船舶内部通信系统泛指在船舶内部进行各种必要信息传递时使用的通信系统,其涉及面很广,一般包括:船用自动电话系统﹑船用声力电话系统、船用对讲系统、公共广播系统、通用报警系统、应急传令钟系统、船用子母钟系统﹑监测报警装置和电视监控系统等。船舶内部通信系统至少应确保驾驶台和机器控制室之间,驾驶台和舵机舱内操舵装置控制位置之间,驾驶台和消防集中控制室之间的电话系统随时可用。随着网络技术在船舶通信中的应用,生产实践中船舶局域网也可以划归船舶内部通信系统。

一、自动电话系统

船用自动电话系统( Automatic Telephone System)目前多建立在程控电话交换机( Stored-Program Control exchange,SPC exchange)技术的基础上,因此也叫船用程控电话系统。

(一)自动电话系统功能

自动电话系统用于各舱室之间日常工作和事务的通信联络。自动电话系统的核心是程控电话交换机,利用预先编好的计算机程序来控制电话接续。电话交换机有四种基本呼叫任务，根据进出交换机的呼叫流向及发起呼叫的起源,可以将呼叫分为:本局呼叫、出局呼叫、入局呼叫和转移呼叫。目前来看,船舶交换机主要完成本局呼叫(即船舶内部呼叫),如果将其与陆地电话网络、VHF、SSB或者Inmarsat 船站等互联,它将具有入局呼叫和出局呼叫功能。

(二)自动电话系统工作原理

船用自动电话系统在船舶内部实现自动呼叫,以专用程控小交换机( Private Branch eX-change, PBX)为核心,通过计算机预先编制的控制程序进行自动接续,完成本局呼叫及与外部的通话。本节以下叙述的船舶程控交换机都为专用程控小交换机PBX。.

1.船舶程控交换机

(1)硬件组成

程控交换机系统的硬件线路由话路系统和控制系统两部分组成,如图3-13-1所示。①话路系统

话路系统用于收发电话信号﹑监视电路状态和完成电路连接,其核心部分是交换网络，还包括各种需要通过交换网络进行交换连接的终端,如用户电路、信号设备、中继设备等。使用时,主叫方发起呼叫,用户端电话的摘机状态由信号设备自动扫描检测,信号设备将该状态信号送到控制系统,控制系统回送拨号音,并接收用户话机产生的脉冲信号或双音多频拨号信号,交换网络提供接续通路并保持连接,通信结束时,交换机检测到通信的双方中有一方挂机时,立即中断接续。当呼叫类型为出局呼叫或转移呼叫时,通过出中继器连接外部电话网络或其他交换机。

②控制系统

控制系统用于运行各种程序,处理数据和发出驱动命令,主要包括中央处理器、主存储器和输入输出系统。

(2)软件及基本设置①软件功能

交换机软件包括程序和数据两部分。

程序部分包括操作系统程序和应用程序。操作系统用于任务调度、输入输出控制、障碍检测和恢复处理、命令执行控制等;应用程序用于实施各种电话交换事件与状态处理、硬件资源管理、用户服务类别管理、话务量统计、软件维护和自动测试等。

数据部分包括系统数据、交换框架数据、局数据、路由数据和用户数据,主要用于表征交换系统特点,本电话站及周围环境特点﹑各用户的服务类别等。

②基本设置

程控交换机的设置和参数修改现都以访问网页(WEB)的形式进行,系统数据库为系统设置了默认的IP地址,在船舶局域网内,可以使用浏览器通过该地址访问系统网页服务器和数据库,进行系统设置和参数修改。如果从外部远程访问系统,还需要通信服务商分配的IP地址。使用网页管理程序可对程控交换机进行各种设置,如:日期和时间设置,接口通信波特率设置、报警监控设置(监控外部访问)和密码设置等。这些设置都是通过管理程序相应的菜单操作进行的。以图3-13-2所示某款程控交换机密码设置为例,IP程控交换机管理程序为:在主菜单中选择System Data ,然后选择System Password,按照窗口显示进行用户密码和管理员密码设置。

2.自动电话系统连接

根据船舶内部通信的需要,船用程控电话系统容量可以从几门到几十甚至上百门。通常总机安装于总机室或通道内,电话分机分别安装于各工作舱室和生活舱室。同时,为保证船长.轮机长等拥有通话优先权,通常将其处所的电话设置为特殊用户。自动电话系统连接如图

根据应用,自动电话可分为台式.壁挂式,嵌人式和便携式;按功能的不同,又可分为增音式,防风雨式,抗噪声式和防爆式。其中,壁挂式电话和嵌入式电话用于普通场所;防爆式电话用于含有爆炸性气体的环境;防风雨式电话带有保护箱,主要用于舫部和幌部等露天开放场所;而抗噪声式电话备有头戴式抗噪声受话器,主要用于机舱等高噪声的场所。另外,为避免在高噪声场所听不到电话的铃声,有的系统还配有闪光提示器,意在通过视觉来提醒话机附近的人员。

自动电话系统以程控交换机为核心,具备多种接口,可与外部连接进行出局呼叫、转移呼叫,并输入外部信号。关于自动电话系统主要接口的介绍如下:

( 1 )LAN:网络接口,可以连接船舶局域网,IP电话和WiFi终端等。如果连接无线基站，

提供无线信号,可以使用无绳电话终端。无绳电话是一种无线电话,实质上是一种双工移动电话系统,发射功率小,使用便捷,得到越来越多的应用。

( 2)PA/GA:船舶广播系统( Public Address , PA )和通用报警( General Alarm,GA)系统接口。

( 3 ) GMDSS:船舶无线电通信系统接口,可连接船舶GMDSS 设备,如VHF、MF/HF、Inmarsat 船站等设备。

( 4)ISDN:数字电话接口,连接外部数字电话。

( 5 ) VSAT:连接VAST卫星天线,使用VSAT系统进行对外通信。

( 6 ) PSTN:公用电话网络接口,船舶停靠码头时,可接人陆上的市话网络。( 7 )GPS/时钟:连接GPS和CLOCK信号,为系统提供船位和时间信号。

(8)电源:连接主电源和备用电源,主用交流220 V/110 V,当交流掉电时,自动换至备用直流24 V电源,保证通信不间断。

随着新的通信方式不断出现,自动电话系统接口也越来越丰富。船舶根据实际通信需求，在相应的接口进行通信功能的扩展,一般来讲不是所有接口都会用到。

二、声力电话系统

声力电话系统( Sound Powered 'Telephone System)是船舶必备的内部通信系统,声力电话的优点是在船舶失去电源时仍然可以进行内部通话。

1.声力电话工作原理

声力电话完全不依赖外部或内部电源,在完全无电的状态下凭借人们讲话的声音,使送话器的振膜随声音而振动,从而改变磁路中气隙的大小,由此引起磁路中磁通量的变化,进而在送话器线圈中产生感应电流,这个感应电流经线路传输到受话方受话器的线圈中,再次引起其磁通量的变化,最终使受话器的膜振动,并相应地发出声音。从能量转化角度看,从发话端到受话端发生了声能、机械能、磁能、电能、磁能、机械能、声能的转化过程。声力电话送受话器工作原理如图3-13-4所示。

声力电话机由三部分组成:

(1)通话设备:其作用是实现声、电信号的相互转换;设备构成包括送话器、受话器、混合线圈、消侧音装置等。

(2)信号设备:其作用是发送和接收呼叫信号;设备构成包括手摇发电机,拨号装置、电铃.氖灯等。

(3)转换和附属设备:其作用是实现信号电路与通话电路的转换;设备构成包括叉簧开关、按键和用于改善通话条件的电阻器、电容器等。

2.声力电话呼叫电路

声力电话机的连接,有直通型连接和选通型连接。直通-直通型声力电话系统,即由2部声力电话对接成直通方式工作;选通-选通型或选通-直通型声力电话系统,即由多部选通型和直通型电话相连接,该系统可多话路工作。

(1)直通型(Direct Type)连接

声力电话直通型连接如图3-13-5所示,连接时,每一电话机SN( Self Number)端子与对方1号端子互接,公共端COM互接,B1、B2端子用于连接外部信号,如电源、开关信号等。通信时,主叫方摘机,快速摇动摇柄向对方发出呼叫信号,对方摘机即可进行电话通信。摇动摇柄其实是手摇发电向对方话机发起振铃的过程。

(2)选通型(Mutual Selection Type)连接

选通型连接如图3-13-6所示,话机相互连接时,与本机相同编号的端子空接(如话机1的1号端子空接),本机SN端子连接替他话机与本机相同编号的端子(如话机1的SN端子连接其他所有话机1号端子),所有话机COM端并联,B1、B2端子用于连接外部信号,如电源、开关信号等。

通信时,主叫方摘机,使用拨动开关或按键选择通话话机,快速摇动摇柄向对方发出呼叫信号,对方摘机即可进行电话通信。

目前,船用声力电话系统多采用增音技术,因此也称船用增音声力电话系统。这种电话系统已非真正意义上的声力电话系统,在其话机中装有内置电池。平时系统处在增音通话状态，

需要外接DC 24V供电,但在外接电源断电的情况下,能自动转换为声力通话,此时由机内电池来供电。使用时用呼叫键和声光振铃器来进行联络。只有当进行纯粹意义的声力通话时,才通过传统的手摇发电机来产生振铃所需要的能量。

声力电话的分类与自动电话类似,按安装方式的不同,分为壁挂式,嵌入式和台式;按功能的不同,又可分为增音式、防风雨式.抗噪声式和防爆式。

船用对讲系统可实现总机与单机之间、总机呼叫所有单机及单机呼叫总机的通话。总机呼叫时,使用按键选择某一单机用户,或某一组用户,或所有用户,然后发起呼叫。总机和单机都有双向放大功能,通话声音清楚响亮,系统还附带闪光器,能适应机舱和户外等噪声较大的环境。

四、公共广播系统

在《国际救生设备规则》中,IMO强制要求船舶必须安装通用报警和公共广播系统。公共广播系统的主要用途是通过扬声器装置向船员或乘客工作、休息和经常活动的所有场所发布有关信息,以便使全体在船人员在特殊情况下服从船舶的整体安排或向船上某处集结。公共广播系统一般允许从广播站直接广播,也可由安装在驾驶台﹑船首﹑船尾或主管机关认为必要的船上某处的遥控站进行遥控广播。公共广播遥控站控制面板如图3-13-9所示,遥控站比广播站有优先权。进行设备安装时,还应充分考虑声音的限界条件、收听者无须进行任何操作。

进行信息广播时,选择线路1到线路5(L1~L5 ) ,也可以选择全体( ALL),使用送话MIC向外广播。该系统应有严格的使用规定,未经授权严禁擅自使用。

随着设备集成度的提高,船舶公共广播系统,对讲系统和自动电话系统往往集成在一起，自动电话系统可通过接口与公共广播系统连接,自动电话信号可进入广播系统,如图3-13-3所示;在公共广播系统遥控面板中,按键T.B(Talk Back)就可实现对讲功能,如图3-13-9所示。另外,公共广播系统也可以作为通用报警的补充,但不能用其来替代通用报警系统。关于使用公共广播系统进行报警,在CCS规范中明确规定,如使用公共广播系统发通用报警信号,则应符合下列要求:

( 1)系统中应至少设置两个放大器,并单独供电;

(2)扬声器电路应布置成即使一个放大器或一个扬声器电路发生故障,仍能维持报警信号的发送,但其强度可以有所减弱;

( 3)当扬声器由内置音量控制器控制时,在发出报警信号时,音量控制应自动失效;( 4)系统应能随时发出清晰的报警信号,其他同时发送的信号应自动中断;

(5)每一扬声器应设有独立的短路保护。

船用扩音机有壁式,台式两种。扬声器分为高音扬声器、嵌入式扬声器及壁挂式扬声器等,高音扬声器主要用于舱面,后两种扬声器用于舱内。按安装规范的要求,船舶在正常状态下航行时,公共广播系统在发布应急通告时的最小声压等级应该满足:内部处所75 dB,并应至少高于讲话干扰等级20 dB;外部处所80 dB ,并应至少高于讲话干扰等级15 dB。

五、船内通信系统的试验和保养

船内通信装置均应进行效用试验和保养:

(1)对程控电话,检查在通话时是否有串号或串线的现象;检查程控电话系统优先功能、电话转移功能和电话扩展功能;定期对交换机进行除尘处理。

(2)对声力电话,定期对每一个位置的电话进行通话试验;检查电话回铃和增音情况;检查增音电源失电时自动转为声力电话的情况。

( 3 )对广播系统,进行效用试验,其收音﹑传输信号应良好,没有外部干扰;检查扬声器的工作情况,每个扬声器均应能调节音量和切断收音,一般位置均能听到广播的声音;按扩大机的功能检查其强制功能和扩展功能。

(4)定期检查﹑保养开放处所(如甲板、船尾等处所)话机的防水状况,防止个别话机渗水危及整个系统。

(5)定期检查﹑保养特殊处所防爆电话状况,必要时更换话机。