Bài giảng Chương 3: Các công nghệ thông tin liên lạc môn Hàng không dân dụng | Học viện Hàng Không Việt Nam

HỌC VIỆN HÀNG KHÔNG VIỆT NAM
KHOA KHAI THÁC HÀNG KHÔNG CHƯƠNG 3:
CÁC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN LIÊN LẠC TS. PHAN THANH MINH Email: phanthanhminh@gmail.com ĐT: 0989120125 NỘI DUNG 2 phanthanhminh@gmail.com
Chương 3: Các công nghệ thông tin liên lạc
• Những vấn đề trước đây trong thông tin liên lạc hàng không 1.
• Những yêu cầu trước đây và tương lai của ATM đối với TTLL 2.
• Những PP và nguyên lý vật lý liên quan đến hoạt động HTTT 3.
• Sự tương tác lẫn nhau giữa các thiết bị/HTTT 4.
• Mạng ATN: khái niệm, thành phần, phân lớp, ứng dụng 5.
• Hướng dẫn sử dụng bảng Decision Tree – A/G Communication 6. 3 phanthanhminh@gmail.com
1. NHỮNG VẤN ĐỀ TRƯỚC ĐÂY
TRONG THÔNG TIN LIÊN LẠC HÀNG KHÔNG
1. NHỮNG VẤN ĐỀ TRƯỚC ĐÂY TRONG TTLL HÀNG KHÔNG 4 phanthanhminh@gmail.com
1.1. Các dịch vụ thông tin liên lạc hàng không
Thông tin Dịch vụ kiểm soát không lưu Thông tin Điều hành bay (ATSC - Air Traffic Service Thông tin Thông báo bay Centres) Thông tin Báo động
Thông tin phục vụ Điều hành
Các dịch vụ thông tin liên quan đến An khai thác tàu bay
(AOC - Aeronautical Operational
toàn: yêu cầu sự toàn vẹn dữ liệu cao và Control) khả năng đáp ứng nhanh
Thông tin phục vụ Quản trị HK
(AAC - Aeronautical Administrative Communications)
Các dịch vụ thông tin không liên quan đến An toàn
Thông tin phục vụ Hành khách HK (APC - Aeronautical Passenger Communications)
1. NHỮNG VẤN ĐỀ TRƯỚC ĐÂY TRONG TTLL HÀNG KHÔNG (tt) 5 phanthanhminh@gmail.com
1.2. Các dịch vụ thông tin cho Quản lý không lưu (ATM) trước đây
Liên lạc Không-Địa: Liên lạc thoại là phương thức chính
Liên lạc Đất-Đất: Liên lạc thoại là phương thức chính giữa các cơ sở ATS.
AFTN được dùng để trao đổi dữ liệu
1. NHỮNG VẤN ĐỀ TRƯỚC ĐÂY TRONG TTLL HÀNG KHÔNG (tt) 6 phanthanhminh@gmail.com
1.3. Những hạn chế của liên lạc thoại ảnh hưởng đến TTLL ĐHB
Trước đây liên lạc thoại là phương thức chính để trao đổi Liên lạc thoại
thông tin không-địa và thông tin ở mặt đất
Kỹ năng về ngôn ngữ hoặc ngữ giọng của KSVKL và người lái, nhiễu, những sai Khả năng nghe
sót khi truyền hoặc lĩnh hội thông tin làm ảnh hưởng đến độ chính xác của thông hiểu thông tin tin nhận được
Tốc độ truyền thông tin chậm là đặc tính cố hữu của liên lạc thoại. Thời gian
Ngoài ra, việc yêu cầu xác nhận lại thông tin do khả năng nghe rõ thông tin thấp liên lạc chậm
làm tăng thời gian liên lạc và tăng áp lực công việc cho KSVKL
Liên lạc thoại bị ảnh hưởng bởi nhiều loại can nhiễu khác nhau như: Nhiễu
tiếng ồn trong cabin, hiện tượng xén phổ tiếng nói, ảnh hưởng do truyền sóng điện
từ, các vấn đề về tương thích điện từ khác Quá tải
Trong nhiều khu vực có mật độ bay cao, các băng tần VHF HK bị bão hòa do có phổ tần số
quá nhiều phân khu điều hành bay
1. NHỮNG VẤN ĐỀ TRƯỚC ĐÂY TRONG TTLL HÀNG KHÔNG (tt) 7 phanthanhminh@gmail.com
1.4. Hiện trạng liên lạc vô tuyến VHF HK dải tần Tần số
118-137 MHz (bước sóng 2,19 ÷ 2,54 m),
phân cách các kênh là 25 kHz. (max 760 kênh) Ứng dụng
Liên lạc thoại trực tiếp giữa KSVKL – người lái chính
- Các dịch vụ thông báo bay (DV thông báo Bản tin khí tượng, thông tin về nhà ga Các ứng dụng Cảng hàng không) khác
- Liên lạc dữ liệu số sử dụng hệ thống báo cáo và liên lạc cho máy bay ACARS
(Aircraft Communications Addressing and Reporting System) Kiểu điều chế
Điều chế biên độ (Sóng mang vô tuyến/Tín hiệu thoại) Cự ly liên lạc
Trong tầm nhìn thẳng (Line of sight) 𝐷 ≈ 3.6 × 𝐻𝑇𝑋 + 𝐻𝑅𝑋
1. NHỮNG VẤN ĐỀ TRƯỚC ĐÂY TRONG TTLL HÀNG KHÔNG (tt) 8 phanthanhminh@gmail.com
* Hạn chế của sóng vô tuyến VHF Bão hòa phổ
Trong những khu vực có mật độ bay cao, các băng tần VHF bị bão hòa do quá tần số
nhiều phân khu điều hành bay
Tầm phủ trong một phân khu được đảm bảo bằng cách lắp đặt một vài trạm VHF Tầm phủ
dùng chung một tần số vô tuyến, nhưng tại một số khu vực xa xôi và trên đại
dương vẫn nằm ngoài vùng phủ sóng VHF
Băng tần VHF bị quá tải là nguyên nhân sinh ra nhiều can nhiễu và tình trạng Can nhiễu nghẽn kênh liên lạc
Vấn đề chính của chất lượng liên lạc hiện nay xuất phát từ những nhược điểm của Chất lượng liên
liên lạc thoại, đó là khả năng nghe rõ thông tin tương đối thấp và thời gian liên lạc lạc dài.
Các vấn đề liên quan đến yếu tố con người phát sinh do: Các yếu tố con -
Kỹ năng về ngôn ngữ hoặc ngữ âm của KSVKL và người lái, người -
Xác suất xảy ra sai sót (lỗi) khi truyền thông tin hoặc khi lĩnh hội thông tin, -
Áp lực công việc của KSVKL cao
1. NHỮNG VẤN ĐỀ TRƯỚC ĐÂY TRONG TTLL HÀNG KHÔNG (tt) 9 phanthanhminh@gmail.com
* Các tiêu chuẩn của ICAO về tham số các hệ thống thông tin VHF ICAO Annex. 10
1. NHỮNG VẤN ĐỀ TRƯỚC ĐÂY TRONG TTLL HÀNG KHÔNG (tt) 10 phanthanhminh@gmail.com
1.5. Hiện trạng liên lạc vô tuyến HF HK
dải tần 2.8-22 MHz (bước sóng 13.6 ÷ 107.1 m), Tần số
Có khả năng hoạt động trên dải tần số đó với bước tần số là 1KHz Ứng dụng chính
Liên lạc thoại trực tiếp giữa KSVKL – người lái ở
những vùng xa xôi và trên đại dương
Điều chế đơn biên SSB (Sóng mang vô tuyến/Tín Kiểu điều chế
hiệu thoại). Tín hiệu được phát đi trên biên tần cao -
USB so với tần số sóng mang (tín hiệu chuẩn)
Đến vùng “ngoài chân trời’ Cự ly liên lạc
Khả năng truyền sóng đi rất xa (đến một vài ngàn km)
1. NHỮNG VẤN ĐỀ TRƯỚC ĐÂY TRONG TTLL HÀNG KHÔNG (tt) 11 phanthanhminh@gmail.com
* Hạn chế của sóng vô tuyến HF
Môi trường truyền sóng thay đổi thường xuyên và bị ảnh hưởng bởi một số yếu tố: Truyền sóng - Thời gian trong ngày; không ổn định -
Hoạt động của điểm đen mặt trời; - Tần số sóng mang, … Cần lựa chọn
Việc phát tín hiệu vô tuyến trong băng tần HF phụ thuộc nhiều vào tần số sóng tần số tối ưu
mang, do đó để đạt được độ ổn định tốt cần phải lựa chọn tần số một cách tối ưu Can nhiễu
Đặc điểm việc truyền sóng ở băng tần HF bị ảnh hưởng can nhiễu rất cao
Liên lạc thoại vô tuyến HF được nhìn nhận là hệ thống thông tin có chất lượng Chất lượng liên
thấp do đặc tính không ổn định của kênh liên lạc HF. lạc
Ngoài ra, liên lạc thoại HF có đặc điểm bị ảnh hưởng lớn bởi can nhiễu.
Các vấn đề liên quan đến yếu tố con người phát sinh do: Các yếu tố con người -
Kỹ năng về ngôn ngữ hoặc ngữ âm của KSVKL và người lái, -
Xác suất xảy ra sai sót (lỗi) khi truyền thông tin hoặc khi lĩnh hội thông tin.
1. NHỮNG VẤN ĐỀ TRƯỚC ĐÂY TRONG TTLL HÀNG KHÔNG (tt) 12 phanthanhminh@gmail.com
1.6. Các hệ thống liên lạc mặt đất trước đây
Các ứng dụng chính trong lĩnh vực Quản lý
không lưu liên quan đến liên lạc mặt đất: Thoại
• Liên lạc thoại Hiệp đồng Kiểm soát không lưu
• Trao đổi dữ liệu Kế hoạch bay Các đường truyền thoại Dữ liệu Đường truyền Đường truyền Đường ATS chuyển mạch thuê riêng trực truyền viba AFTN thoại công cộng tiếp (Aeronautical Fixed Cáp điện thoại Telecommunication Network) Cáp quang Chuyển tiếp vô tuyến Mesh ATS
1. NHỮNG VẤN ĐỀ TRƯỚC ĐÂY TRONG TTLL HÀNG KHÔNG (tt) 13 phanthanhminh@gmail.com
1.7. Những vấn đề trước đây của ATM liên quan đến các HT liên lạc dữ liệu
Thiếu các đường truyền dữ liệu sẵn sàng hoạt động Liên lạc Không-Địa
Chất lượng đường truyền kém (tốc độ dữ liệu thấp)
Tính năng của mạng AFTN thấp
Công nghệ lạc hậu cả 20 năm Liên lạc mặt đất
Sử dụng kỹ thuật Telex
Tốc độ dữ liệu/chất lượng thấp
Hệ thống chỉ hoạt động theo kiểu lưu
trữ/chuyển tiếp điện văn 14 phanthanhminh@gmail.com
2. NHỮNG YÊU CẦU CỦA QUẢN LÝ KHÔNG LƯU
TRƯỚC ĐÂY VÀ TƯƠNG LAI
ĐỐI VỚI HỆ THỐNG THÔNG TIN LIÊN LẠC
2. NHỮNG YÊU CẦU CỦA ATM ĐỐI VỚI TTLL 15 phanthanhminh@gmail.com
2.1. Những yêu cầu của ATM đối với HT TTLL tương lai
ICAO đang xây dựng các yêu cầu của ATM đối với thông tin
liên lạc không – địa và thông tin liên lạc mặt đất để hỗ trợ cho hệ thống ATM toàn cầu.
Công việc này bao gồm cả một bản Công bố những tính năng
yêu cầu đối với thông tin liên lạc (RCP). Các yêu cầu
Đưa ra những yêu cầu của hệ thống Quản lý không lưu khai thác
mà thông tin liên lạc cần phải đạt được
“Một công bố về những đặc tính khai
thác cần có của HT TTLL để đem lại
Có xem xét đến yếu tố con người, năng lực kỹ thuật,
việc lưu thông HK hiệu quả và/hoặc vấn đề về an toàn
tối ưu nhằm phục vụ người sử dụng”
Liên quan đến những yêu cầu khai thác đối với các hệ
thống Dẫn dường và Giám sát (tài liệu RNP và RSP)
2. NHỮNG YÊU CẦU CỦA ATM ĐỐI VỚI TTLL (tt) 16 phanthanhminh@gmail.com
* Cụ thể những yêu cầu ATM đối với thông tin liên lạc tương lai Tầm phủ
Khả năng kết nối và hoạt động toàn cầu Liên lạc bằng
Hầu hết các phương thức liên lạc thông thường (liên lạc không – địa và mặt đất) dữ liệu
đều sử dụng liên lạc dữ liệu
Liên lạc thoại trực tiếp giữa KSVKL – người lái phải được thường xuyên đảm bảo Liên lạc thoại với chất lượng cao
Thông tin liên lạc liên quan đến an toàn phải luôn được ưu tiên hơn các phương Tính ưu tiên
thức liên lạc không yêu cầu yếu tố an toàn
Tính năng liên quan đến tính toàn vẹn, tính sẵn sàng,... phải đáp ứng các yêu cầu Tính năng khác khai thác
2. NHỮNG YÊU CẦU CỦA ATM ĐỐI VỚI TTLL (tt) 17 phanthanhminh@gmail.com
* So sánh giữa liên lạc thoại với liên lạc dữ liệu Liên lạc thoại Liên lạc dữ liệu
Ngữ giọng có thể gây ra sự hiểu sai
Cung cấp thông tin rõ ràng, không bị nhầm lẫn Tốc độ thông tin thấp Tốc độ thông tin cao
Sắc thái giọng nói và những sự uốn
giọng để truyền đạt thông tin
Cần phải đọc mới thu được thông tin Theo thời gian thực
Có thể lưu trữ và truy xuất trở lại
Các thông tin được phát đi nối tiếp
nhau để lĩnh hội được
Có thể phát theo thành gói dữ liệu
Tạo ra sự tắc nghẽn về tần số
Làm giảm bớt sự tắc nghẽn tần số
Phát quảng bá: thông tin phát đi có
Có tính chọn lọc: có thể dẫn đến
thể được người khác sử dụng
việc tăng yêu cầu phát thông tin
2. NHỮNG YÊU CẦU CỦA ATM ĐỐI VỚI TTLL (tt) 18 phanthanhminh@gmail.com
* So sánh những đặc trưng của môi trường thông tin liên lạc Môi trường Môi trường thông tin liên lạc thông tin liên lạc Các vấn đề trước đây tương lai khi quá độ Theo từng đốm Toàn cầu Các vấn đề: Tầm phủ Được cung cấp bởi:
Phủ sóng toàn bộ những • Mạng viễn
thông Liên quan đến việc thiết
khu vực trên lục địa có mật Hàng không ATN lập độ cơ sở hạ tầng không lưu cao • Công nghệ vệ tinh Dạng thức Dữ liệu Các vấn đề: thể hiện Liên lạc thoại sử dung Thoại thông tin
không thường xuyên, chỉ •Thiết lập cơ sở hạ
dùng trong tình huống tầng khẩn cấp •Yếu tố con người
Hệ thống sử dụng mạng
Kênh tần số đặc biệt Tính ưu tiên ATN ưu tiên cho truyền
và các thủ tục liên lạc dữ Không có vấn đề liệu. Liên lạc thoại
riêng sử dụng trong trong những tình huống quan trọng
những tình huống không thường xuyên và khẩn cấp khẩn cấp Đặc tính
Chất lượng khá thấp Chất lượng cao phẩm chất
(được quyết định bởi các Không có vấn đề
(chủ yếu là khả năng nghe rõ yêu cầu khai thác) quan trọng
thông tin và thời gian liên lạc)
2. NHỮNG YÊU CẦU CỦA ATM ĐỐI VỚI TTLL (tt) 19 phanthanhminh@gmail.com
* Những yêu cầu khai thác của ATM đối với ứng dụng truyền dữ liệu
Nhận dạng tích cực (chính xác) cho người dùng đầu cuối Các yêu cầu khai thác
Là phương tiện cung cấp và sử dụng dịch vụ truyền dữ liệu
Là phương tiện liên lạc trực tiếp giữa KSVKL – người lái
(DCPC - Direct Controller-Pilot Communications)
Các cuộc gọi khẩn cấp có mức độ ưu tiên cao nhất
2. NHỮNG YÊU CẦU CỦA ATM ĐỐI VỚI TTLL (tt) 20 phanthanhminh@gmail.com
* Các chức năng khai thác của ATM Các chức năng khai thác
➢ DLIC (Data Link Initiation Capability): Khả năng khởi tạo đường truyền dữ liệu
➢ ADS (Automated Dependent Surveillance): Giám sát phụ thuộc tự động
➢ CPDLC (Controller Pilot Data Link Communications): Liên lạc dữ liệu
giữa người lái và kiểm soát viên không lưu.
➢ DFIS (Data Link Flight Information Service): Dịch vụ thông báo bay
bằng đường truyền dữ liệu
➢ AIDC (ATS Inter-facility Data Communications): Liên lạc dữ liệu giữa
Liên lạc mặt đất
các cơ sở cung cấp dịch vụ không lưu.
➢ ATS MHS (ATS Message Handling Service: Dịch vụ xử lý điện văn HK. Phát quảng bá
➢ ADS-B (Automated Dependent Surveillance Broadcast): Giám sát phụ
thuộc tự động quảng bá.
Liên lạc thoại sử dụng không thường xuyên hoặc trong những tình huống khẩn cấp