甚高频数据交换系统（VDES）综述VHF 数据交换系统（VDES）被认为是有效和有效地利用无线电频谱，建立在 AIS 的能力上，并通过系统解决日益增长的数据需求。

提供比 AIS 系统更高的数据率的新技术是 VDES 的核心元素。

此外，VDES 网络协议对数据通信进行了优化，使每个 VDES 消息都具有较高的接收可信度。

VDES 以类似 AIS 的方式增加了数字数据交换的能力，其中包括向地理区域内的船只提供数据(广播)，向特定的船只或在地理区域内的一组船只 (地址)或舰队的船只。

2015 年世界无线电通信大会 WRC - 15 批准了国际电联的 VDES 标准，即ITU‐R .2092‐0 建议。

WRC‐19 大会的目标是正式批准 VDE 通道的卫星组件的建议。

一、VDES的发展历程（2016 年）现存 AIS 是由 ITU 根据R. M.1371‐5 标准基于 AIS 频率所定义的，海岸电台使用 ASM 和 VDE 频率进行 VHF 语音通信；（2017-2018 年）WRC‐15‐AIS+ASM：在 ASM 流量密集区域，迫切需要降低 AIS VDL 的负载。

建议引入 4 个频道的 AIS + ASM 设备。

这些设备可在 ASM1 和ASM2 频率上接收和传输 ASM。

但是在 2019 年 1 月 1 日以后将使用现有的 GMSK 调制中断它们的传输能力，直到软件升级使他们能够参与到 ASM 频率的调制和介入方案中。

需要注意的是，在这段时间内，在许多地区的海岸电台中，ASM 频率将需要与 VHF 语音服务共享资源；（2019 年）WRC‐19 会议将考虑并决定VDE‐SAT。

（2019 年- 2020 年）WRC‐19 会议建立运行能力。

请注意，ASM 和 VDE 频率可能仍然需要在许多领域与语音VHF 服务共享。

（2021+）在开发卫星服务时，可以实现包括卫星频率在内的 VDES 完全运行能力。

二、概况VDES 应提高海上人命安全、航行安全与效率、保护海洋环境、加强海上安全与安全。

这些目标将通过有效地利用海事无线电通讯实现，包括下列功能要求：（一）作为AIS 的一种手段作为无线电通信设备的一种手段，通过船舶与船舶、船舶和岸上的数字数据交换，包括通过 AIS 系统、应用特定信息(ASM)和甚高频数据交换(VDE)。

作为 VDES 设备外部应用的一种手段。

这些应用程序分别使用 AIS、ASM 或 VDE。

（二）系统概念VDES 的概念最初是为了解决 AIS 的 VHF 数据链路(VDL)过载的问题，同时为 e -航海系统提供更大的无缝数据交换，从而支持 GMDSS 的现代化。

VDES 还可以支持通过开发e-航海来确定的通信需求的增加，这是在e‐航海战略实施计划(SIP)中记录的。

e -航海的目的是为了提高泊位的导航和相关的海上安全与安全服务及保护海洋环境。

e -航海旨在通过简化和协调信息来加强海上安全。

此外，e-航海还通过改进信息交换来促进和提高海上贸易和运输的效率。

VDES 系统概念识别了与电子导航海事服务投资组合(MSP)相关的并行工作。

在适用的情况下，这些 MSP 在这个用户需求文档中被引用。

表 1 确定了国际海事组织的航运战略实施计划(SIP)定义的 e -航运航运服务投资组合(简称 MSP) (NCSR1/28/附件 7)。

MSP9 远程医疗援助服务（TMAS ） MSP10海上援助服务（MAS ） MSP11海图服务 MSP12航海出版服务 MSP13冰导航服务 MSP14气象信息服务 MSP15实时水文和环境信息服务 MSP16搜救和救援服务（SAR ）表 1 海事服务集、IMO e-航海战略实施计划系统概念，包括VDES函数和频率用法如图2所示（完整图 2 VDES 功能和频率使用--完整系统 （三）VDES 操作概念VDES 通过陆地或卫星链路为船舶和岸上用户之间提供数据交换。

✓ 来自船舶的数据交换可能自动或手动完成。

✓ 数据交换使用指定的 VHF 通道。

✓数据的传输和接收是在船舶人员的最小参与情况下发生的。

✓VDES 包括现有的 AIS 应用程序。

✓VDES 包括现有的 ASM。

✓VDES 的附加功能包括 VHF 数据交换（VDE）)支持。

✓VDES 相关的应用程序应该支持语言独立通信（例如，使用数字数据字典）。

✓VDES 实现了 VDES 链路级别的数据完整性监视（例如，校验和）。

✓VDES 相关的应用程序涉及网络安全（如认证、密钥管理，如果必要，加密）。

✓VDES 具有很高的可用性。

✓VDES 支持机器-机器通信(例如，提供与 VDES 相关的外部设备的接口)。

✓VDES 相关的应用程序能够清晰地理解通过 VDES 发送/接收的信息。

（四）大体情况VDES 是根据ITU‐R M.2092 标准操作的，包括以下操作特征：✓系统对自动识别系统(AIS)的位置报告和安全相关信息给予了最高的优先级。

✓系统安装能够接收和处理数字信息和询问电话。

✓在运行、系泊或固定时系统安装可持续进行。

✓针对陆地的链接，该系统采用了适当的时分多址(TDMA)技术、访问方案和数据传输方法。

✓该系统具有多种操作模式，包括自主、分配和轮询模式。

✓系统对应用程序进行优先级排序，并对传输参数进行调整（稳健性或容量），同时将系统的复杂性最小化。

（五）系统概述VDES 包括：天线，能够通过地面和卫星链路传输和接收数据；多功能数据通信和定时过程，可与AIS、ASM 和 VDE 进行互操作。

能够在指定的 AIS、ASM 和 VDE 频率上运行的多功能发射机。

可在指定的AIS、ASM 和VDE 频率上操作的多功能接收器。

自动从其他来源输入数据的方法。

将数据自动输出到其他设备的方法。

确保数据完整性的方法。

根据需要自动或手动更新设备软件的方法。

内置测试设备的 10 个功能。

（六）假设与依赖与 VDES 相关的应用程序涉及以下假设和依赖：VDES 在现有的 AIS 环境中运行。

VDES 尊重和支持GMDSS 通信的要求，包括 SAR、紧迫性和安全相关信息。

VDES 应用程序是唯一确定的。

VDES 相关应用程序的运行方式确保没有必要的重复消息。

（七）VDES 服务实现 VDES 服务，遵循图 4 中提供的决策矩阵：图 4 VDES 实施决策矩阵对实施 VDES 海岸站的要求的决定可能包括：✓AIS 系统负载；✓提供服务；✓现有设备(现有场地)；✓天线要求，包括与其他服务的交互；✓功率 power 需求；✓安装费用(可能包括调动、塔接入)；可以通过以下方式管理。

（八）VDES 岸站：✓为现有 AIS 海岸站制定规范的流程；✓升级现有的 AIS 海岸站；✓在没有 AIS 海岸站的新地点实施 VDES。

✓表 2 关于VDES 实施需要进一步考虑的事项注1：系统负载是由测量的船只数量AIS 基站的覆盖范围(单槽地图)和槽消耗的总和计算覆盖范围基于预期的报告率船只的覆盖范围(a 类、B 类航标和AIS 基站)和处理二进制消息的数量(ABM)和广播二进制消息(BBM)的所有类型。

注2：服务延迟定义为从服务组件交付到服务组件交付完成时的全部服务的交付，例如单个海图更新。

VDES 系统提供的服务将优先考虑具有最高优先级和非必需/商业服务优先级最低的基本服务/安全相关服务。

使用VDES 的数据传输应该考虑到 VDES 数据传输能力由 VDES 基站的覆盖范围内的所有用户共享。

三、数字通信系统数字通信渗透到我们的日常生活中——无论是工作还是娱乐。

“任何时候，任何地方” 都可以通过互联网获取信息，基于文本或基于图像的通信，地理空间定位，更多的是推动更快、更健壮、更完整的通信解决方案的发展。

现有和正在发展的通信技术有很多种，包括：1.NAVDAT：该系统是基于当前 NAVTEX 系统的开发。

该服务将支持与 NAVTEX 相同的主要功能，即导航警告、天气预报和船舶紧急信息，但将提供更大的容量和数据速率；2.VHF 数据交换系统：VDES 是为了满足日益增长的海上用户间数据通信的需要而开发的，随着 AIS 系统的使用越来越多，VHF 数据链路负载显著上升。

提供比当前 VHF 数据链路系统更完整的更快的数据传输速率。

3.有关 VDL 装载的更多信息，请参阅ITU‐R .2287‐0。

4.数字选择性呼叫：DSC 在VHF、HF 和 MF 上传输数据包。

该系统使用海上移动服务标识，并允许直接传输或组/区域传输基本数据。

DSC 作为一种遇险和呼叫机制被纳入全球海上遇险和安全系统(GMDSS)。

5.数字甚高频系统是基于目前海员所用的语音通信、传输/接收遇险和安全信息以及接收紧急6.海洋信息广播的模拟移动无线电系统的发展。

此外，数字编码的语音传输数字 VHF 将使数字数据信息的交换成为可能。

这可能是一个更长远的发展。

7.数字 HF：数字 HF 是一种基于模拟的移动无线电系统的发展，目前由海员用于语音通信、传输/接收遇险和安全信息，以及接收紧急海洋信息广播。

此外，数字编码的语音传输数字HF 将使数字数据信息的交换成为可能。

数字HF，包括数字 HF 的标准。

8.Wi - Fi：利用 2.4 GHz 至 5 GHz 无线电波频带提供本地无线数据传输。

然而，该系统的覆盖范围仅限于港口或港口环境。

9.4G：移动通信标准支持移动互联网宽带，继 3G。

提供移动宽带数据速率的 100 年代 Mbps10.的移动用户。

系统下下降 4 g 标准包括 WiMAX 和LTE。

11.5G：4G 的计划演进，数据速率预计为 1 Gbps，预计交付年份为 2020 年。

卫星通信系统和服务包括：12.要提供的最新服务集。

13.Inmarsat 包括共享的信道 IP 数据包。

在全球覆盖的 Ka 波段的卫星提供的快速数据率的交换互联网宽带服务。

14.卫星星座。

现有的短脉冲数据、存储和转发系统为小型信息传输提供低数据率，并支持全球海上遇险和安全服务(GMDSS)。

15.现有的低地球轨道通信，提供声音和有限的互联网接入。

处理通过 e 识别的用户需求。

导航，可以使用一套数字通信选项。

VDES 提供了数字通信能力：单播地址(点到点)；处理多播(指向预定的容器组)和广播。

表 3 展示了不同的现有或发展的数字通信技术。

表 3 数字通信技术比较。