CC BY
74
УДК 629.5.087.3:621.396.94
НЕКОТОРЫЕ НЕ ТРАДИЦИОННЫЕ АСПЕКТЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РАДИОСВЯЗИ В МОРСКОЙ ПРАКТИКЕ
Маковецкая Н.А., аспирант ФГБОУ ВО «ГМУ им. адмирала Ф.Ф. Ушакова» Боран-Кешишьян А.Л., к.т.н., доцент кафедры «Судовождение» ФБГОУВО «ГМУ им. адмирала Ф.Ф. Ушакова» Попов А.Н., к.т.н., доцент кафедры «Технические средства судовождения», ФГБОУ ВО «ГМУ им. адмирала Ф.Ф. Ушакова» Попов В.В., д.т.н., профессор кафедры «Судовождение», ФГБОУ ВО «ГМУ им.адмирала Ф.Ф. Ушакова»
В данной статье анализируются возможности применения не традиционных конфигураций систем связи для обеспечения устойчивости морской подвижной радиосвязи и при бедствии.
Электромагнитная совместимость источников радиосвязи в сложных техноцентрах. Использование полудуплексной схемы связи при отсутствии свободных частот.
Ключевые слова: Радиочастоты ,дуплекс, симплекс, тропосферная связь, электромагнитная совместимость ,гетеродин, мульти-плекс.
SOME TRADITIONAL ASPECTS OF THE USE OF RADIO COMMUNICATIONS IN
MARINE PRACTICE
Makovetskaya N., the post-graduate student, FSEIHE «Admiral Ushakov Maritime State University» Boran-Keshishyan А., Ph.D, associate professor of the Navigation chair, FSEI HE «Admiral Ushakov Maritime State University» Popov А., Ph.D, associate professor of TMN chair, FSEI HE «Admiral Ushakov Maritime State University» Popov V., Doctor of Techniques, Professor of the Navigation chair, FSEI HE «Admiral Ushakov Maritime State University»
This article examines the possibility of using not a conventional configuration of communication systems to ensure the sustainability of the maritime mobile radio communication and distress. Electromagnetic compatibility of radio sources in complex technology centers. Using half-duplex communication scheme in the absence offree frequencies.
Keywords: radio frequency, duplex, simplex, tropospheric communication, electromagnetic compatibility, a local oscillator, a multiplex.
Более ста лет активно развивается радиосвязь. Сегодня нет таких сторон жизни, где бы не было источников и систем какой-либо радиосвязи. Практически ВСЕ диапазоны плотно заняты различными абонентами. Проблема - электромагнитная совместимость источников связи, особенно в крупных техносферных конгломератах, таких как крупные промышленные центры и порты( наиболее актуально, где совмещенные военные и торговые, как в порту Новороссийск). Для возможной организации стабильных систем связи применяются технические системы, ранее широко известные, а в настоящее время несколько забытые, но актуальные при использовании современного аппаратурного оформления.
Морская полудуплексная связь.
В начале 21 века в основном практика применения связных технологий перешла в область цифрового линейного использования радиосвязи.
Вместе с тем насыщенность источников электромагнитного излучения, особенно в таких зонах, как крупные современные порты, не позволяет зачастую изыскать свободные радиочастоты.
Электромагнитная насыщенность во всех диапазонах частот достигла предельного максимума в радиочастотной зоне порта Новороссийск еще в 2000 году, порта Находка в 2008, а порта большой Санкт-Петербург, включая порт Приморск в 2001 году. Ситуация усугубилась в 2016 году и Керчь-Еникальском канале при резком росте эксплуатационных работ в портах Керчь и Кавказ, особенно с началом строительства Керченского моста.
Ввод в эксплуатацию новых терминалов, мощностей портов и создание морских организаций заставляет создавать не традиционную конфигурацию связи, поскольку получить свободные связные частоты в Госсвязьнадзоре невозможно при полном их отсутствии.
Впервые в 2009 году при пуске нефтеналивных терминалов порта Козьмино, большого порта Находка применили схему связи для обеспечения работы сервисных компаний с разделением дуплексного канала на два полудуплекса с использованием каждого, как симплексного.
Необходимость возникла в связи с технологическими особенностями связи на симплексных каналах между лоцманами, буксирами, катерами-заводчиками «концов» и диспетчерами при швартовых операциях танкеров.
Для создания такой конфигурации необходимо дополнительно на каждый канал ввести ресивер и разделить несущую частоту с помощью коммутатора частот, а каждый приемник перестроить для работы в своем радиодиапазоне.
Симплексная связь (Simplexoperation)
Схема связи позволяет передавать сигналы только в одном направлении, в одну сторону и по одному и тому же каналу связи, при этом прием сообщения производятся поочередно. Передатчик включается при передаче и выключается при приеме. Большинство УКВ радиостанций с однополосным сигналом (SSB - Single Side Band) работают в симплексном режиме.
Полудуплекснаясвязь (Semi Duplexoperation)
Полудуплексная радиосвязь представляет собой способ симплексной связи на одном конце линии и дуплексной на другой, осуществляется с помощью двух частот. Радиопередатчик включается при передаче и выключается во время приема. Сигнал принимается на одной частоте, а передается на другой.
Дуплексная связь (Duplexoperation)
Дуплексная связь - это связь, которая осуществляется одновременно на двух частотах. На одной прием, на другой передача, как в обычном телефоне.
Оборудования для дуплексной связи более дорогое, а так же требует дополнительную антенну, соответственно это делает стоимость больше, а установку сложнее.
Дуплекс более удобен для общения. Обычная телефонная связь, в том числе и в сотовых сетях, осуществляется в дуплексном режиме. Однако дуплекс не лишен недостатков. Симплексный же режим, несмотря на некоторые неудобства при радиообмене, имеет ряд преимуществ в техническом плане.
В симплексе достаточно просто реализуется один из основных режимов радиообмена в сетях ПМР - групповой вызов и различные его вариации(что крайне важно в морской связи для передачи команд в режиме лоцман - буксиры - швартовщики - диспетчер) . В современных дуплексных сетях возможна организация так называемой конференц-связи, однако для оперативной связи она малопригодна, так как включение режима требует определенного времени(в то же время крайне нужна в условиях ликвидации ЛАРН и других аварий).
Дуплексный режим менее экономичен. Это вызвано тем, что для сохранения радиоканала в обоих направлениях передатчик мобильной станции работает непрерывно, в то время как разговор обычно происходит в виде диалога или монолога, поэтому в среднем 50 % времени передачи сигнала в одном из направлений не требуется, и энергия источника питания расходуется не оптимально. В симплексных радиостанциях энергия источника питания используется более рационально.
В условиях неустойчивой связи дуплекс менее надежен, так как требуется поддержание надежного канала связи в обоих направлениях.
В техническом плане реализация дуплексного режима значительно сложнее, так как требуется применение дополнительных технических решений для обеспечения одновременной работы приемника и передатчика, поэтому дуплексные радиостанции обычно дороже симплексных.
При организации сети связи, радиосредства которой работают в симплексном режиме, как правило, требуется значительно меньше каналов связи. Тем самым симплексный режим способствует экономии ресурсов радиочастотного спектра.
Следует отметить, что в отдельных случаях решающим фактором выполнения задачи может оказаться возможность передачи сообщения от диспетчера стационарной радиостанции мобильным абонентам, даже если по каким-либо причинам обратный канал связи невозможен. При симплексном режиме это не вызовет затруднения, в дуплексе такое невозможно.
Организация связи с использованием полудуплекса решает вопросы симплексной связи при дефиците частот с использованием аппаратуры дуплексной связи.
Многие сети профессиональной мобильной радиосвязи позволяют одновременно использовать абонентские радиостанции как в дуплексном, так и в симплексном режимах. В этом случае базовая станция работает в дуплексном режиме, а симплексная абонентская радиостанция - в полудуплексном, т. е. с разносом частот приема и передачи и поочередным включением этих режимов. Учитывая изложенное, можно дать следующие общие рекомендации: для систем связи, имеющих выход на телефонную сеть, использование дуплексного режима работы абонентских терминалов может быть целесообразно, для оперативной радиосвязи - оптимальным вариантом является симплексный режим работы станций.
Тональный шумоподавитель (CTCSS)
Принцип идентификации с помощью СТСББ заключается в том, что к полезному сигналу «примешивается» тон определенной звуковой частоты, так называемый субтон или пилот тон. Приемник радиостанции активизируется («открывается») только в том случае, если в принимаемом сигнале присутствует субтон, на который радиостанция настроена. Пример связи с использованием тонального шумопо-давителя показан на схеме:
Как видно, связь с использованием CTCSS возможна только между абонентами, у которых совпадают частотный канал (частота) и субтон тонального шумоподавителя.
Подобные системы требуют наличия в радиостанции устройства, формирующего и анализирующего CTCSS тоны. Это устройство может быть оформлено в виде независимого модуля, встраиваемого в радиостанцию, либо являться частью схемы. Обычно CTCSS модуль может формировать 38-50 тонов в каждом частотном канале радиостанции. Использование CTCSS позволяет организовывать достаточно развитые системы радиосвязи с групповыми (реже индивидуальными) вызовами. В некоторых случаях (особенно в районах со сложной электромагнитной обстановкой), встраивают (активизируют) CTCSS даже в простых симплексных системах связи без идентификации. Это позволит частично защитить систему от помех и в некоторой степени от нелегальных абонентов. Например, ретранслятор системы не будет «открываться» на сигналы, не содержащие требуемого CTCSS тона.
Частоты пилот-тонов лежат в диапазоне ниже 300 Гц (обычно 67-250 Гц) и при приеме не слышны в громкоговорителе радиостанции, так как вырезаются специальными фильтрами.
Следует учитывать, что использование пилот-тонов не позволяет расширить емкость системы (количество абонентов). Все равно в один момент времени, на одном частотном канале может проводиться только один сеанс связи (абонент-абонент, абонент-группа, группа-группа). Это связано с тем, что радиостанция не может одновременно принимать два сигнала, с одинаковой частотой, даже если у них разные тоны (увы, физические принципы радиосвязи фундаментальны). Поэтому емкость системы не зависит от метода и сложности идентификации, а ограничена пропускной способностью системы. Одна частота (дуплексная пара частот) - один сеанс связи (неопровержимая догма в аналоговых сетях). Это характерно для любых систем связи, вне зависимости от методов организации доступа и идентификации.
Цифровой шумоподавитель (DCS)
Для идентификации абонента или группы абонентов используется специальная цифровая посылка перед началом сообщения. При передаче (нажатии клавиши PTT), радиостанция автоматически формирует цифровую посылку на рабочей частоте, соответствующую абоненту (группе абонентов), которому адресовано сообщение. Приемник активизируется только в том случае, если он настроен на прием данного кода, остальные приемники, работающие на той же частоте, будут неактивны. Организация идентификации практически аналогична использованию CTCSS, со всеми достоинствами и недостатками последней.
Возможное количество цифровых комбинаций теоретически бесконечно, хотя стандартными являются 104 кода.
Кодовый шумоподавитель (DTMF)
Для идентификации абонента или группы абонентов используется специальная тональная посылка перед началом сообщения, так называемая DTMF последовательность. Каждому символу на клавиатуре радиостанции соответствует звуковой тон определенной частоты (по
КАНАЛ 1 CTCSS-14
КАНАЛ 2 CTCSS-6
КАНАЛ 1 CTCSS-6
Рисунок 1. Связь между абонентами с использованием тонального шумоподавителя
принципу тонального набора в современных телефонных сетях). Когда вы нажимаете клавишу на клавиатуре радиостанции, формируется звуковой тон, который затем передается в эфир на частоте передачи. Приемник активизируется только в том случае, если он настроен на включение при приеме данного кода, остальные приемники, работающие на той же частоте, будут неактивны. Для организации связи с помощью DTMF радиостанция должна быть оснащена клавиатурой и модулем DTMF.
Наиболее распространенный метод идентификации. В частности без DTMF невозможна организация телефонных вызовов. Чаще всего используется совместно с CTCSS и DCS. Кроме идентификации абонентов, применяется для доступа к внешним устройствам, подключенным к системе связи. Например, телефонные интерфейсы, устройства дистанционного управления, контроллеры и т.п.
Вся система выстраивается в виде сопрягаемых протоколов связи,при всем разнообразии методов идентификации (DQT, PL, Select 5, CCIR, EEA, EIA, ZVEI и пр.), практически все они сводятся к трем основным форматам CTCSS, DCS и DTMF, отличающиеся длительностью посылок, их частотой, формой сигналов и т.п.
Таблица 1. Форматы протоколов связи
Прямая связь Непрямая связь
Увеличение дальности Диспетчерская радиостанция (симплекс или полудуплекс) Ретранслятор (симплекс или полудуплекс)
Идентификация
Разбивка на группы внутри системы связи CTCSS или/и DCS
Индивидуальный вызов DTMF (+ CTCSS или/и DCS)
Вызов группы DTMF (+ CTCSS или/и DCS)
Вызов в телефонную сеть DTMF (+ CTCSS или/и DCS)
Доступ к устройствам управления DTMF (+ CTCSS или/и DCS)
Методы идентификации могут использоваться в сочетаниях друг с другом. Например, доступ в телефон осуществляется DTMF последовательностью, но для дополнительной защиты можно установить проверку CTCSS и/или DCS тона.
Симплексная связь (нажимаю говорю, отпускаю слушаю) использовалась с самого зарождения радиосвязи, она имеет меньшую сложность аппаратной реализации т.к. использует один и тот же канал и на прием и на передачу. Дуплекс использует как бы два канала (передача-прием, прием-передача) объединенных в один. Сейчас симплекс используется в радиосвязи (Военные, флот, летчики, полиция, МЧС, таксисты, радиолюбители) Симплекс позволяет экономить частотный диапазон, в то же время при швартовых операциях судов при работе буксирной группы и лоцмана возможна только симплексная связь или полудуплексная с глушением обратного канала [3].
Полудуплексная диада; одностороння связь между двумя точками, которые можно определить как источник и приемник информации, развита в теоретических разработках сравнения пропускной способности дискретного и непрерывного каналов из известных формул Шеннона.
Формула Шеннона для непрерывного (аналогового) канала связи:
V max = Af log2 (1+ S / N)
V Af
где max - максимальная скорость передачи (бит/сек), - - полоса пропускания линии передачи и, одновременно, полоса частот, занимаемая сигналами (если не используется частотное разделение каналов), S/N - отношение сигнал/шум по мощности. График этой зависимости приведен на рисунке 1(формуле Шеннона соответствует кривая под названием «теоретический предел»). Под шумом понимается любой нежелательный сигнал, в том числе внешние помехи или сигнал, вернувшийся к передающему устройству - может быть, и модему - в результате отражения от противоположного конца линии. Сами по себе сосредоточенные помехи не столь существенно ограничивают пропускную способность аналогового канала, как непредсказуемый в каждый момент времени белый гауссовский шум. «Умные» высокоскоростные модемы умеют, определять уровень и задержку «своих» отраженных сигналов и компенсировать их влияние. Так зависимость максимальной скоро-сти передачи УШКСдля аналоговой линии от отношения сигнал-шум по мощности S/N [3]
бит/с
33600
28800
24000
19200
14400
9600
4800
Теоретический предел
(26,7)
0 /Ш 20
Рисунок 2. График зависимости сигнал/шум по мощности передачи
30
5/Ы,дБ Точки для стандарта V.34 (при Ю-4) Практический предел (аналоговые линии)
Формула Шеннона для многопозиционного дискретного канала, построенного на базе предыдущего непрерывного канала, в отсутствие ошибок при приеме, имеет следующий вид:
V max = 2log2 n
2 , (2) Здесь n - общее число вариантов дискретного (цифрового) сигнала (алфавит). Если за время одной посылки (длительность элементарного аналогового сигнала типа отрезка синусоиды) передается информация о k двоичных разрядах, то n = 2k. Практически расширение алфавита
для дискретных сигналов приводит к появлению все менее различимых элементарных посылок, так что величина п ограничивается сверху все тем же отношением сигнал/шум S/N аналоговом канале.
При учете ошибок при приеме формула Шеннона для многопозиционного дискретного канала, построенного на базе непрерывного канала, имеет следующий вид (3).
Где Рш - отношение числа бит, принятых с ошибками, к общему числу переданных бит за время наблюдения, теоретически стремящееся к бесконечности, а практически достаточное для набора статистики.
Согласно стандарта МККТТ (CCITT, новое название той же организации -ITU-T), для телефонных сообщений должно выполняться условие Рш< 3 • 10-5, а для цифровых данных Pit) < 10~6 (в отдельных случаях для критичных данных этот порог уменьшают до 10-9). При выполнении требований стандартов влиянием ошибок при приеме на максимально-допустимую скорость передачи можно полностью пренебречь и от соотношения (3) перейти к более простому соотношению (2). В частном случае бинарного канала (k = 1, п = 2) при Рш=1/2 из соотношения (3) следует, что V -> 0, а при P&J —>0 и при Ры —> 1 ; V-* 2Д/
V max = 2 А/
log2 n + Pa log2 (-^ + (1 + Pa )log2 (1- Pa ) n -1
(3)
Физический смыслтакой зависимости состоит в том, что при Рш - 1/2 принятый сигнал не содержит полезной информации (каждый из принятых битов может оказаться ошибочным). При Рш (гипотетический случай, имеющий чисто теоретический интерес) каждый бит с большой вероятностью инвертируется, и доля полезной информации снова возрастает.
Конфигурация каналов полудуплексной системы относится к технике связи и может быть использовано для организации системы обмена данными в процессе технологических операций на море. Технический результат состоит в осуществлении дуплексера в системе с высокой пропускной способностью. Для этого применены системы и методы, которые предоставляют полудуплексную связь в системе дуплексной связи с частотным разделением каналов (FrequencyDivisionDuplex, FDD). Связь в системе FDD может быть разделена на полудуплексные чередования, причем ресивер может принимать в течение одного временного периода и может передавать в течение другого временного периода. Сеть доступа в системе FDD может использовать полудуплексную схему, чтобы осуществлять связь с приемником доступа, который неспособен одновременно передавать и принимать, используя полудуплексное чередование. Кроме того, сеть доступа также может использовать дуплексную схему, чтобы осуществлять связь с терминалом доступа, который способен передавать и принимать одновременно[4].
Двусторонняя радиосвязь предполагает возможность передачи и приема информации каждой радиостанцией. Для этого нужны два комплекта оборудования односторонней связи, т.е. в каждом пункте надо иметь и передатчик и приемник. Двусторонняя связь может быть симплексной, дуплексной и полудуплексной. При симплексной радиосвязи передача и прием на каждой радиостанции ведутся поочередно. Радиопередатчики в конечных пунктах линии связи в этом случае работают на одинаковой частоте, на ту же частоту настроены и приемники. При полудуплексной связи в схему включается дополнительный ресивер и коммутатор частот.
При дуплексной радиосвязи радиопередача осуществляется одновременно с приемом. Для каждой дуплексной линии радиосвязи должны быть выделены две разные частоты. Это делается для того, чтобы приемник принимал сигналы только от передатчика с противоположного пункта и не принимал сигналы собственного радиопередатчика. Радиопередатчики и радиоприемники обоих корреспондентов дуплексной радиосвязи включены в течение всего времени работы линии радиосвязи.
При работе в полудуплексном режиме включение приемника и передатчика осуществляется дискретно. Пропускная способность канала по формулам Шеннона:
£=2(1 -Plog\-qlog^
)
(пропускная способность канала полудуплексера(4)
£ = log(l+ft|-f
lim2 h lim2
,(пропускная способность канала симплексера (5) ^(двухканальная связь при работе дуплексера (6)
С = со
■'■ — "" ,(одноканальная связь симплексера(7)
Поток данных
Передатчик
Лишь в одном направлении
Приемник
Станция А
Передатчик
Приемник
СИМПЛЕКСНАЯ ПЕРЕДАЧА
Поток данных
Станция В
Приемник
Приемник Передатчик
Противоположный поток ПОЛУДУПЛЕКС
Станция A Станция В
Передатчик Приемник
Одновременный поток данных
Передатчик
ПОЛНЫЙ ДУПЛЕКС
Рисунок 3. Схема графического отображения потока данных при разных соединениях
Представленный вид коммуникации востребован в коммерческом использовании морских сервисных компаний занятых на аварийных и технологических операциях в портах с острейшим дефицитом симплексных каналов связи.
По сути рамочных условий конфигуративность каналов связи принимает вид работы в мультиплексном режиме :
IV. Мультиплексный режим
МК1 [ МК 2 I МК 3
ГМССБ(б) с системой тропосферной подсветки.
В процессе создания в Азово-Черноморской зоне морской сети ГМССБ(б) в 2000 годах была применена экспериментальная схема нового интегрального подхода к обслуживанию судов высокоэффективной помехоустойчивой тропосферной УКВ- и СВЧ- радиосвязью[1,6].
Радиосигнал подавался с двух береговых тропосферных радиоцентров (ТБРЦ) одновременно в морских районах А1 и А2 на площади до 200 миль, освещаемый тропосферной системой «подсветки» скрещенными лучами. Реализуемым достоинством являлась принципиальная аппаратурная совместимость с действующей морской системой спутниковой радиосвязи типа ИНМАРСАТ и создание устойчивого поля приема сигналов на предельном удалении от береговых радиоцентров, даже в сложных радиометерологических условиях, любой экстремализации погодных и вредных техногенных процессах состояния атмосферы не благоприятствующих сверхрефракции.
Сигнал принимается на ненаправленные антенны типа резонансных вибраторов применяемых на морских судах (ИНМАПСАТ-С диапазона 1550-1650 мГц).
При традиционной схеме создания сети ГМССБ(б) при протяженной береговой линии России необходимо более 100 БРЦ тогда как при использовании ТРС сокращается в несколько раз и уменьшаются затраты на техническую эксплуатацию.
Такие радиоприемники высокой чуствительности выпускаются и могут быть применены в морской подвижной радиосвязи.
Станция Р-423-1А.
Предназначена для осуществления прямых связей на расстояния не менее 150 км и для строительства тропосферных радиорелейных линий связи протяженностью 500-560 км при трех ретрансляциях.Станция Р-423-1А работает в сантиметровом диапазоне волн.Станция может использоваться для приема/передачи цифровой информации, которая поступает в мультиплексную систему "Импульс".
Сетка частот возбудителя - гетеродина, формирующего частоты излучения и первую гетеродинную частоту приемника, дискретна с шагом в 20 кГц. В первом поддиапазоне формируется 5850 рабочих волн связи, а во втором 6000 волн.В станции обеспечивается работа с фиксированным (192 МГц) и переменным (>192 МГц) разнесением частот приема и передачи. Основным видом работы является работа с фиксированным разносом частот в 192 МГц. При воздействии преднамеренных помех от соседних станций допускается работа с переменным разносом величиной >192 МГц. Мощность излучателя передающего устройства на любой из волн связи в каждой антенне не менее:
- при работе одним передатчиком в режиме деления 200 Вт;
- при работе двумя передатчиками 400 Вт.
Идея создания линий тропосферной связи с расстояниями между пунктами в сотни километров принадлежала советскому ученому В. А. Смирнову[2]. 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 порого понижающими 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, полагали, 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 и устойчивость, особенно в особых условиях .
В коммерческих сетях применение тропосферных средств в некоторых случаях может быть экономически целесообразнее, чем применение спутниковых, особенно в больших морских системах связи. 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.
Аппаратно-программный комплекс больших систем связи
Сопряжение ЭВМ с каналом связи осуществляется с помощью последовательного (RS-232) или параллельного интерфейса, каждый из которых может обеспечить работу сопрягаемых устройств в любом из рассмотренных режимов - все зависит от типа используемого канала связи и технологии его использования. Способ, с помощью которого интерфейс обеспечи-вает связь в заданном режиме, определяется Протоколом. Дуплексная связь ЭВМ с внешним устройством (принтером, модемом), при которой осуществляются симплексный режим обмена информацией, извещение внешнего устройства о готовности ЭВМ с помощью сигнала DTR и извещение ЭВМ о готовности внешнего устройства с помощью сигнала DSR, обеспечивается Аппаратурным протоколом DTR.
Программно-аппаратурный протокол RTS/CTS используется для синхронного обмена информацией между ЭВМ и ее внешним устройством. В соответствии с этим протоколом производится взаимное оповещение взаимодействующих устройств о выполненных ими действиях: ЭВМ обращается к подключенному внешнему устройству, вырабатывая сигнал DTR (DataTerminalReady) - "ЭВМ готова к выходу на связь", сопровождающий команду внешнему устройству, находящуюся на информационных линиях интерфейса. Внешнее устройство, получив команду, выполняет ее (обычно первая команда связана с выполнением внешним устройством подготовительных операций - включению, установлению связи, настройке), после чего внешнее устройство выставляет управляющий сигнал DSR (DataSetReady) - "Внешнее устройство готово", сопровождающий выставленное внешним устройством на информационные линии интерфейса сообщение. Получив сигнал DSR и прочитав ответный код, ЭВМ выставляет сигнал RTS (Request То Send) - "ЭВМ готова к обмену информацией". Внешнее устройство (тот же модем) в ответ на сигнал RTS вырабатывает сигнал CTS (Clear То Send) - "Готов к обмену", по которому коммуникационная программа начинает передачу/прием данных.Четыре управляющих сигнала: DTR, DSR, RTS, CTS вырабатываются ЭВМ и внешним устройством. Анализ поступивших сигналов производится Коммуникационной программой. Передаваемые данные в синхронном режиме могут сопровождаться управляющим сигналом от передающего или приемного устройства (TXD - TransmittedData и RXD - ReceivedData соответственно)[5,8].
Рисунок 4. Конфигурация большой морской системы связи
Таким образом при развертывании в национальном сегменте береговой части концепции Е-навигации наработанные ранее комплексные большие системы связи позволят без больших затрат на развертывание, используя базовые аппаратно-программные комплексы портов решать по мере поступления задачи возлагаемые рекомендациями ИМО[9] по данному вопросу.
Литература:
1.Демьянов В.В., Попов В.В. Научное осмысление опыта создания информационной сети ГМССБ на Юге России.//РАТ. НГМА. Ростов-на-Дону. Новороссийск: 1999.
2.Введенский Б.А. Дальнее тропосферное распространение УКВ. //Советское радио,№4, М:1965.
3.Берлин А.Н. Коммутация в системах и сетях связи.// Эко-Трендз. М: 2006.
4.Бабков В.Ю., Вознюк М.А., Никитин А.Н., Сиверс М.А. Системы связи с кодовым разделением каналов.// С-Пб ГУ им. Бонч-бруевича. С-Пб: 1999.
5.Б.М.Долматов, В.В.Попов. Научные аспекты создания автоматизированных информационно-идентификационных систем безопасности мореплавания в портах южного бассейна России.//Росконсульт. М:2001.
6.В.В.Демьянов,В.В.Лицкевич,В.В.Попов. Проблемы обеспечения качества больших морских информационных систем связи.//РАТ. НГМА. Новороссийск: 1997.
7.Концепция е-Навигации, разработанная ИМО [Электронный ресурс] - Режим доступа URL: http://www.internavigation.ru/news. phtml?n=103
8.Е-навигация и РИС: Анализ технологий и примеры возможных реализаций проектов береговых систем [Электронный ресурс] - Режим доступа URL: ftp://ftp.marsat.nj/Forum2011/modeev_transas.doc
9.Проблемы реализации концепции е-Навигации [Электронный ресурс] - Режим доступа URL: http://rudocs.exdat.com/docs/index-498853.html?page=10.
