Explicação da nova norma AIS Classe B SOTDMA

Muitas pessoas desconhecem a recente aprovação da utilização de uma nova tecnologia chamada SOTDMA para transponders de AIS de Classe B, e outras, simplesmente confundem as três diferentes classes AIS: Classe B, Classe B SOTDMA, e Classe A.

Não há muita informação na Internet sobre esta nova classe AIS, por isso, que decidimos escrever um artigo sobre esta nova tecnologia SOTDMA AIS Classe B (a que chamamos Classe B+), destacando as suas vantagens, as suas diferenças em relação às outras duas classes, Classe A e Classe B, e os tipos de embarcações que devem considerar a instalação desta nova geração de transponders AIS Classe B+.

Pode descarregar uma cópia completa do Livro Branco em formato PDF, clicando aqui.

1 – Contexto

O Sistema de Identificação Automática (AIS), é hoje uma das tecnologias de segurança de navegação mais utilizadas e mais importantes desde a introdução do radar. O AIS foi originalmente concebido como um instrumento de prevenção de colisões, permitindo que as embarcações comerciais fossem “vistas” mais claramente, e também para obter mais informações em todas as condições meteorológicas.

Para isso, o AIS transmite continuamente a identidade, posição, velocidade, rumo e outras informações relevantes de um navio a todos os outros navios equipados com AIS ao seu alcance. Combinado com uma estação de terra AIS, este sistema também proporciona às autoridades portuárias e às agências de segurança marítima a capacidade de gerir o tráfego marítimo e reduzir os riscos e perigos da navegação marítima.

Devido aos consideráveis benefícios de segurança do AIS, a utilização de um transponder de AIS Classe A foi tornada obrigatória a nível mundial em 2002 para todas as embarcações com mais de 300 toneladas ou que transportem mais de 12 passageiros. Para embarcações mais pequenas, pode ser utilizado um transponder de AIS de Classe B. Ele permite às embarcações de pesca e recreio instalar um transponder de AIS de baixo custo e de menor potência que opera na mesma rede AIS e pode receber e transmitir os sinais dos transponders AIS de Classe A instalados em embarcações comerciais.

Os transponders de AIS são normalmente utilizados em muitas embarcações de recreio. Com a utilização de MOBs, o sistema AIS torna-se um importante elemento de segurança.

Uma outra aplicação importante permitida pelo AIS é a localização de embarcações em sítios especializados, tais como o Marine Traffic, Vessel Finder, etc. Estes sítios recolhem e exibem milhares de alvos AIS que recebem através das suas redes de estações terrestres AIS, e também através de receção via satélite AIS por empresas como Orbcomm, exactEarth e Spacequest.

Muitas autoridades marítimas nacionais instalaram transponders especiais para ajudas à navegação (AtoN) capazes de substituir as bóias e balizas tradicionais e transmitir informações meteorológicas e de marés locais aos navios que passam. Enquanto alguns portos e áreas importantes de navegação utilizam o AIS como parte dos seus Serviços de Tráfego de Navios (VTS) para gerir e controlar os movimentos de navegação.

É esta expansão contínua da rede global AIS que levou à aprovação de uma nova tecnologia Classe B que se encontra a meio caminho entre a tecnologia AIS Classe B original, e a tecnologia AIS Classe A utilizada para embarcações comerciais. Esta nova tecnologia não substitui ou substitui os transponders de AIS Classe B originais, mas oferece melhorias significativas para certos tipos de embarcações e aplicações (neste Livro Branco), referir-nos-emos a esta nova tecnologia como Classe B+.

2 – Como funciona o AIS

Para apreciar plenamente os benefícios desta nova tecnologia AIS de Classe B+, é necessário compreender como funciona o sistema AIS.

Um transponder de AIS é composto por um recetor GPS. O transponder toma a sua posição GPS e transmite-o em formato digital em dois canais de frequência de banda marinha VHF dedicados ao AIS (161,975 MHz e 162,025 MHz).

Para que múltiplos transponders de AIS funcionem bem em conjunto e para evitar que todos os dispositivos transmitam simultaneamente, causando interferência e perda de dados, os transponders AIS utilizam um sistema chamado “Acesso Múltiplo por Divisão de Tempo” (TDMA). Isto é semelhante ao sistema utilizado nos telemóveis, onde cada transponder AIS reivindica um “espaço de tempo” muito curto de 26,6 milissegundos, onde transmite a sua informação.

O primeiro sistema TDMA desenvolvido pela AIS é o utilizado pelos transponders de AIS de Classe A que utilizam um sistema chamado Auto-Organised Time Division Multiple Access (SOTDMA) onde múltiplos transponders sabem automaticamente como reclamar e reservar faixas horárias, e sabem o que fazer se houver uma disputa com outro transponder a tentar reclamar a mesma faixa horária.

O sistema funciona bem e efetivamente permite que cerca de 4.500 embarcações trabalhem em conjunto, com prioridade automática dada à distância, ou seja, à medida que o número de embarcações aumenta, as embarcações mais distantes não obtêm um espaço de tempo.

Quando os transponders de Classe B foram introduzidos, utilizaram uma tecnologia ligeiramente diferente chamada “Carrier Sense TDMA” (CSTDMA), onde o transponder de Classe B escuta os transponders de Classe A e, assim que deteta um espaço de tempo vazio, apanha-o e transmite-o. Ocasionalmente, um transponder de Classe A “roubará” um espaço de tempo de um transponder de Classe B, uma vez que o sistema foi concebido para que os transponders de Classe A tenham sempre prioridade sobre os de Classe B, pelo que o transponder de Classe B terá de atrasar a sua transmissão e, de novo, começar a “ouvir” e procurar outro espaço de tempo.

O número de transmissões efetuadas por um transponder e o tipo de dados que um transponder envia depende da sua classe (A ou B), velocidade, manobras e estado de navegação. Um transponder de AIS de classe A num ferry rápido poderá transmitir a sua posição a cada dois segundos, enquanto um barco de recreio com um transponder de AIS de classe B apenas transmitirá a sua posição a cada 30 segundos.

Como mencionado anteriormente, os dados AIS são transmitidos em dois canais de frequências de rádio VHF e um transponder de AIS Classe A transmite a 12,5 watts, enquanto um transponder de AIS Classe B transmite a apenas 2 watts, o que, em perspetiva, é um terço da potência de um VHF de mão que transmite a 5-6 watts.

Estes 2 watts de potência de transmissão limitam as transmissões AIS Classe B a um alcance de aproximadamente 8-10 milhas náuticas e também significa que as transmissões de transponder de AIS Classe B não são frequentemente recebidas pelos satélites AIS que fornecem rastreio global de embarcações.

3 –A nova tecnologia AIS Classe B+

A nova Classe B+, frequentemente referida como “Classe B SOTDMA” ou “Classe B 5 W”, foi definida para colmatar a lacuna entre Transponders de AIS Classe A e de Classe B.

Os transponders de AIS classe B+ utilizam a mesma tecnologia SOTDMA que os transponders de AIS classe A e, têm a mesma prioridade quando se trata de reserva de faixas horárias, assegurando que serão sempre capazes de transmitir, mesmo em áreas com tráfego intenso e presença elevada de AIS. Para embarcações rápidas, esta nova tecnologia é importante, pois uma transmissão perdida pode fazer com que uma embarcação percorra uma longa distância antes de poder transmitir ou enviar a sua posição.

Outra característica da nova tecnologia AIS Classe B+ é a mudança automática e crescente das taxas de transmissão com velocidade. À medida que a velocidade de uma embarcação aumenta, o número de transmissões aumenta para que outras embarcações tenham uma visão mais clara e atualizada da posição da embarcação.

Para barcos lentos, a melhoria na velocidade de transmissão de AIS Classe B+ não é tão importante, mas é para um barco a motor rápido. Por exemplo, um barco que viaja a 23 nós mover-se-á 360 metros em 30 segundos, que é a taxa de atualização de um transponder AIS Classe B. Se o barco estiver equipado com um transponder de AIS Classe B+, então a taxa de atualização será de 5 segundos. Assim, no exemplo acima, apenas 60 metros terão mudado entre atualizações com um transponder de AIS Classe B +, enquanto 360 metros terão mudado com um transponder de AIS Classe B normal.

Finalmente, os transponders AIS Classe B+ transmitem com 5 watts de potência em vez de 2 watts, o que não só aumenta o alcance da transmissão, como também melhora significativamente a receção pelos satélites AIS, permitindo o rastreio mundialmente.

4 – Comparação das classes AIS

Os quadros abaixo foram criados para comparar os 3 tipos diferentes de AIS.

Funcionalidade

Como mostra o quadro acima, em funcionamento normal, um transponder de AIS Classe A transmite a uma potência muito superior à de um transponder de AIS Classe B. Isto significa que um transponder de AIS Classe B corretamente instalado deveria conseguir transmitir 7-8 milhas náuticas, enquanto um transponder de AIS Classe A poderia ser visto a 20-25 milhas náuticas de distância. A 5W de potência, um transponder de AIS Classe B+ poderia ser normalmente visto a 10-12 milhas náuticas de distância.

Como se mostra no quadro abaixo, os transponders de AIS Classe B e B+ transmitem os mesmos dados que os transmitidos por um transponder de AIS Classe A.

Transmissão de dados

Finalmente, a última tabela mostra as diferentes taxas de transmissão de dados dos três sistemas AIS. Como se pode ver, os transponders de AIS de Classe A têm várias taxas de transmissão, dependendo da velocidade, manobra e estado de navegação, enquanto as taxas de transmissão de Classe B+ se baseiam apenas na velocidade.

Comparando a Classe B+ com a Classe B original, pode-se ver que a velocidade de transmissão foi melhorada para a Classe B+ AIS. Para qualquer embarcação que viaje regularmente a mais de 15 nós e, em particular, para embarcações que podem viajar a mais de 23 nós, as taxas de transmissão mais elevadas oferecidas pelos transponders de AIS Classe B+ são uma grande vantagem.

Taxa de transmissão

5 – Ligações úteis

Se este documento branco o encorajou a aprender mais sobre AIS ou mesmo a comprar um recetor ou transponder de AIS para o seu barco, então as ligações abaixo deverão ser do seu interesse…

• Página dos sistemas AIS onde pode encontrar as últimas informações sobre os nossos produtos AIS.
• Sítio Web de “Tudo sobre AIS” para mais informações sobre os sistemas AIS
• Sítio Web da Guarda Costeira dos EUA sobre AIS
• Sítio Web de Marine Traffic, primeiro sítio web a ver alvos do AIS em qualquer parte do mundo