SOTDMA和AIS的发展


2002年12月，MSC 73届会议最终通过了SOLAS公约新V章，修订后的新五章将于2002年7月1日生效。新五章的第20条中规定，航行于国际航线的300总吨以上的船舶和公约国航行于国内航线的500总吨以上的船舶，将从2002年7月1日起到2008年7月1日分阶段配备船载自动识别系统（AIS）。

AIS是一种被称为DSC（数字选择呼叫）的VHF无线电设备和一种被称为SOTDMA的软件程序相融合的设备。AIS可以实时不间断地报告船位的精确位置、航向、速度，而且还有该区域定额其他船舶的信息和港口信息的情况。下面简要介绍一些SOTDMA和AIS以及相关国际标准的发展情况。




SOTDMA的发展


SOTDMA是“自组织时分多址”的英文首字母的缩写。这个名字最早由瑞典科学家提出并使用，用以描述智能时分复用传输系统。例如十个人各使用一个麦克风，而且各人都希望和其余每一个人说话，SOTDMA就是实现这项功能的一种有效方法，可以使每个人彼此之间都能自由地同时交流。

在瑞典科学家提出并使用“SOTDMA”这个概念之前，南非的MDS公司及美国的ROSS工程公司也已开始进行相关技术的研究并拥有了同样功能的技术雏形。

瑞典的Hakan Lans先生以个人名义申请了这种系统的专利，但在专利中并没有使用SOTDMA一词。该系统是基于GPS时域标记脉冲的TDMA传输。Hakan Lans把他的专利卖给了当时属于瑞典航天公司的GP&C（全球定位和通讯）公司。后来该公司被SAAB公司收购。然而不幸的是美国Motorola公司已经开发了这种系统，并申请专利比Hakan Lans先生还要早。Motorola公司的“铱星”卫星通讯系统就是基于GPS时域标记脉冲的，早在九十年代初，美国的Motorola公司的一个雇员James Ridiout曾就专利侵权向SAAB提出诉讼。该诉讼在美国专利法庭历经五年，在花了成千上万的美元后，这个争论才私下解决。Lans先生同意不再卷入卫星通信系统中，而Motorola公司同意不再涉足AIS领域。





AIS国际标准的制定

国际海事组织（IMO）负责AIS性能及配备要求的制定，即时AIS的功能及具体船舶配备期限提出要求。1997年IMO的航行安全分委会举行了43次会议，会上通过了《关于全球船载自动识别系统（AIS）性能标准的建议案》，1998年IMO的海安会批准了该建议案。1999年航行安全分会第45次会议最后确定了对SOLAS公约第五章的修订，并在2000年12月海安会的73次会议上通过批准。

国际无线电通讯设备采用的频率由国际电信联盟统一分配。1997年在瑞士日内日瓦召开的世界无线电通信大会批准将VHF87和88频道拆为单工频道，其中的161.975MHz为AIS1频道，162.025MHz为AIS2频道。

国际电信联盟无线电通信部门负责制定AIS的技术标准，最早的AIS的标准是1992年出台的ITU-RM.825。该标准已被美国海岸警备队和英国政府采用。

到1997年，SAAB、ROSS和MDS三家公司均开发出了各自的SOTDMA技术，并应用在各自的AIS系统中。SOTDMA系统的技术核心是如何使每个AIS设备的时间一致，并实现同步。

SODTMA的SAAB版本就是基于前面提及的GPS时域标记脉冲，也就是说它通过GPS获得统一时间，并实现同步。

MDS的SOTDMA是采用一种旗语系统。基站和船舶将依照尺寸和类型进行排序。发送时隙的分配基于主从方式进行。简单说就是在一定海域内，若存在基站，则基站排序为第一，其他周围船舶按尺寸及类型依次排序。若没有基站，则按最大或规定类型的船舶排序为第一，其他周围船舶依次排序，发送信息的时间排序依次进行。该系统的优势是它不依赖于绝对时间。它可以在劳兰或其他类型的系统上工作。

ROSS的SOTDMA是基于世界时的。该系统的优点在于大家都认可格林尼治时间且该时间可以从许多时间服务提供者处得到，例如GPS或GLONAS。

以上三家公司的SOTDMA技术个有优点，但是商业竞争阻碍了生产厂商之间的技术合作。直到1997年，Ross Norsworthy先生（ROSS公司的总裁）将其SOTDMA专利（在瑞士进行了国际专利注册）免费特许给了国际电信联盟（ITU）。随后由Ross Norsworth先生倡议，MDS、SAAB和ROSS三家公司一起在佛罗里达离ROSS公司不远的假日酒店召开了一次会议。Norsworthy先生在会议上建议三家公司应该把彼此间的分歧放在一起，共同合作起草一份能体现最好技术的国际标准，该标准将融合三家技术上的优点，以利于提高国际海事安全。他的观点被其他两方接受，随后共同工作的结果便是国际电信联盟认可的关于AIS的新的技术标准ITU-R-M.1371。该标准将代替原来的ITU-R.M.823-3标准。

目前刚刚完成的AIS最新技术标准是ITU-R.M1371-1，该标准本应数月前就生效，但是因为SAAB公司对某些内容的强烈反对，导致该标准仍然处于投票表决阶段。不过该标准有望最终在2001年年底前生效。

AIS的测试标准由国际电工委员会负责制定。目前该测试标准IEC61993-2（FDIS）已经制定完成，并已获批准，所有的AIS通过该标准的测试后，才能获得有关主管机构的认证，才能投入使用。

AIS技术为船舶航行安全和航行管理提供了一种崭新的工具。这种工具将会极大地提高海上航行的安全性。值得注意的是，Mr.Lans先生以及ROSS公司均放弃了对该技术的专利权。在IEC61993-2标准中也明确：“有关AIS的专利均可被***”。这将进一步促进该技术的广泛使用。无疑，AIS将对航运界和各管理部门产生巨大而深远的影响。







采自《通信导航》2002年第一期
http://www.dmu-maritech.com/hangke_forum40.asp