HỆ THỐNG THÔNG TIN AN TOÀN HÀNG HẢI NAVIGATIONAL DATA (NAVDAT)

HỆ THỐNG THÔNG TIN AN TOÀN HÀNG HẢI NAVIGATIONAL DATA (NAVDAT) HỆ THỐNG THÔNG TIN AN TOÀN HÀNG HẢI NAVIGATIONAL DATA (NAVDAT)HỆ THỐNG THÔNG TIN AN TOÀN HÀNG HẢI NAVIGATIONAL DATA (NAVDAT)HỆ THỐNG THÔNG TIN AN TOÀN HÀNG HẢI NAVIGATIONAL DATA (NAVDAT)HỆ THỐNG THÔNG TIN AN TOÀN HÀNG HẢI NAVIGATIONAL DATA (NAVDAT)HỆ THỐNG THÔNG TIN AN TOÀN HÀNG HẢI NAVIGATIONAL DATA (NAVDAT)HỆ THỐNG THÔNG TIN AN TOÀN HÀNG HẢI NAVIGATIONAL DATA (NAVDAT) HỆ THỐNG THÔNG TIN AN TOÀN HÀNG HẢI NAVIGATIONAL DATA (NAVDAT)

BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM

NGUYỄN THỊ OANH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

HỆ THỐNG THÔNG TIN AN TOÀN HÀNG HẢI

NAVIGATIONAL DATA (NAVDAT)

HẢI PHÒNG - 2015

BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM

NGUYỄN THỊ OANH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

HỆ THỐNG THÔNG TIN AN TOÀN HÀNG HẢI

NAVIGATIONAL DATA (NAVDAT)

NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ TRUYỀN THÔNG; MÃ SỐ:

D52027

CHUYÊN NGÀNH: ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG

Người hướng dẫn: PGS.TS Trần Xuân Việt

HẢI PHÒNG - 2015

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên em xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc tới các thầy cô giáotrong trường Đại học Hàng Hải Việt Nam và các thầy cô giáo trong khoa Điện –Điện Tử, bộ môn Điện Tử - Viễn Thông đã tận tình giảng dạy nhằm truyền đạtcho chúng em những kiến thức và kinh nghiệm quý báu trong suốt khoảng thờigian qua và giúp em có được hành trang như ngày hôm nay

Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới TS Trần Xuân Việt,giảng viên bộ môn Điện Tử - Viễn Thông, người đã tận tình giúp đỡ, hướng dẫn

em trong suốt quá trình tiếp nhận và hoàn thành đồ án tốt nghiệp Trong suốttiến trình làm đố án, thầy đã tận tình và kịp thời cập nhật các thông tin liên quanđến đồ án cho chúng em, giúp đỡ chúng em rất nhiều Một lần nữa em xin cảm

ơn thầy

Cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình và bạn bè, nhữngngười luôn ở bên động viên, đóng góp ý kiến và giúp đỡ em hết mình, tạo mọiđiều kiện thuận lợi nhất cho em trong quá trình học tập, nghiên cứu và nhất làtrong thời gian hoàn thành đồ án tốt nghiệp

Em xin chân thành cảm ơn!

Sinh Viên

Nguyễn Thị Oanh

LỜI CAM ĐOAN

Em xin cam đoan rằng nội dung nghiên cứu trong đồ án này có được do sựtìm hiểu, dịch thuật của em từ những tài liệu bằng tiếng Anh kết hợp với nhữngtài liệu giáo trình bằng tiếng Việt do thầy giáo hướng dẫn biên soạn, đồ ánkhông sao chép kết quả hay thành quả nghiên cứu của các tác giả khác Các tàiliệu được sử dụng để hoàn thành đồ án được liệt kê cụ thể và đầy đủ trong danhmục TÀI LIỆU THAM KHẢO

Nguyễn Thị Oanh

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU

DANH MỤC CÁC BẢNG

2.1 Công suất đầu ra tính theo băng tần số của truyền dẫn

NAVTEX

LỜI MỞ ĐẦU

Trong hoạt động của ngành hàng hải và các ngành nghề đi biển khác diễn ratrên biển, việc được cung cấp các thông tin để đảm bảo an toàn cho người vàphương tiện hoạt động trên biển có ý nghĩa hết sức quan trọng Nhờ được cungcấp các thông tin này mà các phương tiện hoạt động trên biển có thể sắp xếp, lên

kế hoạch di dời hay điều động tàu thuyền một cách hợp lý, tránh những vachạm, tai nạn và các sự cố thảm khốc không đáng có, có nguy cơ xảy ra

Để đáp ứng các nhu cầu thông tin an toàn hàng hải của các tàu khi đang hànhtrình trên biển, các hệ thống thông tin an toàn hàng hải đã ra đời Từ khi ra đờiđến nay, các hệ thống này đã đóng góp rất lớn vào công cuộc đảm bảo an ninh

và an toàn hàng hải của hệ thống an toàn và cứu nạn hàng hải toàn cầu(GMDSS) Tùy thuộc vào chức năng thông tin của mỗi hệ thống mà chúng sẽ có

ưu điểm và nhược điểm khác nhau, được ưu tiên sử dụng khác nhau ở các thờiđiểm và các vùng biển xác định mà phương tiện đang hoạt động

Để tìm hiểu kỹ hơn về các chức năng thông tin và kiến trúc hệ thống của các

hệ thống thông tin an toàn hàng hải, cụ thể là hệ thống thông tin an toàn hànghải NAVDAT, em đã tiến hành thực hiện đề tài tốt nghiệp mang tên “Hệ thốngthông tin an toàn hàng hải NAVDAT” do thầy TRẦN XUÂN VIỆT làm giáoviên hướng dẫn Dưới sự chỉ dẫn của thầy em đã cố gắng hoàn thành đề tài trên,tuy nhiên, do sự hạn chế về hiểu biết nên bài làm của em vẫn còn nhiều sơ xuất

Em kính mong các thầy cô chỉ bảo thêm cho em để em có thể hoàn thiện vốnhiểu biết của mình Em xin chân thành cảm ơn!

Đề tài của em hình thành ba chương có nội dung tương ứng là:

Chương 1: Các hệ thống thông tin an toàn hàng hải

Chương 2: Khuyến nghị của ITU về hệ thống NAVDAT

Chương 3: Khả năng ứng dụng của hệ thống NAVDAT

CHƯƠNG 1 CÁC HỆ THỐNG THÔNG TIN AN TOÀN HÀNG HẢI

1.1 Hệ thống dịch vụ cảnh báo hàng hải trên toàn thế giới

1.1.1 Các khái niệm liên quan đến dịch vụ cảnh báo hàng hải trên toàn thế giới (WWNWS).

Cảnh báo hàng hải là một bản tin quảng bá chứa đựng các thông tin khẩn cấp

có liên quan tới an toàn hàng hải Nó bao gồm có ba loại là cảnh báoNAVAREA, cảnh báo ven bờ và cảnh báo cục bộ, mỗi loại bao gồm tối thiểucác thông tin sau:

gây ảnh hưởng tới các tuyến đường vận chuyển hàng hải chính

tàu chính, nếu có liên quan cần phải đánh dấu chúng

quan trọng liên quan đến những cái hiện có khi những sự thiết lập hay thayđổi này có thể làm lạc hướng tàu

chống ô nhiễm môi trường đang được thực hiện (cần phải tránh xa các khuvực này)

bay trên hoặc vượt quá vùng biển mở rộng được báo cáo bị nạn, bị quá hạnhay bị mất tích nghiêm trọng

được thiết lập

rạn san hô và những xác tàu chìm có khả năng tạo ra mối nguy hiểm cho việcchạy tàu và nếu có liên quan phải được đánh dấu lại

• Những trục trặc đáng kể của dịch vụ định vị vô tuyến và dịch vụ phát thanhthông tin an toàn hàng hải trên bờ hay dịch vụ vệ tinh.

việc kéo các đối tượng bị ngập lớn cho mục đích nghiên cứu và thăm dò, việc

sử dụng các tàu lặn có người lái hoặc không có người lái, hoặc các hoạt độngdưới nước khác có thể tạo ra các nguy hiểm tiềm ẩn trong hoặc gần đườngtàu chạy

sự an toàn của đội tàu khi vượt qua một khu vực rộng lớn, ví dụ như cuộc tậptrận hải quân, phóng tên lửa, du hành vũ trụ, các cuộc thử nghiệm hạt nhân,

…Nó là điều rất quan trọng, với những nơi mức độ nguy hiểm đã biết trướcthì nó bao gồm cả các cảnh báo liên quan Bất cứ khi nào có thể, các cảnhbáo này phải được hình thành ít nhất là năm ngày trước khi dự kiến sự kiện.Các cảnh báo này phải được giữ nguyên hiệu lực cho đến khi hoàn tất

Thông tin an toàn hàng hải (MSI) bao gồm các cảnh báo hàng hải, các cảnhbáo khí tượng, các bản tin dự báo thời tiết và các bản tin liên quan đến an toàn,khẩn cấp khác Có thể được chia thành ba loại thông tin sau đây:

cung cấp từ các Trung tâm phối hợp cứu nạn (RCC và MRCC)

• Các thông tin cảnh báo, dự báo thời tiết, khí tượng thủy văn (gọi tắt là MET),được cung cấp từ các tổ chức quốc tế cũng như các đơn vị thành viên có liênquan đến khí tượng, thủy văn (IHO, WMO)

quan đến luồng lạch, băng trôi, sửa đổi hải đồ, hiệu chỉnh các hệ thống dẫnđường, thông tin về các công trình biển đang được triển khai trên biển, tậptrận hải quân, cướp biển,… Những thông tin này được cung cấp bởi các tổchức quốc tế hoặc đơn vị thành viên liên quan đến đảm bảo an toàn hàng hải

Khu vực NAVAREA: là một khu vực biển địa lý, được thiết lập cho mụcdích truyền dẫn phối hợp của các cảnh báo đạo hàng vô tuyến Trong các trườnghợp thích hợp, giới hạn của NAVAREA được đánh dấu bằng các chữ số La Mãnhận dạng có thể được sử dụng như một cái tên ngắn gọn Sự hoạch định ranhgiới của các khu vực này không liên quan và sẽ không gây tổn hại đến sự phânđịnh ranh giới của các đường ranh giới bất kỳ giữa các quốc gia.

Vùng phụ: Sự phân vùng của một NAVAREA ở một số quốc gia đã thiết lập

hệ thống phối hợp dành cho việc phát hành các cảnh báo ven biển Việc hoạchđịnh ranh giới của các khu vực này không liên quan và cũng sẽ không gây tổnhại đến việc hoạch định ranh giới của các đường biên giới bất kỳ giữa các quốcgia

Vùng/miền/khu vực: là các bộ phận của một NAVAREA hoặc SUBAREAđược thiết lập cho mục đích phối hợp truyền dẫn các cảnh báo ven biển thôngqua phát sóng NAVTEX hoặc SafetyNET quốc tế

Điều phối viên NAVAREA: Các cơ quan có thẩm quyền chịu trách nhiệmvới việc sắp xếp, đối chiếu và phát hành các cảnh báo hàng hải và các bản tincảnh báo NAVAREA tầm xa để bao phủ toàn bộ các khu vực NAVAREA Điều phối viên SUBAREA: Chịu trách nhiệm về việc sắp xếp các thông tincảnh báo hàng hải trong khu vực SUBAREA được chỉ định

Điều phối viên quốc gia: Quốc gia chịu trách nhiệm về việc đối chiếu và banhành các cảnh báo ven biển trong một vùng miền

Cảnh báo NAVAREA: Là cảnh báo hàng hải được phát bởi điều phối viênNAVAREA cho các khu vực NAVAREA

Bản tin cảnh báo NAVAREA: danh sách một số chuỗi cảnh báo NAVAREA

có hiệu lực ban hành và được phát sóng bởi điều phối viên NAVAREA trongvòng ít nhất là sáu tuần trước đó

Cảnh báo ven bờ: Là các cảnh báo hàng hải được phát đi bởi điều phối viênquốc gia để bao phủ một khu vực

Cảnh báo địa phương: Một cảnh báo hàng hải mà bao phủ các nước ven bờthường nằm trong khuôn khổ thẩm quyền của bến cảng hoặc cảng vụ.

1.1.2 Các hệ thống phát sóng thông tin an toàn hàng hải

Trong hệ thống GMDSS, các hệ thống vô tuyến được sử dụng quốc tế choviệc ban hành thông tin an toàn hàng hải được đưa ra trong Công Ước Quốc Tế

về An toàn sinh mạng trên biển (SOLAS) năm 1974, đã được sửa đổi Bao gồm

ba hệ thống có tên NAVTEX, SafetytyNET và HF NBDP

NAVTEX là hệ thống phát quảng bá kênh thời gian chia sẻ đơn tần với cácthiết bị tiếp nhận và từ chối/lựa chọn thông báo một cách tự động hóa Chứcnăng sử dụng của NAVTEX được quy đinh bởi sổ tay NAVTEX (IMO-951E) Dịch vụ SafetyNET quốc tế (gọi nhóm tăng cường EGC) là hệ thống phátsóng vệ tinh chuyên dụng với các thiết bị tiếp nhận và từ chối thông báo mộtcách tự động Chức năng sử dụng của dịch vụ này được quy định bởi sổ taySafetyNET quốc tế (do IMO ban hành trong ấn phẩm IMO-907E)

HF Morse là hệ thống vô tuyến điện vận hành nhân công truyền thống, hiệnnay đã được thay thế bởi hai hệ thống tự động ở trên

Để thu được thông tin từ hệ thống phát các thiết bị thu bắt buộc phải đượctrang bị thích hợp trên tàu, bao gồm:

Máy thu NAVTEX

Máy thu EGC

Máy thu toàn dải sóng HF thu được phương thức NBDP chế độ FEC

1.1.3 Các hệ thống tự động hóa (SafetyNET/NAVTEX)

Các cảnh báo hàng hải nên được phát đi sớm nhất có thể hoặc được pháttheo tính chất và thời gian của sự kiện Thông thường, các chương trình phátsóng đầu tiên nên được thực hiện ngay, đối với hệ thống SafetyNET là trongvòng 30 phút sau khi nhận được thông tin ban đầu Đối với hệ thống NAVTEX

là tại chương trình phát sóng dự kiến tiếp theo, khi những điều kiện cho thấyviệc sử dụng đúng quy trình đối với các cảnh báo VITAL và IMPORTANTkhông cần thiết

Các cảnh báo hàng hải nên được lặp lại trong chương trình phát sóng theolịch trình phù hợp với các nguyên tắc ban hành trong sổ tay NAVTEX và sổ taySafetyNET quốc tế do IMO ban hành.

1.1.4 Các hệ thống nhân công (HF A1A)

Các cảnh báo NAVAREA nên được phát theo đúng lịch trình Chúng sẽ đượclặp đi lặp lại trong các chương trình phát sóng ngay sau lần truyền dẫn đầu tiên

và lặp lại sau 4 ngày, kéo dài trong vòng 6 tuần, trừ khi nó đã được hủy bỏ trướcđó

Để cung cấp sự ban hành đầy đủ các cảnh báo NAVAREA cần thiết phảiphát sóng ít nhất 2 lần/ngày Khi các khu vực NAVAREAs có phạm vi trải dàivượt qua 6 múi giờ thì nhiều hơn 2 chương trình phát sóng cần được cân nhắcđặc biệt để đảm bảo rằng các cảnh báo này có thể được nhận

1.2 Hệ thống thông tin an toàn hàng hải NAVTEX

mà được thiết kế riêng cho nhu cầu của họ

NAVTEX đáp ứng vai trò không thể thiếu trong hệ thống an toàn và cứu nạnhàng hải toàn cầu (GMDSS) được phát triển bởi IMO và nó đã đóng góp vàocông cuộc bảo đảm an toàn trên biển Hệ thống NAVTEX được tiến cử tới các

cơ quan hành chính có trách nhiệm với các sự vụ hàng hàng và tới các thủy thủ

là người mà yêu cầu dịch vụ thông tin hàng hải hiệu quả

Dịch vụ NAVTEX quốc tế thực hiện phát sóng kết hợp với thu nhận tự độngthông tin an toàn hàng hải trên tần số 518 kHz bằng các phương pháp điện báo

truyền chữ trực tiếp băng hẹp sử dụng Tiếng Anh Dịch vụ NAVTEX quốc gia

là hệ thống phát sóng và thu tự động các thông tin an toàn hàng hải bằng cácphương pháp điện báo truyền chữ trực tiếp băng hẹp sử dụng các tần số khác

518 kHz và ngôn ngữ thông tin được quyết định bởi các cơ quan hành chính cóliên quan

1.2.2 Các tính năng chủ yếu của hệ thống NAVTEX

Các dịch vụ sử dụng tần số đơn, sự truyền dẫn từ các trạm được chỉ địnhtrong mỗi vùng NAVAREA được bố trí dựa trên kênh thời gian chia sẻ để loại

bỏ can nhiễu tác động lẫn nhau Tất cả thông tin truyền dẫn được chứa đựngtrong mỗi lần truyền dẫn

Công suất của mỗi trạm phát được quy định để tránh khả năng giao thoagiữa các máy phát

Một máy thu NAVTEX chuyên dụng có khả năng lựa chọn thông báo để in

ra, khi mỗi mã kỹ thuật (B1B2B3B4) xuất hiện trong phần đầu của mỗi thôngbáo hoặc trong trường hợp bất kỳ các thông báo cụ thể sẵn sàng được in ra nhưcác cảnh báo hàng hải, cảnh báo khí tượng và thông tin tìm kiếm – cứu nạn làkhông thể từ chối để đảm bảo rằng các tàu đang sử dụng NAVTEX luôn nhậnđược các thông tin quan trọng

Các điều phối viên NAVTEX giám sát việc thi hành các thông báo đượcphát bởi mỗi trạm theo các thông tin được chứa đựng trong mỗi bản thông báo

và bao phủ phạm vi địa lý được yêu cầu Do đó mỗi người sử dụng có thể lựachọn để chấp nhận các thông báo, khi thích hợp hoặc từ máy phát đơn lẻ phục

vụ vùng biển xung quanh vị trí của mình hoặc từ một số các máy phát

1.2.3 Các đặc trưng nhận dạng đài phát (B1) - phân kênh theo vùng địa lý

Các đặc trưng nhận dạng của máy phát là ký hiệu duy nhất được chỉ địnhriêng cho mỗi máy phát, nó được sử dụng để nhận dạng các chương trình phátsóng được chấp nhận hoặc loại bỏ bởi các máy thu

Để tránh việc nhận sai thông tin truyền dẫn từ hai trạm phát có đặc trưng B1giống nhau, cần thiết phải đảm bảo rằng các trạm này có sự phân tách về mặt địa

lý rộng lớn Điều này được tạo ra bởi đặc trưng phân bổ B1 trong kế hoạch tổchức toàn cầu nói chung thể hiện như hình 1.1 dưới đây

IMO phân chia vùng chạy tàu trên thế giới thành 21 khu vực địa lý với kíchthước đủ lớn so với vùng phủ sóng của mỗi đài phát NAVTEX, gọi là cácNAVAREA Các truyền dẫn NAVTEX có phạm vi được dự kiến khoảng 400

hải lý Khoảng cách tối thiểu giữa hai máy phát với mã nhận dạng B1 giốngnhau cần phải phù hợp để đảm bảo rằng một máy phát không thể bao phủ phạm

vi của cả hai tại cùng một thời điểm

Hình 1.1: Bản đồ quy hoạch hệ thống NAVTEX quốc tế

Sự phối hợp giữa các trạm phát trong các khu vực NAVAREA lân cận là rất cầnthiết nhằm đạt sự phân tách toàn cầu nói trên Do vậy, các cơ quan hành chínhquốc gia sẽ yêu cầu chỉ dẫn từ Ban điều phối IMO về NAVTEX ở giai đoạn đầutrong kế hoạch của dịch vụ NAVTEX mới Tất cả các đề xuất cho sự phân bổB1 sẽ được thừa nhận bởi IMO trước khi chính thức được thi hành.

1.2.4 Sự phân bổ thời gian truyền dẫn – phân kênh theo thời gian

Để đảm bảo khả năng giao thoa là nhỏ nhất giữa các trạm phát, lịch trìnhphát cần phải tính đến các vị trí địa lý có liên quan của tất cả các trạm trong toàn

bộ phạm vi phủ sóng Do vây, sự phối hợp ban đầu của lịch trình truyền dẫnphải được cân nhắc thận trọng trước khi lên kế hoạch cho các dịch vụNAVTEX

Hình 1.2 mô phỏng ma trận tổ chức cơ sở có thể được sử dụng bởi Ủy Banphối hợp IMO về NAVTEX để ước lượng và đưa ra lịch trình thời gian cho mỗimáy phát của dịch vụ mới được đề xuất

Hình 1.2: Kế hoạch phân bố lịch trình truyền dẫn theo tổ chức

Bảng biểu diễn sự phân hóa của một NAVAREA điển hình chia thành 4nhóm máy phát, mỗi nhóm có công suất tiềm năng của 6 máy phát IMO chiathời gian phát của mỗi máy phát trong hệ thống NAVTEX quốc tế thành nhiềukhe thời gian, mỗi khe có độ rộng 10 phút, bắt đầu từ phút chẵn chục tính theogiờ quốc tế UTC, được lặp lại với chu kỳ 4 giờ Do vậy, có thể bố trí 24 khe thờigian khác nhau quy hoạch cho 24 đài phát NAVTEX tương ứng với các khu vựcđịa lý, với mã nhận dạng là 24 chữ cái Latin từ A đến X như trên

Các tần số có thể vẫn chưa được sử dụng với tỷ lệ cao về thời gian, để chophép ngay lập tức phát sóng các thông tin VITAL, như là thông tin tìm kiếm cứunạn, cảnh báo bão, v.v Các đề xuất về việc phân bổ lịch trình thời gian có thểđược đệ trình tới IMO để được phê chuẩn

1.2.5 Các ký tự chỉ báo chủ đề (B2) - phân kênh theo quy hoạch quốc tế

IMO quy hoạch hệ thống đài phát NAVTEX phân bổ tương đối đồng đềutrong mỗi vùng NAVAREA và có cách riêng để quy định các đài phátNAVTEX cùng mã nhận dạng ở các vùng NAVAREA khác nhau cách xa nhau

về mặt địa lý Hướng phân bố vị trí các đài này theo mã nhận dạng từ A đến Zđược IMO quy định như trên hình 1.1 Tức là thông tin được phân nhóm theochủ đề, trong phát sóng NAVTEX mỗi nhóm chủ đề được phân bổ các ký tự chỉbáo chủ đề

Các ký tự chỉ báo chủ đề được sử dụng bởi các máy thu để nhận dạng cácloại thông tin khác nhau của bức điện Các ký tự này cũng được sử dụng để từchối các bức điện liên quan tới một số chủ đề lựa chọn nhất định mà nó khôngđược yêu cầu bởi các tàu Các máy thu cũng sử dụng các ký tự B2 để nhận dạngcác bức điện, tùy thuộc vào tầm quan trọng của nó mà sẽ không bị hủy bỏ

Các ký tự chỉ báo chủ đề được sử dụng bao gồm:

A = Các cảnh báo hàng hải

B = Các cảnh báo khí tượng

C = Các cảnh báo băng tuyết

D = Thông tin tìm kiếm và cứu nạn,

Và cảnh báo hải tặc tấn công

E = Các dự báo khí tượng

F = Các thông báo dịch vụ thí điểm

G = Các thông báo DECCA

H = Các thông báo LORAN

I = Các thông báo OMEGA

J = Các thông báo SATNAV

K = Các thông báo viện trợ hải quân điện tử khác

L = Các cảnh báo hàng hải – bổ sung cho ký tự A

V, W, X, Y = Các dịch vụ đặc biệt – được phân bổ bởi Ủy banNAVTEX

Z = Không có sẵn tin nhắn bằng tay

1.2.6 Số hiệu thông báo

Mỗi thông báo trong một nhóm chủ đề có thể được phân bổ một dãy sốB3B4 giữa 01 và 99, số này không cần thiết phải liên quan đến số nối tiếp trongcác hệ thống cảnh báo vô tuyến định vị khác Khi đạt tới 99, việc đánh số phảiđược thực hiện lại từ 01, nhưng tránh việc sử dụng số hiệu tin nhắn vẫn còn hiệulực

Do sự thiếu hụt chỉ số nên sẽ giảm bớt sự phân bổ thông báo đến các nhómđối tượng có liên quan nhau Rõ ràng, 99 bản thông báo này sẽ không thể đápứng đủ cho một số nhóm chủ đề và B2=L được sử dụng cho các cảnh báo hànghải bổ sung để nhận được phần còn thiếu của nhóm chủ đề có B2=A Các chỉ sốnày nên được phân bổ bởi các điều phối viên NAVTEX liên quan, các cơ quan

có thẩm quyền chịu trách nhiệm với việc lựa chọn thông tin để phát sóng chomỗi máy phát trong nhóm đối tượng Mỗi điều phối viên có thể điều hành mộthay nhiều máy phát Một số ít các thông báo có B3B4=00, việc sử dụng các sốnày được kiểm soát chặt chẽ kể từ khi thông báo tương ứng được in ra, nếu được

xác định là đã được chấp nhận ở máy thu Dó đó, 00 chỉ được sử dụng cho cácthông báo đặc biệt quan trọng, ví dụ một thông báo cứu nạn khẩn cấp Các thôngbáo hàng ngày và các thông báo dịch vụ khác sẽ không được phân bổ B3B4=00.Thực tế, trong bất kể trường hợp nào, khi nhận được thông báo có B3B4=00 thìkhông thể từ chối mà phải xem xét một cách thận trọng.

1.2.7 Định dạng thông báo NAVTEX

Việc định dạng tất cả các thông báo cần phải phù hợp hoàn toàn theo hình1.3 dưới đây Nó xác định các yếu tố cần thiết của một bức điện mà gây ảnhhưởng đến hoạt động của máy thu

B2 là ký tự nhận dạng chủ đề nội dung bức điện

B3B4 là số hiệu bức điện gồm 2 chữ số thập phân có giá trị từ 00 đến 99 B3B4=00 số hiệu bức điện đặc biệt, khẩn cấp

B3B4=… số hiệu bức điện loại khác

NNNN là cụm ký tự kết thúc bức điện

Các nhóm ZCZC, NNNN, B1B2B3B4 cần được chú ý tránh các sai sót về cú pháp, vì chúng sẽ làm cho các máy thu hoạt động không chính xác, dẫn đến việcthất lạc các thông báo quan trọng Các trạm phát phải đặc biệt lưu ý điều này khigiám sát các chương trình phát sóng của mình

Message: là phần nội dung chính của bức điện.

Các bức điện NAVTEX được chỉ định một trong ba mức ưu tiên sau:

1.2.8 Các tần số được quy định chính thức cho dịch vụ NAVTEX

Có ba tần số chính thức được phê duyệt cho dịch vụ NAVTEX:

518 kHz – tần số quốc tế, chứa các thông tin an toàn hàng hải với tất cả cáctruyền dẫn bằng Tiếng Anh và được điều phối bởi Ủy ban điều phối NAVTEXIMO

490 kHz – tần số địa phương chứa đựng thông tin an toàn hàng hải với tất cả cáctruyền dẫn thông thường bằng ngôn ngữ địa phương và ID nhận dạng của cáctrạm được phân bổ bởi Ủy ban điều phối NAVTEX IMO nhưng các chức năngkhác được xác định bởi cơ quan quốc gia

4209.5 kHz – phát sóng phạm vi dài hơn, thay thế cho dịch vụ SafetyNET quaInmarsat C và mặt khác giống như tần số 490 kHz về mặt dung lượng và quản

lý

Các tần số khác cũng được sử dụng, mặc dù chúng không được hỗ trợ bởi IMO Các tần số này được phân bổ bởi ITU với dung lượng, ngôn ngữ, ID củatrạm và tất cả các khía cạnh khác được xác định bởi các cơ quan quốc gia

Phạm vi bao phủ tối đa theo lý thuyết của bức điện NAVTEX qua biểnkhoảng 1200 dặm, giảm xuống tới 700 dặm khi vào đất liền và cũng truyền lantín hiệu vào ban đêm tốt hơn ban ngày Tuy nhiên thông thường các máy phát cóphạm vi giới hạn khoảng 300 dặm, vì vậy các truyền dẫn chỉ bao phủ các khu

vực mà họ phát thông tin tới, để tránh can nhiễu với các máy phát khác sử dụngcùng khe thời gian.

1.2.9 Kế hoạch cho một dịch vụ NAVTEX

Khi vùng bao phủ NAVTEX được dự kiến cho một khu vực mới, cần thiếtphải đánh giá cao việc phối hợp địa phương và quốc tế được yêu cầu bởi dịch vụđơn tần này Các nguyên tắc cần lưu ý như sau:

Nhu cầu bao phủ của NAVTEX không thực hiện đồng thời qua khu vựcmong muốn vì IMO mong muốn cung cấp bản phác thảo về khu vực đó trướckhi bất kỳ dịch vụ nào được bắt đầu Các khu vực có liên quan thông thường sẽnằm trọn vẹn trong một NAVAREA

Điều này cần thiết đối với sự hiệu quả và hiệu lực của dịch vụ mà chỉ sửdụng số lượng tối thiểu các trạm để bao phủ một vùng biển

Mỗi trạm sẽ đóng góp vào các dịch vụ tổng thể của khu vực nhất định trongmột phương pháp phối hợp, bao phủ một khu vực địa lý và phối hợp có hiệuquả, kiểm soát được thông tin phát Các thông tin được phát bởi NAVTEX sẽđược định tuyến giữa các quốc gia sử dụng kênh truyền không được thiết lậpsẵn

Mỗi trạm thường sẽ cung cấp tất cả thông tin cho một vùng biển duy nhất vàđược xác định một cách chính xác có tính đến các đặc trưng và dung lượng củathông tin và các mô hình lưu thông hàng hải trong khu vực

Khi việc giới hạn các nguồn tài nguyên gây ảnh hưởng đến tốc độ thiết lậpcủa NAVTEX, mọi nỗ lực sẽ được thực hiện để thi hành dịch vụ NAVTEX đầutiên trong các khu vực có mật độ tập trung tàu cao nhất

Phạm vi bao phủ của máy phát NAVTEX phụ thuộc vào công suất phát vàcác

điều kiện truyền sóng khu vực Thực tế phạm vi đạt được sẽ điều chỉnh ở mứctối thiểu được yêu cầu với sự tiếp nhận đầy đủ trong khu vực dịch vụ xác định,tính đến các nhu cầu tiếp cận các tàu đến từ khu vực khác Kinh nghiệm chothấy phạm vi dự kiến được yêu cầu từ 250 đến 400 hải lý có thể đạt được thường

xuyên với công suất phát nằm trong khoảng giữa 100W và 1000W vào banngày, suy giảm 60% vào ban đêm

Sau khi đã lựa chọn địa điểm phát và phân bổ khu vực dịch vụ, nhu cầu chủyếu để phối hợp nằm ở đặc trưng phân bố B1 và lịch trình thời gian

Các điều phối viên NAVTEX quốc gia sẽ thực hiện sắp xếp việc tổ chứckiểm soát chất lượng trong khu vực của mình bao gồm cả văn phòng điều phốithông báo và các trạm phát NAVTEX, với mục đích xác nhận liên tục trên các

cơ sở:

Công suất tối thiểu sử dụng để đạt hiệu suất phạm vi thỏa đáng

Không vượt quá lịch trình thời gian

SafetyNET là dịch vụ của hệ thống gọi nhóm tăng cường (EGC) củaInmarsat và được thiết kế một cách đặc biệt dành cho việc ban hành các thôngtin an toàn hàng hải như một phần của hệ thống an toàn và cứu nạn hàng hảitoàn cầu EGC cung cấp việc phát sóng toàn cầu hóa một cách tự động các thôngbáo tới tất cả các phương tiện đi biển trong cả khu vực địa lý cố định và biếnđộng hay cho các nhóm tàu xác định trước

SafetyNET đáp ứng các yêu cầu của SOLAS 1974, nó được thiết kế với khảnăng cung cấp các dịch vụ trong toàn bộ khu vực bao phủ của vệ tinh truyềnthông hàng hải địa tĩnh (giữa 750N và 750S) Bên cạnh việc cung cấp dịch vụ chocác tàu chạy trong khu vực A3, nó cũng cung cấp dịch vụ tuyên truyền MSI đếncác vùng nước ven bờ không được phủ sóng bởi dịch vụ NAVTEX quốc tế

SafetyNET cung cấp khả năng điều hướng cuộc gọi tới vùng địa lý nhấtđịnh Các khu vực được giữ cố định như một NAVAREA, hoặc một khu vực dựbáo thời tiết hoặc được xác định duy nhất bởi người tạo ra nó Các cuộc gọiđược sử dụng cho thông báo như cảnh báo bão ở địa phương, báo động cứu nạnshore-to-ship không thích hợp để báo động các tàu trong toàn khu vực đạidương

Các thông báo SafetyNET có thể được tạo bởi các nhà cung cấp thông tinđăng ký ở bất kỳ nơi nào trên thế giới và phát sóng tới các vùng biển thích hợpthông qua đài duyên hải mặt đất Inmarsat C Các thông báo được phát sóng theomức ưu tiên của chúng: distress, urgency, safety and routine Trên các tàu, thôngbáo SafetyNET được nhận thông qua bất kỳ một trong số các thiết bị được chophép

Trạm duyên hải mặt đất (CES) là trạm mặt đất trong hệ thống truyền thông

vệ tinh Inmarsat cung cấp kết nối giữa các vệ tinh và các hệ thống bờ, cũng cóthể

gọi trạm mặt đất LES

1.3.2 Các tính năng của hệ thống gọi nhóm tăng cường

Thiết bị gọi nhóm tăng cường (EGC) phát sóng các thông báo thông qua hệthống truyền thông vệ tinh lưu động hoạt động trong Inmarsat EGC là môt phầncủa hệ thống Inmarsat C và nó cung cấp hai dịch vụ: SafetyNET và FleetNET FleetNET là một dịch vụ thương mại dành cho phát sóng và tiếp nhận tựđộng thông tin quản lý đội tàu và thông tin quảng bá chung tới các đội tàu hoặcnhóm tàu bằng phương pháp truyền chữ trực tiếp thông qua EGC Một số dịch

vụ trong FleetNET có thể không có khả năng nhận dịch vụ SafetyNET.SafetyNET: ban hành thông tin MSI

Dịch vụ SafetyNET quốc tế phối hợp phát và thu tự động MSI thông quadịch vụ EGC của Inmarsat, bằng tiếng Anh, đáp ứng yêu cầu của SOLAS

Dịch vụ SafetyNET quốc gia phát sóng và thu tự động MSI qua hệ thốngInmarsat sử dụng ngôn ngữ được quyết định bởi cơ quan hành chính có liênquan.

Hầu hết các vùng nước có tàu thuyền hoạt động trên thế giới được bao phủbởi các vệ tinh hoạt động trong hệ thống Inmarsat Mỗi vệ tinh phát EGC dichuyển trên kênh được định sẵn, là kênh TDM của NCS Một tàu bất kỳ khiđang hành trình trên biển trong khu vực bao phủ của vệ tinh Inmarsat sẽ nhậnđược tất cả các thông báo SafetyNET được phát sóng trên kênh TDM NCS của

vệ tinh này Các kênh EGC được đánh giá tốt cho phép các tín hiệu được giámsát bởi trạm lưu động mặt đất được phân bổ trước và có thể được đưa vào cáctrạm lưu động mặt đất khác Đây là tính năng của thông tin vệ tinh mà việc tiếpnhận thông tin không gây ảnh hưởng đến vị trí của tàu nằm trong khu vực đạidương, điều kiện khí quyển và thời gian trong ngày

1.3.3 Địa chỉ hóa thông tin

Các thông báo có thể được địa chỉ hóa tới các khu vực địa lý (area call) haytới các nhóm tàu (group calls)

Gọi khu vực địa lý sẽ địa chỉ hóa theo khu vực địa lý ấn định (16NAVAREAs) hay địa chỉ hóa theo khu vực địa lý nhất định (temporarygeographical area) dạng tròn hay dạng chữ nhật Gọi khu vực địa lý sẽ được thumột cách tự động bởi máy thu của các tàu đã cài đặt sẵn một hay nhiều khu vựcxác định hoặc hoạch định một khu vực tạm thời theo vị trí địa lý

Gọi nhóm sẽ được thu tự động bởi bất cứ tàu nào có máy thu chấp nhận cácnhận dạng nhóm duy nhất, liên quan đến từng loại thông báo.

Hình 1.4: Cấu trúc kênh thông tin Inmarsat C

EGC thuộc loại thông tin một chiều, công suất thực được đảm bảo bằng kỹthuật sửa lỗi trước FEC, tốc độ thấp, mã truyền chữ ASCII Các liên kết truyềndẫn nói chung không có lỗi hoặc có lỗi thấp trong các điều kiện truyền dẫn bìnhthường

(b)

Hình 1.5: Gọi nhóm theo khu vực địa lý tròn (a) và chữ nhật (b)

1.3.4 Hệ thống SafetyNET quốc tế

Theo tầm bao phủ “cả khu vực đại dương” của kênh vệ tinh độc lập, một sốthủ tục phân biệt và lựa chọn để in ra các loại thông báo khác nhau được yêucầu Các cuộc gọi khu vực sẽ được thu bởi các tàu nằm trong tầm bao phủ của

vệ tinh và chỉ được in ra bởi máy thu của các tàu chấp nhận khu vực được ấnđịnh hay vị trí địa lý ghi trong bản thông báo Định dạng thông báo bao gồmphần mào đầu cho phép các mạch vi xử lý trong máy thu tàu chỉ in ra các thôngbáo liên quan đến vị trí hiện tại, lộ trình dự kiến tới các khu vực đã lập trình sẵn.Phần mào đầu này có thể lược bỏ đối với một số loại thông báo không cần thiết Mỗi thông báo được nhận dạng duy nhất, sẵn sàng được thu chính xác hoặc

bị chặn một cách tự động

Khi một thông báo được nhận không có lỗi, một ghi chép được thực hiệntrên các chuỗi thông báo và các đặc điểm nhận dạng đài CES liên quan cácthông báo đó Thông tin này được lưu trữ trong bộ nhớ và được sử dụng để ngănchặn việc in ra các thông báo giống nhau lặp đi lặp lại Một máy thu EGC cókhả năng lưu trữ ít nhất 250 nhận dạng thông báo, vượt quá giới hạn này thì cácnhận dạng thông báo cũ bị xóa đi Việc tiếp nhận các bức điện xác định như báođộng cứu nạn shore-to-ship, cảnh báo khí tượng, cảnh báo hàng hải là bắt buộc

và không bị chặn bởi các tàu trong khu vực chịu tác động, nó được xác định bởi

mã dịch vụ

Các thông báo SafetyNET có thể địa chỉ hóa tới khu vực địa lý tạm thời, códạng tròn hoặc dạng chữ nhật Một khu vực dạng tròn được xác định qua bánkính của nó tính bằng hải lý, từ một khu vực xác định bởi kinh độ và vĩ độ Mộtkhu vực dạng chữ nhật được xác định bởi kinh độ, vĩ độ từ kinh độ và vĩ độ củacác góc cực Tây và cực Nam hình chữ nhật đó

Trường hợp một tàu bị nạn, cần thiết phải xác định một khu vực địa lý tạmthời để tạo thuận lợi cho việc xác định vị trí tàu để tham gia hỗ trợ tìm kiếm cứunạn

Đã có quy hoạch quốc tế về cơ chế phối hợp thông tin và lịch trình phát sóngcủa hệ thống SafetyNET.Bức điện SafetyNET có mã chỉ dẫn đặc biệt gọi là mã

C

(C code), gồm 5 thành phần, mỗi thành phần biểu diễn một thông số đặc trưng:

C1:C2:C3:C4:C5Trong đó:

C1: Mã mức ưu tiên (priority code) gồm 1 chữ số thập phân

C2: Mã dịch vụ (service code) gồm 2 chữ số thập phân

C3: Mã địa chỉ (address code) gồm 12 ký tự (cả chữ số và chữ cái Latin)C4: Mã chu kỳ phát lặp lại (repetition rate) gồm 2 chữ số thập phân

C5: Mã trình bày (presentation code) gồm 2 chữ số thập phân

Thông báo SafetyNET được lưu trữ tại các CES cho đến khi được phát đivào thời điểm thích hợp được xác định bởi mã C4

1.4 Hệ thống HF NBDP

Để phát thông tin an toàn hàng hải MSI cho các vùng biển không có khảnăng phủ sóng bởi các hệ thống NAVTEX quốc tế và SafetyNET, hệ thốngGMDSS còn có hệ thống HF NBDP chế độ sửa lỗi FEC

Bảng 1.1: Các tần số quốc tế được quy định phát MSI ở dải tần số HF

CHƯƠNG 2 KHUYẾN NGHỊ ITU VỀ NAVDAT 2.1 Khuyến nghị của ITU về NAVDAT

2.1.1 Các đặc trưng hoạt động của NAVDAT

Trong khi hệ thống NAVTEX đã phục vụ thông tin hàng hải tốt, nó trở nênchậm dần làm hạn chế lưu lượng thông tin được gửi và nội dung của các bứcđiện NAVTEX không phù hợp với hệ thống định vị dựa trên máy tính như ngàynay

Như một phần của việc xem xét tổng thể và kế hoạch hiện đại hóa của hệthống GMDSS, một dịch vụ mới đã được xem xét có tên NAVDAT(Navigational data) Hệ thống này sử dụng tần số 500 kHz – tần số trước đây đãđược sử dụng cho các bức điện cứu nạn và tất cả băng thông có sẵn giữa các tần

số NAVTEX từ 490 kHz đến 518 kHz

Hệ thống NAVDAT sử dụng cách phân bố khe thời gian đơn giản tương tự

hệ thống NAVTEX, cả hai hệ thống này có thể hoạt động và làm việc cùng nhauvới cùng một cách thức theo quy định của IMO

Hai hệ thống này cùng làm việc trên một mạng đơn tần (SFN), trong đó cácmáy phát phát ở tần số đồng bộ và các dữ liệu truyền phải tương đồng cho cácmáy phát Cả hai hệ thống cung cấp các truyền dẫn phát sóng với các loại thôngtin bất kỳ theo chiều shore-to-ship với khả năng mật mã hóa

Thông lượng dữ liệu của NAVDAT có thể đạt được thực tế vào khoảng 12 –

18 kbps (so với 0.1 kbps dành cho hệ thống NAVTEX) với phạm vi tương tựnhư NAVTEX Các truyền dẫn có thể thực hiện dựa trên cơ sở các khe thời giangiống nhau như NAVTEX hoặc tất cả các trạm có thể đồng bộ để gửi cùng một

dữ liệu vào cùng thời điểm Với tốc độ dữ liệu cao hơn, nó được đề xuất tới cáctrạm có các khe thời gian dài 3 phút với chu kỳ lặp lại là 30 hoặc 60 phút

Bằng liên kết với một thiết bị GPS và số nhận dạng MMSI của các tàu, nó cóthể gửi các bức điện tới tất cả các tàu trong khu vực xác định, hay tới các tàuriêng biệt, cũng như tất cả các tàu nằm trong phạm vi

Ngoài thông tin NAVTEX hiện hành, nó có thể gửi đi dữ liệu dự báo kỹthuật

số (GRIB data…), thông tin chi tiết VTS, các sửa đổi hải đồ và các dịch vụ tăngcường khác Máy thu có thể sử dụng anten nhỏ (tương tự kích thước antenNAVTEX hiện thời) và mức tiêu thụ công suất vào khoảng 10W

2.1.2 Các khuyến nghị của ITU về NAVDAT

Các thông tin chi tiết về hệ thống NAVDAT được tham khảo trong khuyếnnghị ITU-R M.2010, ITU-R M.2201 và ITU-R M.2058 Trong đó khuyến nghịITU-R M.2010 mô tả hệ thống NAVDAT hoạt động trên tần số 500 kHz,khuyến nghị ITU-R M.2058 mô tả hệ thống NAVDAT HF, khuyến nghị ITU-RM.2201 mô tả một phương pháp kỹ thuật cho phép tái sử dụng băng tần số 500kHz đối với việc phát quảng bá kỹ thuật số của thông tin có liên quan đến antoàn và an ninh hàng hải đảm bảo lợi ích của tàu hành trình trên biển một cách

- Chuyển tiếp các tệp tin hệ thống về giao thông tàu

2.2.2 Các chế độ phát sóng

Gồm có ba chế độ phát sóng trong hệ thống NAVDAT, đó là:

- Phát sóng chung: Các bức điện được phát sóng cho sự chú ý của tất cả cáctàu.

nhóm tàu hoặc một khu vực hàng hải xác định

tàu, bằng cách sử dụng số nhận dạng của dịch vụ lưu động hàng hải

2.2.3 Kiến trúc hệ thống

Hình 2.1: Sơ đồ kiến trúc hệ thống NAVDAT HF

Hệ thống NAVDAT được cấu thành bởi 5 thành phần và thực hiện các chứcnăng tương ứng như dưới đây

báo và nhu cầu lặp lại

phát

 Máy phát đài bờ:

trực giao (OFDM)

– Truyền tín hiệu vô tuyến RF tới anten để phát sóng tới tàu

theo ứng dụng của các tệp thông báo

Hình 2.2: Sơ đồ kiến trúc hệ thống NAVDAT 500 kHz

2.2.3.1 Hệ thống thông tin và quản lý

Thuật ngữ SIM bao gồm:

- Tất cả các nguồn chuyển giao tệp thông báo (văn phòng thủy văn, tổ chức antoàn và an ninh hàng hải…)

Tất cả các nguồn được kết nối tới bộ ghép kênh tin thông qua một mạng lưới

Hình 2.3: Sơ đồ khối hệ thống thông tin và quản lý của hệ thống NAVDAT a) Bộ ghép tin

thời gian có hiệu lực

b) Quản lý bộ ghép tệp tin

Quản lý bộ ghép kênh tin là một giao diện người - máy cho phép người sử dụngthực hiện các nhiệm vụ khác nhau và một số tính năng này có thể tự động hóa:

- Quản lý việc mã hóa tệp thông báo

c) Bộ quản lý máy phát đài bờ

Quản lý trạm bờ là một giao diện người – máy kết nối tới máy phát thông quamạng lưới; nó tạo khả năng giám sát chỉ báo trạng thái của máy phát như là:

2.2.3.3 Mô phỏng máy phát đài bờ

a) Kiến trúc hệ thống máy phát đài bờ