МОБИЛЬНАЯ АППАРАТНАЯ МНОГОКАНАЛЬНОЙ РАДИОРЕЛЕЙНОЙ СВЯЗИ
MOBILE HARDWARE MULTICHANNEL RADIO RELAY COMMUNICATION

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для организации радиорелейных линий связи с образованием в них каналов тональной частоты, каналов передачи данных и цифровых трактов с возможностью передачи по образованным каналам и трактам аналоговой и цифровой информации, а также для ответвления каналов от многоканальных радиорелейных, тропосферных и проводных линий связи.
Известно устройство радиорелейной связи, описанное в [1]. Это устройство содержит приемопередающую антенну, приемник, блок управления, переключатель и передатчик. В состав блока управления входит амплитудный детектор, первый и второй компараторы, первый и второй инверторы, элемент И, счетчик, генератор тактовых импульсов и RS-триггер.
Известное устройство обеспечивает работу только на прием и имеет поэтому ограниченное применение, поскольку оно предназначено для выполнения только одной функции, а именно повышение устойчивости связи при замираниях на трассе.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является выбранный в качестве прототипа мобильный комплекс связи «МИК-МКС» [2], разработанный ЗАО «НПФ «МИКРАН» (г. Томск). Этот комплекс связи выполнен на шасси автомобиля КАМАЗ как аппаратная машина с антенно-мачтовым устройством. Аппаратная машина включает в себя складную мачту, на верхней площадке которой установлены четыре опорно-поворотных устройства, на каждом из которых крепятся параболические антенны диаметром 0,6 или 1,0 м, четыре полукомплекта радиорелейного оборудования (РРО), базовую станцию широкополосного беспроводного доступа WIMIC-2000B или WIMIC-6000B, автоматизированное рабочее место оператора (АРМО) с управляющим компьютером и специальным программным обеспечением, коммутатор Ethernet, мультиплексор комбинированный, коммутатор цифровых сигналов, навигационный приемник со встроенной антенной и УКВ радиостанцию служебной связи с антенной.
Известная аппаратная машина обеспечивает работу в четырех направлениях связи с помощью имеющегося в ее составе радиорелейного оборудования, развертывание базовой станции широкополосного беспроводного до-ступа с зоной покрытия до 35 км при наличии прямой видимости и привязку к ведомственной сети связи или сети связи общего пользования по стандартным интерфейсам при помощи медно-кабельной или оптоволоконной линии.
Основным недостатком аппаратной машины является работа радиорелейного оборудования только в сверхвысокочастотном диапазоне с обеспечением передачи цифровой информации по образованным направлениям связи, а также громоздкость оборудования, что ограничивает возможность использования такой аппаратной на линиях привязки в полевых условиях.
Целью изобретения является расширение функциональных возможностей мобильной аппаратной по организации полевых многоканальных радиорелейных линий связи с обеспечением передачи по образованным каналам и трактам как аналоговой, так и цифровой информации.
Поставленная цель достигается тем, что в мобильную аппаратную многоканальной радиорелейной связи, содержащую два моноблока приемопередатчиков сверхвысокочастотного (СВЧ) диапазона с антеннами, мачту с закрепленным на ней опорно-поворотным устройством (ОПУ), автоматизированное рабочее место оператора (АРМО) с управляющим компьютером, коммутатор Ethernet, навигационный приемник со встроенной антенной, соединительные линии для приема/выдачи трактов Е1, линии связи для приема/выдачи трактов Ethernet и ультракоротковолновую (УКВ) радиостанцию служебной связи с антенной, отличающаяся тем, что в нее дополнительно введены два моноблока приемопередатчиков диапазона дециметровых волн (ДЦВ) с антеннами, вторая мачта с закрепленным на ней опорно-поворотным устройством, вводный щит, блок коммутации каналов и режимов (БККР),  устройство цифрового сопряжения, два триплексера, блок внешних служебных линий, второе АРМО с управляющим компьютером, два блока связи оператора (БСО), к каждому из которых подключена микротелефонная трубка (МТТ), второй коммутатор Ethernet, соединительные линии (СЛ) для приема/выдачи каналов тональной частоты (ТЧ), местные линии служебной связи и пульт связи водителя с подключенной к нему микротелефонной трубкой, при этом высокочастотные входы-выходы первой антенны диапазона ДЦВ и первой антенны диапазона СВЧ через опорно-поворотное устройство, закрепленное на первой мачте, и вводный щит посредством фидера подключены к первому входу-выходу первого триплексера, второй и третий входы-выходы которого подключены к антенным входам-выходам соответственно первого моноблока приемопередатчика диапазона ДЦВ и первого моноблока приемо-передатчика диапазона СВЧ, высокочастотные входы-выходы второй антенны диапазона ДЦВ и второй антенны диапазона СВЧ через опорно-поворотное устройство, закрепленное на второй мачте, и вводный щит посредством фидера подключены к первому входу-выходу второго триплексера, второй и третий входы-выходы которого подключены к антенным входам-выходам соответственно второго моноблока приемопередатчика диапазона ДЦВ и второго моноблока приемопередатчика диапазона СВЧ, входы-выходы каналов ТЧ первого моноблока и второго моноблока приемопередатчиков диапазона ДЦВ подключены к соответствующим входам-выходам каналов ТЧ устройства цифрового сопряжения, первая группа станционных входов-выходов которого через блок коммутации каналов и режимов подключена к первым станционным входам-выходам вводного щита, первые линейные входы-выходы которого соединены с линейными входами-выходами СЛ для приема/выдачи каналов ТЧ, входы-выходы цифровых каналов первого моноблока и второго моноблока приемопередатчиков диапазона СВЧ по стыку Е2 подключены к соответствующим входам-выходам каналов Е2 устройства цифрового сопряжения, вторая группа станционных входов-выходов которого через блок коммутации каналов и режимов подключена ко вторым станционным входам-выходам вводного щита, вторые линейные входы-выходы которого соединены с линейными входами-выходами СЛ для приема/выдачи трактов Е1, входы-выходы трактов Ethernet первого и второго моноблоков приемопередатчиков диапазона ДЦВ, первого и второго моноблоков приемо-передатчиков диапазона СВЧ по стыку Ethernet подключены к соответствующим станционным входам-выходам трактов Ethernet блока коммутации каналов и режимов, линейные входы-выходы которого соединены с третьими станционными входами-выходами вводного щита, к третьим линейным входам-выходам которого подключены линии связи для приема/выдачи трактов Ethernet, к четвертым линейным входам-выходам вводного щита подключены местные линии служебной связи, входы-выходы каналов служебной связи (КСС), выделенных устройством цифрового сопряжения из групповых потоков, подключены с входов-выходов устройства к соответствующим входам-выходам блока внешних служебных линий, первые, вторые, третьи и четвертые входы-выходы которого подключены к входам-выходам каналов служебной связи соответственно первого и второго моноблоков приемопередатчиков диапазона ДЦВ, первого и второго моноблоков приемопередатчиков диапазона СВЧ, первые информационно-управляющие входы-выходы которых по шине управления подключены к первым информационно-управляющим входам управляющего компьютера первого АРМО, вторые информационно-управляющие входы-выходы которого соединены с первыми информационно-управляющими входами-выходами блока внешних служебных линий, вторые информационно-управляющие входы-выходы первого и второго моноблоков приемопередатчиков диапазона ДЦВ, первого и второго моноблоков приемопередатчиков диапазона СВЧ по шине управления подключены к первым информационно-управляющим входам-выходам управляющего компьютера второго АРМО, вторые информационно-управляющие входы-выходы которого соединены со вторыми информационно-управляющими входами-выходами блока внешних служебных линий, информационный вход-выход управляющего компьютера первого АРМО по стыку Ethernet соединен с входом-выходом навигационного приемника со встроенной антенной, пятые и шестые входы-выходы блока внешних служебных линий подключены к первым входам-выходам соответственно первого блока связи оператора, вторые входы-выходы которого соединены с информационными входами-выходами микротелефонной трубки, и к первым входам-выходам второго блока связи оператора, вторые входы-выходы которого соединены с информационными входами-выходами микротелефонной трубки, четвертые станционные входы-выходы вводного щита по стыку Ethernet соединены с первыми входами-выходами первого коммутатора Ethernet, вторые входы-выходы которого по стыку Ethernet соединены с первыми входами-выходами второго коммутатора Ethernet, первые, вторые, третьи, четвертые и пятые информационные входы-выходы которого по стыкам Ethernet подключены к информационным входам-выходам соответственно первого и второго моноблоков приемопередатчиков диапазона ДЦВ, первого и второго моноблоков приемопередатчиков диапазона СВЧ и управляющего компьютера первого АРМО, седьмые входы-выходы блока внешних служебных линий соединены с первыми канальными входами-выходами пульта связи водителя, вторые канальные входы-выходы которого соединены с канальными входами-выходами УКВ радиостанции служебной связи, высокочастотные входы-выходы которой соединены с высокочастотными входами-выходами антенны УКВ радиостанции, информационные входы-выходы пульта связи водителя соединены с информационными входами-выходами микротелефонной трубки.
Сопоставимый анализ с прототипом показывает, что предлагаемая мобильная аппаратная многоканальной радиорелейной связи отличается наличием новых блоков, в том числе: двух моноблоков приемопередатчиков диапазона дециметровых волн (ДЦВ) с антеннами, второй мачты с закрепленным на ней опорно-поворотным устройством, вводного щита, блока коммутации каналов и режимов (БККР), устройства цифрового сопряжения (УЦС), двух триплексеров, блока внешних служебных линий, второго АРМО с управляющим компьютером, двух блоков связи оператора (БСО), к каждому из которых подключена микротелефонная трубка (МТТ), второго коммутатора Ethernet, соединительных линий (СЛ) для приема/выдачи каналов тональной частоты (ТЧ), местных линий служебной связи и пульта связи водителя с подключенной к нему микротелефонной трубкой, а также изменением связей между известными блоками мобильной аппаратной.
Таким образом, заявляемая мобильная аппаратная многоканальной радиорелейной связи соответствует критерию изобретения «новизна». Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями показывает, что введенные блоки широко известны и дополнительного творчества по их реализации не требуется. Однако при их введении в указанной связи с остальными элементами схемы в заявляемую мобильную аппаратную выше-указанные блоки проявляют новые свойства, что приводит к достижению поставленной цели.
Это позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию «существенные отличия».
Заявляемое решение явным образом не следует из уровня техники и имеет изобретательский уровень.
На чертеже приведена структурная электрическая схема мобильной аппаратной многоканальной радиорелейной связи.
Мобильная аппаратная многоканальной радиорелейной связи содержит первую антенну 1 диапазона дециметровых волн (ДЦВ), первую мачту 2 с закрепленным на ней опорно-поворотным устройством (ОПУ), первую антенну 3 диапазона СВЧ, вторую антенну 4 диапазона ДЦВ, вторую мачту 5 с закрепленным на ней опорно-поворотным устройством (ОПУ), вторую антенну 6 диапазона СВЧ, вводный щит 7, блок 8 коммутации каналов и режимов (БККР), устройство 9 цифрового сопряжения, первый триплексер 10, первый моноблок 11 приемопередатчика (МПП) диапазона ДЦВ, первый моноблок 12 приемопередатчика диапазона СВЧ, второй триплексер 13, второй моноблок 14 приемопередатчика диапазона ДЦВ, второй моноблок 15 приемопередатчика диапазона СВЧ, блок 16 внешних служебных линий, первое автоматизированное рабочее место оператора (АРМО) 17 с управляющим компьютером, второе АРМО 18 с управляющим компьютером, первый блок 19 связи опера-тора (БСО), к которому подключена микротелефонная трубка (МТТ) 20, второй блок 21 связи оператора, к которому подключена МТТ 22, первый коммутатор 23 Ethernet, второй коммутатор 24 Ethernet, соединительные линии (СЛ) 25 для приема/выдачи каналов тональной частоты (ТЧ), СЛ 26 для приема/выдачи трактов Е1, линии связи 27 для приема/выдачи трактов Ethernet, местные линии 28 служебной связи, пульт 29 связи водителя (ПСВ), к которому подключена МТТ 30, УКВ радиостанцию 31 служебной связи, антенну 32 УКВ радиостанции служебной связи и навигационный приемник 33 со встроенной антенной.
Высокочастотные входы-выходы первой антенны 1 диапазона ДЦВ и первой антенны 3 диапазона СВЧ через опорно-поворотное устройство, закрепленное на первой 2 мачте, и вводный щит 7 посредством фидера подключены к первому входу-выходу первого триплексера 10, второй и третий входы-выходы которого подключены к антенным входам-выходам соответственно первого моноблока 11 приемопередатчика ДЦВ и первого моноблока 12 приемопередатчика диапазона СВЧ. Высокочастотные входы-выходы второй антенны 4 диапазона ДЦВ и второй антенны 6 диапазона СВЧ через опорно-поворотное устройство, закрепленное на второй 5 мачте, и вводный щит 7 посредством фидера подключены к первому входу-выходу второго триплексера 13, второй и третий входы-выходы которого подключены к антенным входам-выходам соответственно второго моноблока 14 приемопередатчика диапазона ДЦВ и второго моноблока 15 приемопередатчика диапазона СВЧ. Входы-выходы каналов ТЧ первого моноблока 11 и второго моноблока 14 приемопередатчиков диапазона ДЦВ подключены к соответствующим входам-выходам каналов ТЧ устройства 9 цифрового сопряжения, первая группа станционных входов-выходов которого через блок 8 коммутации каналов и режимов подключена к первым станционным входам-выходам вводного щита 7, первые линейные входы-выходы которого соединены с линейными входами-выходами СЛ 25 для приема/выдачи каналов ТЧ. Входы-выходы цифровых каналов первого моноблока 12 и второго моноблока 15 приемопередатчиков диапазона СВЧ по стыку Е2 подключены к соответствующим входам-выходам каналов Е2 устройства 9 цифрового сопряжения, вторая группа станционных входов-выходов которого через блок 8 коммутации каналов и режимов подключена ко вторым станционным входам-выходам вводного щита 7, вторые линейные входы-выходы которого соединены с линейными входами-выходами СЛ 26 для приема/выдачи трактов Е1. Входы-выходы трактов Ethernet первого 11 и второго 14 моноблоков приемопередатчиков диапазона ДЦВ, первого 12 и второго 15 моноблоков приемопередатчиков диапазона СВЧ по стыку Ethernet подключены к соответствующим станционным входам-выходам трактов Ethernet блока 8 коммутации каналов и режимов, линейные входы-выходы которого соединены с третьими станционными входа-ми-выходами вводного щита 7, к третьим линейным входам-выходам которого подключены линии 27 связи для приема/выдачи трактов Ethernet, к четвертым линейным входам-выходам вводного щита 7 подключены местные линии 28 служебной связи. Входы-выходы каналов служебной связи (КСС), выделенных устройством 9 цифрового сопряжения из групповых потоков, подключены с входов-выходов устройства 9 к соответствующим входам-выходам блока 16 внешних служебных линий, первые, вторые, третьи и четвертые входы-выходы которого подключены к входам-выходам каналов служебной связи соответственно первого 11 и второго 14 моноблоков приемопередатчиков диапазона ДЦВ, первого 12 и второго 15 моноблоков приемопередатчиков диапазона СВЧ, первые информационно-управляющие входы-выходы которых по шине управления подключены к первым информационно-управляющим входам управляющего компьютера первого АРМО 17, вторые информационно-управляющие входы-выходы которого соединены с первыми информационно-управляющими входами-выходами блока 16 внешних служебных линий, вторые информационно-управляющие входы-выходы первого 11 и второго 14 моноблоков приемопередатчиков диапазона ДЦВ, первого 12 и второго 15 моноблоков приемопередатчиков диапазона СВЧ по шине управления подключены к первым информационно-управляющим входам-выходам управляющего компьютера второго 18 АРМО, вторые информационно-управляющие входы-выходы которого соединены со вторыми информационно-управляющими входами-выходами блока 16 внешних служебных линий, информационный вход-выход управляющего компьютера первого 17 АРМО по стыку Ethernet соединен с входом-выходом навигационного приемника 33 со встроенной антенной. Пятые и шестые входы-выходы блока 16 внешних служебных линий подключены к первым входам-выходам соответственно первого 19 блока связи оператора, вторые входы-выходы которого соединены с информационными входами-выходами микротелефонной трубки 20, и к первым входам-выходам второго 21 блока связи оператора, вторые входы-выходы которого соединены с информационными входами-выходами микротелефонной трубки 22, четвертые станционные входы-выходы вводного щита 7 по стыку Ethernet соединены с первыми входами-выходами первого 23 коммутатора Ethernet, вторые входы-выходы которого по стыку Ethernet соединены с первыми входами-выходами второго 24 коммутатора Ethernet, первые, вторые, третьи, четвертые и пятые информационные входы-выходы которого по стыкам Ethernet подключены к информационным входам-выходам соответственно первого 11 и второго 14 моноблоков приемопередатчиков диапазона ДЦВ, первого 12 и второго 15 моноблоков приемопередатчиков диапазона СВЧ и управляющего компьютера первого АРМО 17. Седьмые входы-выходы блока 16 внешних служебных линий соединены с первыми канальными входами-выходами пульта 29 связи водителя, вторые канальные входы-выходы которого соединены с канальными входами-выходами УКВ радиостанции 31 служебной связи, высокочастотные входы-выходы которой соединены с высокочастотными входами-выходами антенны 32 УКВ радиостанции, информационные входы-выходы пульта 29 связи водителя соединены с информационными входами-выходами микротелефонной трубки 30.
Первая 1 и вторая 4 антенны диапазона дециметровых волн (ДЦВ) представляют собой приемопередающие направленные антенны с вертикальной и горизонтальной поляризацией. Каждая из них состоит из четырех излучателей, делителя мощности и рефлектора.
Первая мачта 2 с закрепленным на ней опорно-поворотным устройством предназначена для размещения первой антенны 1 диапазона ДЦВ и первой антенны 3 диапазона СВЧ с целью увеличения дальности радиорелейной связи.
Первая мачта 2 представляет собой телескопическую опору, состоящую из пяти подвижных и одной неподвижной секций, изготовленных из алюминиевого сплава. Для развертывания мачты применяется трособлочная система с натяжным устройством, с помощью которой осуществляется также и принудительное свертывание мачты. На вершине мачты размещен стабилизатор, состоящий из основания, гнезда под установку антенного оборудования, трех поворачивающихся кронштейнов и трех оттяжек, соединяющих концы кронштейнов. На нижнем конце мачты имеется шаровая опора для установки мачты на опорную плиту.
Первая 3 и вторая 6 антенны СВЧ диапазона являются приемопередающими направленными антеннами с вертикальной и горизонтальной поляризацией. Каждая из них состоит из параболического отражателя и линейки облучателей.
Вторая мачта 5 с закрепленным на ней опорно-поворотным устройством предназначена для размещения второй антенны 4 диапазона ДЦВ и второй антенны 6 диапазона СВЧ с целью увеличения дальности радиорелейной связи.
Вторая мачта 5 представляет собой телескопическую опору, состоящую из пяти подвижных и одной неподвижной секций, изготовленных из алюминиевого сплава. Для развертывания мачты применяется трособлочная система с натяжным устройством, с помощью которой осуществляется также и принудительное свертывание мачты. На вершине мачты размещен стабилизатор, состоящий из основания, гнезда под установку антенного оборудования, трех поворачивающихся кронштейнов и трех оттяжек, соединяющих концы кронштейнов. На нижнем конце мачты имеется шаровая опора для установки мачты на опорную плиту.
Вводный щит 7 конструктивно выполнен в виде панели, на которой размещены разъемы для подключения внешних соединительных линий и кабелей связи, ВЧ разъемы для подключения антенных фидеров и разъемы управления опорно-поворотными устройствами, закрепленными на мачтах.
Блок 8 коммутации каналов и режимов (БККР) предназначен для приема/передачи каналов и трактов, внешних соединительных линий и коммутации их между собой. Каналы и соединительные линии коммутируются с использованием восьмиштырьковых перемычек для прямого соединения и с помощью четырехштырьковых шнуров для перекрестного соединения. В блоке 8 предусмотрена также возможность подключения переговорно-вызывного устройства для ведения служебных переговоров по соединительным линиям с операторами других аппаратных и станций. При этом в блоке 8 имеется возможность контроля работоспособности каналов и соединительных линий путем подключения к ним штатных измерительных приборов.
Устройство 9 цифрового сопряжения представляет собой многофункциональное каналообразующее оборудование с возможностью гибкого конфигурирования. Устройство обеспечивает возможность подключения оконечного оборудования, каналов и сетей передачи информации по следующим стыкам: E1, Е2, Е3, STM-1, Ethernet, ТЧ каналы, С1-ФЛ-БИ, ОЦК. Управление устройством 9 цифрового сопряжения осуществляется с помощью управляющего компьютера АРМО мобильной аппаратной.
Первый триплексер 10 осуществляет разделение трактов передачи/приема высокочастотного (ВЧ) сигнала на антенные входы-выходы первого моноблока 11 приемопередатчика диапазона ДЦВ и первого моноблока 12 приемопередатчика диапазона СВЧ.
Первый 11 и второй 14 моноблоки приемопередатчиков диапазона ДЦВ предназначены для передачи и приема аналоговой и цифровой информации. Каждый моноблок функционально состоит из аппаратуры радиотракта (передатчик и приемник), блока питания и системы контроля, управления и обработки информационного сигнала. Он включает в себя усилитель мощности, радиомодем, фильтр частотных развязок (ФЧР), коммутатор, ячейку служебной связи, модуль контроля и управления (МКУ). Установка режимов и параметров моноблока, контроль аппаратуры в рабочем режиме и в режиме автоконтроля, а также контроль состояния связи обеспечивается встроенным микроконтроллером (МК).
Второй триплексер 13 осуществляет разделение трактов передачи/приема высокочастотного (ВЧ) сигнала на антенные входы-выходы второго моноблока 14 приемопередатчика диапазона ДЦВ и второго моноблока 15 приемопередатчиков СВЧ диапазона.
Первый 12 и второй 15 моноблоки приемопередатчиков диапазона СВЧ предназначены для передачи и приема информации по радиотракту для следующих информационных каналов:
цифрового канала в коде HDB3 на скоростях 2048 кбит/с, 8448 кбит/с и 34368 кбит/с в режимах «Е1», «Е2» и «Е3» соответственно;
цифрового канала в коде HDB3 на скорости 2048 кбит/с с помехоустойчивым кодированием;
цифрового канала в коде AMI на скоростях 480 кбит/с и 2048 кбит/с в режимах внешнего уплотнения при работе с радиорелейными станциями существующего парка;
цифровой одноканальный режим работы «Е1» при передаче цифровой информации от аппаратуры передачи данных (АПД) или устройства цифрового сопряжения на скорости 2048 кбит/с по каналу HDB3.
Блок 16 внешних служебных линий (БВСЛ) предназначен для оперативной коммутации служебных каналов связи и ведения служебных переговоров по служебным каналам радиосредств, проводным соединительным линиям, служебным парам кабелей и местным служебным линиям. При этом обеспечивается посылка и прием вызова по каналам с индикацией осуществляемых процессов. Контроль состояния органов управления блока 16 отображается на экране управляющего компьютера АРМО.
Первое 17 и второе 18 автоматизированное рабочее место оператора (АРМО) с управляющим компьютером может включать в себя дополнительный монитор, предназначенный для оперативного отображения состояния аппаратуры и оборудования аппаратной. При этом с управляющих компьютеров автоматизированных рабочих мест операторов обеспечивается:
а) ввод команд оператора, формирование и передачу на подключенную аппаратуру связи управляющих сигналов, в том числе:
установку режимов работы станции;
управление приемопередающей аппаратурой;
управление Ethernet коммутаторами;
управление аппаратурой каналообразования;
управление ориентацией антенн;
управление системой электроснабжения;
дистанционное управление аппаратурой каналообразования корреспондирующих пунктов, имеющих в своем составе аналогичное оборудование радиорелейной связи;
б) контроль состояния подключенной к нему аппаратуры связи и отображение принимаемой из радиорелейных линий служебной информации, в том числе:
ош
дистанционный контроль коэффициента ошибок К в цифровых режимах работы;
дистанционный контроль состояния аппаратуры каналообразования взаимодействующих аппаратных и станций радиорелейной связи;
контроль системы электроснабжения станции;
в) расчет интервалов связи;
г) оценку помеховой обстановки.
В качестве управляющего компьютера АРМО может быть использован модульный компьютер типа МК308. Между собой компьютеры первого 17 и второго 18 АРМО связаны по интерфейсу Ethernet через коммутатор Ethernet, что позволяет управлять с одного из компьютеров всей аппаратурой и оборудованием мобильной аппаратной.
Управление опорно-поворотными устройствами осуществляется по стыку RS-485 через общую шину.
Управление моноблоками 11 и 14 приемопередатчиков диапазона ДЦВ, 12 и 15 приемопередатчиков СВЧ диапазона, устройством 9 цифрового сопряжения и блока 16 внешних служебных линий осуществляется по интерфейсу Ethernet через коммутатор Ethernet.
Первый блок 19 связи оператора с подключенной к нему МТТ 20 и второй блок 21 связи оператора с подключенной к нему МТТ 22 предназначены для формирования команд управления на включение вызова или прием вызова, организации служебной связи операторов с абонентами блока 16 внешних служебных линий и пульта 29 связи водителя, индикации приема вызова и громкоговорящей связи операторов.
Блоки 19 и 21 связи оператора (БСО) представляют собой программно-аппаратный блок, в котором с помощью микроконтроллера осуществляется управление служебной связью оператора с выходом на блок 16 внешних служебных линий и каналы пульта 29 связи водителя, находящегося в кабине автомобиля аппаратной.
С помощью блоков 19 и 21 связи оператора (БСО), пульта 29 связи водителя (ПСВ) и блока 16 внешних служебных линий (БВСЛ) обеспечивается:
служебная связь между членами экипажа, находящимися в кузове аппаратной и кабине водителя;
радиосвязь из кузова или кабины с операторами других аппаратных с помощью УКВ радиостанции 31 служебной связи с антенной 32;
подключение к служебным каналам кабельных линий.
Первый 23 коммутатор Ethernet предназначен для управления составными частями аппаратной по каналам Ethernet, а второй 24 коммутатор Ether-net используется для передачи информационного Ethernet трафика.
Первый 23 и второй 24 коммутаторы Ethernet обеспечивают автоматаческое определение скорости передачи Ethernet пакетов и автоматическое определение приемной и передающей пар, прием/передачу Ethernet пакетов на внешнее оборудование по двум электрическим интерфейсам Ethernet 10/100Base-T/TX и двум оптическим интерфейсам Ethernet 100Base-FX, маршрутизацию данных с поддержкой функции межсетевого экранирования в сети передачи данных на основании IP адресов отправителя и получателя, фильтрацию IP пакетов по задаваемому при настройке с внешнего оборудования интерфейсу Ethernet 10/100Base-T/TX по протоколу SNMP, обслуживание двух сетей передачи данных: внутренней служебной (первый коммутатор 23) и внешней информационной (второй коммутатор 24), с возможностью передачи информации из одной сети в другую посредством выделенного защищенного канала. В качестве первого 23 коммутатора Ethernet может быть использован модульный промышленный L2 коммутатор с портами 4×1000Base-FX/TX(SFP), а в качестве второго коммутатора 24 может быть использован модульный управляемый промышленный коммутатор Ethernet, имеющий до 28 GE портов.
Соединительные линии 25 для приема/выдачи каналов тональной частоты и местные линии 28 служебной связи могут быть выполнены с использованием полевого распределительного кабеля с четверочной структурой типа П-269М.
Соединительные линии 26 для приема/выдачи трактов Е1 и соединительные линии 27 для приема/выдачи трактов Ethernet могут быть выполнены с использованием кабеля «витая пара» и оптического кабеля.
Пульт 29 связи водителя с подключенной к нему МТТ 30 предназначен для формирования команд управления на включение вызова или приема вызова от блоков (19 и 21) связи операторов, организации служебной связи водителя с абонентами УКВ радиостанции 31 служебной связи, для связи водителя, абонентов УКВ радиостанции с абонентами блока 16 внешних служебных линий (при работе на стоянке), индикации приема вызова и громкоговорящей связи водителя мобильной аппаратной.
Пульт 29 связи водителя представляет собой программно-аппаратный блок, в котором с помощью микроконтроллеров осуществляется управление служебной связью водителя с выходом на каналы блока 16 внешних служебных линий, блоков 19 и 21 операторов и УКВ радиостанции 31 служебной связи.
В качестве микротелефонных трубок 20, 22 и 30 может быть использована микротелефонная трубка типа МТТ-УК-1.
УКВ радиостанция 31 служебной связи представляет собой приемопередающую двухканальную радиостанцию УКВ диапазона, имеющую аналоговый и цифровой канальные входы-выходы.
В качестве антенны 32 УКВ радиостанции используются штыревая антенна типа БШДА, предназначенная для обеспечения служебной радиосвязи при нахождении аппаратной в движении, и широкополосная антенна типа ШДА, предназначенная для работы по служебному радиоканалу на стоянке.
Ведение служебной радиосвязи с помощью УКВ радиостанции 31 осуществляется с использованием технического маскиратора, встроенного в приемопередатчик УКВ радиостанции 31.
В качестве УКВ радиостанции 31 может быть использована серийно выпускаемая отечественной промышленностью радиостанция Р-168-25У-2. Эта радиостанция является многофункциональной с двумя независимыми трактами приема и передачи. Она предназначена для обеспечения маскированной радиосвязи в условиях среднепересеченной местности при установке ее в подвижные объекты на колесном шасси.
Указанная радиостанция обеспечивает прием и передачу аналоговой и цифровой информации по симплексным или дуплексным каналам.
Навигационный приемник 33 со встроенной антенной представляет собой приемник космических навигационных сигналов ГЛОНАСС/GPS и обеспечивает работу по коду высокой точности. Он обеспечивает возможность совершения марша в заданную точку с отображением маршрута движения и местоположения аппаратной на цифровой карте местности, автономное определение координат аппаратной и ее привязку к местности, привязку к шкале единого времени. В качестве такого приемника может быть использован мобильный навигационный терминал по патенту на полезную модель №68821 U1 от 27 ноября 2007 года [3], содержащий совмещенный ГЛОНАСС/GPS приемник с антенной. Может быть использован также навигационный приемник из состава изделия «Грот-В». Навигационный приемник используется для определения географических координат местоположения аппаратной с привязкой к местности, прокладки маршрута и контроля местонахождения аппаратной на маршруте.
Основная аппаратура и оборудование мобильной аппаратной размещено в кузове-фургоне, установленном на шасси автомобиля повышенной проходимости КамАЗ-5350.
Мобильная аппаратная предназначена для организации самостоятельных радиорелейных линий связи, а также для ответвления каналов от многоканальных радиорелейных, тропосферных и проводных линий связи. Она обеспечивает:
беспоисковое вхождение в связь и ведение дуплексной связи;
работу в оконечном, ретрансляционном и узловом режимах;
работу по четырем независимым направлениям связи;
организацию дуплексной многоканальной связи на многопролетных линиях радиорелейной связи;
организацию связи на линиях привязки по каналам ТЧ, образованным устройством цифрового сопряжения с возможностью переприема по ТЧ каналам УЦС.
Предлагаемая мобильная аппаратная многоканальной радиорелейной связи обеспечивает несколько режимов работы:
1) аналоговый оконечный режим с использованием каналообразующей аппаратуры в УЦС;
2) аналоговый режим с использованием внешней аппаратуры уплотнения;
3) цифровой оконечный режим по каналам С1-ФЛ-БИ и ОЦК;
4) режим работы с использованием внешней аппаратуры передачи данных (АПД);
5) режим работы аппаратной на внешние кабели;
6) цифровой режим внешнего уплотнения по потокам Е3 в структуре кадра потока STM-1 в каждом направлении связи с организацией канала служебной связи (КСС);
7) режим внешнего уплотнения по потокам Е3 по оптическому стыку в каждом направлении связи с организацией канала служебной связи (КСС);
8) режим передачи Ethernet трафика в составе формируемых УЦС потоков E1, Е2 и Е3 в каждом направлении;
8) режим ретрансляции в цифровых режимах по потокам Е1 и Е2 с использованием устройства цифрового сопряжения (УЦС);
9) режим дежурного приема.
Взаимодействие составных частей оборудования мобильной аппаратной многоканальной радиорелейной связи зависит от режима работы.
Принятый антеннами 1 и 3, 4 и 6, установленными соответственно на первой 2 и второй 5 мачтах, высокочастотный (ВЧ) сигнал по фидерам поступает на разъемы вводного щита 7 и далее на первый 10 или второй 13 триплексеры. В триплексерах 10 и 13 происходит разделение сигналов диапазонов ДЦВ и СВЧ. После этого принятый сигнал с первого 10 или второго 13 триплексеров поступает на антенный вход первого моноблока 11 приемопередатчика диапазона ДЦВ и первого 12 моноблока приемопередатчика диапазона СВЧ или второго моноблока 14 приемопередатчика диапазона ДЦВ и второго 15 моноблока приемопередатчика диапазона СВЧ в соответствии с диапазоном частот, в которых производится преобразование принятого ВЧ сигнала, включая усиление сигнала, его преобразование и демодуляцию.
В аналоговых режимах уплотнения радиорелейного ствола аппаратной выделенный приемопередатчиком первого 11 или второго 14 моноблока диапазона ДЦВ групповой сигнал через блок 8 коммутации каналов и режимов (БККР) поступает на вход приемного тракта устройства 9 цифрового сопряжения (УЦС), где он разуплотняется на каналы ТЧ и каналы служебной связи (КСС). Выделенные каналы ТЧ и КСС с выхода устройства 9 цифрового сопряжения поступают вновь на блок 8 коммутации каналов и режимов.
В цифровых режимах в блоке радиомодема первого 11 (второго 14) моноблока приемопередатчика диапазона ДЦВ производится демодуляция принятого сигнала и выделение абонентских цифровых каналов, канала служебной связи (КСС) и канала телеуправления-телесигнализации (ТУ-ТС). Затем абонентские каналы вводятся в состав группового сигнала структуры Е2 (Е3), который с выхода первого 11 или второго 14 моноблока приемопередатчика диапазона ДЦВ поступает на вход устройства 9 цифрового сопряжения. В устройстве 9 цифрового сопряжения обеспечивается разуплотнение цифровых потоков, выделение цифровых каналов, их коммутация и транзит. Выделенные цифровые каналы с устройства 9 цифрового сопряжения передаются на блок 8 коммутации каналов и режимов, где они коммутируются на вводный щит 7.
Каналы Ethernet с выхода устройства 9 цифрового сопряжения передаются на первый 23 и второй 24 коммутаторы Ethernet и далее в соответствии с IP адресами передаются на вводный щит 7 или используются для организации транзита каналов.
В режиме внешнего уплотнения потока Е1 выделенный в блоке радиомодема сигналы передаются непосредственно на выход первого 11 (второго 14) моноблока приемопередатчика диапазона ДЦВ, а затем они через блок 8 коммутации каналов и режимов поступают на вводный щит 7.
Информация из канала телеуправления-телесигнализации (ТУ-ТС) поступает на ячейку модуля контроля и управления (МКУ), входящую в состав моноблока приемопередатчиков диапазона ДЦВ и СВЧ диапазона.
Канал служебной связи (КСС) с соответствующими уровнями приема и передачи с устройства 9 цифрового сопряжения поступает на блок 16 внешних служебных линий и далее через первый 19 или второй 21 блоки связи оператора (БСО) коммутируется на соответствующие МТТ 20 или 22.
Коммутация абонентских каналов осуществляется на блоке 8 коммутации каналов и режимов в зависимости от режима работы.
Абонентские каналы могут передаваться в потоке STM-1 по оптическому кабелю. Формирование потоков производится в устройстве 9 цифрового сопряжения.
Для контроля качества абонентских каналов используются внешние анализатор телекоммуникационных сетей (прибор типа Беркут-ММТ), анализатор параметров цифровых трактов (прибор типа Беркут-SDH) и анализатор интерфейсных сигналов телекоммуникаций (АИСТ), подключаемые к цифровым каналам с разрывов связи и к каналам ТЧ без разрыва связи в радиорелейной линии.
Управление аппаратурой и оборудованием аппаратной обеспечивается с управляющего компьютера первого 17 или второго 18 автоматизированного рабочего места оператора с использованием компьютера или сенсорного экрана монитора по интерфейсу Ethernet.
Управление моноблоками приемопередатчиков может осуществляться также с передней панели модуля контроля и управления (МКУ), входящего в состав моноблоков приемопередатчиков диапазона ДЦВ и СВЧ диапазона.
Юстировка антенн в вертикальной и горизонтальной плоскостях производится путем управления опорно-поворотными устройствами с использованием управляющего компьютера АРМО по стыку RS-485.
В режиме передачи аналоговая информация с соответствующим уровнем поступает от аппаратных связи по каналам ТЧ и по СЛ 25 через вводный щит 7 на блок 8 коммутации каналов и режимов, где каналы ТЧ коммутируются и информация передается на устройство 9 цифрового сопряжения. Сюда же от МТТ 20, подключенной к первому блоку 19 связи оператора, поступает канал служебной связи (КСС).
Сформированный из каналов ТЧ и КСС групповой сигнал с выхода устройства 9 цифрового сопряжения поступает в передающий тракт первого моноблока 11 приемопередатчика диапазона ДЦВ (направление 1) или второго моноблока 14 приемопередатчика диапазона ДЦВ (направление 2) в зависимости от положения переключателя «НАПРАВЛЕНИЕ» на блоке 8 коммутации каналов и режимов. Далее групповой сигнал в составе высокочастотного (ВЧ) сигнала через первый триплексер 10 и вводный щит 7 передается в первую 1 или вторую 4 антенну диапазона ДЦВ.
Режим оконечный цифровой по основному цифровому каналу (ОЦК).
Режим оконечный по каналу ОЦК предназначен для обеспечения работы на скорости 64 кбит/с в цифровом режиме в диапазоне ДЦВ. В зависимости от схемы связи режим организуется по одному из направлений связи или одновременно по обоим. В этом режиме цифровая информация по одному из каналов ОЦК поступает через разъем вводного щита 7 на блок 8 коммутации каналов и режимов, в котором производится коммутация используемого канала ОЦК на устройство 9 цифрового сопряжения. В устройстве 9 производится коммутация используемого канала ОЦК в первый канальный интервал потока Е1, который в свою очередь коммутируется в канал Е1 потока Е2, формируемого в устройстве 9. Сформированный поток Е2 поступает через разъем первого моноблока 11 (или второго моноблока 14) на вход радиомодема, в котором происходит выделение ОЦК из потока Е2. Из каналов ОЦК, КСС и ТУ-ТС формируется групповой сигнал со скоростью передачи 85 кбит/с, поступающий в передающий тракт радиомодема, где происходит его модуляция и передача в составе ВЧ сигнала через первый триплексер 10 (или второй триплексер 13) и вводный щит 7 в первую 1 или вторую 4 антенну диапазона ДЦВ.
Принятый параболической антенной 1 или 4 высокочастотный сигнал от корреспондента поступает через вводный щит 7, первый триплексер 10 (или второй триплексер 13) в приемный тракт первого моноблока 11 (или второго 14 моноблока) приемопередатчика диапазона ДЦВ, где он усиливается, преобразуется и демодулируется. Из демодулированного группового сигнала со скоростью 85 кбит/с в радиомодеме производится выделение каналов ОЦК и КСС. Выделенный канал ОЦК вводится в канальные интервалы Е1 формируемого потока Е2, который с выхода первого моноблока 11 (или второго 14 моноблока) приемопередатчика диапазона ДЦВ поступает в устройство 9 цифрового сопряжения. В устройстве 9 цифрового сопряжения происходит выделение ОЦК из потока Е2. Выделенный ОЦК с выхода устройства 9 цифрового сопряжения через блок 8 коммутации каналов и режимов поступает на вводный щит 7 и далее по СЛ 26 передается потребителю.
Канал служебной связи (КСС) в радиорелейной линии организуется по групповому цифровому сигналу первого моноблока 11 приемопередатчика диапазона ДЦВ коммутацией сигнала в блоке 16 внешних служебных линий на соответствующую микротелефонную трубку (МТТ) 20, подключенной к первому блоку 19 связи оператора (БСО).
Служебная связь по радиоканалу организована в любом из четырех направлений радиорелейной связи с возможностью группового и селективного вызова абонентов взаимодействующих аппаратных.
Оперативная коммутация служебных каналов осуществляется блоком 16 выделенных служебных линий. Блок 16 позволяет оператору связи вести переговоры как по служебным каналам радиосредств с подачей и приемом тонального вызова, так и по проводным соединительным линиям с подачей и приемом тонального вызова, а также с подачей и приемом индукторного вызова по служебным парам и местным линиям связи.
В аппаратной обеспечивается ведение переговоров, подача и прием вызова между оператором кабины и оператором кузова с помощью пульта 29 связи водителя.
Система управления и контроля служебной связи аппаратной дистанционная и позволяет контролировать ее параметры с помощью управляющих компьютеров первого и второго АРМО.
Технический эффект от предлагаемой мобильной аппаратной многоканальной радиорелейной связи заключается в расширении функциональных возможностей по организации многоканальных радиорелейных линий связи с обеспечением передачи по образованным каналам и трактам различного вида информации. При этом достигается также повышение оперативности установления связи, надежности работы и устойчивости связи в радиорелейной линии за счет реализации в ней системы автоматизированной настройки трактов передачи и приема, автоматизированной системы контроля наличия связи в рабочем режиме и отыскания неисправности в режиме «КОНТР.», а также наличия индикации состояния аппаратуры и оборудования мобильной аппаратной как в режиме дежурного приема, так и в процессе ведения связи.
Наличие постоянно обновляющейся информации о состоянии оборудования аппаратной позволяет определять состояние линии связи и направления (прием или передача) срыва ее при неисправности радиолинии, своевременно устранять появляющиеся неисправности и тем самым повысить надежность работы, что приводит практически к ведению устойчивой (бесперебойной) связи по образованным радиорелейным линиям связи.
Кроме того, в предлагаемой мобильной аппаратной предусмотрена также возможность выдачи обобщенных данных о состоянии связей, трактов передачи и приема радиорелейных линий на внешний пункт управления, которые используются для осуществления контроля работы радиорелейной линии и возможности дистанционного управления работой оборудования мобильной аппаратной.
Достоинством предлагаемой мобильной аппаратной является также и то, что она обеспечивает дуплексную адаптивную многоканальную связь в условиях воздействия искусственных и естественных помех в двух диапазонах дециметровых волн, построение аналоговой и цифровой сети связи с автоматизированной коммутацией каналов и пакетов по четырем независимым направлениям связи, организацию и ведение служебных переговоров по каналам служебной связи, служебным парам полевых кабелей, местных линий служебной связи и УКВ радиостанции служебной связи.
Источники информации
1. SU, авторское свидетельство №970711, кл. Н04В 7/14, 1982.
2. Мобильный комплекс связи «МИК-МКС». Каталог 2006 (прототип).
3. RU, патент на полезную модель №68821 U1, МПК Н04В 1/38, Н04М 11/00, G08B 25/10, БИПМ №33 от 27.11.2007.