海事VHF四位數頻道演進與VDES整合發展
The Evolution of 4-Digit Maritime VHF Channels and VDES Integration

尚作仁船長編譯

一、前言(Introduction)

隨著「海事數據交換系統」(VDES)新一代通訊技術興起，傳統海事VHF頻譜面臨資源枯竭與數位化轉型的需求。傳統雙工通訊模式(Duplex)因同時佔用兩個頻率，在有限的VHF頻帶中顯得效率不足，為因應e-Navigation與大數據傳輸需求，提升頻譜利用率並支持新一代海事數據交換系統(VDES)，國際電信聯盟(ITU)透過修訂「無線電規則」附錄18，引入了四位數頻道編碼系統，將傳統雙工頻道拆分為單工頻道，並透過四位數編碼進行標準化管理，這是自GMDSS實施以來，海運界最大的頻譜改革。

二、VHF四位數頻道之結構與邏輯(System Architecture)

四位數頻道的出現並非隨機命名，而是基於物理頻率與原始編碼的衍生關係：

1. 拆分原理：將原雙工頻道(間隔4.6 MHz)拆分為兩個獨立的單工頻道(Simplex)。

2. 編碼規律：

前綴碼(Prefix)：

10xx系列：使用原頻道之「船端(Ship)」發射頻率(低頻段)。例如：“1007”代表使用原07頻道的船端頻率，其頻率計算公式如下：

f_ship = f_base － 4.6 MHz

20xx系列：使用原頻道之「岸台(Coast)」發射頻率(高頻段)。例如：“2028”代表使用原28頻道的岸台頻率。

後兩位碼(Suffix)：對應原始兩位數頻道號碼(例如將60頻道拆分為1060與2060)。

舉例說明：原本的VHF CH 60是一個雙工頻道(使用兩個不同頻率：一個發射、一個接收)。拆分後，1060頻道僅使用原先船端發射的單一頻率進行通訊。

拆分後，2060頻道則僅使用原先岸端發射的單一頻率進行通訊。

調變方式：語音部分維持G3E (FM)；數據部分(VDES)則導入π/4 DQPSK、8-PSK甚至是16-QAM，以提升單位頻寬下的數據傳輸量。

效益：傳統雙工頻道佔用了兩個頻率，透過此機制，將可用通訊頻道數量增加一倍，並為數位數據鏈路預留專屬頻帶。

三、法源依據與實施時程(Regulatory Framework)

1. 國際法規依據

主要的法規源頭是國際電信聯盟(ITU) 定期召開的世界無線電通信大會(WRC)：

WRC-12與WRC-15決議：為了因應海事數據交換系統(VDES)的發展以及緩解頻道擁擠，大會決議修訂「無線電規則」(Radio Regulations)附錄18(Appendix 18)。

附錄18(Appendix 18)：該附錄明確規定了「海上行動作業VHF頻段的頻率表」。在2017年後的版本中，正式將原有的部分雙工頻道拆分為單工頻道，並採用四位數編號系統。

3. VHF設備標準要求

為了配合上述法規，相關的國際技術標準也隨之更新：

IEC 61097系列標準：規範了船舶GMDSS設備的技術要求。

IMO性能標準：國際海事組織要求船舶新安裝的VHF無線電設備，必須符合最新的ITU無線電規則，2017年後生產的設備必須具備顯示與切換四位數頻道的功能。

4. 台灣國內法規要求

在台灣，相關要求體現在以下法規中：

「船舶設備規則」：由交通部訂定，其中「無線電通信設備」章節會引用國際公約(如SOLAS)與ITU的最新要求。

「船舶無線電臺管理辦法」：由國家通訊傳播委員會(NCC)主管，規範了船舶無線電機台的技術規格與執照核發。

航港局航安通告：台灣航港局會不定期發布通告，提醒船東與船長關於VHF頻道變更的時程，要求在進行無線電設備年度檢驗(Radio Survey)時，確保船上設備能符合最新的頻道編碼。

5. 強制實施期限

生效日：2017年1月1日，ITU附錄18修訂正式生效。

過渡期：VHF四位數頻道的強制實施日期，原本定於2024年1月1日，但考量到全球仍有大量舊型設備(如常見的Furuno FM-8800系列或舊款JRC設備)，無法透過單純軟體升級來支援四位數頻道，且為了讓船端有更多時間準備VDES(海事數據交換系統)整合所需的硬體設備升級，IMO已正式決議將期限延後。

最新強制實施期限：根據IMO海事安全委員會(MSC 107)於2023年通過的最新修訂案(MSC.1/Circ.1460/Rev.4)：

強制日期：2028年1月1日。

具體要求：在2028年1月1日之後的第一次無線電定期檢驗(First Radio Survey)時，船上所配置的固定式VHF無線電設備必須符合「無線電規則」附錄18的最新頻道安排。

6. 目前(2024 - 2027)的過渡期做法

雖然距離2028年還有時間，但船端需注意：

港口要求：雖然國際強制期限是2028年，但部分先進港口(如歐洲或北美某些VTS管制區)可能已經開始使用四位數頻道進行特定作業通訊。

新款設備：2017年後生產的大多數新款VHF(如Furuno FM-8900S或Sailor 6222之後型號)通常只需透過軟體更新(Software Upgrade)即可符合要求。

舊款設備：若設備過於老舊(不支援顯示四位數頻道)，則必須在2028年前汰換整套設備。

7. 對航海人員的實際影響

設備更新：較舊型的VHF無線電可能只支援兩位數(例如如CH 01, CH 60, CH 88)，新型符合國際標準的設備(多在2017年後生產)則能直接切換或輸入四位數頻道。

操作慣例：如果在航海通告或港口指南中看到"Channel 1007"，其實指的就是原先Channel 07的船端單工頻率。在操作舊型設備時，有時會以切換「Simplex/Duplex」模式或加上特定前綴來達成類似效果，但最準確的做法仍是使用支援四位數顯示的硬體。

四、VDES與四位數頻道之技術整合(VDES Integration)

VDES被定義為第二代自動識別系統(AIS 2.0)，其與四位數頻道的整合的架構與技術要點如下：

1. 頻譜整合：從「語音」到「數據」

與VDES整合的主要依據ITU-R M.2092建議書，將原有的VHF海事頻段重新劃分：

AIS保留：原有的AIS 1 (CH 87B)與AIS 2 (CH 88B)維持不變，確保向下相容。

ASM (Application Specific Messages)：使用四位數頻道(如CH 2027與CH 2028)來傳輸簡訊、氣象圖資或特定報表，解決了現有AIS槽位(Slot)過於擁擠的問題。

VDE (VHF Data Exchange)：使用連續的四位數頻道(例如CH 2024, 2025, 2026等)，組成更寬的頻帶，實現類似「海上4G」的高速數據傳輸(速率可達300 kbps以上)。

2. VDES技術架構(ITU-R M.2092-1)

這是目前VDES技術標準，它將系統分為四個邏輯組件：

組件名稱	頻段用途	傳輸技術
AIS (Standard)	保留現有AIS 1 & 2 (CH 2087, 2088)	GMSK (9.6 kbps)
ASM	用於傳送特定報表、氣象簡訊	分配於CH 2027, 2028
VDE-Terrestrial	岸基高速數據通訊，支持大流量圖資	多頻道並聯(Multi-channel trunking)
VDE-Satellite	衛星上下行鏈路，解決遠洋通訊盲區	專用衛星上行/下行頻段

3. 硬體設備的整合

若要實現VDES功能，船舶必須對VHF設備進行硬體升級，VHF不再只是單純的無線電電話設備：

VDES收發機(Transceiver)：這是主要單元，必須支援SDR(軟體定義無線電)技術，因為VDES使用更複雜的調變方式(如16-QAM)，舊有的類比式VHF無線電設備無法透過軟體更新達成，必須更換為專門的VDES設備。

天線整合：VDES通常可以使用現有的VHF天線，但由於數據傳輸對訊號品質要求較高，整合時需測試天線的駐波比(SWR)與頻寬，以確保在VDE高頻段也能穩定工作。

整合通訊系統：VDES設備會透過乙太網路線(Ethernet)或序列埠(IEC 61162-450)與船上的ECDIS(電子海圖)或INS(整合導航系統)連接，將接收到的氣象、航道動態訊息直接疊加在顯示螢幕上。

4. 硬體接口與協議規範(IEC 61162-1/450)

為了讓VHF設備能與ECDIS或雷達整合，技術規範要求：

數據格式：使用NMEA 0183或基於以太網的Lightweight Ethernet (LWE)。

封包協議：引入了VHF Data Link (VDL)管理協議，負責處理數據封包的衝突預防(類似AIS的SOTDMA運算法，但在VDES中更為複雜，支援自適應鏈路選擇)。

5. 傳輸速率與頻寬規劃

頻道頻寬：標準為25 kHz，但VDES允許將多個連續頻道(最多4個，即100 kHz)並聯使用。

目標速率：傳統AIS僅約9.6 kbps。VDES整合後，在100 kHz頻寬下，地面站傳輸速率理論值可達307.2 kbps。

6. 實務上的技術要求

對於船上設備的安裝與驗收，技術規範強調了以下參數：

相鄰頻道功率比(ACPR)：由於VDES數據傳輸功率較大，必須嚴格控制對相鄰語音頻道的干擾(通常要求低於-70 dBc)。

接收靈敏度：在誤碼率(BER)低於10−2的情況下，接收靈敏度需達到-107 dBm以上。

動態範圍：必須能同時處理近距離強訊號(來自附近船舶)與遠距離弱訊號(來自衛星或遠方岸台)。

目前的船舶通訊技術趨勢是「硬體通用化、功能軟體化」，未來的VHF設備實質上是一台具備高階訊號處理能力的電腦，透過軟體定義無線電(SDR)技術，只要硬體頻寬足夠，就能透過升級韌體來符合最新的ITU-R M.2092技術規範。

7. 功能面的整合應用

整合VDES後，船舶作業將發生以下變化：

自動報關與電子航行(e-Navigation)：船舶進入港口VTS管轄範圍時，系統可透過VDES自動上傳船員名單、危險品清單(IMDG申報單)，無需再透過語音反覆確認。

圖形化氣象更新：過去氣象傳真(Weather Fax)解析度低且信號易受干擾，整合VDES後，設備能自動下載高解析度的氣壓圖或冰區圖並顯示在電子海圖上。

衛星VDES整合：這是最重要的部分。當船舶航行在大洋中(超出岸台通訊範圍)時，VDES設備可切換至衛星模式(VDE-SAT)，透過低軌衛星進行數據交換，彌補了AIS在遠洋海域涵蓋面不足的缺點。

五、海事通訊頻道與工作分類(Channel Categorization)

根據最新的ITU無線電規則附錄18，海事VHF頻道已全面進入四位數時代。這套系統將原有的部分雙工頻道拆分為單工頻道，以預留頻譜給VDES數據交換使用。

以下是整理後的常用頻道列表與分類，特別標註了四位數頻道的對應關係：

1. 通用與緊急安全頻道(不變)

這些核心頻道維持兩位數編號，且其頻率與功能在國際間受嚴格保護。

頻道編號	主要用途	備註
CH 16	國際遇險、安全及呼叫	所有船舶必須持續守聽
CH 06	船對船安全通訊、搜尋與救援(SAR)	嚴禁用於一般業務通訊
CH 13	航行安全(船對船)	避碰、過船安排、窄水道通訊
CH 70	數位選擇呼叫(DSC)	專供 GMDSS 自動呼叫，禁止語音

2. 四位數頻道列表(原雙工頻道拆分)

這是目前技術升級的重點。原有的雙工頻道(例如01, 07, 28等)現在拆分為10xx(船端發射)與20xx(岸端發射)兩個獨立單工頻道。

四位數頻道	對應原頻道	主要用途建議
1001, 1007, 1018	CH 01, 07, 18	船舶交管(VTS)、拖船作業、港勤通訊
1019, 1020, 1078	CH 19, 20, 78	港務行政、領港(Pilot)作業
2019, 2020	CH 19, 20	ASM(應用特定訊息)，用於VDES數據傳輸
2027, 2028	CH 27, 28	VDES專用，未來不建議用於語音通訊

3. 常用單工業務頻道(Simplex)

這些頻道傳統上就是單工運作(發射與接收頻率相同)，目前仍維持兩位數。

頻道編號	主要用途
CH 08, 09, 10	船對船通訊、商業作業、港務聯繫
CH 11, 12, 14	VTS船舶交管
CH 15, 17	船內通訊(功率通常限制在1W)
CH 72, 73, 77	船對船作業、漁業通訊

4. AIS自動識別系統頻道(數據頻道)

雖然列在VHF頻譜內，但語音無線電通訊無法直接使用。

頻道編號	主要用途
AIS 1 (CH 2087)	自動識別系統(161.975 MHz)
AIS 2 (CH 2088)	自動識別系統(162.025 MHz)

5. 頻道模式地區差異(INT vs US)

INT(國際模式)：遵循 ITU頻道標準，多數區域(包括台灣、歐洲、中國)使用此模式。

US/CAN (美加模式)：某些頻道(如CH 22, 80等)在美國是單工，在國際是雙工。航行至美加海域時，務必在設備上進行模式切換。

六、結論與實務建議(Conclusion and Recommendations)

VHF四位數頻道的推行，不僅是頻道編號的更動，更是海事通訊向「數位化、高頻寬、全球鏈路」邁進的必要轉型。為確保適航性，建議船公司：

設備稽核：檢查現有VHF是否支援2017年後之ITU頻譜，必要時進行韌體升級。

教育訓練：駕駛台人員應熟練使用「頻道對照表」，尤其在進入已實施新制的國際港口時。

未來規劃：新造船或設備更新時，應優先採購具備"VDES Ready"規格之硬體。

尚作仁船長

2026年5月5日星期二