МОБИЛЬНАЯ АППАРАТНАЯ СИСТЕМЫ ПОДВИЖНОЙ СВЯЗИ Российский патент 2016 года по МПК H04B7/26 

Изобретение относится к телекоммуникационным системам и может быть использовано в качестве мобильной аппаратной на сетях сотовой связи, развертываемых в полевых условиях.

Известны одноканальные средства и многоканальные комплексы связи, обеспечивающие образование как первичных, так и вторичных каналов, используемых для ведения телефонной и телеграфной связи, передачи факсимильных сообщений и документальной информации, а также для обмена данными и графической информацией. К ним относятся различные средства радиосвязи, радиорелейной и спутниковой связи в стационарном и мобильном варианте исполнения [1, 2, 3]. Каждое из упомянутых средств связи в отдельности обеспечивает образование одного-двух каналов связи и возможность ведения по ним с помощью оконечной аппаратуры телефонной и телеграфной связи, передачи данных определенного вида связи - радио, радиорелейной или спутниковой связи, при этом эффективность использования каждого из них в отдельности ограничена по той или иной причине.

Особую сложность вызывает проблема обеспечения связью должностных лиц, находящихся на необорудованной в отношении телекоммуникационных систем и связи территории.

Проведенный поиск аналогов решения поставленной задачи показал, что наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой полезной модели является выбранная в качестве прототипа мобильная станция оперативной связи, структурная электрическая схема и технические возможности которой описаны в [4]. Эта станция содержит станцию спутниковой связи в составе антенной системы, устройства разделения трактов приема и передачи, антенного ввода, приемника, блока модулятора-демодулятора и передатчика, устройство коммутации, аппаратуру каналообразования, радиорелейную станцию в составе приемопередатчика, антенного фидера, полутелескопической мачты и установленной на ней направленной антенны, модем тональной частоты, два блока шифрования, абонентскую установку, три кнопочных переключателя, три основных и три выносных телефонных аппаратов автоматической телефонной связи, широкополосный модем, портативный компьютер, малогабаритный принтер, абонентские линии прямой связи, соединительную линию от внешней автоматической телефонной станции (АТС), пульт оператора, портативную радиостанцию со встроенной в нее антенной, ультракоротковолновую (УКВ) радиостанцию подвижной связи и подключенную к ней штыревую антенну.

Основными недостатками известной мобильной станции оперативной связи являются наличие ручной коммутации образованных станцией каналов, низкая пропускная способность организуемых направлений и трактов связи, ограниченные возможности по организации сети сотовой связи, что приводит к снижению оперативности установления соединения и ведения связи, а также к затруднению выхода в другие сети связи.

Сущность изобретения заключается в том, что для устранения указанных недостатков в предлагаемую мобильную аппаратную системы подвижной вязи (СПС), содержащую устройство коммутации, радиорелейную станцию (РРС), высокочастотный вход-выход которой соединен с высокочастотным входом-выходом антенны, установленной на полутелескопической мачте, широкополосный модем, блок шифрования, ультракоротковолновую (УКВ) радиостанцию подвижной связи, высокочастотный вход-выход которой соединен с высокочастотным входом-выходом антенны, портативный компьютер технологического автоматизированного рабочего места (АРМ), малогабаритный принтер, три телефонных аппарата (ТА) автоматической телефонной связи и соединительную линию от внешней автоматической телефонной станции, дополнительно введены маршрутизатор, базовая станция широкополосного беспроводного доступа (ШБД), высокочастотный вход-выход которой соединен с высокочастотным входом-выходом антенны, комбинированный мультиплексор, блок кабельного ввода, возимая коротковолновая (KB) радиостанция, высокочастотный вход-выход которой соединен с высокочастотным входом-выходом антенны, навигационный приемник со встроенной антенной, криптографический маршрутизатор, многоканальная аппаратура передачи данных (АПД), межсетевой экран, интерактивный стол, автоматизированное рабочее место должностного лица (АРМ ДЛ), оборудованное на базе портативного компьютера, коммутатор IP-телефонии, четвертый телефонный аппарат автоматической телефонной связи, волоконно-оптическая линия связи (ВОЛС) для передачи сигналов группового потока E3, ВОЛС для передачи сигналов группового потока Е1, соединительная линия (СЛ) для передачи сигналов группового потока Е1, проводная линия Ethernet и проводная линия xDSL, при этом канальные входы-выходы РРС через широкополосный модем по стыку RS-232 соединены с первым входом-выходом маршрутизатора, второй вход-выход которого по стыку Ethernet соединен с канальным входом-выходом базовой станции ШБД, третий вход-выход маршрутизатора по стыку Ethernet соединен с канальным входом-выходом комбинированного мультиплексора, линейные входы-выходы которого подключены к первым станционным входам-выходам блока кабельного ввода, первый и второй входы-выходы портативного компьютера технологического АРМ по стыкам RS-232 подключены соответственно ко входу-выходу навигационного приемника со встроенной антенной и к четвертому входу-выходу маршрутизатора, пятый вход-выход которого по стыку Ethernet соединен с входом-выходом канальной стороны криптографического маршрутизатора, вход-выход абонентской стороны которого по стыку Ethernet соединен с первым входом-выходом межсетевого экрана, канальный вход-выход УКВ радиостанции подвижной связи соединен с первым входом-выходом устройства коммутации, второй вход-выход которого соединен с канальным входом-выходом возимой KB радиостанции, третий вход-выход устройства коммутации соединен с линейным входом-выходом многоканальной АПД, канальные входы-выходы которой по стыку RS-232 соединены со вторым входом-выходом межсетевого экрана, третий вход-выход которого соединен с дискретным входом-выходом блока шифрования, аналоговый вход-выход которого соединен с четвертым входом-выходом устройства коммутации, входы-выходы интерактивного стола по стыку Ethernet соединены с четвертым входом-выходом межсетевого экрана, пятый вход-выход которого по стыку RS-232 соединен с первым входом-выходом портативного компьютера АРМ ДЛ, второй вход-выход которого соединен с входом-выходом малогабаритного принтера, шестой вход-выход межсетевого экрана по стыку Ethernet соединен с входом-выходом канальной стороны коммутатора IP-телефонии, первый и второй входы-выходы абонентской стороны которого подключены к линейным входам-выходам соответственно первого и второго телефонных аппаратов автоматической телефонной связи, шестой и седьмой входы-выходы маршрутизатора подключены к линейным входам-выходам соответственно третьего и четвертого телефонных аппаратов автоматической телефонной связи, восьмой вход-выход маршрутизатора по стыку Ethernet соединен со вторыми станционными входами-выходами блока кабельного ввода, к первому, второму, третьему, четвертому, пятому и шестому линейным входам-выходам которого подключены соответственно СЛ от внешней АТС, ВОЛС для передачи сигналов группового потока E3, ВОЛС для передачи сигналов группового потока Е1, СЛ для передачи сигналов группового потока Е1, проводная линия Ethernet и проводная линия xDSL.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемая мобильная аппаратная системы подвижной связи отличается наличием новых блоков: маршрутизатора, базовой станции ШБД с антенной, комбинированного мультиплексора, возимой KB радиостанции с антенной, технологического АРМ на базе портативного компьютера, навигационного приемника со встроенной антенной, блока кабельного ввода, криптографического маршрутизатора, многоканальной аппаратуры передачи данных, межсетевого экрана, интерактивного стола, АРМ должностного лица на базе портативного компьютера, коммутатора IP-телефонии, четвертого телефонного аппарата, волоконно-оптической линии связи (ВОЛС) для передачи сигналов группового потока E3, ВОЛС для передачи сигналов группового потока Е1, СЛ для передачи сигналов группового потока El, проводной линии Ethernet и проводной линии xDSL, а также их связями с остальными элементами схемы.

Таким образом, заявляемая мобильная аппаратная СПС соответствует критерию «новизна» и соответствующему техническому уровню. Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями показывает, что вновь введенные в предлагаемую мобильную аппаратную СПС блоки реализуемы, хорошо известны специалистам в данной области техники и дополнительного творчества, учитывая приведенные ниже пояснения, для их воспроизведения не требуется. Однако при их введении в указанной связи с остальными элементами схемы в заявляемую мобильную аппаратную СПС вышеуказанные блоки и аппаратура проявляют новые свойства, заключающиеся в повышении оперативности установления соединения между абонентами различных сетей связи и надежности привязки абонентов различных сетей связи к сети связи общего пользования и ведомственным сетям, достигаемых за счет обеспечения возможности организации сетей различными средствами связи, включая радио-, радиорелейные и проводные средства, возможности автоматического перехода с одной сети на другую и передачи по образованным трактам и каналам связи различного вида информации как непосредственно с рабочих мест должностных лиц, так и с оборудованных вынесенных АРМ удаленных абонентов.

На чертеже приведена структурная электрическая схема предлагаемой мобильной аппаратной системы подвижной связи.

Мобильная аппаратная системы подвижной связи содержит радиорелейную станцию (РРС) 1 с антенной 2, установленной на полутелескопической мачте, широкополосный модем 3, маршрутизатор 4, базовую станцию 5 широкополосного беспроводного доступа (ШБД) с антенной 6, комбинированный мультиплексор 7, блок 8 кабельного ввода, УКВ радиостанцию 9 подвижной связи с антенной 10, возимую KB радиостанцию 11 с антенной 12, технологическое АРМ на базе портативного компьютера 13, навигационный приемник 14 со встроенной антенной, криптографический маршрутизатор 15, устройство 16 коммутации, многоканальную аппаратуру 17 передачи данных, блок шифрования 18, межсетевой экран 19, интерактивный стол 20, АРМ должностного лица на базе портативного компьютера 21, малогабаритный принтер 22, коммутатор 23 IP-телефонии, первый 24, второй 25, третий 26 и четвертый 27 телефонные аппараты автоматической телефонной связи, соединительную линия (СЛ) 28 от внешней автоматической телефонной станции, волоконно-оптическую линию 29 связи (ВОЛС) для передачи сигналов группового потока E3, ВОЛС 30 для передачи сигналов группового потока Е1, соединительную линию (СЛ) 31 для передачи сигналов группового потока Е1, проводную линию 32 Ethernet и проводную линию 33 связи xDSL.

Высокочастотный вход-выход радиорелейной станции 1 соединен с высокочастотным входом-выходом антенны 2, установленной на полутелескопической мачте, а канальные входы-выходы РРС 1 через широкополосный модем 3 по стыку RS-232 соединены с первым входом-выходом маршрутизатора 4, второй вход-выход которого по стыку Ethernet соединен с канальным входом-выходом базовой станции ШБД 5, высокочастотный вход-выход которой соединен с высокочастотным входом-выходом антенны 6. Третий вход-выход маршрутизатора 4 по стыку Ethernet соединен с канальным входом-выходом комбинированного мультиплексора 7, линейные входы-выходы которого подключены к первым станционным входам-выходам блока 8 кабельного ввода.

Первый и второй входы-выходы портативного компьютера 13 технологического АРМ по стыкам RS-232 подключены соответственно к входу-выходу навигационного приемника 14 со встроенной антенной и к четвертому входу-выходу маршрутизатора 4, пятый вход-выход которого по стыку Ethernet соединен с входом-выходом канальной стороны криптографического маршрутизатора 15, вход-выход абонентской стороны которого по стыку Ethernet соединен с первым входом-выходом межсетевого экрана 19. Высокочастотный вход-выход УКВ радиостанции 9 подвижной связи соединен с высокочастотным входом-выходом антенны 10, а канальный вход-выход УКВ радиостанции 9 подвижной связи соединен с первым входом-выходом устройства 16 коммутации, второй вход-выход которого соединен с канальным входом-выходом возимой KB радиостанции 11, высокочастотный вход-выход которой соединен с высокочастотным входом-выходом антенны 12.

Третий вход-выход устройства 16 коммутации соединен с линейным входом-выходом многоканальной АПД 17, канальные входы-выходы которой по стыку RS-232 соединены со вторым входом-выходом межсетевого экрана 19, третий вход-выход которого соединен с дискретным входом-выходом блока 18 шифрования, аналоговый вход-выход которого соединен с четвертым входом-выходом устройства 16 коммутации. Входы-выходы интерактивного стола 20 по стыку Ethernet соединены с четвертым входом-выходом межсетевого экрана 19, пятый вход-выход которого по стыку RS-232 соединен с первым входом-выходом портативного компьютера 21 АРМ ДЛ, второй вход-выход которого соединен с входом-выходом малогабаритного принтера 22, шестой вход-выход межсетевого экрана 19 по стыку Ethernet соединен с входом-выходом канальной стороны коммутатора 23 IP-телефонии, первый и второй входы-выходы абонентской стороны которого подключены к линейным входам-выходам соответственно первого 24 и второго 25 телефонных аппаратов автоматической телефонной связи, шестой и седьмой входы-выходы маршрутизатора 4 подключены к линейным входам-выходам соответственно третьего 26 и четвертого 27 телефонных аппаратов автоматической телефонной связи, восьмой вход-выход маршрутизатора 4 по стыку Ethernet соединен со вторыми станционными входами-выходами блока 8 кабельного ввода, к первому, второму, третьему, четвертому, пятому и шестому линейным входам-выходам которого подключены соответственно СЛ 28 от внешней АТС, ВОЛС 29 для передачи сигналов группового потока E3, ВОЛС 30 для передачи сигналов группового потока Е1, СЛ 31 для передачи сигналов группового потока Е1, проводная линия 32 Ethernet и проводная линия 33 связи xDSL.

Радиорелейная станция 1 предназначена для построения многопролетных цифровых радиорелейных линий связи. Она основана на использовании технологии DS-CDMA (Digital Signal-Code Division Multiple Access - Многостанционный доступ с кодовым разделением сигналов) и предназначена для обеспечения работы в полевых условиях на стоянке автономно или во взаимодействии с другими аналогичными станциями. При этом может быть организовано несколько радиорелейных направлений связи, одно направление широкополосного беспроводного доступа (ШБД) и обеспечена работа в сети по технологии STM-1. По каждому из радиорелейных направлений может быть обеспечена передача нескольких цифровых потоков Е1 и E3, а также передача информации в сети Ethernet со скоростью обмена до 100 Мбит/с.

Радиорелейная станция 1 может работать в оконечном режиме, режиме ретрансляции и в режиме организации широкополосного беспроводного доступа (ШБД).

В оконечном режиме радиорелейная станция 1 может работать одновременно в нескольких направлениях связи. Для работы в каждом из направлений связи из состава РРС используется один комплект радиорелейного оборудования в составе: антенна, одно или два приемнопередающих устройства и модуль доступа. В одном направлении с помощью одного модуля доступа может быть образовано: один цифровой поток STM-1 и поток Ethernet или три потока E3 и поток Ethernet с возможностью выделения из одного потока E3 нескольких потоков Е1.

Радиорелейная станция 1 совместно с антенной 2, установленной на мачте, предназначена для работы в многоинтервальных цифровых радиорелейных линиях связи для передачи цифровых потоков информации в двух диапазонах частот: 390-645 МГц и 3950-4200 МГц.

Режим организации широкополосного беспроводного доступа (ШБД) обеспечивается базовой станцией ШБД типа WiMIC-2000B, которая включается в состав радиорелейной станции 1, и может совмещаться с режимом ретрансляции или оконечным режимом.

В качестве телескопической мачты, на которой устанавливаются антенна 2 для РРС, может быть использована телескопическая мачта высотой от 12 до 30 м. Она содержит ствол, состоящий из одной неподвижной и нескольких (от 4 до 10) подвижных секций, выполненных из дюралюминиевых труб различного диаметра. На телескопической мачте могут быть установлены две приемопередающие антенны 2, одна из которых предназначена для работы в диапазоне частот от 390 до 645 МГц, а другая - в диапазоне 3950-4200 МГц.

Для обеспечения радиорелейной связи в диапазоне 390-645 МГц может быть использована синфазная решетка, которая представляет собой Z-образную антенну, состоящую из четырех Z-излучателей, выполненных из труб алюминиевого сплава, плоского рефлектора и делителя мощности. Она предназначена для направленного излучения и направленного приема сигналов в указанном диапазоне частот.

В качестве антенны 2 для работы радиорелейной станции 1 в диапазоне 3950-4200 МГц может быть использована параболическая антенна с диаметром зеркала 1,5 м.

Для установки и юстировки внешнего оборудования РРС на мачтах, в ее составе предусмотрены автоматизированные опорно-поворотные устройства (ОПУ), позволяющие дистанционно осуществлять юстировку антенн РРС по азимуту и углу места.

Широкополосный модем 3 предназначен для преобразования аналоговых сигналов в цифровую форму и сопряжения канального оборудования РРС 1 с устройствами маршрутизации и коммутации каналов.

Маршрутизатор 4 предназначен для передачи пакетов между сетями радиорелейной и радиосвязи в соответствии с конкретными протокольными стеками. Маршрутизатор 4 обеспечивает маршрутизацию и передачу трафика по стыку Ethernet по каналам упомянутых сетей, а также прием и передачу трафика из внешней сети связи общего пользования.

В качестве указанного маршрутизатора 4 может быть использован маршрутизатор фирмы «NETRIX» типа IP Network Exchange 2210, возможности которого приведены в [3].

Базовая станция 5 широкополосного беспроводного доступа (ШБД) совместно с антенной 6 относятся к системе ШБД, основанной на рекомендации IEEE 802.16-2004, обеспечивающей работу в диапазоне сверхвысоких частот с пропускной способностью до 30 Мбит/с и передачу цифровых потоков информации по интерфейсу Ethernet. Эта система предназначена для построения беспроводных сетей для корпоративных пользователей, создания операторских сетей высокоскоростного доступа в Интернет, подключения точек доступа сетей WiFi, организации видеонаблюдения и услуг телефонии (на основе VoIP), организации временных передвижных беспроводных сетей для служб оперативного реагирования. Базовая станция 5 включает в себя выносные приемопередатчики, состоящие из модуля доступа, блока модема, приемопередающих модулей и секторных антенн 6.

В качестве такой радиостанции может быть использована радиостанция типа Р-168МРА. Эта радиостанция предназначена для построения высокоскоростных радиосетей и пакетной радиосвязи с использованием принципа временного разделения приема, передачи, уплотнения информации и обеспечения радиодоступа в СВЧ диапазоне при различной скорости передачи информации. В состав рабочего комплекта радиостанции входят блок приемопередатчика, блок усилителя мощности и ненаправленная бортовая антенна.

Комбинированный мультиплексор 7 предназначен для образования одной двухканальной ВОЛС с групповой скоростью 34368 кбит/с путем объединения нескольких цифровых потоков Е1 в групповой поток E3 и одной ВОЛС с групповой скоростью передачи 2048 кбит/с.

Комбинированный мультиплексор 7 представляет собой интегрированную платформу, сочетающую в себе функции мультиплексирования сигналов всех ступеней PDH, Ethernet, сигналов оборудования спектрального мультиплексирования (CWDM), оборудования для организации линейных трактов по волоконно-оптическому кабелю связи и оборудования выделения каналов. Он содержит в себе системные и интерфейсные блоки, включая блок контроля со встроенным ЖКИ дисплеем, осуществляющий контроль и управление маршрутизатором, блок мультиплексора, обеспечивающий преобразование нескольких компонентных сигналов Е1 в агрегатный сигнал E3, блок линейный оптический, обеспечивающий преобразование сигнала E3 в линейный оптический сигнал, и электронный коммутатор компонентных сигналов Е1, который осуществляет мультиплексирование потоков Е1 в E3 (выполняется программно) и коммутацию канальных интервалов в Е1 (выполняется программно).

Комбинированный мультиплексор 7 осуществляет функции ввода/вывода информации и поддерживает интерфейсы, включающие в себя спектральное уплотнение оптических каналов (CWDM), Е1 и E3 с оптическими и электрическими выходами, Ethernet 10/100 Base-T, передачу данных (V35, V36), ОЦК и RS-232.

Блок 8 кабельного ввода содержит присоединительные и коммутационные элементы, к которым с помощью кабельных разъемов подключаются соединительная линия от внешней АТС, ВОЛС для передачи сигналов групповых потоков E3 и Е1, СЛ для передачи сигналов группового потока Е1, проводные линии связи Ethernet и xDSL. Он предназначен для распределения информационных и управляющих цепей на аппаратуру и оборудование, а также устройства и блоки, установленные в мобильной аппаратной СПС. Конструктивно блок 8 кабельного ввода выполнен в соответствии с отраслевым стандартом на такие устройства, на панели которого установлены присоединительные разъемы с соответствующей распайкой пар подключенных кабелей связи.

УКВ радиостанция 9 подвижной связи содержит микро-ЭВМ, приемовозбудитель, блок приемопередатчика, блок управления, коммутации и сопряжения, пульт управления и внешний пульт управления, который может быть вынесен на расстояние до десяти метров. Работой всех составных частей радиостанции управляет через последовательную магистраль ввода/вывода микро-ЭВМ, которая получает команды от оператора через органы управления радиостанцией и выдает все необходимые сообщения на органы индикации, размещенные на лицевой панели.

УКВ радиостанция 9 является приемопередающей с частотной модуляцией станцией средней мощности, предназначенной для обеспечения беспоисковой бесподстроечной радиосвязи между наземными подвижными объектами на стоянке и в движении. Радиостанция обеспечивает следующие виды работ: телефон, слуховой тональный телеграф и цифровую сигнально-кодовую связь.

В качестве такой радиостанции может быть использована радиостанция УКВ диапазона Р-169 ВМ из комплекса технических средств Р-169, состав и технические возможности которых описаны в [5].

В качестве антенны 10 УКВ радиостанции 9 может быть использована четырехметровая штыревая антенна, устанавливаемая на кузове аппаратной.

Возимая KB радиостанция 11 содержит приемопередатчик, к которому подключен KB радиомодем и антенное согласующее устройство, к которому присоединена антенна 12.

KB радиостанция 11 обеспечивает образование одного симплексного радиоканала для работы в KB радиосетях, ведение двусторонней связи в режиме фиксированных частот с аналогичными радиостанциями и работу в помехоустойчивых режимах с однотипными радиостанциями. Она предназначена также для образования одного радиоканала с однополосной модуляцией. При этом обеспечивается симплекс или двухчастотный симплекс на одном из восьми заранее подготовленных каналов, псевдослучайная перестройка рабочей частоты, автоматизированная адаптивная радиосвязь в диапазоне частот от 1,5 до 30,0 МГц, сканирующий прием на восьми заранее подготовленных частотах, ручная и автоматизированная запись радиоданных, передача и прием циркулярного, адресного и тонального вызова, дежурный прием, управление от внешней ЭВМ по стыку RS-232C и автоматизированный контроль исправности элементов радиостанции.

В качестве антенны 12 может быть использована четырехметровая штыревая антенна типа АШ-4. При работе мобильной аппаратной на стоянке возможно применение также антенны типа «Диполь» для увеличения дальности обеспечиваемой KB радиосвязи.

Портативные компьютеры 13 и 21 соответственно технологического АРМ и АРМ ДЛ содержат системный блок, состоящий из материнской платы, на которой размещены микропроцессор, системная магистраль (шина) типа ISA/PCI, ОЗУ, перепрограммируемое ПЗУ и контроллер клавиатуры, адаптера монитора, адаптера портов, контроллера дисков, контроллера дополнительных устройств, жесткого магнитного диска, дисковода для подключения гибкого магнитного диска, системное программное обеспечение и прикладное программное обеспечение, поставляемые на накопителе на жестком магнитном диске, платы аудио ввода-вывода, платы видео ввода-вывода и платы Ethernet, а также содержит дисплей с плазменным экраном, стандартную клавиатуру и графический манипулятор типа «мышь».

В качестве портативных компьютеров 13 и 21 может быть использована персональная электронная вычислительная машина (ПЭВМ) типа ЕС-1866, которая представляет собой многофункциональный терминал, дополненный аппаратными и программными средствами навигации, связи и передачи данных. Конструктивно ПЭВМ типа ЕС-1866 представляет собой переносной защищенный компьютер типа «Notebook», установленный на амортизационной раме с целью исключения его перемещения при нахождении аппаратной в движении.

Технологическое АРМ на базе портативного компьютера 13 предназначено для управления работой технических средств (аппаратуры и оборудования) мобильной аппаратной СПС, коммутации и распределения принятых каналов и цифровых потоков, организации обмена информацией и данными с взаимодействующими станциями. При этом оператор с помощью портативного компьютера 13 технологического АРМ обеспечивает:

1) ввод, хранение и отображение информации;

2) обмен информацией с взаимодействующими АРМ по сети обмена данными;

3) сбор, обобщение и отображение информации о состоянии связей, каналов и аппаратуры аппаратной;

4) дистанционное управление аппаратурой из состава аппаратной в объеме возможностей, предусмотренных в аппаратуре;

5) решение информационных и расчетных задач по организации направлений обмена информацией и каналов связи;

6) информационно-функциональное взаимодействие с навигационной аппаратурой (навигационным приемником ГЛОНАСС/GPS, включая автоматический прием данных по определению координат своего местоположения и ввод их в память своего портативного компьютера).

Для выполнения указанных функций в составе портативного компьютера 13 технологического АРМ имеется функциональное прикладное обеспечение.

Навигационный приемник 14 со встроенной антенной предназначен для определения координат местоположения и дирекционного (азимутального) угла продольной оси подвижного объекта, в кузове которого смонтированы аппаратура и оборудование мобильной аппаратной системы подвижной связи. Принцип действия навигационного приемника 14 основан на комплексной обработке информации, поступающей от автономной навигационной системы геомагнитного типа и приемника спутниковой навигационной системы ГЛОНАСС/GPS.

Криптографический маршрутизатор 15 представляет собой коммутирующий криптографический маршрутизатор, который обеспечивает образование цифровых потоков с различной скоростью передачи информации. Он имеет модульную конструкцию и содержит абонентский блок, коммутирующий и сетевой блоки.

В качестве устройства защиты передаваемой по каналам связи информации в составе криптографического маршрутизатора 15 использован шифратор данных, передаваемых в сети TCP/IP «Крипто-TCP/IP». Указанный шифратор данных представляет собой программно-аппаратный комплекс, выполненный на основе ПЭВМ типа IBM PC 486, Pentium и оборудованный устройством touch-memory для предотвращения несанкционированной загрузки операционной системы. Комплекс обеспечивает шифрование данных и аутентификацию с проверкой целостности передаваемой информации. Программно-аппаратный комплекс работает под управлением операционной системы FreeBSD и обеспечивает скорость обмена 10 Мбит/с. В качестве сетевого интерфейса применяется протокол Ethernet.

Криптографический маршрутизатор 15 обрабатывает адреса всех входящих данных, кодирует соответствующие адреса в сигналы и посылает соответственно адресованные данные по каналам и линиям связи, образованным средствами собственно мобильной аппаратной СПС и внешними средствами связи.

В качестве маршрутизатора 15 может быть использован также маршрутизатор, содержащий набор сетевых модулей серии CISCO 2801, которые используются в качестве маршрутизаторов/серверов доступа и единых платформ со встроенными оптоволоконными модемами и модемами типа HDSL.

Устройство 16 коммутации представляет собой автоматический коммутатор каналов, выполненный в виде матрицы, имеющей N входов и N выходов. При этом обеспечивается полнодоступная коммутация любого из N входов на любой из N выходов.

Устройство 16 коммутации предназначено для распределения через межсетевой экран 19 каналов, образованных УКВ радиостанцией 9 и KB радиостанцией 11, на оконечные средства потребителей.

Многоканальная аппаратура 17 передачи данных (АПД) обеспечивает работу по радиорелейным и проводным каналам связи, KB и УКВ радиоканалам, образование соответствующих канальных интерфейсов с различными стыками.

Аппаратура обеспечивает распределение и помехозащищенную передачу данных, автоматическое распределение сообщений между каналами связи и оконечным оборудованием данных (ООД), обмен данными с использованием принципов коммутации пакетов и сообщений, дистанционное управление с пульта, ООД или по каналу связи. С оконечным оборудованием данных (ООД) аппаратура обеспечивает работу по стыку RS-232.

Аппаратура 17 передачи данных содержит автоматический коммутатор пакетов (АКП), преобразователь сигналов, универсальный многофункциональный канальный блок, состоящий из устройства защиты от ошибок и устройства преобразования сигналов, фильтров абонентского, линейного и защитного, пульта дистанционного управления.

В основу функционирования аппаратуры передачи данных заложены программно-аппаратные принципы. При этом АПД обеспечивает прием с ООД или канала информационных и служебных сообщений, шифрование и расшифровывание обрабатываемых пакетов, приоритетное распределение поступающих в аппаратуру пакетов, локальный контроль функциональных узлов и аппаратуры в целом.

В аппаратуре 17 ПД реализованы процедура адаптивной маршрутизации, обеспечивающая выбор маршрута выдачи пакета с использованием адресных признаков, указанных в заголовке пакета, и таблицы маршрутов, хранящихся в запоминающем устройстве, а также процедура автоматического формирования и коррекции таблиц маршрутов локальной сети в ЗУ и процедура обнаружения и стирания зациклившихся по любым петлевым маршрутам пакетов.

Указанная АПД обеспечивает возможность работы по телеграфным (ТГ) каналам сети телеграфной связи, а также по каналам коротковолновой (KB) и УКВ радиостанций, по каналам тональной частоты (ТЧ) и импульсным каналам, образованным проводными и радиорелейными средствами связи, по коммутируемым каналам сети телефонной связи и по физическим линиям связи, образованным полевым кабелем типа П-274М.

Блок 18 шифрования предназначен для шифрования передаваемой по радиоканалам и проводным линиям связи информации с целью скрытия содержания передаваемых сообщений, защиты от ввода ложной информации и перехвата передаваемых сообщений. Он содержит блок временного уплотнения и разуплотнения, индивидуальный шифратор, входные и выходные согласующие устройства. В качестве такого блока может быть использовано устройство конфиденциальной связи, описанное в патенте РФ [6], которое содержит в тракте передачи информации анализатор речепреобразующего устройства, генератор псевдослучайной последовательности, блок наложения шифра, линейный блок (сумматор, цифро-аналоговый преобразователь), а в приемном тракте включает линейный блок (фильтр низкой частоты, аналого-цифровой преобразователь), генератор псевдослучайной последовательности, блок снятия шифра, синтезатор речепреобразующего устройства, а также блок формирования частот.

Межсетевой экран 19 представляет собой средство защиты информации и предназначен для фильтрации трафика, поступающего по каналам связи радиорелейной станции 1, базовой станции 5 ШБД, УКВ радиостанции 9 и KB радиостанции 11, а также из внешней сети общего пользования или передающегося во внешнюю сеть в соответствии с выбранными ограничениями по доступу к информации.

Интерактивный стол 20 представляет собой интерактивное, мультимедийное устройство на основе жидкокристаллического (ЖК) дисплея высокого разрешения с сенсорной поверхностью, которое поддерживает одновременную работу за ним нескольких пользователей в режиме multitouch и на которое выводится теле- и видеоинформация, а также графическая информация (электронная карта и др.).

В качестве такого стола 20 может быть использован интерактивный стол ActivTable типа SMART ST 442i, который представляет собой интерактивное, мультимедийное устройство на основе 46-дюймового LCD-дисплея высокого разрешения с сенсорной поверхностью, которое поддерживает одновременную работу за ним до шести пользователей в режиме multitouch (12 одновременных касаний).

Указанный выше интерактивный стол конструктивно выполнен с габаритами 1200×752×725 мм, имеет интерфейсы для подключения внешних устройств типа USB×4 и Ethernet.

АРМ ДЛ на базе портативного компьютера 21 предназначено для формирования формализованных документов, ведения оперативной телефонной связи и обмена документальной информацией с аналогичными АРМ ДЛ и удаленными абонентами по каналам и трактам развернутых с помощью имеющихся в составе мобильной аппаратной средств радиорелейной и проводной связи, а также радиосвязи.

Малогабаритный принтер 22 предназначен для вывода на печать принятых документальных сообщений, данных о состоянии оборудования аппаратной, принятых команд и сигналов управления.

В качестве упомянутого малогабаритного принтера может быть использован черно-белый принтер типа HP LaserJet 1020 или принтер фирмы Toshiba.

Коммутатор 23 IP-телефонии предназначен для установления соединения и ведения телефонной связи абонентам с первого 24 и второго 25 телефонных аппаратов автоматической телефонной связи. В качестве коммутатора 23 может быть использован коммутатор типа IP-АТС CT-IP-M 1.4.

Коммутатор 23 обеспечивает автоматическое сопряжение с аналогичными коммутаторами, автоматическую исходящую и входящую связь абонентов с первого 24 и второго 25 телефонных аппаратов системы АТС между собой в дуплексном режиме и по радиоканалу в цифровом стандарте.

Первый 24, второй 25, третий 26 и четвертый 27 телефонные аппараты автоматической телефонной связи являются оконечными устройствами системы АТС. Они предназначены для автоматического набора номера абонентов и ведения телефонной связи по каналам тональной частоты и цифровым каналам, а также по абонентским и соединительным линиям к станциям АТС. В качестве упомянутых выше аппаратов могут быть использованы телефонные аппараты типа АТ-3031 (РГ2.187.096 ТУ) или IP-телефоны фирмы «Ericsson».

Третий 26 и четвертый 27 телефонные аппараты предназначены для установления соединения и ведения прямой телефонной связи абонентам непосредственно по образованным каналам радиорелейной связи и радиоканалам.

Соединительные линии 28 от внешней АТС и СЛ 31 для передачи сигналов группового потока Е1 могут быть выполнены с использованием полевого распределительного кабеля типа П-269М-1×4+1×2.

Волоконно-оптические линии связи 29 и 30 для передачи сигналов соответственно группового потока E3 и Е1 могут быть выполнены с использованием волоконно-оптического кабеля типа ОК-В-М.

Проводная линия 32 Ethernet может быть выполнена с использованием кабеля с медными жилами типа «витая пара».

Проводная линия 33 связи xDSL для организации направлений связи по технологии xDSL может быть выполнена с использованием легкого полевого двухпроводного кабеля типа П-274М.

Основная аппаратура и оборудование мобильной аппаратной системы подвижной связи размещены в кузове-фургоне на шасси автомобиля повышенной проходимости КАМАЗ-63968.

Мобильная аппаратная системы подвижной связи обеспечивает:

1) предоставление должностным лицам услуг открытой и закрытой телефонной связи, видеоконференцсвязи, закрытой передачи данных;

2) развертывание:

защищенной абонентской сети IP-телефонной связи;

проводной волоконно-оптической и электрической линии привязки;

радиорелейной линии привязки со стыком Ethernet;

сети широкополосного радиодоступа и передачу цифровых потоков информации по интерфейсу Ethernet (со стыком Ethernet);

3) работу должностным лицам за интерактивным столом с обеспечением приема и передачи видеоинформации, а также графической информации и данных с отображением полученной информации на жидкокристаллическом дисплее (световом табло);

4) работу в УКВ и KB радионаправлениях и радиосетях. Выход в сети радиосвязи при нахождении должностных лиц вне мобильной аппаратной осуществляется с помощью их личных портативных радиостанций, которые имеются в составе отдельно перевозимого имущества;

5) организацию закрытой видеоконференцсвязи;

6) обеспечение взаимодействия мобильной аппаратной по соединительным и проводным линиям связи с аналогичными аппаратными и станциями. При этом по линиям связи обеспечивается закрытая телефонная связь, передача данных и документальной информации;

7) передачу информации с шифрованием высокоскоростных каналов связи с интерфейсом El, Ethernet и среднескоростных каналов связи с интерфейсом C1-И с помощью блока 18 шифрования;

8) предоставление услуг передачи речевой информации и передачи данных при работе в радиосетях (радионаправлениях) с помощью радиорелейной станции 1, базовой станции 5 ШБД, УКВ 9 и KB 11 радиостанций, а также одновременный выход в организованную с помощью базовой станции магистральную опорную сеть радиосвязи и сеть радиодоступа с автоматической динамической маршрутизации информации с коммутацией каналов и пакетов, обеспечения различных видов услуг, предоставляемых абонентам при работе на стоянке и в движении, в том числе передачу данных с различными информационными скоростями, соединение удаленных абонентов и участков сети на базе стандартизованных протоколов. При этом обеспечивается автоматический выбор частот радиосвязи и автоматическое установление канала для связи или ретрансляции и контроль состояния радиосети, а работа в радиосети основана на принципах сотовой радиосвязи с адресным вызовом, корреспондентов в радиосети;

9) предоставление информационно-коммуникационных услуг передачи данных, обмена электронной корреспонденцией и видеоконференцсвязи;

10) транзитную коммутацию каналов и трактов в автоматическом режиме с использованием маршрутизатора 4, криптографического маршрутизатора 15 и устройства коммутации 16;

11) ретрансляцию в автоматическом режиме сигналов и сообщений с любого каналообразующего средства связи мобильной аппаратной на любое другое средство связи.

Технический эффект от предлагаемой мобильной аппаратной системы подвижной связи заключается в обеспечении возможности организации нескольких сетей связи, включая сеть радиорелейной многоканальной связи, сети широкополосного беспроводного и проводного доступа, УКВ и KB радиосети в полевых условиях на необорудованной в отношении связи территории, обеспечении выхода с оборудованных рабочих мест должностных лиц в организованные сети связи и в телефонную сеть связи общего пользования с возможностью передачи по образованным трактам и каналам связи телефонных открытых и закрытых сообщений, видеоинформации, документальной информации и данных, а также заключается в организации в мобильной аппаратной интерактивного стола, за которым могут работать несколько должностных лиц с обеспечением приема и передачи видеоинформации, графической информации и данных с отображением полученной информации на жидкокристаллическом дисплее в реальном масштабе времени.

Источники информации

1. Военные системы коммутации и телефония. Б.А. Гордиенко, В.Н. Филиппов, Л.П. Щербина / Под ред. Б.А. Гордиенко. - Л.: ВАС, 1984.

2. Шраер Ф.И. Аппаратура производственной и учрежденческой связи: Справочник. - 2-е изд. Доп. И перераб. - М.: Связь, 1978.

3. Т.И. Иванова. Абонентские терминалы и компьютерная телефония. - М.: Эко-Трендз, 1999.

4. RU патент №2271072 С1, МПК Н04М 5/00, 2006 (прототип).

5. Комплекс технических средств подвижной радиосвязи Р-169. ОАО «Рязанский радиозавод».

6. RU патент №2117401, МПК Н04K 1/00, 1998.

Изобретение относится к телекоммуникационным системам и может быть использовано в качестве мобильной аппаратной на сетях сотовой связи, развертываемых в полевых условиях. Технический эффект от предлагаемой полезной модели заключается в обеспечении возможности организации нескольких сетей связи, включая сеть радиорелейной многоканальной связи, сети широкополосного беспроводного и проводного доступа, УКВ и KB радиосети в полевых условиях на необорудованной в отношении связи территории, обеспечении выхода с оборудованных рабочих мест должностных лиц в организованные сети связи и в телефонную сеть связи общего пользования с возможностью передачи по образованным трактам и каналам связи различных телефонных сообщений, видеоинформации, документальной информации и данных, достигаемый за счет того, что в мобильную аппаратную системы подвижной связи, содержащую устройство коммутации, радиорелейную станцию с антенной, широкополосный модем, блок шифрования, УКВ радиостанцию подвижной связи с антенной, портативный компьютер технологического автоматизированного рабочего места (АРМ), малогабаритный принтер, три ТА автоматической телефонной связи и соединительную линию от внешней автоматической телефонной станции, дополнительно введены маршрутизатор, базовая станция широкополосного беспроводного доступа (ШБД) с антенной, комбинированный мультиплексор, блок кабельного ввода, возимая коротковолновая (KB) радиостанция с антенной, навигационный приемник со встроенной антенной, криптографический маршрутизатор, многоканальная аппаратура передачи данных, межсетевой экран, интерактивный стол, выполненный в виде интерактивного, мультимедийного устройства на базе ЖК-дисплея, АРМ должностного лица, оборудованное на базе портативного компьютера, коммутатор IP-телефонии, четвертый ТА, ВОЛС для передачи сигналов группового потока Е3, ВОЛС для передачи сигналов группового потока Е1, соединительная линия для передачи сигналов группового потока Е1, проводная линия Ethernet и проводная линия xDSL. Новая совокупность признаков и изменение связей между блоками способствовали решению поставленной задачи. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Мобильная аппаратная системы подвижной связи (СПС), содержащая устройство коммутации, радиорелейную станцию (РРС), высокочастотный вход-выход которой соединен с высокочастотным входом-выходом антенны, установленной на полутелескопической мачте, широкополосный модем, блок шифрования, ультракоротковолновую (УКВ) радиостанцию подвижной связи, высокочастотный вход-выход которой соединен с высокочастотным входом-выходом антенны, портативный компьютер технологического автоматизированного рабочего места (АРМ), малогабаритный принтер, три телефонных аппарата (ТА) автоматической телефонной связи и соединительную линию (СЛ) от внешней автоматической телефонной станции, отличающаяся тем, что в нее дополнительно введены маршрутизатор, базовая станция широкополосного беспроводного доступа (ШБД), высокочастотный вход-выход которой соединен с высокочастотным входом-выходом антенны, комбинированный мультиплексор, блок кабельного ввода, возимая коротковолновая (KB) радиостанция, высокочастотный вход-выход которой соединен с высокочастотным входом-выходом антенны, навигационный приемник со встроенной антенной, криптографический маршрутизатор, многоканальная аппаратура передачи данных (АПД), межсетевой экран, интерактивный стол, автоматизированное рабочее место должностного лица (АРМ ДЛ), оборудованное на базе портативного компьютера, коммутатор IP-телефонии, четвертый телефонный аппарат автоматической телефонной связи, волоконно-оптическая линия связи (ВОЛС) для передачи сигналов группового потока Е3, ВОЛС для передачи сигналов группового потока E1, СЛ для передачи сигналов группового потока E1, проводная линия Ethernet и проводная линия xDSL, при этом канальные входы-выходы РРС через широкополосный модем по стыку RS-232 соединены с первым входом-выходом маршрутизатора, второй вход-выход которого по стыку Ethernet соединен с канальным входом-выходом базовой станции ШБД, третий вход-выход маршрутизатора по стыку Ethernet соединен с канальным входом-выходом комбинированного мультиплексора, линейные входы-выходы которого подключены к первым станционным входам-выходам блока кабельного ввода, первый и второй входы-выходы портативного компьютера технологического АРМ по стыкам RS-232 подключены соответственно к входу-выходу навигационного приемника со встроенной антенной и к четвертому входу-выходу маршрутизатора, пятый вход-выход которого по стыку Ethernet соединен с входом-выходом канальной стороны криптографического маршрутизатора, вход-выход абонентской стороны которого по стыку Ethernet соединен с первым входом-выходом межсетевого экрана, канальный вход-выход УКВ радиостанции подвижной связи соединен с первым входом-выходом устройства коммутации, второй вход-выход которого соединен с канальным входом-выходом возимой КВ радиостанции, третий вход-выход устройства коммутации соединен с линейным входом-выходом многоканальной АПД, канальные входы-выходы которой по стыку RS-232 соединены со вторым входом-выходом межсетевого экрана, третий вход-выход которого соединен с дискретным входом-выходом блока шифрования, аналоговый вход-выход которого соединен с четвертым входом-выходом устройства коммутации, входы-выходы интерактивного стола по стыку Ethernet соединены с четвертым входом-выходом межсетевого экрана, пятый вход-выход которого по стыку RS-232 соединен с первым входом-выходом портативного компьютера АРМ ДЛ, второй вход-выход которого соединен с входом-выходом малогабаритного принтера, шестой вход-выход межсетевого экрана по стыку Ethernet соединен с входом-выходом канальной стороны коммутатора IP-телефонии, первый и второй входы-выходы абонентской стороны которого подключены к линейным входам-выходам соответственно первого и второго телефонных аппаратов автоматической телефонной связи, шестой и седьмой входы-выходы маршрутизатора подключены к линейным входам-выходам соответственно третьего и четвертого телефонных аппаратов автоматической телефонной связи, восьмой вход-выход маршрутизатора по стыку Ethernet соединен со вторыми станционными входами-выходами блока кабельного ввода, к первому, второму, третьему, четвертому, пятому и шестому линейным входам-выходам которого подключены соответственно СЛ от внешней АТС, ВОЛС для передачи сигналов группового потока Е3, ВОЛС для передачи сигналов группового потока E1, СЛ для передачи сигналов группового потока E1, проводная линия Ethernet и проводная линия xDSL.

2. Мобильная аппаратная по п. 1, отличающаяся тем, что интерактивный стол представляет собой интерактивное, мультимедийное устройство на основе жидкокристаллического (ЖК) дисплея высокого разрешения с сенсорной поверхностью, которое поддерживает одновременную работу за ним нескольких пользователей в режиме multitouch, при этом входы-выходы ЖК дисплея являются входами-выходами интерактивного стола, которые по стыку Ethernet соединены с четвертым входом-выходом межсетевого экрана.