Реферат: Радиорелейная и радиотропосферная связь. Заброшенная тропосферная станция под анадырем

В последние 10 лет во многих странах мира широкое распространение получила.радиосвязь, основанная на дальнем тропосферном распространении дециметровых и сантиметровых волн. Возможность устойчивого приема радиосигналов на значительном удалении от линии горизонта основана на отражении и рассеянии радиоволн на диэлектрических неоднородностях тропосферы. При этом, однако, затухание радиосигналов резко возрастает. Кроме того, сигнал на приемном конце линии имеет многолучевую структуру и поэтому подвержен интерференционным замираниям.

Для обеспечения устойчивой радиосвязи на тропосферных радиорелейных линиях применяют антенны с большим коэффициентом усиления (40…50 дБ), мощные передатчики (1…10 кВт) и высокочувствительные приемники (шумовая температура / ш- = 100…200 К), а также специальную аппаратуру для борьбы с интерференционными замираниями сигнала.

Обычно тропосферные радиорелейные линии используют там, где невозможно либо очень дорого построить радиорелейные линии прямой видимости: в малонаселенной и труднодоступной местности, горных районах и т. п.

Первая отечественная тропосферная радиорелейная аппаратура «Горизонт-М», разработанная в 1963 г., позволила создать сеть «Север» общей протяженностью 14 тыс. км. Расстояние между ретрансляторами от 100 до 420 км, мощность передатчиков 2,5 кВт. Для борьбы с замираниями сигнала применен четырехкратный разнесенный по частоте и в пространстве прием. Пропускная способность системы 60 телефонных каналов. Эксплуатация сети «Север» показала ее высокую эффективность для малонаселенных районов СССР. Около пяти лет понадобилось для того, чтобы обеспечить устойчивой связью десятки пунктов, расположенных в районах Крайнего Севера, Сибири и Дальнего Востока. В результате эксплуатации сети был получен огромный экспериментальный материал об условиях дальнего тропосферного распространения радиоволн в разных зонах Сибири и Крайнего Севера. Эти данные легли в основу методики расчета трасс тропосферных радиолиний, которая позволяет с высокой степенью достоверности оценивать качественные показатели каналов.

Аппаратура «Горизонт-М» постоянно модернизировалась с учетом эксплуатации сети «Север». Для борьбы с интерференционными замираниями была разработана система «Аккорд», в которой наряду с разнесенным приемом использовался автокорреляционный црием составных сигналов. Велись работы по повышению надежности оборудования. В результате в 1977 г. коэффициент исправного действия сети «Север» составил 99,99%. На ряде направлений была повышена пропускная способность линии до 72…84 каналов. На рис. 1 показан промежуточный пункт тропосферной радиорелейной линии сети «Север».

Быстрые темпы промышленного развития районов Сибири и Крайнего Севера требуют опережающего и комплексного развития различных видов связи. В частности, от тропосферной радиолинии требуется не только увеличение пропускной способности магистралей, но и улучшение качества каналов. С этой целью принято решение о реконструкции сети «Север». Для повышения экономической эффективности реконструкции решено было использовать существующие капитальные сооружения, включая антенны и источники электропитания. С учетом этих решений в 1980 г. закончена разработка 120-канального комплекса тропосферной радиорелейной аппаратуры нового поколения ТР-120.

Для этого комплекса создана новая аппаратура для борьбы с замираниями сигнала «Сатурн», в которой параллельный составной сигнал подвергается автокорреляционной обработке. Для повышения помехозащищенности коррелятора опорное колебание проходит через гребенчатый узкополосный фильтр. Основной за-

Рис. 1. Промежуточный пункт тропосферной радиорелейной линии сети <гС?вер»

дачей при разработке аппаратуры- «Сатурн» было устранение эффекта перемножения шумов, который наблюдался в аппаратуре «Аккорд», используемой в комплексе «Горизонт-М». Решение этой задачи позволило улучшить пороговый уровень ЧМ приемника и обеспечить оптимальное сложение элементов составного сигнала.

Аппаратура «Сатурн» является своеобразным регенеративным устройством (рис. 2), колебания на выходе которого появляются только при подаче на его вход сигнала и зависят от вида входного сигнала. Цепь обратной связи состоит из полосового (ПФ) и режекторного (РФ) фильтров, ограничителя (Огр), смесителя (См1) и гребенчатого фильтра (ГФ), которые служат для формирования опорного сигнала. В цепи прямой связи включена линия задержки (JI3). Смеситель (См2) представляет собой коррелятор, в котором обрабатывается составной сигнал. Порогопо- нижающее устройство - следящий гетеродин (СГ)-служит для снижения порогового уровня ЧМ приемника и одновременно является интегратором для коррелятора.

В состав аппаратуры TP-120 входят два передающих устройства, выполненных на клистронах с воздушным охлаждением, приемные антенны и контрольно-измерительное оборудование. Мощный усилитель выполнен на прямопролетном четырехрезона- торном клистроне с воздушным охлаждением. Система управления блокировки и сигнализации обеспечивает дистанционное управление передатчиком и отображение его состояния на контрольном табло и пульте.

В каждом передатчике формируется сигнал, состоящий из трех эквидистантно разнесенных по частоте на F Kop поднесущих, модулированных по частоте одним сообщением. Центральные поднесу- щие передатчиков имеют расстройку AF=3F KO p. Сигнал от каждого передатчика поступает в свой волноводный тракт и излучается антенной. Формирование составного сигнала путем сложения сигналов от двух передатчиков в свободном пространстве позволяет экономичнее использовать полосу частот, выделенную для системы связи, а также принимать сигналы двух передатчиков одним приемником и обрабатывать их в одном корреляторе «Сатурн». Для согласования выхода передатчика со входом волноводного тракта служит развязывающее устройство. Антенны аппаратуры TP-120 имеют площадь 400 и 900 м 2 и коэффициенты усиления 43 и 47 дБ соответственно. Предварительная развязка приемного и передающего сигналов осуществляется в селекторе поляризации. Уровень ослабления - около 20 дБ.

Принятый составной сигнал от антенны по волноводным трактам поступает на входы двух малошумящих приемников, представляющих собой двухкаскадные усилители СВЧ. Первый каскад, работающий на «отражение», - параметрический усилитель с генератором накачки на диоде Ганна, второй - транзисторный усилитель СВЧ. Шумовая температура приемника 200 К.

После автокорреляционной обработки сигнал демодулируется, групповой сигнал поступает на пульт, где происходит разделение многоканального сообщения и сигналов служебных каналов. Аппаратура ТР-120 обеспечивает эквивалентную кратность разнесенного приема не менее 10 на трассе 300…350 км, что не только гарантирует выполнение норм, установленных ЕАСС для телефонных каналов, но и позволяет передавать по этим каналам телеграфные сигналы с высокой достоверностью. Введение в состав станции вспомогательных устройств существенно упрощает ее эксплуатацию, позволяет вести дистанционный контроль с документальной фиксацией на главной станции.

Установка аппаратуры ТР-120 на сети «Север» повысит ее пропускную способность до 120 каналов и обеспечит 800 тысяч дополнительных каналокилометров линий связи. Для однопролет- ных линий с длиной участка 600…700 км разработан 12-каналь- ный вариант аппаратуры ДТР-12. Эта аппаратура была использована в 1981 г. для создания линии прямой тропосферной связи между СССР и Индией. Отличительной особенностью этой линии явдяется не только большое расстояние между пунктами Санглок (СССР) и Чарар-и-Шариф (Индия) - 699 км, но и расположенная между ними горная гряда Гиндукуш, создающая значительную зону закрытия на трассе (эквивалентное расстояние участка чисто тропосферного рассеяния около 1000 км). Для обеспечения надежной работы пришлось использовать отдельные вершины этой гряды в качестве естественных клиновидных дифрагирующих препятствий, что привело к увеличению сигнала на трассе на 6… 10 дБ по сравнению с тропосферным сигналом, ослабление которого на трассе превышает 280 дБ. На каждой станции установлены две разнесенные в пространстве антенны индийского производства с площадью 900 м 2 и коэффициентом усиления 48 дБ. Линия работает в диапазоне 800… 1000 МГц и обеспечивает организацию 12 стандартных каналов тональной частоты (предусмотрена возможность увеличения их числа до 24), каждый из которых может быть использован для передачи бинарной информации со скоростью 2400 бит/с или для организации 17 каналов тонального телеграфирования.

В аппаратуре ДТР-12 применяется частотная модуляция сигнала с эффективной девиацией частоты 150 кГц на канал и частотное разделение каналов. Спектр 12 каналов тональной частоты расположен в полосе частот 12…60 кГц. На частоте 84 кГц организован канал служебной связи. Мощность на выходе передающего устройства, равная 10 кВт, создается суммированием мощностей двух 5-кВт передатчиков. В каждом направлении связи работают два передающих устройства на разнесенных частотах. Сигналы двух передающих устройств принимаются двумя пространственно-разнесенными антеннами, подключенными к двум приемным устройствам. В приемном устройстве используется ма- лошумящий транзисторный усилитель с Г Ш =ЮО К. Медианная мощность шести копий составного сигнала на входе каждого приемного устройства составляет -138 дБВт. При приеме столь слабого, подверженного интерференционным замираниям сигнала особое значение приобретает эффективность обработки принятых копий сигнала. С выходов двух приемных устройств 12 копий сигнала поступают в аппаратуру «Сатурн», где автоматически приводятся к одной частоте, фазируются и суммируются, причем вклад каждой копии в суммарный сигнал пропорционален ее амплитуде.

Система «Сатурн» позволяет эффективно бороться с замираниями сигнала на этой сверхдальней тропосферной линии. Аппаратура ДТР-12 имеет высокую надежность - выход из строя любого полукомплекта не приводит к прерыванию связи, а лишь уменьшает вдвое кратность разнесенного приема.

В последние годы во всех развитых странах мира пересматривается роль тропосферных средств связи в общей системе связи. Если ранее тропосферные радиолинии использовались в основном как магистральные средства связи, то в настоящее время при наличии развитых спутниковых систем с большой пропускной способностью они выступают в качестве резервных линий, а также средств внутризоновой и местной связи. Большой интерес проявляется к различным модификациям мобильных тропосферных средств, используемым для ведомственной связи. В СССР разработан и находится в эксплуатации целый ряд таких средств. В настоящее время заканчивается разработка аппаратуры контейнерного типа для внутризоновой связи. Эта аналого-цифровая аппаратура обеспечит на расстоянии 150…200 км передачу в аналоговом режиме 12 стандартных каналов тональной частоты, в цифровом - бинарного потока со скоростью 512 кбит/с. Передача информации в цифровой форме позволяет повысить эффективность тропосферных линий при использовании помехоустойчивого кодирования в сочетании с декорреляцией ошибок.

Расчеты показывают, что в районах Крайнего Севера затраты на сооружение внутризоновых тропосферных линий на аналого- цифровой аппаратуре в несколько раз ниже, чем при использовании оборудования радиорелейных линий прямой видимости. И, что особенно важно, время, необходимое для сооружения тропосферных радиорелейных линий контейнерного типа, значительно меньше времени, требуемого для реализации других видов многоканальной связи.

Тропосферная радиосвязь

дальняя радиосвязь, основанная на использовании явления переизлучения электромагнитной энергии в электрически неоднородной тропосфере (См. Тропосфера) при распространении в ней радиоволн; осуществляется в диапазонах дециметровых и сантиметровых волн (см. Распространение радиоволн). Электрическая неоднородность тропосферы (неоднородность её диэлектрической проницаемости (См. Диэлектрическая проницаемость) ε) обусловлена случайными локальными изменениями температуры, давления и влажности воздуха, а также регулярным уменьшением этих величин с увеличением высоты. Переизлучение энергии происходит в области пересечения диаграмм направленности передающей и приёмной антенн (См. Антенна) (см. рис. 10 ). Расстояние между пунктами передачи и приёма может достигать 1000 км . Однако на практике обычно сооружают линии радиорелейной связи (См. Радиорелейная связь), в которых Т. р. используют во всех звеньях линии (см. рис. ) или только в некоторых из них. Протяжённость таких линий достигает несколько тыс. км .

Из-за малой интенсивности тропосферных неоднородностей (малых перепадов ε) средняя мощность сигнала при Т. р. очень низка и уменьшается с расстоянием R пропорционально 1/R n , где n = 10-12. Постоянно происходят случайные изменения уровня радиосигнала (его Замирания), вызванные пространственными и временными изменениями ε. Поэтому при Т. р. необходимо использовать передатчики большой мощности (1-50 квт), высокочувствительные приёмники, антенны больших размеров (до 40×40 м 2), а также применять специальные методы передачи, позволяющие ослабить влияние замираний сигнала: передачу и приём одного и того же сообщения на нескольких несущих частотах (См. Несущая частота); приём на пространственно разнесённые антенны.

Энергетические параметры современного приемопередающего оборудования позволяют создавать до 120-240 телефонных каналов (см. Многоканальная связь) в одном высокочастотном стволе при R = 150-250 км и до 12 каналов при R = 800-1000 км . Передача телевизионных сигналов возможна лишь при R км, причём из-за прихода в пункт приёма множества волн с различным временем запаздывания качество передачи оказывается невысоким. Линии Т. р. обычно сооружают в малонаселённых труднодоступных районах, где их строительство и эксплуатация экономически и технически оправданы.

Лит.: Дальняя тропосферная радиосвязь, М., 1968; Давыденко Ю. И., Дальняя тропосферная связь, М., 1968.

А. И. Калинин.

Большая советская энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия . 1969-1978 .

Смотреть что такое "Тропосферная радиосвязь" в других словарях:

тропосферная радиосвязь - Радиосвязь, использующая рассеяние и отражение радиоволн в нижней области тропосферы. [ГОСТ 24375 80] Тематики радиосвязь …

Радиосвязь, при которой используется переизлучение деци и сантиметровых радиоволн электрически неоднородной тропосферой. Обычно применяется в отдельных звеньях линий радиорелейной связи, в основном для передачи телефонных телеграфных сообщений.… … Большой Энциклопедический словарь

Радиосвязь, при которой используется переизлучение деци и сантиметровых радиоволн электрически неоднородной тропосферой. Обычно применяется в отдельных звеньях линий радиорелейной связи, в основном для передачи телефонных и телеграфных сообщений … Энциклопедический словарь

Радиосвязь, при к рой используется переизлучение деци и сантиметровых радиоволн электрически неоднородной тропосферой. Обычно применяется в отд. звеньях линий радиорелейной связи, в осн. для передачи телеф. и телегр. сообщений. Дальность Т. р. до …

Тропосферная радиосвязь - 1. Радиосвязь, использующая рассеяние и отражение радиоволн в нижней области тропосферы Употребляется в документе: ГОСТ 24375 80 … Телекоммуникационный словарь

Тропосферная радиосвязь - разновидность дальней радиосвязи, использующая переизлучение ультракоротких радиоволн электрически неоднородными слоями тропосферы. Дальность Т.р.с. 90 1000 километров. Используется для связи с подчиненными пограничными соединениями, частями и… … Пограничный словарь - обмен информацией с помощью радиоволн. Система Р. имеет: на передающей стороне радиопередающее устройство. содержащее радиопередатчик и передающую антенну; на приёмной стороне радиоприёмное устройство, содержащее приёмную антенну и радиоприёмник … Большой энциклопедический политехнический словарь

тропосферная радиоволна - тропосферная волна Радиоволна, распространяющаяся между точками на (или) вблизи земной поверхности по траекториям, лежащим целиком в тропосфере. [ГОСТ 24375 80] Тематики радиосвязь Обобщающие термины распространение радиоволн Синонимы… … Справочник технического переводчика

Недалеко от города Анадырь, примерно в 10 км, на вершине сопки Святого Михаила функционировала узловая станция тропосферной связи «Юкон» (8/104(21/103). В/ч - 74239) , входящая в систему линии связи «Север», а также местный гражданский телецентр. В связи с развитием сотовой и спутниковой связи, надобность содержания такого дорогостоящего объекта отпала сама собой, и в 2003 году станция была окончательно закрыта. Телецентру повезло больше, он просуществовал на десять лет дольше. Былой роскоши уже давно нет, а вот остатки ещё пока виднеются далеко-далеко, притягивая как местных, так и туристов. Вот и мы не удержались и взяли туда курс.

2. Вот так, например, наша станция выглядела в 1975 году. Фото взято отсюда . Её географические координаты: 64,733 сш 177,383 вд.

3. А это фото я сделал в прошлом году, когда мы искали самый страшный ГУЛАГ Чукотки http://zavodfoto.livejournal.com/4541290.html под Певеком. Аналогичная тропосферная радиорелейная станция "Гранат"

4. Изначально планировалось, что обслуживанием станций такого типа займутся гражданские связисты, но реальность оказалась другой. Сложные бытовые, климатические и природные условия, в которых были расположены объекты, да и определённая секретность, в итоге это добро передали военным. Наша тропосферная радиорелейная станция 8/104, позывной «Юкон», обслуживалась военной частью № 74239. Её в 1993 году расформировали, и станция «Юкон» вошла в штат в/ч № 51470 («Юкон-1») как её эксплуатационное отделение. Но как я уже сказал выше, актуальность её работы отпала, и она была в 2003 году закрыта. Людей-то отпустили, а оборудование бросили, как это часто было в похожих ситуациях, вот она и разрушается сама-собой. Например, два года назад основная конструкция ещё стояла и в любой момент могла рухнуть, а теперь эти горы металлолома хоть лежат. Но колючки тут до сих пор полно.

Страна у нас большая, а необходимость в быстрой доставке информацию была всегда актуальна, тем более стратегического назначения. На севере и климат суровый, да и вечная мерзлота, а расстояния какие, всё это не способствовало к прокладке обычных кабельных линий. А о спутнике тогда могли только мечтать, и вот учёные разработали систему тропосферную радиорелейную линию связи «Север» (ТРРЛ «Север»).

Итак, что же из себя представляла ТРРЛ «Север». Во-первых, она состояла из 46 тропосферных радиорелейных станций (ТРРС) подобного типа, расположенных большей частью вдоль побережья Северного Ледовитого и Тихого океанов, а также вдоль крупнейших сибирских рек: Обь, Енисей и Лена. Вся линия имела протяжённость 13 200 километров. Её построили в конце 60-х годов, и она должна была обеспечивать связью воинские части и население Крайнего Севера и Дальнего Востока, а это немало, почти 60% площади всей страны. Система состояла из 7 линий и имела 2 узла, в подчинении у которых находились остальные центры и станции. Это была сеть радиорелейных станций, расположенных друг от друга на расстоянии 120-450 км и представляющих собой автономные военные городки, которые сами себя обеспечивали энергией, теплом, другими необходимыми условиями эксплуатации, а также жизнеобеспечением и доставкой необходимых грузов.

Сам принцип функционирования тропосферной радиорелейной системы заключается в том, что радиоволны отражаются от верхних слоев атмосферы (на высоте 10-12 километров). Это даёт возможность создавать радиорелейные линии с расстоянием между станциями до 250 - 300 км, а если эти станции базируются высоко, то и до 400 - 450 км.

Западный узел системы до 1977 года назывался «Вираж», а в последующем был переименован на «Патриот-2». Изначально его разместили в Воркуте, но после 2001 года, когда были закрыты некоторые станции, перевели в Норильск. В узел входили 3 центра: «Луч-1» (в прошлом - «Нева»), «Патриот-1» и «Канва-1» (бывшая «Обь», отдел эксплуатации), в подчинении которых находились 20 станций.

Восточный узел «Дракон-2» первое время базировался на Колымской трассе (4 километр), а потом был перенесен в Магадан. Состоял из трех центров и насчитывал 26 станций в своем подчинении. Центры «Амур-1», «Юкон-1» и «Дракон-1».

Семь линий имели свои обозначения и связывали основные стратегические пункты:

ТРРЛ-60 Серов - Воркута (6 станций);
ТРРЛ-101 Красноярск - Норильск (6 станций);
ТРРЛ-102 Якутск - Тикси (5 станций);
ТРРЛ-103 Воркута - Анадырь (19 станций);
ТРРЛ-104А Магадан - Якутск (5 станций);
ТРРЛ-104 Магадан - Анадырь (8 станций);
ТРРЛ-3500 Архангельск - Оленегорск (3 станции).

Наша тропосферка входила в Анадырский центр «Юкон-1», в подчинении которого было ещё 8 станций: «Янтарь», «Хрусталь», «Гранат», «Редуктор», «Агат», «Казань», «Орёл» и «Горький».

9. Станция «Юкон» являлась узловой и соединяла сразу три направления - на Магадан, на Берингов пролив и к побережью моря Лаптевых. Т.е. работала по следующим направлениям: пос. Рассвет на западе «Горький» - 246 км, с. Уэлькаль на севере «Казань» и село Сиреники на востоке «Орёл» - 414 км. Две круглые антенны - это тропосферная линия «Юкон» - поселок Беринговский.

10. А в этом здании находился телецентр

11. Остатки более поздней тропосферной радиорелейной станции типа Р-410 «Атлет».

12. Как мы видим, здесь, как Мамай прошёл, всё разбито и навалено

15. Самое ценное уже местные разобрали, а весь остальной хлам ждёт перемен.

Проектировка таких тропосферных линий связи имело ряд сильных качеств. Во-первых, расстояние между станциями могло доходить до 400-600 километров и при этом была необязательна их прямая видимость. Во-вторых, для построения подобных линий не требовалась прокладка кабелей и прочих коммуникативных конструкций между станциями. В-третьих, связь являлась многоканальной (в частности, «Горизонт-М», который был разработан в 50-х годах, насчитывал 60 каналов). Но были, конечно, и минусы. Тропосферная связь не могла быть такой же надёжной, так как было существенное ослабление сигнала в несколько сотен раз. Кроме этого было непросто и настроить правильное позиционирования приёмных антенн, а в результате этого в зависимости от состояния тропосферы передаваемый сигнал мог существенно смещаться.

21. В зимнее время тут пытаются замутить горнолыжную тему

23. В последнее время возводить подобные кресты на самых высоких точках и в самых удаленных уголках нашей страны стало трендом, вот и тут он недавно появился. Очень надеюсь это послужит не только украшением, а станет сигналом к новым добрым переменам и тогда заживём.

26. А вот там, вдалеке, виднеется Анадырь. Ну, собственно, нам пора дальше, продолжение следует...

Тропосферная связь известна как тропосферный способ передачи информации посредством радиоволн на значительные расстояния - до 500 километров и более в зависимости от ландшафта и климатических факторов. Этот метод распространения сигнала использует феномен тропосферного рассеяния, где радиоволны на частотах УВЧ и СВЧ случайным образом распространяются по мере прохождения через верхние слои тропосферы.

Как это работает

Распространение радиоволн в тропосфере происходит в узком луче, проходящем прямо над горизонтом в направлении приемной станции. Когда сигналы проходят через тропосферу, часть энергии рассеивается обратно к Земле, позволяя оператору принять сигнал.

Как правило, волны в диапазоне частот СВЧ движутся по прямым линиям и поэтому ограничены зоной, в пределах которой приемник может "видеть" Обычно расстояние связи ограничено визуальным горизонтом - это примерно 48-64 км. Тропосферная радиосвязь позволяет использовать загоризонтную микроволновую связь.

Разработка

Система была разработана в 1950-х годах и активно использовалась для дальней связи в основном военными структурами, пока спутники связи не сменили ее в 70-х годах. Впрочем, тропосферная связь используется и сегодня в качестве альтернативы спутникам в труднодоступных регионах.

Пионерами в этом направлении были специалисты из США, Британии и СССР. Ученые выяснили, что, поскольку тропосфера является турбулентной и имеет высокую долю влаги, радиосигналы тропосферного рассеяния преломляются, и, следовательно, принимающая антенна собирает лишь небольшую часть радиоресурсов. Практическим путем установлено, что частоты передачи в районе 2 ГГц лучше всего подходят для систем тропосферного рассеяния, так как на этой частоте длина волны сигнала хорошо взаимодействует с влажными, турбулентными участками верхней части атмосферы, улучшая соотношение "сигнал/шум".

Развитие

Сегодня передачу сигналов на дальние расстояния доверили спутникам. Радиорелейная связь применяется на дистанциях до 40-50 км. Тропосферные коммуникации заняли промежуточную позицию. Типичные расстояния между станциями составляют 50-250 км, хотя могут быть достигнуты гораздо большие расстояния в зависимости от климата, местности и требуемой скорости передачи данных.

Например, в цепи станций между Окинавой (Япония) и Гавайями (США), протянувшейся через Тихий океан, среднее расстояние составляет 1000 миль, а на отдельных участках превышает 1300 миль. Советская линия связи "Север" имела рекордную общую протяженность 13 200 км. На отдельных участках разрыв между приемником и передатчиком составлял 450 км.

Технологии

При использовании спутников дальней связи существующие системы тропосферных линий используются на более коротких расстояниях, чем предыдущие системы 50-70-х годов. Это позволило в разы уменьшить размеры антенн и усилителей, снизить энергопотребление. При этом пропускная способность значительно возросла.

Типичные размеры антенн варьируются от 1,2 до 12 метров, а типовая мощность усилителей - от 10 Вт до 2 кВт. Благодаря внедрению современных технологий скорость передачи данных может превышать 20 Мбит/с, чего вполне достаточно для обеспечения передачи речи, информации, функционирования автоматических систем в военной и коммуникационной сфере.

Этот вид радиосвязи является довольно безопасным способом распространения информации. Перехват сигналов чрезвычайно затруднителен, что делает технологию очень привлекательной для военных.

Характеристики

Ранее тропосферные линии связи, используемые военными, являлись «узконаправленными». Были задействованы только информационные каналы с узкой полосой пропускания: как правило, до 32 аналоговых каналов с пропускной способностью 4 кГц. Современные военные системы - «широкополосные», поскольку они работают с цифровыми каналами 4-16 Мбит/с.

Гражданские системы тропосферных коммуникаций, такие как сеть ретрансляторов на нефтяных скважинах в Северном море компании British Telecom (BT), требовали применения более качественных информационных каналов. До внедрения спутниковых технологий использовались высокочастотные радиосигналы от 3 до 30 МГц. Системы BT были способны передавать и получать 156 аналоговых каналов данных и телефонии на нефтедобывающие платформы Северного моря, используя мультиплексирование с частотным разделением (FDMX) для объединения каналов.

Параметры

Из-за характера турбулентности в тропосфере для обеспечения надежности 99,98 % связистами использовались пути распространения с четырехкратным разнесением сигналов. Системы с четырьмя пространственными и поляризационными разнесениями требовали двух отдельных антенн (расставленных в нескольких метрах друг от друга) и двух по-разному поляризованных излучающих устройств: одно - с вертикальной поляризацией, второе - с горизонтальной. Это гарантировало, что хотя бы один канал сигнала будет открыт в любой момент времени.

Сигналы от четырех разных направлений были рекомбинированы в приемнике, где фазовый корректор удалял разности фаз каждого сигнала. Они были вызваны различной длиной пути каждого сигнала от передатчика к приемнику. После коррекции фазы четыре сигнала могут быть объединены аддитивно.

Использование за рубежом

Явление тропосферного рассеяния использовалось для создания как гражданских, так и военных каналов связи в ряде районов мира, где невозможно (нецелесообразно) было применять радиорелейную связь. Среди наиболее крупных объектов:

• ACE High (пользователь - европейское отделение НАТО). Функционировала с 1956 по 1980 год.
• British Telecom (Британия). Коммуникационный центр в Мормонд Хилл, Шетландские острова.
• Линии связи "Торфхаус - Берлин" и "Кленце - Берлин" (Германия). Действовали в эпоху холодной войны.
• Portugal Telecom (Португалия).
• CNT (Канадская телекоммуникационная компания).
• Линия "Куба - Флорида". Действует между городами Гуанабо и Флорида Сити.
• Корпорация AT&T (США). Центры в Чатеме, Букингеме, Шарлоттсвилле, Лисберге, Хейгерстауне.
• Texas Towers (США). Система радиолокаторов противовоздушной обороны, состоящая из 5 башен.
• Mid Canada Line. Линия из пяти протянувшаяся через среднюю часть Канады от Атлантического до Тихого океана.
• Pinetree Line. Серия из четырнадцати станций, обеспечивающих связь для восточных морских США и Канады.
• "Белая Алиса" (США). Военная и гражданская коммуникационная сеть, состоявшая из 80 станций, которая охватывала большую часть Аляски. В конце 80-х прекратила работу.
• Линия "Бахрейн - ОАЭ". Система, связывающая Аль-Манаму (Бахрейн) и Дубай (Объединенные Арабские Эмираты).
• Японские сети Troposcatter. Две сети, связывающие японские острова с севера на юг.

СССР/Россия

Учитывая размеры тропосферная связь активно применялась главным образом для поддержания каналов связи на Севере, в Сибири, на Дальнем Востоке, а также между союзными странами. Это:

• Линия "Индия - СССР". Действовала между пунктами Сринагар (Кашмир) и Дангара (Таджикистан).
• БАРС. Трапосеть Варшавского договора, простиравшаяся от Ростока (ГДР), через Чехословакию, Венгрию, Польшу, БССР, УССР, Румынию и Болгарию.
• Система связи "Север". Одна из крупнейших в мире линий загоризонтной связи, простирающаяся от Кольского полуострова до Чукотки. Состоит из 46 ТРСС, в основном расположенных вдоль Ледовитого океана, Уральских гор, рек Енисей и Лена, Баренцева и Охотского морей.

Тактические ТС

Помимо постоянных систем тропосферной связи, рядом стран выпускались мобильные станции тактического назначения:

• Советские/Российские ТС серий MNIRTI ("Бриг", "Эшелон", "Атлет", "Альбатрос", "Баклан"), NIRTI (Багет), АЭС "Радиосвязь".
• Китай: серия CETC.
• НАТО: системы связи Troposcatter AN/TRC, AN/GRC.

День сегодняшний

Сегодня армия США использует тактические тропосферные системы рассеяния, разработанные компанией Raytheon для долговременных коммуникаций. Они поставляются в двух конфигурациях: heavy tropo и более современные - light tropo. Эти системы обеспечивают четыре мультиплексированных групповых канала и шифрование внешней линии по 16- или 32-м локальным аналоговым телефонным номерам.

В России также ведутся работы по совершенствованию данного типа связи. Например, НПП "Радиосвязь" разработала уже пятое поколение ТС: "Сосник-4ПМ" и Р423-АМК. Например, мобильная контейнерная станция Р423-АМК работает на частотах 4,4-5 ГГц с заявленной дальностью связи до 230 км.

В современных станциях заложена возможность комбинировать тропосферную и спутниковую связь. Расчеты показывают, что при действующих темпах удешевления электроники, уменьшения линейных размеров станций, внедрения новейших разработок ТС более выгодна в эксплуатации, нежели наращивание спутниковой группировки. В случае же ядерного конфликта это единственный вид связи, который будет работать.

Аппаратура радиорелейных линий прямой видимости, т. е. 40 км при отсутствии ретрансляторов, не могла обеспечить связью ни Крайний Север, ни удаленные районы Сибири. Ретрансляционные станции требовали создания инфраструктуры, необходимой для обеспечения жизнедеятельности обслуживающего персонала. Экономические затраты на инфраструктуру зачастую оказывались не соизмеримыми с потребностями в области связи. Это явилось основанием для исследования новых принципов распространения радиоволн, обеспечивающих передачу больших объемов информации на значительные расстояния.

Идея создания линий тропосферной связи с расстояниями между пунктами в сотни километров принадлежала советскому ученому В. А. Смирнову . Особенность этих линий заключается в использовании эффекта рассеяния радиоволн на неоднородностях (спорадических слоях) атмосферы. Для дальней тропосферной связи требовались мощные передающие устройства, антенны с большим усилением, высокочувствительные приемники многократного приема с порогопонижающими системами.

Наиболее подходящим для тропосферных систем с расстояниями между пунктами 200–300 км являлся диапазон 700–1000 МГц. На основании теоретических исследований, анализа отечественной и зарубежной литературы, сравнения различных систем многократного приема была выработана структура построения, как отдельных станций, так и всей линии дальней тропосферной связи. Первая отечественная тропосферная станция ТР-60/120 была построена в 60-х годах прошлого века.

На аппаратуре ТР-60/120 в 60-70-х годах была построена сеть тропосферных линий протяженностью более 15 000 км, содержащая 55 промежуточных станций. Была построена линия тропосферной связи между СССР и Индией длиной 700 км (между городами Душанбе и Сринагар), которая в 1981 г. связала две крупнейшие столицы мира – Москву и Дели.
Попытка осуществить передачу черно-белого телевидения в диапазоне 700–1000 МГц успеха не имела, а вот в диапазоне 5000 МГц это стало возможным.

Появление в конце 1960-х – начале 70-х средств спутниковой связи и широкое их применение начиная с 1980-х годов значительно сократили область использования ТРРС .

Несмотря на широкое (и все более растущее) применение спутниковых средств в сетях и системах связи и развитие проводных сетей, можно полагать, что средства тропосферной загоризонтной связи перспективны для использования как в сетях специального, так и коммерческого назначения особенно в трудно доступной местности.

В сетях специального назначения преимуществом тропосферных средств перед спутниковыми, является более высокая живучесть в условиях вооруженных конфликтов и/или антитеррористических мероприятий.
В коммерческих сетях применение тропосферных средств в некоторых случаях может быть экономически целесообразнее, чем применение спутниковых. Использование тропосферных станций возможно также при развертывании линий связи в высоких северных широтах, где применение спутниковой связи через геостационарные спутники принципиально невозможно.
За счет большей протяженности интервалов линии загоризонтной связи имеют преимущество перед линиями прямой видимости при организации связи в труднодоступных, горных и малонаселенных районах.