来源:宁波通信中心
前言
要想了解Inmarsat系统就必须先了解一下GMDSS系统。
全球海上遇险和安全系统(Global Maritime Distress and Safety System,GMDSS)是一个庞大的海上通信系统。
GMDSS
GMDSS是一个服从于《1979年国际海上搜寻与救助公约》的全球性通信网络,这个通信网络的建立目的是最大限度地保障海上人命与财产安全。
GMDSS系统以岸基为核心,一旦有海难发生,将能迅速地报警,岸上的搜救机构和遇险船舶附近的船舶能够迅速有效地搜救遇险船舶、救生艇筏或幸存者。
GMDSS系统不仅提供发生海难后的搜寻与救助,而且也将提供紧急和安全通信,向航行船舶播发航行警告、气象警告、气象预报等海上安全信息,最大限度地避免海难事故的发生。
此外,船舶能够依靠GMDSS要求配置的通信设备,可靠地完成日常所需的各类通信业务。
GMDSS系统主要由四大部分构成:
卫星通信系统—Inmarsat (海事卫星通信系统);
地面无线电通信系统(海岸电台Coast Radio Station);
海上安全信息(MSI)播发系统;
定位和寻位COSPAS-SARSAT(国际卫星搜救系统)+SART。
Inmarsat的诞生与1974年《SOLAS公约》(1980年5月25日生效)、1979年《国际海上搜寻救助公约》(1985年6月22日生效)和1979年引入的GMDSS息息相关,与国际卫星搜救系统COSPAS-SARSAT一道成为GMDSS系统的两大组成部分,前者负责卫星通信以及通过SafetyNET、SafetyNET II播发海上安全信息(MSI)和搜索相关信息(SARI),后者负责遇险告警和定位,两者均于1982年开始提供服务。
下面我们来了解一下Inmarsat系统吧
什么是Inmarsat系统
Inmarsat是International Maritime Satellite Organization的缩写,原称为国际海事卫星通信组织,成立于1979年,是一个运营全球海事卫星通信的政府间的国际合作组织,为海上用户提供海事救助、安全通信和商业通信。
随着通信业务由海上用户向陆地移动和航空用户扩展,1994年改名为国际移动卫星通信组织(International Mobile Satellite Organization,IMSO)但其缩写仍然是Inmarsat,Inmarsat系统也更名为国际移动卫星通信系统。
Inmarsat系统由三大部分组成:
1
空间段
包括Inmarsat卫星、跟踪遥测与控制站和卫星控制中心
2
地面部分
包括地面站(岸站)、网络协调站和网络控制中心。
3
移动站
包括陆用(land)、海用(maritime)和空用(aero)
Inmarsat系统能覆盖地球南北纬76度之内的所有区域,能够提供多种通信服务,承担了目前海上绝大部分的通信业务。
空间段
Inmarsat卫星
Inmarsat卫星,按照不同系列的卫星发展划分阶段,已经发展到第5代。
第1代Inmarsat系统主要通过租用卫星实现,其中包括美国通信卫星公司的3颗卫星上的部分转发器、欧洲宇航局的2颗卫星和国际通信卫星组织第5代卫星上的海事通信转发器。这些卫星和转发器分布在三大洋上空,从1982年起使用。
第2代Inmarsat系统于1990年投入使用,该系统具有独立的空间段卫星资源,共有4颗卫星,采用全球波束覆盖。第2代Inmarsat系统的容量为第1代Inmarsat系统最大容量的2.5倍。
第3代Inmarsat系统于1996年投入使用,共有5颗卫星,其中一颗是备用卫星,其容量是第2代Inmarsat系统的8倍,每颗卫星在全球波束的基础上增加了7个L频段宽点波束。
第4代Inmarsat系统共有3颗卫星,于2008年完成全部发射。该系统突出的特点是卫星上装有一个20m口径的相控阵多波束可展开天线,有1个全球波束、19个宽点波束和228个窄点波束,其中全球波束用于信令和一般数据传输,宽点波束用于支持以前的业务,窄点波束用于实现新的宽带业务。
第5代Inmarsat系统“Global Xpress”,人们称之为“全球特快”,它采用Ka频段,是第一个全球高速宽带网络,Global Xpress堪称是促进全球移动宽带持续发展的重要推动力量。
跟踪遥测与控制站
跟踪遥测与控制站直接与卫星保持联系,它的主要作用是监测和跟踪卫星,获取卫星状态参数,并根据卫星控制中心的指令对卫星进行相应的调整和控制。
全球目前共有6个跟踪遥测与控制站,它们分别位于加拿大、意大利以及中国北京,挪威和新西兰分别设立两个备用站点。
卫星控制中心
SCC设在英国伦敦的Inmarsat总部。它的主要作用是根据全球各个跟踪遥测与控制站发来的卫星状态数据,依靠计算机数据处理来检查卫星的运行状态,并发出控制指令,通过跟踪遥测与控制站调整,保证卫星工作正常。
地面段
地面站
地面站,简称岸站,是Inmarsat移动站与陆地公众通信网的接口,也就是说,Inmarsat移动终端与陆上用户、移动终端与移动终端之间的所有通信都必须通过地面站来转接。
地面站的主要功能有以下几方面:
响应移动地球站的通信申请、卫星通信信道分配、卫星通信及陆上通信线路建立和拆除。
为陆上的电信用户提供进入Inmarsat通信网络的接口。
对所拥有信道的状态(如空闲、申请受理、占线、排队)进行监视和管理。
对用户使用的通信及费用进行记录和计算。
对移动地球站进行性能测试,如启用试验、链路测试。
对移动地球站遇险报警的监收。
为移动地球站提供国内/国际电信网的接口及多种通信服务。
备用网络协调站功能。当网络协调站故障时,地面站可临时替代网络协调站。
网络协调站
Inmarsat系统中,每个洋区均设立一个网络协调站,负责对本洋区内的地面站和移动站的通信进行监督、协调和控制。其主要作用如下:
通知相关信道的占用情况,分配和管理SCPC通信信道。
发布广播业务,如C系统的EGC信息,系统业务信息等。
发射公共TDM信息,用于移动站跟踪卫星。
遇险报警处理。
网络控制中心
网络控制中心是Inmarsat系统的核心,它位于英国伦敦的Inmarsat总部,整个系统只有一个,它与四个洋区的网络协调站建立通信连接,可以实现对整个Inmarsat网络的通信进行监视、控制、协调和管理。
移动站
移动站,也称之为移动地球站,是Inmarsat的最终用户,根据使用的用户不同分为陆用、海用和航空用移动站,陆用移动站和海用移动站通畅用缩写MES表示,海用移动站也用缩写SES表示,航空移动站用缩写AES表示。
海用移动站通常称为船舶地球站,简称船站。Inmarsat相继推出过一系列的船站:A、C、M、B、Mini-M、E、D/D+、Mini-C、F77、F55、F33、FB。
Inmarsat通信系统使用的频段
移动站和陆上用户之间的卫星通信线路应包括移动站、上行线路、卫星、下行线路、地面站、国际/国内电信线路和陆上用户;移动站与移动站之间的通信路由必须经过地面站。
Inmarsat通信系统中,移动站工作在L波段的1.6/1.5GHz频段,上行频率为1.6GHz,下行段率为1.5GHz。地面站工作在双波段,当地面站与移动站通信时,地面站工作在C波段的6/4GHz频段,上行频率为6GHz,下行频率则为4GHz;当地面站与网络协调站通信时,地面站工作在C/L波段,上行频率为6GHz,下行频率则为1.5GHz。
Inmarsat移动码
Inmarsat-B/C/Mini-C/M船站IMN
Inmarsat-B/C/Mini-C/M船站IMN由九位十进制数字组成,结构如下:
TMIDX1X2X3Z1Z2
Inmarsat-F/FB船站IMN
Inmarsat-F/FB船站的IMN由九位十进制数字组成,结构如下:
T1T2X1X2X3X4X5X6X7
其中,X为0~9中任一数字。
T1T2=76表示为F船站除高速数据(HSD)业务以外的其他中、低速业务的IMN;
T1T2=60表示为F船站高速数据(HSD)业务的IMN;
T1T2=77表示为FB船站的IMN。
一般地,对F77船站而言,4.8kbps AMBE VOICE的电话业务和9.6kbpsG3传真业务使用76开始的IMN;而64kbps SPEECH的电话业务、64kbpsG4传真业务、56/64/128kbps移动ISDN/MPDS数据业务则使用60开始的IMN。
Inmarsat通信系统
Inmarsat为了满足GMDSS的要求,以及使移动通信能够适应全球通信技术的迅速发展,相继开发了一系列适合于海、陆、空使用的通信系统。
Inmarsat-C
Inmarsat-C系统是一种低速率、双向全球卫星移动数据通信的系统,其通信速率为1200bit/s,其主要的业务包括存储转发报文、遇险呼叫、增强型组呼、数据报告和询呼。
目前Inmarsat-C系统在远洋船舶和渔船监控等领域都得到了大范围的应用。
Inmarsat-F
Inmarsat-F系统是一种增强型的海用全球区域网络,使用增强型新一代信令系统,以确保兼容Imarsat第4代卫星以及新型呼叫优先级划分计划,改善遇险呼叫处理功能。它使用改善后的卫星连接插线,以及更先进的EIRP控制和点波束选择,可以在海事环境下实现更高的通信安全性和效率。
Inmarsat-F系统信道
Inmarsat FB
Inmarsat FB是工作在第四代海事卫星上的船岸卫星通信系统,可以为船舶提供语音电话、按数据流量计费的最高可达432Kbps的标准IP数据通信、最高可达256Kbps的Streaming IP数据通信和64K ISDN、标准3G文本短信等多种船岸通信功能。
Inmarsat-FB系统结构图
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