Протоколы связи

В AIS минута обозначается как кадр, разделенный на 2250 временных интервалов, каждый из которых составляет 26,67 мс и способен передавать 256 бит информации. Как правило, отчет о местоположении судна (динамическая информация) занимает один временной интервал в канале передачи данных, в то время как другие типы сообщений могут использовать более одного временного интервала в зависимости от конкретных потребностей, но максимальное количество последовательных временных интервалов, используемых для каждого сообщения, не превышает 5.

• АИС класса А использует протокол SOTDMA. В соответствии с принципами самоорганизации AIS динамически корректирует распределение временных интервалов в зависимости от загрузки канала связи в режиме реального времени, чтобы обеспечить точное определение времени начала каждого временного интервала всеми станциями, использующими общую временную привязку (GPS-время). Каждый пакет передачи данных содержит временные интервалы, необходимые для его собственной последующей передачи, чтобы позволить станциям установить "карту временных интервалов", чтобы избежать использования двумя станциями одного и того же временного интервала для передачи данных в пределах одного и того же диапазона.

• АИС класса В основана на реальных потребностях малых и средних судов и обладает базовыми функциями АИС класса А без чрезмерного увеличения стоимости малых и средних судов или чрезмерного воздействия на первоначальную сеть АИС. Существует два протокола для AIS класса B: SOTDMA и CSTDMA. AIS SOTDMA класса B взаимодействует по тому же протоколу, что и AIS класса A, публикуя и получая информацию в той же сети, что и AIS класса A, не вызывая конфликтов временных интервалов с исходной AIS, но увеличивая нагрузку на сеть исходной AIS. AIS CSTDMA класса B использует технологию прослушивания перед разговором, а время начала ее работы зависит от AIS класса A или базовых станций AIS. Он постоянно прослушивает радиоканал AIS и передает сообщения только тогда, когда другие станции не передают данные, с целью предоставления информации, гарантируя при этом, что приоритет передачи SOTDMA не будет нарушен. Таким образом, время его передачи не превышает одного временного интервала. Благодаря тому, что система AIS класса B не резервирует временные интервалы и использует только один временной интервал для передачи данных, а также имеет очень низкую нагрузку на сеть, она стала широко распространенной на международном уровне. Однако следует отметить, что в районах, где система AIS, контролирующая подходы судов, близка к насыщению, вероятность потери пакетов сигналов CSTDMA класса B относительно высока.

Формат сообщения

AIS имеет 27 типов сообщений, как подробно описано в ITU-RM.1371-4. Эта статья посвящена наиболее часто используемым статическим и динамическим данным в AIS, чтобы проиллюстрировать различия между классами A и B. Статические данные включают MMSI, название судна, тип судна (включая длину и ширину) и положение позиционирующей антенны. Динамические данные включают в себя местоположение судна, мировое время, путевую скорость, курс над поверхностью земли и скорость поворота. АИС должна осуществлять динамическую трансляцию во внешний мир и оперативно получать внешние данные АИС. Частота передачи динамических данных, как правило, выше, чем у статических данных.

Статические данные:

• Оборудование АИС класса А периодически передает стандартные статические отчеты класса А с функциональностью сообщения 5, длиной отчета 424 бита, занимающие 2 временных интервала.

• Оборудование АИС класса В SOTDMA периодически передает стандартные статические отчеты оборудования класса В с функциональностью сообщения 19 (Сообщение 19 расширяет сообщение 18, сообщение отчета о местоположении оборудования АИС класса В, добавляя такую информацию, как тип и размер судна, которые могут быть идентифицированы другим оборудованием АИС класса А). Поскольку сообщение 19 занимает два временных интервала, длина отчета составляет 312 бит, и все оборудование АИС CSTDMA класса B не может использовать это сообщение.

• Оборудование АИС CSTDMA класса B передает статические отчеты о данных АИС посредством сообщения 24. Сообщение 24 состоит из двух частей, 24A и 24B. Длина сообщения 24A составляет 160 бит, а длина сообщения 24B - 168 бит, каждый из которых занимает один временной интервал. Сообщение 24A передается за 1 минуту до сообщения 24B. Поскольку сообщение 24 добавлено недавно, исходное оборудование AIS класса A не может распознать это сообщение, в результате чего некоторые суда, оснащенные оборудованием AIS класса A, не могут распознавать суда, оснащенные оборудованием CSTDMA класса B, без обновления программного обеспечения.

Динамические данные:

• АИС класса А обычно передает свою динамическую информацию посредством сообщений 1, 2 и 3.

• АИС класса В передает свою динамическую информацию посредством сообщения 18.

Скорость передачи данных

• Статические данные: Статические данные всего оборудования AIS обновляются каждые 6 минут, либо при изменении данных, либо по запросу.

• Динамические данные: В случае неподвижности судна и малой скорости время обновления динамических данных как для АИС класса А, так и для АИС класса В составляет не более 3 минут. Когда скорость судна немного выше или навигационные условия меняются, частота обновления AIS класса A выше, чем у AIS класса B, особенно для оборудования CSTDMA AIS класса B, интервал обновления составляет 30 секунд, когда скорость превышает 2 узла, а скорость обновления местоположения судна относительно низкая. Более подробную информацию смотрите в таблице ниже.

Взаимодействие с другими устройствами AIS

Среди 27 форматов сообщений в протоколе AIS сообщение 8 представляет собой двоичный формат широковещательных сообщений, который позволяет устройствам AIS взаимодействовать друг с другом посредством коротких сообщений, способных передавать текстовую информацию длиной до 936 бит. Устройства AIS SOTDMA как класса A, так и класса B могут использовать сообщение 8 для внешней связи. Однако устройствам AIS CSTDMA класса B не разрешается использовать этот тип связи.

Мощность передачи

Согласно спецификации ITU-RM.1371, мощность передачи для AIS класса A должна быть установлена в диапазоне от 12,5 до 25 Вт. Чтобы устройства AIS класса SOTDMA класса B не имели чрезмерно высокой мощности, которая могла бы привести к перегрузке сети AIS, их мощность передачи должна составлять от 2 до 5 Вт. Основываясь на результатах тестирования на расстоянии в соответствии со стандартом IEC62287-1, если устройства AIS CSTDMA класса B должны взаимодействовать с устройствами AIS класса A на расстоянии 7 морских миль и устранять ухудшение работы устройств класса A, вызванное механизмом прослушивания несущей, им потребуется мощность передачи 2 Вт.