NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ BĂNG RỘNG TRONG HỆ THỐNG INMARSAT FLEET BROADBAND - FBB250/FBB500.

LỜI CẢM ƠN

Đầu tiên, cho em được gửi lời cảm ơn tới toàn thể các thầy cô giáo trong tổ bộ
môn Điện – Điện tử viễn thông, những người luôn nhiệt tình trong giảng dạy,
hướng dẫn và giúp đỡ chúng em trong suốt thời gian học tập tại trường. Nhờ các
thầy cô mà chúng em không chỉ có những kiến thức chuyên môn mà còn là
những bài học kỹ năng trong cuộc sống.
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy giáo Th.S Nguyễn Ngọc Sơn là
người đã tận tình hướng dẫn giúp đỡ em trong quá trình làm đồ án cũng như
trong quá trình học tập. Trong thời gian được sự hướng dẫn của thầy em đã học
hỏi được không những kiến thức chuyên môn, mà còn cả tinh thần làm việc, ý
thức trong học tập, nghiên cứu. Đây sẽ là những bài học quý báu cho em trong
việc học tập và công tác sau này.
Cuối cùng , em xin được gửi lời cảm ơn đến bố mẹ, bạn bè, những người đã
luôn quan tâm , giúp đỡ , tạo điều kiện để em có thể hoàn thành tốt nhất đồ án
tốt nghiệp.

Hải Phòng, Tháng 11 năm 2015
Sinh viên

Trịnh Khánh Linh

1


LỜI CAM ĐOAN

Em xin cam đoan đồ án này là hoàn toàn do em thực hiện. Các đoạn trích dẫn
và tài liệu sử dụng trong đồ án đều được lấy từ các nguồn có độ chính xác cao
trong phạm vi hiểu biết của em.

Người viết cam đoan

Trịnh Khánh Linh

2


MỤC LỤC

Trang

3


MỘT SỐ TỪ VIẾT TẮT SỬ DỤNG TRONG ĐỒ ÁN/KHÓA LUẬN
BGAN

Broadband Global Area Network.

CDMA

Code Division Multiple Access.

CES

Coast Earth Station.

LES

Land Earth Station.

MES
NCS

Mobil Earth Station.

FBB
FDMA
GMDSS

Network Control Station.
Fleet BroadBand.
Frequency Division Multiple Access.
Global Maritime Distress and Safety System.

INMARSA

International Maritime Satellite

T
TDMA

Time Division Multiple Access.

TTVT

Thông tin vệ tinh.

QoS

Quanlity of Service.

SCC

Satelitte Control Centre

DANH MỤC CÁC BẢNG
4


Số bảng
1.1

Tên bảng
Các vệ tinh của hệ thống INMARSAT.

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

5

Trang
10


Số hình
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5

1.6
1.7
1.8
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
2.6

Tên hình
Mô hình quỹ đạo vệ tinh.
Quỹ đạo địa tĩnh trong thông tin vệ tinh.
Qũy đạo tầm thấp của thông tin vệ tinh.
Cấu trúc hệ thống thông tin vệ tinh.
Phương pháp truy nhập FDMA.
Phương pháp truy nhập TDMA.
Phương pháp truy nhập CDMA.
Vùng phủ sóng của các vệ tinh.
Vùng phủ sóng của Inmarsat BGAN.
Mô hình kết nối BGAN.
Vùng phủ sóng của FBB250/FBB500.
Cấu hình của hệ thống FBB250/FBB500.
Mô hình kết nối mạng của FBB250/FBB500.
Sử dụng trên nền Internet với một kết nối Standard

Trang
2
3
3

5
6
7
7
9
17
21
22
22
24
25

2.7

IP.
Standard IP và Streaming IP chuyên dụng của

26

2.8

FBB250.
Đảm bảo chất lượng dịch vụ QoS nhất định tới

27

3.1

thiết bị đầu cuối.
Cấu trúc hệ thống theo chuẩn H.323

34

6


PHẦN MỞ ĐẦU
Thông tin đã trở thành một nhu cầu không thể thiếu của mỗi một con người,
nó như là tai, mắt thứ hai để con người sử dụng trong cuộc sống hàng ngày.
Ngày nay thông tin vệ tinh đã có sự phát triển mạnh mẽ, đạt được nhiều thành
tựu to lớn, dần dần đáp ứng được những nhu cầu của con người cả trên đất liền,
trong ngành hàng hải, trong ngành hàng không, thông tin vũ trụ.
Là một sinh viên ngành Điện Tử viễn thông em sẽ ra sức tìm hiểu, học hỏi và
nắm bắt được xu thế phát triển của thông tin vệ tinh trong nước, trong khu vực
và trên thế giới, để trang bị cho mình những kiến thức cơ bản, làm hành trang
cho sự nghiệp sau này, đó là lý do em chọn đề tài tốt nghiệp của mình với tiêu
đề:
NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ BĂNG RỘNG TRONG HỆ THỐNG
INMARSAT FLEET BROADBAND - FBB250/FBB500.
Inmasat FleetBroadBand là thế hệ Inmarsat mới nhất, nó được áp dụng các
công nghệ hiện đại nhất, với nhiều ứng dụng băng rộng điển hình, sẽ đem lại
cho em những kiến thức cơ bản về hệ thống thông tin vệ tinh.
Nội dung đề tài bao gồm:
Chương I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH.
Chương II: CÔNG NGHỆ BĂNG RỘNG TRONG HỆ THỐNG INMARSAT
FLEET BROAD BAND – FBB250/FBB500.
Chương III: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ BĂNG RỘNG TRONG HỆ THỐNG
INMARSAT FLEETBROADBAND - FBB250/FBB500 TRONG THỰC TẾ.

i

CHƯƠNG I
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH
1.1. GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH.
1.1.1 Lịch sử phát triển của hệ thống thông tin vệ tinh:
Thông tin vệ tinh ngay từ khi ra đời nó đã khẳng định được vị trí của mình
trong thông tin liên lạc, bằng những ưu thế vượt trội của mình mà thông tin di
động không thể đáp ứng và thay thế được, đó là sự sẵn sàng của thông tin vệ
tinh ở khắp mọi nơi. Ngoài ra thông tin vệ tinh còn cung cấp một loạt các dịch
vụ có tính toàn cầu. Do đó TTVT là lựa chọn số một để phát triển thông tin liên
lạc, mang thông tin đến những nơi mà thông tin di động không thể phủ sóng
được hay phủ sóng cũng không mang lại hiệu quả.
Trong những thập liên qua, thông tin vệ tinh đã có sự phát triển mạnh mẽ,
trung bình có khoảng 77 vệ tinh/năm được phóng lên quỹ đạo,chúng cung cấp
một loạt các dịch vụ viễn thông trên thị trường thông tin vệ tinh quốc tế.
Trong tương lai sự phát triển của thông tin vệ tinh còn hứa hẹn một mức tăng
trưởng ổn định với số lượng vệ tinh phóng lên quỹ đạo trung bình khoảng 122
vệ tinh/năm, bằng việc áp dụng công nghệ băng rộng, các nhà cung cấp dịch vụ
sẽ cung cấp được nhiều hơn nữa các dịch vụ băng rộng qua vệ tinh.
Việt Nam cũng đã tiếp cận thông tin vệ tinh khá sớm, năm 1980 khánh thành
trạm mặt đất Hoa Sen-1, năm 1984 khánh thành trạm mặt đất Hoa Sen-2, đánh
dấu sự phát triển của hệ thống thông tin vệ tinh của nước ta, nhưng tất cả các
dịch vụ vệ tinh trong nước đều phải thuê băng tần của các nước ngoài và các
dich vụ về thông tin vệ tinh còn hạn chế, chưa đáp ứng được nhu cầu sử dụng
của khách hàng.
Ngày 18/4/2008 lúc 22h 16’ Việt Nam đã đã phóng thành công lên quỹ đạo
vệ tinh vinasat-1, ngày 16/5/2012 phóng thành công lên quỹ đạo vệ tinh vinasat2, đánh dấu sự phát triển vượt bậc của TTVT, cung cấp hàng loạt dịch vụ cho
khách hàng như: truyền hình, truyền số liệu, thoại, các dịch vụ từ xa, cung cấp
đường truyền cho các hải đảo, đảm bảo an ninh quốc phòng...

1


1.1.2 Các đặc điểm của hệ thống thông tin vệ tinh:
Thông tin vệ tinh đem đến các dịch vụ thông tin đường dài mà không một hệ
thống truyền tin nào có thể mang lại hiệu quả cao hơn.
•

Quỹ đạo chuyển động của vệ tinh
Theo định luật xác định chuyển động của các hành tinh xung quanh mặt

trời,sự chuyển động của vệ tinh được xác định theo định luật Kepler thứ nhất.
a) Định luật kepler.
Theo định luật kepler thứ nhất, vệ tinh bay vòng quanh trái đất theo một đường
cong là mặt cắt của khối hình nón, với các vật trung tâm nằm ở một trong 2 tâm điểm
của quỹ đạo với bán kính dẫn. Điểm gần nhất của quỹ đạo so với tâm trái đất được gọi
là cận điểm còn điểm xa nhất của quỹ đạo được gọi là viễn điểm.

Hình 1.1: Mô hình quỹ đạo của vệ tinh.
a : Bán trục dài của elip
b : Bán trục ngắn của elip
ha : Độ cao viễn điểm
hb : Độ cao cận điểm
e : Độ lệch tâm xác định hình dang Ellip
a2 − b2
e=
a

*Ý nghĩa

- Vệ tinh có thể chuyển động theo một quỹ đạo Ellip hoặc tròn
- Vệ tinh có quỹ đạo tròn nếu e=0 thì tâm của quỹ đạo trùng với tâm của trái đất.
b) Quỹ đạo của các vệ tinh trong thông tin vệ tinh.
Dựa trên các định luật Kepler người ta đã tìm thấy các quỹ đạo hợp lý nhất
cho sự chuyển động của các vệ tinh quanh trái đất.
2


+ Quỹ đạo địa tĩnh GEO ( Graphic Earth Obit ).

Hình 1.2: Quỹ đạo địa tĩnh trong TTVT.
Quỹ đạo GEO (Geosynchronous Earth Orbit ) có mặt phẳng quỹ đạo trùng
với mặt phẳng xích đạo, độ cao khoảng 36000 km, chu kỳ bay một vòng quỹ
đạo hết 24h tương đương với chu kỳ quay của trái đất. Các vệ tinh địa tĩnh
chuyển động theo hướng từ Tây sang Đông với vận tốc góc bằng vận tốc chuyển
động của trái đất nên được gọi là quỹ đạo đĩa tĩnh.
+ Vệ tinh quỹ đạo tầm thấp LEO ( Low Earth Orbit ) và tầm trung MEO
( Mean Earth Orbit ), là quỹ đạo có độ cao 500 km < h < 20.000 km, ( Quỹ đạo
LEO thỏa mãn 500 km < h < 10.000 km, quỹ đạo MEO thỏa mãn 500 km < h <
20.000 km), có vận tốc góc nhỏ hơn vận tốc góc của trái đất, chiều quay từ Tây
sang Đông (quỹ đạo đồng hướng). Quỹ đạo LEO và MEO có tổn hao đường
truyền nhỏ, trễ truyền lan nhỏ, do đó các vệ tinh này phù hợp cho thông tin di
động ( Các trạm mặt đất di động).

Hình 1.3: Quỹ đạo tầm thấp của TTVT.

3


• Đặc điểm của TTVT:

TTVT ngoài những đặc điểm chung của một hệ thống thông tin, nó còn
mang những đặc điểm rất riêng biệt mà các hệ thống thông tin khác không thể
thay thế được. Trong tương lai TTVT còn phát huy mạnh mẽ những ưu điểm của
mình để không ngừng phát triển, không ngừng mở rộng, phục vụ nhu cầu thông
tin liên lạc của con người.
- Có khả năng đa truy nhập: có thể cho phép rất nhiều thuê bao truy cập vào
mạng cùng một lúc bằng cách sử dụng các phương pháp đa truy nhập TDMA,
FDMA, CDMA.
- Vùng phủ sóng lớn: mỗi vệ tinh có thể bao phủ đến 42.2% bề mặt Trái Đất.
- Dung lượng thông tin lớn: được áp dụng công nghệ kỹ thuật hiện đại và băng
tần rộng ( cỡ GHz) nên cho phép đạt được dung lượng thông tin lớn.
- Được ứng dụng cho thông tin di động: các vệ tinh bay ở quỹ đạo GEO có các
đặc điểm thỏa mãn trong thông tin di động.
- Có độ ổn định cao: do các hệ thống đều có vệ tinh dự phòng nên các vệ tinh
được chuyển động quỹ đạo ổn định hơn.
- Chất lượng cao: do không bị ảnh hưởng bởi tạp nhiễu và pha-ding nên quá
trình truyền thông tin có chất lượng cao hơn.
- Tính linh hoạt cao: hệ thống thông tin có thể thay đổi linh hoạt trong việc
thiết lập tuyến theo yêu cầu sử dụng.
- Đa truy nhập về loại hình dịch vụ:
+ Dịch vụ telex,thoại, Fax cố định.
+ Dịch vụ truyền hình.
+ Dịch vụ thông tin di động .
+ Dịch vụ PSTN DAMA, VSAT, cứu nạn hàng hải.
+ Dịc vụ Internet, VoIP.
• Cấu trúc của hệ thống TTVT:
Hệ thống thông tin vệ tinh bao gồm 3 khâu là : Khâu không gian, khâu điều
khiển và khâu người sử dụng.
4

Hình 1.4: Cấu trúc hệ thống thông tin vệ tinh.
a) Khâu không gian.
Bao gồm vệ tinh thông tin và các trạm điều khiển TT&C ( Đo xa, bám và điều
khiển ) ở mặt đất. Vệ tinh hoạt động như một trạm lặp thực hiện kết nối một
trạm mặt đất với một trạm khác.
b) Khâu điều khiển.
Là các trạm mặt đất. Bao gồm các trạm theo dõi, kiểm tra , tính toán được đặt
trên mặt đất và tham gia vào hoạt động của toàn hệ thống.
Trạm mặt đất có nhiệm vụ xác định và giữ vững quỹ đạo chuyển động của
các vệ tinh, điều khiển và tổ chức hệ thống, xử lý dữ liệu đo xa, ấn định và biểu
thị kết quả đo.
c) Khâu người sử dụng.
Là tất cả các điểm thu (máy thu) để dùng thu tín hiệu từ vệ tinh. Các điểm
thu này thực hiện kết nối thông tin với mạng mặt đất qua các trạm mặt đất và vệ
tinh.
•

Phương pháp đa truy nhập trong TTVT:

Đa truy nhập là một phương pháp để cho nhiều trạm mặt đất sử dụng chung
một bộ phát đáp. Các phương pháp đa truy nhập hiện nay gồm ba loại chính: Đa
truy nhập phân chia theo tần số-FDMA (Frequency Division Multiple Access),
5


Đa truy nhập phân chia theo thời gian-TDMA (Time Division Multiple Access),
Đa truy nhập phân chia theo mã-CDMA (Code Division Multiple Access ).
a) Đa truy nhập phân chia theo tần số-FDMA
Là loại đa truy nhập sử dụng rộng rãi nhất hiên nay, mỗi trạm mặt đất sẽ phát đi

các sóng mang với tần số khác với sóng mang của các trạm khác và các băng tần
bảo vệ thích hợp để tránh gây nhiễu.

Hình 1.5: Phương pháp truy nhập FDMA
- Ưu điểm:
+ Thủ tục truy nhập đơn giản.
+ Cấu hình trạm mặt đất đơn giản.
- Nhược điểm:
+ Thiếu linh hoạt trong việc phân phối kênh.
+ Khi sử dụng nhiều kênh cho hiệu quả không cao, dung lượng thấp.
b) Đa truy nhập phân chia theo thời gian-TDMA
Trong TDMA, một số trạm mặt đất dùng chung một bộ phát đáp vệ tinh bằng
cách chia ra theo nhiều khe thời gian , mỗi trạm mặt đất được phát đi một sóng
mang trong một khe thời gian đã được phân trong một chu kỳ nhất định. Đây là
phương pháp thông tin rất tốt, cho phép đạt dung lượng kênh lớn trong một bộ
phát đáp vệ tinh đơn.

6


Hình 1.6: Phương pháp truy nhập TDMA
- Ưu điểm:
+ Linh hoạt trong việc thay đổi tuyến.
+ Hiệu quả kênh truyền cao.
- Nhược điểm:
+ Yêu cầu sự đồng bộ phức tạp.
c) Đa truy nhập phân chia theo mã-CDMA.
Trong đó, mỗi trạm mặt đất sử dụng cùng một tần số sóng mang và để phân
biệt giữa các sóng mang có cùng tần số này người ta sử dụng một loại mã có cấu
trúc đặc biệt quy định cho trạm mặt đất trước khi phát tín hiệu đã điều chế.

Hình 1.7: Phương pháp truy nhập CDMA.
- Ưu điểm:
+ Loại bỏ được can nhiễu , ít bị méo dạng tín hiệu.
+ Thích ứng được với sự thay đổi các thông số khác nhau của đường truyền
dẫn.

7


+ Độ bảo mật cao.
- Nhược điểm:
+ Yêu cầu độ rộng băng tần truyền dẫn cao.
+ Hiệu quả sử dụng băng tần thấp.
d) Đa truy nhập phân chia theo không gian (SDMA)
Việc phủ sóng các vùng khác nhau trên mặt đất và phương pháp sử dụng các
phân cực sóng khác nhau thì với phổ tần giống nhau có thể sử dụng vài lần và
can nhiễu hạn chế giữa các người sử dụng khác nhau.
Phân cực sóng: có các loại phân cực sóng thẳng đứng (VP), phân cực nằm
ngang (HP), phân cực tròn, có thể được phát đi cùng tần số từ một vệ tinh
nhưng với hai phân cực khác nhau thì các trạm mặt đất có thể thu đúng tín hiệu
của trạm mình mà không bị can nhiễu khi sử dụng các anten có phân cực song
khác nhau.
Vệ tinh có thể sử dụng các anten khác nhau, có kích thước khác nhau có thể
phủ sóng lên mặt đất với các vùng phủ sóng có diện tích và hình dạng khác
nhau. Có bốn dạng phủ sóng cơ bản đó là: phủ sóng toàn cầu, là dạng phủ
sóng rộng nhất mà vệ tinh có thể phủ được; phủ sóng bán cầu là phủ sóng bán
cầu phía đông và phía tây của quả đất; phủ song khu vực là phủ song một khu
vực rộng lớn; phủ sóng “ đốm” là vùng phủ sóng có diện tích nhỏ nhất.
1.2 HỆ THỐNG THÔNG TIN INMARSAT ( INM).

1.2.1 Cấu trúc hệ thống thông tin IMARSAT(Iternational Maritime Satellite ):
Hệ thống thông tin Inmarsat là Tổ chức thông tin vệ tinh Hàng hải quốc tế
được thành lập từ năm 1979. Hệ thống thông tin Inmarsat được phát triển qua
nhiều thế hệ, cung cấp các dịch vụ thông tin trong hệ thống GMDSS ( Global
Maritime Distress and Safety System) cho cứu nạn và an toàn hàng hải.
Cấu trúc hệ thống thông tin Inmarsat cũng giống như cấu trúc các hệ thống
thông tin vệ tinh khác gồm có 3 khâu:
• Khâu vệ tinh :

8


Hệ thống Inmarsat sử dụng 4 vệ tinh địa tĩnh, các vệ tinh bao phủ trái đất từ
70o N đến 70o S cung cấp các dịch vụ thông tin vệ tinh Inmarsat truyền thông cho

khách hàng.
Tây Đại Tây Dương ( AOR – W 54 độ tây ).
Đông Đại Tây Dương ( AOR – E 15.5 độ tây ).
Ấn Độ Dương ( IOR 64.5 độ đông ).
Thái Bình Dương ( POR 178 độ đông ).

Hình 1.8: Vùng phủ sóng của các vệ tinh.
Các vệ tinh trong hệ thống Inmarsat có hai dạng phủ sóng là phủ sóng chùm
rộng cung cấp dịch vụ thoại cho hệ thống Inmarsat B, C, M, F và phủ sóng chùm
hẹp làm tăng dung lượng kênh thông tin cung cấp dịch vụ data cho hệ thống
Inmarsat- mM, F.
Từ năm 1990, thế hệ vệ tinh thứ 2 được đưa vào quỹ đạo địa tĩnh. Vệ tinh
Inmarsat-3 được đưa vào quỹ đạo đĩa tĩnh là năm 1996, có hai chế độ hoạt động
là phủ sóng toàn cầu và phủ sóng chùm hẹp. “Hiện nay, các vệ tinh Inmarsat - 3
cung cấp hầu hết các dịch vụ cứu nạn và an toàn hàng hải theo công ước quốc tế

GMDSS và các dịch vụ không theo chuẩn công ước quốc tế về GMDSS (nonGMDSS), tiếp nhận các dịch vụ do hệ thống Inmarsat thế hệ 2 chuyển tiếp và

9


phát triển thêm các dịch vụ sử dụng phủ sóng chùm hẹp.” ( Hệ thống thông tin
Hàng Hải, TS. Trần Xuân Việt, T136)
Hiện tại, Inmarsat tuyển dụng bốn vệ tinh điều hành thuộc Inmarsat-3 và sáu
vệ tinh dự phòng, tất cả bao gồm ba vệ tinh Inmarsat-3 và ba vệ tinh Inmarsat-2.
Ba vệ tinh Inmarsat nữa đang được đưa ra để mời thuê dung lượng.
Bảng 1.1 : Các vệ tinh của hệ thống Inmarsat.
Vùng bao phủ
AOR-W

VT vận hành

VT dự phòng
INMARSAT-2 F2 (98o W)

o

INMARSAT-3 F4 (54 W)

INMARSAT-3 F2 (15.5o W)

o

INMARSAT-3 F5 (25o E)

AOR-E

INMARSAT-3 F2 (15.5 W)

IOR

INMARSAT-3 F1 (64o E)

INMARSAT-2 F3 (65o E)

POR

INMARSAT-3 F3 (178o E)

INMARSAT-2 F1 (179o E)

INMARSAT-3 F4 (54o W)

• Các trạm điều khiển mặt đất của Inmarsat (Gateway)
Trong hệ thống Inmarsat hệ thống đài mặt đất cố định là LES (Land Earth
Station) được chia làm đài duyên hải mặt đất CES (Coast Earth Station) và đài
điều khiển mạng NCS (Network Control Station).
- Các trạm LES của mỗi vùng vệ tinh có nhiệm vụ kết nối các đường thông tin
giữa vệ tinh với các thuê bao cố định trên mặt đất. Chức năng của trạm LES là
thiết lập các kênh thông tin trong các dịch vụ của nó mà yêu cầu từ các thuê bao
của các trạm di động, kiểm tra các số nhận dạng của một cuộc gọi ưu tiên cấp
cứu từ các đài tàu.
- Các trạm CES trong hệ thống thông tin vệ tinh có chức năng như một đài mặt
đất. Các tram CES có khả năng kết nối thông tin với các đài vệ tinh lưu động vệ
tinh khác một cách trực tiếp.
- Các trạm phối hợp mạng NCS ( Network Coordination Station ): mỗi vệ tinh

đều có một mạng điều khiển NCS có nhiệm vụ quản lý các dịch vụ thông tin
trong mạng. Các NCS được kết hợp với trạm điều khiển trung tâm NOC
10


(Network Operation Centre) và cả trung tâm điều khiển vệ tinh SCC (Satelitte
Control Centre) để hợp thành trung tâm điều khiển mạng NCC (Network
Control Centre) có chức năng khai thác mạng và điều khiển vệ tinh trong vùng
mà nó kiểm soát.
• Các đài di động mặt đất MES ( Mobil Earth Station ):
MES là thiết bị đầu cuối thuê bao trong hệ thống Inmarsat, là trạm vệ tinh mặt
đất được trang bị trên các phương tiện lưu động. Các thiết bị này cung cấp kết
nối giữa các người sử dụng với mạng thộng tin Inmarsat.
Các trạm MES cũng giống như các trạm vệ tinh mặt đất cố định nhưng để phù
hợp với khả năng lưu động nên có kết cấu nhỏ gọn, tính linh hoạt cao và cước
phí sủ dụng thấp.
Các đài di động mặt đất gồm các thiết bị chính như sau:
- Một anten vệ tinh .
- Một thiết bị thu phát.
- Một monitor để điều khiển và giao tiếp giữa hệ thống và người sử dụng.
1.2.2. Các thế hệ thống thông tin Inmarsat:
Được thành lập năm 1979 tổ chức Inmarsat đã không ngừng phát triển, cơ sở
hạ tầng, cải tiến kỹ thuật, áp dụng công nghệ kỹ thuật số, nâng cao chất lượng để
tạo ra các hệ thống Inmarsat thế hệ sau hoàn thiện hơn về kỹ thuật và giảm được
cước phí thông tin để đáp ứng ngày càng tốt hơn nhu cầu thông tin liên lạc của
con người. Hệ thống Inmarsat đã phát triển mạnh mẽ về mọi mặt cung cấp đầy
đủ các dịch vụ thông tin hàng hải, mặt đất và hàng không. Các thế hệ thông tin
Inmarsat bao gồm:
Inmarsat-A
Inmarsat-B

Inmarsat-C
Inmarsat-M/mM
Inmarsat-F
• Hệ thống Inmarsat - A

11


Bắt đầu hoạt động từ tháng 2/1982 nhằm phục vụ cho ngành hàng hải cung
cấp các dịch vụ email, telex, thoại và truyền data tốc độ cao với băng tần phát
(1636÷51645) MHz và trong băng tần thu (1535÷1543,5 )MHz. Các kênh thoại
hoạt động với một khoảng cách tần số là 50 KHz.
Hệ thống Inmarsat-A có nhược điểm: Anten có kích thước lớn, cồng kềnh, sử
dụng điều tần tương tự nên hiệu suất thấp, công suất tiêu thụ lớn, giá cước dịch
vụ cao nhất trong các hệ thống Inmarsat.
Do những nhược điểm của mình mà hệ thống Inmarsat-A đã được ngừng
cung cấp dịch vụ và được thay bằng các thế hệ Inmarsat có nhiều ưu điểm hơn.
• Hệ thống Inmarsat-B
Hệ thống Inmarsat-B ra đời năm 1993, là thế hệ kế tiếp, cải tiến để hoàn
thiện cho hệ thống Inmarsat-A. Với đầy đủ các dịch vụ về cơ bản giống với hệ
thống Inmarsat-A nhưng được ứng dụng mã hóa tiếng nói và thông tin số nên
làm giảm giá cước thông tin. Hệ thống Inmarsat-B có kích thước và trọng lượng
gọn nhẹ nên cho hiệu quả thông tin cao hơn Inmarsat-A.
Hệ thống Inmarsat-B được trang bị kỹ thuật đa kênh, cung cấp các dịch vụ
chất lượng cao, có thể truyền dữ liệu nên tới 64 Kbps. Inmarsat-B cung cấp các
dịch vụ giống với hệ thống Inmarsat-A: thoại nén tốc độ 16 kbps, fax, telex và
dữ liệu trực tiếp tốc độ cao (9.6 kbps).
Tuy đã có sự cải tiến ứng dụng kỹ thuật để hoàn thiện hơn nhưng đáp ứng về
dịch vụ và thông tin liên lạc còn hạn chế.
• Hệ thống Inmarsat-C

Tháng 1/1991 hệ thống Inmarsat-C được đưa vào khai thác. Hệ thống sử
dụng công nghệ kỹ thuật số, không cung cấp dịch vụ thoại mà chỉ cung cấp các
dịch vụ data, telex và fax. Hệ thống này sử dụng phương pháp liên lạc là Store
and Forward, nên thời gian chuyển một bức điện có thể kéo dài hàng phút.
Hệ thống Inmarsat-C có thể cung cấp thông tin toàn cầu với cước phí thấp và
sử dụng anten có kích thước nhỏ gọn nên phù hợp cho việc lắp đặt cho mọi loại
phương tiện di chuyển trên biển và các phương tiện tàu thuyền nhỏ.
• Hệ thống Inmarsat-M /mM

12


Inmarsat-M được đưa vào sử dụng từ những năm 1993, 1994 là sự ứng dụng
công nghệ thông tin số. Hệ thống Inmarsat-M có kích thước và trọng lượng nhỏ
hơn Inmarsat-B nên được sử dụng để trang bị cho nhiều loại phương tiện trên
biển, hệ thống Inmarsat-M còn được coi là hệ thống thu nhỏ của hệ thống
Inmarsat-B.
Inmarsat-M chỉ cung cấp các dịch vụ: thoại nén tốc độ 6.4Kbps, fax và dữ
liệu trực tiếp tốc độ thấp (2.4 Kbps). Hệ thống Inmarsat-M dùng chung phần
không gian với các hệ thống mặt đất nên cung cấp thông tin với cưới phí thấp.
Nhưng hệ thống không có các tiêu chuẩn phù hợp với công ước quốc tế về cứu
nạn và an toàn Hàng Hải toàn cầu nên không được sử dụng thông dụng.
Inmarsat-mini M được ra đời từ năn 1996, là sự kế thừa của hệ thống
Inmarsat-M nhưng có kích thước nhỏ nhất trong các hệ thống và cước phí thông
tin siêu thấp nên có thể lắp đặt cho mọi loại phương tiện. Hệ thống Inmarsatmini M cung cấp chủ yếu là các dịch vụ: thoại nén tốc độ 4.8 kbps, fax và dữ
liệu trực tiếp tốc độ thấp 2.4 kbps. Nhưng hệ thống có nhược điểm là không có
chức năng thông tin cứu nạn và an toàn Hàng Hải nên được sử dụng hạn chế.
• Hệ thống Inmarsat-F
Hệ thống Inmarsat-Fleet (Inmarsat-F) là thế hệ Inmarsat mới nhất hiện nay
nhằm đáp ứng nhu cầu phát triển của thông tin hàng không , hàng hải và đất

liền. Inmarsat-F được sử dụng hiện nay bao gồm: F77, F55, F33 và cung cấp
các dịch vụ như: thoại, fax, data với đường truyền tốc độ thấp.
“Inmarsat-F còn cung cấp các dịch vụ như: dịch vụ di động toàn cầu ISDN,
dịch vụ gọi hai chiều GMDSS phù hợp với tiêu chuẩn IMO ( tổ chức Hàng Hải
quốc tế), trong đó có ứng dụng cuộc gọi cứu nạn và cứu hộ luôn được ưu tiên
kết nối trước.” (Hệ thống thông tin Hàng Hải, TS. Trần Xuân Việt, T56). Tuy
nhiên, các dịch vụ này chỉ được tích hợp trong từng loại Inmarsat.
Hệ thống F77, F55, F33 được ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực Hàng Hải. F77
được sử dụng thích hợp cho các tàu trọng tải lớn, có thể đáp ứng các yêu cầu
của hệ thống GMDSS. F55 là ý tưởng cho các tàu có trọng tải trung bình-nhỏ,
13


các tàu chuyên dụng. Hệ thống này đáp ứng được nhu cầu cần thiết về chất
lượng truyền số liệu và giá thành. Hệ thống F33 là một thiết bị đầu cuối thu
nhỏ, giá thành thấp nên được sử dụng thích hợp cho các tàu nhỏ hỗ trợ trên
biển. Tuy nhiên, tốc độ kênh truyền trong hệ thống Inmarsat-F còn hạn chế nên
cần tiếp tục phát triển để ngày càng hoàn thiện hơn.
1.2.3 Sự phát triển của thông tin vệ tinh Inmarsat:
Thế hệ vệ tinh đầu tiên là INTELSAT 1 ra đời năm 1965 đến đầu những
năm 70 đã có thể cung cấp các dịch vụ thoại và truyền hình. Lúc đầu vệ tinh chỉ đáp
ứng cho truyền thông tin với dung lượng thấp. Sau đó, nhờ các kỹ thuật đầu tiên
được ứng dụng cho hệ thống thông tin vệ tinh là analog sử dụng công nghệ
FDM/FM/FDMA và các phương thức truyền dẫn tiến tiến PSK/TDMA và
PSK/CDMA đã ngày càng đáp ứng được nhu cầu gia tăng thông tin. Các phương
thức này dựa trên việc truyền dẫn số qua vệ tinh. Trong tương lai khi dung lượng của
tuyến vệ tinh cũng như số lượng vệ tinh tăng lên ngày càng nhiều sẽ dẫn đến hiện
tượng can nhiễu vượt ngưỡng cho phép giữa hệ thống thông tin với nhau. Để giải
quyết được vấn đề này, phải áp dụng các biện pháp sau:
- Onboard processing: Phương pháp xử lý tại chỗ là dùng giải điều chế tín

hiệu để xử lý tự chỗ để điều chế lại và gửi các tín hiệu đã xử lý lại xuống tram
thu tại mặt đất.
- Sử dụng các băng tần cao hơn (30/20 GHz và 50/40 GHz) mặc dù dải tần
này chịu tác động suy hao lớn do môi trường truyền sóng và mưa.
- Direct to Intersatellate Network: sử dụng tuyến thông tin toàn cầu.
- home: quảng bá trực tiếp từ vệ tinh đến người sử dụng. Lúc này trạm mặt
đất sẽ kết nối trực tiếp vào thiết bị đầu cuối của người sử dụng mà không phải
thông qua mạng.
Hiện nay ở các nước Châu Âu, Nhật đang ngày càng có nhiều chương
trình phát triển thông tin vệ tinh nhằm tăng khả năng dung lượng , công suất và
phương thức truyền dẫn của vệ tinh. Điều này cho phép kích thước và cước phí

14


thông tin giảm đi và trở nên gần gũi với người sử dụng hơn. Đây là sự tiến bộ có
ý nghĩa quan trọng cho sự phát triển của vệ tinh trong tương lai.

CHƯƠNG II: CÔNG NGHỆ BĂNG RỘNG
TRONG HỆ THỐNG INMARSAT FLEET BROAD BAND –FBB 250/500.
2.1GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ BĂNG RỘNG.
Ngày nay, nhu cầu về trao đổi thông tin liên lạc ngày càng được phát triển, việc
truyền tín hiệu không chỉ là các tín hiệu thoại mà còn truyền đi các tín hiệu kèm
theo hình ảnh, video và các dịch vụ đa phương tiện khác,…Vì vậy để đáp ứng
nhu cầu ngày càng tăng về dịch vụ thông tin nên công nghệ băng rộng đã ra đời.
Với nhiều ưu điểm: dung lượng kênh truyền lớn, truyền dữ liệu tốc độ cao,có thể
gửi và nhận email có đính kèm file lớn, … Các mạng băng rộng đã mở ra một
triển vọng mới cho các dịch vụ sẽ được thực hiện qua một thiết bị đầu cuối duy
nhất.
Thị trường thông tin đang phát triển từng ngày, các nhà cung cấp dịch vụ liên

tục đưa ra các gói dịch vụ mang lại nhiều tiện ích với cước phí thấp cho người
sử dụng. Để làm được điều này thì các nhà cung cấp phải áp dụng các công nghệ
khoa học vào quá trình xử lý tin tức làm nâng cao tốc độ truyền dữ liệu và dung
lượng kênh.
Trong thông tin hàng hải để đáp ứng chất lượng dịch vụ tốt hơn, tính bảo
mật thông tin cao và làm giảm cước phí thông tin liên lạc. Hệ thống Inmarsat đã
nghiên cứu để đưa vào sử dụng các thế hệ thông tin vệ tinh mới có thể tích hợp
đầy đủ các dịch vụ vệ tinh truyền thống, các ứng dụng cho việc truyền tải dữ
liệu và thoại. Các hệ thống vệ tinh gần đây được đưa vào sử dung là Inmarsat
FBB250 và FBB500. Đây là các thế hệ Inmarsat đã đáp ứng được khá đầy đủ
các nhu cầu về thông tin liên lạc của người sử dụng hiện nay.
2.2 CÔNG NGHỆ BĂNG RỘNG TRONG THÔNG TIN VỆ TINH.
2.2.1 BGAN, công nghệ băng rộng điển hình trong thông tin vệ tinh:
15


BGAN – Broadband Global Area Network là dịch vụ thông tin di động qua
vệ tinh đầu tiên cho phép người sử dụng đồng thời thực hiện gọi thoại và truyền
dữ liệu băng thông rộng cho dù đang ở bất cứ đâu. Dịch vụ BGAN có thể kết nối
Internet với một máy tính xách tay của người sử dụng qua mạng riêng ảo VPN
để dễ dàng thiết lập một phòng thông tin băng rộng di động chỉ trong vài phút
cho dù người sử dụng đang ở bất cứ đâu trên thế giới. BGAN là dịch vụ thông
tin vệ tinh cung cấp tốc độ truyền dữ liệu theo yêu cầu. Với những ưu điểm: tốc
độ kết nối băng rộng đến 492kbps, thiết bị đầu cuối nhỏ gọn , linh hoạt, sử dụng
dễ dàng và tính bảo mật thông tin cao. Nên đây là phương tiện thông tin liên lạc
di động lý tưởng cho các cơ quan chính phủ hay các dịch vụ ở vùng xa xôi hẻo
lánh, biên giới , hải đảo. Với dịch vụ phủ sóng toàn cầu , BGAN mang lại cho
người sử dụng sự tiện lợi cho dù đang ở bất cứ đâu, kể cả những nơi mạng viễn
thông thông thường không phủ sóng được.
Dịch vụ BGAN được đưa vào sử dụng để cung cấp dịch vụ từ năm 2006.

BGAN là dịch vụ di động qua vệ tinh đầu tiên cho phép người sử dụng đồng
thời thực hiện gọi thoại và truyền dữ liệu băng thông rộng tại cùng một thời
điểm trên cùng một thiết bị đầu cuối và được sử dụng với khả năng kết nối toàn
cầu. BGAN cũng là dịch vụ thông tin di động qua vệ tinh đầu tiên có tốc độ
truyền dữ liệu theo yêu cầu và giúp người sử dụng có thể dễ dàng thiết lập một
phòng thông tin băng rộng di động chỉ trong vài phút. Đây là dịch vụ băng rộng
cung cấp cho người sử dụng giải pháp thông tin nhanh chóng và hiệu quả nhất.
BGAN là dịch vụ băng rộng hoạt động bằng cách dùng chung nguồn tài nguyên
với các vệ tinh Inmarsat thế hệ 4.
Dịch vụ BGAN cung cấp cho người sử dụng kết nối qua mạng riêng ảo VPN.
Dịch vụ này cho phép người sử dụng truy nhập Internet, email, video hội nghị,
gửi file đính kèm với dung lượng lớn với tốc độ truyền dẫn cao trong khi đang
gọi thoại. Giao diện sử dụng phần mềm BGAN launchPad được cài đặt trên
laptop hoặc PC và được dùng chung cho các loại đầu cuối BGAN. Đây là phần
mềm được thiết kế đơn giản, không có yêu cầu về kỹ thuật chuyên môn nên
16


người dùng có thể sử dụng dễ dàng nhờ có hướng dẫn từng bước trên thiết bị.
Người sử dụng có thể lựa chọn tốc độ truyền dẫn thích hợp với yêu cầu ứng
dụng và có thể dễ dàng theo dõi việc sử dụng và quản lý chi phí dịch vụ.

Hình 2.1: Vùng phủ sóng của inmarsat BGAN.
Các dịch vụ BGAN: BGAN sẽ hỗ trợ cả hai loại dịch vụ thoại chuyển mạch và
dữ liệu.
a. dịch vụ tiêu chuẩn IP:
+ tốc độ truy nhập lên đến 492kbps trên kênh chia sẻ.
+ thích hợp cho ứng dụng email, truy nhập internet, intranet, FPT.
+ cước phí tính theo lưu lượng sử dụng.
b. thoại quay số trực tiếp:

+ dịch vụ thoại chuyển mạch 4kbps
+ thực hiện cuộc gọi từ một điện thoại di động hoặc tai nghe bên ngoài.
+ voice email
+ Các dịch vụ giá trị khác như: chờ cuộc gọi, chặn cuộc gọi, giữ cuộc gọi,
chuyển cuộc gọi.
c. Fax: Chuẩn G3 qua kênh 3.1kHz Audio. Modem của máy G3 fax có tốc độ
33.6kbps khi qua cổng 3.1kHz Audio. Đây là dịch vụ cho hiệu quả cao về giá
thành.

17


d. Streaming IP ( luồng IP):
+ Tốc độ truy nhập theo yêu cầu đến 256kbps.
+ streaming class QoS: hỗ trợ các tính năng QoS cho việc chuyển giao giọng nói
và các dòng video. QoS đề cập đến khả năng của một mạng lưới để cung cấp
một mức bảo đảm của dịch vụ cho người dùng.
+ 32, 64, 128, 256, 384kbps cho gửi và nhận tốc độ 384kbps được chính thức
cung cấp vào quý II năm 2.
e. tin nhắn SMS: gửi và nhận tin nhắn văn bản tới 160 ký tự.
f. ISDN:
* Ứng dụng giao diện ISDN: bao gồm nhiều kênh khác nhau, dịch vụ điện thoại,
số fax, analog fax, máy vi tính/ video, truyền tín hiệu, từ xa, và chuyển mạch
gói.
+ Nhiều kênh: con số 10-1 và 10-2 sẽ hiển thị giao diện BRI hợp lí. kế hoạch
này là cung cấp quyền truy cập vào tất cả thiết bị. khái niệm ban đầu đã được
đến tám thiết bị, sau khi tất cả chỉ có hai kênh B và một kênh D để chia sẽ trong
số tám thiết bị.
+ Điện thoại: là một điện thoại kỹ thuật số. Thay vì điện thoại hội thoại tương
tự đang được từ điện thoại đến văn phòng trung tâm, nơi nó trở thành số hóa,

hội thoại có thể được số hóa trực tiếp tại nguồn và được thông qua kỹ thuật số
tất cả các cách thông qua mạng lưới tới đầu kia.
+ Máy tính / Video Conferencing : Máy tính hoặc các thiết bị truyền hình hội
nghị có thể sử dụng một trong 64 kbps hoặc cả hai kênh bearer với nhau cho một
số kênh 128 Kbps trên mạng.
+ Tín hiệu : Chức năng chính của các kênh dữ liệu là cung cấp cho các tín
hiệu, có nghĩa là, các thiết lập của các kênh bearer chuyển sang. Tại 16 kbps,
kênh dữ liệu có nhiều băng thông hơn là cần thiết cho các tín hiệu đơn. Vì vậy,
khi nó không được sử dụng cho chính mình và tín hiệu ưu tiên cao chức năng,
nó có thể được sử dụng cho những thứ khác.

18