现代航海通信存在的问题及发展趋势的讨论

发表时间:2021/9/6   来源:《科学与技术》2021年第12期4月   作者:王垚
[导读] 当前时代背景下,航海通信是保障船舶安全航行和海上生命安全的重要手段,
       王垚       
       海警总队第六支队  青岛市 266000
       摘要:当前时代背景下,航海通信是保障船舶安全航行和海上生命安全的重要手段,因此这一技术具有较强的重要性。航海通信在经历过漫长的发展之后已经形成了比较完善的技术体系,但从实际应用过程中来看,现代航海通信仍然存在着一系列有待解决的问题,这些问题的存在对全球海运事业的发展和海上安全保障形成了一定的障碍,本文从现代航海通信存在的相关问题入手,探讨了现代海上通信的发展趋势,以期对实际的工作形成帮助。
       关键词:航海通信;问题;趋势
引言:在传统的航海通信过程中,所使用的技术是莫尔斯电报,这种方式较为落后,在进入20世纪80年代之后,GMDSS系统逐步取代传统的摩尔斯电报技术,成为航海通信的主流,然而在技术快速发展的背景下,相应的通信系统、通信设备和工艺的出现,再一次对航海通信形成了挑战,GMDSS系统逐渐显现出难以与现代航海需求相适应的缺陷,对于海上交通运输极为不利。
1 现代航海通信存在的问题
1.1通信费用高
       在现代航海通信过程中,GMDSS系统之下需要采用卫星进行船舶航行和海上安全的通信,而卫星通信的方式相较于常规通信途径,其资源存在着显著的稀缺性和有限性特征,同时卫星通信作为有源通信,在实现功能的过程中不但需要卫星向用户进行信息的发送,还需要用户向卫星进行信息发送,即双向通信的模式,在这种情况下,由于通信信道带宽的限制,因此用户的数量将在这个过程中被限制,为了解决这个问题,在具体通信阶段需要对整体的用户数量进行控制,以保障卫星通信功能的正常发挥。此外,卫星通信的设备造价成本、维护成本较高,这些因素共同作用下导致了现代航海通信存在着通信费用过高的问题。
1.2MF/VHF通信距离有限
       现代海上运输和救援过程中,相关的通信距离也对不同工作推进的及时性和有效性构成影响,而当前使用的地面通信技术普遍存在通信距离有限的问题,以VHF(甚高频)通信为例,该通信技术在日常的工作之中是作为水上移动电台的近距离通信工具,这一设备的输出功率在船载和岸台两个方向上具有一定的差异,船载甚高频通信设备的功率通常为25w和1w,而岸台甚高频通信设备的输出功率通常为50w左右。在工作方式方面,甚高频通信设备通常具有单工操作和双工操作两种,其中单工操作所指的是电信通路的每一方交替发射和接收信号,在实施通信的过程中,发射和接收信号均需使用同一个频率,这种情况下双方的信息发射和接收不能在同一时间进行。而双工操作所指的是在实际工作阶段,电系通路的双方均可以在同一时间之内进行信号的发送和接收,为了实现这一目的,在通信过程中相应的工作需要施用不同的频率来进行,这种方式之下可以确保双方能够完成同时的信息发送和接收。然而双工通信的方式只能在船舶与岸台之间的通信中才能实现。
       从通信距离的角度上来看,甚高频通信距离是比较有限的,在理论上来看,甚高频通信的距离与其视距是相等的,造成这种现象的原因是由于甚高频电磁波无法克服地表弯曲的问题,然而在实践过程中,如果大气的湿度满足理论条件,则会在一定程度上增加甚高频通信的距离,形成这种现象的原因主要是由于大气摩擦会导致甚高频电磁波出现一定程度的弯曲传播,从而增加传播距离。根据以往的航海通信实践可以发现,甚高频通信的方式在海面的最大通信距离约为60海里左右,而最小通信距离约为5海里左右。从上述内容之中可以发现,甚高频通信在通信距离上的劣势是比较明显的。
2 现代航海通信技术的发展趋势分析
       随着计算机互联网技术的快速发展,传统的海上通信技术也将逐步被取代,当前的海洋通信领域呈现出全世界互联、海上通信业务持续增长、传统电信通信与计算机互联网技术逐步融合等一系列趋势,基于此,未来的航海通信将朝向如下几个方向发展:
2.1 航海通信的智能化趋势
       当前时代背景下的海洋通信与以往其他时期已经完全不同,传统的海洋通信之中,主要追求对信息的纯粹传递和交换,这种方式的产生与相应的时代环境、技术条件具有密切的关系,而当前的航海通信,不再是纯粹地为海洋运输服务,而是需要面向多元化的需求来进行相应工作的展开,因此对信息的存储、处理,并将相关信息进行合理使用是当前海洋通信工作之中的关键一环。这一信息传输和使用特征的存在将直接推动航海通信的智能化发展,在这种方式之下,将航海通信在海上网络之中引入的智能网功能实体,完成对海上呼叫的在智能控制。基于这种技术模式,相关的电信业务经营方在实际的业务提供过程中可以更加便捷、有效地进行新业务的提供,并让用户在进行航海通信的使用阶段,更为灵活和更有选择性地进行自身所需的信息的获取。

智能化的航海通信过程中也可以实施对数据库和信息业务控制节点的建立和集中,来对整体的航海通信业务管理与通信环境进行优化,增强用户的体验,同时,在智能化技术和互联网技术的广泛应用背景下,用户通信需求的多元化是海上通信运营商需要重点考量的问题之一,针对这一需求,相关单位需要通过对智能化技术和大数据技术的应用,对用户的通信需求进行准确把握,并在此基础上进行个性化的业务设计,从而达到一方面提升用户航海通信体验,另一方面增加运营效益的目的。
其次,除了上述特征,智能化通信技术的形成与应用还将促进数据格式和操作界面的进一步标准化改革。从当前的实际情况来看,GMDSS在实际运营过程中,其所涵盖的各个系统彼此之间具有着一定的独立性,同时不同系统所选择的设备也具有较大的差别,这种现象导致了整体系统之下通信的标准化程度不高,相关人员在实施航海通信的过程中所需要掌握的具体技术类型和知识量是比较庞杂的,同时由于当前船员整体素质参差不齐的现象,以及人员流动频繁的问题,进一步导致了航海通信工作的整体效率不高的问题,增加了误操作的概率,因此通过进行智能化和标准化的航海通信改革,将能够增强数据的集成和共享。
传统的航海通信过程中,相关通信单元的设计较为繁冗,无论是卫星通信还是地面通信,设计单元多的现象均比较突出,这种现象往往会带来比较严重的浪费,导致用户的功能需求无法得到充分的满足,因此未来的航海通信设计过程中,采用模块化设计的方式能够降低设计单元数量,增强设备终端的实用性。
最后,智能化的方向之中,操作进一步智能化将是必然的趋势。在当前的部分航海通信工作之中,相关工作人员往往需要较强的专业知识,这种现象所带来的的后果往往是操作过于复杂,难以对工作人员进行替代,且由于操作复杂,因此相关的工作之中比较容易出现误操作现象,通过进一步智能化改革,将相应的操作进行有效的简化,以此来提升航海通信的便捷性将是未来的主要方向之一。
2.2通信系统逐步融合
       海上智能网是在海上网络中引入的智能网功能实体,完成对海上呼叫的智能控制,该系统的形成将在以往的基础上增强海上通信系统的便捷性、经济性和智能化水平,用户也能够通过该系统来对所需要的信息进行有选择的获取,同时电信运营方也能够基于用户的具体需求来完成对业务的设计,提升海上通信的灵活性。该技术的形成基础在于计算机局域网与通信系统的进一步一体化,在当前的海上通信过程中,部分通信系统仍然没有全面地纳入到船舶自动化管理之中,并导致其无法在自动化管理阶段进行自身作用的充分发挥。目前社会背景下,信息获取的高速和低成本的特征仍然没有有效地得到体现,因此在未来通过加强对船舶通信系统的互联网,深化海上通信的互联网业务实践,并以此为海上通信提供更为快速与高效的通信方式仍然将是航海通信的重要发展方向。
       船岸一体化信息系统。在以往的实践过程中,我国的船舶管理主要是依托人工整理来完成,而随着计算机互联网技术的应用,在进行相应的信息管理,例如计划、报告和记录等均可以依靠计算机来进行完成,这种方式对船舶管理的效率具有较大的提升。在后续的发展过程中,随着船舶管理的需求越来越高,因此通过物联网技术的深度的应用,来取代传统的定期登轮检查等工作也将成为必然,在这一趋势之下,相关单位也需要进一步加强对船岸一体化信息系统的建立,依托现代通信和信息技术来实现对船舶的有效管理。
       
2.3 高通量卫星的进一步应用
       高通量为形象比喻传统的通信卫星在容量和单位带宽成本方面具有更强的竞争力,因此该技术在未来的海洋通信过程中将具有重要的地位。从实际情况来看,我国所发射的高通量卫星已经具有了一定的规模,该技术在特点上包括多点波束、频率复用、高波束增益等,在使用特征方面来看,高通量卫星在资费方面将相较于传统通信卫星更低,同时高通量卫星由于所使用的频率复用和多点波束等技术,将能够保证卫星通信过程中在相同频率资源下具有更高的通信容量。另一方面,高通量卫星在应用过程中所采用的主要是Ka波段,这一波段对终端设备天线面口径的要求较低,因此在是终端设备生产的过程中能够更为小巧,进一步增强了高通量卫星技术的应用范围。最后,高通量卫星由于其终端设备的小型化和轻量化特点,因此在进行接入和使用的过程中将具有更加灵活的优势。整体而言,高通量卫星在未来的海洋通信环境之下将具有广阔发展空间。
3 结束语
  综上所述,航海通信长期以来是经济社会发展的重要条件,通过有效的通信方式,将能够极大地增强海洋运输的安全性和稳定性,从而为全球经济的发展形成推动。目前互联网技术、高通量卫星通信技术等在海洋通信之中各自具有不可忽视的优势,在未来的航海通信之中,需要对这些技术进行充分的应用。

参考文献:
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