海上通信發展思路探討

樊霞+董軍

【摘要】 航運業的快速發展對海上通信提出了數字化、高速化、寬帶化的要求，本文從水上高速率大數據的傳輸及信息服務兩個方面對海上通信進行了探索，提出了新趨勢影響下的發展思路。

【關鍵詞】 海上通信 VDES 衛星通信 信息服務

隨著軟件無線電（Software-defined Radio，簡稱SDR）技術的發展、電子導航（E-Navigation）概念的引入，以及電子海圖信息系統（ECDIS）的即時更新、水上安全現場醫療遠程輔助的實施等新的應用需求，航運業對水上無線電通信數字化、高速化、寬帶化的要求越來越高，而傳統的水上通信收到通信頻率、帶寬等條件限制，只能提供航行安全必須的報文及語音通信，很難適應海上通信信息化的需求。同時由于“多龍治水”的現狀，不同的部門分別掌握不同的數據，使海上通信數據碎片化、孤立化、部門化，且沒有信息共享的平臺，很難對數據進行整合、分析、挖掘，海量的數據并未得到有效的利用，難以提供系統的、有效的海上信息服務。如何進行水上高速率、大數據的傳輸，如何進行海上信息服務以適應航運對通信的需求是水上通信部門需要探索的問題。

筆者認為制約海上通信發展的條件主要有兩個，一是缺少高速度、大帶寬的數據傳輸鏈路；二是基于海上通信的服務手段單一、服務內容分散。因此，本文主要從這兩個方向對海上通信的發展思路進行探討。

一、大帶寬、高速度海上通信鏈路建設

1.1甚高頻數據交換系統（VDES）

甚高頻數據交換系統即VDES （VHF Data Exchange System）是IALA（國際航標協會） E-航海委員會提議，現在被ITU（國際電信聯盟）、IMO（國際海事組織）等組織廣泛認可的理念，包括VHF通道24、84、25、85、26、86、27和28，頻段范圍包括157.200-157.325 和 161.800-161.925 MHz。

VDES對于海上信息服務有重要意義，包括海上救援和海上交通，是E-航海的關鍵所在。IMO（國際海事組織）、IALA（國際航標協會）、ITU（國際電信聯盟）對VDES的發展規劃大致如下：

1、2013年-2014年：開展甚高頻數據交換發射機原理樣機研制；

2、2015年-2017年：發展相關草案并且制定VDES相關國際標準，推進甚高頻數據交換發射機實際應用，研究相關技術，評估并發射試驗衛星；

3、2017年-2019年：發展衛星VDES業務；

4、2020年：實現VDES全面的運行能力。 國際上加快相關研究步伐，并正在通過試驗推出具有一定實用價值的系統。

我國作為國際海事組織A類理事國之一，也緊密跟蹤國際研究狀況，開展了國內應用及對策課題研究，目前，天津通信中心正在研究的VHF水上頻段運行的無線電鏈路，該研究將涉及VDES相關的數字調制解調技術、岸基VHF高速數字通信基站、岸基VHF高速數字通信基站聯網、船用VHF高速數字通信基站等方面。

擬用帶寬25-100 kHz的頻道獲取最高325 kb/s的海上無線電寬帶技術，將實現VHF鏈路的寬帶通信，使近海區域海上信息大數據傳輸成為可能。

1.2甚小口徑衛星終端站（VSAT）

VSAT（ Very Small Aperture Terminal）即甚小口徑衛星終端站。系統由VSAT網絡主站和用戶端站組成的星狀或網狀通信網，能夠支持2Mb/s以下數據的單向或雙向通信。VSAT衛星通信系統中端站設備的天線口徑小，一般為0.3-2.4米，適合船舶搭載。

VSAT系統對環境條件要求不高，通信不受地理條件、氣候、地震、洪澇等自然條件影響，通信質量及可靠性高。適合地面網絡不夠普及而通信需求較大的區域。VSAT網根據業務性質可分為數據通信網、語音通信網和電視衛星通信網三大類。

在海岸電臺建設VSAT主站可以實現對遠海區域的覆蓋，船舶在遠海區域航行或作業時，可以通過船舶搭載的VSAT端站，實現雙方的大數據通信。

同時，船舶以衛星鏈路為主接入路由，在船舶上搭建移動WIFI，實現船舶的網絡覆蓋。

VSAT主站的建設和運營需要較大的資本投入，但是在遠距離船岸雙向通信方面具有不可替代的作用。同時隨著科技的發展，當前的VSAT衛星通信還可以與地面互聯網結合起來組成“天地合一”傳輸網，以實現互聯網的接入，在提供航海安全信息的同時，可以滿足船員出海的業余生活需要。

二、基于海上用戶的綜合信息服務

建設海上通信數據中心，融合航標信息、測繪信息、通信信息、海事信息，集成港口、海況、地理等信息，規范數據源標準，形成涵蓋主要涉水活動的、以海量數據為基礎的信息資源池，通過云服務對海量數據進行深度挖掘分析進行篩選加工， 通過門戶網站、微信公眾號、手機APP等多種服務手段，利用公網、VHF、衛星等鏈路根據用戶需求提供定制化服務。

同時根據海事、港航、地理等單位的需求，將數據中心的源數據接入相關部門的應用系統，達到數據的充分利用與有效融合。