Nghiên cứu tổng quan hệ thống thông tin di động toàn cầu qua vệ tinh và khả năng ứng dụng tại việt nam

1 Mở đầu Trong thập kỷ 80, 90 khan khe quỹ đạo sử dụng vệ tinh địa tĩnh xuyên nhiễu hệ thống vệ tinh ngày gia tăng Bên cạnh việc xúc tiến nghiên cứu sử dụng băng tần nâng cao độ nhậy thiết bị thu, ngời tìm cách sử dụng vệ tinh phi địa tĩnh Đó vệ tinh có quỹ đạo tròn, ellip, hay nghiêng có độ cao quỹ đạo từ vài trăm đến vài chục nghìn km Các vệ tinh sử dụng quỹ đạo kiểu trớc thờng cung cấp cho dịch vụ giám sát, quan trắc, nghiên cứu khoa học gần sử dụng cho viễn thông Sự đời vệ tinh viễn thông sử dụng quỹ đạo tầm thấp đợc ví nh thời kỳ phục hng thông tin vệ tinh, dùng chúng cho dịch vụ thoại, truyền số liệu, th điện tử phạm vi toàn cầu Công nghệ thông tin chứng minh đợc tính hiệu đặc tính u việt Tính đến khoảng vũ trụ có 4000 vệ tinh loại hoạt động Ngành công nghiệp vệ tinh góp phần nâng cao chất lợng thông tin phục vụ đắc lực cho nghiệp phát triển kinh tế xã hội, an ninh quốc phòng Việt Nam năm gần đợc đánh giá quốc gia có ngành bu viễn thông phát triển với tốc độ nhảy vọt, số lợng thuê bao cố định di động tăng lên nhanh, sở vật chất kỹ thuật đợc đại hóa nâng cấp đáng kể Các tổng đài điện thoại nớc hoàn toàn đợc số hoá Mạng lới truyền dẫn quốc gia tơng đối hoàn chỉnh nhờ sử dụng kết hợp công nghệ truyền dẫn cáp quang vi ba tuyến đờng trục Việc triển khai trạm VSAT phục vụ điểm trọng yếu trị quốc phòng nh biên giới, hải đảo, cửa đạt đợc kết định Tính đến nớc có hàng trăm trạm VSAT đợc triển khai Trờng Sa, Phú Quý, Mờng Lát, Kẹo Na, Pác Miều, Côn Đảo Tuy nhiên giá thành triển khai trạm VSAT cao, hệ thống pin mặt trời cồng kềnh khả di động dung lợng giới hạn Mạng viễn thông quốc tế phát triển với tổng đài cửa đại Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh Đà Nẵng, trạm thông tin vệ tinh mặt đất liên lạc hệ thống INTELSAT INTERSPUTNIK, hệ thống cáp biển sử dụng kỹ thuật PDH nối liền Việt Nam với Thái Lan Hồng Kông từ toàn cầu Các dịch vụ viễn thông quốc tế đa dạng, dịch vụ thoại quốc tế truyền thống, dịch vụ mạng đợc đa vào sử dụng rộng rãi Tuy có nhiều cố gắng song mạng lới viễn thông Việt Nam cha thể vơn tới hết đợc vùng xa xôi hẻo lánh, biên giới, hải đảo Các mạng di động mặt đất mạng cố định triển khai đợc tới tỉnh, thành phố lớn, vùng đông dân c số điểm trọng yếu biên giới, hải đảo mà Công việc cứu hộ cứu nạn vùng xảy thiên tai, biển gặp nhiều khó khăn phải triển khai trạm INMARSAT cồng kềnh, giá thành thiết bị cao Các sở công tác ngành mỏ, dầu khí, xây dựng gặp khó khăn triển khai hệ thống thông tin liên lạc Để mạng viễn thông Việt Nam vơn tới vùng sâu vùng xa, biên giới hải đảo đáp ứng đợc nhu cầu thiết yếu lĩnh vực kinh tế xã hội, an ninh quốc phòng, cứu hộ cứu nạn cần thiết phải nghiên cứu triển khai hình thức liên lạc với u điểm giá thành thiết bị, tính di động, tiện lợi khai thác sử dụng, đáp ứng kịp cho liên lạc lúc nơi mà bảo đảm đợc chủ quyền an ninh quốc gia Xuất phát từ yêu cầu thực tế nh chọn đề tài: Nghiên cứu tổng quan hệ thống thông tin di động toàn cầu qua vệ tinh khả ứng dụng Việt Nam Với mục đích nghiên cứu để chọn hệ thống thông tin di động toàn cầu qua vệ tinh áp dụng cho Việt Nam, luận văn sâu xem xét đặc điểm thông tin di động toàn cầu qua vệ tinh, cấu hình hệ thống yêu cầu đặt kinh tế xã hội, an ninh quốc phòng tập trung vào nội dung sau: Vùng phủ sóng hệ thống vệ tinh LEO Góc ngẩng anten thuê bao lên vệ tinh Khả đáp ứng dịch vụ hệ thống Khả tơng thích với mạng viễn thông mặt đất Luận văn bao gồm chơng: Chơng 1: Tổng quan hệ thống GMPCS Chơng 2: Một số vấn đề kỹ thuật hệ thống GMPCS Chơng 3: Các hệ thống thông tin di động toàn cầu qua vệ tinh (GMPCS) giới Chơng 4: Một số vấn đề liên quan đến quản lý gọi hệ thống thông tin di động toàn cầu qua vệ tinh Chơng 5: Kết luận số khuyến nghị sử dụng hệ thống thông tin di động toàn cầu qua vệ tinh Việt nam Trong thời gian qua, dới hớng dẫn thầy giáo PGS TS Võ Kim, với giúp đỡ thầy giáo Khoa VTĐT bạn đồng nghiệp hoàn thành Luận văn cao học Mặc dù có nhiều cố gắng, nhng luận văn số vấn đề cha đề cấp hết tránh khỏi thiếu xót định Rất mong nhận đợc góp ý, phê bình chân thành bạn Cuối xin trân trọng cảm ơn PGS.TS Võ Kim, thầy Khoa VTĐT- Học viện KTQS bạn đồng nghiệp giúp đỡ hoàn thành Luận văn Tác giả KS Bùi Văn Tuân Chơng I Tổng quan hệ thống gmpcs 1.1 Những vấn đề chung hệ thống GMPCS Xuất phát từ tình hình thực tiễn khan khe quỹ đạo sử dụng cho vệ tinh địa tĩnh xuyên nhiễu hệ thống vệ tinh ngày gia tăng, việc xúc tiến nghiên cứu sử dụng băng tần nâng cao độ nhậy thiết bị thu ngời ta tìm cách sử dụng vệ tinh phi địa tĩnh cho viễn thông Năm 1987, sau thử nghiệm thành công vệ tinh phục vụ cho thông tin di động qua vệ tinh, kể từ đến lần lợt đời ý tởng hình thành hệ thống thông tin di động thông tin băng rộng toàn cầu qua vệ tinh Các hệ thống điển hình giới nh: Globalsar, Ellipso, Iridium, ICO, Skybrigde, Teledesis Các quỹ đạo loại vệ tinh tròn ellip có độ cao quỹ đạo từ 700 km đến 10.000 km Trọng lợng nhỏ 500kg, kích thớc nhỏ, giá vệ tinh từ đến 10 triệu đô la Mỹ Nói chung tất vệ tinh phi địa tĩnh có dung lợng vệ tinh thông tin địa tĩnh Chẳng hạn vệ tinh địa tĩnh có 24 phát đáp nhiều hơn, vệ tinh phi địa tĩnh khoảng 12 tơng đơng Một yếu tố làm hạn chế khả vệ tinh phi địa tĩnh phổ tần số ỏi Tại Mỹ, số hãng dùng chung phổ tần số với tuyến vi ba mặt đất Do vấn đề nhiễu giao thoa lẫn hệ thống vấn đề nan giải Vì đời hệ thống GMPCS đặt cho liên minh viễn thông giới - ITU (International Telecommunications Union) nhiệm vụ nghiên cứu sách pháp lý tiêu chuẩn kỹ thuật liên quan tới việc xây dựng, triển khai hệ thống để khai thác dịch vụ GMPCS Khái niệm chung hệ thống GMPCS đợc xác định thoả thuận GMPCS (GMPCS Arrangement - MoU) ITU xây dựng vào năm 1996 nh sau: Hệ thống GMPCS hệ thống vệ tinh (Cố định hay di động, băng rộng hay băng hẹp, toàn cầu hay khu vực, địa tĩnh hay phi địa tĩnh tồn hay dự kiến) cung cấp dịch vụ viễn thông trực tiếp tới ngời sử dụng đầu cuối từ chùm vệ tinh Từ vấn đề thị trờng kinh doanh, mục tiêu phục vụ, chiến lợc kinh tế, hình thức khai thác dịch vụ hệ thống GMPCS ngời ta nhóm hệ thống thành hai nhóm với đặc điểm sau: Nhóm 1: Bao gồm hệ thống nhằm vào thị trờng kéo dài vùng phủ sóng cho thông tin di động mặt đất bổ xung cho mạng cố định (PSTN) dựa cấu hình có nhiều trạm cổng Gateway phân bổ quốc gia có vùng cung cấp dịch vụ Đại diện tiêu biểu nhóm Globalstar (Ngoài có Ellipso ICO) Các hệ thống thuộc nhóm không xây dựng hệ thống xử lý chuyển mạch vệ tinh mà tập trung vào việc triển khai số lợng lớn trạm cổng mặt đất quốc gia cung cấp dịch vụ phạm vi toàn cầu Với cấu hình hệ thống nh tận dụng đợc hiệu qủa đầu t hệ thống viễn thống mặt đất Ưu điểm hệ thống viễn thông mặt đất chi phí rẻ, truyền dẫn băng rộng, khoảng cách lớn độ tin cậy cao Hơn nớc triển khai dịch vụ có khả kiểm tra an ninh, kiểm soát lu lợng cách trực tiếp Hệ thống không cạnh tranh trực tiếp với viễn thông quốc tế mà phát triển hài hoà kế hoạch tổng thể với dịch vụ cố định di động mặt đất Nhóm 2: Bao gồm hệ thống có mục đích sử dụng chuyển vùng quốc tế dựa cấu hình có đờng liên lạc chuyển mạch vệ tinh số lợng hạn chế trạm làm sở truy nhập cho mặt đất Đại diện tiêu biểu nhóm hệ thống Iridium Các hệ thống nhóm có u điểm tiện lợi với quốc gia cha có sở hạ tầng viễn thông tốt, phù hợp với mục đích quân phục vụ cộng đồng trờng hợp đặc biệt (Thiên tai, cứu hộ, cứu nạn ) nhng lại cạnh tranh trực tiếp với viễn thông quốc tế không kiểm soát đợc an ninh, vấn đề lớn mà nớc phát triển quan tâm Với u điểm mình, thông tin vệ tinh sử dụng quỹ đạo tầm thấp đáp ứng ngày tăng nhu cầu phát triển kinh tế, xã hội, an ninh quốc phòng 1.2 Những đặc điểm hệ thống GMPCS Gần vệ tinh quỹ đạo thấp đợc sử dụng bắt đầu tìm đến Các quỹ đạo vệ tinh phi địa tĩnh (NGSO) quỹ đạo tròn có độ cao quỹ đạo đến 10000km Các dịch vụ sử dụng vệ tinh kiểu thờng để giám sát, quan trắc, nghiên cứu khoa học gần dùng cho Viễn thông Trớc thờng dùng vệ tinh quỹ đạo địa tĩnh cho viễn thông, ngày chuyển dịch sang vệ tinh tầm thấp Thứ quỹ đạo cao cần công nghệ phóng cao Thứ hai công nghệ vệ tinh đáp ứng tiêu công suất phát cao nh độ rộng băng thông lớn Trong vấn đề độ tin cậy có thời gian sống ngắn nhng công nghệ để phóng vào quỹ đạo lớn Nh thấy, thông tin vệ tinh phi địa tĩnh đời phát triển nhanh chóng nhiều lý khác So với hệ thống thông tin khác thông tin vệ tinh tầm thấp có số u điểm sau: 1.2.1 Ưu điểm: a) Về mặt công nghệ Hệ thống GMPCS chủ yếu cung cấp dịch vụ nằm băng tần VHF, UHF thấp băng tần vi ba Công suất đẩy vệ tinh quỹ đạo thấp so với đẩy vệ tinh lên quỹ đạo địa tĩnh (Không cần tên lửa đẩy nhiều tầng) Hệ thống có độ cao quỹ đạo nhỏ 10.000 km nên suy hao không gian tự lan truyền sóng nhỏ Do công suất nguồn cần ít, số lợng pin mặt trời giảm nh hệ thống ắc quy gọn nhẹ hơn, thiết kế hệ thống thiết bị mặt đất đơn giản Điều khiển độ cao vệ tinh đơn giản, có khả đo độ ổn định gia tốc trọng trờng, thụ động có tác động thiết bị trờng tơng tác với từ trờng trái đất Với vệ tinh địa tĩnh độ ổn định trờng hấp dẫn Trong thông tin thoại, vấn đề tiếng vọng ý nghĩa độ trễ nhiều so với vệ tinh địa tĩnh (Ví dụ: GSO > 270 ms NGSO < 100ms) Giá thành thiết lập phóng vệ tinh thấp nhiều Các dịch vụ cung cấp đợc nơi có vĩ độ cao, cách sử dụng quỹ đạo cực quỹ đạo nghiêng có góc nghiêng lớn Có kích thớc nhỏ nên phóng tên lửa đơn giản Băng tần làm việc thấp nên giá thành antenna hạ Trong hệ thống GMPCS sử dụng hiệu ứng dịch tần Doppler để định vị b) Về mặt kinh tế Với đặc tính phủ sóng toàn cầu với dịch vụ cụ thể cung cấp tơng đơng nh hệ thống PLMN (Public Land Mobile Network), hệ thống GMPCS có u phạm vi sử dụng vùng phục vụ lớn từ trớc đến nay, chúng phục vụ cho nhiều ngành, nhiều đối tợng thuê bao khác phạm vi rộng, từ miền xuôi đến miền núi, hải đảo, không, nớc quốc tế Bằng việc sử dụng dịch vụ đa Mode GMPCS/PLMN cho phép hệ thống PLMN mở rộng vùng phủ sóng tới khu vực mà phơng thức thông tin vệ tinh làm đợc So với thông tin vệ tinh VSAT, hệ thống GMPCS có u điểm tính di động thuê bao, giá thành máy đầu cuối thấp nhiều so với VSAT, khai thác sử dụng thiết bị đầu cuối đơn giản Với u điểm mình, thị trờng GMPCS có triển vọng đối tợng sử dụng nh: Cơ quan nhà nớc, giao thông sông, biển, bộ, ngành lâm nghiệp, đánh cá, khai thác mỏ, dầu khí, xây dựng, du lịch, lực lợng Quân đội (Hải quan, không quân, biên phòng), Công an, Hải quan, Hàng không thuê bao nớc khác Roaming vào mạng Việt Nam 1.2.2 Nhợc điểm: Bên cạnh u điểm nêu trên, GMPCS số nhợc điểm so với hệ thống PLMN vệ tinh địa tĩnh nh sau: a) Về mặt công nghệ Không thể bảo đảm trăm phần trăm thời gian thông tin thực tế hệ thống GMPCS đơn, phần trăm thời gian vệ tinh không tầm nhìn lớn Vì phải cần nhiều vệ tinh quỹ đạo để thông tin đợc chuyển tiếp cách liên tục theo kiểu bent-pipe phạm vi toàn cầu Do chuyển động vệ tinh quỹ đạo nhanh so với trạm mặt đất quay trái đất xung quanh trục nên tín hiệu thu đợc bị tợng Doppler Sự ảnh hởng hiệu ứng tín hiệu thu mạnh hay yếu phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nh: Độ cao quỹ đạo, tần số sử dụng, đờng bay vệ tinh (Kiểu quỹ đạo) vị trí trạm mặt đất Vì phải xem xét đánh giá cụ thể ảnh hởng hiệu ứng Doppler lãnh thổ, khu vực để có giải pháp kỹ thuật bù khử tợng Do sử dụng quỹ đạo có độ cao thấp nên thời gian bị trái đất che khuất mặt trời lâu ngày, dẫn đến nguồn nuôi vệ tinh không đủ mạnh để mang tải Để khắc phục nhợc điểm ngời ta nâng độ cao vệ tinh lên trờng hợp cần thiết hay tắt nguồn thời gian bị che khuất để hồi phục nguồn nuôi Hệ thống antenna trạm mặt đất cần phải chuyển động theo để bám vệ tinh trì liên lạc Ngời ta dùng loại antenna có vùng phủ sóng rộng kiểu nửa bán cầu (Hemi-spherical) antenna điện có bánh chuyển động tham gia vào trình định hớng búp sóng phía vệ tinh chuyển mạch từ vệ tinh sang vệ tinh khác (Hand-over) để đảm bảo thông tin đợc trì liên tục Mỗi vệ tinh nhìn đợc phần nhỏ bề mặt trái đất cần phải có hệ thống đa vệ tinh đảm bảo vùng phủ sóng đợc lớn Thuê bao hệ thống GMPCS không liên lạc đợc thiết bị nhà Kích thớc máy thuê bao hệ thống GMPCS lớn máy di động mặt đất Chất lợng thoại so với thông tin vệ tinh VSAT dùng mã hoá tín hiệu thoại tốc độ thấp để tận dụng băng tần vệ tinh Dung lợng hệ thống hạn chế không thích hợp để làm trung kế cho vùng có lu lợng cao nh thông tin vệ tinh VSAT sử dụng vệ tinh phi địa tĩnh Hệ thống quản lý mạng phức tạp phải kết hợp nhiều vệ tinh có vùng phủ sóng nhỏ để phủ sóng toàn bề mặt trái đất Thời gian hoạt động vệ tinh quỹ đạo khoảng ữ10 năm Trong thời gian hoạt động vệ tinh địa tĩnh 10 ữ 15 năm Khả va vào mảnh vụn vũ trụ lớn hàng trăm vệ tinh bị huỷ đa xuống quỹ đạo thấp b) Về mặt kinh tế Giá thành thiết bị đầu cuối cao so với mạng thông tin di động mặt đất Giá cớc chiếm dụng không gian (Airtime) cao so với mạng thông tin di động mặt đất thông tin VSAT Với u, nhợc điểm nh thị trờng GMPCS có nhiều triển vọng lĩnh vực kinh tế xã hội, an ninh quốc phòng Chơng Ii Một số vấn đề kỹ thuật hệ thống GMPCS 2.1 Các dạng chuyển tiếp thông tin thời gian phục vụ thuê bao vệ tinh chu kỳ quỹ đạo Các dạng chuyển tiếp thông tin vệ tinh Trong khai thác vệ tinh LEO đơn lẻ, việc thông tin hai trạm đầu cuối đợc thực qua hai dạng sau: 10 Vùng nhìn thấy hai trạm A&B Vùng nhìn thấy trạm A B A Quỹ đạo LEO Hình2.1 Dạng chuyển tiếp bent - pipe Dạng thứ nhất: Là chuyển kiểu bent-pipe, tức hai vị trí trạm đầu cuối mặt đất nhìn thấy trực tiếp vệ tinh (Hình 2.1) Khả thông tin đợc với hàm độ cao vệ tinh góc ngẩng nhỏ tính theo búp sóng antenna trạm mặt đất Góc ngẩng bình thờng từ 100 đến 200 Đồng thời hai vị trí trạm mặt đất phải nằm vùng phủ sóng footprint antenna vệ tinh Độ dài thời gian tối đa để trạm mặt đất nhìn thấy vệ tinh trạm mặt đất nằm đờng chiếu qũy đạo vệ tinh xuống mặt đất 107 Phần trình bày phơng thức tổ chức cung cấp dịch vụ hệ thống Globalstar Việt Nam sở Gateway loại 1000 mạch đợc lắp đặt Việt Nam VNPT đầu t, quản lý khai thác Gateway loại 1000 mạch với giả thiết mức Erlang/thuê bao = 0,005 phục vụ đợc tới 250.000 thuê bao Số lợng mạch phục vụ cho thuê bao Việt Nam đợc sử dụng để phục vụ cho nớc lân cận Phần không gian Globalstar kết nối với mạng PSTN mạng GSM hữu Việt Nam thông qua gateway 5.4.1 Quản lý thuê bao Hai dạng thuê bao đợc sử dụng thuê bao song Mode GSM/Globalstar thuê bao đơn Mode Globalstar Máy thuê bao song Mode GSM/Globalstar: Máy thuê bao song Mode chủ yếu máy thuê bao GSM/PLMN Công ty PLMN quản lý thuê bao song Mode giống nh thuê bao PLMN thông thờng Công ty PLMN đảm nhiệm chức năng: chăm sóc khách hàng, tiếp thị, giới thiệu dịch vụ Máy thuê bao song Mode nằm sở liệu HLR PLMN Hệ thống Globalstar cho phép thuê bao song Mode truy nhập vào Globalstar vùng phủ sóng Các thuê bao song Mode có số máy cho phép sử dụng chế độ GSM lẫn Globalstar Máy thuê bao đơn Mode Globalstar: Tất liệu liên quan đến máy thuê bao đơn Mode bao gồm loại di động cố định đợc chứa sở liệu HLR PLMN/GSM Các thuê bao đợc truy nhập vào hệ thống Globalstar mà 5.4.2 bớc thực Các công việc đầu t, thực dự án cung cấp dịch vụ Globalstar bao gồm: Lắp đặt gateway Việt Nam để đảm bảo việc phủ sóng cho Việt Nam Mỗi đơn vị cung cấp dịch vụ cần mua Trung tâm điều khiển cung cấp dịch vụ SPCC (Service Provider Control Center) Để thực đợc việc toán tính cớc, Trung tâm toán tính cớc ABC (Accounting and Billing Center) hữu công ty GSM điều hành cần phải đợc nâng cấp cho mục đích sử dụng dịch vụ Globalstar 108 thuê bao song Mode, đơn Mode cố định Số liệu gọi công ty gateway cung cấp 5.4.3 Cấu trúc mạng Globalstar VNPT Hình 5.12 trình bày cấu trúc mạng thiết lập dịch vụ Globalstar thông qua gateway Việt Nam Gateway MSC/VLR MSC/VLR PLMN PSTN SS7 GMSC STP GSM/HLR Kênh thuê bao cho thoại Kênh thuê cho báo hiệu Hình 5.12 Cấu trúc mạng cung cấp dịch vụ thông qua gateway Việt Nam Các phần tử mạng bao gồm: Gateway (GW): Cung cấp phần truy nhập vệ tinh, cung cấp chức quản lý di động, chuyển mạch máy thuê bao nằm vùng có dịch vụ gateway, kết nối với mạng PSTN SS7 Gateway đồng thời cung cấp ghi định vị chủ HLR chức GMSC cho máy thuê bao sử dụng chế độ đơn Mode GSM/PLMN: Có chức HLR GMSC cho thuê bao song Mode nh đờng kênh thuê riêng nối tới gateway PSTN: Kết nối gateway với mạng chuyển mạch quốc tế cho việc truyền kênh thoại 109 Mạng SS7: Kết nối gateway mạng SS& quốc tế cho Signaling MAP Giao diện X.25: Đợc sử dụng để truyền liệu vận hành, quản trị bảo trì gateway, Trung tâm điều hành cung cấp dịch vụ (SPCC), thiết bị giao tiếp gateway trung tâm toán tính cớc (ABC) 5.4.4 Xử lý gọi Các gọi đến thuê bao song Mode GSM/Globalstar đợc chuyển đến Trung tâm chuyển mạch di động GSM/MSC chủ Nếu thuê bao chế độ GSM gọi đợc chuyển tiếp đến Trung tâm chuyển mạch di động GSM/MSC khách Trờng hợp thuê bao chế độ Globalstar GSM/MSC chuyển tiếp gọi đến MSC/VLR gateway Các gọi từ máy thuê bao song Mode GSM/Globalstar đợc GSM/MSC định tuyến đến thuê bao bị gọi Các gọi đến thuê bao đơn Mode Globalstar đợc truyền đến MSC đặt gateway Hệ thống MSC gateway chuyển tiếp gọi đến thuê bao Globalstar bị gọi Các gọi từ máy thuê bao đơn Mode Globalstar đợc gateway kết nối đến thuê bao bị gọi qua mạng PSTN di động 5.4.5 Vấn đề Roaming hệ thống Globalstar Tất gọi đợc kiểm tra hệ thống Globalstar, nhờ gateway đợc kết nối với với Trung tâm điều hành Globalstar Thoả thuận Roaming đợc ký kết thành viên Globalstar, có vấn đề phân chia cớc thành viên giống nh hệ thống thông tin di động toàn cầu khác Do gateway đợc nối với mạng mặt đất quốc gia, nhờ hệ thống định vị, gọi thuê bao tuỳ theo vị trí thuê bao đứng xác định đợc gateway tơng ứng để phục vụ gọi 5.4.6 Chức đơn vị cung cấp dịch vụ Các đơn vị hệ thống cung cấp dịch vụ Globalstar Việt Nam bao gồm: Công ty gateway (VNPT), Công ty cung cấp dịch vụ Globalstar (VNPT) TE.SA.M Quan hệ công ty dựa cấu trình bày hình 5.13 Globalstar Công ty cung cấp dịch vụ Globalstar Te.sa.m Công ty Gateway 110 Hình 5.13 Quan hệ kinh doanh tổ chức hệ thống Globalstar a, Công ty gateway: Để tạo thuận lợi cho việc triển khai gateway Việt Nam, sở kinh nghiệm phơng tiện có công ty viễn thông quốc tế (VTI), VTI làm nhiệm vụ công ty gateway với t cách chủ đầu t đơn vị khai thác gateway, VTI có nhiệm vụ: Mua thiết bị gateway Cung cấp vị trí đặt phơng tiện cho gateway Vận hành bảo dỡng thiết bị gateway Nối ghép liên lạc với mạng PSTN GSM/PLMN Chăm sóc mặt kỹ thuật cho công ty cung cấp dịch vụ Globalstar Đảm bảo thực việc đo thời gian sử dụng Airtime Globalstar chuyển số liệu gọi cho Trung tâm cung cấp dịch vụ Globalstar để lập hoá đơn tính cớc cho thuê bao song Mode, đơn Mode cố định Chịu trách nhiệm toán cớc, thơng lợng với TE.SA.M công ty gateway khác trờng hợp có Roaming dịch vụ toàn cầu Gateway đựơc trang bị SPCC để giám sát thiết bị gateway b, Công ty cung cấp dịch vụ Globalstar: Công ty VMS đợc chọn công ty cung cấp dịch vụ Globalstar bao gồm thuê bao song Mode Globalstar/PLMN, đơn Mode di động 111 Globalstar Công ty Vinaphone đợc chọn làm công ty cung cấp dịch vụ Globalstar thứ hai bao gồm thuê bao song Mode, đơn Mode di động cố định u điểm việc lựa chọn là: Tạo thuận lợi cho việc phát triển thuê bao song Mode sở số thuê bao GSM có Tận dụng sở hạ tầng tổ chức hoạt động kinh doanh sẵn có công ty Với t cách đơn vị cung cấp dịch vụ Globalstar, VMS Vinaphone có nhiệm vụ: Nối ghép mạng GSM/PLMN với gateway Tiếp thị cho dịch vụ Globalstar Chăm sóc khách hàng Nhận thiết bị đầu cuối SIM Card từ nhà cung cấp thiết bị Thu cớc từ khách hàng bao gồm: Cớc chiếm dụng không gian, phí đấu nối, cớc phí thuê bao tháng Trả phí Airtime cho công ty gateway (VTI) Mỗi công ty đợc trang bị SPCC thứ hai để giám sát phần gateway cung cấp dịch vụ Globalstar cho thuê bao công ty c, TE.SA.M Trách nhiệm TE.SA.M: Thay mặt cho Globalstar thơng lợng trực tiếp với VNPT thoả thuận cung cấp dịch vụ Globalstar Việt Nam Là đầu mối toán cớc chiếm dụng không gian với VNPT 5.4.7 Kế hoạch đánh số Máy thuê bao Globalstar có hai cấu trúc đánh số nh sau: a Đánh số theo kế hoạch đánh số quốc gia Số đợc đánh theo dạng chuẩn E.164: 112 Mã quốc tế Mã quốc gia cho mạng Số cho thuê bao cho quốc gia nớc Trong trờng hợp này, tất gọi đến máy thuê bao hệ thống Globalstar đợc định tuyến đến quốc gia có dịch vụ b Đánh số theo hệ thống Globalstar (Bao gồm 12 chữ số) Số đợc đánh theo dạng chuẩn E.164 Trong trờng hợp này, mã quốc tế cho quốc gia đợc dùng chung cho tất nhà khai thác dịch vụ GMPCS Mã Globalstar đợc dùng cho thuê bao thuộc hệ thống Globalstar Mã quốc gia có Mã Globalstar dịch vụ vệ tinh di dộng 881 Mã vùng cho Số cho thuê gateway nhà bao thuộc hệ cung cấp dịch vụ thống gateway 8/9 xxx xxxxx Với cách đánh số tất gọi đến máy thuê bao hệ thống Globalstar đợc truyền đến Gateway gần Globalstar sau đợc truyền tới gateway mà gọi phải cho qua (Current Visited Gateway) Việc lựa chọn hai cách đánh số phải đợc đảm bảo: Thuận lợi cho Roaming quốc tế Giảm thiểu giá cớc cho gọi (do phải qua nhiều mạng khác nhau) Thuận tiện cho việc đánh số hai loại thuê bao cố định di động Phù hợp với hệ thống Billing kế hoạch đánh số có c Khuyến nghị: Nên lựa chọn kế hoạch đánh số Việt Nam để đánh số cho thuê bao Globalstar Việt Nam nh sau: * Thuê bao song Mode Vinaphone (Mã mạng 91) Khu vực miền Bắc: 30-32xxxx Khu vực miền Trung: 33-34xxxx 113 Khu vực miền Nam: 35-39xxxx * Thuê bao song Mode VMS (Mã mạng 90) Khu vực miền Bắc: 30-32xxxx Khu vực miền Trung: 33-34xxxx Khu vực miền Nam: 35-39xxxx * Thuê bao đơn Mode Vinaphone (Mã mạng 99) Khu vực miền Bắc: 80xxxx- 81xxxx Khu vực miền Trung: 82xxxx Khu vực miền Nam: 83xxxx- 84xxxx * Thuê bao đơn Mode VMS (Mã mạng 99) Khu vực miền Bắc: 85xxxx- 86xxxx Khu vực miền Trung: 87xxxx Khu vực miền Nam: 88xxxx- 89xxxx * Thuê bao cố định Vinaphone (Mã mạng 99) Việt Nam: 90xxxx Đối với thuê bao khu vực (Lào, Campuchia) tuỳ thuộc vào lựa chọn đối tác theo kế hoạch đánh số Globalstar theo kế hoạch đánh số quốc gia sở 5.4.8 Cơ cấu toán tính cớc Cơ cấu toán tính cớc đợc tiến hành nh sau: gateway thu thập ghi gọi chi tiết (CDR) cho khách hàng song Mode, đơn Mode cố định Globalstar có chiếm dụng đờng thông gateway chuyển số liệu cho công ty cung cấp dịch vụ lập hoá đơn thu cớc khách hàng Công ty gateway lập bảng thống kê lu lợng sử dụng vệ tinh để thực toán quốc tế với TA.SA.M Globalstar Nguyên tắc tính cớc, thu cớc cho gọi áp dụng cho thuê bao đợc thực nh sau: Đối với gọi từ mạng PSTN/GSM vào mạng Globalstar: Thuê bao song Mode vùng phủ sóng mạng di động mặt đất cách tính cớc nh hành thuê bao di động 913 903 114 Thuê bao song Mode vùng phủ sóng mạng di động vệ tinh Globalstar (Không nằm vùng phủ sóng mạng mặt đất) cách tính cớc đợc thực nh hành thuê bao chủ gọi, công ty gateway phải cung cấp số liệu cho VMS/Vinaphone để thu thêm cớc Globalstar tính cho thuê bao bị gọi gọi tới thuê bao song Mode Roaming sang mạng di động vệ tinh Với thuê bao di động đơn Mode Globalstar vùng phủ sóng gateway cách tính cớc Globalstar (sẽ xây dựng) thuê bao chủ gọi cho mã 998 Nếu thuê bao di động đơn Mode Roaming quốc tế tơng tự nh trên, công ty gateway cung cấp số liệu cho VMS/Vinaphone để thu thêm cớc Globalstar tính cho thuê bao bị gọi quốc tế Trong trờng hợp thuê bao cố định Globalstar cách tính cớc (sẽ xây dựng) đợc tính với thuê bao chủ gọi cho mã 999 Đối với gọi từ mạng Globalstar vào mạng PSTN/GSM tính cớc theo bảng cớc Globalstar, công ty gateway cung cấp số liệu gọi gửi cho công ty VMS/Vinaphone để lập hoá đơn tính cớc thu cớc Đối với gọi quốc tế vào mạng Globalstar, công ty gateway cung cấp số liệu gọi cho công ty VMS/Vinaphone lập hoá đơn tính cớc thu thêm cớc chiếm dụng không gian Globalstar thuê bao bị gọi, dạng gọi VNPT đợc phần cớc thơng lợng phải trả cho TE.SA.M cớc chiếm dụng không gian Do trớc cung cấp dịch vụ nên thoả thuận với khách hàng việc khách hàng không đồng ý ngăn gọi quốc tế tới khách hàng 115 Kết luận Hệ thống thông tin di động toàn cầu qua vệ tinh phơng thức liên lạc có nhiều u điểm so với phơng thức liên lạc đời trớc đó, đời công nghệ viễn thông quỹ đạo tầm thấp khắc phục đợc khan khe quỹ đạo vệ tinh địa tĩnh Thiết bị đầu cuối hệ thống gọn nhẹ, động dễ dàng, sử dụng đơn giản, cho phép thiết lập liên lạc lúc nơi phạm vi rộng lớn Dịch vụ hệ thống đáp ứng đợc nhu cầu thông tin liên lạc đặt phát triển kinh tế xã hội, an ninh quốc phòng Với mục đích nghiên cứu để lựa chọn đợc hệ thống áp dụng cho Việt Nam, luận văn vào xem xét cách tổng thể hệ thống thông tin di động toàn cầu qua vệ tinh tập trung vào nội dung: Đặc điểm hệ thống thông tin di động toàn cầu qua vệ tinh, cấu hình hệ thống so sánh đề xuất giải pháp lựa chọn hệ thống Luận văn nêu lên đợc đặc điểm bản, u nhợc điểm hệ thống thông tin di động toàn cầu qua vệ tinh so với phơng thức liên lạc khác vấn đề kỹ thuật có ảnh hởng lớn đến chất lợng dịch vụ hệ thống Phần cấu hình hệ thống sâu xem xét khả kết nối hệ thống thông tin di động toàn cầu qua qua vệ tinh với hệ thống thông tin mặt đất tại, cách thức đánh số hệ thống, phơng thức tính cớc hệ thống quản lý, kiểm soát dịch vụ hệ thống GMPCS Từ thông số hệ thống GMPCS, số liệu đo đạc thống kê điều kiện địa hình khác số liệu từ mô hình mô phỏng, luận văn đa đợc kết chất lợng dịch vụ hệ thống GMPCS Dựa kết chất lợng dịch vụ thu đợc yêu cầu đặt Việt Nam, hệ thống Globalstar đợc lựa chọn để triển khai dịch vụ Việt Nam Hệ thống GMPCS công nghệ phức tạp Hơn hệ thống cha đợc triển khai Việt Nam Mặt khác, thân nhiều hạn chế nên vấn đề mà luận văn đề cập cha đợc sâu sắc không tránh khỏi sai sót định Tác giả mong đợc đóng góp ý kiến 116 thầy bạn bè đồng nghiệp Tuy nhiên tác giả hy vọng kết bớc đầu luận văn hy vọng tài liệu tham khảo cho bớc nghiên cứu Tài liệu tham khảo Công ty Viễn thông Quốc tế, (1990) Dự án đầu t mạng thông tin cá nhân di động toàn cầu qua vệ tinh Hội đồng thông tin vệ tinh khu vực châu - Thái Bình Dơng (APSCC) phát hành tài liệu hệ thống GMPCS PGS TS Nguyễn Bích Lân, (1996) Nghiên cứu tìm hiểu hệ thống thông tin di động qua vệ tinh quỹ đạo thấp khả tham gia Tổng công ty BC-VT Việt Nam Tổng cục Bu điện Việt Nam, (1998) Báo cáo sách quản lý phát triển hệ thống thông tin cá nhân di động toàn cầu qua vệ tinh Tổng công ty BC-VT Việt Nam, (1998) Nghiên cứu tiền khả thi dự ấn đầu t mạng thông tin cá nhân di động qua vệ tinh Quyết định số 587/QĐ-TTg Thủ tớng phủ Việt Nam việc thông qua Báo cáo nghiên cứu tiền khả thi Dự án mạng thông tin cá nhân di động qua vệ tinh, (1998) Các tài liệu Công ty Globalstar LP, Iridium, Ellipso cung cấp ITU-R Recommendation, (4/1997) 117 ITU-T Recommendation, (6/1998) 10 Bruno Pattan, (1998) Satellite- Based Global cellular Communications,Mc Graw Hill 11 G.Maral & M.Bousquet, (2/1993) Satellite Communications Systems 12.Satellite communication, Special Issue: LEOs-Little and Big, (July August 1990) 13.Satellite communications, (N0 1,2,3-1998) 118 Phụ lục I: Các sơ đồ khối chi tiết globalstar đề nghị áp dụng việt nam MSC/VLR AMPS X25 hay mạng PSTN MSC/VLR GSM SPCC sơ cấp trung tâm điều khiển Việt Nam Sơ đồ vận hành, khai thác bảo duỡng trạm cổng Thiết bị ngăn chặn MSC/VLR AMPS MSC/VLR GSM GSM OMC Thiết bị ngăn chặn Văn phòng TESAM Việt Nam SPCC thứ cấp: * Dữ liệu thực gọi * Giám sát trạm cổng * Chất l ợng phục vụ * Các số liệu thống kê SPCC Sơ đồ cấu trúc khai thác SPCC thứ cấp trung tâm điều khiển Việt Nam 119 ABC GPS MSC/VLR AMPS MSC/VLR GSM Hệ thống quản lý trạm cổng ABC VMS Trung tâm toán liệu Trung tâm ABC có VNPT/VTI CDR IS41 Tạo dạng CIBER GSM OMC GSM OMC Trạm cổng CDR Các "ROAERS" CDR IS41 CDR GSM Tạo dạng TAP2 Văn phòng TESAM Việt Nam - Tạo dạng CDR - Cho hoá đơn tính c ớc VNPT VTI - Tính toán với GBS (GLOBALSTAR) 120 Phụ lục II: Sơ đồ hệ thống thiết bị kiểm soát gọi globalstar áp dụng việt nam Cơ quan có thẩm quyền pháp luật Thiết bị IS-41 Các lệnh qua mạng Trung tâm quản lý nghe xem gọi (IMC) Dữ liệu kết nối gọi Thiết bị nghe xem Mạng PSTN Nội dung gọi MSC/VLR IS-41 Trung tâm điều khiển giáp sát Nội dung gọi SSP Nội dung gọi X25 Nội dung gọi Thiết bị nghe xem Giữ liệu kết nối Cuộc gọi Trung tâm quản lý nghe xem gọi (IMC) Thiết bị GSM Thiết bị điều khiển giám sát địa theo chuẩn E.164 D c liệu kết nối gọi Các lệnh qua mạng Thiết bị thu giữ liệu dịch vụ theo địa theo chuẩn X25TCP/IOP 121 Phụ lục III: Mô hình toán cớc phí globaltar LSP Trung tâm toán c ớc phí ABC Việt Nam Trung tâm toán liệu theo bảng CDR đ ợc Chuyển phát đến LSPN Mô hình trung tâm toán c ớc phí Thuê bao Global star quốc gia X Hoà Mạng Việt Nam Quốc gia X ABC LSP X Trung tâm tính c ớc Global Star ABC Việt Nam ABC LSP Y Quốc gia X Mô hình tính cớc trờng hợp hoà mạng [...]... vệ tinh trên quỹ đạo ellip luôn thay đổi theo sự chuyển động của vệ tinh, nhất là lúc vệ tinh chuyển sang vùng cận điểm Búp sóng của vệ tinh khi vẽ lên mặt đất sẽ có vùng phủ luôn thay đổi, do đó cần phải điều khiển búp sóng vệ tinh sao cho vùng có dịch vụ luôn nhìn thấy vệ tinh Do vệ tinh có xu hớng bay khỏi tầm nhìn của trạm mặt đất và vùng phủ của một vệ tinh hạn chế, nên ít nhất phải có ba vệ tinh. .. tiện giao thông thuê bao thuê bao cố định cầm tay Nhắn tin mạng PSTN Trạm cổng (gateway) Mạng di động mặt đất Hình 3.1 Cấu hình hệ thống Iridium 33 Hình 3.2 Quỹ đạo của các vệ tinh Iridium 3.1.2 Phần vũ trụ Hệ thống Iridium gồm 66 vệ tinh đợc phân bổ trên 6 mặt phẳng quỹ đạo, mỗi mặt phẳng phân bố đều 11 vệ tinh Trọng lợng của mỗi vệ tinh 715 kg, tuổi thọ thiết kế 5 năm Hệ thống Iridium sử dụng phơng... tố chính sau: - Vùng phủ sóng của hệ thống vệ tinh LEO; - Góc ngẩng của antenna thuê bao lên vệ tinh; - Khả năng đáp ứng dịch vụ của hệ thống; - Khả năng tơng thích với mạng viễn thông mặt đất; Trong chơng sau sẽ đề cập đến từng hệ thống về các yếu tố trên 32 Chơng 3 Các hệ thống GMPCS của thế giới 3.1 Hệ thống IRIDIUM 3.1.1 Cấu hình hệ thống Cấu hình hệ thống đợc thể hiện trên hình 3.1 Ka - band... trình bày ở phần trên, các vệ tinh quỹ đạo tầm thấp khi làm việc đơn lẻ không thể cung cấp đợc dịch vụ một cách liên tục trên phạm vi toàn cầu Do vậy, cần thiết phải sử dụng nhiều vệ tinh trên nhiều quỹ đạo Tổng số vệ tinh cần sử dụng phụ thuộc vào độ cao vệ tinh và góc ngẩng antenna yêu cầu của trạm thu phát mặt đất Các hệ thống GMPCS có thể sử dụng các quỹ đạo nghiêng với góc nghiêng bất kỳ trong khoảng... luật hai về chuyển động hành tinh của Kepler, vệ tinh sẽ chuyển động theo quỹ đạo với vận tốc thay đổi sao cho đờng nối giữa tâm trái đất và vệ tinh sẽ quét các di n tích bằng nhau khi vệ tinh chuyển động trong cùng một thời gian nh nhau Nh vậy tốc độ của vệ tinh sẽ thay đổi tuỳ thuộc vào vị trí của nó trên quỹ đạo, ở vùng cận điểm nó bay với vận tốc lớn nhất còn tại vùng viễn điểm vệ tinh bay tốc độ... nhau 31,5870 tại các điểm nút lên Hệ thống này có khả năng phủ sóng toàn cầu Có hệ thống kết hợp nhiều loại quỹ đạo nh hệ thống Ellipso Hệ thống có hai quỹ đạo ellip với các góc nghiêng I 1 = 63,40 và I2 = 16,60 gọi là quỹ đạo Borealis và một quỹ đạo tròn Concordia Quỹ đạo Borealis phủ sóng cho bán cầu Bắc với vĩ độ lớn hơn 20 0, quỹ đạo Concordia phủ sóng miền gần xích đạo và bán cầu Nam Quỹ đạo của... thọ thiết kế 5 năm Hệ thống Iridium sử dụng phơng thức truyền dẫn kết nối liên vệ tinh (Intersatellite Link) Hệ thống là một hệ thống thông tin khép kín, có thể độc lập với các hệ thống thông tin viễn thông quốc tế, nhng vẫn có khả năng kết nối với mạng PSTN và mạng PLMN thông qua trạm cổng của mình Cấu trúc antenna của vệ tinh có chiều rộng 86 cm, cao 186 cm bao gồm 106 phần tử phát xạ Mỗi antenna phát... đối giữa trạm thu và vệ tinh vs = vận tốc vệ tinh r = h + RE = bán kính quỹ đạo vệ tinh c = tốc độ ánh sáng Dấu chỉ chiều chuyển động của vệ tinh ra xa hay tiến lại gần so với trạm mặt đất Sự ảnh hởng của hiện tợng Doppler xấu nhất khi vệ tinh nằm 18 trên đờng chân trời cả thuê bao và càng xấu khi vs càng lớn Lợng dịch tần của hiện tợng này có giá trị bằng không khi hình chiếu của vệ tinh trùng với trạm... vậy sự tác động của hiệu ứng Doppler sẽ giảm nếu trạm mặt đất nằm trên đờng chiếu của vệ tinh với góc ngẩng cực đại Ta xem xét trong điều kiện thực, trạm mặt đất chuyển động cùng với sự chuyển động của trái đất Khi đó, tốc độ chuyển động tơng đối giữa trạm mặt đất và vệ tinh bao gồm tốc độ chuyển động của vệ tinh và tốc độ chuyển động của trái đất hợp lại Để dễ dàng xem xét, giả sử một vệ tinh nằm trong... Các hệ thống GMPCS sử dụng nhiều vệ tinh trên nhiều quỹ đạo tầm thấp khác nhau để phủ sóng toàn cầu Tùy theo mục đích và phạm vi phục vụ mà các hệ thống lựa chọn các thông số về qũy đạo phù hợp cho hệ thống Việc lựa chọn hệ thống nào cung cấp dịch vụ cho Việt Nam còn phụ thuộc vào rất 31 nhiều yếu tố Về mặt kỹ thuật đơn thuần thì ta cần phải xem xét những yếu tố chính sau: - Vùng phủ sóng của hệ thống