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1、国际海 事 卫星 C 系统 及 其 最 新 技 术发 展 中国交通通信信息中心 杜忠平 王永明 孙玲玲 杨祝青 内容提要 ： 国际海事卫星 C系统 在海 上遇 险与安全通信 、 目标监控和数据采集 与监 视控 制中应用非常广泛 。 此文介绍 了国际 海事卫星 C系统的业务功能 、 系统构架 、 信道组成 、 通信流程和应用情况 ， 并对 C系统 的最新技 术进展 ， I P F E P、 E P A D R功能 的技术特点做了介绍。 关键词 ： 国际海事卫星 C I P前端接人增强性预分配数据报 0引言 I n ma r s a t 是 国际海事卫星系统的简称 。 提供全球范 围移动卫星通信服
2、务。创建于 1 9 7 9年 ， 目前 已经成为 全球海 、 陆 、 空用户卫星移动公众通信和遇险安全通信 服务的提供者。I n m a r s a t 面对不同的用户提供 B、 M、 C、 Mi n i M、 F 、 B e g a n及航空等多种卫星通信系统 提供全 球话音 、 传真 、 数据 和视频等通信服务 。 满足常规和海 上遇险安全通信要求 。I n ma r s a t C系统是一种低速率 、 双 向全球 卫 星 移动 数 据通 信 系统 ，其 通信 速 率 为 1 2 0 0 b i t s ，其主要的业务包括存储转发报文 、遇险呼 叫 、 增强 型组 呼 、 数 据 报告 和
3、询 呼 。 存 储 转 发 报 文 ( S t o r e a n d F o r w a r d Me s s a g i n g ) 业 务 是船岸间一种可靠的数据或报文通信手段 ，通信发起 者在通信完成后会收到通信成功或失败的确认 一次 通信的最大长度可达 3 2 K字节。该业务也可以用作船 与船之间通信 。 遇险呼叫( D i s t r e s s C a l l s ) 业务包括遇险 报 警 ( D i s t r e s s a l e r t s ) 和 遇 险级 别 报 文 ( D i s t r e s s p r i o r i t y m e s s a g e s )
4、 N种。遇险报警是船舶通过终端的一键报警 按钮发送出来 ，报警通过信令信道经地面站直接投递 到搜救中心 ， 地面站在收到报警后会立即给予确认 。 遇 险信息的内容通常还包含船舶经纬度等位置信息 。遇 险级别报文比其他报文有高级别的优先级。增强型组 呼 ( E n h a n c e d G r o u p C al l s ) 业 务 是 一 种 消 息 广播 服 务 ， 它可以对特定船舶或特定区域内船舶实现消息广播 通 信 ，从 而 更 好 的保 证 航 行 安 全 。数 据 报 告 ( D a t a R e p o r t i n g )业务是一种船舶向外发送短数据 ( 如位 置 等 )
5、 或短消息的数据业务 ， 该业务工作在信令信道 上 ， 因而比存储转发报文速度更快 ， 但数据量较小 。 更适合 实效性要求高、 数据量不大的业务应用。询呼( P o l l i n g ) 业务实现岸对船发送轮询指令或数据信息 ，该业务可 以完成对船舶的位置或数据信息的询呼，控制船舶的 报位 间隔或 向船舶 发 送报 文 消息 ，询呼 通 常和 数据 报 告配合使用 ， 具有速度快的特点。 I n ma r s a t C系统的业务 比较多 ， 应用广泛 ， 用户使 用接入方式多样。 本文从其系统框架 、 信道组成和通信 流程等方面进行说明 以使用户对 I n m a r s a t C系统
6、的 业务流程建立整体 的概念 。 同时 ， 介绍其最新技术的发 展 。 1 I n n mr s a t C 系统 的 通信 流程 和应 用 1 1 系统框 架 I n m a r s a t C通信 系统 由四部分组成 。 即空 间段 、 网络 协 调 站 N C S ( N e t w o r k C o - o r d i n a t i o n S t a t i o n ) 、 卫 星 地 面 站 L E S ( L a n d E a rt h S t a t i o n ) 和 卫 星 船 站ME S ( Mo b i l e E a r t h S t a t i o n )
7、。系 统 框架如图 l 所示。 空间段 包括 通 信卫 星 、网络 控制 中心 ( N e t w o r k O p e r a t i o n C e n t r e ) 和其他相关的地面设施 。I n ma r s a t C 目前使用的其第三代卫星 。 主用 的卫星有四颗 将全球 分 为太平洋 、 印度洋 、 大西洋东和大西洋西四个洋 区。 每个洋 区设置一 个网络协调站 ( N C S ) 负责本 洋区的 资源分配 、 信令建立和通信管理等工作 。由于其在本洋 区内通信的重要作用 。每个洋区还会设有备份的网络 协 调站 。 4 结 束语 G MD S S设备的遇险报警 和遇险通信 ，
8、 在海上通信 中处于非常重要的地位 ， 国际海事组织做了很多工作 。 全面理解国际海事组织制定的有关法规和条款 对于 发挥 G MD S S设备的有效性 ， 保障船舶正常营运和船员 生命安全 ， 有着极为重要的意义 ， 希望本文对船舶的船 长和驾驶员正确使用 G MD S S 设备有指导作用。 作者： 胡建彪 烟台打捞局海员职业中等专业学校工程师教师 参 考文献 1 王化 民， 刘红屏等 新编 G MD S S普通操作 员教程 ， 大连 大连海事大 学出版社 。 2 0 0 6年 2 谷溪 G MD S S通信业务 。 大连 大连海事大学出版社 ， 2 0 0 1年 3 A d m i r a
9、 l t y l i s t o f Ra d i o S i g n a l s V o i u m e 5 ( G MD S S) 国际海事卫星 C系统及其最新技术发展杜忠乎 王永明 孙 玲玲杨 祝青 4 3 卫星地面站是卫星和陆地网络之间 的连接枢纽 ， 可以实现和陆地 P S T N、 P S D N、 电传和互联 网之间的互 联互通 。陆地用户通过卫星地面站提供的访 问接 口实 现和卫星船站的双向通信 。 卫星船站是用户使用的移动卫星终端设备 。这些 终端设备一般包括数字通信设备( D C E ) 和数字终端设 备( D T E) 两部分。前者在 D T E和传输线路之间提供信 号变
10、换和编码功能 ， 并负责建立 、 保持和释放链路的连 接 ： D T E具有一 定 的数据 处理 能力 和数 据 收发 能力 ， 是 用 户 的交互 界面 。 1 2信道 组成 I n ma r s a t C系统信道是指为了实现船岸和船船通 信 ，整个 系统 的卫 星链 路 构成 。可 分 为站 间链 路 ( I n t e r s t a t i o n S i g n a l l i n g L i n k ) 、网络协调站与卫星船站 间链路和卫星地面站与卫星船站间链路三种 。信道的 组成结构如图 2所示 。洋区内卫星地面站和网络协调 站通过 I S L信道传输 广播和信 令信息 ， 也
11、 用来传输 E G C信息 。 除此之 外 。 各 N C S到 网 络 控 制 中 心 还 有 I S L链 路 以满 足 网络 控 制 中 心 和 N C S之 间的信息交换 。 道 图2 海事卫星 C信道组成图 网络协调站的 T D M信道是时分多址工作方式 ， 每 帧长为 8 6 4 s ， 持续向洋区内卫星船站发送网络 、 信令 和 E G C广播等信息。正常情况下 ， 处于空闲状态的卫 星船站守听在这个信道上。 同时 ， 网络协调站的信令信 道也是终端用来进行登陆和退出等操作使用的，信令 信道工作在 A L O H A模式 ，即以抢 占的方式 向网络协 调站发送信息 ，这种方式决定
12、了信令信道以较多的空 间资源保证较少的数据碰撞 ，以提高系统通信的成功 率。 卫星地面站的 T D M信道和网络协调站的 T D M信 道的结构和特性相同， 但其是某个卫星地面站专用的， 卫星地 面站通过这个 T D M信道 向正在和其进行通信 或守听该信道的卫星船站发送网络和信令信息 。卫星 地面站的信令信道和网络协调站的信令信道的工作方 式和特性也一样 。 每个地 面站根据其业务负载的大小 ， 可以有一个或多个信令信道 。卫星地面站的消息信道 工作在时分多址( T D MA) 模式 ， 消息信道也是地面站专 用的， 卫星船站使用这个信道用来进行消息通信。 1 3通 信 流 程 I n m
13、a r s a t C系统的业务种类较 多通信流程需要 网络协调站 、 地面站和卫星船站三方共同参与 。 配合完 成。 其中存储转发报文是一种有确认机制的通信方式， 也最为复杂。 下面以其通信流程为例 ， 介绍通信业务流 程 ，包括终端发起的通信和陆地用户发起的通信流程 两 种 。 正常状态下终端守听在 N C S的 T D M 信道上 。 当终 端准备通信并准备好数据 时 ，它会 调谐到地面站 的 T D M信道 ， 并在地面站信令信道上发送通信请求包 。 地 面站在收到请求包后 。会通过信令信道发送信道分配 信息 ，要求终端切换到消息信道的某个频率上发送报 文， 同时发送信息到 N C S
14、将终端状态置为忙碌。终端 收 到信道分配指令 ， 在指定信道上发送信 息 完毕 后 地 面站 发 送 收到信息确认 进 行拆线操作 。并将终 端 状态 置 为空 闲 。终 端完成通信重新切换 到 洋 区 网络 协调 站 的 T D M信道上 ， 等待下 一次通信的到来 。终 端发起的通信流程如 图 3所示 。 多 一。 萋 守听 NCS 确 认 图 3 终端发起 通信流程 图 当陆地用户准备发起一个对终端的通信时，通过 陆地通信网络将通信请求发送到卫星地 面站 ，地面站 检 查终 端的状态是否可用( 地 面站通过 I S L链路 和 N C S同步终端状态) ， 若终端可用 ， 则 在网络的协
15、 调站 的 T D M信道上广播通信请求 ， 终端在收到对 自己通信 请求的广播时 ， 向卫星 地 面站 发 出响应 地 面 站向终端发送信息包 并将终端置为忙碌。 地 面站完成 向终端发送 信息后 。 向终端发送确 认请求 ， 终端返回确认 包 ， 表示收到信息。最 后地 面站进 行拆 线 并 将 终端 状态 置 为空 闲 。 陆 地 发 起 的 通 信 流 程 如 图 4所示 。 1 4 应 用情 况 图 4 陆地用户发起 通信 流程 图 国际海事卫星 C系统在海上遇险与安全通信 、 目 标监控和数据采集与监视控制 ( S C A D A) 等领域都有广 泛的应用。海事卫星 C系统是全球海
16、上遇险与安全通 信 系统 ( G MD S S ) 的重 要 组 成 部分 ， 全 球 洋 区航 行 的船 舶基本都配备了 C卫星船站。 同时 ， 船舶保安报警系统 ( S S A S ) 也基本上都是利用 C卫星船站实现的。海事卫 星 C系统的遇险报警和遇险级别报文通信业务为船舶 航海技 术 2 0 1 1年第 1 期 和各国政府的搜救协调中心提供直接通信 ，是海上搜 救的重要手段。 目标监控是 C卫 星船站的另一重要应用领域 。由 于 C卫星船站通常内置了 G P S定位设 备 。 是较早 出现 的集定位导航和卫星通信功能于一体的应用系统。询 呼和数据报告业务中集成 了单次呼叫船舶位置、控制 船舶定时报位等功能 ， 使得系统易于集成 、 易于使用 ， 很受用户欢迎。目前 C系统在远洋
