船舶通信技術發展綜述

柳邦聲

一、引言

無線電通信在船舶上得到應用始于100多年以前。當時，海上無線電通信的主要目的是進行商業信息傳輸，后來人們在航海實踐中逐漸認識到無線電通信對于保證海上人命、財產安全的重要作用，并制定了包括遇險報警信號在內的一系列措施，以確保船舶在緊急情況下的通信順利進行。1912年的“泰坦尼克”（Titanic）號事件使人們清晰地認識到，海上無線電通信的首要目的應該是保障海上人命、財產的安全。為此，1915年各海運國家首次制定了《國際海上人命安全公約》，對船舶無線電通信提出以500 kHz為遇險和呼叫頻率，每條船舶應有固定的“船舶呼號”和配備由蓄電池供電的應急無線電收發信機等項強制性要求，并建立了報務員的值班制度。后來，隨著無線電通信技術的發展以及人們對通信在保證海上人命、財產安全方面所起作用的認識提高，船舶無線電通信系統被賦予了新的要求。這些要求具體體現在《1948年海上人命安全公約》《1974年國際海上人命安全公約》（簡稱SOLAS公約）及其修正案中。目前正在使用的船舶無線電系統，就是以《1974年國際海上人命安全公約》1988年修正案（GMDSS）為依據配備的。

二、船舶通信技術發展回顧

自1899年11月美國“圣保羅”號實現人類歷史上第一次船舶無線電通信以來至上世紀90年代，船舶無線電通信技術發展比較緩慢——主要以人工摩爾斯電報為主。在上世紀70年代，電傳、電話、傳真等通信方式逐漸應用到船舶通信中。這一時期的船舶通信有兩個主要特點：一是以地面通信為主，遇險與安全通信和常規通信在通信設備、通信方式等方面完全一致。此外，不管是遇險與安全通信還是常規通信，都要用摩爾斯電報或電話人工操作，即使使用了當時先進的電傳通信方式也不例外。為了突出遇險通信的重要性，相關公約規定了專門的遇險頻率和遇險通信的特殊標志以及船舶報務員的值班時間，以確保遇險報警及通信的可靠發送，防止漏聽遇險報警情況的發生。二是在經驗航海的模式下，船岸需要交流的信息比較少——主要是船位報、船舶請示電報、公司指示及其回復等，如無特殊情況，每天或幾天才有一份幾十字的電報往來，很少有船員與陸地進行私人信息交流。我國各海岸電臺直到上世紀80年代中期才開放船員的私人電報業務，但是使用得并不廣泛。

上世紀七八十年代，在地面通信系統中，窄帶直接印字電報（NBDP）和無線電話（RT）技術在船舶通信中得到應用，衛星通信技術也偶有用之。為此，1973年政府間海事協商組織（IMCO）第八屆大會作出了《關于發展海上遇險及安全系統的建議》的第A.283號決議案，正式開始了新的海上通信系統研究。經過專家的努力，全球海上遇險與安全系統（GMDSS）于1992年開始實施，當時的先進通信技術被廣泛地應用到船舶通信當中。在地面通信系統中，主要應用的通信方式是數字選擇性呼叫（DSC）、窄帶直接印字電報（NBDP）和單邊帶無線電話（SSB）。這些通信方式除了DSC外，其他都既應用于遇險與安全通信，又應用于常規通信。DSC業務“生不逢時”，受到衛星通信的影響，最后只應用在遇險與安全通信服務中。在衛星通信系統中，可以提供無線電傳（Telex）、電話（Telephone）、傳真（FAX）以及數據（DATA）傳輸等通信方式，但是國際海事組織（IMO）只認可了Inmarsat中的Inmarsat-C系統提供的電傳形式遇險與安全通信服務。Inmarsat-C系統屬于窄帶衛星通信系統，通信速率只有0.6 kbps，常規通信也主要提供電傳通信業務。Inmarsat中的其他通信系統，如Inmarsat-A、B、M、F、FB等系統，盡管也能提供遇險與安全通信服務、電話和數據通信方式等，但不被GMDSS認可。

無論是地面通信系統還是衛星通信系統，目前GMDSS認可的通信業務都是以電傳通信為主，另外還有地面系統的單邊帶無線電話（SSB）業務。這些業務都屬于窄帶通信業務。

三、現代船舶對通信的要求

船舶現代化程度及其管理水平的提高，對于船舶通信提出更高的要求。目前，船岸之間交流的信息不僅僅限于船舶報告及一些請示、匯報的電文，還包括影像、圖片、語音及各種船舶參數的海量的數據信息。本世紀初，VDR（航行數據記錄儀）和AIS（自動識別系統）被強制要求安裝到船舶上，并將船舶的各種參數和信息數字化，奠定了由經驗航海過渡到數字航海的基礎，使船舶各種參數傳輸成為可能。

船舶現代化管理是建立在大量數據傳輸基礎之上的。目前的“云登輪”管理系統，就是以信息化、數字化等技術應用為基礎，充分應用船載VDR、CATV（閉路電視）、VSAT（甚小口徑衛星終端站）及釘釘、微信等方式，由岸基管理人員通過視頻連線、視頻及圖片等電子資料的發送，以遠程非接觸的形式，對船舶安全管理的關鍵環節或部位進行核查，對船舶的安全管理情況、運行情況、船員工作狀態等進行較為全面的遠程抽查，從而強化船舶安全管理。

船員對于船舶通信也提出新的要求，即以船舶的手機通信替代郵件通信，而且在使用上與陸地沒有太大區別，如上網、QQ、微信等。這就要求船東在船舶建立船員信息平臺——一個小的“微站”，由船東負責發送服務船員的信息，如國內外新聞、公司有關情況等。船員使用的手機不需連接到陸地，即不必花費個人的通信費用，就可得到陸地的重要信息。

目前，無人船成了一個熱門話題。但無人船是建立在海量數據傳輸的基礎上的，要求船舶新一代的通信系統數據傳輸速度更快、帶寬更寬、通信質量更高。

以上這些，都要求未來的船舶通信系統帶寬更寬、速度更快，而且通信價格更低廉。

為了滿足船舶管理與船員日常通信的需求，大量的現代通信技術在船上得到廣泛應用。目前，船舶應用的通信技術主要有VSAT系統、Inmarsat的FBB系統以及銥星系統。這些系統在船舶上的應用，使船舶通信向著寬帶化方向發展，基本滿足了船舶管理與船員的需求。

反觀GMDSS，從1992年開始實施，迄今快30年了。它剛實施時采用的通信方式早已被淘汰或邊緣化，但其通信設備仍為GMDSS強制要求配備。結果，這些設備除了在船舶遇到緊急情況時被用于遇險與安全通信之外，平常基本處于閑置狀態，其設置多是為了應對各種檢查。

以上原因導致目前船舶通信出現了一種非常尷尬的局面，即GMDSS強制要求的設備和通信手段在常規通信中是不用的，而常規通信中所用的通信設備和方式，又不是GMDSS所強制要求的。為了滿足公約和實際通信的需求，船東不得不購置兩套設備，即公約強制要求的設備和船舶常規通信所需要的設備。GMDSS強制要求的設備幾乎處于閑置狀態，既造成了浪費，也加重了船員的負擔，因為船員既要掌握淘汰、落后的通信方式，還要掌握先進的通信方式。針對這些問題，IMO決心對GMDSS進行改革。

四、GMDSS現代化進程及船舶通信發展趨勢

早在2009年IMO第86次海安會上就核準了對“GMDSS要素和程序”進行全面審議，到2016年NCSR（導航、通信與搜救分委會）第3次會議最終認可了GMDSS通信工作組提交的工作報告，批準了詳細審議的成果。GMDSS審議工作結束，GMDSS現代化的工作進入下一個階段——對SOLAS公約第Ⅳ章進行修訂。

目前，對SOLAS公約的修訂工作已經接近尾聲。修訂完成之后，在現代化的GMDSS（MGMDSS）中，船舶通信由四個部分組成，即衛星通信系統、地面通信系統、海上安全信息播發系統和定位系統。

在未來的船舶通信系統中，寬帶衛星業務將成為M-GMDSS的主流業務。IMO已經在M-GMDSS中引入新的衛星通信系統，美國的銥星系統加入GMDSS中確定無疑。中國的北斗系統盡管是一個導航系統，但是由于其具有短報文通信功能，也有希望加入到其中，以避免在M-GMDSS中出現Inmarsat一家獨大的現象。盡管如此，目前GMDSS所認可的衛星通信系統也只有Inmarsat和銥星系統。由于這兩個衛星通信系統提供的帶寬不夠，通信價格也比較高，所以還不能完全滿足船舶通信的要求，而且GMDSS也不可能對于所有的衛星通信系統進行認證。所以在今后一段時間內，VAST系統雖然不能加入到GMDSS中，但是由于其具有帶寬比較寬和價格比較低廉的特點，仍然會受到船東的青睞。這將導致在即將實施的GMDSS中，公約要求的設備和船東選用的衛星通信設備會同時并存，而那時GMDSS要求的衛星通信設備將不再只是一個擺設。

地面通信系統中，盡管除了VHF設備外，MF/HF設備很少能夠在常規通信中得到應用，但M-GMDSS還將被保留——主要用于遇險與安全通信中，只是某些功能要求將被弱化。

關于海上安全信息接收系統，M-GMDSS還是由EGC（增強群呼接收設備）和NAVTEX（航行警告接收機）組成，但是利用其他渠道或手段獲取的海上安全信息，能否得到M-GMDSS的認可尚處在討論中。IMO似乎認可利用其他渠道或手段獲取的海上安全信息，這從NCSR6到NCSR7對于SOLAS公約第Ⅳ/7.1.4條的描述中可以看出。在2019年NCSR第6次會議上，把第Ⅳ/7.1.4條表述為：“接收MSI和SAR相關信息的接收機，并分兩種情況：在國際NAVTEX服務范圍內由NAVTEX接收；若超過范圍，由認可移動衛星業務EGC和/或HF直接印字電報MSI接收機接收。”但是，在2020年NCSR第7次會議上則對SOLAS公約第Ⅳ/7.1.4條提出修改要求：在有關接收MSI（海上安全信息）和搜救信息（SAR）的設備中，不再明確具體設備。這說明只要能夠正確接收海上安全信息即可。

EPIRB（應急無線電示位標）和SART（搜救雷達應答器）盡管根據相關系統的發展在性能指標上作了一些修改，但其設備功能與原理變化不大。

五、IMO改革思路及航企需要考慮的問題

1.IMO關于GMDSS改革的主要思路

IMO通過對GMDSS進行全面審議和現代化來實現對于GMDSS的改革。改革的主要思路是，通過修改SOLAS第Ⅳ章的內容，把新的通信系統引入GMDSS，淘汰目前落后的通信方式和業務。

2.履約需考慮的問題

對于我國來講，GMDSS是一個被動實施的系統：GMDSS設備幾乎100%來自國外，技術、設備的維修和維護受制于人。除此之外，對于納入GMDSS的設備，航運公司除了正常支付設備的購置和維護以及通信費用之外，還要考慮以下幾個問題：

（1）必須保證該設備一直處于良好的工作狀態。為此，設備必須由第三方定期進行測試、檢驗；船員必須對設備進行日常維護，且有詳細的記錄。

（2）船員必須熟練掌握該設備的操作使用。為此，必須經過強制培訓和主管機關組織的考試和評估，獲得相關證書，以證明已經熟練掌握該設備的操作使用。

（3）強制配備的設備由于故障或船員操作等原因，可能造成船舶滯留。

六、結語

對GMDSS強制要求配備的設備，船公司除了承擔通信設備購置費和通信費用外，還要承擔由于上述原因而產生的額外費用。因此，在對GMDSS進行審議與現代化的過程中，航運企業應當清楚地認識到，在GMDSS中不宜引入過多新的通信系統，而是應在GMDSS功能得到充分保障的情況下，由企業自己選擇公共通信系統。