从WRC-15看VDES的最新进展

◎ 王俊杰 广州通信中心

鲍晶晶 东莞职业技术学院

从WRC-15看VDES的最新进展

◎ 王俊杰 广州通信中心

鲍晶晶 东莞职业技术学院

甚高频数据交换系统（VDES）是AIS的升级版，也是未来水上无线电通信系统的重要发展方向。WRC-15重点审议了VDES的频谱划分问题，为未来几年VDES的快速发展扫除了障碍，指明了方向。

VDES AIS 频率划分 WRC-15

1.引言

2015年11月2日—27日，2015年世界无线电通信大会（WRC-15）在日内瓦召开，国际电信联盟中162个成员国的3300名与会者出席了为期4周的大会。会议研究了40多个与频率划分和频率共用有关的问题。在改进水上无线电通信系统方面，议题1.16审议了新的自动识别系统（AIS）技术应用的规则条款及其频率划分，为甚高频数字交换系统（VDES）确定了水上移动业务频段，新增了卫星移动业务频率划分，并修订了《无线电规则》。

2.AIS面临的挑战及VDES的诞生

船舶自动识别系统AIS（Automatic Identification System）是工作在VHF海上频段的船舶和岸基广播系统，是集现代通信、网络技术和信息技术与一体的助航系统或海上安全系统，增强了船舶航行安全，提高了船舶交通管理效率。AIS核心技术是基于自组织时分多址接入（SOTDMA），以VHF波段的87B、88B频道实现船—船和船—岸之间的数据交换。随着AIS的快速推广，AIS的局限性逐渐显现：一、航标、气象、非安全导航信息传送等扩展应用的不断增加，AIS的数据交换能力严重不足，在一些繁忙的区域出现了很高的数据链路负载，墨西哥湾甚至达到64%，导致大量重要信息丢失，二、由于目前的AIS还是以陆基基站的VHF为主，覆盖范围只有30海里左右，无法实现全球性的覆盖。由此可见，从本质上看，AIS只是一个导航系统，并不适合大规模和全球性的数据交换，因此，WRC-13和世界海事组织（IMO）提出了VDES的概念。

3.VDES的功能及架构

VDES（VHF Digital Exchange system），即甚高频数字交换系统，其设计目的是实现在全球范围内的海事VHF移动波段上提供更高、更强的数据交换能力。VDES整合AIS、ASM exchange（ASM数据交换）、e-Navigation（电子导航）、enhanced maritime communication（增强海事通讯）、modernized GMDSS（GMDSS现代化）等既有功能。简单说，VDES将集成自动识别系统 (AIS)、特殊应用消息 (ASM) 和宽带甚高频数据交换 (VDE) 三项功能。在VDES中，卫星将扮演更为重要的角色，拓展了陆基服务的范围，使得原来局限于沿海的AIS变成全球性服务。VDES对目前的VHF频道进行了重新定义和分配，并进行全数字化改造。根据规划，VDES将于2018年具备初步运行能力。

在VDES架构下，AIS，ASM和VDE的定义及特点如下：

AIS：保持其最初的设计目的不变，即AIS只用于船舶身份识别、位置报告、航行数据、搜寻和救援。

ASM（Application Specific Messages），即特定应用报文信息，是一种实时可靠的信息接收机制。ASM分为国际海事组织定义的ASM及区域型ASM，主要是除去与航行安全关系最为紧密的船舶位置和航行状态信息之外的其它非导航安全信息，包括水文、气象等信息。

VDE（VHF Digital Exchange），即甚高频数据交换，是VDES的核心功能，是VDES实现高带宽数据通信的基础。VDE分为路基VDE及天基（卫星）VDE两部分。，并能传输多种结构的信息；陆基VDE支持“实时”通讯和信息确认回传；除了国际通用无线电通道，路基VDE还支持额外的区域性通道，通过通道合并可以达到更高的数据传输速率。

4.WRC-15中关于VDES的进展

（1）确定将2078，2088作为AIS专用频道，不再参与其他辅助导航应用信息的传输和交换，把ASM等特殊信息和辅助信息转移到2027，2028频道，将2027标识为ASM1，将2028标识为ASM2。相当于给原来的AIS再分配了2个25KHz的信道，使AIS的带宽扩大了一倍，链路拥塞得到有效缓解。如表1所示：

（2）确定将CH24,84,25,85,26,86共6个双工频道作为陆基VDE的专用频道。使得陆基VDE获得了150KHz的带宽资源，理论上可以实现高达300kbps以上的数据交换能力。路基VDE的频道分布如表2所示：

（3）在天基VDE部分，在WRC-12的360号决议曾划分CH75，CH76作为卫星AIS应用的专用频道，而WRC-15在此部分没有达成一致意见，但确定在未来3年中，在VHF的全频段，即上行156.0125-157.4375MHz和下行160.6125-162.0375MHz开展卫星VDES的测试研究，并在研究了卫星VDES与同频段及相邻频段业务的兼容性问题后，在WRC-19上最终决定其频率划分。

VDES各部分的频谱分配可从以下VHF频率表中直观的看出，如表3。

表1　

表2　

表3　

5.结语

在GMDSS现代化及E航海的大背景下，“智慧海事”建设要求下，水上无线电通信领域的数字化已经成为大势所趋。随之而来的是的VDES，NAVDAT等数字化水上无线通通信技术的应运而生。相对于NAVDAT的单向广播、覆盖范围有限、速率只能达到18Kbps，VDES由于其高带宽双向通信能力，以及结合卫星的全球覆盖能力，能在全球范围提供十倍于NAVDAT的双向数据传输服务。VDES不仅能够满足海事、搜救等部门对水上生命安全相关的数据传输需求，还能满足港口作业、船舶调度、企业货运管理、电子报关等广泛的数据交换需求，应用前景极为广阔。从此次WRC-15也可以看出，VDES被IMO、ITU及世界各国重视和看好，将成为未来水上通信领域的最重要手段。为此，挪威、荷兰、瑞典、日本等航海大国早已紧锣密鼓的投入到VDES技术的研发工作中，准备在这场技术竞赛中抢占先机。而我国的VDES研发工作相对滞后，如何后来居上，赶上世界潮流，将成为未来几年我国海事管理机构、科研院所、设备厂商的重要课题。

[1]马斌.为变化中的世界分配频谱—从WRC-15看当前无线电频谱资源开发利用的趋势.中国无线电,2016.03.

[2]巩海方.谈甚高频数字交换系统 (VDES).中国海事,2016.03.

[3]王化民,王成海,许海涛.全球海上遇险与安全系统复审与现代化研究.青岛远洋船员职业学院学报,2014.02.

[4]崔昆涛,孙文强,夏国忠.NAVDAT对GMDSS海上安全信息业务现代化的增强作用.中国水运,2015.02.