Морская УКВ-радиостанция — это всемирная система двухсторонних радиопередатчиков на судах и плавсредствах, используемых для двунаправленной голосовой связи с судна на судно, с судна на берег (например, с капитанами портов ) и, в определенных обстоятельствах, с судна на самолет. Она использует каналы FM в диапазоне очень высоких частот (VHF) в диапазоне частот от 156 до 174 МГц , обозначенном Международным союзом электросвязи как морской подвижный диапазон VHF . В некоторых странах используются дополнительные каналы, такие как [1] каналы L и F для прогулочных и рыболовных судов в странах Северной Европы (на частотах 155,5–155,825 МГц). Мощность передатчика ограничена 25 Вт, что дает им радиус действия около 100 километров (62 мили; 54 морских мили).
Морское УКВ-радиооборудование установлено на всех крупных судах и большинстве малых морских судов. Оно также используется, с несколько иными правилами, на реках и озерах. Оно используется для самых разных целей, включая морскую навигацию и управление движением, вызов спасательных служб и связь с гаванями , шлюзами , мостами и пристанями для яхт .
Морское радио было первым коммерческим применением радиотехнологий , позволяющим судам поддерживать связь с берегом и другими судами, а также отправлять сигналы бедствия для спасения в случае чрезвычайной ситуации. Гульельмо Маркони изобрел радиосвязь в 1890-х годах, а компания Marconi Company начала устанавливать беспроводные телеграфные станции на судах примерно в 1900 году. Маркони построил ряд береговых станций и в 1904 году создал первый сигнал бедствия азбукой Морзе , буквы CQD , который использовался до 1906 года, когда был согласован SOS. Первым значительным спасением на море с помощью радио стало затопление роскошного лайнера RMS Republic в 1909 году , в результате которого было спасено 1500 жизней. Это и спасение RMS Titanic в 1912 году привлекли общественное внимание к области морского радио, и морские радисты стали считаться героями. К 1920 году в США была цепочка из 12 береговых станций, протянутых вдоль побережья Атлантического океана от Бар-Харбора, штат Мэн , до Кейп-Мей, штат Нью-Джерси . [2]
Первые морские радиопередатчики использовали длинноволновые диапазоны. Во время Первой мировой войны была разработана амплитудная модуляция , а в 1920-х годах искровое радиотелеграфное оборудование было заменено ламповой радиотелефонией, позволявшей осуществлять голосовую связь. Также в 1920-х годах было обнаружено явление ионосферного скачка или небесной волны , что позволило маломощным ламповым передатчикам, работающим в коротковолновых диапазонах, общаться на больших расстояниях.
Надеясь помешать немецкому обнаружению во время битвы за Атлантику во время Второй мировой войны, американские и британские эскорты конвоев использовали радиостанции Talk-Between-Ships (TBS), работающие на УКВ-диапазоне. [3]
Комплекты могут быть стационарными или переносными. Стационарный комплект обычно имеет преимущества более надежного источника питания, более высокой мощности передачи, более крупной и эффективной антенны, а также большего дисплея и кнопок. Переносной комплект (часто по сути водонепроницаемая VHF -рация по конструкции) можно переносить на байдарке или на спасательной шлюпке в чрезвычайной ситуации, он имеет собственный источник питания и является водонепроницаемым, если одобрен GMDSS . Несколько переносных VHF-радиостанций даже одобрены для использования в качестве аварийных радиостанций в средах, требующих искробезопасного оборудования (например, газовые танкеры, нефтяные вышки и т. д.).
Оборудование только для голосовой связи — это традиционный тип, который полностью полагается на человеческий голос для звонков и общения. Многие недорогие портативные устройства являются только голосовыми, как и старые стационарные устройства.
Оборудование DSC, входящее в Глобальную систему оповещения о бедствиях на море (ГМССБ), обеспечивает все функции голосового оборудования и, кроме того, позволяет реализовать ряд других функций:
При покупке нового радио DSC пользователь получает возможность запрограммировать его на номер MMSI судна, на котором он будет использоваться. Однако изменение MMSI после первоначального программирования может быть проблематичным и требует специальных фирменных инструментов. Это якобы делается для предотвращения кражи.
Более продвинутые приемопередающие устройства поддерживают AIS. Это основано на GPS-приемнике, встроенном в оборудование VHF или подключенном извне, с помощью которого приемопередатчик получает свое местоположение и передает эту информацию вместе с некоторыми другими данными о судне (MMSI, груз, осадка, пункт назначения и некоторые другие) на ближайшие суда. AIS работает как ячеистая сеть , а полнофункциональные устройства ретранслируют сообщения AIS с других судов, значительно расширяя диапазон этой системы; однако некоторые бюджетные устройства только принимают или не поддерживают функцию ретрансляции.
Данные AIS передаются по выделенным каналам VHF 87B и 88B со скоростью передачи данных 9600 бит/с с использованием модуляции GMSK [4] и используют форму временного мультиплексирования .
Используя стандарт RTCM 12301.1, можно отправлять и получать текстовые сообщения аналогично SMS между морскими VHF-трансиверами, которые соответствуют этому стандарту. [5] Однако по состоянию на 2019 год очень немногие трансиверы поддерживают эту функцию. Получатель сообщения должен быть настроен на тот же канал, что и передающая станция, чтобы принять его.
В Соединенных Штатах любой человек может законно приобрести морскую УКВ-радиостанцию и использовать ее для связи без какой-либо специальной лицензии, при условии соблюдения определенных правил, однако во многих других странах для ведения передач на морских УКВ-частотах требуется лицензия.
В Великобритании , Ирландии и некоторых других европейских странах оператор и оборудование должны иметь отдельную лицензию. Сертификат ближнего действия является минимальным требованием для использования установленной морской УКВ-радиостанции. Обычно его получают после прохождения курса продолжительностью около двух дней и сдачи экзамена. Он предназначен для тех, кто работает на озерах и в прибрежных районах, тогда как Сертификат дальнего действия обычно рекомендуется для тех, кто работает дальше, поскольку он также охватывает КВ и СЧ-радиостанции, а также системы INMARSAT . Для установок, закрепленных на определенном судне, требуется лицензия на судовую радиостанцию . Для портативного оборудования, которое может использоваться на нескольких судах, шлюпках и т. д., требуется лицензия на судовую портативную радиостанцию . [6]
Для использования на внутренних водных путях в континентальной Европе обязательная передача Автоматической системы идентификации передатчика (ATIS) передает идентификатор судна после каждой голосовой передачи. Это десятизначный код, который является либо закодированной версией буквенно-цифрового позывного сигнала судна, либо для судов из-за пределов региона — MMSI судна с префиксом «9». Требование использования ATIS в Европе и то, какие каналы VHF могут использоваться, строго регламентируются, в последнее время Базельскими соглашениями.
Морской VHF-комплект представляет собой комбинированный передатчик и приемник и работает только на стандартных международных частотах, известных как каналы . Канал 16 (156,8 МГц) является международным каналом вызова и бедствия . Мощность передачи составляет от 1 до 25 Вт, что обеспечивает максимальный диапазон до 60 морских миль (111 км) между антеннами, установленными на высоких кораблях и холмах, и 5 морских миль (9 км; 6 миль) между антеннами, установленными на небольших лодках на уровне моря. [7] Используется частотная модуляция (FM) с вертикальной поляризацией, что означает, что антенны должны быть вертикальными, чтобы иметь хороший прием. Для связи на больших расстояниях в море можно использовать морские СЧ и морские КВ диапазоны и спутниковые телефоны .
Полудуплексные каналы здесь перечислены с одинаковыми частотами A и B. Частоты, каналы и некоторые из их целей регулируются ITU . Для официального списка см. [8] Первоначальное распределение каналов состояло только из каналов с 1 по 28 с интервалом между каналами 50 кГц и второй частоты для полнодуплексной работы на 4,6 МГц выше.
Дальнейшие усовершенствования в области радиотехники привели к тому, что интервал между каналами удалось сократить до 25 кГц, добавив между исходными каналами каналы с 60 по 88.
Каналы 75 и 76 опущены, поскольку они находятся по обе стороны от вызывного и бедственного канала 16, выступая в качестве защитных каналов. Частоты, которые были бы вторыми частотами на полудуплексных каналах, не используются для морских целей и могут использоваться для других целей, которые различаются в зависимости от страны. Например, 161.000 - 161.450 МГц являются частью распределения каналов Ассоциации американских железных дорог, используемых железными дорогами в США и Канаде. [9] [10]
Морской VHF в основном использует полудуплексное аудиооборудование и неретранслируемые передачи. Связь между судами осуществляется на одной радиочастоте ( симплекс ), в то время как между судами и берегом часто используются пары частот полного дуплекса , однако приемопередатчики обычно являются полудуплексными устройствами, которые не могут принимать данные при передаче даже на полнодуплексном канале. Для передачи пользователь нажимает кнопку « нажми и говори » на устройстве или микрофоне, которая включает передатчик и выключает приемник в устройстве с полудуплексным звуком, даже на полнодуплексном радиоканале; на устройствах с полнодуплексным звуком приемник остается включенным во время передачи на полнодуплексном радиоканале. Связь может осуществляться в обоих направлениях одновременно на полнодуплексных каналах, если оборудование на обоих концах позволяет это. [7] Полнодуплексные каналы могут использоваться для совершения звонков по телефонной сети общего пользования за плату через морского оператора. Когда используется оборудование, поддерживающее полнодуплексный звук, звонок аналогичен звонку с использованием мобильного телефона или стационарной линии. При использовании полудуплекса голос передается только в одну сторону за раз, и сторона на лодке должна нажимать кнопку передачи только во время разговора. Эта возможность все еще доступна в некоторых районах, хотя ее использование в значительной степени прекратилось с появлением мобильных и спутниковых телефонов. Морские радиостанции VHF также могут принимать радиопередачи погоды , где они доступны.
Принятые соглашения по использованию морского радио в совокупности называются «надлежащая эксплуатационная процедура». Эти международные соглашения включают:
Для внутреннего судоходства могут применяться слегка скорректированные правила, такие как Базельские правила (de:Regionale Vereinbarung über den Binnenschifffahrtsfunk) в Западной Европе.
В 2022 году ETSI выпустил предложение по внедрению использования протоколов FDMA в диапазоне в ответ на все более ограниченную доступность голосовых каналов в некоторых обстоятельствах из-за широкого использования таких систем, как AIS . План включает значительно более узкий интервал каналов 6,25 кГц и будет поддерживать голосовые и информационные приложения. [15]
