GMDSS現(xiàn)代化和E航海背景下的海岸電臺(tái)發(fā)展與應(yīng)對(duì)

劉鋒+安琳+趙俊+葉德明

摘 要：本文對(duì)GMDSS現(xiàn)代化和E航海的進(jìn)展進(jìn)行了介紹，分析了GMDSS復(fù)審現(xiàn)代化和E航海的通信需求與新技術(shù)對(duì)海岸電臺(tái)的影響。介紹了海岸電臺(tái)未來會(huì)投入使用的新技術(shù)和服務(wù)對(duì)象，提出了海岸電臺(tái)適應(yīng)未來業(yè)務(wù)可以采取的應(yīng)對(duì)措施和舉措。

關(guān)鍵詞：GMDSS E航海 數(shù)字通信 海岸電臺(tái)

1.水上無線電發(fā)展的歷程和現(xiàn)狀

水上無線電通信的發(fā)展經(jīng)歷了多個(gè)發(fā)展階段，1973年國際海事咨詢委員會(huì)提出了“關(guān)于發(fā)展海上遇險(xiǎn)呼救系統(tǒng)的建議”開始了新的海上通信系統(tǒng)的研究。水上無線電通信走進(jìn)了全球履約的時(shí)代。1979年國際海事咨詢委員會(huì)的A.420號(hào)決議案提出了建立“未來全球海上遇險(xiǎn)與安全系統(tǒng)”（GMDSS）工作組。目標(biāo)在于建立全球通信網(wǎng)，規(guī)定新系統(tǒng)應(yīng)符合IMCO制定的《國際海上搜尋救助公約》，1999年GMDSS系統(tǒng)在全世界各航運(yùn)國家全面啟用，利用現(xiàn)代化的通信技術(shù)改善海上遇險(xiǎn)與安全通信，建立新的海上搜救通信程序，并用來進(jìn)一步完善現(xiàn)行常規(guī)海上通信的一套龐大的綜合的全球性的通信搜救網(wǎng)絡(luò)。按照SOLAS公約無線電通信業(yè)務(wù)的規(guī)定，各締約國政府為空間和地面無線電通信業(yè)務(wù)提供適當(dāng)?shù)幕A(chǔ)設(shè)施。各國建立了地面無線電和衛(wèi)星DSC值守系統(tǒng)。海岸電臺(tái)目前業(yè)務(wù)即在這一背景下建立。

2.GMDSS復(fù)審和現(xiàn)代化

IMO在2009年決定開始GMDSS的回顧和現(xiàn)代化。通過回顧GMDSS關(guān)于無線電通訊規(guī)定的（SOLAS 公約第四章），一方面GMDSS需要用于安全，不僅僅為了遇險(xiǎn)求救信號(hào)，而且它代表通用岸基系統(tǒng)的組成部分，應(yīng)該實(shí)現(xiàn)其他無線電通訊功能（例如遇險(xiǎn)求助、緊急事項(xiàng)、安全和報(bào)平安）。另外，不能單獨(dú)考慮e-NAV或者GMDSS，而應(yīng)該直接考慮無線電通訊，尋求一種方法確保e-航海和GMDSS的利益。

GMDSS復(fù)審和現(xiàn)代化過程中提出的可能納入的新技術(shù)水上數(shù)據(jù)交換通信技術(shù)可以服務(wù)于新時(shí)代航海戰(zhàn)略的通信需求，可以提供從近到遠(yuǎn)，覆蓋各海區(qū)的數(shù)字通信服務(wù)。解決岸—船、船—岸和船—船數(shù)字通信，播發(fā)文本、圖像、聲音等多種文件，海圖改正信息等航行相關(guān)安全信息的快速推送，并提供數(shù)字接口，實(shí)現(xiàn)與船舶信息系統(tǒng)的無縫連接。

水上移動(dòng)業(yè)務(wù)甚高頻頻段數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)（VDES）可以提供沿海30-50海里的數(shù)字通信服務(wù)，數(shù)據(jù)傳輸帶寬可以達(dá)到150Kbps。

中頻水上數(shù)字廣播NAVDAT可以提供沿海300海里范圍內(nèi)的數(shù)字廣播通信服務(wù)。

水上移動(dòng)業(yè)務(wù)高頻數(shù)字化數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)可以提供遠(yuǎn)距離（可以為極地航線）服務(wù)的水上數(shù)字通信服務(wù)。

隨著E航海通信融合概念的提出和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的推出，如通用即插即用（UPnP）協(xié)議能提供一套廣泛適用、發(fā)布有效的協(xié)議，為不同的供應(yīng)商和通信方式提供實(shí)用的、無需配置的實(shí)施方案。UPnP協(xié)議是基于英特網(wǎng)技術(shù)，不依賴開放系統(tǒng)的編程語言。UPnP協(xié)議能夠部署在局域網(wǎng)已經(jīng)應(yīng)用于全球英特網(wǎng)上。該技術(shù)為各種水上無線電通信技術(shù)一起服務(wù)于水上通信和E航海提供了可能。

3.E航海的通信需求

從2006年左右提出E航?；纠砟钇?，國際組織就陸續(xù)開展了E航海的用戶需求調(diào)研、差距分析、成本效益和風(fēng)險(xiǎn)分析、技術(shù)架構(gòu)設(shè)計(jì)、原型產(chǎn)品設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)交換模型和標(biāo)準(zhǔn)研究等，2014年制定E航海實(shí)施計(jì)劃，從而標(biāo)志著E航海真正進(jìn)入了落地實(shí)施階段。

E航海是航海保障的升級(jí)版，是符合信息化技術(shù)發(fā)展時(shí)代下的航海保障發(fā)展方向。通過電子的方式，在船上和岸上，收集、綜合、交換、顯示和分析海事信息，以增強(qiáng)船舶泊位到泊位的全程航行能力，增強(qiáng)相應(yīng)的海上服務(wù)、安全和保安能力，以及海洋環(huán)境保護(hù)的能力。

E航海各標(biāo)準(zhǔn)的制定和示范系統(tǒng)的建設(shè)，正在迅速推動(dòng)E航海所需要的現(xiàn)代水上通信的發(fā)展。由于有大量的船岸數(shù)據(jù)通信需求，E航海的通信要求相比以往的助航方式更高。為現(xiàn)代化的海岸電臺(tái)服務(wù)E航海戰(zhàn)略的發(fā)展提供了契機(jī)。

岸基海岸電臺(tái)的數(shù)字通信從甚高頻、中頻到高頻可以為E航海提供從近到遠(yuǎn)的數(shù)字通信服務(wù)。成為眾多服務(wù)E航海通信手段的重要一環(huán)。

4.海岸電臺(tái)在新時(shí)代背景下的機(jī)遇

海岸電臺(tái)的傳統(tǒng)業(yè)務(wù)發(fā)展近年比較緩慢，業(yè)務(wù)量保持穩(wěn)定，業(yè)務(wù)集中到以安全值守和安全履約通信為核心的GMDSS傳統(tǒng)業(yè)務(wù)領(lǐng)域，如以前大量使用的SSB單邊帶船員電話等常規(guī)通信業(yè)務(wù)，在2000年至2004年左右進(jìn)入業(yè)務(wù)高峰期以后，近些年因衛(wèi)星電話和船上寬帶的推廣反而出現(xiàn)萎縮的狀態(tài)，在甚高頻和高頻等海岸電臺(tái)頻段，因如SSB語音等常規(guī)通信的業(yè)務(wù)量減少，頻率資源和海岸電臺(tái)設(shè)備資源的使用效率降低。

E航海、GMDSS現(xiàn)代化為海岸電臺(tái)的發(fā)展提供了新的歷史機(jī)遇。大量的數(shù)據(jù)通信要求為海岸電臺(tái)業(yè)務(wù)量重新增長(zhǎng)帶來了機(jī)遇。未來船載通信設(shè)備將走向通信融合的趨勢(shì)，各種通信手段通過即插即用等熱連接的方式成為船臺(tái)通信手段之一。

5.海岸電臺(tái)的應(yīng)對(duì)措施

5.1海岸電臺(tái)更新設(shè)備具備未來數(shù)字傳輸功能

海岸電臺(tái)設(shè)備支持?jǐn)?shù)據(jù)傳輸是以后必需滿足的功能，在海岸電臺(tái)的技術(shù)改造和設(shè)備更新中可以做相關(guān)的籌劃和準(zhǔn)備。

探討電臺(tái)設(shè)備對(duì)數(shù)字傳輸?shù)闹С中裕谠O(shè)備選型和技術(shù)路線選擇與滿足履約需要的前提下，優(yōu)先選用支持?jǐn)?shù)字傳輸?shù)脑O(shè)備，如具有IP接口的設(shè)備，收發(fā)信機(jī)設(shè)備具有系統(tǒng)控制，可以實(shí)現(xiàn)軟升級(jí)的設(shè)備。在以后的數(shù)字化業(yè)務(wù)發(fā)展中，可以最大程度利用已有設(shè)備的投資，通過軟件升級(jí)的方式過渡到數(shù)字傳輸功能，避免重復(fù)建設(shè)。在中控系統(tǒng)和值班系統(tǒng)方面實(shí)現(xiàn)數(shù)字化的管理、設(shè)備的管理、業(yè)務(wù)的處理用軟件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，在業(yè)務(wù)系統(tǒng)中包括數(shù)據(jù)的來源管理，業(yè)務(wù)的播發(fā)，過程的監(jiān)控，事后的審計(jì)，數(shù)據(jù)的歸檔查詢，全業(yè)務(wù)流程實(shí)現(xiàn)閉環(huán)管理。中控系統(tǒng)在可行的條件下，實(shí)現(xiàn)從硬交換到IP軟交換過度。為數(shù)字化應(yīng)用，數(shù)據(jù)的自主管理，船端設(shè)備的數(shù)據(jù)下載等以后的業(yè)務(wù)做好準(zhǔn)備。endprint

近年來，國內(nèi)外的設(shè)備廠商已經(jīng)推出同時(shí)支持模擬傳輸方式和數(shù)據(jù)傳輸方式的設(shè)備。如高頻設(shè)備的收信機(jī)，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)RJ45標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)接口交換，支持?jǐn)?shù)字化高頻信號(hào)的接收，并支持多天線陣列和信號(hào)疊加處理。發(fā)信機(jī)設(shè)備已經(jīng)兼有RS232控制接口、四線音頻接口和以太網(wǎng)接口，滿足從模擬向數(shù)字過渡的設(shè)備需求，既能滿足模擬和硬交換系統(tǒng)的運(yùn)行，兼容現(xiàn)狀的運(yùn)行模式，也能滿足未來水上通信的數(shù)字傳輸要求。

5.2跟蹤水上通信數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用的發(fā)展

水上通信數(shù)字通信頻率編碼方式標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)發(fā)布，相應(yīng)的設(shè)備也在研發(fā)當(dāng)中，緊密跟蹤國際會(huì)議相關(guān)方面的進(jìn)展情況，了解示范應(yīng)用系統(tǒng)的建設(shè)、運(yùn)行情況，開展數(shù)字化設(shè)備的驗(yàn)證和標(biāo)準(zhǔn)制定工作。按照ITU發(fā)布的水上數(shù)字通信標(biāo)準(zhǔn)，開發(fā)采用正交頻分復(fù)用（OFDM）QAM調(diào)制解調(diào)協(xié)議的高容量、高可靠性數(shù)字傳輸系統(tǒng)，在海岸電臺(tái)頻道上實(shí)現(xiàn)數(shù)字通信，滿足船舶航行遠(yuǎn)距離實(shí)現(xiàn)收發(fā)電子郵件和數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ堋?/p>

5.3嘗試水上數(shù)字通信在E航海示范過程中的應(yīng)用

E航海已經(jīng)進(jìn)入到示范應(yīng)用系統(tǒng)的建設(shè)階段，在海事局十三五規(guī)劃中，各航保中心都有示范工程，在E航海示范工程中，可以嘗試海岸電臺(tái)水上數(shù)字通信在E航海示范系統(tǒng)中的應(yīng)用。通過水上數(shù)字通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)E航海數(shù)據(jù)傳輸?shù)拇?、岸船通信?/p>

6.結(jié)束語

綜上所述，海岸電臺(tái)數(shù)字傳輸是未來海岸電臺(tái)的發(fā)展方向，為海岸電臺(tái)的發(fā)展帶來了新的機(jī)遇。在航海保障的技術(shù)升級(jí)和服務(wù)轉(zhuǎn)型中，提供了新的技術(shù)手段，海岸電臺(tái)需要緊跟E航海示范系統(tǒng)的建設(shè)，提供通信手段，才能在未來水上通信格局中占據(jù)一席之地。

參考文獻(xiàn)：

[1]ITU-RM.1842-1建議書.水上移動(dòng)業(yè)務(wù)頻道交換數(shù)據(jù)和電子郵件的VHF無線電系統(tǒng)和設(shè)備的特性，2009（6）.

[2]ITU-RM.1798-1建議書.水上移動(dòng)業(yè)務(wù)中用于交換數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)和電子郵件的HF無線電設(shè)備的特性，2010（4）：1-2.

[3]ITU-R M.2010 Recommendation，Characteristics of a digital system， named navigational Data for broadcasting maritime safety and security related information from shore-to-ship in the 500 KHz band， 2012（3）：1-10.endprint