Luận văn viễn thông Nghiên cứu hệ thống thông tin InmarsatFleet

Mục Lục
Lời nói đầu 3
Phần I 5
Tổng quan về hệ thống thông tin vệ tinh Inmarsat 5
Chơng 1 : Tổng quan về hệ thống thông tin vệ tinh 5
1.1. Giới thiệu chung : 5
1.2 . Vệ tinh , các khái niệm cơ bản về thông tin vệ tinh : 6
1.2.1 . Khái niệm vệ tinh : 6
1.2.2 . Quỹ đạo vệ tinh : 6
1.3 . Đặc điểm của thông tin vệ tinh : 7
1.4 . Các tham số của hệ thống thông tin vệ tinh : 8
1.4.1 . Nhiệt độ tạp âm hệ thống : 8
1.4.2 . Hệ số phẩm chất trạm mặt đất (G/T) : 8
1.4.3 . Tỷ số sóng mang trên nhiệt độ tạp âm : 8
1.4.4 . Nhiệt độ tạp âm ănten : 9
1.4.5 . Tỷ số sóng mang trên tạp âm (C/N) : 9
1.4.6 . Tỷ số tín hiệu/ tạp âm : 9
1.4.7 . Tỷ số lỗi bít/tạp âm (Eb/N0) : 9
Chơng 2 : Cấu trúc chung của hệ thống thông tin INMARSAT 10
2.1 . Phần vệ tinh : 10
2.2 . Phần mặt đất : 12
2.3 . Phần sử dụng : 13
Chơng 3 : Chức năng và các dịch vụ thông tin trong hệ thống thông tin INMARSAT 14
3.1 . Chức năng thông tin trong hệ thông thông tin INMARSAT : 14
3.2 . Các loại dịch vụ thông tin vệ tinh Inmarsat : 16
Chơng 4 : Các hệ thống thông tin Inmarsat sử dụng trên các tàu biển hiện nay 17
4.1 . Hệ thống thông tin INMARSAT A : 17
4.2 . Hệ thống thông tin INMARSAT B : 18
4.2.1. Giới thiệu chung về hệ thống Inmarsat B: 18
4.2.2 . Các dịch vụ trong hệ thống Inmarsat B: 19
4.2.3 . Các kênh sử dụng trong hệ thống Inmarsat B : 19

4.3 . Hệ thống thông tin Inmarsat C : 21
4.3.1 . Giới thiệu chung về hệ thống Inmarsat C: 21
4.3.2 . Các dịch vụ của Inmarsat C: 21
4.3.3 . Cấu trúc chung của hệ thống Inmarsat C: 22
4.3.4 . Các kênh trong hệ thống Inmarsat: 22
4.4 . Hệ thống thông tin Inmarsat M - mini M : 24
4.4.1 . Inmarsat M : 24
4.4.2 . Inmarsat miniM 25
4.5 . Hệ thống thông tin Inmarsat E : 26
Chơng 5 : Xu hớng phát triển của INMARSAT trong thông tin hàng hải ở Việt Nam và
thế giới 26
5.1 . Công ớc quốc tế về hệ thống an toàn và cứu nạn toàn cầu GMDSS 26
5.2 . Thực trạng vệ trang thiết bị thông tin VTĐ trên các tầu chạy trên biển ở Việt Nam và
thế giới 27
5.3 . Xu thế sử dụng trong hệ thống thông tin Inmarsat trên tầu biển hiện nay 27
PHầN II 28
Hệ thống thông tin Inmarsat Feet 28
1
Chơng 1.Giới thiệu về Inmarsat Fleet 28
1.1.Tổng quan 28
1.1.1.Vùng phủ sóng 28
1.1.2.Trung tâm điều hành mạng ( NOC ) và LESs : 29
1.1.3.Inm Mobile ISDN cạnh tranh với MPDS : 30
1.1.4.Các giải pháp kỹ thuật : 31
1.1.4.1. Giải pháp kỹ thuật trong Inm F77và F55 : 31
1.1.4.2. Nâng cao kỹ thuật của hệ thống F77 và F55 : 32
1.2. Giới thiệu các dịch vụ của hệ thống Inmarsat F77 ,F55 và F33 : 32
1.2.1. Voice 4,8 kbps : 34
1.2.2. UDI 64 kbps : 34
1.2.3. Speech 64 kbps : 34

1.2.4. audio 64 kbps tần số 3.1 kHz : 34
1.2.5. Truyền dữ liệu với tốc độ 56 kbps : 34
1.2.6. Dịch vụ MPDS ( Mobile Packet Data Service ( MPDS ) : 34
1.2.7. 2.4kbps Group 3 Fax : 35
1.2.8. 9.6kbps Group 3 Fax : 35
1.2.9. Dữ liệu không đồng bộ 9,6 kbps (9.6kbps Asynchronous Data) : 35
1.3.Các ứng dụng của Fleet : 36
1.3.1. Luôn cập nhật biểu đồ hành hải : 36
1.3.2. Duy trì các báo cáo thời tiết : 36
1.3.3. Cấp cứu / An toàn / MRCC / Coast Guard (chỉ F77 ): 37
1.4. Cách thức các cuộc gọi : 38
1.4.1.Cách thức các cuộc gọi trong F77 và F55 : 38
1.4.2. Cách thức các cuộc gọi qua F33 : 38
1.5. Một số đặc điểm cụ thể của F77 : 40
1.5.1.Tóm tắt F77 : 40
1.5.2.Các đặc trng của Inm F77 41
Chơng II : Phân tích quá trình thiết lập cuộc gọi , cấu trúc kênh thông tin và các gói tin44
2.1.Cấu trúc kênh thông tin : 44
2.1.1. Cấu trúc kênh lu lợng ( SCPC) : 44
45
2.1.1.1.Cấu trúc kênh dữ liệu (MSED/LESD) và kênh báo hiệu trong băng 45
2.1.1.2. Cấu trúc kênh thoại ( MESV & LESV) : 47
*Cấu trúc kênh facsimile : 48
48
48
2.1.2.Cấu trúc kênh M4 : 49
2.2. Nội dung của trờng các gói tin : 51
2.2.1. Gói tin SU ( Signal Unit ) : 51
2.2.2.Gói tin xác nhận cuộc gọi ( Call announcement ) : 51
2.2.3.Gói tin yêu cầu truy nhập ( Access Request ) : 52

2.2.4.Gói tin chỉ dẫn dành u tiên ( Pre-emption Instruction ) : 53
2.3.Thủ tục thiết lập cuộc gọi : 54
2.3.1.Thiết lập cuộc gọi từ Thuê bao mạng cố định tới MES ( MES giành quyền u tiên
MES trong cuộc gọi SCPC ) 54
2.3.2.Xoá cuộc gọi 55
2.3.2.1. Xoá cuộc gọi từ MES-to-LES 55
2.3.2.2. Xoá cuộc gọi từ LES-to-MES 56
2
2.4.Các thủ tục mới : 57
2.4.1. Lựa chọn Spot beam : 57
2.4.2. Cấp cứu và an toàn : 59
2.4.3 . Điều khiển công suất : 60
2.4.3.1. Thực hiện điều khiển công suất bởi MES : 60
2.4.3.2. LES thực hiện điều khiển công suất : 61
2.4.3.3. Điều khiển công suất MES ( QAM ) : 62
2.4.4. Báo cáo giám sát : 62
2.4.5. Thủ tục NG - NCSC : 63
2.4.6. Hoạt động mới của SU ( Signalling Unit ): 63
63
2.4.7.Số di động : 64
2.4.8. Các loại trạm MES ( Category ) : 64
Kết Luận 65
Lời nói đầu

Ngay từ khi ra đời phơng thức thông tin vệ tinh đã chứng tỏ đợc các u điểm
tuyệt đối trong nhiều lĩnh vực , khắc phục đợc nhiều khó khăn của thông tin mặt
đất và trong nhiều trờng hợp không thể thay thế. Do đặc thù là thông tin trên biển
và gắn liền với việc đảm bảo an toàn sinh mạng con ngời cũng nh phơng tiện và
hàng hoá , ngành hàng hải cũng đợc thừa hởng nhiều thành tựu của công nghệ
thông tin vệ tinh , thậm chí là tiên tiến nhất . Trên thế giới từ lâu đã có hẳn một

hệ thống vệ tinh hàng hải quốc tế (INMARSAT) và rất nhiều thế hệ đài mặt đất
di động (MES) thiết kế cho tàu biển : Inm-A , B , C , M, mini-M và mới nhất hiện
nay là hệ thống Inmarsat F , đánh dấu từng chặng phát triển của công nghệ thông
tin , công nghệ điện tử , công nghệ thông tin vệ tinh nói chung và hoạt động
thông tin hàng hải nói riêng .
Sau quá trình học tập tại trờng Đại học Hàng hải và thực tập tại Công ty
Thông tin Điện tử hàng hải Vishipel , em đã nhận đề tài tốt nghiệp Nghiên
3
cứu hệ thống thông tin Inmarsat-Fleet . Mặc dù đây là hệ thống đang đợc sử
dụng phổ biến ở châu Âu và nhiều nơi khác trên thế giới nhng còn hoàn toàn mới
mẻ ở Việt Nam . Tuy nhiên do nhiều u điểm của công nghệ kĩ thuật số đợc ứng
dụng trong hệ thống này đã thu nhỏ đợc kích thớc trạm MES , dễ dàng khi sử
dụng và đặc biệt là hiệu quả kinh tế hơn hẳn bất cứ phơng thức thông tin vệ tinh
nào ở thời điểm này .
Nớc ta lại có một đội tàu viễn dơng không ngừng lớn mạnh cả về số và
chất lợng , đóng góp không nhỏ vào nền kinh tế quốc dân .
Với một số đặc điểm nh vậy , em tin rằng trong một tơng lai không xa , hệ
thống Inmarsat này và các hệ thống phát triển trên chúng sẽ dần đảm nhiệm đợc
chức năng của các hệ thống cũ , và thực sự quen thuộc trên các tàu biển Việt
Nam .
Qua luận văn này , em muốn bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới KS.Phạm Anh
Sơn và các thầy cô khoa Điện - Điện tử tàu biển nói chung , tổ môn Điện tử -
Viễn thông nói riêng , cùng các CBCNV Vishipel và bạn bè đã hớng dẫn , giúp
đỡ và tạo điều kiện để em hoàn thành đề tài này .
Mặc dù có nhiều cố gắng song do trình độ có hạn và hệ thống này hoàn
toàn mới đối với ngành hàng hải Việt Nam nên nội dung tài liệu rất hạn chế ,
luận văn này vẫn còn nhiều thiếu sót mong đợc sự góp ý của thầy cô và bạn bè để
đề tài tốt nghiệp của em đợc hoàn thiện hơn .
Em xin chân thành cảm ơn !
HP , ngày 23 tháng 2 năm 2004

Sinh viên
Phạm Ngọc Linh
4
Phần I
Tổng quan về hệ thống thông tin vệ tinh
Inmarsat
Chơng 1 : Tổng quan về hệ thống thông tin vệ tinh
1.1. Giới thiệu chung :
Hệ thống thông tin vệ tinh dùng một vệ tinh có khả năng thu, phát sóng vô
tuyến điện sau khi nó đợc phóng vào vũ trụ. Khi đó vệ tinh sẽ khuếch đại sóng vô
tuyến thu đợc từ các trạm mặt đất và phát lại sóng vô tuyến điện tới các trạm mặt
đất khác. Loại vệ tinh nhân tạo sử dụng cho thông tin vệ tinh nh thế đợc gọi là Vệ
Tinh Thông Tin.
Vệ tinh có thể đợc phân ra thành 2 loại: Vệ Tinh Quĩ Đạo Thấp và Vệ Tinh
Địa Tĩnh.
+ Vệ tinh quĩ đạo thấp ( Low orbit Satellite): là vệ tinh chuyển động liên
tục nếu ta nhìn nó từ mặt đất; thời gian cần thiết cho vệ tinh chuyển động xung
quanh quĩ đạo của nó khác với chu kỳ quay của quả đất quanh trục của nó.
+ Vệ tinh địa tĩnh ( Geostationary Satellite): là vệ tinh đợc phóng lên quĩ
đạo tròn ở độ cao 36000 Km so với đờng xích đạo. Vệ tinh này bay một vòng
xung quanh trái đất mất 24
h
. Do chu kỳ bay của vệ tinh bằng chu kỳ quay của
quả đất xung quanh trục của nó nên vệ tinh đợc xem là đứng yên nếu nhìn từ mặt
đất.
Hệ thống thông tin vệ tinh có 3 kiểu đa truy nhập:
+ FDMA (Frequency Division Multiple Access) - đa truy nhập phân chia
theo tần số. Đây là loại đa truy nhập đợc dùng phổ biến nhất trong thông tin vệ
tinh, trong đó các trạm mặt đất phát đi các sóng mang với tần số khác nhau nhng
với các băng tần bảo vệ thích hợp, các tần số sóng mang này không chồng lấn

lên nhau.
+ TDMA ( Time Division Multiple Access) - đa truy nhập phân chia theo
thời gian. Trong đó, một khung TDMA đợc chia ra theo thời gian mà mỗi trạm
mặt đất phát đi một sóng mang trong một khe thời gian đã đợc phân trong một
chu kỳ thời gian nhất định.
+ CDMA ( Code Division Multiple Access) - đa truy nhập phân chia theo
mã. Trong đó, mỗi trạm mặt đất phát đi một tần số sóng mang nh nhau nhng sóng
mang này trớc đó đã đợc điều chế bằng một mẫu bit đặc biệt qui định cho mỗi
trạm mặt đất trớc khi phát tín hiệu đã điều chế.
Đa truy nhập là kỹ thuật sử dụng một vệ tinh chung cho nhiều trạm mặt đất
và tăng hiệu quả sử dụng của nó tới cực đại. Hay có thể nói, đa truy nhập là ph-
ơng pháp dùng một bộ phát đáp trên vệ tinh chung cho nhiều trạm mặt đất.
Trong đa truy nhập
5
yêu cầu không có sự can nhiễu sóng vô tuyến điện giữa các trạm mặt đất phát
khác nhau
Do vệ tinh luôn bị ảnh hởng của các tác động bên ngoài nh: áp lực bức xạ
từ mặt trời và mô men xoắn của từ trờng quả đất nên để duy trì trang thái ổn định
của vệ tinh cần phải có các biện pháp hợp lý. Phơng pháp điển hình hiện nay là
ổn Định Quay và ổn định 3 Trục.

1.2 . Vệ tinh , các khái niệm cơ bản về thông tin vệ tinh :
1.2.1 . Khái niệm vệ tinh :
-Vệ tinh là một thiên thể nhân tạo do con ngời phóng lên quỹ đạo nhằm mục
đích thu thập thông tin và quan sat các hoạt động của trái đất .
-Một vệ tinh có thể thu phát sóng vô tuyến điện sau khi đợc phóng vào vũ trụ
dùng cho thông tin vệ tinh , khi đó vệ tinh sẽ khuyếch đại sóng vô tuyến điện
nhận đợc từ các trạm mặt đất và phát lại sóng vô tuyến điện đến các trạm mặt đất
khác . Loại vệ tinh nhân tạo đợc sử dụng cho thông tin vệ tinh nh vậy gọi là vệ
tinh thông tin .

1.2.2 . Quỹ đạo vệ tinh :
Vệ tinh có thể đợc phóng lên các quỹ đạo có độ cao khác nhau , ở mỗi độ
cao đặc điểm chuyển động của vệ tinh cũng khác nhau và để phân loại vệ tinh
ngời ta dựa vào quỹ đạo chuyển động . Vệ tinh có thể đợc phân ra là :
-Vệ tinh quỹ đạo tầm thấp ( Polar Orbits ) .
-Vệ tinh quỹ đạo địa tĩnh ( Geosynchronous ) .
Hinh 1 : Quỹ đạo của vệ tinh tầm thấp và tầm cao .
a)Vệ tinh quỹ đạo tầm thấp (Polar Orbits ) :
Là vệ tinh mà nhìn từ mặt đất nó chuyển động liên tục . Vệ tinh này thờng
chuyển động trên mặt phẳng kinh tuyến hoặc mặt phẳng nghiêng so với trục trái
đất . Nhng do trái đất luôn chuyển động quanh trục của nó nên vệ tinh sẽ có góc
ngẩng và phơng vị luôn thay đổi so với các vị trí trên mặt đất . Nên tại một điểm
trên trái đất , vệ tinh chỉ xuất hiện một lần trong khoảng thời gian nhất định . Đối
với thiết bị thông tin trên mặt đất phải có các hệ thống anten mà có thể truy theo
vệ tinh khi nó bay qua trong tầm nhìn . Vì vậy , loại vệ tinh này ít đợc sử dụng
6
cho mục đích thông tin thông thờng mà nó thờng đợc ứng dụng cho mục đích
nhận dạng và tìm hiện trờng mà tầu , máy bay hay ngời gặp nạn trong hệ thống
Cospas-Sarsat .
b)Vệ tinh quỹ đạo địa tĩnh (Geosynchronous ) :
Là vệ tinh đợc phóng lên quỹ đạo tròn ở độ cao là 360000 km so với đờng
xích đạo và có chu kỳ quay quanh mình nó một ngày đêm . Do trái đất tự quay
quanh mình nó một ngày đêm nên có thể coi vệ tinh địa tĩnh không chuyển động
đối với trái đất .
1.3 . Đặc điểm của thông tin vệ tinh :
Thông tin vệ tinh đã phát triển và phổ biến nhanh chóng nhờ các u điểm v-
ợt trội so với các phơng tiện khác (phơng tiện thông tin dới biển và trên mặt đất
nh: hệ thống cáp và hệ thống chuyển tiếp vi ba ), đó là:
+ Có khả năng đa truy nhập.
+ Vùng phủ sóng lớn: vì từ quĩ đạo địa tĩnh có bán kính cách trái đất trung

bình khoảng 37000 Km nên vệ tinh có thể nhìn thấy 1/3 trái đất, nh vậy với 3 vệ
tinh vùng phủ sóng có trể bao trùm toàn cầu trừ vùng cực.
+ Dung lơng thông tin lớn: với băng tần công tác rộng, nhờ áp dụng các kỹ
thuật sử dụng lại băng tần nên hệ thống thông tin vệ tinh cho phép đạt tới dung l-
ợng lớn trong một thời gian rất ngắn mà không một loại hình thông tin nào có
thể đạt đợc.
+ Có thể ứng dụng cho thông tin di động.
+ Có độ ổn định cao và khả năng cao về thông tin băng rộng.
+ Hiệu quả kinh tế cao trong thông tin cự li lớn đặc biệt trong thông tin
xuyên lục địa.
+ Độ tin cậy thông tin cao: tuyến thông tin vệ tinh chỉ có 3 trạm; trong đó
vệ tinh đóng vai trò nh trạm lặp, còn lại là 2 trạm đầu cuối trên mặt đất vì vậy xác
suất h hỏng trên tuyến là rất thấp vì vậy độ tin cậy trung bình đạt 99.9% thời gian
thông tin trên một năm.
+ Chất lợng cao: các ảnh hởng do nhiễu khí quyển và pha-dinh là không
đáng kể nên đờng thông tin có chất lợng cao.
+ Tính linh hoạt cao: hệ thống thông tin đợc thiết lập rất nhanh chóng
trong điều kiện các trạm mặt đất ở rất xa nhau về mặt địa lý, dung lợng có thể
thay đổi rất linh hoạt tuỳ theo yêu cầu sử dụng.
+ Đa dạng về loại hình dịch vụ: thông tin vệ tinh cung cấp các loại hình
dịch vụ sau:
Dịch vụ thoại, Fax, Telex cố định.
Dịch vụ phát thanh truyền hình quảng bá.
Dịch vụ thông tin di động qua vệ tinh .
Dịch vụ DAMA, VSAT, đạo hàng, cứu hộ hàng hải.
1.4 . Các tham số của hệ thống thông tin vệ tinh :
Trong hệ thống thông tin vệ tinh có một số tham số kỹ thuật cơ bản sau:
7
1.4.1 . Nhiệt độ tạp âm hệ thống :
Nhiệt độ tạp âm hệ thống ( T

s
) của một trạm mặt đất gồm 2 thành phần cơ
bản: Nhiệt độ tạp âm của hệ thống thu và nhiệt độ tạp âm ănten kể cả ống dẫn
sóng, phi đơ Và đợc biểu diễn nh sau:
T
s
= T
a
+ T
phi đơ
+ T
r
Trong đó,
- T
s
: Nhiệt độ tạp âm hệ thống
- T
a
: Nhiệt độ tạp âm ănten
- T
phi đơ
: Nhiệt độ tạp âm ống dẫn sóng và phi đơ
- T
r
: Nhiệt độ tạp âm hệ thống thu
Nếu có suy hao phi đơ và ống dẫn sóng là L, T
0
là nhiệt độ tiêu chuẩn =
290
0

K ta đợc nhiệt độ tạp âm hệ thống tính theo công thức sau:
T
s
= T
a
/ L + (1- 1/ L).T
0
+ T
r
1.4.2 . Hệ số phẩm chất trạm mặt đất (G/T) :
Hệ số phẩm chất của trạm mặt đất của thông tin vệ tinh là một giá trị quan
trọng nói lên khả năng hoạt động của trạm đợc biểu diễn bằng tỷ số giữa hệ số
khuếch đại ănten và nhiệt độ tạp âm hệ thống tính theo dB/
0
K.
1.4.3 . Tỷ số sóng mang trên nhiệt độ tạp âm :
Tỷ số sóng mang trên nhiệt độ tạp âm là tỷ số công suất sóng mang trên
nhiệt độ tổng tạp âm tơng đơng tại đầu vào hệ thống thu, trong đó nhiệt độ tạp
âm đợc tính từ các tham số sau đây và đợc quy về đầu vào của bộ thu tạp âm
thấp:
- Điều chế tơng hỗ của hệ thống phát.
- G/T của hệ thống thu trên vệ tinh
- Điều chế tơng hỗ của vệ tinh
- G/T của trạm mặt đất thu
Trong một đờng liên lạc điểm nối điểm, công suất sóng mang C
r
tại đầu
vào của một ănten thu là:
C
r

= G. P
r
Trong đó: G là hệ số khuếch đại của hệ thống
P
r
là công suất thu đợc quy về một ănten vô hớng.
Tỷ số sóng mang trên nhiệt độ tạp âm đầu vào là:
C/ T. ( C
r
/T ) = G.P
r
/T =P
r
.G/T
Gọi T
s
là đại diện cho nhiệt độ tạp âm của nguồn tạp âm nhiệt đợc nối đến
đầu vào, từ đó công suất tạp âm ở đầu ra là:
N
0
= F.G.K.T
s
.B
Từ đó công suất tạp âm đợc mạch phát ra là:
F.G.K.T
s
.B - G.K.T
s
.B = (F-1).G.k.T
s

.B
8
Trong đó G.K.T
s
.B là công suất tạp âm đầu ra khi xét mạch lý tởng, quy
tạp âm của mạch về đầu vào với nhiệt độ là T
e
và coi mạch là lý tởng, thì công
suất tạp âm mà nó tạo ra ở đầu ra là:
K.G.T
s
.B G.K.T
e
.B = (F-1).G.K.T
e
.B
Với: T
e
= (F-1).T
s
F = 1+T
e
/T
s
ở điều kiện nhiệt độ trong phòng là 20
0
C ta thu đợc sự liên quan giữa và
nhiệt độ tạp âm tơng đơng của nó là F = 1+ T
c
/T

0
với T
0
= 293
0
K
1.4.4 . Nhiệt độ tạp âm ănten :
Các búp phụ của ănten trạm mặt đất thu tất cả các loại tạp âm trên mặt đất
và không gian gây ra cho con ngời, thiên nhiên, mặt trăng, mặt trời hoặc do các
hệ thống viba trên mặt đất từ nhiều hớng khác nhau. Tạp âm của ănten đợc đặc
trng bởi nhiệt độ tạp âm ănten T
a
, nếu công suất tạp âm do ănten thu đợc là P
n
trong dải tần B thì: T
a
=P
n
/K.B
1.4.5 . Tỷ số sóng mang trên tạp âm (C/N) :
Muốn xác định đợc ngỡng thu của hệ thống ta phải biết tỷ số sóng mang
trên tạp âm (C/N) tại đầu vào bộ giải điều chế tại băng tần mà tín hiệu chiếm. Tỷ
số đó đợc biểu diễn theo công thức sau:
C/N = C/K.T.B = C/T.(1/K.B )
Trong đó, C biểu thị công suất sóng mang đầu vào
Nếu C/T tính theo dBW/K ta đợc:
C/N = C/T - 10 Logk-10logB [dB] - k= 1,374.10=-228,6 [dB]
C/N = C/T + 228,6 10 logB [dB]
1.4.6 . Tỷ số tín hiệu/ tạp âm :
Là tỷ số tín hiệu thu đợc trên tạp âm của một kênh thông tin đợc xác định

lại băng tần cơ bản theo công thức sau:
S/N = C/N + D
m
Trong đó C/N [dB]] là giá trị của tỷ số sóng mang trên tạp âm trên tại đầu
vào bộ giải điều chế.
D
m
là giá trị hệ số giải điều chế, nó phụ thuộc vào kỹ thuật điều chế đợc sử
dụng.
1.4.7 . Tỷ số lỗi bít/tạp âm (E
b
/N
0
) :
Ngời ta sử dụng khái niệm tỷ số E
b
/N
0
khi các sóng mang trên vệ tinh đợc
dùng là sóng mang số, tỷ số này là thớc đo khả năng phục hồi dữ liệu số của
modem số trong sự có mặt của tạp âm. Tỷ số này càng lớn thì BER (Bit Error -
tốc độ lỗi bít) càng giảm, có nghĩa là quan hệ giữa chúng là quan hệ nghịch.
9
S/N = (R/E
b
):(B.N
0
)
Nếu băng tần = tốc độ dữ liệu truyền tức là để truyền đợc một bít cần có
băng tần rộng 1Hz và từ công thức trên suy ra:

S/N = Eb/N
0
Chơng 2 : Cấu trúc chung của hệ thống thông tin INMARSAT
Tổ chức INMARSAT thiết lập và sử dụng 4 vệ tinh địa tĩnh, bao phủ 4
vùng đại dơng cung cấp dịch vụ thông tin toàn cầu cho ngời sử dụng dịch vụ di
động. Hệ thống thông tin INMARSAT là sản phẩm của sự hợp tác giữa các công
ty thơng mại các chính phủ và các tổ chức viễn thông trên thế giới, các thành
phần của nó bao gồm :
- Các bên đối tác .
- Những ngời khai thác LES.
- Các cơ quan quản lý thông tin.
- Các nhà sản xuất thiết bị .
- Các nhà cung cấp dịch vụ giá trị gia tăng.
INMARSAT sẽ là bên cung cấp dịch vụ thông tin vệ tinh chủ yếu cho ngời
dùng mobile. Xu hớng phát triển của hệ thống này trong thiên niên kỷ là:
- Tăng dung lợng kênh bằng cách dùng vệ tinh INMARSAT thế hệ 4 (năm
2004).
- Mở rộng các ứng dụng về hàng hải và xác định vị trí sử dụng vệ tinh.
- Dịch vụ nhắn tin toàn cầu INMARSAT D.
- Dịch vụ điện thoại bỏ túi toàn cầu.
- Đa vào sử dụng hệ thống INMARSAT M4.
- Đa vào sử dụng hệ thống INMARSAT MPDS (Mobile Packet Data
System) vào năm 2001.
- Đa vào sử dụng hệ thống INMARSAT F vào năm 2002.
2.1 . Phần vệ tinh :
Vệ tinh là hạt nhân của hệ thống thông tin toàn cầu, sự tồn tại của vệ tinh
là đặc trng khác biệt so với phơng thức liên lạc cũ. Hệ thống INMARSAT sử
dụng 5 vệ tinh hoạt động và 4 vệ tinh dự trữ nằm trên quỹ đạo địa tĩnh cách bề
mặt Trái đất khoảng 35,680 km, gồm các vệ tinh thế hệ II và thế hệ III. Bốn vệ
tinh hoạt động phủ sóng trên 4 vùng đại dơng là AORW, AORE , POR, IOR trải

từ 70
o
N - 70
o
S. Các vệ tinh thế hệ III đợc đa vào khai thác từ năm 1996 với u
điểm hoạt động đợc ở hai chế độ: toàn cầu và khu vực. INMARSAT dự kiến
phóng vệ tinh thế hệ IV vào năm 2004 với nhiều u điểm nổi trội.
Vệ tinh thế hệ thứ nhất :
Ba vệ tinh Marisat bao phủ 3 vùng đại dơng, mỗi vệ tinh cung cấp 10 kênh thông
tin.
10
Vệ tinh Marecs B
2
đợc phóng thành công vào năm 1984 thay thế cho
Marecs B của cơ quan hàng không vũ trụ Châu Âu.
Vệ tinh thế hệ thứ hai :
Vệ tinh này đã đợc thiết kế và xây dựng bởi liên hiệp 6 công ty quốc tế
đứng đầu là Bristish Aerospace, cung cấp 250 kênh lý thuyết. Hai vệ tinh INM -
F
1
và INM - F
2
đợc phóng từ Cape Canaveral sử dụng tên lửa đẩy Mc Donnell -
Douglas Delta II ( 9.1990 và 3.1991). Còn INM - F
3
và INM - F
4
đợc đa lên
không từ Kourou Space Centre của Franch Guiana sử dụng tên lửa đẩy Esa
Airane (12.1991 và 4.1992)

Vệ tinh thế hệ thứ ba :
Các vệ tinh thế hệ thứ ba đợc đa vào khai thác từ năm 1996. Không giống
nh các vệ tinh thế hệ trớc, các vệ tinh thế hệ này hoạt động ở hai chế độ toàn cầu
và khu vực, vệ tinh sẽ tập trung công suất vào khu vực nhỏ cho ngời sử dụng
thông tin di động với công suất nhỏ, giá thành hạ. vệ tinh thế hệ 3 tơng đơng với
355 kênh thoại INMARSAT A nếu dùng chế độ toàn cầu và 2,800 kênh nếu dùng
cho chế độ khu vực.
Hầu hết các kỹ thuật mới đợc áp dụng trong hệ thống thông tin
INMARSAT, nhờ đó các vệ tinh có khả năng điều chỉnh các tiêu chuẩn của đài di
động mặt đất. Năng lợng cung cấp cho mỗi vệ tinh hoạt động nhờ năng lợng mặt
trời đợc tích trữ trong hai acquy niken và cadium để có thể hoạt động liên tục
ngay cả khi vệ tinh bị Trái đất, mặt trăng che khuất.
Tiến bộ mới nhất của kỹ thuật thông tin vệ tinh là hệ thống antenna, hệ
thống này gồm một nhóm cup-lỡng cực tạo thành từng antenna, do đó giảm đợc
kích cỡ của antenna. Mỗi antenna là một khối bức xạ trực tiếp có búp sóng hình
cầu do đó giảm bớt sự phân tán công suất trên hớng phụ và tập trung cho hớng
chính. Các tiến bộ tiếp theo là hệ thống mạch điện tử, các bộ khuyếch đại công
suất lớn băng L với 4 mạch khuyếch đại sóng chạy dùng đèn điện tử (TWTA) đã
đợc tuyến tính hoá để chống nhiễu xuyên điều chế và tăng hiệu quả sử dụng băng
thông.
Bộ phát đáp thông tin theo chiều từ bờ tới tàu đợc chia thành 4 phần, một
phần dành cho INMARSAT - A, phần thứ hai sử dụng cho dịch vụ INMARSAT -
B, phần thứ ba sử dụng cho thông tin dữ liệu tốc độ cao trong khi phần thứ t sử
dụng cho dịch vụ INMARSAT - C bao gồm cả SAR và dịch vụ hàng không.
Các vệ tinh của hệ thống thông tin INMARSAT làm việc trên 2 băng tần C và L.
Đờng thông tin giữa vệ tinh với các đài LES thực hiện trên băng C. Vệ tinh thu
thông tin từ các LES trên dải tần 6 GHz và phát các thông tin thu đợc từ MES
xuống LES ở dải tần 4GHz.
Đờng thông tin giữa các vệ tinh với các đài di động đợc thực hiện trên
băng L. Vệ tinh thu thông tin từ các MES trên dải tần 1,6 GHz và phát các thông

tin thu đợc từ LES xuống các đài di động là 1.5GHz.
AOR-E AOR-W IOR POR
Vệ
tinh
hoạt
INMARSAT-3
F4
(54.0
0
W)
INMARSAT-3
F2
(15.5
0
W)
INMARSAT-3
F1
(64.0
0
E)
INMARSAT-3
F3
(178.0
0
E)
11
động
Vệ
tinh
dự

trữ
INMARSAT-2
F2
(98.0
0
W)
INMARSAT-3
F5
(25.0
0
E)
INMARSAT-2
F3
(65.0
0
E)
INMARSAT-2
F1
(179.0
0
E)
Bảng 2.1 : Các vệ tinh của hệ thống Inmarsat .
2.2 . Phần mặt đất :
a) Trung tâm điều khiển mạng NOC (Network operating Centre) :
Đây là cơ quan điều khiển cao nhất của hệ thống INMARSAT điều khiển toàn
bộ mạng các trạm cố định, các trạm di động và vệ tinh, có trụ sở tại London.
b) Trung tâm điều khiển vệ tinh SCC (Satellite Control Centre) :
Các vệ tinh INMARSAT đợc điều khiển bởi 3 SCC, có nhiệm vụ điều chỉnh
các tính chất vật lý của 4 loại vệ tinh khác nhau đợc sử dụng trong hệ thống
INMARSAT. Vệ tinh Marisat và Intelsat V đợc điều khiển bởi SCC đặt ở

Washington, vệ tinh Marec đợc điều khiển bởi SCC đặt ở Darmstat (Đức), vệ tinh
INM2 đợc điều khiển bởi SCC đặt ở London.
c) Trạm phối hợp mạng NCS (Network Co-ordinatiol Station) :
Trong khi SCC quản lý về mặt phần cứng các vệ tinh thì NCS quản lý các dịch vụ
thông tin trong mạng. Một trạm NCS sẽ quản lý một loại dịch vụ của hệ thống
thông tin trong mỗi vùng vệ tinh INMARSAT. NCS giám sát liên tục các yêu cầu
và các luồng thông tin thoại, telex qua các vùng biển mà nó chịu trách nhiệm,
nghiệp vụ này cần thiết để duy trì hoạt động chính xác giữa trạm cố định và di
động.
Vùng đại
dơng
Nghiệp vụ
INMARSAT -
A
INMARSAT -
B/M/mM
INMARSAT - C
AOR - E Southbury EIK (Na uy)
Goonhilly (Anh)
Goonhilly (Anh)
EIK (Na Uy)
AOR - W Southbury EIK (Na uy)
Goonhilly (Anh)
EIK (Na Uy)
Goonhilly (Anh)
IOR Yamaguchi Yamaguchi (Nhật bản)
Sentosa (Singapore)
Sentosa (Singapore)
Yamaguchi (Nhật bản)
POR Yamaguchi (Nhật bản)

Sentosa (Singapore)
Yamaguchi (Nhật bản)
Sentosa (Santosa)
Bảng 2.2 : Các đài làm nghiệp vụ NCS .
d) Đài vệ tinh mặt đất LES (Land Earth Station) :
Các đài LES của mỗi vùng vệ tinh có nhiệm vụ kết nối các đờng thông tin
giữa vệ tinh với các trạm thuê bao cố định trên mặt đất, nghĩa là đài LES làm
công việc trung chuyển thông tin từ thuê bao mặt đất lên vệ tinh và ngợc lại.
Theo quy định thì một quốc gia chỉ có thể có nhiều nhất là một đài LES, hoạt
động dới sự uỷ quyền của Tổ chức INMARSAT.
Chức năng của đài LES :
12
Chức năng của một đài LES là thiết lập các kênh thông tin trong các dịch
vụ của nó khi đợc yêu cầu từ các thuê bao mặt đất hoặc thuê bao trạm di động;
kiểm tra các số nhận dạng của các trạm di động, ghi lại các cuộc liên lạc đã đợc
thực hiện, các số liệu và số nhận dạng của một cuộc gọi u tiên cấp cứu từ các đài
tàu.
Các loại dịch vụ :
Các trạm LES có khả năng cho các dịch vụ sau đây: thoại và telex tự động,
thoại và telex nhân công, trợ giúp kỹ thuật, các dịch vụ điện tín, truyền dữ liệu,
gọi nhóm tăng cờng, trợ giúp y tế
e) Trạm truy theo và điều khiển từ xa TT&C (Satellite Tracking, Telemetry and
Command) :
Truy theo và điều khiển từ xa là một vấn đề quan trọng đối với việc điều
khiển các vệ tinh một cách chắc chắn va có hiệu quả. Trạm TT&C cũng đợc phân
chia theo khu vực, TT&C Fucino-Italia điều khiển các vệ tinh INM-2, TT&C Bắc
Kinh- Trung Quốc điều khiển vệ tinh POR, TT&C Southbury and Santa Paula-
Mỹ điều khiển AOR-W.
Ngoài 4 trạm TT&C để điều khiển và theo dõi, quản lý các vị trí riêng của
từng vệ tinh trong các giờ làm việc bình thờng của các vệ tinh còn có trạm SCC

trung tâm đặt tại London điều khiển trực tiếp các trạm SCC khu vực. Các trạm
SCC có khả năng duy trì vị trí chính xác của vệ tinh trong khoảng 0.1
0
.
Các đài di động mặt đất có thể là tàu biển( SESs), máy bay( AESs), các
trạm mặt đất di động( LMESs). Các đài này thực hiện kết nối thông tin với nhau
hoặc với mạng thông tin mặt đất cố định qua các vệ tinh và các trạm bờ mặt đất
LESs.
2.3 . Phần sử dụng :
Các đài di động mặt đất là các thiết bị đầu cuối của các đài di động mặt đất
MES - Mobile Earth Station, hoặc là các đài tàu SES - Ship Earth Station trong
hệ thống thông tin INMARSAT. Các thiết bị này là mối liên hệ giữa ngời sử dụng
và mạng thông tin vệ tinh INMARSAT.
Các thiết bị đầu cuối trong hệ thống thông tin vệ tinh INMARSAT hiện
nay bao gồm các loại sau:
- INMARSAT A
- INMARSAT B
- INMARSAT C
- INMARSAT E
- INMARSAT D
- INMARSAT M - mini M
- INMARSAT M4
Trong đó các loại INMARSAT A, B, C, M đang đợc sử dụng phổ biến trên
các tàu biển hiện nay.
13
Cấu trúc của các thiết bị này nói chung bao gồm:
- Một antenna thu phát vệ tinh đợc đặt trên các phơng tiện, hoặc các thiết
bị di động.
- Một thiết bị thu phát.
- Một monitor để chỉ thị và giao tiếp giữa ngời sử dụng và hệ thống.

Chơng 3 : Chức năng và các dịch vụ thông tin trong hệ thống
thông tin INMARSAT
3.1 . Chức năng thông tin trong hệ thông thông tin INMARSAT :
Hệ thống thông tin vệ tinh Inmarsatco các chức năng thông tin sau:
Báo động cấp cứu chiều tầu bờ :
Trong hệ thống thông tin Inmarsat , báo động cấp cứu chiều tầu bờ đợc
thực hiện trên kênh u tiên cao nhất . Mỗi một trạm đài tầu SES đều có thể đề x-
ớng một bức điện cấp cứu hoặc liên quan đến cấp cứu với quyền u tiên cao nhất
đã đợc Tổ chức Inmarsat quy định . Các trạm phối hợp mạng NCS ở từng vùng
vệ tinh sẽ chịu trách nhiệm kiểm soát và điều khiển các trạm bờ LES trong vùng
đó , nhằm loại bỏ mọi khả năng bất thờng có thể xảy ra khi thu nhận các cuộc gọi
cấp cứu từ các đài tầu . Các cuộc gọi báo động cấp cứu không những đợc chiếm
quyền u tiên về kênh thông tin vệ tinh mà còn đợc tự động chuyển tiếp tới các
trung tâm phối hợp cứu nạn RCC thích hợp . Mỗi trạm đài bờ LES trong hệ thống
phải đợc cung cấp thông tin tin cậy , nối mạng quốc tế với một RCC . Các RCC
đều nằm trong liên kết mạng toàn cầu . Mạng LES RCC quốc tế có thể có cấu
hình khác nhau ở mỗi nớc , có thể sử dụng các kênh thông tin riêng hoặc các
kênh thông tin trong mạng bu chính viễn thông .
Một trong những tính u việt của báo động cấp cứu bằng hệ thống Inmarsat
là không cần phải sử dụng tần số liên lạc riêng cho thông tin an toàn và cứu nạn .
Các bức điện báo động cấp cứu trong Inmarsat đợc gửi qua các kênh thông tin
chung với quyền u tiên tuyệt đối và tức thời .
Chuyển tiếp tín hiệu báo động cấp cứu chiều từ bờ đến tầu :
Việc chuyển tiếp tín hiệu báo động cấp cứu theo chiều từ bờ đến tầu , đến
một nhóm tầu qua các trạm đài tầu Inmarsat-A , Inmarsat-B hoặc Inmarsat-C ,
ngoài mạng an toàn hàng hải quốc tế Safety Net , còn có thể thực hiện theo các
cách sau :
- All ship calls : Gọi tới tất cả các tầu trong vùng đại dơng có liên quan
. Tuy nhiên vì vùng bao phủ của mỗi vệ tinh trong hệ thống Inmarsat rất rộng nên
các cuộc gọi nh vậy không thật hiệu quả hoặc cũng ít xảy ra .

- Geographical area calls : Gọi tới các tầu đang hành trình trong một
vùng địa lý xác định . Vùng bao phủ của mỗi vệ tinh trong hệ thống Inmarsat đợc
chia thành những vùng nhỏ , gọi là NAVAREA , và đợc nhận dạng bởi một
mã có hai chữ số. Các trạm đài tầu SES sẽ tự động thiết lập và chấp nhận vùng
14
gọi khi thao tác viên truy nhập đúng mã vùng , do đó cần phải cập nhật mã vùng
thờng xuyên .
- Group calls to selected ship : Dịch vụ này đợc một số trạm đài bờ
LES sử dụng có sự trợ giúp của thao tác viên và cho phép chuyển tín hiệu báo
động tới một nhóm tầu đợc chỉ định . Loại dịch vụ này rất hay đợc sử dụng cho
các phơng tiện của các đơn vị tìm kiếm và cứu nạn .
- Trong trờng hợp không bận liên lạc , các trạm đài tầu SES chấp nhận tất
cả các cuộc gọi mà không phân biệt mức độ u tiên .
Báo động cứu nạn theo chiều từ bờ đến tầu qua hệ thống Safety Net quốc
tế :
Chức năng thông tin này đợc sử dụng nhờ một máy thu EGC hoặc đợc tích
hợp trong trạm đài tầu SES hoặc là một thiết bị độc lập , đợc sử dụng rất có hiệu
quả để thu các tín hiệu báo động cứu nạn theo chiều từ bờ đến tầu . Khi thu đợc
một tín hiệu chuyển tiếp báo động cứu nạn , thiết bị này sẽ phát tín hiệu báo động
bằng âm thanh và chỉ có thể ngắt âm thanh báo động bằng tay .
Thông tin phối hợp tìm kiếm và cu nạn :
Để phối hợp và điều hành các công việc tìm kiếm và cứu nạn , các trung
tâm phối hợp cứu nạn RCC yêu cầu thông tin với tầu bị nạn , cũng nh các phơng
tiện tham gia tìm kiếm cứu nạn . Các phơng thức và kiểu thông tin ( bao gồm
thông tin mặt đất , thông tin vệ tinh , thông tin thoại , telex ) đợc sử dụng tuỳ
thuộc khả năng trang thiết bị trên tầu bị nạn cũng nh các phơng tiện trợ giúp .
Khi đó , đối với các tầu đợc trang bị trạm đài tầu SES , việc sử dụng thông tin
trong hệ thống Inmarsat sẽ bảo đản nhanh chóng và tin cậy , kể cả việc thu thông
tin an toàn hàng hải .
Thông tin hiện trờng ( On-scene ) :

Thông tin hiện trờng là thông tin giữa tầu bị nạn và các tầu trợ giúp , và
giữa các tầu làm nhiệm vụ tìm kiếm và cứu nạn với ngời điều hành công việc tìm
kiếm ( OSC ) , hoặc ngời phối hợp tìm kiếm trên biển ( CSS ) và thờng trong cự ly
thông tin gần trên các tần số cấp cứu và an toàn dải sóng VHF hoặc MF . Tuy
nhiên , các tầu có Inmarsat SES , nếu cần thiết cũng có thể dùng thông tin vệ tinh
nh một phơng tiện trợ giúp cho các phơng tiện thông tin VHF và MF .
Phát thông tin an toàn hàng hải MSI ( qua dịch vụ Safety Net quốc tế ) :
Trong hệ thống thông tin Inmarsat , phát các thông tin an toàn hàng hải
MSI đợc thực hiện bởi hệ thống Safety Net quốc tế . Mặc dù các trạm đài tầu
Inmarsat-A , Inmarsat-B , Inmarsat-C có thể thu qua các trạm phát của Safety Net
, nhng quá trình thu những thông tin an toàn hàng hải quan trọng có thể bị gián
đoạn nếu trạm đài tầu bận với các thông tin khác , do đó việc trang bị một máy
EGC chuyên thu các tín hiệu đó là rất cần thiết cho một trạm đài tầu SES .
Thông tin thông thờng :
Hệ thống thông tin Inmarsat sẽ cung cấp cho các tầu chạy biển các dịch
vụ và chất lợng thông tin tơng tự nh thông tin mặt đất . Các trạm đài tầu SES đều
có khả năng gọi trực tiếp , tự động ghép nối đa dịch vụ chất lợng cao . Các ngoại
vi của một trạm đài tầu SES có thể là máy in , các màn hình tổ hợp telephone ,
máy fax .
15
Chất lợng và hiệu quả sử dụng thông tin thông thờng trong Inmarsat giúp
cho các thuyền trởng và các sỹ quan có thể nhanh chóng tham khảo và tìm kiếm
sự hỗ trợ trong mọi vấn đề an toàn hàng hải và thơng mại .
3.2 . Các loại dịch vụ thông tin vệ tinh Inmarsat :
Hệ thống thông tin Inmarsat cung cấp ngời sử dụng nhiều loại dịch vụ
thông tin có độ tin cậy cao , nhanh chóng và bao phủ toàn cầu . Các dịch vụ
thông tin trong hệ thống Inmarsat bao gồm :
Thông tin thoại :
Thông tin thoại đợc sử dụng cho các cuộc gọi cấp cứu , khẩn cấp , an toàn
và trợ giúp y tế . Ngoài ra thông tin thoại còn phục vụ cho các hoạt động thơng

mại khác trong hàng hải .
Telex :
Thông tin telex là loại điện báo truyền chữ dùng để phát các bức điện dạng
văn bản . Phơng thức thông tin telex có thể dùng để phát các bức điện cấp cứu ,
khẩn cấp , an toàn và các bức điện thông thờng . Đây là một phơng thức thông tin
rất phổ biến trong nghiệp vụ thông tin hàng hải .
Truyền số liệu :
Khi một đài tầu đã đợc đăng ký dịch vụ này và truy nhập vào các ngân
hàng dữ liệu , các ngân hàng dữ liệu này sẽ cung cấp tất cả những thông báo mới
nhất về thời tiết , những báo cáo về tài chính và các thông tin về thể thao . Đặc
biệt dịch vụ này còn đợc cung cấp những thông báo về hàng hải cần thiết nh : các
thông báo về phòng tránh hàng hải , các thông báo ( hoặc những chú ý ) cho các
thuyền viên trên biển . Loại dịch vụ này mang tính toàn cầu .
Ngoài ra hệ thống thông tin Inmarsat còn có khả năng truyền số liệu tốc độ
cao 56 hoặc 64 kb/s . Do sự tiện lợi của loại dịch vụ này , kết hợp với sự hiện đại
hoá các thiết bị của các đài di động MES , các đài mặt đất LES đang ngày càng
phát triển loại dịch vụ này .
Facsimile :
Nếu các trạm di động MES đợc trang bị các thiết bị phù hợp thì hệ thống
có khả năng gửi các bức điện bằng fax tới các thuê bao fax thích hợp trên đất liền
.
Phát gọi nhóm tăng cờng :
Hệ thống gọi nhóm tăng cờng cho phép ta lựa chọn ra tập hợp một số tầu
nhất định để phát đi những thông tin có liên quan đến các tầu đó và chỉ các tầu
đó mới đợc nhận các thông tin này .
Có hai loại dịch vụ trong hệ thống gọi nhóm tăng còng đó là Safety Net và
Fleet Net . Dịch vụ Safety Net đợc sử dụng để phát đi những bức điện liên quan
đến an toàn hàng hải , nó đợc gửi tới tất cả các tầu trong một vùng địa lý nhất
định và nội dung thờng là các thông báo khí tợng , thông báo hàng hải , bản tin
dự báo thời tiết , phát chuyển tiếp tín hiệu cấp cứu chiều từ bờ tới tầu hoặc các

thông tin quan trọng khác . Dịch vụ Fleet Net đợc sử dụng vào các mục đích
thông tin thơng mại chiều từ bờ đến tầu phục vụ việc khai thác tầu .
16
Chơng 4 : Các hệ thống thông tin Inmarsat sử dụng trên các tàu
biển hiện nay
Hệ thống INMARSAT là chữ viết tắt tên tiếng Anh của tổ chức vệ tinh
hàng hải (International Martime Satellite Organization). Hệ thống Inmarsat là
một tổ chức đa quốc gia, bao gồm 85 quốc gia (tính từ tháng 4/1998 con số này
có thể tăng nữa). Do sự phát triển nhanh chóng của các nền kinh tế, không những
chỉ nghành hàng hải mà cả nghành hàng không và các nghành khác, nhu cầu về
thông tin liên lạc cho các phơng tiện đó trở nên cần thiết. Năm 1997, hệ thống
Inmarsat ra đời.
-Ban đầu, hệ thống này phục vụ cho nghành hàng hải: cung cấp các dịch
vụ thông tin toàn cầu cho nghành hàng hải, phát các thông báo về thông tin an
toàn hàng hải MSI. Ngoài ra, nó còn điều hành hệ thông thông tin liên lạc vệ tinh
toàn cầu, cung cấp dịch vụ thông tin cho các vùng không đợc phủ sóng bởi dịch
vụ Navtex, trừ những vùng ở gần địa cực nằm ngoài vùng bao phủ của các vệ tinh
địa tĩnh, cung cấp các dịch vụ cho thông tin di động đất liền .
-Hiện nay, hệ thống Inmarsat sử dụng 4 vệ tinh địa tĩnh bao phủ 4 vùng
Đại dơng là: Đông Đại Tây Dơng, Tây Đại Tây Dơng, Thái Bình Dơng, ấn Độ D-
ơng. Vùng phủ sóng vệ tinh rộng bao phủ toàn bộ trái đất từ 70
o
N 70
o
S là vùng
diễn ra hầu hết các hoạt động của con ngời. Ngoài ra, hệ thống này còn sử dụng
một số vệ tinh dự phòng.
- Hệ thống thông tin Inmarsat sử dụng vệ tinh thế hệ 1,vệ tinh thế hệ 2, vệ
tinh thế hệ 3, vệ tinh thế hệ 4. Hệ thống Inmarsat ra đời trên quan điểm mở rộng
con đờng thông tin trên biển và cung cấp thông tin nhanh chóng, thuận tiện,

chính xác và rẻ. Hệ thống này đi vào hoạt động chính thức năm 1992 và không
ngừng phát triển.
- Các dịch vụ mà hệ thống Inmarsat có khả năng cung cấp đó là: thoại,
telex, truyền số liệu, email
4.1 . Hệ thống thông tin INMARSAT A :
- Hệ thống Inmarsat A bắt đầu hoạt động từ tháng 2/ 1982 phục vụ cho
ngành hàng hải, số lợng các đài tàu lắp đặt tàu Inmarsat A tăng nhanh. Hệ thống
Inmarsat A ra đời đã đánh dấu một bớc phát triển lớn trong công nghệ thông tin
di động. Hiện nay đang có khoảng 10.000 trạm MES Inmarsat A đang đợc sử
dụng, mỗi trạm MES khi đa vào sử dụng sẽ đợc tổ chức Inmarsat cấp cho một số
nhận dạng riêng. Về cơ bản một đài MES có cấu tạo gồm 2 phần:
- Các thiết bị trên bong (Above Decks Equipment: ADE) bao gồm:
+ Anten Parabol có đờng kính 1,2m đợc đặt trên bong thợng của tầu sao
cho có thể hớng tới vệ tinh trong vùng hoạt động.
17
+ Có cơ cấu truy theo vệ tinh cùng các thiết bị giữ và điều khiển làm cho
anten luôn giữ đúng hớng khi trạm MES di chuyển.
+ Các bộ khuyếch đại thu phát.
+ Các bộ vi xử lí để điều khiển mọi hoạt động của ADE.
+ Bộ dồn kênh.
- Các thiết bị dới bong (Below Decks Equipment: BDE) bao gồm:
+ Hệ thống máy tính điều khiển để điều khiển toàn bộ hoạt động của hệ
thống.
+ Bộ giải điều chế và điều chế.
+ Xử lí tín hiệu ở tần số trung tần.
+ Xử lí tín hiệu ở băng cơ sở.
+ Giao diện.
+ Hệ thống điều khiển và hiển thị.
- Hệ thông Inmarsat A cung cấp các dịch vụ: telex, fax, email và truyền dữ
liệu tốc độ cao (56 và 64 Kbps), điện thoại duplex. Bên cạnh đó, nó cũng có

những nhợc điểm: anten có kích thớc lớn, cồng kềnh đòi hỏi cơ cấu ổn định và
truy theo phức tạp, tiêu tốn năng lợng lớn đòi hỏi công suất và băng thông lớn.
Thông tin thoại dùng phơng thức điều tần nên cha tiết kiệm đợc dải phổ, công
nghệ cha cao, cớc phí thông tin cao.
4.2 . Hệ thống thông tin INMARSAT B :
4.2.1. Giới thiệu chung về hệ thống Inmarsat B:
- Hệ thống Inmarsat A dựa trên công nghệ Analog nên có nhiều hạn chế
nên không đáp ứng đợc các yêu cầu về chất lợng và hiệu quả sử dụng tần số mặc
dù nó dã có những cải tiến nhằm khắc phục những hạn chế đó. Do đó, việc thay
thế bằng hệ thống công nghệ mới nhằm khắc phục những hạn chế trên là điều
cần thiết. Điều này phù hợp với những đòi hỏi của khách hàng cho một hệ thống
đa dịch vụ hơn chất lợng tốt hơn và thời gian truy nhập nhanh hơn. Hệ thống
Inmarsat B ra đời từ năm 1993 và bắt đầu đi vào khai thác. Dựa trên công nghệ số
mới nhất do đó đã giảm đợc yêu cầu sử dụng kênh xấp xỉ 50% so với hệ thống
Inmarsat A.
- Ưu điểm của hệ thống Inmarsat B:
+ Việc sử dụng kĩ thuật mã hoá, kĩ thuật điều chế, kĩ thuật xử lí tín hiệu
trong băng tần cơ sở, kĩ thuật tự động điều chỉnh công suất phát của vệ tinh cho
phép giảm đáng kể công suất phát từ 40W xuống 20W là tiến bộ cơ bản nhất của
hệ thống Inmarsat B.
+ Kích thớc của anten sử dụng trong hệ thống Inmrsat B gọn nhẹ chỉ cần
vài chục kg và cho hiệu quả cao hơn Inmarsat A. Việc ứng dụng các kĩ thuật trên
nên tốc độ thông tin nhanh, trọng lợng nhẹ, giá thành hợp lí, đảm bảo độ trung
thực thông tin tốt hơn đối với hệ thống Inmarsat A.
- Nhợc điểm của hệ thống Imarsat B:
18
+ Hệ thống Inmarsat B sử dụng phơng phát mã hoá 1/2 FEC (Forword
Error Correction: sửa lỗi trớc). Việc sử dụng FEC mang lại hiệu quả trong việc
phát hiện và sửa lỗi do đó chất lợng thông tin đợc nâng cao. FEC yêu cầu bít dữ
liệu đợc thêm vào các bít thông tin đợc coi là các bít kiểm tra mà có thể đợc kiểm

tra tại máy thu. Việc thêm vào các bít này bằng cách làm tăng số bít và băng
thông tăng lên làm giảm hiệu quả hệ thống
Băng tần phát: 1626.500 1646.500 MHz.
Băng tần thu: 1525.000 1545.000 MHz.
Hệ thống Inmarsat B là sự phát triển của Inmarsat A ứng dụng kĩ thuật
mới.
4.2.2 . Các dịch vụ trong hệ thống Inmarsat B:
Các dịch vụ của nó hoàn toàn giống nh của Inmarsat A cũng bao gồm các
dịch vụ: thoại, fax, telex, truyền số liệu tốc độ cao.
4.2.3 . Các kênh sử dụng trong hệ thống Inmarsat B :
- Kênh ấn định CES (Coast Earth Station) tới SES (Ship Earth Station) và từ
SES xuống NCS (Network Co-ordination Station):
+ SES RQ (SES Request Channel: Kênh yêu cầu của đài SES): kênh này
sử dụng giao thức truy nhập ngẫu nhiên Aloha để mang thông tin báo hiệu SES
tới lựa chọn CES.
+ CES A (CES Assignment Channel: Kênh ấn định của đài CES): là một
kênh TDM đợc sử dụng để mang thông tin báo hiệu CES tới SES. Sử dụng để ấn
định kênh cho cuộc gọi mà sủ dụng kênh thông tin TDM/TDMA.
19
Hình 4.2 : Các kênh trong hệ thống Inmarsat B
- Kênh thông tin và giám sát:
+ CES I (CES Inter Station Channel): là một kênh TDM, mang thông tin
báo hiệu CES tới NCS.
+ NCS I (NCS Inter Station Channel): là một kênh TDM, mang thông tin
báo hiệu từ NCS tới CES.
+ NCS C (NCS Common Signalling Channel: Kênh báo hiệu chung của
đài NCS): là một kênh TDM, mang thông báo báo hiệu NCS từ bờ tới SES.
+ SES RP (SES Respone Channel): là một kênh TDM, mang thông tin trả
lời SES tới NCS.
+ NCS S (NCS Spot beam Channel: Kênh búp sóng hẹp của đài NCS): là

một kênh TDM giúp cho tàu nhận biết búp sóng của vệ tinh tơng ứng với vị trí
của nó.
- Các kênh liên lạc SCPC (Single - channel - per - carrier: Kênh thông tin
đơn sóng mang trên một tần số):
+ SES V (SES Voice) và CES V (CES Voice): là các kênh thoại số đơn
kênh trên sóng mang tốc độ mã hoá 16 Kbps.
+ SES D (SES Data) và CES D (CES Data)
- Các kênh thông tin TDM/TDMA:
20
+ SES T (SES Telex Channel: Kênh telex của đài SES): là một kênh TDM
sử dụng để mang telex tới CES.
+ CES T (CES Telex Channel: Kênh telex của đài CES): là một kênh TDM
sử dụng để mang telex tới LES.
+ SES DL (SES Low Speed Data Channel: Kênh dữ liệu tốc độ thấp): là
một kênh TDM sử dụng để truyền dữ liệu tốc độ thấp từ SES - CES với tốc độ
thong tin 300 bit/s.
+ CES DL (CES Low Speed Data Channel): là kênh TDM sử dụng để
truyền dữ liệu tốc độ thấp tới SES.
4.3 . Hệ thống thông tin Inmarsat C :
4.3.1 . Giới thiệu chung về hệ thống Inmarsat C:
Hệ thống Inmarsat C đợc đa vào khai thác tháng 1/1991 và ngày càng phát
triển. Hệ thống này sử dụng vệ tinh thế hệ 2, sử dụng kĩ thuật số, cung cấp dịch
vụ telex và data giữa MES và LES.
Ưu điểm của hệ thống Inmarsat C:
+ Giá thành thấp, sử dụng anten vô hớng (khác với hệ thống Inmarsat B:
sử dụng anten có hớng truy theo hệ thống), kích thớc nhỏ, khối lợng gọn.
Nhợc điểm của hệ thống Inmarsat C:
+ Không có thông tin thoại, thông tin thoại trong hệ thống số thờng có tốc
độ chậm và yêu cầu băng thông một kênh rộng hơn nhiều so với truyền dữ liệu.
Đặc tính của Inmarsat C là Store and forword nghĩa là lu trữ và chuyển tiếp

. Các bức điện sau khi đợc tách từ thiết bị đầu cuối data, email, telex đợc lu trong
các bộ nhớ theo trình tự hàng cột hay còn gọi là các gói tin. Khi có yêu cầu phát
dữ liệu đã đọc ra khỏi bộ nhớ theo trình tự hàng nối hàng, dòng bít nối tiếp sau
đó đợc đa vào xử lí tiếp theo trớc khi phát lên kênh thông tin. Thời gian thông tin
không phải là thời gian thực.
Với đặc tính này có thể giao tiếp với bất kì mạng dữ liệu mặt đất nào bao
gồm: telex, X25, X400 hoặc với mạng thoại công cộng (PSTN - Public Swich
Telephone Network), mạng đa dịch vụ (ISDN - Integrade Swich Data Network).
Dữ liệu đợc chuyển tiếp giữa MES và LES với tốc độ 600 Kbps đối với vệ tinh
thế hệ 2 và 300 Kbps đối với vệ tinh thế hệ 1. Dữ liệu đợc chia thành các gói và
truyền đi trong khung thời gian 8,64s. Việc truyền tin dữ liệu tốc độ thấp cùng
với hệ thống sửa lỗi đảm bảo khi xảy ra hiện tợng pha đinh quá 1s và thời gian
truyền lớn hơn mức cho phép thì gói dữ liệu thu về không bị mất.
4.3.2 . Các dịch vụ của Inmarsat C:
Bao gồm các dịch vụ: thông tin thông thờng, gọi cấp cứu, gọi nhóm tăng c-
ờng, thông báo dữ liệu, polling.
21
4.3.3 . Cấu trúc chung của hệ thống Inmarsat C:
Bao gồm: đài phối hợp hệ thống NSC (Network Co - ordination Station)
cho mỗi vùng phủ sóng của vệ tinh, các đài bờ LES (Land Earth Station), các đài
di động MES (Mobile Earth Station).
* NCS:
- Các trạm NCS sẽ do NOC (Trung tâm điều hành Network Operators
Centre) quản lí. Các vùng biển AORE, AORW, IOR, POR sẽ do 4 đài NCS quản
lí.
- Mỗi NCS đợc nối với các LES trong vùng phủ sóng cuả nó và nối với các
NCS khác sử dụng kênh ISL (Interstation Signalling Link: kênh báo hiệu liên
đài), do dó mà thông tin trong toàn mạng đợc lu thông.
- Tất cả các MES hoạt động trong vùng biển mà NCS quản lí đều yêu cầu
truy nhập vào mạng đợc gửi tới LES. NCS còn thực hiện giám sát các MES.

* Trạm LES:
- Nhiệm vụ: kết nối thông tin giữa vệ tinh và mạng thông tin công cộng
quốc gia hoặc quốc tế nghĩa là LES làm chức năng chuyển tiếp thông tin từ thuê
bao mặt đất lên vệ tinh và ngợc lại.
- Hiện nay, trên thế giới có tất cả là 12 đài LES (trong tơng lai dự kiến lắp
10 trạm LES ). Mỗi một vùng phủ sóng có nhiều trạm LES có hệ thống anten lớn
có thể liên lạc với nhiều trạm di động MES.
* Trạm MES:
Các trạm di động MES có kết cấu nhỏ gọn và có chức năng kết nối trạm di
động với mạng thông tin
Thiết bị đầu cuối di động Inmarsat - C cơ bản gồm 2 phần:
+ DTE (Data Terminal Equiment) thực hiện chức năng giao tiếp giữa ngời
- máy.
+ DCE (Data Circuit Terminal Equiment) thực hiện chức năng truyền dữ
liệu giữ DTE và các thiết bị ngoại vi, vệ tinh.
4.3.4 . Các kênh trong hệ thống Inmarsat:
Trong Inmarsat C có các loại kênh khác nhau nhng chúng sử dụng theo
một tiêu chuẩn sau:
Điều chế: điều chế số BPSK 1200symbol/s.
Tốc độ thông tin: 600 bít/s.
Mã hoá:
+ Theo hớng phát: mã xoắn tốc độ 1/2.
+ Theo hớng thu: mã xoắn tốc độ 1/2 cho kênh điện MES.
Dải tần:
+ Tx: 1626.500 1646.500 MHz.
+ Rx: 1530.000 1545.000 MHz.
Các kênh thông tin đêù đợc thu phát ở băng C và chỉ thu ở băng L. Độ
rộng băng tần: 5 KHz.
22
Hình 4.3 : Các kênh trong hệ thống Inmarsat C

* Kênh báo hiệu:
+ Kênh báo hiệu MES: Đợc sử dụng trong quá trình thiết lập cuội gọi. Các
kênh này đợc sử dụng bởi MES dới dạng TDM để phát gói thông tin báo hiệu tới
cả NCS và LES.
Mỗi LES có một hay nhiều kênh báo hiệu đợc chỉ định tới nó và thêm vào
đó nó có thêm 1 kênh báo hiệu kết hợp với từng dạng kênh chung NCS. Các kênh
này đợc sử dụng để yêu cầu 1 kênh điện chỉ định từ LES và tới NCS cho mục
đích vào mạng vệ tinh (Login).
* Kênh báo hiệu trạm cố định:
+ Kênh báo hiệu NCS - NCS: Kênh báo hiệu liên trạm mà mang thông tin
hệ thống giữa các vùng đại dơng.
+ Kênh báo hiệu NCS - LES: Mang thông tin hệ thống giữa các NCS trong
một vùng đại dơng và tất cả các đài LES đi kèm.
* Kênh TDM:
+ Kênh TDM NCS: Kênh TDM đợc phát liên tục tới tất cả MES trong một
vùng biển. Kênh này mang gói tin thông báo quan trọng chứa thông tin đợc yêu
cầu bởi một MES để đạt truy nhập hệ thống truy nhập theo phơng thức tới trớc
phục vụ trớc (First come - First served).
Có 3 mức u tiên theo thứ tự sau:
23
-Gọi Inmarsat C, xác báo loan báo cấp cứu, yêu cầu dữ liệu.
-Báo hiệu Inmarsat C.
-Các bức điện EGC khác.
+ Kênh TDM LES: có cấu trúc nh kênh chung NCS và chứa báo hiệu thiết lập
cuộc gọi và các thông tin khác. Việc truy nhập cũng tuân theo " First come - First
served ".
Có 4 mức u tiên theo thứ tự sau:
-Gói tin u tiên cấp cứu.
-Chỉ định kênh lôgíc.
-Gói giao thức khác.

-Các bức điện thông tin.
* Kênh thông tin:
Kênh thông tin đợc sử dụngđể chuyển tiếp thông tin. Kênh thông tin LES
đợc sử dụng bởi MES để gửi các bức điện Store and forwork tới LES. Việc truy
nhập kênh đợc ấn định trên cơ sở khung TDMA. Giao thức truy nhập sử dụng
theo dạng Aloha với sự yêu cầu trực tiếp. Bởi vì có nhiều MES có thể dùng chung
kênh thông tin, trạm MES ấn dịnh thời gian phát cho mỗi MES. Khi đợc chỉ định
một thời gian bắt đầu phát, MES phát tất cả các kênh thông tin của nó liên tục.
Kênh thông tin đợc ấn định bởi NCS tới LES tuỳ theo số lơng thông tin đợc lu
trữ. Do đó, mỗi LES có thể có một hoặc nhiều kênh thông tin đợc sử dụng.
4.4 . Hệ thống thông tin Inmarsat M - mini M :
Cung cấp thông tin vệ tinh chất lợng cao trong khi vẫn giữ giá thành thiết
bị và giảm kích thớc vật lý của thiết bị đầu cuối INM M và mM. Thiết bị đầu
cuối thiết bị M và mM di động có kích thớc nhỏ hơn cả hai loại là thiết bị đầu
cuối INM A và INM B, nó thờng đợc dùng ở những nơi yêu cầu kích thớc nhỏ
gọn.
Nó có nhiều đặc tính giống INM B ở chỗ kỹ thật truy nhập và kỹ thuật xử
lý tín hiệu đều đợc số hoá, tăng hiệu quả sử dụng công suất vệ tinh, tiết kiệm độ
rộng băng kênh thông tin, giảm giá cớc thông tin
4.4.1 . Inmarsat M :
Kỹ thuật số hoá tiếng nói ở tốc độ thấp hơn INM B, tốc độ 6, 4Kbps kể cả
mã sửa sai, hoặc 4, 8 Kbps không kể mã sửa sai.
Kỹ thuật điều chế thoại OQPSK.
Dùng mã sửa sai trên đơn kênh một sóng mang do đó hiệu suất tốt hơn
INM A.
ANTEN chế tạo để phát chùm tia có độ rộng hẹp theo bề ngang nhng rộng
theo góc ngẩng để dễ truy cập theo vệ tinh nhng vẫn giảm công suất phát xạ.
INM M ra đời có một số u điểm hơn hệ thống trớc song kéo theo rất nhiều
nhợc điểm nên không đợc sử dụng thông dụng mà ngày nay làm tiền đề cho hệ
thống INM mM.

24
4.4.2 . Inmarsat miniM
Hệ thống INMARSAT - miniM bắt đầu đợc khai thác từ tháng 1 năm
1997. Hệ thống này có tên là mini M vì các đặc trng của nó cho phép thu nhỏ
các trạm di động qua việc sử dụng u điểm của búp sóng (Spot Beam) đợc đa vào
vệ tinh thế hệ thứ 3 phóng lên năm 1996 và 1997 Nó là sự phát triển của hệ
thống INMARSAT - M nhng nhỏ, nhẹ và rẻ hơn, với chức năng tự động truy nhập
toàn cầu bằng phơng thức TDMA, SDMA, RMA. Hệ thống cung cấp các dịch vụ
thoại, Fax và truyền dữ liệu trong phạm vi các búp sóng. Hệ thống INMARSAT -
miniM khác với hệ thống INMARSAT - B/M ở chỗ nó nhỏ, nhẹ hơn và tiêu thụ
công suất ít hơn. Hệ thống INMARSAT - miniM sử dụng dải băng RF nhỏ nhất,
và thông tin qua các búp sóng, nó có thể đồng thời phục vụ nhiều trạm MES hơn
INMARSAT - B/M. Hệ thống này sử dụng búp sóng nhỏ của vệ tinh INMARSAT
thế hệ 3. Trong hệ thống INMARSAT - mM có 3 loại MES : Land - Portable,
Land - Mobile và Maritime - Mobile. Đờng truyền thông tin của hệ thống
INMARSAT - mM là: MES - vệ tinh LES, và đợc kết nối với mạng mặt đất,
kênh báo hiệu sử dụng toàn cầu. Inmarsat - mini M sử dụng kĩ thuật điều chế
BPSK và OQPSK với mục đích cho phép giảm nhỏ băng thông, tăng dung lợng
kênh, giảm công suất phát và tăng hiệu quả sử dụng công suất vệ tinh, tiết kiệm
độ rộng băng kênh thông tin.
Các dịch vụ :
Dịch vụ thoại song công tốc độ 4.8 Kb/s. Thông tin thoại sử dụng cho các
cuộc gọi thông thờng (không có khả năng gọi cấp cứu, khẩn cấp và an toàn).
Dịch vụ Facsimile tốc độ 2.4 Kb/s theo chuẩn V.21 và V.27. Dịch vụ Fax
trong hệ thống INMARSAT thế hệ 3 gửi theo mạng thoại mặt đất là tín hiệu
analog có dải tần 300 - 3400 Hz, tần số trung tâm là 1700 Hz hoặc 1800 Hz.
Dịch vụ truyền dữ liệu tốc độ 2.4 Kb/s theo chuẩn V.22. Hệ thống
INMARSAT - mM truyền dữ liệu tốc độ thấp kết nối với mạng mặt đất theo 2 đ-
ờng chính. Có thẻ kết hợp hệ thống INMARSAT - miniM và hệ thống
INMARSAT - C để tạo ra tổ hợp đa dịch vụ. Chuyển mạch gói PSDN và mạng

INTERNET. Chuyển mạch vòng PSTN và mạng số đa dịch vụ ISDN.
Hệ thống INMARSAT - miniM cung cấp cho ngành hàng không dịch vụ:
thoại, truyền dữ liệu từ AES (Aicraft Earth Station) và thông tin điều khiển.
Trong mỗi vùng đại dơng. NCS quản lý toàn bộ các thông số hệ thống và
kết nối với các NCS ở các vùng đại dơng khác đồng thời kết nối với NOC để đảm
bảo liên mạng toàn cầu.
25