焦点：国内海上应急通信发展现状

国内海上应急通信技术研究紧跟国外的研究步伐，已经初步实现接入通信服务保障。但相较国外的成熟技术，国内海上应急通信技术仍然在覆盖范围、通信质量等方面有所欠缺。随着中国海洋活动日益增加，海洋应急通信的建设需求日趋紧迫。

国内海上应急通信网络体系发展现状

中国在海洋应急通信建设方面，没有专门用于保障海洋应急通信的通信网络，主要依靠近岸移动通信网络、短波/超短波电台、国家现有卫星通信系统以及租用国外海事卫星等技术进行。海上数据通信过于依赖国外的卫星系统，严重缺乏自主通信保障，未能形成完整的海洋应急通信体系。

目前，在中国的近海范围和江河湖泊上的移动通信网络已较为发达。中国联合网络通信集团有限公司从广西北海开始一直到大连海域，基本已建成近海50 km左右的覆盖网络。中国移动通信集团公司和中国电信集团公司也在沿海的一些岛屿或沿海省份建设了基站。随着南海岛屿的开发，一些重要岛礁上也实现了移动通信网络覆盖。已建成的近海移动通信网络主要以第3、4代移动通信（3G/4G）为主，能够满足基本的话音和低速数据业务通信需求。

短波通信系统凭借覆盖范围、通信成本等多方面优势在海上通信保障中发挥了重要作用，目前，国内数万条作业船只已安装了短波通信电台。2014年，以短波、超短波、卫星、公众网络为核心，温州提出海洋渔业多种通信网络融合理念，加快温州地区短波通信系统建设。国家交通部在海上短波建设方面也投入很大力度，在广州、上海、天津、大连等地建立了海岸电台，在航运、海洋石油开发和海洋科学考察中发挥了重要作用。但随着船舶短波通信设备的日益增多，短波频率资源愈来愈紧张，相互之间的干扰越来越严重。此外，各部门短波电台各自为战，服务区域分散，应急通信效能较低。超短波通信系统主要承担近岸公网和远海短波所不能覆盖的区域，作用范围为近海50海里（1海里=1.852 km）左右，覆盖范围较小。随着海洋活动逐渐增加，现有的短波/超短波网络无法完全满足海洋应急通信需求。

2015年5月，国务院批准印发了《国家民用空间基础设施中长期发展规划（2015—2025年）》，对中国未来15年通信卫星及应用进行了全面论证，明确空间系统主要由遥感、通信广播、导航定位3类应用卫星组成（图10）。其中，全球化为主要方向，公益带动商业为主要原则。

图10 中国空间基础设施规划-通信广播卫星

中国第1代高轨移动通信卫星系统天通一号系统于2016年8月发射入轨，实现对国土大陆及海域的覆盖，提供传统话音和低速数据接入服务，2017年12月电路域服务已经正式对外投入运营。天通系统面向亚太重点区域，以区域性覆盖为主，对于两洋、两极以及大容量数据传输需求仍有一定的局限性。

国内海上应急通信技术发展现状

在应急通信技术方面，中国已经开展了大量的研究和验证工作，研究成果应用于各类应急通信场景中，积累了丰富的实践经验。

1、LTE 技术在海上信道环境中的应用。基于对海上作业区的实地调研和客户需求，2011年大唐移动通信设备有限公司创新地推出TD-LTE海上专网无线通信项目，用来解决海上采油平台间的通信问题。目前，已经完成在南海的覆盖测试，在大雾、大风、暴雨等多种复杂天气下，TD-LTE专网下行速率稳定在约40Mbit/s，上行约15 Mbit/s，充分验证了TD-LTE海上专网无线通信方案的可用性和可靠性。

中国移动通信集团山东有限公司携手爱立信公司在青岛TD-LTE 试验网建设中，成功验证了TD-LTE2.6 GHz海面覆盖。为了试验TD-LTE在2.6 GHz的最大覆盖能力，尝试了“最大小区覆盖范围功能”，在开启的理想状态下，可提供最大93 km的理论覆盖半径，而在不开启此功能的情况下，小区的最大覆盖半径仅能达到15 km。经过海上测试，在距离海岸30km外的海面上，下行吞吐速率可达7Mbit/s，上行吞吐速率可达2Mbit/s。该试验表明LTE能够为海洋运输、海岛生态旅游开发、海上渔业等提供良好的宽带服务。

2、基于船载移动基站的海上搜救。2013年，交通信息通信技术研究发展中心联合中国联合网络通信有限公司开展了基于船载移动基站的海上搜救应用示范系统研究（图11）。船载移动基站通过甚小天线地球站（VSAT）卫星通信系统实现与陆地移动通信网络的对接，通过移动通信系统信号与卫星通信信号的转换，实现了船端系统对目标手机的测距和测向信息功能，及目标手机位置的可视化显示，达到海上定位和搜救的目的。

图11 海上搜救应用示范系统

3、船间自动化灯语通信系统。可见光通信以光作为传输信道，具有抗电磁干扰、安全性高、成本相对低廉、使用方便等优点，灯语通信系统，就是一种常见的海上可见光通信系统。受海上环境影响，大部分海难事故发生在夜间或恶劣海况下，很容易影响到卫星通信或船载基站的可靠性。可见光通信在恶劣条件下可靠性较高，能够实现人工通信，对装备、环境的要求较低，是一种最低限度的通信保障，较为适合海上应急通信的需要。

“十二五”期间，中国船舶工业系统工程研究院联合北京邮电大学、北京华通时空公司，共同进行了远距离可见光通信系统的研究，研制了基于可见光通信的船间自动化灯语通信系统，并在天津和石家庄水库进行了原理样机测试，成功实现了通信距离10.7 km，速率28.8 kbit/s的远距离可见光通信试验。

4、水下通信导航技术。国内在水声通信和定位技术领域已有多年的积累，研制的水声通信机已到达实用化水平，部分产品的性能已与国外知名公司的产品相当，已广泛应用于海底潜标、水下有人/无人航行器、水下作业平台的遥控与数据回传等场合。在水声通信组网技术方面，“十二五”期间，国内已开展了一些小规模的水声通信海上组网试验，验证了水声通信组网的部分关键技术；在水下定位技术方面，国内早在2004年就研制了首套水下差分全球定位系统（DGPS）水下高精度定位系统样机，目前一些研究所和高校已形成了长/短基线定位样机的能力。国内前期的研究积累为研制通导一体的网络化设备、构建水下应急通信导航试验系统打下了扎实的技术基础。

国内海上应急通信技术建设原则

1、常态储备，动态调配。依托国内沿海和岛礁的基础条件（机场、港口、站点、通信设施等），常态化储备海洋应急通信系统的资源；根据对热点海区可能的应急突发事件预判结果，在各站点间动态调配系统资源。

2、全球覆盖，重点强化。基本通信保障的能力应覆盖全球，强化保障能力覆盖南海和东海；满足现阶段国内海上终端用户通信应急接入和突发事件处置要求。

3、应急出动，快速抵达。能够实现快速部署；从服务需求提出至服务能力就位的响应时间尽量缩短，满足应急救援72小时黄金时间的要求。

4、无缝衔接，持续保障。能够通过多种应急通信手段之间的无缝衔接，在月级的时间段内进行应急通信持续保障；服务能力就位后，能持续填补面向特定场景的大规模专业救援装备赶赴应急海域的时间空档。

5、机动灵活，动态服务。能够实现应急通信服务海区的动态迁徙，按应急通信保障的具体需求，灵活机动地调整服务区域范围。

6、面向用户，服务多样。既能接入海面用户，也能接入水下用户；面向的终端类型覆盖海面手机、船舶自动识别系统（AIS）等大众型终端、水面SOS搜救终端、水下声通信定位终端，服务类型和通信速率覆盖语音、数据通信、网络连通等多种类型。

7、互联互通，融入大网。能够在单个应急服务海区内建立多用户之间的互联互通；能够建立多个应急服务海区之间建立互连互通；能够在应急服务海区与大陆之间建立互连互通，符合相应的技术标准；能够接入海上既有通信系统的骨干节点，在既有通信系统的基础上，对相应海域提供强化通信保障；能够接入中国既有的通信干线基础设施（通信卫星、微波干线链路、光纤干线链路），建立应急海区用户与公网的互连互通，能够接入中国自有的北斗搜救信息，实现信息的快捷无缝交换。

8、突破技术，夯实基础。在集成有较好技术和装备基础的既有手段，面向海上突发事件快速形成的应急通信服务能力的同时，瞄准中国技术水平较弱、相对国外有明显差距的应急通信关键技术，如低轨卫星通信技术等，开展关键技术攻关和演示验证。

9、建立规范，衔接未来。建立海上应急通信技术体系，开展实验验证，形成标准规范，为中国即将建设的海洋通信系统奠定技术基础。

10、以民为主，军民融合。在以民用需求为主导研制建设的通信系统的基础上，针对海洋应急通信领域的军事需求，开展民用于军的应用探索，为军民在海上通信领域的融合发展模式积累经验。（本文内容转自《科技导报》2018 年第6期）