ATN và phân hệ VHF kết nối giữa máy bay và trạm điều khiển không lưu

TIỂU LUẬN Tìm hiểu tổng quan mạng thơng tin hàng không ATN phân hệ VHF kết nối máy bay trạm điều khiển không lưu MỤC LỤC CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MẠNG THÔNG TIN HÀNG KHÔNG ATN 1.1 Khái quát ATN 1.1.1 Khái niệm ATN .5 1.1.2 Đặc điểm ATN .6 1.1.3 Chức ATN 1.1.4 Ưu điểm ATN 1.2 Các ứng dụng ATN .9 1.2.1 Ứng dụng đất - đất G/G .9 1.2.1.1 Ứng dụng AMHS 10 1.2.1.2 Ứng dụng AIDC 10 1.2.2 Ứng dụng không - địa A/G 10 1.2.2.1 Ứng dụng CM .10 1.2.2.2 Ứng dụng CPDLC 10 1.2.2.3 Ứng dụng ADS .10 1.2.2.4 Ứng dụng FIS .11 1.3 Các thành phần ATN 11 1.3.1 ATN routers .12 1.3.2 Hệ thống cuối ATN .12 1.3.3 Các mạng ATN 13 1.3.3.1 Mạng mặt đất 13 1.3.3.2 Mạng không - địa 13 1.3.3.3 Mạng không 14 CHƯƠNG 2: PHÂN HỆ VHF KẾT NỐI GIỮA MÁY BAY VÀ TRẠM ĐIỀU KHIỂN KHÔNG LƯU 15 2.1 Giới thiệu 15 2.2 Nguyên lý hoạt động máy thu phát VHF 15 2.2.1 Máy phát 15 2.2.2 Máy thu 16 2.2.3 Sơ đồ khối máy thu phát VHF-AM: 17 2.3 Một số kỹ thuật VHF kết nối máy bay trạm điều khiển không lưu 18 2.3.1 VHF Datalink .18 2.3.2 B – VHF 20 2.3.3 VHF – Offset .21 2.3.4 Đánh giá 22 2.4 Hiện trạng hệ thống VHF Việt Nam 22 LỜI CẢM ƠN 24 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MẠNG THÔNG TIN HÀNG KHÔNG ATN 1.1 Khái quát ATN 1.1.1 Khái niệm ATN Mạng ATN xem sở hạ tầng liên mạng cho mạng viễn thông Hàng không ATN sử dụng tập giao thức truyền liệu dựa mơ hình OSI tổ chức định chuẩn quốc tế ISO để liên kết hệ thống liên lạc air – ground ground - ground với Hình 1.1 Mơ hình khái qt ATN - Hệ thống cuối (ES-End System): Một hệ thống có cấu trúc lớp theo mơ hình OSI có hay nhiều đầu cuối ứng dụng - Hệ thống trung gian (IS-Intermediate System): Một hệ thống có chức định tuyến chuyển tiếp có cấu trúc lớp thấp theo mơ hình OSI - Mạng phụ (SubNetwork): Một thực thực tế mạng liệu mà có thủ tục đồng có hoạch định địa kiểm sốt cấp có thẩm quyền - Thực thể (Entity): phần tử tích cực lớp phần mềm (như trình xử lý) hay phần cứng (như chip vào/ra thông minh) - Ứng dụng (Application): việc sử dụng cuối hệ thống thông tin mà nhận biết tự thân hệ thống - Thực thể ứng dụng (Application Entity): phần q trình ứng dụng mà liên quan đến thơng tin mơi trường OSI Các khía cạnh trình ứng dụng cần tài khoản đưa vào cho mục đích mơ hình OSI mà đại diện hay nhiều Hệ thống cuối - Đầu cuối đến đầu cuối (End-to-end): việc gắn liền hay liên quan đến phần thông tin thực thể, cách tiêu biểu từ giao diện nguồn tin tức hệ thống thông tin đầu cuối phát đến giao diện hệ thống thông tin người sử dụng tin tức hay trình (ứng dụng) đầu cuối thu 1.1.2 Đặc điểm ATN - ATN cung cấp dịch vụ thông tin liên lạc liệu cho ngành hàng không - ATN cung cấp dịch vụ liên lạc thông suốt hệ thống mặt đất máy bay hệ thống mặt đất với Mặc dù có khác xa mặt kỹ thuật hệ thống thông tin liên lạc - ATN cung cấp dịch vụ thông tin liên lạc đáp ứng yêu cầu an ninh, an toàn cho ứng dụng - Các ứng dụng ATN khác hỗ trợ nhiều loại dịch vụ điện văn có yêu cầu mức độ ưu tiên khác - ATN sử dụng kết hợp mạng liệu khác như: hàng không, thương mại công cộng) tạo thành mạng thơng tin hàng khơng tồn cầu - ATN bao hàm mảng thông tin mặt đất không Ứng dụng thông tin vệ tinh ATN giúp ATN đảm bảo tính bao phủ tồn cầu Hình 1.2 Khái niệm ATN 1.1.3 Chức ATN Mạng ATN tiến trình ứng dụng tương ứng thiết lập nhằm hỗ trợ cho hệ thống CNS/STM Mạng ATN có chức sau:  Mạng chuyên dụng dành riêng để cung cấp dịch vụ truyền liệu cho tổ chức cung cấp dịch vụ không lưu (ATM) hàng Hàng không theo hình thức sau: - Cơng tác thơng tin cho dịch vụ không lưu (ATSC) - Công tác điều hành khai thác Hàng không (AOC) - Công tác thông tin phục vụ cho hãng Hàng không (AAC) - Công tác thông tin cho hàng khách (APC)  Mạng cung cấp, theo nghĩa hoàn toàn suốt với người dùng, dịch vụ truyền từ người dùng đến người dùng tin cậy cho phép dịch vụ không lưu cung cấp liệu an toàn hiệu giữa: - Các hệ thống máy bay với hệ thống đất - Các hệ thống đất  Mạng cung cấp dịch vụ truyền liệu mà có khả đáp ứng tính bảo mật an toàn người dùng  Mạng dựa tiêu chuẩn truyền liệu quốc tế thừa nhận thuận lợi cho việc phát triển hệ thống theo ý muốn khuyến khích dịch vụ mạng có tính cạnh tranh  Mạng cung cấp nhiều kiểu, loại, lớp dịch vụ khác (bao gồm mạng air-ground ưa thích hay lựa chọn) yêu cầu ứng dụng khác  Mạng định nghĩa kiến trúc mà cho phép kết hợp mạng công cộng hay dành riêng, air-ground ground-ground Kiến trúc cho phép sử dụng lại sở hạ tầng công nghệ mạng có, ngồi cho phép người thực mạng tự việc thay đổi kích cỡ mạng cho phù hợp với phát triển người dùng mạng sử dụng hiệu băng thông mạng air-ground, vốn mạng có băng thông giới hạn, giảm giá thành sử dụng Các ứng dụng mạng ATN định nghĩa phát triển nhằm cung cấp cho dịch vụ truyền tin, giám sát thông tin Hàng không Các ứng dụng dùng để hỗ trợ cho dịch vụ quản lý không lưu (ATMS) đây:  Dịch vụ không lưu ATS: - Dịch vụ kiểm sốt khơng lưu (ATC) - Dịch vụ thơng tin bay (FIS) - Dịch vụ cảnh báo  Quản lý luồng không lưu ATFM  Quản lý bầu trời Airspace Management Hình 1.3 Chức ATN 1.1.4 Ưu điểm ATN ATN cung cấp giải pháp để thỏa mãn dải rộng nhu cầu thông tin liên lạc liệu ATN đưa dịch vụ thơng tin nhanh, sẵn sàng có tính thống cao Điều cần thiết cho việc cải thiện khả sử dụng vùng trời (giảm phân cách bay để tăng lưu lượng bay) Hơn cấu trúc ATN cho phép kết nối ứng dụng vào mạng cách dễ dàng Việc sử dụng đường truyền liệu ATN làm giảm tắc nghẽn kênh thơng tin thoại Vì giảm trễ hoạt động bay vùng chung cận vùng có mật độ bay cao ATN cung cấp phương tiện để cải thiện hiệu liên lạc kiểm soát viên khơng lưu phi hành đồn, có khả hoạt động môi trường đa quốc gia với nhà cung cấp dịch vụ truyền số liệu khác Đồng thời ATN cung cấp dịch vụ thông tin cho tất ứng dụng ATSC AINSC ATN xem mạng intemet dành riêng cho ngành hàng không, đáp ứng tất dịch vụ liên quan đến ngành hàng không dân dụng So sánh với hệ thống liên lạc thoại thông thường, ATN ứng đụng ATM đem lại lợi ích sau: - Thơng tin liên lạc rõ ràng dẫn đến giảm bớt lỗi giao tiếp - Việc sử dụng kênh thông tin hiệu đưa đến kênh liên lạc mặt đất máy bay đường truyền mặt đất giảm Có khả kết nối hai đầu cuối người sử dụng máy bay mặt đất mạng ATN - Giảm bớt khối lượng công việc cho phi công kiểm sốt viên khơng lưu hay phận liên quan đến hoạt động ATM - Giảm bớt yêu cầu cho đa số hệ thống liên lạc đo ứng dụng ATSC, AOC, AAC, APC ATN đem lại lợi ích khác : Giảm nhiên liệu bay, thời gian bay 1.2 Các ứng dụng ATN 1.2.1 Ứng dụng đất - đất G/G 1.2.1.1 Ứng dụng AMHS Ứng dụng AMHS cho phép điện văn ATS trao đổi người sử dụng dịch vụ Hai dịch vụ AMHS là: - ATS Message Service: Là dịch vụ nhận chuyển điện văn dạng AMHS mạng ATN - ATN Pass Through Service: Là phương tiện truyền điện văn AFTN mạng ATN 1.2.1.2 Ứng dụng AIDC Ứng dụng AIDC cho phép trao đổi thông tin trung tâm ATS nhằm hỗ trợ cho chức kiểm sốt khơng lưu (ATC) Như thông báo máy bay tiếp cận vùng thông báo bay (FIR) chuyển quyền kiểm soát quyền trao đổi thông tin với máy bay trung tâm ATS 1.2.2 Ứng dụng không - địa A/G 1.2.2.1 Ứng dụng CM Ứng dụng CM cho phép hệ thống máy bay hệ thống mặt đất hai hệ thống mặt đất trang bị thích hợp trao đổi cập nhật thơng tin ứng dụng chúng với Tức là, ứng dụng CM cung cấp khả thiết lập logo hệ thống ATS mặt đất với hệ thống máy bay hai ATS mặt đất với Khi liên kết thích hợp thiết lập, hệ thống trao đổi thơng tin ứng dụng cụ thể (ADS, CPDLC, FIS) 1.2.2.2 Ứng dụng CPDLC CPDLC ứng dụng cho phép kiểm soát viên không lưu phi công trao đổi thông tin hoạt động bay điện văn thông qua đường truyền liệu 1.2.2.3 Ứng dụng ADS Ứng dụng ADS thiết kế dùng để báo cáo tự động đến người sử dụng thơng tin vị trí máy bay Các thông in cung cấp từ hệ thống dẫn đường hệ thống thu GPS máy bay Máy bay cung cấp thông tin cho người sử dụng bốn trường hợp sau: - Hợp đồng theo yêu cầu: Máy bay cung cấp thông tin vị trí cho hệ thống mặt đất có yêu cầu 10 - Hợp đồng theo định kỳ: Máy bay cung cấp thông tin vị trí cho hệ thống mặt đất định kỳ theo khoảng theo khoảng thời gian định (ví dụ 30 phút máy bay phát cho hệ thống mặt đất lần) - Hợp đồng theo kiện: Máy bay cung cấp thơng tin vị trí cho hệ thống mặt đất máy bay phát kiện - Hợp đồng khẩn nguy: Máy bay cung cấp thơng tin vị trí cho hệ thống mặt đất có nguy hiểm xảy Một hợp đồng theo kiện hay hợp đồng theo định kỳ phải tồn trước hợp đồng khẩn nguy thiết lập Một hệ thống máy bay có khả cung cấp hợp đồng tới bốn trung tâm kiểm sốt khơng lưu (ATC) mặt đất lúc Ngồi ra, cung cấp đồng thời hợp đồng theo yêu cầu, hợp đồng theo kiện, hợp đồng theo định kỳ với hệ thống mặt đất 1.2.2.4 Ứng dụng FIS Ứng dụng FIS cho phép phi công yêu cầu nhận thông tin ATIS từ hệ thống FIS mặt đất qua đường truyền liệu Ứng dụng FIS thiết kế phép dịch vụ FIS cung cấp tới phi công qua việc trao đổi in hệ thống máy bay hệ thống FIS mặt đất Máy bay yêu cầu dịch vụ cách phát tin yêu cầu tới hệ thống FIS mặt đất Có hai loại hợp đồng thiết lập theo yêu cầu phi công - FIS Demand Contract: Hệ thống FIS mặt đất cung cấp thông tin có yêu cầu FIS Update Contract: Hệ thống FIS mặt đất cung cấp thông tin cập nhật cho thông tin 1.3 Các thành phần ATN Thành phần chủ yếu mạng ATN mạng (Subnetworks), ATN routers (ISs) hệ thống đầu cuối (ESs) 11 Hình 1.4 Các thành phần chủ yếu ATN 1.3.1 ATN routers ATN routers hệ thống trung gian (IS), mặt cấu trúc ATN router phân thành ba lớp tương ứng với ba tầng thấp mơ hình tham chiếu OSI thực chức truyền liệu, định tuyến liên kết mạng khác Vì hệ thống cuối trao đổi thơng tin với chúng không kết nối trực tiếp vào mạng Việc trao đổi liệu routers thông qua giao thức định tuyến Các giao thức định tuyến khác giao thức truyền liệu người sử dựng Thông tin định tuyến thông tin liệu người sử dụng truyền qua mạng ATN router thực truyền gói liệu người sử dụng qua đường thích hợp nhất, cách thu thập yêu cầu dịch vụ cụ thể đóng header gói liệu Khi truyền gói liệu qua mạng, router chọn lựa mạng thích hợp để truyền dựa vào xem xét liên kết, an toàn, chất lượng dịch vụ 1.3.2 Hệ thống cuối ATN Các hệ thống cuối ATN ESs thể theo mơ hình tham chiếu OSI ISO 12 Hệ thống cuối ATN trao đổi liệu với hệ thống cuối ATN khác mạng nhằm cung cấp dịch vụ thông tin liên lạc hai đầu cuối (end to end) cho ứng dụng ATN Hệ thống cuối ATN có cấu trúc hồn tồn tn thủ theo mơ hình phân lớp (7 lớp) OSI ISO 1.3.3 Các mạng ATN Dữ liệu qua mạng ATN hỗ trợ ba dạng mạng thông tin sau: - Mạng mặt đất (Ground - ground subnetworks) - Mạng không địa (Air - ground subnetworks) - Mạng không (Avionics subnetworks) 1.3.3.1 Mạng mặt đất Các mạng mặt đất thông thường mạng LANs thường dùng để liên kết ESs ESs, WAN thường dùng cho liên kết ISs ISs Ngoài ra, mạng trao đổi liệu chung ICAO dựa dịch vụ thông tin X25 sử dụng mạng ATN Mục đích mạng dùng để kết nối trình ứng dụng khác mặt đất cho phép kết nối trình ứng dụng mặt đất với trình truyền liệu mặt đất nhằm để truy cập trình ứng dụng thường trú máy bay 1.3.3.2 Mạng khơng - địa Mạng khơng địa có nhiệm vụ đảm bảo việc kết nối người sử dụng mạng mặt đất với người sử dụng mạng không Mạng không địa thực chức cách truyền thông báo đến mạng không từ mạng mặt đất ngược lại Mạng không địa bao gồm: - Mạng radar thứ cấp mode S - Mạng VHF datalink - Mạng truyền liệu qua vệ tinh - Mạng HF datalink Bất kỳ mạng không địa liên kết với mạng ATS mặt đất với dịch vụ dùng chung hay dành riêng mặt đất 13 1.3.3.3 Mạng không Tương tự hệ thống mặt đất, mạng LAN sẵn có máy bay mạng không Mạng dùng để liên kết hệ thống thiết bị máy bay để phục vụ cho việc liên lạc với mặt đất qua mạng không địa tương ứng 14 CHƯƠNG 2: PHÂN HỆ VHF KẾT NỐI GIỮA MÁY BAY VÀ TRẠM ĐIỀU KHIỂN KHÔNG LƯU 2.1 Giới thiệu - Hệ thống thông tin thoại máy bay mặt đất sóng VHF bao gồm: • Hệ thống thơng tin không/đất (tại sân bay trung tâm kiểm sốt xa) • Hệ thống thơng tin sân tự động • Hệ thống thơng tin dịch vụ đường dài • Hệ thống thông tin dùng cho công tác cứu nguy - Hệ thống thông tin không/đất: Dùng cho liên lạc thoại KSVKL với máy bay tháp điều khiển, sân liên lạc thoại điều phái viên hàng không ACC với phi công máy bay thuộc vùng thông báo bay ACC quản lí Chỉ tiêu kĩ thuật: Tần số VHF: 118 đến 136MHz Khoảng cách kênh: 50kHz, 25KHz 125 KHz Công suất cực đại: 200W dùng cho đường dài, 30W, 50W dùng cho sân bay - Hệ thống thông tin dịch vụ sân tự động: Cung cấp cho máy bay thông tin thời tiết, trạng thái hoạt động hệ thống an tồn hàng khơng Hệ thống có tiêu kĩ thuật sau: Tần số VHF: 118 đến 136MHz Công suất cực đại: 50W - Hệ thống thông tin dịch vụ đường dài: Cung cấp kịp thời thơng tin mang tính chất cập nhật điều kiện phi cảng thời tiết, tình trạng hoạt động phương tiện dẫn đường… Để cung cấp cho người lái Hệ thống có tiêu kĩ thuật sau: Tần số VHF: 118 đến 136 MHz Công suất cực đại: 50W - Hệ thống thơng tin dùng cho cơng tác tìm kiếm cứu nguy: Dùng cho liên lạc đội tìm kiếm mặt đất với máy bay gặp nạn không tần số VHF 121.5MHz 2.2 Nguyên lý hoạt động máy thu phát VHF Có ba loại máy thu phát VHF sử dụng: 10W, 50W, 200W 2.2.1 Máy phát Sơ đồ khối tổng quát máy phát VHF-AM, gồm khối sau: 15 Hình 2.1 Sơ đồ máy phát VHF - AM - Khối tiền khuếch đại âm tần: dùng để khuếch đại tín hiệu vào đến nức đủ lớn để đưa vào tầng khuếch đại cơng suất âm tần.Vì với máy phát AM biên độ điện áp âm tần yêu cầu phải đủ lớn để có M% lớn (tầng thường khuếch đại Micro khuếch đại mức cao) - Khuếch đại công suất âm tần: Có nhiệm vụ khuếch đại tín hiệu âm tần đủ lớn để thực điều chế tín hiệu cao tần - Bộ dao động tín hiệu cao tần: tự dao động tạo tín hiệu cao tần tần số làm việc máy phát VHF, có biên độ tần số ổn định, có dải tần hoạt động theo yêu cầu, thông thường sử dụng tạo dao động thạch anh hay tổng hợp tần số - Tiền khuếch đại cao tần: dùng để khuếch đại tín hiệu cao tần có cơng suất đủ lớn để thực điều chế, làm nhiệm vụ tầng đệm để làm giảm ảnh hưởng tầng sau đến độ ổn định tần số dao động tạo tín hiệu cao tần - Khuếch đại công suất cao tần: thực điều chế AM tạo công suất cần thiết cho máy phát - Mạch lọc: để phối hợp trở kháng khuếch đại cơng suất cao tần ăng ten để có cơng suất phát tối ưu - Thiết bị an toàn làm mát: thành phần bảo đảm cho thiết bị hoạt động ổn định, an toàn đặc biệt hệ thống máy phát công suất lớn - Nguồn cung cấp: Tùy thuộc vào công nghệ chế tạo máy phát mà nguồn cung cấp có tiêu chuẩn khác đòi hỏi phải ổn định đủ công suất 2.2.2 Máy thu Sơ đồ khối tổng quát cyar máy thu VHF-AM gồm khối sau: 16 Hình 2.2 Sơ đồ máy thu VHF - AM - Bộ khuếch đại cao tần (KĐCT): Dùng để khuếch đại tín hiệu cao tần thu từ ăn ten nhằm mục đích làm tăng tỉ số S/N cung cấp tín hiệu đến trộn tần - Bộ tạo dao động ngoại sai: Tự dao động tạo tín hiệu trung tần cung cấp cho trộn tần để thực điều chế - Bộ trộn tần: thực điều chế hai tín hiệu âm tần từ đầu KĐCT tín hiệu dao động trung tần từ đầu dao động tạo tín hiệu trung tần để tạo tín hiệu trung tần điều chế biên độ, cung cấp đến KĐTT - Bộ khuếch đại trung tần (KĐTT): dùng để khuếch đại tín hiệu trung tần tạo độ khuếch đại theo yêu cầu máy thu độ ổn định cao - Bộ tách sóng: để tách lấy tín hiệu âm tần khỏi tín hiệu trung tần đưa đến khuếch đại âm tần - Bộ khuếch đại âm tần: dùng để khuếch đại tín hiệu âm tần có cơng suất đủ lớn theo yêu cầu để thực việc phát loa - Mạch AGC: để tạo mức tín hiệu đầu không bị thay đổi tượng pha đinh nguyên nhân khác 2.2.3 Sơ đồ khối máy thu phát VHF-AM: 17 Hình 2.3 Sơ đồ máy thu phát VHF - AM 2.3 Một số kỹ thuật VHF kết nối máy bay trạm điều khiển không lưu 2.3.1 VHF Datalink VHF datalink hay VHF Digital Link (VDL) phương tiện gửi thông tin tàu bay trạm mặt đất (với trường hợp VDL mode truyền thông tin tàu bay) Các liên kết liệu VHF hàng không sử dụng dải 117.975 – 137Mhz hiệp hội viễn thông giới ITU phân cho dịch vụ định tuyến di động hàng không AMRS Đây chuẩn ngành hàng không (AEEC) cho VHF datalink ACARS lắp khoảng 14000 tàu bay chuẩn ICAO xác định Tổ chức thông tin liên lạc di động hàng không AMCP năm 1990 VDL mode mode triển khai hoạt động hỗ trợ thơng tin liên lạc datalink kiểm sốt viên khơng lưu – phi công CPDLC VDL mode 1: AMCP ICAO xác định mode cho mục đích hợp thức hố Nó giống với VDL mode ngoại trừ việc sử dụng liên kết VHF tương tự ACARS VHF nên triển khai nhờ sử dụng vô tuyến tương tự trước triển khai vô tuyến số VHF hoàn thành AMCP ICAO hoàn toàn xác nhận VDL mode vào năm 1994, sau mode khơng cần thiết loại khỏi chuẩn ICAO VDL mode 2: VDL mode ICAO phiên VDL Nó triển khai chương trình EUROCONTROL link 2000+ quy định liên kết chuẩn EU single sky chấp nhận yêu cầu tất tàu bay bay Châu Âu phải trang bị CPDLC Chuẩn ICAO cho VDL mode xác định lớp, là: lớp vật lý, lớp liên kết lớp mạng Lớp mạng tuân thủ yêu cầu chuẩn mạng viễn thông hàng không 18 (ATN) ICAO để xác định giao thức liệu đầu cuối dùng nhiều mạng mặt đất không - địa bao gồm VDL Lớp liên kết VDL mode tạo thành từ hai lớp con, lớp dịch vụ liên kết liệu lớp điều khiển truy nhập môi trường (MAC) Giao thức liên kết liệu dựa chuẩn ISO dùng cho HDLC quay số truy nhập vào mạng X25 Nó cung cấp cho tàu bay thiết lập liên kết tích cực tới trạm mặt đất xác định bảng địa cho trạm mặt đất Giao thức MAC phiên đa truy nhập phát sóng mang CSMA Lớp vật lý VDL mode xác định cách sử dụng kênh VHF rộng 25kHz kiểu điều chế D8PSK cách cung cấp tốc độ liệu 31.5kbit/s Đây tốc độ liệu cao đạt kênh 25kHz với phạm vi tối đa 200NM Điều yêu cầu triển khai VHF vô tuyến số VDL mode 3: Chuẩn ICAO cho VDL mode xác định giao thức cung cấp cho tàu bay thông tin liên lạc liệu thoại số hoá US FAA xác định với hỗ trợ Mitre Hỗ trợ thoại số hoá làm cho giao thức mode phức tạp VDL mode Các gói liệu thoại số hoá vào khe đa truy nhập phân chia theo thời gian TDMA phân trạm mặt đất FAA thực hệ thống mẫu vào năm 2003 không thành công thuyết phục hãng hàng không lắp đặt điện tử hàng không VDL mode đến năm 2004 huỷ bỏ VDL mode 4: Chuẩn ICAO cho VDL mode xác định giao thức cho phép tàu bay trao đổi liệu với trạm mặt đất với tàu bay khác VDL mode sử dụng giao thức đa truy nhập phân chia theo thời gian tự tổ chức STDMA (được Hakan Lans, người Thụy Điển phát minh vào năm 1988) cho phép tự tổ chức, tức khơng đòi hỏi trạm mặt đất Vì nên dễ triển khai VDL mode Tháng 11 năm 2001, giao thức ICAO chấp nhận chuẩn toàn cầu Chức cung cấp lớp vật lý tần số VHF cho truyền dẫn ADS-B Tuy nhiên, bắt kịp liên kết cho ADS-B nhờ hoạt động liên kết radar mode S dải 1090MHz Hội nghị dẫn đường hàng không ICAO chọn liên kết vào năm 2003 Mơi trường VDL mode dùng cho chuyển đổi không - địa Tốt dùng cho truyền dẫn tin ngắn lượng lớn người sử dụng, ví dụ: cung cấp nhận thức tình huống, quản lý thông tin hàng không số D-AIM, Những thử nghiệm đại hố quản lý khơng lưu Châu Âu triển khai ADS-B truyền dẫn không - địa cách sử dụng hệ thống VDL mode Tuy nhiên, tàu bay không vận, hoạt động triển khai ADS-B dùng liên kết mode S CPDLC dùng VDL mode 19 2.3.2 B – VHF B-VHF hệ thống thông tin liên lạc mặt đất với trạm mặt đất GS hoạt động kiểm soát viên mạng cung cấp đa dịch vụ tế bào B-VHF Mỗi tế bào sử dụng kênh thông tin liên lạc băng rộng chuyên dụng cung cấp tầm phủ vật lý cho vùng không phận tương ứng Nếu tầm phủ vật lý tế bào nhỏ tầm phủ vận hành dịch vụ yêu cầu dịch vụ cài đặt số tế bào láng giềng thích hợp với vùng bao phủ chồng lấn Trong suốt trình chuyển giao dịch vụ thực tàu bay bay qua đường biên tế bào liên quan – điều xảy suốt trình phát thoại liên tục kiểm sốt viên phi cơng Khi hệ thống B-VHF cung cấp tầm phủ dịch vụ thoại liệu phạm vi rộng lớn, hiệu tách khỏi cấu trúc không phận chuẩn bị cho khái niệm ATM tương lai bao gồm quản lý không phận động B-VHF hệ thống song công dựa TDD (song công phân chia theo thời gian) tách rời liên kết phát (FL tức trạm mặt đất phát) liên kết thu (RL tức tàu bay phát) Hình 2.4 Cấu trúc khung B - VHF Dữ liệu người dùng, thoại số hóa khối liệu hệ thống chuyển vào khung ngắn (hình 2.4) Các loại khung bao gồm khung FL RL mang lưu lượng người dùng tốt khung FL quảng bá khung RL truy cập ngẫu nhiên mang liệu hệ thống Cấu trúc khung sau xếp vào đa khung, siêu khung hyper-frames Hệ thống hỗ trợ dịch vụ đường thoại truyền thống tốt liên kết liệu thoại quảng bá từ GS đến tàu bay Thông tin liệu điểm – điểm (PP) tàu bay GS hỗ trợ tốt Hệ thống cung cấp 20 tùy ý thông tin thoại không – địa định địa GS dùng địa tàu bay rời rạc 2.3.3 VHF – Offset Do môi trường sở hạ tầng bị hạn chế, vài tầm phủ phân vùng điều khiển đạt trạm mặt đất Để đối phó với hạn chế hoạt động này, cần phải dùng đồng thời vài trạm mặt đất độc lập hoạt động tần số Về mặt kỹ thuật thực trạm (theo Annex 10 ICAO, thường giới hạn trạm), q trình gọi trễ sóng mang (offset carrier) Thực thi trễ sóng mang mục đích để: • Giảm nhiễu bề mặt địa lý, đặc biệt phân vùng mức thấp • Cho phép mở rộng phạm vi phủ sóng • Đối phó với việc khơng có hay thiếu vị trí thích hợp cho trạm mặt đất • Hỗ trợ dự phòng Khi phát sóng địa - khơng (từ kiểm sốt viên khơng lưu đến phi cơng), tín hiệu âm tần lúc phát tất trạm mặt đất có liên quan Để giảm nhiễu giao thoa vùng phủ chồng lấn thiết bị phát, sóng mang làm trễ phạm vi độ rộng kênh (25kHz) Bằng cách này, tín hiệu thu từ việc kết hợp sóng mang máy thu máy bay dịch ngồi dải thơng âm tần Ví dụ, trễ hệ thống sóng mang đặt ±5kHz Khi phát sóng khơng - địa (từ phi cơng đến kiểm sốt viên khơng lưu), tín hiệu âm tần từ tất phần trạm mặt đất (tuỳ thuộc vào vị trí tương ứng với máy bay) gửi ngược trở lại VCS Để ngăn chặn việc tạo phách gây giảm chất lượng tín hiệu thoại, tần số trạm phát đuợc dịch tần số cố định so với tần số trung tâm kênh Hoạt động offset carrier miêu tả chi tiết Annex 10 tổ chức ICAO đây: Số trạm Tần số phát trạm Tần số phát trạm Tần số phát trạm Tần số phát trạm Tần số phát trạm fc + kHz fc + 7,5 kHz fc + 7,5 kHz fc –2,5 kHz fc – kHz fc fc – 7,5kHz fc – 7,5kHz N/A fc – 7,5kHz fc +2,5kHz fc N/A N/A fc -2,5kHz fc +2,5kHz N/A N/A N/A fc + 7,5 kHz 21 Bảng 2.1: Bảng tần số sóng mang ứng với số trạm mạng VHF offset Các giá trị offset dựa nguyên tắc giảm phách tạo băng âm tần, nâng cao đáng kể chất lượng thoại 2.3.4 Đánh giá Từ giới thiệu kỹ thuật VHF trên, ta đưa đánh sau: - VHF datalink thực truyền liệu qua sóng VHF, trạm mặt đất tàu bay thường xuyên cung cấp số liệu lẫn (về vị trí, độ cao, tốc độ, ) để định tuyến bay tự động Kỹ thuật dùng cho ACC APP, TWR sử dụng kỹ thuật VHF truyền thống để liên lạc với tàu bay - B-VHF đưa để giải vấn đề hạn chế băng tần VHF hàng không cho nước có mật độ bay cao sử dụng kỹ thuật MC – CDMA dựa OFDM Hệ thống B-VHF phát VHF băng rộng điều chế số, việc đòi hỏi phải thay đổi tất thiết bị thu phát trạm mặt đất tàu bay - VHF offset VHF truyền thống đưa để giải việc giảm tải cho kiểm soát viên khơng lưu đường dài Với nước có địa hình trải dài Việt Nam trạm VHF khơng thể phủ kín nên phải có trạm VHF rải rác dọc địa hình, tàu bay bay từ Nam Bắc phải qua nhiều trạm VHF Tùy theo vị trí tàu bay mà kiểm sốt viên khơng lưu đường dài chọn trạm VHF thích hợp để làm việc Nếu mật độ bay đơng việc chọn trạm khó khăn Hệ thống VHF offset cho phép kiểm sốt viên khơng lưu phát đồng thời trạm khơng cần quan tâm đến vị trí tàu bay nữa, không gây nhiễu trạm tàu bay đặc biệt không cần phải thay đổi công nghệ tàu bay 2.4 Hiện trạng hệ thống VHF Việt Nam Không phận Việt Nam chia thành vùng thông báo bay (FIR) FIR Hà Nội FIR Hồ Chí Minh Việc điều hành hoạt động bay FIR Hà Nội Trung tâm quản lý bay miền Bắc – Công ty bảo đảm hoạt động bay miền Bắc, đảm trách 22 Hình 2.5 FIR Hà Nội FIR Hồ Chí Minh Hình 2.6 Các trạm VHF tầm phủ sóng tương ứng lãnh thổ Việt Nam Hệ thống thông tin trực thoại hàng không sử dụng tuyến truyền dẫn VSAT, Viba cáp quang cung cấp dịch vụ trực thoại đường dây nóng Trung tâm huy bay Việc liên lạc không – địa sử dụng hệ thống điều khiển xa VHF với chế điều biên AM 25kHz công suất phát lớn đến 250W tạo nên mạng lưới trạm VHF bao phủ toàn FIR hệ thống thu phát HF đơn biên Cụ thể sau: - Hệ thống thiết bị VHF Nội Bài (VHF EXICOM 50W) ddwwocj đặt ACC Hà Nội lắp đặt đưa vào sử dụng từ năm 1993, trang bị cho phân khu điều hành bay FIR Hà Nội (Phân khu Bắc phân khu Nam) 23 - Trạm VHF Tam Đảo (VHF EXICOM 50W) sử dụng để phủ sóng cho phân khu Bắc phần phân khu Nam - Trạm VHF Vinh (VHF EXICOM 50W) triển khai, lắp đặt đưa vào sử dụng từ năm 1997 với mục đích đáp ứng việc phủ sóng cho phân khu Nam - Trạm VHF Sơn Trà thiết lập với mục đích ban đầu để phục vụ cơng tác điều hành bay cho phân khu I ACC Hồ Chí Minh Đến năm 2000 triển khai thêm hệ thống VHF để bổ trợ cho trạm VHF Vinh VHF Nội Bài - Hệ thống thiết bị VHF Vinh, Điện Biên, Cát Bi dùng thiết bị thu phát công suất 7W LỜI CẢM ƠN Bám theo nội dung giảng hướng dẫn PGS.TS Đỗ Trọng Tuấn, nhóm thực hoàn thành nội dung tập lớn Trong nội dung khơng tránh khỏi thiếu sót, nhóm mong tiếp tục nhận góp ý PGS.TS Đỗ Trọng Tuấn Cuối cùng, nhóm xin trân trọng cảm ơn quan tâm, định hướng, hỗ trợ PGS.TS Đỗ Trọng Tuấn! 24 ... CHƯƠNG 2: PHÂN HỆ VHF KẾT NỐI GIỮA MÁY BAY VÀ TRẠM ĐIỀU KHIỂN KHÔNG LƯU 2.1 Giới thiệu - Hệ thống thông tin thoại máy bay mặt đất sóng VHF bao gồm: • Hệ thống thông tin không/ đất (tại sân bay trung... 2: PHÂN HỆ VHF KẾT NỐI GIỮA MÁY BAY VÀ TRẠM ĐIỀU KHIỂN KHÔNG LƯU 15 2.1 Giới thiệu 15 2.2 Nguyên lý hoạt động máy thu phát VHF 15 2.2.1 Máy phát 15 2.2.2 Máy. .. 2.2.3 Sơ đồ khối máy thu phát VHF- AM: 17 Hình 2.3 Sơ đồ máy thu phát VHF - AM 2.3 Một số kỹ thuật VHF kết nối máy bay trạm điều khiển không lưu 2.3.1 VHF Datalink VHF datalink hay VHF Digital Link