《現(xiàn)代海上通信與信息技術(shù)》課件-S1 概述

1、海上通信與信息技術(shù)發(fā)展歷史2、海上通信與信息系統(tǒng)3、發(fā)展趨勢4、小結(jié)思考CONTENTS目錄1.1發(fā)展歷史無線電通信技術(shù)發(fā)明之前，海上船舶只能靠聲、光信號通迅閃光、旗幟、聲響、信鴿——船-船、船-岸通訊受聲、光信號傳輸距離限制，傳輸?shù)木嚯x、信息量有限《現(xiàn)代漢語詞典》第5版：【通信】①用書信互通消息,反映情況等：～處|我們幾年前曾經(jīng)通過信。②利用電波、光波等信號傳送文字、圖像等。根據(jù)信號方式的不同,可分為模擬通信和數(shù)字通信。舊稱通訊?！就ㄓ崱竣偻ㄐ泞诘呐f稱。②翔實而生動地報道客觀事物或典型人物的文章。發(fā)展歷史航海傳統(tǒng)通信方式——旗語（圖片來自網(wǎng)絡）發(fā)展歷史滿旗（圖片來自網(wǎng)絡）發(fā)展歷史信號燈船用信號燈，用于各艦船之間和船-岸之間，在視覺距離內(nèi)(白天3～5海里，夜間10～12海里)傳送簡短信號(文本)美軍——開發(fā)“閃燈文本轉(zhuǎn)換”系統(tǒng)（FLTC，F(xiàn)lashingLighttoTextConverter）。（圖片來自網(wǎng)絡）發(fā)展歷史信號彈白天——煙霧彈晚上——閃光彈（圖片來自網(wǎng)絡）發(fā)展歷史馬可尼在英國一端架設的扇形天線伽利爾摩·馬可尼與費迪南德·布萊恩，1909年因無線電報機的發(fā)明和改進獲得諾貝爾物理學獎。無線電最早應用于航海，使用摩爾斯電報在船-船、船-岸間傳遞信息（圖片來自網(wǎng)絡）發(fā)展歷史電報機（圖片來自網(wǎng)絡）發(fā)展歷史“泰坦尼克”號的海難事故（圖片來自網(wǎng)絡）發(fā)展歷史“泰坦尼克”號電報機（圖片來自網(wǎng)絡）發(fā)展歷史倫敦第2次國際無線電會議（國際電聯(lián)ITU前身）——海上無線電通信成為航海業(yè)必備的重要技術(shù)手段電報——摩爾斯電碼“SOS”呼救系統(tǒng)——全球海上遇險和安全系統(tǒng)（GlobalMaritimeDistressandSafetySystem，GMDSS）海上通信與信息系統(tǒng)——海上生命線“保護神”發(fā)展歷史海洋通信與信息系統(tǒng)發(fā)展歷史海上通信方式衛(wèi)星通信地面通信船-岸通信船-船通信沿岸公網(wǎng)通信海上集群通信發(fā)展歷史國際海事組織（IMO）利用現(xiàn)代通信與信息技術(shù)為改善海上遇險與安全通信，建立了海上搜救通信，逐步完善現(xiàn)行常規(guī)海上通信，形成了一套龐大的綜合的全球性的通信搜救網(wǎng)絡。為了保障海上航行安全，國際海事組織（IMO）提出的全球海上遇險與安全系統(tǒng)（GMDSS），1992年2月1日起全面實施。

為保證海上人命和財產(chǎn)安全為目的，由交通部代表中國政府履行《1974年國際海上人命安全公約（SOLAS）》及其修正案和《1979年國際海上搜尋救助公約》等國際公約，我國建設了海上遇險和安全系統(tǒng)（GMDSS）工程項目。發(fā)展歷史國際海事組織（InternationalMaritimeOrganization，IMO）中華人民共和國海事局（CHINAMSA）發(fā)展歷史

通信頻段業(yè)務傳輸速率通信距離奈伏泰斯系統(tǒng)（NAVTEX）MF518kHz窄帶直接印字電報50b/s250-400海里中頻/高頻系統(tǒng)（MF/HF）MF/HF1650-27500kHz話音通信，窄帶直接印字電報，數(shù)字選擇性呼叫–短途/長途甚高頻系統(tǒng)（VHF）VHF156.0-174.0MHz話音通信，數(shù)字選擇性呼叫1.2kb/s視距船舶自動識別系統(tǒng)（AIS）VHF156.025-162.025MHz船舶識別，監(jiān)控9.6kb/s視距根據(jù)(GMDSS)的要求我國建設的海上信息與通信系統(tǒng)發(fā)展歷史國際海事衛(wèi)星（INMARSAR）GMDSS衛(wèi)星通信系統(tǒng)極地軌道衛(wèi)星搜救系統(tǒng)COSPAS-SARSAT通信系統(tǒng)通信方式主要業(yè)務速率通信距離緊急無線電示位標（EPIRB）1.6GHz/406MHz警報，身份識別，定位與位置信息400b/s長途北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)北斗用戶設備數(shù)據(jù)接口協(xié)議定位，導航，短信19.2kb/s長途海事衛(wèi)星系統(tǒng)C數(shù)據(jù)通信話音通信寬帶通信存儲轉(zhuǎn)發(fā)消息，遇險呼叫，數(shù)據(jù)報告和輪詢600b/s長途F話音，傳真，高速率數(shù)據(jù)、音頻4.8kb/s（話音），9.6kb/s（傳真，數(shù)據(jù)），64K（ISDN數(shù)據(jù)服務）Mini-M話音，傳真，數(shù)據(jù)4.8kb/s（話音），2.4kb/s（傳真），2.4kb/s（數(shù)據(jù)）FB話音，傳真，寬帶數(shù)據(jù)，音頻和SMS4kb/s（話音），3.1kHz（音頻通道G3傳真），標準IP與流IP，160符號/SMS海洋衛(wèi)星通信系統(tǒng)發(fā)展歷史通信系統(tǒng)優(yōu)點缺點地面無線通信系統(tǒng)中頻（MF）、高頻（HF）中、長距離通信，免費窄帶通信，不穩(wěn)定甚高頻（VHF）設備便宜，免費窄帶通信，不穩(wěn)定，近海視距海事衛(wèi)星通信系統(tǒng)廣覆蓋，寬帶設備耗費高，使用費高岸基移動通信公網(wǎng)寬帶僅適用于近海岸，收費目前海上通信系統(tǒng)性能比較1.2現(xiàn)代海上通信與信息系統(tǒng)海上通信與信息系統(tǒng)組成分類1.2.1概述現(xiàn)代海上通信與信息系統(tǒng)相關國際公約及規(guī)則《國際海上人命安全公約》(InternationalConventionforSafetyofLifeatSea，1974）（簡稱：SOLAS）《1979年國際海上搜尋救助公約》（InternationalConventiononMaritimeSearchandRescue，1979）（簡稱：SAR公約）國際海事組織（IMO）為SAR公約設計了GMDSS系統(tǒng)GMDSS是國際上的強制性要求1.2.2GMDSS系統(tǒng)現(xiàn)代海上通信與信息系統(tǒng)1.2.2GMDSS系統(tǒng)現(xiàn)代海上通信與信息系統(tǒng)1.2.3GMDSS系統(tǒng)根據(jù)IMO和ITU的決議和建議，全球海上遇險和安全系統(tǒng)（GMDSS）包括：國際海事衛(wèi)星通信系統(tǒng)、國際低極軌道搜救衛(wèi)星系統(tǒng)、地面無線電系統(tǒng)、海上安全信息播發(fā)系統(tǒng)、船舶報告系統(tǒng)和陸上搜救協(xié)調(diào)通信網(wǎng)等分系統(tǒng)。除陸上搜救協(xié)調(diào)通信網(wǎng)外，各分系統(tǒng)分別由船舶通信設施和岸基設施構(gòu)成。發(fā)展歷史RCC現(xiàn)代海上通信與信息系統(tǒng)1.2.3GMDSS系統(tǒng)現(xiàn)代海上通信與信息系統(tǒng)1.2.4GMDSS海區(qū)劃分在GMDSS系統(tǒng)中，根據(jù)岸臺使用的各頻段無線電波的覆蓋范圍劃分了四個海區(qū)現(xiàn)代海上通信與信息系統(tǒng)1.2.4GMDSS海區(qū)劃分A1：至少在一個甚高頻（VHF）海岸電臺的無線電話覆蓋范圍之內(nèi)，并且在此海區(qū)可實現(xiàn)船岸甚高頻（VHF）數(shù)字選擇呼叫（DSC）報警。此海區(qū)從甚高頻（VHF）海岸電臺位置向海上可延至約25海里（n.m.）的海域范圍作為報警區(qū)域。A2：在至少一個中頻（MF）海岸電臺的無線電覆蓋范圍之內(nèi)，在此海區(qū)可實現(xiàn)船岸中頻（MF）數(shù)字選擇呼叫（DSC）報警。此海區(qū)設定為離岸約150海里（n.m.）的范圍，但不包括任何指定的A1海區(qū)。A3：在國際海事衛(wèi)星INMARSAR系統(tǒng)靜止軌道衛(wèi)星覆蓋范圍內(nèi)，即地球南北緯度70°以內(nèi)的區(qū)域范圍，但不包括指定的A1海區(qū)和A2海區(qū)。此海區(qū)可連續(xù)進行船岸報警。A4：除A1，A2和A3海區(qū)以外的區(qū)域，基本為地球南北緯度70°以外的南極北極附近的海區(qū)。此海區(qū)INMARSAR通信衛(wèi)星系統(tǒng)無法覆蓋到，只能使用高頻（HF）無線電通信設備進行報警。A3、A4海區(qū)的船對船報警用甚高頻數(shù)字選擇呼叫（DSC）和中頻（MF）數(shù)字選擇呼叫（DSC），船對岸報警用衛(wèi)星船站或高頻（HF）數(shù)字選擇呼叫（DSC）。另外，在A1、A2、A3、A4海區(qū)，船對岸報警發(fā)射可通過衛(wèi)星頻道船用緊急無線電示位標（EPIRB），A1海區(qū)也可用甚高頻頻道船用緊急無線電示位標（EPIRB）現(xiàn)代海上通信與信息系統(tǒng)1.2.5GMDSS要求的無線電配置用途設備頻段頻率船舶按海區(qū)配備無線電設備要求A1A1+A2A1+A2+A3A1+A2+A3+A4方案1方案2電臺甚高頻電臺VHF11111中頻電臺MF11組合電臺MF/HF11衛(wèi)星船站1.6GHz1自動遇險報警衛(wèi)星-EPIRB1.6GHz任選一種任選一種任選一種任選一種衛(wèi)星-EPIRB406MHz1甚高頻EPIRBVHF安全信息接收NAVTEX接收518KH11111衛(wèi)星EGC1.6GHz11定位裝置雷達應答器SART9GHz22222救生艇筏通信救生艇筏雙工甚高頻電話TWO-WAYVHFVHF2客船和500總噸及以上的貨船配3臺；船長為20m及以上但小于500總噸的船舶至少配2臺1.3發(fā)展趨勢大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)、人工智能、數(shù)據(jù)挖掘等新一代信息技術(shù)飛速發(fā)展，通信技術(shù)、計算機技術(shù)、信息技術(shù)、網(wǎng)絡技術(shù)的相互融合，使通信與信息技術(shù)的發(fā)展向全球化、網(wǎng)絡化、IP化發(fā)展趨勢，電話、手機、電視機、計算機趨于融合，電信行業(yè)、計算機行業(yè)、媒體行業(yè)趨于融合。發(fā)展趨勢（1）數(shù)字化與網(wǎng)絡化甚高頻數(shù)據(jù)交換（VHFDataExchange，VDE）《ITU-RM2092建議書》——國際海事組織和ITU關于GMDSS現(xiàn)代化指定的未來VDE的建議標準海上通信的數(shù)字化、IP化、網(wǎng)絡化發(fā)展將形成天地一體化海上綜合通信與信息網(wǎng)絡系統(tǒng)。發(fā)展趨勢（1）數(shù)字化與網(wǎng)絡化甚高頻數(shù)據(jù)交換（VHFDataExchange，VDE）《ITU-RM2092建議書》發(fā)展趨勢（2）寬帶化人類的通信技術(shù)由早期的窄帶通信的摩爾斯電碼電報，到文本通信，到話音通信，再到寬帶的多媒體通信發(fā)展，傳輸?shù)男畔⒘吭絹碓酱?，對信息量需求也越來越大，海上通信也必將進入寬帶化。海上通信技術(shù)的寬帶化，必將給海上航運領域帶來不可估量的深遠影響，海上通信技術(shù)的寬帶化多媒體化將使海上航運領域的運行、作業(yè)、管理、海上安全、海事管理、船員個人生活方式發(fā)生徹底的改變，海上航行的船只可以象陸地一樣享受數(shù)字化信息技術(shù)帶來的革命性改變，信息化管理系統(tǒng)、信息化辦公系統(tǒng)、電話視頻會議、個人通信、新聞、電視、娛樂等多媒體大信息量的網(wǎng)絡化交流等等可以隨時隨地在海上進行。發(fā)展趨勢（3）智能化AIS并不是高速和大容量數(shù)據(jù)通信的理想選擇未來的AIS渠道計劃應至少考慮以下幾點：1、安全航行的頻道：在美洲、亞洲和太平洋區(qū)域，AIS1和AIS2只被分配給AIS使用，但在歐洲和非洲區(qū)域，它們?nèi)匀慌c陸地移動和固定服務共享服務?？紤]未來的目標是申請獨家全球分配AIS1和2頻率在海上移動服務。2、AIS的衛(wèi)星探測渠道：AIS是GMDSS的一部分。處理遇險報警、緊急和安全通信應由地面和衛(wèi)星通信進行；未來的e-NAV系統(tǒng)發(fā)展趨勢（4）天地一體化海洋強國、交通強國國家戰(zhàn)略《智慧海南總體方案（2020-2025年）》