Τροφοδοτική επικοινωνία. Tropospheric ραδιοφωνική σύνδεση "Sever"

Η troposfheric σύνδεση είναι γνωστή ως troposphericμια μέθοδος μετάδοσης πληροφοριών μέσω ραδιοκυμάτων σε σημαντικές αποστάσεις - έως 500 χιλιόμετρα ή περισσότερο, ανάλογα με τους γεωγραφικούς και κλιματικούς παράγοντες. Αυτή η μέθοδος διάδοσης του σήματος χρησιμοποιεί το φαινόμενο της τροποσφαιρικής σκέδασης, όπου τα ραδιοκύματα σε συχνότητες UHF και μικροκυμάτων πολλαπλασιάζονται τυχαία καθώς διέρχονται από τα ανώτερα στρώματα της τροπόσφαιρας.

Πώς λειτουργεί

Διαδίδεται ραδιοκύματα στην τροπόσφαιρασε μια στενή ακτίνα που διέρχεται ακριβώς πάνω από τον ορίζοντα προς τον σταθμό λήψης. Όταν τα σήματα περνούν μέσα από την τροπόσφαιρα, κάποια από την ενέργεια διαχέεται πίσω στη Γη, επιτρέποντας στον χειριστή να λαμβάνει το σήμα.

Κατά κανόνα, τα κύματα στην περιοχή συχνοτήτων μικροκυμάτωνκινούνται κατά μήκος ευθειών γραμμών και επομένως περιορίζονται σε μια ζώνη εντός της οποίας ο δέκτης μπορεί να "δει" την κεραία μετάδοσης. Συνήθως η απόσταση επικοινωνίας περιορίζεται από τον οπτικό ορίζοντα - αυτό είναι περίπου 48-64 χιλιόμετρα. Η τροφοδοτική ραδιοεπικοινωνία επιτρέπει τη χρήση ζεύξης μικροκυμάτων υπερ-ορίζοντα.

Ανάπτυξη

Το σύστημα αναπτύχθηκε στη δεκαετία του 1950 και είναι ενεργόΧρησιμοποιήθηκε για επικοινωνίες μεγάλων αποστάσεων, κυρίως με στρατιωτικές δομές, έως ότου οι δορυφόροι επικοινωνίας την αντικατέστησαν στη δεκαετία του '70. Ωστόσο, η τροπική επικοινωνία χρησιμοποιείται ακόμα σήμερα ως εναλλακτική λύση για τους δορυφόρους σε περιοχές που είναι δύσκολο να προσεγγίσουν.

Οι πρωτοπόροι προς αυτή την κατεύθυνση ήταν ειδικοίΗνωμένες Πολιτείες, τη Βρετανία και τη Σοβιετική Ένωση. Οι επιστήμονες έχουν διαπιστώσει ότι, δεδομένου ότι η τροπόσφαιρα είναι τυρβώδης και έχει ένα υψηλό ποσοστό υγρασίας, τροποσφαιρικής σκέδασης ραδιόφωνο διαθλάται, και ως εκ τούτου η κεραία λαμβάνει συλλέγει ένα μικρό μέρος των ραδιοφωνικών πόρων. Ένας πρακτικός τρόπος προσδιορίστηκε ότι συχνότητα μετάδοσης περίπου 2 GHz είναι καταλληλότερα για τροπόσφαιρας συστήματα σκέδασης, επειδή σε αυτή τη συχνότητα το μήκος κύματος του σήματος αλληλεπιδρά καλά με βρεγμένα στροβιλώδη άνω τμήματα της ατμόσφαιρας, βελτιώνοντας την αναλογία «S / N».

Ανάπτυξη

Σήμερα, υπεραστική σηματοδότησηαξιόπιστους δορυφόρους. Η επικοινωνία ραδιο-ρελέ χρησιμοποιείται σε αποστάσεις μέχρι 40-50 χλμ. Οι τροποφορικές επικοινωνίες έλαβαν μια ενδιάμεση θέση. Οι τυπικές αποστάσεις μεταξύ των σταθμών είναι 50-250 χλμ, αν και μπορούν να επιτευχθούν πολύ μεγαλύτερες αποστάσεις ανάλογα με το κλίμα, το έδαφος και τον απαιτούμενο ρυθμό δεδομένων.

Για παράδειγμα, στην αλυσίδα σταθμών μεταξύ Okinawa (Ιαπωνία)και τη Χαβάη (ΗΠΑ), που εκτείνεται σε όλο τον Ειρηνικό Ωκεανό, η μέση απόσταση είναι 1000 μίλια και σε ορισμένες περιοχές υπερβαίνει τα 1.300 μίλια. Η σοβιετική γραμμή επικοινωνίας "Βορράς" είχε συνολικό μήκος ρεκόρ 13.200 χλμ. Σε ορισμένες περιοχές, το χάσμα μεταξύ του δέκτη και του πομπού ήταν 450 χλμ.

Τεχνολογία

Όταν χρησιμοποιείτε δορυφόρους επικοινωνίας μεγάλων αποστάσεωντα υπάρχοντα συστήματα των τροπόσφαιρων γραμμών χρησιμοποιούνται σε μικρότερες αποστάσεις από τα προηγούμενα συστήματα των 50-70. Αυτό επέτρεψε τη μείωση του μεγέθους των κεραιών και των ενισχυτών αρκετές φορές, για να μειωθεί η κατανάλωση ενέργειας. Ταυτόχρονα, η απόδοση αυξήθηκε σημαντικά.

Τα τυπικά μεγέθη κεραίας κυμαίνονται από 1,2 έως 12μετρητές και η τυπική ισχύς των ενισχυτών είναι από 10 W έως 2 kW. Χάρη στην εισαγωγή σύγχρονων τεχνολογιών, η ταχύτητα μετάδοσης δεδομένων μπορεί να ξεπεράσει τα 20 Mbit / s, η οποία είναι αρκετή για την παροχή φωνητικών, πληροφοριακών και αυτόματων συστημάτων στον στρατιωτικό και στον τομέα της επικοινωνίας.

Αυτός ο τύπος ραδιοεπικοινωνίας είναι ένας αρκετά ασφαλής τρόπος διάδοσης πληροφοριών. Η παρεμπόδιση των σημάτων είναι εξαιρετικά δύσκολη, γεγονός που καθιστά την τεχνολογία πολύ ελκυστική για τους στρατιωτικούς.

Χαρακτηριστικά

Προηγουμένως χρησιμοποιήθηκαν γραμμές τροπικής επικοινωνίαςστρατιωτική, ήταν "στενά εστιασμένη". Χρησιμοποιήθηκαν μόνο κανάλια πληροφοριών με στενό εύρος ζώνης: κατά κανόνα έως και 32 αναλογικά κανάλια με εύρος ζώνης 4 kHz. Τα σύγχρονα στρατιωτικά συστήματα είναι "ευρυζωνικές", καθώς λειτουργούν με ψηφιακά κανάλια 4-16 Mbit / s.

Τα πολιτικά συστήματα των tropospheric επικοινωνιών,όπως το δίκτυο των αναμεταδοτών για πετρελαιοπηγές στη Βόρεια Θάλασσα από τη British Telecom (BT), απαιτούσε τη χρήση καλύτερων διαύλων πληροφόρησης. Πριν από την εισαγωγή της δορυφορικής τεχνολογίας χρησιμοποιήθηκαν ραδιοφωνικά σήματα υψηλής συχνότητας από 3 έως 30 MHz. Τα συστήματα BT ήταν σε θέση να μεταδίδουν και να λαμβάνουν 156 αναλογικά δεδομένα και τηλεφωνικά κανάλια στις πλατφόρμες πετρελαίου Βόρειας Θάλασσας, χρησιμοποιώντας πολυπλεξία διαίρεσης συχνότητας (FDMX) για να ενταχθούν στα κανάλια.

Παράμετροι

Λόγω της φύσης της αναταραχής στην τροπόσφαιραδιασφαλίζοντας την αξιοπιστία του 99,98% των επικοινωνιών χρησιμοποίησαν τις διαδρομές διάδοσης με τετραπλάσια ποικιλία σημάτων. Τα συστήματα με τέσσερις χωρικές διαστάσεις και απόσταση πόλωσης απαιτούσαν δύο ξεχωριστές κεραίες (απέχοντα σε απόσταση λίγων μέτρων) και δύο διαφορετικά πολωμένες συσκευές ακτινοβολίας: μία με κατακόρυφη πόλωση, η δεύτερη με οριζόντια πόλωση. Αυτό εξασφάλισε ότι θα ανοίξει τουλάχιστον ένα κανάλι σήματος ανά πάσα στιγμή.

Τα σήματα από τέσσερις διαφορετικές κατευθύνσεις ήτανΑνασυνδυάζεται στον δέκτη, όπου ο διορθωτής φάσης αφαιρεί τις διαφορές φάσης του κάθε σήματος. Προβλήθηκαν από τα διαφορετικά μήκη διαδρομής κάθε σήματος από τον πομπό στον δέκτη. Μετά τη διόρθωση φάσης, τέσσερα σήματα μπορούν να συνδυαστούν προσθετικά.

Χρήση στο εξωτερικό

Χρησιμοποιήθηκε το φαινόμενο της τροπαφαιρικής σκέδασηςγια τη δημιουργία τόσο πολιτικών όσο και στρατιωτικών διαύλων επικοινωνίας σε ορισμένες περιοχές του κόσμου, όπου είναι αδύνατο (ακατάλληλο) η χρήση επικοινωνίας ρελέ μικροκυμάτων. Μεταξύ των μεγαλύτερων αντικειμένων:

• ACE High (χρήστης - ευρωπαϊκό υποκατάστημα του ΝΑΤΟ). Λειτουργεί από το 1956 έως το 1980.
• British Telecom (Βρετανία). Κέντρο Επικοινωνιών στο Hill Mormond, νησιά Shetland.
• Γραμμές επικοινωνίας "Torfhaus - Βερολίνο" και "Klenze - Βερολίνο" (Γερμανία). Εργάστηκε στην εποχή του Ψυχρού Πολέμου.
• Portugal Telecom (Πορτογαλία).
• CNT (Καναδική Εταιρεία Τηλεπικοινωνιών).
• Η γραμμή "Κούβα - Φλόριντα". Λειτουργεί μεταξύ των πόλεων Guanabo και Florida City.
• Corp. AT & T (ΗΠΑ). Κέντρα σε Chatham, Buckingham, Charlottesville, Leesburg, Hagerstown.
• Texas Towers (ΗΠΑ). Το σύστημα των ραντάρ αεράμυνας, αποτελούμενο από 5 πύργους.
• Μέση Καναδική Γραμμή. Μια γραμμή πέντε σταθμών ραντάρ που εκτείνεται κατά μήκος του Καναδά από τον Ατλαντικό στον Ειρηνικό.
• Γραμμή Pinetree. Μια σειρά δεκατεσσάρων σταθμών που παρέχουν επικοινωνία για τους σταθμούς ανατολικών θαλάσσιων ραντάρ των Ηνωμένων Πολιτειών και του Καναδά.
• "Λευκή Αλίκη" (ΗΠΑ). Στρατιωτικό και αστικό δίκτυο επικοινωνίας, αποτελούμενο από 80 σταθμούς, οι οποίοι καλύπτουν το μεγαλύτερο μέρος της Αλάσκας. Στα τέλη της δεκαετίας του 80, σταμάτησα να δουλεύω.
• Η γραμμή "Μπαχρέιν - Ηνωμένα Αραβικά Εμιράτα". Ένα σύστημα που συνδέει το Αλ Μανάμα (Μπαχρέιν) και το Ντουμπάι (Ηνωμένα Αραβικά Εμιράτα).
• Ιαπωνικά δίκτυα Troposcatter. Δύο δίκτυα που συνδέουν τα ιαπωνικά νησιά από βορρά προς νότο.

ΕΣΣΔ / Ρωσία

Δεδομένου του μεγέθους της Σοβιετικής Ένωσης, της τροπόσφαιρας ενεργά χρησιμοποιείται κυρίως για τη διατήρηση των διαύλων επικοινωνίας στο Βορρά, τη Σιβηρία και την Άπω Ανατολή, καθώς και μεταξύ των συμμαχικών χωρών. Αυτά είναι:

• Γραμμή "Ινδία - ΕΣΣΔ". Λειτουργεί μεταξύ των σημείων του Σριναγκάρ (Κασμίρ) και της Ντανγκάρα (Τατζικιστάν).
• BARS. Το δίκτυο της Συνθήκης της Βαρσοβίας, που εκτείνεται από το Rostock (ΛΔΓ), μέσω της Τσεχοσλοβακίας, της Ουγγαρίας, της Πολωνίας, της BSSR, της ουκρανικής SSR, της Ρουμανίας και της Βουλγαρίας.
• Σύστημα επικοινωνίας "Βόρεια". Μία από τις μεγαλύτερες σειρές επικοινωνίας over-horizon στον κόσμο, που εκτείνεται από τη χερσόνησο Kola έως την Chukotka. Αποτελείται από 46 TRSS, που βρίσκονται κυρίως κατά μήκος του Αρκτικού Ωκεανού, στα βουνά Ουράλ, στα ποτάμια Yenisei και Lena, στις θάλασσες του Barents και του Okhotsk Seas.

Τακτικό όχημα

Εκτός από τα μόνιμα συστήματα επικοινωνίας troposfheric, ορισμένες χώρες έχουν παραγάγει κινητούς τακτικούς σταθμούς:

• Σοβιετικά / ρωσικά οχήματα της σειράς MNIRTI (Brig, Echelon, Athlet, Albatross, Baklan), NIRTI (Baguette), Radiosvyaz.
• Κίνα: σειρά CETC.
• ΝΑΤΟ: συστήματα επικοινωνιών Troposcatter AN / TRC, AN / GRC.

Η σημερινή ημέρα

Σήμερα ο αμερικανικός στρατός χρησιμοποιεί τακτικήτροπόσφαιρα συστήματα διασποράς που αναπτύχθηκαν από την Raytheon για μακροχρόνιες επικοινωνίες. Διατίθενται σε δύο διαμορφώσεις: βαριά τροπική και πιο μοντέρνα - ελαφριά τροπ. Αυτά τα συστήματα παρέχουν τέσσερα πολυπλεγμένα κανάλια ομάδας και εξωτερική κρυπτογράφηση γραμμών σε 16 ή 32 τοπικούς αναλογικούς τηλεφωνικούς αριθμούς.

Η Ρωσία εργάζεται επίσηςβελτίωση αυτού του τύπου επικοινωνίας. Για παράδειγμα, η NPP Radiosvyaz έχει ήδη αναπτύξει την πέμπτη γενιά του TS: Sosnik-4PM και P423-AMK. Για παράδειγμα, ο σταθμός κινητής δεξαμενής P423-AMK λειτουργεί σε συχνότητες των 4,4-5 GHz με την απαιτούμενη περιοχή επικοινωνίας μέχρι 230 km.

Οι σύγχρονοι σταθμοί έχουν μια ευκαιρίασυνδυάζοντας τις τροπόσφαιρες και δορυφορικές επικοινωνίες. Οι υπολογισμοί δείχνουν ότι με τους τρέχοντες ρυθμούς φθηνότητας των ηλεκτρονικών, μειώνοντας τις γραμμικές διαστάσεις των σταθμών, εισάγοντας νέες εξελίξεις, το TS είναι πιο αποδοτικό σε λειτουργία από την συσσώρευση δορυφορικού αστερισμού. Σε περίπτωση πυρηνικής σύγκρουσης, αυτός είναι ο μόνος τύπος επικοινωνίας που θα λειτουργήσει.