淺談海事衛星通信系統Inmarsat

liumypeak 2021-12-10

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來源：寧波通信中心

前言

要想了解Inmarsat系統就必須先了解一下GMDSS系統。

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全球海上遇險和安全系統（Global Maritime Distress and Safety System，GMDSS）是一個龐大的海上通信系統。

GMDSS

GMDSS是一個服從于《1979年國際海上搜尋與救助公約》的全球性通信網絡，這個通信網絡的建立目的是最大限度地保障海上人命與財產安全。

GMDSS系統以岸基為核心，一旦有海難發生，將能迅速地報警，岸上的搜救機構和遇險船舶附近的船舶能夠迅速有效地搜救遇險船舶、救生艇筏或幸存者。

GMDSS系統不僅提供發生海難后的搜尋與救助，而且也將提供緊急和安全通信，向航行船舶播發航行警告、氣象警告、氣象預報等海上安全信息，最大限度地避免海難事故的發生。

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此外，船舶能夠依靠GMDSS要求配置的通信設備，可靠地完成日常所需的各類通信業務。

GMDSS系統主要由四大部分構成：

衛星通信系統—Inmarsat (海事衛星通信系統)；

地面無線電通信系統(海岸電臺Coast Radio Station)；

海上安全信息（MSI）播發系統；

定位和尋位COSPAS-SARSAT(國際衛星搜救系統)+SART。

Inmarsat的誕生與1974年《SOLAS公約》（1980年5月25日生效）、1979年《國際海上搜尋救助公約》（1985年6月22日生效）和1979年引入的GMDSS息息相關，與國際衛星搜救系統COSPAS-SARSAT一道成為GMDSS系統的兩大組成部分，前者負責衛星通信以及通過SafetyNET、SafetyNET II播發海上安全信息（MSI）和搜索相關信息（SARI），后者負責遇險告警和定位，兩者均于1982年開始提供服務。

下面我們來了解一下Inmarsat系統吧

什么是Inmarsat系統

Inmarsat是International Maritime Satellite Organization的縮寫，原稱為國際海事衛星通信組織，成立于1979年，是一個運營全球海事衛星通信的政府間的國際合作組織，為海上用戶提供海事救助、安全通信和商業通信。

隨著通信業務由海上用戶向陸地移動和航空用戶擴展，1994年改名為國際移動衛星通信組織（International Mobile Satellite Organization，IMSO）但其縮寫仍然是Inmarsat，Inmarsat系統也更名為國際移動衛星通信系統。

Inmarsat系統由三大部分組成：

空間段

包括Inmarsat衛星、跟蹤遙測與控制站和衛星控制中心

地面部分

包括地面站（岸站）、網絡協調站和網絡控制中心。

移動站

包括陸用（land）、海用（maritime）和空用（aero）

Inmarsat系統能覆蓋地球南北緯76度之內的所有區域，能夠提供多種通信服務，承擔了目前海上絕大部分的通信業務。

空間段

Inmarsat衛星

Inmarsat衛星，按照不同系列的衛星發展劃分階段，已經發展到第5代。

第1代Inmarsat系統主要通過租用衛星實現，其中包括美國通信衛星公司的3顆衛星上的部分轉發器、歐洲宇航局的2顆衛星和國際通信衛星組織第5代衛星上的海事通信轉發器。這些衛星和轉發器分布在三大洋上空，從1982年起使用。

第2代Inmarsat系統于1990年投入使用，該系統具有獨立的空間段衛星資源，共有4顆衛星，采用全球波束覆蓋。第2代Inmarsat系統的容量為第1代Inmarsat系統最大容量的2.5倍。

第3代Inmarsat系統于1996年投入使用，共有5顆衛星，其中一顆是備用衛星，其容量是第2代Inmarsat系統的8倍，每顆衛星在全球波束的基礎上增加了7個L頻段寬點波束。

第4代Inmarsat系統共有3顆衛星，于2008年完成全部發射。該系統突出的特點是衛星上裝有一個20m口徑的相控陣多波束可展開天線，有1個全球波束、19個寬點波束和228個窄點波束，其中全球波束用于信令和一般數據傳輸，寬點波束用于支持以前的業務，窄點波束用于實現新的寬帶業務。

第5代Inmarsat系統“Global Xpress”，人們稱之為“全球特快”，它采用Ka頻段，是第一個全球高速寬帶網絡，Global Xpress堪稱是促進全球移動寬帶持續發展的重要推動力量。

跟蹤遙測與控制站

跟蹤遙測與控制站直接與衛星保持聯系，它的主要作用是監測和跟蹤衛星，獲取衛星狀態參數，并根據衛星控制中心的指令對衛星進行相應的調整和控制。

全球目前共有6個跟蹤遙測與控制站，它們分別位于加拿大、意大利以及中國北京，挪威和新西蘭分別設立兩個備用站點。

衛星控制中心

SCC設在英國倫敦的Inmarsat總部。它的主要作用是根據全球各個跟蹤遙測與控制站發來的衛星狀態數據，依靠計算機數據處理來檢查衛星的運行狀態，并發出控制指令，通過跟蹤遙測與控制站調整，保證衛星工作正常。

地面段

地面站

地面站，簡稱岸站，是Inmarsat移動站與陸地公眾通信網的接口，也就是說，Inmarsat移動終端與陸上用戶、移動終端與移動終端之間的所有通信都必須通過地面站來轉接。

地面站的主要功能有以下幾方面：

響應移動地球站的通信申請、衛星通信信道分配、衛星通信及陸上通信線路建立和拆除。

為陸上的電信用戶提供進入Inmarsat通信網絡的接口。

對所擁有信道的狀態（如空閑、申請受理、占線、排隊）進行監視和管理。

對用戶使用的通信及費用進行記錄和計算。

對移動地球站進行性能測試，如啟用試驗、鏈路測試。

對移動地球站遇險報警的監收。

為移動地球站提供國內/國際電信網的接口及多種通信服務。

備用網絡協調站功能。當網絡協調站故障時，地面站可臨時替代網絡協調站。

網絡協調站

Inmarsat系統中，每個洋區均設立一個網絡協調站，負責對本洋區內的地面站和移動站的通信進行監督、協調和控制。其主要作用如下：

通知相關信道的占用情況，分配和管理SCPC通信信道。

發布廣播業務，如C系統的EGC信息，系統業務信息等。

發射公共TDM信息，用于移動站跟蹤衛星。

遇險報警處理。

網絡控制中心

網絡控制中心是Inmarsat系統的核心，它位于英國倫敦的Inmarsat總部，整個系統只有一個，它與四個洋區的網絡協調站建立通信連接，可以實現對整個Inmarsat網絡的通信進行監視、控制、協調和管理。

移動站

移動站，也稱之為移動地球站，是Inmarsat的最終用戶，根據使用的用戶不同分為陸用、海用和航空用移動站，陸用移動站和海用移動站通暢用縮寫MES表示，海用移動站也用縮寫SES表示，航空移動站用縮寫AES表示。

海用移動站通常稱為船舶地球站，簡稱船站。Inmarsat相繼推出過一系列的船站：A、C、M、B、Mini-M、E、D/D+、Mini-C、F77、F55、F33、FB。

Inmarsat通信系統使用的頻段

移動站和陸上用戶之間的衛星通信線路應包括移動站、上行線路、衛星、下行線路、地面站、國際/國內電信線路和陸上用戶；移動站與移動站之間的通信路由必須經過地面站。

Inmarsat通信系統中，移動站工作在L波段的1.6/1.5GHz頻段，上行頻率為1.6GHz，下行段率為1.5GHz。地面站工作在雙波段，當地面站與移動站通信時，地面站工作在C波段的6/4GHz頻段，上行頻率為6GHz，下行頻率則為4GHz；當地面站與網絡協調站通信時，地面站工作在C/L波段，上行頻率為6GHz，下行頻率則為1.5GHz。