МОБИЛЬНАЯ СТАНЦИЯ КОММУТАЦИИ СООБЩЕНИЙ И ДОКУМЕНТАЛЬНОГО ОБМЕНА
MOBILE STATION OF DATA SWITCHING AND RECORD TRAFFIC

Изобретение относится к системам связи и может быть использовано для обеспечения факсимильной связи, формирования и передачи пейджинговых сообщений, а также обмена данными по каналам, образованным проводными, радио-, радиорелейными и спутниковыми средствами связи в полевых условиях.
Известны устройства документального обмена, в том числе автоматическая телеграфная координатная станция типа АТК-20, описанная в [1].
Эта станция содержит абонентские телеграфные аппараты, вызывные приборы, абонентские линии телеграфной связи, абонентские комплекты, многократный координатный соединитель, устройство сигнализации, переходные устройства, телеграфные каналы от вышестоящей станции, блок распределения, регистры и регистровый искатель, определители зоны, ручной коммутатор и станционный телеграфный аппарат.
Известная автоматическая телеграфная станция обеспечивает обмен телеграфными сообщениями с аналогичными абонентскими установками по абонентским линиям и каналам тонального телеграфирования со скоростями передачи 50 и 75 бод в автоматическом и ручном режимах работы.
Основной недостаток известной телеграфной станции заключается в низкой пропускной способности из-за того, что в ней передача телеграфных сообщений осуществляется только со скоростью до 100 Бод.
Известна также телеграфная станция, содержащая два передающих и два приемных телеграфных аппарата абонента, два блока вызывных приборов, две абонентские линии телеграфной связи, блок линейных фильтров, абонентский блок, блок переходных устройств, блок каналов, станционный телеграфный аппарат, блок рабочего места, блок линейной коммутации, блок канальных фильтров, телеграфные каналы, блок сигнализации, блок преобразования телеграфных сигналов, блок транзита, блок циркулярной связи и блок телефонной связи [2].
Указанная телеграфная станция обеспечивает телеграфную связь по стартстопным телеграфным каналам с вынесенных абонентских телеграфных аппаратов, телеграфную связь по импульсным телеграфным каналам и организацию соединений для передачи циркулярных сообщений по нескольким стартстопным телеграфным каналам. При этом документальный обмен осуществляется с низкой скоростью передачи - до 200 бод максимально, что ограничивает ее возможности по передаче больших объемов информации.
Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому изобретению является мобильная станция оперативной связи, описанная в [3].
Известная мобильная станция содержит станцию спутниковой связи с антенной системой, радиорелейную станцию в составе приемопередатчика, антенны и полутелескопической мачты, УКВ радиостанцию, портативную радиостанцию, аппаратуру каналообразования, два блока шифрования, устройство коммутации, несколько телефонных аппаратов, модем тональной частоты и широкополосный модем, абонентскую установку, рабочее место в составе портативного компьютера и малогабаритного принтера, пульт оператора и абонентские линии прямой связи.
Указанная мобильная станция обеспечивает следующие режимы работы и виды связей:
а) образование каналов тональной частоты и цифровых каналов на скоростях передачи от 1,2 до 9,6 кбит/с для обеспечения автоматической телефонной связи и обмена данными с удаленными абонентами с помощью станции спутниковой связи;
б) образование каналов тональной частоты и цифровых каналов с помощью радиорелейной станции по организованной линии привязки к стационарным сетям связи;
в) организацию работы в сетях радиосвязи.
Недостатками известной станции являются ее ограниченные возможности по обеспечению обмена документальной информацией по образованным ею каналам связи, в частности осуществляется только обмен электронной корреспонденцией по каналам станции спутниковой связи с вышестоящим органом управления.
Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет организации различных сетей обмена данными по каналам спутниковой связи и радиоканалам и повышение их пропускной способности.
Поставленная цель достигается тем, что в мобильную станцию коммутации сообщений и документального обмена (КСДО), содержащую устройство коммутации каналов и линий связи (ККЛС), станцию спутниковой связи, соединенную с антенной системой, УКВ радиостанцию, соединенную с антенной, абонентскую установку, пульт оператора, портативную радиостанцию со встроенной антенной, соединенную с пультом оператора, два блока шифрования, аппаратуру каналообразования, автоматизированное рабочее место начальника станции (АРМ НС), включающее в себя портативный компьютер и малогабаритный принтер, телефонный аппарат АТС и абонентские линии прямой связи, при этом канальные входы-выходы станции спутниковой связи соединены с первыми входами-выходами устройства ККЛС, вторые входы-выходы которого соединены с канальными входами-выходами УКВ радиостанции, линейные входы-выходы абонентской установки соединены с третьими входами-выходами устройства ККЛС, вторые входы-выходы пульта оператора подключены к четвертым входам-выходам устройства ККЛС, пятые и шестые входы-выходы которого подключены соответственно к аналоговым и цифровым входам-выходам первого блока шифрования, а аналоговые и цифровые входы-выходы второго блока шифрования подключены соответственно к седьмым и восьмым входам-выходам устройства ККЛС, девятые входы-выходы которого соединены с первыми входами-выходами портативного компьютера АРМ НС, вторые входы-выходы которого соединены с входами-выходами малогабаритного принтера, десятые входы-выходы устройства ККЛС соединены с линейными входами-выходами первой аппаратуры каналообразования, линейные входы-выходы телефонного аппарата АТС соединены с одиннадцатыми входами-выходами устройства ККЛС, введены три УКВ радиостанции многоканальной связи с блоками антенных фильтров (БАФ) и широкодиапазонными антеннами (ШДА), два речепреобразующих устройства (РПУ), радиомодем, два УКВ радиоприемника с антеннами, навигационная аппаратура с антенной, высокоскоростное устройство шифрования радиоканалов, базовая многоканальная станция передачи данных (СПД), АРМ оператора ПД в составе пульта управления СПД, два факсимильных аппарата, коммутатор телефонной связи, вторая аппаратура каналообразования, блок кабельного ввода, соединительные линии (СЛ), линия дальней связи (ЛДС), базовая станция пейджинговой связи с антенной и n приемников персонального радиовызова, при этом двенадцатые входы-выходы устройства ККЛС соединены с входами-выходами канала тональной частоты (ТЧ) первой УКВ радиостанции многоканальной связи, высокочастотная часть которой через первый БАФ соединена с первой ШДА, входы-выходы цифрового канала первой УКВ радиостанции многоканальной связи через первое РПУ подключены к тринадцатым входам-выходам устройства ККЛС, четырнадцатые входы-выходы которого соединены с входами-выходами канала ТЧ второй УКВ радиостанции многоканальной связи, высокочастотная часть которой через второй БАФ соединена со второй ШДА, входы-выходы цифрового канала второй УКВ радиостанции многоканальной связи через второе РПУ подключены к пятнадцатым входам-выходам устройства ККЛС, шестнадцатые и семнадцатые входы-выходы которого подключены к входам-выходам соответственно канала ТЧ и цифрового канала третьей УКВ радиостанции многоканальной связи, высокочастотная часть которой через третий БАФ соединена с третьей ШДА, восемнадцатые и девятнадцатые входы-выходы устройства ККЛС подключены соответственно к аналоговым и цифровым входам-выходам радиомодема, канальные входы-выходы первого УКВ радиоприемника, соединенного с антенной, подключены к двадцатым входам-выходам устройства ККЛС, двадцать первые входы-выходы которого соединены с канальными входами-выходами второго УКВ радиоприемника, соединенного с антенной, третьи входы-выходы портативного компьютера АРМ НС соединены с канальными входами-выходами навигационной аппаратуры, высокочастотная часть которой соединена с антенной, двадцать вторые и двадцать третьи входы-выходы устройства ККЛС подключены соответственно к аналоговым и цифровым входам-выходам высокоскоростного устройства шифрования радиоканалов, двадцать четвертые входы-выходы устройства ККЛС соединены с первыми канальными входами-выходами базовой многоканальной СПД, управляющие входы-выходы которой соединены с управляющими входами-выходами пульта управления СПД, входящего в состав АРМ оператора ПД, вторые канальные входы-выходы базовой многоканальной СПД соединены с линейными входами-выходами первого факсимильного аппарата, линейные входы-выходы второго факсимильного аппарата соединены со станционными входами-выходами абонентской установки, канальные входы-выходы первой аппаратуры каналообразования подключены к канальным входам-выходам коммутатора телефонной связи, двадцать пятые входы-выходы устройства ККЛС соединены с линейными входами-выходами второй аппаратуры каналообразования, входы-выходы цифровых каналов которой соединены с входами-выходами цифровых каналов коммутатора телефонной связи, к станционным входам-выходам которого посредством абонентских линий прямой связи подключены линейные входы-выходы телефонных аппаратов системы МБ, двадцать шестые входы-выходы устройства ККЛС соединены со станционными входами-выходами блока кабельного ввода, к первым и вторым линейным входам-выходам которого подключены соответственно СЛ и ЛДС, двадцать седьмые входы-выходы устройства ККЛС подключены к канальным входам-выходам базовой станции пейджинговой связи, соединенной с антенной, посредством которой по эфиру связаны n приемников персонального радиовызова.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемая мобильная станция КС ДО отличается наличием новых блоков: трех УКВ радиостанций многоканальной связи с БАФ и ШДА, двух РПУ, радиомодема, двух УКВ радиоприемников с антеннами, навигационной аппаратуры с антенной, высокоскоростного устройства шифрования радиоканалов, базовой многоканальной СПД, АРМ оператора ПД в составе пульта управления СПД, двух факсимильных аппаратов, коммутатора телефонной связи, второй аппаратуры каналообразования, блока кабельного ввода, СЛ, ЛДС, базовой станции пейджинговой связи с антенной и п приемников персонального радиовызова, а также изменением связей между известными остальными элементами схемы.
Таким образом, заявляемая мобильная станция КСДО 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 станцию КСДО вышеуказанные блоки проявляют новые свойства, что приводит к расширению функциональных возможностей за счет организации различных сетей обмена данными по каналам спутниковой связи и радиоканалам и повышению их пропускной способности станции. При этом в предлагаемой мобильной станции КСДО обеспечивается образование первичных аналоговых и цифровых каналов с помощью средств радиосвязи, спутниковой и проводной связи, ведение по образованным каналам передачи телефонных, телеграфных и факсимильных сообщений, обмен данными, а также развертывание абонентской сети телефонной связи. Это позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию "существенные отличия".
На чертеже представлена структурная электрическая схема мобильной станции КСДО.
Мобильная станция коммутации сообщений и документального обмена (КСДО) содержит устройство 1 коммутации каналов и линий связи (ККЛС), станцию 2 спутниковой связи с антенной системой 3, УКВ радиостанцию 4 с антенной 5, абонентскую установку 6, пульт 7 оператора, портативную радиостанцию 8 со встроенной антенной, первый 9 и второй 10 блоки шифрования, АРМ НС 11, включающий в себя портативный компьютер 12 и малогабаритный принтер 13, первую 14 аппаратуру каналообразования, телефонный аппарат 15 системы АТС, первую УКВ радиостанцию 16 многоканальной связи, первый блок 17 антенных фильтров (БАФ), первую 18 широкодиапазонную антенну (ШДА), первое 19 РПУ, вторую УКВ радиостанцию 20 многоканальной связи, второй 21 БАФ, вторую 22 ШДА, второе 23 РПУ, третью УКВ радиостанцию 24 многоканальной связи, третий 25 БАФ, третью 26 ШДА, радиомодем 27, первый 28 УКВ радиоприемник с антенной 29, второй 30 УКВ радиоприемник с антенной 31, навигационную аппаратуру 32 с антенной 33, высокоскоростное устройство 34 шифрования радиоканалов, базовую многоканальную станцию 35 передачи данных (СПД), АРМ 36 оператора ПД в составе пульта 37 управления СПД, первый 38 и второй 39 факсимильные аппараты, коммутатор 40 телефонной связи, абонентские линии 41 прямой связи, m телефонных аппаратов 42 системы МБ, вторую аппаратуру 43 каналообразования, блок 44 кабельного ввода, СЛ 45, ЛДС 46, базовую станцию 47 пейджинговой связи с антенной 48 и n приемников 49 персонального радиовызова.
Антенная система 3 соединена с высокочастотной частью станции 2 спутниковой связи, канальные входы-выходы которой соединены с первыми входами-выходами устройства 1 ККЛС, вторые входы-выходы которого соединены с канальными входами-выходами УКВ радиостанции 4, высокочастотная часть которой соединена с антенной 5. Третьи и четвертые входы-выходы устройства 1 ККЛС подключены соответственно к первым входам-выходам абонентской установки 6 и ко вторым входам-выходам пульта оператора 7, первые входы-выходы которого соединены с канальными входами-выходами портативной радиостанции 8 со встроенной антенной. Аналоговые и цифровые входы-выходы первого блока 9 шифрования подключены соответственно к пятым и шестым входам-выходам устройства 1 ККЛС, седьмые и восьмые входы-выходы которого подключены соответственно к аналоговым и цифровым входам-выходам второго блока 10 шифрования. Девятые входы-выходы устройства 1 ККЛС соединены с первыми входами-выходами портативного компьютера 12 АРМ НС 11, вторые входы-выходы которого соединены с входами-выходами малогабаритного принтера 13. Линейные входы-выходы первой аппаратуры 14 каналообразования соединены с десятыми входами-выходами устройства 1 ККЛС, одиннадцатые входы-выходы которого соединены с линейными входами-выходами телефонного аппарата 15 АТС.
Двенадцатые входы-выходы устройства 1 ККЛС соединены с входами-выходами канала ТЧ первой УКВ радиостанции 16 многоканальной связи, высокочастотная часть которой через первый 17 БАФ соединена с первой антенной 18 ШДА, входы-выходы цифрового канала первой УКВ радиостанции 16 многоканальной связи через первое 19 РПУ соединены с тринадцатыми входами-выходами устройства 1 ККЛС, четырнадцатые входы-выходы которого соединены с входами-выходами канала ТЧ второй УКВ радиостанции 20 многоканальной связи, высокочастотная часть которой через второй 21 БАФ соединена со второй антенной 22 ШДА, а входы-выходы цифрового канала второй УКВ радиостанции 20 через второе 23 РПУ соединены с пятнадцатыми входами-выходами устройства 1 ККЛС, шестнадцатые и семнадцатые входы-выходы которого подключены соответственно к входам-выходам канала ТЧ и цифрового канала третьей УКВ радиостанции 24 многоканальной связи, высокочастотная часть которой через третий 25 БАФ соединена с третьей антенной 26 ШДА.
Аналоговые и цифровые входы-выходы радиомодема 27 подключены соответственно к восемнадцатым и девятнадцатым входам-выходам устройства 1 ККЛС. Канальные входы-выходы первого УКВ радиоприемника 28, соединенного с антенной 29, подключены к двадцатым входам-выходам устройства 1 ККЛС, двадцать первые входы-выходы которого соединены с канальными входами-выходами второго УКВ радиоприемника 30, соединенного с антенной 31.
Третьи входы-выходы портативного компьютера 12 АРМ НС соединены с канальными входами-выходами навигационной аппаратуры 32, высокочастотная часть которой соединена с антенной 33.
Двадцать вторые и двадцать третьи входы-выходы устройства 1 ККЛС подключены соответственно к аналоговым и цифровым входам-выходам высокоскоростного устройства 34 шифрования радиоканалов, двадцать четвертые входы-выходы устройства 1 ККЛС соединены с первыми канальными входами-выходами базовой многоканальной СПД 35, управляющие входы-выходы которой соединены с управляющими входами-выходами пульта 37 управления СПД, входящего в состав АРМ 36 оператора ПД, вторые канальные входы-выходы базовой многоканальной СПД 35 соединены с линейными входами-выходами первого факсимильного аппарата 38, линейные входы-выходы второго факсимильного аппарата 39 соединены со станционными входами-выходами абонентской установки 6.
Канальные входы-выходы первой 14 аппаратуры каналообразования подключены к канальным входам-выходам коммутатора 40 телефонной связи. Двадцать пятые входы-выходы устройства 1 ККЛС соединены с линейными входами-выходами второй аппаратуры 43 каналообразования, входы-выходы цифровых каналов которой соединены с входами-выходами цифровых каналов коммутатора 40 телефонной связи, к станционным входам-выходам которого посредством абонентских линий 41 прямой связи подключены линейные входы-выходы телефонных аппаратов 42 системы МБ, двадцать шестые входы-выходы устройства 1 ККЛС соединены со станционными входами-выходами блока 44 кабельного ввода, к первым и вторым линейным входам-выходам подключены соответственно СЛ 45 и ЛДС 46, двадцать седьмые входы-выходы устройства 1 ККЛС подключены к канальным входам-выходам базовой станции 47 пейджинговой связи, соединенной с антенной 48, посредством которой по эфиру связаны n приемников 49 персонального радиовызова.
Устройство 1 ККЛС предназначено для приема и оперативной коммутации, контроля и оперативной проверки включаемых в него каналов и линий связи.
В качестве устройства 1 ККЛС может быть использован ручной коммутатор, выполненный по авторскому свидетельству №265932 [SU Авторское свидетельство №265942, кл. Н04L 11/22, 1970]. Этот коммутатор содержит прямоугольную матрицу из MN исполнительных коммутационных элементов, которые разделены на N групп по М элементов в группе и образуют исполнительную матрицу. Нормально разомкнутые контакты упомянутых элементов соединены соответственно с входами коммутатора для подключения источников электрических сигналов и с выходами для подключения приемников электрических сигналов.
Схемно-конструктивная реализация такого блока может быть выполнена также по техническим решениям на блок коммутации, структурная схема и технические возможности которого описаны в [4].
Станция 2 спутниковой связи содержит устройство разделения трактов приема и передачи, приемник, блок модуляторов-демодуляторов, передатчик и аппаратуру каналообразования. Аппаратура каналообразования станции предназначена для уплотнения и разуплотнения высокочастотного тракта, образованного приемником и передатчиком, формирования аналоговых каналов, включая каналы ТЧ и каналы автоматической телефонной связи, цифровых каналов со скоростью передачи от 1,2 до 9,6 кбит/с, а также создания стандартного интерфейса по стыку RS-232.
В качестве станции 2 спутниковой связи могут быть использованы «Абонентская станция спутниковой связи», выполненная по патенту РФ на изобретение №2314640 от 10 января 2008 года, или станции VSAT (Very Small Aperture Terminal), технические характеристики которых удовлетворяют требованиям Рекомендаций МСЭ-Р S.725 [5]. Эти станции обеспечивают передачу данных и телефонии в цифровом виде со скоростью до 2 Мбит/с.
Антенная система 3 станции 2 спутниковой связи включает в свой состав приемопередающую антенну, представляющую собой однозеркальную параболическую антенну, состоящую из зеркала с облучающей системой, опорно-поворотное устройство и аппаратуру наведения.
УКВ радиостанция 4 с антенной 5 предназначены для образования радиоканалов и выхода в организуемые радиосети, привязки к стационарным телефонным сетям общего пользования и обеспечения служебной симплексной радиосвязи при перемещении мобильной станции и организации обмена данными в сети внутренней связи.
В качестве такой радиостанции может быть использована УКВ радиостанция типа Р-168-5УН-2 [6].
Абонентская установка 6 предназначена для обеспечения прямой телефонной связи непосредственно с микротелефонной трубки или внешнего телефонного аппарата по цифровым каналам на скоростях передачи от 1,2 до 9,6 кбит/с. Она содержит преобразователи сигналов, согласующие устройства, разговорные и вызывные приборы.
Пульт оператора 7 предназначен для подключения оконечных приборов к абонентским и соединительным линиям и каналам связи, посылки и приема вызова по ним, ведения переговоров по установленному тракту связи, а также обслуживания портативной радиостанции 8. Пульт оператора 7 содержит разговорные приборы в составе микротелефонной трубки или ручного микрофона с усилителем передачи и громкоговорителя с усилителем приема, вызывные приборы в составе генератора и приемников вызова.
Портативная радиостанция 8 со встроенной антенной предназначена для обеспечения бесперебойной радиотелефонной связи оператору и абонентам мобильной станции с абонентами местной телефонной сети системы подвижной радиосвязи, а также выход на абонентов телефонной сети внешней автоматической телефонной станции.
В качестве портативной радиостанции 8 может быть использована УКВ радиостанция типа Р-168-0,1У.
В качестве такой станции может быть использована также портативная радиостанция Р-169П-1 из комплекса технических средств Р-169, состав и технические возможности которых описаны в [7].
Первый 9 и второй 10 блоки шифрования предназначены для криптографической защиты передаваемой по радиоканалам телефонной или цифровой информации с целью защиты ее от перехвата и скрытия содержания передаваемых сообщений при организации связи в сети радио-АТС с возможностью работы по цифровым каналам, каналам ТЧ, KB и УКВ радиоканалам. В качестве таких блоков шифрования может быть использовано устройство конфиденциальной связи, описанное в [8], которое содержит в тракте передачи анализатор речепреобразующего устройства, генератор псевдослучайной последовательности, блок наложения шифра, линейный блок (сумматор, цифроаналоговый преобразователь), а в приемном тракте включает линейный блок (фильтр низкой частоты, аналого-цифровой преобразователь), генератор псевдослучайной последовательности, блок снятия шифра, синтезатор речепреобразующего устройства, а также блок формирования частот. Имеющееся в составе блоков 9 и 10 речепреобразующее устройство работает по каналам тональной частоты и цифровым каналам со скоростью передачи 1200 или 2400 бит/с.
Каждый из блоков 9 и 10 осуществляет цифровое кодирование речевого сигнала и данных и шифрование информации по ГОСТ 28147-89.
АРМ НС 11 предназначено для управления процессами настройки, контроля и обеспечения взаимоувязанной работы аппаратуры и оборудования, а также для сбора, обработки, отображения и документирования данных о состоянии и об изменениях состояния связей, аппаратуры, каналов и линий связи, приема от навигационной аппаратуры данных, их обработку и выдачу информации по автоматическому определению координат и дистанционному управлению оборудованием мобильной станции КС ДО.
Портативный компьютер 12 АРМ НС 11 содержит системный блок, состоящий из материнской платы, на которой размещены микропроцессор, системная магистраль, оперативное запоминающее устройство, перепрограммируемое постоянное запоминающее устройство и контроллер клавиатуры. Системный блок включает в себя также адаптер монитора, адаптер портов, контроллер дисков, контроллер дополнительных устройств, жесткий магнитный диск, дисковод для подключения гибкого магнитного диска, системное программное обеспечение и прикладное программное обеспечение, поставляемое на накопителе на жестком магнитном диске. В состав портативного компьютера 12 входят также дисплей с плазменным экраном, стандартная клавиатура и графический манипулятор типа «мышь».
В качестве компьютера 12 АРМ НС 11 может быть использован также портативный компьютер типа ноутбук фирмы «Toshiba», содержащий системный блок, состоящий из центрального процессора типа «Intel», системной шины, электронных модулей оперативного запоминающего устройства и перепрограммируемого постоянного запоминающего устройства, стандартной клавиатуры, дисплея с плазменным экраном, системного программного обеспечения и специального прикладного программного обеспечения (СПО), поставляемого на накопителе на жестком магнитном диске.
Малогабаритный принтер 13 предназначен для печатания принятых по каналу связи сообщений. В качестве такого принтера может быть использован принтер фирмы «Toshiba».
Первая 14 и вторая 43 аппаратуры каналообразования представляют собой аппаратуру импульсного каналообразования и предназначены для образования цифровых каналов путем временного объединения-разъединения с номинальной скоростью передачи символов 480 кбит/с асинхронных или синхронных цифровых сигналов со скоростями передачи 16, 32 или 48 кбит/с на ЛДС 46 в зависимости от типа используемого кабеля дальней связи, а также для образования двухпроводных каналов ТЧ и использования их для обеспечения телефонной связи абонентам сети проводной связи, включенным в коммутатор 40 телефонной связи.
В качестве телефонного аппарата АТС 15 может быть использован любой из выпускаемых в соответствии с ГОСТ 7153-85 (Аппараты телефонные общего назначения) отечественной промышленностью телефонных аппаратов.
УКВ радиостанции (16, 20 и 24) многоканальной связи предназначены для организации сетей многоканальной радиосвязи и обеспечения по образованным ими каналам ТЧ и цифровым каналам передачи речевых и факсимильных сообщений, передачи данных на различных скоростях и режимах работы.
УКВ радиостанции (16, 20 и 24) многоканальной связи включают в свой состав блок временного уплотнения, предназначенный для образования в одной радиолинии нескольких, например от одного до пяти временных радиоканалов (субканалов). Указанные радиостанции могут работать как в одноканальном, так и в многоканальном режимах или в режиме ретрансляции.
При многоканальной работе каждый из образованных временных каналов (субканалы) может быть использован для передачи данных со скоростями 1200 или 2400 бит/с и для передачи речи при использовании РПУ.
Использование указанных радиостанций расширяет возможности информационного обмена каждого абонента с каждым по любому из каналов (субканалов), позволяет обеспечить тем самым повышение оперативности установления связи и возможность ведения связи через одну-две инстанции путем организации автоматической ретрансляции сигналов на каналах радиостанции.
В качестве таких станций могут быть использованы серийно выпускаемые открытым акционерным обществом «Рязанский Радиозавод» радиостанции комплекса «Акведук» типа Р-168-25У-2 [6] или радиостанции системы радиосвязи «Колос».
Указанные УКВ радиостанции обеспечивают псевдослучайную перестройку частоты, автоматизированную адаптивную связь, ретрансляцию информации, ручной и автоматический ввод радиоданных, передачу и прием цифровой информации со скоростями от 1,2 до 16 кбит/с, сканирующий прием по четырем-восьми заранее подготовленным частотам и работу на четырех-восьми заранее подготовленных частотах. В этих радиостанциях реализован многоканальный режим работы, существенно увеличивающий пропускную способность радиолиний и радионаправлений, организованных с использованием данных радиосредств.
УКВ радиостанция 4 и УКВ радиостанции 16, 20 и 24 многоканальной связи обеспечивают также возможность выхода в сети подвижной радиосвязи и работу в них согласно принятым для указанной сети протоколам, например протоколам стандарта МРТ 1327 или GSM. В этом случае абонентам через сеть подвижной радиосвязи предоставляется дополнительная возможностью выхода в телефонную сеть общего пользования.
Радиомодем 27 предназначен для преобразования аналоговых сигналов в цифровую форму и обратного преобразования из цифровой формы в аналоговый сигнал для обеспечения передачи с помощью первого 9 и второго 10 блоков шифрования радиоканалам на скорости передачи 1200 и 2400 бит/с.В качестве такого блока могут быть использованы модемы тональной частоты типа «Модем-1200» или «Модем-2400».
Первый 28 УКВ радиоприемник с антенной 29 и второй 30 УКВ радиоприемник с антенной 31 предназначены для организации совместно с УКВ радиостанциями 16, 20 и 24 дуплексного УКВ радиоканала для дистанционного управления радиостанцией средней мощности в режиме ПД и для обеспечения радиодоступа к каналу станции 2 спутниковой связи и передачи по образованным дуплексным радиоканалам речевых, факсимильных сообщений и данных.
В качестве таких радиоприемников могут быть использованы радиоприемники типа Р-168УП из указанного выше комплекса радиостанций «Акведук».
Навигационная аппаратура 32 с антенной 33 предназначена для приема данных от системы ГЛОНАСС, автоматического определения координат местонахождения мобильной станции КСДО и выдачи информации в портативный компьютер 12 АРМ НС 11.
В качестве такой аппаратуры может быть использован малогабаритный радионавигационный комплекс типа МРК-15. МРК-15 является навигационно-измерительным комплексом и предназначен для высокоточного автоматического определения географических и прямоугольных координат подвижных объектов, их скорости и других элементов движения. Решает задачи определения трехмерного положения и ориентирования в режиме реального времени, маршрутной навигации, геодезического обеспечения.
В аппаратуре реализован режим прецизионного измерения фазы несущих частот спутников. В данном режиме предусмотрена работа приемоиндикатора на разнесенные в пространстве антенны с целью определения угловой ориентации подвижных объектов.
Входящие в ее состав приемоиндикаторы обеспечивают прием и обработку информации от спутников ГЛОНАСС и GPS для определения информационных параметров с погрешностями, гарантируемыми навигационными системами. Это способствует решению задачи определения трехмерного положения и ориентирования в режиме реального времени, маршрутной навигации и геодезического обеспечения. Программное обеспечение навигационной аппаратуры 32 позволяет получить в цифровом и графическом виде полную информацию о маршруте и других данных, предоставляет информацию о спутниках навигационных систем и качестве принимаемых сигналов. В составе упомянутой навигационной аппаратуры 32 имеются порты ввода-вывода типа RS-232 и RS-422, которые обеспечивают обмен данными с внешними устройствами, в том числе с АРМ НС 11.
Высокоскоростное устройство 34 шифрования радиоканалов предназначено для защиты передаваемой по каналам информации путем преобразования аналоговых сигналов в цифровую форму на скоростях передачи 16 кбит/с и последующего их шифрования путем наложения на информационные сигналы шумовых сигналов в виде псевдослучайной последовательности при передаче и обратного преобразования цифровой зашифрованной информации в информационные сигналы на приеме.
Базовая многоканальная СПД 35 совместно с пультом управления 37 СПД АРМ 37 оператора ПД предназначена для образования каналов передачи данных, организации сети обмена данными с использованием каналов станции 2 спутниковой связи и радиоканалов, образованных УКВ радиостанциями многоканальной связи, а также для развертывания абонентской сети обмена данными, организации обмена данными с аналогичными мобильными станциями КСДО и управления функционированием сети.
Базовая многоканальная СПД 35 имеет модульную конструкцию и содержит несколько однотипных модулей. Каждый модуль станции обеспечивает образование до четырех каналов ПД с различной скоростью (от 0,05 до 48 кбит/с) передачи информации по стыкам С1-ФЛ, С1-ИРС, С1-ТЧ, С1-ТГ и RS-232. Оконечное оборудование данных (ООД) подключается к модулю по одному стыку С1-ФЛ и двум стыкам RS-232.
Модульная конструкция станции позволяет увеличить ее емкость до шестнадцати каналов ПД, по каждому из которых могут независимо передаваться данные, речевые, телеграфные и факсимильные сообщения.
Базовая многоканальная СПД обеспечивает прием и передачу сообщений по абонентским цепям ООД и факсимильной информации, автоматическое абонентское и линейное шифрование, дешифрование и защиту передаваемой информации, автоматическое распределение сообщений между каналами связи и ООД в соответствии с адресными признаками, помехоустойчивое кодирование передаваемой информации, передачу и прием сообщений по каналам связи, пакетную передачу и прием сообщений на сеансовом уровне, дистанционное управление процессом обмена сообщений в сети ПД с пульта управления 37 АРМ оператора 36 ПД.
Первый 38 и второй 39 факсимильные аппараты предназначены для организации обмена факсимильными сообщениями по каналам телефонной связи и каналам ПД, образованным базовой многоканальной СПД 35.
Факсимильные аппараты 38 и 39 предназначены для обмена (передачи и приема) факсимильными сообщениями между абонентами по образованным цифровым каналам связи со скоростью передачи 1200 бит/с.
Подключение первого 38 факсимильного аппарата к каналу связи осуществляется через базовую многоканальную СПД 35 и устройство 1 ККЛС.
Установление соединения и организация тракта для обмена факсимильными сообщениями для второго 39 факсимильного аппарата осуществляются с помощью абонентской установки 6. При этом абонентская установка 6 выступает в качестве оконечного устройства, которое через устройство 1 ККЛС подключается к цифровому каналу связи, по которому вначале устанавливается телефонная связь с абонентом и после переговоров с абонентом факсимильный аппарат 39 включается в канал связи, затем по установленному тракту передается факсимильное сообщение требуемому абоненту. Абонентская установка 6 для работы по цифровым каналам связи имеет в своем составе цифровое ПВУ.
В качестве упомянутых факсимильных аппаратов 38 и 39 могут быть использованы известные аппараты фирмы «Panasonic», например, типа Panasonic KX-FP 88 и Panasonic KX-FC 195RUG. Факсимильные аппараты указанного типа оборудованы цифровыми автоответчиками, имеют в своем составе модемы и беспроводные телефонные трубки системы DECT (Европейский стандарт цифровой беспроводной связи) с жидкокристаллическим дисплеем.
В качестве коммутатора 40 телефонной связи может быть использовано устройство диспетчерской связи, выполненное в соответствии с техническими решениями по патенту РФ №2307475 на изобретение «Устройство диспетчерской связи» [RU патент №2307475, кл. Н04М 9/08, 2007].
Абонентские линии 41 прямой связи могут быть выполнены с использованием полевого двухпроводного кабеля типа П-274М или полевого распределительного кабеля типа П-269-4×4+2×2 и полевого двухпроводного кабеля типа П-274М.
В качестве телефонных аппаратов 42 системы МБ могут быть использованы телефонные аппараты типа ТА-88, содержащие микротелефонную трубку для ведения переговоров по абонентским линиям 41 прямой связи и вызывные приборы, включающие генератор индукторного вызова и приемники вызова переменным током напряжением 60-80 В.
Блок 44 кабельного ввода содержит присоединительные разъемы и коммутационные элементы, предназначенные для подключения и распределения СЛ 45 и ЛДС 46 по потребителям. При этом по СЛ 45 обеспечиваются выдача и прием от внешних потребителей каналов ТЧ и цифровых каналов, СЛ от внешней АТС и ЛДС 46 для организации магистральной проводной линии связи со взаимодействующими станциями аналогичного назначения.
Базовая станция 47 пейджинговой связи с антенной 48 и приемниками 49 персонального радиовызова предназначены для развертывания автономной сети пейджинговой связи и передачи пейджинговых сообщений абонентам, оснащенным указанными приемниками 49 персонального радиовызова.
В качестве базовой станции 47 пейджинговой связи может быть использована базовая пейджинговая станция типа Р-169ПС, а в качестве приемников 49 могут быть использованы приемники персонального радиовызова типа Р-169ПР из комплекса средств Р-169 [7].
Мобильная станция КСДО обеспечивает следующие режимы работы и виды связей:
1) образование каналов передачи данных и цифровых телефонных каналов с использованием станции 2 спутниковой связи;
2) совмещенный режим работы телефонной связи и передачи данных по одному каналу станции 2 спутниковой связи с обеспечением приоритета обмена данными;
3) образование четырех УКВ одноканальных и многоканальных радиосетей с использованием УКВ радиостанции 4 и трех (16, 20 и 24) УКВ радиостанций многоканальной связи;
4) образование дуплексного радиоканала для дистанционного управления радиостанцией средней мощности в режиме передачи данных с использованием одной из трех УКВ радиостанций многоканальной связи, первого 28 или второго 30 УКВ радиоприемника и базовой многоканальной СПД 35;
5) образование дуплексного УКВ радиоканала для обеспечения радиодоступа к каналу станции 2 спутниковой связи с использованием УКВ радиостанции многоканальной связи, первого 28 или второго 30 УКВ радиоприемника, первого 9 или второго 10 блоков шифрования и высокоскоростного устройства 34 шифрования радиоканалов;
6) образование одного УКВ радиоканала для обеспечения радиодоступа мобильных абонентов в сеть передачи данных с использованием УКВ радиостанции многоканальной связи и базовой многоканальной СПД;
7) образование одного симплексного УКВ радиоканала с использованием УКВ радиостанции 4 с антенной 5 для обеспечения служебной радиосвязи в движении при перемещении мобильной станции КСДО;
8) временное объединение (разделение) асинхронных или синхронных цифровых сигналов со скоростью передачи 16 кбит/с в цифровой сигнал с номинальной скоростью передачи 480 кбит/с с использованием второй аппаратуры 43 каналообразования;
9) защиту передаваемой информации по каналу станции 2 спутниковой связи и радиоканалам с использованием высокоскоростного устройства 34 шифрования радиоканалов;
10) защиту передаваемой информации по радиоканалам с использованием первого 9 и второго 10 блоков шифрования;
11) обмен данными по радиоканалам, проводным каналам, образованным второй аппаратурой 43 каналообразования, и каналам станции 2 спутниковой связи с помощью базовой многоканальной СПД 35 и пульта 37 управления АРМ 36 оператора ПД;
12) развертывание абонентской сети обмена данными с помощью базовой многоканальной СПД 35, организацию обмена данными с аналогичными мобильными станциями КСДО и управление функционированием сети с помощью АРМ 36 оператора ПД;
13) передачу и прием факсимильных сообщений по каналам телефонной связи с использованием абонентской установки 6 и второго факсимильного аппарата 39, а также по образованным каналам передачи данных базовой многоканальной СПД 35 с использованием первого факсимильного аппарата 38;
14) развертывание сети абонентской сети телефонной связи и обслуживание до m (m=1, 2, …, 20) абонентов с помощью коммутатора 40 телефонной связи;
15) формирование и передачу пейджинговых сообщений с помощью базовой станции 47 пейджинговой связи на n (n=1, 2, …, 20) приемников персонального радиовызова;
16) автоматическое определение координат своего местоположения с использованием навигационной аппаратуры 32 с антенной 33;
17) сбор, обработку, отображение и документирование данных о состоянии и об изменениях состояния связей, аппаратуры, каналов и линий связи, а также прием от навигационной аппаратуры данных, их обработку и выдачу информации по автоматическому определению координат и дистанционному управлению оборудованием мобильной станции КС ДО с помощью АРМ НС 11.
Каналы ТЧ и цифровые каналы со скоростями передачи от 1200 бит/с до 9600 бит/с образуются с помощью станции 2 спутниковой связи с антенной системой 3. При этом передача информации осуществляется следующим образом.
В режиме передачи сигнал промежуточной частоты, несущий полезную информацию от оконечного оборудования (телефонного аппарата, абонентской установки, блоков шифрования и аппаратуры каналообразования), с выхода модулятора блока модулятора-демодулятора поступает на вход возбудителя передатчика станции 2, в котором осуществляется перенос спектра промежуточной частоты в диапазон частот заданного сверхвысокочастоного (СВЧ) ствола передатчика. Сформированный сигнал высокой частоты усиливается и поступает на вход усилителя мощности передатчика, с выхода которого сигнал поступает на вход устройства разделения трактов приема и передачи, с выхода которого он поступает в антенный тракт и излучается антенной системой 3 в эфир.
В режиме приема принятый антенной системой 3 высокочастотный сигнал по антенному тракту через устройство разделения трактов приема и передачи поступает на вход малошумящего усилителя приемника и далее, после усиления, сигнал поступает на преобразователи, где он преобразуется в сигнал промежуточной частоты и подается на вход демодулятора блока модулятора-демодулятора станции 2, в котором принятый сигнал преобразуется в сигнал группового спектра и передается на вход блока временного уплотнения и разуплотнения аппаратуры каналообразования. В тракте приема блока временного уплотнения и разуплотнения аппаратуры каналообразования сигнал группового спектра разделяется на сигналы каналов ТЧ, каналы автоматической телефонной связи и цифровые каналы. При этом на выходе аппаратуры каналообразования станции 2 спутниковой связи образуются каналы ТЧ, каналы автоматической телефонной связи и цифровые каналы со скоростью передачи от 1,2 до 9,6 кбит/с, которые передаются на устройство 1 ККЛС для последующего их использования при обеспечении различных видов связи и обмена по ним различными сообщениями и данными.
Радиоканалы в станции образуются с помощью одной УКВ радиостанции 4 с антенной 5 и трех УКВ радиостанций (16, 20 и 24) многоканальной связи. С помощью указанных радиостанций могут быть организованы четыре радиосети: одна одноканальная радиосеть и три многоканальные радиосети, причем в каждой из трех радиосетей могут быть образованы от трех (в одноканальном режиме) до пятнадцати (в режиме многоканальной связи) радиоканалов.
С помощью портативной радиостанции 8 со встроенной антенной осуществляется связь в движении путем выхода в сеть и обмена сообщениями.
В предлагаемой мобильной станции с пульта оператора 7 через устройство 1 ККЛС и коммутатор 40 телефонный связи обеспечивается также связь со спецслужбами (пожарной командой, милицией, скорой помощью и др.) по абонентским линиям 41 прямой связи или по СЛ от внешней АТС.
По абонентским линиям 41 прямой связи обеспечивается посылка абоненту вызова переменным током и прием вызова на телефонном аппарате 42 системы МБ с акустической и оптической сигнализацией приема вызова. Ведение переговоров производится в телефонном режиме с помощью микротелефонной трубки.
Обмен факсимильными сообщениями и данными осуществляется по каналам станции 2 спутниковой связи и радиоканалам с использованием абонентской установки 6, базовой многоканальной СПД 35 и пульта 37 управления СПД, входящего в состав АРМ 36 оператора ПД, первого 38 и второго 39 факсимильных аппаратов. При этом первоначально устанавливается телефонная связь с абонентской установки 6 или с телефонного аппарата АТС 15, подключенного к каналу связи через устройство ККЛС 1. После набора на факсимильном аппарате сообщения оно передается по установленному тракту через станцию 2 спутниковой связи или по радиоканалам, образованным УКВ радиостанцией 4 или УКВ радиостанциями (16, 20 и 24) многоканальной связи.
Выдача образованных мобильной станцией каналов связи внешним потребителям осуществляется через устройство 1 ККЛС, блок 44 кабельного ввода по СЛ 45 и по ЛДС 46.
Формирование и передача электронной корреспонденции осуществляются путем набора ее с помощью стандартной клавиатуры портативного компьютера 12 АРМ НС 11. При передаче с выхода портативного компьютера 12 сообщение по стыку RS-232 через устройство 1 ККЛС поступает на цифровой канал станции 2 спутниковой связи или на цифровой канал радиостанции через устройство 1 ККЛС. Далее передача корреспонденции в канал осуществляется подобно тому, как было описано выше при передаче речевой информации по каналу станции 2 спутниковой связи.
Техническая эффективность предлагаемой мобильной станции КСДО заключается в расширении функциональных возможностей за счет организации различных сетей обмена данными по каналам спутниковой связи и радиоканалам и повышения их пропускной способности, обеспечения прямой передачи речевой и документальной информации одновременно по каналам тональной частоты и цифровым каналам различных сетей связи, включая сети спутниковой связи и радиосвязи, а также возможности ведения связи при удалении должностного лица от основных средств связи с помощью портативной и УКВ радиостанций, передачи пейджинговых сообщений абонентам по сети пейджинговой связи.
Достоинством предлагаемой мобильной станции КСДО является обеспечение криптографической защиты передаваемой информации от перехвата и введения в каналы связи ложной информации, что способствует повышению достоверности приема информации и надежности связи.
К положительному фактору предлагаемой мобильной станции КСДО относится также и обеспечение качественного дуплексного общения абонентов в режиме обмена электронной корреспонденцией в зашифрованном виде между аналогичными станциями и системами.
Кроме того, в станции за счет введения высокоскоростного устройства шифрования радиоканалов дополнительно обеспечивается защита от перехвата передаваемых по радиоканалам телефонных сообщений, документальной информации и данных, что расширяет область возможного использования предлагаемой мобильной станции многоканальной связи на сетях связи специального назначения.
Источники информации
1. Аппаратура производственной и учрежденческой связи. Ф.И.Шраер. Справочник. - М.: Связь, 1978, с.367-368.
2. RU Патент №2296430, кл. Н04L 15/30, 2007.
3. RU Патент №2271072, кл. Н04М 5/00, 2006.
4. 6. Военные системы коммутации и телефония. Б.А.Гордиенко, В.Н.Филиппов, Л.П.Щербина./ Под ред. Б.А.Гордиенко. - Л.: ВАС, 1984.
5. Спутниковая связь и вещание: Справочник. - 3-е изд., перераб. и доп. / В.А.Бартенев, Г.В.Болотов, В.Л.Быков и др.; Под ред. Л.Я.Кантора. - М.: Радио и связь, 1997.
6. Связь в Вооруженных Силах Российской Федерации - 2008. Тематический сборник, с.172-173.
7. Комплекс технических средств подвижной радиосвязи Р-169. ОАО «Рязанский радиозавод».
8. RU Патент №2117401, кл. Н04К 1/00, 1998.