nghiên cứu phân tích các trang thiết

MỤC LỤC
Lời mở đầu
CHƯƠNG I. TRUYỀN LAN SÓNG VÔ TUYẾN ĐIỆN VÀ CÁC HỆ THỐNG
THÔNG TIN VIỄN THÔNG
1.1 Các phương thức truyền lan sóng vô tuyến điện và ứng dụng trong thông tin Vô
tuyến điện Hàng hải
1.1.1 Phân chia dải sóng vô tuyến điện
1.1.2 Đặc điểm môi trường truyền lan sóng điện từ
a. Tầng đối lưu
b. Tầng điện ly
1.1.3 Các phương thức truyền lan sóng điện từ và ứng dụng trong thông tin Vô
tuyến điện Hàng hải
a. Truyền lan sóng đất
b. Truyền lan sóng không gian
c. Truyền sóng trời (phản xạ tầng điện ly)
d. Truyền sóng tự do (Truyền thẳng)
1.2 Các hệ thống thông tin viễn thông
1.2.1. Hệ thống thông tin Vô tuyến điện Hàng hải
a. Hệ thống thông tin vệ tinh
b.Hệ thống thông tin sóng trung, ngắn, cực ngắn -MF/HF/VHF 23
1.2.2 Thông tin Mặt đất (Land line)
a. Phân loại mạng thông tin mặt đất
b. Các dich vụ thông tin Mặt đất
CHƯƠNG II. CÁC CÔNG ƯỚC QUỐC TẾ VỀ AN TOÀN VÀ CỨU NẠN
HÀNG HẢI
2.1 CÔNG ƯỚC SOLAS
2.1.1 Giới thiệu
2.1.2 Nội dung công ước SOLAS
a. Giới thiệu
b. Phân chia các vùng biển
1

c. Quy định của Solas cho các trang thiết bị thông tin vô tuyến điện trong
hệ thống GMDSS trang bị trên tàu biển
2.2 CÔNG ƯỚC SAR – 79
2.2.1. Giới thiệu
2.2.2. Nội dung công ước SAR
2.2.3. Sự phối hợp giữa SAR và Solas trên phương diện thông tin liên lạc
CHƯƠNG III. CÁC TRANG THIẾT BỊ ĐÁP ỨNG SOLAS VÀ SAR
3.1. CÁC YÊU CẦU CỦA SOLAS CHO ĐÀI TÀU VÀ ĐÀI DUYÊN HẢI HẢI
PHÒNG
3.1.1. Trang thiết bị cho đài tàu theo công ước Solas
a. Thiết bị thu phát VHF
b. Phao định vị Epirb
c. Thiết bị phản xạ sóng rada - SART
d. Máy thu Navtex Quốc tế
e. Thiết bị liên lạc hiện trường Radio two way
f. Máy thu phát MF/HF
g. INMARSAT
3.1.2. Các trang thiết bị cho đài duyên hải Hải Phòng theo công ước Solas
3.2. CÁC YÊU CẦU CỦA SAR VÀ HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐÁP ỨNG SAR
3.2.1 Các yêu cầu của SAR-79
3.2.2 Các hệ thống thông tin đáp ứng yêu cầu của SAR-79
3.2.3 Trang thiết bị cho tàu chuyên dụng phục vụ mục đích cứu nạn -SAR
KẾT LUẬN
Tài liệu tham khảo

2
Lời mở đầu
Việt Nam có hơn 3200 km đường bờ biển, các hoạt động giao thông Hàng hải và
kinh tế biển đang ngày càng phát triển. Song nước ta lại nằm trong khu vực nhiệt
đới gió mùa nên tiềm ẩn nhiều nguy cơ rủi ro liên quan đến Hàng hải. Con người

làm việc và hoạt động ngoài biển khơi đều mong muốn có sự bảo đảm về an toàn
tính mạng. Điều đó có nghĩa là cần thiết phải có những biện pháp để loại trừ những
đến mức thấp nhất mọi tình huống nguy hiểm có thể xảy ra. Nói cách khác tàu phải
đáp ứng được được những yêu cầu về an toàn như kết cấu của tàu, trang thiết bị trên
tàu để trong tình huống bất khả kháng chẳng may xảy ra tai nạn thì bằng mọi kỹ
năng tiến hành báo động cấp cứu và cứu hộ có hiệu quả cao nhất. Do đó việc nghiên
cứu đánh giá các trang thiết bị quy định cho mỗi đài tàu là việc làm thiết thực nhằm
giảm rủi ro cho người đi biển và góp phần phát triển kinh tế Việt Nam nói chung và
kinh tế ngành Hàng hải nói riêng.
Được sự gợi ý và giúp đỡ tận tình của thầy giáo Ngô Xuân Hường em đã chọn
đề tài :” Nghiên cứu phân tích các trang thiết bị cho đài tàu và đài duyên hải Hải
Phòng đáp ứng yêu cầu của Công ước Quốc tế về tìm kiếm - cứu nạn Hàng hải
SAR-79”.
Đề tài gồm các nội dung sau:
- Chương I: Truyền lan sóng Vô tuyến điện và hệ thống thông tin viễn thông.
- Chương II: Các Công ước Quốc tế về an toàn - cứu nạn trên biển.
- Chương III: Các trang thiết bị áp dụng cho đài tàu và đài duyên hải Hải
Phòng theo Công ước Solas và SAR.
Do trình độ bản thân còn hạn chế nên đề tài không tránh được thiếu sót, kính
mong sự góp ý của các thầy.
Em xin cảm ơn các thầy cô giáo trong Bộ môn Điện tử - Viễn thông Khoa Điện
– ĐTTB Trường ĐH Hàng Hải Việt Nam. Đặc biệt là thầy giáo Ngô Xuân Hường
đã giúp đỡ em hoàn thành đồ án này.

Hải phòng, ngày tháng năm 2011
Sinh viên thực hiện : Nguyễn Thị Nhị Hằng
3
Chương I
TRUYỀN LAN SÓNG VÔ TUYẾN ĐIỆN VÀ CÁC HỆ
THỐNG THÔNG TIN VIỄN THÔNG

Ngày nay, thông tin liên lạc đang ngày càng phát triển và đáp ứng rộng rãi
trong mọi lĩnh vực của đời sống xã hội, trong đó có ngành Hàng Hải. Để có được sự
lớn mạnh cả về quy mô cũng như số lượng các đội tàu trong nước cũng như Quốc tế
đòi hỏi hệ thống thông tin liên lạc trên biển phải ngày càng hoàn thiện để phục vụ
cho mục đích thương mai mà đặc biệt là trong an toàn hàng hải, bằng việc sử dụng
các trang thiết bị vô tuyến điện chuyên dụng. Song việc sử dụng các trang thiết bị
cho phù hợp là một vấn đề phức tạp đòi hỏi phải nắm rõ được các phương thức
truyền sóng vô tuyến điện của các thiết bị này.
1.1. CÁC PHƯƠNG THỨC TRUYỀN LAN SÓNG VÔ TUYẾN ĐIỆN
VÀ ỨNG DỤNG TRONG THÔNG TIN VÔ TUYẾN ĐIỆN HÀNG HẢI.
1.1.1 Phân chia dải sóng vô tuyến điện
Sóng điện từ là một trong những phát kiến vĩ đại của lịch sử loài người. Năm
1865 nhà bác học Macxoen đã dự đoán ra lý thuyết sóng điện từ. Năm 1887 đã phát
minh ra sóng điện từ bằng thực nghiệm do nhà bác học Henry Hetz. Trải qua nhiều
năm sau đó với rất nhiều công trình nghiên cứu và thực nghiệm mà đặc biệt là năm
1897 trong khi tiến hành thí ngiệm về liên lạc vô tuyến điện nhà bác học Popop đã
phát hiện ra sự phản xạ của của sóng điện từ và đã ứng dụng nó trong ngành Hàng
hải để kiểm tra tàu bè, xác định vị trí mục tiêu dẫn đường định hướng cho tàu trong
đêm hoặc có sương mù. Cho đến nay thông tin vô tuyến điện ngày càng được
nghiên cứu sâu hơn nữa để có thể áp dụng cho thông tin liên lạc trong mọi lĩnh vực.
Song dựa vào khả năng ứng dụng và phương pháp truyền thông tin mà sóng Vô
tuyến điện được phân chia thành các dải tần số sau:
4
Bảng 1.1 Các băng sóng Vô tuyến điện :
Tên băng tần (Băng sóng) Ký hiệu Phạm vi tần số
Tần số thấp (sóng dài) LF 30 - 300 kHz
Tần số trung bình (sóng
trung)
MF 300 - 3000 kHz
Tần số cao (sóng ngắn) HF 3 - 30 MHz

Tần số rất cao (sóng mét) VHF 30 - 300 MHz
Tần số cực cao (sóng
decimet)
UHF 300 - 3000 MHz
Tần số siêu cao (sóng
centimet)
SHF 3 - 30 GHz
Tần số vô cùng (sóng
milimet)
EHF 30 - 300 GHz
1.1.2 Đặc điểm môi trường truyền lan sóng điện từ
Nhờ việc phân chia các dải sóng như trên mà ta có thể thiết lập các kênh
thông tin vô tuyến với cự ly thông tin rất lớn, không kể trên mặt đất hay trên vũ trụ.
Mỗi kênh thông tin thường gồm các thiết bị thu phát đặt ở các đầu cuối và tin tức
được mang đi nhờ sóng điện từ lan truyền trong môi trường vật lý trung gian mà sau
đây ta gọi là môi trường truyền sóng. Nói cách khác, môi trường truyền sóng đã
khép kín mạch cho kênh thông tin. Do đó, môi trường truyền sóng chính là một bộ
phận của kênh thông tin.Vì vậy, để đảm bảo chất lượng của thông tin vô tuyến
không chỉ quan tâm đến tính năng và chất lượng các thiết bị đầu cuối mà còn phải
lưu ý tới môi trường truyền sóng, lựa chọn đúng đắn tần số công tác cũng như
phương thức truyền sóng một cách hợp lý.
Theo nghiên cứu khoa học thì môi trường tuyền dẫn sóng vô tuyến có những
đặc điểm sau:
*Nhược điểm:
- Là môi trường truyền dẫn hở: Chất lượng truyền dẫn chịu ảnh hưởng (bị
phadinh) ngẫu nhiên bởi:
• Thời thiết khí hậu: mây, mưa, bão, tuyết…
• Địa hình: Mặt đất,đồi núi nhà cửa,cây cối.
• Nguồn nhiễu trong thiên nhiên: phóng điện trong khí quyển phát xạ của
các hành tinh khác (khi thông tin vệ tinh).

5
• Nhiễu công nghiệp từ các động cơ đánh lửa bằng tia lửa điện.
• Nhiễu từ các thiết bị vô tuyến khác (MAI,nhiễu phá…).
• Vấn đề an ninh: dễ bị nghe trộm sử dụng trái phép đường truyền thông tin.
• Suy hao trong môi trường lớn.
• Tính di động tương đối giữa các đài phát-thu (dich tần Doppler).
- Là tài nguyên hạn chế. Do đó cần phải có quy hoạch sử dụng hợp lý để
không xảy ra hiện tượng tranh lấn kênh truyền.
*Ưu điểm: Môi trường truyền dẫn là môi trường vô tuyến nó có thể thực
hiện kết nối thông tin cho các thuê bao cũng như thực hiện nhu cầu trao đổi thông
tin mà không sử dụng bất kỳ đường truyền, hay dây dẫn nào. Tại bất kỳ vị trí nào
nằm trong vùng bao phủ của môi trường truyền dẫn thuê bao di động đều có khả
năng liên lạc tới thuê bao khác kể cả khi đang di chuyển dó đó có thể nói đó là một
môi trường truyền dẫn linh hoạt và linh động ngày càng được khai thác và sử dụng.
Xét về các thành phần trong môi trường truyền dẫn thì từ mặt đất lên độ cao
90km thành phần khí quyển gần giống với bề mặt Trái đất nhưng tính chất Vật lý lại
khác nhau như mật độ, nhiệt độ và độ ẩm nên ở lớp thấp này được chia làm 2 tầng
đối lưu và tầng bình lưu có độ cao đến 60km. Từ độ cao 60km đến 600km được gọi
là tầng điện ly. Tuy nhiên xét về tính chất của các tầng trong bầu khí quyển có ảnh
hưởng đến truyền lan sóng vô tuyến điện mà chỉ xét các tầng đối lưu và tầng điện
ly.
Hình 1.1. Cấu trúc bầu khí quyển Trái đất

a/ Tầng đối lưu là tầng khí quyển thấp trải từ mặt đất lên độ cao khoảng
6
10 - 15km. Đó là môi trường không đồng nhất vì có các tham số thay đổi theo thời
gian và không gian. Các hiện tượng khí tượng như mưa, bão, tuyết đều xảy ra
trong tầng đối lưu. Do đó, nó có ảnh hưởng lớn đến chất lượng truyền sóng vô
tuyến điện. Các ảnh hưởng này phụ thuộc nhiều vào tần số, điều kiện khí tượng của
từng vùng và phương của tia sóng.

Truyền sóng trong tầng đối lưu sử dụng sóng tần số cao, cực cao nhưng
theo thực nghiệm sự hấp thu sóng trong tầng đối lưu chỉ ảnh hưởng đến dải sóng
cm, mm tần số trên 10 Ghz, những bước sóng lớn hơn 10cm không bị suy giảm.
Sự truyền sóng trong tầng đối lưu chịu ảnh hưởng chủ yếu của mưa và
sương mù nên sẽ gây ra các hiện tượng sau:
+/ Hấp thu sóng gồm có:
- Hấp thu phân tử
 Chủ yếu là do hơi nước và oxi. Phụ thuộc vào tần số khi tần số
công tác < 10GHz có thể bỏ qua còn từ 10 GHz hấp thụ tăng
nhanh theo tần số.
 Sơ đồ trên chỉ ra sự phụ thuộc của hấp thu sóng do phân tử hơi
nước tại tần số 22GHz và oxi tại tần số 60GHz.
Hình 1.2. Sự phụ thuộc của hệ số hấp thụ sóng của O
2
và H
2
O vào tần số
7
- Hấp thu trong mưa và sương mù. Phụ thuộc cường độ mưa tính theo đơn
vị mm/h và tần số ở tần số < 6 GHz hấp thu không đáng kể khi cường độ
mưa tăng thì hấp thụ tăng, như vậy khi tần số tăng càng tỉ lệ thuận với sự
hấp thụ sóng.
Hình vẽ biểu diễn sự phụ thuộc của hệ số hấp thụ trong mưa phụ thuộc
vào tần số của sóng vô tuyến điện và cường độ mưa 100 mm/h
Hình 1.3. Sự phụ thuộc của hệ số hấp thụ trong mưa với cường độ
mưa 100 mm/s vào tần số
+/ Khuếch tán sóng và biến đổi phân cực sóng:
Do bức xạ thứ cấp của cái dòng cảm ứng làm khuếch tán năng lượng của
sóng theo các hướng. Do đó, làm giảm cường độ trường theo hướng chính. Hiện
tượng khuếch tán càng lớn khi hạt mưa có kích thước càng lớn và tần số càng cao.

Hạt mưa không phải là hình cầu lý tưởng mà chúng có dạng khác nhau. Khi sóng
phân cực thẳng truyền qua hạt mưa có hình dẹt biến thành sóng phân cực elip. Sự
biến đổi này làm mất sự phối hợp phân cực giữa anten thu – phát, làm tín hiệu thu
yếu đi.
b, Tầng điện ly là miền khí quyển cao nằm từ độ cao 60 km đến khoảng
600km trên mặt đất. Ở độ cao này mật độ không khí rất nhỏ và chất khí bị ion hóa,
tạo nên một số lượng lớn điện tử tự do. Càng lên cao mật độ ion hóa càng có sự
khác biệt. Do đó, tạo nên tầng điện ly có 4 lớp chính, mỗi lớp có một miền cực đại
của mật độ điện tử được gọi là lớp D,E,F1,F2.
8
Hình 1.4.Cấu tạo tầng điện ly
+ Lớp D là lớp thấp nhất của tầng điện ly.
• Việc nghiên cứu tầng này tương đối khó. Vì không thể dùng phương pháp
thăm dò vô tuyến điện thông thường được. Để khảo sát ta thường dùng
phương pháp gián tiếp nghĩa là thông qua việc đánh giá sự truyền lan của
sóng dài để xác định các đặc điểm của lớp:
• Các số liệu của lớp D:
Chiều cao: 60-90km
Mật độ điện tử cực đại vào khoảng
2 3 3
10 10 /e cm−
• Tần số tới hạn của lớp không vượt quá giới hạn fth=0.1-0.7 mhz. Do mật
độ không khí lớn nên số lần va chạm của điện tử với các hạt năng lượng
cũng lớn. Giá trị vào khoảng
7
10
lần/giây điều đó giải thích vì sao lớp D
hấp thụ mạnh nhất là với băng sóng trung.
• Dưới tác dụng của mặt trời lớp D chỉ xuất hiện ban ngày, ban đêm các
điện tử mất hầu hết, nên vào ban ngày băng sóng MF thu được thường

nhiễu về đêm tín hiệu rõ nét hơn rất nhiều.
+ Lớp E:
• Là lớp đầu tiên quan sát được bằng sóng vô tuyến điện. Chiều cao của lớp
vào khoảng (100 ÷ 110) km và ít thay đổi theo thời gian trong ngày và
năm.
• Mật độ điện tử của lớp tương ứng vào ban ngày mùa hạ khoảng
5
1 2.10÷
với tấn số tới hạn (
3 4÷
) MHz. Ban đêm khoảng
3
5.10

3
/e cm
;
9
0,6
th
f MHz=
. Vào mùa đông mật độ khoảng
3 3
0,5.10 /e cm
. Song mật độ
điện tử của lớp E tương đối ổn định ít chịu ảnh hưởng của các nhiễu loạn
làm ảnh hưởng đến thông tin vô tuyến điện và chủ yếu ảnh hưởng đến
truyền lan sóng trung .
+ Lớp F:
• Nằm ở độ cao từ 200km đến 450 km

• Diễn biến ngày và mùa của lớp F phức tạp hơn lớp E nhiều. Về mùa đông
lớp F có mật độ cao hơn mùa hè. Mật độ ban ngày đạt được khoảng
5 6 3
6.10 3.10 /e cm÷
với
7 16
th
f MHz= ÷
. Ban đêm nhỏ hơn, khoảng
5 3
2,5.10 /e cm
,
4.5
th
f MHz=
. Về mùa hè ban ngày lớp F chia làm 2 lớp: F1
cao khoảng
(200 250)km÷
và F2 cao khoảng
(300 400)km÷
. Ban đêm F1
nhập F2, có chiều cao khoảng 300km.
• Lớp F2 rất không ổn định, ngay trong ngày yên tĩnh nhất mật độ điện tử
cũng biến đổi từ 10
÷
15 % so với trị số trung bình. Cùng với sự biến đổi
của mật độ điện tử thì chiều cao của lớp cũng thay đổi khá nhiều, sự thay
đổi này chịu sự tác động của các biến động mặt trời. Lớp F1 gần giống với
đặc điểm lớp E: mật độ điện tử biến thiên đồng bộ với góc thiên đỉnh và
đạt cực đại vào lúc giữa trưa.

• Lớp F đóng vai trò chủ yếu trong việc phản xạ sóng ngắn và có một tầm
quan trong đặc biệt đối với thông tin vô tuyến điện. Chính vì sự phức tạp
của tính chất các tầng khí quyển đã ảnh hưởng lớn đến truyền sóng vô
tuyến về chất lượng cũng như cự ly. Để tìm hiểu rõ các vấn đề này phần 2
sẽ phân tích các phương thức truyền lan sóng vô tuyến điện kèm theo đó là
sự đánh giá tầm ảnh hưởng của bầu khí quyển tới sóng Vô tuyến điện.
Sóng điện từ lan tỏa trong không gian, tại mỗi sóng điện từ được đặc trưng bởi
pha và cường độ. Mặc dù trong thực tế sóng điện từ bức xạ từ anten không phải là
sóng phẳng thuần túy mà thường là sóng trụ hay sóng cầu. Tuy nhiên tại những
điểm khảo sát cách xa nguồn và trong phạm vi hẹp ta có thể coi gần đúng mặt sóng
là những mặt phẳng. Mặt sóng là quỹ tích những điểm trong không gian, tại đó sóng
điện từ có pha như nhau và cường độ bằng nhau.
Sóng điện từ có những tính chất như sau:
• Sóng điện từ bức xạ ra không gian dưới dạng vô số các mặt sóng liên tiếp.
• Nguồn bức xạ sóng điện từ chỉ đóng vai trò là nguồn bức xạ sơ cấp.
10
• Trong quá trình truyền lan sóng các mặt sóng được tạo đóng vai trò là các
nguồn bức xạ thứ cấp tạo ra các mặt sóng tiếp sau đó.
Dựa vào tính chất sóng điện từ ta có được các phương thức truyền sóng VTĐ
như sau:
1.1.3 Các phương thức truyền lan sóng điện từ và ứng dụng trong thông
tin Vô tuyến điện Hàng Hải
a. Truyền lan sóng đất.
Nếu truyền sóng trong cự ly gần có thể coi Mặt đất là mặt phẳng thì sóng có
thể truyền trực tiếp trong giới hạn nhìn thẳng khi đó sóng tới điểm thu sẽ gồm sóng
truyền trực tiếp và sóng phản xạ.

Nếu khoảng cách giữa anten phát và thu xa nhau thì phải xem Mặt đất là dạng
hình cầu. Dưới tác dụng của mặt đất dẫn điện tia sóng phải uốn cong theo mặt cong
trái đất nhờ hiện tượng nhiễu xạ để truyền được tới máy thu. Hiện tượng này xảy ra

rõ rệt khi sóng truyền qua bề mặt Trái đất và gặp vật chắn có kích thước có thể so
sánh được với bước sóng. Khi đó sóng sẽ truyền lan ra sau vật chắn.

b,
Hình 1.5. Quá trình truyền lan sóng bề mặt
Với phương pháp truyền lan này thì có thể sử dụng được cho tất cả các băng
sóng Vô tuyến điện. Tuy nhiên việc truyền lan sóng bề mặt bị hấp thụ bởi Trái đất
lớn, sự hấp thụ này phụ thuộc vào tần số của sóng, tần số càng cao thì hấp thụ càng
nhiều. Dùng sóng phản xạ làm biến dạng cấu trúc sóng và do sử dụng sóng tần số
11
cao nên sóng bị hấp thu trong đất, làm giảm cường độ sóng tại điểm thu.Chỉ có sóng
trung, dài mới có tác dụng vì nó thỏa mãn điều kiện nhiễu xạ và dễ phát sinh hiện
tượng này. Hơn nữa những sóng này có khả năng nhiễu xạ mạnh khi gặp vật chắn
để truyền ra sau vật chắn tới máy thu và ít bị Mặt đất hấp thụ Bởi vậy với đất có độ
dẫn điện lớn như mặt biển, mặt đất ẩm thì sóng ít bị suy hao trong đất nên trước đây
được dùng cho thông tin hàng hải. Phương pháp này truyền thông tin được xa, anten
tuy đơn giản nhưng phải có kích thước rất lớn và dùng tần số thấp nên lưu lượng
kênh thông tin không lớn, do đó bây giờ không còn sử dụng.
b. Truyền lan sóng không gian.
Phương pháp này sử dụng anten đặt cao trên mặt đất ít nhất phải vài bước
sóng. Khi đó tại anten thu, sóng sẽ đến theo 4 cách là sóng tán xạ, sóng khúc xạ,
sóng trực tiếp và sóng phản xạ.
b1. Khuếch tán tầng đối lưu (Tán xạ):
Hình 1.6. Hiện tượng tán xạ sóng.
Với tính chất tầng đối lưu được nêu ở trên, tầng đối lưu là miền không đồng
nhất. Nếu một vùng nào đó trong tầng đối lưu không đồng nhất với môi trường
xung quanh, theo nguyên lý quang một tia sóng đi vào vùng không đồng nhất đó sẽ
bị khuếch tán ra mọi phía theo sơ đồ trên. Hiện tượng này cũng xảy ra khi tia sóng
gặp vật thể có kích thước bé hơn nhiều so với bước sóng .
Giả sử anten phát tại A giản đồ hướng tính của nó được giới hạn tại AC, AC1 và

chiếm một thể tích nhất định của tầng đối lưu. Anten thu đặt tại B giản đồ hướng
tính của nó được giới hạn bởi BC, BD. Hai giản đồ này giao nhau ở thể tích V. Nếu
trong thể tích V cấu tạo của khí quyển không đồng nhất, nghĩa là trong đó có những
hệ số điện môi cục bộ khác với hệ số điện môi của môi trường xung quanh thì V
được gọi là thể tích tán xạ và sẽ tham gia vào quá trình truyền sóng tán xạ. Khi đó
sóng đi vào vùng này sẽ bị tán xạ ra mọi phía và một phần đi tới anten thu.
12
Trước đây người ta cho rằng dùng sóng cực ngắn chỉ có thể thông tin đi xa khi
phát sinh ống dẫn sóng đối lưu. Tuy nhiên khi sử dụng máy phát sóng công suất cao
(50 hoặc 100) Kw. Với anten phát và anten thu có hệ số hướng tính cao (đường kính
>20 m) thì có thể lợi dụng sự tán xạ sóng để đạt tới cự ly
≈
1000km trong dải sóng
6m
÷
vài cm (nếu xét dải tần 5 Mhz thì không bị méo dạng, truyền sóng sẽ lý
tưởng). Do đó, có thể thực hiện thông tin nhiều kênh.
Nhưng trong thực tế phương thức này ít được sử dụng do độ tin cậy kém, pha
đinh sâu, yêu cầu về máy phát lớn, hướng tính anten cao cũng như kích thước anten
phải lớn.
b2. Khúc xạ tầng đối lưu.
Hiện tượng xảy ra khi tia sóng truyền đi không song song với phương nằm
ngang nên bị khúc xạ liên tục kết quả là bị uốn cong không còn là đường thẳng nữa.
Yếu tố gây nên hiện tượng này là sóng truyền trong 2 lớp khí quyển kề nhau có
chiết suất khác nhau là dN và dh. Hiện tượng khúc xạ tầng đối lưu chỉ xét với sóng
cực ngắn. Khi đó có các trường hợp sau:
a, Khi dN/dh >0 : gọi là hiện tượng khúc xạ âm, quỹ đạo tia sóng sẽ hướng
lên trên không gian làm giảm cường độ thu của máy thu.
Hình 1.7. Hiện tượng khúc xạ âm
b, Khi dN/dh <0: gọi là hiện tượng khúc xạ dương, quỹ đạo tia sóng sẽ

hướng về mặt đất, như vậy tại điểm thu sóng sẽ có cường độ mạnh hơn.
13
a a
tđ
< a

Khúc xạ tới hạn dN/dh = - 0.157 (1/m).
Siêu khúc xạ dN/dh
≤
- 0.157(1/m).
Hình 1.8. Các hiện
tượng khúc xạ dương
.Trường hợp đặc biệt khi
0,157(1/ )
dN
m
dh
< −
thì tia sóng đi vào tầng đối lưu bị uốn cong với độ cong lớn hơn
độ cong của quả đất, hiện tượng này gọi là hiện tượng siêu khúc xạ tầng đối lưu.
14
a
tđ
= ∞
a
a
a
tđ
= 4a /3
a

a
tđ
< 0
Hình 1.9. Hiện tượng siêu khúc xạ
Với anten phát đặt trong miền siêu khúc xạ, những tia sóng có góc xuất phát
lớn hơn so với mặt phẳng nằm ngang (tia 1,2) sẽ bị khúc xạ ít và xuyên qua miền
siêu khúc xạ mà không bị dữ lại. Còn những tia có góc xuất phát =
α
tới hạn sẽ bị
uốn cong theo đường giới hạn ở độ cao
0
h
(độ cao miền siêu khúc xạ) từ bán kính
cong tia sóng sẽ bằng bán kính trái đất (tia 3). Còn với tia sóng có góc <
α
tới hạn
đề bị uốn cong và trở về mặt đất và phản xạ nhiều lần để truyền đi xa. Hiện tượng
siêu khúc xạ này giống với quá trình truyền sóng trong ống dẫn sóng mà thành trên
ống dẫn sóng là giới hạn trên của miền siêu khúc xạ và thành dưới là mặt đất.
Lợi dụng tính chất này để truyền lan sóng đi xa. Tuy nhiên, miền siêu khúc xạ
xảy ra bất thường, độ cao và chiều dài của miền siêu khúc xạ cũng luôn thay đổi
nên sử dụng phương pháp truyền lan siêu khúc xạ tầng đối lưu thông tin bị thất
thường và không liên tục. Chính vì thế, phương pháp này cũng không sử dụng cho
thông tin viba.
b3. Truyền trực tiếp:
Hai phương pháp trên không được sử dụng rộng rãi vì nó truyền chủ yếu trong
tầng đối lưu nên nhược điểm của nó phụ thuộc nhiều vào điều kiện thiên nhiên. Bởi
vậy, thông tin viba thường sử dụng phương pháp truyền lan trong phạm vi nhìn thấy
trực tiếp. Nghĩa là hai anten thu -phát phải đặt cao trên mặt đất để không bị che
chắn bởi các chướng ngại vật có trên Mặt đất. Và khoảng cách tuyến thường phải

nhỏ hơn 80% so với tầm nhìn thẳng của 2 anten.
Hình 1.10 Truyền sóng trực tiếp
15
Nếu đặt anten càng cao thì khả năng sử dụng được càng nhiều loại sóng, song trong
phương pháp này chỉ áp dụng với băng sóng ngắn VHF. Điều này được lý giải như
sau:
Hình 1.11. Giới hạn góc tới trong tầng điện ly.
Nếu sóng truyền có tần số lớn hơn 30Mhz, năng lượng của nó lớn tầng điên ly
không thể giữ lại và truyền ra không trung. Nhưng do sóng tần số chưa đủ để truyền
tới các vệ tinh nên sẽ không có sự phản xạ sóng tới điểm thu, như vậy không có ý
nghĩa về mặt thông tin. Bên cạnh đó cũng không thể sử dụng sóng trung dài trong
trường hợp này như đã trình bày trong phương pháp truyền sóng đất trên nên ở băng
sóng ngắn mà cụ thể là băng VHF thường dùng để truyền trực tiếp vì nó còn có độ
tin cậy cao, chế độ phát FM khả năng kháng nhiễu mạnh. Trong thông tin Hàng hải
khi cần truyền thông tin cự ly ngắn chủ yếu sử dụng phương pháp này.
b4. Phản xạ sóng từ mặt đất:
16
Hình1.12. Phản xạ sóng
Khi sóng truyền lan gần mặt đất và có sự có mặt của mặt đất dẫn điện, tia sóng
đi tới bề mặt trái đất và bị bẻ cong phản xạ lại tới máy thu.
Hiện tượng này làm biến dạng cấu trúc sóng và do sử dụng sóng tần số cao nên
sóng bị hấp thu trong đất, và làm giảm cường độ sóng tại điểm thu.
c. Truyền sóng trời (phản xạ tầng điện ly).
Do tính chất đặc biệt của tầng điện ly là trong những điều kiện nhất định có thể
phản xạ sóng vô tuyến điện.Lợi dụng sự phản xạ đó để sử dụng cho thông tin vô
tuyến bằng cách phản xạ một hoặc nhiều lần từ tầng điện ly, phương thức này gọi là
truyền lan sóng trời hay tầng điện ly.
a, Khuếch tán tầng điện ly b, Phản xạ tầng điện ly
Hình 1.13. Truyền sóng tầng điện ly
- Sóng hơn 10m có thể phản xạ trong tầng điện ly, với các sóng ngắn hơn

thì tầng điện ly được coi là môi trường trong suốt, và cũng bằng cách phản xạ một
hoặc nhiều lần để đạt được cự ly xa.
- Bên cạnh khả năng phản xạ sóng Vô tuyến điện, do tầng điện ly có miền
không đồng nhất nên nó có khả năng khuếch tán các sóng truyền tới.
Truyền lan sóng trong tầng điện ly cũng có thể bao gồm tất cả các băng sóng
Vô tuyến điện. Song chỉ cần dùng máy phát với công suất trung bình, sóng ngắn dễ
dàng truyền thông tin cự ly rất xa tới hàng nghìn km. Vì vậy trong phương thức này
thường sử dụng sóng ngắn đặc biệt là băng HF và 1 phần dải tần của băng sóng
trung MF. Trong Hàng hải hiện nay sử dụng phương pháp này để truyền thông tin 2
chiều từ tàu – bờ. Vì tính chất phức tạp của tầng điện ly và việc phân chia các lớp
17
D, E, F,1 F2 mà trong băng sóng HF, MF được chia thành các dải tần làm việc là 2,
4, 6, 8, 12, 16, 18, 22, 25 Mhz.
*Ta có thể nhận xét về sự truyền sóng của các dải tần MF/HF trong truyền sóng
như sau:
 Dải 2Mhz năng lượng bị hấp thụ nhiều nhất vào ban ngày bởi lớp D của
tầng điện ly vì ban ngày lớp D mật độ điện tử chưa đủ lớn để phản xạ sóng,
cự ly thông tin lớn nhất chỉ khoảng 120Km. Vào ban đêm thì cự ly có thể
đạt tới vài nghìn Km nhờ sự phản xạ sóng từ lớp F2.
 Dải 4Mhz: Dải này có đặc tính tương tự như dải sóng trung 2 Mhz nhưng
nó bị hấp thụ năng lượng ít hơn khi truyền vào ban ngày do khi tần số tăng
thì năng lượng bị hấp thụ bởi tầng điện ly khi truyền sóng giảm. Cự ly
thông tin liên lạc vào ban ngày của dải này có thể đạt tới 400Km, vào ban
đêm cự ly thông tin có thể tăng đến hàng nghìn Km .
 Dải 6 Mhz : đây là dải thông tin thấp nhất mà có độ tin cậy cao trong việc
thông tin liên lạc tầm xa. Vào ban ngày cự ly thông tin có thể đạt tới 800
Km khi khả năng hấp thụ của lớp D là nhỏ nhất vào ban đêm cự ly thông
tin có thể truyền toàn cầu. Tạp âm khí quyển tác động vào dải này thấp hơn
dải 4 Mhz.
 Dải 8Mhz : cự ly thông tin có thể đạt được tới 1600km vào ban ngày và

nửa vòng trái đất vào ban đêm. Dải này có thể sử dụng bất kỳ thời điểm
nào trong ngày. Cự ly thông tin thay đổi trong mức tối thiểu khi mà năng
lượng mặt trời thay đổi từ mức cực tiểu đến cực đại.
 Dải 12 Mhz : khoảng cách liên lạc là rất lớn khi sử dụng phương thức
truyền sóng trong dải tần này và xuất hiện những hướng thông tin liên lạc
toàn cầu. Tạp âm khí quyển tác đọng vào dải này là rất nhỏ.
 Dải 16 Mhz: đây là dải tần số mà phương thức liên lạc sử dụng nó vào ban
ngày có độ tin cậy cao.
 Các dải 18, 22, 25 Mhz truyền sóng trong lớp bất ổn định nhất của tầng
điện ly là lớp F2 nên không sử dụng nhiều.
d. Truyền sóng tự do (Truyền thẳng).

18
Truyền sóng thẳng là việc phát từ máy phát tới vệ tinh và được truyền lại cho
máy thu. Phương pháp này được sử dụng nhiều vì phạm vi thông tin lớn, đường
truyền tốc độ cao, chất lượng tốt, giá thành rẻ.
1.2. CÁC HỆ THỐNG THÔNG TIN VIỄN THÔNG.
Các hệ thống thông tin viễn thông ngày nay rất đa dạng, phong phú nếu xét về
phạm vi ứng dụng có thể chia làm hai hệ thống lớn là:
- Hệ thống thông tin Vô tuyến điện Hàng hải.
- Hệ thống thông tin Mặt đất (Land line).
1.2.1. Hệ thống thông tin Vô tuyến điện Hàng hải.
Thông tin Hàng hải được đặc trưng bởi hệ thống GMDSS bao gồm:
a. Hệ thống thông tin vệ tinh.
19
Khỏi nim v thụng tin v tinh: tớn hiu vụ tuyn in cú th c truyn ti cỏc
v trớ khỏc nhau trờn b mt Trỏi t thụng qua v tinh. Mt h thng thụng tin v
tinh s bao gm 3 khõu chớnh l : khõu không gian, khõu mặt đt và khõu ngời s
dụng.
Hỡnh 1.15 Cu trỳc h thng thụng tin v tinh.

+/ Khâu không gian:
Bao gồm các vệ tinh(có thiết bị thông tin, các thiết bị khác, sử dụng pin mặt trời);
các hệ thống nh hệ thống đo xa, truy theo và điều khiển (các đài mặt đất, các đài này
theo dõi vệ tinh, điều khiển vệ tinh đi đúng quỹ đạo. Vệ tinh hoạt động nh một trạm
lặp nhiệm vụ thực hiện kết nối thông tin giữa trạm mặt đất với các trạm khác. Sử
dụng pin mặt trời cung cấp năng lợng cho các thiết bị điện tử của vệ tinh.
Anten vệ tinh cung cấp các vùng phủ sóng theo yêu cầu thu và phát, vùng phủ
sóng (global) hay (spot-beam). Hệ thống ổn định nhiệt duy trì đảm bảo nhiệt độ yêu
cầu trong vệ tinh tuỳ thuộc nhiệt độ môi trờng bên ngoài.
+/ Khâu mặt đất.
20
Gồm các trạm mặt đất và các trang thiết bị của nó nh anten thu/phát, thiết bị
điều khiển truy theo vệ tinh, máy thu tạp âm thấp LNA (Low Noise Amplifier), các
bộ đổi tần lên/xuống, các bộ điều chế/giải điều chế, các bộ khuyếch đại công suất
lớn, ống dẫn sóng, các bộ chia cao tần và ghép công suất.
Nhiệm vụ của trạm mặt đất là điều khiển hệ thống, kết nối thông tin trong mạng
nội bộ và các mạng khác.
+/ Khâu ngời sử dụng
Ngời sử dụng có thể dùng mạng lới thông tin liên lạc vệ tinh thông qua
các thiết bị thông tin vệ tinh. Mỗi thiết bị này bao gồm một anten kèm theo các máy
móc điện tử điều khiển và thông tin. Nó cung cấp mối liên hệ giữa ngời sử dụng và
mạng thông tin liên lạc vệ tinh.
Thụng tin v tinh trong GMDSS gm cú 2 h thng thụng tin :
- Thụng tin qua v tinh INMARSAT.
- Thụng tin qua v tinh COSPAS SARSAT.
a1. H thng thụng tin v tinh INMARSAT:
INMARSAT l ch vit tt tờn ting anh ca t chc v tinh Hng hi th gii
( Internatinal Mobile Satellite Organization) mt t chc a quc gia c thnh lp
nm 1979. INMARSAT iu hnh mt h thng thụng tin liờn lc v tinh ton cu,
cung cỏp dch v thụng tin trờn mt khu vc a lý, tr nhng vựng gn cỏc a cc

( v 70

N/S tr lờn) nm ngoi vựng bao ph ca cỏc v tinh a tnh.
Cu trỳc ca h thng INMARSAT gm cú ba phõn on chớnh:
Phõn on khụng gian.
Phõn on trờn mt t.
Cỏc trm thụng tin di ng.
Phõn on trong khụng gian l phn chớnh ca h thng INMARSAT bao gm
bn v tinh thụng vi mt s v tinh d tr khỏc (cỏc v tinh ny c t sn trờn
qu o s dng bt c khi no cn thit). Cỏc v tinh INMARSAT c iu
khin bi trung tõm iu khin v tinh (Satellit Control Centre SCC) cú tr s
chớnh t ti Luõn ụn.
V trớ ca 4 v tinh trong khụng gian cựng vựng bao ph ca chỳng vi tờn gi
c th ca 4 vựng i dng:
Vựng ụng - i tõy dng (AOR EAST- 15.5

W ).
Vựng Tõy - i tõy dng (AOR WEST 54

W).
Vựng n dng (IOR 64.5

E).
Vựng Thỏi bỡnh dng (POR - 178

).
Phõn on trờn mt t l mt mng ton cu gm cỏc trm b mt t (Coast
Earth Station CESs/Land Earth Station LESs) cỏc trung tõm phõn b mng
21
(Network Co – ordination – NCS) và các trung tâm điều hành mạng (Network

Operation Centre – NOCS). Trạm bờ mặt đất (CESs/ LESs) làm nhiệm vụ kết nối
thông tin giữa trạm vệ tinh và các mạng viễn thông quốc gia hoặc quốc tế. Với mỗi
hệ thống INMARSAT, trong một vùng bao phủ có một trung tâm phân bổ mạng
(NCS) làm nhiệm vụ theo dõi và điều khiển thông tin trong vùng bao phủ đó và
LESs đóng vai trò liên kết với NCS.
Các trạm di động (MESs):
 Các trạm đài tàu SES (ship earth station).
 Các trạm di động mặt đất LMES (land mobile earth station).
 Các trạm mặt đất hàng không AES ( aircraft earth station).
a2. Hệ thống COSPAS - SARSAT:
Do tính chất quan trọng của việc biết được vị trí bị nạn nên bốn nước
là CANADA, Pháp, Nga và Mỹ đã thiết lập ra hệ thống vệ tinh COSPAS-SARSAT.
Hệ thống này dùng để thu nhận các tín hiệu cấp cứu và định vị nơi xẩy ra tai nạn
trên khắp thế giới nhằm để giảm thời gian tìm kiếm tai nạn. Là một hệ thống vệ tinh
nhằm trợ giúp cho việc tìm kiếm và cứu nạn, nó nhận tín hiệu từ các phao vô
tuyến(Beacon) hoạt động trên các tần số 406.025MHz, 121.5MHz và 243MHz, sau
đó chuyển tiếp xuống trạm LUT(Local User Terminal) để xử lý và tìm ra vị trí của
Beacon. Sau đó, một tín hiệu báo động cấp cứu có các số liệu về vị trí, số nhận dạng
và các thông tin khác sẽ cùng được gửi tới một trung tâm phối hợp và điều khiển
MCC(Mission Control Centre) và một trung tâm phối hợp cứu nạn RCC(Recue Co-
odination Centre) quốc gia, cũng như tới các MCC khác hoặc tới một tổ chức tìm
kiếm và cứu nạn thích hợp để phối hợp hành động.
Hệ thống COSPAS – SARSAT thực hiện hai dạng bao phủ mặt đất cho việc
phát hiện và xác định vị trí của Beacon. Đó là dạng bao phủ tức thời và dạng bao
phủ toàn cầu. Cả hai loại 121.5MHz và 406.025MHz đều hoạt động ở dạng tức thời,
trong khi đó chỉ có loại 406.025MHz mới có thêm dạng bao phủ toàn cầu.
Hệ thống này sử dụng ba loại Beacon sau:
Loại dùng cho hàng không (ELT-Emergency locator transmitter).
Loại dùng cho hàng hải(EPIRB-Emergency position indicating radio
beacon)

Loại dùng cho vị trí cá nhân(PLB-person locator beacon)
Các EPIRB hoạt động trên tần số 406MHz là một trong những
phương tiện chính để báo động cứu nạn cho phép xác định nhận dạng và vị trí tàu
hoặc người bị nạn trong GMDSS.
22

Thông tin Land line
Hình 1.16 Quá trình thông tin cứu nạn khi vệ tinh thu được tín hiệu cấp
cứu từ tàu.
Khi có một sự cố trên tàu có thể nguy hiểm đến tính mạng con người thì thông
tin cấp cứu từ tàu bằng nhiều hình thức tới vệ tinh INMARSAT và COSPAS
SARSAT. Các vệ tinh này sẽ báo cho các đài bờ biết, và bằng cách sử dụng thông
tin mặt đất (Land line) Đài bờ sẽ gửi thông tin cấp cứu cho trung tâm phối hợp cứu
nạn MRCC/RCC để có thể xử lý và điều phối các đơn vị đi cứu nạn.
b. Hệ thống thông tin sóng trung, ngắn, cực ngắn - MF/HF/VHF.
Hệ thống sóng trung, ngắn, cực ngắn đều có khả năng truyền thông tin song
được sử dụng với các cự ly thông tin khác nhau. Với MF/HF thường dùng cho cự ly
truyền thông tin với cự ly xa, rất xa vì tính chất sóng của nó là có thể truyền theo
kiểu phản xạ.Còn VHF dùng trong truyền thông tin cự ly gần như đã phân tích ở
phần 1.1.3.
Các hệ thống này được sử dụng kết hợp với phương thức gọi chọn số DSC
(digital select call) để phát báo động cấp cứu từ tàu cũng như phát xác báo điện cấp
cứu từ bờ và được cả tàu và bờ dùng để phát chuyển tiếp các bức điện báo động cấp
cứu hoặc phát các bức điện khẩn cấp và an toàn. Ngoài ra, còn dùng để gọi và bắt
liên lạc trong thông tin thông thường. Bên cạnh đó còn có phương thức thông tin
23
Đài bờ thu thông
tin vệ tinh
Trung tâm phối
hợp cứu nạn

MRCC/RCC
Đài tàu SES
thoại ở các chế độ J3E,H3E (cho tần số cấp cứu 2182KHz) và G3E. Các thiết bị
thông tin thoại này cũng được dùng để gọi cấp cứu khẩn cấp và an toàn. Đây là các
thiết bị thông tin chính phục vụ cho thông tin hiện trường giữa một tàu bị nạn với
các đơn vị làm nhiệm vụ cứu nạn. Đồng thời các thiết bị này sẽ đáp ứng các dịch vụ
thông tin công cộng khác trong nghiệp vụ thông tin lưu động hàng hải. Trên mỗi dải
tần làm việc của các thiết bị thông tin thoại đều có ít nhất một tần số cấp cứu quốc
tế dành cho các thông tin cấp cứu.
Ngoài ra trong thông tin sóng trung, ngắn còn sử dụng thiết bị NBDP – phương
thức truyền chữ trực tiếp băng hẹp để hỗ trợ trong thông tin cấp cứu khẩn cấp và an
toàn. Bên cạnh đó các thiết bị NBDP còn nhằm đáp ứng các dịch vụ thông tin trên
các dải sóng Vô tuyến điện mặt đất giữa tàu với bờ và ngược lại. Các thiết bị NBDP
hoạt động ở chế độ ARQ dùng để trao đổi thông tin giữa hai đài. Chế độ FEC có
tính chất thông báo tới nhiều đài. Trên mỗi dải sóng VTĐ hàng hải đều được thiết
kế một tần số giành riêng cho cấp cứu khẩn cấp và an toàn bằng các thiết bị NBDP.
Trên mỗi dải sóng VTĐ hàng hải đều được thiết kế một tần số giành riêng cho cấp
cứu khẩn cấp và an toàn bằng các thiết bị NBDP. Phương thức này sử dụng phù hợp
với băng sóng trung, ngắn, còn với sóng cực ngắn thì không cần thiết bởi VHF cho
phép liên lạc tầm gần bằng thoại rất nhanh gọn.
1.2.2 Thông tin Mặt đất (Land line).
a. Phân loại mạng thông tin mặt đất.
Thông tin Mặt đất xét tổng quát có thể phân thành các loại sau:
 Mạng chuyển mạch kênh.
 Mạng chuyển mạch gói.
 Mạng chuyển mạch thông báo.
 Mạng Internet.
a1. Mạng chuyển mạch kênh: là mạng khi có 2 thực thể cần trao đổi thông
tin với nhau thì giữa chúng sẽ thiết lập 1 kênh cố định và duy trì cho đến khi 1 trong
2 bên ngắt liên lạc. Các dữ liệu chỉ được truyền theo con đường cố định đó.

24
Hình 1.17. Mạng chuyển mạch kênh
Mạng chuyển mạch kênh này có 2 nhược điểm chính: một là phải tiêu tốn
thời gian phải thiết lập con đường (kênh) cố định giữa 2 thực thể, hai là hiệu suất sử
dụng đường truyền không cao vì sẽ có lúc kênh bị bỏ không do cả 2 bên đều hết
thông tin cần truyền trong khi các thực thể khác không được phép sử dụng kênh
truyền này. Mạng điện thoại là 1 VD của chuyển mạch kênh
a2. Mạng chuyển mạch thông báo: Thông báo là 1 đơn vị thông tin của
người sử dụng có khuôn dạng được quy định trước. Mỗi thông báo đều có chứa
vùng thông tin điều khiển trong đó chỉ định rõ đích của thông báo. Căn cứ vào
thông tin này mà mỗi nút trung gian có thể chuyển thông báo tới nút kế tiếp theo
đường dẫn tới đích của nó. Như vậy mỗi nút cần phải lưu trữ tạm thời để đọc thông
tin điều khiển trên thông báo để rồi sau đó chuyển tiếp thông báo đi. Tùy thuộc vào
điều kiện của mạng, các thông báo khác nhau có thể được gửi đi trên các con đường
khác nhau.
Hình 1.18. Mạng chuyển mạch thông báo
Mạng chuyển mạch loại này có ưu điểm so với mạng chuyển mạch kênh là:
- Hiệu suất sử dụng đường truyền cao vì không bị chiếm dụng độc
quyền mà được phân chia giữa nhiều thực thể.
25