trƣng Error! Bookmark not 
defined.

4.3.2 Cấu hình mạng mơ phỏng ... Error! Bookmark not defined.

</div>
(7)<div class='page_container' data-page=7>

Bảng thuật ngữ viết tắt

ARPANET Advanced Research Projects Agency Network

ARQ Automatic Repeat reQuest

awin advertised window

CA Congestion Avoidance

CWND Congestion window

FEC Forward Error Correction

FRCV Fast Recovery

FRTX Fast Retransmit

FRCV Fast Recovery

GEO Geostationary Earth Orbit

GMB Guaranteed Minimum Bandwidth

GSL Ground to Satellite Link

HACK HeAder ChecKsum option

HEO High Elliptical Orbit

IP Internet Protocol

ISL Inter Satellite Link

ISN Initial Sequence Number

ISO International Standard Organization

LEO Low Earth Orbit

</div>
(8)<div class='page_container' data-page=8>

MSS Maximum Segment Size

NS Network Simulator

OSI Open Systems Interconnection

RMSS Receiver Maximum Segment Size

RTO Retransmit Timeout

RTT Round Trip Time

RWND Receiver Window

SACK TCP Selective ACKnowledgement TCP

SMSS Sender Maximum Segment Size

SS Slow Start

TCP Transmission Control Protocol

</div>
(9)<div class='page_container' data-page=9>

Danh mục các hình vẽ

Hình 1.1 Hệ thống vệ tinh hỗ trợ cho truyền thông di động tồn cầu ... 16
Hình 1.2 Các kiểu quỹ đạo vệ tinh ... 18
Hình 2.1 Mơ hình tham chiếu OSI 7 tầng ... Error! Bookmark not defined.

Hình 2.2 Mơ hình TCP/IP ... Error! Bookmark not defined.

Hình 2.3 Gói số liệu TCP với phần tiêu đề giả .. Error! Bookmark not defined. 
Hình 2.4 Cấu trúc gói số liệu TCP ... Error! Bookmark not defined.

Hình 2.5 Phƣơng thức bắt tay ba bƣớc - thiết lập kết nối. Error! Bookmark not

defined.

Hình 2.6 Phƣơng thức bắt tay ba bƣớc - kết thúc kết nối. Error! Bookmark not

defined.

Hình 3.1 Thơng lƣợng của TCP với FEC và khơng FEC . Error! Bookmark not

defined.

Hình 3.2 Lựa chọn cho phép SACK TCP ... Error! Bookmark not defined. 
Hình 3.3 Khn dạng lựa chọn SACK TCP (length =n) .. Error! Bookmark not

defined.

Hình 3.4 Bên gửi TCP HACK khi đóng gói dữ liệu ... Error! Bookmark not

defined.

Hình 3.5 Bên nhận TCP HACK ... Error! Bookmark not defined. 
Hình 3.6 Bên gửi TCP HACK khi nhận ACK ... Error! Bookmark not defined.

Hình 3.7 TCP trunk ... Error! Bookmark not defined.

Hình 3.8 Thực hiện TCP trunk ... Error! Bookmark not defined. 
Hình 4.1: Cấu trúc của bộ mô phỏng NS-2 ... Error! Bookmark not defined. 
Hình 4.2: Các thành phần chính của mạng vệ tinh ... Error! Bookmark not

defined.

</div>
(10)<div class='page_container' data-page=10>

Hình 4.4: Vùng phủ sóng của băng tần C ... Error! Bookmark not defined.

Hình 4.5: Vùng phủ sóng của băng tần Ku ... Error! Bookmark not defined.

Hình 4.6: Cấu hình mơ phỏng ... Error! Bookmark not defined. 
Hình 4.7 Hệ số sử dụng đƣờng truyền của các phiên bản TCP khác nhau, kích
thƣớc cửa sổ phát thay đổi từ 32KB tới 256 KB, đƣờng truyền không lỗi. Error!

Bookmark not defined.

Hình 4.8: Độ trễ trung bình của các phiên bản TCP khác nhau, kích thƣớc cửa
sổ phát thay đổi từ 32KB tới 256 KB, đƣờng truyền không lỗi... Error!

Bookmark not defined.

</div>
(11)<div class='page_container' data-page=11>

Mở đầu

Sự phát triển của khoa học kỹ thuật đã tạo tiền đề cho sự phát triển của
truyền thông vệ tinh, tới nay truyền thông vệ tinh đã đƣợc sử dụng rộng rãi và
các hệ thống vệ tinh đã trở thành một phần cơ sở hạ tầng của mạng máy tính
tồn cầu - Internet. Trên thế giới đã có rất nhiều hệ thống vệ tinh đƣợc thiết kế
và thực hiện, phục vụ cho mục đích trao đổi thơng tin khắp tồn cầu. Thơng tin
vệ tinh có rất nhiều các ƣu điểm nhƣ ổn định, ít bị tác động của mơi trƣờng (địa
hình, động đất, phá hoại, …), diện tích phủ sóng rộng do đó cho phép nhanh
chóng liên lạc tới các vùng xa xơi hẻo lánh, nơi mà các hệ thống thông tin liên
lạc khác không thể với tới đƣợc.

Cùng với xu hƣớng phát triển khoa học công nghệ trên thế giới, Việt

Nam dần từng bƣớc chinh phục không gian, mà bƣớc tiến quan trọng đầu tiên là
sở hữu vệ tinh địa tĩnh VINASAT-1. VINASAT-1 không những giúp Việt Nam
chủ động hơn trong thông tin liên lạc, phục vụ thƣơng mại, an ninh, quốc phòng
mà cịn khẳng định chủ quyền của Việt Nam trong khơng gian.

Với tốc độ tăng trƣởng kinh tế nhanh chóng của Việt Nam, cơ sở hạ tầng

nói chung trong đó có hạ tầng viễn thơng phải đi trƣớc một bƣớc, đáp ứng đƣợc

nhu cầu tăng trƣởng kinh tế. Đặc điểm địa lý của Việt Nam là có bờ biển dài, có
nhiều núi non hiểm trở, có thềm lục địa rộng lớn, có rất nhiều đảo và quần đảo

cách xa đất liền. Do đó, để phát triển kinh tế và bảo vệ an ninh quốc phòng nhất

thiết phải có hệ thống thơng tin liên lạc mạnh và phủ sóng rộng khắp. Hệ thống
thơng tin vệ tinh sẽ đáp ứng cho chúng ta các yêu cầu đó.

</div>
(12)<div class='page_container' data-page=12>

Nội dung đầu tiên của đề tài là nghiên cứu các kiến thức nền tảng của
TCP từ đó đề ra các hƣớng nghiên cứu cải tiến. Tiếp đó, đề tài sẽ tập trung vào
nghiên cứu bằng mơ phỏng mạng có đƣờng truyền vệ tinh và đánh giá hiệu suất
của TCP và các phiên bản cải tiến của TCP trên đƣờng truyền vệ tinh.

Đề tài tập trung đi sâu phân tích các thuật tốn điều khiển tắc nghẽn đƣợc

cài đặt trong các phiên bản của TCP, bao gồm thuật toán “khởi động chậm”,
“tránh tắc nghẽn”, “phát lại nhanh” và “khơi phục nhanh”.

Đề tài phân tích kỹ các giải pháp có thể đƣợc sử dụng để nâng cao hiệu
suất đƣờng truyền vệ tinh bao gồm: sửa lỗi phía trƣớc (FEC - Forward Error

Correction), SACK và TCP SACK, TCP HACK (HeAder ChecKsum option)

và TCP Trunk. Sau đó, thông qua công cụ mô phỏng NS để mô phỏng q trình

truyền thơng vệ tinh nhằm chỉ ra phiên bản TCP phù hợp, kích thƣớc cửa sổ
phát tối ƣu và vị trí tốt nhất của vệ tinh so với các trạm mặt đất.

Với mục tiêu trên, chúng tơi bố trí luận văn thành 4 chƣơng:

Chương 1: Giới thiệu

Nội dung của chƣơng này là giới thiệu chung về truyền thông vệ tinh,

phân tích các đặc điểm của đƣờng truyền vệ tinh, các vấn đề phát sinh khi kết

nối qua đƣờng truyền vệ tinh.

Chương 2: Cơ chế điều khiển lưu lượng trong giao thức TCP

Chƣơng này sau khi giới thiệu về sự phát triển của Internet, mơ hình kiến

trúc TCP/IP sẽ đi sâu vào phân tích giao thức TCP, một số thuật toán điều khiển

lƣu lƣợng trong TCP và các phiên bản của giao thức TCP.

Chương 3: Các giải pháp cải thiện hiệu suất TCP trong mạng có đường 
truyền vệ tinh

Trong chƣơng này đề cập tới các giải pháp hay sử dụng để nâng cao hiệu

</div>
(13)<div class='page_container' data-page=13>

Chương 4: Đánh giá hiệu suất TCP trên đường truyền vệ tinh bằng mô 
phỏng

Trong chƣơng này, phần đầu giới thiệu về công cụ mô phỏng thƣờng

đƣợc sử dụng trong nghiên cứu mơ phỏng mạng, đó là NS (Network Simulator).

Sau đó thiết lập cấu hình mơ phỏng và thực hiện việc mô phỏng đƣờng truyền

vệ tinh sử dụng các phiên bản TCP khác nhau.

Cuối cùng là phần kết luận và phƣơng hƣớng nghiên cứu tiếp theo của đề

</div>
(14)<div class='page_container' data-page=14>

Chương 1 - GIỚI THIỆU

1.1. Lịch sử phát triển và ưu nhược điểm của truyền thông vệ tinh

1.1.1. Lịch sử phát triển của truyền thông vệ tinh

Ngƣời đầu tiên đã nghĩ ra vệ tinh nhân tạo dùng cho truyền thông là nhà
viết truyện khoa học giả tƣởng Arthur C. Clarke vào năm 1945. Ông đã nghiên
cứu về cách phóng các vệ tinh, quỹ đạo của chúng và nhiều khía cạnh khác cho
việc thành lập một hệ thống vệ tinh nhân tạo bao phủ thế giới. Ông cũng đề
xuất việc sử dụng 3 vệ tinh địa tĩnh (geostationary) cho một hệ thống viễn
thông, đủ để phủ sóng cho toàn bộ Trái Đất. Vệ tinh nhân tạo đầu tiên là

SPUTNIK 1 đƣợc Liên bang Xô viết phóng lên ngày 4 tháng 10 năm 1957 đã

chứng minh cho ý tƣởng của Arthur C. Clarke. Sự kiện này là một là động lực
thúc đẩy lớn lao đối với truyền thông vệ tinh của cả thế giới. Về mặt công nghệ,

SPUTNIK không thể so sánh đƣợc với các vệ tinh hiện đại ngày nay. Nó chỉ
đơn thuần phát ra các tín hiệu radio “bíp bíp” một cách đều đặn. Thế nhƣng, đó
quả thực là một bƣớc tiến to lớn của con ngƣời trong việc chinh phục không
gian. Chỉ ba năm sau vào năm 1960, vệ tinh ECHO của Mĩ trở thành vệ tinh
truyền thông thực thụ đầu tiên của nhân loại với khả năng tiếp nhận và phản hồi
lại các tín hiệu radio. Tiếp theo ECHO, vệ tinh địa tĩnh đầu tiên SYNCOM ra
đời năm 1963 với ƣu điểm lớn nhất là giữ đƣợc vị trí tƣơng đối cố định so với
mặt đất. Khả năng tuyệt vời này đặt nền tảng cho việc phủ sóng các chƣơng
trình thời sự tồn nƣớc Mĩ tại thời đó.

Sau đó, hàng loạt các vệ tinh thƣơng mại đƣợc đƣa lên quỹ đạo nhƣ

INTELSAT-1, vệ tinh nặng 68 kg này cung cấp 240 kênh điện thoại song cơng

</div>
(15)<div class='page_container' data-page=15>

thuyền có thể liên lạc thƣờng xuyên với nhau và liên lạc với đất liền trong các

hành trình khắp nơi trên thế giới. Hệ thống điện thoại vệ tinh di động đầu tiên,

INMARSAT-A, đƣợc giới thiệu vào năm 1982. Sáu năm sau là INMARSAT-C.

Đến năm 1993, các hệ thống điện thoại vệ tinh đƣợc số hóa tồn bộ.

Năm 1998 đánh dấu thế hệ truyền thơng vệ tính mới với sự ra đời của các
tổ hợp vệ tinh Iridium, đây là dự án đầy tham vọng của Motorola nhằm xây
dựng một hệ thống vệ thông tin di động phủ sóng khắp tồn cầu. Ban đầu dự án
Iridium đƣợc thiết kế bao gồm 77 vệ tinh tạo thành một mạng lƣới mà khi hoàn
thành sẽ cho phép 2 điểm bất kỳ trên trái đất có thể liên lạc đƣợc với nhau. Tên
của hệ thống (Iridium) đƣợc đặt theo tên của nguyên tố thứ 77 trong bảng hệ
thống tuần hoàn, 77 vệ tinh quay quanh trái đất nhƣ 77 electron quay quanh hạt
nhân nguyên tố Iridium. Khi triển khai thực tế, vì lý do kinh tế nên số vệ tinh

đƣợc tính tốn lại và chỉ cịn là 66 vệ tinh, tuy nhiên tên của hệ thống vẫn đƣợc
đặt nhƣ ban đầu. Khi đƣa vào vận hành, hệ thống vệ tinh Iridium đã đƣợc coi

nhƣ một thành tựu sáng chói của khoa học kỹ thuật.

Một hệ thống vệ tinh đáng chú ý khác là hệ thống Globalstar, với 48 vệ
tinh cung cấp các kênh truyền thƣơng mại cho thấy sự phát triển thật ấn tƣợng
của truyền thông vệ tinh chỉ sau hơn 30 năm kể từ ngày ra đời.

Hiện nay, vệ tinh đƣợc sử dụng trong các lĩnh vực sau:

 Nghiên cứu khoa học: Do có diện tích quan sát rộng nên vệ tinh đã đƣợc sử 
dụng rộng rãi trong nghiên cứu trái đất, môi trƣờng cũng nhƣ dự báo thời
tiết. Sử dụng các cơng nghệ hiện đại, vệ tinh cịn có khả năng nhìn sâu vào

</div>
(16)<div class='page_container' data-page=16>

 Định vị: Các hệ thống định vị và định vị toàn cầu sử dụng vệ tinh đã trở nên 
phổ biến với mọi ngƣời và tham gia vào nhiều mặt của đời sống, kinh tế xã
hội từ tránh tắc nghẽn giao thơng, định vị trí trên đất liền, trên biển, ...

 Quân sự: Là một trong những ứng dụng đầu tiên mà loài ngƣời nghĩ tới. Vệ 
tinh đƣợc sử dụng tham gia các nhiệm vụ trinh sát, chụp ảnh do thám, gây
nhiễu, phá hủy hạ tầng truyền thơng đối phƣơng. Bên cạnh đó, thơng tin liên
lạc trong quân sự sử dụng vệ tinh cũng tỏ ra an tồn hơn trƣớc sự tấn cơng
bằng các vũ khí thơng thƣờng của kẻ thù.

 Thơng tin liên lạc: Vệ tinh có điểm ƣu việt mà không một hệ thống ăng ten 
hay truyền hình cáp nào có đƣợc là bán kính phủ sóng rộng lớn. Chỉ có
truyền thơng vệ tinh mới phủ sóng đƣợc tới các vùng xa xôi nhƣ các hải đảo,
các vùng cực, ... Đối với truyền thông di động, những ƣu điểm của truyền
thông vệ tinh đƣợc đặc biệt phát huy.

 Làm đường trục cho điện thoại toàn cầu: Ngay từ khi ra đời truyền thơng 
vệ tinh đã đóng vai trị quan trọng trong liên lạc tồn cầu, đƣờng truyền vệ
tinh có băng thơng rộng, có thể truyền đƣợc rất nhiều các kênh truyền điện
thoại.

 Kết nối tới những vùng xa xôi hẻo lánh: Nhiều khu vực trên thế giới khó 
có thể kéo các đƣờng truyền hữu tuyến do các nguyên nhân chủ quan (chính
trị, quân sự) cũng nhƣ khách quan (các yếu tố địa lý), khi đó đƣờng truyền

vệ tinh là lựa chọn lý tƣởng.

</div>
(17)<div class='page_container' data-page=17>

Hình 1.1 Hệ thống vệ tinh hỗ trợ cho truyền thơng di động tồn cầu

1.1.2. Ưu nhược điểm của truyền thông vệ tinh

Ƣu điểm nổi bật của truyền thông vệ tinh là có diện tính phủ sóng rộng
lớn, có thể truyền theo phƣơng thức điểm – đa điểm (point to multipoint) tới
nhiều điểm thu khác nhau trên mặt đất. Sử dụng vệ tinh có thể đƣa các dịch vụ

phát thanh, truyền hình, thơng tin liên lạc tới các vùng sâu, vùng xa của các

vùng lãnh thổ rộng lớn với chi phí thấp hơn nhiều so với việc xây dựng hàng
loạt các trạm mặt đất chuyển tiếp tín hiệu.

Tuy nhiên do khoảng cách từ vệ tinh tới trái đất lớn nên mặc dù tín hiệu
đƣợc truyền đi với vận tốc ánh sáng nhƣng tín hiệu truyền từ vệ tinh phải mất từ
hàng chục tới trên một trăm mili giây mới tới đƣợc mặt đất. Đặc điểm này tạo
ra độ trễ truyền thông lớn, ảnh hƣởng đến các dịch vụ có tính tƣơng tác và các
dịch vụ thời gian thực. Đây là yếu tố không thể khắc phục đối với việc sử dụng

các vệ tinh có quỹ đạo lớn nhƣ vệ tinh địa tĩnh.

(

ISDN PSTN GSM

User data

Mobile User 
Link (MUL)

Inter Satellite Link 
( ISL)

Gateway Link

(GWL) GWL

MUL

Small cells 
(spot beams)

Footprint

</div>
(18)<div class='page_container' data-page=18>

Do vệ tinh hoạt động độc lập trong không gian, nguồn năng lƣợng cung
cấp cho vệ tinh hoạt động chỉ có thể là năng lƣợng dự trữ (nhƣ pin nhiên liệu)
hay năng lƣợng mặt trời. Các thiết bị trên vệ tinh liên tục bị bức xạ vũ trụ lại
không thể bảo trì, thay thế do đó tuổi thọ của vệ tinh tƣơng đối thấp. Hơn nữa

chi phí cho việc nghiên cứu, chế tạo vệ tinh và chi phí phóng vệ tinh rất lớn, đó
cũng là những ngun nhân kìm hãm sự phát triển của truyền thông vệ tinh.

Cuối cùng, do tín hiệu vệ tinh phải đi qua tầng khí quyển dày đặc của trái
đất, nơi có rất nhiều hiện tƣợng thiên nhiên nhƣ mây, mƣa và sƣơng mù làm
ảnh hƣởng xấu tới chất lƣợng truyền. Truyền thơng vệ tinh có tỷ suất lỗi bit cao,
dao động từ 10-4

đến 10-7 (so với 10-12 khi sử dụng cáp đồng chất lƣợng cao).

1.2. Một số khái niệm và kiến thức cơ bản về truyền thông vệ tinh

1.2.1. Các khái niệm cơ bản

Vệ tinh địa tĩnh – GEO (Geostationary Earth Orbit): Là vệ tinh đƣợc phóng 
lên quỹ đạo trịn ở độ cao khoảng 36.000km so với đƣờng xích đạo, vệ tinh loại
này quay xung quanh trái đất một vòng mất 24 giờ. Do chu kỳ quay của vệ tinh
bằng chu kỳ quay của trái đất xung quanh trục của nó và theo hƣớng Đông cùng
với hƣớng quay của trái đất, bởi vậy vệ tinh dƣờng nhƣ đứng yên khi quan sát
từ mặt đất, nên đƣợc gọi là vệ tinh địa tĩnh. Vệ tinh địa tĩnh có thể đảm bảo
thơng tin ổn định liên tục và có nhiều ƣu điểm hơn vệ tinh quỹ đạo thấp khi sử

dụng làm vệ tinh thơng tin.

</div>
(19)<div class='page_container' data-page=19>

Hình 1.2 Các kiểu quỹ đạo vệ tinh

Vệ tinh quỹ đạo trung bình – MEO (Medium Earth Orbit): Là vệ tinh có độ 
cao từ 6000 đến 20000 km so với bề mặt trái đất, chu kỳ quay quanh quỹ đạo là
từ 5 đến 12 giờ, thời gian quan sát thấy vệ tinh tại một điểm trên trái đất từ 2
đến 4 giờ. MEO thƣờng đƣợc sử dụng trong thông tin di động hay thông tin

radio. Hệ thống MEO cần khoảng 12 vệ tinh để phủ sóng tồn cầu.

Vệ tinh quỹ đạo thấp – LEO (Low Earth Orbit): Là các vệ tinh có độ cao 
trong khoảng từ 500 đến 1500 km so với bề mặt trái đất, chu kỳ quay quanh quỹ
đạo từ 95 đến 120 phút. Thời gian quan sát thấy vệ tinh LEO khoảng dƣới 10
phút. Việc bố trí các vệ tinh LEO gần nhau có thuận lợi là thời gian để dữ liệu

phát đi từ một vệ tinh đến các vệ tinh lân cận là rất ngắn, do đó tác dụng tiếp

sức tƣơng hỗ toàn cầu giữa các mạng và loại hình hội thoại vô tuyến truyền
hình sẽ có hiệu quả và hấp dẫn hơn. Nhƣng hệ thống LEO đòi hỏi phải có
khoảng 60 vệ tinh loại này mới bao trùm hết bề mặt địa cầu.



1000 km
10.000 km

35.768
km

GEO 
(inmarsat)

MEO 
(ICO)

Inner and 
outer 
Van Allen

belts
HEO

LEO 
(Globalstar,

</div>
(20)<div class='page_container' data-page=20>

Tài liệu tham khảo

Tài liệu tiếng Việt

[1] Nguyễn Đình Lƣơng, Nguyễn Thanh Việt, “Các hệ thống thông tin vệ tinh, 
hệ thống - kỹ thuật - công nghệ”, Nhà xuất bản Bƣu điện, 2002.

[2] Nguyễn Đình Việt, Bài giảng “Đánh giá hiệu năng mạng”, Chuyên ngành 
Mạng và Truyền thông máy tính, Khoa CNTT, Trƣờng Đại học Công
nghệ, ĐHQGHN, 2008.

[3] Nguyễn Đình Việt. “Nghiên cứu phương pháp đánh giá và cải thiện hiệu

năng giao thức TCP cho mạng máy tính”, Luận án Tiến sĩ, 2003

[4] Kiều Xuân Đƣờng, “Thông tin vệ tinh”, Trƣờng Đại học Giao thông Vận

tải, 2001.

[5] Vũ Duy Lợi, “Mạng thơng tin máy tính”, Nhà xuất bản Thế giới, Hà Nội,

2002.

Tài liệu tiếng Anh

[6] Ashish Natani, Jagannadha Jakilinki, Mansoor Moshin, Vijay Sharna, “TCP

for Wireless Networks”, Nov. 12, 2001.

[7] Brian D. Noble, M. Satyanarayanan, Giao T. Nguyen, Randy H. Katz,

“Trace-Based Mobile Network Emulation”, ACM SIGCOMM ’97,

Cannes, France, Sep. 1997.

[8] Gary Comparentto and Rafols Rmirez, “Trends in Mobile Satellite

[9] G. T. Nguyen, R. H. Katz, B. D. Noble, and M. Satyanarayanan (1996), “A 
tracebased approach for modeling wireless channel behavior”, Proc.

Winter SimulationConf., Dec. 1996.

[10] Jae Chung, Mark Claypool, “NS by Example”.

</div>
(21)<div class='page_container' data-page=21>

[12] John. J. Lemmon, “Wireless Link Statical Bit Error Model”, NTIA Report

02-394, Jun. 2002.

[13] Kevin Fall and Sally Floyd, “Simulation-based Comparisons of Tahoe,

Reno, and SACK TCP”

[14] Jacobson, V. and R. Braden, "TCP Extensions for Long- Delay Paths",

RFC 1072, October 1988.

[15] Marc Greis & VINT Group, “NS Tutorial”.

[16] M. Mathis, J. Mahdvi, S. Floyd, and A. Romanow, “TCP selective

acknowledgement options”, Internet RFC 2018, 1996.

[17] N. D. Viet, “TCP Enhancement and performance over network with 
wireless link”.

[18] Kevin Fall, Kannan Varadhan, “NS Manual”, The VINT Project, 2008.

[19] V. Jacobson, R. Braden, and D. Borman, “TCP extensions for high

performance”, Internet RFC 1323, 1992.

[20] V. Jacobson, Michael J. Karels, “Congestion Avoidance and Control”,

Nov. 1988.

[21] R. K. Balan, B. P. Lee, K. R. R. Kumar, L. Jacob, W. K. G. Seah, A. L.

Ananda, “TCP HACK: TCP Header Checksum Option to improve

Performance over Lossy Links”, National University of Singapore.

[22] Lillykutty Jacob, K.N. Srijith, Huang Duo, A.L. Ananda, “Effectiveness of

TCP SACK, TCP HACK and TCP Trunk over Satellite Links”, IEEE, 2002.

[23] R. Braden, “T/TCP – TCP extensions for transactionis, functional

specification”, Internet RFC 1644, 1994.

[24] J. Mogul and S. Deering, “Path MTU discovery”, Internet RFC 1191,

</div>
(22)<div class='page_container' data-page=22>

[25] T. R. Henderson, R. H. Katz, “Transport Protocols for 
Internet-Compatible Satellite Networks”, IEEE Journal on Selected Areas in

Comm, vol. 17, no. 2, Feb. 1999.

[26] I. Cidon, A. Khamisy, M. Sidi, "Analysis of Packet Loss Processes in

High-Speed Networks", IEEE Trans. on Inf. Theory, vol. 39, no. 1, January

1993.

[27] Henrik Lundqvist, Gunnar Karlsson, “TCP with End-to-end Forward

Error Correction”, Department of Microelectronics and Information

Technology, KTH, Royal Institute of Technology, 2002.

[28] S. Y. Wang, H. T. Kung, “TCP Trunking: Design, Implementation and 
Performance”, Division of Engineering and Applied Sciences, Harvard

University, Cambridge, MA 02138, USA.

[29] S.Y. Wang, H.T. Kung, “TCP Trunking for Bandwidth Management of

Aggregate Traffic”, Division of Engineering and Applied Sciences,

Harvard University, Cambridge, MA 02138, USA.

[30] Douglas E. Comer, “Internetworking with TCP/IP”, Volume 1: Principles,

Protocols and Architecture, Prentice Hall, 1994.

[31] W. Stallings, “Data and Computer Communication”, Prentice Hall, 1997.

</div>

Các cải tiến TCP cho đường truyền vệ tinh : Luận văn ThS. Công nghệ thông tin: 1 01 10

<b>CÁC CẢI TIẾN TCP </b>

<b>CHO ĐƯỜNG TRUYỀN VỆ TINH </b>

<b>Lời cảm ơn </b>

<b>Lời cam đoan </b>

<b>Mục lục </b>

<b>Bảng thuật ngữ viết tắt </b>

<b>Danh mục các hình vẽ </b>

<b>Mở đầu</b>

<b>Chương 1 - GIỚI THIỆU</b>

<b>(</b>

<b>(</b>



<b>Tài liệu tham khảo </b>

Tài liệu liên quan

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về