淺談遠(yuǎn)海島礁航保數(shù)據(jù)的傳輸
發(fā)布時(shí)間:2018-06-25 來源: 短文摘抄 點(diǎn)擊:
摘 要:本文對遠(yuǎn)海島礁的航保數(shù)據(jù)傳輸需求及應(yīng)用進(jìn)行探討,以期為今后遠(yuǎn)海島礁的航保設(shè)施數(shù)據(jù)傳輸打下工作基礎(chǔ)。
關(guān)鍵詞:遠(yuǎn)海島礁 航保設(shè)施 航保數(shù)據(jù) 傳輸
1.前言
中國南海是21世紀(jì)海上絲綢之路的起始海域和必經(jīng)之路,是國際航運(yùn)的重要通航區(qū)域。隨著我國海洋經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,南海交通運(yùn)輸及漁業(yè)生產(chǎn)活動逐年增加,因而對航海保障提出更高要求。航保服務(wù)走向遠(yuǎn)海已勢在必行。近幾年,我國遠(yuǎn)海島礁燈塔等航保設(shè)施相繼投入使用,為廣大航海用戶提供定位參考、航路指引、水上安全信息播發(fā)、應(yīng)急通信等高效的助導(dǎo)航服務(wù),有利于改善周邊水域通航環(huán)境,提升了海事部門的助導(dǎo)航、海事管理能力以及應(yīng)急搜救能力。
遠(yuǎn)海島礁的燈塔等航保設(shè)施作為航海保障服務(wù)的前突節(jié)點(diǎn),地處遠(yuǎn)海深處,受環(huán)境條件限制,不方便派駐大量工作人員長時(shí)間駐守,為提高對遠(yuǎn)海島礁航保助航設(shè)施的運(yùn)行管理能力,實(shí)現(xiàn)對助航設(shè)施狀態(tài)的實(shí)時(shí)掌握,保證航保設(shè)備的視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)、航標(biāo)遙測遙控?cái)?shù)據(jù)、AIS、VHF、水文數(shù)據(jù)的傳輸,遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸鏈路的選擇就尤為重要,下文將就航保數(shù)據(jù)傳輸需求做一些初步探索。
2.遠(yuǎn)海島礁航保數(shù)據(jù)傳輸需求
目前,在遠(yuǎn)海島礁的航保設(shè)施主要有燈塔、燈浮標(biāo)、AIS基站、VHF基站、水文站點(diǎn)等。受客觀條件限制,遠(yuǎn)海島礁航保設(shè)施巡檢周期長,人員登島、駐島維護(hù)不便,在無人值守的情況下,采用信息化的手段,對遠(yuǎn)海島礁航保設(shè)施實(shí)行遠(yuǎn)程監(jiān)控并實(shí)現(xiàn)航保數(shù)據(jù)的穩(wěn)定安全傳輸,又要兼顧今后航保數(shù)據(jù)飛速增長的需要,是可行且十分必要的。以上需求可歸納為:
(1)燈塔狀態(tài)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)回傳:實(shí)現(xiàn)對燈塔工作狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控,包括燈器的工作情況、燈塔設(shè)施的安全監(jiān)控、系統(tǒng)主要設(shè)備的工作狀態(tài)監(jiān)控,如動力環(huán)境監(jiān)控、視頻監(jiān)控等。
。2)航標(biāo)遙測遙控?cái)?shù)據(jù)回傳:目前偏遠(yuǎn)海域航標(biāo)遙測遙控的數(shù)據(jù)主要通過北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的短報(bào)文功能傳輸,目前雖穩(wěn)定使用,但信息量受限,只能發(fā)送140個字的短報(bào)文,無法滿足航海保障未來信息量快速增長的需要,這部分航保數(shù)據(jù)也需要實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)準(zhǔn)確傳輸。
。3)AIS數(shù)據(jù)回傳:其數(shù)據(jù)對周圍船舶的通航安全至關(guān)重要,必須將其實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的傳輸回后方服務(wù)器。目前AIS基站已經(jīng)IP化,只需要將AIS基站與前端網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備連接,由通信鏈路將遠(yuǎn)海AIS基站附近航行船舶的AIS數(shù)據(jù)全部回傳。目前初步估算,AIS數(shù)據(jù)上傳時(shí)最大將占用500K的帶寬。
。4)V HF數(shù)據(jù)傳輸:在現(xiàn)有VHF基站和水面 VHF移動用戶等設(shè)施的基礎(chǔ)上,通過網(wǎng)絡(luò)化改造,將各VHF基站接入 VHF通信網(wǎng)絡(luò),為水面移動用戶提供 VHF接入及數(shù)字化業(yè)務(wù)通信服務(wù)也是今后的通信發(fā)展方向,VHF數(shù)字化通信的數(shù)據(jù)傳輸需求亦有必要。
。5)周邊水文數(shù)據(jù)回傳:遠(yuǎn)海島礁的水文氣象數(shù)據(jù)定時(shí)采集、定時(shí)傳輸,有實(shí)時(shí)回傳和應(yīng)急回傳的需求。
由此可見,數(shù)據(jù)傳輸鏈路的選擇成為解決以上需求問題的關(guān)鍵,也是航海保障服務(wù)向遠(yuǎn)海推進(jìn)的必要前提。
3.數(shù)據(jù)傳輸鏈路概況
為了應(yīng)對遠(yuǎn)海島礁數(shù)據(jù)傳輸問題,主要有以下幾個選擇:
一是海底通信光纜。該方式具有傳輸容量大,保密性好等優(yōu)點(diǎn),但部分遠(yuǎn)海島礁不具備海底光纜通信條件,受海上客觀條件影響,光纜鋪設(shè)難度大,特別是距離內(nèi)陸較遠(yuǎn)的島嶼島礁,即使有光纜,主要以滿足島上公眾數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和專線業(yè)務(wù)為主,在鏈路申請使用和溝通方面不夠順暢。
二是4G傳輸,該方式具有傳輸容量大、實(shí)時(shí)在線等優(yōu)點(diǎn),最大的數(shù)據(jù)傳輸速率超過100Mbit/s。4G信號需要運(yùn)營商的4G無線通信網(wǎng)絡(luò)基站支持,但部分遠(yuǎn)海島礁區(qū)域4G信號尚未覆蓋。
三是北斗短報(bào)文傳輸,屬于點(diǎn)對點(diǎn)的通信方式,信息量受限,140個字節(jié)的短報(bào)文,局限于60 S/次的發(fā)送頻度,由于終端設(shè)備故障導(dǎo)致短報(bào)文丟失,此時(shí)無法發(fā)現(xiàn),對方終端不在線無法收到短報(bào)文,不能滿足未來航保大數(shù)據(jù)傳輸需要。
四是海事衛(wèi)星傳輸,該方式是利用通信衛(wèi)星作為中繼站的一種船舶無線電通信系統(tǒng),可提供南北緯75°以內(nèi)的遇險(xiǎn)安全通信業(yè)務(wù),數(shù)據(jù)速率最高達(dá)492 K/ s,通過輕便的終端實(shí)現(xiàn)類似 ADSL的全球 Internet接入,可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸、音頻視頻的廣播等等,海事衛(wèi)星用戶終端設(shè)備硬件投資相對較小,但通信費(fèi)率偏高。
五是VAST通信,是衛(wèi)星通信的一種,帶寬可達(dá)2 M,相對海事衛(wèi)星通信服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)帶寬,VSAT的帶寬配置具備自定義功能,通信帶寬容量可以按照航保數(shù)據(jù)需求進(jìn)行設(shè)計(jì),配置相應(yīng)的帶寬,便于進(jìn)行多業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸?梢24小時(shí)在線,實(shí)現(xiàn)全時(shí)通信網(wǎng)絡(luò)。但VSAT用戶終端設(shè)備硬件投資較大。
六是微波傳輸。微波傳輸是一種靈活、適應(yīng)性強(qiáng)的通信手段,直接使用微波作為介質(zhì)進(jìn)行的通信,不需要固體介質(zhì),當(dāng)兩點(diǎn)間直線距離內(nèi)無障礙時(shí)就可以使用微波傳送,但傳輸距離一般50 Km以內(nèi),雖然可以架設(shè)中繼器,但難以滿足遠(yuǎn)海島礁通信距離的要求。
4.數(shù)據(jù)傳輸鏈路對比
綜上各種通信方式的優(yōu)缺點(diǎn)可見:
。1)海事衛(wèi)星和VAST通信滿足遠(yuǎn)距離航保大數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊,考慮到使用費(fèi)用較高,未在航保設(shè)施上推廣使用。在實(shí)際應(yīng)用中,如果長時(shí)間進(jìn)行航保設(shè)施的視頻監(jiān)控、航保數(shù)據(jù)傳輸、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)在線等,海事衛(wèi)星的使用費(fèi)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于VSAT。相比之下,VSAT可采取包時(shí)段包帶寬的方式,通信費(fèi)用可控,全時(shí)在線使得通信費(fèi)用與海事衛(wèi)星比較,相對較低。比如“包年”或“包月”服務(wù),費(fèi)用低于海事衛(wèi)星按流量和按時(shí)間計(jì)費(fèi),適宜于選擇為船-岸、島礁-大陸通信鏈路,實(shí)現(xiàn)通信鏈路全時(shí)在線。
。2)海底光纜和4G傳輸只能在移動運(yùn)營商前期架設(shè)好基站的基礎(chǔ)上才可以使用。
(3)微波傳輸距離不滿足上千公里傳輸距離的使用要求。
(4)北斗短報(bào)文傳輸可以滿足航標(biāo)遙測遙控?cái)?shù)據(jù)定時(shí)回傳的需求,尚不能滿足航保大數(shù)據(jù)傳輸需求。
5.結(jié)束語
本文對遠(yuǎn)海島礁的航保數(shù)據(jù)傳輸需求進(jìn)行了初步分析,并對傳輸方式進(jìn)行比較。隨著航保南進(jìn)戰(zhàn)略的推進(jìn),南海航保設(shè)施的不斷建設(shè)和發(fā)展,遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨笠矊⒏悠惹,低速?shù)據(jù)等業(yè)務(wù)將不能滿足航保大數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨。隨著通信技術(shù)的發(fā)展,必將出現(xiàn)新的寬帶數(shù)據(jù)通信方式,促進(jìn)遠(yuǎn)海島礁航保設(shè)施管理實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程化和智能化。
參考文獻(xiàn):
[1]交通運(yùn)輸部南海航海保障中心中長期發(fā)展戰(zhàn)略.交通運(yùn)輸部南海航海保障中心.
[2]應(yīng)急常態(tài)化的海事衛(wèi)星與VSAT通信》唐小勇,楊曉婧,陳宗嶺.中國交通通信信息中心.
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