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　　要約:現在，海洋探査は徐々に沖合から遠海へ，平面から立体へ，分離から全方位総合認識へのネットワーク情報システムの開発。この記事では、海洋総合センシングサービスの主な特徴を分析します，海洋通信ネットワークの現在の開発状況と直面する主な問題と課題を調査しました，海洋総合センシングサービスのための統合通信ネットワークアーキテクチャを提案，ネットワーク アーキテクチャの機能とコンポーネントについて説明します，このネットワークで研究する必要がある主な主要テクノロジーを指摘します，ネットワーク構築方法と応用アイデア，その後の海上通信ネットワークの進化と発展のための新しいアイデアを提供します。　　

　　キーワード: 海洋ネットワーク、統合されたネットワーク アーキテクチャ。

　　

引用 単語

"海を見れば繁栄します，海を背にして、あなたは断るでしょう"，海洋事業を精力的に発展させることは、世界中で幅広いコンセンサスとなっています，総合的な海上通信支援システムの構築，海上通信ネットワークインフラと情報サービスのレベルを向上させる，それは海を理解することです、海洋管理の重要な基礎。

海洋産業の発展ニーズに直面する，我が国は「スマート・オーシャン」を次々と提案してきました、「透明な海」とその他の一連のプロジェクト，海洋の探査は徐々に沖合から遠海へと移行していきます，平面から立体へ，分離から全方位総合認識へのネットワーク情報システムの開発[1-4]。既存の海洋センシングは主に海岸基地に依存している、有人島とサンゴ礁、船、小型ブイ、その他のプラットフォーム，沖合および主要海域で海洋環境センシング サービスを実現。ただし，海洋の全方位の包括的な認識は宇宙に基づくことを目指しています、空の基地、海岸拠点、海上および潜水艦ベースのプラットフォーム，さまざまなセンサーを通じて，海洋目標を感知、環境、地理および海洋の機器およびその他の情報，海域全体を把握する、全天候、1 日を通して包括的な知覚。既存の海洋感知ネットワークとの比較，海洋通信ネットワークへの複数異種アクセスのための海洋の全方向性包括的センシング、複数のネットワーク システムの統合と複数のサービスの実行に関して、多くの課題が提起されています。

これらの課題に対処するために，本論文は、新時代の海洋総合認識の物理空間特性と情報空間特性を分析する，海洋通信ネットワークの現在の開発状況と直面する主な問題と課題を調査しました，海洋の全方位の包括的なセンシングのための統合通信ネットワーク アーキテクチャを提案，既存の海上通信ネットワークの欠点を補う。

1 海洋に対する全方位の包括的な認識の主な特徴

オフショア プラットフォーム設計の場合、機器製造、センサー、人工知能や情報処理などの技術の急速な発展，海洋情報ネットワークプラットフォーム機器の無人化が進む、インテリジェンスと多様化の方向への急速な発展，「空」をカバーするバッチが形成されました、日、遊雅堂 コード遊雅堂 入金不要ボーナス 最新海岸、海、ダイビング用の新しい海洋プラットフォーム設備，海洋観測衛星など、ドローン、大きなブイ、潜在マーク、無人島、無人ボート、水中ロボットなど，全海域あり、全天候、24時間体制の正規化された海上監視機能，海洋情報の認識もレーダーと統合されています、AIS、ADS-B、オプトエレクトロニクス、電磁、天気、水文学およびその他の海洋目標および環境情報，海洋に対する全方位の包括的な認識を構築するための基礎を築きました。既存の海洋感知ネットワークとの比較，海洋に対する全方位の包括的な認識の主な特徴は、物理空間と情報空間の 2 つの次元に反映されます。

1.1 物理空間の特性

全方位の包括的な海洋認識の物理的特性は主に基本プラットフォームの多様化に反映されます、3 つの側面: 無人およびインテリジェント。海洋全方位の包括的なセンシング プラットフォームは、従来の海洋プラットフォームに基づいています，海洋観測衛星プラットフォームを追加、ドローン、サイズブイ、無人島や水中ブイなどの新しいプラットフォーム，充実したプラットフォーム タイプ，オーバーレイボイドが形成される、日、海岸、海、ダイビング海洋オールラウンド総合センシングプラットフォーム装備システム，図 1 に示すように。新しいプラットフォームは海上では主に無人です，インテリジェント制御付き、マルチプラットフォームの共同アプリケーションの機能，過酷な海洋環境での長期連続作業に適しています。

図1 海洋全方位総合センシングプラットフォーム機器システム

1.2 情報空間の特性

海洋に関する全方位の包括的な認識の情報特性は主に情報の多様性に反映されます、適時性、値、共有と信頼性を含む 5 つの側面。　　

　　(1) 情報の多様性

包括的な海洋センシングは、主に海洋目標を達成するためにさまざまなセンサーを使用します（航空機）、水上および水中の目標など)、海洋環境 (気象学)、水文学、電磁など)、海洋地理学と海洋プラットフォーム機器制御、ステータスおよびその他の情報の収集，表 1 に示すとおり，知覚される情報にはさまざまな種類と要素があります。

　　(2) 情報の適時性

さまざまな種類の感覚情報，情報の適時性には大きな違いがあります，空中目標がより速く飛行する場合，目標の方向、方位などの情報の価値は時間の経過とともに急速に減少します，遊雅堂 決済方法確認書類遊雅堂 スポーツベット所要時間は、航行速度が遅い水上目標や水中目標よりも明らかに長い，また，海洋環境の全体的な変化は比較的緩やかです，情報の適時性に対する全体的な要件は低い。

　　(3) 情報の価値

さまざまなユーザーまたはアプリケーションのシナリオに直面する場合，同じ種類の情報の価値には大きな違いがあります。たとえば、海上での権利と法執行を守る場合，海面上の異常または未知の目標の情報価値は、合法的な目標の価値よりも大幅に高い，システムの運用と保守，システムのセキュリティに対する機器の障害またはアラーム情報の影響，通常のデバイス ステータス情報より明らかに大きい。

　　(4) 情報の共有

単一プラットフォームの海上感知範囲が限られているため，海洋目標の地域横断的な継続的監視，異なる海洋プラットフォーム間でターゲット情報を共有する必要がある，ターゲットのバッチ番号など、モデル、数量、場所、勇気とその他の情報，海洋目標の包括的な認識と共同探知の実現。

　　(5) 情報の信頼性

情報の種類が異なれば、信頼性の要件も明らかに異なります，無人システムを制御する場合，プラットフォームとしての姿勢、電源などの基本的なセキュリティ リソースの制御情報が歪んでいるか、失われた，姿勢が崩れる可能性があります、台湾全土で停電と通信障害、連絡不能およびその他の重大な結果，情報の信頼性要件は、他の感知装置の制御情報よりも大幅に高い。プラットフォームの特性と情報の特性の分析を通じて，新時代の海洋通信ネットワーク向け総合海洋センシングサービスの適用要件を明確化，つまり、「空」をカバーしている、日、海岸、海、「潜在的な」複数アクセス、統合ネットワーキングとオンデマンド サービスなど。

表 1 代表的な海洋総合センシング情報の種類と要素

2 海上通信ネットワークの整備状況

現在，主に海上での陸上モバイル通信、海上無線通信、衛星通信や水音響通信などの離散通信ネットワークは、地球規模の海洋の基本的なカバー範囲を実現。

　　1) 海岸ベースのモバイル通信

主に陸上の 2G/3G/4G およびその他のモバイル通信ネットワークに依存して、沖合 30Km 以内の有効範囲を実現します[5]，音声およびブロードバンド データ送信をサポート。

　　2) 海上無線通信

主に中高周波および超短波通信を使用してオフショアを実現します、コスコ海域のカバー範囲，一般的な通信方法を表 2[6]に示します，私の国では主に NAVTEX システム (NAVTEX) を使用しています, ナビゲーションテレックス)[7-8] および自動識別システム 遊雅堂 スポーツベット遊雅堂 稼げる(AIS), 自動識別システム）[8]，音声および狭帯域データ伝送をサポート，しかし、伝送品質は外部環境要因の影響を受けやすい，信頼性の低下。

　　3) 衛星通信

現在、世界中のさまざまな海洋活動を確保するための最も重要な通信手段です。インマルサットとイリジウムは、世界的に最も広く使用されている海洋衛星通信システム，最新の第 5 世代海洋衛星システム，最大 100Mbit/s のダウンリンク レートと 5Mbit/s のアップリンク レートをサポート[9]，展開中の第 2 世代イリジウム衛星システム (Iridium Next)，最大サポート 1.5Mbit/秒のモバイル通信と30Mbit/秒のブロードバンド通信[10]。

近年，国内の衛星通信も大きく進歩しました，初の移動通信衛星「天通1号」は2016年に打ち上げられた，我が国の領海と周辺海域を包括的にカバーすることを達成する，最大 384Kbit/s のモバイル通信をサポート，最初の高スループット衛星「チャイナスター16」は2017年に打ち上げられた，我が国の沖合水域300キロメートルをカバー，最大 150Mbit/s のブロードバンド通信をサポート[9]，2020 年に北斗衛星ナビゲーション システムが包括的に完成，世界中のユーザーにショート メッセージ通信サービスを提供します。現在，国内外の衛星通信システムは、離散ネットワーキングから宇宙ベースのネットワーキングに移行しています、宇宙と地球の統合に向けた発展[11-14]，主な代表的なシステムには、外資系 OneWeb 社の宇宙インターネット低軌道コンステレーションが含まれます，SpaceX の StarLink と China Electronics Technology の「宇宙-地球統合情報ネットワーク」、航空宇宙科学技術の「Hongyan」星座と航空宇宙科学産業の「Hongyan」プロジェクト。

　　4) 水中無線通信

主に水中電磁波通信を含む、水中音響通信と水中光通信の3つの方法。水中音響通信は現在、水中ノード間の長距離狭帯域通信の唯一の手段，水中での電磁通信は主に超低周波を使用します、通信用の超低周波と超低周波，海岸と海の間の長距離および浅い水深での水中通信シナリオに使用されます[15]，水中光通信は主に水中通信に青と緑の波長光を使用します，短距離高速通信をサポート，しかし技術はまだ成熟していません。

通信技術とオフショア プラットフォームの設計の発展に伴い、機器製造、電源およびその他の機能の継続的な改善，さまざまな新しい通信方法も海上で応用できる基礎を備えています，遊雅堂 決済方法確認書類現在レーザー通信を研究中、スキャッターコミュニケーション、遊雅堂 キャッシュアウト流星の軌跡、海上におけるアドホック ネットワークおよびその他の技術の応用。

表 2 私の国で一般的な海上無線通信システム

　　

3 つの主な問題と課題

海上ではさまざまな種類の通信ネットワークが構築されていますが，海上での三次元通信範囲を最初に達成，しかし、次の側面ではまだいくつかの問題があります: まず、世界的なトップレベルの計画と設計が欠如していること，通信リソースが孤立し、分散している，全体的な利点を最大限に発揮するのは難しい；第二に、ネットワーク アーキテクチャの標準が統一されていない、相互接続が悪い；第三に、ビジネス コミュニケーション保証モデルは単一です。

海洋総合センシングネットワーク情報システムの急速な発展に直面，現在の海洋通信ネットワークでは、総合的なビジネス拡大のニーズを満たすことができません，緊急に「空」をフォローする必要があります、日、海岸、海、5 in 1 の複数の異種アクセスの可能性、複数のネットワーク システムの統合と複数のサービスの実行についての考え，新しい海洋通信ネットワーク アーキテクチャを開発，いつでも万能にアクセスできるソリューション、統合ネットワークやオンデマンド サービスなどの問題。

この記事は統合された海洋通信ネットワーク アーキテクチャを提案します。複数のネットワークを統合することにより (光ファイバー)、衛星通信、スキャッターコミュニケーション、LTE、短波、北斗や水音響通信などの広帯域および狭帯域通信方式)、複数の通信プラットフォーム リソースを調整する (宇宙ベース)、空の基地、海岸拠点、海上および潜水艦ベース)，複数のアクセス方法の構築、統合コア ネットワークとインテリジェントなリソース適応，統合海洋通信ネットワークに統合アーキテクチャのサポートを提供する。

4 統合海洋通信ネットワーク アーキテクチャ

「空」に面している、日、海岸、海、Qian の統合海洋通信ネットワーク アーキテクチャは階層化技術システムを採用，天吉にて、空の基地、海岸拠点、海上および潜水艦のプラットフォーム上，複数のアクセス層を構築、統合ネットワーク層、協調サービス層と運用および保守の管理および制御、セキュリティ保護システムなど「3層2系統」の技術系ネットワークアーキテクチャ，海洋の包括的な状況認識を達成する、海洋目標の監視、遊雅堂 入金不要ボーナス 最新海洋環境モニタリングなどの海洋総合センシングサービスを総合的にサポート，詳細は図 2 に示されています。

遊雅堂 出金されない図 2 統合海洋通信ネットワーク アーキテクチャ

マルチアクセス層は主にスペースの問題を解決します、日、海岸、海、根本的な全般的なアクセス問題，比較的成熟した海事アプリケーションに基づくブロードバンド、狭帯域通信方式，さまざまな海洋プラットフォームへのランダム アクセスを実現。実用的な工学用途，海上通信アクセス方法の選択は、海洋プラットフォームの種類と組み合わせる必要があります、導入方法と適用シナリオなど，詳細は表 2 に示されています，海洋衛星は主にマイクロ波またはレーザーを通じて海岸基地にアクセスします，大型 UAV は主に衛星通信またはマイクロ波通信を通じてブロードバンド アクセスを実現します，大規模水面監視プラットフォーム，強力なプラットフォームの搭載と電源供給機能による，衛星通信も同時に装備可能、散乱、短波、北斗およびその他の広帯域および狭帯域通信方式，厳しい海況下での従来のブロードバンド アクセスとナローバンド アクセスの実現，水中固定アレイは主に光電複合ケーブルを介して海岸基地に接続されています，小型アンテナ用、水上および水中プラットフォーム，プラットフォームの包括的な機能が弱いため，主に北斗経由、水中サウンドなどの狭帯域アクセス，または大規模なプラットフォームと連携してブロードバンド アクセスを実現。

統合ネットワーク層は主に空きスペースの問題を解決します、日、海岸、海、統合ネットワークの根本的な総合的な問題，IP ベアラーに基づく，異種端末をシールドする、アクセスリンクの違い，複数のアクセス レイヤ上でのデータ パケット スイッチングに基づくコア ネットワークの構築，データの統合ルーティングと転送の実現。異種ネットワーク間の相互接続を実現するために，アクセス ネットワークの伝送プロトコルとサービスベアリング要件に基づく必要がある，伝送プロトコルとサービス メッセージ形式を変換して再カプセル化する，複数の方法を実現、複数のユーザー、複数のサービス間の通信アプリケーション サービスの統合統合と相互運用性。

協調サービス層は主に空きスペースの問題を解決します、日、海岸、海、潜在的な統合センシング サービスのオンデマンド サービスの問題，海洋アプリケーションと統合ネットワーク層の間にあります，上位レベルのビジネス ニーズと基盤となるネットワーク 遊雅堂 出金スピード遊雅堂 コードリソースの調整を担当，上位と下位のデータ連携と制御連携の実現，海洋通信ネットワーク アーキテクチャのコア層です。協調サービス層には、上位層と下位層の 2 つのサブ層が含まれます。協調サービス層は主に海洋ターゲットを通過します、環境、コントロール、ステータスとその他の情報の分類、採点，総合ビジネス伝送速度、遅延、優先度、信頼性などの QoS 要件，包括的な海洋認識ビジネス管理プラットフォームの構築，リアルタイム ネットワーク リソースとのマッチングを通じて，さまざまな海洋センシング サービスの登録、入場制御とビジネス オーケストレーションなど；協調サービス層は、主に基盤となる異種ネットワーク リソースの抽象カプセル化を通じて下位に移動します，さまざまなアプリケーション要件などに応じたネットワーク モデルを構築，衛星通信を実現する、散乱、短波、Beidou などの異種ネットワーク リソースの発見、登録、スケジュールと管理など。

既存の海上通信ネットワークとの比較，新しい海洋通信ネットワークは空の問題の解決を目指しています、空、海岸、海、隠された三次元ネットワーク、複数の異種ネットワーク間の統合相互接続と、ビジネス リソースとネットワーク リソースの上下のコラボレーション，全体的なネットワーク調整とリソース使用率を改善，包括的な海洋認識のための複数のネットワーク システムの効率的な統合と相互接続によるネットワーク スペースの構築。

テーブル 2 が空、日、海岸、海、考えられる主要なプラットフォーム通信アクセス方法と典型的なアプリケーション シナリオ

　　

関係する 5 つの主なテクノロジー

新しい海上通信ネットワークの構築に直面している，この記事では、主に以下の主要なテクノロジーを研究し、解決する必要があると考えています。

• まず、海洋情報リソースにはさまざまな種類があります，さまざまなコミュニケーション サポートのニーズ，比較的限られた通信リソースの問題，海洋情報の分類と階層管理に焦点を当てる；

• 第二に、海洋通信リソースは非常に多様です，融合応用の難しい問題，異種ネットワーク リソースの統合管理に重点を置く；

• 3 番目は多様な海洋用途向けです、さまざまなサービス品質の問題，ビジネスとリソースの協調制御に重点を置く；

• 4 番目は複雑な環境用，システムと機器の互換性、一貫性を確保することが難しいという問題，海洋ネットワークの包括的な統合に関連する標準に焦点を当てる。

　　5.1 包括的な海洋センシング情報の分類と階層管理

遊雅堂 ボーナス 出金海洋についての包括的な認識，遊雅堂 稼げる主に海洋目標に関係する、海洋環境、海洋地理およびプラットフォーム機器の制御およびステータス情報，さまざまな種類の情報の適時性、価値やその他の側面における明らかな違い，ベアラー ネットワークの遅延、ブロードバンドと信頼性の要件にも明らかな違いがあります，海洋ネットワーク全体のリソースが限られているという条件の下，異種ネットワークにおける海洋情報の差別化されたサービス保証を実現するために，海洋情報を分類する必要がある、階層管理，情報の価値と適時性に基づく，ビジネスと組み合わせた QoS サービス保証要件，包括的な海洋認識情報の分類および格付け方法に関する研究，包括的な海洋センシング情報の統合管理プラットフォームの確立。

　　5.2 異種ネットワーク リソースのインテリジェントな管理　

現在海上用途で使用されているより成熟した通信方式には主に光ファイバーが含まれます、海洋衛星通信、スキャッターコミュニケーション、電子レンジ、LTE、短波、超短波、北斗、流星跡と水中音響通信など，さまざまな通信リソースが非常に異質である，ネットワーク機能にも明らかな違いがあります，海上報道など、アクセス率、伝送遅延など。海上で差別化されたサービス保証のニーズに直面した場合，資源を効率的に利用するために，基盤となるネットワークの差異を保護する，ネットワーク リソース仮想化テクノロジの研究に注力する必要がある，さまざまな通信ネットワークの典型的な特性に基づく，物理ネットワーク インフラストラクチャからのネットワーク リソースの抽象化，統合ネットワーク リソース プールを形成する，基盤となるネットワーク リソースの自動検知とネットワーク リソースのスケジューリングをサポート，異種ネットワーク リソースの統合管理とオンデマンド構成の実現。

　　5.3 サービスと異種ネットワークの協調制御

ビジネス ニーズと異種ネットワーク リソースの効果的なマッチングを実現するため，海洋総合センシングサービスの分類、異種ネットワーク リソースの階層管理と仮想化に基づく，ビジネス要件とリアルタイムのネットワーク リソース ステータスに基づく共同アドミッション コントロール アルゴリズムに焦点を当てる、異種ネットワーク モデルに最適なマッチング アルゴリズム，ビジネス アドミッション コントロールの実現と最適なネットワーク 遊雅堂 キャッシュアウトモデルの選択，同時にビジネスの選択に基づくネットワーク 遊雅堂 スロットモデル，基盤ネットワークのインテリジェントスイッチング技術と広帯域および狭帯域異種ネットワークの負荷分散技術に関する研究，上位層サービスと基盤となるネットワーク間のデータ コラボレーションと制御コラボレーションの実現。

　　5.4 複雑な環境における包括的な統合

新しい海洋通信ネットワークは主にさまざまな種類の無人プラットフォームに基づいて構築されます，プラットフォーム内外の環境は厳しい，限られた取り付けスペースと電源供給能力，装置は長時間高温になっています、高湿度、激しい塩水噴霧、高放射線、振動、インパクトやスイングなどの複雑な環境。実際にネットワークを構築する場合，システムおよび機器の長期安定稼働を確保するため，プラットフォームの種類を組み合わせる必要があります、システム/機器の導入環境と使用要件など，複雑な環境におけるシステム/機器の 6 つの設計標準を研究する、プラットフォーム内の電磁両立性設計基準と機器レイアウト基準、追加の設置基準、配線規格、電源規格など，複雑な環境におけるシステムと準備の互換性と一貫性を確保する。

6 ネットワーク構築と応用アイデア

図 3 に示すように，海洋を全方位的に包括的に認識するための統合海洋通信ネットワークは、「宇宙ベース」の情報を調整しています。、天吉、海岸拠点、ハイジ、「潜水艦基地」や海上通信リソースなどのプラットフォーム リソースに基づく，統一要件による、統合アーキテクチャ、統一規格、統一建設と統一管理の原則，海上基地を核として，光ファイバーの使用、衛星通信、スキャッターコミュニケーション、LTE、アドホック ネットワーク、短波、北斗や水音響通信などのアクセス方法，接続された宇宙基地、空の基地、陸上および水中，全海域を達成、全天候、終日の 3 次元の包括的なネットワーキング，保証「空」、日、海岸、海、潜水艦などのさまざまな海洋プラットフォームにすぐにアクセス、統合ネットワーキングとオンデマンド サービス，海洋向けの全方位統合通信支援システムを徐々に構築する，海洋監視と早期警報に対応、海洋漁業管理、海洋科学探検隊、海洋捜索や救助などのさまざまな海洋アプリケーションのニーズ，この国の「スマートオーシャン」に貢献、「透明な海」とその他の一連のプロジェクト。

遊雅堂 フリーベット コード図3 統合海上通信ネットワーク構築と応用アイデア

結論

我が国の「スマートオーシャン」と 「透明な海」およびその他の一連のプロジェクトの推進と実施，海洋の探査は徐々に沖合から遠海へと移行していきます，遊雅堂 出金 土日平面から立体へ，分離から総合認識へのネットワーク情報システムの開発，この記事は、新時代の海洋に対する総合的で包括的な認識の主な特徴を分析します，海上通信ネットワークの現状と既存の問題を調査しました，これに基づいて、海洋の全方位の包括的なセンシング サービスのための統合海洋通信ネットワーク アーキテクチャが提案されます，ネットワーク アーキテクチャに関連する主要なテクノロジーを分析しました，最後に、ネットワーク構築の原理と将来のアプリケーションのアイデアを提案します。この記事で提案する統合海洋通信ネットワーク アーキテクチャは、将来の海洋通信ネットワークの重要な探求です，我が国の「スマート オーシャン」および「トランスペアレント オーシャン」シリーズ プロジェクトにおける通信ネットワークの構築に新しいアイデアを提供したい。

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