Các ứng dụng phổ biến của thông tin vệ tinh:
So với các hệ thống thông tin mặt đất thì thông tin vệ tinh có nhiều ưu điểm nổi bật hơn trên rất nhiều ứng dụng. Rõ ràng một ưu điểm vượt trội của thông tin vệ tinh so với các hệ thống thông tin mặt đất khác là sự sẵn sàng của thông tin vệ tinh ở khắp mọi nơi, bởi vậy nó thực sự đặc biệt hữu ích cho những nơi mà các công nghệ khác không thể cung cấp. Ngoài ra thông tin vệ tinh còn cung cấp một loạt các dịch vụ có tính toàn cầu. Chính bởi các ưu điểm nổi bật của mình thông tin vệ tinh đã phát triển nhanh chóng trong 3 thập niên qua. Cho tới nay đã có 280 vệ tinh thương mại đang hoạt động cung cấp một loạt các dịch vụ viễn thông trên thị trường thông tin vệ tinh quốc tế (khu vực châu Á có khoảng 20 nhà khai thác vệ tinh với 80 vệ tinh đang hoạt động cung cấp các loại dịch vụ thông tin khác nhau). Thoại và Video là các ứng dụng ban đầu của hệ thống thông tin vệ tinh. Cho tới năm 1988, khi hệ thống cáp quang xuyên biển được thực hiện thì thông tin vệ tinh được lựa chọn cho việc kết nối trung kế mạng điện thoại. Từ đó, các nhà khai thác mạng viễn thông sử dụng hệ thống thông tin vệ tinh cho việc mở rộng hạ tầng cơ sở của mạng mặt đất, đầu tiên là làm hệ thống dự phòng hoặc là được mở rộng để kết nối với mạng PSTN nhằm đáp ứng yêu cầu phục vụ viễn thông toàn cầu. Tuy nhiên, do tốc độ phát triển kinh tế nhanh, cùng với nó là gia tăng nhu cầu sử dụng bộ phát đáp cho các cuộc gọi đường dài và một loạt các dịch vụ khác như: Internet, VoIP, băng rộng, mạng dùng chung, video, mạng thông tin di động... cũng phát triển theo. Dưới đây là một số ứng dụng của thông tin vệ tinh hiện nay.
Dịch vụ Internet qua vệ tinh:
Dịch vụ Internet qua vệ tinh được chia làm hai mảng chính: các dịch vụ trung kế (tương tự như trung kế trong hệ thống điện thoại), và truy nhập trực tiếp nhờ việc cài đặt VSAT hai chiều. Các dịch vụ trung kế được cung cấp cho các nhà cung cấp dịch vụ Internet và các nhà khai thác mạng Internet bao gồm:
- Đồng bộ, cận đồng bộ, song công
- Chia sẻ băng tần giữa các khu vực
- Truyền qua sóng mang số và băng tần Video số
- Khả năng tích hợp các dịch vụ thuê riêng/mạng hiện có bởi các thiết bị đầu cuối mặt đất IP
Trong khi đó dịch vụ truy nhập trực tiếp được cung cấp chủ yếu cho các doanh nghiệp, các khách hàng sử dụng trực tiếp dịch vụ Internet. Các ứng dụng nói chung được chia làm nhóm: thời gian thực và thời gian không thực. Nhóm ứng dụng tương tác thời gian thực như: truy nhập Web, hội nghị truyền hình, đào tạo từ xa, trò chơi trực tuyến,... và cập nhập cơ sở dữ liệu, ánh xạ Server Web, truyền các file có dung lượng lớn. Video quảng bá một chiều thuộc nhóm các ứng dụng thời gian không thực. Hiện nay các ứng dụng này không còn phụ thuộc vào một công nghệ duy nhất, chẳng hạn như đàm thoại không chỉ được thực hiện qua mạng điện thoại truyền thống mà còn có thể được thực hiện trực tiếp qua mạng Internet (VoIP) và cũng không chỉ giới hạn ở phạm vi dưới mặt đất. Khi đi trên máy bay cũng có thể sử dụng Internet.
Hình 1. Mô hình cung cấp dịch vụ Internet qua vệ tinh cho những khu vực nhỏ.
Lĩnh vực dịch vụ Internet qua vệ tinh thực sự được phát triển vào giữa những năm 90. Năm 1996 hệ thống mạng Huges đã cung cấp dịch vụ truy nhập trực tiếp Internet từ máy tính cá nhân ở tốc độ 400 kbit/s (tốc độ luồng thông tin giữa máy tính cá nhân và vệ tinh). Tốc độ này lớn hơn 14 lần tốc độ truy nhập Internet thông qua Modem thông thường có tốc độ quy ước là 28,8 kbit/s trước đây và bây giờ là tốc độ 56 kbit/s và nhanh gấp 3 lần tốc độ truy nhập qua đường mạng tích hợp số ISDN (144 kbit/s). Vệ tinh cung cấp dịch vụ Internet này hoạt động trong băng tần Ku (14/11GHz) với 8 bộ phát đáp 54MHz và 16 bộ phát đáp 27MHz. Tuy nhiên với các dịch vụ yêu cầu băng thông rộng như đa phương tiện, hội nghị truyền hình, truyền file lớn thì băng thông của băng tần Ku chưa thể đáp ứng đầy đủ. Chính vì lý do đó mà cần phải phát triển thông tin vệ tinh trên cơ sở sử dụng băng tần cao hơn như băng tần K (18-27GHz), Ka (27-40GHz) với băng thông tương ứng là 9 GHz và 13 GHz.
Các dịch vụ truy nhập trực tiếp có hiệu quả kinh tế cao: được thiết kế cung cấp dịch vụ cho những địa điểm nhỏ như văn phòng, công ty nhỏ, người sử dụng đơn lẻ.
Theo như dự đoán của các nhà nghiên cứu thị trường thì tới năm 2010 sẽ có khoảng 250 triệu gia đình và 38 triệu doanh nghiệp sử dụng dịch vụ băng thông rộng như các tuyến kết nối 2 Mbit/s hoặc cao hơn.
Băng rộng:
Các nhà cung cấp viễn thông bên cạnh việc sử dụng hệ thống thông tin vệ tinh làm môi trường truyền dẫn, còn cung cấp các dịch vụ bao phủ toàn cầu bởi việc sử dụng các băng tần đã có như băng C, băng Ku và tiếp theo là băng Ka. Thông tin vệ tinh khắc phục được một nhược điểm “nút cổ chai” trong các hệ thống mạng mặt đất bằng việc đóng vai trò như là một mạng chuyển tiếp cung cấp dịch vụ trực tiếp tới khách hàng.
Kỹ thuật nền tảng cho dịch vụ quảng bá của thông tin vệ tinh là dựa trên nền tảng giao thức Internet (IP) cho việc thiết lập các mạng đa phương tiện băng rộng. Lưu lượng IP bùng nổ mạnh mẽ kể từ năm 1997, và đó cũng là một trong những xu hướng phát triển có mức tăng trưởng cao đối với các nhà khai thác vệ tinh. Truy nhập băng rộng qua Internet là truy nhập hai chiều giống như truy nhập trực tiếp đường dây thuê bao số (DSL), các giải pháp tích hợp, các lớp dịch vụ và kích thước mạng được thiết kế phù hợp với nhu cầu, khách hàng chỉ cần mua lưu lượng mà họ cần, tin cậy và toàn cầu.
Cho đến nay việc sử dụng các bộ phát đáp cho các tuyến trung kế Internet tăng đáng kể. Vệ tinh có thể truyền tải lưu lượng lên tới 1300Mbit/s cho mạng đường trục Internet. Đối với các nhà khai thác vệ tinh thì lợi nhuận của họ chủ yếu nằm ở khu vực phát thanh, truyền hình quảng bá (chiếm tới 70% lợi nhuận từ việc cho thuê các bộ phát đáp). Tuy nhiên con số này sẽ giảm do nhu cầu sử dụng các bộ phát đáp cho các kết nối Internet trung kế, trực tiếp hay các mạng doanh nghiệp tăng cao. Trong thời gian 1998-2000, sự tăng trưởng của các dịch vụ Internet qua vệ tinh rất đáng kinh ngạc, ở phạm vi toàn thế giới với tốc độ tăng trưởng này là 958 %. Theo dự đoán việc sử dụng các bộ phát đáp cho các tuyến ISP sẽ tăng 17% vào năm 2009.
Hình 2. Tỷ lệ sử dụng băng thông vệ tinh trong khu vực châu Á năm 2000 và dự báo năm 2009
VoIP
VoIP là một phần của thoại được truyền qua giao thức Internet theo hai kiểu: điện thoại Internet và thoại được truyền bằng giao thức Internet. Điện thoại Internet là một dịch vụ “không quản lý” qua mạng Internet công cộng. Thoại được truyền bằng giao thức Internet là một dịch vụ được quản lý sử dụng giao thức Internet. Các gói thoại được quản lý để cung các mức độ chất lượng khác nhau. VoIP được cung cấp bởi các nhà khai thác mạng theo các tuyến riêng. VoIP truyền qua vệ tinh có một số thuận lợi như: triển khai nhanh, luôn sẵn sàng và đáng tin cậy, vùng phủ toàn cầu, dễ mở rộng, có thể truy nhập từ mọi địa hình khác nhau: đất liền, biển, hải đảo, rừng, núi,... Chỉ với một (hoặc vài) nút mạng có thể truy nhập tới các điểm truy nhập mạng chính khác tránh được tình trạng tắc nghẽn mạch so với các mạng IP khác. Với những thuận lợi của mình dịch vụ VoIP qua vệ tinh được kỳ vọng sẽ có sự tăng trưởng cao. Năm 2001, lưu lượng thoại quốc tế VoIP tăng 47% đạt 5,2 tỷ phút, tương đương với 3% lưu lượng thoại quốc tế. Tới năm 2007, số phút gọi quốc tế bởi VoIP được dự đoán là 100 tỷ phút. Một sự tăng trưởng đáng kỳ vọng.
PSTN
Mạng PSTN là nguồn kết nối chủ yếu cho hầu hết các nhà khai thác mạng. Chất lượng các tuyến thoại khác nhau được thiết kế để đáp ứng nhu cầu thực tế phụ thuộc vào hiệu chỉnh lỗi theo yêu cầu và phương pháp điều chế. Trước đây truyền dẫn thoại qua vệ tinh chiếm một tỷ lệ lớn của các bộ phát đáp vệ tinh, tuy nhiên con số này ngày càng nhỏ do việc phát triển các dịch vụ mới nhiều triển vọng.
Mạng doanh nghiệp:
Các doanh nghiệp có thể sử dụng dịch vụ này như: ngân hàng, các tổ chức tài chính, dầu lửa, khách sạn, hàng không, giáo dục, viễn thông. Các dịch vụ mà các tổ chức này có thể sử dụng như: truy nhập Internet, thoại, hội nghị truyền hình, kiểm tra thẻ tín dụng, đào tạo từ xa, phát hiện thảm hoạ, hỗ trợ các trường hợp khẩn cấp.
Mô hình đào tạo từ xa qua hệ thống thông tin vệ tinh đang được ứng dụng hết sức có hiệu quả đối với những nước có địa hình phức tạp (nhiều quần đảo, đồi núi,..). Việt Nam là một nước có tới 80% dân cư sống ở khu vực nông thôn và có nhiều địa hình hiểm trở thì đây là một mô hình đào tạo hết sức có hiệu quả và đem lại lợi ích nhiều mặt cho nền giáo dục quốc gia cũng như nâng cao trình độ dân trí của đại bộ phận nhân dân.
Video
Hiện nay, dịch vụ video qua vệ tinh được phân bố toàn cầu với các dịch vụ truyền trực tiếp tới nhà (DTH), thể thao, tin tức, sự kiện, HDTV...
Thông tin di động qua vệ tinh:
Thông tin di động qua vệ tinh có nhiều ưu điểm như: có thể phát triển mạng toàn cầu, dễ dàng phân bố và cân bằng lại lưu lượng mạng, chi phí hạ tầng cơ sở thấp, có nhiều khả năng gia tăng lợi nhuận ở các dịch vụ mới.
Hình 3. Các thành phần chính cho cơ sở hạ tầng mạng di động qua vệ tinh
Trong một vài năm qua, thị trường thông tin vệ tinh toàn cầu có phần chững lại. Tuy nhiên với những ưu điểm nổi bật của mình về khả năng truyền dẫn, khả năng cung cấp dịch vụ băng rộng, các dịch vụ truy nhập Internet băng rộng và cùng với sự phục hồi, phát triển của các nền kinh tế khu vực châu Á - Thái Bình Dương thì thị trường thông tin vệ tinh của khu vực này sẽ tiếp tục phát triển mạnh mẽ, hứa hẹn một viễn cảnh tốt đẹp đối với các nhà khai thác vệ tinh châu Á.
Ths. Nguyễn Huy Cương
Bài viết liên quan:
Băng tần sử dụng trong thông tin vệ tinh
Đặc điểm của các hệ thống vệ tinh trong các băng tần.