Troposférická komunikace. Troposférická rozhlasová reléová linka `North`

Troposférická vazba je známá jako troposférická metoda přenosu informací pomocí rádiových vln na významné vzdálenosti - až 500 kilometrů nebo více, v závislosti na terénu a klimatických faktorech. Tato metoda šíření signálu využívá fenomén troposférického rozptylu, kdy se rádiové vlny v UHF a mikrovlnných frekvencích náhodně šíří při průchodu horními vrstvami troposféry.

Jak to funguje

Rozmnožování rádiových vln v troposféře probíhá v úzkém paprsku, který prochází těsně nad obzorem směrem k přijímací stanici. Když signály procházejí troposférou, část energie se rozptyluje zpátky na Zemi a umožňuje operátorovi přijímat signál.

Většina vln v kmitočtovém rozsahu mikrovlnných vln se zpravidla pohybuje po přímkách, a proto je omezena na zónu, ve které může přijímač "vidět" vysílací anténu. Obvykle je komunikační vzdálenost omezena vizuálním horizontem - to je přibližně 48-64 km. Troposférická rádiová komunikace umožňuje použití mikrovlnné spojky přesahující horizont.

Vývoj

Systém byl vyvinut v padesátých letech minulého století a byl aktivně využíván pro dálkovou komunikaci hlavně vojenskými strukturami, dokud se v sedmdesátých letech nenahradil komunikační družice. Troposférická komunikace se však dnes používá jako alternativa k družicím v těžko dostupných oblastech.

Průkopníky v tomto směru byli odborníci ze Spojených států, Británie a SSSR. Vědci zjistili, že od troposféře je turbulentní a má vysoký podíl vlhkosti, troposférického rozptylu rádiového láme, a tím i přijímací anténa shromažďuje malou část rádiových zdrojů. Praktickým způsobem stanoveno, že vysílací frekvence kolem 2 GHz se nejlépe hodí pro troposférickými systémy, protože na této frekvenci je vlnová délka signálu také interaguje s mokrými turbulentních horních částech atmosféry, zlepšení poměru „S / N“.

Vývoj

Dnes byla signalizace na dlouhé vzdálenosti svěřena družicím. Komunikace s rádiovými relé se používá ve vzdálenosti až 40-50 km. Troposférická komunikace měla mezitím. Typická vzdálenost mezi stanicemi je 50-250 km, i když lze dosáhnout mnohem delších vzdáleností v závislosti na klimatu, terénu a požadované rychlosti přenosu dat.

Například v řetězci stanic mezi Okinawa (Japonsko) a Havaj (USA), která se táhne přes Tichý oceán, je průměrná vzdálenost 1000 mil a v některých oblastech přesahuje 1300 mil. Sovětská "severní" komunikační linka měla rekordní celkovou délku 13 200 km. V některých oblastech byla mezera mezi přijímačem a vysílačem 450 km.

Technologie

Při použití dálkových komunikačních družic se stávající troposférické vedení používá na kratších vzdálenostech než předchozí systémy 50. a 70. let. To umožnilo několikrát snížit velikost antény a zesilovačů, aby se snížila spotřeba energie. Zároveň se výrazně zvýšila propustnost.

Typické rozměry antén se pohybují od 1,2 do 12 metrů a typické výkonové zesilovače - od 10 W do 2 kW. Díky zavedení moderních technologií může přenosová rychlost dat přesáhnout 20 Mbit / s, což je dostatečné pro poskytování hlasových, informačních a automatických systémů ve vojenské a komunikační sféře.

Tento typ radiokomunikace je poměrně bezpečný způsob šíření informací. Odposlouchávání signálů je velmi obtížné, což činí tuto technologii velmi přitažlivou pro armádu.

Charakteristiky

Dříve troposférické komunikační linky používané armádou byly "úzce zaměřené". Byly použity pouze informační kanály s úzkou šířkou pásma: zpravidla až 32 analogových kanálů s šířkou pásma 4 kHz. Moderní vojenské systémy jsou "širokopásmové", protože pracují s digitálními kanály 4-16 Mbit / s.

Civilní troposférické komunikační systémy, jako je síť retransmitérů v ropných vrtech v Severním moři společnosti British Telecom (BT), vyžadovaly použití lepších informačních kanálů. Před zavedením satelitní techniky byly použity vysokofrekvenční rádiové signály od 3 do 30 MHz. Systémy BT dokázaly přenášet a přijímat 156 analogových datových a telefonních kanálů do olejových platforem v Severním moři pomocí multiplexování frekvenčního dělení (FDMX), aby se spojily s kanály.

Parametry

Vzhledem k povaze turbulence v troposféře, pro zajištění spolehlivosti 99,98%, komunikátoři používali propagační cesty se čtyřmi rozmanitými signály. Systémy s čtyři prostorové a polarizační diverzitu vyžaduje dvě samostatné antény (odstupem několik metrů od sebe) a dvě různě polarizované vyzařující zařízení: jedno - s vertikální polarizací, druhý - horizontální. Tím bylo zajištěno, že bude kdykoli otevřen alespoň jeden signální kanál.

Signály ze čtyř různých směrů byly v přijímači rekombinovány, kde fázový korektor odstranil fázové rozdíly každého signálu. Byly způsobeny různými délkami dráhy každého signálu od vysílače k ​​přijímači. Po fázové korekci lze přidat čtyři signály aditivně.

Používejte v zahraničí

Fenomén troposférického rozptylu byl použit k vytvoření civilních i vojenských komunikačních kanálů v řadě oblastí světa, kde nebylo možné (neúčinné) využívat mikrovlnné reléové komunikace. Mezi největší objekty patří:

• ACE High (uživatelská evropská pobočka NATO). Provozováno od roku 1956 do roku 1980.
• British Telecom (Británie). Komunikační centrum v Mormond Hill, Shetlandské ostrovy.
• Komunikační linky "Torfhaus - Berlin" a "Klenze - Berlin" (Německo). Aktivoval se v době studené války.
• Portugal Telecom (Portugalsko).
• CNT (Kanadská telekomunikační společnost).
• Linie "Kuba - Florida". Operuje mezi městy Guanabo a Florida City.
• Společnost ATT (USA). Centra v Chatham, Buckingham, Charlottesville, Leesburg, Hagerstown.
• Texas Towers (USA). Systém radarů protivzdušné obrany sestávající z 5 věží.
• Středová linka Kanady. Řada pěti radarových stanic se táhne napříč Kanadou od Atlantiku k Pacifiku.
• Linka Pinetree. Série čtrnácti stanic poskytujících komunikaci pro východní námořní radarové stanice Spojených států a Kanady.
• "Bílá Alice" (USA). Vojenská a občanská komunikační síť sestávající z 80 stanic, která pokrývala většinu Aljašky. V pozdních 80 letech jsem přestal pracovat.
• Linie "Bahrajn - Spojené arabské emiráty". Systém spojující Al-Manama (Bahrajn) a Dubaj (Spojené arabské emiráty).
• Japonské sítě Troposcatter. Dvě sítě propojující japonské ostrovy ze severu na jih.

SSSR / Rusko

Vzhledem k velikosti Sovětský svaz, troposférická komunikace byla aktivně využívána především k udržování komunikačních kanálů na severu, na Sibiři, na Dálném východě a mezi spojeneckými zeměmi. Jedná se o:

• Řádek "Indie - SSSR". Operuje mezi body Srinagar (Kašmír) a Dangara (Tádžikistán).
• Bary. Síť Varšavské smlouvy, která se táhne od Rostocku (GDR), přes Československo, Maďarsko, Polsko, BSSR, ukrajinské SSR, Rumunsko a Bulharsko.
• Komunikační systém "sever". Jedna z největších světových linek komunikace nad horizontem, která se rozkládá od poloostrova Kola po Chukotku. Skládá se z 46 TRSS, které se nacházejí hlavně podél Arktického oceánu, Uralských hor, řek Yenisei a Lena, Barentsova a Okhotského moře.

Taktické vozidlo

Vedle trvalých troposférických komunikačních systémů vyrábí řada zemí mobilní taktické stanice:

• Sovětské / ruské vozy řady MNIRTI (Brig, Echelon, Athlet, Albatros, Baklan), NIRTI (Baguette), Radiosvyaz.
• Čína: řada CETC.
• NATO: komunikační systémy Troposcatter AN / TRC, AN / GRC.

Dnešní den

Dnes americká armáda používá taktické troposférické disperzní systémy vyvinuté společností Raytheon pro dlouhodobou komunikaci. Jsou k dispozici ve dvou konfiguracích: těžké tropo a modernější - lehké tropo. Tyto systémy poskytují čtyři multiplexní skupinové kanály a šifrování externích linek přes 16 nebo 32 místních analogových telefonních čísel.

Rusko také pracuje na zlepšení tohoto typu komunikace. Například JE Radiosvyaz již vyvinula pátou generaci TS: Sosnik-4PM a P423-AMK. Například mobilní kontejnerová stanice P423-AMK pracuje na frekvencích 4,4-5 GHz s nárokovaným komunikačním rozsahem až 230 km.

V moderních stanicích je možné kombinovat troposférickou a satelitní komunikaci. Výpočty ukazují, že při současných rychlostech zlevnění elektroniky, snížení lineárních rozměrů stanic a zavádění nového vývoje, je TS výhodnější v provozu než vytváření satelitní souhvězdí. V případě jaderného konfliktu je to jediný typ komunikace, která bude fungovat.