Luận văn viễn thông nghiên cứu về mạng LAN áp dụng trong hệ thống điều khiển truy nhập và báo hiệu của INMARSATBmM tại trạm LES

Lời mở đầu Trong xu thế phát triển mạnh mẽ của ngành thông tin nói chung, thông tin hàng hải cũng không ngừng phát triển để đáp ứng kịp nhu cầu ngày càng lớn . Đài thông tin vệ tinh mặt đất INMARSAT - Hải Phòng (LES Hải Phòng ) là đài LES duy nhất của Việt Nam. Đài hiện cung cấp các dịch vụ thông tin vệ tinh INMARSAT thông qua mạng viễn thông vệ tinh di động toàn cầu INMARSAT. Trong quá trình thực hiện liên lạc thông qua vệ tinh, thì vấn đề kết nối liên lạc, các quá trình xử lý thông tin và việc quản lý ra sao là vô cùng quan trọng. Quá trình xử lý này sẽ phục vụ cho việc kết nối thông tin giữa trạm di động và mạng thông tin mặt đất hay ngợc lại. ACSE là một hệ thống thiết bị thực hiện công việc đó. ACSE (Access Control and Signalling Equipment) là thiết bị điều khiển truy nhập và báo hiệu. Trong hệ thống INMARSAT - B/mM, ACSE thực hiện hai nhóm chức năng chính: là Nhóm chức năng điều khiển (Control Functions) và Nhóm chức năng thiết bị kênh chung và các khối kênh hoạt động nh bộ thu / phát cho tất cả các kênh vô tuyến. Nó bao gồm nhiều khối chức năng nh OAM, TH, CU, CCE, TTP Hệ thống này đòi hỏi phải có một mạng để kết nối các máy tính nhằm tối u hoá hệ thống và tăng độ an toàn. Mạng sử dụng trong hệ thống ACSE của INMARSAT - B/mM là mạng cục bộ đợc kiến trúc theo kiểu Ethernet. Chính vì những đặc điểm đó, nghiên cứu về mạng LAN áp dụng trong hệ thống điều khiển truy nhập và báo hiệu của INMARSAT-B/mM tại trạm LES đợc đề cập đến và giải quyết trong đề tài này. Đề tài gồm 4 phần: Phần 1: Thông tin vệ tinh trong hệ thống INMARSAT - B/mM. Phần 2: Tổng quan về mạng cục bộ . Phần 3: Hệ thống ACSE - B/mM. Phần 4: Mạng LAN áp dụng trong hệ thống ACSE - B/mM. Nhân đây em xin chân thành cảm ơn giáo viên hớng dẫn KS Vũ Quốc Việt và thầy giáo Th.S Trần Đỗ Mát đã tận tình giúp đỡ em trong quá trình thực hiện đề tài. Và cám ơn các thầy cô cùng bạn bè đã giúp đỡ cũng nh đóng góp các ý kiến quý báu để luận văn tốt nghiệp của em đợc sớm hoàn thành. Hải Phòng, ngày 30 tháng 12 năm 2002. Sinh viên thực hiện Lê Thị Phơng Nhung Phần 1- thông tin vệ tinh trong hệ thống INMARSAT - b/mM I. Thông tin vệ tinh 1. Giới Thiệu Trong xu thế phát triển không ngừng của công nghệ thông tin liên lạc, thông tin vệ tinh đã phát triển mạnh mẽ và ngày càng khẳng định vai trò to lớn của nó trong mọi lĩnh vực. 1 Hệ thống thông tin vệ tinh dùng một vệ tinh có khả năng thu, phát sóng vô tuyến điện sau khi nó đợc phóng vào vũ trụ. Khi đó vệ tinh sẽ khuếch đại sóng vô tuyến thu đ- ợc từ các trạm mặt đất và phát lại sóng vô tuyến điện tới các trạm mặt đất khác. Loại vệ tinh nhân tạo sử dụng cho thông tin vệ tinh nh thế đợc gọi là Vệ Tinh Thông Tin. Vệ tinh có thể đợc phân ra thành 2 loại: Vệ Tinh Quĩ Đạo Thấp và Vệ Tinh Địa Tĩnh. + Vệ tinh quĩ đạo thấp ( Low orbit Satellite): là vệ tinh chuyển động liên tục nếu ta nhìn nó từ mặt đất; thời gian cần thiết cho vệ tinh chuyển động xung quanh quĩ đạo của nó khác với chu kỳ quay của quả đất quanh trục của nó. + Vệ tinh địa tĩnh ( Geostationary Satellite): là vệ tinh đợc phóng lên quĩ đạo tròn ở độ cao 36000 Km so với đờng xích đạo. Vệ tinh này bay một vòng xung quanh trái đất mất 24 h . Do chu kỳ bay của vệ tinh bằng chu kỳ quay của quả đất xung quanh trục của nó nên vệ tinh đợc xem là đứng yên nếu nhìn từ mặt đất. Hệ thống thông tin vệ tinh có 3 kiểu đa truy nhập: + FDMA (Frequency Division Multiple Access) - đa truy nhập phân chia theo tần số. Đây là loại đa truy nhập đợc dùng phổ biến nhất trong thông tin vệ tinh, trong đó các trạm mặt đất phát đi các sóng mang với tần số khác nhau nhng với các băng tần bảo vệ thích hợp, các tần số sóng mang này không chồng lấn lên nhau. + TDMA ( Time Division Multiple Access) - đa truy nhập phân chia theo thời gian. Trong đó, một khung TDMA đợc chia ra theo thời gian mà mỗi trạm mặt đất phát đi một sóng mang trong một khe thời gian đã đợc phân trong một chu kỳ thời gian nhất định. + CDMA ( Code Division Multiple Access) - đa truy nhập phân chia theo mã. Trong đó, mỗi trạm mặt đất phát đi một tần số sóng mang nh nhau nhng sóng mang này trớc đó đã đợc điều chế bằng một mẫu bit đặc biệt qui định cho mỗi trạm mặt đất trớc khi phát tín hiệu đã điều chế. Đa truy nhập là kỹ thuật sử dụng một vệ tinh chung cho nhiều trạm mặt đất và tăng hiệu quả sử dụng của nó tới cực đại. Hay có thể nói, đa truy nhập là phơng pháp dùng một bộ phát đáp trên vệ tinh chung cho nhiều trạm mặt đất. Trong đa truy nhập yêu cầu không có sự can nhiễu sóng vô tuyến điện giữa các trạm mặt đất phát khác nhau Do vệ tinh luôn bị ảnh hởng của các tác động bên ngoài nh: áp lực bức xạ từ mặt trời và mô men xoắn của từ trờng quả đất nên để duy trì trang thái ổn định của vệ tinh cần phải có các biện pháp hợp lý. Phơng pháp điển hình hiện nay là ổn Định Quay và ổn định 3 Trục. 2. Đặc Điểm Của Thông Tin Vệ Tinh Thông tin vệ tinh đã phát triển và phổ biến nhanh chóng nhờ các u điểm vợt trội so với các phơng tiện khác (phơng tiện thông tin dới biển và trên mặt đất nh: hệ thống cáp và hệ thống chuyển tiếp vi ba ), đó là: + Có khả năng đa truy nhập. + Vùng phủ sóng lớn: vì từ quĩ đạo địa tĩnh có bán kính cách trái đất trung bình khoảng 37000 Km nên vệ tinh có thể nhìn thấy 1/3 trái đất, nh vậy với 3 vệ tinh vùng phủ sóng có trể bao trùm toàn cầu trừ vùng cực. + Dung lơng thông tin lớn: với băng tần công tác rộng, nhờ áp dụng các kỹ thuật sử dụng lại băng tần nên hệ thống thông tin vệ tinh cho phép đạt tới dung lợng lớn trong một thời gian rất ngắn mà không một loại hình thông tin nào có thể đạt đợc. + Có thể ứng dụng cho thông tin di động. 2 + Có độ ổn định cao và khả năng cao về thông tin băng rộng. + Hiệu quả kinh tế cao trong thông tin cự li lớn đặc biệt trong thông tin xuyên lục địa. + Độ tin cậy thông tin cao: tuyến thông tin vệ tinh chỉ có 3 trạm; trong đó vệ tinh đóng vai trò nh trạm lặp, còn lại là 2 trạm đầu cuối trên mặt đất vì vậy xác suất h hỏng trên tuyến là rất thấp vì vậy độ tin cậy trung bình đạt 99.9% thời gian thông tin trên một năm. + Chất lợng cao: các ảnh hởng do nhiễu khí quyển và pha-dinh là không đáng kể nên đờng thông tin có chất lợng cao. + Tính linh hoạt cao: hệ thống thông tin đợc thiết lập rất nhanh chóng trong điều kiện các trạm mặt đất ở rất xa nhau về mặt địa lý, dung lợng có thể thay đổi rất linh hoạt tuỳ theo yêu cầu sử dụng. + Đa dạng về loại hình dịch vụ: thông tin vệ tinh cung cấp các loại hình dịch vụ sau: Dịch vụ thoại, Fax, Telex cố định. Dịch vụ phát thanh truyền hình quảng bá. Dịch vụ thông tin di động qua vệ tinh . Dịch vụ DAMA, VSAT, đạo hàng, cứu hộ hàng hải. 3. Cấu Hình Của Hệ Thống Thông Tin Vệ Tinh Hệ thống thông tin vệ tinh bao gồm một vệ tinh trên quĩ đạo và các trạm mặt đất. Trong đó: Đờng lên là đờng hớng từ trạm mặt đất phát đến vệ tinh; sử dụng tần số: 6 Ghz ( băng C), hoặc 14 Ghz ( băng Ku) hay 1.6 Ghz (băng L). Đờng xuống là đờng hớng từ vệ tinh đến trạm mặt đất thu; sử dụng tần số: 4 Ghz ( băng C), hoặc 11 Ghz ( băng Ku) hay 1.5 Ghz (băng L). Cấu hình của hệ thống thông tin vệ tinh: gồm 2 phần chính, đó là phần Không Gian và phần Mặt Đất: * Phần Không Gian: gồm vệ tinh, các thiết bị thông tin trên vệ tinh, thiết bị điều khiển đo xa, các thiết bị cung cấp nguồn lấy từ năng lợng mặt trời. Trong hệ thống thông tin vệ tinh thì vệ tinh thông tin thực chất là các trạm lặp tín hiệu của tuyến thông tin siêu cao tần. * Phần Mặt Đất hay còn gọi là các trạm thu phát trên mặt đất gọi tắt là các trạm mặt đất, bao gồm: An-ten thu phát và các thiết bị điều khiển, bám vệ tinh. ống dẫn sóng, các bộ chia cao tần và ghép công suất. Máy thu tạp âm thấp, các bộ điều chế và giải điều chế. Các bộ đổi tần tuyến lên và tuyến xuống. 3 Vệ tinh Trạm mặt đất đ ờng lên đ ờng xuống 6 Ghz (14 Ghz) 4 Ghz (11Ghz) Trạm mặt đất - Hình số 1 -Cấu hình của hệ thống thông tin vệ tinh Bộ khuếch đại công suất lớn Đờng liên lạc trên hệ thống thông tin vệ tinh đợc mô tả nh sau: Trong đó: 1 BB (Base Band): Băng tần cơ bản. 5 LNA : bộ khuếch đại tạp âm thấp. 2 MOD bộ điều chế. 6 D/C : bộ đổi tần xuống. 3 U/D: bộ đổi tần lên. 7 DEM : bộ giải điều chế. 4 HPA: bộ khuếch đại công suất. Hoạt động của hệ thống này nh sau: + Tại đầu phát: băng tần cơ bản (BB) nh tín hiệu thoại, video, telex, facsimile, đợc điều chế lên thành trung tần IF ( Intermediate Frequency) sau đó đợc đổi lên cao tần ( Radio frequency) nhờ bộ đổi tần lên (U/D) rồi đợc khuếch đại lên mức công suất cao nhờ bộ HPA ( High Power Amplifier) rồi đợc phát lên vệ tinh qua an-ten phát trạm mặt đất. + Tại đầu an-ten thu của vệ tinh, tín hiệu thu đợc qua bộ khuếch đại, đổi tần, khuếch đại công suất rồi phát xuống mặt đất nhờ an-ten phát. + An-ten thu trạm mặt đất thu tín hiệu từ vệ tinh phát về, tín hiệu đợc đa qua bộ LNA ( Low Noise Amplifier), tần số siêu cao đợc biến đổi thành trung tần IF nhờ bộ đổi tần xuống ( D/C Down/Converter) sau đó sang bộ giải điều chế ( DEM Demodulator) để phục hồi lại băng tần cơ bản nh ở trạm mặt đất phát. II. thông tin vệ tinh trong hệ thống gmdss. Hệ thống GMDSS ( Global Maritime Distress And Safety System) là hệ thống an toàn và cứu nạn hàng hải toàn cầu - đợc thông qua năm 1988 dới dạng bổ xung và sửa đổi cho công ớc an toàn sinh mạng trên biển năm 1974 Safety of Life At Sea (SOLAS/74). 1. Các Đặc Trng Của Hệ Thống GMDSS. a) Hệ thống GMDSS gồm có 3 đặc trng cơ bản: Là hệ thống thông tin hàng hải mới. Là hệ thống thông tin tổ hợp. Là hệ thống thông tin hàng hải toàn cầu. * GMDSS là hệ thống thông tin hàng hải mới: Hệ thống cứu nạn và an toàn hàng hải cũ theo công ớc SOLAS/74 về phần thông tin vô tuyến điện phần lớn dựa trên cơ sở vận hành kiểu nhân công với 2 phơng thức thông tin chính là: MORSE và vô tuyến điện thoại. 4 BB MOD U/C HPA LNA D/C DEM BB - Hình số 2 - Liên lạc trên hệ thống thông tin vệ tinh Với 2 phơng thức thông tin này, hệ thống thông tin cũ có nhiều hạn chế và bất lợi nh: cự ly thông tin không đợc xa nên không đảm bảo khi gọi cấp cứu tới các tàu khác vùng phụ cận ; gọi cấp cứu và phát điện cấp cứu bằng tay nên việc phát báo động cấp cứu không kịp thờiv.v. Hệ thống GMDSS đợc qui định trong chơng 4 của SOLAS/74 sửa đổi và bổ xung năm 1988; theo đó GMDSS bắt đầu có hiệu lực từng phần từ 1 2.1992 và có hiệu lực toàn phần từ 1 2.1999. Trong thời gian chuyển tiếp ( từ 1992 đến 1999 ) IMO đã có những qui định để GMDSS thay thế và từng bớc loại bỏ hệ thống cũ. GMDSS sử dụng nhiều công nghệ thông tin mới, hiện đại: Công nghệ gọi chọn số ( DSC ) và công nghệ Telex, truyền chữ trực tiếp băng hẹp ( NBDP). Các hệ thống thông tin vệ tinh INMARSAT và COSPAS SARSAT. Thông tin cứu nạn nhiều chiều ( tàu bờ, bờ tàu, tàu tàu ). Hình thành các trung tâm phối hợp và cứu nạn ( RCC ). * GMDSS là hệ thống thông tin tổ hợp Vì nó đợc hình thành dựa trên cơ sở kết hợp các dịch vụ của nhiều hệ thống cấu thành nh: Thông tin mặt đất: sử dụng các phơng thức thoại, Telex, NBDP, gọi chọn số DSC trên các dải tần số MF/HF/VHF. Thông tin vệ tinh: COSPAS SARSAT và INMARSAT. * GMDSS là hệ thống thông tin hàng hải mang tính toàn cầu Vì hệ thống này đảm bảo thông tin an toàn và cứu nạn cho các tàu hoạt động trên tất cả các vùng biển trên thế giới. b) Hệ thống GMDSS có 9 chức năng thông tin chủ yếu sau: 1) Báo động cấp cứu chiều từ tàu tới bờ. 2) Thu tín hiệu cấp cứu hớng từ bờ tới tàu. 3) Thu phát tín hiệu cấp cứu hớng từ tàu tới tàu. 4) Thu phát tín hiệu định vị. 5) Thu phát thông tin hiện trờng. 6) Thu phát các thông tin liên lạc phục vụ tìm kiếm và cứu nạn. 7) Thu / phát thông tin an toàn hàng hải MSI. 8) Thu phát thông tin vô tuyến thông thờng. 9) Thu phát thông tin giữa các tàu với nhau. 2. Đặc Điểm Chính Của Hệ Thống GMDSS. Phân chia vùng thông tin theo cự li hoạt động của tàu, từ đó xác định các loại thiết bị sẽ đợc lắp đặt trên tàu cùng với tần số và phơng thức thông tin thích hợp. Không sử dụng các tần số cấp cứu: 500 Khz bằng vô tuyến điện báo và tần số 2182 Khz bằng vô tuyến điện thoại để báo động và gọi cấp cứu; mà dùng kỹ thuật gọi chọn số DSC ( Digital Selective Calling) với những tần số thích hợp giành riêng cho báo động và gọi cấp cứu. Những thông tin ở cự li xa sẽ đợc đảm bảo thông qua thiết bị thông tin vệ tinh và các thiết bị hoạt động trên dải sóng ngắn HF. 5 Việc trực canh cấp cứu và thu nhận các thông báo an toàn hàng hải (N/W) và dự báo thời tiết ( WX ) bằng phơng thức tự động. Sử dụng kỹ thuật gọi chọn số DSC, truyền chữ băng hẹp NBDP ( Narrow Band Direct Printing) và vô tuyến điện thoại trong thông tin liên lạc. Bỏ không dùng vô tuyến điện báo MORSE do đó không nhất thiết phải có sĩ quan chuyên nghiệp. 3. Cấu Trúc Của Hệ Thống GMDSS. GMDSS gồm 2 hệ thống thông tin chính là: Hệ Thống Thông Tin Vệ Tinh và Hệ Thống Thông Tin Mặt Đất. Hệ Thống Thông Tin Vệ Tinh là một đặc trng quan trọng trong hệ thống GMDSS; trong khuôn khổ của bài luận văn này sẽ chỉ trình bày về Hệ Thống Thông Tin Vệ Tinh. Hệ thống thông tin vệ tinh trong hệ thống GMDSS bao gồm: thông tin qua hệ thống vệ tinh COSPAS - SARSAT và thông tin qua hệ thống vệ tinh INMARSAT (International Maritime Satellite organization tổ chức thông tin vệ tinh hàng hải quốc tế). a) Hệ thống vệ tinh COSPAS SARSAT. Hệ thống này bao gồm 4 vệ tinh quĩ đạo cực hoạt động ở tần số 406 Mhz giành riêng cho mục đích tìm kiếm và cứu nạn. Hệ thống này đợc sử dụng để phục vụ cho tất cả các tổ chức trên thế giới có trách nhiệm tìm kiếm và cứu nạn trên biển, trên không và trên đất liền. Đây là hệ thống vệ tinh mang tính quốc tế, do các tổ chức vệ tinh của các nớc Canada, Pháp, Mĩ và Liên Xô ( cũ ) thiết lập. Theo SOLAS/74 sửa đổi năm 1988 tất cả các tàu khi hoạt đông trên biển buộc phải trang bị EPIRB 406 Mhz trong hệ thống COSPAS - SARSAT ( trừ các tàu đợc trang bị EPIRB vệ tinh băng L). b) Hệ thống vệ tinh INMARSAT INMARSAT (tên cũ là International Maritime Satellite organization đến tháng 10 năm 1994 đổi tên thành International Mobile Satellite organization ) là tổ chức vệ tinh hàng hải thế giới đợc thành lập năm 1979, tính đến tháng 4.1998 bao gồm 85 quốc gia. Việc thành lập tổ chức INMARSAT nhằm đáp ứng các nhu cầu thông tin có độ tin cậy cao cho vận tải biển quốc tế. Đặc biệt đáp ứng nhu cầu thông tin cho hoạt động an toàn cứu nạn toàn cầu GMDSS. INMARSAT điều hành một hệ thống thông tin liên lạc vệ tinh toàn cầu cung cấp dịch vụ thông tin trên mọi khu vực địa lý ( trừ các vùng địa cực nằm ngoài vùng bao phủ của các vệ tinh địa tĩnh). Hệ thống vệ tinh INMARSAT với các vệ tinh địa tĩnh hoạt động trên dải tần 1.5Mhz/1.6Mhz ( băng L); cung cấp cho các tàu có lắp đặt trạm đài tàu vệ tinh một ph- ơng tiện báo động và gọi cấp cứu có khả năng thông tin 2 chiều bằng phơng thức Telex và vô tuyến điện thoại. Ngoài ra các vệ tinh này còn đợc sử dụng nh một phơng tiện chính để thông báo các thông tin an toàn hàng hải MSI ( Maritime Safety information) cho các vùng không đợc phủ sóng bởi dịch vụ NAVTEX . * Cấu trúc của hệ thống INMARSAT Hệ thống INMARSAT bao gồm 3 phần chính sau: Phân Đoạn Trong Không Gian, Phân Đoạn Trên Mặt Đất và Các Trạm Thông Tin Di Động Mặt Đất. 6 Phân đoạn trong không gian Hệ thống INMARSAT sử dụng 4 vệ tinh địa tĩnh đang hoạt động (và một số vệ tinh dự trữ ) phủ sóng trên 4 vùng đại dơng (AOR-E, AOR- W, IOR, POR) từ 70 vĩ độ Bắc đến 70 vĩ độ Nam; đây cũng là khu vực phục vụ thông tin di động lớn nhất. Các vệ tinh này đợc phóng bởi tên lửa đẩy lên quĩ đạo địa tĩnh (GEO) ở độ cao khoảng 36000 Km. ở quĩ đạo này, các vệ tinh chuyển động cùng tốc độ quay của trái đất vì thế vị trí của nó tơng đối ổn định so với mặt đất; nh vậy các an-ten trên mặt đất đều có thể duy trì liên lạc đợc với vệ tinh với góc ngẩng không đổi. Các vệ tinh INMARSAT đợc điều khiển bởi trung tâm điều khiển vệ tinh (Satellite Control Centre SCC ) có trụ sở chính đặt tại London Anh. Phân đoạn trên mặt đất: Phân đoạn mặt đất là một mạng toàn cầu gồm: + Các trạm bờ mặt đất (CESs/LES Coast earth Station/ Land earth Station): làm nhiệm vụ kết nối thông tin giữa vệ tinh với các mạng viễn thông quốc gia hoặc quốc tế. Các an-ten lớn mà mỗi trạm CESs/LES dùng để liên lạc với vệ tinh tơng ứng trong vùng bao phủ của nó có thể cho phép sử dụng cho nhiều đờng thoại đồng thời với SES. + Các trạm phân bổ mạng ( NCSs Network Co ordination Station): quản lý các dịch vụ viễn thông. Tuỳ theo từng dịch vụ INMARSAT và từng vùng biển mà có các NCS khác nhau. NCS giám sát liên tục các yêu cầu và các luồng thông tin thoại, Telex qua các vùng biển mà nó giám sát. Nghiệp vụ này cần thiết để duy trì hoạt động chính xác giữa trạm di động và trạm cố định. + Các trung tâm điều hành mạng ( Nocs Network Operation Centre): đặt ngay tại trụ sở chính ở London; làm nhiệm vụ nối mỗi NCS với các CES trong vùng bao phủ của nó và nối với các NCS khác; nhờ vậy thông tin trong toàn mạng đợc lu thông. + Trạm điều khiển mạng lới thông tin mặt đất (NCC Network Control Centre): điều khiển toàn bộ các trạm cố định, các trạm di động và các vệ tinh. Các trạm thông tin di động: Các trạm thông tin di động bao gồm: Các trạm mặt đất tàu biển ( SESs ). Các trạm mặt đất di động (MESs). Các trạm mặt đất máy bay ( AESs). Các trạm này đều là các thiết bị để ngời sử dụng có thể liên lạc đợc với các thuê bao trên bờ thông qua một vệ tinh và CES/LES đợc chọn. * Các thiết bị thông tin trong hệ thống INMARSAT. INMARSAT A: là hệ thống thông tin INMARSAT đầu tiên, cung cấp các dịch vụ thoại, Telex, Fax, Email, các dịch vụ truyền số liệu. INMARSAT B: là thiết bị thông tin di động vệ tinh hiện đại sử dụng công nghệ số. INMARSAT B cung cấp các dịch vụ thông tin giống nh các dịch vụ của INMARSAT A. INMARSAT C: là thiết bị thông tin di động vệ tinh ra đời từ năm 1993; cung cấp các dịch vụ truyền số liệu và Telex 2 chiều với tốc độ 600b/s. INMARSAT C đơn giản, giá thành rẻ, an-ten vô hớng nhỏ nhẹ, toàn bộ thiết bị gọn nhỏ tới mức có thể xách tay hoặc gắn vào bất cứ tàu thuyền nào. INMARSAT C đủ để đáp ứng yêu cầu 7 về thông tin vệ tinh trong GMDSS trong khi giá thành thiết bị và cớc phí khai thác thấp hơn nhiều lần so với INMARSAT A/B. INMARSAT M: là sự phát triển tiếp theo của INMARSAT B nhng kích thớc gọn nhẹ và giá thành rẻ hơn; bao gồm các dịch vụ thông tin thoại, Fax và truyền dữ liệu. INMARSAT E: là EPIRB vệ tinh hoạt động trên băng L qua hệ thống INMARSAT, đợc dùng nh một phơng tiện báo động cứu nạn cho các tàu hoạt động nằm trong vùng bao phủ của vệ tinh INMARSAT ( từ 70 vĩ độ Bắc đến 70 vĩ độ Nam). Máy thu gọi nhóm tăng cờng (EGC Enhand Group Call ) là máy thu chuyên dụng để thu các thông tin an toàn và cứu nạn hàng hải trong hệ thống vệ tinh INMARSAT. Máy thu EGC có thể đợc tích hợp trong các trạm đài tàu INMARSAT- A/B/C hoặc đợc thiết kế độc lập với một an-ten thu riêng, nhỏ gọn. Nó đợc thiết kế để đủ khả năng tự động trực canh liên tục trong mạng Safetynet, và yêu cầu phải đợc trang bị trong hệ thống GMDSS đối với các tàu hoạt động ngoài vùng phủ sóng của dịch vụ NAVTEX quốc tế. Ngoài ra còn có một số hệ thống INMARSAT khác đợc áp dụng trong hàng hải nh: INMARSAT mM/M4 v.v. III. hệ thống INMARSAT b/mm. Hệ thống INMARSAT B/mM cung cấp các dịch vụ : thoại, Fax, Telex và truyền dữ liệu tới ngời sử dụng - qua kênh vệ tinh số tới / từ MES và qua đờng kết nối tập trung tới các mạng mặt đất khác. Vệ tinh kết nối đợc cung cấp bởi phân đoạn tầng không của hệ thống INMARSAT cung cấp bao phủ toàn cầu với 4 vùng đại dơng khác nhau, cấu thành mạng vệ tinh toàn cầu. Mỗi trạm LES có thể bao phủ từ 1 đến 3 vùng đại dơng phụ thuộc vào vị trí của vệ tinh địa tĩnh. 1. Hệ Thống INMARSAT B a) Giới thiệu INMARSAT - A là thiết bị INMARSAT đầu tiên của hệ thống INMARSAT, nó đợc đa vào sử dụng từ năm 1982 - sử dụng kỹ thuật Analog. Công nghệ của INMARSAT - A ngày nay đã trở nên lạc hậu và hệ thống này đã đợc khai thác quá nhiều so với dự kiến ban đầu, việc thay thế bằng hệ thống kỹ thuật số mới là điều cần thiết. Hệ thống INMARSAT B đợc đa vào khai thác năm 1993. Hệ thống này là sự thay thế xứng đáng cho hệ thống INMARSAT A trong thế kỉ tới, nó có cớc phí dịch vụ thấp hơn hệ thống INMARSAT A nhng cả 2 hệ thống này sẽ vẫn còn tồn tại trong nhiều năm nữa. Thiết bị INMARSAT B sử dụng kỹ thuật số để nâng cao chất lợng thoại, Fax, Telex và truyền số liệu với kích thớc và trọng lợng an-ten xấp xỉ nh hệ thống INMARSAT A. Thiết bị này có thể hoạt động ở cả hai chế độ đơn kênh và đa kênh; nó cho phép truyền dữ liệu tốc độ cao ( lên tới 64 Kb/s), điều này đặc biệt thích hợp với những đối tợng có nhu cầu xử lý dữ liệu với khối lợng lớn nh các công ty dầu lửa, công ty địa chấn. Hệ thống INMARSAT - B hoàn toàn phù hợp với môi trờng làm việc của đài tàu và hoàn toàn tơng thích với các yêu cầu của IMO về hoạt động cấp cứu - cứu nạn trong hệ thống GMDSS. b) Các dịch vụ Các dịch vụ trong hệ thống INMARSAT - B cũng giống nh các dịch vụ trong hệ thống INMARSAT - A nhng có chất lợng cao hơn nhiều do sử dụng kỹ thuật số. 8 * Tốc độ truyền ở các dịch vụ nh sau: Thoại 16 Kb/s. Truyền dữ liệu 9.6 Kb/s. Fax 9.6 Kb/s. Truyền dữ liệu tốc độ cao 64 (56) Kb/s Telex 50 baud. c) Đặc điểm kỹ thuật và các thông số * Đặc điểm kỹ thuật Hệ thống INMARSAT - B đợc thiết kế dựa trên kỹ thuật số - kỹ thuật đợc sử dụng rộng rãi nhằm giảm những yêu cầu về vệ tinh xuống 50%. Hệ thống INMARSAT - B sử dụng kỹ thuật sửa lỗi trớc FEC ( Forwark Error Correction) nhằm mục đích giảm EPIRB của vệ tinh và của trạm SES. Hơn thế nữa ph- ơng pháp này cung cấp sự sửa lỗi và thủ tục tách sóng lỗi rất có hiệu quả trong quá trình phát. Phơng thức mã hoá FEC 1/2 đợc sử dụng trong các bức điện Telex và thông tin báo hiệu mang lại hiệu quả cho việc phát hiện và sửa lỗi. Hệ thống INMARSAT - B sử dụng kênh RF nhằm để cung cấp kênh linh hoạt hơn. Hệ thống này sử dụng kỹ thuật điều chế PSK, OPQSK trên kênh SCPC và điều chế BPSK trên kênh TDM và FDM cho phép tiết kiệm dải thông. Trang thiết bị đài tàu INM-B đợc thiết kế giống nh INM-A nhng có kích thớc gọn hơn. Thông tin trong hệ thống INM-B là ở chế độ thời gian thực do đó vẫn đòi hỏi tốc độ thông tin cao, băng thông và công suất phát lớn để đảm bảo thời gian thông tin vì vậy chi phí đắt và cớc thông tin cao. Nói chung hệ thống này không thích hợp cho những loại tàu thuyền vừa và nhỏ cũng nh đội tàu của các nớc nghèo. * Các thông số: Tốc độ điều chế âm tần cho dịch vụ thoại là 16 kB/s. Tốc độ phát Telex song công là 6 kB/s, thu là 24 kB/s. Băng tần phát (từ SES lên vệ tinh) 1626.500 1646.500 MHz. Băng tần thu (từ vệ tinh xuống SES) 1525.000 - 1545.000 MHz. Độ nhạy máy thu không vợt quá - 4 dB/K tại góc ngẩng 5 0 trong điều kiện thời tiết tốt. Khả năng phát định mức tối đa: 33 dBW/sóng mang. Khả năng phát định mức tối thiểu: 25 dBW/sóng mang. Độ rộng băng tiếng nói: 20 KHz. Công suất sơ cấp: điện áp 100/110/220 VAC 10%, một pha tần số 60 Hz 6%. d) Cấu trúc hệ thống INM - B. * Phân đoạn tầng không Vệ tinh tầng không của hệ thống INMARSAT B cũng giống nh các hệ thống vệ tinh khác: gồm 4 vệ tinh viễn thông với một số vệ tinh dự trữ khác. Mỗi vệ tinh có một vùng bao phủ là một vùng trên bề mặt trái đất (có thể ở trên biển hoặc đất liền) mà mỗi anten cố định hay di động nằm trong vùng đó đều hớng thẳng để liên lạc với vệ tinh âý. 9 Việc sử dụng vệt chiếu (spot beam) dẫn đến việc quản lý hoạt động trong khu vực có mật độ thông tin cao tốt hơn. * Phân đoạn mặt đất. Hầu hết các trạm NCS và LES hiện nay sử dụng INMARSAT A đều đợc trang bị lại thiết bị điều khiển và truy nhập hoạt động với mạng công nghệ mới, công nghệ này đợc sử dụng trong INMARSAT B. Một số INMARSAT B trang bị ở trạm LES ở mỗi vùng đại dơng cung cấp tuyến thông tin liên lạc cố định. Đó là nhiệm vụ của LES để ấn định kênh TDM/TDMA. NCS trong mỗi vùng đại dơng đóng vai trò quan trọng trong hoạt động của hệ thống bằng việc truy cập phối hợp với kênh thông tin. Nh vậy có thể xem nh NCS cung cấp đờng tín hiệu cho cả MES và LES. Trạm NCS chịu trách nhiệm về việc ấn định kênh thông tin cho liên lạc thoại, mặt khác NCS còn giám sát tất cả các kênh tín hiệu, truy nhập, điều khiển và duy trì tín hiệu băng gốc trên MES. 2. Hệ Thống INMARSAT - mM. a) Giới thiệu Hệ thống INMARSAT - mM bắt đầu đợc khai thác từ tháng 1 năm 1997. Hệ thống này có tên là mini - M vì các đặc trng của nó cho phép thu nhỏ các trạm di động qua việc sử dụng u điểm của búp sóng (Spot Beam) đợc đa vào vệ tinh thế hệ thứ 3 phóng lên năm 1996 và 1997 Nó là sự phát triển của hệ thống INMARSAT - M nhng nhỏ, nhẹ và rẻ hơn, với chức năng tự động truy nhập toàn cầu. Hệ thống cung cấp các dịch vụ thoại, Fax và truyền dữ liệu trong phạm vi các búp sóng. b) Đặc điểm của hệ thống INMARSAT - mM. INMARSAT - mM sử dụng thoại song kênh 4.8 Kb/s. Hệ thống INMARSAT - mM đợc qui định đầu tiên cho các hệ thống sách tay lớn nhất trên đất liền. Nó cung cấp chất lợng thoại trung bình nhng không có TELEX. 10 INMARSAT OCC SCC NCS TT& C CES RC C National and International Networks Telephones Facsimile Low, medium and high-speed data. Telex - Hình số 3 - Cấu hình mạng INMARSAT - B. [...]... bao mạng vệ tinh Nó có nhiệm vụ thiết lập một cổng báo hiệu giữa thuê bao mạng mặt đất và thuê bao mạng vệ tinh và cung cấp nhiều loại hình dịch vụ thông tin khác nhau Một trạm LES có thể chia làm 3 hệ thống chính: hệ thống Cao Tần (RF), hệ thống điều khiển truy nhập và báo hiệu cho INMARSAT - C và hệ thống điều khiển truy nhập và báo hiệu cho INMARSAT - B/mM INMARSAT chỉ rõ các chức năng mà một LES/ CES... vị đờng đi của các MES giữa các vùng đại dơng Hệ thống này có trong bản thiết kế trạm LES nhng cha đợc đa vào sử dụng 2 Hệ Thống Điều Khiển Lu Lợng TH (Traffic Handling) a) Giới thiệu Hệ thống điều khiển lu lợng TH tiếp giáp với TTP và NMM về phía mạng mặt đất; còn về phía mạng vệ tinh nó tiếp giáp với CU - Giao diện về phía TTP là một mạng số dịch vụ tích hợp (ISDN) tốc độ 2.048Mb/s Truy nhập tốc độ... hiện báo hiệu về phía trạm NCS và MES/SES của mạng vệ tinh Thu tín hiệu đồng bộ và đồng hồ với độ ổn định cao từ hệ thống CCE Nó giao tiếp với hệ thống OAM để vận chuyển các thông tin về cấu hình, trạng thái, báo động b) Các máy tính trong hệ thống TH Hệ thống điều khiển lu lợng TH gồm 3 máy tính: CDC, SMC, TPC đợc nối với nhau bởi mạng LAN (a) TPC Telephony And Telex Computer Máy tính này thực hiện điều. .. Hệ thống INMARSAT - mM sử dụng dải băng RF nhỏ nhất và thông tin qua các búp sóng, nó có thể đồng thời phục vụ nhiều trạm MESs hơn INMARSAT B/M Hệ thống này sử dụng búp sóng nhỏ của vệ tinh INMARSAT thế hệ 3 Trong hệ thống INMARSAT - mM có 3 loại MES : Land - Portable, Land - Mobile và Maritime - Mobile Đờng truy n thông tin của hệ thống INMARSAT - mM là: MES - vệ tinh - LES và đợc kết nối với mạng. .. thức của phần ngời sử dụng báo hiệu số 7, đa ra bản tin khởi tạo địa chỉ IAM đến NWMNG NWMNG quản trị mạng: đối với mỗi trờng hợp của thông tin báo hiệu của ngời sử dụng đa đến, nó đa ra một chùm kênh và điều khiển phần mạng, sử dụng tầng 3 của MTP của báo hiệu số7 MTP đa ra bản tin khởi tạo địa chỉ chuyển tới mạng PSTN Sau đó đồng thời phần CTRL điều khiển UPART (phần giao thức của ngời sử dụng. .. các đờng truy n thông logic (hay truy n thông ảo ) tới tầng tơng ứng của các máy khác ở hình vẽ số 7, các đờng đứt nét biểu thị các đờng truy n thông logic còn đờng liền nét biểu thị đờng truy n thông vật lý II Phân Tích Mạng Cục Bộ LAN 1 Giới Thiệu Vể Mạng Cục Bộ LAN a) Khái niệm mạng cục bộ Mạng cục bộ - LAN (Local Area Networks) là một mạng truy n thống nối kết các thiết bị truy n và xử lý thông tin... hiện biến đổi các tín hiệu liên quan giữa: Mạng mặt đất và SES/MES Các máy tính của CES /LES và NCS Các máy tính của CES /LES và SES/MES Chức năng chính của hệ thống CU là thực hiện xử lý tín hiệu tầng vật lý của giao thức báo hiệu mạng vệ tinh, bao gồm: Mã hoá và giải mã thoại B/mM Là khối giao tiếp cho dịch vụ Fax Là khối giao tiếp cho Modem 28 Điều chế và giải điều chế tín hiệu cho các kênh vệ... với mạng mặt đất thực hiện trong máy tính TPC của LES Sau khi LES thiết lập với MES xong, LES sẽ làm thủ tục thiết lập kết nối với thuê bao mặt đất * Các bớc tiến hành: Từ bộ phận giao thức với mặt đất, tín hiệu thiết lập thuê bao mặt đất (N1) đợc đa tới phần AITTP điều khiển các thủ tục báo hiệu DSS1 Tại đây AITTP (giao diện ứng dụng về phía mạng mặt đất) điều khiển báo hiệu DSS1 là báo hiệu sử dụng. .. đài LES và các thiết bị đầu cuối thuê bao di động, sẽ đấu nối tới ICTRL ICTRL ( phần điều khiển cuộc gọi ISUP - tức là các dịch vụ của ngời sử dụng bao gồm cả thoại, data, telex) ICTRL điều khiển các thủ tục của phần ngời sử dụng đa tín hiệu cho phần điều khiển lu lợng TH báo báo hiệu số 7 hoạt động TH nhận đợc thông tin này đa tín hiệu chấp nhận báo hiệu số 7 trở lại ICTRL Lúc này ICTRL sẽ điều khiển. .. tới CIC thích hợp - Chuyển tiếp cuộc gọi từ mạng mặt đất tới hệ thống TH cho việc kiểm tra sự hợp lệ và phân phối tài nguyên - Tập hợp và thông báo thông tin thanh toán cớc phí TH - Trafic Handling - là hệ thống điều khiển lu lợng, thực hiện quản lý tài nguyên của toàn bộ hệ thống ACSE và quản lý điều khiển cuộc gọi; Nó cung cấp giao diện báo hiệu mạng TELEX về phía mặt đất TH gồm 3 máy tính: SMC (System