Nowa technologia systemu AIS  „SOTDMA” klasy B.

Wprowadzono nową technologię „SOTDMA” AIS klasy B, która łączy dwie istniejące technologie klasy A i klasy B.

Zapraszamy do zapoznania się tematyka nowej klasy urządzeń „klasy B +”,

 W poniższym artykule, opiszemy zalety systemu, porównamy z klasą A i klasą B oraz wskażemy jakie rodzaje łodzi i do jakich zastosowań powinno się rozważyć zainstalowanie nowej generacji transponderów klasy B +. 

1. Podstawy

AIS (automatyczny system identyfikacji) jest obecnie jedną z najczęściej stosowanych i znaczących technologii bezpieczeństwa nawigacji, od czasu wprowadzenia radaru. System został pierwotnie opracowany jako narzędzie do unikania kolizji, aby umożliwić statkom handlowym „lepsze” wzajemne zobaczenie się we wszystkich warunkach i poprawić informacje sternika o otaczającym go otoczeniu.

AIS dokonuje tego poprzez ciągłe przesyłanie tożsamości statku, pozycji, prędkości i kursu wraz z innymi istotnymi informacjami do wszystkich innych statków wyposażonych w AIS, będących w zasięgu. W połączeniu ze stacją brzegową, system ten oferuje również władzom portowym i organom bezpieczeństwa morskiego możliwość zarządzania ruchem morskim i zmniejszenia zagrożeń związanych z żeglugą morską.

Ze względu na ogromne korzyści wpływające na zwiększenie bezpieczeństwa, oferowane przez AIS. W 2002 r., na całym świecie wprowadzono obowiązek zainstalowania transponderów AIS klasy A dla wszystkich statków o masie powyżej 300 ton brutto lub przewożących więcej niż 12 pasażerów. W przypadku mniejszych statków, które nie podlegały tym przepisom, zaproponowano korzystanie z transponderów klasy B, które pozwalały statkom rybackim i rekreacyjnym na zamontowanie transpondera o niższej mocy / koszcie, który pracował w tej samej sieci AIS i mógł odbierać i przesyłać sygnały do ​​transponderów klasy A przystosowanych dla statków handlowych.

Transpondery AIS są obecnie powszechnie montowane na wielu statkach rekreacyjnych. Dość często korzysta się z transponderów AIS SART, które służą lokalizacji pozycji w niebezpieczeństwie. Służby Poszukiwania i Ratownictwa w oparciu o wysyłane informacje mogą w szybki sposób zlokalizować osobę potrzebującą pomocy.

Kolejną nową aplikacją AIS jest śledzenie statków, z witrynami takimi jak Marine Traffic i AISLive, które zbierają i wyświetlają tysiące celów AIS z ich sieci odbiorczych AIS na lądzie, a także globalny odbiór satelitarny za pośrednictwem firm takich jak Orbcomm, exactEarth i Spacequest.

Wiele krajowych organów morskich instaluje specjalne transpondery do nawigacji (AtoN), które mogą zastąpić tradycyjne pławy i latarnie morskie oraz przekazywać lokalne informacje o pogodzie / pływach statkom przepływającym, podczas gdy niektóre duże i zajęte porty lub obszary żeglugi korzystają z AIS w ramach swoich usług ruchu (VTS) do zarządzania i kontroli ruchu.

Ciągłe rozszerzanie globalnej sieci AIS, wpłynęło na zatwierdzenia nowej technologii klasy B, która znajduje się w połowie drogi między oryginalną technologią klasy B a technologią klasy A występującą w żegludze komercyjnej. Nowa technologia nie zastępuje oryginalnych transponderów klasy B, oferując znaczną poprawę w przypadku niektórych rodzajów statków i zastosowań.

2 Jak działa AIS?

Aby w pełni zrozumieć zalety nowej technologii klasy B +, należy zrozumieć, jak działa AIS.

Transponder AIS składa się z odbiornika GPS i odbiornika VHF. Transponder przyjmuje swoją pozycję GPS i przesyła ją w formie cyfrowej na dwóch kanałach VHF dedykowanych dla AIS (161,975 MHz i 162,025 MHz).

Aby wiele transponderów AIS mogło „współpracować razem” i uniknąć przesyłania wszystkich urządzeń w tym samym czasie, powodując zakłócenia i utratę danych, transpondery AIS wykorzystują system o nazwie Time Division Multiple Access (TDMA). Jest to system podobny do tego stosowanego w telefonach komórkowych, w którym każdy transponder AIS zajmuje bardzo krótką „szczelinę czasową” o długości 26,6 milisekundy, w której przesyła swoje informacje. Roszczenia do przedziałów czasowych klasy A wykorzystuje „samoorganizowany” TDMA, w którym wiele transponderów wie, jak zgłaszać i rezerwować przedziały czasowe oraz co zrobić, jeśli istnieje spór z innym transponderem próbującym zgłosić roszczenie do tego samego przedziału czasowego.

System działa dobrze i pozwala na pracę do 4500 statków w bliskiej odległości od siebie, automatycznie dając pierwszeństwo na podstawie odległości od siebie, tj. Wraz ze wzrostem liczby statków, te najbardziej oddalone nie mają przedziału czasowego.

Kiedy wprowadzono transpondery klasy B, zastosowano nieco inną technologię o nazwie „Carrier Sense” TDMA, w której transponder klasy B nasłuchuje transponderów klasy A i gdy tylko wykryje pustą szczelinę czasową, chwyta ją i wykonuje transmisję. Czasami transponder klasy A „kradnie” szczelinę czasową z transpondera klasy B, a system jest zaprojektowany w taki sposób, że transpondery klasy A zawsze mają wyższy priorytet niż klasa B, więc transponder klasy B będzie musiał opóźnić transmisję i ponownie zacząć nasłuchiwać kolejnego puste miejsce.

Liczba transmisji wykonywanych przez transponder i rodzaj przesyłanych danych jest różny, zależnie od jego klasy (A lub B), jego prędkości, manewru i statusu nawigacji. Transponder klasy A szybko poruszającego się promu może przekazywać swoją pozycję co kilka sekund, podczas gdy statek wycieczkowy wyposażony w klasę B będzie nadawał tylko co 30 sekund podczas podróży.

Jak wcześniej wspomniano, dane AIS są przesyłane dwoma kanałami w zakresie częstotliwości VHF, a transponder klasy A przesyła przy 12,5 wata, podczas gdy oryginalny transponder klasy B przesyła tylko przy 2 waty, co – mówiąc z perspektywy czasu – stanowi jedną trzecią moc ręcznego VHF, który transmituje przy 6 watach.

Ta 2-watowa moc transmisji ogranicza transmisje klasy B do absolutnego maksymalnego zakresu około 8-10 mil morskich, a także oznacza, że ​​tradycyjne transmisje klasy B często nie są odbierane przez satelity AIS, które zapewniają globalne śledzenie statków.

3 – Nowa technologia klasy B +

Nowa klasa B +, często określana jako „klasa B SOTDMA” lub „klasa B 5W”, została zdefiniowana w celu wypełnienia luki między transponderami klasy A i klasy B, oferując pewne wyraźne zalety dla niektórych typów statków i zastosowań.

Klasa B + wykorzystuje tę samą technologię SOTDMA co klasa A i dlatego ma taki sam priorytet, jeśli chodzi o rezerwowanie przedziału czasowego, gwarantując, że zawsze będzie w stanie nadawać, nawet na zatłoczonych wodach AIS. W przypadku szybko poruszających się statków jest to ważne, ponieważ nieudana transmisja może spowodować, że statek przemieści się na dużą odległość, zanim następnie uda mu się wysłać transmisję.

Kolejną cechą nowej technologii klasy B +, którą wziął z klasy A, jest zwiększona i automatyczna zmiana prędkości transmisji w zależności od prędkości. W przeciwieństwie do klasy A szybkość aktualizacji nie ma wpływu na to, czy statek manewruje, ale wraz ze wzrostem prędkości statku liczba transmisji rośnie, dzięki czemu inne statki mają wyraźniejszy i bardziej aktualny widok na to, gdzie jest łódź.

W przypadku statków wolno poruszających się zwiększone prędkości aktualizacji klasy B + nie są tak ważne, ale szybka łódź motorowa poruszająca się powiedzmy na 23 węzłach przesunie się o 360 metrów w 30 sekund, co jest szybkością aktualizacji normalnego transpondera klasy B. Na statku klasy B + podróżującym z prędkością 23 węzłów lub więcej szybkość aktualizacji wynosi 5 sekund, więc (w powyższym przykładzie) między aktualizacjami zostanie przesunięty tylko 60 metrów.

Wreszcie, transpondery klasy B + mają wyższą transmisję mocy o wartości 5 watów zamiast 2 watów, co nie tylko zwiększa zasięg, w którym odbiór statku będzie odbierany, przy założeniu dobrej wysokości i wydajności anteny, ale także znacznie poprawia odbiór satelitarny AIS, umożliwiając globalne śledzenie.

Porównanie klas AIS

Według informacji zawartych w tabeli powyżej widać, że podczas normalnej pracy transponder klasy A transmituje z dużo większą mocą niż klasa B. W warunkach „rzeczywistych” dobrze zainstalowany transponder klasy B powinien być w stanie przesyłać wiadomości do 7-8 Mil morskich, podczas gdy transponder klasy A może być oddalony nawet o 20-25 Mil Morskich. Dzięki mocy wyjściowej 5 W klasa B +, będzie wysyłać informacje dalej niż klasa B (2 W), zwykle powinny być widoczne w odległości 10-12 Mil Morskich.

Poniższa tabela przedstawia, podział na rodzaje informacji transmitowanych przez poszczególne klasy urządzeń.

Następująca tabela, prezentuje różne prędkości transmisji danych trzech klas. Jak można zauważyć, transpondery klasy A mają kilka różnych prędkości transmisji, opartych na prędkości, manewrowaniu i statusie nawigacji, podczas gdy prędkość transmisji klasy B + opiera się wyłącznie na prędkości.

Porównując klasę B + z oryginalną klasą B, można zauważyć, że prosta częstotliwość aktualizacji (trwająca lub stacjonarna) oryginalnej klasy B została rozszerzona i zwiększona w klasie B +. Dla każdej łodzi, która regularnie podróżuje z prędkością ponad 15 węzłów, a szczególnie dla łodzi zdolnych do podróży z prędkością ponad 23 węzłów, istotną korzyścią są zwiększone prędkości transmisji oferowane przez klasę B +.