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海事衛星(inmarsat)系統介紹...

時間:2016-2-22 12:10:04 來源:利德時代

海事衛星通信系統

     海事衛星通信系統是利用通信衛星作為中繼站的一種船舶無線電通信系統。它具有全球(除南北極區外)、全時、全天候、穩定、可靠、高質量、大容量和自動通信等顯著優點,既可改善船舶營運和提高管理效率、密切船岸聯系,而且有助于保障海上人命安全。國際海事衛星通信系統(INMARSAT)是移動業務衛星通信系統(MSS)的一種。它包括移動臺之間、移動臺與固定臺之間、固定臺與公眾通信網用戶之間的通信。國際海事衛星通信系統是世界上第一個全球性的移動業務衛星通信系統。

海事衛星簡介:

      海事衛星通信系統(system of maritime satellite communications)是使用通信衛星作為中繼站的船舶無線電通信系統。其特點是質量高,容量大,可全球、全天候、全時通信。美國于1976年先后向大西洋、太平洋和印度洋上空發射了三顆海事通信衛星,建立了世界上第一個海事衛星通信站,主要容量服務于海軍 。1979年7月國際海事衛星組織成立 ,并于1982年建立了國際海事衛星通信系統,成為第一代國際海事衛星通信系統。海事衛星通信系統雖然造價昂貴,但因其有許多優點,而發展前景廣闊。
 

      海事衛星通信系統是由通信衛星、岸站和船站三大部分組成。①海事通信衛星。它是系統的中繼站,用以收、發岸站和船站的信號。衛星布設于太平洋、大西洋和印度洋三個洋區,采用靜止軌道衛星,衛星可提供電話、電報、傳真和共用呼叫服務。②岸站。它是設在海岸上的海事衛星通信地球站,起通信網的控制作用,設有天線等設備,岸臺可與陸上其他通信網相連通。③船站。它是裝在船上的海事衛星通信地球站,是系統的通信終端,裝備有拋物面天線等設備,電話通信采用調頻方式,電報通信采用移相鍵控調制方式。每顆通信衛星的通信容量的分配是由指定岸站的網絡協調站負責分配衛星通信信道。電報信道預先分配給各岸站,由其負責分配與船站進行電報通信的時隙。電話信道由網絡協調站控制,由船站、岸站進行申請后分配。

海事衛星發展簡況:

國際海事衛星組織(INMARSAT,International Maritime Satellite Organization)成立于1979年7月16日,總部設在英國倫敦。INMARSAT現擁有美國、英國、日本、挪威等87個成員國,我國在1979年參加該組織。經過近20年的發展,全球使用INMARSAT的國家超過160個,用戶已有16萬多,中國用戶有6000多。
 
INMARSAT原為一個政府間的合作組織,最早提供的業務僅限于為航行在世界各地的船舶提供全球通信服務。后來,INMARSAT將通信服務范圍擴大到陸地移動的車輛和空中航行的飛機。在1994年12月的第10次特別大會上,更名為“國際移動衛星組織”,但仍稱“INMARSAT”,成為惟一能提供全球海上、空中、陸地、救險、定位等衛星移動通信服務的提供者。
 
INMARSAT在1979年成立后先后租用了美國的MARISAT衛星、歐洲宇航局(ESA)的MARECS衛星和INTELSAT的IS-V衛星來進行以全球海事移動衛星業務為主的運營工作。到1982年形成了第一代海事衛星通信系統。第二代衛星,INMARSAT發射了自己的專用衛星。第三代衛星是最新的、功能最強的,除了具有1個全球波束外還具有5個點波束,可以令地面終端實現小型化。
 
1976年美國為滿足海軍通信的需要,先后向大西洋、太平洋和印度洋上空 海事衛星通信系統
發射了三顆海事通信衛星,建立了世界上第一個海事衛星通信系統。其中大部分通信容量供美國海軍使用,小部分通信容量向國際商船開放。1979年7月16日國際海事衛星組織成立,中國是它的成員國。1982年2月1日,該組織通過租用美國的海事通信衛星、歐洲航天局的歐洲海事通信衛星和國際通信衛星組織的國際通信衛星-V等衛星的通信容量,沿用海事通信衛星的技術體制,組成了第一代國際海事衛星通信系統,并開始營運 。
 
 
海事衛星通信系統現處發展初期,設備復雜,造價高,尚未廣泛采用,但是發展很快。1976年世界上有34個船站和2座岸站,到1982年發展到1650個船站和7座岸站。不少國家正在建設或籌建本國的岸站,研制小型、簡便、廉價的船站設備。國際海事衛星組織正在著手研究第二代國際海事衛星通信系統的技術要求以及向船舶提供定位能力等問題。海事衛星通信系統在國際海事組織正在研究的“未來全球海上遇險和安全系統”中起重要作用。

海事衛星通信系統的組成:

海事衛星通信系統主要由裝在船舶(包括海上工作平臺)上的海事衛星通信地球站(簡稱船站)、設在海岸上的海事衛星通信地球站(簡稱岸站)和海事通信衛星組成。
 
船站是本系統的通信終端。配有直徑約 1米的拋物面天線以及相應的通信設備,采用L波段,發射頻率為1.6千兆赫頻段,接收頻率為1.5千兆赫頻段。電報通信采用移相鍵控調制方式,發射速率為4800比特/秒,接收速率為1200比特/秒。電話通信采用調頻方式。
 

岸站在本系統通信電路中起網絡控制作用。設有直徑約13米的卡塞格林天線以及相應的通信設備,并與陸上通信網路相連接。采用C波段,發射頻率為6千兆赫頻段,接收頻率為4千兆赫頻段。為了消除無線電波在傳播過程中的頻率偏移的影響,還采用L波段的頻率作為自動頻率控制的導頻,并作為岸站間業務電路和試驗電路的頻率。

 海事通信衛星是本系統的中繼站,轉發船站和岸站所發信號。采用靜止軌道衛星和球波束,按大西洋、太平洋和印度洋三個洋區配置。每顆衛星裝有L→C波段和C→L波段的轉發器,提供電報和電話(包括傳真和數據傳輸)信道,以及共用呼叫信道。每個電報信道以時分多址方式分為22條報路,電話信道采用單路單載波技術。
 
為了充分利用每顆衛星的通信容量,本系統采用較為復雜的信道分配方式,并在每個洋區由設立于指定岸站的網路協調站負責分配衛星通信信道。電報信道預先分配給各岸站,由其負責按需分配與船站進行電報通信的時隙。電話信道由網路協調站控制,根據船站、岸站的申請進行分配。

INMARSAT系統主要由空間段衛星、網絡操作控制中心、網路協調站、岸站和船站和用戶終端組成。

(1)空間段
 
INMARSAT系統采用了4顆第三代衛星和5顆備用衛星,INMARSAT的衛星按四大洋區分布,分別是大西洋東區(AOR-E)、大西洋西區(AOR-W)、太平洋區(POR)和印度洋區(IOR)。在每個洋區上均有一顆第三代衛星,另有一顆第三代衛星備用,還有四顆第二代衛星由于容量相對較小,已轉為備用。
 
(2)網絡操作控制中心(OOC)
 
網絡操作控制中心位于英國倫敦總部的大樓內,它的任務是監視、協調和控制INMARSAT網絡中所有衛星的工作運行情況。
 
(3)網路協調站(NCS)
 
每個洋區分別有一個岸站兼作網路協調站,該站作為接線員對本洋區的船站與岸站之間的電話和電傳信道進行分配、控制和監視。
 
(4)岸站(CES)
 
岸站是設在海岸邊上的地球站,基本作用是經由衛星與船站進行通信,并為船站提供國內或國際網絡的接口。岸站是雙頻工作方式(L和C波段),C波段用于語音,L波段用于數據。
 
(5)船站(SES)
 
船站是設在船上的地球站,是系統中的終端系統,用戶可通過所選的衛星和地面站與對方進行雙向通信。使用L波段。

海事衛星終端標準:

INMARSAT系統的標準移動終端主要有6種基本類型,即進行海上/陸地業務的A、B、C、M、Mini-M標準以及進行航空業務的航空標準(Aero)。
 
(1)INMARSAT-A
 
INMARSAT-A是1976年啟用的第一個系統,采用模擬FM通信制式,信道帶寬50kHz,能提供語音、傳真、高速數據(56kbit/s或64kbit/s)、電傳等服務。船用終端天線放在屏蔽罩中,并具有自動跟蹤系統保證使天線始終對準衛星,并可通過按鍵啟動遇險告警。遇險告警在INMARSAT系統中處于最高級別。陸用移動終端是便攜式的,可以裝在手提箱里,并可在幾分鐘之內開始工作。
 
(2)INMARSAT-B、M和Mini-M
 
INMARSAT-B系統是INMARSAT-A的數字式替代產品,它提供所有與INMARSAT-A相同但有所增強的服務,可以提供16kbit/s語音編碼速率的電話、9.6kbit/s的數據以及2.4kbit/s的音頻數據、64kbit/s高速數據和50Baud的電傳等業務。采用全數字化設計,獲得對空間段功率和帶寬資源的充分利用,其占用帶寬由50kHz減到20kHz,系統容量將是A型站的2.5倍,使用的衛星功率只是A型站的一半。B型站取代A型站是必然趨勢。
 
INMARSAT-M系統是1993年開發出來的,是B型站的簡化型,通信標準略低于B系統,只提供6.4kbit/s語音編碼速率的電話、2.4kbit/s三類傳真和2.4kbit/s數據通信,它體積小,重量為15kg左右,有海事和陸用兩種類型。
 
INMARSAT Mini-M是一種更小型的M站,1996年底才推向市場,是全新概念的衛星終端,使用INMARSAT第三代衛星的點波束,是一個全天候、全球覆蓋的移動通信終端,可提供4.8kbit/s語音編碼速率的電話、2.4kbit/s傳真和數據。
 
(3)INMARSAT-C
 
INMARSAT-C主要用于數據通信,于1991年開始在全球運營,采用全數字化的存儲轉發信息傳遞方式,可以提供600bit/s低速數據、電傳和傳真業務。INMARSAT-C終端裝有GPS,可提供全球定位服務。
 
INMARSAT-C陸用終端小巧,體積只有公文包大小,重量僅有3kg,可裝在手提箱中;車載式的衛星終端具有全向性天線,能在行進中進行通信;便攜式或固定式的終端采用小型定向天線,可方便攜帶及降低能耗。
 
(4)INMARSAT-Aero標準
 
INMARSAT在航空通信領域的應用始于1990年,該設備可為航行在世界各地(除兩極外)的飛機旅客,提供雙向電話、傳真、數據、電子郵件通信,以及瀏覽世界新聞、股票信息等。也可向駕駛艙和客艙機組人員提供通信業務,不僅提供個人通信,更主要用于空中交通管制。該系統由INMARSAT和航空工業界制定并形成統一的工業技術標準,解決了過去使用VHF通信受限于視距傳播以及短波通信可靠性差的問題。

海事衛星覆蓋:

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