решается проблема реконструкции и автоматизации магистраль­ ной связи, совмещаемой с резервной сетью местных линий, рас­ ширяются области ее применения, и увеличивается нагрузка. Не­ сколько зоновых систем радиосвязи можно объединить в единую сеть, построив между ретрансляторами отдельных зон многока­ нальной ствол связи.

4.6. Варианты структур сетей зоновой радиосвязи диапазона ВЧ с вынесенным ретранслятором

Вдиапазоне вариантов, которые могут быть синтезированы

врамках задачи зоновой радиосвязи через вынесенный ретранс­ ляционный пункт (ВРП), возможны два предельных случая. В пер­ вом в зоне располагают ряд обычных радиоцентров, связанных

сближайшими абонентами радиальными радиолиниями (кабель­ ными или микроволновыми). Ретранслятор представляет собой крупный радиоцентр, оборудование которого образуется простым суммированием однотипного оборудования, имеющегося на ра­ диоцентрах зоны. Связь "Абонент А - Абонент Б" устанавливают по цепи "Абонент А - радиоцентр зоны - ретранслятор - радиоцентр зоны - Абонент Б", связь мёжду зоной и ретранслятором проходит только по групповым каналам. Для удобства этот вари­ ант в дальнейшем будем называть: «Ионосферная Система Корот­ коволновая Ретрансляторная Автоматизированная» (ИСКРА).

Во втором случае каждый абонент имеет непосредственную связь с ретранслятором по системе с незакрепленными каналами Принцип работы этой системы сходен с многостанционным досту­ пом в спутниковой радиосвязи. В дальнейшем этот вариант по­ строения сети зоновой связи будем называть: «Ретрансляторная Адаптивная Система Коротковолнового Абонентского Телеграфи­ рования» (РАСКАТ).

Дополнительные требования построения межзоновой связи, которые открывают возможность распространения зон обслужива­ ния на сколь угодно большие территории, позволяют рассмотреть третий вариант структуры системы, который ниже описан под ус­ ловным названием МЕЗОН - «Межзоновая территориальная сис­ тема радиосвязи». Повысить эффективность и надежность связи удается в «Автоматизированной Системе Телеграфной Радиосвя­ зи с ретрансляцией сигнала» (АСТРА). Рассмотрим варианты по­ строения систем связи с ВРП более подробно.

Система ИСКРА. Согласно структуре этой системы (рис. 4.7) обслуживаемые абоненты, обозначенные черными кружками, имеют соединения, показанные штриховыми линиями, с промежу­

точными радиостанциями, которые, в свою очередь, связываются друг с другом через ретранслятор. Виды сигналов в системе в дан­ ном случае могут быть различными: часть абонентов может полу­ чить с любыми другими абонентами телефонную связь, часть - телеграфную на основе вторичного уплотнения однополосных те­ лефонных каналов. Каждая радиостанция зоны, работая на пре­ доставленной ей частоте, может использовать один или более од­ нополосных каналов и устанавливать для подключенных к ней абонентов определенную (в частности, иерархическую) очеред­ ность использования канала. Каналы связи между зоной и ретранслятором при передаче дискретной информации должны быть сравнительно скоростными. Связь может быть дуплексной. Мощности передатчиков в зоне должны быть значительными, что делает затруднительным размещение их совместно с приемника­ ми, поэтому возможность применения в этой системе совмещен­ ных радиостанций (трансиверов) маловероятна. Автоматизация системы оказывается сравнительно сложной.

Рассмотренная система структурно и организационно близка к существующей в данное время системе коротковолновой радиосвязи; она может быть реализована и испытана для провер­ ки и отработки принципов ее эксплуатации и дальнейшего техни­ ческого совершенствования с применением существующих радиоцентров.

Каждая радиолиния "ретранслятор - зона" предполагает использование отдельного передатчика в ретрансляторе ВРП и предоставление для нее отдельной частоты. Частотная служба включает дополнительные технические средства активного и пас­ сивного зондирования, не показанные на рис. 4.7

аппаратуры, и быстрого приведения в действие. Слабость ресурса абонентских радиостанций может быть скомпенсирована высокими показателями и энергоресурсами ретранслятора: значительно бо­ лее совершенными антеннами, мощными передатчиками и чувст­ вительным приемным оборудованием.

5.Групповой спектр в приемном тракте ретранслятора фор­ мируется в результате суммирования излучений абонентских пе­ редатчиков в пространстве. При этом снимается вопрос о пикфакторе передатчика и связанном с этим уменьшении мощности в парциальном канале, что имеет место в системе ИСКРА.

6.Все радиостанции обслуживаемой зоны могут связываться со всеми радиостанциями аналогичной зоны, расположенной по дру­ гую сторону от ретранслятора, т.е. на расстоянии 5...6 тыс. км., либо в любом направлении от ретранслятора, как показано на рис. 4.9.

Так складывается новая система резервной территориаль­ ной сети. Например, для организации связи в пределах стран СНГ территорию достаточно разделить на шесть зон с шириной каждой примерно 1,5 тыс. км.

Если предусмотреть три ВРП (рис. 4.10), каждый из которых будет обслуживать по две зоны, одну в западной, другую в восточ­ ной части территории, то радиостанции в обслуживаемых зонах бу­ дут находиться от своего ВРП на расстоянии одного оптимального скачка. Организовав между ВРП многоканальный ствол связи, мож­ но построить единую государственную автоматизированную сеть ВЧ связи. С учетом этого первый вынесенный ретранслятор ВРП1 нуж­ но расположить на границе между второй и третьей зонами, ВРП2 - на границе между третьей и четвертой, ВРПЗ - между четвертой и пятой. Ретранслятор ВРП1 обслуживает две зоны по обе стороны от себя: первую на западе и четвертую на востоке. ВРП2 - обслужива­ ет вторую и пятую, ВРПЗ - третью и шестую. При этом абоненты

каждой из зон могут находиться на удалении от "своего" ретрансля­ тора на расстоянии 1,5...3,5 тыс. км. т.е. на расстоянии оптималь­ ной односкачковой трассы. Между ретрансляторами создается мно­ гоканальный ствол связи, например с помощью радиорелейных или тропосферных линий связи. Чтобы "осветить" всю зону, на ретранс­ ляторе достаточно иметь девять антенн, имеющих диаграммы на­ правленности шириной около 10...12° Каждая антенна "освещает" в зоне свой сектор площадью в среднем около 400 тыс. км2 На такой площади можно расположить 1-2 абонента в малоосвоенных рай­ онах, 15-20 и более в центральных и промышленных районах стра­ ны. Следовательно, на сектор в среднем необходимо около 10-12 рабочих частот. Так как каждый ретранслятор обслуживает две зоны по обе стороны от себя, то нужно иметь 18 антенн.

Рис. 4 .9

В итоге на ретранслятор приходится около 200 рабочих час­ тот. Кроме того, необходимо выделить ряд частот для организации многоканального ствола связи между ретрансляторами. Их нужно также около 200, но при организации очередности в обслуживании абонентов это число может быть сокращено, например, до 50. Та­ ким образом, для организации сети связи, показанной на рис.4.10, может оказаться достаточным набор из 700 рабочих частот. При­ мер использования сетей ВЧ радиосвязи с ВРП в Мексике иллюст­ рирует рис. 4.11 [4.2].

7 При скорости телеграфирования 50 Бод, т.е. при основной частоте манипуляции 25 Гц и пропускании третьей гармоники ма­ нипуляции, полоса пропускания одного канала при амплитудной манипуляции поднесущей должна составлять не более 200 Гц, что позволяет иметь в однополосном телефонном канале 3 кГц до 15 каналов. При частотной манипуляции в соответствии с материа­ лами МККР поднесущие каналов разносят на 129 Гц и в однопо­ лосном канале размещают до 20 каналов. Полоса пропускания пе­ редатчика ретранслятора может соответствовать двум - четырем телефонным каналам и обеспечить при благоприятных условиях распространения радиоволн соответственно до 60-80 каналов те­ леграфирования. С учетом неодновременности занятия каналов телеграфирования число абонентов в каждой обслуживаемой зоне может составлять примерно 500 и более.

12. Однородность системы (одинаковые абонентские ради станции и одинаковые параметры всех каналов связи) упрощает использование помехозащитного кодирования, автоматической защиты от ошибок и закрытия информации.

Таким образом, для системы РАСКАТ характерно: однока­ нальное излучение от абонента; формирование группового спек­ тра в эфире; групповой прием в ретрансляторе, обработка сигна­ лов, и его излучение в ретрансляторе; индивидуальный прием абонентом сигнала в выделенном ему канале, на который автома­ тически настроен приемник.

Связь организуется подобно обычной телеграфной связи или телексу. Абонент подходит к аппарату, передает сигнал вклю­ чения и номер вызываемого абонента. Приемник и передатчик на­ страиваются автоматически по каналам служебной связи. При не­ обходимости и передача, и прием также могут осуществляться ав­ томатически в соответствии с программой либо по вызову от абонента или с тракта управления через ретранслятор. Автомати­ ческая волновая служба непрерывно контролирует прохождение волн, загруженность частотных полос сигналами или помехами и качество сигналов. Она выявляет оптимальные полосы для свя­ зи, которые вводятся в управляющую систему.

Для автоматической коммутации необходимо и важно нуме­ ровать каналы, отражающие направление передачи и частоту. В соответствии с изложенным выше в системе связи через ВРП для связи ретранслятора с каждым абонентом выделяется не­ сколько узкополосных каналов, общих для сети. Для настройки пе­ редатчика и приемника абонента достаточно передать с ретранс­ лятора по служебным каналам кодированный номер абонента для его селективного вызова, а затем номера частотных каналов пере­ дачи и приема.

Предложим пятизначный сигнал настройки передатчика, со­ держащий цифру направления и, номер частоты (номер группового радиочастотного канала) и выделяемого в нем парциального кана­ ла (полосы для тонального телеграфирования). Так, в номере 119 18 будут обозначены настройка передатчика 1, номер частоты 19 и номер канала для телетайпа 18; в номере 2 06 52 - настройка приемника 2, номер частоты 6 и номер канала тонального теле­ графирования 52. Разумеется, что такой способ нумерации не единственно возможный. Можно также передавать команды на встречную кратковременную передачу сигналов зондирования с автоматической настройкой абонентского передатчика на зада­ ваемые частоты и на прием зондирующих сигналов от ретрансля­ тора с соответствующей настройкой абонентского приемника.

Эффективными средствами повышения точности передачи информации в разрабатываемой системе служат регенераторы телеграфных сигналов. Эти устройства, состоящие, в сущности, из решающего и формирующего блока и цепи синхронизации, преоб­ разуют импульсные сигналы, искаженные помехами и переходны­ ми процессами, в сигнал правильной формы, восстанавливая их в наиболее вероятном первоначальном виде. До недавнего вре­ мени регенератор оставался сравнительно крупным самостоя­ тельным устройством. При современном развитии микроэлектро­ ники имеется возможность делать регенераторы миниатюрными в интегральном исполнении. Это позволяет ввести их в состав не только аппаратуры ретранслятора, но и приемника каждой або­ нентской радиостанции.

Предотвращая суммирование искажений формы сигнала на направлениях "абонент - ретранслятор" и "ретранслятор - або­ нент", регенератор частично решает проблему повышения досто­ верности передачи информации, но не исключает возможность ошибок в передаче информации. Для существенного снижения ве­ роятности ошибок необходимы следующие меры:

наблюдение за условиями распространения радиоволн на раз­ ных частотах ВЧ диапазона и своевременная смена волн при ухуд­ шении распространения в используемой полосе частот. Эта задача решается путем активного зондирования трассы, т.е. передачи с од­ ного конца и приема на другом конце испытательных сигналов;

наблюдение за уровнем помех в каждой из выделенных полос частот и выявление полос с достаточно малым уровнем помех для предоставления их абонентам. Эта задача решается путем пассив­ ного зондирования, т е. непрерывного или периодического измере­ ния помех в зоне приема в соответствующих полосах частот;

обнаружение искажений в передаваемых кодированных со­ общений и восстановление их в первоначальном виде. Для решения этой задачи требуется прежде всего применять специальные коды с искусственно введенной избыточностью, позволяющие автоматиче­ ски обнаружить искаженные комбинации. Обычные коды преобра­ зуются в помехозащищенные автоматическими устройствами;

наблюдение за изменением частости обнаруживаемых и ис­ правляемых ошибок для оценки условий приема сигналов, выяв­ ления тенденции изменения их частости, прогнозирования качест­ ва связи и выбора программы мер для обеспечения требуемого качества. Такими мерами могут быть переход в другую частотную полосу, передача с частотным разнесением и др. Эта задача ус­ пешно решается, если в системе имеются устройства для обнару­ жения и исправления ошибок.

Первым признаком начинающегося ухудшения условий приема может служить появление и учащение одиночных ошибок, т.е. случаев превращения отдельных двоичных сигналов в проти­ воположные. Следовательно, основой устройств для обнаружения

исчета ошибок, а также сигнализации об их наличии могут служить устройства, реагирующие на одиночные ошибки.

При наличии перечисленных средств комплекс устройств, обеспечивающих точность передачи информации, т.е. адаптацию системы РАСКАТ, должен действовать, прежде всего, по сигналу от устройства, контролирующего искажения сообщений. Решаю­ щее устройство, сопоставляя этот сигнал с показателем распро­ странения радиоволн и пораженности частотных полос помехами, вырабатывает и подает команду в управляющие устройства для соответствующих перестроек в ретрансляторе и по служебным каналам у абонента.

Достаточно хорошо проверенная и зарекомендовавшая себя с положительной стороны система автоматического обнаружения ошибок с повторением искаженного текста рекомендована МККР

ишироко используется на линиях радиосвязи. Эта система пред­ полагает преобразование 5-значного кода в 7-значный с отноше­ нием числа посылок одного и другого знака 4:3. Искажения одной посылки в любой кодовой комбинации нарушает это соотношение, что автоматически обнаруживается и инициирует передачу по об­ ратному каналу запроса на повторение. По-видимому, этот метод

может быть положен и в основу контроля качества канала и ис­ правления ошибок в системе РАСКАТ При симплексной связи и нормальном ее режиме переспросы достаточно редки и могут делаться по каналу служебной связи.

Следует иметь ввиду, что существует одноканальная сим­ плексная телеграфная система с автоматическим исправлением ошибок, в основном соответствующая требованиям системы РАСКАТ Ее можно использовать как в фиксированной, так и в подвижной службах. На выходе оконечного устройства исполь­ зуют стартстопный 5-значный код со скоростью передачи 50 Бод, а в радиоканале - упомянутый выше 7-значный с автоматическим обнаружением одиночных ошибок.

В процессе реализации системы РАСКАТ потребуется ре­ шить многие принципиальные вопросы и создать целый ряд под­ систем и устройств, в частности:

антенны, пригодные для быстрого развертывания в обслу­ живаемой зоне и обладающие высокой надежностью. Одна антен­ на должна служить и для передачи, и для приема. Желательно, чтобы обеспечивался прием с поляризационным разнесением;

трансивер абонентской станции с быстрой перестройкой приемника и передатчика по командам из служебного канала;

широкополосные антенные усилители с режекцией сильных сосредоточенных помех и антенные коммутаторы с дистанцион­ ным управлением;

многоканальные приемные устройства для ретранслятора с автоматическим и дистанционным управлением, с быстрой элек­ тронной перестройкой;

устройства комбинирования сигналов при многократном разне­ сении, синхронный электронный регенератор телеграфных сигналов; устройства защиты оборудования от мощных электромаг­ нитных ударов, устройства автоматического обнаружения ошибок

и информационной обратной связи; систему служебной связи для дистанционного управления

и контроля абонентских станций; панорамный приемник для системы пассивного зондирования

радиоканалов, аппаратуру активного ионосферного зондирования; систему автоматического контроля и диагностики неисправ­

ностей оборудования, программно-управляющий центр и модем для ретранслятора, систему резервирования оборудования.

Система МЕЗОН. Эта система (рис.4.12) является развити­ ем системы РАСКАТ Построение ее учитывает обычно сущест­ вующую необходимость обеспечения связи в зоне, в которой рас­ положен ретранслятор. Как видно из изложенного выше, ретранс­ лятор в зоновой системе радиосвязи содержит широкополосные многоканальные приемник и передатчик. Вследствие большой мощности передатчика совместное размещение его с приемником исключается. Ретранслятор нуждается в надежном энергоснабже­ нии. Обычно для размещения подобных технических средств по технико-экономическим соображениям предпочтительны районы,

вкоторых имеются населенные пункты и вероятна необходимость

всредствах зоновой связи. Это целесообразно, в частности, ввиду необходимости профилактического и ремонтного обслуживания Следовательно, при оценке ситуации выявляется целесообраз­ ность предусмотреть в районе расположения ретранслятора об­ служиваемую зону, подобную зоне РАСКАТ (рис.4.8).

Современные требования к средствам связи предполагают предоставление абонентам, помимо связи в пределах данной зо­ ны, связь с абонентами других зон. Ретранслятор, требующийся для этого, можно расположить в любом месте, удаленном от зоны на 3...4 тыс. км. однако по тем же соображениям желательно раз­ местить его в населенной зоне. Соответственно система радио­ связи становится не только зоновой, но и межзоновой.

Абоненты зоны 31 (рис. 4.12) получают автоматизированную связь между собой через ретранслятор ВРП2. Аналогично, або­ ненты зоны 32 получают связь через ретранслятор ВРП1. Связь между абонентами зон 31 и 32 обеспечивается с использованием обоих ретрансляторов: вызов из зоны 31 передается на ретранс­ лятор ВРП2, с него на ретранслятор ВРП1 и с ВРП1 абоненту 32. В обратном направлении вызов проходит по цепи ВРП1 - ВРП2-31. Для этого между ВРП1 и ВРП2 действует нормальная односкачковая радиолиния межретрансляторной связи РМС. Ввиду ограни­ ченного объема межзоновой информации здесь, по-видимому, достаточно иметь один однополосный радиоканал.

Наличие линии РМС дает системе МЕЗОН дополнительные преимущества: по ней осуществляется постоянная и устойчивая служебная связь между ВРП; наиболее просто решается проблема автоматизированной частотной службы, основанной на наклонном ионосферном зондировании трассы в обоих направлениях.

Сочетание системы РАСКАТ и ее модификации МЕЗОН от­ крывает возможность развития резервной связи абонентского ра­ диотелеграфирования для всей территории страны или любых от­ даленных частей, независимо от их размеров. Для этого требуется совместить двухзоновые или построенные по этому же принципу многозоновые структуры с зонами, связанными через общий ретранслятор (рис.4.9), и структуры МЕЗОН (рис.4.12).

Система АСТРА. В этой системе (рис.4.13) сигнал от радио­ станции А одновременно передается трем ретрансляторам ВРП1 - ВРПЗ, которые могут быть расположены в любом месте по окруж­ ности с радиусом 2,5...3,5 тыс. км. Ретранслированные сигналы принимаются радиостанцией В, в которой осуществляется один из

91