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網路控制中心節點(NCC)

3.3.4.1 協定堆

網路控制中心節點必須週期性的透過正向通道發送控制表給所有的衛星地 面接收站節點,另外一方面又必須接收由每一個衛星地面接收站節點透過反向通 道所送回來的控制訊框(Frame),所以在網路控制中心節點中必須要有兩串協定 堆如圖 3-10,分別處理送入正向通道的封包以及接收反向通道的訊框,在這兩串 協定堆之上為 NCC_CTL 模組,其會負責網路控制中心節點的運作。

圖 3-10 網路控制中心節點協定堆

3.3.4.2 NCC_CTL 模組

網路控制中心節點主要的功能是管理個 DVB-RCS 網路中所有的資源,

NCC_CTL 模組這個節點中負責這個任務的模組。

在 DVB-RCS 網路中的資源為整個反向通道可使用的通訊頻帶,另外反向通 道的存取協定是使用多頻帶分時多工協定,所以在我們的設計下,會將整個可用

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的反向通道切割成多個頻帶與時槽。

除了要能管理整個網路的資源外,NCC_CTL 模組還必須視每一個衛星地面 接收站的要求,依據某一個準則來分派這些資源給每一個衛星地面接收站,所以 在此模組中我們使用了一個排程系統(Scheduler)來負責這個工作。

3.3.4.2.1 多頻帶分時多工

DVB-RCS 規格中是使用多頻帶分時多工的機制來切割反向通道,在這個機 制中會對反向通道做三層的切割,第一次切割出的單位稱為超級訊框;由超級訊 框再切割一次所得到的單位稱為訊框;再對訊框切割後的單位稱為時槽。切割超 級訊框及訊框之前,NCC_CTL 模組須要先定義一個基本的頻寬 w,這個值在第 二層及第三層的切割時,會被拿來當作一個最小頻帶單位。

圖 3-11 為將反向通道切割成超級訊框的示意圖,在頻域上會依照需求切割 成不同大小的頻帶,每個頻帶都會有它自己的 SuperframeID;而在時域上會用一 個適當的時段來切割,切割出來的每一個時槽都會用一個 SFcounter 來表示它。

由 SuperframeID 與 SFcounter 就可以唯一決定一個超級訊框。

圖 3-11 多頻帶分時多工中切割反向通道成超級訊框的示意圖

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切割超級訊框機制,須要先從時域切割一個超級訊框,在我們的設計下,會 將它切割成 0 到 31 個時槽,用一個 5 bits 的欄位來辨識這個時槽。之後再針對 每一個切割出來的時槽在頻域上切割成一個或多個單位的 w,如圖 3-12 所示,

因此由此機制切出來的每一個訊框可能會占有不同大小的頻帶。

圖 3-12 多頻帶分時多工中切割超級訊框成訊框的示意圖

最後每一個訊框又可以再做一層的切割,這次的切割次序與第二層相反,必 須先在頻域上將一個訊框分成一個或多個單位的 w,之後再對切出來的每一個頻 帶切割,如圖 3-13 所示,最後切割出的單位即為時槽,為分配資源時的最小單 位。

圖 3-13 多頻帶分時多工中切割訊框成時槽的示意圖

3.3.4.2.2 排程系統

為了降低排程系統的複雜度,在這個版本中我們在以多頻帶分時多工來分割

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資源時,在第二層和第三層切割時只在時域上做切割,即我們將最小頻帶單位 w 定義為一個超級訊框所占有的頻帶,圖 3-14 為我們第二層和第三層切割的示意 圖,其中超級訊框會切割成 32 個訊框;訊框會切割成 2000 個時槽。

NCC_CTL 模組中的排程系統會擁有兩個資訊:所有衛星地面接收站可使用 的資料傳送速率(Data Rate)的清單以及所有可分派的時槽,因此排程系統就可 以用這些資訊算出每一個衛星地面接收站所需要的時槽個數,以滿足其所要求的 資料傳送速率。

最後 NCC_CTL 模組用之前計算出的資訊來分配一個訊框中每一個衛星地 面接收站可使用時槽,然後將這些訊息包裝成 SCT 控制表以及 TBTP 控制表,

由正向通到送給所有的衛星地面接收站,使其可以依據這兩張控制表的內容來使 用反向通道。

圖 3-14 多頻帶分時多工中切割訊框成時槽的示意圖

3.3.4.3 SECTION 模組

由於 NCC_CTL 模組所發送的控制表格的大小不一,可能會超過 DVB 規格 中所定義的最大 Section 長度,所以在衛星地面接收站節點的 SECTION 模組會 將這些控制表格包裝成一個或多個 Section(s),並加上 Section 表頭及 CRC 的 資訊。

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從上層收到一個控制表格時,也會同時收到這種控制表格所對應的 MPEG2 Transport Stream Packet ID,SECTION 模組在把每一個 Section 送往

MPEG2_TS_NCC 模組時,也會把這個 Packet ID 的訊息告訴 MPEG2_TS_NCC 模組。

3.3.4.4 MPEG2_TS_NCC 模組

在 DVB 規格中,在把控制表格或是資料送給饋送者之前,都要將其包裝成 MPEG2 Transport Stream 的封包,這即是 MPEG2_TS_NCC 模組的功能,它會把 所有送到這個模組的 Sections,依照 ISO/IEC 13818-1 中所定義的格式,包裝成 188 bytes 的 MPEG2 Transport Stream 封包,前 4 bytes 為 MPEG2 Transport Stream 的表頭,其中會有一個欄位為 Packet ID,這個欄位的會填入由 SECTION 模組所 帶下來的 Packet ID。包裝完成後就會將這個封包送到指定的饋送者節點。

3.3.4.5 RCS_MAC_NCC 模組

由於反向通道是使用多頻帶分時多工的存取機制,這個模組要能模擬同時接 收多個頻帶訊號的行為,因此當收到從閘道節點送過來的訊號時,它會模擬將這 個訊號中每一個頻帶的訊號取出,並給與每一個頻帶各一個獨立的計時器來計算 接收時間。為了模擬碰撞的情況,在接收時間結束之前若是又收到具相同頻帶的 訊號,則該頻帶的訊號就會被破壞,必須將其丟棄;反之在接收時間結束之前都 沒有收到同頻帶的訊號,則在接收時間結束時就會將這個 Burst 轉換回控制封包。

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