基于BGNA的多媒體信息傳輸在船舶上的應(yīng)用

摘要： 本文簡(jiǎn)述了第四代海事衛(wèi)星與BGAN系統(tǒng)，分析了BGAN系統(tǒng)及終端的特點(diǎn)。概述了基于BGAN的多媒體信息傳輸在船舶監(jiān)控及調(diào)度系統(tǒng)、船舶遠(yuǎn)程故障診斷及岸上支持系統(tǒng)、視頻會(huì)議系統(tǒng)、衛(wèi)星電視系統(tǒng)上的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：Inmarsat-4；BGAN ；船舶通信

BGAN –Based Multimedia Information Transmission in Ship

SU Yidan

(Guangzhou Maritime College，Guangzhou 510725)

Abstract: This paper describes the fourth-generation Inmarsat and BGAN system， analyzes the characteristics of BGAN system and terminals and introduces the application of the multimedia information transmission based on BGAN in scheduling system， ship and shore support for remote fault diagnosis system， video conferencing systems and satellite TV system.

Key words: The fourth-generation Inmarsat; Broadband Global Area Network (BGAN); Ship Communication

1前言

海事衛(wèi)星(Inmarsat)為船舶在海上運(yùn)行提供了必要的通訊保障，除廣泛用于電話、電報(bào)、電傳和數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)外，還兼有救援和導(dǎo)航業(yè)務(wù)。國(guó)際海事組織（IMO）也唯一選用海事衛(wèi)星作為全球海上遇險(xiǎn)與安全系統(tǒng)（GMDSS）的支撐平臺(tái)。隨著現(xiàn)代多媒體技術(shù)及3G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展與運(yùn)用，海事衛(wèi)星通訊如何接入Internet，如何快捷有效地傳輸多媒體信息，全球?qū)挻W(wǎng)絡(luò)BGAN系統(tǒng)（Broadband Global Area Network）實(shí)現(xiàn)了全球覆蓋， 為船舶的多媒體信息傳輸與運(yùn)用，特別是接入Internet提供了一個(gè)嶄新的技術(shù)平臺(tái)。

2海事衛(wèi)星與BGAN系統(tǒng)

國(guó)際海事衛(wèi)星組織（后改名國(guó)際移動(dòng)衛(wèi)星組織）始建于上世紀(jì)70年代，80年代初開始經(jīng)營(yíng)衛(wèi)星移動(dòng)業(yè)務(wù)，成為世界唯一為船舶管理救險(xiǎn)和安全提供服務(wù)的移動(dòng)衛(wèi)星組織。伴隨著信息通信技術(shù)的發(fā)展，海事衛(wèi)星從模擬通信，到第二、三代數(shù)字通信，直到3G技術(shù)的成熟完善，海事衛(wèi)星在2005年也推出了第四代系統(tǒng)Inmarsat－4即全球?qū)拵ЬW(wǎng)絡(luò)BGAN系統(tǒng)。該系統(tǒng)共有三顆衛(wèi)星，分別于2005年3月、11月及2008年8月發(fā)射。圖1顯示了其定位及覆蓋范圍。

BGAN系統(tǒng)由同步軌道通信衛(wèi)星、船站（SES）、岸站（CES）、網(wǎng)路協(xié)調(diào)控制站（NCS）、移動(dòng)終端（IMT）等組成。

3BGAN系統(tǒng)及終端設(shè)備的特點(diǎn)

3.1BGAN系統(tǒng)

相比前三代Inmarsat系統(tǒng)，BGAN具有移動(dòng)寬帶化特性，可提供各種基于IP的寬帶服務(wù)，符合WCDMA標(biāo)準(zhǔn)。一是滿足人們移動(dòng)多媒體需求，實(shí)現(xiàn)對(duì)全球任何地方發(fā)生的事件進(jìn)行時(shí)實(shí)的視視頻直播和遠(yuǎn)程參與，解決多點(diǎn)電視會(huì)議，數(shù)字視頻點(diǎn)播以及其他各種多媒體節(jié)目傳輸問題。二是滿足移動(dòng)辦公需求，BGAN可以作為虛擬辦公室，用戶無需固定辦公地辦公，隨時(shí)隨地的進(jìn)行業(yè)務(wù)聯(lián)系、信息共享、與客戶的商務(wù)和生產(chǎn)協(xié)調(diào)，高速互聯(lián)網(wǎng)以及企業(yè)專網(wǎng)接入，并實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程對(duì)企業(yè)活動(dòng)的管理。三是滿足人們移動(dòng)娛樂包括隨時(shí)的網(wǎng)絡(luò)游戲，廣告，節(jié)目點(diǎn)播，理財(cái)與咨詢等信息通信需求。因此，BGAN業(yè)務(wù)名稱為“海事衛(wèi)星新干線”。

3.2BGAN終端

有不同類型的小巧、輕便的衛(wèi)星終端設(shè)備，這些終端提供不同性能的選擇以適應(yīng)不同的運(yùn)行需求。標(biāo)準(zhǔn)終端極為輕便、牢固耐用，能夠在室內(nèi)、外使用并能承受惡劣的環(huán)境及極端的溫度。交通工具用系統(tǒng)由內(nèi)部架式安裝終端及跟蹤天線組成。最小的標(biāo)準(zhǔn)終端是為注重產(chǎn)品的便攜性個(gè)人用戶而設(shè)計(jì)的。較大的標(biāo)準(zhǔn)終端具有WLAN 功能，適合對(duì)帶寬有更高要求的用戶，以滿足其實(shí)用。

3.3BGAN系統(tǒng)及終端特點(diǎn)

·全球覆蓋BGAN 對(duì)全球絕大多數(shù)的陸地面積提供無縫隙網(wǎng)絡(luò)覆蓋，提供移動(dòng)寬帶服務(wù)。I-4F1亞太衛(wèi)星覆蓋了整個(gè)亞太地區(qū)，I-4F2歐非衛(wèi)星覆蓋了歐洲、非洲、中東地區(qū)，I-4F3美洲衛(wèi)星覆蓋了北、南美洲。

·使用簡(jiǎn)便BGAN 的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)約而且易于使用，設(shè)置和使用均不需要專業(yè)培訓(xùn)。由于實(shí)時(shí)跟蹤服務(wù)的使用和收費(fèi)，成本易于控制。BGAN所有終端的用戶界面都是標(biāo)準(zhǔn)的，直接與衛(wèi)星連接，不存在與當(dāng)?shù)赝ㄐ啪W(wǎng)兼容的問題。

·功能強(qiáng)大BGAN 支持最新的IP 服務(wù)以及傳統(tǒng)的電路交換語音和數(shù)據(jù)。IP傳輸速率高達(dá)492 kbps，支持標(biāo)準(zhǔn)的64 kbps ISDN。流媒體IP按需求確保數(shù)據(jù)傳輸速率高達(dá)384 kbps。

·輕巧便攜 BGAN 終端小巧輕便，標(biāo)準(zhǔn)終端能夠像筆記本電腦一樣方便攜帶。最小的重量不足1 kg，最大的也只有2.5 kg。在天氣條件極惡劣的戶外長(zhǎng)期安裝及工作使用簡(jiǎn)便。

·安全可靠Inmarsat 擁有為軍隊(duì)和政府客戶提供安全通信的豐富經(jīng)驗(yàn)。BGAN 能夠滿足這些嚴(yán)格的需求并支持所有主流VPN 產(chǎn)品和加密標(biāo)準(zhǔn)。 Inmarsat為保證海上安全服務(wù)，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行及控制方面的基礎(chǔ)設(shè)施具有很強(qiáng)的備份和冗余能力，可提供高于99.99% 的網(wǎng)絡(luò)可用率。服務(wù)商提供七天二十四小時(shí)全天候客戶支持。

4BGAN系統(tǒng)在船舶上的應(yīng)用

BGAN系統(tǒng)的啟用使得船舶與陸地、船舶與船舶之間進(jìn)行多媒體信息傳輸更加高效快捷，除了實(shí)時(shí)傳輸船舶動(dòng)態(tài)信息外還可在船上同步收看電視節(jié)目。方便的接入Internet，網(wǎng)上E-mail、QQ與在岸上沒有任何區(qū)別，再不是信息孤島。大大減少船員因長(zhǎng)期在船上工作而產(chǎn)生的 “隔絕于世”的感覺。

4.1船舶監(jiān)控及調(diào)度系統(tǒng)

船舶監(jiān)控服務(wù)器通過BGNA設(shè)備終端接入Internet網(wǎng)與陸地指揮調(diào)度中心進(jìn)行實(shí)時(shí)通信，負(fù)責(zé)向指揮調(diào)度中心傳輸船舶的位置、航速、航向、時(shí)間等GPS數(shù)據(jù)，接收指揮調(diào)度中心發(fā)送的指令。當(dāng)船上安裝了攝像頭可以把船上及附近海域的視頻直接傳回岸上監(jiān)控中心等。

指揮調(diào)度中心利用船舶監(jiān)控終端傳回的GPS數(shù)據(jù)，在電子地圖中實(shí)時(shí)顯示船舶的信息，隨時(shí)掌握船舶所在位置，如果出現(xiàn)險(xiǎn)情可以及時(shí)、準(zhǔn)確地進(jìn)行海上救助，并且能夠?yàn)榇疤峁?dǎo)航等服務(wù)，實(shí)現(xiàn)船舶信息化管理。

BGNA有專用的設(shè)備（Fleet Broadband）提供了一個(gè)整體解決方案。可是具體實(shí)現(xiàn)船只無縫連接的通信；船只管理管理和控制，改進(jìn)船貨運(yùn)營(yíng)效率；提供網(wǎng)絡(luò)/手機(jī)/網(wǎng)絡(luò)電話，有利于船員補(bǔ)充和維系；快速在線訪問關(guān)鍵的端口信息如天氣，海事部門、船級(jí)社、供應(yīng)商等。

4.2船舶遠(yuǎn)程故障診斷及岸上支持系統(tǒng)

船舶在海上航行象一座漂動(dòng)的孤島。船舶主、輔機(jī)及其他設(shè)備一旦出現(xiàn)故障，傳統(tǒng)的作法是船上人員自己搶修或等待救援。有了BGAN系統(tǒng)，可通過視頻直接獲得岸上的技術(shù)支持，借助專家本人或?qū)＜蚁到y(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程故障診斷及維修的專業(yè)指導(dǎo)。還可通過各類預(yù)置的傳感設(shè)備，及時(shí)采集關(guān)鍵設(shè)備的運(yùn)行情況，通過岸上支持系統(tǒng)，指導(dǎo)船上實(shí)施或直接遙控實(shí)現(xiàn)預(yù)防性維修，為船舶安全運(yùn)行提供可靠保障。

4.3視頻會(huì)議系統(tǒng)

為了解決野外衛(wèi)星通信過程中的數(shù)據(jù)和視頻的采集、處理、傳輸和顯示問題，BGNA專門研制SCT視頻終端（圖3所示）。視頻終端是一款攜帶方便、緊湊耐用、功能強(qiáng)大的視頻通信設(shè)備，解決了視頻采集、顯示、處理和傳輸問題，并能在野外條件下使用，高度集成化配合專業(yè)的通信軟件，使其成為應(yīng)急通信、現(xiàn)場(chǎng)指揮通信的首選設(shè)備。

該終端具有多種接口，滿足數(shù)據(jù)和視頻通信專業(yè)化應(yīng)用要求；采用專用通信編碼協(xié)議和信道優(yōu)化技術(shù)，可通過衛(wèi)星信道傳輸大數(shù)據(jù)文件和實(shí)時(shí)圖像；采用windows操作系統(tǒng)，可自主按照應(yīng)用軟件，操作系統(tǒng)可以一鍵恢復(fù)；使用專用通信軟件，可實(shí)現(xiàn)即時(shí)通信和文件在線壓縮和斷點(diǎn)續(xù)傳可進(jìn)行H.323協(xié)議視頻會(huì)議；可錄制本地圖像，存儲(chǔ)后轉(zhuǎn)發(fā)；有內(nèi)置音視頻設(shè)備，也可以外接音頻和圖像輸入輸出設(shè)備。借助該終端，可方便的實(shí)現(xiàn)在船船之間、船岸之間“面對(duì)面”的開會(huì)了。

4.4衛(wèi)星電視系統(tǒng)

BGAN終端設(shè)備SAILOR衛(wèi)星電視系統(tǒng)（圖4所示）是專門為航海需求而設(shè)計(jì)，通過特制的衛(wèi)星電視天線，無論何時(shí)何地都能可靠地接受衛(wèi)星電視信號(hào)。先進(jìn)的技術(shù)；多路徑跟蹤；快速識(shí)別衛(wèi)星；更大的俯仰角度都是為了確保信號(hào)穩(wěn)定，就算在遠(yuǎn)航途中的海浪區(qū)，甚至在極地也照樣工作。當(dāng)時(shí)惡劣天氣暫時(shí)丟失信號(hào)或鎖死，系統(tǒng)軟硬件將快速自動(dòng)重新鎖定衛(wèi)星。由于每顆衛(wèi)星的覆蓋范圍有限，要切換衛(wèi)星，只需要按下控制單元按鈕，即可進(jìn)入新的衛(wèi)星覆蓋區(qū)，無需去甲板手動(dòng)調(diào)整。SAILOR衛(wèi)星電視系統(tǒng)與所有主要的衛(wèi)星節(jié)目提供商兼容，可預(yù)設(shè)衛(wèi)星位置并可在需要時(shí)進(jìn)行修改。

5結(jié)語

BGAN系統(tǒng)及專用終端設(shè)備為Inmarsat的利用注入了新機(jī)，也使船舶通信系統(tǒng)升級(jí)換代，特別是多媒體信息的高效可靠的傳輸，接入Internet便捷順利，可以預(yù)計(jì)，隨著社會(huì)發(fā)展和科技進(jìn)步，Inmarsat-BGAN將與時(shí)俱進(jìn)，我們期待著船舶“信息島”的建設(shè)再次飛躍。

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