船舶VSAT卫星通信综合解决方案
浅析VSAT通信在海洋船舶上的应用
Key wor ds ：VSAT；Ma r i ne ves s el s ；Sat e l l i t e communi c at i on；St ar - net wor k
l 引言
以在 海洋船舶 上应用， 其网络结 构也可以 自由组合 ， 图l 是VSAT通信在海洋船舶上的一种网络拓扑图。
3．1远程监控
通过在船上安装摄像头 ，并经过专门的视频压 缩设备进行H．264编码压缩后可以TCP／I P的方式传 输，然后通过卫星传输到 卫星中央站，各相关管理 部门可通过地面专线或者卫星链路连接到卫星中
是用于导航、对讲、短信、语音电话等，这虽然说可 以解决海上人员的部分通信需求，但价格昂贵，数 据通信带宽小。海事卫星虽然可以提供语音电话、 传真、标准的I P数据业务等，但其最高的带宽也只 能达至l J 430kb／s左右，与目前高速发展的通信态势相 比， 明显落后 ，无法 满足海上 人员的 通信要求 。
2 Vs 胛通信的优势与不足
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l缺点
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浅析VSAT通信在海洋船舶上的应用
杨浩波
( 上海维赛特网络系统有限公司，上海201206)
摘要：随着 海洋上活动的增加 ，海洋上的通信需 求越来越高，VSAT通信作为一种通信 手段，由于其具有 一定的优 势，正在海洋船舶上逐渐得到使用。随着VSAT通信在海洋上的使用，诸如远程监控、视频会议、I nt e r net 等在海洋船舶 上得到应用。由于VSAT通信的特点，星状网络是首选网 络结构，c波段和Ku波段是2种主要的卫星通信波段。
一种基于VSAT的船舶卫星通信业务系统
要包括营业日报、营业月报、小站流量监控报表、小站状态监控报表和小站历史状态监控报表等ꎮ
６) 增值服务模块针对第三方应用的通信需求ꎬ提供相应的卫星通信服务等级ꎬ保证重点业务数据在同
等通信环境下得到优先处理ꎬ比如远程视频监控应用ꎮ 该模块能解决船舶高带宽应用体验不佳的问题ꎮ
２. １. ２ 卫星运营商接口
ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｏｆ ｓｈｉｐ￣ｔｏ￣ｓｈｏｒｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ.
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ: Ｖｅｒｙ Ｓｍａｌｌ Ａｐｅｒｔｕｒｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌꎻ ｓａｔｅｌｌｉｔｅ ｂｒｏａｄｂａｎｄ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓꎻ ｕｎｉｆｉｅｄ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｓｙｓｔｅｍꎻ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｌｉｎｋ
收稿日期:２０２０￣０７￣０３
作者简介:吉 诚(１９８３—) ꎬ男ꎬ上海人ꎬ工程师ꎬ硕士ꎬ主要从事船舶通信技术应用研究ꎮ
吉 诚ꎬ等:一种基于 ＶＳＡＴ 的船舶卫星通信风险和监控信息安全等功能ꎬ大幅度提高船舶卫星通信业务的运营能力ꎮ
１ 当前船舶通信存在的主要问题
中图分类号:Ｕ６６６. １３４ 文献标志码:Ａ
Ａ ＶＳＡＴ Ｍａｒｉｎｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ
ＪＩ Ｃｈｅｎｇ１ ꎬ ＷＡＮＧ Ｃｈｅｎｙｏｎｇ１ ꎬ ＨＵＡ Ｓｈａｏｊｉｅ１ ꎬ ＸＵ Ｗｅｉ２
(１. Ｃｈｉｎａ Ｓｈｉｐｐｉｎｇ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｃｏｍｐａｎｙꎬ Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０００９０ꎬ Ｃｈｉｎａꎻ
ｓｗｉｔｃｈｉｎｇꎻ ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｏｆ ｓｈｉｐ￣ｔｏ￣ｓｈｏｒｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ
０ 引 言
近年来ꎬ随着“２１ 世纪海上丝绸之路” 建设的推进和“ 交通强国” “ 海洋强国” 等国家战略的实施ꎬ航运企
船舶VSAT与网络安全研究
船舶VSAT与网络安全研究作者：***来源：《航海》2021年第05期摘要：VSAT为船舶提供了价格相对低廉、上网速度比较快的卫星通信服务，受到船舶所有人和船员的青睐。
目前提供VSAT宽带卫星通信业务的通信公司很多，实力和服务水平也参差不齐。
同时，该系统是非GMDSS系统，缺少统一的规范标准，这样给船舶网络安全带来了一定的风险，因此在使用该网络的同时，也必须充分考虑到这些风险，做好防范工作，在享受VSAT带来便利的同时，避免遭受网络攻击，确保船舶营运安全。
关键词：卫星通信;VSAT;Inmarsat系统;铱星系统;GMDSS;网络安全从21世纪初开始，随着船舶智能化、数字化进程的加快，物联网的应用，船舶视频、船舶日常监管和应急指挥以及船员个人对通信和网络的需求，都对大容量的宽带卫星通信服务提出了更高的要求，为满足这些需求，一种新型的卫星通信方式——VSAT在船舶上得到廣泛的应用。
在得到VSAT系统给我们提供的快速、廉价卫星通信服务的同时，它的运用所带来的网络安全问题也必须引起我们的重视。
1 船用卫星通信系统现状卫星通信是目前也是将来船舶的主要通信方式。
按照要求分，船舶通信有2种类型，一是保障海上人命安全及船舶航行安全的应急通信，二是满足船舶所有人和船员日常通信需求的常规通信。
在卫星通信系统中，目前只有Inmarsat系统提供船舶应急通信服务。
由于美国的积极推动，2024年后，美国的“铱星系统”也将为船舶提供应急通信服务，届时，船舶应急通信将由Inmarsat和“铱星系统”两个卫星通信系统共同提供应急通信服务，以满足保障海上人命安全及船舶航行安全的船舶遇险与通信的需求。
常规通信中，Inmarsat系统相继推出了Fleet Board业务（L波段）和Global Xpress业务（Ka波段），Global Xpress同Fleet Boradband两种业务组合为Inmarsat Fleet Xpress业务（早期称为Inmarsat-VSAT），这样既提高了通信的可靠性（L波段特点），同时也提高信息传输传输速率，降低了通信费用（Ka波段特点），只是船用通信设备增加一副卫星天线而已。
浅析VSAT通信在海洋船舶上的应用
浅析VSAT通信在海洋船舶上的应用摘要：随着我国经济的快速发展，经济全球化速度日益加快，为加强与世界之间的联系，海洋船舶是十分重要的一种交通方式。
海洋活动的大大增加，让海上作业人员对通信的需求越来越高，也日益受到广大人民的关注。
为保证海洋船舶上的工作人员能够与岸上人员保持联系，需要在通信手段上进行研究。
当前VSAT通信在海洋船舶上应用的优势逐渐显现出来，可以进行形式多样的通信且方便快捷。
因此，本文的主旨就是对VSAT通信在海洋船舶上的应用进行分析，以更好的发挥它在通信上的应用价值。
关键词：VSAT通信；海洋船舶；应用分析引言VSAT（Very Small Aperture Terminal）即“甚小孔径终端”，是一种微型的卫星通信地球站，它的首选网络结构是星状网络，有两种主要的卫星通信波段，分别是C波段和Ku波段，这些但是VSAT通信的特点。
目前，我国海洋上的其他通信方式主要有导航、短信、对讲及语音电话功能，可以满足海洋从业人员的基本通信要求，但是价格较高，对比高速发展的通信发展形势，明显落后，并不能满足海洋船舶通信的需求。
VSAT通信最早出现于20世纪80年代，主要是通过卫星通信系统来满足海洋船舶通信方面的需求。
一、卫星通信系统工作原理卫星通信系统是由通信卫星（空间部分）和通信地面站（地面部分）两大部分构成的。
在这一系统中，通信卫星就是一个悬挂在空中的通信中继站。
它居高临下，视野开阔，只要在它的覆盖照射区以内，不论距离远近都可以通信，通过它转发和反射电报、电视、广播和数据等无线信号。
通信卫星工作的基本原理是：从一个地面站发出无线电信号，这个微弱的信号被卫星通信天线接收后，首先在通信转发器中进行放大，变频和功率放大，最后再由卫星的通信天线把放大后的无线电波重新发向另一个地面站，从而实现两个地面站或多个地面站的远距离通信。
二、VSAT 通信的优势与不足目前海洋船舶通信方式中，以VSAT为核心的卫星通信系统应用最为广泛，VSAT通信作为一中通信手段，在海运安全问题方面也提供了重要保障，是解决海洋船舶通信问题的关键途径。
VSAT卫星通信
架设天网 联通海陆——VSAT在海事宽带通信中的应用介绍让VSAT在大海上闪耀光芒 从上世纪80年代开始，VSAT就已经在欧盟国家取得了广泛应用。
中国在80年代也普遍应用了VSAT。
当年地面网络还不是很发达，在那种情况下，VSAT发挥了重要作用。
进入21世纪后，地面网络建设如火如荼，目前已经非常发达。
卫星网络和地面网络实现了天地融合，继续发挥着重大作用。
但是在广阔的海洋上，有大量的船舶、石油平台以及工程船舶，以及多种海上设施及浮标。
由于地理条件限制，海上通信网络的架设不可能像陆地上这么便捷。
因此在海洋设备上工作的人们无法像陆上的人们一样享受到便捷的光纤、线缆或蜂窝移动通信服务。
所以，卫星通信是海洋通信中不可替代的主要通信手段。
目前能够用于海事通信的手段有长波、超长波、短波通信，使用移动卫星服务频段的国际移动卫星/Inmarsat系统、铱星系统、苏亚拉系统，以及使用固定卫星服务频段的VSAT系统。
Inmarsat系统是最早的海上卫星通信手段，虽然稳定可靠，但带宽受到很大限制。
如铱星系统、苏亚拉系统都工作在L频段，而目前划拨给卫星移动通信的L频段总带宽只有100多兆。
带宽受限成为制约Inmarsat系统等产品在全球发展的重要因素之一。
如果带宽更大的固定卫星通信能用于海上通信，海事卫星通信服务的价格就会降低。
相比其他手段，VSAT系统具有很多优势。
譬如：VSAT小站可方便地接入陆地通信网络；支持多种通信方式；小站之间可实现点对点，多个站之间双工、广播通信；通信容量大、传输距离远；通信质量高，误码率低；可配接各种终端设备，方便地与其他网络互联互通。
尤其需要指出，VSAT系统的工作频段从C频段发展到Ku频段，今天已经发展到Ka频段，带宽远比L频段宽裕。
从当前的应用情况看，VSAT主要用于宽带常态通信，而Inmarsat系统主要用于窄带应急通信。
目前为止，VSAT系统是海上宽带解决方案的几乎唯一手段。
目前很多电信运营商——包括中国电信和中国联通——都在做这方面的工作，他们在海上、船舶上、其他载体上架设基站，可以覆盖周边海域，进行手机通信。
船舶通信系统设计方案
船舶通信系统设计方案I. 简介船舶通信系统是一种关键的技术设备，用于在海上通信、追踪和管理船只。
本文将就船舶通信系统的设计方案进行探讨。
II. 系统架构船舶通信系统的架构应该考虑以下几个关键要素：1. 数据传输：船舶之间的通信需要快速和可靠的数据传输。
因此，我们建议将卫星通信技术与无线局域网技术相结合，以实现高速的数据传输。
2. 船舶追踪：为了实现对船只的有效管理和定位，应该在系统中集成全球卫星定位系统（GPS）和自动识别系统（AIS）。
GPS用于定位船只，AIS用于识别和追踪船只。
3. 紧急救援功能：船舶通信系统应该具备紧急呼叫和求救功能，以确保在紧急情况下能够及时寻求帮助。
这可以通过集成应急按钮和紧急援助电话等功能实现。
4. 数据存储与处理：系统应该具备数据存储和处理的能力，以便对通信记录、船只信息和其他数据进行分析和管理。
III. 主要技术组件为了实现上述的系统架构，我们建议采用以下主要技术组件：1. 卫星通信设备：选择一种可靠的卫星通信设备，确保在海上的通信畅通无阻。
该设备应具备高速数据传输的能力和良好的抗干扰性能。
2. 无线局域网设备：为船舶内部的通信提供无线连接。
通过安装无线网络设备，船员可以方便地在船上的各个区域进行通信和数据共享。
3. 全球卫星定位系统设备：集成GPS设备，以获取船只的准确位置信息。
这有助于提高船只的管理效率和安全性。
4. 自动识别系统设备：集成AIS设备，用于识别和追踪船只。
这有助于实时监控海上交通、避免碰撞和提供船只信息。
5. 紧急呼叫装置：安装紧急呼叫按钮和紧急援助电话等设备，以便在紧急情况下能够及时寻求帮助。
6. 数据存储和处理设备：选择适当的数据存储设备和处理器，以实现对通信记录、船只信息和其他数据的管理和分析。
IV. 系统功能与特点船舶通信系统的设计方案应具备以下功能和特点：1. 高速数据传输：通过卫星通信和无线局域网技术，实现快速、稳定的数据传输，以满足船舶之间的通信需求。
交通应急宽带VSAT功能及技术特点分析
交通应急宽带VSAT功能及技术特点分析作者：马进华来源：《中国新通信》 2018年第8期交通应急宽带VSAT 卫星通信系统，是为交通运输部各个系统或部门在突发应急事件发生时及时提供应急通信链路的宽带网络，具有迅速、高效、实时性，是应急事件现场的最有效的宽带卫星通信手段，是国内目前最大的专门服务于移动端站的VSAT 网络。
在出现重大事件和应急事件时，交通宽带VSAT 卫星通信系统可以紧急建立事件现场与后方指挥中心之间可靠的宽带卫星通信链路，保障指挥中心对事件现场的监控指挥，有效地延伸陆地指挥中心的通信、监控、快速反应和协调指挥，从而确保指挥中心在第一时间掌握重大事件和应急事件的现场情况，及时进行科学决策和远程调度指挥。
一、交通应急宽带VSAT 卫星通信系统交通应急宽带VSAT 卫星通信系统主要由三个部分构成（如图1 所示）：（一）空间段：卫星转发器，采用了亚太六号卫星Ku、C 波段卫星转发器资源，信号稳定，功率强。
（二）北京VSAT 中心站：由网管系统、室内和室外单元组成。
（三）船载、车载或便携VSAT 移动平台：即船载端站、车载端站或便携载体实现的VSAT 移动平台。
二、交通应急宽带VSAT 卫星系统的主要功能交通应急宽带VSAT 卫星系统主要有五大业务功能：VOIP 语音话音；视频会议；高带宽Internet 数据传输；手机上船；可扩展业务子系统（按用户需求提供）。
整个交通应急宽带VSAT 卫星通信网络全部采用透明IP传输；而且链路非常稳定，延迟500ms 左右，抖动很小。
C 波段的覆盖范围为中国海域，南到南沙、澳大利亚南端，东到日本海。
Ku 波段覆盖为所有中国大陆地区，中国近海。
实际工作应用带宽按照通信业务需求进行动态按需分配，从64Kbps 到2Mbps。
交通应急宽带VSAT 通信系统兼顾了两方面的功能。
一是用于发生突发事件时的信息互通，适用于待命站点；一是用于日常小数据传输的需要，适用于日常工作站点。
VSAT卫星通信网络系统的研究分析
VSAT卫星通信网络系统的研究分析【摘要】本篇文章主要围绕VSAT卫星通信网络系统展开研究分析。
引言部分介绍了背景、研究意义和研究目的。
接着，在正文部分详细介绍了VSAT卫星通信网络系统的基本原理、关键技术、应用领域、发展趋势和案例分析。
最后在结论部分总结了VSAT卫星通信网络系统的研究成果、发展前景以及提出建议和展望。
通过对VSAT卫星通信网络系统的研究分析，可以更好地了解其在通信领域的重要性和发展趋势，为相关领域的研究和应用提供参考。
【关键词】VSAT卫星通信网络系统、基本原理、关键技术、应用领域、发展趋势、案例分析、研究成果、发展前景、建议和展望。
1. 引言1.1 背景介绍VSAT（Very Small Aperture Terminal）是一种通过卫星通信技术进行数据传输的系统，其主要特点是使用较小的天线接收和发送信号。
随着信息技术的发展和应用需求的增加，VSAT卫星通信网络系统在各个领域得到了广泛应用。
背景介绍中，我们将探讨VSAT卫星通信技术的起源和发展历程，以及其在现代通信网络中的地位和作用。
VSAT技术最早起源于20世纪70年代，当时主要用于企业的远程通信和数据传输。
随着通信技术的不断进步和卫星通信网络的发展，VSAT系统逐渐普及，并被应用于军事、能源、金融、教育、医疗等各个领域。
在全球化和信息化的大背景下，VSAT卫星通信网络系统具有高效、可靠、灵活等优势，受到越来越多企业和机构的青睐。
随着科技的不断进步和市场需求的不断增长，VSAT卫星通信网络系统也在不断发展和完善。
未来，随着5G技术、物联网和人工智能的兴起，VSAT系统将迎来更广阔的发展空间和更多的应用场景。
通过对VSAT卫星通信技术的深入研究和探讨，可以更好地了解其在通信领域的优势和局限，为未来的发展提供有益的借鉴和指导。
1.2 研究意义VSAT卫星通信网络系统的研究意义还在于其在军事、航空航天、海洋等领域的广泛应用。
在军事领域，VSAT卫星通信网络系统可以提供高度加密和安全性的通信方式，保障国家安全。
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船舶VSAT 卫星通信综合解决方案
一、VSAT 简介和可实现功能介绍 (2)
1.1 VSAT 概念 (2)
1.2 VSAT 基本组网方案 (2)
1.3 可实现功能介绍 (3)
1.3.1宽带网络接入 (3)
1.3.2 SIP语音电话 (3)
1.3.3远程视频监控 (3)
1.3.4远程数据回传 (4)
二、卫星覆盖航线 (4)
2.1大陆及沿海航线 (4)
2.2 东南亚及一带一路航线 (4)
2.3 球95%以上航线 (5)
三、全天候通信保障方案 (5)
3.1 双天线方案描述 (5)
3.2 方案拓扑图 (6)
3.3 铱星备份方案 (6)
3.3.1 铱星系统 (6)
3.3.2 铱星与VSAT优劣势 (7)
3.3.3 铱星备份方案说明 (7)
一、VSAT 简介和可实现功能介绍
1.1 VSAT 概念
VSAT 直译为“甚小孔径终端”，意译应是“甚小天线地球站”，其他名称：卫星通信地球站、微型地球站或小型地球站，是 20 世纪80 年代中期开发的一种卫星通信系统。
VSAT 由于源于传统卫星通信系统，所以也称为卫星小数据站或个人地球站，这里的“小”指的是VSAT 系统中小站设备的天线口径小，通常为 0.3m~1.4m，设备结构紧凑、固体化、智能化、价格便宜、安装方便、对使用环境要求不高，且不受地面网络的限制，组网灵活。
VSAT(Very Small Aperture Terminal )于 20 世纪 80 年代最先在美国兴起，发展速度很快，是 30 多年来卫星通信技术的转折性发展。
VSAT 系统有两种类型，一种是双向 VSAT 系统，它由中心站控制许多 VSAT 终端来提供数据传输、语音和传真等业务；另一种是单向 VSAT 系统，在这种系统中，图像和数据等信号从中心站传输到许多单收 VSAT 终端。
VSAT 系统由室外单元和室内单元组成。
室外单元即射频设备，包括小口径天线、上下变频器和各种放大器；室内单元即中频及基带设备，包括调制解调器、编译码器等，其具体组成因业务类型不同而略有不同。
1.2 VSAT 基本组网方案
基本组网方案系统拓扑图如下：
1.3 可实现功能介绍
通过一体化船载通信天线，将卫星信号转化为 IP 业务信号，再通过本地无线 AP 进行整船的 WIFI 覆盖，并可提供有线、无线的网络接入手段。
终端可为手机、电脑、IP 摄像头等
基于 IP 的终端设备。
满足船载网络的应用，该系统具有以下功能：
1.3.1宽带网络接入
通过标准 Ku 波段动中通系统配置，单船带宽可满足宽带接入，可提供船舶各类信息，如图像、视频、语音、数据等的回传需求。
并可通过卫星网络接入公网，实现各类 APP、专网应用等功能。
1.3.2 SIP语音电话
网络通话服务可以支持网络电话功能，在船上可直接拨打外线电话，在海上也能享受到陆地固话一样的高音质通话服务。
1.3.3远程视频监控
在船上布置适量摄像头、监控视频录像主机等监控设备，把监控
视频主机接入到卫星网络中，在岸端通过远程监控软件可以实时查看船上某个摄像头的监控画面。
1.3.4远程数据回传
智能船舶数据通过服务器主机，接入到卫星网络中，在岸端通过智能船舶管理软件可以实时查看船上采集到的信息数据。
二、卫星覆盖航线
2.1大陆及沿海航线
赢海神州通：覆盖覆盖大陆及大陆沿海地区。
使用中国首颗Ka波段高通量卫星—中星16号
2.2 东南亚及一带一路航线
赢海亚太通：覆盖覆盖大陆沿海、日韩、东南亚及澳大利亚航线
2.3 球95%以上航线
赢海全球通：覆盖全球95%以上航线，重点航线、重点港口多卫星覆盖，保证网络通信。
三、全天候通信保障方案
3.1 双天线方案描述
随着越来越多的商船使用 VSAT 作为日常通信和数据回传的手段，
卫星网络的稳定性和可靠性一直是他们关注的第一要点。
不论是全球航线还是南北航线，船东的第一需求永远是随时随地能够与船上保持联系，实现稳定的数据传输，甚至能够实时监控船上的工作情况。
但是由于VSAT物理特性所致，当船端天线受到桅杆、吊机等高大物体的遮挡时，卫星链路就会中断，导致无法上网。
这就是目前常规单天线方案存在的弊端。
为了减少此类受遮挡几率，保障更加稳定的VSAT 卫星链接，我们给出了双天线解决方案，即船上配备2台VSAT 天线，当一台天线在船舶行进过程中被桅杆遮挡，另一台天线仍可正常连接卫星，从而保障稳定的网络传输。
并且，当两台天线均无遮挡时，可协同作用，增加用户的带宽使用体验。
3.2 方案拓扑图
3.3 铱星备份方案
3.3.1 铱星系统
铱系统由66颗卫星组成，拥有一个几何结构独一无二的低轨地球（LEO）卫星网，卫星星座布局确保地球上任何位置在任何时间至
少被一颗卫星覆盖，并据此提供全球通信（包括南北两极），铱系统是唯一可以实现在两极通讯的卫星通信系统。
是迄今覆盖网络最广、系统最庞大的卫星通信系统。
铱星系统在L频段（1616～1626.5MHz）上传送卫星语音和数据信号，而星际链路则使用Ka频段的频率。
3.3.2 铱星与VSAT优劣势
1）VSAT优劣势：
优势
（1）天线直径1米，KU波段传输，网络传输带宽大、速度快
（2）网络流量资费低，适合大量通讯使用
缺点：
（1）覆盖范围存在盲区，无法全球无缝覆盖
（2）存在雨衰及遮挡问题
2）铱星系统优劣势：
优势：
（1）全球无缝覆盖（包括南北极）
（2）波段传输，受雨衰及遮挡影响较小
缺点：
（1）网络传输带宽小、速度慢
（2）流量资费贵，无法大量使用
3.3.3 铱星备份方案说明
1、该卫星通讯通讯以赢海通VSAT系统为主网络通讯系统，铱星
系统作为备份使用；
2、在赢海通网络使用下，可以通过有线或无线网络使用邮件、网页、视频等；
3、当进入赢海通网络覆盖盲区或遮挡等故障，系统自动切换至铱星系统，并限制其他网络应用，只保留邮件、电话网络畅通；。