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分类:专科论文 原创主题:全球论文 发表时间: 2023-12-17

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国际海事卫星组织于1979年成立,承担着国际海事组织和国际民航组织在船舶、飞机的遇险安全通信任务,并通过各个国家自行建设的海事卫星关口站,为政府的国际搜救部门提供遇险和安全卫星通信.经过40年的发展,随着技术的不断演进,该卫星系统已经发展到了第五代,所提供的业务包括遇险安全和商用宽带卫星网络,全面为海、陆、空等移动用户提供卫星宽带通信和信息服务.今天海事卫星拥有并运营着全球庞大的卫星通信网络之一,运营着13颗同步轨道卫星,可以向南极、北极83°以内的区域提供电话、传真和宽带数据通信,为30多万台卫星终端提供网络服务和应用.

交通运输通信信息集团是交通运输部直属单位,简称CTTIC,1979年国务院授权代表中国参加国际海事卫星组织的签字方和投资者,也是目前被中国政府授权经营和管理中国境内国际海事卫星组织业务的唯一运营商.40年来,作为国际海事卫星组织在中国的运营商,CTTIC始终引领国内的移动卫星前沿通信技术,拥有国际海事卫星组织-A、B、C、M、Mini-M、M4/F、BGAN各类型标准地面关口站和海事卫星全球地面站并网运行,实现全球覆盖.目前已形成终端销售与集成、登记与入网管理、账务与结算、通信服务与售后支持等完整的服务体系,并分配国家1749电信号码资源,广泛应用于遇险搜救、灾害救助等公益责任和商业运营体系.

海事卫星发展历程

海事卫星是美国通信卫星总公司70年代中期研制成功的新型通信工具.它类似于国际通信卫星系统,位于赤道上空35800千米的同步轨道上,每颗卫星的覆盖区域比地球表面的1/3还大,所以在太平洋、印度洋、大西洋上空等间隔地配置三颗国际海事卫星,就基本上可以实现全球卫星通信.1976年,以美国通信卫星公司(COMSAT)为首的四家通信公司组成的美国海事卫星机构先后向世界三大洋上空发射了三颗海事卫星(MARISAT),同时又在美国的东西海岸分别建成一个地面站,并于同年7月开始向大西洋、太平洋海域提供海事卫星通信服务.为实现全球性海事卫星通信,美国和日本(KDD)签订合同,在日本的山口县建设一个使用印度洋卫星的地面站,即山口地面站(YAMAGUCHI).该站于1978年开始向印度洋海域的船舶提供海事卫星通信业务,接着美国的绍斯伯里(SOUTHBURY)和圣保拉(SANTAPAULA)地面站分别在大西洋和太平洋区投入运行,至此在世界上诞生了一个由三颗卫星,三座地面站及若干船站组成的全球性海事卫星通信系统,海上通信一举跨入了崭新的卫星通信时代.

1991年3月至1992年4月,国际海事卫星组织相继发射了4颗卫星,分别是大西洋东星、大西洋西星、印度洋星、太平洋星,构成了国际海事卫星组织-2海事卫星星群.国际海事卫星组织-2海事卫星为全球波束卫星.1996年4月至1997年6月,国际海事卫星组织又相继发射了4颗卫星,它们是印度洋星、大西洋东星、大西洋西星及太平洋星,构成了国际海事卫星组织-3海事卫星星群.IN-MARSAT-3卫星是国际海事卫星组织第一次采用点波束,并将点波束和全球波束结合在一起使用.2005年到2008年,国际海事卫星组织-4代星的三颗卫星相继发射,它们分别是亚太星—覆盖亚洲、太平洋,美洲星—覆盖南北美洲,欧非星—覆盖欧洲和非洲.与前几代卫星不同,国际海事卫星组织-4首次使用3颗卫星覆盖全球,它在功率、容量、适应性三个方面开创了移动卫星通信的新纪元.与上一代卫星国际海事卫星组织-3相比,每颗国际海事卫星组织-4卫星的容量大了20倍,同时采用了ITU 3GPP技术标准,可以堪称当时第一家覆盖全球的3G通信系统.2012年,第四颗国际海事卫星组织-4卫星发射成功,开始全面承担遇险和安全通信的职责.在四代星上有三种波束,第一种叫全球波束,一个卫星一个;第二种波束叫区域波束,共有19个;第三种叫窄点波束,共有193个.每个窄点波束的直径是800公里,这三种波束在通信过程中具有不同的作用,全球波束和区域波束主要用于信令信道,具体的通信承载信道全部位于窄点波束.

由于业务归属管理,中国的海事卫星系统由交通运输部负责管理和运行,国家关口站从1986年开始建设,和国际海事卫星组织-2卫星系统同步运行,至今已经建设到第四代海事卫星国家关口站,中国领海、领空、领土的所有海事卫星信号均在国家关口站落地,满足国家对于卫星通信的相关法规和政策.

第五代海事卫星Ka频段系统的发展背景

随着航海和航空技术的快速发展,信息化和智能化已经成为各行各法发展的方向和目标.无论是船舶还是飞机,都需要大容量的卫星通信以支撑其设备、系统、交互等现代信息化、智能化的大数据传输、处理需求.从第一代到第四代海事卫星系统,其卫星终端到卫星之间均使用是L波段频率,即1.4GHz—1.6GHz,该频段具备波长较长,穿透力强、损耗小、终端所需功率小、抗雨衰和雪衰等特性,也被称为黄金频段,适用于遇险和安全通信.但是随着卫星通信的发展,该频段的资源已经非常稀少,无法满足新一代卫星系统对高带宽的需求.而C频段、Ku频段系统的卫星系统经过多年的发展,其频率资源和空间轨位资源已经越来越紧张,甚至出现了在同一个轨位多个卫星叠加的局面,造成较严重的卫星临频干扰等问题,为实际卫星终端的应用带来较大的困难.

2008年开始,国际海事卫星组织开始启动第五代海事卫星系统的建设,并选择在卫星资源、轨道位置、频率资源等方面均有较大优势的Ka波段作为其宽带卫星系统的频率,并将其构建的提供全球覆盖和移动宽带服务的系统定义为Global Xpress,简称为GX系统.

第五代海事卫星GX系统的特点

星体技术特点.国际海事卫星组织-5卫星采用波音公司成熟的702HP卫星平台,每颗卫星有89个固定转发器和6个机动大容量机动转发器,额定功率15KW,设计使用寿命15年,单个转发器容量可达50Gbit/s.固定波速可提供最高速率为下行50Mbps,上行5Mbps的速率;机动波苏则可以提供下行100 Mbps,上行10 Mbps的速率.可支持天线口径在45-240cm之间的终端.并且具有按需分配容量和提供保障带宽业务的能力.

全球覆盖,提供统一、标准的全球网络服务.第五代海事卫星从2013年12月8日成功发射了第一课卫星,至今已经发射三颗,实现全球覆盖,并开始提供全球商用服务.为了给终端提供更大的容量,其第四颗卫星计划于2017年第一季度发射,定轨到117°.

终端发展情况.国际海事卫星组织 GX终端将涵盖海、陆、空三个领域,所有终端厂商需经过国际海事卫星组织严格认证.陆用终端目前已经有了如下产品.同时,终端厂商正在发展更加小型化的终端,并已经研制出了小型化平板天线.

船载终端是GX系统中较有特色的产品,由于KA频率的雨衰较大,而海洋气候较为多样,经常出现暴雨、浓雾等复杂天气,所以国际海事卫星组织将船载产品设计为KA频率和L频率捆绑的工作模式,通过一款专用硬件设备,将GX终端和第四代船载FBB终端级联,一旦KA信号遇到雨衰等情况,GX终端会自动切换到FBB终端,确保通信畅通.

海事卫星在融媒体全球化新闻报道的应用

任何一种传输手段都有各自的应用场景,目前新闻行业通常使用的卫星新闻采集车(SNG)或便携式卫星站(Flyaway),使用的是KU或者C波段的信号,在同一个卫星覆盖下完全能够满足新闻报道的需求,但是当在国外进行新闻报道时,由于跨洋区,超过一个卫星的覆盖范围,就需要协调多家卫星运营商提供卫星资源,一般至少2颗卫星才能满足需求.在实际工作中,不同的卫星运营商之间协调卫星资源协调会遇到各种各样的问题,给新闻直播带来各种隐患.海事卫星实现了一个卫星系统提供全球覆盖和统一的服务标准,解决了国际新闻报道需要协调多颗卫星资源的问题,同时该系统保障带宽服务也满足目前高清直播的需求,为国际新闻报道提供了最简单的一种工作模式,真正实现一台设备走遍天下.

融媒体新闻实时传送解决方案.在方案中,专用编码器针对BGAN卫星网络特点采用了优化的编码技术,可实现最佳的视频质量.经过测试,使用海事卫星视频直播的画面质量有了显著提升,并在图像连续性、锐利度、色彩饱和度等多个方面得到了明显改善,满足融媒体对视频播出的需求.目前,电视台、新华社、气象台、上海电视台、深圳广电集团、云南电视台等在各种应急新闻报道中均采用该系统做视频直播.

海事卫星信道倍增系统——高质量视频直播解决方案.该方案基于Open VPN和策略路由相结合的多信道捆绑通信系统的设计,实现在发端IP数据进行合理分流,收端IP数据进行合路的工作机制,实现了捆绑两台船载动中通后传输速率接近1Mbps,极大地提高了捆绑效率和数据传输的稳定性.通过全面的系统测试和出海测试,验证了该系统的稳定性和有效性,实现了高质量的视频直播,并满足多机位大型直播的需求.电视台2012年蛟龙号7000米深潜、2013年北海舰队远洋训练、2013年蛟龙南海科学考察等多个大型新闻直播报道,均采用了该方案.

结合SNG/Flayaway,提供完整解决方案.BGAN的车载终端作为SNG的补充手段,可满足在车辆运动中新闻素材的传送和电话联系.

大型活动报道中大规模双向通话的解决方案.该方案整合BGAN终端和IP语音网关及台内交换机,实现了电视台小号的延伸,非常便于活动现场的导播、技术和台内多方通话,满足现场大规模电话通信的需求.

作为SNG的补充和延伸,海事卫星系统以小型化、便携性及机动性等特点为融媒体解决了全天候的突发新闻报道需求.海事卫星终端的重量和天线尺寸已经比现在的KU天线尺寸要小,其全球化统一服务和带宽实现了融媒体在全球新闻报道的需求.

作者系交通运输通信信息集团卫星事业部副总经理

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