寬帶海事衛(wèi)星通信在我國的發(fā)展與應(yīng)用

作者簡介：楊之偉（1983—），男，本科，助理工程師，研究方向為通信方向。

摘要：全球?qū)拵l(wèi)星通信系統(tǒng)的構(gòu)建和落實，能夠?qū)崿F(xiàn)全球覆蓋自主可控的根本目的，提高日常服務(wù)水平，對固定衛(wèi)星寬帶互聯(lián)網(wǎng)接入等一系列應(yīng)用提供可靠服務(wù)支持，滿足目前我國在寬帶中國等方面提出的基本需求。為分析寬帶海事衛(wèi)星通信的發(fā)展與應(yīng)用，本文對海事衛(wèi)星通信系統(tǒng)的建設(shè)及其在我國目前發(fā)展現(xiàn)狀進行簡單闡述。基于此，結(jié)合寬帶衛(wèi)星通信系統(tǒng)的基礎(chǔ)構(gòu)成及第五代全球衛(wèi)星通信系統(tǒng)構(gòu)成情況，對寬帶海事衛(wèi)星通信在視頻監(jiān)控與航空領(lǐng)域中的應(yīng)用情況進行詳細分析，以期為寬帶海事衛(wèi)星通信在我國的長效穩(wěn)定發(fā)展提供參考。

關(guān)鍵詞：寬帶海事? 衛(wèi)星通信? 發(fā)展現(xiàn)狀? 應(yīng)用對策

中圖分類號：TN915.85

DOI：10.16660/j.cnki.1674-098x.2112-5640-1494

Abstract： The construction and implementation of a global broadband satellite communication system can achieve the fundamental purpose of autonomous and controllable global coverage， improve daily service levels， and provide reliable service support for a series of applications such as fixed satellite broadband Internet access to meet the needs of my country’s current broadband China The basic needs put forward by other parties. In order to analyze the development and application of broadband maritime satellite communications， this article briefly describes the construction of maritime satellite communications systems and the current development status in my country. Based on this， combined with the basic structure of the broadband satellite communication system and the fifth-generation global satellite communication system， a detailed analysis of the application of broadband maritime satellite communications in the field of video surveillance and aviation is carried out， with a view to providing broadband maritime satellite communications in my country. Provide reference for long-term stable development.

Key Words： Broadband maritime; Satellite communications; Development status; Application countermeasures

我國目前已經(jīng)全面啟動和建設(shè)全球?qū)拵l(wèi)星通信系統(tǒng)的計劃，對全球?qū)拵l(wèi)星通信系統(tǒng)進行構(gòu)建和落實，能夠?qū)崿F(xiàn)全球覆蓋自主可控的根本目的，提高日常服務(wù)水平，對固定衛(wèi)星寬帶互聯(lián)網(wǎng)接入等一系列應(yīng)用提供可靠服務(wù)作為支持，滿足目前我國在寬帶中國等方面提出的基本需求。寬帶衛(wèi)星通信系統(tǒng)的構(gòu)建和實施，主要是指衛(wèi)星通信與互聯(lián)網(wǎng)之間高效結(jié)合產(chǎn)物，俗稱衛(wèi)星寬帶或者衛(wèi)星上網(wǎng)，其可以通過衛(wèi)星來實現(xiàn)語音及數(shù)據(jù)等各種不同類型數(shù)據(jù)信息的高效傳輸，衛(wèi)星通信在我國目前整體應(yīng)用范圍相對比較廣，對于我國交通強國建設(shè)具有非常重要推動作用。

1寬帶海事衛(wèi)星通信系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀

1.1海事衛(wèi)星通信系統(tǒng)的建設(shè)和發(fā)展

相關(guān)研究資料調(diào)查結(jié)果顯示，在1976年美國先后發(fā)射三顆海事通信衛(wèi)星，以此來實現(xiàn)世界上第一個海事衛(wèi)星通信站的建設(shè)和利用。在受到聯(lián)合國國際海事組織的引導下，由美國以及英國、中國等多個國家共同對國際海事衛(wèi)星組織進行創(chuàng)設(shè)和發(fā)展。該組織在1982年，對全球通信覆蓋能力的國際移動衛(wèi)星通信系統(tǒng)進行合理的構(gòu)建和落實，其也可以被看作是第一代海事衛(wèi)星通信系統(tǒng)[1]。該系統(tǒng)在運行過程中，不僅具有非常高的可靠性特征，而且還可以實現(xiàn)全天候的運行，具有非常強的覆蓋能力，已經(jīng)逐漸成為目前保證海上航行安全的基礎(chǔ)組成部分。

1.2海事衛(wèi)星通信系統(tǒng)在我國的發(fā)展現(xiàn)狀

衛(wèi)星通信系統(tǒng)在我國的建設(shè)和應(yīng)用最初是在20世紀70年代，結(jié)合實際情況展開深入分析時，在北京對海事衛(wèi)星地球站進行開通，將太平洋與印度洋作為覆蓋區(qū)域，能夠為海上及陸上用戶提供可移動性的衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)。除此之外，在實踐中對標準地球站進行正式有效開通，以此為基礎(chǔ)，能夠提供雙向儲存轉(zhuǎn)發(fā)電文或者數(shù)據(jù)通信等一系列業(yè)務(wù)，業(yè)務(wù)范圍當中涉及的內(nèi)容相對比較廣，包括電話、傳真及數(shù)據(jù)通信等。我國的Inmarsat-B/M標準海岸地球站在1997年正式投入運行，其主要是針對我國當時船舶航行密度相對比較大的印度洋、太平洋等提供一系列的通信服務(wù)作為支持。與此同時，對A/B/M標準展進行科學、合理的構(gòu)建和落實，能夠為太平洋與大西洋東等地區(qū)，對電話、傳真等各種不同類型的低、中高速數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)進行傳輸，以此來實現(xiàn)全球范圍內(nèi)的移動衛(wèi)星通信服務(wù)。

根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計研究結(jié)果，在2009年10月份，北京海事衛(wèi)星地面站Inmarsat-F系統(tǒng)在構(gòu)建和利用時，可以提供全球范圍內(nèi)的移動衛(wèi)星通信服務(wù)。而在2005年12月，海事衛(wèi)星陸地寬帶業(yè)BGAN在我國正式開通，在2008年，在經(jīng)過一系列的實踐操作之后，該系統(tǒng)可以為全球用戶提供可靠的BGAN等一系列的寬帶移動業(yè)務(wù)作為支持。在該基礎(chǔ)上，通過一臺相對比較便攜的設(shè)備就可以實現(xiàn)語音與數(shù)據(jù)等各項服務(wù)功能的同步操作，其自身的整個最高速率可以達到492kbit/s[2]。在2007年11月，海事衛(wèi)星海上寬帶業(yè)務(wù)FB在我國正式開通，該系統(tǒng)在投入正式運行之后，經(jīng)過數(shù)據(jù)監(jiān)測與分析，該系統(tǒng)的上網(wǎng)速率最高可以達到432kbit/s，以此來實現(xiàn)船舶通信的IP化?；诖?，在全球范圍內(nèi)，能夠最大限度地滿足人們在船舶上實現(xiàn)各種不同類型數(shù)據(jù)信息高精準度傳輸?shù)母灸康?，同時還可以滿足視頻通信的需求。近年來隨著科學技術(shù)的不斷進步和快速發(fā)展，在2013年發(fā)射第1顆第五代衛(wèi)星，以Ka頻段為基礎(chǔ)，能夠提供全球服務(wù)，為用戶提供全球范圍內(nèi)的覆蓋。同時數(shù)據(jù)的整個傳輸性能可以得到有效提升，能夠保證衛(wèi)星通信的安全性和穩(wěn)定性，盡可能滿足政府與社會公眾對其提出的個性化要求。

2寬帶海事衛(wèi)星通信的構(gòu)成以及具體應(yīng)用

2.1寬帶海事衛(wèi)星通信系統(tǒng)的構(gòu)成

2.1.1寬帶衛(wèi)星通信系統(tǒng)的基礎(chǔ)構(gòu)成

寬帶衛(wèi)星通信系統(tǒng)在構(gòu)建和具體應(yīng)用時，主要是由空間段及地面應(yīng)用通信子系統(tǒng)等相互組合而成。在空間段方面，其主要是以多波束通信衛(wèi)星為主，可以是一顆或者多顆，以此來形成有效空間段。地面應(yīng)用通信子系統(tǒng)在構(gòu)建和實施過程中，其主要是由通關(guān)站及遠端站等組合而成，通過對通信衛(wèi)星的合理利用，能夠促使各節(jié)點相互之間實現(xiàn)有效業(yè)務(wù)傳輸[3]。業(yè)務(wù)載波監(jiān)測子系統(tǒng)在建設(shè)和應(yīng)用時，能夠?qū)ο到y(tǒng)出境與入境對應(yīng)載波進行實時有效的監(jiān)測，這樣能夠最大限度地保證衛(wèi)星在傳輸時的鏈路具有穩(wěn)定性和可靠性。運營管理子系統(tǒng)在投入正式使用時，不僅有利于根據(jù)實際要求，對客戶進行有效管理，而且還可以實現(xiàn)對現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)評估等諸多功能的不斷完善和優(yōu)化。

2.1.2第五代全球衛(wèi)星通信系統(tǒng)的構(gòu)成

海事衛(wèi)星第五代全球衛(wèi)星通信系統(tǒng)在建設(shè)和應(yīng)用時，主要是由空間衛(wèi)星、關(guān)口站和移動終端等眾多部分相互組合而成。首先，在空間衛(wèi)星方面，其主要是在Ka頻段進行操作，每顆衛(wèi)星當中會涉及兩個有效載荷，也就是全球載荷和可旋轉(zhuǎn)高容量載荷。根據(jù)實際情況對其展開深入分析時，發(fā)現(xiàn)全球載荷在運行時，能夠提供89個固定點波束，同時還可以提供72個信道，以此來實現(xiàn)全球范圍內(nèi)全方位有效覆蓋[4]。衛(wèi)星系統(tǒng)在運行時，能夠提供全球波數(shù)，同時還會涉及兩個可旋轉(zhuǎn)網(wǎng)關(guān)波數(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)地面相互之間的有效連接。其次，在關(guān)口站方面，每顆衛(wèi)星下面都需要對兩個關(guān)口站進行科學合理設(shè)置，互相都為對方的備份，這樣能夠?qū)崿F(xiàn)快速有效切換。即使處于極端惡劣天氣下，站點相互之間也可以實現(xiàn)全網(wǎng)通信質(zhì)量的有效管控。移動終端在運行過程中，其主要是對用戶射頻信號開展有針對性的收發(fā)與處理，同時還可以實現(xiàn)與其他海陸空終端相互之間的高效連接，以此來實現(xiàn)對互聯(lián)網(wǎng)與傳真等各種不同類型網(wǎng)絡(luò)功能的有效操作。由此可以看出，海事衛(wèi)星通信系統(tǒng)終端在構(gòu)建及具體移動過程中，能夠?qū)崿F(xiàn)在各個不同衛(wèi)星播出相互之間的有效切換。除此之外，第五代衛(wèi)星在應(yīng)用時，延續(xù)使用第四代FB，將其作為通信熱備份，以此來保證整個備份的穩(wěn)定性和可靠性。

2.2寬帶衛(wèi)星通信系統(tǒng)在各領(lǐng)域的應(yīng)用

寬帶衛(wèi)星通信系統(tǒng)在構(gòu)建和應(yīng)用過程中，無論是在我國海洋運輸或者遠洋漁業(yè)等各方面具有非常重要影響和作用，整體應(yīng)用范圍一直在不斷擴大。寬帶海事衛(wèi)星通信系統(tǒng)在建設(shè)和應(yīng)用時，能夠?qū)崿F(xiàn)船舶、飛機到陸地等相互之間信息的有效構(gòu)建。在該信息連接過程中，可以實現(xiàn)語音與視頻監(jiān)控等各種不同類型信息數(shù)據(jù)的高效傳輸。

2.2.1寬帶衛(wèi)星通信系統(tǒng)在視頻監(jiān)控中的應(yīng)用

船舶在大海上航行過程中一旦遇到安全問題，勢必會導致整個航行受到嚴重威脅。因此船舶視頻監(jiān)控在其中的應(yīng)用具有實質(zhì)性意義，傳播視頻監(jiān)控系統(tǒng)在構(gòu)建和具體應(yīng)用時，主要是在駕駛臺硬盤錄像機基礎(chǔ)上，將其作為視頻監(jiān)控系統(tǒng)在運行時的核心組成部分，同時與所有艙外云臺攝像機之間建立密切連接關(guān)系。在該基礎(chǔ)上，能夠保證拍攝到的所有視頻畫面在硬盤錄像機當中實現(xiàn)不間斷錄像，同時可以實現(xiàn)自動保存的根本目的，以此為基礎(chǔ)，能夠促使畫面實現(xiàn)遠程傳輸，同時還可以保證本地傳輸?shù)挠行院歪槍π?。通過遠程傳輸方式的合理利用，能夠促使岸上以衛(wèi)星IP網(wǎng)絡(luò)遠程等方式，對硬盤錄像機當中的畫面進行實時、有效地觀看[5-6]。而在本地輸出方面則可以直接將拍攝到的畫面，實時傳輸?shù)綄?yīng)駕駛臺的視頻監(jiān)視器當中，促使船上能夠?qū)Π渡线h程視頻監(jiān)控畫面內(nèi)容有更加深刻的認識和了解。除此之外，在整個船上會議室設(shè)置與應(yīng)用時，可以對視頻會議終端等進行科學、合理的安裝和利用，將船上視頻監(jiān)控的畫面看作是一路視頻信號直接輸入到對應(yīng)的移動終端。通過對寬帶衛(wèi)星鏈路在實踐中的合理利用，可以實現(xiàn)與岸端視頻會議系統(tǒng)相互之間的密切聯(lián)系。由此可以看出，在具體操作過程中，以寬帶衛(wèi)星通信系統(tǒng)為有效的連接操作介質(zhì)，在船、岸相互之間能夠?qū)崿F(xiàn)高效連接，以此來保證視頻會議在實施過程中的便捷性和穩(wěn)定性。

2.2.2寬帶衛(wèi)星通信系統(tǒng)在航空領(lǐng)域的應(yīng)用

在機艙范圍內(nèi)對寬帶衛(wèi)星衛(wèi)星通信系統(tǒng)進行構(gòu)建和利用，可以對國內(nèi)航班與國際航班的實際情況開展全方位、有效的通信接入，這樣不僅能夠為公眾乘客提供更多通信服務(wù)作為支持，而且對于空中交通管制等各方面都可以提供信息作為基礎(chǔ)保障。對于飛行管理與駕駛艙數(shù)據(jù)等都可以實現(xiàn)實時、有效分析，保證信息傳輸?shù)母咝院陀行浴Ｔ陲w機上從駕駛艙一直到客艙，從飛行員到旅客，寬帶衛(wèi)星衛(wèi)星通信系統(tǒng)可以為其提供相對比較完整和可靠的應(yīng)用處理方式，其中包括數(shù)據(jù)與航空天氣預報等。將所有涉及的數(shù)據(jù)信息全部都融入在一個管理系統(tǒng)當中，由此可以看出，寬帶衛(wèi)星寬帶網(wǎng)絡(luò)在實踐中的介入和利用，能夠在飛機上實現(xiàn)GSM通信機載。衛(wèi)星通信系統(tǒng)在應(yīng)用時，其對應(yīng)控制面板可以直接由乘務(wù)人員來進行實時有效的監(jiān)控，以此來保證其在航空領(lǐng)域中的高效利用。

2.2.3實現(xiàn)船員無線上網(wǎng)的根本目的

科學技術(shù)的不斷進步和快速發(fā)展，我國目前已經(jīng)全面進入到信息化與網(wǎng)絡(luò)化時代，信息通信技術(shù)在實踐中得到不斷完善和優(yōu)化。目前，無線上網(wǎng)功能的手機及各種不同類型的移動終端普及率越來越高，人們通過這些智能化設(shè)備的合理利用，并不會受到時間、地點與空間的各方面因素條件的限制影響，可以隨時隨地滿足其上網(wǎng)的需求。海上衛(wèi)星通信系統(tǒng)帶寬與陸地帶寬相比要更窄一些，所以在該基礎(chǔ)上，要最大限度地保證船舶可以實現(xiàn)安全穩(wěn)定運行，后續(xù)對船員無線上網(wǎng)情況進行有效管理。結(jié)合船員無線上網(wǎng)時的環(huán)境及特點，對FX衛(wèi)星通信線路進行合理利用，對無線控制路由器進行選擇，以此來實現(xiàn)集中化管理。

3 結(jié)語

寬帶海事衛(wèi)星通信系統(tǒng)在建設(shè)和應(yīng)用中，對我國交通運輸、應(yīng)急指揮等領(lǐng)域發(fā)展具有非常重要的影響和作用，同時對我國求寬帶衛(wèi)星通信系統(tǒng)的建設(shè)也可以起到良好的推動效果。通過該系統(tǒng)在實踐中的合理利用，能夠?qū)崿F(xiàn)各種不同類型通信信息的有效傳輸，實現(xiàn)全范圍內(nèi)的覆蓋，為陸空用戶提供實時有效語音、數(shù)據(jù)等業(yè)務(wù)信息作為支持。由此可以看出，通過對寬帶海事衛(wèi)星通信系統(tǒng)的合理利用，不僅有利于保證船舶運行的安全性、穩(wěn)定性，而且還可以對各種信息數(shù)據(jù)進行遠程管理，對我國“寬帶中國”的建設(shè)和發(fā)展可以起到良好推動效果。

參考文獻

[1]任嘉慧.海上無線通信中的衛(wèi)星通信應(yīng)用和發(fā)展前景[J].中國新通信，2019，21（16）：6-8.

[2]馬進華.寬帶海事衛(wèi)星通信在我國的發(fā)展與應(yīng)用[J].中國新通信，2018，20（15）：91-92.

[3]林菡.寬帶海事衛(wèi)星通信系統(tǒng)技術(shù)的基本特點及應(yīng)用[J].中國新通信，2019，21（23）：18.

[4]薛靜靜，張學玲，吳小松.新型海事衛(wèi)星通信系統(tǒng)發(fā)展淺析[J].中國無線電，2021（5）：86-89.

[5]陳楚越.論國際航行的自由與限制[D].武漢：華中師范大學，2020.

[6]鄒倩.海上無人船舶保險條款制定研究[D].上海：華東政法大學，2020.