Тема: Радіорелейні комплекси на основі перспективних схемо технічних рішень
Зміст
Вступ
1. Аналіз та стан засобів радіорелейного зв’язку військового призначення
1.1 Аналіз радіорелейних станцій, що знаходяться на озброєнні у ЗСУ
1.2 Аналіз радіорелейних станцій іноземних країн
1.3 Аналіз радіорелейних станцій що знаходяться на озброєнні у ЗСУ.
1.4 Постановка задач
2. Перспективні схемо технічні рішення для побудови радіорелейного комплексу
2. Перспективні схемотехнічні рішення для побудови радіорелейного комплексу
2.1 Використання перспективних обчислювальних модулів
2.2 Застосування сучасних модулів цифрової обробки сигналів
2.3 Несучі конструкції для побудови сегмента
3. Оцінка ефективності використання схемо технічних рішень для побудови радіорелейних комплексів
Список літератури
Перелік умовних скорочень
| АРРРСП | – | аналогова радіорелейна система передачі |
| РРС | – | радіорелейна станція |
| РРРСП | – | радіорелейні системи передачі |
| ССП | – | супутникові системи передачі |
| ШСЗ | – | штучного супутника Землі |
| ЦРРРСП | – | Цифрові радіорелейні системи передачі
|
| АРРРСП | – | Аналогові радіорелейні системи передачі
|
| ТЧ | – | тональна частота |
| РРРСП ПВ | – | радіорелейні системи передачі прямої |
| ІКМ | – | імпульсно-кодова модуляція |
| ВРС
|
– | Вузлова радіостанція
|
| ПРС
|
– | Проміжна радіостанція
|
| ЦРРРСП | – | цифрова радіорелейна система передачі |
| КРС
|
– | Кінцева радіостанція КРС
|
| ЄАСЗ | _ | єдиної автоматизованої системи зв’язку |
Вступ
Військовий зв’язок є невід’ємною складовою частиною системи управління Збройними Силами України, її матеріально-технічною основою, і є важливим елементом військової інфраструктури. Більш того, в сучасних умовах система зв'язку і автоматизовані системи управління визначають обличчя будь-якої армії, а повнота інформації, яка потребує обробки, терміни її збору, узагальнення, прийняття рішення і доведення до підлеглих наказів і бойових команд визначають результат будь-якої операції.
За час свого розвитку військовий зв’язок пройшов великий і складний шлях, нерозривно зв’язаний з історією Збройних Сил України, зміною форм і способів їх застосування, удосконаленням військового мистецтва.
Від найпростіших звукових і зорових засобів зв’язку для передачі сигналів і команд безпосередньо на полі бою до широко розгалужених багатоканальних, сучасних автоматизованих систем, які здатні забезпечувати зв’язок практично на необмежену дальність як зі стаціонарними, так і з рухомими об’єктами, які знаходяться на землі, воді, під водою і в повітрі – такий історичний шлях розвитку і удосконалення військового зв’язку.
Але будівництво і розвиток системи і військ зв’язку продовжується і нині, результатом якого повинен стати перехід на нові засоби зв’язку, побудова найбільш оптимальної системи зв’язку Збройних Сил.
Свій бойовий досвід війська зв’язку накопичують в ході проведення тактико-спеціальних, командно-штабних навчань, вивчення особливостей локальних війн і конфліктів. В той же час слід підкреслити, що сама по собі техніка, якою б досконалою вона не була, не вирішує задачі зв’язку. Зв’язок організовується і забезпечується людьми. Причому успіх виконання задачі, безперервність і якість зв’язку досить часто залежать від одного офіцера, прапорщика, сержанта чи солдата.
Сучасний військовий зв’язок – це складний багатофункціональний організм, який включає багато чисельні вузли зв’язку різного призначення, багато тисяч кілометрів ліній радіо, радіорелейного, тропосферного, провідного і інших видів зв’язку.
Основні задачі зв’язку:
- забезпечення надійної, своєчасної і якісної передачі всіх видів інформації в інтересах управління військами в мирний та воєнний час;
- забезпечення випереджальної готовності системи і військ зв’язку по відношенню до потреб органів управління і утворених груп військ;
- підтримка на необхідному рівні бойової і мобілізаційної готовності військ і системи зв’язку;
- забезпечення готовності до проведення заходів приведення (відмобілізованих і приведених) в бойову готовність, переведених на функціонування в умовах особливого періоду за різних умов обстановки у встановлені терміни.
- основну увагу при цьому приділяти підготовці , військових частин та підрозділів зв’язку, які включені до складу об’єднані сили швидкого реагування (ОСШР);
- всебічне забезпечення ( відновлення непорушного запасу ) з'єднань, військових частин та військових навчальних закладів зв’язку запасами матеріально-технічних засобів для проведення від мобілізування (доукомплектування), бойового злагодження, висування в райони бойового застосування та виконання завдань за призначенням. Першочергову увагу приділити військовим частинам і підрозділам зв’язку, що входять до складу ОСШР.[2]
Зважаючи на потреби сучасної системи управління та її основи – системи зв’язку, особливо її мобільної компоненти, потрібно шукати нові методи розвитку радіорелейних комплексів для покращення якості і взаємодії різних каналів зв’язку. Ці пошуки можливо реалізувати на основі перспективних схемо технічних рішень.
1. Аналіз та стан засобів радіорелейного зв’язку військового призначення
1.1 Аналіз радіорелейних станцій, що знаходяться на озброєнні у ЗСУ
Для розуміння загальних понять про питання, що ми розкриваємо розглянемо відразу загальні поняття про радіосистему передачі
Під радіосистемою передачі (РРСП) розуміють сукупність технічних засобів, що забезпечують утворення типових каналів передачі і групових трактів первинної мережі єдиної автоматизованої системи зв’язку (ЄАСЗ), а також лінійного тракту, по якому сигнали електрозв’язку передаються за допомогою радіохвиль у відкритому просторі.[4]
За допомогою сучасних РРСП можна передавати будь-які види інформації: телефонні, телеграфні і фототелеграфні повідомлення, програми телебачення і звукового мовлення, газетні смуги, цифрову інформацію і т.д.
РРСП бувають симплексними та дуплексними. Симплексні РРСП передбачають почерговий (лише передача та лише прийом) обмін інформацією, при цьому переключається приймально-передавальна апаратура та необхідна одна робоча частота. Дуплексні РРСП передбачають одночасний двосторонній (прийом і передача) обмін інформацією, без переключення апаратури, але необхідні дві різні несучі.
Для подальшого розуміння введено наступні визначення і загальні поняття про канал зв’язку:
Загальна схема організації зв’язку РРСП зображена на рис. 1.1.
Кінцева радіостанція (КРС)
– це радіостанція, що встановлюється на кінцевих пунктах радіоліній зв’язку та призначена для введення та виділення по лінії повідомлень. До неї підключаються МАТС; телевізійна апаратура; студії мовлення і т.д.
Проміжна радіостанція (ПРС)
– це радіостанція, що має два комплекти приймально-передавальної апаратури та призначена для активної ретрансляції радіосигналу, що передається по радіолінії. Іноді від ПРС можна відгалужувати телевізійний сигнал до телевізійного ретранслятора.
Вузлова радіостанція (ВРС)
– це радіостанція, що призначена для ретрансляції радіосигналів, що передаються, відгалуження їх, виділення частини повідомлення, що передається та введення нового повідомлення.
Узагальнена структурна схема багатоканальної РРСП зображена на рис. 1.2.[4]
Рис. 1.1. Загальна схема організації зв’язку РРСП
Рис. 1.2. Узагальнена структурна схема багатоканальної РРСП:
1, 7
- каналоутворююче і групове устаткування; 2, 6 – з’єднувальна лінія; 3, 5 – кінцеве устаткування ствола; 4 – радіо ствол
Каналоутворююче і групове устаткування забезпечує формування групового сигналу з множини підлягаючих передачі первинних сигналів електрозв’язку (на передавальному кінці) і зворотне перетворення групового сигналу в множину первинних сигналів (на прийомному кінці). Зазначене устаткування розташовується зазвичай на мережних станціях і вузлах комутації первинної мережі ЄАСЗ.
Класифікація радіорелейних систем передачі
Існує безліч різних класифікацій радіорелейних систем передачі (РРСП) у залежності від ознак, покладених у їхню основу.
За належністю до різних служб
відповідно до Регламенту радіозв’язку розрізняють РРСП фіксованої служби (радіозв’язок між фіксованими пунктами), РРСП радіомовної служби (передача сигналів для безпосереднього приймання населенням), РРСП рухомої служби (радіозв’язок між об’єктами, що рухаються відносно одне одного).
За призначенням
розрізняють міжнародні, магістральні, внутрішньозонові, місцеві РРСП, відомчі РРСП, технологічні РРСП (для обслуговування залізничних ліній, ЛЕП, нафто- і газопроводів і т.д. ), космічні РРСП (що забезпечують радіозв’язок між космічними апаратами чи між земними пунктами і космічними апаратами).
За діапазоном радіочастот
чи радіохвиль, що використовуються
. Діапазон з номером n
(4 ≤ n
≤ 12) включає частоти від 0,3×10n
до 3×10n
Гц.
За видом сигналів, що передаються,
розрізняють РРСП аналогових сигналів (телефонних, радіомовних, фототелеграфних, телевізійних, сигналів телеметрії і телекерування), РРСП цифрових сигналів (телеграфних, вихідна інформація чи результат її обробки на ПЕОМ) і комбіновані РРСП.
За способом розподілу каналів
(канальних сигналів) розрізняють багатоканальні РРСП із частотним, часовим, фазовим і комбінованим розподілом каналів. Існують також спеціальні РРСП із розподілом канальних сигналів за формою (наприклад, асинхронно-адресні системи з кодово-адресним розподілом сигналів).
За видом лінійного сигналу
розрізняють аналогові, цифрові і змішані (гібридні) РРСП. В аналогових РРСП на вхід ствола надходить аналоговий сигнал, відповідно аналоговим є і радіосигнал. До аналогових РРСП відносяться також імпульсні РРСП, тобто системи з імпульсною модуляцією (і часовим розподілом каналів). У цифрових РРСП на вхід ствола надходить цифровий сигнал, відповідно цифровий радіосигнал надходить у радіо ствол і тракт розповсюдження. Очевидно, в аналогових РРСП можна передавати як аналогові, так і цифрові первинні сигнали (наприклад, тональне телеграфування в каналі ТЧ чи передача даних), аналогічно, за допомогою цифрових РРСП можна забезпечити передачу і цифрових, і аналогових сигналів (шляхом перетворення останніх у цифрові за допомогою імпульсно-кодової чи дельта модуляції). У змішаних РРСП сумарний лінійний сигнал складається з аналогового лінійного сигналу і під несучої, модульованої цифровим сигналом.
За видом модуляції несучої
аналогові РРСП розділяються на системи з частотною, одно смуговою та амплітудною модуляціями, а цифрові РРСП – на системи з амплітудною, частотною, фазовою й амплітудно-фазовою маніпуляціями.
За пропускною спроможністю
розрізняють РРСП із малою, середньою і високою пропускною спроможністю. Найчастіше застосовуються межі пропускної спроможності різних типів аналогових і цифрових РРСП наведені в табл. 1.2.[4]
|
|||||||||||||||
Таблиця 1.2
Типи радіорелейних систем передачі за пропускною спроможністю
Зазначимо, що границі пропускної спроможності аналогових і цифрових РРСП не відповідають одна одній, якщо для передачі телефонних сигналів використовується імпульсно-кодова модуляція (ІКМ) зі швидкістю передачі 64 Кбіт/с. Наприклад, при 120 каналах тональної частоти (ТЧ) необхідно використовувати аналогову РРСП із середньою пропускною спроможністю, у той час як при цифровій передачі з ІКМ – цифрову РРСП із малою пропускною спроможністю 8,448 Мбіт/с.
За характером фізичного процесу, що застосовується в тракті розповсюдження радіохвиль,
розрізняють: радіорелейні системи передачі прямої видимості (РРРСП ПВ) – поширення радіохвиль у тропосфері в межах прямої видимості; тропосферні радіорелейні системи передачі (ТРРСП) – дальнє тропосферне розповсюдження радіохвиль за рахунок їхнього розсіювання і віддзеркалення в нижній області тропосфери при взаємному розташуванні радіорелейних станцій за межами прямої видимості; супутникові системи передачі (ССП) – прямолінійне розповсюдження радіохвиль з ретрансляцією їх бортовим ретранслятором штучного супутника Землі (ШСЗ), що знаходиться в межах радіовидимості земних станцій, між якими здійснюється радіозв’язок; іоносферні системи передачі на декаметрових хвилях (дальнє розповсюдження декаметрових хвиль за рахунок віддзеркалення від шарів іоносфери); космічні системи передачі (прямолінійне розповсюдження радіохвиль у космічному просторі й атмосфері Землі); іоносферні системи передачі на метрових хвилях (дальнє розповсюдження метрових хвиль завдяки розсіюванню їх на неоднорідностях іоносфери) та ін.
Для розуміння розглядуемого питання варто відзначити іще поняття таких визначень як:
Радіорелейні системи передачі (РРРСП) – це такі системи, у яких для забезпечення зв’язку між двома пунктами використовуються електромагнітні коливання дуже високої частоти. Вони відносяться до фіксованих радіосистем (Fixed radio system, FRS
). У цих системах канали зв’язку реалізуються за допомогою радіорелейних станцій (РРС). При розміщенні сусідніх станцій на відстані, що забезпечує радіозв’язок прямої видимості, утворюються радіорелейні лінії (РРЛ) прямої видимості. Радіорелейні системи передачі являють собою сукупність технічних засобів і середовище поширення для організації радіорелейного зв’язку.
За винятком декількох систем, розрахованих на смуги частот 70-80 та 400-70 МГц, всі інші радіорелейні системи працюють на частотах вище 2 ГГц.
Радіорелейні системи (далі в тексті – системи), з точки зору технічних параметрів, які вони забезпечують, можна розділити на дві категорії систем, що працюють у межах прямої видимості, – системи прямої видимості і тропосферні.
Радіорелейний зв’язок у межах прямої видимості може бути забезпечений тільки в тому випадку, якщо ділянка між передавальною і приймальною антенами є відносно вільною від перешкод, так що впливом дифракції можна знехтувати.
Тропосферні системи використовують розсіювання і віддзеркалення електромагнітних хвиль від неоднорідностей тропосфери.
За видом сигналів, що передаються, системи можна розділити на аналогові і цифрові.
Аналогові радіорелейні системи передачі
(АРРСП) використовуються головним чином для передавання:
- багатоканальних телефонних сигналів в аналоговій формі (а також для передавання телеграфних сигналів і сигналів даних з малою і середньою швидкістю), пропускна спроможність таких систем складає від декількох телефонних каналів до 2700;
- телевізійних сигналів і сигналів звукового супроводу.
Цифрові радіорелейні системи передачі
(ЦРРСП) призначені, насамперед, для передавання:
- багатоканальних телефонних сигналів у цифровій формі зі швидкістю від 2 до 140 Мбіт/с і більше;
- сигналів даних з великою швидкістю;
- сигналів відеотелефону і телевізійних сигналів у закодованій формі.
Радіорелейна апаратура в залежності від області застосування поділяється на наступні класи:
- апаратура радіорелейних систем передачі, призначена для використання на магістральній первинній мережі;
- апаратура радіорелейних систем передачі, призначена для використання на внутрішньозонових первинних мережах;
- апаратура радіорелейних систем передачі, призначена для використання на місцевих первинних мережах;
- мобільна апаратура радіорелейних систем, призначена для внутрішньоміських цілей;
- апаратура радіорелейних систем, призначена для організації технологічних радіорелейних ліній передачі;
- апаратура мобільних радіорелейних станцій, призначена для організації резервування чи відновлення радіорелейних та кабельних ліній передачі, що вийшли з ладу.
У залежності від швидкості передавання в стволі апаратура цифрових РРЛ поділяється на наступні види:
- високошвидкісна (більш 100 Мбіт/с в одному радіостволі);
- середньошвидкісна (більш 10 Мбіт/с, але менш 100 Мбіт/с);
- низькошвидкісна (не більш 10 Мбіт/с в одному радіостволі).
Європейським інститутом стандартів по телекомунікаціях (European Telecommunication Standards Institute, ETSІ
) уведена класифікація устаткування ЦРРРСП в залежності від спектральної ефективності системи. У стандарті ETSІ TR
101036-1 виділені наступні 6 класів:
клас 1
: устаткування, у якому застосовуються двопозиційні методи модуляції (наприклад 2-FSK
, 2-PSK
чи еквівалентні їм);
клас 2
: устаткування, у якому застосовуються чотирипозиційні методи модуляції (наприклад 4-FSK
, 4-QAM
чи еквівалентні їм);
клас 3
: устаткування, у якому застосовуються восьмипозиційні методи модуляції (наприклад 8-PSK
чи еквівалентні їм);
клас 4
: устаткування, у якому застосовуються 16- чи 32-позиційні методи модуляції (наприклад 16-QAM
чи 32-QAM
чи еквівалентні їм);
клас 5
: устаткування, у якому застосовуються 64- чи 128-позиційні методи модуляції (наприклад 64-QAM
чи 128-QAM
чи еквівалентні їм);
клас 6
: устаткування, у якому застосовуються 256- чи 512-позиційні методи модуляції (наприклад 256-QAM
чи 512-QAM
чи еквівалентні їм).
Ці класи служать ознакою системи і не мають на увазі обмежень на види модуляції, що застосовуються, за умови виконання вимог стандартів ETSІ
і Міжнародної електротехнічної комісії (International Electrotechnical Commission, ІES
) на параметри устаткування.
Структура РРРСП залежить від її призначення. Оскільки зв’язок здійснюється за допомогою радіохвиль, то для кожного напрямку передачі передбачаються передавач, приймач, антени, а також модулятор і демодулятор (рис. 1.6).[4]
Рис. 1.6. Загальна структурна схема радіорелейної системи передачі інформації: 1 - модулятор; 2 - передавач; 3 - приймач; 4 – демодулятор
Різні елементи системи мають наступне призначення:
- модулятор перетворює параметри електромагнітних коливань таким чином, щоб можна було використовувати їх для передачі інформації;
- демодулятор виконує зворотну функцію: він створює сигнал, ідентичний тому, що подається на вхід модулятора, але змінений під впливом шумів і викривлень;
- передавач перетворює сигнал з виходу модулятора в сигнал, за допомогою якого можна було б передати інформацію на наступний інтервал системи;
- приймач перетворює прийнятий сигнал таким чином, щоб за допомогою демодулятора можна було відновити первинний сигнал;
- антени являють собою елемент зв’язку між передавальною лінією і середовищем передачі; під час передавання антени забезпечують випромінювання електромагнітних коливань, що надходять, а під час приймання вони "збирають" падаючу енергію; коаксіальні кабелі або ж, значно частіше, хвилеводи служать як передавальні лінії, що зв’язують передавачі і приймачі з антенами.
Застосовуються три види розміщення апаратури радіорелейних станцій:
1. Вся апаратура, крім антенного пристрою, розміщується у приміщенні. Зниження енергетичних втрат досягається застосуванням хвилеводів чи спеціальних кабелів з малими втратами. Використовується в нижній частині діапазонів частот, виділених для радіорелейного зв’язку.
2. Все устаткування радіорелейної станції розміщується безпосередньо поруч з антеною в контейнері, захищеному від впливу атмосферних опадів. Використовується рідко, в основному, у верхній частині діапазонів частот.
3. Апаратура складається з двох частин: радіочастотного блока, установленого безпосередньо в антени, та іншого устаткування, розташованого в приміщенні. Ці частини з’єднуються звичайними коаксіальними кабелями на проміжних частотах. Типова довжина кабелів – 300 м. Цей варіант широко використовується для всіх діапазонів частот і зручний для уніфікації станцій різних діапазонів з однією і тією ж пропускною спроможністю, тому що для переходу в інший діапазон досить замінити тільки виносні модулі з антенним пристроєм.
При проектуванні системи прямої видимості передбачається, що інтервали траси вільні від перешкод, тому в загальному випадку антени встановлюються на височині, на горі веж чи щогл.
Системи можуть мати один чи кілька ретрансляційних інтервалів.
Якщо відстань між двома пунктами зв’язку невелика і запас енергетичного потенціалу в даному випадку можна вважати цілком достатнім, а також під час встановлення антен на трасі можна знайти такі ділянки, де антени будуть знаходитися на відстані прямої видимості відносно одна одної, то зв’язок може бути забезпечений при наявності тільки одного ретрансляційного інтервалу.
Якщо ж відстань між двома пунктами зв’язку досить велика чи якщо можливі перешкоди не дозволяють розташувати антени так, щоб вони знаходилися на відстані прямої видимості, то зв’язок може бути забезпечений тільки при наявності декількох ретрансляційних інтервалів, тобто за допомогою проміжних станцій.
Проміжні станції виконують дві основні функції:
- "оптимальну": антени кожних двох сусідніх станцій повинні знаходитися на відстані прямої видимості;
- підсилювальну: прийнятий сигнал підсилюється і тільки після цього передається на наступну проміжну станцію.
Поряд з активними ретрансляційними станціями можуть використовуватися пасивні, котрі за допомогою, наприклад, плоского дзеркала відбивають сигнали без посилення (рис. 1.7).
Якщо станції, між якими повинний бути встановлений зв’язок, мають невигідне географічне розташування, наприклад, якщо вони встановлені в западинах, то кінцеві станції можуть бути побудовані на прилеглих височинах. Для забезпечення зв’язку між цими станціями може бути використаний радіочастотний кабель.
Зв’язок може бути однобічний і двобічний. Однобічна (симплексна) система зв’язку зазвичай використовується для передачі телевізійних сигналів, наприклад, між студією і передавачем. Однобічна система зв’язку застосовується також для передачі радіолокаційних сигналів.
Телефонний і телеграфний зв’язок, як правило, є двобічною (дуплексною) системою. Для організації двобічного зв’язку в найпростішому випадку можна об’єднати на одній ділянці дві однобічні системи, що працюють у протилежних напрямках. При забезпеченні зв’язку в двох напрямках зазвичай використовуються ті самі антени, що працюють одночасно на прийом і на передачу.
Рис. 1.7. Схема зв’язку з використанням пасивної ретрансляційної станції:КС - кінцева станція; ПРС - пасивна ретрансляційна станція
1.2 Аналіз радіорелейних станцій іноземних країн
Розглянемо радіорелейні станції що знаходяться на озброєнні в Збройних Силах Російської Федерації. Спираючись на характеристики й параметри цих станцій, що буде представлено нижче можна реалізовувати свої нововведення.
Наприклад така станція: Азід-5 Цифрова радіорелейна станція (ЦРРС) призначена для організації постійних та тимчасових ліній зв'язку довжиною до 400 км. Підвищена дальність інтервалів зв'язку обумовлена вибором частотного діапазону. Наявність вбудованої апаратури ущільнення і комутації забезпечує по бажанню заказника режими роботи з міськими міськими/сільськими абонентськими/цифровими лініями зв'язку (можливий комбінований режим роботи), дозволяє довести канали безпосередньо до споживача.
Станція має можливість працювати як з апаратурою старого парку, так і успішно узгоджується з сучасними комутаційним об орудуванням.
Наявність додаткових службових каналів:
- безперервний дистанційний контроль і управління станцією з ПДУ, збір, накопичування і оброблення інформації.
Радіорелейна станція "КРОС-50" дозволяє здійснити без провіднe винесення 30 телефонних каналів на відстань до 30-40 км. Базовий комплект складається з двох модемів розміром 460х230х80 мм, які можуть вмонтовуватися в стандартну 19 дюймову стійку, два СВЧ блоків розміром 200х240х60 мм і двох антен діаметром 600 мм.
Антени розміщуються в межах прямої видимості поза приміщенням або біля вікна і з'єднуються коаксіальним кабелем з СВЧ блоком (довжина кабелю до 2 м). СВЧ блок з'єднується з модемом одним коаксіальним кабелем (довжина кабелю до 100 м), по якому передаються сигнали даних і живлення.
Розглянемо також деякі радіорелейні станції що використовуються в цивільних сферах. Наприклад:
Радіорелейна станція Малютка-2(2В) призначена для організації оперативного виробничо-диспетчерського зв'язку на будівництві трубопроводів і облаштуванні нафтових і газових родовищ і інших виробничих територій.
Для забезпечення зв'язку в умовах ліквідації аварійних ситуацій виготовляється варіант виробу " Малютка-2В" на два напрями зв'язку на шасі ГАЗ-66 в кузові типу КУНГ.
Досвід роботи показує необхідність спеціалізованих послуг зростає, не тільки на цивільних підприємствах, а і в Збройних Силах. Необхідно розвивати діючу систему зв'язку, удосконалення її елементів заміна вузлів на більш сучасні.
1.3 Аналіз радіорелейних станцій що знаходяться на озброєнні у ЗСУ
Перспективними напрямками діяльності Збройних Сил України в розвитку зв'язку є розробка і впровадження в виробництво сучасних цифрових станцій тропосферного та радіорелейного зв’язку. При розробці перспективних конструктивних рішень даних виробів повинні застосовуватись сучасні радіоелектронні елементи, оригінальні схемно-конструктивні рішення, що дало можливість створення виробів, які по своїм технічним характеристикам відповідають сучасним міжнародним Цифрові станції тропосферного та радіорелейного зв’язку мають практичну направленість та актуальність, у зв’язку з необхідністю модернізації та заміни морально застарілого обладнання, яке використовується в Збройних Силах України і на даний час, практично, відпрацювало робочий ресурс
Розглянемо деякі радіорелейні станції старого парку
Радіорелейна станція (РРС) Р-419
є рухомою малоканальною станціею з частотним розділом каналів, частотною модуляцією і кварцовою стабілізаціею частоти.
Станція призначена побудови радіорелейних і кабельних ліній зв'язку в оперативно – тактичній ланці управління, відгалуження каналів від багатоканальної лінії зв'язку, а також для організації вставок в кабельні лінії зв'язку для передачі сигналів автоматизованих систем. Апаратура станції забезпечує автоматичну настройку й без пошукове входження в зв'язок. Станція оснащена власною апаратурою ущільнення, відповідно дозволяє здійснити виділення необхідної кількості (КТЧ) каналів тональної частоти.
| параметри | діапазон | |||
| 2 | 3 | 4 | 5 | |
| Діапазон частот, МГц | 160-240 | 240-320 | 320-480 | 480-645 |
| Кількість робочих хвиль | 800 | 543 | 800 | 550 |
| Сітка робочих частот кГц | 100 | 150 | 200 | 300 |
| Розніс між фіксованими хвилями передавача і приймача не менше | (- +)161 | (- +)150 | (- +)150 | (- +)150 |
Протяжність радіорелейної лінії залежить від характеру рельєфу на інтервалах траси.
· До 300 км – в діапазоні частот 160-645 МГц при роботі по 6-ти каналам ТЧ при 6-8 ретрансляторах і середньої протяжності інтервалу 40км
· До 90 км - діапазоні частот 240-645 МГц при роботі по 12-ти каналам ТЧ при 2-х ретрансляторах і середньої протяжності інтервалу 30км
· До 20 км - діапазоні частот 480-645МГц при роботі по 24(60) каналам ТЧ з допомогою зовнішньої апаратури ущільнення П-301,П-330-24 або П-300, П-330-60 на одноінтервальній РРЛ.
Режими роботи
- кінцевий з внутрішнім ущільненням.
- Режим зовнішнього ущільнення 1.
- Режим зовнішнього ущільнення 2
- Режим ретрансляції 1
- Режим ретрансляції 2
- Вузловий режим
- Режим роботи станції на кабель
- Режим чергового прийому
Радіорелейна станція Р-414
призначена для організації багатооканального зв’язку в радіорелейній лінії протяжністю до 500 км. Середня довжина інтервалу на лінії складає 40-60 км при умовах забезпечення прямої видимості між антенами сусідніх станцій. Кількість ретрансляції на всій радіорелейній лінії повинно бути 37 при середній довжині інтервалу 40км. Станція забезпечує без пошукове входження в зв’язок і ведення зв’язку без підстройки.
Станція працює в дециметровому діапазоні хвиль. Весь діапазон радіо тракту розділено на 46 фіксованих хвиль з інтервалом 10МГц. Потужність радіосигналу на виході апаратної машини не менше 6 Вт. Коефіцієнт шуму змінного струму зі входу апаратної машини не більше 13 одиниць КТ. Коефіцієнт підсилення основних антен (діаметром 1,5м) на середній частоті робочого діапазону не менше 23 дБ. В станції може використовуватись малогабаритна антена діаметром (0,5м). В ній приміняться новий високочастотний фідер типу РК-75-54-32 довжиною 50м. Загальне затухання фідера 4 дБ. Проміжна частота станції 70 МГц, полоса пропускання приймача по проміжній частоті 7,5-9,1 МГц.
Режими роботи
- кінцевий режим
- вузловий режим
- режим ретрансляції по проміжній частоті
- режим автономного контролю
Щодо радіорелейних станцій нового парку
БАЗОВА ЦИФРОВА РАДІОРЕЛЕЙНА СТАНЦІЯ Р-425.
Основні технічні характеристики станції: Станція Р-425 працює в діапазоні частот 4420 – 4800МГц, 14800-15350 МГц, з незалежними перестроюваннями частот приймача і передавача, що забезпечує можливість одночасної роботи до 4-х радіорелейних станцій в одній апаратній, передачу по одному напрямку потоків Е1 або Е2, або Е3, або цифрового потоку Ethernt 10/100 Base-T в потоках Е1, Е2, Е3. Максимальна довжина багатоінтервальної лінії зв’язку до 960 км., при середній довжині інтервалу 35 км., або 60км. при відкритому інтервалі. Коефіцієнт помилок цифрових потоків не хуже 10-8
в найгірший по метеоумовах. Станція має функцію завадостійкого кодування.
Апаратна машина має можливість моніторингу та управління всіма РРС, що розгортають магістральну радіорелейну лінію. Апаратура станції розміщується в контейнері „Шелтер” який установлено на шасі КрАЗ. Антенно-щоглова машина, на шасі КрАЗ, забезпечує оперативне розгортання та підйом 4-х антен, з приймально-передавальними блоками на висоту до 30 м., за допомогою гідравлічного пристрою управління розвертанням телескопічної щогли. Управління антенами по азимуту і куту місця дистанційне з індикацією положення антен на пульті наведення антен. Р-425 призначена на заміну радіорелейних станцій Р-414.
ЦРРС Р-450
з частотною та фазовою маніпуляцією сигналів, які передаються в діапазоні частот від 1350 до 2690 МГц (NATO-III+), призначена для будівництва радіорелейних ліній зв’язку в оперативно-тактичній ланці управління.
ЦРРС може працювати на стаціонарних ВЗ та в апаратних польових систем зв'язку різних рівнів. Вона дозволяє утворювати радіоканали з пропускною здатністю від 256 до 8448 кб/с і середньою дальністю 35 км для одного інтервалу.
| №
|
Характеристика
|
Значення
|
| 1 | Діапазон частот | від 1350 до 2690 МГц |
| 2 | Кількість каналів | 10720 |
| 3 | Мін. дуплексний інтервал | 50 МГц |
| 4 | Види маніпуляції | FSK (STANAG 4212, CP-FSK2r), QPSK (QAM-4) |
| 5 | Швидкості передавання | 256, 512,1024,
2048, 4х2048, 8448 кбіт/с |
| 6 | Цифровістики | EurocomD/1; STANAG 4210; G.703 E1, 4xE1, E2; опт.стик |
ПЕРЕДАВАЧ
| 7 | Потужність передавача | 37 дБм для FSK або 35 дБм для QPSK | |
| 8 | Стабілізація потужності | не гірше ±3 дБ | |
| 9 | Регулювання потужності: | ||
| - ручне | від -20 до 0 дБ від максимального значення з кроком 1 дБ та точністю не гірше ±2 дБ | ||
| - автоматичне (для модуляціїQPSK та CP-FSK2r) | від -20 до 0 дБ від максимального значення з кроком 1 дБ та точністю не гірше ±2 дБ | ||
| 10 | Стабільність частоти | ±5 ·10-6 | |
| 11 | Придушення побічнихвипромінювань | не менше 80 дБс | |
ПРИЙМАЧ
| 12 | Придушення дзеркальних каналів | не менше 80 дБ | |
| 13 | Чутливість для рівнябітових помилок 10-6: | ||
| - для модуляції FSK | 256 кбіт/с | мінус 96 дБм | |
| 512 кбіт/с | мінус 95 дБм | ||
| 1024 кбіт/с | мінус 91 дБм | ||
| 2048 кбіт/с | мінус 88 дБм | ||
| - для модуляції QPSK | 8448 кбіт/с | мінус 84 дБм | |
| 4х2048 кбіт/с | мінус 84 дБм | ||
| 14 | Динамічний діапазон приймача | від рівня чутливості до мінус 40 дБм | |
АНТЕНА, ФІДЕР ТА ЩОГЛА
| 15 | Діапазон робочих частот | від 1350 до 2690 МГц |
| 16 | Поляризація антени | Лінійна (верт. або горизонт.) |
| 17 | Коефіцієнт підсилення антени | не менше 20 дБ |
| 18 | Хвильовий опір антени та фідера | 50 Ом |
| 19 | Коефіцієнт стоячої хвилі антени | не більше 2,5 |
| 20 | Коефіцієнт стоячої хвилі фідера | не більше 2 |
| 21 | Висота щогли | не менше 20 м |
| 22 | Довжина фідера | 40 ±1 м |
Маса РРС:
блок приймально-передавальний (БПП) - не більше 40 кг; - Блок живлення (БЖ) - не більше 3,5 кг; антена - не більше 8 кг.
Габаритні розміри РРС:
БПП - довжина - 510 мм, висота - 260 мм, ширина - 560 мм; БЖ - довжина - 250 мм, висота - 90 мм, ширина - 190 мм; антена - довжина - 970 мм, висота - 870 мм, ширина - 970 мм.
Електроживлення РРС
:
змінний струм напругою 187–242 В, частотою 43–65 Гц. Номінальне значення - 220 В 50 Гц;постійний струм від 22–30 В із захистом від помилкової зміни полярності.Номінальне значення - 27 В.Потужність споживання ЦРРС від джерела постійного струму - не більше150 Вт.
РЕЖИМИ РОБОТИ ЦРРС
| Л
інійні режими роботи1),2) |
|
FSK-256, FSK-512, FSK-1024, FSK-2048 |
Робота передавача та приймача станції з частотною маніпуляцією (FSK) згідно STANAG 4210 та відповідними швидкостями передачі: 256, 512, 1024 і 2048 кбіт/с.3)
|
FSK2r-256 FSK2r-512 FSK2r-1024 FSK2r-2048 |
Робота передавача та приймача станції з частотною маніпуляцією (FSK) згідно CP-FSK2r (далі FSK2r) та відповідними швидкостями передачі: 256, 512, 1024 і 2048 кбіт/с. Примітка:
|
| PSK-8448 | Робота передавача та приймача станції з 4-рівневою фазовою маніпуляцією (QPSK) та швидкістю передачі 8448 кбіт/с. |
| Службовий канал | Сигнал службового звязку між операторами спільно працюючих станцій передається по службовому каналу в цифровому вигляді зі швидкістю 16 кітб/с і кодуванням CVSD (дельта-модуляція зізмінною крутістю), дозволяючиздійснюватидвоспрямованийзв'язок (дуплекснийканал). |
Станційні режими роботи
| 1. | Stanag | Підключення станційного пристрою здійснюється через електричний стик відповідно стандарту STANAG 4210 (варіант стику "С"), який виведений на роз’єм TРAKT на передній панелі БПП. Можлива робота з каналами швидкістю 256, 512, 1024 і 2048 кбіт/с. |
| 2. | Eurocom | Підключення станційного пристрою здійснюється через електричний стик, що відповідає стандартові EurocomD/1, який виведений на роз’єм TРAKT на передній панелі БПП. Можлива робота з каналами 256, 512, 1024, 2048 кбіт/с. |
| 3. | G.703 | Підключення станційного пристрою здійснюється через електричний стик, що відповідає стандартові ІTU-TG.703, який виведений на роз’єм TРAKT на передній панелі БПП. Можлива робота з каналом 2048, 4х2048 або 8448 кбіт/с. |
| 4. | Opto | Реалізується багатомодовий оптичний стик по 2 каналах(приймання та передавання) з довжиною хвилі 1330 нм. Він дозволяє працювати з каналами 256, 512, 1024, 2048 і 8448 кбіт/с і призначений для підключення комутаційної апаратури з оптичними стиками. |
Примітки:
1) ЦРРС дозволяє працювати з 2 типами модуляції
: FSK та QPSK. FSK може бути 2 видів: згідно STANAG 4210 (далі Stanag), та CP- FSK2r (далі FSK2r).
2) Приймач
. Приймач ЦРРС працює за принципом подвійного перетворення частоти з двома проміжними частотами (Fпч1=280 МГц, Fпч2=70 МГц). Для забезпечення необхідної вибірковості підсилювача частоти приймача, він оснащений комплектом фільтрів ПАХ, що переключаються.Приймач може вимірювати рівень прийнятого сигналу. Рівень вимірюється в дБм, а діапазон виміру складає від рівня чутливості до -40 дБм. Показання рівня прийнятого сигналу також використовується для правильного юстирування антен. Додатковоприймачоснащенийвбудованоюфункцієючастотногосканера.
3) Передавач
. Для модуляції FSKзгідно STANAG 4210 ЦРРС дозволяє вручну регулювати потужність передавача в діапазоні від мінус 20 до 0 дБ від макс. значення при кроці 1 дБ. При модуляції FSK2r і QPSK можливе автоматичне регулювання потужності. Діапазон автоматичного регулювання потужності здійснюється в діапазоні від мінус 20 до 0 дБ від макс. значення при кроці 1 дБ.
У випадку, якщо високе значення коефіцієнта стоячої хвилі напруги (КСХН) утримується на протязі 10 с., передавач виключається та індикатор, розміщений над вимикачем передавача, починає мигати. Оператор ЦРРС повинен виключити передавач, усунути несправність і включити його знову для того, щоб відновити роботу передавача.
6) Службовий канал
. Передача по службовому каналу включається при натисканні тангенти слухавки і сигналізується загорянням лівого світлодіода СТАН жовтим світлом. Для розмови використовується мікротелефонна слухавка, що входить до складу комплекту БПП і підключається до роз’єму ТЛФ. БПП також дозволяє підключати гучномовець через роз’єм . Гучномовець дозволяє здійснювати незалежне підключення і регулювання гучності 2 джерел акустичного сигналу. Завдяки 2-канальності можливе використання одного гучномовця для 2 комплектів БПП.
Виклик абонента здійснюється натисканням кнопки ВИКЛ (виклик), що формує акустичний сигнал виклику. Індикація виклику на іншому кінці радіотракта відбувається сигналом акустичного індикатора на ПК, а також світінням центрального світлодіода СТАН жовтим світлом. Виклик абонента може також здійснюватися за допомогою голосу по службовому каналу за допомогою зовнішнього гучномовця.
7) ЦРРС по цифровому стику
може працювати в чотирьох режимах, що дозволяє підключати цифрову апаратуру зв’язку з різними стиками. Зміна типу стику в ЦРРС виконуєтьсяпрограмно, шляхом змінирежимуроботиоператором станції або системою керування.
Для забезпечення правильної роботи, пристрої які підключені до станційних стиків РРС, повинні мати той самий цифровий стик та швидкість цифрового потоку що й РРС.
В разі невідповідності цифрового стику встановленому режиму, відсутності сигналу або встановлення невідповідної швидкості – спрацьовує сигнал аварії.
Усі види цифрових стиків є прозорими для даних що передаються.
Найменування та функції індикаторних діодів, що знаходяться на передній панелі БПП
| Наймену-вання | Колір | Кіль-кість | Функція | |
| МЕРЕЖА | Зелений | 1 | Індикатор включення живлення ППБ | |
| ПЕРЕДАЧА | Голубий | 1 | Безперервне світіння – радіопередавач ввімкнений | |
| Миготливе світіння – радіопередавач автоматично виключений через перевищення припустимої величини КСН. Ввімкнення передавача вимагає повторного вимикання і ввімкнення ПРД | ||||
| СТАН | зелений, червоний, жовтий | 3 | Сигналізація стану ЦРРС | |
| Лівий | Стан службового каналу: зелений – приймання; жовтий – передача (при натиснутій тангенті мікро- телефонної слухавки) |
|||
| Середній | Виклик по службовому каналу: зелений – відсутність виклику; жовтий – виклик станції по службовому каналу |
|||
| Правий | Стан справності устаткування: зелений – сервісна інформація (відсутність одного з блоків); червоний – аварія (відсутність сигналу ВЧ, синхронізації цифрового потоку, високий КСХН (≥8) по ВЧ виходу і т.ін.) |
|||
1.4 Постановка задач
Зважаючи на потреби сучасної системи управління та її основі – системи зв’язку, особливо її мобільної компоненти, потрібно шукати нові методи розвитку радіорелейних комплексів для покращення якості і взаємодії різних каналів зв’язку. Ці пошуки можливо реалізувати на основі перспективних схемо технічних рішень, що і потрібно нам зробити.
А також щоб вони могли забезпечити надійну, своєчасну і якісну передачу всіх видів інформації в інтересах управління військами в мирний та воєнний час;
Стрімкий розвиток телекомунікаційних та інформаційних технологій, застарілість техніки зв’язку, що знаходиться на озброєнні Збройних Сил України, стали поштовхом до розвитку військ зв’язку Збройних Сил України, що передбачає удосконалення існуючих і створення якісно нових ліній, вузлів і мереж зв’язку різного призначення для задоволення зростаючих потреб систем управління військами (силами) щодо забезпечення обміну інформацією, її обробки, зберігання й документування, розв’язання інформаційних і розрахункових задач та досягнення потрібної якості всіх видів зв’язку. В цілях розвитку засобів зв’язку та радіорелейно-технічного забезпечення .
2. Перспективні схемо-технічні рішення для побудови радіорелейного комплексу
2.1 Використання перспективних обчислювальних модулів
Одним з найбільш перспективних виробників сучасних модулів є Kontron
Холдинг Kontron - найбільший світовий виробник вбудованих комп'ютерних компонентів і мобільних захищених комп'ютерів для клієнтів, що працюють в таких сегментах ринку, як телекомунікації/зв’язку;
Kontron розробляє і проводить інноваційні модулі, свого роду "будівельні блоки", здатні працювати в тисячах різних застосувань, забезпечуючи практично всі необхідні системні функції. Ця продукція побудована на основі всіх основних стандартів і форматів, від "комп'ютерів на модулях" , відкритих комунікаційних серверів, промислових комп'ютерів, до захищених мобільних комп'ютерів і дисплеїв для жорстких умов експлуатації і готових платформ.
Практично всі плати і модулі Kontron чудово працюють з плоскими панелями. Вони підтримують плоскі панелі самих різних типів, Вбудовувані продукти Kontron підтримують цифрові і LVDS-интерфейсы або безпосередньо, або за допомогою простого адаптера.
Виробники телекомунікаційного устаткування отримують значні переваги використовуючи в своїх проектах будівельні блоки" Kontron, які забезпечують виконання таких вимог з боку комунікаційних інфраструктур, як:
> підтримка розширення ємкості стійок;
> ступінь готовності систем до 99,999%;
> висока надійність системи живлення;
> велика потужність системи охолоджування;
> високий ступінь модульності і конфігурується;
Kontron пропонує спеціальну плату для розробника на основі E'Brain, що допомагає істотно скоротити час розробки власної системи. У комплект входять: потрібна модель EzBrain, необхідний об'єм документації і пакет підтримки стандартних ОС типу Linux або VxWorks.
BRAINCAP — пасивний радіатор і механічна защит Опциональний радіатор BRAINCAF для модулів E2Brain ефективно забезпечує пасивне охлажде і захищає компоненти модуля від механічних пошкоджень.
Нашій увазі представлено декілька обчислювальних модулів з відповідними характеристиками незалежних дисплеїв DIRECTX 9 або розширення за допомогою 16* PCIexpress-карты, підтримка двох незалежних дисплеїв
| Ев405
|
Ев420
|
Ев8245
freescale ' |
Ев425
|
Ев834
freescale
|
Ев8540/8541
|
| Амсс405ер | Intel®XScaleIXP420 | Freescale Мрс8245 | Intel» XScaleIXP425 | FreescaleMPC8347 | Freescale MPC8540/8541 |
| 266 Мгц | 266 Мгц | 330 Мгц | 533 Мгц | 533 Мгц | 660/800 Мгц |
| 16 Кбайт для команд, 8 Кбайт для даних | 32 Кбайт для команд, 32 Кбайт для даних, 2 Кбайт для міні-даних | 16 Кбайт для команд, 16 Кбайт для даних | 32 Кбайт для команд, 32 Кбайт для даних, 2 Кбайт для міні-даних | 32 Кбайт для команд, 32 Кбайт для даних | L1: 32 Кбайт, L2: 256 Кбайт |
| початковий завантажувач з підтримкою Ethernet | |||||
| 16/64 Мбайт (SDRAM) | 64/128/256 Мбайт (SDRAM) | до 512 Мбайт (SDRAM) | 64/128/256 Мбайт (SDRAM) | 64/128/256 Мбайт(DDR-SDRAM) | 128/256 Мбайт (DDR-SDRAI> |
| Пам'ять запаяна | Пам'ять запаяна | S0-DIMM | Пам'ять запаяна | Пам'ять запаяна | Пам'ять запаяна |
| До 32 Мбайт | До 32 Мбайт | До 32 Мбайт | До 32 Мбайт | До 64 Мбайт | До 32 Мбайт |
| 2хEthernet100Base-TX | 2хEthernet100Base-TX | lxEthernet100Base-TX | 2хEthernet100Base-TX | 2хGigabitEthernet | 2хGigabitEthernet, lxFastEthernet (2: EB8541) |
| вбудований | вбудований | Intel" 82551 | вбудований | вбудований | вбудований |
| 2/4 | 2/4 | до 6 | до 6 і UTOPIA 2 (16 битий) | 2/4 | до 6 |
| PCI 32 бит/33/66 Мгц, LPC, I2C, 15 GPI0 | PCI 32 бит/33/66 Мгц, LPC, I2C | PCI 32 бит/33 Мгц, LPC, I2C, CAN | PCI 32 бит/33/66 Мгц, LPC, I2C, CAN, UTOPIA 2 | PCI 32 бит/33/66 Мгц, IPC, I2C, 24 GPIO, DVI, 2xUSB 2.0, Ас97, PWM | PCI 32 бит/33 Мгц, LPC, I2C |
Графічна пам'ять
Інтерфейс
, плоских дисплеїв
, Управління
, Енергоспоживання
| Технологія DynamicVideoMemoryДо 128 Мбайт VRAMUMATechnology (DVMT) 3.0 забезпечує підтримку до 224 Мбайт VRAMUMA | до 64 Мбайт (опц. 128) UMA | до 64 Мбайт UMA | до 64 Мбайт UMA |
| DUALSDVO (мультиплексирован з PCI-ExpressGraphicsport), CRT, DVI A/I, JILI-LVDS | CRT, JILI-LVDS до UXGA (1600 х1200) | CRT, JILI-LVDS до UXGA (1600x1200) | DVO, CRT, JILIInterface (LVDS) |
| ACPI 2.0 +АРМ 1.2, ACPI 2.0 +АРМ 1.2, S3 підтримка S3 підтримка | ACPI 2.0 +АРМ 1.2, S3 підтримка | ACPI 2.0 +АРМ 1.2, S3 підтримка | ACPI, АРМ 1.2, S3 підтримка |
| 17Bt@L2400, 12 В 24 Вт 1,8 Ггц, 12 В | tbd | tbd | 11,4 Вт @ 1,0 Ггц 12 В |
Рішення на основі стандарту
X-board
Вбудовані модулі формату X-board™ є ідеальним рішенням для вбудованих систем, де потрібні низьке енергоспоживання, середня продуктивність і надзвичайно компактні розміри. У сучасних моделях підтримуються процесори Х86 і XScale. Плануються розробки на базі RISC-процессоровARM і MIPS. Модулі X-board™ мають прекрасний набір інтерфейсів для нового покоління вбудовуваних систем: PCI, LPC, USB, COM, IDE, Ethernet, графіка, звук. Вбудований об'єм пам'яті FLASH і DRAM цілком достатній для більшості додатків на базі X-board™. Модулі X-board™ встановлюються на необхідні для конкретного завдання плати-носії в звичайний роз'єм типу S0-DIMM. На платі-носієві розміщуються фізичні роз'єми для сигналів введення/виводу, витікаючих з модуля X-board™, і необхідний набір спеціалізованого введення/виводу для конкретного застосування, яке будується навколо стандартних шин типу PCI і/або LPC. Специфікацію стандарту X-board™, керівництво по застосуванню.
З застосуванням саме таких модулів можна підняти і удосконалити застарілі зразки апаратури.
2.2 Застосування сучасних модулів цифрової обробки сигналів
Розглянемо модулі АЦП і ЦАП, що використовуються для побудови сучасних засобів зв’язку, в тому числі радіорелейного:
Плата АЦП (ЦАП) призначена для вимірювань параметрів сигналів, що поступають з різних високочастотних первинних перетворювачів. Цифровий і аналоговий виходи можуть використовуватися в ланцюгах управління і генерації високочастотних сигналів.
Базове програмне забезпечення Zetlab що поставляється з платою АЦП ЦАП, дозволяє приступити до процесу вімірювання і управління відразу після установки плати в персональний комп'ютер. У нього вже входять всі необхідні програми для проведення віпробувань і вімірювань.
Плата АЦП ЦАП функціонує в режимі безперервного вводу/виводу аналогових і цифрових сигналів в пам'ять персонального комп'ютера з можливістю цифрової обробки сигналів в безперервному режимі в частотному діапазоні до 2 Мгц.
Плата АЦП дозволяє підключати і безперервно обробляти різнорідні джерела сигналів з різними частотними діапазонами і проводити порівняльній аналіз.
У комплект постачання АЦП ЦАП 14/2 вже входить базове програмне забезпечення Zetlab. Додаткове програмне забезпечення Zetlab і засоби розробника Zetlab-studio дозволяє розширювати функціональні можливості пристрою.
Вбудованій в кожну програму модуль управління і автоматизації з складу Zetlab-studio забезпечує простоту і зручність при побудові власних програмно-вимірювальних комплексів.
Можлива установка в персональний комп'ютер до 4 модулів АЦП одночасно з сумарною частотою перетворення 16 МГц для АЦП і 4 МГц
На початку розгляду питання слід висвітлити можливості і характеристики деяких сучасних модулів.
Модуль виводу транзисторний (МВДТ) призначений для роботи як вбудовуваний інтерфейсний модуль у складі автоматичних і автоматизованих систем управління рухомих об'єктів, промислових систем управління і збору даних, а також інших систем, що працюють в складних умовах експлуатації.
| Транзисторні канали | Кількість транзисторних каналів - 24. Максимальна комутована напруга-70 В. Максимальний комутований струм - 150 мА. Максимальний час комутації каналу - 3 мкс. |
Системний інтерфейс Системна шина: Vmebus режим A16/d8 Supervisor |
Електроживлення і енергоспоживання Напруга живлення +5В ± 5%. Потужність, що споживається - не більше 1,1 Вт. |
Конструкція |
Конструктив «Євромеханіка - 3u», з кондуктивним відведенням тепла. Габаритні розмірі: 100x167,3x14,3 мм. Маса не більше 254 гр. |
| Робоча температура при кондуктивном відведенні тепла | від -40°С до +70°С. |
| Знижений атмосферний тиск | 5 мм рт.ст. |
| Підвіщена вологість повітря при температурі | +35°С не більше 98%. |
ТЕХНІЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Модуль введення аналогових сигналів МВВА
Призначення:
Модуль МВВА (модуль введення аналогових сигналів) призначений для роботи як вбудований інтерфейсний модуль у складі автоматичних і автоматизованих систем управління рухомих об'єктів, промислових систем управління і збору даних, а також других систем, що працюють в складних умовах експлуатації. Модуль не функціонує як самостійний пристрій, а працює під управлінням обчислювального модуля через інтерфейс Vmebus.
ОБЛАСТІ ЗАСТОСУВАННЯ
Системи управління рухомими об'єктами;
Промислові системи управління і збору даних;
Системи, що працюють в реальному масштабі часу;
Високонадійні системи, що працюють в складних умовах експлуатації.
ТЕХНІЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ
| Кількість аналогових каналів | 24. | |
| Діапазон вхідного напруга каналу | ±10 В | |
| Розрядність АЦП | 12 бітний | |
| Максимальний час перетворення | 16 мкс. | |
| Максимальна помилка перетворення | 5 одиниць. | |
| Електроживлення і енергоспоживання | Напруга живлення +5В ± 5% або +5В ± 5% і ±15В ± 5%. | Споживана потужність не більше 1,85 Вт |
| Конструкція | Конструктив «Євромеханіка - 3U», з кондуктивним відведенням тепла | |
| Габаритні розміри | 100x167,3x14,3 мм | |
| Маса | не більше 260 грамів | |
| Робоча температура при кондуктивном відведенні тепла | -40°С до +70°С. | |
| Знижений атмосферний тиск | 5 мм рт.ст | |
| Підвищена вологість повітря при температурі | +35°С не більше 98%. | |
| Синусоїдальна вібрація у діапазоні частот вісь | 1 до 60 Гц до 20 g. |
2.3 Несучі конструкції для побудови сегмента
Модульна концепція крейтів Ripac дозволяє створити з мінімальною кількістю компонентів різноманітність можливостей для використання. Все крейты Ripac базуються на однакових соедини'тельных шинах і системних компонентах. Різниця полягає у виконанні бічних стінок або варіантах устаткування.
При розгляді реалізації апаратури тропосферного зв'язку на крейтах фірми GE Fanuc варто виділити готові рішення
ML-1900 SeriesLeopard-X & Leopard-XI
– Могутнє повітряне охолоджування.
– Жорсткість і легкість конструкції, підтримка COMPACTPCI.
– Установка до 20 плат формату 6U.
– Живлення від трифазного джерела змінної напруги 400 Гц (LEOPARD-X)
– Живлення від джерела постійного струму 28 Вт.
– Інтелектуальний системний моніторинг.
– Підтримка стандартів MIL-E-5400T, MIL-STD-461D, MIL-STD-704E і MIL-STD-810E.
ML-1900 SeriesPanther
– Стандартне 19-дюймове рішення.
– Установка до 20 плат формату 6UCOMPACTPCI.
– Споживана потужність 750 або 1000 Вт.
– Живлення від стандартного джерела змінної напруги або від джерела постійного струму 28/48 Ст.
– Швидкий доступ до платформи і периферії.
– Виконаний відповідно до MIL-E-5400T.
AVC-cPCI 6001
– Використання у військовій відеообробці і ін. рішеннях.
– Охолоджування кондуктивное.
– Міцний і легкий корпус за рахунок використання алюмінієвого сплаву.
– Реалізований захист від ЕМІ.
– Установка до 8 плат формату 6UCOMPACTPCI.
– Споживана потужність 450 Вт.
Крейти фірми GE Fanuc і їх характеристики.
Американська фірма Curtiss Wright спеціалізується на крейтах спеціального і промислового призначення.
– Компактний.
– П'ять слотів фомата6UCOMPACTPCI.
– Джерело живлення постійного струму 28 В, є також виходи +5 У 20A +3,3 У 4A і ±12 У 2A.
– Інтегрований фільтр живлення із захистом від ЕМІ і стрибків напруги.
– Змінні зовнішні і введення-виводу панелі.
– Повітря або кондуктивное охолоджування.
– Маса: 9 кг (з бічними панелями, блоком живлення і інтерфейсами введення-виводу).
Вирішення RC-5фірми Curtiss Wright. Компанія SBS Technologies представляє цілий ряд вирішень євромеханіки з підтримкою стандарту COMPACTPCI. дані характеристики і зовнішній вигляд різних продуктів. Серед них окремо можна виділити крейт RCOM-10, який відрізняється зменшеною кількістю роз'ємів для плат 6UCOMPACTPCI і забезпеченням жорсткіших умов експлуатації з кондуктивным охолоджуванням.
RCFA17R6xA1G 6U
– Установка від 2 до 17 плат формату 6UCOMPACTPCI.
– Відповідність стандарту MIL-STD-810E/416C.
– Стандартний 19-дюймовий розмір.
– Розміри 432 мм на 400 мм на 450 мм.
– Джерело живлення 400 Вт змінного струму або 400 Вт постійного з напругою живлення 24 В або 48 Ст.
– Змінна панель введення-виводу.
– Повітряне охолоджування.
– Наявність светоиндикаторов моніторингу роботи.
RCOM05-ATR-6V
– Установка до 5 плат формату 6UCOMPACTPCI з кондуктивним охолоджуванням.
– Розроблений відповідно до стандарту MIL-STD-461C
– Відповідність коннекторів стандарту MIL-С-38999.
– Зовнішня панель, що настроюється під вимоги.
– Зовнішнє і внутрішнє хромоване покриття.
– Живлення згідно стандарту MIL-STD-704E з номінальною напругою +28 У постійного струму (або інше на вимогу).
– Забезпечується напруга живлення: 5 В/40 А; 3,3 В/20 А; ±12 В/6,25 А.
– Фільтр живлення із захистом від ЕМІ і стрибків напруги.
– Висока ударо- і вібростійкість.
– Конформне покриття плат.
– Можливість зміни конфігурації.
RCOM10
– Установка до 9 плат формату 6UCOMPACTPCI з кондуктивным охолоджуванням і однієї плати управління живленням.
– Відповідність коннекторів стандарту MIL-С-38999.
– Використання спеціального алюмінієвого сплаву (AlMgSi1).
– Нікельоване покриття (AMS 2405-B, 25 мкм).
– Підвищені ударо- і вібростійкість.
– Моніторинг живлення.
– Наявність світлоіндикаторів моніторингу роботи.
Крейти фірми SBS Technologies.
Також слід зазначити готовий обчислювальний блок PC6120-GPU канадської фірми General Dynamics Зовнішній вигляд і розміри його представлені на мал. Пристрій PC6120-GPU вже має вбудований процессор, -оперативну пам'ять, відеокарту, підтримує інтерфейси введення-виводу DualGigabitEthernet 10/100 Base-T, UltraWideSCSISE 40MB/s, 1 xATA-100 HardDrive, 2 x SerialATAHardDrive, 2 x USB 2.0 ports, 6 x SerialPorts, RS232, PS/2 Port – які можуть функціонально мінятися. Блок має слот для плати формату 6U, система охолоджування – кондуктивная. Підтримує різні операційні системи: VxWorks; Windows® 2000, NT, XP; SCO® Server 5; Solarisx86 2.x; Linux. Що стосується спеціальних вимог до безвідмовності роботи, слід зазначити широкий температурний режим роботи (–46°C…+71°C) і зберігання (–51°C.+91°C), ударо- і вібростійка – згідно стандарту MIL-STD-810F. Таким чином, блок PC6120-GPU є достатньо гнучким рішенням для різних обчислювальних застосувань: спеціальних, польових систем, діагностичних панелей і панелей управління.
Завершуючи проведений аналіз, слід зазначити характеристики і описи крейтів ЗАО “Ртсофт” і компанії Elma. Ці виробники пропонують цілу серію рішень з виконанням за короткі терміни, включаючи проектування шасі, проведення попередньої перевірки і сертифікації. Для прикладу, серія крейтів 12R2, зовнішній вигляд яких представлений на мал. має наступні характеристики: стандартні розміри (5U-14U, X 19”x22”/25”); підтримувані платформи VME64x, CPCI, и др.; джерела живлення 150-1400 Вт; різні варіанти панелей введення-виводу; різні варіанти накопичувачів; вибір систем охолоджування і ін. параметри. В результаті проведеного аналізу, претендентом пропонується використання наступних крейтов для реалізації обчислювального блоку які найбільш задовольняють спеціальним вимогам військового застосування: AVC-cPCI 6001 фірми GE FanucRC-5 фірми Curtiss Wrightи RCOM10 фірмиSBS Technologies. Дані крейты володіють таким властивостями як підвищені ударо- і вібростійкість, розширений температурний режим роботи, підтримка платформи COMPACTPCI, наявність декількох слотів для установки плат.
3. Оцінка ефективності використання схемо технічних рішень для побудови радіорелейних комплексів
Технологіям цифрового формування променя (цифрового діаграмоутворення або цифрового формування діаграми спрямованості антени) відводиться все більш значуще місце в сучасних системах зв'язку, ними займаються практично у всіх технічно розвинених країнах світу. Без них не обходяться концепції мобільного зв'язку 3 го і 4 го поколінь. Цифрове формування променя реалізується, як відомо, за допомогою цифрових антенних решіток (ЦАР) [1], за кордоном також іменованих Smart_антеннами (розумними антенами). Використовують і синонімічну назву – IntelligentAntenna.Можливо, ці поняття, що віддають рекламою і орієнтовані на рядового споживача, не найвдаліші. Проте вони як не можна краще відображають суть можливостей, що надаються технологією цифрового діаграмоутворення, завдяки яким антенні системи стають все більш"інтелектуальними".І хай відносно антенних систем епітет Smart містить поки більше авансів на перспективу ніж відображає реальний стан речей, але вже в рамках наявного наукового заділу Smart технології, реалізовані в ЦАР, уміють багато що.
Цифрові антенні решітки – це антенна система, що є сукупністю аналого-цифрових каналів із загальним фазовим центром у якій діаграма спрямованості формується в цифровому вигляді, без фазоповертачів. Але лише тепер, з розвитком мікропроцесорної техніки, стало можливим практично реалізувати накопичений науковий досвід.Сучасні технології ЦАР своїм масовим розвитком зобов'язані інтеграції процесорів цифрової обробки сигналів з аналого-цифровими і цифро аналоговими перетворювачами (Ацп/цап) в рамках одного модуля або навіть чіпа Побудоваканалів ЦАР на такій основі дозволяє уніфікувати процедури і апаратні вузли обробки сигналів і спрощує їх адаптацію до того або іншого протоколу роботи. Технологія ЦДО забезпечує максимальну простоту ре конфігурації і модифікації систем зв'язку, який часто зводиться лише до заміни їх програмного забезпечення. Ключова особливість ЦАР – цифрове формування променів діаграми спрямованості (ДС) антени.У завданнях зв'язку це дозволяє динамічно оптимізувати обслуговувану зону покриття оперативно пере націлюючи цифрові приемопередающие промені залежно від територіального розподілу абонентів
Список літератури
1. Витяг з організаційно-методичних вказівок начальника зв’язку ЗС України - начальника Головного управління зв’язку та інформаційних систем ГШ України щодо підготовки військ зв’язку ЗС України у 2009 навчальному році.
2. E-mail: info@zetms.ru, sale@zetms.ru
3.www.granit-vt.ru
4. Т.М. Наритник,
В.В. Волков, Ю.В. Уткін Радіорелейні та тропосферні системи передачі: Навч. посіб. – 2008. – 367,373, 376 с.