摘要：基于寬帶海事衛(wèi)星通信系統(tǒng)集成了多種先進(jìn)技術(shù)手段，闡述系統(tǒng)運(yùn)行原理和方式，提出系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)與技術(shù)特點(diǎn)，探索寬帶海事衛(wèi)星通信系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用措施。

關(guān)鍵詞：通信工程，寬帶，海事衛(wèi)星

航海運(yùn)輸行業(yè)的發(fā)展，能夠?yàn)橘Q(mào)易工作和國(guó)際交流提供便捷，同時(shí)有助于拉動(dòng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的提升。航海運(yùn)輸會(huì)面臨較多的風(fēng)險(xiǎn)因素，尤其是海上環(huán)境變幻莫測(cè)，容易導(dǎo)致危險(xiǎn)事故的發(fā)生，威脅人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。只有對(duì)多種航海數(shù)據(jù)進(jìn)行全面分析，明確船舶的航行狀況，才能夠做好充足的準(zhǔn)備工作，防止海事風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生。隨著技術(shù)水平的提升，寬帶海事衛(wèi)星通信系統(tǒng)逐步得到應(yīng)用，可以充分發(fā)揮高通量寬帶衛(wèi)星和地面網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的作用，為海航運(yùn)輸提供可靠的保障。通過(guò)有效的互聯(lián)網(wǎng)接入，可以滿足工作中的個(gè)性化與多元化需求。相較于其他技術(shù)而言，該技術(shù)在抗干擾性能和穩(wěn)定性等方面都具有明顯的優(yōu)勢(shì)，在應(yīng)用中應(yīng)該掌握技術(shù)要點(diǎn)，制定切實(shí)可行的技術(shù)方案。

1 寬帶海事衛(wèi)星通信系統(tǒng)概述

1.1 基本構(gòu)成

海事VSAT和第五代海事衛(wèi)星寬帶通信系統(tǒng)FX，是當(dāng)前寬帶海事衛(wèi)星通信系統(tǒng)的基本類型，在提供通信服務(wù)時(shí)具有全天候、全球性和穩(wěn)定性等特點(diǎn)，能夠?qū)Υ笪餮?、太平洋和印度洋等?shí)現(xiàn)全面覆蓋，在海陸空的安全通信和日常通信中應(yīng)用較多[1]?？臻g衛(wèi)星在Ka頻段運(yùn)行，包括可旋轉(zhuǎn)高容量荷載和全球荷載，能夠通過(guò)多個(gè)信道和點(diǎn)波束增強(qiáng)系統(tǒng)運(yùn)行性能，促進(jìn)通信能力的提升。為了能夠有效應(yīng)對(duì)極端天氣的影響，關(guān)口站數(shù)量通常設(shè)置為兩個(gè)。同時(shí)在收發(fā)及處理信號(hào)時(shí)借助于移動(dòng)終端實(shí)現(xiàn)，滿足互聯(lián)網(wǎng)訪問(wèn)和視頻傳輸?shù)男枨蟆?/p>

1.2 系統(tǒng)特點(diǎn)

Ka波段通信是寬帶海事衛(wèi)星通信系統(tǒng)的基本特點(diǎn)，能夠保障良好通信寬帶，上傳5Mbps和下載50Mbps大大提高了傳輸速率。A、B、M、F終端、第四代衛(wèi)星FB終端和第五代衛(wèi)星GX等，是當(dāng)前移動(dòng)終端的基本類型，尤其是第五代海事衛(wèi)星通信系統(tǒng)的應(yīng)用，使得寬帶優(yōu)勢(shì)得到體現(xiàn)[2]。

2 寬帶海事衛(wèi)星通信系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)與技術(shù)特點(diǎn)

2.1 系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)

Ka波段的應(yīng)用，是寬帶海事衛(wèi)星通信系統(tǒng)的基本特點(diǎn)，大大擴(kuò)大了覆蓋范圍，寬帶速率達(dá)到了上行5Mbps和下行50Mbps，滿足用戶終端的需求。尤其是衛(wèi)星波束的不同，滿足終端在不同場(chǎng)景下的使用需求，通過(guò)流暢的切換提高通信質(zhì)量。在通信熱備份保障中，第四代衛(wèi)星FB的應(yīng)用效果較好，使得整個(gè)系統(tǒng)的功能得到強(qiáng)化。在該系統(tǒng)中還實(shí)現(xiàn)了第四代海事衛(wèi)星通信系統(tǒng)和第五代海事衛(wèi)星通信系統(tǒng)的融合，在不同服務(wù)當(dāng)中通過(guò)自由切換保障通信效率與質(zhì)量[3]。同時(shí)與網(wǎng)絡(luò)服務(wù)設(shè)備共同發(fā)揮系統(tǒng)功能，網(wǎng)絡(luò)路由的選擇更加快捷，在增強(qiáng)其可靠性的同時(shí)，能夠獲得高速數(shù)據(jù)。雨衰的增大是由于降雨而引起，會(huì)導(dǎo)致五代衛(wèi)星Ka波段高頻信號(hào)的傳輸受到嚴(yán)重影響，此時(shí)能夠通過(guò)識(shí)別故障問(wèn)題，向第四代衛(wèi)星終端進(jìn)行自動(dòng)切換，保障網(wǎng)絡(luò)路由的良好運(yùn)行效果。如果降雨停止，那么就會(huì)再次完成自動(dòng)切換，發(fā)揮第五代衛(wèi)星終端的功能。

2.2 技術(shù)特點(diǎn)

Ka波段的應(yīng)用，是改善系統(tǒng)性能的關(guān)鍵。尤其是與傳統(tǒng)的C、K頻段相比較而言，具有多樣化的可用頻率資源，因此可以滿足不同服務(wù)功能需求，其頻率在3.5GHz左右。對(duì)于頻率利用率的提升，可以借助于點(diǎn)波束實(shí)現(xiàn)，相較于以往而言能夠提高20 倍，因此能夠有效降低運(yùn)行成本，同時(shí)擴(kuò)大了通信容量。在增益上的優(yōu)勢(shì)，也是Ka波段衛(wèi)星信號(hào)的基本特點(diǎn)，因此可以大大減小用戶終端的體積，為用戶提供便捷。運(yùn)用Ka波段衛(wèi)星系統(tǒng)時(shí)，需要重視關(guān)口站的應(yīng)用，增強(qiáng)信息網(wǎng)絡(luò)的整體性，使用戶本地化接入和饋電鏈路頻率服用功能得到優(yōu)化。高效化運(yùn)用了頻率復(fù)用和點(diǎn)波束，因此在容量上得到了擴(kuò)展，在200Gb/s左右[4]。受到地面通信系統(tǒng)工作頻率的影響較小，因此有效增強(qiáng)了寬帶海事衛(wèi)星通信系統(tǒng)的抗干擾性能，這也是提高通信質(zhì)量的關(guān)鍵。雨衰問(wèn)題的存在，會(huì)對(duì)系統(tǒng)的應(yīng)用造成一定限制，因此需要引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)手段進(jìn)行控制。

3 寬帶海事衛(wèi)星通信系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用措施

3.1 視頻監(jiān)控與視頻會(huì)議

船舶在海上航行時(shí)會(huì)面臨較多的風(fēng)險(xiǎn)因素威脅，只有做好安全管理，才能為人們創(chuàng)造良好的環(huán)境條件。應(yīng)該增進(jìn)與岸上指揮中心的交流溝通，從而對(duì)海上情況進(jìn)行全面分析，以便采取針對(duì)性解決措施。尤其是在遇到海盜襲擊等安全問(wèn)題時(shí)，需要加強(qiáng)各部門的安排部署，降低在航行過(guò)程中的風(fēng)險(xiǎn)。運(yùn)用寬帶海事衛(wèi)星通信系統(tǒng)進(jìn)行視頻監(jiān)控與視頻會(huì)議，是提升安全性的關(guān)鍵措施。衛(wèi)星鏈路傳輸、船舶本地視頻采集、岸上控制及顯示，是視頻監(jiān)控系統(tǒng)的主要組成部分。其中，硬盤錄像機(jī)是該系統(tǒng)中的關(guān)鍵構(gòu)成，應(yīng)用于駕駛臺(tái)當(dāng)中，通過(guò)有效連接艙外云臺(tái)攝像機(jī)，能夠達(dá)到持續(xù)錄像的目的[5]。運(yùn)用視頻監(jiān)控系統(tǒng)，能夠在錄像保存中真正實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化處理，指揮中心能夠以遠(yuǎn)程手段獲得錄像視頻，確保傳輸?shù)姆€(wěn)定性及高效性。衛(wèi)星IP網(wǎng)絡(luò)在實(shí)時(shí)畫面的獲取中更具可靠性，能夠增進(jìn)指揮中心和船舶的密切聯(lián)系，監(jiān)控視頻畫面也可以通過(guò)家是臺(tái)中的視頻監(jiān)視器進(jìn)行獲取，防止信息溝通不暢引起的問(wèn)題。視頻會(huì)議終端設(shè)備在會(huì)議室中的應(yīng)用，可以通過(guò)輸入船上視頻監(jiān)控畫面，連接指揮中心視頻會(huì)議，因此可以確保會(huì)議的順利開(kāi)展，通過(guò)岸上與海上的交流互動(dòng)實(shí)時(shí)掌控船舶的運(yùn)行狀況。

3.2 船員WiFi上網(wǎng)

由于在海上生活十分漫長(zhǎng)，船員與家人長(zhǎng)期分隔，只有通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)才能拉近彼此之間的關(guān)系，滿足船員的實(shí)際需求。因此，應(yīng)該運(yùn)用寬帶海事衛(wèi)星通信系統(tǒng)改善上網(wǎng)條件，使平板、智能手機(jī)和筆記本等終端設(shè)備的功能得到充分發(fā)揮。WiFi上網(wǎng)應(yīng)該消除時(shí)間和空間等限制性因素，使船員的上網(wǎng)能夠更加便捷。相較于陸地網(wǎng)絡(luò)而言，衛(wèi)星通信系統(tǒng)的寬帶一般較低，應(yīng)該以船舶的安全航行為基礎(chǔ)，優(yōu)化WiFi上網(wǎng)。應(yīng)該明確FX衛(wèi)星通信鏈路的基本特征，運(yùn)用集中式認(rèn)證管理的方式，對(duì)上網(wǎng)環(huán)境進(jìn)行優(yōu)化，在此過(guò)程中需要借助于無(wú)線控制路由器。做好船上網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和、辦公網(wǎng)絡(luò)、WiFi上網(wǎng)、船載終端、地面站、系統(tǒng)管理認(rèn)證平臺(tái)之間的有效銜接，保障良好的通信質(zhì)量[6]。

3.3 機(jī)載衛(wèi)星寬帶接入服務(wù)

為了能夠提供可靠的全程通信接入服務(wù)，應(yīng)該明確寬帶海事衛(wèi)星通信系統(tǒng)在機(jī)艙中的重要性，滿足國(guó)際航班和國(guó)內(nèi)航班的不同需求。除了能夠滿足多媒體通信需求，還能夠?yàn)閼?yīng)急通信、交通管制和飛機(jī)導(dǎo)航等工作提供依據(jù)，通過(guò)可靠的寬帶接入，能夠使各類信息數(shù)據(jù)的傳輸更加高效，包括了客艙乘客狀態(tài)信息和駕駛艙信息等。無(wú)論是乘客還是飛行員，都能借助于寬帶海事衛(wèi)星通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)全面管理，提高衛(wèi)星通信的性能，通過(guò)一個(gè)集成包管理多個(gè)業(yè)務(wù)，比如飛行數(shù)據(jù)、語(yǔ)音、天氣預(yù)報(bào)等。飛前申報(bào)和許可、位置報(bào)告、短信服務(wù)和氣象信息的獲取等，都會(huì)由于寬帶海事衛(wèi)星通信系統(tǒng)的應(yīng)用而更加便捷。

4 結(jié)語(yǔ)

寬帶海事衛(wèi)星通信系統(tǒng)包括了空間衛(wèi)星、關(guān)口站和移動(dòng)終端等各個(gè)部分，系統(tǒng)的高效化運(yùn)轉(zhuǎn)能夠有效增強(qiáng)海事工作安全性，實(shí)現(xiàn)指揮中心與船舶的密切聯(lián)系，降低航行的風(fēng)險(xiǎn)隱患。該技術(shù)應(yīng)用了高頻段和點(diǎn)波束等，同時(shí)具有較大的容量，因此可以保障系統(tǒng)的良好性能。在實(shí)踐工作當(dāng)中，主要是通過(guò)視頻監(jiān)控與視頻會(huì)議、船員WiFi上網(wǎng)和機(jī)載衛(wèi)星寬帶接入服務(wù)等滿足工作要求，保障通信傳輸?shù)馁|(zhì)量與效率。

[1]高迎.寬帶海事衛(wèi)星通信系統(tǒng)的基本特點(diǎn)及應(yīng)用[J].數(shù)字通信世界，2020(07):190-191.

[2]劉偉.便攜式海事衛(wèi)星寬帶通信終端的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].四川：電子科技大學(xué)，2020.

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

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

[5]馬進(jìn)華.寬帶海事衛(wèi)星通信系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)與應(yīng)用[J].現(xiàn)代信息科技，2018，2(07):66-67+70.

[6]梁彥霞，肖麗媛.基于衛(wèi)星的寬帶Internet接入[J].電子科技，2014，27(01):60-62+66.