內(nèi)容提要:分析全球海上衛(wèi)星通信現(xiàn)狀,介紹全球?qū)拵ㄐ?/SPAN>(Fleet Broadband)系統(tǒng),并對(duì)如何充分利用FB系統(tǒng)開展海上通信做了探討,以加速實(shí)現(xiàn)海上通信現(xiàn)代化和個(gè)性化的進(jìn)程。
關(guān)鍵詞:全球?qū)拵ㄐ?/SPAN> 航海 船舶通信
0 引言
Inmarsat系統(tǒng)的出現(xiàn)給航運(yùn)市場(chǎng)經(jīng)營(yíng)方式帶來了巨大的變化,現(xiàn)在的航運(yùn)市場(chǎng)變得更加重視信息傳輸?shù)乃俾省?shí)時(shí)性及連續(xù)通信的持久性。海上通信和信息傳輸必須借助衛(wèi)星通信系統(tǒng)才能實(shí)現(xiàn),利用海事衛(wèi)星通信將推動(dòng)航運(yùn)經(jīng)濟(jì)全球化的發(fā)展。過去海上的傳統(tǒng)業(yè)務(wù)都是單通道的,電話、傳真、數(shù)據(jù)三者同時(shí)只能通一路,這與我國(guó)快速發(fā)展的海運(yùn)產(chǎn)業(yè)是不相稱的。已經(jīng)開通的海上寬帶業(yè)務(wù)則響應(yīng)了當(dāng)前通信技術(shù)寬帶化和個(gè)性化發(fā)展的潮流,用戶用一部終端就可以在船舶上實(shí)現(xiàn)多種信息通信需求,如打電話、收發(fā)短信、語音信箱、文件傳輸、傳真、召開視頻會(huì)議等,讓船舶的工作模式與岸基辦公實(shí)現(xiàn)同步。
本文通過對(duì)全球海上衛(wèi)星通信的現(xiàn)狀進(jìn)行歸納分析,主要介紹海上全球?qū)拵ㄐ艠I(yè)務(wù),并對(duì)海上全球?qū)拵ㄐ畔到y(tǒng)的發(fā)展前景做了探討。
1 海事衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)的演進(jìn)發(fā)展
目前,在船舶通信中,國(guó)際移動(dòng)衛(wèi)星通信系統(tǒng)發(fā)揮著越來越重要的作用。表1中列出衛(wèi)星的換代數(shù)據(jù)。
表1 Inmarsat系統(tǒng)衛(wèi)星換代數(shù)據(jù)
Inmarsat-2 (1990年) |
Inmarsat-3 (1997年) |
Inmarsat-4 (2005年) | |
衛(wèi)星數(shù)量 |
3 |
5 |
2+1 |
覆蓋波速 |
全球波速 |
7個(gè)寬點(diǎn)波速 全球波速 |
228窄點(diǎn)波速 19個(gè)寬點(diǎn)波速 全球波速 |
信道規(guī)模 |
4 Channels between 4.5&7.3MHz Bandwidth |
46 Channels between 0.9&2.2MHz Bandwidth |
630 Channels at 200kHz Bandwidth |
移動(dòng)鏈路功率 |
39dBW |
49dBW |
67dBW |
導(dǎo)航載荷 |
No |
Yes |
Yes |
Inmarsat系統(tǒng)目前分為B、C、D、F、M和Mini-M等系統(tǒng)。其業(yè)務(wù)范圍如表2所示。但是也有許多不足的地方,例如,通信費(fèi)用偏高、帶寬窄、數(shù)據(jù)傳輸率偏低、終端設(shè)備昂貴、操作界面不夠友好等。
表2 Inmarsat系統(tǒng)的業(yè)務(wù)比較
種類 |
IMN-B |
IMN-C |
IMN-D |
IMN-F |
IMN-M |
Mini-M |
電話 |
數(shù)字 |
無 |
無 |
數(shù)字 |
數(shù)字 |
數(shù)字 |
傳真 |
數(shù)字 |
無 |
無 |
數(shù)字 |
數(shù)字 |
數(shù)字 |
數(shù)據(jù) |
有 |
有 |
尋呼 |
有 |
有 |
有 |
電傳 |
有 |
有 |
無 |
無 |
無 |
無 |
雖然已有一些岸站為船站通信添加了Internet服務(wù),但是這只是降低了陸線費(fèi),而空間費(fèi)用并沒有變化;鏈路建立仍然占用較大的通信時(shí)間比例。所以,需要新型的衛(wèi)星通信系統(tǒng)以滿足移動(dòng)通信的需要。
2 海上全球?qū)拵ㄐ?/SPAN>(FB)
海上全球?qū)拵ㄐ?/SPAN>(Fleet. Broadband),是一款劃時(shí)代的衛(wèi)星通信產(chǎn)品,工作在Inmarsat的第四代衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)下。FB首次實(shí)現(xiàn)了海上通信技術(shù)的寬帶化和個(gè)性化,將船舶通信帶入了IP數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的新時(shí)代。
2.1 FB服務(wù)覆蓋范圍
Inmarsat在I-4的支持下,推出了Fleet Broadband業(yè)務(wù)。用戶使用該業(yè)務(wù)在海上通過一臺(tái)筆記本電腦大小的終端就可實(shí)現(xiàn)全球區(qū)域?qū)拵ЬW(wǎng)絡(luò)互聯(lián)(圖1、圖2)。
基于3G標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù),FB提供了話音和IP同時(shí)在線的功能,一部終端就可以在船舶上滿足多種信息通信需求,如打電話、收發(fā)短信、語音信箱、文件傳輸、傳真、召開視頻會(huì)議。如果不準(zhǔn)備使用IP業(yè)務(wù),FB仍然支持傳統(tǒng)ISDN數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。
2.2 系統(tǒng)組成
整個(gè)船上系統(tǒng)由主機(jī)、天線和IP手柄組成。
主機(jī)供電范圍為10.5~32 V DC;14~5.5 A。啟動(dòng)瞬間最高電流可達(dá)20 A,5 ms;主機(jī)通過與天線連接的同軸電纜給天線供電。天線內(nèi)部包括帶有射頻單元的天線、天線控制單元和GPS接收器等部分,通過一根同軸電纜與主機(jī)交互,天線端射頻電纜接頭為N型母頭。IP手柄除了具有打電話、發(fā)短信等功能外,還具有一部分主機(jī)監(jiān)控功能;IP手柄與主機(jī)的以太網(wǎng)相連,通過以太網(wǎng)供電。
Inmarsat FB設(shè)備根據(jù)性能的不同,目前有FB150、FB250、FB500三種設(shè)備。
表3 Inmarsat FB設(shè)備性能
FB150 |
FB250 |
FB500 | |
覆蓋 |
全球 | ||
語音 |
4kbps AMBE+2 |
4kbps AMBE+2 3.1kHz音頻 |
4kbps AMBE+ 2 3.1kHz音頻 |
傳真 |
無 |
3.1kHz音頻信道 G3傳真 |
3.1kHz音頻信道 G3傳真 |
手機(jī)短信 |
標(biāo)準(zhǔn)3G文本短信,每條最多160字符 | ||
數(shù)據(jù)一電路交換 —標(biāo)準(zhǔn)IP —Streaming IP |
無 最高150kbps 無 |
無 最高284kbps 32、64、128 kbps |
Euro ISDN:64kbps 最高432kbps 32、64、128、256kbps |
多連接同時(shí)在線 |
語音和數(shù)據(jù)、傳真和數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)、短信和數(shù)據(jù) | ||
接口 |
RJ-11 Ethernet/PoE |
RJ-11 RJ-45 ISDN Ethernet/PoE |
RJ-11 RJ-45 ISDN Ethernet/PoE |
2.3 業(yè)務(wù)種類
·標(biāo)準(zhǔn)IP:在共享信道上,根據(jù)網(wǎng)絡(luò)需求自動(dòng)調(diào)整網(wǎng)絡(luò)容量,最高可達(dá)432 kbps的標(biāo)準(zhǔn)IP數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù),適用于郵件傳輸、網(wǎng)頁瀏覽;
·獨(dú)占IP:有質(zhì)量保證的最高達(dá)256 kbps的獨(dú)占IP業(yè)務(wù)(可選速率包括32、64、128或256 kbps),用戶可以隨時(shí)按照自己的需求做出選擇,適用于視頻、音頻、VOIP、大數(shù)據(jù)量的傳輸;
·話音:提供4kbps和3.1kAudio兩種話音信道;
·ISDN:提供64kbps的電路交換的數(shù)據(jù)信道;
·SMS:提供160字符的短信服務(wù);
·支持話音與數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)同時(shí)使用。
2.4 突破性設(shè)計(jì)體現(xiàn)的新的價(jià)值
·最高達(dá)432kbps的標(biāo)準(zhǔn)IP數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù);
·有質(zhì)量保證的最高達(dá)256kbps的獨(dú)占IP業(yè)務(wù);
·支持現(xiàn)有海事衛(wèi)星的語音和ISDN數(shù)據(jù)業(yè)務(wù);
·支持語音和多個(gè)數(shù)據(jù)同時(shí)在線;
·可通過F77、F33部分單元升級(jí)實(shí)現(xiàn)寬帶業(yè)務(wù);
·直接與陸地手機(jī)實(shí)現(xiàn)短信收發(fā);
·業(yè)務(wù)全球覆蓋;合理的通信資費(fèi)和設(shè)備價(jià)格。
使船舶管理業(yè)務(wù)無縫接入辦公室網(wǎng)絡(luò);通信性能更好、更快、更加安全有效;操作更簡(jiǎn)單,費(fèi)用更經(jīng)濟(jì);節(jié)約船舶運(yùn)行成本(燃油與維修等);提高了市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
2.5 完善的應(yīng)用
·電子郵件及大容量的文件快速傳輸;
·快速網(wǎng)頁瀏覽;
·每日天氣預(yù)報(bào)和電子海圖更新,以選擇最佳航線;
·同遠(yuǎn)程視頻系統(tǒng)對(duì)接,提供強(qiáng)大的遠(yuǎn)程視頻遙測(cè)、管理和技術(shù)支持;
·同船舶遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)接,可以通過岸基進(jìn)行遠(yuǎn)程技術(shù)支持;
·同船舶管理系統(tǒng)對(duì)接為船舶管理軟件提供多種形式的接口;
·船員通信(包括船員上網(wǎng),GSM,VOIP)。
24h船舶在線,實(shí)現(xiàn)真正的及時(shí)溝通,并節(jié)約通信成本;多種通信功能可同時(shí)進(jìn)行,上網(wǎng)不影響電話/傳真的收發(fā);獨(dú)享帶寬的IP,突發(fā)情況下船一岸可實(shí)現(xiàn)高清晰度的實(shí)時(shí)電視電話。
3 海上寬帶業(yè)務(wù)在船舶上的應(yīng)用
海上寬帶業(yè)務(wù)為海上交通提供了便捷、高效、安全、覆蓋全球的高質(zhì)量衛(wèi)星數(shù)據(jù)通信手段。對(duì)改善和加強(qiáng)海上安全指揮通信能力、加強(qiáng)海上應(yīng)急搶險(xiǎn)救助能力、提高海上運(yùn)輸管理和效率、提高海上其他行業(yè)和社會(huì)公眾信息通信能力具有重大意義。
從通信質(zhì)量上看,以前海上沒有真正意義上的IP業(yè)務(wù),海上寬帶業(yè)務(wù)提供標(biāo)準(zhǔn)的基于IP的寬帶服務(wù),同時(shí)可支持有質(zhì)量保證的流媒體IP服務(wù),可滿足清晰的視頻傳輸要求,同船舶遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)、船舶管理系統(tǒng)的對(duì)接進(jìn)一步滿足了海運(yùn)通信發(fā)展的需要。
海上寬帶業(yè)務(wù)在船舶上的應(yīng)用可以分為六大類。
(1)常規(guī)通信。電話、傳真、郵件、手機(jī)短信等接入互連網(wǎng)或企業(yè)網(wǎng)滿足船舶通信的同時(shí),改善了船員的個(gè)人通信。
(2)電子海圖/天氣預(yù)報(bào)的及時(shí)更新。由于國(guó)際航行涉及的航道和港口復(fù)雜多變,海上氣候也是瞬息萬變,為了確保航行安全,船上必須及時(shí)獲得航道、港口和氣象的最新變化信息,對(duì)航行作出正確的控制和駕駛。海上寬帶業(yè)務(wù)可以把電子海圖和氣象海圖基本數(shù)據(jù)先安裝在船上然后通過海上寬帶的IP通道上網(wǎng),在航程中隨時(shí)下載最新的變化信息,自動(dòng)導(dǎo)入海圖系統(tǒng),直觀查看分析,指導(dǎo)駕駛。避免由于信息滯后給航行安全帶來的隱患和危險(xiǎn)。
(3)船舶管理系統(tǒng)的對(duì)接?,F(xiàn)代航運(yùn)企業(yè)越來越重視利用信息技術(shù)來提高船隊(duì)管理水平,期望引進(jìn)或自主開發(fā)專業(yè)船舶管理系統(tǒng),對(duì)船舶適航的各類證書、油品物料供給、機(jī)械導(dǎo)航設(shè)備、船舶修理等方面的復(fù)雜事務(wù)進(jìn)行規(guī)范管理。船舶安裝海上寬帶系統(tǒng)后,可以通過其IP功能實(shí)現(xiàn)船岸系統(tǒng)對(duì)接,雙方可以自動(dòng)同步交互最新信息,集中共享。因此,海上寬帶業(yè)務(wù)對(duì)航運(yùn)企業(yè)的船舶管理工作的進(jìn)步將發(fā)揮很大的推動(dòng)作用。
(4)遠(yuǎn)程視頻系統(tǒng)對(duì)接。通過海上寬帶的網(wǎng)絡(luò)功能,岸方除了可以通過管理系統(tǒng)隨時(shí)掌握船上各類設(shè)備的工作狀態(tài)外,還能隨時(shí)啟動(dòng)視頻監(jiān)控系統(tǒng),在船舶出現(xiàn)危險(xiǎn)緊急狀況時(shí),對(duì)海況、貨物、機(jī)艙、人員等現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行全面的了解和及時(shí)指揮,把損失降到最低。
(5)船員通信系統(tǒng)。海上寬帶業(yè)務(wù)的多方式多通道通信功能,可方便地支持船舶局域網(wǎng)與岸基的對(duì)接,船員在不影響船舶工作通信的情況下,利用經(jīng)濟(jì)的IP技術(shù),可隨時(shí)與親朋好友打電話、發(fā)短信、傳圖片、視頻聊天等,享受信息通信帶來的多彩生活。
(6)物流管理系統(tǒng)的對(duì)接。船東可建立物流管理網(wǎng),把散布在全球的移動(dòng)船隊(duì)通過海上寬帶業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)功能納入物流網(wǎng)絡(luò),向貨主開放。貨主可從貨物交付船東那一刻起登陸物流企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)跟蹤貨物的位置、在航狀況、到達(dá)時(shí)間、??康母劭诖a頭,以及時(shí)安排車輛接貨等。
可見,海上寬帶業(yè)務(wù)的開通,將把海上船舶的管理和通信服務(wù)能力提升到新的水平。
4 結(jié)束語
海上寬帶業(yè)務(wù)為我國(guó)海上交通提供了便捷、高效、安全、覆蓋全球的高質(zhì)量的衛(wèi)星數(shù)據(jù)通信手段。對(duì)改善和加強(qiáng)海上安全指揮通信能力、加強(qiáng)海上應(yīng)急搶險(xiǎn)救助能力、提高海上運(yùn)輸管理和效率、提高海上其他行業(yè)和社會(huì)公眾信息通信能力具有重要意義。它對(duì)我國(guó)到2020年實(shí)現(xiàn)由航運(yùn)大國(guó)到航運(yùn)強(qiáng)國(guó)的轉(zhuǎn)變將起到巨大的推動(dòng)作用。
作者:趙錚 張闖 來源:航海技術(shù)