Ćwiczenie nr 6

TRANSPORT MORSKI

Temat:

Odbiór komunikatów NAVTEX

Cel ćwiczenia:

Nabycie umiejętności użycia odbiornik-a/-ów NAVTEX i publikacji do odbioru morskich informacji bezpieczeństwa.

Zagadnienia do opracowania:

1. Zadania systemu NAVTEX.

2. Obszary działania systemu NAVTEX.

3. Zasady wyposażania statków w odbiornik NAVTEX.

4. Organizacja (struktura) systemu NAVTEX.

5. Kategorie komunikatów.

6. Zasady publikowania komunikatów.

7. Rodzaje komunikatów.

8. Zasady standaryzacji komunikatów.

9. Numeracja komunikatów.

10. Identyfikacja stacji brzegowych systemu NAVTEX.

11. Zasady programowania odbiornika NAVTEX.

12. Częstotliwości systemu NAVTEX.

13. Emisja NBDP.

14. Modulacja FSK.

15. Tryb pracy FEC.

16. Format techniczny transmisji.

17. Sposoby detekcji błędów.

18. Sposoby korekty błędów.

19. Propagacja fal średnich (i pośrednich).

Teoria

1. Obszary Navarea.

2. Obszary GMDSS.

3. Zadania systemu NAVTEX.

4. Organizacja (struktura) systemu NAVTEX.

5. Kategorie komunikatów.

6. Zasady publikowania komunikatów.

7. Rodzaje komunikatów.

8. Zasady standaryzacji komunikatów.

9. Numeracja komunikatów.

10. Identyfikacja stacji brzegowych systemu NAVTEX.

11. Zasady programowania odbiornika NAVTEX.

12. Częstotliwości systemu NAVTEX.

13. Format techniczny transmisji.

14. Sposoby detekcji błędów.

15. Sposoby korekcji błędów.

Teoria wspólna

1. Emisja NBDP.

2. Modulacja FSK.

3. Tryb pracy FEC.

Propagacja fal średnich.

NAVTEX PODSTAWOWE WIADOMOŚCI

NAVTEX jest systemem radioteleksowym stosującym radiotelegrafię NBDP tryb B (FEC). NAVTEX stosowany jest w celu rozpowszechniania MSI w strefie przybrzeżnej i zapewnia:

- odbiór informacji jedynie z wyselekcjonowanych stacji,

- odbiór jedynie określonych (przez operatora radiowego) informacji (niektórych

informacji odrzucić nie można),

- uniemożliwiający powtórne odbieranie tej samej informacji (wcześniej

poprawnie odebranej),

- przechowywanie odebranych informacji w pamięci,

- zapobiegający wydrukowi, gdy poziom sygnału odbieranego jest niewystarczający.

Wszystkie stacje NAVTEX używają pojedynczej częstotliwości 518 kHz, a informacje przekazywane są w języku angielskim. Konferencja WARC-MOB-87 (World Administrative Radio Conference for the Mobile Services, Geneva 1987) przydzieliła w paśmie fal średnich i krótkich dodatkowe dwie częstotliwości, a mianowicie 490 kHz i 4209.5 kHz do transmisji typu NAVTEX. Częstotliwość 490 kHz jest przeznaczona do emisji w języku dowolnie wybranym przez daną administrację.

Wybór pasma krótkofalowego 4 MHz podyktowany jest faktem istnienia znacznych zakłóceń atmosferycznych w paśmie 500 kHz, występujących głównie w obszarach tropikalnych. Ich istnienie powoduje znaczne ograniczenie zasięgów stacji pracujących na częstotliwości f = 518 kHz.

W celu uniknięcia wzajemnych zakłóceń stosuje się podział czasowy transmisji poszczególnych stacji, ograniczenie mocy nadajników oraz odpowiedni rozdział znaków identyfikacyjnych. Koordynacją ustanawiania nowych stacji NAVTEX w serwisie międzynarodowym (518 kHz, język angielski) i ich transmisji zajmuje się Komitet Bezpieczeństwa IMO.

Odbiór transmisji NAVTEX jest możliwy za pomocą istniejących instalacji radioteleksowych, ale w celu wykorzystania wszystkich cech systemu stosowane są specjalne odbiorniki, które na podstawie nadawanego na początku kodu są w stanie przyjąć lub odrzucić odpowiednie klasy informacji.

Ostrzeżenia nawigacyjne i meteorologiczne oraz komunikaty SAR będą drukowane niezależnie od selekcji dokonanej przez użytkownika.

Generalną ideą systemu jest dostarczanie w sposób w pełni skoordynowany i automatyczny morskich informacji bezpieczeństwa na statki w strefie przybrzeżnej.

Ostrzeżenia nawigacyjne inicjowane przez np. straż przybrzeżną, raporty statków, władze odpowiedzialne za prawidłową pracę systemów radionawigacyjnych, kierowane są do ośrodka zajmującego się ich zbieraniem i rozpowszechnianiem. Podobna jest droga wywołań w niebezpieczeństwie, raportów pogodowych, opracowanych przez biura meteorologiczne - niezbędne informacje są dostarczane do ośrodków koordynacyjnych, które przygotowują właściwą treść ostrzeżeń.

Zadaniem koordynatora systemu NAVTEX, do którego przesyłane są wiadomości nawigacyjne, meteorologiczne i SAR, jest sprawowanie kontroli nad transmitowanymi przez poszczególne stacje komunikatami, zgodnie z zawartymi w nich informacjami i potrzebami wynikającymi z pokrycia geograficznego. Koncepcję pracy systemu NAVTEX przedstawiono na rys.1.

SELEKCJA	ODBIORNIK 518 kHz	FUNKCJE AUTOMATYCZNE
Wybór obszaru geograficznego	mikroprocesor dekoder	określanie jakości sprzętu
odrzucenie zbędnych komunikatów	drukarka	porównanie z pamięcią
				odrzucenie nieodpowiednich komunikatów

Rys.1 Koncepcja pracy systemu NAVTEX

Format transmisji w systemie NAVTEX przedstawia się następująco:

1 - sekwencja synchronizująca, identyfikująca transmisje FEC,

2 - nagłówek (11 znaków): ZCZC <spacja> B1B2B3B4 <powrót głowicy + zmiana wiersza>,

3 - właściwa treść,

4 - NNNN <powrót głowicy + zmiana wiersza>,

5 - ciąg sygnałów nadawanych co najmniej przez 2 sekundy, oznaczających koniec transmisji

Rys.2. Format komunikatu NAVTEX

UWAGA: NNN - komunikat nie zostanie zapamiętany w pamięci. NNNN - zostanie.

Przykłady komunikatów odebranych za pomocą odbiornika NAVTEX

ZCZC JA64
121020 UTC MAY
POLISH NAV WARN 082
S BALTIC. NW OF DARLOWO HARBOUR.
GEOTECHNICAL SURVEY BY SURVEY VESSEL 'KAMBR'
IN THE AREA BOUNDED BY PSN :
54-30.0N 016-15.0E
54-11.8N 015-27.0E
54-33.4N 015-09.6E
54-44.5N 015-50.0E
VESSELS ARE REQUESTED TO NAVIGATE WITH EXTREME CAUTION.
NNNN

ZCZC UA36
190845 UTC MAY
PETERSBURG NAV WARN 073
KRONSHTADTSKIY KORABELNYY FARVATER
CHANNEL-DREDGING OPERATIONS IN AREA BOUNDED BY
60-01-26.5N 029-29-49.0E 60-01-31.5N 029-29-52.1E
59-59-34.0N 029-41-27.9E 59-59-29.5N 029-41-23.9E=
NNNN

Podczas transmisji stosuje się kluczowanie z przesuwem częstotliwości +/- 85 Hz (emisja F1B). Szybkość modulacji wynosi 100 Bd. W celu zwiększenia odporności systemu na zakłócenia zastosowano tryb FEC.

Do prawidłowej pracy odbiornika potrzebny jest bezbłędny odbiór całego nagłówka oraz treści informacji. W przypadku braku spełnienia warunku poprawnego odbioru nagłówka, cala wiadomość jest odrzucana przez odbiornik.

Sekwencja synchronizująca składa się z nadawanych na przemian sygnałów BBBBYYY i YBBYYBB, gdzie: B reprezentuje wyższą częstotliwość emitowaną (logiczne 0), natomiast Y niższą (logiczne 1). Sekwencja taka powinna być nadawana przez co najmniej 10 sekund.

Nagłówek składa się z litery B1 (identyfikator stacji), B2 (identyfikator rodzaju informacji) oraz B3B4 - numeru komunikatu.

Każda stacja nadająca informacje NAVTEX posiada przydzieloną literę identyfikującą ją. Aby uniknąć błędnego odbioru transmisji z dwóch stacji posiadających tę samą literę w ramach B1, nie przydziela się ich stacjom położonym zbyt blisko siebie. Na podstawie istniejących obszarów NAVAREA/METAREA, IMO opracowało rozkład poszczególnych stacji posiadających własne identyfikatory.

Koordynacją oznaczania stacji zajmuje się IMO, które musi być poinformowane przez administracje krajowe o planowanym rozpoczęciu pracy nowych nadajników NAVTEX i proponowanym przydziale im identyfikatorów.

Litera B2 stanowi identyfikator rodzaju informacji. Każdemu typowi informacji przydzielono określoną literę, aby umożliwić użytkownikowi dokonanie ich wyboru w zależności od potrzeb.[3]

Poszczególne litery oznaczają:

A* - ostrzeżenia nawigacyjne,

B* - ostrzeżenia meteorologiczne

C - raporty lodowe,

D* - informacje SAR, alarmowanie, ataki pirackie,

E - prognozy pogody,

F - wiadomości dotyczące usług pilotowych,

G - AIS,

H - informacje dotyczące systemu LORAN,

J - informacje dotyczące nawigacyjnych systemów satelitarnych SATNAV,

K - inne informacje nawigacyjne,

L* - ostrzeżenia nawigacyjne (dodatkowa litera do A),

V -

W - funkcje specjalne,

X -

Y -

Z - brak wiadomości,

*tego rodzaju informacje, nie mogą zostać odrzucone przez operatora.

Niektóre z podanych liter ( cel ich wprowadzenia) , wymagają dodatkowych wyjaśnień. Litera L została wprowadzona z uwagi na to, że B3B4-99 okazało się niewystarczającą liczbą do przesyłania wszystkich ostrzeżeń nawigacyjnych, bez konieczności powtarzania się numerów. Stąd też, w celu uniknięcia problemu, temu typowi informacji przydzielono dodatkowo literę L.

Litery V,W,X oraz Y mogą być przydzielone przez IMO stacjom, chcącym transmitować wiadomości w języku narodowym. Jednak spełniać one muszą następujące wymagania:

- dodatkowe transmisje nie mogą mieć żadnego wpływu na serwis międzynarodowy, nadawany w języku angielskim,

- transmisje te mogą odbywać się tylko wtedy, gdy czas na to pozwala, a ponadto powinny odbywać się w ściśle określonym celu.

W ramach liter B3B4 oznacza się kolejny numer komunikatu w danej klasie. Każdej informacji NAVTEX, w obrębie danej litery B2, przydzielony jest kolejny numer z przedziału 01-99. Nie ma on nic wspólnego z numeracją ostrzeżeń przesyłanych w inny sposób, np.: ostrzeżeń NAVAREA na falach krótkich. Po osiągnięciu liczby 99, wiadomości są numerowane od początku (01).

Przydziału numerów dla każdej grupy dokonuje ośrodek koordynacyjny NAVTEX, którego zadaniem jest prawidłowy rozdział informacji do poszczególnych stacji w zależności od obszarów, jakie obsługuje dany nadajnik.

Użycie sekwencji B3B4 = 00 spowoduje, że wszystkie odbiorniki NAVTEX znajdujące się w zasięgu pokrycia stacji nadającej, wydrukują daną wiadomość niezależnie od selekcji stacji i rodzaju informacji dokonanej przez użytkownika, jak również faktu ewentualnego wcześniejszego poprawnego odbioru tego komunikatu. Z tego powodu sekwencja B3B4 = 00 może być używana tylko do w wyjątkowych przypadkach, tj. związanych ściśle z grożącym niebezpieczeństwem. Żadna informacja rutynowa nie może posiadać cyfr B3B4 = 00, zaś drukowanie całego nagłówka jest traktowane jako opcja i zależy od funkcjonalnego rozwiązania odbiornika.

Właściwa treść musi być przekazana czytelnie. Dlatego też w celu zapewnienia przejrzystości drukowanej treści komunikatu umiejscowienie pewnych jego elementów jest standardowe.

Zaraz za nagłówkiem, w następnej linii podawana jest data i czas zainicjowania informacji w postaci: DDHHMM UTC MMM YY, co należy odczytywać jako:

DD - dzień

HH - godzina

MM - minuta

YY - rok /jedna z opcji/

MMM - miesiąc

Pierwsze wyrazy wiadomości powinny identyfikować jej rodzaj i numer, który nie musi być zgodny z cyframi B3B4 w nagłówku.

Grupa NNNN wskazująca na koniec komunikatu powinna znajdować się w osobnej linii

NNNN <powrót głowicy + zmiana wiersza>

Grupa NNNN jest sekwencją kończącą poprawnie odebrany komunikat NAVTEX. W przypadku przekroczenia założonej stopy błędu, wydruk jest przerywany i kończony sekwencją NNN. Według IMO, które nakreśliło podstawowe wymagania techniczne i operacyjne urządzeń GMDSS, stopa błędu w tym systemie dla satysfakcjonującego dobrze odebranej wiadomości, nie może przekraczać 4%. Jak wcześniej wspomniano, w celu uniknięcia wzajemnych zakłóceń stacji pracujących na tej samej częstotliwości 518 kHz, zastosowano rozdział czasowy transmisji. Dana stacja powinna uwzględniać rozkład transmisji i względne położenie innych stacji NAVTEX, będących w jej zasięgu. Tabela 2.2 przedstawia schemat, według którego IMO przydziela czasy emisji.[3]

W obrębie danego obszaru NAVAREA, wszystkie stację podzielono na cztery grupy. Każda z nich obejmuje sześć nadajników, z których wszystkie posiadają 10-minutowy czas transmisji w odstępach 4-godzinnych.

IMO zaleca, aby w miarę możliwości, częstotliwość 518 kHz była na dłużej nie zajęta. Umożliwi to natychmiastowe transmisje komunikatów o najwyższym priorytecie, np. informacje SAR lub ostrzeżeń o silnym wietrze.

Identyfikator stacji B1:
Grupa 1						Grupa 2						Grupa 3						Grupa 4
00 04 08 12 16 20	A B C D E F						G H I J K L						M N O P Q R						S T U V W Y
10
20
30
40
50
01 05 09 13 17 21
10
20
30
40
50
02 06 10 14 18 22
10
20
30
40
50
03 07 11 15 19 23
10
20
30
40
50
04 08 12 16 20 24

Tabela 1 Czasy emisji NAVTEX przydzielane przez IMO

System NAVTEX pokrywa obszary przybrzeżne, leżące od 250 do 400 mil morskich od brzegu. Każda stacja musi posiadać zdefiniowane dwa obszary: pokrycia oraz usługi.

Obszar pokrycia zależy od mocy nadajnika i warunków propagacyjnych, występującym w danym rejonie. Jego wielkość powinna być dostosowana do wielkości planowanych obszarów usług. Należy również wziąć pod uwagę potrzeby statków zbliżających się do innych obszarów. Żądany zasięg 250 do 400 nm może być osiągnięty przez nadajniki o mocy z zakresu 100 do 1000W podczas dnia, przy 60% redukcji mocy w nocy.

Obszar usług jest jednoznacznie określonym akwenem wodnym, w obrębie którego morskie informacje bezpieczeństwa są transmitowane przez daną stacje. Musi się ona całkowicie zawierać w obszarze pokrycia.

Koordynacją przydziału obszarów usług poszczególnym stacjom zajmuje się Morski Komitet Bezpieczeństwa IMO w porozumieniu z IHO i WMO.

W celu zapewnienia niezbędnej skuteczności przesyłania informacji na statki, należy koordynować transmisję stacji NAVTEX w obrębie każdej grupy. Zaleca się, aby wszystkie komunikaty były krótkie, jasne i nie ulegały dublowaniu.

Wiadomości określonego typu powinny być transmitowane w kolejności odwrotnej do ich przyjmowania, tzn. jako pierwsze podlegają emisji informacje najnowsze, natomiast odwoływanie komunikatów powinno być jednorazowe.

W tabeli 2 pokazane aktualnie działające stacje NAVTEX 518 kHz na wszystkich obszarach NAVAREA/METAREA.

Rys. 3 Podział świata na obszary NAVAREA

Tabela 2. Spis stacji NAVTEX 518 kHz

[opracowanie własne na podstawie GMDSS Master Plan 2007]

NAV/MET Area	PAŃSTWO	NAVTEX Coast Station
I	Belgium	Oostende
		Denmark(Greenland-East Coast)	Reykjavik
		Estonia	Tallinn
		France	Niton
		Germany	Pinneberg
		Iceland	Reykjavik Radio
		Ireland	Valencia Malin Head
		Netherlands	Netherlands Coastguard Radio (PBK)
		Norway	Rogaland Radio Rogaland Radio o/ Ørlandet Bodø Radio Vardø Radio Bodø Radio o/ Svalbard (Isfjord)
		Sweden	Stockholm Radio/ Bjuröklubb Stockholm Radio/ Gislövshammar Grimeton
		United Kingdom	Cullercoats Portpatrick Niton Oostende
	II	Cape Verde	Sao Vicente Radio
		France	Cross Corsen
		Portugal	Horta Radio Monsanto Radio
		Spain	La Coruña Tarifa Las Palmas
	III	Algeria	Bordj-El-Kiffan
		Bulgaria	Varna Radio
		Croatia	Split (Hvar Is)
		Cyprus	Cyprus Radio
		Egypt	Alexandria
		France	Cross La Garde
		Greece	Iraklion Kerkyra Limnos
		Israel	Haifa
		Italy	Roma Augusta Cagliari Trieste
		Malta	Malta
		Russian Federation	Novorossiysk
		Spain	Cabo de la Nao
		Turkey	Istanbul Samsun Antalya Izmir
		Ukraine	Kerch Odessa

NAV/MET Area	PAŃSTWO	NAVTEX Coast Station
IV	Bermuda (United Kingdom)	Bermuda
		Canada	Riviere-au-Renard Wiarton St. Johns Thunder Bay Sydney, Nova Scotia Saint John (Yarmouth) Labrador Iqaluit
		Curaçao (Netherlands)	Curaçao
		Denmark(Greenland-West Coast)	Kook Island (Nuuk)
		United States	Miami Boston NewOrleans Portsmouth Isabella Savannah
V	Brazil	-----
VI	Argentina	Ushuaia Rio Gallegos Comodoro Rivadavia Bahia Blanca Mar del Plata Buenos Aires
		Uruguay	La Paloma
	VII	Namibia	Walvis Bay
		South Africa	Cape Town Port Elizabeth Durban
	VIII	India	Mumbay Chennai
		Mauritius	Mauritius Radio, Cassis
	IX	Bahrain	Hamala
		Egypt	Serapeum (Ismailia) Kosseir Iran Bushehr Bandar Abbas
		Oman	Muscat
		Pakistan	Karachi
		Saudi Arabia	Jeddah
X	Australia	-----
XI	Indonesia	Jayapura Ambon Makassar Jakarta
		Japan	Otaru Kushiro Yokohama Moji Naha
	XI	Malaysia	Penang Miri Sandakan
		Republic of Korea	Jukbyeon Byeonsan
		Singapore	Singapore
NAV/MET Area	PAŃSTWO	NAVTEX Coast Station
XI	Thailand	Bangkok Radio
		United States	Guam
		Viet Nam	Ho Chi Minh Ville/XVS Radio Da Nang/XVT Radio
		Hong Kong, China	Hong Kong
	XII	Canada	Prince Rupert Tofino
		Ecuador	Ayora Radio
		United States	San Francisco Kodiak Honolulu Cambria Astoria
XIII	Russian Federation	Kholmsk Murmansk Arkhangelsk Caspian Sea Astrakhan Vladivostok Okhotsk Magadan - praca próbna
XIV	New Zealand	-----
XV	Chile	Antofagasta Valparaiso Talcahuano Puerto Montt Punta Arenas Isla de Pascua
XVI	Peru	Paita Callao Mollendo

Uwaga:

1. Aktualne rozmieszczenie stacji systemu Navtex można znaleźć w ALRS VOL.3 i ALRS VOL.5.

2. Podręcznik IMO do systemu NAVTEX dostępny jest pod adresem:

http://books.google.pl/books?id=6hjXmWEvYR8C&dq=NAVTEX&printsec=frontcover&source=bl&ots=-y0YOhwm4X&sig=j3Cn2TcldvJWVOjjTcEhWOxbgcM&hl=pl&ei=kfWkSaPmN4mb_gaaqsyXBQ&sa=X&oi=book_result&resnum=5&ct=result#PPA9,M1

Transport Morski Zaoczne Ćwiczenie nr 6

STATEK

centrum koordynacji NAVTEX

centrum koordynacji SAR

centrum koordynacji komunikatów meteorologicznych

zawiadomienie o niebezpieczeństwie

centrum koordynacji

ostrzeżeń

nawigacyjnych

biura meteorologiczne i lodowe

straż przybrzeżna

służba odpowiedzialna za boje

służba elektron. pomocy nawigacyjnych

służby nawodne

sekcje rządowe

meldunki statkowe

centrum koordynacji NAVAREA

krajowe centra koordynacyjne

---