Szerokopasmowe systemy komunikacyjne na morzu - scenariusze użycia i przykładowe instalacje

• Autorzy: Woźniak J. , Gierłowski K. , Hoeft M. , Lewczuk M.

Identyfikatory

DOI

10.15199/59.2018.8-9.1

Warianty tytułu

EN

Maritime broadband communication systems - usage scenarios and example installations

• Konferencja: Krajowe Sympozjum Telekomunikacji i Teleinformatyki (12-14.09.2018 ; Bydgoszcz, Polska)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Dokonano przeglądu technik dostępowych i systemów komunikacji morskiej wykorzystywanych aktualnie lub planowanych do użycia, zarówno do łączności między statkami, jak i statkami i lądem, w celu wspierania określonych usług, często ukierunkowanych na poprawę bezpieczeństwa na morzu oraz e-nawigację. Przegląd obejmuje zarówno rozwiązania naziemne, jak i przykładowe rozwiązania satelitarne. W pierwszej grupie systemów zaprezentowano zarówno proste instalacje portowe z transmisją jednoetapową, jak i znacznie bardziej złożone rozwiązania wieloskokowe, wykorzystujące topologie kratowe. Wskazano podstawowe cechy funkcjonalne takich systemów, także ich mocne strony oraz ograniczenia.

EN

The paper presents an overview of popular technologies and systems currently developed or employed in maritime communication. These solutions are used to provide both ship-to-ship and ship-to-shore communication for the purpose of supporting specific services, often dedicated to maritime safety and e-navigation. The overview includes both terrestrial and example satellite solutions. In the first group of systems both simple single hop harbour installations as well much more complex multihop solutions, involving mesh topologies are considered. Functional features of such communication systems together with their advantages and limitations are also presented.

Słowa kluczowe

PL

morskie systemy komunikacyjne; przegląd; systemy wąskopasmowe; systemy szerokopasmowe; systemy naziemne; systemy satelitarne; systemy z transmisją wieloetapową; TRITON; netBaltic

EN

maritime communication systems; overview; narrowband solutions; broadband solutions; terrestrial systems; satellite system; multihop solutions; TRITON; netBaltic

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Telekomunikacyjny + Wiadomości Telekomunikacyjne
• Rocznik: 2018
• Tom: nr 8-9
• Strony: 545--557
• Opis fizyczny: Bibliogr. 51 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Woźniak J.

• Katedra Teleinformatyki, Wydział Elektroniki, Telekomunikacji i Informatyki Politechniki Gdańskiej

autor

Gierłowski K.

• Katedra Teleinformatyki, Wydział Elektroniki, Telekomunikacji i Informatyki Politechniki Gdańskiej

autor

Hoeft M.

• Katedra Teleinformatyki, Wydział Elektroniki, Telekomunikacji i Informatyki Politechniki Gdańskiej

autor

Lewczuk M.

• Katedra Teleinformatyki, Wydział Elektroniki, Telekomunikacji i Informatyki Politechniki Gdańskiej

Bibliografia

• [1] Automatic Identification System, http://www.nmea.org/Assets/nmea%20 collision%20avoidance %20through%20ais.php.
• [2] GMDSS Manual, 2015 Edition - International Maritime Organization.
• [3] ITU-R M.2092, Technical characteristics for a VHF data exchange system in the VHF maritime mobile band, 2015.
• [4] Hoeft M., K. Gierłowski, K. Nowicki, J. Rak, J. Woźniak: "netBaltic: Enabling Non-Satellite Wireless Communications over the Baltic Sea". IEEE Communications Magazine 05/2016.
• [5] Hoeft M., K. Gierłowski, J. Woźniak, i in.: netBaltic - a heterogeneous wireless communications system over the Baltic Sea. First Baltic Earth Conference on Multiple drivers for Earth system changes in the Baltic Sea region. Nida, 2016.
• [6] Wozniak J., K. Gierlowski, M. Hoeft: Broadband Communication Solutions for Maritime ITSs: Wider and Faster Deployment of New e-Navigation Services. 15th International Conference on ITS Telecommunications (ITST), 2017, Warsaw, 2017, pp.1-11.
• [7] IMO MSC 81/23/10. Work Programme. Development of an e-Navigation strategy, International Maritime Organization, 2005.
• [8] Zaidi K.S., V. Jeoti, A. Awang: Wireless backhaul for broadband communication over sea. Proc. IEEE 11th Malaysia International Conference on Comm., 2013, pp. 298-303.
• [9] IMO NCSR Annex 7.: Draft e-navigation strategy implementation - 2014 plan. http://www.imo.org/en/OurWork/Safety/Navigation/Documents/ enavigation/SIP.
• [10] Bekkadal F.: Emerging maritime communications technologies. 9th International Conference on Intelligent Transport Systems Telecommunications, ITST2009, Oct. 2009, pp.358-363, 20-22.
• [11] Tycholiz W., J. Jakacki, M. Darecki: "Optymalizacja trasy żeglugi na potrzeby e-nawigacji w systemie netBaltic". Przegląd Telekomunikacyjny i Wiadomości Telekomunikacyjne. 2018, nr 2-3. s. 60-63.
• [12] Woźniak J., M. Hoeft, K. Gierłowski, K. Nowicki: Projekt netBaltic - Cele i zaproponowane rozwiązania. Przegląd Telekomunikacyjny i Wiadomości Telekomunikacyjne. 2018, nr 2-3. s. 31-34.
• [13] IALA AISM G1117 VHF Data Exchange System (VDES) Overview, 2017.
• [14] WiMAX to make waves at Singapore’s port - https://www.imda.gov.sg/ infocomm-and-media-news/buzz-central/2007/11/wimax-to-make-wavesat- singapores-port.
• [15] Zhou M. T. i in.: "TRITON: high-speed maritime wireless mesh network"; IEEE Wireless Communications, vol. 20, no. 5, pp. 134-142, 2013.
• [16] Inmarsat (WMO - 2014), http://www.inmarsat.com/.
• [17] Inmarsat BGAN, https://www.inmarsat.com/service/bgan/.
• [18] Inmarsat | Global Xpress https://www.inmarsat.com/service-group/globalxpress/.
• [19] Poole I.: Iridium satellite technology, theory and frequency bands. http:// www.radio-electronics.com/http://www.radio electronics.com/info/satellite/ communications_satellite/ satellite-communications-basics-tutorial.php.
• [20] Forouzan B.: Data Communications and Networking (Satellite Networks). The McGraw-Hill Companies. 4th ed. Second-Generation Satellite Constellation: http://www.starsem.com/ news/ST26-mission-update- 10-2-6-2012.html.
• [21] Iridium Pilot. http://www.globalmarinenet.com/product/iridium-pilot-satellite- phone-broadband-data/.
• [22] Iridium Openport Terminal Installation Manual. www.wlnet.com/pdfs/ OP-Install.pdf .
• [23] Iridium NEXT: Changing the future of satellite communication. http://www. iridium.com.
• [24] Garroppo R. G., S. Giordano, D. Iacono, L. Tavanti: "Experimental and simulation analysis of a WiMAX system in an emergency marine scenario", Computer Communications, Vol. 34, Iss. 7, pp. 847-861, 2011.
• [25] IEEE Standard for Local and Metropolitan Area Networks Part 16: Air Interface for Fixed Broadband Wireless Access Systems, in IEEE Std 802.16-2004 (Revision of IEEE Std 802.16-2001), 2004.
• [26] IEEE Standard for Local and Metropolitan Area Networks Corrigendum to IEEE Standard for Local and Metropolitan Area Networks-Part 16: Air Interface for Fixed Broadband Wireless Access Systems (Incorporated Into IEEE Std 802.16e-2005 and IEEE Std 802.16-2004/Cor 1-2005 E), in IEEE Std P802.16/Cor1/D5, 2005.
• [27] IEEE Standard for Local and metropolitan area networks Part 16: Air Interface for Broadband Wireless Access Systems Amendment 1: Multihop Relay Specification, in IEEE Std 802.16j-2009 (Amendment to IEEE Std 802.16-2009) , pp.1-290, 2009.
• [28] Garroppo R. G., S. Giordano, D. Iacono, A. Cignoni, M. Falzarano: WiMAX testbed for interconnection of mobile navy units in operational scenarios, MILCOM 2008 - IEEE Military Communications Conference, San Diego, CA, 2008, pp. 1-7.
• [29] Swift O.: Developments in New Technology & Implications for Seafarers’ Welfare - Seafarers’ access to WiFi and WiMAX in ports, A report commissioned by the International Committee on Seafarers ‘ Welfare, 2011.
• [30] IEEE Standard for Local and metropolitan area networks Part 16: Air Interface for Broadband Wireless Access Systems Amendment 3: Advanced Air Interface, in IEEE Std 802.16m-2011 (Amendment to IEEE Std 802.16- 2009) , vol., no., pp.1-1112, (2011).
• [31] Hoeft M., K. Gierlowski, K. Bronk, A. Lipka, R. Niski, K. Zurek: A heterogenous wireless system for maritime communication - the netBaltic system architecture, 2017. 15th International Conference on ITS Telecommunications (ITST), Warsaw, 2017, pp. 1-7.
• [32] Chang S. J. i in.: Cluster-Based Spatial Planning and Evaluation of Maritime Mesh Network Using Vessel Traffic Data, 2012 Int’l. Conf. ITS Telecommun., Taipei, Taiwan, 2012, pp. 471-75.
• [33] ITU e-NAV14-10.3.6 International Association of Marine Aids to Navigation and Lighthouse Authorities Working Document toward a draft new Report Maritime Radiocommunication Systems and Requirements.
• [34] QualNet Network Simulator Software https://web.scalable-networks.com/ qualnet-network-simulator-software (dostępna 02.07.2018).
• [35] Ming-Tuo Zh., i in.: Multi-channel WiMAX Mesh networking and its practice in sea, 2008 8th International Conference on ITS Telecommunications, Phuket, 2008, pp. 1-6.
• [36] Kong P. Y., i in.: A Routing Protocol for WiMAX Based Maritime Wireless Mesh Networks, IEEE 69th Vehicular Technology Conference, Barcelona, 2009, pp. 1-5.
• [37] Boreli R., T. Iyer, C. Dwertmann, J. S. Pathmasuntharam: Intelligent middleware for high speed maritime mesh networks with satellite communications, 2009. 9th International Conference on Intelligent Transport Systems Telecommunications, (ITST), Lille, 2009, pp. 370-375.
• [38] Boreli R., T. Iyer, C. Dwertmann, G. Sarwar, F. Klok: A quickly deployable platform for multi-user communications over satellite links, 2009 International Workshop on Satellite and Space Communications, Tuscany, 2009, pp. 429-433.
• [39] Inmarsat FleetBroadband https://www.inmarsat.com/service/fleetbroadband/.
• [40] Bath D., i in.: Extending Inmarsat BGAN to efficiently support the 3GPPMultimedia Broadcast / Multicast Service, AIAA Int. Comm. Satel.Syst. Conf., San Diego, USA, June 2008.
• [41] Iyer T., R. Boreli, G. Sarwar, C. Dwertmann: DART: Enhancing Data Acceleration with Compression for Satellite Links, GLOBECOM 2009 - 2009 IEEE Global Telecommunications Conference, Honolulu, 2009, pp. 1-6.
• [42] CCSDS 714.0-B-2, Consultative Committee for Space Communications. Recommendation for Space Data System Standards, Space Communications Protocol Specification Transport protocol (SCPS-TP), Tech. Rep., 2006.
• [43] Hoeft M., K. Gierłowski, J. Rak, J. Woźniak: "netBaltic System- Heterogeneous Wireless Network for Maritime Communications", Polish Maritime Research, No 2 (98), Vol. 25, 2018, pp. 14-26.
• [44] Hoeft M., J. Woźniak: "Mechanizmy obsługi mobilności węzłów systemu netBaltic wykorzystujące heterogeniczne systemy transmisji bezprzewodowej". Przegląd Telekomunikacyjny i Wiadomości Telekomunikacyjne, nr 2-3 (2018), s. 40-46.
• [45] Gierłowski K.: "Zwiększenie zasięgu szerokopasmowej komunikacji morskiej z wykorzystaniem heterogenicznego systemu transmisji wieloskokowej". Przegląd Telekomunikacyjny i Wiadomości Telekomunikacyjne, nr 2-3 (2018), s. 47-54.
• [46] Perkins C., E. Belding-Royer.: Das, S., RFC 3561: Ad hoc On-Demand Distance Vector (AODV) Ruting. IETF, 2003.
• [47] IEEE Standard for Information Technology-Telecommunications and information exchange between systems-Local and metropolitan area networks-Specific requirements Part 11: Wireless LAN Medium Access- Control (MAC) and Physical Layer (PHY) specifications Amendment 10:Mesh Networking, IEEE Std 802.11s, 2011.
• [48] Hoeft M., J. Woźniak: Evaluation of Connectivity Gaps Impact on TCP Transmissions in Maritime Communications. Computer Networks, ed. Gaj P., Kwiecień A., Sawicki M. Gliwice: Springer International Publishing, 2017, s.91-105.
• [49] Gierszewski T.: "Mechanizmy bezpieczeństwa transmisji w systemie netBaltic. Przegląd Telekomunikacyjny i Wiadomości Telekomunikacyjne, nr 8-9 (2017), s.813-816.
• [50] Gumiński W.: "Integracja mechanizmów transportowych dla sieci o nieciągłej i sporadycznej łączności w systemie netBaltic". Przegląd Telekomunikacyjny i Wiadomości Telekomunikacyjne, nr. 2-3 (2018), s.57-59.
• [51] Gumiński W.: "Koncepcja realizacji usług w sieci o nieciągłej i sporadycznej łączności". Przegląd Telekomunikacyjny i Wiadomości Telekomunikacyjne, nr. 12 (2016), s.1339-1342.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).