ПОДВИЖНАЯ АППАРАТНАЯ КВ-УКВ РАДИОСВЯЗИ
MOBILE HARDWARE HF-UHF RADIO COMMUNICATION

Изобретение относится к радиосвязи и может быть использовано в качестве подвижной аппаратной КВ-УКВ радиосвязи для организации линий радиосвязи на полевых узлах связи, работающей как в составе полевых радиоцентров, так и автономно.
Современная радиосвязь в КВ и УКВ диапазонах характеризуется возрастающими потребностями в обмене цифровой информацией с мобильными и удаленным стационарными абонентами. Для указанных целей применяются современные средства, комплексы и системы радиосвязи. При этом по образованным трактам осуществляется потоковый и пакетный режимы передачи информации и данных с высокой степенью доставки информации [1].
Из доступных источников известна автоматизированная многоканальная приемная КВ-радиостанция, структурная схема и возможности которой описаны в патенте РФ на полезную модель RU 47597 U1 [2]. Эта радиостанция содержит приемные антенны, антенный коммутатор, два автоматизированных рабочих места оператора, коммутатор внутриузловой связи, приемопередатчик радиорелейной линии связи, антенну радиорелейной станции (РРС), аппаратуру уплотнения и каналообразования, формирователь тест-сигналов. При этом каждое из автоматизированных рабочих мест включает в себя приемники, устройство коммутации и формирования сигналов точного времени, оконечную аппаратуру, демодуляторы, блок контроллеров, управляющую электронную вычислительную машину (ЭВМ), аппаратуру передачи данных, аппаратуру громкоговорящей служебной связи, ЭВМ пульта оператора.
Известная приемная КВ-радиостанция обеспечивает ведение автоматизированной радиосвязи как в составе радиоцентра, так и автономно.
Основным недостатком известной КВ-радиостанции является то, что она обеспечивает образование только приемных трактов и каналов радиосвязи, что ограничивает возможность ее применения для создания приемопередающих трактов радиосвязи.
Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому изобретению является выбранная в качестве прототипа подвижная аппаратная КВ-УКВ радиосвязи, описанная в патенте РФ №2556878 С1, МПК Н04В 7/26, БИПМ №20 от 20.07.2015 г. [3]. Эта аппаратная содержит четыре приемопередающие антенны, антенный коммутатор, блок узкополосных фильтров (УФ), многоканальное радиоприемное устройство (РПУ), блок автоматического установления связи (АУС), сервер аппаратной, включающий в себя коммутатор Ethernet и персональную электронную вычислительную машину (ПЭВМ), два автоматизированных рабочих места оператора (АРМО), каждое из которых включает в себя портативный компьютер, жидкокристаллический (ЖК) монитор, стандартную клавиатуру и микротелефонную гарнитуру (МТГ), навигационный приемник GPS/ГЛОНАСС со встроенной антенной, блок формирования сигналов единого времени (СЕВ), преобразователь интерфейсов, первичный мультиплексор, многоканальное радиопередающее устройство (РПДУ), блок селективных фильтров (СФ), широкополосный модем, возимую ультракоротковолновую (УКВ) радиостанцию с антенной, блок коммутации каналов и линий (ККЛ), линейный ввод, к первому, второму и третьему линейным входам-выходам которого подключены соответственно соединительная линия (СЛ) для приема/выдачи каналов, высокоскоростная цифровая абонентская линия (ЦАЛ) и волоконно-оптическая линия связи (ВОЛС), блок коммутации и вызова (БКВ), два пульта связи (ПС), УКВ радиостанцию служебной связи и антенну УКВ радиостанции служебной связи [3].
Основным недостатком подвижной аппаратной по прототипу является недостаточная пропускная способность образованных каналов и трактов радиосвязи и невозможность организации по ним высокоскоростного защищенного обмена данными.
Задачей предлагаемого изобретения является создание подвижной аппаратной КВ-УКВ радиосвязи с расширенными функциональными возможностями, предназначенной для организации сетей радиосвязи на полевых узлах связи и выхода в сети связи общего пользования, работающей в широком диапазоне частот и обеспечивающей возможность работы как автономно, так и в составе радиоцентров полевых узлов связи.
Целью изобретения является расширение функциональных возможностей аппаратной в части организации высокоскоростных трактов и радиоканалов с повышенной пропускной способностью и обеспечения защищенного обмена данными в условиях воздействия на радиосредства различных помех естественного и искусственного характера.
Поставленная цель достигается тем, что в подвижную аппаратную КВ-УКВ радиосвязи, содержащую четыре приемопередающие антенны, антенный коммутатор, блок узкополосных фильтров (УФ), многоканальное радиоприемное устройство (РПУ), блок автоматического установления связи (АУС), сервер аппаратной, включающий в себя коммутатор Ethernet и персональную электронную вычислительную машину (ПЭВМ), два автоматизированных рабочих места оператора (АРМО), каждое из которых включает в себя портативный компьютер, жидкокристаллический (ЖК) монитор, стандартную клавиатуру и микротелефонную гарнитуру (МТГ), навигационный приемник GPS/ГЛОНАСС со встроенной антенной, блок формирования сигналов единого времени (СЕВ), преобразователь интерфейсов, первичный мультиплексор, многоканальное радиопередающее устройство (РПДУ), блок селективных фильтров (СФ), широкополосный модем, возимую ультракоротковолновую (УКВ) радиостанцию с антенной, блок коммутации каналов и линий (ККЛ), линейный ввод, к первому, второму и третьему линейным входам-выходам которого подключены соответственно соединительная линия (СЛ) для приема/выдачи каналов, высокоскоростная цифровая абонентская линия (ЦАЛ) и волоконно-оптическая линия связи (ВОЛС), блок коммутации и вызова (БКВ), два пульта связи (ПС), УКВ радиостанцию служебной связи и антенну УКВ радиостанции служебной связи, дополнительно введены многоканальная аппаратура передачи данных (АПД), автоматизированное рабочее место (АРМ) оператора АПД, блок шифрования пакетов, блок транзитной коммутации, устройство технического маскирования информации, блок шлюз-маршрутизатора, радиостанция сверхвысокочастотного (СВЧ) диапазона с антенной, блок сопряжения, блок слухового приема/передачи сигналов, блок громкоговорителя (БГ), телеграфный ключ и соединительная линия (СЛ) от оконечного оборудования данных (ООД), а в состав каждого АРМО введен второй ЖК монитор, при этом высокочастотные (ВЧ) входы-выходы первой, второй, третьей и четвертой приемопередающих антенн подключены соответственно к первому, второму, третьему и четвертому высокочастотным (ВЧ) входам-выходам линейной стороны антенного коммутатора, первый, второй, третий и четвертый высокочастотные входы-выходы станционной стороны которого подключены соответственно к первому, второму, третьему и четвертому входам-выходам блока УФ, первый, второй, третий и четвертый ВЧ выходы которого подключены соответственно к первому, второму, третьему и четвертому высокочастотным (ВЧ) входам многоканального РПУ, первый, второй, третий и четвертый канальные выходы которого по стыку RS-485 подключены соответственно к первому, второму, третьему и четвертому входам коммутатора Ethernet сервера аппаратной, первый вход-выход которого по стыку RS-232 соединен с входом-выходом ПЭВМ сервера аппаратной, второй вход-выход коммутатора Ethernet по стыку Ethernet соединен со входом-выходом блока АУС, первый управляющий выход которого соединен с управляющим входом многоканального РПУ, третий вход-выход коммутатора Ethernet по стыку RS-232 соединен с первым входом-выходом портативного ноутбука первого АРМО, второй, третий, четвертый и пятый входы-выходы которого подключены к входам-выходам соответственно первого и второго ЖК монитора, стандартной клавиатуры и МТГ, четвертый вход-выход коммутатора Ethernet по стыку RS-232 соединен с первым входом-выходом портативного ноутбука второго АРМО, второй, третий, четвертый и пятый входы-выходы которого подключены к входам-выходам соответственно первого и второго ЖК монитора, стандартной клавиатуры и МТГ, канальный вход-выход навигационного приемника GPS/ГЛОНАСС соединен с информационным входом-выходом блока формирования СЕВ, управляющий вход-выход которого по стыку Ethernet соединен с пятым входом-выходом коммутатора Ethernet, шестой и седьмой входы-выходы которого по стыку Ethernet подключены соответственно к первому и второму входам-выходам преобразователя интерфейсов, третий и четвертый входы-выходы которого подключены соответственно к первому и второму входам-выходам первичного мультиплексора, третий и четвертый входы-выходы которого по стыку Е1 подключены соответственно к первому и второму станционным входам-выходам блока ККЛ, первый и второй линейные входы-выходы которого по стыку Ethernet 10Base-TX подключены соответственно к первому и второму станционным входам-выходам линейного ввода, четвертый линейный вход-выход которого подключен к входу-выходу соединительной линии (СЛ) от оконечного оборудования данных (ООД), первый, второй, третий и четвертый выходы коммутатора Ethernet сервера аппаратной по стыку Ethernet подключены соответственно к первому, второму, третьему и четвертому входам многоканального РПДУ, управляющий вход которого соединен со вторым управляющим выходом блока АУС, первый и второй ВЧ выходы многоканального РПДУ подключены соответственно к первому и второму ВЧ входам антенного коммутатора, третий и четвертый ВЧ входы которого подключены соответственно к первому и второму ВЧ выходам блока СФ, первый и второй высокочастотные входы которого подключены соответственно к третьему и четвертому ВЧ выходам многоканального РПДУ, восьмой вход-выход коммутатора Ethernet по стыку Ethernet соединен с канальным входом-выходом широкополосного модема, линейный вход-выход которого по стыку Е1 соединен девятым входом-выходом коммутатора Ethernet, пятый вход-выход первичного мультиплексора по стыку Е1 соединен с линейным входом-выходом многоканальной аппаратуры передачи данных (АПД), управляющий вход-выход которой по стыку RS-232 соединен с управляющим входом-выходом автоматизированного рабочего места (АРМ) оператора АПД, канальный вход-выход многоканальной АПД соединен с третьим станционным входом-выходом линейного ввода, шестой вход-выход первичного мультиплексора соединен с линейным входом-выходом устройства технического маскирования информации, десятый вход-выход коммутатора Ethernet по стыку Ethernet соединен с канальным входом-выходом блока шифрования пакетов, абонентский вход-выход которого по стыку Ethernet соединен с входом-выходом блока транзитной коммутации, одиннадцатый вход-выход коммутатора Ethernet по стыку Ethernet соединен с четвертым станционным входом-выходом линейного ввода, двенадцатый вход-выход коммутатора Ethernet по стыку Ethernet соединен с канальным входом-выходом возимой УКВ радиостанции, высокочастотный вход-выход которой соединен с высокочастотным входом-выходом антенны возимой УКВ радиостанции, тринадцатый вход-выход коммутатора Ethernet по стыку Ethernet соединен с первым входом-выходом блока шлюз-маршрутизатора, второй вход-выход которого соединен с канальным входом-выходом радиостанции сверхвысокочастотного (СВЧ) диапазона, высокочастотный вход-выход которой соединен с высокочастотным входом-выходом антенны радиостанции СВЧ диапазона, третий вход-выход блока шлюз-маршрутизатора соединен с первым входом-выходом блока сопряжения, второй вход-выход которого соединен с информационным входом-выходом радиостанции СВЧ диапазона, четырнадцатый вход-выход коммутатора Ethernet по стыку Ethernet соединен с первым входом-выходом блока слухового приема/передачи сигналов, второй и третий входы-выходы которого подключены к входам-выходам соответственно блока громкоговорителя и телеграфного ключа, третий станционный вход-выход блока ККЛ соединен с линейным входом-выходом блока коммутации и вызова (БКВ), первый и второй станционные входы-выходы которого подключены соответственно к линейным входам-выходам первого и второго пультов связи, канальные входы-выходы блока коммутации и вызова соединены с канальными входами-выходами УКВ радиостанции служебной связи, высокочастотный вход-выход которой соединен с высокочастотным входом-выходом антенны УКВ радиостанции служебной связи.
Сопоставимый анализ с прототипом показывает, что предлагаемая подвижная аппаратная КВ-УКВ радиосвязи отличается наличием новых блоков: многоканальной аппаратуры передачи данных (АПД), автоматизированного рабочего места оператора АПД, блока шифрования пакетов, блока транзитной коммутации, устройства технического маскирования информации, блока шлюз-маршрутизатора, радиостанции сверхвысокочастотного (СВЧ) диапазона с антенной, блока сопряжения, блока слухового приема/передачи сигналов, блока громкоговорителя (БГ), телеграфного ключа и соединительной линии (СЛ) от оконечного оборудования данных (ООД), введением в состав первого и второго АРМО второго жидкокристаллического монитора, а также изменением связей между известными блоками аппаратной.
Таким образом, благодаря новой совокупности признаков заявляемая подвижная аппаратная КВ-УКВ радиосвязи 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 подвижную аппаратную КВ-УКВ радиосвязи вышеуказанные блоки проявляют новые свойства, что приводит к достижению поставленной цели.
Это позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого технического решения критерию «существенные отличия».
Заявляемое решение явным образом не следует из уровня техники и имеет изобретательский уровень, а используемые в подвижной аппаратной блоки широко известны в литературе, что подтверждает возможность промышленной реализации подвижной аппаратной КВ-УКВ радиосвязи. Кроме того, был изготовлен опытный образец подвижной аппаратной, который прошел испытания с положительным результатом.
На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема подвижной аппаратной КВ-УКВ радиосвязи, а на фиг. 2 и 3 приведены структурные схемы соответственно многоканального радиоприемного устройства (РПУ) и многоканального радиопередающего устройства (РПДУ).
Подвижная аппаратная КВ-УКВ радиосвязи содержит (фиг. 1) первую 1, вторую 2, третью 3 и четвертую 4 приемопередающие антенны, антенный коммутатор 5, блок 6 узкополосных фильтров (УФ) КВ диапазона, многоканальное радиоприемное устройство (РПУ) 7, блок 8 автоматического установления связи (АУС), сервер 9 аппаратной в составе коммутатора 10 Ethernet и персональной электронной вычислительной машины (ПЭВМ) 11, первое автоматизированное рабочее место оператора (АРМО) 12, состоящее из портативного ноутбука 13, первого 14 и второго 15 жидкокристаллического (ЖК) монитора, стандартной клавиатуры 16 и микротелефонной гарнитуры (МТГ) 17, второе АРМО 18, состоящее из портативного ноутбука 19, первого 20 и второго 21 ЖК монитора, стандартной клавиатуры 22 и микротелефонной гарнитуры 23, навигационный приемник 24 ГЛОНАСС/GPS, блок 25 формирования сигналов единого времени (СЕВ), многоканальное радиопередающее устройство (РПДУ) 26, блок 27 селективных фильтров (СФ), широкополосный модем 28, преобразователь 29 интерфейсов, первичный мультиплексор 30, многоканальную аппаратуру передачи данных (АПД) 31, автоматизированное рабочее место (АРМ) 32 оператора АПД, блок 33 шифрования пакетов, блок 34 транзитной коммутации, устройство 35 технического маскирования информации, возимую ультракоротковолновую (УКВ) радиостанцию 36, антенну 37 возимой УКВ радиостанции, блок 38 шлюз-маршрутизатора, радиостанцию 39 сверхвысокочастотного (СВЧ) диапазона, антенну 40 радиостанции СВЧ диапазона, блок 41 сопряжения, блок 42 слухового приема/передачи сигналов, блок 43 громкоговорителя (БГ), телеграфный ключ 44, блок 45 коммутации каналов и линий (ККЛ), линейный ввод 46, соединительную линию (СЛ) 47 для приема/выдачи каналов, высокоскоростную цифровую абонентскую линию (ЦАЛ) 48, волоконно-оптическую линию связи (ВОЛС) 49, СЛ 50 от оконечного оборудования данных (ООД), блок 51 коммутации и вызова (БКВ), первый 52 и второй 53 пульты связи (ПС), ультракоротковолновую (УКВ) радиостанцию 54 служебной связи и антенну 55 УКВ радиостанции служебной связи.
Высокочастотные (ВЧ) входы-выходы первой 1, второй 2, третьей 3 и четвертой 4 приемопередающих антенн подключены соответственно к первому, второму, третьему и четвертому высокочастотным (ВЧ) входам-выходам линейной стороны антенного коммутатора 5, первый, второй, третий и четвертый высокочастотные входы-выходы станционной стороны которого подключены соответственно к первому, второму, третьему и четвертому входам-выходам блока УФ 6, первый, второй, третий и четвертый ВЧ выходы которого подключены соответственно к первому, второму, третьему и четвертому высокочастотным (ВЧ) входам многоканального РПУ 7, первый, второй, третий и четвертый канальные выходы которого по стыку RS-485 подключены соответственно к первому, второму, третьему и четвертому входам коммутатора 10 Ethernet сервера 9 аппаратной, первый вход-выход которого по стыку RS-232 соединен с входом-выходом ПЭВМ 11 сервера аппаратной, второй вход-выход коммутатора 10 Ethernet по стыку Ethernet соединен со входом-выходом блока АУС 8, первый управляющий выход которого соединен с управляющим входом многоканального РПУ 7, третий вход-выход коммутатора 10 Ethernet по стыку RS-232 соединен с первым входом-выходом портативного ноутбука 13 первого АРМО 12, второй, третий, четвертый и пятый входы-выходы которого подключены к входам-выходам соответственно первого 14 и второго 15 ЖК монитора, стандартной клавиатуры 16 и МТГ 17, четвертый вход-выход коммутатора 10 Ethernet по стыку RS-232 соединен с первым входом-выходом портативного ноутбука 19 второго АРМО 18, второй, третий, четвертый и пятый входы-выходы которого подключены к входам-выходам соответственно первого 20 и второго 21 ЖК монитора, стандартной клавиатуры 22 и МТГ 23, канальный вход-выход навигационного приемника 24 GPS/ГЛОНАСС соединен с информационным входом-выходом блока 25 формирования сигналов единого времени (СЕВ), управляющий вход-выход которого по стыку Ethernet соединен с пятым входом-выходом коммутатора 10 Ethernet, шестой и седьмой входы-выходы которого по стыку Ethernet подключены соответственно к первому и второму входам-выходам преобразователя 29 интерфейсов, третий и четвертый входы-выходы которого подключены соответственно к первому и второму входам-выходам первичного мультиплексора 30, третий и четвертый входы-выходы которого по стыку Е1 подключены соответственно к первому и второму станционным входам-выходам блока 45 коммутации каналов и линий (ККЛ), первый и второй линейные входы-выходы которого по стыку Ethernet 10Base-TX подключены соответственно к первому и второму станционным входам-выходам линейного ввода 46, первый, второй, третий и четвертый линейные входы-выходы которого подключены к входам-выходам соответственно СЛ 47 для приема/выдачи каналов, высокоскоростной ЦАЛ 48, ВОЛС 49 и соединительной линии 50 от оконечного оборудования данных (ООД). Первый, второй, третий и четвертый выходы коммутатора 10 Ethernet сервера 9 аппаратной по стыку Ethernet подключены соответственно к первому, второму, третьему и четвертому входам многоканального РПДУ 26, управляющий вход которого соединен со вторым управляющим выходом блока 8 АУС, первый и второй ВЧ выходы многоканального РПДУ 26 подключены соответственно к первому и второму ВЧ входам антенного коммутатора 5, третий и четвертый ВЧ входы которого подключены соответственно к первому и второму ВЧ выходам блока 27 СФ, первый и второй высокочастотные входы которого подключены соответственно к третьему и четвертому ВЧ выходам многоканального РПДУ 26, восьмой вход-выход коммутатора 10 Ethernet по стыку Ethernet соединен с канальным входом-выходом широкополосного модема 28, линейный вход-выход которого по стыку Е1 соединен с девятым входом-выходом коммутатора Ethernet, пятый вход-выход первичного мультиплексора 30 по стыку Е1 соединен с линейным входом-выходом многоканальной аппаратуры 31 передачи данных (АПД), управляющий вход-выход которой по стыку RS-232 соединен с управляющим входом-выходом автоматизированного рабочего места (АРМ) 32 оператора АПД, канальный вход-выход многоканальной АПД 31 соединен с третьим станционным входом-выходом линейного ввода 46, шестой вход-выход первичного мультиплексора 30 соединен с линейным входом-выходом устройства технического маскирования информации, десятый вход-выход коммутатора 10 Ethernet по стыку Ethernet соединен с канальным входом-выходом блока 33 шифрования пакетов, абонентский вход-выход которого по стыку Ethernet соединен с входом-выходом блока 34 транзитной коммутации, одиннадцатый вход-выход коммутатора 10 Ethernet по стыку Ethernet соединен с четвертым станционным входом-выходом линейного ввода 46, двенадцатый вход-выход коммутатора 10 Ethernet по стыку Ethernet соединен с канальным входом-выходом возимой УКВ радиостанции 36, высокочастотный вход-выход которой соединен с высокочастотным входом-выходом антенны 37 возимой УКВ радиостанции, тринадцатый вход-выход коммутатора 10 Ethernet по стыку Ethernet соединен с первым входом-выходом блока 38 шлюз-маршрутизатора, второй вход-выход которого соединен с канальным входом-выходом радиостанции 39 сверхвысокочастотного (СВЧ) диапазона, высокочастотный вход-выход которой соединен с высокочастотным входом-выходом антенны 40 радиостанции СВЧ диапазона, третий вход-выход блока 38 шлюз-маршрутизатора соединен с первым входом-выходом блока 41 сопряжения, второй вход-выход которого соединен с информационным входом-выходом радиостанции 39 СВЧ диапазона, четырнадцатый вход-выход коммутатора 10 Ethernet по стыку Ethernet соединен с первым входом-выходом блока 42 слухового приема/передачи сигналов, второй и третий входы-выходы которого подключены к входам-выходам соответственно блока 43 громкоговорителя (БГ) и телеграфного ключа 44, третий станционный вход-выход блока 45 ККЛ соединен с линейным входом-выходом блока 51 коммутации и вызова (БКВ), первый и второй станционные входы-выходы которого подключены соответственно к линейным входам-выходам первого 52 и второго 53 пультов связи, канальные входы-выходы блока 51 коммутации и вызова соединены с канальными входами-выходами УКВ радиостанции 54 служебной связи, высокочастотный вход-выход которой соединен с высокочастотным входом-выходом антенны 55 УКВ радиостанции 54 служебной связи.
1
2
3
4
1
2
3
4
1
2
3
4
Многоканальное радиоприемное устройство (РПУ) 7 содержит (фиг. 2) первый 56, второй 56, третий 56 и четвертый 56 модули приемного тракта, блок 57 векторных комбайнеров, блок 58 управления и блок 59 интерфейсов оконечной аппаратуры (OA), причем входы-выходы первого 56, второго 56, третьего 56 и четвертого 56 модуля приемного тракта по стыку McBSP подключены соответственно к первому, второму, третьему и четвертому входам-выходам блока 57 векторных комбайнеров, пятый вход-выход которого по стыку USB 2.0 соединен с первым входом-выходом блока 58 управления, второй вход-выход которого по стыку USB 2.0 соединен с входом-выходом блока 59 интерфейсов оконечной аппаратуры (OA), при этом высокочастотные (ВЧ) входы первого 56, второго 56, третьего 56 и четвертого 56 модулей приемного тракта являются соответственно первым, вторым, третьим и четвертым ВЧ входами многоканального РПУ 7, которые подключены соответственно к первому, второму, третьему и четвертому ВЧ выходам блока 6 узкополосных фильтров (УФ), первым, вторым, третьим и четвертым канальными выходами РПУ 7 являются соответственно первый, второй, третий и четвертый выходы блока 59 интерфейсов оконечной аппаратуры (OA), а управляющий вход блока 58 управления является управляющим входом многоканального РПУ 7, соединенного с управляющим выходом блока 8 автоматического установления связи.
1
2
3
4
1
2
3
4
1
2
3
4
Многоканальное радиопередающее устройство (РПДУ) 26 содержит (см. фиг. 3) блок 60 интерфейсов оконечной аппаратуры (OA), блок 61 управления, блок 62 векторных комбайнеров и первый 63, второй 63, третий 63 и четвертый 63 модули тракта возбудителя, причем вход-выход блока 60 интерфейсов OA по стыку USB 2.0 соединен с первым входом-выходом блока 61 управления, второй вход-выход которого по стыку USB 2.0 соединен с первым входом-выходом блока 62 векторных комбайнеров, второй, третий, четвертый и пятый входы-выходы которого по стыку McBSP подключены соответственно к входу-выходу первого 63, второго 63, третьего 63 и четвертого 63 модуля тракта возбудителя, при этом первый, второй, третий и четвертый входы блока 60 интерфейсов OA являются соответственно первым, вторым, третьим и четвертым входами многоканального РПДУ, которые подключены соответственно к первому, второму, третьему и четвертому выходам коммутатора 10 Ethernet сервера аппаратной, первым, вторым, третьим и четвертым выходами многоканального РПДУ 26 являются выходы соответственно первого 63, второго 63, третьего 63 и четвертого 63 модулей тракта возбудителя, а управляющий вход блока 61 управления является управляющим входом многоканального РПДУ, соединенного со вторым управляющим выходом блока 8 автоматического установления связи.
Первая 1, вторая 2, третья 3 и четвертая 4 приемопередающие антенны предназначены для приема и передачи сигналов в КВ (1,5-30 МГц) и УКВ (30-108 МГц) диапазонах частот при работе подвижной аппаратной на стоянке. При этом антенны устанавливаются на мачтах высотой от 13 до 20 метров.
Антенный коммутатор 5 предназначен для коммутации высокочастотных сигналов от антенн (1-4) диапазона КВ и УКВ с любого из входов-выходов линейной стороны на любой из входов-выходов станционной стороны коммутатора.
Блок 6 узкополосных фильтров предназначен для разделения поступающих из антенного коммутатора 5 сигналов на отдельные каналы.
Многоканальное радиоприемное устройство 7 представляет собой многофункциональное радиоприемное устройство, которое обеспечивает четырехканальный прием по каждому из антенных ВЧ входов, пространственный разнесенный прием с автоматической компенсацией помех, фильтрацию/перенос по частоте с последующей оцифровкой, цифровое преобразование частоты, цифровую обработку сигналов с демодуляцией, формирование сигналов для оконечной телефонной и телеграфной аппаратуры или трансляцию четырех информационных потоков канального уровня по стыку Ethernet 10Base-TX.
Каждый из четырех модулей 56 приемного тракта включает в себя цифровой тюнер и преселектор, коммутатор антенных входов, опорный генератор и формирователь опорного сигнала. Такая структура обеспечивает возможность одновременного приема нескольких независимых каналов в каждом тракте, позволяет увеличить скорость передачи цифровой информации за счет сложения пропускной способности нескольких каналов и образования одного виртуального канала.
Блок 57 векторных комбайнеров содержит цифровой сигнальный процессор, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), контроллер USB и формирователь тактовых сигналов. Блок 46 осуществляет векторное суммирование отсчетов сигналов, демодуляцию сигналов, формирование сигналов и обмен данными с блоком 58 управления.
Блок 58 управления предназначен для управления всеми элементами модуля приемного тракта непосредственно и дистанционно по интерфейсу Ethernet 100 Base-TX. Блок 58 построен на базе одноплатной ЭВМ, способствующей реализации стандартных сетевых протоколов, обеспечивающих связь через интерфейс Ethernet и организации взаимодействия с основными узлами многоканального РПУ 7 через интерфейс USB 2.0.
Блок 59 интерфейсов OA предназначен для преобразования каналов группового потока USB в каналы интерфейсов С1-ТЧ, С1-ТГ, C1-И и обратного преобразования.
Блок 8 автоматического установления связи (АУС) предназначен для обмена данными по гальванически развязанным интерфейсам с внешними устройствами, для приема из локальной вычислительной сети (ЛВС) и передачу в ЛВС данных и речевого сигнала, реализации алгоритма автоматического установления связи в подвижной аппаратной и управления всеми блоками аппаратной при работе ее в автоматическом режиме.
Сервер 9 аппаратной предназначен для использования в качестве сервера управления и обработки информации, а также для выполнения функции коммутации информационных потоков. Он обеспечивает управление радиосредствами аппаратной через последовательные и USB порты по командам операторов и в автоматическом режиме, работу в качестве сервера локальной сети и сервера удаленного доступа, хранение и обработку радиоданных, полученных в процессе работы.
Сервер 9 аппаратной предназначен также для формирования дуплексных каналов интерфейсов С1-ТЧ, С1-ТГ и C1-И, то есть формирования интерфейсов оконечной аппаратуры (OA). Он обеспечивает выполнение функции мультиплексора/демультиплексора интерфейсов С1-ТЧ, С1-ТГ, C1-И в групповые каналы интерфейса USB.
Коммутатор 10 Ethernet сервера 9 аппаратной предназначен для организации доступа в образованную локальную вычислительную сеть аппаратной и обеспечения передачи по ней данных по стыку Ethernet 100 Base-TX между первым 12 и вторым 18 автоматизированными рабочими местами операторов (АРМО), а также по каналам связи.
Персональная электронная вычислительная машина 11 совместно с коммутатором 10 Ethernet выполняет роль пакетного коммутатора каналов сети Ethernet в групповые каналы USB или самостоятельно генерируемые потоки данных.
В качестве ПЭВМ 11 может быть использована ПЭВМ типа ЕС-1866, разработанная ОАО «НИЦЭВТ» (г. Москва, децимальный номер ПИРШ.466215.005). ПЭВМ представляет собой многофункциональный терминал, включающий ЭВМ, дополненную аппаратными и программными средствами навигации, связи и передачи данных. Она выполняет вычислительные функции, а также функции ввода-вывода, хранения, отображения и обработки информации. Она обладает технической, информационной, программной и эксплуатационной совместимостью с IBM PC/AT.
Конструктивно ПЭВМ 11 представляет собой переносной защищенный компьютер типа ноутбук, установленный на амортизационной раме, с целью исключения его перемещения при нахождении подвижной аппаратной в движении.
Первое 12 и второе 18 АРМО выполняют однотипные функции, предназначены для информационного обмена с оборудованием и средствами связи аппаратной и обеспечивают:
накопление, хранение, регистрацию и обработку принятой информации;
визуальный контроль информационного обмена;
автоматическое тестирование каналов связи, анализ и выбор оптимальных частот;
автоматическую диагностику аппаратуры с визуальным отображением ее технического состояния;
автоматическое управление многоканальными РПУ и РПДУ;
изменение сеток рабочих частот, радиоданных и суточного расписания сеансов связи;
сохранение информации и данных сеанса связи при кратковременном отключении электропитания.
Каждый из упомянутых портативных ноутбуков 13 и 19 первого 12 и второго 18 АРМО содержит системный блок, состоящий из материнской платы, на которой размещены микропроцессор, системная магистраль, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), перепрограммируемое постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) и контроллер клавиатуры, состоящий также из адаптера монитора, адаптера портов, контроллера дисков, контроллера дополнительных устройств, жесткого магнитного диска, дисковода для подключения гибкого магнитного диска, системного программного обеспечения и прикладного программного обеспечения, поставляемых на накопителе на жестком магнитном диске.
Системный блок ноутбуков 13 и 19 исполнен на базе промышленного защищенного ноутбука TS 702ОТ серии DVI (без встроенного монитора) в алюминиевом безвентиляционном корпусе.
Жидкокристаллические (ЖК) мониторы 14, 15 и 20, 21 предназначены для визуального отображения всей информации, поступающей от операторов АРМО в локальную вычислительную сеть и обратно.
Введение вторых ЖК мониторов 15 и 21 в состав АРМО аппаратной способствовало повышению эффективности работы операторов аппаратной за счет того, что оператор имеет возможность одновременно осуществлять визуальный контроль на одном из мониторов за передаваемой информацией, а на другом за принимаемой информацией.
Стандартная клавиатура 16 и 22 предназначена для использования в качестве устройства ввода/вывода информации в портативные ноутбуки.
Микротелефонные гарнитуры (МТГ) 17 и 23, подключенные соответственно к ноутбукам 13 и 19 первого и второго АРМО, предназначены для слухового приема из радиоканала телефонных и телеграфных сигналов. При этом устройство сопряжения, имеющееся в составе ноутбуков, осуществляет преобразование сигналов от МТГ к звуковой карте и USB порту компьютера (ноутбука). В качестве МТГ 17 и 23 может быть использована микротелефонная гарнитура типа ГСШ-29, обеспечивающая работу в подвижных объектах с уровнем шума до 120 дБ.
Навигационный приемник 24 представляет собой навигационный приемник системы GPS/ГЛОНАСС. Он предназначен для приема и регистрации данных с текущими координатами местоположения подвижной аппаратной на местности с отображением их на экране монитора компьютера и обеспечения привязки его к единой системе навигации. Навигационный приемник 22 принимает на встроенную антенну данные от глобальной спутниковой системы ГЛОНАСС или GPS, которая предназначена для высокоточного определения трех координат места, составляющих вектора скорости и времени различных подвижных объектов.
Навигационный приемник 24 содержит антенный модуль и электронный блок, соединенные между собой высокочастотными кабелями. В качестве такого приемника может быть использован навигационный приемник GPSmap 267с или навигационная аппаратура «Азимут».
Блок 25 формирования сигналов единого времени (СЕВ) предназначен для приема меток единого времени (МЕВ) в формате NMEA 0183, поступающих от внешнего источника текущего времени - навигационного приемника 24 системы GPS/ГЛОНАСС, формирования собственных меток единого времени 1 секунда, синхронизированной со шкалой UTC (SU), раздачи МЕВ потребителям для синхронизации, включая портативные ноутбуки 13 и 19 АРМО 12 и 18, блоки 7, 8, 26 аппаратной.
1
2
3
4
Многоканальное радиопередающее устройство (РПДУ) 26 представляет собой многофункциональное устройство, которое обеспечивает формирование высокочастотных сигналов в широком диапазоне частот (от 0,1 до 700 МГц) по четырем каналам одновременно, обмен данными по стыку с внешними устройствами, прием сигналов звуковой частоты для телефонных режимов работы и управление внешними блоками узкополосных фильтров. Оно содержит (см. фиг. 3) блок 60 интерфейсов оконечной аппаратуры, блок 61 управления, блок 62 векторных комбайнеров и четыре 63 (63, 63, 63, 63) модуля тракта возбудителя.
Блок 60 интерфейсов OA предназначен для преобразования каналов интерфейсов С1-ТЧ, С1-ТГ, C1-И в каналы группового потока USB и передачи их через блок 61 управления в блок 62 векторных комбайнеров для дальнейшего преобразования.
Блок 61 управления предназначен для управления всеми элементами РПДУ 26 непосредственно и дистанционно по интерфейсу Ethernet 100 Base-ТХ. Блок 61 построен на базе одноплатной ЭВМ, способствующей реализации стандартных сетевых протоколов, обеспечивающих связь через интерфейс Ethernet и организации взаимодействия с основными узлами многоканального РПДУ 26 через интерфейс USB 2.0.
Блок 62 векторных комбайнеров содержит цифровой сигнальный процессор, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), контроллер USB и формирователь тактовых сигналов. Блок 62 осуществляет векторное суммирование отсчетов сигналов, модуляцию сигналов, формирование сигналов и обмен данными с блоком 61 управления.
В состав каждого модуля 63 тракта возбудителя входит блок цифрового возбудителя, блок селекции и усиления сигналов и блок синтезатора частот. При этом каждый модуль осуществляет формирование и перенос спектра модулированного радиосигнала по частоте в КВ диапазон, а также перенос сигналов по частоте в УКВ диапазон с использованием ВЧ сигнала с выхода блока синтезатора частот, фильтрацию внеполосных излучений и дополнительное усиление высокочастотного сигнала. Блок цифрового возбудителя предназначен для формирования высокочастотного сигнала в широком диапазоне частот (от 0,1 до 220 МГц и от 220 до 700 МГц) из поступающего потока отсчетов низкочастотного сигнала с выхода блока 62 векторных комбайнеров.
Поступающие от оконечной аппаратуры сигналы в блоке 60 подвергаются аналого-цифровому преобразованию и первичной цифровой обработке, в результате чего получаются потоки цифровых отсчетов, которые коммутируются в блоке 61 управления и передаются в блок 62 векторных комбайнеров. Блок 62 производит модуляцию поступивших в него сигналов, а также обеспечивает функции модемов различного типа.
Векторные отсчеты модулированных сигналов с выхода блока 62 векторных комбайнеров по интерфейсу McBSP поступают в четыре модуля цифровых возбудителей 63. Каждый цифровой возбудитель осуществляет цифроаналоговое преобразование данных. Полученный таким образом аналоговый высокочастотный сигнал в зависимости от режима работы может сразу поступать на выход блока или может быть подвергнут переносу по частоте в диапазон УКВ и дальнейшей обработке в блоке 27 селективных фильтров (СФ). При переносе сигнала по частоте в диапазон УКВ используется ВЧ сигнал, подаваемый с выхода блока синтезатора частот.
В блоке 27 происходит фильтрация внеполосных излучений и усиление сигнала, после чего аналоговые ВЧ сигналы через антенный коммутатор 5 подаются на приемопередающие антенны и излучаются ими в эфир.
Широкополосный модем 28 предназначен для преобразования сигналов оконечной аппаратуры интерфейсов С1-ТЧ, C1-ТГ, C1-И в сигналы группового потока (тип интерфейса основного цифрового потока G.703) для передачи их по КВ радиоканалу связи в потоковом (речь) и пакетном (передача файлов) режимах в условиях сложной помеховой обстановки.
Модем предназначен для защиты от внешних помех при приеме сигналов в КВ диапазоне частот за счет адаптивных пространственных компенсаторов помех в частотно-независимых субканалах и, как следствие, повышения эксплуатационных характеристик радиосвязи в КВ диапазоне - помехозащищенности, надежности и дальности связи.
Модем может применяться как для каналов потоковой передачи данных, где требуется гарантированная средняя скорость потока и минимальное время доведения информации между оконечным оборудованием данных (ООД), так и при пакетной передаче данных, где требуется гарантированное доведение блоков данных.
Модем обеспечивает оперативную оценку качества канала с учетом работы адаптивного компенсатора помех (АКП).
Преобразователь 29 интерфейсов предназначен для преобразования сигналов стыка группового потока в сигналы интерфейсов оконечной аппаратуры (OA) С1-ТЧ, С1-ТГ, C1-И и обратно, последующей передачи их через линейный ввод 46 и СЛ 47 на оконечную аппаратуру телефонной и телеграфной связи, установленную во взаимодействующих аппаратных полевых узлов связи. Блок 29 обеспечивает физическую реализацию интерфейсов оконечной аппаратуры из пакетной среды передачи USB при стыковке с мультиплексором 25 потоков Е1.
Первичный мультиплексор 30 представляет собой многофункциональное оборудование, используемое на магистральных линиях связи, осуществляющее функции мультиплексора/демультиплексора интерфейсов оконечной аппаратуры С1-ТЧ, С1-ТГ и С1-И в групповые каналы интерфейса USB. Он обеспечивает передачу сигналов со скоростью 2048 кбит/с.
Многоканальная аппаратура 31 передачи данных содержит блок сопряжения, устройство защиты от ошибок, автоматический коммутатор сообщений (АКС), блок шифрования информации, устройство преобразования сигналов (УПС), линейный фильтр, к которому подключен канал связи, устройство ввода-вывода, состоящее из блока управления и контроля, клавиатуры и устройства отображения информации, блок опорных частот, пульт дистанционного управления (ДУ) и блок подключения линий связи.
Многоканальная аппаратура 31 передачи данных обеспечивает работу по проводным каналам связи, УКВ радиоканалам, каналам радиорелейной и спутниковой связи и предназначена для криптографической защиты, распределения и помехозащищенной передачи данных в автоматизированных системах и комплексах. Она обеспечивает образование канальных интерфейсов по стыку С1-ТЧ со скоростью передачи 1200 и 2400 бит/с, по стыку C1-И со скоростью передачи 1200, 2400, 4800, 9600, 16000, 32000 и 48000 бит/с, по стыку С1-ИРС со скоростью передачи 16 и 32 кбит/с, по стыку С1-ТГ со скоростью передачи от 0,05 до 4,8 кбит/с, по стыку ОЦК со скоростью передачи 64 кбит/с. С оконечным оборудованием данных аппаратура передачи данных обеспечивает работу по стыку RS-232.
Автоматизированное рабочее место (АРМ) 32 оператора АПД предназначено для управления работой многоканальной аппаратуры 31 передачи данных.
Блок 33 шифрования пакетов предназначен для создания высокоскоростной защищенной мультисервисной телекоммуникационной инфраструктуры на цифровых сетях связи и обеспечения маршрутизации и шифрования пакетов при работе должностных лиц предлагаемой подвижной автоматизированной машины управления по каналам и трактам в сетях с пакетной коммутацией. Он обеспечивает обмен информацией по стыку Ethernet с оконечным оборудованием данных и каналообразующими средствами со скоростью обмена 10, 100 Мбит/с в соответствии со стандартом IEEE 802.3 по соответствующим протоколам, а также IP-маршрутизацию передаваемой информации, включая данные, речевые сообщения и видеоинформацию, при работе по цифровым каналам связи на IP-сети с шифрованием IP-пакетов.
В качестве блока 33 шифрования пакетов может быть использовано устройство шифрования/расшифрования информации типа 450Б.
Блок 34 транзитной коммутации каналов осуществляет управление потоками информации, разграничивая их по типам шифраторов, по приоритетам доступа (категориям срочности). Данная функция позволяет равномерно загружать каналы связи и позволяет сгладить пиковую активность в сети и ее простои. Проводя непрерывный анализ видимых объектов в доступных сетях, блок 3 транзитной коммутации каналов предотвращает загрузку каналов связи данными, адресованными к недоступным абонентам. Он осуществляет взаимодействие с техническими средствами аппаратной через блок 33 шифрования пакетов. При этом обеспечивается мониторинг и управление техническими средствами в локальном и удаленном режимах. Постоянный мониторинг состояния технических средств блоком 34 транзитной коммутации дает оперативную информацию об используемой аппаратуре, что, в свою очередь, позволяет в кратчайшие сроки выявить причины возможных аварий и своевременно устранить их.
Устройство 35 технического маскирования информации является средством криптографической защиты информации. Устройство предназначено для обеспечения открытой или технически защищенной конфиденциальной радиотелефонной связи при совместной работе с симплексными КВ и УКВ радиостанциями комплекса технических средств Р-168.
Устройство обеспечивает маскированную связь в симплексном режиме при работе по КВ-УКВ радиоканалам с полосой частот от 300 до 3400 Гц для аналогового маскирования и 8 кГц для цифрового маскирования, составленным из однотипных радиостанций.
Принцип работы аналогового маскирования заключается в следующем.
Принцип действия аналогового маскирования основан на динамической циклической перестановке фрагментов речевого сигнала (сегментов), поступающих с микрофона. Длительность сегментов речевого сигнала выбирается достаточно короткой, чтобы после перестановок сегментов передаваемое в эфир речевое сообщение стало разборчивым. На противоположном конце линии связи происходит обратное преобразование с помощью аналогового устройства.
Речевой сигнал с микрофона или из канала связи поступает через устройство согласования, коммутатор на фильтр низкой частоты для ограничения полосы речевого сигнала до 3400 Гц. В дельта-модуляторе осуществляется преобразование речевого сигнала в цифровую форму.
В процессе работы с устройством любое изменение режима работы сопровождается звуковым сигналом в телефонах МТГ.
Принцип работы цифрового маскирования заключается в следующем. В режиме передачи информации речевой сигнал через коммутатор поступает на дельта-модулятор, где преобразуется в цифровую форму. Цифровой сигнал поступает в устройство управления цифровым маскированием, где по командам из микро-ЭВМ происходит побитное наложение ключевой маски. Затем маскированный цифровой сигнал через устройство согласования поступает на модулятор радиостанции. В режиме приема маскированный цифровой сигнал радиостанции через устройство согласования поступает в устройство управления цифровым маскированием, где по командам из МЭВМ происходит процесс маскирования. Затем сигнал преобразуется в аналоговую форму в дельта-демодуляторе и через коммутатор и УНЧ поступает на телефоны.
Возимая УКВ радиостанция 36 содержит микро-ЭВМ, приемовозбудитель, блок приемопередатчика, блок управления, коммутации и сопряжения, пульт управления и внешний пульт управления. Работой всех составных частей радиостанции управляет через последовательную магистраль ввода/вывода микро-ЭВМ, которая получает команды от оператора через органы управления радиостанцией и выдает все необходимые сообщения на органы индикации, размещенные на лицевой панели. Она предназначена для выхода в сети радиосвязи и ведения автоматизированной, беспоисковой и бесподстроечной радиосвязи в диапазоне рабочих частот от 30 до 108 МГц между наземными и подвижными объектами на стоянке и в движении. С помощью радиостанции 31 осуществляется радиосвязь путем выхода в радиосеть и обмена речевыми и формализованными сообщениями.
В качестве антенны 37 для возимой УКВ радиостанции 36 может быть использована транспортная широкодиапазонная антенна (ТШДА). Антенна ТШДА относится к классу штыревых и состоит из трех стержней, соединенных между собой резьбовым соединением и амортизатора. К корпусу антенны жестко прикреплен кронштейн, с помощью которого антенна ТШДА крепится на кузове подвижного объекта.
Блок 38 шлюз-маршрутизатора предназначен для разделения внутренней и внешней сетей связи подвижной аппаратной. Он функционирует в режиме маршрутизации информационных пакетов на основе IP адресов между абонентами внутренней сети и любым из интерфейсов локальной вычислительной сети (ЛВС). Он обеспечивает:
динамическую маршрутизацию на основе алгоритма AODV (RFC 1561) с постоянным контролем соединений с соседними узлами;
фильтрацию широковещательных и многоадресных информационных пакетов между направлениями маршрутизации;
приоритеты трафиков непрерывных информационных потоков стыков С1-ТЧ, С1-ФЛ, формируемых блоками аппаратной.
Блок 38 обеспечивает пропускную способность коммутации информационных пакетов на основе MAC адресов между интерфейсами локальной вычислительной сети (ЛВС) по технологии полный дуплекс, общую пропускную способность маршрутизации информационных пакетов на основе IP адресов между направлениями по технологии полный дуплекс.
Радиостанция 39 сверхвысокочастотного (СВЧ) диапазона предназначена для организации высокоскоростных открытых и криптографически защищенных радиосетей передачи данных в СВЧ диапазоне. В ней используется принцип временного разделения приема и передачи, а также временного уплотнения информации. Радиостанция работает на стоянке и в движении. Она обеспечивает передачу и прием цифровой информации, сопряжение с персональным компьютером и источниками информации по стыку Ethernet 10/100, автоматическую ретрансляцию и маршрутизацию информации, автоматическое вхождение в работающую радиосеть. В радиостанции обеспечивается адаптивное изменение скорости передачи информации в зависимости от помеховой обстановки.
В качестве такой радиостанции 39 используется радиостанция Р-168 МРА из комплекса технических средств радиосвязи Р-168.
В качестве антенны 40 для радиостанции 39 СВЧ диапазона используется антенна типа СК-Б.
Блок 41 сопряжения предназначен для объединения блоков, работающих по интерфейсу 10Base-T/100Base-TX стандарта IEEE.802.3 и коммутацию информационных пакетов между ними, обмен информационными пакетами с аналогичными блоками, обмен информацией по радио интерфейсу стандарта IEEE.802/11b, динамическую маршрутизацию на основе алгоритма AODV с постоянным контролем соединений с соседними узлами и совместимого с блоком шлюз-маршрутизатора 38, фильтрацию широковещательных и многоадресных информационных пакетов между направлениями маршрутизации, управление и конфигурацию по интерфейсу Ethernet по протоколу TCP/IP, совместимого с протоколом управления оборудованием аппаратной.
Блок 42 слухового приема/передачи сигналов предназначен для обеспечения работы оператора в радиосетях с применением МТГ и громкоговорителя блока 43, оперативного управления каналами в объеме, достаточном для ведения слухового приема, а также слухового контроля радиоэфира в возможных полосах приема (дополнительное назначение), передачи информации с использованием телеграфного ключа 44.
Блок 43 громкоговорителя (БГ) предназначен для обеспечения громкоговорящей связи внутри аппаратной или вне ее в режиме «полудуплекс». Он обеспечивает групповое прослушивание открытой телефонной информации, ручную регулировку уровня громкости с фиксацией положения уровня громкости. Блок обеспечивает индикацию текущего состояния уровня громкости. Имеется возможность отключения динамика с клавиатуры БГ.
Телеграфный ключ 44 предназначен для ведения слуховой телеграфной связи по КВ радиоканалам. В качестве телеграфного ключа 44 может быть использован датчик кода Морзе типа Р-020.
Блок 45 коммутации каналов и линий (ККЛ) представляет собой автоматизированный кросс-коммутатор с коммутационным полем N×N входа-выхода (канала или линии связи). Конструктивно блок 45 выполнен в виде единого моноблока, включающего линейную и станционную стороны, к каждой из которых подключаются N линий с возможностью наращивания емкости кросса. Блок включает в себя электронное поле, к которому подключаются разъемы линейной и станционной сторон. Он предназначен для кросс-соединения каналов и линий связи в любом сочетании. При этом обеспечивается возможность соединения между собой любых N каналов станционной стороны, соединения между собой любых N каналов линейной стороны, а также коммутации между собой каналов станционной стороны с каналами линейной стороны.
Линейный ввод 46 содержит присоединительные и коммутационные элементы (разъемы, распределительные гребенки и штифты), к которым с помощью кабельных разъемов подключаются соединительные линии 37, высокоскоростная цифровая абонентская линия 38 и волоконно-оптическая линия связи 39 от внешних взаимодействующих аппаратных и станций. Он предназначен для распределения информационных и управляющих цепей на аппаратуру и оборудование подвижной аппаратной КВ-УКВ радиосвязи. Конструктивно линейный ввод 36 выполнен по однотипной схеме в соответствии с отраслевым стандартом на существующие линейные и кабельные вводы для подвижных объектов, оборудование которых смонтировано в кузове-фургоне на шасси автомобиля повышенной проходимости.
Соединительная линия 47 для приема/выдачи каналов может быть выполнена с использованием полевого распределительного кабеля с четверочной структурой типа П-269М-4×4+2×4.
Высокоскоростная ЦАЛ 48 может быть выполнена как с использованием кабеля типа П-269М-2×2, так и полевого двухпроводного кабеля типа П-274М.
Волоконно-оптическая линия связи 49 предназначена для развертывания дублирующей линии дистанционного управления (ДУ) между подвижной аппаратной КВ-УКВ радиосвязи и отдельными радиоприемными аппаратными, может быть выполнена с использованием полевого оптического кабеля любого типа.
Соединительная линия (СЛ) 50 предназначена для приема/выдачи сигналов от оконечного оборудования данных (ООД), находящегося в составе аппаратных полевого узла связи или КШМ. Она может быть выполнена с использованием кабеля с четверочной структурой типа П-269М.
Блок 51 коммутации и вызова (БКВ) совместно с первым 52 и вторым 53 пультами связи предназначен для обеспечения телефонной и громкоговорящей связи по физическим линиям, двух- и четырехпроводным каналам тональной частоты, четырехпроводным цифровым каналам, образованными проводными и радиорелейными средствами связи, каналам КВ и УКВ радиосредств со скоростями передачи 1200, 2400 бит/с и 16 кбит/с.
Блок 51 предназначен для посылки избирательного вызова корреспондентам в сети служебной радиосвязи, организованной с помощью УКВ радиостанции 54 служебной связи с антенной 55, ведения телефонной и громкоговорящей связи между абонентами. В качестве блока 51 может быть использован известный блок типа БКВ-ПС, разработанный научно-производственной фирмой «Сигма» (г. Калуга) и входящий в состав существующего оборудования служебной связи.
Первый 52 и второй 53 пульты связи представляют собой функционально законченные оконечные устройства, имеющие в своем составе стандартную телефонную тастатуру, вызывные приборы, микротелефонную трубку и устройство громкоговорящей связи (микрофон с усилителем и громкоговоритель). Упомянутые пульты связи предназначены для ведения телефонной и громкоговорящей связи по двухпроводным физическим цепям, двух- и четырехпроводным каналам тональной частоты и цифровым каналам, каналам КВ и УКВ радиосредств со скоростями передачи 1200, 2400 бит/с и 16 кбит/с.
УКВ радиостанция 54 служебной связи является приемопередающей радиостанцией с частотной модуляцией и предназначена для обеспечения радиосвязи между наземными подвижными объектами на стоянке и в движении при ведении следующих видов работ: телефон, слуховой тональный телеграф и цифровую сигнально-кодовую связь.
В качестве УКВ радиостанции 54 может быть использована УКВ радиостанция типа Р-168-5УТ-2 или Р-168-5УН мощностью 8 Вт. Эта радиостанция является приемопередающей УКВ станцией с частотной модуляцией. Она предназначена для выхода в сети радиосвязи и ведения автоматизированной, беспоисковой и бесподстроечной радиосвязи в диапазоне рабочих частот от 30 до 108 МГц между наземными и подвижными объектами на стоянке и в движении. С помощью радиостанции 54 осуществляется радиосвязь путем выхода в радиосеть и обмена речевыми и формализованными сообщениями.
В качестве антенны 55 для УКВ радиостанции 54 служебной связи может быть использована транспортная широкодиапазонная антенна (ТШДА). Антенна ТШД А относится к классу штыревых антенн и состоит из трех стержней, соединенных между собой резьбовым соединением, и амортизатора. К корпусу антенны жестко прикреплен кронштейн, с помощью которого антенна ТШДА крепится на кузове-фургоне подвижного объекта.
Основная аппаратура и оборудование подвижной аппаратной КВ-УКВ радиосвязи размещены в кузове-фургоне К-5350Д на шасси автомобиля повышенной проходимости КамАЗ-5350.
Подвижная аппаратная КВ-УКВ радиосвязи обеспечивает следующие режимы работы:
передача и прием сигналов на фиксированной частоте;
работа в адаптивных радиоканалах;
совместная работа с аналогичными аппаратными;
режим ретрансляции;
совместная работа с аппаратными старого парка.
В подвижной аппаратной КВ-УКВ радиосвязи обеспечивается несколько вариантов передачи/приема информации и режимов работы:
1) в составе передающего радиоцентра при использовании аппаратной в качестве передающей станции. В этом случае передача и прием информации осуществляется от оконечной аппаратуры по линии ДУ, организованной с помощью РРС или ВОЛС между подвижной аппаратной КВ-УКВ радиосвязи и отдельными радиоприемными аппаратными, размещенными на приемном радиоцентре и к которым подключена аппаратная с оконечной аппаратурой телефонной, телеграфной связи и передачи данных;
2) в составе отдельной группы радиосредств прямой связи. В этом случае передача и прием информации осуществляется с помощью оконечных средств телефонной связи и передачи данных, размещенных в аппаратных связи или непосредственно на рабочих местах должностных лиц.
В первом случае тракт для приема/передачи информации включает: приемопередающие антенны (1-4), которые принимают сигналы с противоположной стороны, антенный коммутатор 5, блок 6 УФ, многоканальное радиоприемное устройство 7, коммутатор 10 Ethernet сервера 9 аппаратной, широкополосный модем 28, каналы возимой УКВ радиостанции 36 с антенной 37, радиостанции 39 СВЧ диапазона с антенной 40, которые излучают высокочастотные сигналы в эфир. На противоположной стороне линии ДУ, организованной с помощью указанных радиостанций, сигналы принимают аналогичные станции, установленные в радиоприемной аппаратной и аппаратных связи, выделяют каналы и передают их по соединительной линии на оконечную аппаратуру телефонной и телеграфной связи или передачи данных.
Передача информации от оконечной аппаратуры (OA) телефонной и телеграфной связи осуществляется по тракту, включающему: OA, соединительную линию 47, радиоприемную аппаратную или аппаратную связи УС, каналы линии ДУ, организованной с помощью радиостанций 36 и 39, которые принятую информацию передают в эфир. На противоположной стороне линии ДУ сигналы принимают антенны радиостанций, далее сигналы обрабатываются в них и через широкополосный модем 28, коммутатор 10 Ethernet выделенные каналы интерфейсов С1-ТЧ, С1-ТГ, C1-И поступают на вход радиопередающего устройства 26. В радиопередающем устройстве 26 осуществляется преобразование сигналов каналов телефонной и телеграфной связи интерфейсов С1-ТЧ, С1-ТГ, C1-И в аналоговые высокочастотные радиосигналы, которые с выхода РПДУ 26 поступают на антенный коммутатор 5 непосредственно или через блок 27 СФ. Антенный коммутатор 5 производит коммутацию ВЧ сигналов на приемопередающие антенны (1-4), которые излучают ВЧ сигналы в эфир и которые принимаются антеннами радиоприемных аппаратных на противоположном конце автоматизированной радиолинии.
Во втором случае тракт для передачи/приема информации включает: OA, сигналы от которой по СЛ 47 поступают через линейный ввод 46, блок 45 ККЛ, первичный мультиплексор 30, преобразователь 29 интерфейсов, коммутатор 10 Ethernet сервера 9 аппаратной, многоканальное РПДУ 26, антенный коммутатор 5 или блок 27 СФ, антенный коммутатор 5 и приемопередающие антенны (1-4), которые излучают ВЧ сигналы в эфир и которые по эфиру поступают на радиоприемные устройства отдельных радиоприемных аппаратных или на РПУ 7 аналогичной подвижной аппаратной КВ-УКВ радиосвязи - при передаче информации от OA. При приеме информации тракт включает: ВЧ сигналы из эфира принимаются антеннами (1-4), передаются через антенный коммутатор 5 и блок 6 УФ на вход многоканального РПУ 7, которое преобразует аналоговые ВЧ сигналы в индивидуальные каналы и которые через коммутатор 10 Ethernet, преобразователь 29 интерфейсов, первичный мультиплексор 30, блок 45 ККЛ, линейный ввод 46 передаются по СЛ 47 на оконечную аппаратуру телефонной и телеграфной связи или передачи данных, установленную в аппаратных связи или непосредственно на рабочих местах должностных лиц КШМ, осуществляющих прием и передачу информации.
В каждом из названных режимов работы подвижная аппаратная КВ-УКВ радиосвязи обеспечивает автоматическую и автоматизированную передачу телефонной, телеграфной информации и передачу данных одновременно по двум независимым каналам в КВ и УКВ диапазонах частот в условиях воздействия на радиосредства радиопомех естественного и искусственного характера. При этом обеспечивается дистанционное управление (ДУ) на стоянке по радиоканалу или по волоконно-оптической линии связи, организованному между подвижной аппаратной КВ-УКВ радиосвязи и отдельными радиоприемными аппаратными и аппаратными связи полевого УС.
При работе в пакетном режиме передачи данных средствами связи аппаратной реализуется протокол гарантированной доставки данных с исправлением ошибок и перезапросом с использованием ПЭВМ с программным обеспечением, реализующим транспортный и канальный уровень протокола передачи данных.
В аппаратной предусмотрена система автоматического установления соединения и ведения радиосвязи, при которой обеспечивается организация адаптивных радиолиний или радиосетей. Адаптация проводится по частоте канала, скорости и виду модема. Возможна также адаптация в автоматическом режиме при работе встроенных модемов, либо по запросу от внешней оконечной аппаратуры (OA) для потоковых каналов.
Таким образом, в предлагаемой подвижной аппаратной КВ-УКВ радиосвязи обеспечивается выполнение следующих функций:
работу в диапазоне от 1,5 до 80 МГц (с возможностью расширения диапазона до 108 МГц) с передачей по образованным радиоканалам телефонной, телеграфной информации и данных с гарантированной доставкой;
выбор оптимальных частот из числа выделенных, их распределение и использование, формирование их в группы частот;
выбор частот с учетом хранящего в памяти долгосрочного прогноза, а также результатов трассового зондирования ионосферы;
работу в радиосети каждого из образованных средствами радиосвязи каналов и в радионаправлении в качестве главной или подчиненной станции с использованием помехозащищенных режимов работы;
работу в режимах дуплекс, симплекс, двухчастотный симплекс и ретрансляция.
Режим ретрансляции в подвижной аппаратной применяется при необходимости передачи данных между двумя корреспондентами по КВ и УКВ каналам, в случае если прямая передача данных между ними невозможна. При этом передача и прием сигналов может осуществляться по КВ каналу с ретрансляцией по УКВ каналу и наоборот. Причем для работы с дальним корреспондентом используется КВ канал, а для работы с ближним корреспондентом используется УКВ канал в соответствии с техническими возможностями подвижной аппаратной. Режим ретрансляции ничем не отличается от обычного режима работы и применяется только на стоянке с использованием выносных мачтовых и антенных устройств с электропитанием аппаратной от внешней сети переменного тока напряжением 380 В. В отдельных случаях для режима ретрансляции могут использоваться бортовые приемные и передающие антенны.
Обмен данными из подвижной аппаратной осуществляется с использованием многоканальной аппаратуры 31 передачи данных и АРМ 32 оператора аппаратуры передачи данных. При этом тракты передачи данных организуются с использованием АПД 31 и АРМ 32, первичного мультиплексора 30, преобразователя 29 интерфейсов, блока 33 шифрования пакетов, блока 34 транзитной коммутации, коммутатора 10 Ethernet, широкополосного модема 28, блока 38 шлюз-маршрутизатора и радиостанции 39 СВЧ диапазона с антенной 40. При этом обеспечивается частотно-адаптивная дуплексная и полудуплексная радиосвязь с адаптацией по фиксированным частотам и с адаптацией по пакетам частот, обмен служебными командами и автоматизированное ведение связи с использованием аппаратуры 31 передачи данных подвижной аппаратной.
Обмен данными в подвижной аппаратной возможен также с использованием оконечного оборудования данных (ООД), установленного в аппаратных связи и командно-штабных машинах (КШМ), сигналы от которых поступают в аппаратную по соединительной линии 50 через линейный ввод 46.
При работе в режиме по запросу подвижная аппаратная обеспечивает:
предоставление радиоканала передачи данных и передачу данных указанному корреспонденту в различных режимах доведения информации;
предоставление телефонного и телеграфного радиоканала оконечной аппаратуре по интерфейсам С1-ТЧ, С1-ТГ, C1-И с приемом/передачей информации со скоростями 1,2 и 2,4 кбит/с по КВ радиоканалу и до 64,0 кбит/с по УКВ радиоканалу;
автоматическое установление соединения между подвижной аппаратной и отдельными радиоприемными аппаратными с дистанционным управлением процессом соединения и ведения связи;
встречную работу с оконечной аппаратурой телефонной и телеграфной связи, а также с оконечным оборудованием данных взаимодействующих аппаратных и станций;
выдачу по запросу на диспетчерский пункт текущего состояния каналов связи, исправности аппаратуры и занятости каналов в процессе ведения связи;
передачу информации через коммутатор 10 Ethernet в сеть Ethernet и на удаленные объекты.
В аппаратной предусмотрено оперативное (с участием операторов АРМО 12 и 18) автоматизированное управление ведением двухсторонних сеансов радиосвязи с помощью портативных ноутбуков 13 и 19 первого и второго АРМО. Путь прохождения сигналов и команд на передачу включает в себя: оконечную аппаратуру телефонной или телеграфной связи взаимодействующей аппаратной связи, линия ДУ подвижной аппаратной, широкополосный модем 28, коммутатор 10 Ethernet, многоканальное РПДУ 26 и блок 27 СФ, антенный коммутатор 5 и далее сигналы излучаются в эфир одной из четырех (1-4) приемопередающих антенн. На приеме тракт включает в себя: приемопередающие антенны (1-4), антенный коммутатор 5, блок 6 УФ, многоканальное РПУ 7, коммутатор 10 Ethernet, широкополосный модем 28, радиостанцию 39 СВЧ диапазона и антенну 40, далее сигналы излучаются в эфир, принимаются радиостанцией отдельной радиоприемной аппаратной, выделяются каналы и по СЛ передаются на оконечную аппаратуру телефонной, телеграфной связи и передачи данных взаимодействующей аппаратной связи на противоположном конце радиолинии.
Передача и прием сигналов слухового телеграфа осуществляется с помощью блока 42 слухового приема/передачи сигналов, блока 43 громкоговорителя и телеграфного ключа 44. При этом передача и прием сигналов осуществляется с использованием кода Морзе.
Прием сигналов слухового телеграфа в подвижной аппаратной возможен также с помощью микротелефонной гарнитуры 17 или 23 первого 12 или второго 18 АРМО по тракту, включающему: приемопередающие антенны (1-4), антенный коммутатор 5, блок 6 УФ, многоканальное РПУ 7, коммутатор 10 Ethernet, портативные ноутбуки 13 или 19 первого 12 или второго 18 АРМО, к которым подключены МТГ 17 и 23.
Технический эффект от предлагаемого изобретения заключается в расширении функциональных возможностей аппаратной в части организации высокоскоростных трактов и радиоканалов с повышенной пропускной способностью и обеспечении защищенного обмена данными в условиях воздействия на радиосредства различных помех естественного и искусственного характера, достигаемых за счет введения дополнительно многоканальной аппаратуры передачи данных с АРМ оператора АПД, блока шифрования пакетов, блока транзитной коммутации, устройства технического маскирования информации, блока шлюз-маршрутизатора, радиостанции СВЧ диапазона, блока сопряжения, блока слухового приема/передачи сигналов, применения многоканальных радиоприемного и радиопередающего устройств. Это способствует обеспечению возможности организации одновременно нескольких независимых направлений и каналов связи, способных функционировать независимо друг от друга по нескольким направлениям в КВ и УКВ диапазонах частот, высокоскоростных радиосетей с обменом по ним информацией и данными с повышенной защищенностью. При этом обеспечивается достаточно хорошее качество связи: словесная разборчивость не ниже 2 класса по ГОСТ В 20775 при передаче речевых сообщений и вероятность поэлементной ошибки не ниже 5×10-2 при передаче цифровой информации, а также обмен данными со скоростью до 10 Мбит/с.
Кроме того, автоматизация процессов установления соединения и ведения связи позволяет повысить достоверность передачи информации и надежность связи, исключить или уменьшить участие оператора в процессах установления и ведения связи, за счет чего существенно снижаются субъективные ошибки оператора при их выполнении, повышается оперативность установления соединения и ведения радиосвязи.
Источники информации.
1. Головин О.В., Простов С.П. Системы и устройства коротковолновой радиосвязи / Под ред. Профессора О.В. Головина. - М.: Горячая линия - Телеком, 2006.
2. RU, патент на полезную модель №47597 U1, МПК Н04В 1/06, 2005.
3. RU, патент №2556878 С1, МПК H04B 7/26, 2015, БИПМ №20 от 20.07.2015 г. (прототип).