Troposphärische Kommunikation. Troposphärischer Richtfunklink "Sever"

Die troposphärische Verbindung ist als troposphärische bekannteine Methode zur Übertragung von Informationen mittels Radiowellen über signifikante Entfernungen - bis zu 500 Kilometer oder mehr, abhängig von den Gelände- und Klimafaktoren. Diese Methode der Signalausbreitung nutzt das Phänomen der troposphärischen Streuung, bei der sich Radiowellen bei UHF- und Mikrowellenfrequenzen zufällig durch die oberen Schichten der Troposphäre ausbreiten.

Wie es funktioniert

Die Ausbreitung von Radiowellen in der Troposphäre erfolgtin einem schmalen Strahl, der knapp über dem Horizont zur Empfangsstation führt. Wenn Signale durch die Troposphäre passieren, wird ein Teil der Energie zur Erde abgeführt, wodurch der Bediener das Signal empfangen kann.

In der Regel die Wellen im Mikrowellenfrequenzbereichbewegen sich entlang gerader Linien und sind daher auf eine Zone beschränkt, in der der Empfänger die Sendeantenne "sehen" kann. Normalerweise ist die Kommunikationsdistanz durch den visuellen Horizont begrenzt - dies ist ungefähr 48-64 km. Troposphärische Funkkommunikation ermöglicht die Verwendung einer Mikrowellen-Kopplung über den Horizont hinweg.

Entwicklung

Das System wurde in den 1950er Jahren entwickelt und ist aktivEs wurde für die Fernkommunikation hauptsächlich durch militärische Strukturen verwendet, bis Kommunikationssatelliten es in den 1970er Jahren ersetzten. Troposphärische Kommunikation wird jedoch heute noch als Alternative zu Satelliten in schwer zugänglichen Regionen eingesetzt.

Die Pioniere in dieser Richtung waren Spezialisten vonUSA, Großbritannien und die UdSSR. Die Wissenschaftler fanden heraus, dass, da die Troposphäre turbulent ist und einen hohen Feuchtigkeitsgehalt hat, Radiosignale der troposphärischen Streuung gebrochen werden und daher die Empfangsantenne nur einen kleinen Teil der Radioressourcen sammelt. In der Praxis wurde festgestellt, dass Sendefrequenzen im Bereich von 2 GHz am besten für troposphärische Streusysteme geeignet sind, da bei dieser Frequenz die Signalwellenlänge gut mit den feuchten, turbulenten Abschnitten der oberen Atmosphäre interagiert und das Signal-Rausch-Verhältnis verbessert.

Entwicklung

Heute, Fern-Signalisierungvertrauenswürdige Satelliten. Die Funkrelaiskommunikation wird in Entfernungen von bis zu 40-50 km verwendet. Troposphärische Kommunikation nahm eine Zwischenposition ein. Typische Entfernungen zwischen den Stationen sind 50-250 km, obwohl je nach Klima, Gelände und benötigter Datenrate sehr viel längere Distanzen erreicht werden können.

Zum Beispiel in der Kette der Stationen zwischen Okinawa (Japan)und Hawaii (USA), erstreckt sich über den Pazifischen Ozean, ist die durchschnittliche Entfernung 1000 Meilen und in einigen Bereichen übersteigt 1.300 Meilen. Die sowjetische Kommunikationslinie "North" hatte eine Rekordlänge von 13.200 km. In einigen Gebieten betrug der Abstand zwischen dem Empfänger und dem Sender 450 km.

Technologie

Bei Verwendung von Fernkommunikationssatellitenbestehende Systeme troposphärischer Linien werden in kürzeren Entfernungen als die früheren Systeme der 50-70er Jahre verwendet. Dies ermöglichte es, die Größe von Antennen und Verstärkern mehrmals zu reduzieren, um den Stromverbrauch zu reduzieren. Gleichzeitig hat sich der Durchsatz deutlich erhöht.

Typische Antennengrößen liegen zwischen 1,2 und 12Meter und die typische Leistung der Verstärker liegt zwischen 10 W und 2 kW. Dank der Einführung moderner Technologien kann die Übertragungsgeschwindigkeit von Daten 20 Mbit / s überschreiten, was ausreichend ist, um Sprache, Information, automatische Systeme im Militär- und Kommunikationsbereich bereitzustellen.

Diese Art der Funkkommunikation ist eine ziemlich sichere Art der Informationsverbreitung. Das Abfangen von Signalen ist extrem schwierig, was die Technologie für das Militär sehr attraktiv macht.

Eigenschaften

Zuvor wurden troposphärische Kommunikationslinien verwendetMilitär, waren "eng fokussiert". Es wurden nur Informationskanäle mit schmaler Bandbreite verwendet: in der Regel bis zu 32 analoge Kanäle mit einer Bandbreite von 4 kHz. Moderne Militärsysteme sind "Breitband", da sie mit digitalen Kanälen von 4-16 Mbit / s arbeiten.

Zivile Systeme troposphärischer Kommunikation,Wie das von British Telecom (BT) betriebene Netz von Retransmittern für Ölbohrungen in der Nordsee, erforderte der Einsatz besserer Informationskanäle. Vor der Einführung der Satellitentechnologie wurden Hochfrequenz-Funksignale von 3 bis 30 MHz verwendet. BT-Systeme waren in der Lage, 156 analoge Daten und Telefonkanäle an die Ölplattformen in der Nordsee zu senden und zu empfangen, wobei Frequenzmultiplex (FDMX) verwendet wurde, um die Kanäle zu verbinden.

Parameter

Aufgrund der Natur der Turbulenzen in der Troposphäre fürGewährleistung der Zuverlässigkeit von 99,98% der Kommunikatoren verwendet die Ausbreitungspfade mit vierfacher Diversität von Signalen. Systeme mit vier räumlichen und Polarisationsabständen benötigten zwei separate Antennen (im Abstand von einigen Metern) und zwei unterschiedlich polarisierte Strahler: eine mit vertikaler Polarisation, die zweite mit horizontaler Polarisation. Dadurch war sichergestellt, dass zu jedem Zeitpunkt mindestens ein Signalkanal geöffnet war.

Signale aus vier verschiedenen Richtungen warenIm Empfänger rekombiniert, wo der Phasenkorrektor die Phasendifferenzen jedes Signals beseitigte. Sie wurden durch die unterschiedlichen Weglängen jedes Signals vom Sender zum Empfänger verursacht. Nach der Phasenkorrektur können vier Signale additiv kombiniert werden.

Verwenden Sie im Ausland

Das Phänomen der troposphärischen Streuung wurde verwendetfür die Schaffung sowohl ziviler als auch militärischer Kommunikationskanäle in einer Reihe von Regionen der Welt, in denen es unmöglich (unangemessen) ist, Mikrowellen-Relais-Kommunikation zu verwenden. Zu den größten Objekten:

• ACE High (Benutzer - Europäischer Zweig der NATO). Betrieben von 1956 bis 1980.
• British Telecom (Großbritannien). Kommunikationszentrum in Mormond Hill, Shetlandinseln.
• Kommunikationslinien "Torfhaus - Berlin" und "Klenze - Berlin" (Deutschland). In der Ära des Kalten Krieges.
• Portugal Telecom (Portugal).
• CNT (kanadische Telekommunikationsgesellschaft).
• Die Linie "Kuba - Florida". Es operiert zwischen den Städten Guanabo und Florida City.
• Corporation AT & T (USA). Die Zentren in Chatham, Buckingham, Charlottesville, Leesburg, Hagerstown.
• Texas Türme (USA). Das System der Luftverteidigungsradare, bestehend aus 5 Türmen.
• Mittlere Kanada-Linie. Eine Linie von fünf Radarstationen erstreckt sich quer durch Kanada vom Atlantik bis zum Pazifik.
• Pinetree Linie. Eine Reihe von vierzehn Stationen, die für die östlichen Marine-Radarstationen der Vereinigten Staaten und Kanadas kommunizieren.
• "Weiße Alice" (USA). Militärische und zivile Kommunikationsnetzwerk, bestehend aus 80 Stationen, die einen großen Teil der Alaska bedecken. In den späten 80er Jahren hörte ich auf zu arbeiten.
• Die Linie "Bahrain - Vereinigte Arabische Emirate". Ein System, das Al-Manama (Bahrain) und Dubai (Vereinigte Arabische Emirate) verbindet.
• Japanische Netzwerke Troposcatter. Zwei Netzwerke verbinden die japanischen Inseln von Norden nach Süden.

UdSSR / Russland

In Anbetracht der Größe der Sowjetunion wurde die troposphärische Kommunikation hauptsächlich dazu genutzt, Kommunikationskanäle im Norden, Sibirien, im Fernen Osten und zwischen den verbündeten Ländern aufrechtzuerhalten. Das:

• Linie "Indien - UdSSR". Betrieben zwischen den Punkten Srinagar (Kaschmir) und Dangara (Tadschikistan).
• BARS. Das Netzwerk des Warschauer Vertrages erstreckt sich von Rostock (DDR) über die Tschechoslowakei, Ungarn, Polen, die BSSR, die Ukrainische SSR, Rumänien und Bulgarien.
• Kommunikationssystem "Nord". Eine der weltweit größten Linien der Kommunikation über den Horizont, die sich von der Halbinsel Kola bis nach Tschukotka erstreckt. Es besteht aus 46 TRSS, die hauptsächlich entlang des Nordpolarmeeres, des Uralgebirges, der Flüsse Jenissei und Lena, der Barents und des Ochotskischen Meers liegen.

Taktisches Fahrzeug

Zusätzlich zu den permanenten troposphärischen Kommunikationssystemen haben eine Reihe von Ländern mobile taktische Stationen entwickelt:

• Sowjetische / russische Fahrzeuge der MNIRTI-Serie (Brig, Echelon, Athlet, Albatross, Baklan), NIRTI (Baguette), Radiosvyaz.
• China: CETC-Serie.
• NATO: Kommunikationssysteme Troposcatter AN / TRC, AN / GRC.

Der heutige Tag

Heute benutzt die US-Armee taktischetroposphärische Dispersionssysteme, die von Raytheon für die Langzeitkommunikation entwickelt wurden. Sie sind in zwei Konfigurationen erhältlich: schweres tropo und moderneres - leichtes tropo. Diese Systeme bieten vier multiplexierte Gruppenkanäle und eine externe Leitungsverschlüsselung über 16 oder 32 lokale analoge Telefonnummern.

Russland arbeitet auch daranVerbesserung dieser Art der Kommunikation. Zum Beispiel hat NPP Radiosvyaz bereits die fünfte Generation des TS entwickelt: Sosnik-4PM und P423-AMK. Zum Beispiel arbeitet die mobile Containerstation P423-AMK mit Frequenzen von 4,4-5 GHz mit dem beanspruchten Kommunikationsbereich von bis zu 230 km.

Moderne Stationen haben eine ChanceKombination von troposphärischen und Satellitenkommunikation. Berechnungen zeigen, dass bei den derzeitigen Raten der preiswerten Elektronik, der Verringerung der linearen Abmessungen von Stationen, die Einführung neuer Entwicklungen, der TS im Betrieb rentabler ist als der Aufbau einer Satellitenkonstellation. Im Falle eines nuklearen Konflikts ist dies die einzige Art von Kommunikation, die funktionieren wird.