基于ED-137的VHF改造探討

陳衛文 林智堅

摘 要：本文簡單分析了VHF甚高頻通信發展趨勢，需要進行數字化改造后的原因，改造所采用技術的依據和技術要求，以及改造的實施過程，為以后組建統一通信平臺制定規范的協議方式，進一步拓展VHF甚高頻的使用范圍。

關鍵詞：VHF 數字化 協議技術 改造

1.引言

我國是《國際海上人命安全公約》（SOLAS公約）的締約國和IMO的 A類理事國，應充分考慮IMO的要求，為空間和地面無線電通信業務提供適當的岸上設施。如果沒有相應的岸上通信設施，一旦發生海難事故時，海事部門將無法及時獲得遇險信息，無法實施有效救助，海事部門也無法有效地進行海上執法和對船舶交通的安全管理。保障各類船舶的航行安全，不僅是國際公約的要求，也是我國應承擔的國際義務，關系到我國的對外形象。據國內外統計，90%以上的船舶交通事故發生在沿海近岸水域，該水域也是必須重點確保船舶航行安全的水域。甚高頻（VHF）無線電通信專用于這一海域的船岸通信，是保障船舶航行安全不可或缺的應急反應手段，是保障海上救助、執法、海事處理和船舶交通安全管理的必備手段。

2.海事VHF建設和使用現狀

廣東海事局已建成的沿海轄區VHF安全通信系統，基本形成對廣東沿海近岸水域的連續覆蓋，對保障該水域船舶航行安全和對遇險船舶及時施救發揮重要作用。VHF安全通信系統工程含有兩個應用層次，第一層次（亦為首要層次）應用于其覆蓋水域船舶遇險安全通信業務，第二層次應用于日常海事管理通信業務。廣東海事局沿海轄區近岸水域VHF安全通信工程的基本功能具有：全時接收沿海轄區近岸水域船舶遇險、緊急和安全報警并確保快速可靠地進行后續通信或轉發船舶遇險安全信息；可進行海上搜救指揮通信；可進行搜救協調通信；可進行日常海事管理通信（含向沿海轄區近岸水域播發安全信息和接收沿海轄區近岸水域船舶動態報告等）。

3.VHF建設和運行存在的問題

（1）運行維護和升級改造的技術問題，如不同系統及協議相對封閉，互不兼容；（2）運行維護和升級改造的經濟問題，廠家綁架，導致成本高；（3）應用上的需求，與第三方系統對接的需要（如廣東海事局的智慧海事系統等），近年來的大數據和物聯網等應用的推動，使得VHF數字化成為必須和可能。

4.基于ED-137的VHF數字化建議

為完善統一的通信平臺，以達到拓寬用戶的使用渠道、提高通信效率、方便用戶進行船岸通信的使用方式以及將VHF甚高頻通信從固定的使用地點發展升級為可以移動使用，同時也方便整合接入到統一通信平臺，是現代通信技術的發展方向。地對地（G-G）ATM語音系多年來一直基于模擬技術和近年來的數字時分復用脈沖編碼調制（ TDM/PCM）技術，如今語音和數字融合成一個多媒體網絡是一個流行的趨勢，市場上有各種各樣的技術解決方案。隨著技術的展，IP技術現在有真正的潛力來滿足ATM通信的操作和技術需求，包語語音/數據融合、服務質量（QoS）、安全性和安全性。實現這個目標首先要制定開放統一的接入協議方式。互聯網語音協議文件建議采用ED-137協議，采用該協議的依據是該協議是由EUROCAE（歐洲全民航空電子學組織）第67工作組編寫，被EUROCAE接受并對外免費公開，可以做到互相兼容，從技術和經濟上解決了以后升級改造的問題。

（1）ED-137協議制定的準則、規定和準則包括：操作和技術空對地（A-G）和地面（G-G）ATM語音系統要求；現有I P語音協議和信令標準；語音服務的IP網絡功能；安全性、服務質量（QOS）和收斂性（基礎沒施、協議、應用程序）；現有IP語音ATM系統功能和服務接口。（2）ED-137協議的使用范圍：①歐洲的航空、貿易協會、國家民用航空管理局和非歐洲組織的設備制造商和用戶均為其會員；②其協議主要是民用航空設備的性能規范和指導文件，為歐洲和世界各地廣泛采用和使用，例如美國的汽車工程師學會等。該協議應用范圍廣闊，具備無限的推廣空間。

工程改造的方式：

① VHF岸臺設備可以保持原來的設備和工作方式。

② 無線接入網關。V HF接入網關部署于V HF岸臺，對上通過IP網絡連接核心控制器，對下連接V HF岸臺的收發信機，主要功能如下：

將VHF收發信機的模擬語音信號和DSC信令進行編解碼處理后轉換為能在IP鏈路上承載的數字信號，發送給核心控制器；將核心控制器的數字IP信號（語音、DSC）進行處理后轉發為模擬語音信號和DSC信令，發送給VHF收發信機；

實現基站VHF收發信機參數的遠程配置與狀態監視，并將配置參數與狀態參數發送給核心控制器；

③ 傳輸網絡。IP化的VHF語音和數據可通過網絡實現遠距離傳輸。

④ 核心控制器。核心控制器負責整個ACS-2000系統的管理和控制功能，硬件平臺選用成熟公司的商用級服務器。服務器內置了調度軟件、網管軟件、錄音軟件等軟件，主要完成交換控制、錄音服務、話單服務、系統管理等功能。

交換控制：負責處理系統多種業務的交換控制功能，包括呼叫選路、通話選路、管理控制、連接控制（建立會話、拆除會話）和信令互通等等；

錄音服務：用于對系統通話錄音控制、錄音文件提取和數據庫管理等服務，實現7*24小時不間斷錄音；

話單服務：完成通話記錄的分類存儲服務；

系統管理：負責VHF操作終端的集中管理和統一控制；

設備管理：負責對VHF系統設備的集中管理和統一控制；

故障和告警管理：負責系統內設備的故障檢測、告警信息的存儲；

DSC服務：完成DSC信息記錄的分類存儲服務；

接口服務：提供與第三方系統的接口服務。

⑤ 操作座席實現軟件化，降低了邊際成本，提高了使用的便利性。

操作坐席包括坐席設備和軟件，坐席設備包括操作電腦和提供音頻接口的媒體接線盒。調度軟件包括無線收發、信道音量控制、靜音控制、信道呼叫歷史記錄、DSC報文解析、存儲及轉發、操作臺間對講等功能。

⑥ 統一通信平臺。統一通信平臺基于SIP協議方式進行適應性修改，語音編碼采用G711、G729音頻編碼協議，與VHF控制中心對接，實現對各VHF岸臺的交換、控制和管理。

汕頭海事局旦家園、關埠兩處躉船VHF岸臺作為試點進行改造整合接入試點，改造方案可以保持現有甚高頻安全通信系統正常工作，旦家園、關埠兩處躉船VHF岸臺目前獨立工作。工程升級改造上述兩處躉船VHF岸臺，并以SIP協議接入統一通信平臺，實現基于IP網絡的VHF通信服務，提升了岸臺控制、語音收發、廣播播發、通話錄音等功能，并可進行調取、查詢與回放等。該工程完工經過一段時間的試運行，根據得出的數據進行完善后，將作為以后其它VHF甚高頻岸臺進行改造升級的基礎資料，將大大有利于國家VHF甚高頻通信的升級發展，為航海保障和搜救應急通信發揮更大的作用。