+ 韓磊 西安星展測控科技有限公司總經理
從上世紀80年代開始,VSAT就已經在歐盟國家取得了廣泛應用。中國在80年代也普遍應用了VSAT。當年地面網絡還不是很發(fā)達,在那種情況下,VSAT發(fā)揮了重要作用。
進入21世紀后,地面網絡建設如火如荼,目前已經非常發(fā)達。衛(wèi)星網絡和地面網絡實現(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,以及多種海上設施及浮標。由于地理條件限制,海上通信網絡的架設不可能像陸地上這么便捷。因此在海洋設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。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絡;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;通信質量高,誤碼率低;可配接各種終端設備,方便地與其他網絡互聯(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,今天已經發(fā)展到Ka頻段,帶寬遠比L頻段寬裕。從當前的應用情況看,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、其他載體上架設基站,可以覆蓋周邊海域,進行手機通信。
海事VSAT系統(tǒng)的應用主要有三個方面:①船員通信,持續(xù)在線的Internet服務,針對海上船員的遠程培訓、視頻流服務、可視電話服務,遠程醫(yī)療服務;②船上設備,船上設備遠程監(jiān)控,遠程IT管理,工程操作數(shù)據交換,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)應用。
在上述領域中,有一些應用具有重要意義。
例如遠程醫(yī)療服務。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)生就可以遠程對患者進行診斷,挽救很多人的生命。
再例如船上設備遠程監(jiān)控。現(xiàn)在船舶以及海洋平臺上的設備越來越先進,而船員的知識水平和知識面畢竟有限,對于設備的維護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備進行遠程診斷,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備損壞了,必須要靠港維修,這必然導致停運并帶來損失,而且??看a頭的費用也是相當昂貴的。通過在線系統(tǒng)實現(xiàn)遠程診斷,人們可能發(fā)現(xiàn)實際上并不需要靠港,進行遠程軟件維護就可以把設備修好。
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——例如軍事演習或沉船——往往導致航路堵塞。如果用傳統(tǒng)的紙質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。
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,使得天線能適應各種復雜狀況,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)專門針對遠洋設計,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,同時天線罩也可經受住狂風暴雨的沖刷。該衛(wèi)星天線兼容TDMA或是SCPC傳輸模式。天線控制器(ACU)提供網絡接口,船上的各種聯(lián)網設備都可以對天線進行監(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了星展測控生產的IP90D型Ku頻段船載衛(wèi)星通信天線。通過該系統(tǒng),可以進行實時視頻回傳、召開視頻會議,在會議現(xiàn)場可以通過云臺控制鏡頭進行視頻監(jiān)控和遠程修船??梢韵胂?,在海上發(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用,已多次順利執(zhí)行海上維權執(zhí)法任務。該系統(tǒng)天線跟蹤性能卓越、可靠性高、操作維護簡單,得到了海洋局各級領導的高度認可和廣泛好評。實踐證明,該系統(tǒng)產品已達到甚至超越了國內外同類產品水平。
VSAT系統(tǒng)在海事領域的適用性和經濟效益已經為實踐所證明。隨著應急救災等活動對寬帶、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技術必將在海事和海上應急領域發(fā)揮出更大的作用。