Troposferična povezava. Troposferska radijska relejna komunikacijska linija "North"

Troposferska vez je znana kot troposferska metoda prenosa informacij z radijskimi valovi na pomembnih razdaljah - do 500 kilometrov ali več, odvisno od krajinskih in podnebnih dejavnikov. Ta metoda širjenja signala uporablja fenomen troposferskega sipanja, kjer se radijski valovi pri UHF in mikrovalovnih frekvencah naključno širijo, ko prehajajo skozi zgornje plasti troposfere.

Kako deluje

Širjenje radijskih valov v troposferi poteka v ozkem žarku, ki poteka naravnost do obzorja proti sprejemni postaji. Ko signali potujejo skozi troposfero, se del energije razprši nazaj na Zemljo, kar omogoča operaterju, da sprejme signal.


Valovi v frekvenčnem območju mikrovalovnih frekvenc se praviloma premikajo v ravnih črtah in so zato omejeni z območjem, v katerem lahko sprejemnik »vidi« oddajno anteno. Običajno je razdalja komunikacije omejena na vizualno obzorje - približno 48-64 km. Troposferska radijska komunikacija omogoča uporabo ozonske mikrovalovne povezave.

Razvoj

Sistem je bil razvit v petdesetih letih prejšnjega stoletja in se je aktivno uporabljal za komunikacije na dolge razdalje predvsem z vojaškimi strukturami, če ga komunikacijski sateliti niso spremenili v sedemdesetih letih. Toda troposferska komunikacija se danes uporablja tudi kot alternativa satelitom v nedostopnih regijah. Pionirji v tej smeri so bili strokovnjaki iz ZDA, Velike Britanije in ZSSR. Znanstveniki so ugotovili, da od takratTroposfera je turbulentna in ima visok delež vlage, se razpršijo radijski signali v troposferi, zato sprejemna antena zbira le majhen del radijskega vira. V praksi je bilo ugotovljeno, da so prenosne frekvence v območju 2 GHz najprimernejše za troposferske sisteme sipanja, saj na tej frekvenci dolžina signalnih valov dobro vpliva na mokre, turbulentne dele zgornje atmosfere in izboljša razmerje signal /šum.


Razvoj

Danes so signali na dolge razdalje zaupali sateliti. Radijska relejna komunikacija se uporablja na razdaljah do 40-50 km. Troposferske komunikacije so imele vmesni položaj. Tipične razdalje med postajami znašajo 50-250 km, čeprav je mogoče doseči velike razdalje, odvisno od podnebja, terena in zahtevane hitrosti prenosa podatkov. Na primer, v verigi postaj med Okinavo (Japonska) in Havaji (ZDA), ki se razteza čez Pacifik, je povprečna razdalja 1000 milj, na ločenih lokacijah pa presega 1300 milj. Sovjetska komunikacijska linija "North" je imela rekordno skupno dolžino 13.200 km. Na ločenih mestih je bila razdalja med sprejemnikom in oddajnikom 450 km.

Tehnologije

Z uporabo satelitov na dolge razdalje se obstoječi sistemi troposferskega sistema uporabljajo na krajših razdaljah kot prejšnji sistemi 50-ih in 70-ih let. To je omogočilo bistveno zmanjšanje velikosti anten in ojačevalnikov, da bi zmanjšali porabo energije. Hkrati se je pasovna širina znatno povečala. Tipične dimenzijeantene se gibljejo od 12 do 12 metrov, tipični ojačevalniki pa od 10 W do 2 kW. Zaradi uvedbe sodobnih tehnologij lahko hitrost prenosa podatkov preseže 20 Mbps, kar je dovolj za prenos govora, informacij, delovanje avtomatskih sistemov v vojaškem in komunikacijskem sektorju.
Ta vrsta radia je dokaj varna pot za razširjanje informacij. Prestrezanje signalov je izredno težko, zaradi česar je tehnologija zelo privlačna za vojsko.

Značilnosti

V preteklosti so bile vojaške komunikacije v troposferi "ozke". Uporabljeni so bili le omejeni informacijski kanali z ozko pasovno širino: običajno do 32 analognih kanalov s pasovno širino 4 kHz. Sodobni vojaški sistemi so "širokopasovni", saj delujejo z digitalnimi kanali 4-16 Mbps. Civilni troposferski komunikacijski sistemi, kot je na primer repetitorska mreža British Telecom (BT) Northwind, je zahtevala uporabo boljših informacijskih kanalov. Pred uvedbo satelitske tehnologije so bili uporabljeni visokofrekvenčni radijski signali od 3 do 30 MHz. BT sistemi so bili sposobni oddajati in sprejemati 156 analognih podatkovnih in telefonskih kanalov na naftna polja v Severnem morju z uporabo frekvenčnega delitvenega multipleksiranja (FDMX) za združevanje kanalov.

Parametri

Zaradi narave turbulence v troposferi, da bi zagotovili zanesljivost 9998%, so komunikacije uporabljale potiPorazdelitev s štiristranskim ločevanjem signalov. Sistemi s štirimi prostorskimi in polarizacijskimi razlikami zahtevajo dve ločeni anteni (razmaknjeni na nekaj metrov narazen) in dva različno polarizirana oddajnika: enega z vertikalno polarizacijo in drugega z vodoravnim. To je zagotovilo, da bo v vsakem trenutku odprt vsaj en kanal signala. Signali iz štirih različnih smeri so bili rekombinirani v sprejemniku, kjer fazna korekcija odpravlja fazno razliko vsakega signala. Povzročili so jih različne dolžine poti vsakega signala od oddajnika do sprejemnika. Po korekciji se lahko štiri signalne faze adično združijo.

Uporaba v tujini

Pojav troposferskega sipanja je bil uporabljen za ustvarjanje civilnih in vojaških komunikacijskih kanalov v nekaterih delih sveta, kjer je bilo nemogoče (nepotrebno) uporabiti radijsko relejno komunikacijo. Med največjimi predmeti:
  • ACE-High (uporabnik - Evropska zveza NATO). Deloval je od leta 1956 do leta 1980.
  • British Telecom (Združeno kraljestvo). Komunikacijski center v Morond Hillu, Shetlandski otoki.
  • Komunikacijske linije "Torfhaus-Berlin" in "Klenze-Berlin" (Nemčija). Delovali so v času hladne vojne.
  • Portugal Telecom (Portugalska).
  • CNT (kanadska telekomunikacijska družba).
  • Vrstica "Kuba - Florida". Deluje med mestoma Guanabo in Florida City.
  • AT & T (USA) Corporation. Centri v Chatem, Buckingham, Charlottesville, Lysberg, Hagerstown.
  • Teksaški stolpi (ZDA). Sistemradarji za zračno obrambo, sestavljeni iz 5 stolpov.
  • Srednjeevropska linija. Linija s petimi radarskimi postajami, ki se razteza čez srednji del Kanade od Atlantika do Tihi ocean.
  • Linija Pinetree. Serija štirinajstih postaj, ki zagotavljajo komunikacijo za vzhodne morske radarske postaje Združenih držav in Kanade.
  • Bela Alisa (ZDA). Vojaško in civilno komunikacijsko omrežje, ki ga sestavlja 80 postaj, pokriva večino Aljaske. V poznih 80-ih je delo prenehalo.
  • Vrstica "Bahrajn - ZAE". Sistem povezuje Al Manama (Bahrajn) in Dubaj (Združeni arabski emirati).
  • Japonska omrežja Troposcatter. Dve mreži, ki povezujeta japonske otoke od severa do juga.
    ZSSR /Rusija
    Ob upoštevanju velikosti Sovjetske zveze se je troposferna povezava aktivno uporabljala predvsem za podporo komunikacijskih kanalov na severu, v Sibiriji, na Daljnem vzhodu in med državami Unije. To je:
  • Vrstica "Indija-ZSSR". Deloval je med krajema Srinagar (Kašmir) in Dangara (Tadžikistan).
  • ČEPKE. Prečkajo Varšavsko pogodbo, ki se razteza od Rostocka (GDR), preko Češkoslovaške, Madžarske, Poljske, BSSR, ZSSR, Romunije in Bolgarije.
  • Komunikacijski sistem "North". Ena od največjih svetovnih priobalnih linij, ki se razteza od polotoka Kola do Chukotke. Sestavljen je iz 46 TRPS, ki se večinoma nahajajo vzdolž Arktičnega oceana, Urala, Jenisejske in Elena reke, Barentsovega in Okhotskega morja.
  • Taktični TZ

    Poleg trajnih komunikacijskih sistemov za troposfere,številne države so izdelale mobilne postaje taktičnega namena:
  • Sovjetska /ruska serija TZ MNIRTI ("Brig", "Echelon", "Atlet", "Albatross", "Baklan"), NIRTI (Baget), "Radiokomunikacije" .
  • Kitajska: serija CETC.
  • ​​
  • Nato: komunikacijski sistemi AN /TRC, AN /GRC.
  • Današnji dan

    Danes je ameriška vojska uporabljala taktične sisteme troposferskega sipanja, ki jih je razvil Raytheon za dolgoročne komunikacije. Na voljo sta v dveh konfiguracijah: težki tropo in sodobnejši - lahki tropo. Ti sistemi zagotavljajo štiri multipleksirane skupinske kanale in šifriranje podaljškovne linije 16 ali 32 lokalnih analognih telefonskih številk. V Rusiji poteka tudi delo za izboljšanje te vrste komunikacije. Na primer, NEK "Radiokomunikacije" je že razvila peto generacijo MS: "Sosnick-4PM" in P423-AMK. Mobilna kontejnerska postaja P423-AMK na primer deluje na frekvencah 44-5 GHz z zahtevanim dosegom do 230 km. Sodobne postaje imajo možnost kombinirati troposferske in satelitske komunikacije. Izračuni kažejo, da je hitrost sedanje cenejše elektronike, zmanjšanje linearne velikosti postaj, uvedba najnovejšega razvoja držav članic bolj donosna za delovanje kot rast satelitskega združevanja. V primeru jedrskega spora je to edina vrsta komunikacije, ki bo delovala.

    Sorodne publikacije