欧宝网官方站入口-欧宝(中国)





  • 当前位置:首页 > 科技创新 > 智库(kù)研究

    面向海洋全方位综合(hé)感知的一体化通信网络
    来源:新闻(wén)中心
    发布时间:2021年02月24日 编辑:中国电子科(kē)学(xué)研(yán)究院专家高建(jiàn)文,肖(xiāo)双爱,虞志刚,郎晓光,王冬海

    面向(xiàng)海洋(yáng)全方位综合感知的(de)一体化通信(xìn)网络

      摘 要(yào):当(dāng)前,海洋(yáng)探索逐步从近海向(xiàng)远海,从平面向立体,从分(fèn)立向全(quán)方(fāng)位综合感知(zhī)的网(wǎng)络信息体(tǐ)系发(fā)展。本文分析了全方位海洋综合感知业(yè)务的主要特征,研(yán)究了当前海洋通信网络的发(fā)展现(xiàn)状和面(miàn)临的(de)主要问题与挑战(zhàn),提出了面向(xiàng)海洋综合感知业务(wù)的一体化(huà)通(tōng)信(xìn)网(wǎng)络架构,阐述(shù)了该网络架构的功能与组(zǔ)成,指出了该网络中需要研究的主要关(guān)键技(jì)术,以及网络构建的方法和(hé)应(yīng)用设想,为后续海上通信网(wǎng)络(luò)演进发展提供了新思路。  

      关键词: 海洋网络;综合感知;网络架(jià)构;一体化通信

      

    引 言

      “向海则兴,背海则衰”,大力发(fā)展海洋事业已成为全(quán)世界(jiè)的广(guǎng)泛(fàn)共(gòng)识,构(gòu)建海洋通信综合保障体(tǐ)系(xì),提(tí)升海洋(yáng)通信网络基(jī)础设施和(hé)信息服务水平(píng),是认识(shí)海洋、经略(luè)海洋(yáng)的重要基石。

      面(miàn)向海洋事业(yè)的发展需求,我国(guó)先后提出(chū)了“智慧海洋”、“透明海洋”等(děng)系(xì)列(liè)工程,对于海洋的(de)探索逐步从近海向(xiàng)远(yuǎn)海(hǎi),从平面向立体,从分立(lì)向全方位综合感知的网络信息体系发展(zhǎn)[1-4]。现有的海洋感知主要依托岸(àn)基(jī)、有人岛(dǎo)礁、船舶和小型浮标等平台,实现对近海和重点海域的海洋环(huán)境感知业务(wù)。然而,海洋全方位(wèi)综合感知旨在基(jī)于天基、空基(jī)、岸基(jī)、海(hǎi)基(jī)和(hé)潜基等平(píng)台,通过各类传(chuán)感器(qì),感(gǎn)知海洋目标、环(huán)境、地(dì)理及海洋装(zhuāng)备等信息,实现对(duì)海洋的全海域、全天(tiān)候、全天时(shí)的综合感(gǎn)知。与现有的海洋感知网络相比,海洋全方位综合感知对海洋通信网(wǎng)络(luò)在多元异构接入、多网系融合和多(duō)元(yuán)业务承载等方面(miàn)提出了诸多(duō)挑战(zhàn)。

      为了应对(duì)这些挑战,本(běn)文分析了新时期下(xià)全方位(wèi)海洋综合感知(zhī)的物理空间特征和信息空间(jiān)特征(zhēng),研究了当前海(hǎi)洋(yáng)通信网络的发(fā)展现状和面临的主要问题与挑战,提出了面向海洋(yáng)全方位综合(hé)感知的(de)一(yī)体化通信网络架构,弥(mí)补了现有(yǒu)海洋通信网(wǎng)络的不足。

      1 海洋全方位综(zōng)合感(gǎn)知的主要特征

      随着海洋平台(tái)设计、装备制造、传感器、人工智能和信息处理(lǐ)等技(jì)术的快速(sù)发(fā)展,海洋信息(xī)网络平台装备正(zhèng)在向(xiàng)无人化、智能化和多样化的方(fāng)向快速(sù)发展(zhǎn),已形成了一批覆(fù)盖“空(kōng)、天(tiān)、岸、海、潜”的新型海(hǎi)洋平台装备,如海洋观测(cè)卫星、无人机、大型(xíng)浮标、潜标、无人岛礁、无人艇(tǐng)、水下机器(qì)人等,具(jù)备全海域、全天(tiān)候、全天时常态(tài)化的海(hǎi)上值(zhí)守能力,对于(yú)海洋(yáng)信息的感知也融合(hé)了雷达、AIS、ADS-B、光(guāng)电、电(diàn)磁、气象、水文等海(hǎi)洋目标和环境信(xìn)息,为建设(shè)海洋全方(fāng)位综合感知奠定了基础。与现(xiàn)有的海洋(yáng)感知网络相比,海洋全方位综合感知(zhī)的主要特征体(tǐ)现在物(wù)理空间(jiān)和信息空间两个维度。

      1.1 物理空间特征

      海洋(yáng)全方位综合感知的物(wù)理(lǐ)特征主要体现在基础平台的多样化(huà)、无人化和智能化等三个方面。海洋全方位综合感(gǎn)知平台是在传(chuán)统(tǒng)海上平台(tái)的基础上,增(zēng)加了海洋(yáng)观测(cè)卫星平台、无人(rén)机、大小浮标、无人岛礁(jiāo)和水下潜(qián)标等新型平台,丰富了平台的类型,形成了覆盖空、天、岸、海、潜(qián)的海洋全方位综合感知平台装备(bèi)体系,如图1所示。新型平台主要以海上(shàng)无人值守为主,具备智能控制、多平台协同应用的能力,适合在恶劣的海洋环境中长(zhǎng)期连续工作。

    图1海洋全(quán)方位(wèi)综合感(gǎn)知平台(tái)装备体系

      1.2 信息空间特征

      海洋全方位综合感知的信息特征主要体现在信(xìn)息的多样性、时效性、价值性(xìng)、共享性和(hé)可靠性等五(wǔ)个方面。  

      (1) 信(xìn)息(xī)的多样性

      海洋综合感知主要通过(guò)各(gè)类传感器实现(xiàn)对(duì)海洋目标(空中、水面和水(shuǐ)下目标(biāo)等)、海洋环(huán)境(jìng)(气(qì)象、水文、电磁等)、海(hǎi)洋地(dì)理(lǐ)和海洋(yáng)平台装备(bèi)的控制、状态等信息的采集(jí),如表1所示,感知(zhī)的信(xìn)息类型和要素多种多样。

      (2) 信(xìn)息的时(shí)效性

      不(bú)同类型的感知信息(xī),在信息(xī)的时效性方面具有(yǒu)明显的差异,如空中目标的飞行速度较(jiào)快,目标(biāo)的方(fāng)位、航(háng)向等(děng)信息(xī)的价值(zhí)会随着(zhe)时(shí)间的(de)推(tuī)移而快速降低,对于时间的要求明显高于航行(háng)速度较慢的水面或水下目标,另外,海洋(yáng)环境的变化总体相对缓慢,信息的时效性总(zǒng)体要(yào)求较低。

      (3) 信息的(de)价值性

      在面向(xiàng)不同用户或应用(yòng)场景时(shí),相同(tóng)类型信息的价值(zhí)也存(cún)在显(xiǎn)著的差(chà)别。如海上维(wéi)权执法时,海面(miàn)异常或(huò)不明目标(biāo)的信息价值明显高(gāo)于合(hé)法目标的价值,系统(tǒng)运维时,设备的故(gù)障或告警信(xìn)息对于系统安全性的影响,显然大于正常的设备状态信息。

      (4) 信息的共(gòng)享性(xìng)

      由于单平台海上感知范围有限,针(zhēn)对海洋目标的跨区连续监测,需要(yào)不同(tóng)的海洋平(píng)台间共享目(mù)标信息,如目标(biāo)的批号、型号、数(shù)量、位(wèi)置、航向等信息,实现(xiàn)对海洋(yáng)目标的(de)综合感知与协(xié)同探(tàn)测。

      (5) 信息的可靠性

      不同类(lèi)型的信息对于(yú)可靠性的要求(qiú)也有(yǒu)明显的区别,如对无(wú)人系统(tǒng)管控时,当平(píng)台(tái)的姿态、供电(diàn)等基础保障资源的控制信息失真或(huò)丢失,可(kě)能导致(zhì)姿态失控、全台(tái)掉(diào)电(diàn)和通信(xìn)中(zhōng)断、失联(lián)等(děng)严重(chóng)后(hòu)果,其信(xìn)息(xī)可靠性要求明(míng)显高于其他感知(zhī)设备的控制信息。通过(guò)对平台特征和信息特征的分析,明确了新时(shí)期下海(hǎi)洋全方位综合感知(zhī)业务对海洋(yáng)通信网络的应用要求,即覆盖“空、天(tiān)、岸、海、潜”的多元接(jiē)入、统一组网(wǎng)及(jí)按需服务等(děng)。

    表1 典(diǎn)型(xíng)的(de)海洋综(zōng)合感知信息类型及要素

      2 海洋通信(xìn)网络的发展(zhǎn)现状

      目前,海上主要以岸基移动通信、海(hǎi)上无线通信、卫星通信和水声通信等(děng)分立(lì)的通信网络实现对全球海洋的基本覆盖。

      1)岸基移动(dòng)通信

      主要依托陆上(shàng)2G/3G/4G等移动(dòng)通信网(wǎng)络实现对近(jìn)海30Km内的有(yǒu)效覆盖(gài)[5],支持(chí)话音和宽带数据传输(shū)。

      2)海(hǎi)上无线(xiàn)通信

      主要(yào)采用(yòng)中/高频和甚高频通信实现近海(hǎi)、中远海域(yù)的覆盖,常见的通信方式如表2所示(shì)[6],我国主要采用奈(nài)伏(fú)泰斯系(xì)统(NAVTEX, navigational telex)[7-8]和船舶自动识别系统(AIS, automatic identification system)[8],支持话音和窄带数(shù)据传输,但(dàn)传输(shū)质量(liàng)易受外界环境因素影(yǐng)响,可靠性较低。

      3)卫星通信

      是目前保(bǎo)障全(quán)球各类海洋活动最主要(yào)的通信(xìn)方式。国(guó)际(jì)海事卫星(xīng)系统(Inmarsat)和(hé)铱星系统(Iridium)是(shì)应用最为(wéi)广泛的全球海洋(yáng)卫星(xīng)通信系统,最(zuì)新的第五代海事卫星系统(tǒng),最高支(zhī)持100Mbit/s的(de)下行速率和5Mbit/s的上行(háng)速率[9],正(zhèng)在部署的第二代铱星系统(Iridium Next),最高支(zhī)持1.5Mbit/s的移动通信和30Mbit/s的(de)宽(kuān)带通信 [10]。

      近几年(nián),国内(nèi)卫星(xīng)通信也有了长足的发展,2016年发射了首颗移动通信(xìn)卫星“天通一(yī)号”,实现对我国领海及周边(biān)海域的全(quán)面覆盖,最高支持(chí)384Kbit/s的移动(dòng)通信,2017年发射了首颗高通量卫星“中星16”,覆盖了对我国近海(hǎi)300Km海域,最高支持150Mbit/s的宽(kuān)带通信[9],2020年北斗卫星导航系统(tǒng)的全面(miàn)建成,将为全(quán)球用户提供短报文(wén)通信服务。目前,国内外卫星(xīng)通信系统正(zhèng)在从分(fèn)立(lì)向天基组网、天地一体化(huà)方向发展[11-14],主要代表系统(tǒng)包(bāo)括国(guó)外(wài)OneWeb公(gōng)司的太空(kōng)互联(lián)网低轨星座,SpaceX公司的星链(StarLink)及国内中国电科的“天地一(yī)体化(huà)信息网络”、航天科技(jì)的“鸿雁”星座和航天科(kē)工的(de)“虹云”工程。

      4)水下无线通信

      主要包括水下电磁波通(tōng)信、水(shuǐ)声(shēng)通信和水下光(guāng)通信(xìn)三种(zhǒng)方式。水声通(tōng)信目前水下节点之间(jiān)远距(jù)离窄带(dài)通信的唯一手段,水下电磁通信(xìn)主要使用甚低频、超低频和极低频进(jìn)行通信(xìn),用于岸海间(jiān)远距离小深度的水下通信场景[15],水下光通信主要(yào)利用(yòng)蓝绿波长的光进行(háng)水下通信,支持(chí)近距离的高速通信,但技术尚(shàng)未成熟。

      随(suí)着通信技术的(de)发展(zhǎn)和海上平台设计(jì)、装备制造、供电等能力(lì)的不(bú)断提升,各类新的通信手段也(yě)具备了在海上应用的基(jī)础,目前正在探索激光通信、散射通(tōng)信、流星余迹、自组网等技术在(zài)海上的(de)应用。

    表2 我(wǒ)国常见的海上(shàng)无线通信系统

      

      3 存在的主要问(wèn)题与挑战

      尽管海上已经构建了不同类型的通(tōng)信网络(luò),初步实现了对(duì)海的立体(tǐ)通信(xìn)覆(fù)盖(gài),但(dàn)仍存在以(yǐ)下几个方面问题:一是缺(quē)乏(fá)全局顶层规划(huá)设计,通信资源孤(gū)立分(fèn)散,难以(yǐ)发(fā)挥整体优势;二是网络架构标准不统一、互联互通不(bú)畅;三(sān)是(shì)业(yè)务通(tōng)信保障模式单一。

      面对(duì)海洋综合感(gǎn)知(zhī)网络信(xìn)息体系的快速发展,当前的海洋通(tōng)信网络无法适应业务(wù)全面拓(tuò)展的(de)需求,亟需按照“空、天(tiān)、岸、海、潜”五位一(yī)体(tǐ)的多元异构接入(rù)、多(duō)网系融合和多元业务承载的思路,发展新型海洋通信(xìn)网(wǎng)络架构,解决全方位的(de)随遇接入、统一组(zǔ)网和按需服务等(děng)问题。

      本文提出了一体化(huà)的海洋通信网络架构。通过融合多网(wǎng)系(光纤、卫星通信、散射通信、LTE、短(duǎn)波(bō)、北斗和水声通信等宽窄带通信手段)、统筹多种通信平台资源(天基、空基(jī)、岸(àn)基、海基和潜(qián)基),构建多元的接入方(fāng)式、统一的(de)核心网络和智能的资源(yuán)适配,为一体化海洋通(tōng)信(xìn)网络提(tí)供统一架(jià)构支持。

      4 一体化海洋通信(xìn)网络架构

      面向(xiàng)“空、天、岸、海、潜”的一(yī)体化海(hǎi)洋通信(xìn)网络架构(gòu)采用分层技术体系,在天(tiān)基、空基(jī)、岸(àn)基、海基和潜基等平台之(zhī)上,构(gòu)建了多元(yuán)接入层(céng)、统一网络层、协同服务(wù)层和运维管控、安全防护系统等“三(sān)层两系统”的技术体(tǐ)系网络架构(gòu),实现对海洋综合态势感知、海洋目标监测(cè)、海洋(yáng)环境监测等海洋综合(hé)感知业务的全面支撑,具体如图2所(suǒ)示。

    图2一体化海洋(yáng)通信网(wǎng)络架构

      多元(yuán)接(jiē)入层主要解决空、天、岸、海、潜全方位的(de)随(suí)遇(yù)接入(rù)问(wèn)题(tí),基于海上(shàng)应用(yòng)比(bǐ)较成熟的宽带、窄带通信手段,实(shí)现对(duì)海洋(yáng)各类平台随遇接入(rù)。在实际工(gōng)程应用(yòng)中,海上通信(xìn)接入方式(shì)的选择需要结(jié)合海洋(yáng)平台的类型、部(bù)署方式(shì)和应(yīng)用场(chǎng)景(jǐng)等,具体(tǐ)如表2所示,海(hǎi)洋卫星主要通过微波或激光接入岸基,大型无(wú)人(rén)机(jī)主要通过卫星或微波(bō)通信实(shí)现宽带接入,水面大型监测平台,由于平台(tái)搭载和供电能力强,可同(tóng)时(shí)搭载(zǎi)卫星(xīng)通信、散(sàn)射、短波、北(běi)斗等多种宽窄(zhǎi)带通信方(fāng)式,实(shí)现常规宽带接入和恶劣海况(kuàng)条件下的窄带接入(rù),水下固(gù)定(dìng)阵主要通过(guò)光电复(fù)合缆接入岸基(jī),对于小型的空中(zhōng)、水面和水下平台,由于平台综(zōng)合(hé)能力较(jiào)弱,主要(yào)通过北斗、水声等窄(zhǎi)带接入(rù),或者与大型(xíng)平台(tái)协同组(zǔ)网实现宽带接入。

      统一网络层(céng)主(zhǔ)要解决空、天、岸(àn)、海(hǎi)、潜全方位的统(tǒng)一组网问题,基于(yú)IP承载,屏蔽异(yì)构终端、接入链路的(de)差(chà)异,在多元接入层之上构建基于数(shù)据分组交换的核心网(wǎng)络(luò),实现数(shù)据的统一路(lù)由与转(zhuǎn)发。为了(le)实现异构(gòu)网(wǎng)络间的(de)互(hù)联互通,需要(yào)根据接入(rù)网的(de)传输协议(yì)和业务承载要求,对传输协(xié)议和业务报文格(gé)式进行转换和(hé)重新封装(zhuāng),实现多手段、多(duō)用户、多(duō)业务之间统一(yī)融合(hé)互通的通信应用服(fú)务。

      协同服(fú)务层主要解决(jué)空、天、岸、海、潜综合感(gǎn)知业务的按需服务问题,其介于海洋应用(yòng)与统一网络层(céng)之间,负责统筹上层业务需求(qiú)和(hé)底层网络资(zī)源,实现上下(xià)数据协同和(hé)控制协同,是海洋通信网络架构的核(hé)心层。协(xié)同(tóng)服务层(céng)包括上下两个子层(céng)。协同服(fú)务层向(xiàng)上主要通过对海(hǎi)洋目标(biāo)、环境、控(kòng)制、状态等信息(xī)的分类、分级,结合业务传输速率、时延(yán)、优先级、可靠性等QoS要求,构(gòu)建海洋综合感知业(yè)务管理平台,并通(tōng)过与(yǔ)网(wǎng)络实时资(zī)源的匹配,实现海洋各类感知业务的(de)注册、接纳控制(zhì)和(hé)业务编排等;协同服务层向下主(zhǔ)要通过对底层异构网络资(zī)源(yuán)的抽象封装,构(gòu)建(jiàn)面向不同应用需求的网络模(mó)型等,实现对卫通、散射(shè)、短波、北斗等异构网络(luò)资源的发现、注册(cè)、调度和管理等。

      与(yǔ)现有海洋通信网络相比(bǐ),新型海洋通信网络旨在解决(jué)天、空、岸、海、潜的立体组网、多(duō)元异构(gòu)网络间的(de)融合互联(lián)及(jí)业务与网络资源的上下(xià)协同(tóng),提(tí)升网络整体的协调性和(hé)资源的利用率,构建面向海洋综合(hé)感知(zhī)的多网(wǎng)系高效融(róng)合互联的网络空间。

      表2 空(kōng)、天、岸、海、潜(qián)主要平台通信接入(rù)方式及典型应用场景

      

      5 涉及的主(zhǔ)要关键技术

      面向新型海洋通信网络建设(shè),本文认为主要存在以(yǐ)下几点关键技术(shù)需要研究解决:

    •   一(yī)是针对海(hǎi)洋(yáng)信(xìn)息资源(yuán)类型(xíng)繁多(duō),通信保(bǎo)障需求各异,而(ér)通信资源相对有限的问题,重点(diǎn)研究海洋信息的分类与分级管理;

    •   二是面向海洋通信(xìn)资源(yuán)异构性强,融合应用难度大的问题(tí),重点研究(jiū)异(yì)构网络资源的统(tǒng)一(yī)管理(lǐ);

    •   三是针对海洋应(yīng)用多元、服务(wù)质(zhì)量迥异(yì)的问(wèn)题,重点研究业务与资源协同(tóng)控(kòng)制(zhì);

    •   四是针对复(fù)杂环境下,系统及装备的兼容性、一致性难以保障的问题,重点研(yán)究海洋网络(luò)综合(hé)集成的相关(guān)标准(zhǔn)。

      5.1 海(hǎi)洋综合感(gǎn)知(zhī)信息(xī)的(de)分类与分级管理

      对于海(hǎi)洋的综合感(gǎn)知,主(zhǔ)要涉及海洋(yáng)目标、海洋环境、海洋地理及平台装备的控(kòng)制和状态等信息,不同类型(xíng)的信息在时效性、价值性等方(fāng)面具(jù)有明显的差异,对于承载网(wǎng)络(luò)的时延、宽带及可靠性等(děng)要求也有明显区别,在海(hǎi)上(shàng)网络资源(yuán)整体受限的条件下,为了实(shí)现异构网络对海洋信(xìn)息差异化的服务保障,需要对海洋(yáng)信息进行(háng)分类、分级管理,根据信息的价值和(hé)时效性等特征,结(jié)合(hé)业务(wù)的QoS服务保障需求(qiú),研究面向海洋综合感知信息(xī)的(de)分类与分级方(fāng)法,建立海洋(yáng)综(zōng)合感知信息(xī)的统一管理平(píng)台(tái)。

      5.2 异构网络(luò)资(zī)源的智能管理(lǐ) 

      当前海上(shàng)应(yīng)用(yòng)较为成熟的通信方(fāng)式主(zhǔ)要(yào)包(bāo)括光纤、海上卫星通(tōng)信、散射通(tōng)信、微(wēi)波(bō)、LTE、短(duǎn)波、超(chāo)短波、北斗、流星余迹和水声通信等,各类通(tōng)信资源(yuán)异构性强,网络能力也(yě)存在明显的(de)差异,如(rú)海上覆(fù)盖范围、接入速率、传输时延(yán)等(děng)。在面向海上差(chà)异化的服务保障需求时,为(wéi)了实现资源的高(gāo)效(xiào)利用,屏蔽底层网络的差异性,需要重(chóng)点研究网(wǎng)络资(zī)源虚拟化技术(shù),根据不同通信网(wǎng)络的(de)典型(xíng)特征,从(cóng)物理网络基础设施中抽(chōu)象网络资(zī)源,形成统(tǒng)一(yī)的网络(luò)资(zī)源池(chí),支持底层网络(luò)资(zī)源的自动感知和网络资源调度,实现(xiàn)异构网络资(zī)源的统一管理和按需配置。

      5.3 业(yè)务(wù)和异构网络(luò)的协同(tóng)控制

      为(wéi)了实现业务(wù)需求与异构网络(luò)资源的有(yǒu)效匹配,在对海洋综合感知业(yè)务分类、分级管理(lǐ)和对异构网络资(zī)源(yuán)虚拟化的(de)基础上,重(chóng)点研究基于业务需求和实时(shí)网(wǎng)络(luò)资源状态的联合接纳控制算法、异构网络模型最佳匹配算法(fǎ),实现对业务的接纳控制和最(zuì)佳网络模型的选择(zé),同时基于业务选择(zé)的网络模型,研究底(dǐ)层网络智能的切换技术和宽窄带(dài)异(yì)构网络的负载均衡技术,实现上层(céng)业务和底层网络间(jiān)的数据协同和控制协同(tóng)。

      5.4 复杂环境下的综合集成

      新型海(hǎi)洋(yáng)通信网络主(zhǔ)要(yào)依托各型无人平台构(gòu)建,平台内外环(huán)境恶劣,搭载空间和供(gòng)电能(néng)力(lì)受限,设(shè)备长(zhǎng)期处(chù)于高温、高湿、高盐雾(wù)、高辐射、震动、冲击和(hé)摇摆等复杂环境(jìng)中。在实际构建网(wǎng)络时,为了保障系统和(hé)装备长期稳定(dìng)工作,需要结合平台的类型、系统/装备的部署环境和使用要求(qiú)等(děng),研究系统/装备在复(fù)杂环境下(xià)的六性设计标(biāo)准、电磁兼(jiān)容性设计标(biāo)准和设备在平台(tái)中的布局标(biāo)准、加装(zhuāng)标准(zhǔn)、布线标准和(hé)供电标(biāo)准等,保障系统(tǒng)及准备在(zài)复杂环境下的兼容性和一致性。

    6 网(wǎng)络(luò)构建与应用设想

      如图3所示,面(miàn)向海(hǎi)洋全(quán)方位综合感知的一体化海洋通(tōng)信网络是在统筹(chóu)“空基、天基、岸基、海基(jī)、潜基”等平(píng)台资源(yuán)和(hé)海上通信资源的基础上,按照(zhào)统一需求、统一架构(gòu)、统一标准、统(tǒng)一建设和(hé)统一管理的原则,以海基为核心,利用(yòng)光纤(xiān)、卫星(xīng)通(tōng)信、散射通信、LTE、自组(zǔ)网(wǎng)、短波、北斗和水声通信(xìn)等接入方式,连通(tōng)天基、空基、岸基和水下,实现(xiàn)全(quán)海域(yù)、全天候、全天时的立(lì)体综合组网(wǎng),保障“空、天、岸、海、潜”等海上各类(lèi)平台的随遇接入、统一组网和按需(xū)服务,逐步构建海洋全(quán)方位(wèi)一体化的(de)通信保障体系,满足海洋监测预警、海洋渔业管(guǎn)理、海洋科学考察、海洋(yáng)搜(sōu)救等各类海上应用的需求,服务国家“智慧(huì)海(hǎi)洋”、“透(tòu)明(míng)海洋”等系列工程。

    图3 一(yī)体(tǐ)化海洋通信网络构建及应用设想

    结 语

      随着(zhe)我国(guó)“智慧海洋”和 “透明海(hǎi)洋”等系列工程的推进实(shí)施,对于海洋(yáng)的探索(suǒ)逐步从近海(hǎi)向(xiàng)远海(hǎi),从平面向(xiàng)立体,从分(fèn)立向(xiàng)综合感知的网(wǎng)络信(xìn)息体系发(fā)展,本文分析了新(xīn)时(shí)期(qī)海洋全方位综合(hé)感知的(de)主要特征(zhēng),研究了海洋通(tōng)信网络的(de)现状及存在的问题,在此(cǐ)基础上提出了面向海洋全方位综合(hé)感(gǎn)知(zhī)业务的一体化海洋(yáng)通信网络架构,分析(xī)了该(gāi)网(wǎng)络架构中涉及的(de)主要关键技术,最后提出(chū)了网络构建(jiàn)的原则和(hé)未来应用的设(shè)想。本文提出的一(yī)体(tǐ)化(huà)海洋通信网(wǎng)络架构(gòu)是对未来海洋通信网络的重要探索,希望为我国“智慧海洋”和 “透(tòu)明海洋”等系列工程中通信网络建设(shè)提供(gòng)新的(de)思路。

      【参考文献】

      [1] 段瑞(ruì)洋, 王景璟,杜军,王云龙,沈渊(yuān), 任勇. 面向(xiàng)“三全”信息(xī)覆盖的新型海洋信息网络[J]. 通信学报, 2019, 40(4): 10-20.

      [2] 方书甲.海洋信息感(gǎn)知与综合传输网络[J].舰船科学(xué)技术(shù),2005,(02):5-7.

      [3]姜晓轶,潘德(dé)炉.谈(tán)谈我国(guó)智慧海洋发(fā)展的建议[J].海(hǎi)洋信(xìn)息,2018,No.235(01):1-6.

      [4].空间信息构筑智(zhì)慧(huì)海洋[J].卫星应用,2016,No.54(06):1.

      [5].海上应急通信(xìn)技(jì)术研究(jiū)现状(zhuàng)[J].科技导报,2018, 36(6):28-39.

      [6] 夏明华(huá), 朱(zhū)又敏,陈二虎(hǔ),邢成文,杨婷婷, 温文坤. 海洋通信的发展现状(zhuàng)与时代挑战[J]. 中国(guó)科(kē)学:信息(xī)科(kē)学, 2017, 47(6): 677-695.

      [7] IMO. NAVTEX manual[M]. 2012 ed. London: International Maritime Organization, 2012.

      [8] IMO. GMDSS manual[M]. 2015 ed. London: International Maritime Organization, 2015.

      [9] 国(guó)际电工委员. 海上航(háng)行和通信(xìn)设备与系统–B 级船载自动(dòng)识别系统 (AIS): IEC 62287-1[Z]. 日内瓦:国际电(diàn)工委员会, 2017.IEC. Maritime navigation and communications equipment and systems-Class B shipborne automatic identification system (AIS): IEC62287-1[Z].Geneva: International Electrotechnical Commission, 2017.

      [10]王权(quán), 刘清(qīng)波, 王悦, 熊越,袁丽等. 天基通信系统在智(zhì)慧海洋中(zhōng)的应用(yòng)研究[J]. 航天器工程, 2019, 28(2):126-133.

      [11]吴建军, 程宇新(xīn), 梁庆林, 等(děng). 第二代铱星系统(Iridium Next)及其搭载应用概况[C]//2010第六届卫星通信新(xīn)业务新技术学术年会论文集. 北京(jīng): 中国通信学会(huì), 2010: 304-313.

      [12]张平,秦智超,陆洲.天地一体化信息网络天基宽带骨(gǔ)干(gàn)互联系统初步考虑[J].中兴通讯技术,2016,v.22;No.129(04):24-28.

      [13]吴曼青,吴巍(wēi),周彬,陆洲,张(zhāng)平,秦智超.天地一体化信息网络总体(tǐ)架构设(shè)想[J].卫星与网络,2016,No.158(03):30-36.

      [14]黄(huáng)惠明,常呈武.天(tiān)地一体化天基骨干网(wǎng)络体系架(jià)构研(yán)究[J].中国电(diàn)子科学(xué)研究院学报,2015,v.10;No.61(05):460-491.

      [15]王俊(jun4),杨进佩,梁(liáng)维泰(tài),毛晓彬.天地一体化网(wǎng)络(luò)信息体(tǐ)系构建设想[J].指挥信(xìn)息(xī)系(xì)统(tǒng)与技(jì)术,2016,v.7;No.40(04):59-65. 

      [16]王毅凡, 周(zhōu)密, 宋志慧. 水下无线通信技术发展研究[J]. 通信技术, 2014, 47(6):589-594.

    打印 关闭

    欧宝网官方站入口-欧宝(中国)

    欧宝网官方站入口-欧宝(中国)