Bài giảng Hệ thống thông tin hàng hải

BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI KHOA: ĐIỆN – ĐIỆN TỬ TÀU BIỂN BỘ MÔN: ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG BÀI GIẢNG HỆ THỐNG THÔNG TIN HÀNG HẢI TÊN HỌC PHẦN : HỆ THỐNG THÔNG TIN HÀNG HẢI MÃ HỌC PHẦN : 13227 TRÌNH ĐỘ ĐÀO TẠO : ĐẠI HỌC CHÍNH QUY DÙNG CHO SV NGÀNH : ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG HẢI PHÒNG – 2010 2MỤC LỤC Chương 1 Khái quát về GMDSS 5 1.1 Khái niệm chung về GMDSS 1.2 Các đặc trưng cơ bản của GMDSS 1.3 Các hệ thống và công nghệ thông tin trong GMDSS 1.4 Yêu cầu trang thiết bị đài tàu trong GMDSS Chương 2 Công nghệ DSC 10 2.1 Khái quát chung về công nghệ DSC 2.2 Tín hiệu băng gốc trong DSC - Mã 10 bít error- detection - Ý nghĩa thông tin của bộ mã DSC 2.3 Tín hiệu băng thông trong DSC 2.4 Cấu trúc kỹ thuật một cuộc gọi DSC Chương 3 Công nghệ NBDP 24 3.1 Khái quát chung về công nghệ NBDP 3.2 Mã 7 bit error- detection - Các loại mã truyền chữ trong thông tin hàng hải - Mã truyền chữ NBDP 3.3 Tín hiệu băng thông trong công nghệ NBDP 3.4 Mode A : ARQ - Nguyên lý ARQ - Chu trình thời gian cơ sở - Thủ tục nhận dạng tự động 3.5 Mode B : FEC - Nguyên lý FEC collective - Nguyên lý FEC selective Chương IV Hệ thống INAMARSAT 39 4.1 Cấu trúc hệ thống INAMARSAT 4.2 Đặc tính của các hệ thống INAMARSAT Chương 5 Hệ thống COSPAS- SARSAT 46 5.1 Cấu trúc hệ thống - Hệ thống vệ tinh tầm thấp quỹ đạo cực - LUT và MCC - Các loại uers 5.2 Nguyên lý xác định vị trí của hệ thống 5.3 Các phương thức hoạt động - Phương thức bao phủ khu vực - Phương thức bao phủ toàn cầu 5.4 Tín hiệu EPIRB - Đặc tính của EPIRB - Tín hiệu EPIRB Chương 6 Hệ thống phát thông báo an toàn hàng hải MSI 58 6.1 Các hệ thống phát báo MSI 6.2 Hệ thống NAVTEX quốc tế 6.3 Hệ thống Safety NET 6.4 Hệ thống NBDP / HF 3BÀI GIẢNG CHI TIẾT : GMDSS 60 tiết (4 đvht) 60 tiết (15tuần) Chương 1 : GMDSS. 8 tiết (2 tuần) Chương 2 : DSC. 12 tiết (3 tuần) Chương 3 : NBDP. 12 tiết (3 tuần) Chương 4 : INMARSAT. 8 tiết (2 tuần) Chương 5 : COSPAS-SARSAT . 8 tiết (2 tuần) Chương 6 : MSI. 8 tiết (2 tuần) Ôn tập : 4 tiết (1 tuần) Tài liệu tham khảo : - Bài giảng chi tiết môn học Hệ thông thông tin Hàng hải - GMDSS HANDBOOKS (Handbook on the Global Maritime Distress and Safety System, 3rd Edition, 2001) 4DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT TRONG TÀI LIỆU ADE above-deck equipment ALC automatic level control BDE below-deck equipment CCIR International Radio Consultative Committee CES coast earth station COSPAS Space System for Search of Distress Vessels CSS co-ordinator surface search DMG distress message generator DSC digital selective calling EGC enhanced group call ELT emergency locator transmitter EPIRB emergency position-indicating radio beacon GMDSS global maritime distress and safety system HF high frequency ICAO International Civil Aviation Organization IFRB International Frequency Registration Board IHO International Hydrographic Organization IMO International Maritime Organization INMARSAT International Mobile Satellite Organization ITU International Telecommunication Union ITU-R ITU Radiocommunication Sector (former CCIR) ITU-T ITU Telecommunication Standardization Sector (former CCITT) LCD liquid-crystal display LUT local user terminal MCC mission control centre MF medium frequency MSI maritime safety information NBDP narrow-band direct printing (telegraphy) NCC network control centre NCS network co-ordination station OCC operations control centre OSC on-scene commander PLB personal locator beacon RCC rescue co-ordination centre RF radio-frequency RR Radio Regulations RSC rescue sub-centre SAR search and rescue SAR Convention International Convention on Maritime Search and Rescue,1979 SARSAT Search and Rescue Satellite-Aided Tracking SART search and rescue radar transponder SES ship earth station SOLAS International Convention for the Safety of Life at Sea,1974,as amended VDU visual display unit VHF very high frequency VTS vessel tracking system WARC World Administrative Radio Conference WMO World Meteorological Organization WRC World Radiocommunication Conference WWNWS World-Wide Navigational Warning Service 5CHƯƠNG I KHÁI QUÁT VỀ GMDSS 1.1. GMDSS ? * GMDSS : Global Maritime Distress and Safety System * Chủ thể : - Hệ thống GMDSS do IMO đề xướng và phát triển - Có sự hợp tác của nhiều tổ chức quốc tế khác, như : ITU, INMARSAT, COPAS - SARSAT... * Thời hạn: - Lần đầu tiên được thông qua dưới dạng sửa đổi và bổ sung SOLAS 74 vào tháng 10 /1988 chủ yếu sửa đổi Chương 4: Radio Comnunication, nên còn gọi là SOLAS74/88. - GMDSS bắt đầu có hiệu lực (từng phần) 1.2.1992 GMDSS bắt đầu có hiệu lực (đầy đủ) 1.2.1999 Sau năm 1999 hệ thống GMDSS tiếp tục được hoàn chỉnh bổ sung * Các công ước quốc tế GMDS Solas 74/88 (Chương 4: Radio Communication) Các nghị quyết của IMO có liên quan (IMO’ resolutions) Các khuyến nghị của IIU có liên quan (ITU’ recommendations) Các thông tư của các tổ chức có liên quan (Circulars) 1.2. CÁC CHỨC NĂNG THÔNG TIN GMDSS * Có thể chia các chức năng thông tin GMDSS thành 3 nhóm chức năng : - Nhóm chức năng phục vụ mục đích tìm kiếm, cứu nạn trên biển (Distress) - Nhóm chức năng phục vụ mục đích an toàn hàng hải (Safety) - Nhóm chức năng thông tin công cộng (Public) * Các chức năng cụ thể (9) thể hiện trong chương 4 SOLAS74/88 “Every ship, while at sea, shall be capable: .1 of transmitting ship-to-shore distress alerts by at least two separate and independent means, each using a different radiocommunication service; .2 of receiving shore-to-ship distress alerts; .3 of transmitting and receiving ship-to-ship distress alerts; .4 of transmitting and receiving search and rescue co-ordinating communications; .5 of transmitting and receiving on-scene communications; .6 of transmitting and receiving signals for locating; .7 of transmitting and receiving maritime safety information; .8 of transmitting and receiving general radiocommunications to and from shore-based radio systems or networks; and .9 of transmitting and receiving bridge-to-bridge communications.” 6Giải thích : - 6 chức năng từ 1 đến 6 thuộc nhóm chức năng distress Distress alert (báo động cấp cứu) theo các hướng : ship-to-shore (Distress call) shore-to-ship (Distress relay),và ship-to-ship. Thông tin tìm kiếm cứu nạn : SAR communications. Thông tin hiện trường : on-scene communications. Thông tin xác định vị trí : locating. - 2 chức năng (7 và 9) thuộc nhóm chức năng Safety Thông tin an toàn hàng hải MSI. Thông tin từ buồng lái tới buồng lái (Bridge-to-bridge communications means safety communications between ships from the position from which the ships are normally navigated), có thể hiểu là thông tin VHF và AIS. - Chức năng thứ 8 là thông tin công cộng (General or public) * Thông tin tìm kiếm và cứu nạn. - Tín hiệu báo động cứu nạn từ một tàu bị nạn phải được thông tin khẩn cấp và tin cậy tới trung tâm phối hợp cứu nạn (RCC) hoặc các tàu đang hoạt động trong vùng lân cận. Khi một RCC nhận được tín hiệu báo động cứu nạn thông qua một đài duyên hải hoặc một 7đài bờ mặt đất INMARSAT, thì nó sẽ chuyển tiếp báo động cứu nạn tới đơn vị tìm kiếm cứu nạn (SAR) hoặc các tàu đang hoặt động trong vùng biển lân cận. Một bức điện báo động cứu nạn phải bao gồm các thông tin về số nhận dạng của tàu, vị trí, tích chất bị nạn và các thông số liên quan khác. - Sự phối hợp thông tin trong hệ thống GMDSS được thiết kế thực hiện theo cả ba chiều: từ tàu đến tàu, từ tàu đến bờ và từ bờ tới tàu trên tất cả các vùng biển. Chức năng này thực hiện bằng cả hai phương thức thông tin vệ tinh và mặt đất. Nếu tín hiệu báo động cứu nạn từ tàu bị nạn được phát theo phương thức DSC trên dải tần HF,MF hoặc VHF thì các tàu có trang bị DSC trong vùng phủ sóng của tàu bị nạn sẽ nhận được báo động này. - Một tín hiệu báo động cứu nạn thông thường được thực hiện bằng thao tác nhân công và việc thực hiện xác báo cũng phải được thực hiện nhân công. - Tín hiệu chuyển tiếp báo động cứu nạn từ một RCC tới các tàu trong vung lân cận tàu bị nạn được thực hiện bằng hai phương thức thông tin vệ tinh và mặt đất trên các tần số quy định. Để tránh báo động tới tất cả các tàu trong vùng biển rộng, chỉ chuyển tiếp báo động tới các tàu trong vùng lân cận tàu bị nạn, được thực hiện theo cách địa chỉ vùng địa lý. Khi nhận được chuyển tiếp báo động cứu nạn các tàu trong vùng lân cận tàu bị nạn phải thiết lập thông tin với RCC liên quan ngay lập tức để phối hợp cứu nạn. - Tiếp sau thông tin báo động cứu nạn, thông tin phối hợp tìm kiếm cứu nạn rất quan trọng trong quá trình tổ chức tìm kiếm cứu nạn, đó là các thông tin giữa tàu và máy bay tham gia hoạt động tìm kiếm và cứu nạn. Trong đó có cả thông tin giữa RCC với người chỉ huy hiện trường hoặc người điều phối tìm kiếm và cứu nạn ở trong vùng xảy ra tai nạn. Các phương thức thông tin được sử dụng trong việc tìm kiếm và cứu nạn là thoại hoặc telex hoặc cả hai. Những thông tin này được thực hiện qua thông mặt đất hoặc vệ tinh tuỳ vào điều kiện thông tin trong vùng bị nạn. - Thông tin hiện trường là thông tin trực tiếp tại vùng biển diễn ra hoạt động tìm kiếm và cứu nạn, thường được thực hiện trên dải tần MF, VHF trên các tần số quy định dành riêng cho hoặt động an toàn và cứu nạn bằng phương thức thoại hoặc telex. Những thông tin này giữa tàu bị nạn với các tàu trợ giúp tìm kiếm và cứu nạn phải tuân theo quy định trợ giúp cho tàu bị nạn và người bị nạn. Các máy bay khi tham gia tìm kiếm và cứu nạn có thể sử dụng tần số 3023, 4125, và 5680 KHz, và chúng cũng có thể được trang bị thiết bị thông tin ở tần số 2182 KHz hoặc 156,8 MHz hoặc cả hai hay các tần số lưu động hàng hải khác. * Thông tin an toàn hàng hải (MSI- Maritime Safety information.) Các tàu cần phải được cung cấp các thông tin cập nhật về dự báo hàng hải, dự báo khí tượng cũng như các thông tin an toàn hàng hải khẩn cấp khác. MSI được thông tin bởi phương thức NBDP chế độ phát FEC ở tần số 518 KHz, với những tàu hoạt động ngoài vùng phủ sóng NAVTEX thì các thông tin an toàn hàng hải được cung cấp qua dịch vụ EGC của hệ thống INMARSAT-C. Còn ở các vùng biển vĩ tuyến cao hoặc các vùng biển xa thực hiện bằng NBDP ở dải sóng HF. * Thông tin thương mại: Là các thông tin giữa đội tàu với các mạng thông tin ở bờ bao gồm các nội dung quản lý và khai thác đội tàu, nó cũng có vai trò quan trọng trong an toàn Hàng Hải. 81.3. CÁC ĐẶC TRƯNG CƠ BẢN CỦA GMDSS. * Các vùng biển - Vùng biển A1 : Là vùng biển nằm trong tầm hoạt động của ít nhất một trạm đài bờ VHF thoại có trực canh liên tục DSC. Thông thường mỗi trạm VHF có vùng phủ sóng với bán kính khoảng 25 - 30 hải lý. - Vùng biển A2 :Là vùng biển nằm ngoài vùng A1, nhưng nằm trong tầm hoạt động của ít nhất một trạm đài bờ MF thoại có trực canh liên tục DSC. Thông thường mỗi trạm MF có vùng phủ sóng với bán kính khoảng 150 - 200 hải lý. - Vùng biển A3 : Là vùng biển ngoài A1, A2, nằm trong vùng bao phủ của các vệ tinh địa tĩnh INMARSAT, thường có giới hạn từ 70 vĩ độ Bắc đến 70 vĩ độ Nam. - Vùng biển A4 : Là vùng còn lại trừ vùng A1, A2, A3 ,về cơ bản đó là các phần địa cực. * Trang thiết bị đài tàu : - Trang thiết bị tối thiểu (không phụ thuộc vùng chạy tàu) VHF (RT & DSC) thông tin trong vùng hành hải bình thường NAVTEX or/and EGC receiver thu MSI (Maritime Safety Informations) Radio 2-way thông tin hiện trường EPIRB thông tin cứu nạn khẩn cấp SART 9GHz phát đáp Radar tìm kiếm cứu nạn - Trang thiết bị phụ thuộc vùng chạy tàu, mỗi vùng biển tàu cần phải trang bị thêm những thiết bị phù hợp với cự ly thông tin : - A1 : VHF - A1 và A2 : MF - A1, A2 và A3 : Chọn lựa thiết bị đài tàu HF or/and INMARSAT - A1, A2, A3 và A4 : Bắt buộc trang bị thiết bị đài tàu HF * Các hệ thống thông tin trong GMDSS. Hệ thống thông tin vệ tinh (Satellite communications) : - INMARSAT - COSPAS-SARSAT - (GPS) Hệ thống thông tin mặt đất (Terrestrial communications) : - Sử dụng 3 dải tần VHF - cự ly thông tin ngắn (20 nm) MF - cự ly thông tin trung bình (100 nm) HF - cự ly thông tin dài (nhiều nghìn nm). - Sử dụng 3 phương thức thông tin DSC- Digital Selective Calling NBDP - Narror Band Direct Printing RT- Radio Telephone Đặc trưng công nghệ cơ bản : * Các phương thức thông tin vệ tinh là các phương thức thông tin số (riêng INMARSAT được nghiên cứu trong môn học Thông tin vệ tinh). * Trong thông tin mặt đất : 9- RT là phương thức thông tin dải tần hạn chế (độ rộng băng tần gốc là 3 kHz, đủ để thông tin thoại) và vẫn là thông tin tương tự (analog). Ở dải VHF, thông tin thoại sử dụng phương thức điều tần (F3E), độ rộng kênh 25 kHz. Còn ở dải MF/HF thông tin thoại sử dụng phương thức điều chế đơn biên (J3E), độ rộng kênh 3 kHz. - DSC và NBDP là các phương thức thông tin số tốc độ chậm (100 bps) băng tần hẹp (nhỏ hơn 500 Hz). Câu hỏi ôn tập chương 1 : 1. Các chức năng thông tin của Hệ thống GMDSS 2. Đặc trưng cơ bản của Hệ thống GMDSS 10 CHƯƠNG 2 CÔNG NGHỆ DSC 2.1 KHÁI QUÁT CHUNG 1. Các đặc trưng của công nghệ DSC – Digital selective calling * Calling : Cuộc gọi nghĩa là kết nối thông tin. Thông thường trong quá trình thông tin phải qua 2 chu trình - calling (gọi) - working (liên lạc) + Có các thành phần nhất định (có định dạng Form). + Tiếp theo là phương thức thông tin khác để trao đổi thông tin (liên lạc) * Seclective: địa chỉ hoá Có nhiều phương thức seclective - all sations - individual : gọi từng cá nhân, gọi theo số nhận dạng(ID) - geographic: selective theo vùng địa lý - Mức ưu tiên : distress → urgency → safecty → routine. * Digital: Công nghệ thông tin số (sử dụng mã phát hiện lỗi và các phương thức sửa lỗi ARQ, FEC) tốc độ thấp, dùng được kênh có tần số thấp và đòi hỏi tỉ số S/N không cao 2. Các cuộc gọi DSC thường sử dụng : * DSC được sử dụng tất cả các dải tần trong thông tin mặt đất (DSC không có trong thông tin vệ tinh)  VHF dùng kênh 70  MF 21875(Alert)  HF : 4,6,8,12,16 : mỗi dải có nhiều kênh cấp cứu và kênh thông thường * DSC dùng để báo động cấp cứu (Distress alert) kéo theo nó thường là thông tin cấp cứu bằng phương thức (RT, NBDP)  DSC dùng loan báo (announce) các cuộc gọi khác như: urgency, safety  DSC dùng kết nối các thông tin thông thường (Routine) ítdùng 2.2 TÍN HIỆU THÔNG DẢI (BAND PASS) DSC được sử dụng trong thông tin hàng hải ở cả ba dải tần : VHF, MF, HF. Ở dải tần VHF bên cạnh nhiều kênh thoại, DSC chỉ ấn định một kênh duy nhất là kênh 70 cho cả mục đích thông tin an toàn cứu nạn (D&S) và mục đích thông tin thông thường (Public). Ở dải tần MF (2 MHz) và HF (các băng tần 4, 6, 8, 12, 16, 18, 22, 25 MHz) ITU đã ấn định các kênh ưu tiên riêng cho mục đích an toàn và cứu nạn không chỉ đối với phương thức DSC, mà còn cả với các phương thức thoại đơn biên và phương thức NBDP. Đối với mục đích thông tin thông thường ITU cũng ấn định một số kênh liên lạc quốc tế (International channel) và một số kênh liên lạc khu vực (Local channel). Các đặc trưng của tín hiệu thông dải DSC ở các dải tần như sau. 1. Dải tần MF/HF . Phương thức điều chế : F1B/J2B (tham khảo phụ lục TYPES OF RADIO EMISSIONS) 11 Tốc độ điều chế : 100 Bd. Độ dịch tần (frequency shift) : 170 Hz. Đối với phương thức điều chế J2B, tần số sóng mang phụ là 1700 Hz. Độ rộng dải thông : 300 Hz. 2. Dải tần VHF. Phương thức điều chế : điều tần. Dịch tần 1300 Hz và 2100 Hz xung quanh sóng mang phụ là 1700 Hz Tốc độ điều chế : 1200 Bd. Chỉ số điều chế : 2.0 10% . 2.3. TÍN HIỆU BĂNG GỐC (BASE BAND) 1. Mã 10 bit phát hiện lỗi (A ten-bit error detecting) * Mỗi từ mã gồm 10 bit, như biểu diễn trong bảng 1. Có nhiều cách ký hiệu 2 trạng thái logic : trong toán logic có thể dùng ký hiệu chữ số 0 và 1 hoặc trong cú pháp các phần mềm liên quan đến logic dùng chữ true và fail.Cũng có thể dùng các chữ cái Alphabet để biểu diễn trạng thái logic, những chữ đầu bảng Alphabet gán cho trạng thái “0” logic, những chữ cuối bảng alphabet gán cho trạng thái “1” logic, chẳng hạn : cặp chữ A, Z hoặc cặp chữ B, Y. Bảng 1 dùng cách ký hiệu 2 trạng thái logic của một bit tín hiệu là B, Y. B ký hiệu trạng thái ‘0’ logic của một bit tín hiệu số tương ứng với tần số cao hơn trong phương thức điều chế số dịch tần (Frequency-shift keying). Y ký hiệu trạng thái ‘1’ logic tương ứng với tần số thấp hơn. BẢNG 1- Bảng mã 10 bit phát hiện lỗi (Ten-bit error-detecting code) Trọng số từ mã Cấu trúc từ mã và vị trí các bit 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Trọng số từ mã Cấu trúc từ mã và vị trí các bit 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Trọng số từ mã Cấu trúc từ mã và vị trí các bit 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 BBBBBBBYYY YBBBBBBYYB BYBBBBBYYB YYBBBBBYBY BBYBBBBYYB YBYBBBBYBY BYYBBBBYBY YYYBBBBYBB BBBYBBBYYB YBBYBBBYBY BYBYBBBYBY YYBYBBBYBB BBYYBBBYBY YBYYBBBYBB BYYYBBBYBB YYYYBBBBYY BBBBYBBYYB YBBBYBBYBY BYBBYBBYBY YYBBYBBYBB 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 YYBYBYBBYY BBYYBYBYBB YBYYBYBBYY BYYYBYBBYY YYYYBYBBYB BBBBYYBYBY YBBBYYBYBB BYBBYYBYBB YYBBYYBBYY BBYBYYBYBB YBYBYYBBYY BYYBYYBBYY YYYBYYBBYB BBBYYYBYBB YBBYYYBBYY BYBYYYBBYY YYBYYYBBYB BBYYYYBBYY YBYYYYBBYB BYYYYYBBYB 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 BYYBYBYBYY YYYBYBYBYB BBBYYBYYBB YBBYYBYBYY BYBYYBYBYY YYBYYBYBYB BBYYYBYBYY YBYYYBYBYB BYYYYBYBYB YYYYYBYBBY BBBBBYYYBY YBBBBYYYBB BYBBBYYYBB YYBBBYYBYY BBYBBYYYBB YBYBBYYBYY BYYBBYYBYY YYYBBYYBYB BBBYBYYYBB YBBYBYYBYY 12 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 BBYBYBBYBY YBYBYBBYBB BYYBYBBYBB YYYBYBBBYY BBBYYBBYBY YBBYYBBYBB BYBYYBBYBB YYBYYBBBYY BBYYYBBYBB YBYYYBBBYY BYYYYBBBYY YYYYYBBBYB BBBBBYBYYB YBBBBYBYBY BYBBBYBYBY YYBBBYBYBB BBYBBYBYBY YBYBBYBYBB BYYBBYBYBB YYYBBYBBYY BBBYBYBYBY YBBYBYBYBB BYBYBYBYBB 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 YYYYYYBBBY BBBBBBYYYB YBBBBBYYBY BYBBBBYYBY YYBBBBYYBB BBYBBBYYBY YBYBBBYYBB BYYBBBYYBB YYYBBBYBYY BBBYBBYYBY YBBYBBYYBB BYBYBBYYBB YYBYBBYBYY BBYYBBYYBB YBYYBBYBYY BYYYBBYBYY YYYYBBYBYB BBBBYBYYBY YBBBYBYYBB BYBBYBYYBB YYBBYBYBYY BBYBYBYYBB YBYBYBYBYY 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 BYBYBYYBYY YYBYBYYBYB BBYYBYYBYY YBYYBYYBYB BYYYBYYBYB YYYYBYYBBY BBBBYYYYBB YBBBYYYBYY BYBBYYYBYY YYBBYYYBYB BBYBYYYBYY YBYBYYYBYB BYYBYYYBYB YYYBYYYBBY BBBYYYYBYY YBBYYYYBYB BYBYYYYBYB YYBYYYYBBY BBYYYYYBYB YBYYYYYBBY BYYYYYYBBY YYYYYYYBBB * Cấu trúc từ mã. 7 bit đầu từ bit 1 đến bit 7 là các bit thông tin, tạo nên 128 từ mã có trọng số từ 0 đến 127 (bit đầu trong dãy bảy bit thông tin có giá trị thấp nhất). 3 bit cuối từ bit 8 đến bit 10 là các bit phát hiện lỗi, tạo nên một số nhị phân có trọng số từ 0 đến 7 (bit cuối có giá trị thấp nhất), biểu thị số lượng bít ‘0’ trong dãy 7 bít thông tin. Ví dụ : Từ mã thứ 10 là BYBYBBB YBY (0101000 101). Dãy 7 bit thông tin là 0101000 (có trọng số bằng 10) có 5 bit ‘0’, nên dãy 3 bit phát hiện lỗi là 101 (có trọng số bằng 5). 2. Mã hóa thông tin trong DSC . Với 7 bit thông tin tập hợp được 128 từ mã có trọng số từ 00 đến127. Trong đó : 100 từ mã số có trọng số 00 .. 99 : dùng để biểu thị 100 số thập phân có hai chữ số từ số 00 .. 99. Trường số liệu trong tín hiệu DSC sẽ sử dụng nhiều số thập phân, như : số nhận dạng MMSI, ví trí, tần số …. Như vậy mỗi giá trị số trong tín hiệu DSC sẽ được biểu thị bởi một tập hợp nhiều từ mã số. 28 từ mã lệnh có trọng số 100 .. 127 : biểu diễn các mã lệnh. Mã lệnh trong DSC không chỉ phụ thuộc từng cấu trúc từ mã mà còn phụ thuộc vị trí của từ mã trong chuỗi cuộc gọi DSC. 13 BẢNG 2 : Ý NGHĨA THÔNG TIN CỦA MỘT SỐ TỪ MÃ LỆNH Trọng số từ mã Đồng bộ hoặc tín hiệu duy nhất (Phasing and unique functions) Định dạng (Format specifier) Hạng cuộc gọi (Category) Tính chất tai nạn (Nature of distrees) Thông tin tiếp theo 1 (First telecommand) 100 Routine Fire, explosion F3E/G3E simplex TP 101 Flooding F3E/G3E duplex TP 102 Geographical area Colllision 103 Grounding Polling 104 Phasing RX-0 positon Listing 105 Phasing RX-1 positon Sinking … 111 Phasing RX-7 positon H3E TP 112 Distrees Distrees EPIRB emmission Distrees relay … 116 All ships F1B/J2B TTY receiver … 120 Individual stations A1A Morse TR … 127 EOS 3. Phương thức FEC (Forward error correction) Mỗi từ mã được phát 2 lần, phát lần đầu (Dx - Direct transmission) và phát lại (Rx - Re-transmission), gián cách một khoảng thời gian bằng thời gian phát 4 từ mã. Ở dải MF/HF : tốc độ phát là 100 bps, 4 từ mã gồm 40 bit, thời gian gián cách là 400 ms. Ở dải VHF : tốc độ phát là 1200 bps, 4 từ mã gồm 40 bit, thời gian gián cách là 33 1/3 ms. Nguyên lý FEC : Máy thu sử dụng hai lần phát của mỗi từ mã để sửa lỗi (nếu có). Không phải tất cả các lỗi xuất hiện đều có thể phát hiện và sửa được theo cơ chế này, và vì thế DSC còn sử dụng các phương pháp kiểm soát lỗi khác (Error-check character). 2.4. CẤU TRÚC TÍN HIỆU DSC 1. Các thành phần của một cuộc gọi DSC 14 - Dot pattern : tín hiệu mào đầu . - Phasing: tín hiệu đồng bộ chu trình - Format : định dạng cuộc gọi - Address: địa chỉ - Category : hạng cuộc gọi (mức ưu tiên). - Self- identification: nhận dạng tự xưng - Massages : nội dung khác của cuộc gọi - End of sequence (EOS) : ký tự kết thúc cuộc gọi - Error-check character (ECC): ký tự kiểm tra lỗi Có thể có các loại cuộc gọi không bao gồm tất cả các thành phần trên. 2. Phân tích các thành phần cuộc gọi: a- Dot pattern : tín hiệu mào đầu. - Chức năng : sử dụng tín hiệu Dot pattern như một tín hiệu mào đầu, là một giải pháp kỹ thuật đồng bộ cho một máy thu trực canh nhiều tần số ở dải tần MF/HF cho các đài tàu theo phương thức quét tần số. - Vị trí trong cuộc gọi : Tín hiệu Dot pattern được phát đầu tiên trong chu trình cuộc gọi DSC. - Cấu trúc tín hiệu : phát luân phiên các cặp tín hiệu B - Y trong khoảng thời gian : 200 bit : đối với các cuộc gọi DSC trên dải tần MF/HF (vì ở MF/HF có nhiều tần số trực canh DSC, Dot pattern 200 bit kéo dài 2s đủ để kích hoạt một chu trình thu quét nhiều tần số) và được dùng trong các cuộc gọi cấp cứu, xác báo cấp cứu, chuyển tiếp cấp cứu, xác nhận chuyển tiếp cấp cứu và cho tất cả các cuộc gọi tới đài tàu. 20 bít : đối với các cuộc gọi DSC trên dải tần VHF (chỉ có một kênh 70 duy nhất) và trên dải tần MF/HF chỉ dùng cho các cuộc gọi không cần quét tần số trực canh, như : cuộc gọi tàu – bờ (đài bờ có tần số trực canh ấn định). b- Phasing sequence : tín hiệu đồng bộ chu trình. - Chức năng : đồng bộ chu trình cuộc gọi, cho phép máy thu định pha bit đúng và xác định rõ chính xác vị trí các từ mã trong chu trình cuộc gọi, phân tách dòng thông tin DX, RX. - Cấu trúc tín hiệu : Bao gồm các từ mã đặc biệt được phát luân phiên ở các vị trí DX và RX, cụ thể: 6 từ mã đồng bộ phát ở vị trí DX cùng là symbol 125 và 8 từ mã đồng bộ phát ở vị trí RX, từ RX7 đến RX0 (symbol 111 .. 104) . 15 c- Format specifier : định dạng cuộc gọi - Chức năng : từ mã định dạng cuộc gọi - Cấu trúc tín hiệu : vì tầm quan trọng của thông tin định dạng cuộc gọi nên Format specifier được phát 2 lần trong cả 2 lượt DX và RX, ngay sau Phasing sequence. BẢNG 3 : TỪ MÃ ĐỊNH DẠNG CUỘC GỌI Symbol No. Format specifier Từ mã định dạng cuộc gọi 112 116 120 102 114 123 Distress call All ships call Selective call to: Individual stations Ships in a particular geographic area Ships having a common interest Semi-automatic/automatic service Cuộc gọi Báo động cứu nạn Cuộc gọi tới tất cả các tàu Cuộc gọi lựa chọn : Tới các đài riêng biệt Gọi theo vùng địa lý Gọi có mục đích chung Dịch vụ tự động, bán tự động d- Address : Địa chỉ Một số loại cuộc gọi (như : Distrees, All ships …) không cần chỉ ra địa chỉ đài được gọi vì mặc định là đài được gọi là tất cả các đài tàu (All ships), hoặc tất cả các đài cả đài tàu và đài bờ (All stations). Đối với các cuộc gọi khác, địa chỉ là một thành phần quan trọng. Có một số cách địa chỉ hóa trong DSC : * Địa chỉ hóa theo số nhận dạng MMSI (Maritime Mobile Service Identification). - Một đài trong thông tin hàng hải được nhận dạng bởi một số nhận dạng gồm 9 chữ số: + Đài tàu : MMSI có dạng MID XXXXXX + Đài bờ : MMSI có dạng 00 MID XXXX + Nhóm đài : MMSI có dạng 0 MID XXXXX trong đó MID là 3 chữ số mã quốc gia trong lĩnh vực hàng hải (Country code) - Cấu trúc địa chỉ MMSI : sử dụng 5 ký tự số (C1~C5) gồm 10 chữ số thập phân (X1~X10) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 5 4 3 2 1 X X X X X X X X X X C C C C C  Do sử dụng chỉ có 9 chữ số cho MMSI nên phải gán chữ số cuối cùng X10 = 0 * Địa chỉ hóa theo vùng địa lý: 16 - Chức năng : chỉ gọi tới các tàu nằm trong một vùng địa lý, cách địa chỉ hóa này rất hiệu quả khi chuyển tiếp báo động cấp cứu. - Cấu trúc tín hiệu : vùng địa lý được địa chỉ hóa là một hình chữ nhật, xác định bởi tọa độ điểm cực Tây - Bắc, và kích thước hai cạnh. Sử dụng 5 từ mã số, biểu thị 10 chữ số thập phân, theo định dạng sau : Chữ số đầu tiên mã hóa góc phần tư : + Góc phần tư Đông Bắc (NE) được mã hóa bởi số ‘0’ + Góc phần tư Tây Bắc (NW) được mã hóa bởi số ‘1’ + Góc phần tư Đông Nam (SE) được mã hóa bởi số ‘2’ + Góc phần tư Tây Nam (SW) được mã hóa bởi số ‘3’ Chữ số thứ 2, 3 là vĩ độ (Latitude) và các chữ số thứ 4, 5, 6 là kinh độ (Longitude) của điểm cực Tây Bắc. Các chữ số thứ 7, 8 chỉ kích thước cạnh theo vĩ độ, các chữ số thứ 9, 10 chỉ kích thước cạnh theo kinh độ. - Trong các ví dụ hình 2.1, trường địa chỉ theo vùng địa lý của các hình chữ nhật a, b, c lần lượt là 2 1 1 0 1 2 0 3 0 5, 2 1 0 0 1 0 1 0 1 0 , 1 1 0 0 2 0 2 0 3 0. 17 e- Catergory : Mức ưu tiên BẢNG 4 : MỨC ƯU TIÊN (Category) Symbol No. Category Mức ưu tiên 112 110 108 106 100 Distress Urgency Safety Ship’s business Routine Cấp cứu Khẩn cấp An toàn Công vụ Thông thường 18 f- Self-Identification - số tự nhận dạng Số tự nhận dạng là MMSI của đài gọi (9 chữ số thập phân) được biểu thị bởi 5 từ mã số (chữ số thứ 10 gán bằng 0) g- Messages - Nội dung điện Nội dung điện trong mỗi cuộc gọi bao gồm một số thành phần tùy từng loại cuộc gọi. Có thể phân ra ba loại cuộc gọi có số thành phần nội dung điện là 2, 4 và 5 : - Cuộc gọi báo động cấp cứu (Distrees alert) nội dung điện có 4 thành phần. - Các cuộc gọi xác báo điện cấp cứu (Distress acknowledgements), chuyển tiếp cấp cứu (Distrees relay), xác báo điện chuyển tiếp cấp cứu (Distress relay acknowledgements) : nội dung điện có 5 thành phần. - Các cuộc gọi khác : nội dung điện chỉ gồm 2 thành phần. Dưới đây phân tích từng thành phần nội dung điện trong chu trình một cuộc gọi DSC. * Cuộc gọi báo động cấp cứu (Distress alert) bao gồm 4 nội dung như sau: Distrees alert - Message1: là từ mã chỉ tính chất tai nạn được mã hoá theo bảng Nature of distress BẢNG 5 : Tính chất tai nạn (Nature of distrees) Symbol No. Nature of distress Tính chất tai nạn 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 112 Fire, explosion Flooding Collision Grounding Listing, in danger of capsizing Sinking Disabled and adrift Undesignated distress Abandoning ship Piracy/armed robbery attack Man overboard EPIRB emission Cháy, nổ Ngập nước Đâm va Mắc cạn Nghiêng tàu có nguy cơ lật Đang chìm Thả trôi Không xác định tính chất Bỏ tàu Cướp biển Người rơi xuống nước Phát EPIRB 19 - Message 2: biểu thị vị trí bị nạn, mã hóa bằng 5 từ mã số (biểu thị 10 chữ số thập phân) như trong bảng Position informations Chữ số đầu tiên chỉ góc phần tư : + Góc phần tư Đông Bắc (NE) - số 0 + Góc phần tư Tây Bắc (NW) - số 1 + Góc phần tư Đông Nam (SE) - số 2 + Góc phần tư Tây Nam (SW) - số 3 4 số tiếp theo chỉ vĩ độ: 2 chữ số chỉ độ và 2 chữ số chỉ phút. 5 số tiếp theo chỉ kinh độ: 3 chữ số chỉ độ và 2 chữ số chỉ phút Nếu vị trí không được xác định hoặc không được cập nhật trong khoảng thời gian 23 giờ 30 phút thì sẽ tự động gán 10 chữ số 9 cho vị trí bị nạn. - Message 3: biểu thị thời gian UTC, gồm 4 chữ số thập phân (hhmm), sử dụng 2 từ mã số. Nếu thời gian không ấn định được thì tự động phát chuỗi “8888”. - Message 4: là một từ mã lệnh chỉ loại thông tin (RT hoặc telex) được đề xuất bởi đài gặp nạn để trao đổi thông tin cấp cứu tiếp theo (bảng 11). * Các cuộc gọi xác báo điện cấp cứu, chuyển tiếp điện cấp cứu, xác báo điện chuyển tiếp cấp cứu, nội dung điện gồm 5 thành phần, ngoài 4 thành phần biểu thị các thông số tai nạn của tàu bị nạn, cần thêm thành phần Message 0 để biểu thị số nhận dạng MMSI của tàu bị nạn . Distress acknowledgement * Các cuộc gọi khác : nội dung điện bao gồm 2 thành phần : Message 1 và Message2. Ở đây chỉ mô tả nội dung các thành phần điện của cuộc gọi Routine individual lấy làm ví dụ điển hình, các nội dung cuộc gọi khác tham khảo Rec. ITU-R M.493-11. 20 Routine individual - Message 1 : biểu thị các phương thức thông tin tiếp theo, bao gồm hai từ mã lệnh, một biểu thị phương thức thông tin tiếp theo thứ nhất (thường sử dụng) được mã hóa theo bảng 11, một biểu thị phương thức thông tin tiếp theo thứ hai (ít dùng), bảng 12. Nếu không sử dụng phương thức thông tin tiếp theo nào thì từ mã tương ứng được gán bằng từ mã trọng số 126 (No information). - Message 2: bao gồm hai thành phần biểu thị kênh / tần số, mỗi thành phần gồm 3 từ mã số (biểu thị 6 chữ số thập phân), mã hóa theo bảng 13. Thành phần thứ nhất nếu chỉ thị tần số thì biểu thị tần số thu của đài được gọi, và thành phần tần số thứ hai sẽ biểu thị tần số phát. 21 BẢNG 11 : MÃ HÓA PHƯƠNG THỨC THÔNG TIN TIẾP THEO THỨ NHẤT 22 BẢNG 12 : MÃ HÓA PHƯƠNG THỨC THÔNG TIN TIẾP THEO THỨ HAI 23 BẢNG 13 : MÃ HÓA THÔNG TIN VỀ KÊNH /TẦN SỐ h. End of sequence- EOS : Ký tự kết thúc cuộc gọi . Từ mã này được phát 3 lần vị trí DX, 1 lần vị trí RX. Tùy yêu cầu của mỗi cuộc gọi, EOS có thể nhận một trong 3 từ mã 117, 122, 127. - EOS = 117 : kết thúc cuộc gọi có yêu cầu xác nhận (RQ) - EOS = 122 : kết thúc cuộc gọi trả lời yêu cầu xác nhận (BQ) - EOS = 127 cho tất cả các cuộc gọi khác. i. Error - check character ECC : Ký tự kiểm tra lỗi. - Chức năng : ECC là từ mã được phát sau cùng, được sử dụng để kiểm tra toàn bộ cuộc gọi, tìm ra những lỗi mà không thể phát hiện được bằng mã 10 bit error-detecting . - Cấu trúc tín hiệu : ECC cũng là một từ mã 10 bit error-detecting, 7 bit thông tin của ECC là tổng module-2 của các bit tương ứng của tất cả các từ mã thông tin trong chuỗi cuộc gọi DSC (kiểm tra chẵn lẻ theo chiều dọc chu trình). Câu hỏi ôn tập chương 2 : 1. Các đặc trưng cơ bản của công nghệ DSC. 2. Tín hiệu băng thông trong công nghệ DSC. 3. Tín hiệu băng gốc trong công nghệ DSC. 4. Cấu trúc kỹ thuật một cuộc gọi DSC 5. Các phương pháp kiểm soát lỗi trong công nghệ DSC 6. Địa chỉ hóa trong DSC 24 CHƯƠNG 3 CÔNG NGHỆ NBDP 3.1. KHÁI QUÁT CHUNG 1. Một số khái niệm : - NBDP - Narow Band Direct Printing : phương thức truyền chữ băng hẹp, thiết bị đầu cuối là máy in (In trực tiếp băng hẹp) Trong thông tin hàng hải, DSC và NBDP đều là các phương thức truyền tin băng hẹp, băng thông dưới 500 Hz, tốc độ thấp (100 bps). - Phương thức NBDP còn có nhiều tên gọi khác, như TOR (Telex Over Radio), hay SITOR (SImplex Telex Over Radio). 2. Các loại số nhận dạng trong phương thức thông tin NBDP . * Phương thức thông tin NBDP sử dụng hai loại số nhận dạng : SELCALL và MMSI. SELCALL - Selective call number (Số gọi chọn) được sử dụng để địa chỉ hóa các đài telex trong thời kỳ mới phát triển phương thức thông tin TOR (telex over Radio). SELCALL là hệ thống nhận dạng 4/5 chữ số thập phân, trong đó các đài bờ được nhận dạng bởi một số gồm 4 chữ số, còn các đài tàu được nhận dạng bởi một số gồm 5 chữ số. Rõ ràng là kho số nhận dạng SELCALL không đủ để địa chỉ hóa số lượng đài thông tin TOR ngày càng phát triển. Do đó ITU đã quy định sử dụng nhận dạng các đài thông tin hàng hải phương thức thông tin số sóng mặt đất kiểu MMSI : Maritime Mobile Service Identyfication, 9 chữ số thập phân (sử dụng cùng số nhận dạng cho cả phương thức DSC và phương thức NBDP). Hiện nay các đài bờ telex có thể sử dụng đồng thời cả hai loại số nhận dạng SELCALL (4 chữ số) và MMSI (9 chữ số dạng 00 MID XXXX), trong khi các đài tàu telex chủ yếu sử dụng số nhận dạng MMSI (dạng MID XXX XXX). * Số nhận dạng (Identity numbers) và ký tự nhận dạng (Identity signals). Số nhận dạng được sử dụng để địa chỉ hóa đài telex trong các thủ tục khai thác (thủ tục liên lạc giữa các người sử dụng), còn ký tự nhận dạng được sử dụng để nhận dạng đài telex trong các thủ tục công nghệ (thủ tục liên lạc giữa các thiết bị đầu cuối). Khuyến nghị ITU-R M.491 đưa ra các quy định chuyển đổi giữa số nhận dạng và ký tự nhận dạng, tương ứng với số nhận dạng SELCALL (4 or 5-digit identity number) là ký tự nhận dạng gồm 4 chữ (4-signal identity) và tương ứng với số nhận dạng MMSI (9- digit identity number) là ký tự nhận dạng gồm 7 chữ (7-signal identity). * Thủ tục chuyển đổi từ số nhận dạng SELCALL (4 or 5-digit identity number) sang ký tự nhận dạng gồm 4 chữ (4-signal identity) được quy định như trong các bảng dưới đây. 25 * Thủ tục chuyển đổi từ số nhận dạng MMSI (9-digit identity number) sang ký tự nhận dạng 7 chữ (7-signal identity) phức tạp hơn, theo khuyến nghị ITU-R M.491, gồm các bước sau : Bước 1 : Chia số nhận dạng (9 chữ số) cho 20 được giá trị nguyên I1 và dư R1 Bước 2 : Chia giá trị nguyên I1 cho 20 được giá trị nguyên I2 và dư R2. Bước 3 : Lặp lại bước 2 cho tới khi nhận được giá trị nguyên bằng 0. Như vậy sẽ phải thực hiện 7 lần phép chia modul 20. Bước 4 : Nếu trong lần chia nào trước lần thứ bảy giá trị nguyên bằng 0 thì số dư các lần chia tiếp theo bằng 0 (ví dụ : nếu I4 là giá trị nguyên đầu tiên bằng 0 thì R4, R5, R6 và R7 đều bằng 0). Bước 5 : Chuyển đổi các số dư R1, R2, … , R7 thành các ký tự nhận dạng IS7, IS6, …, IS1 theo bảng dưới đây. Giá trị số dư Ký tự nhận dạng 0 1 V X 26 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 Q K M P C Y F S T B U E O I R Z D A Thủ tục chuyển đổi từ 7 ký tự nhận dạng sang 9 chữ số nhận dạng như sau : Bước 1 : Chuyển các 7 ký tự nhận dạng IS1-IS7 sang 7 số dư R7-R1. Bước 2 : Số nhận dạng (9 chữ số) nhận được bằng cách thực hiện phép tính : Số nhận dạng 20R1 20R2 20R3 20R4 20R5 20R6 20R7. Ví dụ : Số nhận dạng là 364775427, ký tự nhận dạng nhận được bằng cách : 364775427 : 20 được I 1 18238771 dư R1 7  tương ứng với IS7 Y 18238771 : 20 được I 2 911938 dư R2 11  tương ứng với IS6 B 911938 : 20 được I 3 45596 dư R3 18  tương ứng với IS5 D 45596 : 20 được I 4 2279 dư R4 16  tương ứng với IS4 R 2279 : 20 được I 5 113 dư R5 19  tương ứng với IS3 A 113 : 20 được I 6 5 dư R6 13  tương ứng với IS2 E 5 : 20 được I 7 0 dư R7 5  tương ứng với IS1 P Vậy ký tự nhận dạng tương ứng với số nhận dạng 364775427 là PEARDBY 3. Một số mã truyền chữ trong thông tin hàng hải : * Mã Morse là một loại mã truyền chữ nhân công, một bộ mã không đều . Do có tính chất nhân công nên thông tin Morse không còn được sử dụng trong hàng hải theo quy định của công ước Quốc tế về GMDSS (SOLAS74/88). Về cơ bản cấu trúc bộ mã Morse, quy định mỗi ký tự (trong bộ chữ Latin viết hoa) là một tổ hợp các tín hiệu ‘tịch’ (ký hiệu là chấm [.] ) và ‘tà’ (ký hiệu là gạch [-] ). Nếu lấy thời gian phát một ‘tịch’ làm đơn vị, thì một ‘tà’ có thời gian phát bằng 3 đơn vị, thời gian nghỉ giữa hai tín hiệu bằng một đơn vị, giữa hai ký tự trong cùng một từ cách nhau 3 đơn 27 vị, giữa hai từ cách nhau 7 đơn vị. Người ta thống kê nhiều bản điện để tìm xác suất xuất hiện các ký tự, ký tự nào có xác suất xuất hiện nhiều hơn được mã hóa bởi tín hiệu ngắn hơn . Và bảng mã Morse được ấn định như sau : A . _ B _ . . . C _ . _ . D _ . . E . F . . _ . G _ _ . H . . . . I . . J . _ _ _ K _ . _ L . _ . . M _ _ N _ . O _ _ _ P . _ _ . Q _ _ . _ R . _ . S . . . T _ U . . _ V . . . _ W . _ _ X _ . . _ Y _ . _ _ Z _ _ . . 0 _ _ _ _ _ 1 . _ _ _ _ 2 . . _ _ _ 3 . . . _ _ 4 . . . . _ 5 . . . . . 6 _ . . . . 7 _ _ . . . 8 _ _ _ . . 9 _ _ _ _ . [.] . _ . _ . _ [,] _ _ . . _ _ [?] . . _ _ . . [SOS] . . . _ _ _ . . . * Mã Telex hay mã ITA2: International Telegraph Alphabet No 2 - Bộ mã ITA2 được sử dụng trong mạng Telex quốc tế, một mạng truyền chữ tốc độ chậm (50 Bd). - Sử dụng 5 bit mã hóa 32 từ mã (25= 32 từ mã) tạo nên một bộ mã đầy, không có khả năng phát hiện lỗi. - 26 từ mã (từ từ mã thứ nhất trong bảng 3.1 đến từ mã thứ 26) có thể mã hoá 52 kí tự, trong đó mỗi từ mã có 2 ý nghĩa thông tin : Letter : thông tin dạng chữ cái in hoa (UPPER CASE) Figure : thông tin dạng chữ số và một số dấu, Trước chuỗi từ mã, để phân biệt ý nghĩa thông tin, người ta dùng từ mã Letter shift (ký hiệu ) và Figure shift (ký hiệu  ) . - 3 từ mã điều kiển trang in : trở về đầu dòng () xuống dòng () ký tự trống () -1 từ mã rỗng để chèn thông tin khi đường truyền thông tin không liên tục . * Mã NBDP là bộ mã truyền chữ dựa trên cơ sở bộ mã ITA2 (5 bit), nhưng có khả năng phát hiện lỗi : mã 7 bit error- detecting - Cơ chế phát hiện lỗi : với 7 bit có 128 tổ hợp mã, sử dụng 35 từ mã có tỉ lệ 4B/3Y - 32 trong số 35 tổ hợp mã- tương ứng với mã ITA2 (bảng 3.2) - Còn 3 tổ hợp mã, ký hiệu là , , RQ dùng để điều khiển đường truyền vô tuyến Như vậy, mã NBDP có 2 đặc điểm : - Có cơ sở là ITA2 - Có khả năng phát hiện lỗi (4B/3Y) - Căn cứ phương thức sửa lỗi, phân loại phương thức làm việc của NBDP : Mode A - ARQ và Mode B - FEC 28 Số TT Mã hóa ITA2 1 2 3 4 5 6666 7 bit error- detecting 1 2 3 4 5 6 7 66Letter- case Figure -case 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z - ? : ) 3 (5) (5) (5) 8 ( ) ( ) . , 9 0 1 4 ’ 5 7  2 / 6 + ZZAAA ZAAZZ AZZZA ZAAZA ZAAAA ZAZZA AZAZZ AAZAZ AZZAA ZZAZA ZZZZA AZAAZ AAZZZ AAZZA AAAZZ AZZAZ ZZZAZ AZAZA ZAZAA AAAAZ ZZZAA AZZZZ ZZAAZ ZAZZZ ZAZAZ ZAAAZ AAAZA AZAAA ZZZZZ ZZAZZ AAZAA AAAAA BBBYYYB YBYYBBB BYBBBYY BBYYBYB YBBYBYB BBYBBYY BYBYBBY BYYBYBB BYBBYYB BBBYBYY YBBBBYY BYBYYBB BYYBBBY BYYBBYB BYYYBBB BYBBYBY YBBBYBY BYBYBYB BBYBYYB YYBYBBB YBBBYYB YYBBBBY BBBYYBY YBYBBBY BBYBYBY BBYYYBB YYYBBBB YYBBYBB YBYBBYB YBBYBBY YYBBBYB YBYBYBB  (Carriage return)  (Line feed)  (Letter shift)  Figure shift)  (Space)
(No information) 29 * Mã ASCII hay mã IA5 (International Alphabet 5) - Phạm vi ứng dụng : Dịch vụ truyền chữ latin trong Email, một dịch vụ của Internet. ASCII được dùng làm mã chuẩn của dịch vụ Telex trong INMARSAT C - Cấu trúc mã : đây là một bộ mã đầy 7 bit, với 27= 128 từ mã. Một số hệ thống thông tin thường chèn thêm 1 bit kiểm tra chẵn lẻ để tạo nên một từ mã có 8 bit = 1 byte. Với 128 từ mã, được chia thành nhóm các từ mã điều khiển và nhóm các ký tự (in được), trong đó các ký tự bao gồm : 26 chữ cái viết hoa (letter UPPER case) : từ tổ hợp trọng số 65 .. 90 26 chữ cái viết thường (letter lower case) : từ tổ hợp trọng số 97 .. 122 10 chữ số thập phân (Figure) : từ tổ hợp trọng số 48 .. 57 Nhiều dấu, trong đó có các dấu không có trong mã ITA2 : @ , #, $ … Kí tự điều khiển ASCII Binary Deca Hexa Viết tắt Truy nhập bàn phím Tên/Ý nghĩa tiếng Anh Tên/Ý nghĩa tiếng Việt Binary 000 0000 0 00 NUL ^@ Null character Kí tự rỗng 000 0000 000 0001 1 01 SOH ^A Start of Header Bắt đầu Header 000 0001 000 0010 2 02 STX ^B Start of Text Bắt đầu văn bản 000 0010 000 0011 3 03 ETX ^C End of Text Kết thúc văn bản 000 0011 000 0100 4 04 EOT ^D End of Transmission Kết thúc truyền 000 0100 000 0101 5 05 ENQ ^E Enquiry Truy vấn 000 0101 000 0110 6 06 ACK ^F Acknowledgement Xác nhận 000 0110 000 0111 7 07 BEL ^G Bell Chuông 000 0111 000 1000 8 08 BS ^H Backspace Xoá ngược 000 1000 000 1001 9 09 HT ^I Horizontal Tab Tab ngang 000 1001 000 1010 10 0A LF ^J Line feed Nhảy dòng 000 1010 000 1011 11 0B VT ^K Vertical Tab Tab dọc 000 1011 000 1100 12 0C FF ^L Form feed 000 1100 000 1101 13 0D CR ^M Carriage return 000 1101 000 1110 14 0E SO ^N Shift Out 000 1110 000 1111 15 0F SI ^O Shift In 000 1111 001 0000 16 10 DLE ^P Data Link Escape 001 0000 001 0001 17 11 DC1 ^Q Device Control 1 — oft. XON 001 0001 001 0010 18 12 DC2 ^R Device Control 2 001 0010 30 Binary Deca Hexa Viết tắt Truy nhập bàn phím Tên/Ý nghĩa tiếng Anh Tên/Ý nghĩa tiếng Việt Binary 001 0011 19 13 DC3 ^S Device Control 3 — oft. XOFF 001 0011 001 0100 20 14 DC4 ^T Device Control 4 001 0100 001 0101 21 15 NAK ^U Negative Acknowledgement 001 0101 001 0110 22 16 SYN ^V Synchronous Idle 001 0110 001 0111 23 17 ETB ^W End of Trans. Block 001 0111 001 1000 24 18 CAN ^X Cancel 001 1000 001 1001 25 19 EM ^Y End of Medium 001 1001 001 1010 26 1A SUB ^Z Substitute 001 1010 001 1011 27 1B ESC ^[ hay ESC Escape 001 1011 001 1100 28 1C FS ^\ File Separator 001 1100 001 1101 29 1D GS ^] Group Separator 001 1101 001 1110 30 1E RS ^^ Record Separator 001 1110 001 1111 31 1F US ^_ Unit Separator 001 1111 111 1111 127 7F DEL DEL hay Backspace Delete 111 1111 Kí tự ASCII in được Binary Deca Hexa In Binary Deca Hexa In Binary Deca Hexa In 010 0000 32 20 (space) 100 0000 64 40 @ 110 0000 96 60 ` 010 0001 33 21 ! 100 0001 65 41 A 110 0001 97 61 a 010 0010 34 22 " 100 0010 66 42 B 110 0010 98 62 b 010 0011 35 23 # 100 0011 67 43 C 110 0011 99 63 c 010 0100 36 24 $ 100 0100 68 44 D 110 0100 100 64 d 010 0101 37 25 % 100 0101 69 45 E 110 0101 101 65 e 010 0110 38 26 & 100 0110 70 46 F 110 0110 102 66 f 010 0111 39 27 ‘ 100 0111 71 47 G 110 0111 103 67 g 010 1000 40 28 ( 100 1000 72 48 H 110 1000 104 68 h 010 1001 41 29 ) 100 1001 73 49 I 110 1001 105 69 i 010 1010 42 2A * 100 1010 74 4A J 110 1010 106 6A j 010 1011 43 2B + 100 1011 75 4B K 110 1011 107 6B k 010 1100 44 2C , 100 1100 76 4C L 110 1100 108 6C l 010 1101 45 2D - 100 1101 77 4D M 110 1101 109 6D m 010 1110 46 2E . 100 1110 78 4E N 110 1110 110 6E n 010 1111 47 2F / 100 1111 79 4F O 110 1111 111 6F o 31 011 0000 48 30 0 101 0000 80 50 P 111 0000 112 70 p 011 0001 49 31 1 101 0001 81 51 Q 111 0001 113 71 q 011 0010 50 32 2 101 0010 82 52 R 111 0010 114 72 r 011 0011 51 33 3 101 0011 83 53 S 111 0011 115 73 s 011 0100 52 34 4 101 0100 84 54 T 111 0100 116 74 t 011 0101 53 35 5 101 0101 85 55 U 111 0101 117 75 u 011 0110 54 36 6 101 0110 86 56 V 111 0110 118 76 v 011 0111 55 37 7 101 0111 87 57 W 111 0111 119 77 w 011 1000 56 38 8 101 1000 88 58 X 111 1000 120 78 x 011 1001 57 39 9 101 1001 89 59 Y 111 1001 121 79 y 011 1010 58 3A : 101 1010 90 5A Z 111 1010 122 7A z 011 1011 59 3B ; 101 1011 91 5B [ 111 1011 123 7B { 011 1100 60 3C < 101 1100 92 5C \ 111 1100 124 7C | 011 1101 61 3D = 101 1101 93 5D ] 111 1101 125 7D } 011 1110 62 3E > 101 1110 94 5E ^ 111 1110 126 7E ~ 011 1111 63 3F ? 101 1111 95 5F _ 3.2. TÍN HIỆU THÔNG DẢI - Trong thông tin hàng hải phương thức NBDP được sử dụng ở dải MF/HF : MF : hai băng tần 0,4 MHz và 2 MHz HF : 4, 6, 8, 12, 16, 18, 22, và 25MHz NBDP không định kênh ở dải VHF - Phương thức điều chế : F1B /J2B Đối với phương thức J2B : độ dịch tần là 170 Hz xung quanh sóng mang phụ 1700 Hz. - Tốc độ điều chế: 100 bps (thời gian phát 1 bit là 10 ms) - Độ rộng băng thông : F = 270  340 Hz ở độ suy giảm là 6 db 3.3. MODE A - ARQ 1. Khái quát chung - ARQ - Automatic request – Retransmit : Tự động phát lại khi có yêu cầu, một phương thức kiểm soát lỗi trong thông tin truyền số liệu. - Phương thức NBDP Mode ARQ được sử dụng trong thông tin truyền chữ hai chiều, giữa hai đài có số nhận dạng duy nhất . 2. Nguyên lí ARQ - Trong phương thức NBDP Mode ARQ giữa hai đài A và B, ký tự có thể thông tin hai chiều, hoặc từ đài A đến đài B, hoặc ngược lại có thể chuyển hướng thông tin từ đài B đến đài A. Nhưng vì là dạng thông tin Simplex, hai hướng thông tin không tồn tại đồng thời, ở mỗi thời điểm, thông tin (information) chỉ truyền theo 1 chiều từ đài phát tin (ISS- 32 Informations Sending Station) đến đài thu tin (IRS-Information Receiving Station), trong khi đó một kênh truyền tín hiệu ngược lại từ IRS đến ISS vẫn được duy trì để truyền tín hiệu phản hồi (Feed back). - Nguyên lý ARQ : Đài phát tin ISS phát thông tin theo từng khối ba ký tự, rồi dừng lại chờ đài thu tin IRS thu khối ba ký tự đó, kiểm tra phát hiện lỗi (theo tỷ lệ 4B/3Y) và phát một tín hiệu phản hồi (dạng tín hiệu CS – Control signal). Nếu đài phát tin ISS thu tín hiệu phản hồi xác định đài thu tin IRS thu khối ba ký tự trước không lỗi thì phát tiếp khối ba ký tự tiếp theo, nếu ngược lại đài phát tin ISS thu tín hiệu phản hồi xác định đài thu tin IRS thu khối ba ký tự trước có lỗi thì phát lại. Thủ tục công nghệ quy định số lần phát lại cho mỗi khối ba ký tự cực đại là 32. 3. Chu trình thời gian cơ sở (Basic timing cycle) - Đài khởi xướng cuộc gọi được coi là đài chủ động (Master) và đài kia là đài thụ động (Slave). Đài chủ động điều khiển đồng bộ thời gian cho quá trình thông tin, cho dù vai trò ISS và IRS có sự thay đổi giữa hai đài khi chuyển hướng thông tin. Chuẩn thời gian của đài chủ động phải có độ chính xác 30 phần triệu giây. - Quá trình trao đổi thông tin và tín hiệu phản hồi giữa hai đài được đồng bộ theo Chu trình thời gian cơ sở. - Chu trình thời gian cơ sở là một khung thời gian 450 ms, bao gồm : thời gian phát khối ba ký tự thông tin của ISS (210 ms), thời gian phát tín hiệu phản hồi của IRS (70 ms), và các khoảng thời gian trễ đường truyền (tP) và xử lý tín hiệu (tE) của cả hai đài I n f o r m a t i o n F e e d b a c k I S S I R S
33 4. Các thủ tục công nghệ trong phương thức NBDP mode ARQ Các thủ tục công nghệ trong phương thức NBDP mode ARQ được quy định trong khuyến nghị ITU-R M.476-5 (áp dụng cho thiết bị có số nhận dạng bởi SELCALL - 4/5 chữ số) và ITU-R M.625-3 (áp dụng cho thiết bị có số nhận dạng bởi MMSI - 9 chữ số), bao gồm: - Thủ tục “bắt tay” (Phasing procedure), - Thủ tục “bắt tay lại” (Rephasing procedure), - Thủ tục “ARQ” (Traffic flow), - Thủ tục chuyển hướng thông tin (Change over procedure), - Thủ tục kết thúc thông tin (End off communication procedure). Phương pháp thảo luận mục 4 “Một số thủ tục thông tin trong NBDP mode ARQ” : - Chia thành các nhóm, mỗi nhóm có thể tập hợp một số sinh viên quan tâm đến một nội dung, trong đó nội dung “thủ tục bắt tay” đáng quan tâm nhất và có thể hình thành một bài tập lớn của môn học GMDSS. - Mỗi nhóm tham khảo tài liệu GMDSS hand book để viết một chuyên đề, giảng viên bố trí thời gian cho từng nhóm cử đại diện trình bày trước lớp, giảng viên đánh giá và kết luận . 3.4. MODE B – FEC 34 1. Khái quát chung : - FEC – Forward Error Correction : sửa lỗi trước ARQ FEC Mode ARQ duy trì cả hai kênh truyền tin : kênh Forward để truyền thông tin từ ISS đến IRS, còn kênh Feedback để truyền tín hiệu phản hồi. Trong khi mode FEC chỉ có một kênh thông tin Forward, không sử dụng kênh phản hồi. - Phương thức NBDP mode FEC còn chia ra hai hình thức thông tin : CB : Collective B-mode – FEC thu chung ( không địa chỉ hoá đài thu). SB : Selective B-mode – FEC lựa chọn (địa chỉ hóa đài thu). 2. Collective B-mode * Nguyên lý FEC Collective : - Đài phát ở mode CB (CBSS – Collective B-mode Send Station) phát chuỗi ký tự liên tục không ngắt quãng, mỗi ký tự được phát hai lần hai lần (DX- Direct transmission và RX- Retransmission), khoảng thời gian giãn cách giữa hai lần phát của mỗi ký tự bằng 4 lần thời gian phát một ký tự tgc = 4 x 70 ms = 280ms - Đài thu (không địa chỉ hóa) thu mỗi ký tự 2 lần (DX và RX), và In ký tự nếu ít nhất một lần thu không bị lỗi (4B/3Y), hoặc In dấu (*) nếu cả hai lần thu đều bị lỗi (4B/3Y) * Một số thủ tục (Procedure) : - thủ tục mào đầu ( phasing), - thủ tục sửa lỗi (Traffic), - kết thúc phát (End of transmission). 3. Selective B-mode: *Nguyên lý FEC Selective : F o r w a r d F e e d b a c k X I S S I R S      F o r w a r d F e e d b a c k I S S I R S
35 - Đài phát ở mode SB (SBSS – Seletive B-mode Send Station) cũng như CBSS, phát chuỗi thông tin liên tục không ngắt quãng, mỗi ký tự cũng vẫn được phát hai lần (DX và RX) gián cách 280 ms. - Nhưng so với tín hiệu phát của CBSS, tín hiệu phát của SBSS có hai sự khác biệt cơ bản : - một là, các ký tự không sử dụng cơ chế phát hiện lỗi 4B/3Y mà chuyển thành 4Y/3B - hai là, có địa chỉ hóa đài thu bằng cách gọi 6 lần tín hiệu nhận dạng của đài thu. - Các đài thu kiểm tra tín hiệu gọi, nếu đúng nhận dạng của mình thì thu và xử lý tín hiệu theo cơ chế phát hiện lỗi đảo 4Y/3B, nếu tín hiệu gọi không đúng nhận dạng của mình thì không in bản tin được phát đi từ SBSS. * Một số thủ tục (Procedure) : - thủ tục mào đầu ( phasing), - thủ tục sửa lỗi (Traffic), - kết thúc phát (End of transmission). Câu hỏi ôn tập chương 3 : 1. Các loại mã truyền chữ trong thông tin hàng hải. 2. Nguyên lý mode A-ARQ trong công nghệ NBDP. 3. Nguyên lý mode B - FEC Colective trong công nghệ NBDP. 4. Nguyên lý mode B - FEC selective trong công nghệ NBDP. 36 37 38 39 CHƯƠNG 4 KHÁI QUÁT VỀ INMARSAT 4.1 GIỚI THIỆU CHUNG - INMARSAT: International Maritime satellite organization - Tổ chức thông tin vệ tinh hàng hải quốc tế (1979), sau đổi thành International Mobile satellite organization (1994). - Cấu trúc hệ thống : * Vệ tinh: GEO: Hệ thống vệ tinh địa hình (GEO-Geostationary Earth Orbit). + AOR - W + AOR - E + IOR + POR với 2 dạng phủ sóng: Global: phủ sóng rộng với Anten một chùm Conebeam Sportbeam: phủ sóng chùm nhỏ (Sportbeam), có thể tái sử dụng tần số, làm tăng dung lượng của kênh thông tin. 0 Vùng Vệ tinh chính Vị trí Vệ tinh dự phòng Vị trí AOR-E Inmarsat-2 F2 15.5 0 W Marecs - B2 15 0 W AOR-W Inmarsat-2 F4 54 0 W Inmarsat-2 F2 31 0 W IOR Inmarsat-3 F1 64 0 E Inmarsat-2 F3 65 0 E POR Inmarsat-2 F3 178 0 E Marisat-F3 182 0 E 40 * Gateway: Trong Hệ thống INMARSAT các Gateway được gọi là LES (Land Erath Station). INMARSAT B/M LES Service Provider Country AOR-E AOR-W IOR POR Beijing Marine China 868 868 British Telecom UK 002 002 002 Comsat Mobile Communications USA 001 001 001 001 DeTeSat - Deutsche Telekom Germany 111 111 111 111 Eik Global Communications Norway 004 004 004 004 France Telecom France 011 011 011 011 Indosar Indonesia 007 007 007 007 KDD Japan 003 003 003 003 Korea Telecom South Korea 006 006 006 006 Malaysia Telecom Malaysia 060 060 060 060 Morsviasputnik Russian Federation 015 015 015 015 OTE Greece 005 005 005 005 Polish Telecom Poland 016 016 Saudi Telecom Co. Saudi Arabia 025 025 Singapore Telecom Singapore 210 210 210 210 41 Station 12 Netherlands 012 012 012 012 Stratos Mobile Networks Canada 013 013 013 013 Telecom Italia Italy 555 555 Telstra Australia 222 222 222 222 VSNL India 306 306 306 306 Vishipel Vietnam 009 * Users : Thiết bị đầu cuối thuê bao trong INMARSAT được gọi là MES (Mobile Earth Staion), được dùng trong nhiều lĩnh vực : Hàng hải, Hàng không, Giao thông, … 4.2 MARITIME - INMARSAT Các hệ thống INMARSAT cung cấp dịch vụ thông tin Hàng hải : INMARSAT A, B, M, mini-M, C, F … Các đặc tính công nghệ cơ bản của các hệ thống INMASAT cung cấp dịch vụ thông tin hàng hải có thể tham khảo bảng dưới đây. Main Characteristics of the INMARSAT Systems a) Hệ thống INMARSAT-A: - Bắt hoạt động từ 02/1982 phục vụ cho ngành Hàng hải bao gồm dịch vụ thoại 2 đường, telex, facsimile, email và truyền data tốc độ cao (56 và 64 kbit/s). Hiện nay sự phát triển của kỹ thuật nén dữ liệu tạo điều kiện cho truyền ảnh tĩnh có độ phân giải cao, truyền hình. - INMARSAT-A sử dụng kỹ thuật analog do đó có những nhược điểm như: anten có kích thước lớn (đường kính khoảng 1,2m), đòi hỏi cơ cấu ổn định và truy theo phức tạp, tiêu tốn năng lượng lớn, thiết bị cồng kềnh, tiêu tốn băng thông lớn và ít có khả năng mở rộng dịch vụ. 42 - Hệ thống INMARSAT A đã chính thức ngừng cung cấp dịch vụ từ 31/12/2006. b) Hệ thống INMASAT-B: - INMARSAT-B ra đời là sự thay thế kế tiếp, cải tiến hoàn thiện cho hệ thống INMARSAT-A và được đưa vào sử dụng năm 1993. Về nguyên tắc cơ bản giống như INMARSAT-A nhưng INMARSAT-B sử dụng kỹ thuật thông tin số nên có kích thước và trọng lượng nhỏ hơn, tiêu thụ nguồn ít hơn, chất lượng thông tin cao hơn. Ngoài ra INMARSAT-B còn có thể hoạt động theo chế độ khu vực của vệ tinh INMARSAT F3. Block diagram of basic configuration of a ship earth station (SES). - Anten của INMARSAT-B giống như anten của INMARSAT-A nhưng do tiến bộ kỹ thuật nên nhỏ gọn hơn (đường kính khoảng 0,9m), tính tự động hoá cao hơn bởi có thêm bộ phận truy theo vệ tinh. c) Hệ thống INMARSAT-C: 43 - INMARSAT-C được đưa vào khai thác năm 1991, đây là hệ thống INMARSAT tối thiểu nhưng đủ để đáp ứng yêu cầu của công ước quốc tế GMDSS. Hệ thống sử dụng kỹ thuật số cung cấp các dịch vụ telex và data. Đặc tính của INMARSAT-C là Store and Forward, có thể giao tiếp với bất kỳ mạng dữ liệu mặt đất nào như PSTN (Fax), ISDN, PSDN. - Hệ thống INMARSAT-C có ưu điểm là giá thành thấp, sử dụng anten vô hướng, kích thước, khối lượng gọn nhẹ nên phù hợp cho lắp đặt ở những nơi có kích thước vật lý nhỏ. - Hệ thống INMARSAT-C sử dụng trên tàu biển thường tích hợp với một máy thu gọi nhóm tăng cường EGC để phù hợp với công ước quốc tế về GMDSS. EGC là một dịch vụ rất quan trọng trong hệ thống INMARSAT-C, đây là dịch vụ thông tin an toàn Hàng hải. d) INMARSAT-M/mM: - INMARSAT-M được đưa vào hoạt động vào những năm 1993, 1994 và cũng sử dụng công nghệ thông tin số. Hệ thống INMARSAT-M có những đặc tính gần như hệ thống INMARSAT-B nhưng có phần hiện đại hơn. 44 - Anten của INMARSAT-M được chế tạo để phát chùm tia có độ rộng hẹp theo bề ngang nhưng rộng theo góc ngẩng để dễ truy theo vệ tinh nhưng có thể giảm được công suất phát xạ. - Hệ thống INMARSAT-M dùng chung phần không gian và các hệ thống mặt đất khác như trạm LES, NCS, OCC, SCC, TT&C với hệ thống INMARSAT-B để giảm chi phí hệ thống, do đó giảm được giá cước thông tin. - INMARSAT-M chỉ có thể cung cấp các dịch vụ như: thoại, fax, không có telex nên chỉ được ứng dụng trong các tàu có kích thước nhỏ. Tuy nhiên, loại này không thông dụng vì nó không có chức năng kêu cứu và thông tin an toàn nên không nằm trong tiêu chuẩn về an toàn và cứu nạn Hàng hải của công ước quốc tế GMDSS. - Hệ thống INMARSAT-mM ra đời dựa vào sự phát triển của công nghệ điện tử, áp dụng triệt để các ưu điểm của hệ thống INMARSAT-M nhằm làm cho thiết bị nhỏ gọn, giá thành thiết bị hạ, giá cước thông tin thấp nên nó phát triển rất nhanh chóng và trở thành xu hướng phát triển của thông tin vệ tinh di động. Tuy nhiên, nhược điểm lớn nhất của nó là không có chức năng kêu cứu và thông tin an toàn nên không nằm trong tiêu chuẩn về an toàn và cứu nạn Hàng hải. e) INMARSAT-E: Thiết bị EPIRB là một yếu tố quan trọng của hệ thống GMDSS, theo quy định thì mọi tàu đều phải trang bị thiết bị này. Trong hệ thống GMDSS EPIRB được quy định là loại kín nước và tự nổi. Thông thường, khi EPIRB chìm thì hệ thống kích hoạt thuỷ tĩnh sẽ tự động kích hoạt EPIRB phát tín hiệu báo động cứu nạn. Tín hiệu phát đi từ EPIRB ít nhất sẽ bao gồm tín hiệu báo động cứu nạn phù hợp với hệ thống vô tuyến thích hợp, tín hiệu nhận dạng của tàu hay phương tiện bị nạn và một số thông tin hữu ích khác phục vụ cho việc định vị tình huống cứu nạn. 45 Từ 31/12/2007 INMARSAT-E không còn cung cấp dịch vụ, các chức năng của nó được hệ thống COSPAS-SARSAT đảm nhiệm đầy đủ. f) INMARSAT-F: Để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng trong việc truyền dữ liệu thoại nhanh hơn, chất lượng tốt hơn, nhu cầu bảo mật thông tin, giảm giá thành trong việc thông tin liên lạc trong lĩnh vực Hàng hải, INMARSAT đã phát triển thêm hệ thống thông tin vệ tinh mới: INMARSAT-Fleet . INMARSAT-Fleet (F) bao gồm: F77, F55, F33. Tháng 4-2002, F77 được đưa vào sử dụng. F77 có thể nói là hệ thống thông tin với các dịch vụ đầy đủ nhất trong hệ thống Fleet. F77 có đường kính antena khoảng 77cm lớn nhất trong hệ thống. F77 cho phép kết nối thông tin nhanh, dung lượng lớn, đường truyền ổn định, bao gồm dịch vụ thoại toàn cầu, dịch vụ di động toàn cầu ISDN , dịch vụ gọi 2chiều GMDSS phù hợp với các tiêu chuẩn IMO (tổ chức Hàng hải quốc tế), trong đó có ứng dụng cuộc gọi ưu tiên cho phép các cuộc gọi cứu nạn và cứu hộ luôn được kết nối trước các cuộc gọi khác, dịch vụ truyền gói dữ liệu di động MPDS ( tốc độ có thể lên 128 kbps) chỉ tính cước theo dung lượng tập tin gửi đi và nhận về chứ không tính theo thời gian truy nhập. F77 với đường kính anten lớn, giá thành cao nên thường được áp dụng trên các tàu viễn dương, tàu khách… có trọng tải lớn. Để đáp ứng yêu cầu sử dụng INMARSAT-F trên các tàu có trọng tải trung bình- nhỏ, yêu cầu thiết bị nhỏ gọn, dễ lắp đặt, bảo dưỡng, giá thành thấp nên đầu năm 2003 F55 đã được đưa vào khai thác và sử dụng. F55 có đường kính anten nằm trong khoảng từ 50cm đến 60cm. Và F55 sử dụng kỹ thuật phát chùm điểm của hệ thống INMARSAT có thể lên tới 64 kbps với dịch vụ ISDN và MPDS. Tiếp tục theo hướng cải tiến của F55 trong việc giảm kích thước thiết bị, dễ lắp đặt, bảo dưỡng và giảm giá thành để đưa dịch vụ INMARSAT ứng dụng rộng rãi hơn trong tất cả các lĩnh vực Hàng hải, tháng 4-2003 hệ thống thông tin INMARSAT F33 được đưa vào khai thác, F33 có đường kính anten khoảng từ 30cm đến 40cm. INMARSAT F33 thường được ứng dụng trên các tàu có trọng tải nhỏ, tàu khách, tàu cá, tàu tuần tra ven biển. Tuy nhiên ở F33 không có ứng dụng mạng ISDN. Các ưu điểm của hệ thống INMARSAT- F: + Dịch vụ truyền thoại rõ ràng, phủ sóng gần như toàn cầu thông qua hệ thống vệ tinh của Inmarsat. + Dịch vụ truyền dữ liệu 9.6 kbps cho hiệu quả cao. + Dịch vụ MPDS thuận tiện cho phép người dùng luôn trong trạng thái kết nối, giá cước rẻ, giá cước được tính theo dung lượng tệp tin gửi đi và nhận về chứ không tính theo thời gian sử dụng. Câu hỏi ôn tập chương 4 : 1. Đặc tính các hệ thống INMARSAT cung cấp dịch vụ thông tin hàng hải 46 CHƯƠNG 5 COSPAS- SARSAT 5.1. KHÁI QUÁT CHUNG - COSPAS : Phiên âm La tinh của một cụm từ tiếng Nga (КОСПАС- Космическая Система Поиска Аварийных Судов - COsmicheskaya Sistyema Poiska Avariynikh Sudov), có ý nghĩa tương tự như SARSAT. SARSAT: Search And Rescue Satellite Added Tracking - Hệ thống vệ tinh trợ giúp tìm kiếm và cứu nạn. Các thành phần của hệ thống COSPAS- SARSAT: EPIRB - Emergency position-indicating radio beacon ELT - Emergency locator transmitter PLB - Personal locator beacon LUT - Local user terminal MCC - Mission control centre RCC - Rescue coordination centre SAR - Search and rescue 47 - COSPAS - SARSAT (dưới đây viết tắt là CS) là một hệ thống thông tin vệ tinh liên kết quốc tế (SARSAT do Mỹ, Pháp và Canada phát triển, COSPAS do Nga phát triển) nhằm mục đích phát hiện tín hiệu báo động cứu nạn và xác định vị trí các phương tiện giao thông thủy, bộ và hàng không bị nạn khi phát tín hiệu báo động cứu nạn khẩn cấp. CS có sự phối hợp hoạt động với nhiều tổ chức quốc tế, như : Tổ chức Hàng không dân dụng quốc tế (ICAO), Tổ chức Hàng hải quốc tế (IMO), Liên minh viễn thông quốc tế (ITU) và nhiều tổ chức quốc tế khác . - CS là hệ thống thông tin vệ tinh, nên có cấu trúc cơ bản gồm ba thành phần như sau Khâu vệ tinh : bao gồm nhiều vệ tinh cho hệ thống liên kết toàn cầu với hai hệ thống vệ tinh : hệ thống vệ tinh tầm thấp LEOSAR và hệ thống vệ tinh địa tĩnh GEOSAR. Khâu trạm mặt đất GATEWAY : trong CS gọi là các Trạm sử dụng khu vực LUT (cũng có GEOLUT và LEOLUT), các Trung tâm phối hợp MCC, thu thập xử lý thông tin và liên kết dữ liệu tạo nên một mạng thông tin toàn cầu. Khâu USERs : là các thiết bị đầu cuối mang theo trên các phương tiện giao thông (hàng hải, hàng không …) phát tín hiệu khẩn cấp khi bị tai nạn, còn có thể gọi là các BEACONs. Các BEACONs được quan sát chung bởi cả hai hệ thống vệ tinh LEOSAR và GEOSAR, và có các chuẩn tín hiệu để phù hợp với cả 2 hệ thống vệ tinh phát hiện và xác định vị trí. Trong CS tùy lĩnh vực ứng dụng các BEACONs có các tên gọi khác nhau, như : - EPIRB (hàng hải), sử dụng tần số phát lên là 406 MHz. - ELT (hàng không), sử dụng tần số phát lên là 121.5 MHz - PLB (cá nhân), sử dụng tần số phát lên là 121.5 MHz. Cần chú ý là tần số phát lên từ BEACON 121.5 MHz sẽ không được sử dụng trong hệ thống CS từ 01 FEB 2009, tất cả các BEACON chỉ sử dụng một dải tần số phát lên 406 MHz. Hệ thống CS đã có kế hoạch thích ứng cho sự chuyển đổi này. 5.2. NGUYÊN LÍ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG VỆ TINH LEOSAR 1. Cấu trúc hệ thống * Khâu vệ tinh: Hệ thống LEOSAR gồm nhiều vệ tinh tầm thấp (LEO) của COSPAS (Nga) và SARSAT (Mỹ, Canada, Pháp). Quỹ đạo vệ tinh LEOSAR có đặc điểm : - Quỹ đạo cực, - Độ cao khoảng 1000 km (COSPAS), hoặc 850 km (SARSAT), - Chu kỳ bay quanh trái đất xấp xỉ 100 phút với tốc độ bay khoảng 7 km/s, - Kích thước vệt vệ tinh khoảng 5000-6000 km. - Làm việc với cả hai kênh đường lên 406 MHz và 121.5 MHz . 48 49 Số liệu về vệ tinh LEOSAR ở thời điểm tháng 10/2000 như trong bảng dưới đây. THỰC TRẠNG VỆ TINH LEOSAR vào tháng 10/2000 COSPAS-SARSAT 406 MHz 406 MHz 121.5 MHz 243 MHz Payload SARP SARR SARR SARR Global Mode Local Mode Cospas-4 O O NA O NA Cospas-6 O O NA O NA Cospas-8 O O NA O NA Cospas-9 O O NA O NA Sarsat-3 N N O O O Sarsat-4 O O N O O Sarsat-6 N N O O O Sarsat-7 O O O O Sarsat-8 UT UT UT UT UT Các ký hiệu trong bảng : O - đang hoạt động (Operational) NA- Không áp dụng (Not applicable). N - Không hoạt động (Not operational). SARP - xử lý tín hiệu tức thời (SAR processor). SARR - lưu trữ và phát lại (SAR repeater). UT - đang thử nghiệm (Under test). * Khâu GATEWAY : LUT-LEO tới nay (số liệu cập nhật tới tháng 02/2008) có 46 LUT của 28 nước, có một số nước diện tích rộng có từ 2 LUT trở lên. Bản đồ vùng tác dụng của LUT trong hệ thống LEOSAR cập nhật đến tháng 02 năm 2008 như trong hình dưới đây. Mỗi nước tham gia LEOSAR (có LUT) có một MCC , các MCC được liên kết quốc tế tạo thành một mạng toàn cầu: - Xác định trạng thái vệ tinh. - Thông tin về các sự kiện của các BEACONs. 50 LEOSAR Coverage (February 2008) 1 - ALGIERS, ALGERIA 2 - OUARGLA, ALGERIA 3 - PARANA, ARGENTINA 4 - RIO GRANDE, ARGENTINA 5 - ALBANY, AUSTRALIA 6 - BUNDABERG, AUSTRALIA 7 - BRASILIA, BRAZIL 8 - MANAUS, BRAZIL 9 - RECIFE, BRAZIL 10 - CHURCHILL, CANADA 11 - EDMONTON, CANADA 12 - GOOSE BAY, CANADA 13 - EASTER ISLAND, CHILE 14 - PUNTA ARENAS, CHILE 15 - SANTIAGO, CHILE 16 - BEIJING, CHINA 17 - HONG KONG, CHINA 18 - TOULOUSE, FRANCE 19 - PETELLI, GREECE 20 -BANGALORE, INDIA 21 -LUCKNOW, INDIA 22 -JAKARTA, INDONESIA 23 - BARI, ITALY 24 - KEELUNG, ITDC 25 - GUNMA, JAPAN 26 -INCHEON, KOREA 27 - ABUJA, NIGERIA 28 -WELLINGTON, NEW ZEALAND 29 - TROMSOE, NORWAY 30 - SPITSBERGEN, NORWAY 31 - CALLAO, PERU 32 - ARKHANGELSK, RUSSIA 33 - NAKHODKA, RUSSIA 34 - JEDDAH, SAUDI ARABIA 35 - CAPE TOWN, SOUTH AFRICA 36 - SINGAPORE 37 - MASPALOMAS, SPAIN 38 - BANGKOK, THAILAND 39 - ANKARA, TURKEY 40 - COMBE MARTIN, UK 41 - ALASKA, USA 42 - CALIFORNIA, USA 43 - FLORIDA, USA 44 - GUAM 45 - HAWAII, USA 46 - HAIPHONG, VIETNAM 51 2. Nguyên lí xác định vị trí ứng dụng hiệu ứng Dopoler Khi một vệ tinh LEOSAR bay qua vùng có một EPIRB được kích hoạt thì EPIRB có thể coi đứng yên, còn vệ tinh chuyển động, nên khoảng cách giữa vệ tinh và EPIRB thay đổi, trong khi EPIRB phát tín hiệu có tần số ổn định , vệ tinh sẽ thu được tín hiệu có tần số thay đổi (hệ quả của hiệu ứng Doppler), các thông tin đó được chuyển tiếp tới LUT, kết hợp với các thông tin về vị trí vệ tinh sẽ xác định được vị trí EPIRB. Nguyên lý xác định vị trí bằng hiệu ứng Doppler có thể diễn giải ngắn gọn như sau: Hiệu ứng Doppler là một khái niệm công nghệ diễn tả hiện tượng tần số tín hiệu thu được thay đổi theo tốc độ chuyển động tương đối giữa máy thu và máy phát. Nếu khoảng cách giữa máy thu và máy phát giảm nhỏ (tốc độ chuyển động hướng tâm âm) thì tần số thu được sẽ tăng, ngược lại nếu khoảng cách gia tăng (tốc độ chuyển động hướng tâm dương) thì tần số thu được sẽ giảm đi. Và nếu tốc độ chuyển động hướng tâm bằng 0 thì tần số tín hiệu thu được bằng đúng tần số tín hiệu phát đi. Khi BEACON được kích hoạt, nó sẽ phát các mẫu rời rạc (chu kỳ khoảng 50 s, độ rộng thời gian mẫu khoảng 160 ms) tín hiệu có tần số chuẩn (460.025 MHz  10 Hz). Đáp ứng của Hệ thống sẽ tạo nên đường biểu diễn tần số - thời gian (rời rạc) của tín hiệu thu được từ vệ tinh, điểm uốn của đường cong sẽ tương ứng với thời điểm vệ tinh gần BEACON nhất (TCA - Time of Closest Approach). Độ dốc của đường cong tại điểm gần nhất xác định khoảng cách từ BEACON tới vệ tinh. Biết vị trí của vệ tinh ở thời điểm TCA sẽ xác định được hai điểm trên mặt đất thỏa mãn các điều kiện đã biết. Việc loại trừ tính đa trị của phép đo này sẽ thực hiện được kết hợp với phép đo các chu kỳ sau, khi mà vệt vệ tinh không lặp lại chu kỳ trước vì có sự chuyển dịch tương đối quỹ đạo vệ tinh quanh trục trái đất . 52 3. Các phương thức hoạt động của hệ thống LEOSAR. - Phương thức bao phủ khu vực, xác định vị trí tức thời (Real time) Phương thức này được sử dụng với vùng tác dụng bao quanh một LUT với bán kính khoảng 2500 km, vì LUT và BEACON khi được kích hoạt cùng nằm trong vùng quan sát của vệ tinh. Phương thức bao phủ khu vực làm việc với cả 2 tần số 406 và 121.5 MHZ. - Phương thức bao phủ toàn cầu: xác định vị trí có trễ thời gian (Delay time), chỉ dùng với tần số phát lên từ BEACON 406 MHZ. Đây là phương thức cho phép vệ tinh lưu trữ số liệu thu nhận khi bay qua vùng không có LUT, rồi phát trễ lại khi bay qua vùng có bố trí LUT. Phương thức này sẽ khắc phục thực trạng còn tồn tại một số vùng trên mặt đất ‘mù LUT’. Tuy nhiên tín hiệu báo động cấp cứu khẩn cấp phát đi từ những vùng này chỉ có thể xử lý trễ sau một khoảng thời gian không quá một chu kỳ bay của vệ tinh (khoảng 100 phút). 53 5.3. NGUYÊN LÍ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG VỆ TINH GEOSAR 1. Cấu trúc hệ thống . * Hệ thống vệ tinh GEOSAR Hệ thống GEOSAR bao gồm nhiều vệ tinh địa tĩnh, thực trạng được cập nhật tới tháng 10 năm 2008 như trong bảng dưới đây cùng bản đồ vùng phủ sóng của GEOSAR. 54 GEOLUT GEOSAR Satellite GOES-East 075 W GOES-West 0135 W INSAT 3A 093.5 E MSG-1 09.5 E MSG-2 00 1 - Algiers, Algeria 2 - Ezeiza, Argentina 3 - Brasilia, Brazil 4 - Recife, Brazil 5 - Edmonton, Canada 6 - Ottawa, Canada 7 - Santiago, Chile 8 - Toulouse, France 9 - Pentelli, Greece 10 - Bangalore, India 11 - Bari, Italy 12 - Wellington (1), New Zealand 12 - Wellington (2), New Zealand 13 - Fauske, Norway 14 - Maspalomas (1), Spain 14 - Maspalomas (2), Spain 15 - Ankara, Turkey 16 - Combe Martin, UK 17 - Maryland (1), USA 17 - Maryland (2), USA * Nguyên lý hoạt động của hệ thống GEOSAR - GEOSAR chỉ làm việc với tần số phát lên f = 406 MHz, không làm việc với f = 121.5 MHz - Nguyên lí hoạt động: Các BEACON được cập nhật vị trí, hoặc từ máy thu định vị vệ tinh tích hợp trong thiết bị, hoặc bằng các phương thức khác. Hệ thống GEOSAR thực hiện chức năng thông tin khẩn cấp, chuyển tiếp các tín hiệu phát đi từ BEACON qua các vệ tinh GEO, tới các GEOLUT, sử lý để thu nhận các tin tức được điều chế trong tín hiệu được BEACON phát đi , bao hàm : - Số nhận dạng ID (MMSI) - Vị trí bị nạn. - Một số thông tin tìm kiếm cứu nạn khác. 55 Tuy nhiên trong tín hiệu phát đi từ BEACON, vẫn có “burst” phát tín hiệu tần số chuẩn - không điều chế (160 ms) để làm cơ sở cho hệ thống LEOSAR “khoanh vùng” vị trí bị nạn, duy trì sự kết hợp nguyên lý hoạt động của hai hệ thống GEOSAR và LEOSAR. 5.4. TÍN HIỆU EPIRB 1. Tín hiệu băng thông - Tần số sóng mang 406,025 MHz  2 KHz Độ ổn định tần số 9 2.10 (trong khoảng thời gian ngắn 100 ms) Độ ổn định tần số trong các khoảng thời gian dài hơn có các quy định chi tiết. - Công suất ra 5W 2dB trên anten trở kháng 50 ôm - Phương thức điều chế Điều chế pha - Rời rạc hóa tín hiệu dải thông Chu kỳ lặp lại : thay đổi ngẫu nhiên trong khoảng từ 47.5 s đến 52.5 s (nhằm giảm sự xung đột tín hiệu khi có nhiều BEACON cùng được kích hoạt) Thời gian phát 440 ms (đối với loại bức điện ngắn 112 bits) 520 ms(đối với loại bức điện dài 144 bits) Trong đó : Phần mào đầu (phát tín hiệu không điều chế - CW) 160 ms Phần điều chế tin tức 280 ms / 360 ms Tốc độ điều chế 400 bps Thời gian duy trì hoạt động tối thiểu là 24h Cùng với việc hoạch định tần số phát lên của các BEACON là 406.025 MHz, để góp phần mở rộng dung lượng hệ thống, CS đã cho phát triển kế hoạch sử dụng đồng thời tần số thứ hai cho các BEACON là 406.028 MHz . 2. Tín hiệu băng gốc Tín hiệu băng gốc trong BEACON được điều chế pha với tốc độ 400 bps, gồm hai loại: điện ngắn với độ dài 112 bits và điện dài với độ dài 144 bits, bao gồm các thông tin và các thành phần tín hiệu cơ bản sau : - Các thông tin nhận dạng BEACON - Một số thông số tai nạn, như : vị trí, tính chất bị nạn … (chỉ có trong loại điện dài) - Một số thành phần phục vụ mục đích đồng bộ và kiểm soát lỗi. Data Fields of the Short Message Format 56 Data Fields of the Long Message Format 5.5. MEOSAR – một hướng phát triển của hệ thống CS Các nước Mỹ, Nga và Liên minh Châu Âu đã thống nhất một kế hoạch chung phát triển hệ thống chuyển tiếp tín hiệu BEACON 406 MHz qua các vệ tinh tầm trung MEO của các hệ thống định vị vệ tinh (GPS, Glosnass và Galileo). Hệ thống CS MEOSAR đảm bảo khả năng cung cấp dung lượng đường truyền BEACON-to-Satellite tức thời toàn cầu, còn chức năng xác định chính xác vị trí BEACON sẽ được thực hiện một cách độc lập bởi một máy thu định vị vệ tinh tích hợp trong BEACON. Hệ thống sẽ được đưa vào hoạt động vào khoảng những năm 2016-2017. 57 Câu hỏi ôn tập chương 5 : 1. Trình bày nguyên lý hệ thống COSPAS_SARSAT. 2. Trình bày nguyên lý xác định vị trí bằng hiệu ứng dịch chuyển tần số Dopple 3. Các đặc tính EPIRB 406 MHz. 58 CHƯƠNG 6 HỆ THỐNG PHÁT BÁO THÔNG TIN AN TOÀN HÀNG HẢI. 6.1 KHÁI QUÁT CHUNG * MSI - Maritime safety Information - Thông tin an toàn hàng hải là các thông tin dự báo thời tiết, khí tượng, các thông tin cảnh báo hàng hải và các thông tin liên quan đến an toàn, khẩn cấp hàng hải khác. Có thể chia thông tin an toàn hàng hải thành ba loại thông tin sau đây : - Thông tin liên quan đến tìm kiếm cứu nạn trên biển (viết tắt là SAR-Search And Rescue). Loại thông tin này được cung cấp từ các Trung tâm phối hợp cứu nạn (RCC- Rescue Co-ordinate Center, MRCC-Maritime RCC) - Các thông tin dự báo, cảnh báo thời tiết, khí tượng, thuỷ văn (viết tắt là MET), các thông tin này được cung cấp từ các tổ chức quốc tế cũng như các đơn vị thành viên có liên quan đến khí tượng và thuỷ văn (IHO, WMO). - Các thông tin an toàn hàng hải khác (viết tắt là NAV), như các thông tin liên quan đến luồng lạch, băng trôi, sửa đổi hải đồ, hiệu chỉnh các hệ thống dẫn đường, các thông tin về các công trình triển khai trên biển, tập trận trên biển, cướp biển, … Những thông tin này được cung cấp bởi các tổ chức quốc tế hoặc các đơn vị thành viên liên quan đến bảo đảm an toàn hàng hải. * Trong Hệ thống GMDSS, MSI được phát rộng khắp (World-Wide Navigational Warning Service-WWNWS) bởi 3 hệ thống: - Hệ thống NAVTEX quốc tế : phát MSI bởi hệ thống các đài phát sóng trung - Hệ thống SafetyNET: phát MSI qua INMARSAT C - Hệ thống HF NBDP mode FEC : phát MSI cho vùng biển xa không phủ sóng bởi INMARSAT * Yêu cầu trang bị máy thu thông tin an toàn hàng hải MSI là yêu cầu bắt buộc đối với một đài tàu trong hệ thống GMDSS, với sự kết hợp linh hoạt các loại thiết bị sau : - Máy thu NAVTEX (518 kHz hoặc 518 kHz + 490 kHz). - Máy thu dịch vụ EGC (một dịch vụ tích hợp trong hệ thống INMARSAT C) - Máy thu toàn dải sóng HF có thu được phương thức NBDP mode FEC. 6.2 HỆ THỐNG NAVTEX QUỐC TẾ. NAVTEX là một hệ thống phát quảng bá thông tin MSI và được thu tự động bởi việc ứng dụng công nghệ NBDP mode FEC. Hệ thống NAVTEX quốc tế là hệ thống NAVTEX sử dụng tần số 518 kHz với ngôn ngữ tiếng Anh và có sự phối hợp quốc tế. Hệ thống NAVTEX khu vực là hệ thống NAVTEX sử dụng các tần số khác với 518 kHz (490 kHz hoặc 4209.5 kHz) và có thể sử dụng ngôn ngữ khác tiếng Anh được latin hóa. 59 1. Phân kênh trong hệ thống NAVTEX quốc tế: Hệ thống đài phát NAVTEX quốc tế vì chỉ sử dụng duy nhất một tần số 518 kHz, với vùng phủ sóng của một đài phát (thường có công suất phát 1- 5 kW) khoảng 400 Nm, nên cần có quy hoạch phân kênh cho các đài phát NAVTEX quốc tế để tránh can nhiễu lẫn nhau. IMO quy định 3 phương thức phân kênh cho hệ thống NAVTEX quốc tế : phân kênh theo vùng địa lý, phân kênh theo thời gian, và phân kênh theo quy hoạch quốc tế. a) Phân kênh theo vùng địa lý. IMO phân chia vùng chạy tàu trên toàn thế giới thành 16 vùng địa lý với kích thước đủ lớn so với vùng phủ sóng của mỗi đài phát NAVTEX, gọi là các NAVAREA. Nếu trong cùng một khoảng thời gian mỗi vùng NAVAREA chỉ có một đài phát NAVTEX (với sự phân bổ vị trí hợp lý) hoạt động, thì dù sử dụng chung tần số phát 518 kHz nhưng với khoảng cách đủ xa (có thể tới hàng nghìn Nm) các đài phát NAVTEX cũng không gây can nhiễu lẫn nhau. Bản đồ quy hoạch 16 vùng NAVAREA được vẽ dưới đây. b) Phân kênh theo thời gian. Trong mỗi NAVAREA, các đài phát NAVTEX lại được phân kênh theo thời gian. IMO chia khoảng thời gian phát cho hệ thống NAVTEX quốc tế thành nhiều khe thời gian, mỗi khe thời gian có độ rộng 10 phút, bắt đầu từ phút chẵn chục (theo giờ quốc tế UTC). Trong ngày mỗi đài phát NAVTEX được quy định phát nhiều lần với chu kỳ lặp 60 lại là 04 giờ. Do đó có thể bố trí 24 khe thời gian không trùng nhau quy hoạch cho 24 đài phát NAVTEX cho mỗi vùng địa lý, với mã nhận dạng bởi 24 chữ cái latin từ A đến X, như trong bảng dưới đây. c) Phân kênh theo quy hoạch quốc tế. IMO có quy hoạch hệ thống đài phát NAVTEX phân bố tương đối đồng đều trong mỗi vùng NAVAREA và có cách quy định các đài phát NAVTEX cùng mã nhận dạng (phát cùng thời gian) ở các vùng NAVAREA khác nhau có khoảng cách địa lý xa nhau. Hướng phân bố vị trí các đài phát theo mã nhận dạng từ A đến Z (tức là vị trí khe thời gian tăng dần) được IMO quy định như trên bản đồ các vùng NAVAREA. 2. Định dạng một bức điện NAVTEX Trong định dạng điện NAVTEX, tín hiệu mào đầu (Phasing signals) và tín hiệu kết thúc (End of emissions) theo đúng thủ tục công nghệ NBDP mode FEC. 61 Phần ký tự được phát bao gồm các thành phần sau : ZCZC là cụm ký tự mở đầu một bức điện NAVTEX NNNN là cụm ký tự kết thúc bức điện 1 2 3 4B B B B là cụm ký tự nhận dạng bức điện, trong đó B1 là ký tự nhận dạng đài phát NAVTEX B2 là ký tự nhận dạng chủ đề nội dung điện 3 4B B là số bức điện gồm hai chữ số thập phân 3 4B B = 00 : số bức điện đặc biệt, loại điện khẩn cấp 3 4B B = 01 .. 99 : số bức điện các loại điện khác Có thể trong khoảng thời gian 10 phút cho phép, một đài phát có thể phát hai hoặc nhiều hơn số bức điện NAVTEX. 6.3 HỆ THỐNG SAFETY NET. 1. Khái quát chung. SafetyNET là một dịch vụ phát báo thông tin an toàn hàng hải MSI trong hệ thống GMDSS qua vệ tinh INMARSAT, có vùng phủ sóng rất rộng. Về công nghệ, SafetyNET là một trong hai dịch vụ được cung cấp bởi hệ thống EGC (Enhanced Group Calling system), một tiểu hệ thống được tích hợp trong Hệ thống INMARSAT C. 2. Hệ thống EGC . Trong cấu trúc kênh thông tin của Hệ thống INMARSAT C, các bức điện EGC được phát trên kênh TDM của NCS. 62 Hệ thống EGC cung cấp hai dịch vụ : - Dịch vụ SafetyNET : được dùng để phát quảng bá thông tin an toàn hàng hải MSI, và - Dịch vụ FleetNet : được dùng để phát thông tin công cộng, hay thông tin quản lý khai thác đội tàu (non GMDSS). Các bức điện (Shore-to-Ship) của EGC có thể được địa chỉ hóa hoặc theo vùng địa lý (area calls) hoặc địa chỉ hóa theo nhóm đài tàu (group calls) : - Các cuộc gọi theo vùng địa lý có thể địa chỉ hóa theo vùng địa lý ấn định (16 NAVAREAs), hoặc địa chỉ hóa theo vùng địa lý nhất định (temporary geographical area)dạng hình tròn (với thông số là tọa độ tâm điểm và bán kính) hay dạng hình chữ nhật (với thông số là tọa độ điểm cực Tây Nam và kích thước hai cạnh). Các cuộc gọi theo vùng địa lý được đài tàu thu nhận tự động thông qua lựa chọn một hoặc một số vùng địa lý cần thu thông tin, hoặc thông qua xác định vị trí cập nhật của đài tàu liên quan đến vùng địa lý nhất định. - Các cuộc gọi theo nhóm cũng được đài tàu thu tự động thông qua thông số nhận dạng nhóm liên quan đến từng loại điện. Điện EGC là một loại thông tin một chiều (Shore-to-Ship) ứng dụng phương thức sửa lỗi FEC (forward error-correction techniques), tốc độ thấp (1200 bps), với mã truyền chữ ASCII. 3. Hệ thống SafetyNET. SafetyNET là một hệ thống cấu thành của Hệ thống GMDSS, sử dụng dịch vụ EGC để phát quảng bá thông tin an toàn hàng hải MSI. 63 Đã có quy hoạch quốc tế về cơ chế phối hợp thông tin và lịch trình phát của hệ thống SafetyNET. Điện SafetyNET có mã chỉ dẫn đặc biệt, gọi là mã C (C code), gồm 5 thành phần mô tả thông số đặc trưng cơ bản của bức điện, viết dưới dạng - C1:C2:C3:C4:C5. Trong đó : C1 : mã mức ưu tiên (priority code) 1 chữ số thập phân (distress, urgency, safety, routine) C2 : mã dịch vụ (service code) 2 chữ số thập phân (ví dụ : dự báo thời tiết - meteorological forecast ….) C3 : mã địa chỉ (address code) 12 ký tự (chữ số và chữ cái latin) (ví dụ : vùng cảnh báo thời tiết hình tròn - meteorological warning to circular area) C4 : mã chu kỳ phát lặp lại (repetition rate) 2 chữ số thập phân (ví dụ : phát lặp lại một lần - transmit once on receipt …) C5 : mã trình bày (presentation code) 2 chữ số thập phân (ví dụ : mã IA5 - International Alphabet number 5,odd parity …) 64 Mô tả khái quát về SafetyNET 65 66 67 6.5. HỆ THỐNG HF NBDP. Để phát thông báo an toàn hàng hải MSI cho các vùng biển không có khả năng phủ sóng bởi các hệ thống NAVTEX quốc tế và SafetyNET, Hệ thống GMDSS còn có hệ thống HF NBDP mode FEC. Các tần số quốc tế được quy định phát MSI ở dải tần HF là : Dải 4 MHz 4210 kHz 6 MHz 6314 kHz 8 MHz 8416.5 kHz 12 MHz 12579 kHz 16 MHz 16806.5 kHz 19 MHz 19680.5 kHz 22 MHz 22376 kHz 26 MHz 26100.5 kHz Nhiều quốc gia đã có kế hoạch phát triển hệ thống HF NBDP MSI . 68 Câu hỏi ôn tập chương 6 : 1. Các hệ thống phát MSI trong GMDSS. 2. Đặc tính hệ thống NAVTEX quốc tế. 3. Đặc tính hệ thống SafetyNet quốc tế