[科普中國]-海事衛(wèi)星系統(tǒng)

海事衛(wèi)星使用了DAMA系統(tǒng)。它利用了有限的34MHz帶寬頻率資源，為全世界提供了將近15萬只通信終端的服務(wù)業(yè)務(wù)。海事衛(wèi)星的數(shù)據(jù)通信協(xié)議是經(jīng)過了多方面的論證，考證設(shè)計(jì)而成。在九十年代初投入使用。經(jīng)過將近十五年的使用考驗(yàn)，證明它是一個穩(wěn)定、可靠的衛(wèi)星通信系統(tǒng)。它也是唯一的一個成功的商用DAMA同步衛(wèi)星通信系統(tǒng)。

海事衛(wèi)星通信系統(tǒng)國際海事衛(wèi)星組織（Inmarsat，Intemational Mantime Satellite Organization）是一個提供全球范圍內(nèi)移動通信的政府間合作的組織，成立于1979年，中國是創(chuàng)始成員國之一，其作用是通過衛(wèi)星為在世界各地航行的船舶提供全球通信服務(wù)。由于Inmarsat已經(jīng)將通信服務(wù)范圍擴(kuò)大到陸地移動車輛以及空中的飛機(jī)，故于1994年將其改名為國際移動衛(wèi)星組織，其縮寫仍為“Inmarsat”。全球使用該系統(tǒng)的國家已超過160個，用戶數(shù)從初期的900多個海上用戶已發(fā)展到今天包括海洋、陸地和航空在內(nèi)的29萬多個用戶，Inmarsat為交通運(yùn)輸、野外探險、海上安全航行和遇險搜救提供了可靠的衛(wèi)星移動通信保障。

按照不同系列的衛(wèi)星發(fā)展劃分階段，Inmarsal系統(tǒng)迄今為止已經(jīng)發(fā)展到第4代。第1代Inmarsat系統(tǒng)主要通過租用衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)，其中包括美國通信衛(wèi)星公司的3顆衛(wèi)星上的部分轉(zhuǎn)發(fā)器、歐洲宇航局的2顆衛(wèi)星和國際通信衛(wèi)星組織第5代衛(wèi)星上的海事通信轉(zhuǎn)發(fā)器。這些衛(wèi)星和轉(zhuǎn)發(fā)器分布在三大洋上空，從1982年起使用。第2代Inmarsat系統(tǒng)于1990年投入使用，該系統(tǒng)具有獨(dú)立的空間段衛(wèi)星資源，共有4顆衛(wèi)星，采用全球波束覆蓋。第2代Inmarsat系統(tǒng)的容量為第1代Inmarsai系統(tǒng)最大容量的2.5倍。第3代Inmarsat系統(tǒng)于1996年投入使用，共有5顆衛(wèi)星，其容量是第2代Inrnarsat系統(tǒng)的8倍，每顆衛(wèi)星在全球波束的基礎(chǔ)上增加了7個L頻段寬點(diǎn)波束。第4代Inmarsat系統(tǒng)共有3顆衛(wèi)星，于2008年完成全部發(fā)射。該系統(tǒng)突出的特點(diǎn)是星上裝有一個20m口徑的相控陣多波束可展開天線，有1個全球波束、19個寬點(diǎn)波束和228個窄點(diǎn)波束，其中全球波束用于信令和一般數(shù)據(jù)傳輸，寬點(diǎn)波束用于支持以前的業(yè)務(wù)，窄點(diǎn)波束用于實(shí)現(xiàn)新的寬帶業(yè)務(wù)。衛(wèi)星EJRP值高達(dá)67dBW（點(diǎn)波束），支持手持終端，可為用戶提供符合寬帶全球區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（BGAN，Broadband Global Area Network）規(guī)范的寬帶業(yè)務(wù)。

在Inmarsat系統(tǒng)發(fā)展過程中，先后推出了Inmarsat -A、B/M、Mini -M、M4、F以及BCAN等不同類型的通信終端，以滿足不同用戶的通信需求。Inmarsat于1982年開始提供全球通信服務(wù)，最初主要提供A標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)，支持模擬話音、傳真、電傳和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。1991年又推出了數(shù)字化系統(tǒng)-C標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)，主要提供電傳、低速數(shù)據(jù)和增強(qiáng)性群呼等業(yè)務(wù)。1993年先后推出數(shù)字化通信系統(tǒng)-B/M系統(tǒng)。B系統(tǒng)是A系統(tǒng)的數(shù)字制式，提供的業(yè)務(wù)與A系統(tǒng)相同，目前B系統(tǒng)已經(jīng)取代了A系統(tǒng)。M系統(tǒng)的主要目的是為了填補(bǔ)標(biāo)準(zhǔn)A（或B）和標(biāo)準(zhǔn)c之間的空隙，使用小型天線能夠提供低速話音、數(shù)據(jù)和傳真等業(yè)務(wù)。為了充分利用Inmarsat -3衛(wèi)星的點(diǎn)波束能力，Inmarsat研制了新一代的Mini -M系統(tǒng)，系統(tǒng)功能和提供的業(yè)務(wù)種類與標(biāo)準(zhǔn)的M系統(tǒng)一樣。由于采用了Inmarsat第3代衛(wèi)星的點(diǎn)波束技術(shù)，因此地面終端的功率和體積更小，設(shè)備價格和通信費(fèi)用更低。在Mini -M系統(tǒng)之后，Inmarsat又推出了移動衛(wèi)星多媒體產(chǎn)品——Inmarsat M4、Inmarsat Fleet。Inmarsat M4是在Mini-M基礎(chǔ)上增加了多媒體業(yè)務(wù)功能，可以提供速率高達(dá)64kb/s的基于ISDN的高速業(yè)務(wù)。Inmarsat Fleet系統(tǒng)在兼容原有B系統(tǒng)的基礎(chǔ)上支持移動包交換數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，而且終端天線體積小、設(shè)備質(zhì)量輕，通信資費(fèi)相對低廉。繼A、C、B、M、Mini -M、Inmarsat Fleet系統(tǒng)后，Inmarsat基于Inmarsat -4衛(wèi)星又推出了技術(shù)上更先進(jìn)的全球?qū)拵到y(tǒng)——BGAN（ Broadband Clobal Area Network）。1

系統(tǒng)組成Inmarsat系統(tǒng)由Inmarsat通信系統(tǒng)空間段、地面段和衛(wèi)星移動通信終端組成。

空間段Inrnarsat系統(tǒng)空間段由4顆工作衛(wèi)星和在軌道上隨時啟用的5顆備用衛(wèi)星組成，每顆衛(wèi)星位于靜止軌道上，含有點(diǎn)波束模式和全球覆蓋模式。點(diǎn)波束模式將衛(wèi)星發(fā)射功率集中在一些航運(yùn)密集、通信業(yè)務(wù)繁忙的地區(qū)，以便為這一地區(qū)提供更多的通信線路，并可進(jìn)一步減小移動站的體積。全球覆蓋模式除了給航運(yùn)密集的地區(qū)提供足夠的能量、保證其正常通信外，也兼顧航運(yùn)稀疏、過往船舶較少的地區(qū)，使得航行于世界任何地區(qū)的船舶都能利用衛(wèi)星進(jìn)行通信。所有Inmarsat衛(wèi)星均受控于英國倫敦Inmarsat總部的衛(wèi)星控制中心（SCC），以保證Inmarsat衛(wèi)星的正常運(yùn)行。衛(wèi)星控制中心接收從全球測控站（TT&C）發(fā)來的數(shù)據(jù)，這些測控站直接與衛(wèi)星保持聯(lián)系。同時，這些測控站在必要時可以替代衛(wèi)星控制中心控制衛(wèi)星，起到備用的作用。Inmarsat系統(tǒng)的4顆工作衛(wèi)星覆蓋全球4個洋區(qū)：大西洋西區(qū)（ AOR - WEST）54°W、大西洋東區(qū)（AOR - EAST） 15.5°W、印度洋區(qū)（IOR）64.5°E、太平洋區(qū)（ POR） 178°E。

地面段在Inmarsat系統(tǒng)中，地面段由布滿全球的地球站（LES）、網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)站（NCS）和一個網(wǎng)絡(luò)操作中心（ NOC）組hli 地球站使用大尺寸天線和本洋區(qū)的衛(wèi)星同時處理多個移動站的通信業(yè)務(wù)。

Inmarsat系統(tǒng)中包含有多個通信系統(tǒng)，每個通信系統(tǒng)的業(yè)務(wù)有所不同，且每個通信系統(tǒng)都有各自的地球站網(wǎng)。對于每個系統(tǒng)，在每個洋區(qū)內(nèi)都有一個岸站（LES）兼作網(wǎng)站協(xié)調(diào)站（NCS），用于監(jiān)視和控制本洋區(qū)內(nèi)的通信業(yè)務(wù)。每個網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)站（ NCS）與該洋區(qū)的地球站、其他洋區(qū)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)站以及網(wǎng)絡(luò)操作中心（ NOC）進(jìn)行聯(lián)絡(luò)，將信息傳遞到整個Inniarsat系統(tǒng)。Inmarsat網(wǎng)絡(luò)操作中心（ NOC）負(fù)責(zé)對欄個Inmarsat通信系統(tǒng)的營運(yùn)和管理，它使用全球通信網(wǎng)絡(luò)與4個網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)站連接起來。網(wǎng)絡(luò)操作中心（ NOC）和網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)站（NCS）進(jìn)行信息交換，可以使網(wǎng)絡(luò)操作中心（NOC）對整個網(wǎng)絡(luò)的通信業(yè)務(wù)進(jìn)行監(jiān)視、協(xié)調(diào)和控制。

衛(wèi)星移動通信終端Inmarsat通信有幾種不同的移動通信系統(tǒng)，通過一系列終端向用戶提供不同服務(wù)。這些終端設(shè)備一般包括數(shù)字通信設(shè)備（ DCE）和數(shù)字終端設(shè)備（DTE）2部分。DCE在DTE和傳輸線路之間提供信號變換和編碼功能，并負(fù)責(zé)建立、保持和釋放線路的連接；DTE具有一定的數(shù)據(jù)處理能力和數(shù)據(jù)收發(fā)能力，是用戶的交互界面。1

海事衛(wèi)星系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)海事衛(wèi)星系統(tǒng)的特點(diǎn)是它的移動性。由于海事衛(wèi)星系統(tǒng)使用的L波段固有的特性，寬的天線波束使得L波段終端可以迅速地尋星和對星。在車載和船載終端情況下，該特性使得天線制造工藝簡化，成本低下。

傳統(tǒng)海事通信采用短波頻率，受電離層起伏和大氣干擾的嚴(yán)重影響，通信質(zhì)量和可靠性不高。

海事衛(wèi)星和船站間的上、下行線路采用傳播損耗和雨致衰減相當(dāng)小的L波段（上、下行為1.6/1.5吉赫），對通信十分有利。岸站和衛(wèi)星間的上、下行線路又采用微波C波段，便于與國際衛(wèi)星通信系統(tǒng)連接，實(shí)現(xiàn)全球范圍通信。船只遍布在遼闊的海域里，通信業(yè)務(wù)零星分散，所以海事衛(wèi)星通信使用按需分配通信方式。

由于海事衛(wèi)星使用的L頻段為俗稱的黃金頻段，雖然它的通信費(fèi)用昂貴，使許多用戶望而卻步。然而它的種種優(yōu)點(diǎn)，在移動衛(wèi)星通信中有著不可替代性。尤其是在突發(fā)事件應(yīng)用中，保持行進(jìn)中的視頻圖像、數(shù)據(jù)通信，在扎營后快速地建立通信樞紐，海事衛(wèi)星系統(tǒng)在國內(nèi)外都是占著首要地位。

海事衛(wèi)星系統(tǒng)在突發(fā)事件中的應(yīng)用在突發(fā)事件中，例如恐怖活動、火災(zāi)現(xiàn)場、救災(zāi)搶險、新聞廣播，我們都需要實(shí)現(xiàn)在行進(jìn)中的視頻圖像及數(shù)據(jù)傳輸，在扎營后快速地建立通信樞紐。目前，全球有三個生產(chǎn)廠家可以提供海事衛(wèi)星終端，新加坡ADDVALUE公司、丹麥Thrane&Thrane公司、美國休斯公司均可提供不同種類的終端，完全可以滿足不同行業(yè)的不同需求。

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

李勇 - 副教授 - 西南大學(xué)