浅谈远海岛礁航保数据的传输

　　摘 要：本文对远海岛礁的航保数据传输需求及应用进行探讨，以期为今后远海岛礁的航保设施数据传输打下工作基础。
　　关键词：远海岛礁 航保设施 航保数据 传输
　　1.前言
　　中国南海是21世纪海上丝绸之路的起始海域和必经之路，是国际航运的重要通航区域。随着我国海洋经济的发展，南海交通运输及渔业生产活动逐年增加，因而对航海保障提出更高要求。航保服务走向远海已势在必行。近几年，我国远海岛礁灯塔等航保设施相继投入使用，为广大航海用户提供定位参考、航路指引、水上安全信息播发、应急通信等高效的助导航服务，有利于改善周边水域通航环境，提升了海事部门的助导航、海事管理能力以及应急搜救能力。
　　远海岛礁的灯塔等航保设施作为航海保障服务的前突节点，地处远海深处，受环境条件限制，不方便派驻大量工作人员长时间驻守，为提高对远海岛礁航保助航设施的运行管理能力，实现对助航设施状态的实时掌握，保证航保设备的视频监控数据、航标遥测遥控数据、AIS、VHF、水文数据的传输，远距离数据传输链路的选择就尤为重要，下文将就航保数据传输需求做一些初步探索。
　　2.远海岛礁航保数据传输需求
　　目前，在远海岛礁的航保设施主要有灯塔、灯浮标、AIS基站、VHF基站、水文站点等。受客观条件限制，远海岛礁航保设施巡检周期长，人员登岛、驻岛维护不便，在无人值守的情况下，采用信息化的手段，对远海岛礁航保设施实行远程监控并实现航保数据的稳定安全传输，又要兼顾今后航保数据飞速增长的需要，是可行且十分必要的。以上需求可归纳为：
　　（1）灯塔状态监控数据回传：实现对灯塔工作状态的实时监控，包括灯器的工作情况、灯塔设施的安全监控、系统主要设备的工作状态监控，如动力环境监控、视频监控等。
　　（2）航标遥测遥控数据回传：目前偏远海域航标遥测遥控的数据主要通过北斗卫星导航系统的短报文功能传输，目前虽稳定使用，但信息量受限，只能发送140个字的短報文，无法满足航海保障未来信息量快速增长的需要，这部分航保数据也需要实现实时准确传输。
　　（3）AIS数据回传：其数据对周围船舶的通航安全至关重要，必须将其实时准确的传输回后方服务器。目前AIS基站已经IP化，只需要将AIS基站与前端网络交换设备连接，由通信链路将远海AIS基站附近航行船舶的AIS数据全部回传。目前初步估算，AIS数据上传时最大将占用500K的带宽。
　　（4）V HF数据传输：在现有VHF基站和水面 VHF移动用户等设施的基础上，通过网络化改造，将各VHF基站接入 VHF通信网络，为水面移动用户提供 VHF接入及数字化业务通信服务也是今后的通信发展方向，VHF数字化通信的数据传输需求亦有必要。
　　（5）周边水文数据回传：远海岛礁的水文气象数据定时采集、定时传输，有实时回传和应急回传的需求。
　　由此可见，数据传输链路的选择成为解决以上需求问题的关键，也是航海保障服务向远海推进的必要前提。
　　3.数据传输链路概况
　　为了应对远海岛礁数据传输问题，主要有以下几个选择：
　　一是海底通信光缆。该方式具有传输容量大，保密性好等优点，但部分远海岛礁不具备海底光缆通信条件，受海上客观条件影响，光缆铺设难度大，特别是距离内陆较远的岛屿岛礁，即使有光缆，主要以满足岛上公众数据业务和专线业务为主，在链路申请使用和沟通方面不够顺畅。
　　二是4G传输，该方式具有传输容量大、实时在线等优点，最大的数据传输速率超过100Mbit/s。4G信号需要运营商的4G无线通信网络基站支持，但部分远海岛礁区域4G信号尚未覆盖。
　　三是北斗短报文传输，属于点对点的通信方式，信息量受限，140个字节的短报文，局限于60 S/次的发送频度，由于终端设备故障导致短报文丢失，此时无法发现，对方终端不在线无法收到短报文，不能满足未来航保大数据传输需要。
　　四是海事卫星传输，该方式是利用通信卫星作为中继站的一种船舶无线电通信系统，可提供南北纬75°以内的遇险安全通信业务，数据速率最高达492 K/ s，通过轻便的终端实现类似 ADSL的全球 Internet接入，可实现数据传输、音频视频的广播等等，海事卫星用户终端设备硬件投资相对较小，但通信费率偏高。
　　五是VAST通信，是卫星通信的一种，带宽可达2 M，相对海事卫星通信服务标准带宽，VSAT的带宽配置具备自定义功能，通信带宽容量可以按照航保数据需求进行设计，配置相应的带宽，便于进行多业务数据传输。可以24小时在线，实现全时通信网络。但VSAT用户终端设备硬件投资较大。
　　六是微波传输。微波传输是一种灵活、适应性强的通信手段，直接使用微波作为介质进行的通信，不需要固体介质，当两点间直线距离内无障碍时就可以使用微波传送，但传输距离一般50 Km以内，虽然可以架设中继器，但难以满足远海岛礁通信距离的要求。
　　4.数据传输链路对比
　　综上各种通信方式的优缺点可见：
　　（1）海事卫星和VAST通信满足远距离航保大数据传输的要求，考虑到使用费用较高，未在航保设施上推广使用。在实际应用中，如果长时间进行航保设施的视频监控、航保数据传输、业务数据在线等，海事卫星的使用费用远远高于VSAT。相比之下，VSAT可采取包时段包带宽的方式，通信费用可控，全时在线使得通信费用与海事卫星比较，相对较低。比如“包年”或“包月”服务，费用低于海事卫星按流量和按时间计费，适宜于选择为船-岸、岛礁-大陆通信链路，实现通信链路全时在线。
　　（2）海底光缆和4G传输只能在移动运营商前期架设好基站的基础上才可以使用。
　　（3）微波传输距离不满足上千公里传输距离的使用要求。
　　（4）北斗短报文传输可以满足航标遥测遥控数据定时回传的需求，尚不能满足航保大数据传输需求。
　　5.结束语
　　本文对远海岛礁的航保数据传输需求进行了初步分析，并对传输方式进行比较。随着航保南进战略的推进，南海航保设施的不断建设和发展，远距离数据传输的需求也将更加迫切，低速数据等业务将不能满足航保大数据传输的需求。随着通信技术的发展，必将出现新的宽带数据通信方式，促进远海岛礁航保设施管理实现远程化和智能化。
　　参考文献：
　　[1]交通运输部南海航海保障中心中长期发展战略.交通运输部南海航海保障中心.
　　[2]应急常态化的海事卫星与VSAT通信》唐小勇，杨晓婧，陈宗岭.中国交通通信信息中心.

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