PostHeaderIcon VSAT на море

VSAT на море

Navigation & CommunicationО возможностях и преимуществах технологии VSAT на водном транспорте рассказывает ведущий специалист по развитию морского VSAT компании СТЭК.КОМ Юрий Шемчук.

По материалам Журнала Navigation & Communication №1 (03), февраль 2011.

Малые спутниковые наземные станции известные под аббревиатурой VSAT (Very Small Aperture Terminal) используются в спутниковой связи с начала 90-х годов. VSAT-станция представляет собой терминал с маленькой антенной, диаметр которой по международной классификации составляет менее 2,5 метров.

Первоначально технология VSAT использовалась для оперативного обеспечения связью удаленных труднодоступных населенных пунктов, до которых “дотянуть” проводные линии было невозможно или экономически невыгодно. В начале нового тысячелетия научный прогресс расширил границы применения VSAT-систем, и передовая спутниковая технология стала активно применяться и на подвижных объектах, в том числе и на судах морского флота.

Давайте, схематично рассмотрим основные принципы работы VSAT- систем. Как и при создании обычной (традиционной) спутниковой сети в VSAT-технологии задействованы три сегмента связи: земной, космический и бортовой.

В состав земного сегмента входит Центральная Земная Станция Спутникового Сопряжения (ЦЗССС), которая выполняет функции центрального узла и обеспечивает управление работой всей сети: отвечает за перераспределение ресурсов, выявление неисправностей, тарификацию услуг и сопряжение с наземными линиями связи. Как правило, ЦЗССС устанавливают в узле сети, на который приходится наибольший трафик. Это может быть, например, главный вычислительный центр корпоративной сети или же крупный город в региональной сети общего пользования.

VSAT-терминал представляет собой бортовой сегмент сети, устанавливаемый на судне. С его помощью осуществляется приём, передача и обработка спутникового сигнала, а также удержание постоянного наведения антенны на спутник.

В состав бортового оборудования входит несколько основных блоков, самый сложный из которых - специальная моторизированная гиростабилизированная антенная система. Её задача - даже в самых суровых метеорологических условиях поддерживать направление на спутник, компенсируя помехи при качке и изменении курса. Сама антенна состоит из: поляризационного селектора, приемника, передатчика и главного элемента - антенного контроллера, выполняющего задачи управления антенным комплексом и осуществляющего функции наведения, оперативного поиска и слежения за спутником.

Судовая VSAT-система также включает спутниковый модем с набором специальных плат (телефонные карты, приемник mesh, платы расширения), который является оконечным оборудованием и выполняет функции коммутации соединения.

Особенности эксплуатации судна и специфика требований к функционалу судовых систем могут существенно расширить типовую комплектацию VSAT-терминала за счет сопряжения с комплексами мониторинга навигационного комплекса судна, машинного отделения, обработки и транспортировки груза. В зависимости от задач, такой терминал может быть оснащен целым рядом дополнительного оборудования и включать маршрутизаторы, коммутаторы, роутеры, VOIP-шлюзы, точки доступа, базовые станции, источники бесперебойного питания и т.д.

Космический сегмент является главным звеном, объединяющим воедино всю телекоммуникационную сеть с помощью геостационарных спутников-ретрансляторов. На одном таком спутнике может быть размещено от одного до нескольких транспондеров, которые составляют его полезную нагрузку и осуществляют  прием и передачу сигнала от земного сегмента к бортовому и наоборот, а также  нивелируют помехи, усиливают мощность сигнала и конвертируют его частоту.
Каждый транспондер образует на земной поверхности соответствующую зону покрытия, т.е. территорию уверенного приёма спутникового сигнала. Совокупность таких зон различных транспондеров с нескольких спутников образуют глобальную зону покрытия.

Согласно международным регламентам, технология VSAT использует два диапазона частот – С-диапазон (4 ГГц, 6 ГГц) и Ku-диапазон (11 ГГц, 12 ГГц, 14 ГГц). Глобальная зона покрытия для С-диапазона гарантированно обеспечена от 75° СШ, до 75° ЮШ. Зона же покрытия Ku-диапазона на сегодняшний момент ограничена 75° СШ. и покрывает наиболее активные судоходные пути мирового океана. Однако, по заявлением VSAT-операторов, остающиеся до сих пор “незакрытыми” южные регионы Индийского, Атлантического и Тихого океанов будут охвачены Ku-диапазоном в ближайшие 1-2 года.

Выбор частоты для передачи данных от земной станции к спутнику и обратно не является случайным. От рабочей частоты зависит уровень поглощения радиоволн в атмосфере, а также выбор необходимого размера передающей и приемной антенн. По сравнению с Ku-диапазоном C-диапазон наиболее устойчив к атмосферным влияниям, но работа в данном диапазоне предполагает использование более массивных антенных систем, что сужает круг потенциальных потребителей.

Несмотря на то, что Ku-диапазон в большей степени подвержен атмосферному влиянию на качество связи, он позволяет производить прием сравнительно небольшими антеннами (от 1 м. до 1.5 м.) и поэтому, активно используется даже на относительно небольших судах и яхтах. На крупных судах, где требуется передача больших объемов информации (интернет для пассажиров круизных лайнеров) часто применяется C-диапазон. Это позволяет использовать дополнительные возможности технологии и улучшает качественные характеристики, но требует довольно больших размеров антенн (от 2.0 м. до 3.5 м.).

Новые технологии на службе у флота

К основным преимуществам использования систем морского VSAT относится возможность создания широкополосных высокоскоростных соединений и оптимизация затрат при передаче больших объемов трафика. Скорость обмена данными составляет до 4 Мб/сек в прямом и до 2 Мб/сек в обратном каналах, а спектр предоставляемых сервисов включает:

  • Доступ в сеть Интернет и передача большого объема данных по минимальным тарифам
  • Телефония: традиционная, VoIP, GSM
  • Телеметрия параметров судовых систем
  • Он-лайн консультация и обучение экипажа
  • Техническая и информационная поддержка
  • Телемедицина
  • Электронное декларирование
  • Создание защищенной корпоративной сети между офисом компании и судами флота
  • Видеоконференц-связь и видеонаблюдение
  • Спутниковое телевидение

Цифровые технологии на флоте постоянно развиваются. Благодаря воздействию международных требований по обеспечению безопасности плавания, на флоте внедряются более совершенные средства судовождения и навигации, управления судовыми машинами и агрегатами. Повышению эффективности эксплуатации судов морского флота способствует автоматизация производственных функций - системы обработки и хранения грузов, применяются принципы электронного декларирования и обмена данными. Таким образом, процесс информатизации флота вызывает необходимость в использовании современных средств связи.

В настоящий момент одним из барьеров, препятствующих внедрению новых информационных комплексов на флоте, является использование “затратных/дорогих” систем спутниковой связи. Так, например, в системе Inmarsat высокие тарифы на связь снижают эффективность широкополосных систем связи и, как следствие, затрудняют переход на принципиально новый технологический уровень управления судном.

Напротив, системы морского VSAT во много раз превосходят как в функциональном, так и в экономическом плане другие спутниковые системы. Так, по нашим подсчетам, в самой современной морской системе спутниковой связи Inmarsat Fleet BroadBand стоимость передачи 1Мб данных на скоростях до 432 Кб/сек составит около 12$. В системах морского VSAT на скоростях существенно больших (до 4Мб/сек) стоимость передачи обойдется в сто раз дешевле (0.11$ за 1Мб). Данные системы полностью оправдают себя там, где насущной необходимостью является передача больших объемов информации.

Сейчас на базе систем морского VSAT мы (компания СТЭК.КОМ) можем предложить полный спектр современных интеграционных решений для водного транспорта, начиная от предоставления доступа в интернет членам экипажа и пассажирам и заканчивая созданием единой информационной среды между судоходными компаниями, береговыми службами и судами флота.

Для увеличения надежности и бесперебойности каналов связи судовладельцам рекомендуется использовать гибридные комплексы, в состав которых входят терминалы VSAT, Инмарсат и/или Иридиум. Подобное сопряжение способно обеспечить судно связью в любой точке земного шара. Как правило, в тех регионах, где имеется покрытие Ku-диапазона используется система морского VSAT, а при выходе судна из этой зоны автоматически осуществляется переход на резервную систему Инмарсат/Иридиум. В данном случае для минимизации затрат начинает действовать режим по ограниченному доступу к услугам связи.

Мировая практика использования морских VSAT-систем показывает высокую востребованность данной технологии, в особенности, на судах торгового, пассажирского, рыбного и военного флотов. Также VSAT-системы активно применяются на судах специального назначения, буровых платформах, частных катерах и яхтах.

На сегодняшний день перед флотом поставлены задачи повышения безопасности плавания, которые невозможно достичь без внедрения специализированных разработок в областях интеграции навигационных комплексов (INB), электронной картографии (ECDIS) и гидрометеорологии. Морской VSAT может существенно упростить решение вопросов внедрения данных приложений за счет предоставления современных высокоскоростных каналов связи и наиболее конкурентных тарифных планов. Возможности этих систем и области применения на водном транспорте весьма широки и в дальнейшем будут только развиваться.


Ведущий специалист по развитию морского VSAT
компании СТЭК.КОМ
Юрий Шемчук

 

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Баннер