海岸電臺(tái)DSC通信系統(tǒng)功能分析

陳澤忠+李鈺庚

摘 要：海岸電臺(tái)肩負(fù)著海上航行船舶遇險(xiǎn)搜救通信、航行警告、海上氣象報(bào)告、船舶運(yùn)輸生產(chǎn)調(diào)度及船岸之間的日常公眾通信等任務(wù)，在國(guó)際和國(guó)內(nèi)航海安全通信中發(fā)揮著重要的作用。其中，船舶遇險(xiǎn)搜救通信是海岸電臺(tái)最重要的一項(xiàng)職責(zé)，而DSC通信系統(tǒng)的主要功能就是為船舶遇險(xiǎn)搜救提供必要的通信服務(wù)。文章對(duì)海岸電臺(tái)DSC通信系統(tǒng)功能進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：GMDSS；數(shù)字選擇性呼叫系統(tǒng)；海岸電臺(tái)；系統(tǒng)功能；DSC

1 GMDSS系統(tǒng)概述

全球海上遇險(xiǎn)與安全系統(tǒng)（Global Maritime Distress and Safety System， GMDSS）是一個(gè)服從于《1979年海上國(guó)際搜尋與救助公約》的全球性綜合通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，實(shí)施 GMDSS的目的是最大限度地保障海上生命和財(cái)產(chǎn)安全。海上船舶發(fā)生遇險(xiǎn)事件時(shí)，GMDSS系統(tǒng)可以使岸上搜救機(jī)構(gòu)（Stop and Reverse，SAR）和遇險(xiǎn)船舶附近的其他船舶立即收到遇險(xiǎn)船舶的報(bào)警，并以最短時(shí)間延遲進(jìn)行協(xié)調(diào)救助。同時(shí)，該系統(tǒng)還可播發(fā)海上航行安全信息（航行警告、氣象警告、氣象預(yù)報(bào)及其他緊急和安全信息），并為船舶提供必要的緊急、安全通信和常規(guī)通信服務(wù)。

GMDSS系統(tǒng)由衛(wèi)星通信系統(tǒng)和地面通信系統(tǒng)兩部分組成。地面通信系統(tǒng)由工作在中高頻和甚高頻段的通信分系統(tǒng)組成，具體包括：數(shù)字選擇性呼叫（Digital Selective Calling，DSC）系統(tǒng)、窄帶直接印字電報(bào)（Narrow Band Direct Print Telegraphy，NBDPT）系統(tǒng)、單邊帶（Single Side Band，SSB）無(wú)線電話系統(tǒng)、甚高頻（Very High Frequency，VHF）無(wú)線電話系統(tǒng)和奈伏泰斯（NATEX）安全信息播發(fā)系統(tǒng)等。在中國(guó)，地面通信系統(tǒng)的值守職責(zé)主要由海岸電臺(tái)承擔(dān)。地面通信系統(tǒng)的遇險(xiǎn)報(bào)警框架是基于DSC系統(tǒng)構(gòu)建的，DSC是工作在中高頻和甚高頻段的一種自動(dòng)呼叫系統(tǒng)，是地面通信系統(tǒng)中唯一遇險(xiǎn)報(bào)警設(shè)備。船舶遇險(xiǎn)需要救助時(shí)，可通過(guò)DSC系統(tǒng)發(fā)射遇險(xiǎn)報(bào)警呼叫。呼叫可攜帶的信息包括：遇險(xiǎn)時(shí)間、船舶呼號(hào)、船舶MMSI碼、遇險(xiǎn)位置、遇險(xiǎn)性質(zhì)、后續(xù)通信手段等。岸臺(tái)收到呼叫并收妥確認(rèn)后，再利用SSB無(wú)線電話、VHF無(wú)線電話或NBDP電報(bào)進(jìn)行船岸間遇險(xiǎn)后續(xù)通信。

按照國(guó)際海事組織（International Maritime Organization，IMO）要求，GMDSS系統(tǒng)于1992年2月1日在世界范圍內(nèi)開始實(shí)施建設(shè)，1999年2月1日全面建成。中國(guó)政府于1992年由交通運(yùn)輸部投資近3億人民幣，開始實(shí)施GMDSS地面通信系統(tǒng)的工程建設(shè)。按照工程建設(shè)規(guī)劃，中國(guó)將新建1座高頻段DSC值班臺(tái)、18座2 M中頻段DSC值班臺(tái)和13座VHF頻段DSC值班臺(tái) 。

地面無(wú)線電DSC值班臺(tái)新建工程是全國(guó)各海岸電臺(tái)GMDSS系統(tǒng)建設(shè)的重點(diǎn)，建設(shè)內(nèi)容包括開發(fā)DSC通信系統(tǒng)和新建DSC值班站點(diǎn)。按照工程實(shí)施規(guī)劃，在上海新建1座HF頻段國(guó)際DSC值班臺(tái)，開設(shè)4/6/8/12/16 MHz頻段DSC值班電路及相應(yīng)頻段的窄帶直接印字電報(bào)/單邊帶后續(xù)通信電路，覆蓋西北太平洋第七搜救區(qū)海域；新建包括天津海岸電臺(tái)在內(nèi)的18座MF頻段國(guó)際DSC值班臺(tái)，開設(shè)2 MHz頻段DSC值班電路及相應(yīng)頻段的窄帶直接印字電報(bào)/單邊帶后續(xù)通信電路，可以鏈狀覆蓋距岸100海里以內(nèi)沿海海域；新建包括天津海岸電臺(tái)在內(nèi)的13座甚高頻頻段國(guó)際DSC值班臺(tái)，開設(shè)甚高頻 70頻道DSC值班電路及 16頻道后續(xù)通信電路，可以覆蓋距各岸20～25海里以內(nèi)的港口水域。

天津海岸電臺(tái)目前共有3套DSC通信系統(tǒng)，分別是：JRC-DSC通信系統(tǒng)、甚高頻安全通信系統(tǒng)、國(guó)產(chǎn)一體化DSC通信系統(tǒng)。下面依次分析這3套DSC通信系統(tǒng)的功能。

2 JRC-DSC通信系統(tǒng)功能分析

JRC-DSC通信系統(tǒng)是由日本JRC公司開發(fā)的，主要提供DSC遇險(xiǎn)值守與后續(xù)通信功能，同時(shí)兼容常規(guī)通信功能。系統(tǒng)采用服務(wù)器/客戶端（C/S）模式，采用JRX-9100數(shù)字交換機(jī)為核心處理器，由NCT-32G System Rack進(jìn)行音頻轉(zhuǎn)換，并通過(guò)收發(fā)信Modem Rack與收發(fā)信臺(tái)連接進(jìn)行信號(hào)的收發(fā)，3臺(tái)終端互為備份構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)連接，并對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制。其中兩臺(tái)終端設(shè)在天津海岸電臺(tái)，另一臺(tái)終端設(shè)在天津海事局搜救中心值班室，通過(guò)租用通信專線與系統(tǒng)連接。天津海岸電臺(tái)JRC-DSC通信系統(tǒng)建設(shè)完成后開通GMDSS-DSC業(yè)務(wù)，開始承擔(dān)所覆蓋海域（A1，A2海區(qū)）的遇險(xiǎn)安全通信任務(wù)。天津海岸電臺(tái)DSC值守中頻2 187.5 kHz和甚高頻70頻道（156.525 MHz），在A1海區(qū)使用甚高頻70頻道完成DSC遇險(xiǎn)報(bào)警，16頻道完成遇險(xiǎn)通信；在A2海區(qū)用2 187.5 kHz完成DSC遇險(xiǎn)報(bào)警，用2 182 kHz單邊帶無(wú)線電話或2 174.5 kHz窄帶印字電報(bào)完成后續(xù)遇險(xiǎn)通信。

GMDSS在中國(guó)正式運(yùn)行后，根據(jù)交通部委辦規(guī)定，天津海岸電臺(tái)繼續(xù)承擔(dān)500 kHz，2 182 kHz和156.800 MHZ（16頻道）常規(guī)國(guó)際遇險(xiǎn)頻率的值守工作。工作電路上發(fā)生特殊通信后也按照遇險(xiǎn)通信處理程序處理。此后，天津海岸電臺(tái)仍然接收并處理了許多非GMDSS-DSC遇險(xiǎn)緊急安全通信。經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析，在成功實(shí)施GMDSS-DSC系統(tǒng)以后，傳統(tǒng)方式的遇險(xiǎn)電路和常規(guī)電路在遇險(xiǎn)值守方面仍具有重要作用。

3 甚高頻安全通信系統(tǒng)功能分析

甚高頻安全通信系統(tǒng)主要服務(wù)于海上船舶遇險(xiǎn)、安全通信業(yè)務(wù)，也適用于日常安全管理通信業(yè)務(wù)，是沿海船岸通信的重要手段。該通信系統(tǒng)的DSC通信部分主要是甚高頻頻段DSC，共布局4座甚高頻站點(diǎn)，分別位于天津海岸電臺(tái)大樓、海上WHPA（原11A）鉆井平臺(tái)、黃驊和曹妃甸。在天津海岸電臺(tái)設(shè)甚高頻控制中心實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的控制。該系統(tǒng)通過(guò)改造天津海岸電臺(tái)基站，配置16，70，25，26共4個(gè)頻道，新建WHPA鉆井平臺(tái)基站，配置16，70頻道和一個(gè)工作頻道。黃驊和曹妃甸基站的16，70頻道設(shè)備為河北海事局和天津海事局共同使用，并在以上兩個(gè)站點(diǎn)各新增一個(gè)工作頻道，頻率與河北海事局黃驊、曹妃甸港區(qū)甚高頻岸臺(tái)的工作頻率不同。每座基站均具備DSC遇險(xiǎn)報(bào)警接收功能。在傳輸路由方面，WHPA鉆井平臺(tái)基站信號(hào)通過(guò)微波傳輸至曹妃甸基站。曹妃甸、黃驊基站通過(guò)租用數(shù)字專線接入天津海岸電臺(tái)的控制中心，在控制中心配置收發(fā)信機(jī)遙控設(shè)備、DSC處理及操作終端、轉(zhuǎn)接設(shè)備、數(shù)字錄音和PCM等設(shè)備。船舶用戶的呼叫可通過(guò)各個(gè)站點(diǎn)經(jīng)過(guò)微波或者光纖傳輸?shù)娇刂浦行模商旖蚝０峨娕_(tái)對(duì)報(bào)警信息進(jìn)行處理。

本系統(tǒng)建設(shè)中，甚高頻收發(fā)信機(jī)采用澳大利亞頻譜（Spectra）公司MX800收發(fā)信機(jī)，DSC系統(tǒng)使用英國(guó)ICS公司的V4數(shù)字選呼系統(tǒng)，天饋線則采用國(guó)產(chǎn)設(shè)備，由全球最大的應(yīng)急通信控制系統(tǒng)的生產(chǎn)商美國(guó)先創(chuàng)（ZETRON）的設(shè)備S4000進(jìn)行甚高頻控制，最終形成一套完整的系統(tǒng)。2011年12月14日，甚高頻安全通信系統(tǒng)在經(jīng)過(guò)一年試運(yùn)行后，通過(guò)竣工驗(yàn)收。該系統(tǒng)投入運(yùn)行后，增強(qiáng)了天津海事局轄區(qū)甚高頻安全通信的覆蓋水域范圍，改善了天津轄區(qū)甚高頻通信質(zhì)量，提高了天津海事局轄區(qū)甚高頻遇險(xiǎn)通信值守和遇險(xiǎn)搜救能力，對(duì)海上船舶遇險(xiǎn)、船岸通信增強(qiáng)有重要意義。

4 國(guó)產(chǎn)一體化DSC通信系統(tǒng)功能分析

國(guó)產(chǎn)一體化DSC通信系統(tǒng)是由天津海岸電臺(tái)與大連海事大學(xué)合作開發(fā)的，利用軟件無(wú)線電技術(shù)、TTS技術(shù)設(shè)計(jì)研發(fā)了DSC工作站硬件，開發(fā)服務(wù)器和客戶端軟件。系統(tǒng)采用Windows操作系統(tǒng)和SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)軟件，采用分布式體系架構(gòu)，包括客戶端、服務(wù)器端、電臺(tái)工作站端、電臺(tái)設(shè)備4層結(jié)構(gòu)，服務(wù)器和客戶端基于Windows操作系統(tǒng)，工作站操作系統(tǒng)為L(zhǎng)inux，可同時(shí)支持多個(gè)客戶端。該系統(tǒng)軟硬件全部為自主研發(fā)，徹底擺脫日本JRC公司的硬件束縛，解決原有DSC系統(tǒng)存在問(wèn)題。以虛擬海岸電臺(tái)架構(gòu)為平臺(tái)，完成相關(guān)硬件研發(fā)和系統(tǒng)集成，實(shí)現(xiàn)了全球遇險(xiǎn)安全系統(tǒng)中的遇險(xiǎn)報(bào)警、語(yǔ)音通信、窄帶直接印字電報(bào)通信、無(wú)線設(shè)備遙控等功能，自主研發(fā)了數(shù)字選擇性呼叫調(diào)制解調(diào)器，技術(shù)指標(biāo)與進(jìn)口產(chǎn)品完全持平，打破了國(guó)外設(shè)備廠商的技術(shù)壟斷。

5 結(jié)語(yǔ)

3套DSC通信系統(tǒng)在功能上互為補(bǔ)充，使天津海岸電臺(tái)能夠順利完成所轄北方海區(qū)的DSC遇險(xiǎn)值守和后續(xù)通信任務(wù)，保證船舶在遇險(xiǎn)時(shí)能夠盡快得到及時(shí)的救助，保障船舶的航行安全，在國(guó)際和國(guó)內(nèi)航海安全通信中發(fā)揮著重要的作用。