船舶电子电气专业工艺评估指导书(通信导航设备部分)天津海运职业学院船电教研室2012.08.15适用对象为无限航区及沿海航区750kw及以上船舶电子员船舶通信(GMDSS)设备一.GMDSS配置(总表)天津海运职业学院船电教研室 3二. GMDSS实施设备可用性岸上维修shore-based maintenance:应具有生产或船级社认可的设备陆上维修证书;海上维修at-sea maintenance:船舶应配备所有设备的技术资料和足够的备品、备件、测试设备及合格的维修人员;双配套duplication of equipment:可按照预订通过的海区附加配备无线电设备,每一附加设备应与各自天线相连,其安装可随时可用;配置方式必经船检社认可:A1和A2航区船舶至少使用上面三种的一种;A3和A4航区船舶至少综合使用上面三种的两种;三.海上无线电通信基础知识实现信息传输的系统称为通信系统,系统结构如下信号源可以分为模拟信号和数字信号原始信号(基带信号)的参量取值为连续的电信号为模拟信号(如语音话筒输出)原始信号(基带信号)的参量取值为仅可能取有限个值(离散)为数字信号(如电传机,计算机输入输出)发送设备作用是将来自信号源的原始信号转换成为适合在信道中传输的信号接收设备的作用是将接收到来自信道的、受到减损的信号中还原或反变换出原始电信号、传送给受信者发送器设备和接收器设备是一种变换器,又称调制解调器模拟调制AM(SSB/DSB)PMFM数字调制PSK、ASK、FSK(2FSK)模拟通信系统经过调制后的已调信号(模拟信号或数字信号)连续信息的传输后再经解调还原基带信号传输有效性可用有效传输频带来衡量数字通信系统模拟信号源输出幅度随时间连续变化的电信号或离散信源输出地离散电信号变换形成有代表信息的数字信号序列进行传输,为了减少传输差错,信号编码的码元中按一定规则加入抗干扰编码,提高通信可靠性;因而必须解决收发同步的问题。
传输有效性可用信息传输速度来衡量(b/s)模拟通信系统模型船上典型设备:SSB VOICE,NBDP,DSC,VHF船上典型设备:INMARSAT系统信道按传输媒质分有线信道:架空明线、电缆、光纤等 缺点:空间受限制 无线信道:天波和地波传输不同的信道具有不同的工作频率范围,适宜不同信号传输, 由信道引起的幅度衰减和附加相移是不同的。
通信方式通信按传递方向分类:单工通信、半双工通信、双工通信信息源数字调制信源译码四. INMARSA T 卫星通信Inmarsat 船站启用试验INMARSAT 船站进入inmarsat 系统之前必须进行启用试验,递交船站启用申请表,主要目的:⏹ 技术方面 ⏹ 法律方面 ⏹ 财务方面1. INMARSAT-B 船站INMARSAT-B 取代INMARSAT-A 的数字通信系统,更好利用频带,保证通信质量,并增强通信功能(如HSB),增强设计容量,通信总体费用降低目前市场占主导地位的设备有:JRC JUE310B, NERA SATURN B FURUNO FM80 INMARSAT-B 系统框图INMARSAT-B 系统的主要功能⏹ 1、满足GMDSS 要求的遇险电传和遇险电话呼叫。
⏹ 2、接收6Kbps 和发射24Kbps 双工电传业务 ⏹ 3、9.6Kbps 数字电话。
⏹ 4、9.6Kbps G3 传真。
⏹ 5、9.6Kbps 数据传输。
⏹ 6、56/64Kbps 高速数据。
⏹ 7、Rydex 、AMOS 等船岸数据通信系统。
⏹ 8、Internet 拨号上网功能INMARSAT-B 移动站的操作要求INMARSAT-B 系统的移动站虽然是多种多样的,操作也不尽相同,但必须掌握移动站的基本操作,满足下列要求:⏹1、参数的设置和读出。
⏹2、缺省地面站的设置。
⏹3、遇险通信的方法和步骤。
⏹4、日常电话、电传和传真的通信方法和步骤2. INMARSAT-C船站INMARSAT-C 是INMARSAT开发不同于A/B系统的数字通信系统,特色是提供价格低廉通信业务(存储转发电传业务)、遇险报警、EGC广播、数据报告、询呼、数据采集业务等,广泛运用于航行A2以上远洋船舶(90%)目前市场占主导地位的设备有FURUNO FELCOM 15/16 80/81,SAILORCAPSAT2095C,T&T 3020C,JRC JUE75C,TRIMBLE GALAXY,NERA SATURN-C等mini-C 简易C站,没有终端显示设备,主要用于SSAS系统JRC JUE75C系统框图INMARSAT-C启用试验⏹启用试验是一种性能鉴定测试(PVT:performance vertification test)或链路测试(link test),在进入INMARSAT系统之前必须进行启用试验,以保证船站工作正常。
⏹操作时选择所在洋区的NCS通过某个从事PVT的岸站,尽量自动进行,主要内容如下:BBER数据块误码率接收地面站发来的报文(forward attempt)给地面站发送一份报文(RETURN attempt)发送遇险报警试验(alarm test)注意:如进行人工完成PVT,必须在2分钟内发送报警试验,否则作为遇险信息发送。
INMARSAT-C船站安装要求天线安装位置应视野开阔天线电缆应使用厂家配置地线一定按说明书指定材料和方法接好主电源提供外必须带有电台专用电瓶必须接入或自带GPS信息如装有遥控报警装置时,外接GPS是通过该盒接到C站时,应检查C站上遇险报警的有效性。
INMARSAT-C船站使用和注意事项查看和修改船位,并进行入网和退网的操作菜单实施功能,查看当前工作状态熟悉遇险报警操作规程,防止发生误报警设备如不带自动logout功能,在设备关机前手动完成logout程序船位必须保证不长于4h更新,否则人工输入船位检查IMN码的正确性接收信息的打印与否要正确设置以免浪费资源进行链路测试时拒绝任何手动方式的操作,以免发生误报警3. INMARSAT-F船站INMARSAT-F 是目前海事卫星中技术最先进、功能最全的终端,可进行4.8/64Kbps语音、9.6/64Kbps传真、标准ISDN56/64Kbps数据通信和MPDS业务。
系列根据天线直径分F77/F55/F33(F77具有报警功能,满足GMDSS),F77比A/B/M等系统更先进的是支持双向优先级呼叫,移动包交换数据业务(MPDS)特点是按数据流量计费,可实现永久在线。
目前市场占主导地位的设备有:FELCOM70,T&T 3064A,JUE410F等T&T INMARSAT-F 系统框图和接口补充:Sailor TT-3064A 操作步骤(1).接通电源开机⏹按住红色电源开关按钮约3秒,显示屏上将会提示“Please Wait (请稍候)”⏹数秒后,屏幕提示输入PIN密码(出厂缺省密码为123456),输入后按下对应“OK”的按钮。
(2). 选择锁定卫星⏹屏幕上出现“Searching for any satellite”提示用户选择卫星。
可利用机盖上的指北针将天线对准西南(印度洋卫星)或东南(太平洋卫星),注意调整天线的仰角。
⏹注意:在中国地区只能选择POR(太平洋卫星)和IOR(印度洋卫星)。
⏹判断卫星是否对准的方法:按下对应“TONE”的按钮,会听到断续或连续的蜂鸣音。
断续音表示未对准,连续音表示已对准,此时在小范围调整天线仰角和方位角,蜂鸣音的音调会高低变化,音调越高对得越准。
天线对准卫星后,屏幕会出现拉长的光带,光带越长对得越准。
屏幕左下角出现表示信号强度的数字显示,信号越强,数字越大。
数字达到420以上,通话效果比较好。
对准卫星后,按下对应“OK”的按钮,选定此卫星。
随后卫星电话此时会和卫星进行约20秒的初始化和信息交换确认过程。
(3). 拨号呼叫⏹当屏幕上出现“Dial 00 + country code + subscriber no”时,即进入待拨号状态。
如拨打北京的12345678市电用户,在卫星电话上应依次按下00 + 86 + 10 + 12345678 再按下对应“CALL”的按钮或“#”按钮,开始呼叫。
⏹叫接续或双方通话过程中,可摘机或按下对应“ON”的按钮通过扬声器通话。
⏹通话完毕后可直接挂机或按对应“CLEAR”的按钮挂机。
(4). 关闭电源⏹按住红色电源按钮开关约3秒,屏幕出现提示”Please wait while telephone shut down ”,提示消失后即已关机。
INMARSAT-F操作注意事项⏹由于高轨道卫星通信技术的特点,卫星电话的通话存在一定的时延,通话双方语速不宜过快,注意协调,不要抢话。
⏹通话时声音不宜过大,避免通信话路调制失真,造成话音断续。
若话音断续问题严重,可以利用胶带贴住通话手柄的拾音口。
⏹通话完毕挂机后,屏幕上会出现5~7秒的“Busy with call”提示,此时系统正进行话路拆线。
在屏幕上出现“dial 00 + country code + subscriber No.“的提示后,才可进行下一次呼叫拨号。
五地面系统船舶电台1.MF/HF组合台的基本组成根据IMO要求,组合台至少包括:1).天线2).收发信机3).控制装置4).带发射开关的手持受话器5).内置或外置扬声器6).内置或外置NBDP设备7).内置或外置DSC设备8).内置或外置的DSC值班机9).不在驾驶台的组合台还必须再加装遥控遇险报警装置2. MF/HF组合台系统框图2. MF/HF SSB发射机组成原理框图激励器主要功能是形成发射所需的SSB信号船用SSB设备基本上采用滤波法(1)形成载波被抑制的DSB信号(2)无用边带的抑制(3)频谱搬移(采用三次频移的高中频方案)(4)信号放大功放和合成船用设备大多采用传输线变压器构成的混合网络完成,能实现各功率源相互隔离;天线调谐作用是使发射机的功率放大电路与它的负载(天线)之间的谐振匹配。
调谐网络主要采用L、C参数实现;发射机键控保证通信接收和发射不能同时3. MF/HF SSB 接收机一般组成原理框图MF/HF SSB 接收机一般采用两次变频、高中频的超外差方案输入电路、保护电路和高频放大器主要由L C滤波器(选频网络)等组成,主要作用选择有用信号,抑制干扰信号;不同的波段采用不同的滤波器,防止雷击,每个接收电路都设有保护电路,双向分流限幅;高放对接收到的已调信号进行放大,以提高接收机灵敏度;接收机采用二次变频,为了更好解决超外差式镜像选择性和中频邻近信道选择性之间的矛盾;同步滤波器是SSB接收机解调电路,由乘法器(平衡调制器)组成;AGC能使接收信号处于良好的状态,选择恰当的时间常数;频率合成器(频率源)利用高稳定度的频率源来产生所需频率震荡信号设备,采用频率合成技术;4.DSC设备组成框图5.DSC与MF/HF 收发信机的链接6.MF/HF技术指标总体:符合ITU,IMO和GMDSS要求通信系统:单工或半双工频率范围:接收0.030-29.999999MHz (保证范围:0.5―29.999999MHz)发射1.6-29.9999MHz频率容差:SSB VOICE ±50HZ,DSC/NBDP±10HZ信道数:编录所有的ITU信道,可自编辑255Tx/Rx频率对启动时间:小于1分钟工作方式:J3E,R3E,H3E,J2B,F1B接口标准:IEC61162-1电源:24DC,115/230V AC工作电流(在直流13.8VDC):发射20A,接收:静噪1.3A 最大音频输2A 温度范围:-10°C ―+60°C发射机:频率范围:1606.5KHz-26.175MHz(以100KHz为间隔)频率稳定度:+/-200Hz以下(在开机1分钟到60分钟)+/-30Hz以下(在开机一小时后+25度,温度波动小于+/-350Hz)发射功率:60~400WAF输入:·-46dBm/600ohm(手柄/麦克风)·-10dBm/600ohm(手柄HS-2001)安全措施:不应因天线开路或短路而损坏设备接收机:频率范围:100.00-29,999.99KHz(以100KHz为间隔)灵敏度:内部调制:优于80 dBuV,调谐速度:2-15sAGC选择:SLOW/FAST/OFFBFO频率:1700KHz(电传/DSC);1900(传真)声音输出功率:·内部扩音器:1W/8ohms·外部扩音器:4W/4ohms·手柄:2.5mW/150ohmsMF/HF DSC 终端协议:ITU-RM.493-7,M.541-6和M.1082调制速率:100 波特调制精度:±30ppm内输出频率:1700Hz±85Hz频率精度:优于±0.5Hz输出电平:-20dBm~+10dBm工作温度:-15~+55°C输入电压:10.2VDC~16.2VDC, 负极接地, 最大3AMF/HF DSC守听接收机接收系统:二次超外差式接收频率:2187.5kHz,4207.5kHz,6312.0kHz,8414.5kHz,12577.0kHz,16804.5kHzIMO要求在开航状态下必须24小时2187.5kHz、8414.5kHz 和4207.5kHz、6312.0kHz、12577.0kHz、16804.5kHz的之一频率上收听;灵敏度:在接收机输入信号为1μν时字符错误率≤1%扫描:2秒内扫描完以下频点:2187.5KHZ,8414.5KHz和4207.5KHz,6312KHz,12577KHzk被选频点天线阻抗:50欧姆7.VHF无线电设备应满足⏹具有遇险、紧急与安全,船舶业务和常规业务呼叫与话音通信功能⏹满足控制与显示要求⏹信道切换时间小于5s,收发转换时间小于0.3s。