Nghiên cứu về các dịch vụ và ứng dụng trong Inmarsat Băng thông rộng (FBB250/500)

LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành đồ án tốt nghiệp này ,em đã nhận được sự giúp đỡ ,hướng dẫn
và góp ý rất nhiệt tình của các thầy cô trường Đại học Hàng Hải cùng nhiều ý
kiến đóng góp của các bạn trong lớp .
Trước tiên em xin chân thành gửi lời cảm ơn tới các thầy cô trường Đại học
Hàng Hải ,đặc biệt là các thầy cô trong tổ bộ môn Điện tử-Viễn thông đã tận
tình dạy bảo em trong suốt thời gian học tập tại trường .
Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới ThS.Nguyễn Ngọc Sơn người đã dành
nhiều thời gian để hướng dẫn và giúp em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này
Nhân đây em cũng xin chân thành gửi lời cảm ơn tới Ban Giám hiệu trường
Đại học Hàng Hải cùng các thầy cô trong khoa Điện-Điện tử tàu biển đã tạo
nhiều điều kiện giúp em hoàn thành tốt khóa học của mình
Em cũng xin cảm ơn các bạn trong tập thể lớp DTV52-DH2 đã đồng hành
cũng như giúp đỡ em trong quá trình học tập cũng như hoàn thành đồ án tốt
nghiệp này
Mặc dù em cũng đã cố gắng để hoàn thiện đồ án nhưng với lượng kiến thức
và hiểu biết còn hạn chế .Nên nội dung đồ án của em còn rất nhiều điểm thiếu
sót . Em kính mong nhận được sự chỉ bảo của các thầy cô và góp ý của bạn bè
để đề tài này được hoàn thiện hơn
Hải Phòng ,tháng 12,năm 2015
Sinh viên thực hiện đề tài
Lương Thanh Thủy

i


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan nội dung đồ án do tôi thực hiện .
Số liệu và kết quả trong đồ án này là hoàn toàn trung thực .
Mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện đồ án này đã được cảm ơn và mọi
thông tin trích dẫn trong đồ án đều được ghi rõ nguồn gốc

ii


MỤC LỤC
CHƯƠNG 1:GIỚI THIỆU KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG ..........................................1
THÔNG TIN VỆ TINH...................................................................................................1
1.1.1.Lịch sử ra đời và phát triển của hệ thống thông tin vệ tinh....................................1
1.1.2.Giới thiệu chung về hệ thống ...............................................................................3
1.1.3. Các đặc điểm của hệ thống thông tin vệ tinh ........................................................6
1.1.4. Cấu trúc của một hệ thống thông tin vệ tinh (TTVT)...........................................7
1.2. Hệ thống thông tin INMARSAT ............................................................................8
1.2.1. Cấu trúc của hệ thống INMARSAT......................................................................9
1.2.2. Các hệ thống thông tin INMARSAT ..................................................................15
1.2.3. Các loại hình dịch vụ .........................................................................................20
CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG INMARSAT FLEETBROADBAND (FBB250/500)......22
2.1 Giới thiệu chung về hệ thống inmarsat FleetBroadband (Inm-FBB).....................22
2.2. Vùng phủ sóng inmarsat FleetBroadband..............................................................23
2.3. Kiến trúc mạng mặt đất của hệ thống ...................................................................24
2.4. Các phương thức kết nối dữ liệu ............................................................................26
2.5. Các đặc tính của Inm-FBB.....................................................................................31
CHƯƠNG 3 : PHÂN TÍCH VỀ CÁC DỊCH VỤ VÀ ỨNG DỤNG CỦA INMARSAT
FLEETBROADBAND (FBB250/500)..........................................................................33
3.1 Phân tích các dịch vụ cơ bản của inmarsat FleetBroadband .................................33
3.1.1 Standard IP............................................................................................................34
3.1.2 Streaming Ip..........................................................................................................35
3.1.3 Dịch vụ thoại ........................................................................................................35
3.1.4 Dịch vụ nhắn tin SMS ..........................................................................................36
3.1.5 Dịch vụ Fax...........................................................................................................36
3.1.6 ISDN ( Integretes Services Digital Netword )......................................................37

3.1.7 Cuộc gọi khẩn cấp 505..........................................................................................38
3.2 Thiết bị đầu cuối FBB250/500 của hệ thống Inmarsat FleetBroadBand...............39
3.2.1 FBB-500...............................................................................................................41
3.2.2 FBB-250................................................................................................................43
3.2.3 Ứng dụng của các thiết bị đầu cuối FBB250/500 ...............................................45
iii


3.3. Ứng dụng của Inmarsat Băng thông rộng trong thương mại ...............................48
KẾT LUẬN....................................................................................................................51
TÀI LIỆU THAM KHẢO..............................................................................................52

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
iv


GMDSS

Global Maritime Distress and Safety System
Hệ thống thông tin an toàn và cứu nạn hàng hải toàn cầu

INMARSAT

International mobile Satellite Organization
Tổ chức vệ tinh di động quốc tế

IOR

India Ocean Region
Vệ tinh Ấn Độ Dương

POR

Pacific Ocean Region
Vệ tinh Thái Bình Dương

AOR-E

Atlantic Ocean Region East
Vệ tinh Đông Đại Tây Dương

AOR-W

Atlantic Ocean Region West
Vệ tinh Tây Đại Tây Dương

BGAN

Broadband Global Area Network
Mạng băng thông rộng toàn cầu

NCC

Network Control Centre
Trung tâm điều hành mạng

NCS

Network Co-ordination Station
Trạm điều phối mạng

RCC

Rescuse Co-ordination Centre
Trung tâm phối hợp cứu nạn

OCC

Operations Control Centre
Trung tâm điều hành hoạt động

NOC

Network Operations Control
Trung tâm điều hành mạng

SCC

Satellite Control Centre
Trung tâm kiểm soát vệ tinh

SAS

Satellite Access Stations
Trạm truy nhập vệ tinh

SES

Ship earth stations
v

Trạm mặt đất đài tàu trong hệ thống thông tin vệ tinh
LES

Land Earth Station
Trạm mặt đất

MES

Mobile Earth Station
Trạm di động mặt đất

EGC

Enhanced Group Call
Gọi nhóm tăng cường

ISDN

Integrated Services Digital Network
Dịch vụ điện thoại di động

vi


DANH MỤC CÁC BẢNG
Số Bảng
Bảng 1
Bảng 2

Bảng 3
Bảng 4
Bảng 5
Bảng 3.1

Bảng 3.2
Bảng 3.3

Tên Bảng
Các vệ tinh Inmarsat-1
Các vệ tinh thế hệ thứ 2
Các vệ tinh thế hệ thứ ba
Các vệ tinh thế hệ thứ tư
Các ứng dụng và kiêu kết nối được
sử dụng trong FBB
Các loại hình dịch vụ của Inm-FBB
Bảng thống kê các dịch vụ của
Inm-FBB (250/500)
Một số đặc tính của Inm-FBB
(250/500)

vii

Trang
8
9
9
11
28
33

36
38


DANH MỤC CÁC HÌNH
Số Hình

Tên Hình

Trang

Hinh 1.1

Vệ tinh tầm thấp

3

Hình 1.2

Vệ tinh địa tĩnh

4

Hình 1.3

Cấu trúc vệ tinh địa tĩnh

6

Hình 1.4

Hình ảnh phủ sóng của vệ tinh Inmarsat 8

8

Hình 1.5

Hình ảnh vệ tinh thế hệ thứ ba

10

Hình 1.6

Vệ tinh thế hệ thứ tư

10

Hình 1.7

Hình ảnh vệ tinh thế hệ thứ 5

11

Hình1.8

Hình ảnh về Inmarsat-A

13

Hình 1.9

Hình ảnh anten cua Inmarsat-B

14

Hình 1.10

Hình ảnh ví dụ về SES cua Inmarsat-C

15

Hình 2.1

Vùng phủ sóng của Inmarsat-FBB

21

Hình 2.2

Hình 2.3

Hình ảnh về khả năng tạo thành chùm tia cua
Inmarsat-4
Kiến trúc mạng mặt đất của hệ thống
Inmarsat-FBB

21

22

Hình 2.4

phương thức kết nối trong FBB

24

Hình 2.5

Phương thức kết nối Standard-IP
Dịch vụ Standard IP và Streaming IP của

25

Hình2.6
HInh 2.7
Hình 3.1
Hình 3.2

thiết bị đầu cuối FBB250
Streaming IP- Đảm bảo một QoS nhất định
tới thiết bị đầu cuối
Thiết bị đầu cuối FBB250/500
Cổng kết nối của thiết bị đầu cuối
FBB250/500

Hình 3.3

Một số hình ảnh anten và thiết bị đầu cuối
FBB500

viii

26
26
38
38
40


Hình 3.4

Một số hình ảnh anten và thiết bị đầu cuối
FBB250

ix

41


LỜI MỞ ĐẦU
Trong cuộc sống hiện đại ngày nay,bên cạnh việc phát triển mạnh các ngành
khoa học công nghệ cao thì thông tin vệ tinh cũng đóng vai trò rất quan trọng và
không thể thiếu .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.Thông
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 diễn ra giữa các châu lục trở nên tiện lợi và nhanh chóng thông
qua nhiều loại dịch vụ khác nhau.
Từ năm 1982 hệ thống thông tin vệ tinh INMARTSAT đã đưa vào hoạt động
để đáp ứng những nhu cầu thông tin liên lạc không ngừng tăng lên .Và thông tin

vệ tinh INMARSAT đã được áp dụng trong ngành hàng hải từ rất sớm .Cùng
với sự phát triển của ngành hàng hải và những nhu cầu ngày càng cao trong
ngành này thì nhiều hệ thống INMARSAT ra đời nhằm mục đích phục vụ những
nhu cầu liên lạc và an toàn hàng hải .Một trong những hệ thống INMARSAT
mới nhất đó là Inmarsat Fleetbroadband .Đây là thiết bị mới nhất trong hệ thống
Fleet và được đưa vào khai thác năm 2009 với nhiều ứng dụng dịch vụ hữu ích
…Do vậy đề tìm hiểu sâu hơn về các dịch vụ của Inmarsat Fleetbroadband ,em
đã thực hiện nghiên cứu đề tài :
Tên đề tài: “ Nghiên cứu về các dịch vụ và ứng dụng trong Inmarsat Băng
thông rộng (FBB250/500)”
Nội dung của đề tài bao gồm ba chương chính ,được phân bố như sau :
Chương 1 : GIỚI THIỆU KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ
TINH
Chương 2 : HỆ THỐNG INMARSAT FLEETBROADBAND (FBB250/500)
Chương 3: PHÂN TÍCH VỀ CÁC DỊCH VỤ VÀ ỨNG DỤNG CỦA
INMARSAT FLEETBROADBAND (FBB250/500)

x


CHƯƠNG 1:GIỚI THIỆU KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG
THÔNG TIN VỆ TINH
1.1

Giới thiệu chung
Ngày nay với dự phát triển rất mạnh của các ngành khoa học công nghệ

cao, thông tin vệ tinh (TTVT)có vai trò rất quan trọng đối với công cuộc toàn
cầu hoá thông tin.Ngày nay TTVT đã trở thành phương thức thông tin quan
trọng và không thể thiếu trong tất cả các lĩnh vực đời sống xã hội ,an ninh quốc

phòng cũng như trong lĩnh vực Hàng hải ,đáp ứng được nhu cầu lớn của viễn
thông quốc tế ,truyền hình cho đến các hình thức thông tin đặc biệt khác nhau
như khí tượng ,nghiên cứu vũ trụ ,thăm dò trái đất ,thông tin an toàn –cứu nạn
toàn cầu và một số nhu cầu khác . Ngay từ khi ra đời thông tin vệ tinh đã khẳng
định được vị trí của mình trong thông tin liên lạc với những ưu thế vượt trội của
minh mà thông tin di động không có được .Do vậy hệ thống thông tin vệ tinh là
sự lựa chọn hàng đầu để phát triển thông tin liên xuyên quốc gia và toàn lục
địa .Đáp ứng được nhu cầu liên lạc ở những nơi xa xôi như vùng núi ..mà thông
tin di động không thể phủ sóng được . Các thiết bị thông tin vệ tinh đang ngày
một phát triển mạnh với tiến bộ nhất định và giá thành sản phẩm hạ dần nhưng
chất lượng được đảm bảo thậm chí hoàn thiện hơn.
1.1.1.

Lịch sử ra đời và phát triển của hệ thống thông tin vệ tinh

Với nền kinh tế phát triển mạnh như ngày nay thì nhu cầu vẩn tải hàng hóa
bằng đường biển sẽ ngày một tăng,do đó nhu cầu về thông tin liên lạc cho các
phương tiện di động trên biển trở thành cấp thiết.Năm 1979 hệ thống
INMARSAT được ra đời nhằm đáp ứng các nhu cầu thiết yếu đó
Các mốc thời gian đánh dấu sự ra đời và phát triển của hệ thống thông tin vệ
tinh
- Năm 1926 : Thử nghiệm thành công lý thuyết tên lửa đẩy của nhà bác học
Nga Tsiolkopsky

1


- Tháng 4 /1945: Nhà vật lý Authur C.Clark mô tả việc thông tin liên lạc
bằng vệ tinh địa tĩnh.Đề xuất sử dụng các vệ tinh địa tĩnh cho thông tin
quảng bá

- Tháng 10/1957 : Liên bang Xô viết phóng thành công vệ tinh nhân tạp
đầu tiên vào quỹ đạo
- Tháng 7/1963 : Vệ tinh địa tĩnh đầu tiên Syncon-2(NASA.Mỹ)được đưa
vào sử dụng
- Tháng 8/1964 : Tổ chức vệ tinh quốc tế Intelsat ra đời
- Tháng 4/1965 : Phóng vệ tinh thông tin Intelsat-1
- Năm 1967 ;Phóng vệ tinh thứ hai của Intelsat (240 kênh thoại đa
truy nhập hoặc 1 kênh truyền hình
- 1968 – 1970: Phóng vệ tinh thứ ba của Intelsat
- Tháng 11/1971 : Thành lập tổ chức Intersputnik
- Từ năm 1972-1976 : Indonesia ,Canada ,Xô viết (cũ) ,Mỹ đã đưa thông
tin vệ tinh vào sử dụng
- Tháng 6/1979 :Thông tin vệ tinh Hàng hải quốc tế được ra đời
- Năm 1984 : Hệ thống truyền hình về tinh lần đầu tiên được Nhật bản sử
dụng
- 1987 : Vệ tinh sử dụng cho thông tin di động được thử nghiệm thành công
- Năm 2008 : Vinasat-1 của Việt Nam được đưa vào quỹ đạo địa tĩnh
- Năm 2012 : Việt Nam tiếp tục đưa Vinasat-2 lên quỹ đạo địa tĩnh
Một số mốc đánh dấu quá trình phát triển hệ thống TTVT ở Việt Nam
Năm 1980 trạm thông tin vệ tinh mặt đất Hoasen-1 được khánh thành , nằm
trong hệ thống TTVT INTERSPUTNIK , đặt tại làng Do Lễ- kim Bảng –Hà
Nam .Đài Hoasen-1 là sản phẩm của nhà nước Liên Xô tặng nhân dân Việt Nam
và đã kịp thời truyền đi trực tiếp những hình ảnh về Olimpic 1980 tổ chức tại
Liên Xô
Năm 1984 khánh thành trạm mặt đất Hoasen-2 đặt tại Tp.HCM
Năm 1998 quyết định 868/QĐ-TTG về việc thông qua báo cáo dự án phóng
vệ tinh Vinasat lên quỹ đạo địa tĩnh
22h16 ngày 18/4/2008 lần đầu tiên Việt Nam phóng Vinasat-1 lên quỹ đạo
địa tĩnh

2


Ngày 16/5/2012 Vinasat-2 được phóng lên quỹ đạo .Việt Nam đã khẳng định
chủ quyền của mình trên quỹ đao bằng cách phóng tiếp Vinasat-2 . Vinasat-2
cung cấp đủ nhu cầu về dung lương vệ tinh cho đên năm 2020
1.1.2.

Giới thiệu chung về hệ thống

Cùng với sự phát triển của các ngàng khoa học công nghiệp,ngày nay thông
tin vệ tinh là một dịch vụ đã và đang đóng vai trò rất quan trọng trên toàn.Thông
tin vệ tinh có thể cung cấp cho người dùng nhiều loại hình dịch vụ như
thoại,phát thanh,truyền số liệu,thông tin an toàn cứu nạn …
Thông tin vệ tinh hoạt động trên cơ sở một vệ tinh với khả năng thu và phát
sóng vô tuyến .Sau khi vệ tinh được phóng vào vũ trụ,nó có nhiệm vụ khuếch
đại và đổi tần các sóng vô tuyến mà nó thu nhận được từ trạm mặt sau đó phát
tới các trạm khác. Có thể phóng Vệ tinh lên các quỹ đạo với các độ cao khác
nhau, ở mỗi độ cao thì đặc điểm chuyển động của mỗi vệ tinh cũng sẽ khác nhau
và để phân loại được các vệ tinh thì cần dựa trên quỹ đạo chuyển động của nó .
Có thể phân Vệ tinh thành 2 loại là:quỹ đạo vệ tinh tâm thấp ( Polar Orbits) và
quỹ đạo vệ tinh địa tĩnh (Geosynchronous)
Quỹ đạo thấp LEO (Low Earth Ỏrbit) và MEO(Midle Earth Orbit)
Là vệ tinh phi địa tĩnh tầm thấp LEO và tầm trung MEO
LEO có độ cao từ 500km-10000km so với mặt đất
MEO có độ cao từ 10.000Km-20.000Km
Các vệ tinh này có vận tốc góc nhỏ hơn vận tốc góc của trái đất và chiều
quay của nó từ Tây sang Đông .Vì vệ tinh quỹ đạo có chu kỳ quay khác với chu
kỳ của trái đất nênkhi nhìn cho ta cảm giác nó quay xung quanh trái đất

3


Hinh 1.1 Vệ tinh tầm thấp
- Quỹ đạo địa tĩnh GEO
Đây là vệ tinh có quỹ đạo chuyển động tròn ,có độ cao ~ 36.00km so với
đường xích đạo .Có chu kỳ quay giống Trái đất với chu kỳ quay T=23h56’
4,096”(~24h).Do có chu kỳ xấp xỉ với chu kỳ quay của trái đất nên khi ta có
cảm giác vệ tinh không chuyển động khi ta quan sát trái đất nó được gọi là vệ
tinh địa tĩnh . Nó đảm bảo thông tin ổn định và liên tục suốt 24h trong ngày là lý
tưởng cho các vệ tinh thông tin.Trở thành thông tin liên lạc phổ biến nhất hiện
nay
Những ưu điểm của vệ tinh quỹ đạo địa tĩnh :
+ Do hiệu ứng Dopler rất nhỏ nên không cần điều chỉnh anten ở mặt đất
+ Vệ tinh phủ sóng rộng, tương đương khoảng 42,2% bề mặt trái đất .Với
vệ tinh địa tĩnh GEO có thể phủ sóng 1/3 trái đất do đó về lý thuyết chỉ cần 3 vệ
tinh là phủ sóng khắp thế giới ( ngoại trừ vùng địa cực ). Nhưng thực tế phải
dùng nhiều hơn 3 vệ tinh và một số vệ tinh dự phòng .
+ Dung lượng thông tin lớn do hệ thống hoạt động ở khu vực tần số cao
nên có băng tần công tác rộng. Trong 1 khoẳng thời gian rất ngắn TTVT cho
phép đạt tới dung lượng rất lớn. Có khả năng đa truy nhập và có thể áp dụng
trong thông tin di động.
+ Trên đương truyền xác xuất hư hại rất thấp nên có độ tin cậy thông tin
cao , thời gian thông tin trong một năm đạt tới gần 99,9%
4


+ Đường truyền thông tin có chất lượng cao do ít bị ảnh hưởng của nhiễu,
tạp âm vũ trụ ,khí quyển và pha đinh.
+ Ở khoảng cách lớn cho hiệu quả kinh tế cao.

+ Đa dạng về các loại hình dịch vụ.
+ Tính linh hoạt cao: TRong điều kiện các trạm ở mặt đất cách xa nhau hệ
thống TTVT được thiết lập rất nhanh và theo yêu cầu sử dụng dung lượng có thể
được thay đổi
+ Ngày nay thông tin vệ tinh ngày một đóng vai trò rất quan trọng trong
việc cung cấp các đài di động,thông tin liên lạc cho các vùng có địa hình phức
tạp, máy bay và chuyên mục dành cho nhiều loại hình khán giả ngày càng được
phát triển và mở rộng. Đặc biệt là ứng dụng cho mục đích cứu nạn và an toàn
hàng hải toàn cầu GMDSS
- Nhược điểm:
+ Được coi là tài nguyên thiên nhiên có hạn vi trong vũ trụ tồn tại duy nhất
một quỹ đạo địa tĩnh
+ Do số lượng các vệ tinh của nhiều nược phóng lên ngày một gia tăng nên
tài nguyên này đang ngày một cạn kiệt
+ Thời tiết làm ảnh hưởng tới chất lượng đường truyền,không thể phủ sóng
được nhiều vùng vĩ độ > 81,30 .
+ Tính bảo mật không cao .
+ Suy hao công suất trong truyền sóng lớn (gần 200dB) .
+ Thời gian trễ truyền lan lớn cỡ 270ms, trường hợp thoại 2chiều trạm -vệ
tinh-trạm Hub-vệ tinh- trạm khoảng 540ms
+ Hiệu ứng tiếng vọng lag nguyên nhân chính dẫn đến trể truyền dẫn, ở
mạng mặt đất hiệu ứng này không đáng kể
+Người ta sử dụng bộ triệt tiếng vọng để giảm thiểu hiệu ứng tiếng vọng
trong TTVT

5


Hình 1.2 Vệ tinh địa tĩnh
1.1.3. Các đặc điểm của hệ thống thông tin vệ tinh

- Điểm nổi bật của TTVT mà các mạng mặt đất không có hoặc hiệu quả
kém hơn la khả năng quảng bá rộng lớn , dải thông rộng ,nhanh chóng và dễ
dàng đặt lại cấu hình khi cần thiết
Vệ tinh có thể dễ dàng thực hiện truyền sóng thông tin đi rất xa trên toàn
thế giới hơn bất kỳ hệ thống nào khác .Qua vệ tinh INTELSAT , lần đầu tiên
trên hai trạm đối diện trên 2 bờ đại dương đã thông tin được cho nhau .Phù hợp
với các dịch vụ quảng bá hay dịch vụ thu thập số liệu
Do sử dụng phương tiện truyền dẫn qua giao diện vô tuyến cho nên các hệ
thống TTVT là rất lý tưởng cho khả năng cấu hình lại nếu cần .Các công việc
triển khai trạm mới ,loại bỏ trạm cũ hay thay đổi tuyến đều có thể thực hiện dễ
dàng ,nhanh chóng với chi phí thực hiện tối thiểu
- Tuy nhiên bên cạnh những điểm nổi bật của hệ thống TTVT cũng tồn tại
một số nhược điểm như :
Suy hao lớn do khoảng cách truyền dẫn xa,không cố định ,khoảng cách
truyền,tạp âm lớn gây ảnh hưởng , lắp đặt hệ thống với giá thành rất cao ,mức
phí bỏ ra cho trạm mặt đất khá tốn kém ,khó khăn trong việc bảo dưỡng,nâng
cấp và sửa chữa
Suy hao lớn khi truyền sóng giữa các trạm vì các vệ tinh cách rất xa mặt
đất,bị tác động bởi thời tiết ,môi trường .Phải sử dụng nhiều kỹ thuật bù và
chống lỗi phức tạp để đảm bảo được chất lượng
6


Việc khôi phục các vệ tinh đã hết tuổi thọ hết sức tốn kém và phức tạp
nên trong thực tế người ta thường dung phương pháp thay thế bằng một vệ tinh
hoàn toàn mới và loại bỏ vệ tinh cũ đi
1.1.4. Cấu trúc của một hệ thống thông tin vệ tinh (TTVT)
Hệ thống TTVT được phân chia thành 3 khâu :

Hình 1.3 Cấu trúc vệ tinh địa tĩnh

• Khâu vệ tinh
Khâu vệ tinh được phân ra thành 2 loại
- Vệ tinh địa tĩnh : có tốc độ quay bằng tốc độ quay của trái đất ,tầm cao
36000Km
- Vệ tinh quỹ đạo thấp là vệ tinh mà nhìn từ mặt đất nó chuyển động liên
tục ,thời gian cần thiết để cho vệ tinh chuyển động xung wuanh quỹ đạo của nó
khác với chu kỳ quay của trái đất xung quanh trục của nó
Vệ tinh thực hiện kết nối các trạm mặt đất với nhau hoạt động như một
trạm lặp.Ngoài ra còn tham gia chức năng điều khiển và xử lý thông tin (thay
đổi tần số thu ,phát ,thay đổi khu vực và vùng phủ sóng …)
Khâu vệ tinh:
- Cung cấp năng lượng cho các hệ thống TTVT bằng cách sử dụng pin
mặt trời và sử dụng các loại pin chuyên dụng để làm năng lượng dự trữ.
7


- Khi thu và phát các hệ thống anten cung cấp các vùng phủ sóng theo yêu
cầu
- Tùy thuộc vào môi trường bên ngoài mà hệ thống ổn định nhiệt và duy
trì nhiệt độ yêu cầu trong vệ tinh .
• Khâu điều khiển.
Bao gồm nhiều trạm mặt đất trong đó có trang thiết bị

như :anten

thu/phát, thiết bị điều khiển truy theo vệ tinh, máy thu tạp âm thấp ,các bộ đổi
tần xuống/lên, các bộ điều chế/giải điều chế, các bộ khuếch đại công suất lớn,
các bộ ghép công suất và chia cao tần , ống dẫn sóng
Thực hiện chức năng thông tin thu phát là nhiệm vụ của trạm mặt
đất.Trạm cung cấp dịch vụ :Vệ tinh-trạm-Thuê bao

• Khâu người sử dụng.
Thông qua các thiết bị thông tin vệ tinh người sử dụng có thể dùng mạng
lưới thông tin liên lạc. Trong mỗi 1 thiết bị này có một anten, kèm theo mỗi
anten là các máy móc điện tử điều khiển và thông tin, nó cung cấp mối liên hệ
giữa mạng lưới thông tin liên lạc vệ tinhvới người sử dụng
Người sử dụng ở đây có thể là máy bay ,tàu biển ,các trạm di động mặt
đất. Qua các vệ tinh và tram đài bờ các đài này thực hiện chức năng kết nối
thông tin hay mạng thông tin mặt đất cố định
1.2. Hệ thống thông tin INMARSAT
INMARSAT (International Maritime Sattelite) là hiệp hội đa quốc gia được
sáng lập năm 1979 .Nhưng đi vào hoạt động chính từ năm 1982 và phát triển
cho đến tận ngày nay .Inmarsat cung cấp các dịch vụ TTVT di động cho mọi
vùng trên trái đất và đáp ứng nhu cầu cấp bách khác nhau.Các dịch vụ này bao
gồm dịch vụ thông tin an toàn và cứu nạn ,các dịch vụ thông tin công cộng ,dịch
vụ vô tuyến định vị và vô tuyến đạo hang,dịch vụ không lưu lẫn dịch vụ an toàn
đối với điều khiển không lưu .Phục vụ cho nghành hàng hải như theo dõi và
quản lý các tàu thuyền, hoạt động tìm kiếm cứu nạn qua vệ tinh.Từ năm 1999 tổ
chức Inmarsat đã có những thay đổi mới về yêu cầu kĩ thuật ,để đáp ứng những
8


yêu cầu và quy định do IMO đề ra để phù hợp với hệ thống cấp cứu và an toàn
hang hải toàn cầu (GMDSS ) thông qua việc cung cấp các dịch vụ và các thiết bị
vệ tinh phục vụ cho việc liên lạc để tìm kiếm cứu nạn một cách nhanh chóng ,tin
cậy của nghành hàng hải trên mọi vùng biển ngoại trừ các vùng cực.
1.2.1. Cấu trúc của hệ thống INMARSAT
Cấu trúc của hệ thống TTVT Inmarsat cơ bản giống như cấu trúc của hệ
thống TTVT nói chung, bao gồm ba bộ phận chính:
• Các vệ tinh thông tin của INMARSAT
Các vệ tinh trong hệ thống Inmarsat là các vệ tinh địa tĩnh có vùng bao phủ

tương đối rộng .Các vệ tinh đã bao phủ toàn bộ trái đất chỉ trừ hai vùng địa cực.
Các vệ tinh của Inmarsat dựa trên một chòm 4 vệ tinh quỹ đạo địa tĩnh bao phủ
4 vùng đại dương.
AOR-E : Bao phủ toàn bộ vùng Đại Tây Dương và một phần của 2 vùng còn
lại là Ấn Độ Dương và Thái Bình Dương
AOR-W : Bao phủ toàn bộ Đại Tây Dương và một phần của Thái Bình
Dương
POR : Bao phủ toàn bộ vùng biển Thái Bình Dương
IOR : Bao phủ toàn bộ vùng biển Ấn Độ Dương

9


Hình 1.4 : Hình ảnh phủ sóng của vệ tinh Inmarsat

Ngoài ra còn có các vệ tinh được dùng để dự trữ khi các vệ tinh đang hoạt động
sảy ra sự cố, các vệ tinh dự trữ này cũng nằm trên quỹ đạo địa tĩnh.
Tính đa hệ của vệ tinh gồm:
+ Các vệ tinh thế hệ thứ nhất: ba vệ tinh Marisat bao phủ 3 vùng đại dương, mỗi
vệ tinh cung cấp 10 kênh thông tin.

10


Các vệ tinh thế hệ thứ nhất
Thời gian phóng
Marisat-1
19/02/1976
Marisat-2
06/10/1976

Marisat-3
14/10/1976
Bảng 1 Các vệ tinh Inmarsat-1

Tên lửa đẩy
Delta-2914
Delta-2914
Delta-2914

+ Các vệ tinh thế hệ thứ hai: vệ tinh này đã được thiết kế và xây dựng bởi
liên hiệp 6 công ty quốc tế đứng đầu là Bristish Aerospace, cung cấp 250 kênh
lý thuyết. được đưa vào quỹ đạo địa tĩnh năm 1990 và gọi là vệ tinh Inmarsat
Các vệ tinh thế hệ thứ hai

Phóng ngày

Tên lửa đẩy

Inmarsat-2 F1 (Inmarsat I-2 F1)

30/10/1990

Delta-6925

Inmarsat-2 F2 (Inmarsat I-2 F2)

08/03/1991

Delta-6925

Inmarsat-2 F3 (Inmarsat I-2 F3)

16/12/1991

Ariane-44L H10

Inmarsat-2 F4 (Inmarsat I-2 F4)

15/04/1992

Ariane-44L H10 +

Bảng 2 các vệ tinh thế hệ thứ 2
+ các vệ tinh thế hệ thứ III: các vệ tinh thế hệ thứ 3 được đưa vào quỹ đạo
địa tĩnh năm 1996. khác với các vệ tinh của thế hệ trước.Đặc điểm chính của
các vệ tinh thế hệ này là cung cấp các chùm sóng hẹp cho từng tuyến thông tin
lưu động kêt cả kỹ thuật lái sử dụng tần số ,cung cấp các tuyến truyền dẫn phân
cực kép ,có khả năng cung cấp các dịch vụ thông tin vệ tinh băng rộng kể cả
dịch vụ thông tin mặt đất cố định qua vệ tinh với công suất nhỏ, giá thành hạ.
Nếu dùng ở chế độ toàn cầu vệ tinh thứ 3 tương đương với 355 kênh thoại
INMARSAT A và nếu dùng cho chế độ khu vựcthì là 2.800 kênh
Các vệ tinh thế hệ thứ 3

Phóng ngày

Tên lửa đẩy

Inmarsat-3 F1 (Inmarsat I-3 F1)

03/04/1996

Atlas-2A

Inmarsat-3 F2 (Inmarsat I-3 F2)

09/06/1996

Proton-K Blok-DM1

Inmarsat-3 F3 (Inmarsat I-3 F3)

18/12/1996

Atlas-2A

Inmarsat-3 F4 (Inmarsat I-3 F4)

06/041997

Ariane-44L H10-3

Inmarsat-3 F5 (Inmarsat I-3 F5)

22/011998

Ariane-44LP H10-3

11

Bảng 3 . Các vệ tinh thế hệ thứ ba

Hình 1.5:Hình ảnh vệ tinh thế hệ thứ ba
+ Các vệ tinh thế hệ thứ IV (I-4) ra đời từ năm 2005 đến năm 2008 nhằm
cung cấp các dịch vụ băng thông rộng toàn cầu ,cho phép cung cấp tới thuê bao
đồng thời cả dịch vụ thoại và truyền dữ liệu IP đạt tốc độ tối đa lên đến 432Kbps
.Các vệ tinh này gồm F1,F2 và F3

Hình 1.6: Vệ tinh thế hệ thứ tư

12


Các vệ tinh Inmarsat-4

Ngày phóng

Tên lửa đẩy

Inmarsat-4 F1 (Inmarsat I-4 F1)

2005/03/11

Atlas 5 (431)

Inmarsat-4 F2 (Inmarsat I-4 F2)

2005/11/08

Zenit-3SL (2)

Inmarsat-4 F3 (Inmarsat I-4 F3)

2008/08/18

Proton-M Briz-M
(Ph.2 mod)

Bảng 4 .các vệ tinh thế hệ thứ tư
+ Tổ chức Inmarsat đã dự kiến trong khoảng năm 2013-2014 sẽ cho ra mắt
vệ tinh thế hệ thứ 5 .Thế hệ vệ tinh này sẽ tạo thành chòm vệ tinh để hỗ trợ cho
các dịch vụ Inmarsat toàn cầu .Inmarsat thế hệ thứ 5 hứa hẹn sẽ phủ sóng toàn
cầu và cung cấp liên tục các dịch vụ băng thông rộng với tố độ lên tới 50Mbps
cho người dùng trong hàng hải . doanh nghiệp , chính phủ và các lĩnh vực về
năng lượng và hàng không.

Hình 1.7: Hình ảnh vệ tinh thế hệ thứ 5
• Các trạm điều khiển mặt đất của INMARSAT

13


a. trung tâm điều khiển mạng NOC ( network openrating 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 được điều khiển bởi 3 SCC, có nhiệm vụ điều chỉnh tính chất vật
lý của 4 loại vệ tinh khác nhau được sử dụng trong hệ thống INMARSAT.
c. trạm phối hợp mạng NSC ( Network Co-ordinatiol Station): trong khi
SCC quản lývề mặt phần cứng các vệ tinh thì NSC quản lý các dịch vụ thông tin

trong mạng. một trạm NSC sẽ quản lý một loại dịch vụ của hệ thống thông tin
trong mỗi vùng vệ tinh INM. NSC giám sát liện 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.
d. đài vệ tinh mặt đất LES ( Land Earth Station): các đài LES của mỗi
vùng vệ tinh có nhiệm vụ kết nối các đường 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 ngược lại.
+ Các chức năng của đài LES: chức năng của đài LES là thiết lập các
kênh thông tin trong các dịch vụ của nó khi được 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 được thực hiện, các số liệu, và số nhận dạng của một
cuộc gọi ưư tiên cấp cứu từ các đài.
+ Các loại dịch vụ: các trạm LES có khả năng cho các loại dịch vụ sau:
thoại và telex tự động, thoạivà telex nhân công, trợ giúp kỹ thuật, các dịch vụ
điện tín, truyền dữ liệu,gọi nhóm tăng cường, 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 và có hiệu quả.
trạm TT&C cũng được phân chia theo khu vực.
• Các đài di động mặt đất MES ( Mobil Earth Station ):

14


Đây chính là khâu người sử dụng, là các thiết bị đầu cuối của các đài di
động mặt đất MES, hoặc của các đài tàu SES trong hệ thống thông tin Inmarsat.
Các thiết bị này giúp liên hệ giữa mạng thộng tin Inmarsat với người sử dụng.
Các đài di động mặt đất gồm các thiết bị như sau:
- Một anten vệ tinh được đặt trên các phương tiện, hoặc các thiết bị di

động đó.
- Một thiết bị thu phát.
- Một monitor để chỉ thị và để giao tiếp giữa người sử dụng và hệ thống.
Các trạm MES thường có kích thước nhỏ gọn, chức năng phù hợp theo
mỗi yêu cầu sử dụng nhằm đảm bảo giá thành thấp.
1.2.2. Các hệ thống thông tin INMARSAT
Từ khi đưa vào khai thác và hoạt động ,hệ thống Inmarsat đầu tiên được
gọi là hệ thống Inmarsat A năm 198.Đến nay tổ chức Inmarsat đã phát triển ,bổ
sung các thế hệ Inmarsat khác như C,B,M,minim, E,Fleet và FleetBroadband
.Trong đó ,hệ thống Inmarsat E không phải cho viễn thông mà chỉ dành riêng
cho nghiệp vụ cấp cứu khẩn cấp
• Hệ thống Inmarsat – A
Bắt đầu hoạt động từ 02/1982 phục vụ cho ngành hàng hải bao gồm dịch
vụ thoại ,telex, facsimile,email và truyền data tốc độ cao (56 và 64 Kbit/s).Sự
phát triển của kỹ thuật nén dữ liệu tạo điều kiện cho truyền ảnh tĩnh có độ phân
giải cao, truyền hình
Inmarsat-A sử dụng kỹ thuật analog do đó có những nhược điểm như
:Kích thước anten lớn , đòi hỏi cơ cấu ổn định và truy theo phức tạp ,tốn năng
lượng lớn ,thiết bị cồng kềnh tiêu tốn băng thông lớn và có ít khả năng mở rộng
dịch vụ . Thông tin thoại dùng phương thức điều tần nên chưa tiết kiệm được
phổ tần, cước phí thông tin cao
Hệ thống Inmarsat-A đã chính thức ngừng cung cấp dịch vụ từ
31/12/2006

15