BTL thông tin vệ tinh tính suy hao đường truyền của trạm les đài hải phòng

PHẦN 1. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH
I. LỜI NÓI ĐẦU
Thông tin vệ tinh chỉ mới xuất hiện trong hơn bốn thập kỷ qua nhưng đã phát triển
nhanh chóng trên thế giới cũng như trong nước ta, mở ra cho một thời kỳ mơis cho sự phát
triển trong mọi lĩnh vực khoa học cũng như đời sống nói chung và đặc biệt ngành viễn
thông nói riêng.
Ngày nay chúng ta đang sống trong một thế giới của thông tin, nhu cầu thông tin
giữa con người với con người ngày càng lớn thuận lợi hơn và hoàn hảo hơn nhờ vào các hệ
thống truyền tin đa dạng như hệ thống thông tin vô tuyến hay hệ thống thông tin hữu tuyến.
Các hệ thống này thực sự là phương tiện cực kỳ hữu hiệu vì nó có khả năng kết nối mọi nơi
trên thế giới để vượt qua cả khái niệm về không gian và thời gian giúp con người gần gũi
nhau hơn mặc dù quãng đường rất xa, giúp con người cảm nhận được cuộc sống hiện tại của
thế giới xung quanh, thong tin vệ tinh không chỉ có ý nghĩa truyền dẫn đối với quốc gia, khu
vực mà còn mang tính xuyên lục địa như vệ tinh toàn cầu. Nhờ có vệ tinh mà quá trình
truyền thông tin giữa các châu lục trở nên tiện lợi hơn và nhanh chóng thông qua nhiều loiaj
hình dịch vụ khác nhau.
Thông tin vệ tinh đã được ứng dụng vào nước ta bắt đầu từ những năm 80 mở ra một
sự phát triển mới của viễn thông Việt Nam. Thông tin vệ tinh có nhiều ưu điểm nổi bật là
vùng phủ sóng rất rộng, triển khai lắp đặt nhanh và khả năng cung cấp dịch vụ đa dạng cho
người sử dụng. Nó là phương tiện hữu hiệu nhất để kết nối thông tin liên lạc với các vùng
xa xôi, biên giới, hải đảo nơi mà mạng cố định không thể với tới được, đồng thời thông tin
vẹ tinh nhờ ưu điểm triển khai lắp đặt và thiết lập liên lạc nhanh sẽ là phương tiện liên lạc
cơ động giúp cho việc ứng cứu kịp thời trong các tình huống khẩn cấp.
Trước khi có vệ tinh VINASAT-1, Việt Nam đã thuê vệ tinh của các nước khu vực
để phục vụ cho nhu cầu thông tin. Vệ tinh VINASAT-1 đưa vào sử dụng đáp ứng ngày càng
cao về nhu cầu trao đổi thông tin, giảm chi phí thuê vệ tinh. mở ra một bước tiến mới cho
viễn thông Việt Nam. VINASAT-1 đang vận hành và khai thác tốt, sử dụng gần hết công
suất và năm 2012 Việt Nam đã phóng thành công vệ tinh VINASAT-2 và đang được sử
dụng.
II. NGUYÊN LÝ THÔNG TIN VỆ TINH
Một vệ tinh có khả năng thu phát sóng vô tuyến điện sau khi được phóng vào vũ trụ

dùng cho thông tin vệ tinh.Khi đó vệ tinh sẽ khuếch đại sóng vô tuyến điện nhận được từ
các trạm mặt đất và phát lại sóng vô tuyến điện đến các trạm mặt đất khác.Loại vệ tinh nhân
tạo sử dụng cho thông tin vệ tinh như thế gọi là thông tin vệ tinh
Khi di chuyển từ các trạm mặt đất,sự di chuyển của vệ tinh theo quỹ đạo bay ngườ ta
chia vệ tinh làm 2 loại :
- Vệ tinh quỹ đạo thấp:là vệ tinh chuyển động liên tục so với mặt đất,thời gian cần
thiết cho vệ tinh chuyển động xung quanh quỹ đạo khác với chu kỳ quay của quả đất (loại
này dùng vào việc nghiên cứu khoa học,quân sự …)
- Vệ tinh địa tĩnh :là vệ tinh được phóng lên quỹ đạo tròn ở độ cao khoảng 36000 km
so với đường kính xích đạo.vệ tinh này bay xung quanh trái đất 1 vòng mất 24h. Do thời
gian bay của vệ tinh bằng thời gian quay của trái đất và cùng hướng (hướng đông),do đó vệ
tinh dường như đứng yên khi quan sát từ trái đất gọi là vệ tinh địa tĩnh.
1
- Nếu dùng 3 vệ tinh địa tĩnh được đặt cách đều nhau trên xích đạo thì có thể thiết lập
được thông tin hầu hết các vùng trên qủa đất bằng cách chuyển tiếp qua 1 hoặc 2 vệ tinh.
Điều này cho phép chúng ta xây dựng 1 mạng thông tin trên toàn thế giới.
- Cấu hình tổng quát của 1 hệ thống thông tin vệ tinh bao gồm :
+ Một vệ tinh địa tĩnh (trên quỹ đạo)
+ Các trạm mặt đất,các trạm này có thể truy cập đến vệ tinh.
+ Đường hướng từ trạm mặt đất phát đến vệ tinh gọi là đường lên, đường vệ tinh đến
trạm mặt đất gọi là đường xuống .
III.
ĐẶC
ĐIỂM CỦA THÔNG TIN VỆ TINH
- Chúng ta có thể phân loại các loại thông tin như sau:
+ Thông tin hữu tuyến điện như: cáp đồng trục,cáp quang…
+ Thông tin vô tuyến điện sử dụng sóng vô tuyến điện nối liền nhiều nơi trên thế giới
vượt qua thời gian và không gian:thông tin sóng ngắn, viba, vệ tinh…
- Ưu điểm của thông tin vệ tinh:
+ Có khả năng đa truy nhập.

2
+ Vùng phủ sóng rộng.
+ Ổn định cao, chất lượng và khả năng về thông băng rộng.
+ Có thể ứng dụng tốt cho thông tin di động.
+ Hiệu quả kinh tế cao cho thông tin đường dài,xuyên lục địa.
- Sóng vô tuyến điện phát đi từ 1 vệ tinh trên quỹ đạo địa tĩnh có thể bao phủ 1/3 toàn
bộ bề mặt trái đất. Bởi vậy các trạm mặt đất thuộc vùng đó có thể liên lạc với bất kỳ 1 trạm
mặt đất nào thuộc vùng phủ sóng thông qua vệ tinh thông tin.
- Kỹ thuật sử dụng 1 vệ tinh chung cho nhiều trạm mặt đất và việc tăng hiệu quả sử
dụng của nó tới cực đại gọi là đa truy nhập (đa truy nhập là phương pháp dùng 1 bộ phát
đáp trên vệ tinh chung cho nhiều trạm mặt đất).
- Yêu cầu đối với đa truy nhập là không để nhiễu giữa các trạm mặt đất. Vì vậy phải
phân chia tần số, thời gian không gian của sóng vô tuyến điện để truyền tin, phải phân phối
tần số, các khe thời gian 1 cách thích hợp cho từng trạm mặt đất.
- Đa truy nhâp có thể phân chia thành 3 loại sau (theo quan điểm ghép sóng mang).
+ FDMA (Frequency Division Multiple Access): Đa truy nhập phân chia theo tần số.
+ TDMA (Time Division Multiple Access): Đa truy nhập phân chia theo thời gian.
+ CDMA (Code Division Multiple Access): Đa truy nhập phân chia theo mã.
- Nhược điểm của thông tin vệ tinh:
+ Với tổng chiều dài ở đường lên và đường xuống là trên 70000km thì thời gian
truyền trễ là đáng kể
S*4/1
≈
mặc dù tốc độ truyền sóng rất cao 300000km/s.
+ Sóng vô tuyến điện bị suy hao và hấp thụ ở tầng điện ly và khí quyển đặc biệt trong
mưa. Để khắc phục người ta thường chọn khoảng tần số bị suy hao nhỏ nhất (từ 1
÷
10)Ghz
gọi là khoảng cửa sổ tần số: băng C.
3

PHẦN II. TÍNH TOÁN SUY HAO ĐƯỜNG TRUYỀN TUYẾN THÔNG TIN CỦA TRẠM
LES ĐẶT TẠI HẢI PHÒNG
II. CƠ SỞ LÝ THUYẾT
1. Đặc điểm khí hậu Việt Nam
Về mặt tự nhiên, nước ta nằm trong vùng nội chí tuyến, kéo dài theo chiều Bắc-Nam,
từ 8
o
34' N đến 23
o
23' N, nằm hoàn toàn trong vành đai nhiệt đới của nửa bán cầu Bắc.
Ngoài ra, lãnh thổ Việt Nam lại có hình dạng khá đặc biệt, bờ biển từ Bắc xuống Nam uốn
khúc theo hình chữ S kéo dài trên 15 vĩ độ, gần trung tâm khu vực Đông Nam Á, vị trí hoạt
động mạnh mẽ của các luồng gió mùa. Về cơ bản nước ta nhận được một lượng nhiệt của
mặt trời rất lớn, nhiệt độ trung bình năm của cả miền Bắc và miền Nam đều từ 21 độ trở lên.
Tuy nhiên, do sự tác động mạnh mẽ của gió mùa, đặc biệt là gió mùa đông bắc nên nhiệt độ
trung bình của nước ta thấp hơn nhiệt độ trung bình của nhiều nước khác nằm trong cùng vĩ
độ. Mặt khác, do ảnh hưởng của gió mùa nên khí hậu nước ta có sự khác nhau rõ rệt giữa
miền Bắc và miền Nam về độ ẩm không khí, sương mù và cường độ cơn mưa… đó là
những yếu tố ảnh hưởng lớn đến suy hao đường truyền trong tuyến thông tin vệ tinh, đặc
biệt là yếu tố về cường độ mưa.
Theo bản đồ vũ lượng quốc tế về phân bố mưa đưa ra trong thông báo rep 563-4 của
CCIR, cho thấy Việt Nam ở vùng phân bố mưa N có các giá trị như sau:
t% 1.0 0.3 0.1 0.03 0.01 0.003 0.001
R(mm/h) 5 15 35 65 95 140 180
Bảng 1: Số liệu quốc tế về mưa ở Việt Nam
t% là phần trăm thời gian thông tin trung bình năm có cường độ mưa vượt qúa giá trị
cường độ mưa tương ứng (R(mm/h)).
Tuy nhiên trên thực tế, lượng mưa phân bố ở Việt Nam là rất lớn, mặt khác sự phân
bố này là khác nhau giữa khu vực miền Bắc và miền Nam. Do đó, việc khảo sát điều kiện
khí hậu thực tế ở Việt Nam để chọn vị trí đặt trạm LES và tính toán suy hao đường truyền

tuyến thông tin vệ tinh là rất cần thiết. Trên cơ sở đó tính toán thiết kế tầng khuếch đại công
suất phù hợp, nhằm tiết kiệm được chi phí nhưng vẫn bảo đảm được độ tin cậy của kênh
thông tin. Xét về các điều kiện kinh tế và kỹ thuật, trạm LES của Việt Nam có thể đặt ở
miền Bắc hoặc miền Nam.
2. Đặc điểm khí hậu của miền Bắc (khu vực Hải Phòng):
Bắc Bộ nước ta nói chung và thành phố Hải Phòng nói riêng quanh năm có nhiệt độ
tương đối cao và ẩm, nền khí hậu chịu ảnh hưởng từ lục địa Trung Hoa chuyển qua và mang
tính chất khí hậu lục địa. Trong khi một phần khu vực Duyên hải lại chịu ảnh hưởng tính
chất khí hậu cận nhiệt đới ấm và gió mùa ẩm từ đất liền. Toàn vùng có khí hậu cận nhiệt đới
ẩm quanh năm với 4 mùa rõ rệt xuân, hạ, thu, đông. Đồng thời hàng năm chịu ảnh hưởng
của gió mùa đông bắc và gió mùa Đông Nam. Nhiệt độ trung bình năm tăng dần từ phía bắc
xuống phía nam và có khí hậu giao hoà, là đặc trưng của khu vực đồng bằng Bắc Bộ và ven
biển. Thời tiết mùa hè từ tháng 5 đến tháng 9 nóng ẩm và mưa cho tới khi gió mùa nổi lên.
Mùa đông từ tháng 10 tới tháng 4 trời lạnh, khô, có mưa phùn. Nhiệt độ trung bình hàng
năm khoảng 25độC, lượng mưa trung bình từ 1,700 đến 2,400mm. Vào mùa Đông nhiệt độ
xuống thấp nhất trong các tháng mười hai và tháng giêng. Thời gian này ở khu vực miền núi
phía bắc (như Sa Pa, Tam Đảo,Hoàng Liên Sơn) có lúc nhiệt độ còn lúc xuống dưới 0 độ C,
xuất hiện băng giá và có thể có tuyết rơi.
4
Khí hậu vùng Bắc Bộ cũng thường phải hứng chịu nhiều tác động xấu của thời tiết,
trung bình hàng năm có từ 6 đến 10 cơn bão và áp thấp nhiệt đới gây ra lũ lụt, đe dọa trực
tiếp đến cuộc sống và ngành nông nghiệp của toàn địa phương trong vùng.
Theo số liệu đo được từ các báo cáo đề tài khoa học của viện Khoa học kỹ thuật bưu
điện, đo cường độ mưa bằng thiết bị có độ phân giải 1 phút, ta có kết quả thống kê về cường
độ mưa khu vực Hà Nội nói riêng và khu vực miền Bắc nói chung trong 3 năm 1989, 1990,
1991 như sau:
t% 1.0 0.2 0.1 0.02 0.01 0.002 0.001
1989 2.0 12 26 86 124 220 260
1990 3.7 35 56 158 170 265 260
1991 1.2 14 42 95 116 167 176

Trung
bình
2.3 20.3 41.3 113 137 217 237.7
Bảng 2: Cường độ mưa thực tế khu vực miền Bắc (mm/h)
Bảng liệt kê số liệu cường độ cơn mưa mm/h ta nhận thấy, đặc điểm khí hậu của khu
vực Hải Phòng tương đối phức tạp, luôn thay đổi theo mưa, cường độ mưa trung bình lớn
hơn số liệu quốc tế phân bố mưa vùng N.
3. Lựa chọn vùng vệ tinh để tính toán suy hao đường truyền.
Việt Nam nằm trên con đường giao thông quốc tế từ Ấn Độ Dương lên Bắc Thái
Bình Dương, nằm trong vùng bao phủ của hai vệ tinh IOR và POR. Trong điều kiện nền
kinh tế nước ta còn nghèo, ngành công nghiệp hàng hải chưa mạnh, không thể cùng lúc xây
dựng cả hai trạm LES cho hai vùng vệ tinh được. Do đó việc lựa chọn vùng vệ tinh cho việc
xây dựng trạm LES tại Việt Nam phải căn cứ vào các yếu tố kinh tế, kỹ thuật sao cho chi
phí cho việc xây dựng trạm phải rẻ, hiệu quả và thu hút được nhiều thuê bao sau này.
Do khoảng cách giữa một trạm mặt đất với một vệ tinh là rất lớn cho nên trong quá
trình truyền sóng, vấn đề suy hao đường truyền là một trong những vấn đề quan trọng nhất.
Do đó khi thiết kế đường truyền vệ tinh người ta phải chú ý đến các loại suy hao này, bao
gồm:
* Suy hao do truyền sóng trong không gian tự do:
Khi sóng vô tuyến điện truyền trong không gian tự do, tỷ số công suất phát trên công
suất thu tại điểm cách nơi phát một khoảng R(m) được gọi là suy hao không gian tự do,
được tính theo cộng thức sau:
2
4 R
π
γ
λ
 
=
 ÷

 

Trong đó
λ
là bước sóng của sóng vô tuyến điện.
Ta thấy suy hao trong không gian tự do
γ
tỷ lệ với bình phương khoảng cách truyền
lan sóng. Do đó suy hao không gian tự do sẽ giảm đáng kể khi được cự ly truyền sóng.
* Suy hao do sự uốn cong của tia sóng:
Ta thấy tia sóng vô tuyến điện giữa một trạm mặt đất và một vệ tinh về mặt lý thuyết
là một đường thẳng, song thực tế nó bị uốn cong do sự thay đổi chiều cao tầng khúc xạ. Sự
uốn cong của tia sóng được đánh giá bằng góc uốn và nó phụ thuộc vào góc ngẩng của
anten trạm mặt đất, góc ngẩng càng lớn thì góc uốn cong tia sóng càng giảm.
Đồ thị dưới đây mô tả sóng vô tuyến bị uốn cong khi đi qua tầng khí quyển:
5
Hình 3-1: Sóng VTĐ bị uốn cong khi đi qua tầng khí quyển
Ns là tính khúc xạ tạị bề mặt trái đất.
Ns = 315 là giá trị của tầng khí quyển chuẩn.
* Suy hao do tia sóng bị phân kỳ:
Do chiều cao khúc xạ của tầng khí quyển biến thiên theo thời gian và hoạt động như
một gương lõm cho các tia sóng vô tuyến truyền qua, chúng sẽ bị suy hao do phân kỳ.
Suy hao do tán xạ của tầng khí quyển theo góc ngẩng anten biểu diễn bằng đồ thị sau:
Hình 3-2: Suy hao do tán xạ của tầng khí quyển
* Suy hao do khuếch tán:
Tính khúc xạ biến thiên do tầng đối lưu gây ra làm cho sóng vô tuyến điện bị phát đi
các hướng khác nhau, kết quả tín hiệu thu bị suy hao. Suy hao do hỗn loạn của tầng khí
quyển được gọi là suy hao khuếch tán. Sự suy hao này phụ thuộc vào góc ngẩng anten. Góc
ngẩng anten càng lớn thì suy hao càng nhỏ và biểu thị dưới Hình 3-3.
6

Thực nghiệm cho thấy giá trị suy hao do tính chất tán xạ và khuếch tán của tầng khí
quyển đối với các tia sóng, phụ thuộc vào góc ngẩng anten. Do vậy, nếu góc ngẩng anten
càng lớn thì suy hao càng nhỏ dẫn đến công suất phát giảm, tín hiệu thu được lớn hơn.
Hình 3-
3:
Suy
hao
phụ
thuộc vào góc ngẩng anten
Da: là đường kính anten
Ngoài các loại suy hao kể trên, tuyến thông tin vệ tinh còn chịu ảnh hưởng của nhiều
loại suy hao khác nữa, như suy hao do mưa, sương mù…nhưng các loại suy hao này không
phụ thuộc nhiều vào việc lựa chọn vùng vệ tinh.
Từ những lý do trên ta nhận thấy nếu chọn vùng vệ tinh thích hợp ta sẽ rút ngắn được
cự ly truyền, giảm nhỏ được một số loại suy hao do đó sẽ tiết kiệm được công suất phát.
Quan sát vào khu vực phủ sóng của vệ tinh INMARSAT ta thấy vùng biển các nước Đông
Nam Á nằm trong hai vùng phủ sóng của vệ tinh Ấn Độ Dương và Thái Bình Dương, song
Việt Nam gần với vệ tinh Ấn Độ Dương hơn. Do vậy khi thiết lập đường thông tin liên lạc
chọn vùng Ấn Độ Dương sẽ rút ngắn được đường truyền.
Bên cạnh những vấn đề về kỹ thuật như suy hao đường truyền, góc ngẩng anten, khi
đặt trạm LES còn phải quan tâm đến khả năng thu hút thuê bao của trạm LES đó. Khả năng
thu hút thuê bao phụ thuộc vào nhiều yếu tố nhưng một trong yếu tố quan trọng đầu tiên là
phải chọn được vùng vệ tinh bao phủ thích hợp, có mật độ hoạt động tầu bè lớn, có nhiều
tuyến đường hàng hải quan trọng.
Vệ tinh Ấn Độ Dương IOR bao phủ toàn bộ vùng biển Ấn Độ Dương, một phần Thái
Bình Dương và đặc biệt nó bao phủ toàn bộ các vùng biển của hai trung tâm kinh tế quan
trọng, phát triển và năng động nhất thế giới đó là vùng biển của các nước Đông Nam Á và
vùng biển của các nước thuộc khối EU. Nằm trong vùng bao phủ của vệ tinh này, có những
tuyến hàng hải quan trọng trên thế giới, với mật độ tàu bè qua lại dày đặc:
- Từ cảng Singapore là một trung tâm trung chuyển và cung ứng lớn nhất thế giới có

các tuyến hàng quan trọng đi Hồng Kông, Nam triều tiên, Nhật Bản, đi các nước Châu Âu,
các nước Nam Á và Đông Nam Châu Á,…
- Vùng biển Địa Trung Hải, biển Ban tích và kênh đào Suê là những vùng biển có
mật độ tàu bè dày đặc phục vụ việc trao đổi buôn bán và thương mại giữa các nước trong
khối EU, giữa các nước Châu Âu và Châu Á,…
- Các vùng biển Nam Phi, Đông Phi và Tây Phi phục vụ việc trao đổi hàng hoá và
buôn bán trong châu lục và giữa châu lục với các nước khác trên thế giới
7
So sánh với các vùng biển nằm trong vùng bao phủ của vệ tinh POR ta thấy trạm LES của
vệ tinh IOR sẽ có khả năng thu hút thuê bao lớn hơn rất nhiều so với vệ tinh POR.
Qua phân tích các cơ sở kinh tế kỹ thuật để lựa chọn vùng vệt inh cho một trạm LES
tại Việt Nam, ta thấy chọn vùng vệ tinh IOR là tối ưu hơn cả.
4. Cơ sở chọn vị trí đặt trạm LES tại Hải Phòng.
4.1 Cơ sở chung.
4.1.1 Điều kiện địa lý.
Đây là một trong những yếu tố quan trọng nhất luôn được quan tâm trong suốt quá
trình lựa chọn vị trí.
Vị trí đặt trạm thường được xác định sao cho góc ngẩng anten trên khu vực mặt
nghiêng chân trời có thể quan sát được tối đa cung địa tĩnh
Sự xác định này đảm bảo cho phép thông tin liên lạc với bất kỳ vệ tinh nào được xác
định trong phạm vi quan sát của cung địa tĩnh.
Vị trí đặt trạm thường được xác định sao cho khoảng cách giữa trạm mặt đất với
trung tâm chuyển mạch là tối thiểu. Do đó sẽ giảm được một số bộ chuyển tiếp sóng viba
mặt đất và độ dài cáp đồng trục. Điều này sẽ giảm cước phí đường truyền
Vị trí đặt trạm thường được xác định một cách hợp lý gần với trung tâm kinh tế để thu hút
thuê bao nhằm mục đích giảm cước phí và tối thiểu yêu cầu vận chuyển.
4.1.2 Yếu tố địa chấn.
Mặt đất phải có khả năng chịu tải đối với việc xây dựng và lắp đặt anten trạm mặt
đất. Điều này đặc biệt quan trọng đối với cấu trúc anten nặng và lớn. Do đó vị trí đặt trạm lý
tưởng phải vững chắc, mặt đất ổn định.

Sự trắc địa sơ bộ của vùng dành riêng cho vị trí đặt trạm sẽ bao gồm những vị trí để
khoan thăm dò, từ những vị tríkhoan đó người ta phân tích tững loại đất, đá nằm bên dưới
tại các vị trí có độ sâu khác nhau. Từ đó người ta xác định được lượng sunfat trong đất và
mạch nước ngầm bên dưới để xem xét sự ăn mòn của sunfat đối với bất kỳ cơ sở hạ tầng
nào được xây dựng cũng như độ lún của nền đất.
4.1.3 Nhân tố nhiễu.
Nhiễu có thể sinh ra từ những tuyến thông tin liên lạc khác nhau, như Radar hoặc
nhiễu từ trạm mặt đất với các dịch vụ thông tin khác, đặc biệt là thiết lập sóng viba mặt đất
hoạt động trong cùng dải tần.
Để giảm tối thiểu khả năng nhiễu RF tới trạm LES thì đường dẫn nên được xem xét
như sau:
- Mục tiêu đầu tiên phải tối thiểu hoá khả năng nhiễu RF thông qua việc lựa chọn khu
vực địa lý, tự nhiên thích hợp.
- Nhiễu tạp âm của sóng viba từ đường cao thế có thẻ là không đáng kể vì mức của
nó rất thấp, trừ trường hợp nơi mà điện áp cao thế có điẹn áp từ vài trăm KV trở lên.
Do vậy để phòng ngừa tạp âm nhiêu từ viba, trạm mặt đất nên xây dựng cách xa đường cao
thế khoảng vài trăm mét.
- Sự hoạt động của các tuyến hàng không trong vùng lân cân của trạm LES có thể
sinh ra nhiễu thông qua hoặc là một phần của búp sóng anten hoặc là từ Radar phát xạ tác
động lên máy bay và sau đó phản xạ lại anten trạm mặt đất. Do vậy vị trí đặt anten phải
tránh đường giao thoa của các đường truyền vệ tinh với đường hạ cánh của máy bay.
4.1.4 Nhân tố môi trường
Để đảm bảo thiết kế trạm mặt đất thích hợp nhất thì điều kiện khí hậu có ảnh hưởng
rất lớn như: tốc độ gió, áp thấp nhiệt đới, bão, lốc ảnh hưởng rất lớn tới kết cấu của anten
8
trạm mặt đất. Ngoài ra lượng mưa, cường độ mưa và độ ẩm ảnh hưởng rất lớn tới suy hao
đường truyền, những ảnh hưởng này sẽ liên quan đến giá thành lắp đặt trạm LES.
4.1.5 Trắc địa vị trí
Mỗi vị trí phải được khảo sát chi tiết thông qua khu vực trắc địa để sao cho vị trí đặt
trạm có cơ sở hạ tầng thuận lợi, không ảnh hưởng đến điều kiện đường truyền và tuyến

đường truyền vệ tinh, và đảm bảo để góc ngẩng và góc phương vị của anten không bị che
khuất so với đường chân trời một góc >5 độ.
4.2 Lựa chọn vị trí đặt trạm LES tại Hải Phòng
Như ta đã biết mưa và độ ẩm không khí ảnh hưởng rất lớn tới suy hao đường truyền.
Do vậy vị trí đặt trạm LES phải lựa chọn sao cho những ảnh hưởng của mây, mưa, bão gió
là ít nhất. Góc ngẩng anten lớn nhất và cự ly truyền là nhỏ nhất.
Mặt khác thời tiết của khu vực Hải Phòng biến đổi rất phức tạp, hàng năm khu vực
này bị ảnh hưởng rất lớn của các đợt gió mùa Đông Bắc và các cơn áp thấp nhiệt đới và bão,
lốc vàp mùa hè gây lên có cường độ rất lớn ảnh hưởng đáng kể đến độ tin cậy của tuyến
thông tin vệ tinh.
5. Tính toán suy hao đường truyền trên tuyến thông tin vệ tinh
Việc tính toán suy hao đường truyền trên tuyến thông tin vệ tinh INMARSAT C sẽ
giúp cho việc xác định chính xác các thông số kỹ thuật của trạm LES của Việt Nam.
- Những vấn đề liên quan đến suy hao đường truyền:
Một tuyến thông tin vệ tinh bao gồm đường truyền sóng từ anten của trạm phát đến
vệ tinh (tuyến lên) và từ vệ tinh đến anten thu của trạm mặt đất (tuyến xuống).
Với vệ tinh địa tĩnh bay ở độ cao 35788km, cự ly thông tin từ một trạm LES đến vệ
tinh cho một tuyến lên hay tuyến xuống gần nhất là 35788km. Khi anten chiếu thẳng vào vệ
tinh với góc ngẩng cực đại bẳng
0
90
, xa nhất là 41679km khi góc ngẩng của anten hướng
vào vệ tinh gần như theo phương nằm ngang với góc ngẩng nhỏ nhất cho phép là
0
5
.
Do cự ly truyền sóng trong thông tin vệ tinh lớn như vậy nên suy hao lớn nhất trong
tuyến là suy hao không gian tự do. Do sóng khi bức xạ từ anten phát sẽ phát đi theo mọi
hướng khi dùng anten vô hướng với giả thiết môi trường là chân không toàn bộ, từ (3-1) ta
biến đổi và có suy hao không gian tự do được tính bằng:

( ) ( ) ( )
20lg 20lg 92.45
td
L S km f GHz dB= +
Trong đó:
td
L
suy hao trong không gian tự do (dB)
S là chiều dài tuyến lên hay tuyến xuống (km)
f là tần số công tác
Ngoài suy hao chính là suy hao không gian tự do còn có các loại suy hao khác tuy
không lớn nhưng nếu khi tính toán tuyến thông tin vệ tinh mà chúng ta không xét hết khả
năng xấu nhất do ảnh hưởng của môi trường truyền sóng thì khi xảy ra các hiện tượng đó thì
chất lượng thông tin sẽ xấu đi. Các loại suy hao đó gồm:
* Suy hao do các chất khí có trong tầng đối lưu. Tầng đối lưu là lớp khí quyển nằm
sát mặt đất (cách 10km) gồm các chất khí như H
2
O, O
2
,O
3
,CO
2
. Các chất này sẽ hấp thụ
sóng và gây ra suy hao. Suy hao này phụ thuộc vào tần số và góc ngẩng của anten. Anten có
góc ngẩng càng lớn thì suy hao tầng đối lưu càng nhỏ.
* Suy hao do tầng điện ly. tầng điện ly là lớp khí quyển nằm ở độ cao 60-500km, do
bị ion hoá mạnh nên lớp khí quyển ở độ cao này bao gồm chủ yếu là các điện tử tự do gồm
các ion âm và dương nên gọi là tầng điện ly. Sự hấp thụ sóng trong tầng điện ly giảm khi tần
số tăng. Ở tần số từ 0.6-6GHz hấp thụ trong tầng đối lưu là rất nhỏ.

9
* Suy hao trong các điều kiện thời tiết xảy ra trong tầng đối lưu như mây, mưa, tuyết,
sương mù. Suy hao này phụ thuộc vào nhiều yếu tố như cường độ mưa hay sương mù, vào
tần số, vào chiều dài quãng đường đi của sóng trong mưa, chiều dài này phụ thuộc vào góc
ngẩng anten.
Sự phụ thuộc suy hao sóng do các chất khí, mưa và sương mù trong tầng đối lưu vào
góc ngẩng của anten băng C (6/4GHz).
Khi góc ngẩng của anten tăng, suy hao nói chung sẽ giảm.
Suy hao trong các chất khí rất nhỏ, có thể bỏ qua.
Suy hao thực tế phụ thuộc vào góc ngẩng anten, độ cao anten so với mực nước biển,
chiều cao cơn mưa và sương mù mà đoạn đường đi thực tếcủa sóng qua vùng đó là khác
nhau. Từ đó, suy hao tổng trên toàn bộ chiều dài đoạn đường đi sẽ được tính theo công thức
sau:
( )
e
A YL dB
=
Trong đó: Y là suy hao do mưa trên đoạn đường 1km (dB/km), phụ thuộc vào tần số, môi
trường gây suy hao như cường độ mưa hay độ dày của sương mù.
L
e
là chiều dài thực tế sóng đi qua vùng gây suy hao (km), phụ thuộc vào góc
ngẩng anten, độ cao đặt anten, được tính như sau:
L
e
=(h
m
-h
s
)/sinE(km)

h
m
là độ cao cơn mưa (km), được tính bằng:
( )
0 0
3 0.028 0 36
m
h
ϕ ϕ
= + < <
h
s
là độ cao anten trạm mặt đất so với mực nước biển (km)
E là góc ngẩng anten (độ)
* Suy hao do Phiđơ thu, phát L
FTx
, L
RTx
+ Suy hao do phiđơ giữa máy phát và anten L
FTx
: là sự suy hao tạo nên bởi các phiđơ
dẫn song và các đầu nối.
+ Suy hao do phiđơ giữa máy thu và anten L
RTx
: là suy hao tạo nên bởi các phiđơ dẫn
sóng và các đầu nối.
- Suy hao do ăngten thu phát lệch nhau.
Khi anten thu và phát lệch nhau thì sẽ tạo ra suy hao, vì búp chính của anten thu
không đúng hướng với chùm tia phát xạ của anten phát. Ta biểu diễn hai loại suy hao đó
như sau:

Trong đó :
α
T
là độ
lệch hướng của anten phát.

α
R
là độ lệch hướng của anten thu.

θ
3dB
là độ rộng búp sóng anten tính ở mức 3dB.
* Suy hao do thu không đúng phân cực.
Loại suy hao này cũng không thể bỏ qua khi anten thu không đúng hướng phát cùng
với phân cực sóng mang thu. Đối với sóng điện từ phát đi được phân cực tròn thì chỉ trên
trục bức xạ của anten phát mới có phân cực tròn, ngoài trục bức xạ phân cực bị biến dạng
thành elíp, ngoài ra khi truyền trong môi trường phân cực bị biến đổi do mưa.
10
( )
( )
2
T 3
2
R 3
dB =12*( / )
dB =12*( / )
T dB
R dB
L

L
α θ
α θ
Nếu gọi góc
γ
là góc giữa hai mặt sóng thì suy hao do lệch phân cực được biểu diễn như
sau:
20*lg( os )
POL
L c
γ
=
Thực tế thì thường lấy: L
POL
= 3dB đối với phân cực tròn.
II . TÍNH TOÁN CHI TIẾT
1. Tính toán suy hao đường truyền trên tuyến thông tin vệ tinh của một trạm LES
đặt tại Tp Hải Phòng
Một trạm LES đặt tại Tp Hải Phòng có vĩ độ
ϕ
= 20,8
o
N và kinh độ
λ
= 106,5
o
E
thông tin với vệ tinh địa tĩnh INMASAT IOR có kinh độ 64,5
o
. Xác định suy hao ở tuyến

lên khi công tác ở băng C với tần số tuyến lên là 6 Ghz, ta phải đi tính các loại suy hao sau:
Tính toán suy hao không gian tự do:
- Tính chiều dài tuyến lên S:

LES

e
R
E S

α
0

Tâm trái đất Vệ tinh
r
Từ hình vẽ ta có : S = (r
2
+R
E
2
- 2.R
E
.r.cos
α
0
)
1/2
(km) (1)
Trong đó: r = 42166Km (bán kính quỹ đạo vệ tinh)

e
R
= 6378Km (bán kính trái đất)

0
β
là góc ở tâm chắn cung từ điểm trạm mặt đất đến điểm vệ tinh
chiếu lên mặt đất (độ).
Mặt khác:
0
os os *cosc c
β ϕ λ
= ∆


ϕ
là vĩ độ trạm mặt đất =
0
20,8 N

λ
∆
là hiệu của kinh độ vệ tinh với kinh độ mặt đất tính bằng:

0 0 0
106,5 64,5 42 E
λ
∆ = − =
Vậy:
0 0

0
os os20,8 * os42 0,695c c c
β
= =
Thay vào công thức (1) ta có :

2 2 1/ 2
(42166 6378 2*42166*6378*0,695) 38011S = + − =
(Km)
Vậy suy hao không gian tự do sẽ là:

20lg38011 20lg 6 92,45 91,60 15,56 92,45 199,61( )
td
L dB= + + = + + =
*Tính góc ngẩng E:
Ta có :
0
0
( os / )
0,695 6378/ 42166
0,756
sin 0,719
e
c R r
tgE
β
β
−
−
= = =

Vậy góc ngẩng anten là:
0
37E ≈

1.1 Tính suy hao trong tầng đối lưu
Suy hao trong tầng đối lưu ở tần số 6 Ghz cho đoạn đường tuyến sóng đi qua là 1Km
tính tại mực nước biển, ta có :
-Suy hao chất khí :
0,01 /
k
Y dB Km=
11
-Độ dài sóng truyền trong tầng đối lưu, ở khu vực có nhiệt độ cao, tầng đối lưu là
10Km tính từ mực nước biển, với độ cao anten chọn là 13m, góc ngẩng
0
37
Từ đó ta có đoạn đường sóng đi trong tầng đối lưu là:

0
(10 0.013)
16.59( )
sin 37
dl
L Km
−
= =
(2)
Vậy suy hao trong các chất khí tầng đối lưu là: 16,59 * 0,01 = 0,166 (dB).
Suy hao trong sương mù với độ dầy 0,1 g/
3

m
có thể bỏ qua.
1.2 Suy hao trong mưa
Suy hao trong mưa là một trong những suy hao ảnh hưởng lớn đến tuyến thông tin vệ
tinh, để tính suy hao trong mưa một cách chính xác ta phải tính qua các bước sau:
* Tính độ cao ảnh hưởng của mưa
r
h
Vị trí đặt trạm có :
0 0
20,8 36N
ϕ
= <
Vậy độ cao ảnh hưởng của mưa là:

( )
3,0 0,028* 3,0 0,028*20,8 3,6
r
h Km
ϕ
= + = + =
(3)
Vì E >
0
5
nên đường truyền trong cơn mưa là:

( )
0
( )/ sin (3,6 0,013)/ sin 37 5,96

m r a
L h h E Km= − = − =
(4)
Trong đó:
m
L
là độ dài đường truyền trong mưa

a
h
là độ cao của anten so với mặt nước biển.
Chọn:
13
a
h m=
* Tính chiều dài vùng mưa trên mặt đất
g
L
Dựa vào hình trên ta có :

0
* os37
g m
L L c=
Vậy chiều dài vùng mưa trên mặt đất là:

( )
4,760
g
L Km=

* Tính hệ số qui đổi
0,01
r
cho 0,01% thời gian thông tin trung bình năm

0,01 g 0,01
1/[ 1+L /35*exp(-0,015*R )]r =
(5)

0,01
R
là cường độ mưa cho 0.01% thời gian thông tin trung bình năm.
Theo bảng 2:
0,01
R
= 137mm/h với khu vực TP. Hải Phòng.
Vậy hệ số quy đổi là:
0,01
0,485r =

* Tính hệ số suy hao tuyến xiên
12
Tra bảng 1 rep 721-3 CCIR ở tần số 6Ghz ta có :

0,00258
h
k =

0,00235
v

k =

1,335
h
α
=

1,313
v
α
=
Vậy suy hao trong mưa cho 1Km tuyến lên được tính bằng công thức:

( )
1 0,01
*( )
r km
Y k R Km
α
=
(6)
Trong đó:
1r km
Y
hệ số suy hao mưa cho 1Km.
Áp dụng công thức tính cho phân cực tròn ở tần số như sau:

2
h
[k ( )* os ]/2

v h v
k k k k c E= + + −
Thay số và tính được : k = 0,002538
Tương tự với hệ số α tính như sau:

2
h
[k * * ( * * )* os ]/2k
h v v h h v v
k k k c E
α α α α α
= + + −
Thay số vào ta được: α = 1,331
* Tính hệ số suy hao mưa đặc trưng cho 1 km theo số liệu về cường độ mưa ở Tp Hải
Phòng như sau
Thay số vào biểu thức (6) ta được:

( )
1,331
1 0,01
*( ) 0,002538*(137) 1,7720 /
e km
Y k R dB Km
α
= = =
Vậy suy hao do mưa tuyến lên là:

( )
1 0,01
* *

m r km m
Y Y L r dB=
Trong đó :
m
Y
suy hao do mưa của tuyến lên (dB)
Thay số vào (7) ta có :
( )
1,7720*5,96*0,485 5,122
m
Y dB= =
Vậy suy hao do mưa của tuyến lên là: 5,122(dB).
Vậy tổng suy hao toàn tuyến lên của trạm LES đặt tại Hải Phòng:
( )
199,61 0,166 5,122 204,898
up
Y dB= + + =
Bằng cách tính tương tự , ta có suy hao tuyến xuống ở băng L=1,5GHz cho một đài
MES tại biên của vùng phủ sóng của vệ tinh ( có góc ngẩng anten bằng 5 độ ) trong thông
tin vệ tinh LES - vệ tinh - MES của trạm LES Hải Phòng là:
( )
own
189,13
d
Y dB=
.
Việc tính toán suy hao tại vị trí này sẽ cho biết mức năng lượng dự trữ cần thiết cho
vệ tinh để truyền thông tin đạt chất lượng tốt trong điều kiện chịu các tác động của các loại
suy hao đường truyền.
Kết luận: Do đặc điểm khí hậu không thuận lợi của khu vực Hải Phòng biến đổi rất

phức tạp, hàng năm khu vực này bị ảnh hưởng rất lớn của các đợt gió mùa Đông Bắc và các
cơn áp thấp nhiệt đới và bão vào mùa hè gây nên mưa có cường độ rất lớn ảnh hưởng đáng
kể đến độ tin cậy của tuyến thông tin vệ tinh nên có lượng suy hao đường truyền trên các
tuyến là tương đối cao. Như vậy trên thực tế xét về mặt kỹ thuật thì việc xây dựng một trạm
LES đặt tại Hải Phòng không phù hợp được bằng các khu vực có khí hậu ổn định hơn như
khu vực miền Nam.
13
PHẦN II : PHÂN TÍCH LƯU ĐỒ THỰC HIỆN CUỘC GỌI TỪ MES TỚI LES
I. CẤU TRÚC HỆ THỐNG INM-C
1. Khái quát chung về hệ thống INM-C.
Sơ đồ sau sẽ chỉ ra các thành phần trong kiến trúc hệ thống INM_C gồm LES, NOC,
NCS và MES:
a. Trung tâm điều hành mạng NOC (Network operators center) thực hiện chức năng quản lý
mạng như cấp nhận dạng cho các đài di động của NCS. Ngoài ra nó còn thực hiện loan báo
khi có sự xuất hiện của một LES mới.liên lạc giữa NOC với NCS được thực hiện qua mạng
thông tin mặt đất.
b. Trạm phối hợp mạng NCS. (Network coordination station):
Mỗi vùng đại dương sẽ có một NCS quản lý , điều khiển tất cả các thông tin liên lạc
trong vùng đó.
Trái đất được chia làm 4 vùng do 4 NCS quản lý như sau:
AORE NCS đặt tại Anh (Goonhilly)
AORW NCS đặt tại Navay (đài EIK )
IOR NCS đặt tại Singapore (đài Sentosa)
POR NCS đặt tại Nhật (đài yamaguchi )
Các chức năng chính của NCS gồm có:
- Kết nối tới các NCS khác qua trung tâm điều hành mạng.
- Phát các bức điện EGC tới các tầu nằm trong vùng biển mà nó quản lý.
- Loan báo một cuộc gọi.
- Xác nhận điện.
Tất cả các MES hoạt động trong vùng biển do NCS phụ trách đều được yêu cầu đăng

nhập vào mạng, một danh sách của tất cả các MES đã đăng ký sẽ được NCS gửi tới LES để
giúp LES khi cần chuyển cuộc gọi tới MES từ một thuê bao trong mạng mặt đất. Trạm NCS
còn thực hiện việc giám sát các MES để đảm bảo rằng khi MES di chuyển từ vùng biển này
sang vùng biển khác thì cuộc gọi tới MES sẽ được phát lại hoặc huỷ bỏ.
14
NOC
AORE
NCS-2
POR
NCS-2
AOR
W
NCS-2
IOR
NCS-2
LES LES LES LES LES LES
LES LES LES LES LES LES
c. Trạm mặt đất LES (Land Earth Station)
Chức năng chính của LES là định tuyến các bức điện giữa mạng vệ tinh và mạng mặt
đất. Ngoài ra mỗi một trạm LES (như một Gateway) làm nhiệm vụ kết nối thông tin giữa vệ
tinh và mạng thông tin công cộng quốc gia hoặc quốc tế. Mỗi nước có thể lắp đặt một trạm
LES nhằm làm giảm phí tổn khi liên lạc qua mạng mặt đất, điều này nghĩa là mỗi vùng biển
có nhiều trạm LES. Trạm LES có hệ thống Anten lớn có thể liên lạc với vệ tinh tương ứng
trong vùng phủ sóng, cho phép kết nối đồng thời với nhiều trạm di động MES. Chủ điều
hành trạm LES thường là những công ty viễn thông lớn đảm bảo cung cấp dịch vụ trên vùng
rất rộng cho các trạm thông tin di động MES.
Mỗi LES trong khu vực do NCS quản lý sẽ kết nối với NCS qua kênh báo hiệu liên
đài ISL (Interstation Signalling Link).
d. Trạm di động mặt đất MES (Mobile Earth Station)
Mỗi MES bao gồm hai phần: một phần thực hiện chức năng giao tiếp người máy là

một máy vi tính còn được gọi là DTE (data terminal equipment), một phần thực hiện chức
năng truyền dữ liệu giữa DTE và các thiết bị ngoại vi, vệ tinh được gọi là DCE(data circuit
terminal equipment).
Trạm MES là thiết bị được lắp trên các phương tiện di động hoặc ở những nơi xa xôi
hẻo lánh để có thể thông tin liên lạc với các thuê bao bờ qua hệ thống thông tin
INMARSAT. Các trạm MES thường có kết cấu nhỏ gọn và có chức năng phù hợp với từng
yêu cầu sử dụng nhằm đảm bảo giá thành thấp phù hợp cho mọi đối tượng sử dụng.
2. Các loại kênh thông tin trong hệ thống INM-C:
a.Kênh báo hiệu chung NCS:
Kênh báo hiệu chung NCS là một kênh TDM với chiều dài khung 8,64(s)
Kênh này được phát liên tục tới tất cả các đài MES trong khu vực biển phụ trách của
NCS. Nó mang theo các thông tin về hệ thống, thông tin báo hiệu, và các bức điện EGC từ
NCS tới MES , MES sẽ tự động điều chỉnh tới kênh báo hiệu NCS thích hợp khi nó ở tình
trạng rỗi. Một đài NCS có thể phát 1 hoặc nhiều kênh báo hiệu chung tuỳ thuộc vào lưu
lượng thông tin.
b. Kênh TDM của LES (LES TDM):
Kênh LES TDM có cùng cấu trúc như kênh báo hiệu chung của NCS. Kênh này phát
thông tin báo hiệu và chuyển tiếp các bức điện từ LES tới MES. Việc truy nhập tới kênh
TDM theo phương thức tới trước phục vụ trước tuỳ theo mức ưu tiên của các gói tin.
c. Kênh chuyển điện:
Kênh này được sử dụng để chuyển các bức điện thông thường từ MES tới LESviệc
truy nhập tới kênh này dựa trên phương thức TDMA theo sự điều khiển của LES. Khi đài
MES nhận được ấn định thời gian khởi đầu nó sẽ phát toàn bộ bức điện của mình không
gián đoạn. Các đài NCS sẽ ấn định một hoặc nhiều kênh chuyển điện cho LES tuỳ theo lưu
lượng thông tin.
d. Kênh báo hiệuMES:
MES sẽ sử dụng kênh báo hiệu được kết hợp với kênh LES TDM hoặc kênh NCS TDM để
thiết lập cuộc gọi tới LES , các thủ tục hoà mạng (Login ) ra khỏi mạng (logout) tới NCS
hoặc chuyển các cuộc báo động cấp cưú tới cả LES và NCS , việc truy nhập tới kênh báo
hiệu sử dụng phương thức truy nhập ngẫu nhiên theo khe thời gian đăng ký.

15
e. Kênh báo hiệu liên đài (ISL) :
LES sử dụng kênh báo hiệu liên đài (ISL) trên đường truyền vệ tinh để gửi các thông
tin báo hiệu, các bức điện EGC hoặc thông tin đề xướng cuộc gọi tới NCS NCS cũng dùng
các kênh này để chuyển các thông tin về hệ thống và thông tin liên quan tới cuộc gọi tới
LES. Các đài NCS thuộc các vùng biển khác nhau có thể dùng các kênh báo hiệu trong
mạng thông tin mặt đất để trao đổi các thông tin liên quan tới các đài MES hoặc kết nối các
đài NCS với trung tâm khai thác mạng NOC ở London.

3. Cấu trúc kênh
3.1 Cấu trúc kênh TDM
a. Cấu trúc khung :
Kênh LES TDM và NCS TDM có cùng cấu trúc khung, mỗi khung có chiều dài cố
định 10368 Symbol, khoảng thời gian mỗi khung là 8,64s và được phát với tốc độ
R=1200symbol/s . Mỗi khung mang theo 639byte thông tin , ban đầu dữ liệu được lưu trữ
trong bộ nhớ dưới dạng các gói tin , gói đầu của khung bao giờ cũng là bulletin board nó
mang theo các thông tin cần thiết cho việc truy cập của đài MES , tiếp theo là một hoặc
nhiều gói thường dùng để mô tả các kênh báo hiệu được kết hợp với kênh TDM hiện thời .
Phần còn lại dành riêng cho các gói tin báo hiệu và các bức điện thông thường. Bộ nhớ gồm
639 byte nên nếu không đủ các gói tin để điền đầy bộ nhớ thì phần trống của bộ nhớ sẽ được
điền đầy toàn bộ bằng các bit 0, nếu mỗi gói tin có kích thước vượt quá giới hạn của khung
thì sẽ được đóng thành 2 gói , một được truyền ở phần cuối của khung hiện thời và một
truyền ở phần đầu của khung tiếp theo .
Quá trình sử lý đổi 639 byte thông tin thành khung 10368 symbol được thực hiện
thông qua các bước.
- Xử lý trộn (scramber )
- Mã hoá tín hiệu
- Xử lý chèn
b. Các loại gói tin kênh TDM
- Gói tin mô tả kênh báo hiệu (signalling channel descriptor): Mỗi kênh TDM có một

hoặc nhiều kênh báo hiệu kết hợp với nó, tương ứng với mỗi kênh báo hiệu sẽ có một gói
NCS
LES
MES
ISL ISL
LES TDM
Massage Channel
Singnalling Channel
Massage Channel
Singnalling
Channel
NCS
Common
Channel
16
tin mô tả kênh báo hiệu phát trên kênh TDM, gói tin này cho biết tần số kênh báo hiệu và
trạng thái từng khe thời gian trong các kênh báo hiệu phát ở khung thời gian trước đó.
- Gói tin loan báo cuộc gọi (announcement): Khi có yêu cầu thực hiện việc chuyển
điện LES sẽ phát gói tin này tới đài NCS trên kênh ISL, sau đó NCS sẽ chuyển tiếp gói tin
này tới đài MES xác định để thông báo LES đã sẵn sàng cho việc chuyển điện. Gói tin này
được sử dụng cho cuộc gọi LES-to-MES và MES-to-LES.
- Gói ấn định kênh logic (logical channel assignment)
Kênh logic là các kênh TDM của đài LES hoặc kênh chuyển điện của đài MES, cả
hai kênh này đều dùng để chuyển các bức điện thông thường hoặc cấp cứu giữa LES và
MES. Gói ấn định kênh logic là một trong hai cách để LES bắt đầu cuộc gọi tới MES (cách
thứ hai là phát gói loan báo cuộc gọi trên kênh NCS TDM). Gói tin này được sử dụng trong
ba tình huống :
Khi MES phát tín hiệu yêu cầu ấn định kênh chuyển điện trực tiếp tới LES trên kênh
báo hiệu, LES sẽ trả lời chấp nhận yêu cầu bằng cách phát gói tin ấn định kênh logic( cuộc
gọi mobile-to-LES ).

Khi MES yêu cầu ấn định kênh chuyển điện nhưng LES bận nên sau đó nó phát gói
An để hướng dẫn MES trở về kênh LES TDM và tiếp theo LES sẽ phát gói tin ấn định kênh
logic (cuộc gọi mobile-to-LES).
Trong cuộc gọi LES-to-mobile khi đã kết thúc việc chuyển điện nhưng vẫn còn các
bức điện khác cần chuyển LES sẽ phát gói tin ấn định kênh logic thay vì phát tín hiệu xoá
cuộc gọi.
- Gói tin Request Status: Trong cuộc gọi mobile- to- LES khi MES phát gói tin yêu
cầu kênh chuyển điện nhưng LES không thể ngay lập tức thiết lập cuộc gọi hoặc không
chấp nhận cuộc gọi nó sẽ sử dụng gói tin này để thông báo với MES, gói tin này có thể phát
trực tiếp trên kênh LES TDM hoặc chuyển tiếp trên kênh NCS TDM tuỳ thuộc MES phát
gói tin báo hiệu trực tiếp hay gián tiếp tới LES.
- Gói tin EGC: Mỗi bức điện EGC có kích cỡ từ 1÷65280 byte. Các bức điện có lớn
hơn 256 byte thì được chia làm các phần nhỏ, mỗi phần gồm 256 byte dữ liệu và mỗi phần
tương ứng với một gói tin EGC. Mỗi gói tin EGC gồm phần mào đầu và phần thông tin,
phần mào đầu có tín hiệu kiểm tra tổng riêng và được máy thu EGC sử dụng để quyết định
có nên in các bức điện EGC bị thu lỗi hay không. Khi tín hiệu kiểm tra tổng của cả gói tin
chỉ ra rằng gói tin thu bị lỗi thì máy thu sẽ kiểm tra phần kiểm tra tổng của phần mào đầu để
kiểm tra phần mào đầu thu có bị lỗi hay không, nếu có thì không in bức điện được thu, nếu
không thì in bức điện được thu .
Dạng đơn giản nhất của gói tin EGC là gói có một phần mào đầu (single header), mỗi
gói mang theo một phần của bức điện EGC. Gói tin EGC thường được NCS phát trên kênh
báo hiệu chung NCS TDM tới các đài MES.
3.2 Cấu trúc kênh báo hiệu
a. Cấu trúc khung:
MES sử dụng các kênh báo hiệu để phát yêu cầu kênh chuyển điện, báo động cấp
cứu tới LES hoặc với mục đích login, logout tới NCS. Mỗi đài LES/NCS có một hoặc nhiều
kênh báo hiệu tuỳ thuộc lưu lượng thông tin. Vì kênh báo hiệu được chia sẻ cho nhiều người
dùng do đó phương pháp truy nhập tới nó là truy nhập ngẫu nhiên theo khe thời gian.
Khoảng thời gian một khung của kênh báo hiệu là 8.64(s) (giống với kênh TDM),
mỗi khung chia làm 14 khe thời gian (vệ tinh thế hệ 1) hoặc 28 khe (vệ tinh thế hệ 2).

17
Mỗi đài phát khác nhau sẽ phát các gói tin của mình theo từng burst vào các khe thời
gian ngẫu nhiên, do tính ngẫu nhiên nên có khả năng xẩy ra xung đột thông tin giữa các đài,
vì MES không có khả năng giám sát quá trình truyền tin nên NCS hoặc MES sẽ yêu cầu
MES phát lại gói tin sau một khoảng thời gian trễ nhất định, nếu các đài là hoàn độc lập thì
khả năng xẩy ra xung đột lần hai là rất ít. Mỗi burst mang theo một gói tin có độ dài cố định
15 byte, 120 bit nếu không đủ các bit thông tin thì các byte trống được điền đầy bằng các bit
0. Các gói tin được xử lý trộn và mã hoá để tạo ra 252 symbol dữ liệu, khối dữ liệu cộng
thêm một UW (unique word-từ duy nhất) 64 symbol để tạo ra một burst hoàn chỉnh phát
trên đường truyền. Tốc độ phát của burst là 600 symbol/s - vệ tinh thế hệ 1 hoặc 1200
symbol/s - vệ tinh thế hệ 2.
b. Các loại gói tin kênh báo hiệu
- Gói tin xác nhận nhận điện (Acknowledgment): MES sử dụng gói tin này để xác
nhận tới LES về những bức điện đã được chuyển tới MES trong cuộc gọi LES-to-mobile.
- Gói tin trả lời loan báo (Announcement response): Trong cuộc gọi mobile-to-LES
đài MES phát tín hiệu yêu cầu kênh chuyển điện trên kênh báo hiệu trực tiếp tới LES nhưng
LES bận không thể ngay lập tức đáp ứng yêu cầu, nên sau đó một khoảng thời gian khi đã
sẵn sàng LES sẽ phát tín hiệu loan báo cuộc gọi trên kênh NCS TDM để yêu cầu MES nối
lại cuộc gọi, MES sẽ sử dụng gói tin trả lời loan báo (Announcement response) để thông
báo với LES rằng nó đang điều chỉnh tới kênh LES TDM và sẵn sàng cho thông tin.
- Gói tin trả lời việc ấn định kênh logic (assigment response): MES sử dụng gói tin
này để trả lời loan báo cuộc gọi của LES trong cuộc gọi LES-to-mobile hoặc trong trường
hợp LES đã chuyển hết một bức điện nhưng vẫn còn những bức điện tiếp theo khi đó nó sẽ
18
phát gói tin ấn định kênh logic thay vì gói tin xoá cuộc gọi và MES sẽ sử dụng gói tin này
để trả lời LES .
- Gói tin yêu cầu truy nhập mạng (login request): Trước khi một đài MES muốn sử
dụng một mạng thông tin nào đó để chuyển điện hoặc sử dụng dịch vụ thì nó phải tiến hành
truy nhập tới đài NCS của vùng biển mà MES đang hoạt động bằng thủ tục login. Thủ tục
login sẽ cho NCS biết MES đang canh nghe trên kênh NCS TDM nào để nó phát các tín

hiệu loan báo tới MES, NCS cũng có thể yêu cầu MES điều chỉnh tới kênh TDM khác nếu
cần thiết, tuy nhiên trong trường hợp báo động cấp cứu thì bất kỳ kênh nào cũng có thể
được chấp nhận.
- Gói báo động cấp cứu (Distress alert): MES phát gói tin báo động cấp cứu trong
trường hợp tàu gặp nạn và yêu cầu sự trợ giúp khẩn cấp. Gói tin này có thể được truyền tới
NCS mà không cần login, NCS tự động chấp nhận chấp nhận cuộc gọi và chuyển tiếp tín
hiệu báo động tới LES. Nếu LES có kênh TDM cố định thì tín hiệu báo động có thể được
chuyển trực tiếp tới LES và LES có trách nhiệm chuyển tiếp báo động ngay lập tức tới RCC
quốc tế và quốc gia, trong trường hợp LES không có khả năng chuyển tiếp thì NCS sẽ đảm
nhận trách nhiệm này.
- Gói tin MES force clear: Trong một số trường hợp MES bắt buộc phải kết thúc
cuộc gọi giữa chừng vì nhiều lý do khác nhau nhưng chủ yếu là vấn đề lỗi, khi đó MES sẽ
phát tín hiệu cưỡng ép xoá cuộc gọi tới LES trên kênh báo hiệu, LES sẽ xác nhận trên kênh
TDM kết hợp.
3.3 Cấu trúc kênh chuyển điện
a. Cấu trúc khung
Cấu trúc khung kênh chuyển điện gần giống với cấu trúc khung kênh TDM, tuy
nhiên nó có một số đặc điểm riêng.
- Kênh chuyển điện được chia sẻ cho nhiều người dùng, phương thức truy nhập đến
kênh chuyển điện là TDMA. Vì các đài phát khác nhau nên có thể có sự sai khác như về tần
số và đồng hồ. Do đó phần mào đầu được thêm vào các Burst thông tin của từng đài nhằm
trợ giúp cho việc khôi phục tần số và đồng hồ ở đài thu.
- Độ dài khung biến đổi tùy theo kích cỡ bức điện.
- Tốc độ phát là 1200 Symbol/s hoặc 600 Symbol/s tùy thuộc vào loại vệ tinh được
lựa chọn.
- Mỗi khung kênh chuyển điện mang theo (N + 1) gói tin (N: là số gói tin N = 0 ÷ 4)
Mỗi gói tin gồm 127 Byte cố định cộng thêm 1 Byte cân bằng thành 126 Byte, N + 1
gói tin được sắp xếp thành một khối lưu trữ trong bộ nhớ trước khi chuyển thành một khung
các Symbol để phát trên đường truyền.
b. Gói tin trên kênh chuyển điện

Mỗi gói tin kênh chuyển điện gồm 127 Byte cố định, trong đó Byte đầu tiên cho biết
số thứ tự bức điện và 2 Byte cuối cùng là tín hiệu kiểm tra tổng, ngoài ra còn một số phần
như mào đầu dữ liệu. Trong bức điện có thể có nhiều gói tin, các gói tin tiếp theo gói thứ
nhất không cần phần địa chỉ.
II. PHÂN TÍCH LƯU ĐỒ THỰC HIỆN CUỘC GỌI TỪ MES ĐẾN LES VÀ TỪ LES
ĐẾN MES
19
Dựa trên những kiến thức chung về hệ thống INM-C bao gồm cấu trúc hệ thống, cấu
trúc các kênh thông tin và chức năng các gói tin cũng như chức năng của các trạm NCS,
LES và MES ta có thể đi sâu váo phân tích cụ thể thủ tục các trường hợp thực hiện một cuộc
gọi từ MES đến LES như sau :
2.1 Thủ tục thực hiện một cuộc gọi thông thường từ MES đến LES.
* Trường hợp LES có kênh TDM cố định
1. LES TDM:
Sau khi định dạng bức điện hoàn thành MES sẽ điều chỉnh tới kênh TDM của LES
thích hợp, việc điều chỉnh này dựa trên việc MES lấy thông tin trong gói Bulletin board
được đưa đến trên kênh TDM của NCS. Thông tin gồm có kênh chuyển điện kết hợp với
kênh TDM và khe thời gian rỗi. Trên kênh báo hiệu đi kèm với kênh LES TDM, MES sẽ
chọn ngẫu nhiên một khe thời gian rỗi và phát yêu cầu chuyển điện.
2. Loan báo :
Khi đã sẵn sàng cho việc chuyển điện MES sẽ phát gói tin loan báo cuộc gọi, gói tin này
gồm có thông tin về số nhận dạng của MES, LES và độ dài bức điện cũng như đích đến của
bức điện thuộc thuê bao mặt đất hoặc trạm đài di động.
3. Báo trạng thái MES bận:
Khi nhận được gói tin loan báo cuộc gọi từ MES, lúc này LES tiến hành gửi thông
tin về trạng thái bận của MES đến NCS trên kênh ISL. Khi đó MES sẽ được đưa vào danh
sách các đài đang làm việc nhằm tránh trường hợp một đài khác muốn gọi cho nó.
4. Ấn định kênh logic:
LES sẽ thực hiện việc ấn định kênh logic cho MES trên kênh báo hiệu kênh chung
của nó. Gói tin ấn định kênh logic mạng thông tin về số nhận dạng MES, LES và số kênh

logic cũng như chiều dài khung.
5. Chuyển điện:
Bức điện sẽ được tới LES dưới dạng các gói tin, trong mỗi gói tin bao giờ cũng có
phần mào đầu mang thông tin về kênh logic và số lượng gói tin và các gói tin được phát liên
tục không ngắt quãng. Sau khi phát toàn bộ bức điện MES sẽ chuyển về kênh LES TDM.
6. Xác nhận :
Sau khi thu toàn bộ gói tin của bức điện trên kênh chuyển điện LES sẽ phát gói tin
xác nhận trên kênh LES TDM gồm có số nhận dạng của LES, số kênh logic, chiều dài
khung, kênh chuyển điện của MES và các gói tin LES thu lỗi. Nếu có gói tin thu lỗi MES sẽ
thực hiện việc phát lại trên kênh chuyển điện.
7. Xoá kênh logic:
Sau khi LES nhận tất cả các gói tin của bức điện mà không có lỗi LES sẽ thực hiện
xoá kênh logic và MES sẽ quay về trực canh trên kênh NCS TDM.
8. Báo trạng thái MES rỗi:
Khi xoá kênh logic LES sẽ chờ khoảng 60 giây để MES quay về kênh NCS TDM,
tiếp sau đó LES sẽ gửi thông tin báo trạng thái rỗi của MES đến NCS để cập nhật vào danh
sách các đài rỗi.
9. Xác nhận việc chuyển điện:
Trong một số trường hợp MES yêu cầu về việc xác nhận rằng bức điện đã được
chuyển đúng đến thuê bao. Ngay khi bức điện được nhận bởi thuê bao LES sẽ thực hiện
viẹc xác nhận đến MES thông qua NCS để chuyển đến MES trên kênh TDM của NCS.
20
Lưu đồ thực hiện cuộc gọi từ MES đến LES
trường hợp có kênh LES TDM cố định
LES NCS
MES
NCS TDM
Bullatin board
LES TDM
SIGNALLING CHANNEL

Logical channel
asignment
Message
LES TDM
LES TDM
ISL
Confirmation
Yêu cầu nhận tín hiệu
Nếu MES yêu cầu xác
nhận điện sau khi đã
chuyển hết điện qua
mạng mặt đất.
NCS cập nhật dữ liệu
chỉ báo MES bận.
NCS cập nhật dữ
liệu chỉ báo MES rỗi
NCS chuyển tiếp xác nhận
qua kênh báo hiệu chung
MESSAGE CHANNEL
LES TDM
Message
channel request
Acknowledgement
Clear
MES định dạng xong bức
điện cần truyền và canh
nghe trên kênh NCS TDM
MES chọn một kênh báo
hiệu kết hợp với LES TDM
và điều chỉnh máy phát tới

kênh đó.
MES giải mã gói Bulletin
board và điều chỉnh tới
kênh LES TDM.
Quay về canh nghe trên
kênh NCS TDM
ISL
Request Status
ISL
Request Status
NCS TDM
Confirmation
Signalling Channel
Descriptor
21
Ấn định tần số kênh chuyển điện
và điều chỉnh máy phát đến kênh
chuyển điện.
Les nhận gói tin và đánh dấu
các gói lỗi sau đó gửi tín
hiệu yêu cầu MES phát lại
các gói tin bị lỗi.
Đến khi LES nhận được tất
cả các gói tin mà không bị
lỗi
* Trường hợp LES không có kênh TDM cố định.
Trong trường hợp LES hoạt động ở chế độ ấn định kênh theo yêu cầu, khi MES có
điện cần chuyển đến thuê bao trong mạng mặt đất hay trạm đài di động khác các bước tiến
hành như sau:
1. Gửi yêu cầu ấn định kênh logic.

Khi MES đã định dạng xong bức điện và muốn truyền đi nó sẽ đọc thông tin trong
gói bulletin board được đưa đến trên kênh NCS TDM để biết được tần số của kênh báo hiệu
đi kèm với kênh TDM. Sau đó nó sẽ gửi yêu cầu ấn định kênh trên kênh báo hiệu tới NCS.
Khi NCS nhận được yêu cầu ấn định kênh này nó sẽ chuyển tếp tới LES dựa vào số nhận
dạng của LES chứa trong gói tin.
2. Thông báo MES chờ.
Sau khi chuyển tiếp yêu cầu ấn định kênh tới LES, NCS sẽ thực hiện phát gói tin
pending tới MES trên kênh NCS TDM báo cho MES chờ trong khoảng thời gian thiết lập
kênh TDM cho LES.
3. Yêu cầu ấn định kênh TDM.
Khi LES nhận được thông tin yêu cầu ấn định kênh và biết rằng có điện cần chuyển
qua nó và tiến hành kiểm tra tình trạng của MES trong danh sách LES Data Base. Sau đó
LES sẽ gửi gói tin yêu cầu ấn định kênh TDM tới NCS trên kênh báo hiệu liên đài.
4. Ấn định kênh TDM
NCS thực hiện ấn định kênh TDM còn rỗi cho LES.
5. Loan báo cuộc gọi tới MES.
Sau khi nhận được kênh TDM, LES sẽ phát gói tin loan báo cuộc gọi tới MES thông
qua kênh TDM của NCS nhằm mục đích thông báo cho MES quay về trực canh trên kênh
TDM của LES.
6. Yêu cầu chuyển điện.
Khi MES quay về kênh LES TDM, nó sẽ gửi gói tin yêu cầu chuyển điện tới LES
trên kênh báo hiệu đi kèm với kênh TDM.
22
Các bước tiếp theo sẽ được thực hiện tương tự như trong trường hợp LES có kênh
TDM cố định.
Thủ tục thực hiện một cuộc gọi từ MES đến LES
trường hợp không có kênh LES TDM cố định
2.2. Thủ tục thực hiện một cuộc gọi cấp cứu.
Trong trường hợp MES thực hiện phát một bức điện cấp cứu, nó sẽ phát bức điện này
ngay tới NCS mà nó đang thực hiện trực canh trên kênh báo hiệu (Signalling NCS). Sau đó

bức điện sẽ được NCS chuyển tiếp tới LES trên kênh báo hiệu liên đài ISL, LES sẽ thực
hiện việc phát bức điện này đến trung tâm phối hợp cứu nạn RCC qua mạng thông tin mặt
đất và chờ xác nhận việc nhận điện của RCC. Thủ tục này được áp dụng trong cả trường
hợp LES hoạt động ở chế độ cấp kênh TDM cố định hay ấn định kênh TDM theo yêu cầu.
* Trường hợp LES không có khả năng gọi cho trung tâm phối hợp cứu nạn RCC thì
NCS sẽ chuyển trực tiếp tới RCC.

LES
NCS
MES
SIGNALLING CHANNEL
Assigment Request
Trở về canh nghe
trên kênh LES TDM
Quay về đợi trên
kênh NCS TDM
NCS TDM
Bullatin board
23
ISL
Assigment Request
ISL
TDM Request
ISL
TDM Assigment
ISL
MES Statust
Announcement
NCS TDM
Pending

NCS TDM
Announcement
MES định dạng xong bức
điện cần truyền và canh
nghe trên kênh NCS TDM
2.2 Thủ tục thực hiện một cuộc gọi từ LES tới MES
LES NCS
MES
Canh nghe trên
kênh NCS TDM
Gọi cho trung tâm
phối hợp cứu nạn
RCC
NCS TDM
SIGNALLING
CHANNEL
Distress Alert
ISL
Distress Alert
RCC
Nếu LES có khả
năng gọi cho RCC
Nếu LES không
có khả năng gọi
cho RCC
SIGNALLING
CHANNEL
Distress Alert
Nếu LES có kênh
TDM cố định

Nếu LES không có
kênh TDM cố định
SIGNALLING
CHANNEL
Distress Alert
Gọi cho trung tâm
phối hợp cứu nạn
RCC
24
Toàn bộ quá trình thực hiện cuộc gọi LES-to-mobile được mô tả ở hình vẽ:
Hình 3.1Quá trình thực hiện cuộc gọi LES-to-mobile
a. Thiết lập kết nối giữa LES và MES
Việc thiết lập kết nối giữa LES và MES diễn ra qua ba giai đoạn.
Giai đoạn 1: Kiểm tra sự có mặt của đài MES trong khu vực vùng biển hoạt động của LES
trước khi chấp nhận cuộc gọi của thuê bao mặt đất.
Giai đoạn 2: Phát loan báo cuộc gọi tới MES trên kênh NCS TDM.
Giai đoạn 3: Thiết lập kênh logic.
Giai đoạn 1. Kiểm tra sự có mặt của đài MES
Khi LES nhận được một yêu cầu chuyển tiếp một cuộc gọi từ mạngmặt đất tới INM-C
MES, trước hết LES phải kiểm tra xem số nhận dạng củaMES có hợp lệ không, sau đó LES
kiểm tra MES đã truy nhập vào mạng
hay chưa. Sau khi hoàn thành việc kiểm tra, LES sẽ thông báo cho thuê baomặt đất có chấp
nhận cuộc gọi hay không tùy thuộc vào tình trạng của MES.
Giai đoạn 2. Phát loan báo cuộc gọi tới MES
Sau khi thu toàn bộ bức điện từ thuê bao mặt đất, LES sẽ yêu cầu NCSphát loan báo cuộc
gọi tới MES cũng như cho biết tình trạng hiện thời củaMES, NCS sẽ trả lời LES về tình
trạng MES (rỗi, bận hoặc không có mặttrong vùng biển) và cho biết có thể phát loan báo
cuộc gọi hay không. Loanbáo cuộc gọi sẽ được phát sớm nhất có thể tùy thuộc MES rỗi hay
bận. Nội
dung của loan báo thường là ấn định kênh logic cho việc chuyển điện.

Giai đoạn 3. Thiết lập kênh logic
25