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

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 cácthầy cô mà chúng em không chỉ có những kiến thức chuyên môn mà còn lànhững bài học kỹ năng trong cuộc sống

Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy giáo Th.S Nguyễn Ngọc Sơn làngười đã tận tình hướng dẫn giúp đỡ em trong quá trình làm đồ án cũng nhưtrong quá trình học tập Trong thời gian được sự hướng dẫn của thầy em đã họchỏi được không những kiến thức chuyên môn, mà còn cả tinh thần làm việc, ýthức trong học tập, nghiên cứu Đây sẽ là những bài học quý báu cho em trongviệc học tập và công tác sau này

Cuối cùng , em xin được gửi lời cảm ơn đến bố mẹ, bạn bè, những người đãluôn quan tâm , giúp đỡ , tạo điều kiện để em có thể hoàn thành tốt nhất đồ ántốt nghiệp

Hải Phòng, Tháng 11 năm 2015

Sinh viên

Trịnh Khánh Linh

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 caotrong phạm vi hiểu biết của em

Người viết cam đoan

Trịnh Khánh Linh

MỤC LỤC

Trang

PHẦN MỞ ĐẦU i

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH 1

1.1 GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH 1

1.1.1 Lịch sử phát triển của hệ thống thông tin vệ tinh: 1

1.1.2 Các đặc điểm của hệ thống thông tin vệ tinh: 2

1.2 HỆ THỐNG THÔNG TIN INMARSAT ( INM) 8

1.2.1 Cấu trúc hệ thống thông tin IMARSAT(Iternational Maritime Satellite ): .8

1.2.2 Các thế hệ thống thông tin Inmarsat: 11

1.2.3 Sự phát triển của thông tin vệ tinh Inmarsat: 14

CHƯƠNG II: CÔNG NGHỆ BĂNG RỘNG TRONG HỆ THỐNG INMARSAT FLEET BROAD BAND –FBB 250/500 15

2.1 GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ BĂNG RỘNG 15

2.2 CÔNG NGHỆ BĂNG RỘNG TRONG THÔNG TIN VỆ TINH 15

2.2.1 BGAN, công nghệ băng rộng điển hình trong thông tin vệ tinh: 15

2.2.2 Kết nối mạng BGAN: 20

2.3 CÔNG NGHỆ BĂNG RỘNG TRONG HỆ THỐNG INMARSAT FLEETBROADBAND FBB250/FBB500 21

2.3.1 Cấu hình của hệ thống FBB250/FBB 500: 21

2.3.2 Các phương thức kết nối băng thông rộng của FBB250/FBB500: 23

2.3.3 Đặc điểm của công nghệ băng rộng trong hệ thống Inmarsat FBB250/ FBB500 27

CHƯƠNG III: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ BĂNG RỘNG TRONG HỆ THỐNG INMARSAT FLEETBROADBAND - FB 250/500 TRONG THỰC TẾ 32

3.1 ỨNG DỤNG DỊCH VỤ CƠ BẢN CỦA FBB250/FBB500 32

3.2 VIDEO CONFERENCING 33

3.2.1 Giới thiệu về Video Conferencing 33

3.2.2 Các thế hệ Video Conferencing 33

3.3.3 Hệ thống Video Conferencing theo chuẩn H.323 34

KẾT LUẬN CHUNG 36

TÀI LIỆU THAM KHẢO 37

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

Broadband Global Area Network

Code Division Multiple Access

Coast Earth Station

Land Earth Station

Mobil Earth Station

Network Control Station

Global Maritime Distress and Safety System

International Maritime Satellite

TDMA

TTVT

QoS

SCC

Time Division Multiple Access

Thông tin vệ tinh

Quanlity of Service

Satelitte Control Centre

DANH MỤC CÁC BẢNG

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Số hình Tên hình Trang

1.2 Quỹ đạo địa tĩnh trong thông tin vệ tinh 31.3 Qũy đạo tầm thấp của thông tin vệ tinh 31.4 Cấu trúc hệ thống thông tin vệ tinh 5

2.4 Cấu hình của hệ thống FBB250/FBB500 222.5 Mô hình kết nối mạng của FBB250/FBB500 242.6 Sử dụng trên nền Internet với một kết nối Standard

2.8 Đảm bảo chất lượng dịch vụ QoS nhất định tới

thiết bị đầu cuối

27

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 thànhtựu 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 vànắm 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 trangcho sự nghiệp sau này, đó là lý do em chọn đề tài tốt nghiệp của mình với tiêuđề:

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 cáccông nghệ hiện đại nhất, với nhiều ứng dụng băng rộng điển hình, sẽ đem lạicho 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 INMARSATFLEET BROAD BAND – FBB250/FBB500

Chương III: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ BĂNG RỘNG TRONG HỆ THỐNGINMARSAT FLEETBROADBAND - FBB250/FBB500 TRONG THỰC TẾ

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 mìnhtrong thông tin liên lạc, bằng những ưu thế vượt trội của mình mà thông tin diđộng không thể đáp ứng và thay thế được, đó là sự sẵn sàng của thông tin vệtinh 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 liênlạc, mang thông tin đến những nơi mà thông tin di động không thể phủ sóngđược 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 cấpmột 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 tăngtrưởng 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 thànhtrạm mặt đất Hoa Sen-1, năm 1984 khánh thành trạm mặt đất Hoa Sen-2, đánhdấu sự phát triển của hệ thống thông tin vệ tinh của nước ta, nhưng tất cả cácdịch vụ vệ tinh trong nước đều phải thuê băng tần của các nước ngoài và cácdich vụ về thông tin vệ tinh còn hạn chế, chưa đáp ứng được nhu cầu sử dụngcủa khách hàng

Ngày 18/4/2008 lúc 22h 16’ Việt Nam đã đã phóng thành công lên quỹ đạo

vệ tinh 1, ngày 16/5/2012 phóng thành công lên quỹ đạo vệ tinh

vinasat-2, đánh dấu sự phát triển vượt bậc của TTVT, cung cấp hàng loạt dịch vụ chokhách hàng như: truyền hình, truyền số liệu, thoại, các dịch vụ từ xa, cung cấpđường truyền cho các hải đảo, đảm bảo an ninh quốc phòng

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 hệthống 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 mặttrời,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 đườngcong là mặt cắt của khối hình nón, với các vật trung tâm nằm ở một trong 2 tâm điểmcủa 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

- 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 nhấtcho sự chuyển động của các vệ tinh quanh trái đất

+ 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 trùngvới mặt phẳng xích đạo, độ cao khoảng 36000 km, chu kỳ bay một vòng quỹđạo hết 24h tương đương với chu kỳ quay của trái đất Các vệ tinh địa tĩnhchuyển động theo hướng từ Tây sang Đông với vận tốc góc bằng vận tốc chuyểnđộng 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 đạoLEO 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 Tâysang Đông (quỹ đạo đồng hướng) Quỹ đạo LEO và MEO có tổn hao đườngtruyền nhỏ, trễ truyền lan nhỏ, do đó các vệ tinh này phù hợp cho thông tin diđộng ( Các trạm mặt đất di động)

Hình 1.3: Quỹ đạo tầm thấp của TTVT

 Đặc điểm của TTVT:

TTVT ngoài những đặc điểm chung của một hệ thống thông tin, nó cònmang những đặc điểm rất riêng biệt mà các hệ thống thông tin khác không thểthay thế được Trong tương lai TTVT còn phát huy mạnh mẽ những ưu điểm củamình để không ngừng phát triển, không ngừng mở rộng, phục vụ nhu cầu thôngtin liên lạc của con người

- Có khả năng đa truy nhập: có thể cho phép rất nhiều thuê bao truy cập vàomạng 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 băngtần 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 cácđặc 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 tinhđược chuyển động quỹ đạo ổn định hơn

- Chất lượng cao: do không bị ảnh hưởng bởi tạp nhiễu và pha-ding nên quátrình truyền thông tin có chất lượng cao hơn

- Tính linh hoạt cao: hệ thống thông tin có thể thay đổi linh hoạt trong việcthiết lập tuyến theo yêu cầu sử dụng

- Đa truy nhập về loại hình dịch vụ:

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 điềukhiển ) ở mặt đất Vệ tinh hoạt động như một trạm lặp thực hiện kết nối mộttrạm 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 đặttrên 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 củacác vệ tinh, điều khiển và tổ chức hệ thống, xử lý dữ liệu đo xa, ấn định và biểuthị 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 điểmthu này thực hiện kết nối thông tin với mạng mặt đất qua các trạm mặt đất và vệtinh

 Phương pháp đa truy nhập trong TTVT:

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

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 đicác sóng mang với tần số khác với sóng mang của các trạm khác và các băng tầnbảo 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 bằngcách chia ra theo nhiều khe thời gian , mỗi trạm mặt đất được phát đi một sóngmang trong một khe thời gian đã được phân trong một chu kỳ nhất định Đây làphương pháp thông tin rất tốt, cho phép đạt dung lượng kênh lớn trong một bộphát đáp vệ tinh đơn

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 phânbiệt giữa các sóng mang có cùng tần số này người ta sử dụng một loại mã có cấutrúc 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 truyềndẫn

+ 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 cácphân cực sóng khác nhau thì với phổ tần giống nhau có thể sử dụng vài lần vàcan nhiễu hạn chế giữa các người sử dụng khác nhau

Phân cực sóng: có các loại phân cực sóng thẳng đứng (VP), phân cực nằmngang (HP), phân cực tròn, có thể được phát đi cùng tần số từ một vệ tinhnhưng với hai phân cực khác nhau thì các trạm mặt đất có thể thu đúng tín hiệucủa trạm mình mà không bị can nhiễu khi sử dụng các anten có phân cực songkhác nhau

Vệ tinh có thể sử dụng các anten khác nhau, có kích thước khác nhau có thểphủ sóng lên mặt đất với các vùng phủ sóng có diện tích và hình dạng khácnhau Có bốn dạng phủ sóng cơ bản đó là: phủ sóng toàn cầu, là dạng phủsóng rộng nhất mà vệ tinh có thể phủ được; phủ sóng bán cầu là phủ sóng báncầu phía đông và phía tây của quả đất; phủ song khu vực là phủ song một khuvực 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 tếđược thành lập từ năm 1979 Hệ thống thông tin Inmarsat được phát triển quanhiều thế hệ, cung cấp các dịch vụ thông tin trong hệ thống GMDSS ( GlobalMaritime 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 thốngthông tin vệ tinh khác gồm có 3 khâu:

• Khâu vệ tinh :

Hệ thống Inmarsat sử dụng 4 vệ tinh địa tĩnh, các vệ tinh bao phủ trái đất từ

70oN đến 70oS cung cấp các dịch vụ thông tin vệ tinh Inmarsat truyền thông chokhách 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 chùmrộng cung cấp dịch vụ thoại cho hệ thống Inmarsat B, C, M, F và phủ sóng chùmhẹp làm tăng dung lượng kênh thông tin cung cấp dịch vụ data cho hệ thốngInmarsat- mM, F

Từ năm 1990, thế hệ vệ tinh thứ 2 được đưa vào quỹ đạo địa tĩnh Vệ tinhInmarsat-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 - 3cung cấp hầu hết các dịch vụ cứu nạn và an toàn hàng hải theo công ước quốc tếGMDSS và các dịch vụ không theo chuẩn công ước quốc tế về GMDSS (non-GMDSS), tiếp nhận các dịch vụ do hệ thống Inmarsat thế hệ 2 chuyển tiếp và

phát triển thêm các dịch vụ sử dụng phủ sóng chùm hẹp.” ( Hệ thống thông tinHàng 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 VT vận hành VT dự phòng

AOR-W INMARSAT-3 F4 (54 o W) INMARSAT-2 F2 (98

o W) INMARSAT-3 F2 (15.5 o W)

AOR-E INMARSAT-3 F2 (15.5 o W) INMARSAT-3 F5 (25

o E) INMARSAT-3 F4 (54 o W) IOR INMARSAT-3 F1 (64 o E) INMARSAT-2 F3 (65 o E)

POR INMARSAT-3 F3 (178 o E) INMARSAT-2 F1 (179 o E)

• Các trạm điều khiển mặt đất của Inmarsat (Gateway)

Trong hệ thống Inmarsat hệ thống đài mặt đất cố định là LES (Land EarthStation) được chia làm đài duyên hải mặt đất CES (Coast Earth Station) và đàiđiều khiển mạng NCS (Network Control Station)

- Các trạm LES của mỗi vùng vệ tinh có nhiệm vụ kết nối các đường thông tingiữa vệ tinh với các thuê bao cố định trên mặt đất Chức năng của trạm LES làthiết lập các kênh thông tin trong các dịch vụ của nó mà yêu cầu từ các thuê baocủa các trạm di động, kiểm tra các số nhận dạng của một cuộc gọi ưu tiên cấpcứu từ các đài tàu

- Các trạm CES trong hệ thống thông tin vệ tinh có chức năng như một đài mặtđất Các tram CES có khả năng kết nối thông tin với các đài vệ tinh lưu động vệtinh khác một cách trực tiếp

- Các trạm phối hợp mạng NCS ( Network Coordination Station ): mỗi vệ tinhđều có một mạng điều khiển NCS có nhiệm vụ quản lý các dịch vụ thông tintrong mạng Các NCS được kết hợp với trạm điều khiển trung tâm NOC

(Network Operation Centre) và cả trung tâm điều khiển vệ tinh SCC (SatelitteControl Centre) để hợp thành trung tâm điều khiển mạng NCC (NetworkControl 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 mặtđất được trang bị trên các phương tiện lưu động Các thiết bị này cung cấp kếtnối 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 phùhợp với khả năng lưu động nên có kết cấu nhỏ gọn, tính linh hoạt cao và cướcphí 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 đểtạo ra các hệ thống Inmarsat thế hệ sau hoàn thiện hơn về kỹ thuật và giảm đượccước phí thông tin để đáp ứng ngày càng tốt hơn nhu cầu thông tin liên lạc củacon 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 tinInmarsat bao gồm:

Inmarsat-AInmarsat-BInmarsat-CInmarsat-M/mMInmarsat-F

• Hệ thống Inmarsat - A

Bắt đầu hoạt động từ tháng 2/1982 nhằm phục vụ cho ngành hàng hải cungcấp 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 thoạihoạt động với một khoảng cách tần số là 50 KHz.

Hệ thống Inmarsat-A có nhược điểm: Anten có kích thước lớn, cồng kềnh, sửdụng 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 ngừngcung 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 hoànthiện cho hệ thống Inmarsat-A Với đầy đủ các dịch vụ về cơ bản giống với hệthống Inmarsat-A nhưng được ứng dụng mã hóa tiếng nói và thông tin số nênlàm giảm giá cước thông tin Hệ thống Inmarsat-B có kích thước và trọng lượnggọn 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 vụchất lượng cao, có thể truyền dữ liệu nên tới 64 Kbps Inmarsat-B cung cấp cácdịch 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 vềdịch 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 sửdụng công nghệ kỹ thuật số, không cung cấp dịch vụ thoại mà chỉ cung cấp cácdịch vụ data, telex và fax Hệ thống này sử dụng phương pháp liên lạc là Storeand 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 loạiphương tiện di chuyển trên biển và các phương tiện tàu thuyền nhỏ

• Hệ thống Inmarsat-M /mM

Inmarsat-M được đưa vào sử dụng từ những năm 1993, 1994 là sự ứng dụngcông nghệ thông tin số Hệ thống Inmarsat-M có kích thước và trọng lượng nhỏhơn Inmarsat-B nên được sử dụng để trang bị cho nhiều loại phương tiện trênbiển, hệ thống Inmarsat-M còn được coi là hệ thống thu nhỏ của hệ thốngInmarsat-B.

Inmarsat-M chỉ cung cấp các dịch vụ: thoại nén tốc độ 6.4Kbps, fax và dữliệu trực tiếp tốc độ thấp (2.4 Kbps) Hệ thống Inmarsat-M dùng chung phầnkhông 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 cứunạn 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 thốngInmarsat-M nhưng có kích thước nhỏ nhất trong các hệ thống và cước phí thôngtin siêu thấp nên có thể lắp đặt cho mọi loại phương tiện Hệ thống Inmarsat-mini M cung cấp chủ yếu là các dịch vụ: thoại nén tốc độ 4.8 kbps, fax và dữliệu trực tiếp tốc độ thấp 2.4 kbps Nhưng hệ thống có nhược điểm là không cóchức 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 naynhằm đáp ứng nhu cầu phát triển của thông tin hàng không , hàng hải và đấtliền Inmarsat-F được sử dụng hiện nay bao gồm: F77, F55, F33 và cung cấpcác 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 Hảiquốc tế), trong đó có ứng dụng cuộc gọi cứu nạn và cứu hộ luôn được ưu tiênkết nối trước.” (Hệ thống thông tin Hàng Hải, TS Trần Xuân Việt, T56) Tuynhiên, 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 F77được sử dụng thích hợp cho các tàu trọng tải lớn, có thể đáp ứng các yêu cầucủa hệ thống GMDSS F55 là ý tưởng cho các tàu có trọng tải trung bình-nhỏ,

các tàu chuyên dụng Hệ thống này đáp ứng được nhu cầu cần thiết về chấtlượng truyền số liệu và giá thành Hệ thống F33 là một thiết bị đầu cuối thunhỏ, giá thành thấp nên được sử dụng thích hợp cho các tàu nhỏ hỗ trợ trênbiển Tuy nhiên, tốc độ kênh truyền trong hệ thống Inmarsat-F còn hạn chế nêncần 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 đápứng cho truyền thông tin với dung lượng thấp Sau đó, nhờ các kỹ thuật đầu tiênđược ứng dụng cho hệ thống thông tin vệ tinh là analog sử dụng công nghệFDM/FM/FDMA và các phương thức truyền dẫn tiến tiến PSK/TDMA vàPSK/CDMA đã ngày càng đáp ứng được nhu cầu gia tăng thông tin Các phươngthức này dựa trên việc truyền dẫn số qua vệ tinh Trong tương lai khi dung lượng củatuyến vệ tinh cũng như số lượng vệ tinh tăng lên ngày càng nhiều sẽ dẫn đến hiệntượng can nhiễu vượt ngưỡng cho phép giữa hệ thống thông tin với nhau Để giảiquyết được vấn đề này, phải áp dụng các biện pháp sau:

- Onboard processing: Phương pháp xử lý tại chỗ là dùng giải điều chế tínhiệu để xử lý tự chỗ để điều chế lại và gửi các tín hiệu đã xử lý lại xuống tramthu tại mặt đất

- Sử dụng các băng tần cao hơn (30/20 GHz và 50/40 GHz) mặc dù dải tầnnày 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 mặtđất sẽ kết nối trực tiếp vào thiết bị đầu cuối của người sử dụng mà không phảithông qua mạng

Hiện nay ở các nước Châu Âu, Nhật đang ngày càng có nhiều chươngtrình phát triển thông tin vệ tinh nhằm tăng khả năng dung lượng , công suất vàphương thức truyền dẫn của vệ tinh Điều này cho phép kích thước và cước phí

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, việctruyền tín hiệu không chỉ là các tín hiệu thoại mà còn truyền đi các tín hiệu kèmtheo hình ảnh, video và các dịch vụ đa phương tiện khác,…Vì vậy để đáp ứngnhu 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 thểgửi và nhận email có đính kèm file lớn, … Các mạng băng rộng đã mở ra mộttriển vọng mới cho các dịch vụ sẽ được thực hiện qua một thiết bị đầu cuối duynhất

Thị trường thông tin đang phát triển từng ngày, các nhà cung cấp dịch vụ liêntục 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 nghệkhoa học vào quá trình xử lý tin tức làm nâng cao tốc độ truyền dữ liệu và dunglượng kênh

Trong thông tin hàng hải để đáp ứng chất lượng dịch vụ tốt hơn, tính bảomật thông tin cao và làm giảm cước phí thông tin liên lạc Hệ thống Inmarsat đãnghiên cứu để đưa vào sử dụng các thế hệ thông tin vệ tinh mới có thể tích hợpđầy đủ các dịch vụ vệ tinh truyền thống, các ứng dụng cho việc truyền tải dữliệu và thoại Các hệ thống vệ tinh gần đây được đưa vào sử dung là InmarsatFBB250 và FBB500 Đây là các thế hệ Inmarsat đã đáp ứng được khá đầy đủcác 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: