一、简述 本项目通过建设青岛近海海域船岸无线通信网络,提升海事应急通信保障能力,保障海事监管和通航指挥通信畅通。项目建成后,指挥中心能够实时查看由执行公务中的船舶传回的多路视频图像、与执行公务的船舶之间进行即时视频会议、在船上访问互联网、使用WIFI以及可以使用移动电话拨号或接听电话。 青岛海事局所辖海域,通过在辖区多个岛屿上安装动中通基站,覆盖全部辖区近海区域,使得公务船在本地区域内,实现与岸基无缝连接组网。青岛海事局船载动中通二期项目辖区覆盖范围如下图所示:
在本辖区灯塔、铁塔上安装岸基基站,灯塔岸基坐标如下:1.
即墨女岛灯塔经度:xxx.xxxxxxx,纬度:xx.xxxxxxx 2.
千里岩灯塔经度:xxx.xxxxxxx,纬度:xx.xxxxxxx3.
朝连岛灯塔经度:xxx.xxxxxxx,纬度:xx.xxxxxxx 4.
大桥岛灯塔经度:xxx.xxxxxxx,纬度:xx.xxxxxxx
5.
市南区海事大厦办公楼
经度:xxx.xxxxxxx,纬度:xx.xxxxxxx6.
斋堂岛董家口AIS基站经度:xxx.xxxxxxx,纬度:xx.xxxxxxx
二、需求分析1、覆盖范围分析 青岛海事局所辖海域,东北至西南海域直线大约80海里(150公里),近海作业范围距离海岸线11~22海里左右。如图:
2、船载组网需求 船载端于岸站之间,通过动中通智能组网系统,实现船只与岸站基站之间高速微波组网,船只和岸基之间,上行和下行带宽分别不低于50Mbps链路带宽,以满足和确保海事相关公务和作业船只的通信和指挥保障,实现船只多路视频实时回传至控制中心,且同步可实现视频会议、船只互联网实时访问,高速WIFI上网、VoIP网络电话功能。 动中通系统采用海面多点覆盖,在多个灯塔站岸基安装动中通岸站,就近接入为原则,实现动中通对船只多业务联网支持:
三、方案链路规划和设备选择1、整体链路规划和部署 1.1、船只与灯塔岸基通讯组网 青岛海事局所辖区域范围的近海区域范围内,现有六处灯塔铁塔资源可用于岸站动中通基站,1.即墨女岛灯塔,2.千里岩灯塔,3.朝连岛灯塔,4.
大桥岛灯塔,5.市南区海事大厦办公楼,6.
斋堂岛董家口AIS基站,利用六处灯塔分别覆盖一定范围海域范围,后续也可以进行岸基基站扩容,增加覆盖范围。六处灯塔铁塔位置,所能安装天线海拔挂高分别50~80米不等,假设公务船只动中通天线海拔安装高度按10米计算,则灯塔岸基覆盖半径范围分别为25公里~30公里。考虑到船只和灯塔岸基基站最远达30公里或以上,我们对岸基设备和船只设备,都采用直径70cm动中通系统,采用一对一高增益智能天线系统,单一天线高带宽,高速路,远距离。满足船只与岸站基站50Mbps链路带宽的需求。 1.1.1 岸基基站选址 在现有六处基站位置上安装动中通岸基基站,六处坐标如第一节“简述”中所述,采用现有铁塔资源,每个岸基单独提供500Mbps的互联网接入通道和动中通岸基连接; 对于铁塔动中通岸基安装时,尽量安装在铁塔制高点,并尽可能避开铁塔本身对全方位覆盖信号的影响,建议在条件许可的情况下,单独架设铁塔或立杆用于安装动中通岸基基站。供电则从现有铁塔供电系统拉取220V市电。
岸基基站点位的扩充:为了获得更远的传输距离和通讯效果,我们建议在崂山南侧山脉靠海位置,安装补充基站,北纬:xx.xxxxxxx,东经xxx.xxxxxxx,海拔xxx米左右。由于具有绝对的高度优势,单一基站即可覆盖半径多达70公里区域。
1.1.2船只与岸站链路高度规划和计算 假设公务船动中通天线安装高度为海拔10米,公务船距离朝连岛灯塔(天线安装高度海拔按80米)16.5海里(30公里)时,链路计算情况如下:
通过计算,岸基海拔高度80米天线安装高度和船只天线安装高度10米时,链路符合传输要求。此时的传输距离为当前高度情况下的最远传输距离。 1.2、岸基与指挥中心组网 所有岸基动中通基站,采用独立高速500Mbps互联网宽带接入。满足与中心之间实现包括VPN、视频、监控等船只各类业务数据扩容的需要。
2、设备选择 2.1、船岸动中通组网设备 船载动中通系统采用智能定向天线系统,采用5HzGPS高速实时自动姿态计算方法,根据预设目的地经纬度定位数据和相对高度数据,实现360度水平连续自动旋转和俯仰姿态调整。 通过集成高增益定向天线,搭载高速微波通讯系统,与远端站之间实现高速、高链路带宽通讯,实现更远距离实时稳定可靠的无线视频传输。 可应用于通视环境下船载、机载、车载的动中通通讯系统,实现动态组网与自动跟踪。 相比传统全向天线模式,具有高的天线增益,更远的通讯距离,和更好的通讯传输效果。设备小型化,轻量化,高集成度,单一设备集成电子罗盘、GPS、高速步进机电机,采用全角度360度自动高速AI智能系统,可360度连续旋转,全自动俯仰角度调整。通过搭载定向微波天线系统和高速微波设备,能够提供高速稳定微波透明传输链路。设备安装维护简单,只需要一根网线进机柜即可,不需要其它的多条数据线缆。船岸动中通:
设备性能:天线内置高精度惯性导航模块测量船体(车体)的姿态,利用DSP运行具有自主知识产权的姿态稳定算法,保证了天线在任何情况实时对准目标信号。搜索信号时,根据GPS获取的地理位置,计算目标信号仰角,在多轴稳定的基础上直接对目标进行搜索,所以可以快速获取目标;可扩展多岸站目标基站;在识别目标方面,为了提高信号识别的可靠性,特别设计了信号加信标识别方式;机械方面,采用三轴稳定的机械结构,保证了控制精度(稳定平台的指向精度可达±0.2°);电子元件方面,采用工业级元件,保证了元件的可靠性(也可以提供军品级元件);软件方面,采用高速DSP计算,内置坐标变换模块、PID稳定模块等核心模块,其控制频率大于500Hz;生产工艺方面,采用长时间高低温老化试验,保证了电气元件的可靠性。5Hz高速定位和姿态计算360度水平连续旋转,自动俯仰角度调整高速步进电机系统,水平角度精度0.24度旋转速度50度/秒,自动加速度起停运转,拒绝高速旋转时失步和越步GPS漂移优化算法,运行更精准可靠支持初次安装电子罗盘自校准功能,地磁磁偏角校正功能适配5.8G船载、机载、车载通讯系统,具有高链路带宽,通讯距离远的优点*系统即装即用,安装调试简单IP66全天候可扩展标准RS232串口接口RS-232和TELNET终端实时状态数据输出,支持手动远程控制和姿态调整支持多点岸站自动跟踪支持系统定制开发 2.1.1 船岸动中通 对于岸基,我们采用与船载相同的系统设备,并通过485通讯系统,实现与船只之间坐标交换和协助定位。岸基动中通:
船只与多岸基基站,可优化的链路计算方案,智能化自动匹配、切换就近岸基通讯。 2.1.2 客户运维管理 系统提供自动化运维完美解决方案,具有功能模块化,流程化,可视化,自动化,运维操作安全、简单、高效率,降低系统运维成本。通过运维系统,可以实时查看船只在线状态、坐标、流量带宽等数据,各种状况运筹帷幄。 设备链路关系和连接状态图:
2.1.3 船载端智能天线辅助调整系统 智能化辅助软件系统,可根据船只信号强度,自动调整船只、岸基天线方向,互相精准调整,做到系统信号最优,带宽最优。
2.2、岸基和指挥中心点对点骨干链路 2.2.1 岸基和指挥组网 所有岸基基站采用光纤宽带,支持500Mbps高速互联网接入。船只设备与指挥中心采用云平台系统和VPN方式进行设备互联互通。