Fleet Broad Band衛星通信系統簡介

Fleet Broad Band衛星通信系統簡介

尚作仁船長 著

 

Inmarsat FBB於2007年問世，屬於Inmarsat第四代通信衛星系統，FBB是Fleet Broad Band的縮寫，FBB共有三種天線類型可供選擇：FB150天線(291 × 275 mm)，速率為150 kbit/s；FB250天線(329 × 276 mm)，速率為284 kbit/s；FB500 天線(605 × 630 mm)，速率高達432 kbit/s。由於FBB使用L頻段，因此比VSAT Ku頻段或C頻段衛星系統更能抵抗雨衰影響。

 

FBB與Inmarsat-B, F, or M比較

1. 傳輸速率與費率的比較：

以JRC廠生產的JUE-310B為例，此一型號屬於第二代Inmarsat-B系統，為JUE-300B之改良版，其主機內建「調變界面裝置」MIU (Modulator Interface Unite為內接插卡式Modem)，以RS-232 Cable線與電腦的COM port連接，其通信標準協定符合ITU-T V32 Protocol，理論傳輸速率為9.6 kbps。

以Inmarsat Fleet衛星通信系統為例，屬於第三代Inmarsat通信系統，Inmarsat-F系統根據天線尺寸大小又可分為Fleet 77 / 55 / 33三種型號，Fleet 77可提供Mobile ISDN「移動整體服務數位網路」(Mobile Integrated Services Digital Network)的傳輸服務及MPDS「移動數據分封服務」(Mobile Packet Data Service)，其傳輸的速率為64/56 bps。

FBB則是屬於第四代的衛星通信系統，同樣根據天線尺寸大小又可分為500mm, 250mm, 150mm，其中FBB150類似Fleet 33，適用於40呎以下遊艇或漁船使用，因此省略不在討論範圍，至於FBB500與FBB250的技術規格如下圖所示。 

根據技術規格對照表顯示：

1.    FBB500的傳輸速率可達432 kbps且支援ISDN傳輸協定，
FBB250傳輸速率為284 kbps但不支援ISDN傳輸協定。

2.    FBB500的售價約兩萬美金，
FBB250售價只有一萬美金。

3.    FBB500保證資料傳輸流量最大可達256 kbps，
FBB250保證資料傳輸流量最大為128 kbps。

綜觀上述比較，FBB500的技術規格大約是FBB250的一倍，其售價同樣也貴一倍。

Inmarsat各代系統傳輸費用的比較如下圖所示：

以傳送一百萬位元組(1M byte)的資料量作比較，按照2007年的通信費率計算，Inmarsat-B需要花費70美元，Inmarsat-F以MPDS傳輸須40美元，若以ISDN傳輸可減到18美元，若使用FBB500更可減少到9美元，大約是Inmarsat-B傳輸費用的八分之一。

 

2. 衛星連線的盲區與遮蔽物干擾比較：

關於衛星連線的盲區問題，首先必須要認知所有與衛星有關連的設備，不論是何種衛星通信系統或是定位設備(GPS)，要達成連線的首要條件就是衛星接收天線與衛星之間不能有任何遮蔽物，所以FBB系統與Inmarsat-B系統對於遮蔽物干擾的影響是相同的。因此在架設衛星接收天線時應盡量減少船體本身與上空衛星的遮蔽死角，但若在靠碼頭時Gantry crane的遮蔽影響，對於任何衛星接收設備也都是相的。

至於FBB衛星信號的「覆蓋盲區」(coverage blind area)問題，第四代海事通信衛星只有三顆衛星分布在三個洋區如下圖所示，到2008年後三顆衛星均已發射到位，理論上其覆蓋區域與Inmarsat-B系統差不多。

3. 衛星接收天線的底座強度與防震性能：

Inmarsat-B系統的衛星接收天線係碟型指向天線，其天線直徑達一公尺且需要同步馬達以確保碟型天線指向所選擇的衛星，因此其天線總成的體積非常龐大、重量也將近100公斤而且造價昂貴，因此在船上要選擇一個理想的天線架設位置限制很多，又為了盡量減少遮蔽物干擾，通常Inmarsat-B系統的天線都盡量架設於主桅的最高點，這個位置難以避免的經常會受到煙囪排煙的高熱與煙薰，同時在主桅的震動率也大很多，很容易造成同步馬達的故障，而Inmarsat-B系統的碟型指向天線只要同步馬達故障無法對準衛星，整個衛星通信就將中斷。

Inmarsat-F系統的天線尺寸比Inmarsat-B要小一些，正如其型號所示，Fleet 77的天線直徑減到77公分，重量更大幅降到30公斤以下，到了FBB 500其天線直徑只有50公分，重量也減到16公斤，各代衛星天線的大小與重量比較如下圖所示： 

FBB 250衛星接收天線直徑只有25公分，重量約5公斤，整個天線總成比一個籃球還小，天線架設非常簡單，只要四個固定螺絲鎖在天線底座即可，因為FBB 250的天線體積小、重量輕，因此完全沒有震動的問題，也不需要架設在主桅的最頂端，只要在羅經甲板找一處開闊位置，焊接一根天線架就可自行架設FBB 250的天線。

4. 船上裝設兩套衛星通信系統其操作轉換是否便利：

船上透過FBB 250系統收發email，其連線操作方式非常類似陸上的ADSL連線上網，只要用滑鼠點選「連線」即可完成收發動作，而Inmarsat-B的連線方式則類似陸上從前使用的電話撥接網路，亦即利用衛星電話線路撥號接通之後，再利用電話線路傳送數位訊號。

但不論是透過FBB 250的連線上網，或是透過Inmarsat-B的撥接上網，在通信軟體的連線選單中都可以讓你自由選擇「連線」或是「撥接」，因此要透過FBB 250或Inmarsat-B收發email並沒有任何操作轉換的問題，只需要在連線選單中選擇你要連線的系統即可，其選單如下圖所示：

根據上述說明，兩套衛星通信系統在通信軟體的連線操作並無任何障礙或方法不同，僅是將原來唯一的連線方式增加一個連線選項而已，其轉換是非常便利的，船上裝設FBB 250之後可將原來的Inmarsat-B系統作為備用系統，萬一遇到FBB 250設備故障時可隨時轉換成Inmarsat-B發送email，在轉換操作上並無任何困難。

 

5. FBB 250的故障排除與維修是否容易：

FBB250衛星通信設備構造簡單、輕薄短小，其主機僅相當於一個便當盒大小，天線比籃球還小，基本上廠商是不維修的，在產品保固期間，若主機故障就換新主機，若天線故障就換一個新天線，若超過保固期故障，廠商也建議直接買個新機替換，因為舊機檢修的成本可能比買新機還貴。

FBB 整套設備

FBB 250的主機與天線在設計上都是完全封裝不易拆解的，一旦發生故障，廠商的維修方式就是直接換新。根據某公司船隊維修的經驗，某輪FBB 250系統故障，通知香港Strators公司(國際海事衛星地面台)派人上船檢修，結果Strators的香港業務代表自己跑來，他僅是一個業務人員並沒有任何電子技術的專業背景，也非FBB 250的原廠技師，但他只背著一個背包裡面就帶了全套的FBB 250設備，包括主機、天線與信號導線，上船之後透過三個故障排除程序就找出了故障元件：

第一步：先用新主機連線測試失敗。

第二步：再換用新導線連接也無效。

第三步：最後換用新天線連線成功。

根據上面三個測試程序，確認故障的元件是天線，因此請船上水手將舊天線的四個固定螺絲拆下，換上新天線固定後即告完成，整個測試、換新天線的過程不到一個小時，而且不需要任何專業技術人員，以船上船員的技術能力皆可勝任。

 

綜觀上述各項比較結果，總結FBB系統的優缺點如下：

優點：

1. 覆蓋區域遍及全球

2. 設備成本低(與Inmarsat-B系統比較)

3. 設備輕薄短小，裝機簡單、維修容易

4. 天線可與Inmarsat-F系統相容，節省升級成本，(如下圖所示)

 

缺點：

1. 數據傳輸速率432 kbp仍低於Ku band的VSAT系統(可達512 kbps)

2. 最大頻寬僅256 kbps，與陸上寬頻標準相比仍嫌不夠

3. 無法提供固定上網費率，例如陸上ADSL網路服務固定費率方案

 

6. 總結:

FBB衛星通信系統因為連線成本便宜，因此可以設定每20分鐘連線一次自動收發email，每當有新信件接收下來時，船上通信電腦的桌面便會跳出有新郵件的通知，幾乎可以媲美陸上的及時收發eamil，而且除了固定的連線時間外，船長也可以視需要隨時連線收發郵件而不需要擔心高額的連線費用，根據某公司船隊實際使用統計，使用FBB 250系統的船平均每月通信費用才兩百多美元而已，而其他使用Inmarsat-B的船都高達六、七百美元，若以這個金額來評估，每月至少可以節省三分之二的通信開支，因此使用FBB 250系統將大量節省本公司船隊的衛星通信成本、提高通信效率，雖然目前除了Inmarsta-C以外，其他衛星通信設備並非 SOLAS公約的強制裝備，但是船公司船岸之間通信與船隊管理已經大量倚賴衛星通信系統，一旦船上衛星通信系統故障勢將嚴重影響船舶的營運，因此有必要如同船上重要航儀例如雷達、GPS等設備裝設雙套衛星通信設備，以提供船上多一份的通信保障。