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摘 要：本文梳理了VDES的国内外发展现状，介绍了VDES的技术要求及工作原理，阐述了VDES的优势，探讨了VDES在航海保障体系中的应用。
关键词：VDES；航海保障；通信
0 引 言
VDES（甚高频数据交换系统）是未来海上通信的重要通信手段。VDES是由AIS、ASM、VDE和卫星等部分组成，VDES频道范围包括VHF通道24、84、25、85、26、86、27和28，频段范围包括157.200—157.325 MHz 和 161.800—161.925 MHz，可以有效缓解现有AIS数据通信的压力，为保护船舶航行安全提供有效的辅助手段，同时也将全面提升水上数据通信的能力和频率使用效率，对推动水上无线电数字通信产业发展有重要意义。
1 VDES背景及现状
随着通信技术的不断发展，现代通信系统的主流已经由固定通信系统转向无线通信系统，VDES应运而生，目前处于技术规格、操作特性等技术指标以及覆盖范围预测、卫星下行链路操作和分析等技术标准的制定过程中，VDES及相关技术研究正在进行中。
目前，国际海事组织各成员国、国际各大航运电子企业都非常重视VDES研究，并积极跟进和参与VDES技术研究和标准制定。澳大利亚海事安全局（AMSA）在布里斯班进行VDES实验，通过采用Preliminary Draft New Recommendation （PDNR） ITU-R M.[VDES] 技术规范中建议的多种调制系统收集试验数据。实验的重点是测试PDNR ITU-R M.[VDES]中定义的VDE地面物理层组件的性能。美国的海岸警卫队（USCG）研究AIS，RBN/DGPS，LRIT系统的推进和技术引导，承担IALA海上用户需求调研和分析。建设了PORTS系统，进行海洋环境和航海环境的监测、信息服务。日本海岸警卫队则从事海上e-航海技术研究，首先提出了一项制定“海上电子导航支持系统标准（ENSS）”的建议案，并在IALA大会上进行了详细的讲解。
中国海事组织、航运电子企业、科研院所也积极参与VDES的技术研究，但还处于起步和探索阶段，一方面受限于资金和力量，很多企业、科研院所缺乏实验和试验工具、平台；另一方面，研究力量分散，难以形成合力，造成了重复研究和资源浪费。海事承载着海航保障的重大责任，因此目前海事对于VDES系统建设非常重视，加大研究力度，从源头上把控VDES产品标准，避免发生类似于目前出现的AIS船台设备产品不规范等情况。VDES发展历程如图1所示。
2 VDES的组成及工作原理
2.1 VDES系统的物理架构（见图2）
（1）岸基系统包括：VHF天线、GNSS天线、VDES收发机、VDES服务器、VDES应用终端、VDES系统软件、VDES应用软件。
（2）船载系统包括：VHF天线、GNSS天线、VDES船载收发机、VDES船载接口控制器、VDES应用客户终端及VDES应用软件。
2.2 VDES系统逻辑架构（见图3）
2.3 链路要求
通信链路能够按照实际测试需求改变数据传输速率；
系统能实现对无线电链路的动态管理。
3 VDES在航海保障中能够发挥的优势
3.1 技术方面
VDES由AIS、ASM、VDE组成。ASM采用GMSK；ASM采用π/4 QPSK；VDE采用FMT。其具有频谱利用率高、频谱特性好和抗多径性能强等优点，在传输过程中的差错是可控制的，数字信号易加密，保密性强，同时可实现新老系统的兼容。因此实现调制解调技术的VDES系统具有实际应用价值。
3.2 功能方面
VDES集成了AIS、特殊应用报文（ASM）和宽带甚高频数据交换（VDE）等3项功能，其通过引入ASM和VDE来强化船舶通信的数据传输能力。另外，VDES系统建立地面与卫星两大系统，在系统设计和兼容性分析等多个角度做了大量技术研究工作，不仅能满足当前地面船—船、船—岸之间的数据交换，大大增强现有水上无线电信息通信能力，还将能够在技术和频谱资源方面，为未来进一步实现卫星与船舶之间的远程双向数据交换预留空间。
3.3 使用方面
（1）避免了专用频段保障信息的传输，对船舶位置报告和安全性相关信息给予最高优先级；
（2）VDES的用户可以更灵活地根据需要，主动向其他船舶、港口、海图信息中心等推送或者索取信息；
（3）VDES信息传输速度大大提升。
4 VDES在航海保障体系中的应用
VDES拓展了岸基服务的范围，将区域性海事通信服务变成了全球性海事通信服务，在未来VDES的应用将拥有大的市场前景。
4.1 海上安全信息服务（MSP5）
VDES系统获取数据，并通过VDES链路播发。船载VDES系统接收到数据后，推送给船载ECS设备，并显示输出给船上人员。
4.2 电子海图更新服务（MSP12）
VDES系统获取数据，并通过VDES链路播发。船载VDES系统接收到数据后，推送给船载ECS设备。
数据经过封装后向船载设备、岸基设备和第三方系统提供服务。
4.3 助航信息叠加显示
用户可通过软件设置告警提示，让航行的通告，航行告警和交通管制情况在海图界面分层显示各个相关内容，并可设置不同的告警级别，分别用颜色区分，便于用户及时调整管理海面航行。
4.4 电子海图更新
通过MSP中的电子海图信息服务，自动检测当前电子海图改正信息，下载更新电子海图。
5 结束语
如今，国内外对VDES系统建设方面均高度重视，正积极准备卫星部分、地面部分的建设，同时，我国经过不断研究与创新，也将提出新的建议案，将VDES更好地应用到航海保障中去。VDES将会在未来航海保障中占据非常重要的地位，VDES的实现会对未来保障海上航行安全、实现全球航海信息资源的利用与共享、促进航运事业发展起着至关重要的作用。
參考文献
[1] 熊雅颖.海事通信技术新进展——VDES系统[J].卫星应用，2016.
[2] 朱文龙.VDES的调制解调算法与实现研究[D].大连海事大学硕士论文，2015.
[3] 姚爱权.基于FMT技术实现电力线载波通信关键技术研究与实现[D].东南大学硕士论文，2009.
[4] ITU-R_M.1842-1_建议书，2009.
[5] ITU-R-M.1371-1AIS标准，2014.
关键词：VDES；航海保障；通信
0 引 言
VDES（甚高频数据交换系统）是未来海上通信的重要通信手段。VDES是由AIS、ASM、VDE和卫星等部分组成，VDES频道范围包括VHF通道24、84、25、85、26、86、27和28，频段范围包括157.200—157.325 MHz 和 161.800—161.925 MHz，可以有效缓解现有AIS数据通信的压力，为保护船舶航行安全提供有效的辅助手段，同时也将全面提升水上数据通信的能力和频率使用效率，对推动水上无线电数字通信产业发展有重要意义。
1 VDES背景及现状
随着通信技术的不断发展，现代通信系统的主流已经由固定通信系统转向无线通信系统，VDES应运而生，目前处于技术规格、操作特性等技术指标以及覆盖范围预测、卫星下行链路操作和分析等技术标准的制定过程中，VDES及相关技术研究正在进行中。
目前，国际海事组织各成员国、国际各大航运电子企业都非常重视VDES研究，并积极跟进和参与VDES技术研究和标准制定。澳大利亚海事安全局（AMSA）在布里斯班进行VDES实验，通过采用Preliminary Draft New Recommendation （PDNR） ITU-R M.[VDES] 技术规范中建议的多种调制系统收集试验数据。实验的重点是测试PDNR ITU-R M.[VDES]中定义的VDE地面物理层组件的性能。美国的海岸警卫队（USCG）研究AIS，RBN/DGPS，LRIT系统的推进和技术引导，承担IALA海上用户需求调研和分析。建设了PORTS系统，进行海洋环境和航海环境的监测、信息服务。日本海岸警卫队则从事海上e-航海技术研究，首先提出了一项制定“海上电子导航支持系统标准（ENSS）”的建议案，并在IALA大会上进行了详细的讲解。
中国海事组织、航运电子企业、科研院所也积极参与VDES的技术研究，但还处于起步和探索阶段，一方面受限于资金和力量，很多企业、科研院所缺乏实验和试验工具、平台；另一方面，研究力量分散，难以形成合力，造成了重复研究和资源浪费。海事承载着海航保障的重大责任，因此目前海事对于VDES系统建设非常重视，加大研究力度，从源头上把控VDES产品标准，避免发生类似于目前出现的AIS船台设备产品不规范等情况。VDES发展历程如图1所示。
2 VDES的组成及工作原理
2.1 VDES系统的物理架构（见图2）
（1）岸基系统包括：VHF天线、GNSS天线、VDES收发机、VDES服务器、VDES应用终端、VDES系统软件、VDES应用软件。
（2）船载系统包括：VHF天线、GNSS天线、VDES船载收发机、VDES船载接口控制器、VDES应用客户终端及VDES应用软件。
2.2 VDES系统逻辑架构（见图3）
2.3 链路要求
通信链路能够按照实际测试需求改变数据传输速率；
系统能实现对无线电链路的动态管理。
3 VDES在航海保障中能够发挥的优势
3.1 技术方面
VDES由AIS、ASM、VDE组成。ASM采用GMSK；ASM采用π/4 QPSK；VDE采用FMT。其具有频谱利用率高、频谱特性好和抗多径性能强等优点，在传输过程中的差错是可控制的，数字信号易加密，保密性强，同时可实现新老系统的兼容。因此实现调制解调技术的VDES系统具有实际应用价值。
3.2 功能方面
VDES集成了AIS、特殊应用报文（ASM）和宽带甚高频数据交换（VDE）等3项功能，其通过引入ASM和VDE来强化船舶通信的数据传输能力。另外，VDES系统建立地面与卫星两大系统，在系统设计和兼容性分析等多个角度做了大量技术研究工作，不仅能满足当前地面船—船、船—岸之间的数据交换，大大增强现有水上无线电信息通信能力，还将能够在技术和频谱资源方面，为未来进一步实现卫星与船舶之间的远程双向数据交换预留空间。
3.3 使用方面
（1）避免了专用频段保障信息的传输，对船舶位置报告和安全性相关信息给予最高优先级；
（2）VDES的用户可以更灵活地根据需要，主动向其他船舶、港口、海图信息中心等推送或者索取信息；
（3）VDES信息传输速度大大提升。
4 VDES在航海保障体系中的应用
VDES拓展了岸基服务的范围，将区域性海事通信服务变成了全球性海事通信服务，在未来VDES的应用将拥有大的市场前景。
4.1 海上安全信息服务（MSP5）
VDES系统获取数据，并通过VDES链路播发。船载VDES系统接收到数据后，推送给船载ECS设备，并显示输出给船上人员。
4.2 电子海图更新服务（MSP12）
VDES系统获取数据，并通过VDES链路播发。船载VDES系统接收到数据后，推送给船载ECS设备。
数据经过封装后向船载设备、岸基设备和第三方系统提供服务。
4.3 助航信息叠加显示
用户可通过软件设置告警提示，让航行的通告，航行告警和交通管制情况在海图界面分层显示各个相关内容，并可设置不同的告警级别，分别用颜色区分，便于用户及时调整管理海面航行。
4.4 电子海图更新
通过MSP中的电子海图信息服务，自动检测当前电子海图改正信息，下载更新电子海图。
5 结束语
如今，国内外对VDES系统建设方面均高度重视，正积极准备卫星部分、地面部分的建设，同时，我国经过不断研究与创新，也将提出新的建议案，将VDES更好地应用到航海保障中去。VDES将会在未来航海保障中占据非常重要的地位，VDES的实现会对未来保障海上航行安全、实现全球航海信息资源的利用与共享、促进航运事业发展起着至关重要的作用。
參考文献
[1] 熊雅颖.海事通信技术新进展——VDES系统[J].卫星应用，2016.
[2] 朱文龙.VDES的调制解调算法与实现研究[D].大连海事大学硕士论文，2015.
[3] 姚爱权.基于FMT技术实现电力线载波通信关键技术研究与实现[D].东南大学硕士论文，2009.
[4] ITU-R_M.1842-1_建议书，2009.
[5] ITU-R-M.1371-1AIS标准，2014.