国际海事卫星通信系统介绍
船舶通信系统概述.doc
1 第 1章船舶通信系统概述第一节船舶通信系统基本概念船舶通信系统主要指GMDSS 系统，GMDSS 是全球海上遇险与安全系统（Global Maritime Distress and Safety System）的英文缩写。
GMDSS 是在现代无线电通信技术的基础上，为适应海上搜救与安全通信，满足海上通信的需要而建立起来的遇险和安全通信系统，该系统也满足船舶的常规通信业务。
多年来，船舶通信系统经过了多次的变革。
由于现代数字通信与导航技术的发展，包括卫星通信、卫星导航、大规模集成电路和微处理技术的发展，使新型的海上通信系统的建立不但必要而且也成为可能。
国际海事组织（ IMO ）于 1988 年 11 月在伦敦总部召开了会议，审议通过了对作为现行系统法律依据的《 1974 年国际海上人命安全公约》及《1979 年 SOLAS 议定书》的修正案，即SOLAS 公约 1988 年修正案。
修正案把 GMDSS 引入了公约，并在 SOLAS 公约中规定了 GMDSS自然生效的条款，使公约生效（即GMDSS 开始实施）的日期选定为1992 年 2 月 1 日（所谓“自然生效”即为若无三分之二以上的成员国或占世界船舶总吨位50%以上的船东对公约提出疑义，则在规定之日自然生效，无需再召开另一次会议做出决议）。
决议规定：为保障海上人命安全，改善海上遇险和安全无线电通信，与搜救协调组织相结合，建立一个采用最新通信技术的全球海上遇险和安全系统。
GMDSS 建立的主要目的是，当船舶遇险时能够向岸上的搜救协调中心（ RCC）发出报警，救助协调中心能立即协调搜救行动。
按照国际搜救公约有关规定，所有船舶有义务援助任何其他遇险的船舶。
在 GMDSS 实施前，当遇险船舶发出遇险报告之后，要等附近的其他船舶前来援助；这种依靠近距离船舶通信系统的方法，在航行船舶较rtep1 ahC船舶通信系统多的海区证明有效，但在航行船舶较少的海区却有某些不足之处；另外，在世界某些地区，岸上当局提供的援助也有局限性。
宽带海事卫星通信系统技术的基本特点及应用
宽带海事卫星通信系统技术的基本特点及应用
宽带海事卫星通信技术是一种基于卫星网络的高速数据传输技术，其主要特点包括以下几个方面：
1. 高速性：宽带海事卫星通信技术具有很高的传输速度，能够实现数百兆甚至更高速度的数据传输。
2. 全球覆盖：海事卫星通信技术通过卫星网络进行传输，具有全球覆盖的能力，不受地理位置的限制。
3. 可靠性：宽带海事卫星通信技术采用先进的通信协议和技术，数据传输具有高度的稳定性和可靠性。
4. 柔性配置：宽带海事卫星通信技术能够根据用户需求进行柔性配置，可以按照不同的通信要求进行优化。
1. 海上通信：宽带海事卫星通信技术能够为海上通信提供高速、稳定、全球覆盖的通信服务，包括船舶通信、钻井平台通信、港口通信、船舶管理等。
2. 海上油气勘探：海上油气勘探需要对海洋环境进行实时监测和数据传输，宽带海事卫星通信技术能够实现高速、稳定的数据传输，为油气勘探提供有力支撑。
3. 海上应急救援：海上发生意外事件时，宽带海事卫星通信技术能够为救援行动提供全球覆盖、高速稳定的通信服务，保障救援行动的顺利进行。
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。
第四代海事卫星系统技术特点_邹洁
各 代 海丰 卫军 的 技 术 特 性
第二代 星
第三代星
启动时间 全球服务时间
199 0年 1992年
1996年 1998年
卫星数量 预计服务截止日期
4 2010 年
5 2010 一20 14年
第 四代星 2005 年 2009 年 3
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5
波束
l个全球波束 I个全球波束 1个全球 波束
在航 空领域 , 海事卫星 主要应 用于民用航空飞行器 的 安全应 急和调 度指 挥 特 别是航 空器 跨洋飞行 时, 由于大 部分地区高频和甚 高频通信无法覆盖时, 通 过北京海事卫
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第四代国际海事卫星 及正在建设 中的北 京关 口站 .是
因此 在 国际上 , 北 京海事卫星地 面站 是国际 海事组 织 5IM O ) 强制 规定 的全 球 海上 遇险 和安 全 系统 的重要 组 成部分 "
完善我国海上遇 险安全体系不可缺少的系统 "能够使船 舶 遇 险安全 通信 更为直接 搜救 部门得到的信 息更加全面 . 从而能够有效地提高海上船 舶航行的安全保 障能力 ".
卫星通信概述
分 组 域 模 式
电 路 域 模 式
用户设备 无线接入网 核心网
核心网
GEO卫星移动通信系统
BGAN空中接口
◆ BGAN使用Inmarsat专用的空中接口IAI-2提供同样的UMTS业务。
非接入层
适配层
接 入
承载信道链接层
层 承载信道控制层
物理层
BANG空口协议栈
负责移动性管理、呼叫控制、短消息SMS以及GPRS会话管理等功能
◆ BGAN具有全球无缝隙的宽带网络接入、移动实时视频直播、 兼容3G等多 种通信能力，它的出现给海事、航空以及陆地偏远地区移动信息化带来革 命性的变化!
GEO卫星移动通信系统
INMARSAT-4 BGAN系统
◆星座设计 INMARSAT-4于2005年至2008年8月期间发射，共三颗，容量是第三代的60倍， 通信业务量绝大部分是作为IP分组交换数据进行传输，扩展了INMARSAT网 络，提供增强的数字移动通信的能力，同时也支持传统的电路交换的服务， 具有1个全球波束，19个区域波束，228个窄带点波束。
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PT GT
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传输损耗
自由空间损耗 馈线损耗 天线未对准损耗（一般用统计数据来估计） 大气层和离子层损耗 法拉第旋转 雨衰（对比较高的频率有很大的影响）
自由空间传播损耗
卫星通信基础
四、卫星链路设计
载波噪声比
(C N )u EIRP Lpu Lmu Gu 10lg(Tu Bk) dB
船舶通信系统概述
1船舶通信系统概述第一节 船舶通信系统基本概念船舶通信系统主要指GMDSS 系统， GMDSS 是全球海上遇险与安全系统 （Global Maritime Distress and Safety System）的英文缩写。
GMDSS 是在现代无线电通信技术的基础上，为适应 海上搜救与安全通信， 满足海上通信的需要而建立起来的遇险和安全通信系统， 该系统也满足 船舶的常规通信业务。
多年来，船舶通信系统经过了多次的变革。
由于现代数字通信与导航技术的发展，包括卫 星通信、卫星导航、大规模集成电路和微处理技术的发展，使新型的海上通信系统的建立不但 必要而且也成为可能。
国际海事组织（IMO）于 1988年 11 月在伦敦总部召开了会议，审议通过了对作为现行系 统法律依据的《1974 年国际海上人命安全公约》及《1979 年 SOLAS 议定书》的修正案，即 SOLAS公约1988年修正案。
修正案把GMDSS引入了公约， 并在SOLAS公约中规定了GMDSS 自然生效的条款，使公约生效（即 GMDSS 开始实施）的日期选定为 1992 年 2 月 1 日（所谓 “自然生效”即为若无三分之二以上的成员国或占世界船舶总吨位 50%以上的船东对公约提 出疑义，则在规定之日自然生效，无需再召开另一次会议做出决议）。
决议规定：为保障海上 人命安全，改善海上遇险和安全无线电通信，与搜救协调组织相结合，建立一个采用最新通信 技术的全球海上遇险和安全系统。
GMDSS 建立的主要目的是，当船舶遇险时能够向岸上的搜 救协调中心（RCC）发出报警，救助协调中心能立即协调搜救行动。
按照国际搜救公约有关 规定，所有船舶有义务援助任何其他遇险的船舶。
在GMDSS 实施前，当遇险船舶发出遇险报 告之后，要等附近的其他船舶前来援助；这种依靠近距离船舶通信系统的方法，在航行船舶较船舶通信系统 2 1C h a p t e r 多的海区证明有效，但在航行船舶较少的海区却有某些不足之处；另外，在世界某些地区，岸 上当局提供的援助也有局限性。
全球海上遇险和安全系统简介
全球海上遇险和安全系统简介
为了保障海上航行安全，国际海事组织（IMO）提出的全球海上遇险和安全系统（GMDSS），已从1992年2月1日全面实施。
现简要介绍如下：
一、GMDSS的组成和功能
GMDSS由海事卫星通信系统、低极轨道卫星搜救分系统、地面通信分系统、海上安全信息播发分系统、陆上搜救通信分系统组成。
具有以下通信功能：
1、遇险报警：向能提供协调援助的单位迅速成功地报告遇难事件，这类单位可以是救助协调中心（RCC）或在事故地点附近的船舶。
遇险报警。
应指出遇难船舶的识别、地理位置以及事故的性质和其他可能有利于救助行动的信息。
遇险报警有船到岸、船到船和岸到船3个方向，通常以卫星和地面两种方式传送。
2、搜救协调通信：指在继续遇险报警之后，协调参加搜救行动的飞机和船舶所必要的通信，包括RCC和遇险事件海区任何“现场指挥者（OSC）”或“海面搜寻协调人（CSS）”之间的通信。
这类通信经常使用无线电话和直接印字电报进行。
3、现场通信；是遇险船与现场救助单位之间的通信联系，通常使用无线电话或直接印字电报，在中频或甚高频指定用于遇险和安全通信的频率上通信。
4、定位信号：是寻找遇险船舶/飞机或其救生艇（筏）或幸存者的信号，由遇险船只和它的幸存者用9GHZ的搜救雷达应答器完成，当搜救单位的9GHZ雷达收到搜救雷达应答器的询问信号，就显示出遇险船只和幸存者的位置。
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GMDSS
GMDSS第一章、G MDSS的基本概念GMDSS(Global Maritime Distress and Safety System)的缩写，及全球海上遇险及安全系统，它是一个服从于《1979年国际海上搜救公约》的全球性通信网，是国际海事组织（IMO）为建立有效的搜救程序，并进一步完善海上通信手段而构建的一整套综合通信系统，其基本目的是为了最大限度地保障海上人命和财产的安全。
IMO:International Maritime Organization一、 GMDSS的功能和作用GMDSS系统的基本作用是船舶遇险时能迅速有效地报警，岸上的搜救机构和遇险船附近的其他船舶能够立即获得遇险船的报警信息，并保证在最短时间内进行协调救助，从而加大搜救的成功率；系统还提供紧急、安全通信和播发海上安全信息，以保证船舶的航行安全；同时系统还满足传播常规业务通信的要求。
具体来说，GMDSS系统有以下7方面功能。
1.遇险报警（基本功能）立即有效向岸基救助协调中心（RCC）和附近其他船舶发送遇险信息，包括遇险船识别、船位、时间、遇险性质及其它。
船对岸、船对船、岸对船三个方向RCC: Rescue Co-ordination Centre2.搜救协调通信接收到遇险报警后，RCC与遇险船、参与救助的船舶、飞机和其它有关搜救机构间的协调搜救通信3.现场通信遇险船、搜救船、飞机之间通信，多用MF/VHF频率4.寻位指救助船、飞机发现并找到遇险船舶、救生艇或幸存者。
EPIRB/SART.EPIRB：Emergency position indicating radiobeaconsSART：Search And Rescue Radar Transponder5.海上安全信息（MSI）的播发和接收为保证航行安全，系统发布航行警告、气象警告和预报及其它海上紧急安全信息，通过NAVTEX，Inmarsat的EGC系统，MF（HF）NBDP方式播发，船台接收并打印。
海事卫星入门二
Inmarsat（M）的终端标准
• INMARSAT-M系统 • 1993年开发出来的，是B型站的简化型，通信标准 略低于B系统，只提供6.4kbit/s语音编码速率的电话、 2.4kbit/s三类传真和2.4kbit/s数据通信，它体积小， 重量为15kg左右，有海事和陆用两种类型。 • INMARSAT Mini-M • 是一种更小型的M站，1996年底才推向市场，是全 新概念的卫星终端，使用INMARSAT第三代卫星的点 波束，是一个全天候、全球覆盖的移动通信终端， 可提供4.8kbit/s语音编码速率的电话、2.4kbit/s传真 和数据。 • 主要功能：•
• •
Inmarsat（A、B）的终端标准
• INMARSAT-A • INMARSAT-A是1976年启用的第一个系统，采用模拟 FM通信制式，信道带宽50kHz，能提供语音、传真、 高速数据(56kbit/s或64kbit/s)、电传等服务。 • INMARSAT-B、M和Mini-M • INMARSAT-B系统是INMARSAT-A的数字式替代产品， 它提供所有与INMARSAT-A相同但有所增强的服务， 可以提供16kbit/s语音编码速率的电话、9.6kbit/s的 数据以及2.4kbit/s的音频数据、64kbit/s高速数据和 50Baud的电传等业务。采用全数字化设计，
Inmarsat的发展历程
Inmarsat的系统组成
• INMARSAT系统主要由空间段卫星、网络操 作控制中心、网路协调站、岸站和船站和 用户终端组成；
Inmarsat的系统组成
• • （1）空间段 INMARSAT系统采用了4颗第三代卫星和5颗备用卫星，INMARSAT的卫星按四大洋区分布，分 别是大西洋东区(AOR-E)、大西洋西区(AOR-W)、太平洋区(POR)和印度洋区(IOR)。在每个洋区 上均有一颗第三代卫星，另有一颗第三代卫星备用，还有四颗第二代卫星由于容量相对较小， 已转为备用。 （2）网络操作控制中心(OOC) 网络操作控制中心位于英国伦敦总部的大楼内，它的任务是监视、协调和控制INMARSAT网络 中所有卫星的工作运行情况。 （3）网路协调站(NCS) 每个洋区分别有一个岸站兼作网路协调站，该站作为接线员对本洋区的船站与岸站之间的电 话和电传信道进行分配、控制和监视。 （4）岸站(CES) 岸站是设在海岸边上的地球站，基本作用是经由卫星与船站进行通信，并为船站提供国内或 国际网络的接口。岸站是双频工作方式(L和C波段)，C波段用于语音，L波段用于数据。 （5）船站(SES) 船站是设在船上的地球站，是系统中的终端系统，用户可通过所选的卫星和地面站与对方进 行双向通信。使用L波段。
宽带海事卫星通信系统研究
宽带海事卫星通信系统研究航海运输行业的发展，能够为贸易工作和国际交流提供便捷，同时有助于拉动我国经济水平的提升。
航海运输会面临较多的风险因素，尤其是海上环境变幻莫测，容易导致危险事故的发生，威胁人们的生命财产安全。
只有对多种航海数据进行全面分析，明确船舶的航行状况，才能够做好充足的准备工作，防止海事风险的发生。
随着技术水平的提升，宽带海事卫星通信系统逐步得到应用，可以充分发挥高通量宽带卫星和地面网络系统的作用，为海航运输提供可靠的保障。
通过有效的互联网接入，可以满足工作中的个性化与多元化需求。
相较于其他技术而言，该技术在抗干扰性能和稳定性等方面都具有明显的优势，在应用中应该掌握技术要点，制定切实可行的技术方案。
1 宽带海事卫星通信系统概述1.1 基本构成海事VSAT和第五代海事卫星宽带通信系统FX，是当前宽带海事卫星通信系统的基本类型，在提供通信服务时具有全天候、全球性和稳定性等特点，能够对大西洋、太平洋和印度洋等实现全面覆盖，在海陆空的安全通信和日常通信中应用较多[1]。
空间卫星在Ka频段运行，包括可旋转高容量荷载和全球荷载，能够通过多个信道和点波束增强系统运行性能，促进通信能力的提升。
为了能够有效应对极端天气的影响，关口站数量通常设置为两个。
同时在收发及处理信号时借助于移动终端实现，满足互联网访问和视频传输的需求。
1.2 系统特点Ka波段通信是宽带海事卫星通信系统的基本特点，能够保障良好通信宽带，上传5Mbps和下载50Mbps大大提高了传输速率。
A、B、M、F终端、第四代卫星FB终端和第五代卫星GX等，是当前移动终端的基本类型，尤其是第五代海事卫星通信系统的应用，使得宽带优势得到体现[2]。
2 宽带海事卫星通信系统的优势与技术特点2.1 系统优势Ka波段的应用，是宽带海事卫星通信系统的基本特点，大大扩大了覆盖范围，宽带速率达到了上行5Mbps和下行50Mbps，满足用户终端的需求。
尤其是卫星波束的不同，满足终端在不同场景下的使用需求，通过流畅的切换提高通信质量。
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文档 国际海事卫星通信系统介绍
米波通信技术 二零零九年十一月 文档 目 录 1 系统概述 ....................................................................................................................................... 1 1.1 INMARSAT发展背景 ....................................................................................................... 1 1.2 INMARSAT在卫星通信领域的重要性 ............................................................................ 1 1.3 INMARSAT的应用 ........................................................................................................... 2 1.4 INMARSAT通信体制和技术参数 .................................................................................... 2 1.4.1 通信体制 ................................................................................................................. 2 1.4.2 频率围 ..................................................................................................................... 2 1.4.3 调制方式 ................................................................................................................. 3 1.4.4 编码方式 ................................................................................................................. 3 2 INMARSAT系统的构成 .............................................................................................................. 3 2.1 空间段 ................................................................................................................................ 3 2.2 地面段 ................................................................................................................................ 6 2.2.1 卫星控制中心（SCC） .......................................................................................... 6 2.2.2 网络控制中心（NCC） ......................................................................................... 6 2.2.3跟踪遥测指控站（TT&C） ................................................................................... 6 2.2.4 网络协调站（NCS） ............................................................................................. 6 2.2.5 地面关口站（LES） .............................................................................................. 6 3 INMARSAT系统的移动终端 ...................................................................................................... 7 3.1 INMARSAT-B ..................................................................................................................... 8 3.2 INMARSAT-C ..................................................................................................................... 8 3.3 INMARSAT-M .................................................................................................................... 9 3.4 INMARSAT Mini-M系统 ................................................................................................ 10 3.5 INMARSAT-Aero ............................................................................................................. 10 3.6 INMARSAT-F ................................................................................................................... 11 3.7 BGAN终端 ...................................................................................................................... 12 3.8 ISATPHONE终端 ............................................................................................................ 13 文档 1 系统概述 1.1 INMARSAT发展背景 国际海事卫星通信系统简称INMARSAT，于1979年7月16日正式成立，成员国由当时的28个已发展到目前的近百个，INMARSAT总部设在伦敦，主要负责操作、管理、经营INMARSAT系统的政府间合作机构。现已成为世界上唯一为海、陆、空用户提供全球移动卫星公众通信和遇险安全通信业务的国际组织。 INMARSAT卫星通信最初只提供海上通信业务，它向广大的海上用户提供遇险呼叫、紧急安全通信、、用户电报、传真、各种数据传输、无线电导航等二十余种通信业务。1982年开始提供全球海事卫星通信服务。随着新技术的开发，1985年10月，INMARSAT大会通过了INMARSAT公约和业务协定的修正案，决定把航空通信纳入业务之。1989年又决定把业务从海事通信发展到航空、陆地移动通信领域，并于1990年开始提供全球性卫星航空移动通信业务。 为了适应海事通信事业和通信网络发展的需要，国际海事卫星组织于1993年正式改名为国际移动卫星通信组织，1999年改制为股份制公司，2005年初成功上市，至今运转良好，是全球移动卫星通信业务的主要提供者，在世界移动卫星通信领域占有极其重要的地位。
1.2 INMARSAT在卫星通信领域的重要性 INMARSAT系统是全球唯一同时承担卫星移动通信和遇险安全通信的卫星通信系统； INMARSAT系统成立时间早、占有市场份额大、运营良好、终端类型多、业务种类全面； INMARSAT系统最初由各国政府投资组建，影响广泛； INMARSAT系统通信体制成熟，卫星先进，地面站遍布全球; 各国军方都将INMARSAT卫星通信系统作为军用通信系统的重要组成部分。 文档 1.3 INMARSAT的应用 INMARSAT海事卫星通信系统提供海事、航空、陆地移动卫星通信和信息服务，包括、传真、低速数据、高速数据及IP数据等多种业务类型，其应用遍布海上作业、矿物开采、救灾抢险、野外旅游、军事应用等各个领域。 1999年中国驻南斯拉夫大使馆被炸时，驻南使馆的记者正是通过海事卫星，把这个消息传到新华社；科索沃战争也采用了Inmarsat设备为主要通讯设备。 2003年伊拉克战争期间中央电视台赴前线记者发送回国的语音和图像等战地报道也是通过了海事卫星通信系统。 2006年印尼海啸后，我们国家派出的地震救援队带去的通信设备也是海事卫星。 2008年春节南方的抗雪救灾，地面通信大面积出现故障，很多现场指挥就是用海事卫星。 2008年5月汶川大地震用于救灾的终端总量接近2000台。
1.4 INMARSAT通信体制和技术参数 1.4.1 通信体制 系统采用了FDMA/TDM/TDMA/SDMA/SCPC等通信体制。 1.4.2 频率围 馈线链路（卫星与地面站之间）： C频段 上行 6424.0~6575.0MHz 下行 3550.0~3700.0MHz 用户链路（卫星与用户终端之间）： L频段 上行 1626.5~1660.5MHz 下行 1525.0~1559.0MHz