海岸电台局域网通信探索与设计

张梦爽

（北海航海保障中心大连通信中心，大连 116024）

中国是航运大国，拥有1.8万公里海岸线，近年来伴随着我国综合国力的不断增强，我国航运事业也在不断壮大，海上运输业日益繁荣。为满足现代航海发展要求，顺应移动通信5G和大数据信息化时代的到来，传统的水上无线通信业务已经越来越多的需要与计算机网络及移动互联网相结合，如何建立起一个信息化网络综合处理平台，保障信息高效分析处理及传输显得尤为重要。

1 现有海岸电台通信系统分析

国家交通部门按照全球海上遇险安全系统规范，在境内先后建立了十六个海岸电台，担负海上安全信息播发以及后续通信的重要工作任务。现有海岸电台主要通信业务系统包括海上安全信息播发系统（NAVTEX），数字选择性呼叫系统（DSC），单边带无线电话（SSB），以及VHF无线电话设备。现有的海岸电台通信业务系统，面临的主要问题是，长期以来各海岸电台之间的业务系统都是相对独立的，岸台之间的业务传递主要通过传真电话等方式进行，由于没有一个统一的内部网络平台，给各岸台间工作和备份造成了极大了不便。同时，现有的通信技术，无法实现与陆地进行实时通信，无法满足当下船舶与岸台之间的通信需求，由于一般船舶已经不再设置专门的话务员接受电文，所以对于GMDSS的信息存在注意不足等问题。

2 海岸电台通信系统建立的方向和意义

海岸电台通信系统建立的目的是为了使各海岸电台形成一个中心网络，方便各个海岸电台之间工作上的沟通与联系，各海岸电台直接可以互相备份，同时建立无线局域网，覆盖现有A1海区，通过无线局域网可以体统可视化的界面，方便船舶接受信息。

3 海上通信系统结构及设备组成

整个系统包括中心设备和各分支海岸电台用户设备，中心设备主要包括综合控制中心和网络核心交换机，海岸电台用户设备包括了传统海岸电台设备入网和无线局域网的扩展，分为有线和无线两套设备。设备组成见图1。

图1 海岸电台用户设备组成

3.1 光纤系统工作流程

有线网络部分，主要通过光纤通信进行，构成一个星型拓扑结构网络。选择星型的网络拓扑结构，可以方便节点扩展和移动，如果现在海岸电台数量增加，只需要从HUB或交换机等设备中增加相应网路数量即可。如果海岸电台更换位置只需要把相应节点设备移到新节点即可。各个岸台用户设备如有故障，不会影响到整体的网络，同时，只需要在中心节点提高服务器的处理能力和网络数据交换能力，即可满足各分支节点的需求，节省费用。系统工作流程为，海岸电台将自己内部网络终端平台整合的资料通过内部专用的光纤链路传到中心设备系统，通过访问中心服务器，各海岸电台可以直接获取其他海岸电台的工作相关的内容。

3.2 岸台用户平台

岸台网络终端是岸台系统的核心区域，他提供了所有海岸电台核心通信设备的接口功能，整合所有数据资料，同时为了融合更多的资源，在网络终端的设计时也可以考虑和现有的办公OA做接口，形成办公与业务一体化的综合平台。网络终端平台应该在各个海岸电台间统一，由各海岸电台针对各自的工作情况上报需求，再进一步进行开发。

3.3 中心控制平台

中心控制平台是整个通信系统的核心区域，他为各个海岸电台之间的通信提供了数据交换和备份的功能，作为整个内部网络的中心节点，中心控制平台要保证足够的服务器数量做为数据处理的支撑，同时中心网络如果被入侵会导致整个网络的瘫痪，因此应按需部署防火墙和防毒墙等硬件设备。

3.4 探索岸台无线局域网络扩展

构建无线局域网的主要目的是为了增加船舶与岸台之间的联系。在现有的船舶与岸台的通信模式下，主要是应用一些专用的设备进行信息的沟通，在E-航海即将到来的时代，借助现有的网络模式建立一个无线局域内网，不但能降低专用设备的研发成本，也是探索发展的一个新方向。随着无线网络设备的不断发展，现有无线局域网的性能已经日趋成熟，无线局域网的最大传输速率已经提升到1Gbit/s，无线局域网利用射频的技术，可以满足船舶之间移动性的要求。

3.5 无线局域网设计原则

（1）安全性

当前提出的无线局域网络的建设，主要是通过无线端口、接入认证、上网管控、行为审计等技术措施，提高安全性能，充分保障整体无线局域网络安全性。

（2）可操作性

无线网络项目采用的建设思路和技术路线，考虑兼顾需求和技术的发展，建设可扩展的、开放的网络系统。支持船舶基站的瘦 AP 模式。

（3）便捷性

易于操作：无线局域网络平台应该以中文显示界面为主，兼顾英文内容，方便船舶阅读和使用。

便于维护：无线网络平台自身具备自动故障诊断的功能，在故障时发生时，能快速地确认故障点，并及时自动恢复，同时整个网络、设备、性能和安全等方面易于进行配置和管理。

（4）经济性

在满足无线网络功能及性能要求的前提下，尽量降低建设成本。充分考虑船舶公司的经济承受能力。

（5）选择频段

由于技术和市场的原因，主流的无线通信频段为IEEE 802.11b。IEEE 802.11b是无线局域网的一个标准。其载波的频率为2.4GHz，可提供1、2、5.5及11Mbit/s的多重传送速度。在2.4-GHz的ISM频段共有14个频宽为22MHz的频道可供使用。IEEE 802.11b的后继标准是IEEE 802.11g，其传送速度为54Mbit/s。

3.6 无线网络构建

无线网采用集中控制型架构，采用瘦AP+AC的组网方式，由岸台基站，无线局域网和船舶客户端构成。岸台的基站部分包括无线接入点，高增益全向天线，功率放大器，核心交换机，POE交换机组成。具体构图如下图。

图2 岸台基站到船舶间通信

高增益天线和功率放大器是为了扩展信号的传播距离，提高信号的强度，POE交换机可以用网线直接供电使用。船舶只需安装无线AP和微型高增益天线，即可实现对无线信号的接受。

3.7 网络安全

本次设计的海上局域网是内部的局域网络，为保障网络安全，首先可以将整个局域网与外部网络进行物理隔离，同时在整个局域网络中建立身份认证机制。身份认证是一种在计算机网络中确认操作者身份是否合法的一种技术手段。常用的身份认证方式有：静态密码，动态口令，短信密码，USB Key等。在内部的有限局域网中可以采用动态口令的认证方法，动态口令技术采用了一次一密的方法，可以有效确认用户身份，对于船舶用户可以使用USB Key的认真方式，USB Key是一种USB接口设备，内置了智能芯片，可以有效存储用户的秘钥。

4 结束语

此次海上局域网的设计，是为了更好的实现海上网络通信，当前我国在海洋的网络发展仍旧比较缓慢，VDES相关领域的研究在国内仍属空白，在通信领域向着数字化，覆盖广，成本低的方向高速发展的现今，我国航海通信更应该牢牢抓住机遇，完善自身发展。