基于ED-137的VHF改造探討

陳衛(wèi)文 林智堅(jiān)

摘 要：本文簡(jiǎn)單分析了VHF甚高頻通信發(fā)展趨勢(shì)，需要進(jìn)行數(shù)字化改造后的原因，改造所采用技術(shù)的依據(jù)和技術(shù)要求，以及改造的實(shí)施過(guò)程，為以后組建統(tǒng)一通信平臺(tái)制定規(guī)范的協(xié)議方式，進(jìn)一步拓展VHF甚高頻的使用范圍。

關(guān)鍵詞：VHF 數(shù)字化 協(xié)議技術(shù) 改造

1.引言

我國(guó)是《國(guó)際海上人命安全公約》（SOLAS公約）的締約國(guó)和IMO的 A類(lèi)理事國(guó)，應(yīng)充分考慮IMO的要求，為空間和地面無(wú)線電通信業(yè)務(wù)提供適當(dāng)?shù)陌渡显O(shè)施。如果沒(méi)有相應(yīng)的岸上通信設(shè)施，一旦發(fā)生海難事故時(shí)，海事部門(mén)將無(wú)法及時(shí)獲得遇險(xiǎn)信息，無(wú)法實(shí)施有效救助，海事部門(mén)也無(wú)法有效地進(jìn)行海上執(zhí)法和對(duì)船舶交通的安全管理。保障各類(lèi)船舶的航行安全，不僅是國(guó)際公約的要求，也是我國(guó)應(yīng)承擔(dān)的國(guó)際義務(wù)，關(guān)系到我國(guó)的對(duì)外形象。據(jù)國(guó)內(nèi)外統(tǒng)計(jì)，90%以上的船舶交通事故發(fā)生在沿海近岸水域，該水域也是必須重點(diǎn)確保船舶航行安全的水域。甚高頻（VHF）無(wú)線電通信專(zhuān)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(yīng)急反應(yīng)手段，是保障海上救助、執(zhí)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(shè)和使用現(xiàn)狀

廣東海事局已建成的沿海轄區(qū)VHF安全通信系統(tǒng)，基本形成對(duì)廣東沿海近岸水域的連續(xù)覆蓋，對(duì)保障該水域船舶航行安全和對(duì)遇險(xiǎn)船舶及時(shí)施救發(fā)揮重要作用。VHF安全通信系統(tǒng)工程含有兩個(gè)應(yīng)用層次，第一層次（亦為首要層次）應(yīng)用于其覆蓋水域船舶遇險(xiǎn)安全通信業(yè)務(wù)，第二層次應(yīng)用于日常海事管理通信業(yè)務(wù)。廣東海事局沿海轄區(qū)近岸水域VHF安全通信工程的基本功能具有：全時(shí)接收沿海轄區(qū)近岸水域船舶遇險(xiǎn)、緊急和安全報(bào)警并確?？焖倏煽康剡M(jìn)行后續(xù)通信或轉(zhuǎn)發(fā)船舶遇險(xiǎn)安全信息；可進(jìn)行海上搜救指揮通信；可進(jìn)行搜救協(xié)調(diào)通信；可進(jìn)行日常海事管理通信（含向沿海轄區(qū)近岸水域播發(fā)安全信息和接收沿海轄區(qū)近岸水域船舶動(dòng)態(tài)報(bào)告等）。

3.VHF建設(shè)和運(yùn)行存在的問(wèn)題

（1）運(yùn)行維護(hù)和升級(jí)改造的技術(shù)問(wèn)題，如不同系統(tǒng)及協(xié)議相對(duì)封閉，互不兼容；（2）運(yùn)行維護(hù)和升級(jí)改造的經(jīng)濟(jì)問(wèn)題，廠家綁架，導(dǎo)致成本高；（3）應(yīng)用上的需求，與第三方系統(tǒng)對(duì)接的需要（如廣東海事局的智慧海事系統(tǒng)等），近年來(lái)的大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)等應(yīng)用的推動(dòng)，使得VHF數(shù)字化成為必須和可能。

4.基于ED-137的VHF數(shù)字化建議

為完善統(tǒng)一的通信平臺(tái)，以達(dá)到拓寬用戶的使用渠道、提高通信效率、方便用戶進(jìn)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(diǎn)發(fā)展升級(jí)為可以移動(dòng)使用，同時(shí)也方便整合接入到統(tǒng)一通信平臺(tái)，是現(xiàn)代通信技術(shù)的發(fā)展方向。地對(duì)地（G-G）ATM語(yǔ)音系多年來(lái)一直基于模擬技術(shù)和近年來(lái)的數(shù)字時(shí)分復(fù)用脈沖編碼調(diào)制（ TDM/PCM）技術(shù)，如今語(yǔ)音和數(shù)字融合成一個(gè)多媒體網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)流行的趨勢(shì)，市場(chǎng)上有各種各樣的技術(shù)解決方案。隨著技術(shù)的展，IP技術(shù)現(xiàn)在有真正的潛力來(lái)滿足ATM通信的操作和技術(shù)需求，包語(yǔ)語(yǔ)音/數(shù)據(jù)融合、服務(wù)質(zhì)量（QoS）、安全性和安全性。實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)首先要制定開(kāi)放統(tǒng)一的接入?yún)f(xié)議方式?；ヂ?lián)網(wǎng)語(yǔ)音協(xié)議文件建議采用ED-137協(xié)議，采用該協(xié)議的依據(jù)是該協(xié)議是由EUROCAE（歐洲全民航空電子學(xué)組織）第67工作組編寫(xiě)，被EUROCAE接受并對(duì)外免費(fèi)公開(kāi)，可以做到互相兼容，從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上解決了以后升級(jí)改造的問(wèn)題。

（1）ED-137協(xié)議制定的準(zhǔn)則、規(guī)定和準(zhǔn)則包括：操作和技術(shù)空對(duì)地（A-G）和地面（G-G）ATM語(yǔ)音系統(tǒng)要求；現(xiàn)有I P語(yǔ)音協(xié)議和信令標(biāo)準(zhǔn)；語(yǔ)音服務(wù)的IP網(wǎng)絡(luò)功能；安全性、服務(wù)質(zhì)量（QOS）和收斂性（基礎(chǔ)沒(méi)施、協(xié)議、應(yīng)用程序）；現(xiàn)有IP語(yǔ)音ATM系統(tǒng)功能和服務(wù)接口。（2）ED-137協(xié)議的使用范圍：①歐洲的航空、貿(mào)易協(xié)會(huì)、國(guó)家民用航空管理局和非歐洲組織的設(shè)備制造商和用戶均為其會(huì)員；②其協(xié)議主要是民用航空設(shè)備的性能規(guī)范和指導(dǎo)文件，為歐洲和世界各地廣泛采用和使用，例如美國(guó)的汽車(chē)工程師學(xué)會(huì)等。該協(xié)議應(yīng)用范圍廣闊，具備無(wú)限的推廣空間。

工程改造的方式：

① VHF岸臺(tái)設(shè)備可以保持原來(lái)的設(shè)備和工作方式。

② 無(wú)線接入網(wǎng)關(guān)。V HF接入網(wǎng)關(guān)部署于V HF岸臺(tái)，對(duì)上通過(guò)IP網(wǎng)絡(luò)連接核心控制器，對(duì)下連接V HF岸臺(tái)的收發(fā)信機(jī)，主要功能如下：

將VHF收發(fā)信機(jī)的模擬語(yǔ)音信號(hào)和DSC信令進(jìn)行編解碼處理后轉(zhuǎn)換為能在IP鏈路上承載的數(shù)字信號(hào)，發(fā)送給核心控制器；將核心控制器的數(shù)字IP信號(hào)（語(yǔ)音、DSC）進(jìn)行處理后轉(zhuǎn)發(fā)為模擬語(yǔ)音信號(hào)和DSC信令，發(fā)送給VHF收發(fā)信機(jī)；

實(shí)現(xiàn)基站VHF收發(fā)信機(jī)參數(shù)的遠(yuǎn)程配置與狀態(tài)監(jiān)視，并將配置參數(shù)與狀態(tài)參數(shù)發(fā)送給核心控制器；

③ 傳輸網(wǎng)絡(luò)。IP化的VHF語(yǔ)音和數(shù)據(jù)可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸。

④ 核心控制器。核心控制器負(fù)責(zé)整個(gè)ACS-2000系統(tǒng)的管理和控制功能，硬件平臺(tái)選用成熟公司的商用級(jí)服務(wù)器。服務(wù)器內(nèi)置了調(diào)度軟件、網(wǎng)管軟件、錄音軟件等軟件，主要完成交換控制、錄音服務(wù)、話單服務(wù)、系統(tǒng)管理等功能。

交換控制：負(fù)責(zé)處理系統(tǒng)多種業(yè)務(wù)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(huì)話、拆除會(huì)話）和信令互通等等；

錄音服務(wù)：用于對(duì)系統(tǒng)通話錄音控制、錄音文件提取和數(shù)據(jù)庫(kù)管理等服務(wù)，實(shí)現(xiàn)7*24小時(shí)不間斷錄音；

話單服務(wù)：完成通話記錄的分類(lèi)存儲(chǔ)服務(wù)；

系統(tǒng)管理：負(fù)責(zé)VHF操作終端的集中管理和統(tǒng)一控制；

設(shè)備管理：負(fù)責(zé)對(duì)VHF系統(tǒng)設(shè)備的集中管理和統(tǒng)一控制；

故障和告警管理：負(fù)責(zé)系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備的故障檢測(cè)、告警信息的存儲(chǔ)；

DSC服務(wù)：完成DSC信息記錄的分類(lèi)存儲(chǔ)服務(wù)；

接口服務(wù)：提供與第三方系統(tǒng)的接口服務(wù)。

⑤ 操作座席實(shí)現(xiàn)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(shè)備和軟件，坐席設(shè)備包括操作電腦和提供音頻接口的媒體接線盒。調(diào)度軟件包括無(wú)線收發(fā)、信道音量控制、靜音控制、信道呼叫歷史記錄、DSC報(bào)文解析、存儲(chǔ)及轉(zhuǎn)發(fā)、操作臺(tái)間對(duì)講等功能。

⑥ 統(tǒng)一通信平臺(tái)。統(tǒng)一通信平臺(tái)基于SIP協(xié)議方式進(jìn)行適應(yīng)性修改，語(yǔ)音編碼采用G711、G729音頻編碼協(xié)議，與VHF控制中心對(duì)接，實(shí)現(xiàn)對(duì)各VHF岸臺(tái)的交換、控制和管理。

汕頭海事局旦家園、關(guān)埠兩處躉船VHF岸臺(tái)作為試點(diǎn)進(jìn)行改造整合接入試點(diǎn)，改造方案可以保持現(xiàn)有甚高頻安全通信系統(tǒng)正常工作，旦家園、關(guān)埠兩處躉船VHF岸臺(tái)目前獨(dú)立工作。工程升級(jí)改造上述兩處躉船VHF岸臺(tái)，并以SIP協(xié)議接入統(tǒng)一通信平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)基于IP網(wǎng)絡(luò)的VHF通信服務(wù)，提升了岸臺(tái)控制、語(yǔ)音收發(fā)、廣播播發(fā)、通話錄音等功能，并可進(jìn)行調(diào)取、查詢與回放等。該工程完工經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的試運(yùn)行，根據(jù)得出的數(shù)據(jù)進(jìn)行完善后，將作為以后其它VHF甚高頻岸臺(tái)進(jìn)行改造升級(jí)的基礎(chǔ)資料，將大大有利于國(guó)家VHF甚高頻通信的升級(jí)發(fā)展，為航海保障和搜救應(yīng)急通信發(fā)揮更大的作用。