[Mascocó]

Originalmente publicado por olaje

Por otra parte, habría que monitorizar la red NMEA (conectar un PC con puerto serie a la red NMEA y ejecutar el Hyperterminal) a ver si a 4k8baudios queda hueco suficiente para tanta información como puede meter AIS junto con el resto de los equipos. No se, si cabría realmente, puesto que muchas pantallas multifunción tienen dos entradas NMEA a 4k8 y 38k4 baudios independientes. Esto realmente no lo he probado. A ver si este finde lo miro.

Este es un tema que ya me venía rondando por la cabeza hace tiempo, el comentario de Olaje ha terminado de picarme la curiosidad y me he puesto a hacer algunos cálculos. Creo que en el peor de los casos si que puede darse una saturación de datos a 4.800 bps.

Sin querer ser muy plasta, pero inevitablemente; un trasponder clase A transmite, resumiendo, cada:
- Anclado, cada 3 minutos.
- Navegando de 0 – 14 knts, cada 10 segundos.
- Navegando de 0 – 14 knts, maniobrando rápido, cada 3.3 segundos.

- Navegando de 14 – 23 knts, cada 6 segundos.
- Navegando de 14 – 23 knts, maniobrando rápido, cada 2 segundos.
- Navegando a más de 23knts, cada 2 segundos.

Esto para la información 'dinámica' (MMSI, posición, rumbo, velocidad, etc...), otro tipo de datos, como el nombre, destino... se transmiten cada 6 minutos. Puede haber otro tipo de mensajes, de seguridad, meteo, etc...

Una sentencia estándar VDM del tipo dinámico ocupa 47 bytes (caracteres) a la salida NMEA. A 38.400 bps el máximo flujo de sentencias VDM será: 3840/47 por segundo, como cada barco emite un máximo de dos sentencias por segundo, el número mínimo de barcos de los que podríamos tener información a nivel de NMEA sería de 3840x2/47= 163.

La organización del sistema AIS a nivel de paquetes de información en VHF es relativamente compleja, pero básicamente consiste en que se divide cada minuto en 2.250 intervalos y cada barco se va reasignando de manera automática para transmitir dentro de esos intervalos, pudiendo necesitar uno o varios para transmitir su información. Como se utilizan dos frecuencias alternadamente, el número máximo de paquetes de información dentro de una zona va a ser: 2250x2/60 = 75 paquetes/segundo. Si cada barco transmitiera a la máxima velocidad de un mensaje cada dos segundos (1/2 mensaje por segundo) y suponiendo que toda la información dinámica cabe en un solo paquete podrían estar transmitiendo un máximo de 75/0.5 = 150 barcos en una zona y en un determinado momento. Esto es una simplificación desde luego ya que habrá unos barcos que entren en la zona y otros que salgan, por lo que, a lo largo de un minuto por ejemplo, puede haber mayor cantidad de barcos a los que hacer el seguimiento, pero nos sirve para ver la necesidad máxima de flujo de datos.

Como se puede ver, siempre que no me equivoque en los cálculos o el razonamiento claro, toda la información que se pueda recibir vía VHF, que sería la procedente de un máximo de 150 barcos, cabría por la salida de datos NMEA a 38.400 bps, que se ha calculado que admitiría hasta 163, lo que deja un margen para mensajes más largos en un determinado momento.

Otra forma de verlo, más técnica, sería considerar que la información a nivel de VHF viaja, usando protocolo HDLC, a 9.600 bps, pero desconozco cómo está compactada la información a ese nivel, a nivel de NMEA lo está desde luego, pero necesita caracteres adicionales y lo que importa al final son esos 47 bytes de cada mensaje VDM (en el caso de dinámico).

Volviendo al caso de mezclar la información con la procedente de un GPS que se inyecte a la entrada NMEA del AIS. Una sentencia típica NMEA tipo GPS es la RMC, ocupa unos 70 bytes (hay otras, pero ésta engloba todos los datos necesarios y para simplificar dejo de lado otras posibles como GGA, VTG, GSA).

Ahora habría que tener en cuenta la velocidad de actualización del GPS, que en el peor de los casos no creo que sea mayor de una por segundo. Siendo así habría que añadir a la salida de NMEA estos 70 bytes cada segundo, o lo que es lo mismo, la velocidad útil quedaría reducida en estos 70 bytes.

Para el caso de tener 38.400 bps parece claro que hay margen suficiente: (3840-70)x2/47= 160 barcos < 150.

En el caso de salida a 4.800 bps, sin GPS sería: 480x2/47= 20 barcos y con esos 70 bytes/seg. de más: (480-70)x2/47= 17 barcos.

Es decir podríamos estar recibiendo información AIS de un máximo de unos 17 barcos junto con la información GPS.

Por otro lado, los equipos sencillos de AIS (sólo receptor) multiplexan la exploración de las dos frecuencias de AIS, tienen un sólo receptor en el que se seleccionan alternadamente cada frecuencia, luego se dobla el número máximo de barcos de los que pueden sacar información por NMEA(recibiendo de cada uno la mitad de la transmitida), luego saliendo a 4.800 serían 40/34 (sin y con información GPS. Esto, 34 barcos, en principio parece suficiente pero en una zona como la que muestra Olaje posiblemente habrá saturación. Claro que estamos suponiendo que todos los barcos van a más de 23 nudos pero, teóricamente, podrá darse el caso.

Ahora lo que habría que ver es qué es lo que hace el AIS cuando se presenta esta situación, que se le puede dar incluso sin la información GPS. En mi opinión, sabiendo que está lmitido en la información que puede sacar, debería seleccionar las señales más fuertes y transmitir sólo la información procedente de éstas, incluso, disponiendo de la posición del propio barco mediante el GPS y la de los otros por AIS, podría seleccionar los barcos más próximos. Pero dudo mucho que en un equipo de bajo coste se haya implementado este análisis. Imagino que tendrá un buffer para almacenar y analizar la señal AIS y otro para la entrada NMEA y que cuando haya completado un mensaje VDM (propio de AIS) lo suelte y cuando haya recibido uno válido de la entrada NMEA lo suelte. Si es así se perderá frecuencia de actualización de datos pero probablemente no toda la información.

Lo malo es que la utilización de un multiplexor, si finalmente se tiene que conectar un plotter a 4.800 bps, no soluciona el problema. Que en cualquier caso sólo se dará en zonas de alta densidad de tráfico.

Además, después de tanto rollo, me estoy dando cuenta de una cuestión, ¿un plotter con unos añitos... va a ser capaz de procesar la información AIS?. Mucho me temo que no, el mío, un RayChart 425 desde luego que no. Y las nuevas pantallas multifunción, que sí presentan los datos AIS, tipo Raymarine C70, tienen dos entradas, NMEA0183 (4.800 bps) y NMEA2000 (38.400 bps), o sea que problema solucionado.

Ya me ha salido otro tocho.

para pasarlo. Y saludos.