船舶用VHF無線

船舶VHF無線は、船舶や水上車両に取り付けられた双方向無線トランシーバーの世界規模のシステムであり、船舶間、船舶と陸上（港湾長など）、および特定の状況下では船舶と航空機間の双方向音声通信に使用されます。国際電気通信連合によってVHF海上移動帯域として指定されている156〜174 MHzの周波数範囲の超短波（VHF）無線帯域のFMチャネルを使用します。一部の国では追加のチャネルが使用されており、例えば^[1]北欧諸国のレジャー船や漁船用のLおよびFチャネル（155.5〜155.825 MHz）などがあります。送信機の電力は25ワットに制限されており、範囲は約100キロメートル（62マイル、54海里）です。

船舶用 VHF 無線機器は、すべての大型船舶とほとんどの航海用小型船舶に搭載されています。また、若干異なる規制のもと、河川や湖でも使用されています。船舶の航行や交通管制、救助サービスの要請、港、閘門、橋、マリーナとの通信など、さまざまな目的で使用されています。

背景

海上無線は無線技術の最初の商用化であり、これにより船舶は陸上や他の船舶と連絡を取り合い、緊急時には救助を求める遭難信号を発信することができた。グリエルモ・マルコーニは1890年代に無線通信を発明し、マルコーニ社は1900年頃から船舶に無線電信局を設置し始めた。マルコーニは一連の陸上局を建設し、1904年に最初のモールス信号による遭難信号であるCQD を確立した。これは1906年に SOS が採用されるまで使用された。無線による最初の重要な海上救助は1909年の豪華客船RMSリパブリック号の沈没で、1,500人の命が救出された。この事故と1912年のRMSタイタニック号の救助により、海上無線の分野が一般の人々の意識にのぼり、海上無線オペレーターは英雄とみなされた。1920年までに、米国はメイン州バーハーバーからニュージャージー州ケープメイまで大西洋沿岸に12の沿岸局を構えていた。^[2]

最初の海上無線送信機は長波帯を使用していました。第一次世界大戦中に振幅変調が開発され、1920 年代にはスパーク無線電信装置が真空管無線電話に置き換えられ、音声通信が可能になりました。また、1920 年代には電離層スキップまたはスカイウェーブ現象が発見され、短波帯で動作する低電力の真空管送信機で長距離通信が可能になりました。

第二次世界大戦中の大西洋の戦いでドイツ軍の探知を阻止する目的で、アメリカとイギリスの船団護衛はVHFで動作する船舶間通信（TBS）無線を使用した。^[3]

機器の種類

無線機は固定式とポータブル式があります。固定式は一般に、電源の信頼性が高く、送信電力が高く、アンテナが大きくて効率が高く、ディスプレイとボタンが大きいという利点があります。ポータブル無線機 (多くの場合、本質的には防水の VHFトランシーバーとして設計されています) は、カヤックに積んで運んだり、緊急時には救命ボートに積んだりすることができ、独自の電源があり、GMDSS認定であれば防水です。ポータブル VHF の中には、本質的に安全な機器を必要とする環境 (ガスタンカー、石油掘削装置など) で緊急無線として使用することが承認されているものもあります。

音声のみ

音声専用機器は、通話や通信に完全に人間の声を使用する従来のタイプです。低価格のハンドヘルドユニットの多くは、古い固定ユニットと同様に音声専用です。

デジタル選択呼び出し

世界海上遭難安全システム(GMDSS)の一部である DSC 機器は、音声専用機器のすべての機能を提供し、さらに他のいくつかの機能も提供します。

海上移動サービス ID (MMSI)と呼ばれる固有の識別子を使用して、別の船舶を呼び出す機能。この情報はデジタルで送信され、受信装置は自身の MMSI が検出されるとオペレーターに着信を知らせます。通話は専用の VHF チャネル 70 で設定され、DSC 機器はこれを継続的に受信する必要があります。実際の音声通信は、発信者が指定した別のチャネルで行われます。
遭難ボタンは、呼び出し船舶と緊急事態の性質を識別するデジタル遭難信号を自動的に送信します。
内蔵GPS 受信機、または外部 GPS 受信機を接続する機能により、ユーザーの位置が遭難信号とともに自動的に送信されます。

DSC 無線機を新しく購入する場合、ユーザーは、使用予定の船舶の MMSI 番号でプログラムすることができます。ただし、最初のプログラミング後に MMSI を変更すると問題が発生する可能性があり、専用のツールが必要になります。これは盗難防止のために行われると言われています。

自動識別システム

より高度なトランシーバーユニットは AIS をサポートします。これは、VHF 機器に組み込まれた GPS 受信機または外部接続された受信機に依存し、トランシーバーはこれを使用して位置を取得し、この情報と船舶に関するその他の詳細 (MMSI、積荷、喫水、目的地など) を近くの船舶に送信します。AIS はメッシュネットワークとして動作し、フル機能のユニットは他の船舶からの AIS メッセージを中継して、このシステムの範囲を大幅に拡張します。ただし、一部のローエンドユニットは受信のみ、または中継機能をサポートしていません。

AISデータは、 GMSK変調^[4]を使用して9,600ビット/秒のボーレートで専用のVHFチャネル87Bと88Bで伝送され、時分割多重方式が使用されます。

テキストメッセージ

RTCM 12301.1規格を使用すると、この規格に準拠した船舶用VHFトランシーバー間でSMSと同様の方法でテキストメッセージを送受信できます。 ^[5]ただし、2019年現在、この機能をサポートしているトランシーバーはごくわずかです。メッセージの受信者は、メッセージを受信するために送信局と同じチャンネルにチューニングする必要があります。

規制

米国では、一定の規則に従う限り、誰でも海上 VHF 無線機を合法的に購入し、特別なライセンスを必要とせずに通信に使用できますが、他の多くの国では、海上 VHF 周波数で送信するにはライセンスが必要です。

英国、アイルランド、その他のヨーロッパ諸国では、オペレーターと機器の両方が別々にライセンスを取得する必要があります。短距離証明書は、設置された海洋VHF無線を使用するための最低要件です。これは通常、約2日間のコースを修了し、試験に合格すると取得できます。これは湖や沿岸地域で運用する人を対象としていますが、長距離証明書は通常、HFおよびMF無線とINMARSATシステムもカバーするため、より遠方で運用する人に推奨されます。特定の船舶に固定された設備には、船舶無線ライセンスが必要です。複数の船舶、ディンギーなどで使用できるポータブル機器には、船舶ポータブル無線ライセンスが必要です。^[6]

自動送信機識別システム（船舶用）

ヨーロッパ大陸内の内陸水路で使用するために、義務付けられている自動送信機識別システム(ATIS) 送信により、各音声送信の後に船舶の ID が伝えられます。これは 10 桁のコードで、船舶の英数字コールサインのエンコード版、または地域外の船舶の場合は船舶 MMSI の先頭に「9」が付けられたものです。ヨーロッパで ATIS を使用する要件と、使用できる VHF チャネルは、最近ではバーゼル協定によって厳しく規制されています。

チャンネルと周波数

船舶用VHFセットは送信機と受信機が一体化しており、チャンネルと呼ばれる標準の国際周波数でのみ動作します。チャンネル16（156.8 MHz）は、国際通話および遭難チャンネルです。送信電力は1〜25ワットで、背の高い船や丘の上に設置されたアンテナ間で最大約60海里（111 km）、海面上の小型船舶に取り付けられたアンテナ間では5海里（9 km、6 mi）の範囲になります。 ^[7]周波数変調（FM）が使用され、垂直偏波が設定されているため、良好な受信状態を得るにはアンテナを垂直にする必要があります。海上での長距離通信には、船舶用MFおよびHFバンドと衛星電話を使用できます。

ここでの半二重チャネルは、A 周波数と B 周波数が同じでリストされています。周波数、チャネル、およびその目的の一部はITUによって管理されています。権威あるリストについては、^[8]を参照してください。チャネルの元の割り当ては、チャネル間の間隔が 50 kHz のチャネル 1 から 28 のみで構成され、全二重操作用の 2 番目の周波数は 4.6 MHz 高くなっていました。

その後、無線技術の進歩により、チャネル間隔を 25 kHz まで縮小し、元のチャネル間に 60 から 88 のチャネルを散在させることが可能になりました。

チャンネル75と76は、呼び出しと遭難のチャンネル16の両側にあり、ガードチャンネルとして機能しているため省略されています。半二重チャンネルの2番目の周波数となる周波数は、海洋目的には使用されず、国によって異なる他の目的に使用できます。たとえば、161.000〜161.450MHzは、米国鉄道協会のチャンネルに割り当てられており、米国とカナダの鉄道で使用されています。^[9] ^[10]

^ abc 一部の無線機では、「USA モード」に設定すると、FCC によって公共安全専用に割り当てられているチャネル 3A、61A、および 64A が有効になります。周波数 156.075、156.150、および 156.225 MHz は、多くの地域で警察や消防署による相互運用性通信に使用されています。
^ CCGの公共業務は、ワシントン州北部のUSCGステーションからの干渉を避けるため、22Aから04Aに移動されました。
^ チャンネル 22A は、米国沿岸警備隊の船舶と民間船舶間の通信専用です。沿岸警備隊は 22A を監視していません。まず 16 で通信を確立する必要があります。
^ abcde UKSAR 陸上捜索救助隊は、運用および訓練のニーズに応じて、24、62、63、64、85 の半二重バージョンを利用できます。これには、イングランド、ウェールズ、スコットランドの山岳救助隊が含まれます。

操作手順

船舶用VHFでは、主に半二重オーディオ機器と非中継送信が使用される。船舶間の通信は単一の無線周波数（単信）で行われるが、船舶と陸上間の通信では全二重周波数ペアが使用されることが多いが、トランシーバーは通常半二重デバイスであり、全二重チャネルで送信しているときでも受信できない。送信するには、ユーザーはセットまたはマイクの「プッシュ・トゥ・トーク」ボタンを押す。これにより、半二重オーディオを備えたデバイスでは、全二重無線チャネルであっても、送信機がオンになり、受信機がオフになる。全二重オーディオを備えたデバイスでは、全二重無線チャネルで送信している間、受信機はオンのままである。両端の機器が許可している場合、全二重チャネルで同時に双方向の通信を行うことができる。^{[7]全二重チャネルは、船舶オペレータを介して公衆}電話網で有料で電話をかけるために使用できる。全二重オーディオをサポートする機器を使用すると、通話は携帯電話や固定電話を使用した通話に似ている。半二重通信を使用すると、音声は一度に一方向にしか送信されず、船上の通話者は話すときだけ送信ボタンを押す必要があります。この機能は一部の地域ではまだ利用可能ですが、携帯電話や衛星電話の出現により、その使用はほとんどなくなりました。船舶用 VHF 無線機は、気象ラジオ放送が利用可能な場所では、気象ラジオ放送も受信できます。

船舶無線の使用に関する承認された条約は、総称して「適切な操作手順」と呼ばれます。これらの国際条約には次のものが含まれます。

ステーションは送信前に 30 秒間待機し、他のステーションを妨害しないでください。
無線を使用していないときは、チャンネル 16 を聴いて監視を続けます。遭難時の作業用船舶間または船舶と陸上間のチャンネルへの切り替えを除き、すべての通話はチャンネル 16 で確立されます。(米国では、通話がチャンネル 9 で確立できる場合にのみ手順が異なります)
遭難操作中は、制御局がプロワード「Silence Fini」を使用してチャネルを解放するまで、チャネル 16 で他のトラフィックを沈黙させます。ステーションが遭難操作中にチャネル 16 を使用する場合は、制御局は「silence mayday」コマンドを発行します。
「メイデイ」遭難信号、「パンパン」緊急信号、「セキュリテ」航行危険信号などの一連の国際的な「呼び出し」手順を使用します。
英語をベースにした「プロワード」を使用する。たとえば、Acknowledge、All after、All before、All station、Confirm、Correct、Correction、In figures、In letters、Over、Out、Radio check、Read back、Received、Say again、Spell、Standby、Station calling、This is、Wait、Word after、Word before、Wrong など(ローカル局と話すときは、これらの一部にローカル言語が使用される)
NATO 音声アルファベットを使用: Alfa、Bravo、Charlie、Delta、Echo、Foxtrot、Golf、Hotel、India、Juliett、Kilo、Lima、Mike、November、Oscar、Papa、Quebec、Romeo、Sierra、Tango、Uniform、Victor、Whiskey、X-ray、Yankee、Zulu
英語または英語とローマ字の組み合わせに基づく音声番号システムを使用する: Wun、Too、Tree、Fow-er、Fife、Six、Sev-en、Ait、Nin-er、Zero、Decimal。または、海上通信では: unaone、bissotwo、terrathree、kartefour、pantafive、soxisix、setteseven、oktoeight、novenine、nadazero

西ヨーロッパのバーゼル規則 (de:Regional Vereinbarung über den Binnenschifffahrtsfunk) など、内陸輸送には若干調整された規制が適用される場合があります。

未来

2022年、ETSIは、 AISなどのシステムの普及により、状況によっては音声チャネルの利用がますます困難になっていることに対応して、この帯域でFDMAプロトコルの使用を実装するための提案を発表しました。この計画には、大幅に狭い6.25kHzのチャネル間隔が含まれており、音声とデータのアプリケーションをサポートすることになります。^[15]

参照

参考文献

^ ab "Kommunikationsverket 2010: Handbok i VHF-radiokommunikation for radiooperatör med kusttrafikcertifikat" (PDF)。 Viestintavirasto.fi 。2015 年2 月 16 日に取得。
^ Harbord, JG (1929). 「ラジオの商業利用」.アメリカ科学アカデミー紀要. 142 : 57–63. doi : 10.1177/0002716229142001S09 .
^ 「ラジオ研究論文 - 第二次世界大戦の海軍作戦」jproc.ca 。 2022年6月7日閲覧。
^ AIS について
^ RTCM 12301.1、VHF-FM デジタル小容量メッセージサービスの標準
^ 「ガイダンス：発行日：2020年3月16日船舶無線ライセンス Of168a – ライセンスに関するガイダンスノート」（PDF）。2024年5月12日。3ページ。
^ ab 「MGN 324 無線および自動識別システムの使用に関する運用ガイダンス」Gov.uk。2015年2月16日閲覧。
^ 回覧文書 CM/19-E、国際電気通信連合、2009 年 3 月 27 日
^ 「アメリカ鉄道協会のチャンネル割り当て」(PDF) 。Arrl-al.org。 2010年9月20日時点のオリジナル(PDF)からアーカイブ。2013年9月23日閲覧。
^ 「US VHF Channels」. Navcen.uscg.gov . 2015年2月16日閲覧。
^ Noice, Alison 編 (2008). VHF 無線 (GMDSS を含む) (第 2 版). RYA . ISBN 978-1-906435-20-2。
^ CRR MARITIME 2015 年準備マニュアル
^ Guide de radiotéléphonie pour la Navigation intérieure 2014: Commission Centrale pour la Navigation du Rhin
^ CRR FLUVIAL 2015 準備マニュアル
^ 「デジタルVHF海上無線; 6.25 KHz帯域幅でFDMAを使用する音声およびデータサービス用のエアインターフェース」(PDF)。ETSI 。 2023年6月8日閲覧。

外部リンク

米国沿岸警備隊の船員向け基本無線情報
沿岸警備隊の海上チャンネル一覧（周波数付き）
米国 FCC 海洋チャンネル一覧 (機能別)
衝突回避、有効範囲、国際チャンネルの使用など、海上でのVHFの使用に関する英国MCAのアドバイス*
カナダの海事サービスにおけるVHFバンド
トルコにおける VHF マリンバンド計画 (Türkiye'deki VHF Deniz Telsiz Frekans Kanal Listesi)
ニュージーランド VHF 無線リソースセンター

[usamode-15] 一部の無線機では、「USA モード」に設定すると、FCC によって公共安全専用に割り当てられているチャネル 3A、61A、および 64A が有効になります。周波数 156.075、156.150、および 156.225 MHz は、多くの地域で警察や消防署による相互運用性通信に使用されています。

[WACCG-16] CCGの公共業務は、ワシントン州北部のUSCGステーションからの干渉を避けるため、22Aから04Aに移動されました。

[c22a-17] チャンネル 22A は、米国沿岸警備隊の船舶と民間船舶間の通信専用です。沿岸警備隊は 22A を監視していません。まず 16 で通信を確立する必要があります。

[UKSAR-18] UKSAR 陸上捜索救助隊は、運用および訓練のニーズに応じて、24、62、63、64、85 の半二重バージョンを利用できます。これには、イングランド、ウェールズ、スコットランドの山岳救助隊が含まれます。

[handbok2010-1] "Kommunikationsverket 2010: Handbok i VHF-radiokommunikation for radiooperatör med kusttrafikcertifikat" (PDF)。 Viestintavirasto.fi 。2015 年2 月 16 日に取得。

[2] Harbord, JG (1929). 「ラジオの商業利用」.アメリカ科学アカデミー紀要. 142 : 57–63. doi : 10.1177/0002716229142001S09 .

[3] 「ラジオ研究論文 - 第二次世界大戦の海軍作戦」jproc.ca 。 2022年6月7日閲覧。

[4] AIS について

[5] RTCM 12301.1、VHF-FM デジタル小容量メッセージサービスの標準

[6] 「ガイダンス：発行日：2020年3月16日船舶無線ライセンス Of168a – ライセンスに関するガイダンスノート」（PDF）。2024年5月12日。3ページ。

[UK_Marine-7] 「MGN 324 無線および自動識別システムの使用に関する運用ガイダンス」Gov.uk。2015年2月16日閲覧。

[8] 回覧文書 CM/19-E、国際電気通信連合、2009 年 3 月 27 日

[9] 「アメリカ鉄道協会のチャンネル割り当て」(PDF) 。Arrl-al.org。 2010年9月20日時点のオリジナル(PDF)からアーカイブ。2013年9月23日閲覧。

[10] 「US VHF Channels」. Navcen.uscg.gov . 2015年2月16日閲覧。

[RYA_VHF_Radio-11] Noice, Alison 編 (2008). VHF 無線 (GMDSS を含む) (第 2 版). RYA . ISBN 978-1-906435-20-2。

[12] CRR MARITIME 2015 年準備マニュアル

[13] Guide de radiotéléphonie pour la Navigation intérieure 2014: Commission Centrale pour la Navigation du Rhin

[14] CRR FLUVIAL 2015 準備マニュアル

[23] 「デジタルVHF海上無線; 6.25 KHz帯域幅でFDMAを使用する音声およびデータサービス用のエアインターフェース」(PDF)。ETSI 。 2023年6月8日閲覧。