架設(shè)天網(wǎng) 聯(lián)通海陸——VSAT在海事寬帶通信中的應(yīng)用介紹

+ 韓磊 西安星展測控科技有限公司總經(jīng)理

一、讓VSAT在大海上閃耀光芒

從上世紀(jì)80年代開始，VSAT就已經(jīng)在歐盟國家取得了廣泛應(yīng)用。中國在80年代也普遍應(yīng)用了VSAT。當(dāng)年地面網(wǎng)絡(luò)還不是很發(fā)達(dá)，在那種情況下，VSAT發(fā)揮了重要作用。

進(jìn)入21世紀(jì)后，地面網(wǎng)絡(luò)建設(shè)如火如荼，目前已經(jīng)非常發(fā)達(dá)。衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)和地面網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)了天地融合，繼續(xù)發(fā)揮著重大作用。

但是在廣闊的海洋上，有大量的船舶、石油平臺以及工程船舶，以及多種海上設(shè)施及浮標(biāo)。由于地理條件限制，海上通信網(wǎng)絡(luò)的架設(shè)不可能像陸地上這么便捷。因此在海洋設(shè)備上工作的人們無法像陸上的人們一樣享受到便捷的光纖、線纜或蜂窩移動通信服務(wù)。所以，衛(wèi)星通信是海洋通信中不可替代的主要通信手段。

目前能夠用于海事通信的手段有長波、超長波、短波通信，使用移動衛(wèi)星服務(wù)頻段的國際移動衛(wèi)星/Inmarsat系統(tǒng)、銥星系統(tǒng)、蘇亞拉系統(tǒng)，以及使用固定衛(wèi)星服務(wù)頻段的VSAT系統(tǒng)。

Inmarsat系統(tǒng)是最早的海上衛(wèi)星通信手段，雖然穩(wěn)定可靠，但帶寬受到很大限制。如銥星系統(tǒng)、蘇亞拉系統(tǒng)都工作在L頻段，而目前劃撥給衛(wèi)星移動通信的L頻段總帶寬只有100多兆。帶寬受限成為制約Inmarsat系統(tǒng)等產(chǎn)品在全球發(fā)展的重要因素之一。如果帶寬更大的固定衛(wèi)星通信能用于海上通信，海事衛(wèi)星通信服務(wù)的價格就會降低。

相比其他手段，VSAT系統(tǒng)具有很多優(yōu)勢。譬如：VSAT小站可方便地接入陸地通信網(wǎng)絡(luò)；支持多種通信方式；小站之間可實現(xiàn)點對點，多個站之間雙工、廣播通信；通信容量大、傳輸距離遠(yuǎn)；通信質(zhì)量高，誤碼率低；可配接各種終端設(shè)備，方便地與其他網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通。

尤其需要指出，VSAT系統(tǒng)的工作頻段從C頻段發(fā)展到Ku頻段，今天已經(jīng)發(fā)展到Ka頻段，帶寬遠(yuǎn)比L頻段寬裕。從當(dāng)前的應(yīng)用情況看，VSAT主要用于寬帶常態(tài)通信，而Inmarsat系統(tǒng)主要用于窄帶應(yīng)急通信。

目前為止，VSAT系統(tǒng)是海上寬帶解決方案的幾乎唯一手段。目前很多電信運營商——包括中國電信和中國聯(lián)通——都在做這方面的工作，他們在海上、船舶上、其他載體上架設(shè)基站，可以覆蓋周邊海域，進(jìn)行手機(jī)通信。

二、強(qiáng)大而貼心的海事VSAT

海事VSAT系統(tǒng)的應(yīng)用主要有三個方面：①船員通信，持續(xù)在線的Internet服務(wù)，針對海上船員的遠(yuǎn)程培訓(xùn)、視頻流服務(wù)、可視電話服務(wù)，遠(yuǎn)程醫(yī)療服務(wù)；②船上設(shè)備，船上設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控，遠(yuǎn)程IT管理，工程操作數(shù)據(jù)交換，在線報修以及訂單管理；③船舶駕駛，在線電子海圖，視頻會議，實時商業(yè)應(yīng)用。

在上述領(lǐng)域中，有一些應(yīng)用具有重要意義。

例如遠(yuǎn)程醫(yī)療服務(wù)。以前船上生活非常艱苦，海員在船上容易因為伙食、環(huán)境等原因而生病。在陸地上很輕微的疾病，在船上可能造成嚴(yán)重后果。如果有一個良好的、長期在線的系統(tǒng)，在陸地上的醫(yī)生就可以遠(yuǎn)程對患者進(jìn)行診斷，挽救很多人的生命。

再例如船上設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控。現(xiàn)在船舶以及海洋平臺上的設(shè)備越來越先進(jìn)，而船員的知識水平和知識面畢竟有限，對于設(shè)備的維護(hù)維修不能只依靠船員。如果具備一個實時在線的系統(tǒng)，在陸地上的工程師和專家就可以對這些設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程診斷，大大節(jié)約了船員的工作量和其他成本。以前一旦船上的某個重要設(shè)備損壞了，必須要靠港維修，這必然導(dǎo)致停運并帶來損失，而且?？看a頭的費用也是相當(dāng)昂貴的。通過在線系統(tǒng)實現(xiàn)遠(yuǎn)程診斷，人們可能發(fā)現(xiàn)實際上并不需要靠港，進(jìn)行遠(yuǎn)程軟件維護(hù)就可以把設(shè)備修好。

另外，在線電子海圖更新也具有重大意義。由于海上航路非常繁忙，一些緊急事件——例如軍事演習(xí)或沉船——往往導(dǎo)致航路堵塞。如果用傳統(tǒng)的紙質(zhì)海圖或沒有實時更新能力的電子海圖，可能就無法隨時獲取新信息。如果擁有在線的持續(xù)更新電子海圖——類似于手機(jī)上使用的百度地圖或谷歌地圖——就可以實時報告航路情況，提高航運的效率。

三、星展測控 船用VSAT先鋒

星展測控研制了用于船舶通信的SATPRO 系列VSAT系統(tǒng)，使海上工作的人員能夠享受到和陸地上一樣便捷的通信手段。

其中主打產(chǎn)品SATPRO IP120系統(tǒng)采用碳纖維蜂窩夾層天線面，重量輕、增益高?？煽糠€(wěn)定的系統(tǒng)性能和高精度的GPS/INS融合姿態(tài)方位測量技術(shù)，使得天線能適應(yīng)各種復(fù)雜狀況，實現(xiàn)海上暢通的通信鏈路。

SATPRO IP180C船載C頻段衛(wèi)星通信天線系統(tǒng)專門針對遠(yuǎn)洋設(shè)計，可使船舶在全球絕大多數(shù)海域保持寬帶通信。系統(tǒng)采用創(chuàng)新的三軸穩(wěn)定跟蹤系統(tǒng)，即便是遇到大的風(fēng)浪，天線也始終高精度地指向衛(wèi)星，這就保證了用戶在惡劣環(huán)境下依然能夠無損失地與陸地進(jìn)行通信連接。系統(tǒng)采用了低損耗天線罩，使信號損耗減低到最小的程度，同時天線罩也可經(jīng)受住狂風(fēng)暴雨的沖刷。該衛(wèi)星天線兼容TDMA或是SCPC傳輸模式。天線控制器（ACU）提供網(wǎng)絡(luò)接口，船上的各種聯(lián)網(wǎng)設(shè)備都可以對天線進(jìn)行監(jiān)控。同時，系統(tǒng)還提供自動波束切換（ABS）功能，可與多數(shù)衛(wèi)星路由器連接。

中國海運貨輪“盛發(fā)?！碧柊惭b了星展測控生產(chǎn)的IP90D型Ku頻段船載衛(wèi)星通信天線。通過該系統(tǒng)，可以進(jìn)行實時視頻回傳、召開視頻會議，在會議現(xiàn)場可以通過云臺控制鏡頭進(jìn)行視頻監(jiān)控和遠(yuǎn)程修船?？梢韵胂螅诤Ｉ习l(fā)生緊急事件時，這樣的監(jiān)控系統(tǒng)可以帶來更多的便利。

此外，星展測控生產(chǎn)的IP120型Ku頻段及IP180型C頻段船載衛(wèi)星通信天線已在中國海監(jiān)執(zhí)法船上取得了廣泛的應(yīng)用，已多次順利執(zhí)行海上維權(quán)執(zhí)法任務(wù)。該系統(tǒng)天線跟蹤性能卓越、可靠性高、操作維護(hù)簡單，得到了海洋局各級領(lǐng)導(dǎo)的高度認(rèn)可和廣泛好評。實踐證明，該系統(tǒng)產(chǎn)品已達(dá)到甚至超越了國內(nèi)外同類產(chǎn)品水平。

四、燦爛明天

VSAT系統(tǒng)在海事領(lǐng)域的適用性和經(jīng)濟(jì)效益已經(jīng)為實踐所證明。隨著應(yīng)急救災(zāi)等活動對寬帶、大容量、實時視頻等方面的需求日益提高，以及Ka頻段資源的日益豐富，VSAT技術(shù)必將在海事和海上應(yīng)急領(lǐng)域發(fā)揮出更大的作用。