Giáo Trình Mô Đun Thông Tin Liên Lạc Hàng Hải Nghề Điều Khiển Tàu Biển

Giáo trình thông tin liên lạc hàng hải cung cấp kiến thức cần thiết cho nghề điều khiển tàu biển trình độ trung cấp, giúp nâng cao kỹ năng chuyên môn.

• Trường học: Trường Cao Đẳng Hàng Hải II
• Chuyên ngành: Điều Khiển Tàu Biển
• Đề tài: Giáo Trình Thông Tin Liên Lạc Hàng Hải - Điều Khiển Tàu Biển
• Loại tài liệu: Giáo Trình
• Năm xuất bản: 2021
• Địa điểm: Việt Nam

Mục lục chi tiết

• 1. CHƯƠNG 1: GIíI THIÖU CHUNG VÒ TH¤NG TIN VT§
• 1.1. Ph©n chia gi¶i tÇn VT§
• 1.2. §Æc tÝnh lan truyÒn cña sãng ®iÖn tõ
• 1.3. Sù truyÒn lan cña sãng ®iÖn tõ
• 1.4. Nh÷ng ®iÒu l−u ý khi sö dông
• 1.5. TÝn hiÖu vµ sãng mang
• 1.5.1. §Þnh nghÜa
• 1.5.2. Phæ tÝn hiÖu ®iÒu chÕ
• 1.6. Nguyªn lý thu ph¸t VT§
• 1.6.1. M¸y ph¸t VT§ (Tx) (Transmitter)
• 1.6.2. M¸y thu VT§ (Rx) (Receiver)
• 1.6.3. M¸y thu ph¸t VT§
• 1.7. Nguyªn lý th«ng tin vÖ tinh
• 1.7.1. Kh¸i niÖm chung vÒ th«ng tin mÆt ®Êt vµ th«ng tin vÖ tinh
• 1.7.2. C¸c ph−¬ng ph¸p ®a truy nhËp trong th«ng tin vÖ tinh
• 1.7.3. C¸c yÕu tè m«i tr−êng ¶nh h−ëng ®Õn th«ng tin vÖ tinh
• 1.8. §iÒu khiÓn b¸m vÖ tinh
• 1.8.1. B¸m kiÓu xung ®¬n (Mono Pulse)
• 1.8.2. B¸m theo kiÓu b−íc (Step tracking)
• 1.8.3. B¸m theo ch−¬ng tr×nh (Program tracking)
• 1.8.4. B¸m theo kiÓu thñ c«ng (Manual tracking)
• 1.9. Quü ®¹o cña vÖ tinh
• 1.9.1. VÖ tinh bay trªn c¸c quü ®¹o
• 1.10. Vïng phñ sãng cña vÖ tinh

Tóm tắt

I. Tổng quan về Giáo Trình Thông Tin Liên Lạc Hàng Hải

Giáo trình Thông tin liên lạc hàng hải - Điều khiển tàu biển là tài liệu quan trọng cho sinh viên ngành hàng hải. Nó cung cấp kiến thức cơ bản về hệ thống thông tin liên lạc, các phương pháp điều khiển tàu biển và ứng dụng thực tiễn trong ngành hàng hải. Tài liệu này không chỉ giúp sinh viên nắm vững lý thuyết mà còn trang bị kỹ năng thực hành cần thiết.

1.1. Định nghĩa và vai trò của thông tin liên lạc hàng hải

Thông tin liên lạc hàng hải là quá trình truyền tải thông tin giữa các tàu và trạm bờ. Nó đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo an toàn hàng hải và điều phối hoạt động của tàu.

1.2. Các loại hình thông tin liên lạc trong hàng hải

Có nhiều loại hình thông tin liên lạc trong hàng hải như VHF, MF, HF, và các hệ thống vệ tinh. Mỗi loại hình có đặc điểm và ứng dụng riêng, phù hợp với từng tình huống cụ thể.

II. Thách thức trong việc điều khiển tàu biển hiện nay

Điều khiển tàu biển đối mặt với nhiều thách thức như điều kiện thời tiết khắc nghiệt, sự cố kỹ thuật và yêu cầu về an toàn hàng hải. Những yếu tố này đòi hỏi các kỹ sư và thuyền trưởng phải có kiến thức vững vàng và kỹ năng xử lý tình huống tốt.

2.1. Ảnh hưởng của thời tiết đến điều khiển tàu

Thời tiết xấu có thể gây ra nhiều rủi ro cho tàu, từ sóng lớn đến gió mạnh. Việc nắm bắt thông tin thời tiết kịp thời là rất quan trọng để đảm bảo an toàn.

2.2. Các sự cố kỹ thuật thường gặp trên tàu

Sự cố kỹ thuật như hỏng hóc máy móc, mất điện có thể xảy ra bất cứ lúc nào. Việc chuẩn bị và có kế hoạch ứng phó là cần thiết để giảm thiểu rủi ro.

III. Phương pháp điều khiển tàu biển hiệu quả

Để điều khiển tàu biển hiệu quả, cần áp dụng các phương pháp hiện đại và công nghệ tiên tiến. Việc sử dụng hệ thống thông tin liên lạc hiện đại giúp tăng cường khả năng điều khiển và an toàn cho tàu.

3.1. Sử dụng công nghệ GPS trong điều khiển tàu

Công nghệ GPS giúp xác định vị trí chính xác của tàu, từ đó hỗ trợ việc điều hướng và giảm thiểu rủi ro trong quá trình di chuyển.

3.2. Hệ thống AIS và vai trò của nó

Hệ thống AIS (Automatic Identification System) giúp tàu tự động truyền và nhận thông tin về vị trí, tốc độ và hướng di chuyển, từ đó nâng cao an toàn hàng hải.

IV. Ứng dụng thực tiễn của giáo trình trong ngành hàng hải

Giáo trình Thông tin liên lạc hàng hải - Điều khiển tàu biển không chỉ là lý thuyết mà còn có nhiều ứng dụng thực tiễn. Sinh viên có thể áp dụng kiến thức vào thực tế để giải quyết các vấn đề trong ngành hàng hải.

4.1. Thực hành điều khiển tàu trên mô hình

Việc thực hành điều khiển tàu trên mô hình giúp sinh viên nắm vững kỹ năng và ứng dụng lý thuyết vào thực tế.

4.2. Nghiên cứu và phát triển công nghệ mới

Sinh viên có thể tham gia vào các dự án nghiên cứu để phát triển công nghệ mới trong lĩnh vực thông tin liên lạc hàng hải, từ đó nâng cao hiệu quả điều khiển tàu.

V. Kết luận và tương lai của giáo trình thông tin liên lạc hàng hải

Giáo trình Thông tin liên lạc hàng hải - Điều khiển tàu biển là tài liệu thiết yếu cho sinh viên ngành hàng hải. Tương lai của giáo trình này sẽ tiếp tục được cập nhật và cải tiến để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của ngành.

5.1. Xu hướng phát triển công nghệ trong hàng hải

Công nghệ trong ngành hàng hải đang phát triển nhanh chóng, từ tự động hóa đến trí tuệ nhân tạo. Điều này sẽ tạo ra nhiều cơ hội mới cho sinh viên.

5.2. Tầm quan trọng của việc cập nhật kiến thức

Việc cập nhật kiến thức thường xuyên là cần thiết để sinh viên có thể theo kịp với sự phát triển của ngành hàng hải và công nghệ thông tin.

Nội dung chính

Tổng quan về giáo trình

Giáo trình mô đun Thông tin liên lạc hàng hải là tài liệu đào tạo chuyên môn thuộc chương trình đào tạo nghề Điều khiển tàu biển (trình độ Trung cấp), được ban hành kèm theo Quyết định số 29/QĐ-CĐHH II ngày 13 tháng 10 năm 2021 của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Hàng hải II, trực thuộc Cục Hàng hải Việt Nam. Môn học giữ vị trí trọng tâm trong khối kiến thức nghiệp vụ hàng hải bắt buộc, chuẩn bị năng lực khai thác thiết bị vô tuyến điện và viễn thông vệ tinh cho thuyền viên boong theo các tiêu chuẩn của Công ước Quốc tế về Tiêu chuẩn Huấn luyện, Cấp chứng chỉ và Trực ca cho Thuyền viên (STCW).

Mục tiêu học tập của giáo trình hướng tới việc trang bị hệ thống kiến thức toàn diện về cơ sở lý thuyết truyền lan sóng điện từ, cấu trúc mạng thông tin viễn thông mặt đất và vệ tinh hàng hải. Đồng thời, giáo trình rèn luyện kỹ năng thực hành vận hành các trang thiết bị thuộc Hệ thống An toàn và Cứu nạn Hàng hải Toàn cầu (GMDSS) đúng quy trình kỹ thuật, đảm bảo khả năng duy trì trực canh vô tuyến, phát - nhận báo động cấp cứu, khẩn cấp, an toàn và xử lý nhật ký vô tuyến điện (Radio Log) theo luật định quốc tế.

Về mặt cấu trúc, tài liệu được tổ chức thành 4 chương nối tiếp nhau theo tiến trình từ nguyên lý vô tuyến điện cơ bản, kiến thức chuyên sâu về hệ thống thông tin vệ tinh chuyên dụng, đến hệ thống GMDSS và các quy chuẩn nghiệp vụ khai thác cụ thể. Cách tiếp cận của giáo trình kết hợp giữa lý thuyết viễn thông đại cương với các hướng dẫn kỹ thuật chi tiết mang tính quy chuẩn hóa, sử dụng trực tiếp các bảng mã số nhận dạng, sơ đồ khối mạch điện tử và các kịch bản liên lạc điện thoại, telex thực tế trên biển.

Điểm đặc thù của giáo trình là bám sát văn bản pháp lý hàng hải, chuẩn hóa các tham số kỹ thuật theo quy định của Tổ chức Hàng hải Quốc tế (IMO) và Liên minh Viễn thông Quốc tế (ITU). Toàn bộ nội dung gắn liền với dữ liệu thực tế tại các vùng biển quốc tế cũng như hệ thống trạm thông tin duyên hải và các trung tâm tìm kiếm cứu nạn chuyên trách tại Việt Nam.

---

Nội dung kiến thức cốt lõi

Các chương/chủ đề chính

Cấu trúc giáo trình bao gồm 4 chương chuyên đề với tiến trình phát triển kiến thức logic:

• Chương 1: Giới thiệu chung về thông tin vô tuyến điện (VTĐ): Trình bày nguyên lý vật lý sóng điện từ, mối quan hệ giữa tần số ($f = C/\lambda$) và chu kỳ ($T = 1/f$). Phân loại 8 dải tần số từ VLF (3–30 kHz) đến EHF (30–300 GHz) cùng các băng vi sóng (L, LS, S, C, Xb, X, K4, K, K5, Q). Khảo sát cấu trúc tầng khí quyển, đặc tính hấp thụ và khúc xạ của tầng đối lưu, tầng điện ly (các lớp D, E, F1, F2), cơ chế lan truyền sóng đất và sóng trời. Phân tích các dạng điều chế biên độ (AM), điều chế tần số (FM), điều chế pha (PM), điều chế đơn biên (SSB) trong dải thoại 300–3400 Hz và ký hiệu phát xạ 3 ký tự (như J3E, H3E). Mô tả sơ đồ khối máy phát (Tx), máy thu (Rx) đổi tần trực tiếp và nguyên lý thông tin vệ tinh đa truy nhập (FDMA, TDMA, CDMA), các yếu tố gây fading và 4 phương pháp bám vệ tinh (Mono Pulse, Step tracking, Program tracking, Manual tracking).
• Chương 2: Hệ thống thông tin vệ tinh hàng hải INMARSAT: Phân loại vệ tinh địa tĩnh (GEO), vệ tinh phi địa tĩnh (MEO, LEO). Khảo sát cấu trúc không gian 3 khâu của INMARSAT với 4 vệ tinh địa tĩnh quản lý 4 vùng biển: Đại Tây Dương Đông (AOR-E: $15.5^\circ W$), Đại Tây Dương Tây (AOR-W: $54^\circ W$), Ấn Độ Dương (IOR: $64.5^\circ E$), Thái Bình Dương (POR: $178^\circ E$) dưới sự điều hành của trung tâm OCC London (gồm SCC và CCC). Phân loại các thế hệ trạm tàu (INM-A, INM-B, INM-C, INM-M, Mini-M, INM-E) theo định dạng số nhận dạng trạm di động (IMN). Hướng dẫn phương pháp giải tích tra bảng (C1 đến C5) và đồ thị xác định góc phương vị ($Az$) cùng góc ngẩng ($\beta$). Quy trình thiết lập cuộc gọi Telex và thoại (Tel) hai chiều: Tàu – Bờ (Ship-to-Shore), Bờ – Tàu (Shore-to-Ship), Tàu – Tàu (Ship-to-Ship).
• Chương 3: Hệ thống tìm kiếm cứu nạn toàn cầu (GMDSS): Lịch sử hình thành hệ thống (IMO/ITU thiết lập năm 1979) và mạng lưới tìm kiếm cứu nạn tại Việt Nam (3 Trung tâm khu vực tại Hải Phòng, Đà Nẵng, Vũng Tàu; đội tàu SAR 411, SAR 272). Quy chuẩn trang thiết bị vô tuyến bắt buộc theo 4 vùng biển (A1, A2, A3, A4). Cấp độ ưu tiên bức điện (Distress, Urgency, Safety, Normal). Kỹ thuật gọi chọn số (DSC) sử dụng mã 10 bit (7 bit thông tin, 3 bit sửa lỗi) với định dạng số nhận dạng dịch vụ di động hàng hải (MMSI 9 chữ số) trên 6 cặp tần số MF/HF DSC và kênh VHF 70. Hệ thống thông tin an toàn hàng hải (MSI) qua phương thức NAVTEX tần số 518 kHz (kỹ thuật truyền chữ trực tiếp băng hẹp NBDP, chế độ FEC/ARQ) phân chia 16 vùng Navarea với 13 loại bản tin. Hệ thống báo vị trí sự cố qua vệ tinh Cospas-Sarsat (sử dụng phao EPIRB-406 truyền chùm 144 bit ở chu kỳ 50 giây, kết hợp tần số định hướng 121.5 MHz) và thiết bị phát đáp radar SART (băng X 9.2–9.5 GHz tạo 12 vạch tín hiệu trên màn hình radar).
• Chương 4: Nghiệp vụ khai thác GMDSS: Quy trình khai thác hệ thống thoại VHF hàng hải (156–174 MHz, 56 kênh công tác, kênh trực canh chung 16, công suất 25W/1W) trên 3 hệ kênh ITU, USA, CANADA; các quy tắc đàm thoại cấp cứu (Mayday), khẩn cấp (Panpan), an toàn (Securite); quy định bảo quản VHF xuồng cứu sinh. Quy chuẩn ghi chép và lưu trữ sổ nhật ký vô tuyến điện (Radio Log) trong 02 năm; các điều cấm trong thông tin vô tuyến và quy định niêm phong máy phát tầm xa khi tàu hoạt động trong vùng nước cảng biển.

                    TIẾN TRÌNH NỘI DUNG GIÁO TRÌNH

Kiến thức nền tảng được xây dựng

Giáo trình hình thành hệ thống lý thuyết cốt lõi bao gồm:

• Lý thuyết truyền lan sóng điện từ: Cơ chế suy hao, phản xạ và khúc xạ qua các lớp ion hóa $D, E, F_1, F_2$ của tầng điện ly, quy luật truyền lan theo chu kỳ ngày/đêm của sóng trung (MF) và sóng ngắn (HF).
• Lý thuyết viễn thông số và mã hóa sửa sai: Nguyên lý điều chế khóa dịch tần (FSK), phương thức truyền tin một chiều có sửa lỗi trước (FEC) và truyền tin hai chiều tự động yêu cầu phát lại (ARQ), giải thuật mã hóa 10-bit tự kiểm tra lỗi trong kỹ thuật DSC.
• Khung cấu trúc mạng viễn thông vệ tinh: Cấu tạo không gian 3 thành phần (Trạm bờ – LES/LUT, Không gian – Satellite, Trạm di động – SES/EPIRB), các kỹ thuật phân chia kênh đa truy nhập FDMA, TDMA, CDMA.

Kỹ năng phát triển

• Kỹ năng kỹ thuật (Technical skills): Thiết lập tham số tọa độ tàu, tính toán độ lệch kinh độ $\Delta\lambda$, tra bảng giải tích để định hướng góc phương vị ($Az$) và góc ngẩng ($\beta$) cho anten parabol; cài đặt bộ lọc bản tin trên máy thu NAVTEX; thao tác các khối phím chức năng trên thiết bị thu phát VHF, MF/HF-DSC.
• Kỹ năng phân tích (Analytical skills): Đọc và giải mã cấu trúc bức điện NAVTEX (nhận diện nhóm ký tự đồng bộ ZCZC, định danh đài phát, loại bức điện và tính toán tỷ lệ lỗi ký tự $%$); phân tích màn hình hiển thị radar băng sóng 3.2 cm để phân biệt vệt quét 12 vạch của SART với tín hiệu Racon hoặc Ramark.
• Năng lực thực hành nghề nghiệp (Practical competencies): Thực hiện chuẩn xác quy trình liên lạc cấp cứu bằng nút bấm báo động chuyên dụng (Distress Button) hoặc đàm thoại theo mẫu chuẩn hàng hải; ghi chép sổ nhật ký vô tuyến điện (Radio Log) theo giờ quốc tế UTC; kiểm tra định kỳ pin và bộ nhả thủy tĩnh của phao vô tuyến cứu sinh EPIRB-406/SART theo định kỳ đăng kiểm.

---

Phương pháp giảng dạy và học tập

Giáo trình được thiết kế theo phương pháp sư phạm tích hợp (Integrated Pedagogical Approach), kết hợp chặt chẽ giữa việc giảng giải lý thuyết nguyên lý mạch viễn thông và việc hướng dẫn thực hành quy trình thao tác chuẩn (Standard Operating Procedures - SOP) trên thiết bị hàng hải.

Hệ thống bài tập và thực hành trong giáo trình được xây dựng cụ thể qua từng chuyên đề:

• Bài tập giải tích và tra cứu bảng số liệu: Yêu cầu học viên tính toán $\Delta\lambda$ giữa vị trí thực tế của tàu $(\varphi_T, \lambda_T)$ với kinh độ của 4 vệ tinh INMARSAT (AOR-W, AOR-E, IOR, POR), tra cứu bảng $C_1, C_2, C_3, C_4, C_5$ hoặc bản đồ đẳng giác để tìm ra góc ngẩng $\beta$ và góc phương vị $Az$ tối ưu nhằm hướng búp sóng anten.
• Bài tập lập cú pháp viễn thông: Thực hành soạn thảo chuỗi lệnh kết nối mạng Telex tự động qua trạm bờ LES (nhập Shore ID, mã quốc gia Country Code như Tel 84/Telex 805, mã vùng và số thuê bao).
• Bài tập giải thuật mã hóa: Tính toán trọng số các bit và chuyển đổi chuỗi nhị phân sang định dạng ký tự B-Y trong cấu trúc mã 10 bit của thiết bị DSC.
• Thực hành tình huống (Scenario-based training): Mô phỏng tiếp nhận và xử lý điện báo cấp cứu (Distress Message), điện khẩn cấp (Urgency), điện an toàn (Safety); quy trình chuyển đổi kênh công tác từ kênh trực canh chung VHF CH16 sang các kênh liên lạc điều động (CH06, CH13).

                      MÔ HÌNH ĐÀO TẠO & ĐÁNH GIÁ

Phương pháp đánh giá bao gồm kiểm tra lý thuyết trắc nghiệm/tự luận về phân vùng chức năng GMDSS, thông số tần số cứu nạn, kết hợp đánh giá thực hành trực tiếp thao tác khởi động, cài đặt tham số thu phát, quy trình trực canh vô tuyến H24 và kỹ năng lập sổ nhật ký Radio Log theo giờ UTC.

Đối với hoạt động tự học, giáo trình cung cấp hệ thống câu hỏi kiểm tra kiến thức sau mỗi bài học, yêu cầu học viên đối chiếu các bước thao tác với bảng danh bạ trạm bờ và sổ tay khai thác thiết bị thực tế trên tàu.

---

Điểm nổi bật và cập nhật

Giáo trình thể hiện tính hệ thống và chuẩn hóa kỹ thuật cao thông qua các nội dung:

• Hệ thống hóa toàn diện cấu trúc GMDSS: Giáo trình phản ánh đầy đủ khung pháp lý và kỹ thuật của hệ thống GMDSS ban hành bởi IMO và ITU, tích hợp toàn bộ các phương thức viễn thông từ thông tin mặt đất (VHF, MF, HF) đến thông tin vệ tinh (INMARSAT, Cospas-Sarsat).
• Phân định rõ ràng tiến trình chuyển giao công nghệ: Tài liệu trình bày chi tiết từ các chuẩn thiết bị tương tự truyền thống (INM-A thế hệ 1982) sang các hệ thống số hóa hiện đại như INM-B (1993), INM-C (1991 - truyền dữ liệu 600 bit/s tích hợp dịch vụ gọi nhóm tăng cường EGC SafetyNET và FleetNET), INM-M (1997) và INM-Mini M (1994).
• Dữ liệu thực tế gắn liền với hệ thống hàng hải Việt Nam: Giáo trình đưa vào các tham số khai thác cụ thể của mạng lưới trạm bờ duyên hải Việt Nam, bao gồm mã nhận dạng trạm bờ MMSI (Hải Phòng: 005741996, Đà Nẵng: 005741999, Vũng Tàu: 005742004), mã Shore ID trạm LES Hải Phòng (009), mạng lưới đài NAVTEX (Hải Phòng ký hiệu N tần số 4209.5 kHz, Đà Nẵng ký hiệu P tần số 518 kHz, TP. Hồ Chí Minh ký hiệu X tần số 518 kHz) và cơ cấu hoạt động của 3 Trung tâm Phối hợp tìm kiếm cứu nạn hàng hải khu vực (sử dụng tàu chuyên dụng SAR 411, SAR 272).
• Mô tả chi tiết nguyên lý vi điện tử và mã hóa dữ liệu: Không dừng lại ở việc hướng dẫn sử dụng thiết bị, giáo trình đi sâu phân tích cấu trúc mạch logic, sơ đồ đổi tần máy thu viễn thông, nguyên lý hoạt động của phao EPIRB-406 (phát xen kẽ 406 MHz và 121.5 MHz) và nguyên lý quét 12 vạch cách nhau 0.6 hải lý của bộ phát đáp SART trên màn hình radar hàng hải băng sóng 3.2 cm.

---

Đối tượng sử dụng giáo trình

Giáo trình được biên soạn phục vụ các nhóm đối tượng cụ thể trong hệ thống đào tạo và khai thác hàng hải:

• Học viên và sinh viên: Tài liệu học tập chính khóa cho học viên trình độ Trung cấp, Cao đẳng và sinh viên đại học ngành Điều khiển tàu biển (Nautical Science / Navigation). Đây là tài liệu bắt buộc để hoàn thành mô đun Thông tin liên lạc hàng hải, chuẩn bị cho kỳ thi sát hạch cấp chứng chỉ chuyên môn Vô tuyến điện viên GMDSS hạng tổng quát (GOC) hoặc hạng hạn chế (ROC).
• Điều kiện tiên quyết (Prerequisites): Người học cần có kiến thức cơ bản về Vật lý đại cương (phần dao động và sóng điện từ, khúc xạ ánh sáng), Địa lý hàng hải (hệ tọa độ địa lý kinh vĩ độ, phân chia múi giờ quốc tế) và Tiếng Anh chuyên ngành hàng hải (khả năng đọc thuật ngữ viễn thông, viết bức điện và thực hiện hội thoại tiêu chuẩn SMCP).
• Giảng viên chuyên ngành: Dùng làm giáo trình khung và đề cương giảng dạy các bài học lý thuyết, đồng thời là tài liệu hướng dẫn bài tập thực hành trên hệ thống phòng mô phỏng buồng lái hoặc mô phỏng GMDSS.
• Sĩ quan hàng hải và cán bộ quản lý: Sử dụng làm tài liệu tra cứu nghiệp vụ, ôn tập quy trình xử lý tai nạn trên biển, tra cứu cấu trúc mã điện phục vụ công tác trực ca boong trên các tàu vận tải biển hoạt động tuyến nội địa và quốc tế.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Giáo trình này phù hợp với ai?

Giáo trình được thiết kế trực tiếp cho học viên, sinh viên chuyên ngành Điều khiển tàu biển tại các trường hàng hải, cũng như sĩ quan boong, thuyền viên cần tài liệu học tập, ôn luyện để thi lấy chứng chỉ khai thác vô tuyến điện GMDSS (GOC/ROC) theo tiêu chuẩn của Tổ chức Hàng hải Quốc tế (IMO).

2. Cần chuẩn bị những kiến thức nền tảng nào trước khi học?

Người học cần nắm vững kiến thức vật lý cơ bản về sóng điện từ (tần số, bước sóng, công suất, phản xạ, khúc xạ), kiến thức địa lý hàng hải (kinh tuyến, vĩ tuyến, vùng phủ sóng) và trình độ tiếng Anh hàng hải cơ bản để đọc hiểu thuật ngữ viễn thông và quy ước liên lạc thoại quốc tế (như Mayday, Panpan, Securite, Over).

3. Giáo trình này có điểm gì khác biệt so với các tài liệu viễn thông thông thường?

Tài liệu tập trung tuyệt đối vào môi trường viễn thông hàng hải chuyên dụng. Thay vì chỉ trình bày lý thuyết truyền sóng thuần túy, giáo trình tích hợp trực tiếp các quy chuẩn của Công ước SOLAS, phân tích sâu giải thuật mã hóa 10 bit của DSC, cung cấp bảng tra giải tích góc ngẩng/phương vị ($\beta, Az$) cho 4 vùng biển INMARSAT, và quy định cụ thể về 4 vùng biển GMDSS (A1 đến A4).

4. Phương pháp tự học giáo trình như thế nào để đạt hiệu quả cao nhất?

Học viên nên kết hợp học lý thuyết song song với việc làm bài tập tính toán: thực hành tra cứu bảng phụ lục ($C_1 - C_5$) để xác định hướng anten vệ tinh, tập viết cú pháp các dòng lệnh điện tín Telex/DSC, phân tích mẫu bức điện thực tế của hệ thống NAVTEX và đối chiếu với các nguyên tắc trực ca, ghi chép sổ Radio Log theo giờ UTC.

5. Giáo trình dẫn chiếu và đi kèm những tài liệu tham khảo nào?

Giáo trình liên kết chặt chẽ với bộ ấn phẩm 7 tập Danh bạ vô tuyến hàng hải quốc tế của ITU (List/Volume 1 đến 7 về Coast Radio Stations, Shore Codes...), các quy định của Tổ chức Hàng hải Quốc tế (IMO), tài liệu kỹ thuật hướng dẫn sử dụng của các hãng sản xuất thiết bị INMARSAT, NAVTEX, EPIRB, SART và mẫu Sổ nhật ký vô tuyến điện theo quy chuẩn hàng hải.

---

Kết luận

Giáo trình mô đun Thông tin liên lạc hàng hải của Trường Cao đẳng Hàng hải II là một tài liệu đào tạo chuyên môn có cấu trúc chặt chẽ, cung cấp đầy đủ hệ thống lý thuyết sóng điện từ, nguyên lý hoạt động của các hệ thống viễn thông vệ tinh và quy trình vận hành Hệ thống An toàn và Cứu nạn Hàng hải Toàn cầu (GMDSS).

Lộ trình tiếp cận kiến thức trong giáo trình được xây dựng theo chu trình logic: thiết lập nền tảng vật lý vô tuyến $\rightarrow$ nắm vững nguyên lý thông tin vệ tinh và viễn thông số $\rightarrow$ phân tích tiêu chuẩn hệ thống GMDSS $\rightarrow$ thành thạo nghiệp vụ thực hành khai thác VHF, DSC, NAVTEX, EPIRB, SART và xử lý văn bản pháp lý hàng hải.

Để tối ưu hóa quá trình học tập, người học nên khai thác kết hợp cùng các tài liệu bổ trợ như Danh bạ trạm vô tuyến bờ ITU (List/Volume 1–7), các quy chuẩn kỹ thuật của Công ước SOLAS 74/88 và hệ thống thiết bị mô phỏng GMDSS tại các cơ sở đào tạo chuyên ngành.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CỤC HÀNG HẢI VIỆT NAM TRƯỜNG CAO ĐẲNG HÀNG HẢI II GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN: THÔNG TIN LIÊN LẠC HÀNG HẢI NGHỀ: ĐIỀU KHIỂN TÀU BIỂN TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP Ban hành kèm theo quyết định số:29/QĐ-CĐHH II ngày 13 tháng 10 năm 2021 Của trường Cao Đẳng Hàng Hải II. CH¦¥NG 1: GIíI THIÖU CHUNG VÒ TH¤NG TIN VT§ 1. Ph©n chia gi¶i tÇn VT§. TÇn sè vµ chu kú cña sãng ®iÖn tõ.

- TÇn sè (f): TÇn sè cña song ®iÖn tõ lµ sè lÇn dao ®éng cña song trong 1 gi©y. Nã ®−îc tÝnh b»ng c«ng thøc: f= Trong ®ã C lµ vËn tèc cña sãng ®iÖn tõ trong 1 gi©y λ lµ b−íc sãng (b−íc sãng lµ ®é dµi cña 1 lÇn dao ®éng) Nh− vËy f tØ lÖ nghÞch víi , hay nãi c¸ch kh¸c f cµng lín th× λ cµng nhá vµ ng−îc l¹i. §¬n vÞ cña f lµ Hert ký hiÖu Hz, béi sè cña Hz lµ: - Chu kú (T) cña sãng ®iÖn tõ lµ thêi gian cña sãng ®iÖn tõ thùc hiÖn ®−îc 1 dao ®éng. Chu kú T ®−îc tÝnh.

Nh− vËy T tû lÖ nghÞch víi f tû lÖ thuËn víi λ ®¬n vÞ cña T lµ gi©y (s) ¦íc cña gi©y 1. Ph©n chia gi¶i tÇn VT§. D¶i Tªn TÇn sè B−íc sãng VLF Sãng rÊt dµi Very low frequency 3-30 KHz 100-10 Km LF Sãng dµi Low frequency 30-300 KHz 10-1 Km MF Sãng trung Medium frequency 300-3000 Khz 1000-100 m HF Sãng ng¾n Hight frequency 3-30 MHz 100-10 m VHF Sãng rÊt ng¾n Very hight frequency 30-300MHz 10-1 m UHF trªn sãng ng¾n Ultra hight frequency 300-3000 MHz 100-10 cm SHF Sãng cùc ng¾n Supper frequency 3-30 GHz 10-1 cm 1 EHF Ngoµi sãng ng¾n Extremely 30-300 GHz 10-1 mm Tïy vµo môc ®Ých sö dông vµ c¸c ngµnh kh¸c nhau mµ ñy ban qu¶n lý tÇn sè quèc tÕ (ITU) ph©n chia tõng d¶i kh¸c nhau cho tõng ngµnh.ViÖc sö dông c¸c kªnh liªn l¹c VT§ ph¶i xin phÐp ñy ban nµy. C¸c tÇn sè vµ c¸c d¶i tÇn dïng trong Hµng h¶i.

- ThiÕt bÞ m¸y ®iÖn Hµng h¶i vµ v« tuyÕn dÉn ®−êng cã tÇn sè < 300 KHz - D¶i sãng trung MF + HÖ thèng th«ng b¸o Hµng h¶i NAVTEX (518KHz) + CÆp tÇn sè cÊp cøu DSC: 2187.5(Telex) - D¶i sãng ng¾n HF. + C¸c cÆp tÇn sè cÊp cøu DSC.0 (Telex) - D¶i sãng (MF, HF) cßn ®−îc dïng cho tr¹m VT§ phôc vô cho khai th¸c tµu.5 MHz dïng EIPRB-121,5 (CÊp cøu khu vùc) + (156-174) MHz dïng 56 kªnh VHF. + Kªnh 87B, 88A: Dïng cho hÖ thèng nhËn d¹ng (AIS) - D¶i UHF: TÇn sè 406 MHz dïng cho phao EPIRB-406 trong hÖ thèng vÖ tinh COSPAS – SARSAT chiÒu tõ (EPIRB→SAT) Tõ (1,4-1,6) GHz dïng cho GPS vµ INM tõ (Ship ↔ SAT). Tõ (9-9,5) GHz dïng cho RADAR vµ SART.

Ngoµi ra trong d¶i vi sãng (Microwave) ng−êi ta cßn sö dông c¸c ch÷ c¸i ®Ó thÓ hiÖn ®o¹n tÇn sè nh− sau: Letter Frequency range Letter Frequency range L 1,00-1,88 GHz X 8,20-12,40 GHz LS 1,50-2,80 GHz K4 12,40-18,00 GHz S 2,35-4,175 GHz K 16,00-28,00 GHz C 3,60-7,45 GHz K5 26,00-40,00 GHz 2 Xb 6,00-10,65 GHz Q 33,00-50,00 GHz 1. §Æc tÝnh lan truyÒn cña sãng ®iÖn tõ. Sù h×nh thµnh vµ ph©n chia cña tÇng ®iÖn ly. Dùa theo tÝnh chÊt vËt lý khÝ quyÓn tr¸i ®Êt ®−îc chia thµnh c¸c tÇng nh− h×nh vÏ.

Km 350 + + + + F2 270 F1 TÇng + + + ®iÖn ly 120 E (ion) + + 90 D + 50 30 §èi l−u 10 5 3 BÒ mÆt tr¸i ®Êt ë ®é cao: - 3-5 Km: lµ c¸c ®¸m m©y, m−a. - 10-30 Km: lµ vïng kh«ng khÝ cã nhiÖt ®é vµ h¬i n−íc kh¸c nhau (gäi lµ tÇng ®èi l−u). TÇng nµy ®−îc h×nh thµnh do sù ng−ng tô vµ bay h¬i n−íc còng nh− khÝ th¶i trªn mÆt ®Êt. TÇng nµy cã ®Æc tÝnh hÊp thô m¹nh sãng ®iÖn tõ nªn gäi lµ vïng tæn hao, ®Æc tÝnh lµ hÊp thô m¹nh tÇn sè thÊp.

- TÇng ®iÖn ly ®−îc h×nh thµnh do ¸nh s¸ng mÆt trêi vµ c¸c tia vò trô chiÕu vµo bÇu khÝ quyÓn lµm c¸c phÇn tö khÝ t¸ch thµnh c¸c ion d−¬ng. Cµng lªn cao mËt ®é ion cµng dµy. - TÇng D: lµ tÇng ion thÊp nhÊt cã ®é dµy (50-90) km, ®é dµy nµy thay ®æi nhiÒu theo ngµy, ®ªm, theo mïa, vïng ®Þa lý. - TÇng E: MËt ®é ion nhiÒu h¬n tÇng D vµ ®é dµy Ýt thay ®æi h¬n.

- TÇng F1, F2 cã mËt ®é ion rÊt lín vµ t¨ng dÇn theo chiÒu cao, tÇng nµy hÇu nh− kh«ng thay ®æi 1. Sù truyÒn lan cña sãng ®iÖn tõ. Khi nghiªn cøu sù truyÒn lan cña sãng ®iÖn tõ trong kh«ng gian ta thÊy 3 - Víi sãng ≥ UHF cã kh¶ n¨ng xuyªn qua tÇng ®iÖn ly, b−íc sãng cµng nhá ®i qua tÇng ®iÖn ly cµng dÔ. Ng−êi ta sö dông d¶i sãng (1-10) GHz cho th«ng tin vÖ tinh.

- D¶i VHF th× bÞ tæn hao nhiÒu do tÇng ®iÖn ly do ®i th¼ng Ýt bÞ khóc x¹, do vËy VHF chØ sö dông trong th«ng tin mÆt ®Êt truyÒn th¼ng, nªn cù ly th«ng tin ng¾n. - D¶i HF cã ®Æc tÝnh bÞ khóc x¹ nhiÒu do tÇng ®iÖn ly, ®−îc øng dông cho th«ng tin mÆt ®Êt. - D¶i MF cã ®Æc tÝnh bÞ tÇng D hÊp thô rÊt m¹nh, do vËy vµo ban ngµy sãng MF liªn l¹c chñ yÕu b»ng sãng ®Êt. Qu¸ tr×nh truyÒn lan sãng ®iÖn tõ ®−îc m« t¶ nh− h×nh vÏ UHF TÇng ®iÖn ly Sãng trêi Sãng trêi Tia 2 Tia 3 Tia 1 Sãng ®Êt Vïng nh¶y Tr¹m ph¸t Kho¶ng c¸ch nh¶y 1.

Nh÷ng ®iÒu l−u ý khi sö dông. - Khi liªn l¹c vµo ban ngµy b»ng h×nh thøc th«ng tin mÆt ®Êt th× nªn sö dông sãng HF th× liªn l¹c ®−îc xa, cßn MF bÞ hÊp thô nhiÒu, nªn cù ly liªn l¹c gÇn. - Vµo ban ®ªm sö dông MF, HF ®Òu liªn l¹c ®−îc xa v× ban ®ªm tÇng D máng nªn MF bÞ hÊp thô Ýt vµ liªn l¹c ®−îc b»ng sãng trêi. C¸c lo¹i ®iÒu chÕ vµ ph¸t x¹.

TÝn hiÖu vµ sãng mang. TÝn hiÖu lµ ®¹i l−îng vËt lý m¹ng th«ng tin mµ con ng−êi cÇn sö dông cho môc ®Ých cña m×nh vµ truyÒn nã ®i xa. VD: Nh− tiÕng nãi, h×nh ¶nh, tiÕng nh¹c, c¸c d·y bÝt sè. B¶n th©n tÝn hiÖu kh«ng truyÒn ®i xa ®−îc, muèn nã ®i ®−îc ®Õn n¬i m×nh mong muèn th× ta ph¶i sö dông sãng VT§ ®Ó t¶i ®i, sãng VT§ nµy ®−îc gäi lµ sãng mang.2 Sãng mang VT§.

Lµ nh÷ng sãng ®iÖn tõ ®−îc dïng ®Ó t¶i tÝn hiÖu tõ n¬i nµy ®Õn n¬i kh¸c trªn tr¸i ®Êt. Sãng mang cã 3 th«ng sè c¬ b¶n: + Biªn ®é sãng mang (A: Amplitude) + TÇn sè sãng mang (f: Frequency) + Pha cña sãng mang (P: Phase) 1.1 §Þnh nghÜa: §iÒu chÕ lµ qu¸ tr×nh tÝn hiÖu lµm thay ®æi th«ng sè cña sãng mang. - Gi¶ sö ta cã sãng mang d¹ng. t - Vµ tÝn hiÖu d¹ng h×nh sin.

- Khi tÝn hiÖu lµm thay ®æi biªn ®é sãng mang gäi lµ ®iÒu chÕ biªn ®é (AM: Amplitude Modulation) Ac[1 + m(t)] Amax Ac Amin (D¹ng tÝn hiÖu AM) * §iÒu chÕ tÇn sè (FM). - Khi tÝn hiÖu lµm thay ®æi tÇn sè sãng mang vµ gi÷ nguyªn (A,ϕ) gäi lµ ®iÒu chÕ biªn ®é (FM: Frequency Modulation) Ac S(t) (D¹ng tÝn hiÖu FM) * §iÒu chÕ pha. - Khi tÝn hiÖu lµm thay ®æi pha cña sãng mang vµ gi÷ nguyªn (A, f) gäi lµ ®iÒu chÕ pha (PM: Phase Modulation) 5 Trong thùc tÕ cã khi sö dông nh÷ng bé ®iÒu chÕ lµm thay ®æi 2 th«ng sè, nh÷ng lo¹i ®iÒu chÕ nµy chØ dïng vµo môc ®Ých ®Æc biÖt. Ngoµi ra cßn cã c¸c lo¹i ®iÒu chÕ ®Æc biÖt kh¸c nh− ®iÒu chÕ xung trong Radar (FSK) (D¹ng ®iÒu chÕ xung trong Radar) 1.

Phæ tÝn hiÖu ®iÒu chÕ. * Phæ tÝn hiÖu sãng mang: Mét sãng cao tÇn cã tÇn sè fc, khi ph©n tÝch phæ tÇn sè cã d¹ng 0,7 fc-Δf fc fc+Δf gäi lµ d¶i th«ng cña tÝn hiÖu. Cã nghÜa lµ ph¶i cã ®é réng d¶i th«ng nh− vËy th× sãng cao tÇn míi truyÒn qua ®−îc. fc+Δf:gäi lµ biªn trªn.

* Ph−¬ng tr×nh ®iÒu chÕ tÝn hiÖu. - Gi¶ sö ta cã sãng mang: - Vµ tÝn hiÖu: - Gi¶ sö ta cã m¹ch ®iÒu chÕ sö dông ®ièt nh− h×nh vÏ: i U1 L1 L2 Ur U2 t (S¬ ®å m¹ch ®iÖn ®iÒu chÕ b»ng ®ièt) §å thÞ ®Æc tuyÕn dßng ®iÖn cña ®ièt Ta cã ph−¬ng tr×nh dßng ®iÖn Ta chØ xÐt sè h¹ng v× nã chøa c¶ tÝn hiÖu vµ song mang 6 Trong 3 sè h¹ng trªn ta chØ xÐt: Sö dông biÕn ®æi l−îng gi¸c ta cã: D¹ng phæ cña tÝn hiÖu ®iÒu chÕ. Biªn d−íi Biªn trªn (USSB) (LSSB) ω+ Ωmax ω- Ωmin ω ω+ Ωmin ω+ Ωmax (ω + 3400 Hz) (ω - 300 Hz) (ω + 300 Hz) (ω + 3400 Hz) Víi tÝn hiÖu ©m thanh tÇn sè (300-3400) Hz. Qua ®å thÞ thÊy tÝn hiÖu chØ cã ë 2 bªn cña sãng mang, trong kho¶ng gi÷a 2 biªn kh«ng chøa th«ng tin.

Do vËy mét phÇn n¨ng l−îng cña m¸y ph¸t kh«ng cã Ých. - Trªn thùc tÕ cã nhiÒu lo¹i m¸y ph¸t kh¸c nhau + M¸y ph¸t sãng mang toµn phÇn. + M¸y ph¸t sãng mang suy gi¶m 1 phÇn. + M¸y ph¸t sãng mang suy gi¶m toµn phÇn.

+ C¸c lo¹i m¸y ph¸t ®¬n biªn SSB hiÖu suÊt cao. C¸c lo¹i ph¸t x¹ ®−îc ph©n lo¹i vµ ký hiÖu theo ®Æc tÝnh c¬ b¶n sau: - Ký tù thø nhÊt: Lo¹i ®iÒu chÕ. - Ký tù thø hai: TÝnh chÊt cña tÝn hiÖu ®iÒu chÕ. - Ký tù thø ba: Lo¹i th«ng tin.

* Ký tù thø nhÊt. H: Tho¹i ®¬n biªn sãng mang toµn phÇn. R: Tho¹i ®¬n biªn sãng mang suy gi¶m. J: Tho¹i ®¬n biªn lo¹i bá sãng mang.

Vµ mét sè ®iÒu chÕ kh¸c. * Ký tù thø hai: 7 1- Kh«ng ®iÒu chÕ sãng mang. 2- Cã ®iÒu chÕ sãng mang phô. * Ký tù thø ba: A- §iÖn b¸o Morse thu b»ng tai.

B- §iÖn b¸o thu tù ®éng. D- TruyÒn sè liÖu. Nguyªn lý thu ph¸t VT§. NhiÖm vô cña m¸y thu ph¸t VT§ lµ th«ng tin tõ n¬i nµy ®Õn n¬i kh¸c b»ng sãng VT§ 1.

M¸y ph¸t VT§ (Tx) (Transmitter) * NhiÖm vô cña m¸y ph¸t VT§ lµ t¹o ra sãng mang, ®iÒu chÕ víi nguån tÝn hiÖu, khuyÕch ®¹i ®Õn c«ng suÊt ®ñ lín ®−a ra anten bøc x¹ vµo kh«ng gian. * S¬ ®å khèi cña m¸y ph¸t VT§. Sãng VT§ bøc x¹ (AM,FM, Khèi t¹o §iÒu chÕ KhuyÕch ANT PM, .) sãng mang ®¹i 1 3 4 Nguån tÝn 2 hiÖu (S¬ ®å khèi m¸y ph¸t VT§) - Khèi t¹o sãng mang: T¹o nªn sãng ®iÖn tõ cã tÇn sè theo ý muèn, sãng ®iÖn tõ nµy cã nhiÖm vô mang hay t¶i tÝn hiÖu ®i xa. Cã d¹ng - Nguån tÝn hiÖu: ¢m thanh, h×nh ¶nh, c¸c bÝt sè.

chuyÓn thµnh tÝn hiÖu ®iÖn. - Bé ®iÒu chÕ: NhiÖm vô lµ ghÐp tÝn hiÖu vµo sãng mang. Thùc chÊt lµ qu¸ tr×nh tÝn hiÖu lµm thay ®æi mét trong c¸c th«ng sè cña sãng mang.