BTL

Các hệ thống thông tin vệ
tinh
TS. Tạ Hải Tùng

Tìm hiểu tổng quan về dịch vụ điện
thoại vệ tinh, trình bày chi tiết về một
dịch vụ tiêu biểu.
Nhóm 2
Đoàn Hiển
20101530
Bùi Chí Hoa
20101550
Hà Đại Hải
20106091
Nguyễn Anh Dũng
20102617

Phân chia công việc
Tổng quan về dịch vụ
điện thoại vệ tinh


Đoàn Hiển
Bùi Chí Hoa

Tìm hiểu về dịch vụ
điện thoại vệ tinh
IRIDIUM

Hà Đại Hải
Nguyễn
Dũng

Dịch vụ điện thoại vệ tinh
I. Tổng Quan.
- Điện thoại vệ tinh là một loại điện thoại di động kết nối
đến các vệ tinh trên quỹ đạo thay vì các trạm mặt đất.
- Tùy thuộc vào cấu trúc của hệ thống, khu vực phủ sóng có
thể bao gồm toàn bộ trái đất hoặc chỉ những vùng nào đó.

Dịch vụ điện thoại vệ tinh
 Dịch vụ điện thoại vệ tinh


 Dịch vụ liên lạc giữa các
thiết bị điện thoại vệ tinh
thông qua các vệ tinh
trạm viễn thông mặt đất .
 Dịch vụ : truyền thoại, gửi
tin nhắn, truy cập internet băng
thông thấp…
 Giá cả cao hơn so với các
dịch vụ điện thoại thông
thường.

Dịch vụ điện thoại vệ tinh
 Nguyên lý hoạt động cơ bản : Điện thoại vệ tinh gửi tín
hiệu lên vệ tinh, các vệ tinh gần nhất nhận, gửi tín hiệu và
xác nhận thiết bị thông qua các gateway trên mặt đất.

Dịch vụ điện thoại vệ tinh



Mạng điện thoại vệ tinh
- Mạng dùng vệ tinh quỹ đạo thấp (LEO) : Cách trái đất
khoảng 160-2000km, quay với tốc độ nhanh hơn trái đất.
- Mạng dùng vệ tinh địa tĩnh (GEO) : Tốc độ quay bằng tốc
độ quay của trái đất, khoảng cách đến trái đất khoảng 36000
km.

Dịch vụ điện thoại vệ tinh
LEO
- Hệ thống LEO yêu cầu nhiều vệ tinh

GEO
-

hơn hệ thống GEO.

Hệ thống GEO vệ tinh đứng yên
tương đối so với một vị trí bất kỳ

- Phải thực hiện bàn giao cuộc goi do


trên trái đất. Chúng không cần giao

thời gian một vệ tinh nằm trong phạm

tiếp với một vệ tinh khác để duy trì

vi nhìn thấy của điện thoại là khoảng

một kết nối điện thoại vệ tinh.

10 phút.

-

- Điện thoại vệ tinh yêu cầu nhiều kết
nối đến nhiều vệ tinh cùng lúc, diều

Hệ thống GEO yêu cầu chi phí cao
hơn so với LEO.


-

Tín hiệu từ vệ tinh bao trùm một khu

này phức tạp và gây ảnh hưởng đến

vực lớn. Bằng cách thu hẹp phạm vi

tuổi thọ pin.

tín hiệu của nó, vệ tinh có thể tái sử
dụng các tần số, trong các lĩnh vực
khác nhau.

Dịch vụ điện thoại vệ tinh
 An ninh và bảo mật riêng tư.
• Điện thoại vệ tinh có thể bị nghe tr ộm, theo dõi và gây nhi ễu.
• 3 điểm mà điện thoại vệ tinh dễ bị nghe trộm :
- Kết nối vô tuyến giữa điện thoại và vệ tinh : Có th ể b ị nghe

trộm bởi một ang-ten đặt cạnh thiết bị kho ảng 600km.
- Kết nối vô tuyến giữa các vệ tinh và các thi ết b ị gateway trên
trái đất : Có thể bị nghe trộm bởi m ột ang-ten đ ặt c ạnh
gateway.
- Mạng viễn thông trên trái đất :Có thể bị nghe tr ộm b ởi các thi ết
bị thông thường.

Dịch vụ điện thoại vệ tinh
 Các dịch vụ thông dụng.
• Truyền thoại
• Gửi tin nhắn
• Truyền dữ liệu
• Theo dõi vị trí ( Tracking ).

Dịch vụ điện thoại vệ tinh
 Truyền thoại ( Voice ).
- Truyền thoại là dịch vụ nền tảng của truyền thông
vệ tinh di động.
- Sử dụng hữu ích khi ở ngoài vùng phủ sóng của di
động thông thường.

- Chất lượng dịch vụ tương đối tốt.

Dịch vụ điện thoại vệ tinh
 Gửi tin nhắn ( Message ).
- Điện thoại vệ tinh hỗ trợ dịch vụ tin nhắn toàn cầu
giống như các dịch vụ tin nhắn thông thường.
- Định dạng thông điệp với nội dung có thể thay đổi
độ dài linh hoạt dựa trên các loại thiết bị nhắn tin
khác nhau.

Dịch vụ điện thoại vệ tinh
 Truyền dữ liệu.
- Dữ liệu truyền qua điện thoại vệ tinh được chia thành :
+ Dữ liệu tốc độ cao ( 64Kpbs đến 500Kpbs).
+ Dữ liệu tốc độ thấp ( 2.4Kpbs đến 9.6 Kpbs ).
- Kết hợp với nén dữ liệu, việc truyền tải dữ liệu giảm
thời gian kết nối, tăng thông lượng trên các kết nối m ạch
dữ liệu.

Dịch vụ điện thoại vệ tinh


-

Theo dõi vị trí ( Tracking ) :
Điện thoại vệ tinh quảng bá vị trí của chúng khi chúng đang
bật.

- Hệ thống vệ tinh có khả năng theo dõi vị trí một điện thoại
di động bằng cách sử dụng hiệu ứng Doppler tính toán từ
các vệ tinh.

Dịch vụ điện thoại vệ tinh
 Một số nhà cung cấp dịch vụ

Một số nhà cung cấp dịch vụ
• ACeS : hoạt động từ năm 2000, là hệ thống đầu
tiên phủ sóng lên vùng Đông Nam Á
• Sử dụng vệ tinh địa tĩnh GARUDA-1 với 2 ăng-ten
12m và 140 búp sóng, dải tần 1525-1544/15451559 MHz (space-to-Earth) and 1626.5-1645.5/ 1
646.5-1 660.5 MHz (Earth-to-space).


Một số nhà cung cấp dịch vụ
• Có tính năng thoại ở chế độ GSM
hoặc vệ tinh
• Có tính năng gửi nhận dữ liệu ở tốc
độ 230 kbps
• Dịch vụ tracking sử dụng công nghệ
SCADA

Một số nhà cung cấp dịch vụ
• Inmarsat : có 11 vệ tinh địa tĩnh vào năm 2009

• Hệ thống Inmarsat sử dụng công nghệ chuyển
mạch kênh và chuyển mạch gói.
• Công nghệ chuyển mạch kênh cung cấp tính năng
thoại, điện tín, tin nhắn và ISDN.

Một số nhà cung cấp dịch vụ
• Iridium : 66 vệ tinh, chuyển động ở quỹ đạo
tầm thấp, độ cao khoảng 780 km.

• Dịch vụ truyền dữ liệu nhỏ (SBD) rất hiệu
quả để truyền tải một lượng nhỏ dữ liệu (tin
nhắn, email,..)
• Không phụ thuộc vào hạ tầng mặt đất ở vị
trí hiện tại, chỉ có một gateway duy nhất ở
Arizona, Mỹ.

Dịch vụ điện thoại vệ tinh
Ứng dụng :
• Thăm dò dầu khí,
tài nguyên thiên nhiên
• Liên lạc hàng hải

• Liên lạc hàng không

I. Tổng quan
• Quân sự

• Cứu hộ


Phần 2. Tìm hiểu về dịch vụ điện thoại
vệ tinh IRIDIUM

NỘI DUNG
• Tổng quan
• Kiến trúc hệ thống
– Các vệ tinh
– Thành phần mặt đất

• Các dịch vụ cung cấp
– Voice, Message, Fax,…

• So sánh chất lượng dịch vụ giữa
Iridium và Globalstar.

Tổng quan
• Hệ thống IRIDIUM là một mạng lưới liên lạc cá nhân
không dây dựa trên vệ tinh được thiết kế để cho
phép một loạt các dịch vụ như truyền thoại, dữ liệu,
fax, nhắn tin để kết nối tới các điểm đến hầu như
bất cứ nơi nào trên trái đất.
• Iridium System được phát triển bởi Bertiger ,
Leopold và Ken Peterson vào cuối năm 1987, bởi
Motorola từ tháng 7/1993 và chính thức hoạt động
tháng 11/1998.
• Iridium System gồm 66 vệ tinh liên kết cho phép
theo dõi vị trí của các thiết bị như điện thoại vệ tinh
…, xác định tuyến đường thông qua một mạng lưới
các trạm mặt đất, thiết lập, khởi tạo kết nối và chấm
dứt các cuộc gọi và theo dõi chi phí hợp lý.

Kiến trúc hệ thống
• Satellite Constellation
– 66 LEO Satellites

• Ground Infrastructure
– System Control Segment
– Gateways
–…

• Subsriber Product
– Satellite Phone
– Data modems
–…

Kiến trúc hệ thống

Satellite Constellation

Satellite Constellation
• Gồm 66 vệ tinh LEO, bay quanh 6 quỹ đạo,
bay ở độ cao khoảng 780 km, vận tốc
khoảng hơn 16.000 MPH, 100 minutes/vòng
– Bay ở độ cao thấp nên khoảng cách truyền dữ
liệu xuống mặt đất ngắn, tín hiệu mạnh, độ trễ
nhỏ

• Mỗi vệ tinh tạo kết nối với 4 vệ tinh xung
quanh để trao đổi thông tin
• Độ bao phủ gần như toàn bộ bề mặt Trái
đất

Satellite Constellation
• Đa truy cập kết hợp FDMA,TDMA để sử
dụng hiệu quả băng thông hạn chế
• Giữa các vệ tinh và các thuê bao sử
dụng tần số ở dải L-Band (1610-1626.5
MHz), giữa các vệ tinh và các gateway
hoạt động ở dải Ka-Band (26.5-40 GHz)
• Hệ thống các vệ tinh hỗ trợ định tuyến
cuộc gọi hiệu quả

Satellite Constellation
Satellite Coverage

Ground Infrastructure
• Satellite Network Operating Center
(SNOC)
• Gateway
• Ground Stations
• TTAC Stations
(Telemetry And Control)

Ground Infrastructure SNOC
• Trung tâm điểu khiển của hệ thống
Iridium
• Hoạt động 24/7, có chức năng vận
hành, theo dõi, kiểm soát tất cả các
thành phần trong hệ thống: các vệ
tinh, các trạm mặt đất, các kết nối,…

Ground Infrastructure SNOC

Ground Infrastructure Gateway
• Thành phần thực hiện chức năng
chuyển tiếp dữ liệu giữa các vệ tinh
và mạng chuyển mạch điện thoại
công cộng (PSTN), hoặc Internet

Subscriber Product
Tương tự như các thiết bị di động thông thường
nhưng satphone có một số tính năng bổ sung, thiết
bị hoạt động ở chế độ kép. Khi không thể sử dụng
mạng lưới liên lạc bình thường thì thiết bị sẽ được
chuyển qua sử dụng mạng liên lạc vệ tinh Iridium.

Subscriber Product

Subscriber Product
Một số thiết bị thông dụng hiện nay:

Services





Voice (Phone)
Messaging/Paging (Pager)
Data (Data modems)
Fax (Fax Adapter)

Services - Voice
• Dịch vụ cơ bản của Iridium
• Cung cấp các cuộc gọi: có thể
sử dụng hệ thống liên lạc trên
mặt đất (nếu sẵn có) hoặc hệ
thống liên lạc vệ tinh
• Đảm bảo chất lượng cuộc gọi,
độ trễ nhỏ, vị trí bất kỳ, thời
gian 24/7,…

Services - Voice
• Cung cấp các dịch vụ truyền
thông chất lượng cao với độ
trễ thấp hơn so với các hệ
thống vệ tinh địa tĩnh.
• Các truy cập vào hệ thống vệ
tinh Iridium sử dụng 2 phương
pháp đa truy cập trong truyền
thông di động là FDMA/TDMA.
• Sử dụng GSM protocol và
IRIDIUM protocol để định
tuyến cuộc gọi.

Service - Paging
• Iridium cung cấp dịch vụ nhắn tin
toàn cầu như các dịch vụ nhắn tin
thông thường.
• Chức năng truyền tin cho phép
chia sẻ các kênh truyền trong LBand với dịch vụ truyền thoại.
• Định dạng thông điệp với nội
dung có thể thay đổi độ dài linh
hoạt dựa trên các loại thiết bị
nhắn tin khác nhau.
• Hạ tầng hệ thống nhắn tin gồm
một số tính năng như thông báo
cho một thuê bao có tin

Services – Fax, Data

• Fax Adapter

• Data Modem

Iridium Extreme.

Iridium Extreme.
Thông số kĩ thuật:









Kích thước : 14 x 6 x 2.7 cm
Nặng: 247 g
Thời gian đàm thoại: 4 hours
Thời gian chờ: 30 hours
Operating range: -10°C to 55°C
Màn hình hiển thị 200 kí tự.
Danh bạ lưu 100 số.
Các dịch vụ hỗ trợ: CALL, SMS,
GPS, SOS …
• Tốc độ với dữ liệu nén khoảng
13Kbps và 2.4Kbps với dữ liệu thô.

Cước phí dịch vụ.
• Ngoài chi phí kích hoạt ban đầu bao gồm cả chi phí
cho các thiết bị phía người dùng, chi phí phát sinh
khi thực hiện cuộc gọi tùy thuộc gói cước đăng kí bởi
thuê bao.
• Một vài gói cước thông dụng được cung cấp bởi các
nhà bán lẻ với giá khoảng 1.30$/ phút.
• Với những thuê bao sử dụng thường xuyên và mua
các gói cước > 5000 phút, giá gói cước này nằm
trong khoảng 0.75$/phút.
• Ngoài ra cước phí cho cuộc gọi còn tùy thuộc các
nhà phân phối dịch vụ hay cuộc gọi trong cùng
mạng hoặc khác mạng.

So sánh dịch vụ Iridium và
Globalstar.
Globalstar

Iridium

Cước phí hàng năm

300$

599.50$

Cước phí cho cuộc gọi tới
số điện thoại công cộng
(US)

1.99$/phút

1.29$/phút

Cước phí cuộc gọi nội
mạng.

1.99$/phút

0.85$/phút

Cước phí nhận cuộc gọi

1.99$/phút

0$

So sánh dịch vụ Iridium và
Globalstar.
Iridium

Globalstar

Độ phủ sóng toàn cầu

Yes

No

Nhận cuộc gọi khi gấp
ăng ten.

Yes

Yes

Chất lượng cuộc gọi.

Good

Good

Thiết bị hỗ trợ quân sự

Yes

No

Handset cost

800 – 1500$

500$ +

Short burst data
service

Yes

No

SMS

Yes

Yes

SOS Service

Yes

No

GPS Service

Yes

Yes

So sánh dịch vụ Iridium và
Globalstar.
So sánh cuộc gọi trong điều kiện lý
tưởng

So sánh dịch vụ Iridium và
Globalstar.

So sánh cuộc gọi ở điều kiện nông
thôn

So sánh dịch vụ Iridium và
Globalstar.

So sánh cuộc gọi ở thành phố

So sánh dịch vụ Iridium và
Globalstar.

So sánh tỉ lệ các cuộc gọi thành công

So sánh dịch vụ Iridium và
Globalstar.

So sánh tốc độ truyền:

So sánh với dịch vụ của
Globalstar
Kết luận:
• Chất lượng dịch vụ của Mạng Iridium
kém hơn so với Globalstar.
• Giá thành thiết bị của Iridium đắt
hơn khá nhiều so với Globalstar.
• Mạng Iridium cung cấp nhiều dịch vụ
hơn hẳn Globalstar và chất lượng
thiết bị cũng tốt hơn.
• Giá cước phát sinh cho mỗi cuộc gọi
trong mạng Iridium là nhỏ hơn.

Kết luận
Điện thoại vệ tinh cung cấp nhiều ứng
dụng hữu ích. Ngành công nghiệp điện
thoại vệ tinh hứa hẹn sẽ có nhiều triển
vọng phát triển trong tương lai.

Tài liệu tham khảo
• Overview of IRIDIUM Satellite
Network – Kris Maine, Carrie Devieux,
Pete Swan
• Implementation Manual for Iridium
Satellite Communications Service
• Satellite Telephone Quality of Service
Comparison: Iridium vs. Globalstar
• www.iridium.com
• www.wikipedia.com

Thank you!