РЕТРАНСЛЯТОР СВЯЗИ НА ПРИВЯЗНОМ АЭРОСТАТЕ Российский патент 2019 года по МПК H01Q1/28 

Изобретение относится к технике радиосвязи и может быть использовано для обеспечения связи и ретрансляции информации в автоматизированных системах связи общего применения для связи с удаленными подвижными и стационарными объектами.

Известен ретранслятор системы связи, описанный в [1]. Этот ретранслятор содержит два канала ретрансляции, каждый из которых состоит из блока памяти частот приема, приемника, блока памяти частот передачи, передатчика, декодера команд, элемента ИЛИ, формирователя временных интервалов, кодера команд, первого и второго коммутатора, решающего блока, блока оценки качества сигнала, анализатора состояния канала, накопителя, шины входных сигналов и программатора.

Известное устройство обеспечивает автоматическую ретрансляцию информации по двум независимым направлениям связи с увеличенной пропускной способностью каждого из них.

Недостатком известного устройства является ограниченное количество образуемых трактов ретрансляции информации и низкая их пропускная способность, что затрудняет его использование на аэростатных ретрансляторах связи, имеющих ограниченные возможности по размещению в них оборудования и средств связи.

Известен также ретранслятор, размещенный на воздушном летательном аппарате (самолете), описанный в книге Власенко В.И., Серков В.П., Чернолес В.П. Антенны военной техники связи/Самолетный ретранслятор [2]. Устройство включает в себя размещенные на самолете ретрансляционный узел связи в составе трех полукомплектов радиорелейной станции с антеннами, двух комплектов ретрансляционной станции, бортового антенного модуля, блока автоматизированного управления ретранслятором, блока коммутации оборудования и блока электропитания.

Известный ретранслятор обеспечивает большие интервалы ретрансляционной линии связи, благодаря возможности подъема и барражирования на высотах до нескольких километров.

Недостатком известного ретранслятора является относительно низкая мобильность и высокие эксплуатационные затраты, связанные с хранением, обслуживанием и многочасовыми полетами воздушного летательного аппарата.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является выбранный в качестве прототипа многодиапазонный ретранслятор радиосвязи на привязном аэростате, структурная схема и технические возможности которого описаны в патенте РФ на изобретение №2537798 С1 от 10.01.2015 г., МПК H01Q 1/28, Бюл. №1 [3]. Этот ретранслятор содержит аэростат с бортовыми средствами связи, к которым подключен кабель-канат. При этом нижний конец кабель-каната подключен к автомобилю управления наземного пункта привязки, в состав которого входят источник электропитания аэростата и бортовых средств связи, полосовые и режекторные фильтры, радиостанция СДВ-СВ диапазона.

Недостатком известного устройства является ограниченное количество образуемых трактов ретрансляции информации и низкая их пропускная способность.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей в части увеличения количества образуемых трактов ретрансляции и повышения за счет этого пропускной способности ретранслятора связи.

Поставленная цель достигается тем, что в ретрансляторе связи на привязном аэростате, содержащем аэростат с бортовыми средствами связи и кабель-канат, имеющий в своем составе жилы для электропитания бортовых средств связи и систем аэростата, бортовые средства связи включают в себя первый модуль радиосвязи, состоящий из приемопередающего устройства диапазона метровых волн (MB), блока разделительных фильтров диапазона MB и антенны диапазона MB, блока управления и коммутации (БУК) первого модуля радиосвязи, приемопередающего устройства диапазона дециметровых волн (ДМВ), блока разделительных фильтров диапазона ДМВ и антенны диапазона ДМВ; второй модуль радиосвязи, состоящий из приемопередающего устройства диапазона MB, блока разделительных фильтров диапазона MB и антенны диапазона MB, блока управления и коммутации второго модуля радиосвязи, приемопередающего устройства диапазона ДМВ, блока разделительных фильтров диапазона ДМВ и антенны диапазона ДМВ; центральный блок управления, универсальный маршрутизатор, базовую станцию (БС) широкополосного радиодоступа (ШРД), антенну БС ШРД, первую радиорелейную станцию (РРС) привязки с антенной, вторую РРС привязки с антенной, первую РРС диапазона дециметровых волн (ДМВ) с антенной, вторую РРС диапазона ДМВ с антенной, первую, вторую и третью РРС сверхвысокочастотного (СВЧ) диапазона с антеннами, сетевой мультиплексор, два оптических коммутатора, щит коммутации каналов и линий связи (ККЛС) и автоматизированное рабочее место (АРМ) управления ретранслятором, а в состав кабель-каната дополнительно введены волоконно-оптическая линия связи (ВОЛС) и соединительная линия (СЛ), при этом первый, второй и третий входы-выходы приемопередающего устройства диапазона MB первого модуля радиосвязи по стыкам RS-232, С1-ФЛ и Ethernet подключены соответственно к первому, второму и третьему входам-выходам блока управления и коммутации первого модуля радиосвязи, четвертый, пятый и шестой входы-выходы которого по стыкам RS-232, С1-ФЛ и Ethernet подключены соответственно к первому, второму и третьему входам-выходам приемопередающего устройства диапазона ДМВ, высокочастотный вход-выход которого через блок разделительных фильтров диапазона ДМВ соединен с высокочастотным входом-выходом антенны диапазона ДМВ, а высокочастотный вход-выход приемопередающего устройства диапазона MB через блок разделительных фильтров диапазона MB соединен с высокочастотным входом-выходом антенны диапазона MB; первый, второй и третий входы-выходы приемопередающего устройства диапазона MB второго модуля радиосвязи по стыкам RS-232, С1-ФЛ и Ethernet подключены соответственно к первому, второму и третьему входам-выходам блока управления и коммутации второго модуля радиосвязи, четвертый, пятый и шестой входы-выходы которого по стыкам RS-232, С1-ФЛ и Ethernet подключены соответственно к первому, второму и третьему входам-выходам приемопередающего устройства диапазона ДМВ, высокочастотный вход-выход которого через блок разделительных фильтров диапазона ДМВ соединен с высокочастотным входом-выходом антенны диапазона ДМВ, а высокочастотный вход-выход приемопередающего устройства диапазона MB через блок разделительных фильтров диапазона MB соединен с высокочастотным входом-выходом антенны диапазона MB; управляющий вход-выход блока управления и коммутации первого модуля радиосвязи соединен с первым управляющим входом-выходом центрального блока управления, второй управляющий вход-выход которого соединен с управляющим входом-выходом блока управления и коммутации второго модуля радиосвязи, а седьмой вход-выход блока управления и коммутации первого модуля радиосвязи по стыку Ethernet соединен с первым входом-выходом универсального маршрутизатора, второй вход-выход которого по стыку Ethernet соединен с седьмым входом-выходом блока управления и коммутации второго модуля радиосвязи, третий управляющий вход-выход центрального блока управления соединен с управляющим входом-выходом универсального маршрутизатора, четвертый управляющий вход-выход центрального блока управления соединен с управляющим входом-выходом базовой станции ШРД, высокочастотный вход-выход которой соединен с высокочастотным входом-выходом антенны БС ШРД, а канальный вход-выход базовой станции ШРД по стыку Ethernet соединен с третьим входом-выходом универсального маршрутизатора, пятый и шестой управляющие входы-выходы центрального блока управления подключены к управляющим входам-выходам соответственно первой и второй РРС привязки, высокочастотный вход-выход которой соединен с высокочастотным входом-выходом антенны второй РРС привязки, а высокочастотный вход-выход первой РРС привязки соединен с высокочастотным входом-выходом антенны первой РРС привязки, управляющие входы-выходы первой и второй РРС диапазона ДМВ подключены соответственно к седьмому и восьмому управляющим входам-выходам центрального блока управления, канальные входы-выходы первой и второй РРС привязки по стыкам Ethernet подключены соответственно к четвертому и пятому входам-выходам универсального маршрутизатора, шестой и седьмой входы-выходы которого по стыкам Ethernet подключены соответственно к канальным входам-выходам первой и второй РРС диапазона ДМВ, высокочастотный вход-выход первой РРС диапазона ДМВ соединен с высокочастотным антенны первой РРС диапазона ДМВ, а высокочастотный вход-выход второй РРС диапазона ДМВ соединен с высокочастотным входом-выходом антенны второй РРС диапазона ДМВ, восьмой, девятый и десятый входы-выходы универсального маршрутизатора по стыкам Ethernet подключены к канальным входам-выходам соответственно первой, второй и третьей РРС сверхвысокочастотного (СВЧ) диапазона, высокочастотный вход-выход первой РРС СВЧ диапазона соединен с высокочастотным входом-выходом антенны первой РРС СВЧ диапазона, высокочастотный вход-выход второй РРС СВЧ диапазона соединен с высокочастотным входом-выходом антенны второй РРС СВЧ диапазона, а высокочастотный вход-выход третьей РРС СВЧ диапазона соединен с высокочастотным входом-выходом антенны третьей РРС СВЧ диапазона, управляющие входы-выходы первой, второй и третьей РРС СВЧ диапазона подключены соответственно к девятому, десятому и одиннадцатому управляющим входам-выходам центрального блока управления, двенадцатый вход-выход которого подключен к управляющему входу-выходу сетевого мультиплексора, одиннадцатый вход-выход универсального маршрутизатора по стыку Ethernet соединен с первым входом-выходом сетевого мультиплексора, второй вход-выход которого по стыку Ethernet соединен с первым входом-выходом первого оптического коммутатора, второй вход-выход которого по стыку Ethernet посредством волоконно-оптической линии связи соединен с первым входом-выходом щита ККЛС, второй вход-выход которого посредством соединительной линии (СЛ) соединен с третьим входом-выходом сетевого мультиплексора, четвертый вход-выход которого посредством жил электропитания подключен к третьему входу-выходу щита ККЛС, четвертый вход-выход которого по стыку Ethernet соединен с первым входом-выходом второго оптического коммутатора, второй вход-выход которого по стыку Ethernet соединен с первым входом-выходом АРМ управления ретранслятором, пятый вход-выход щита ККЛС через второй вход-выход АРМ управления ретранслятором подключен к внешнему источнику электропитания.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что предлагаемое изобретение отличается наличием новых блоков, входящих в состав бортовых средств связи ретранслятора связи, а именно двух модулей радиосвязи, центрального блока управления, универсального маршрутизатора, базовой станции ШРД, двух РРС привязки с антеннами, двух РРС диапазона ДМВ с антеннами, трех РРС диапазона СВЧ с антеннами и кабель-каната, в состав которого дополнительно введены ВОЛС, предназначенная для передачи/приема групповых потоков и обмена информацией между каналообразующим оборудованием ретранслятора связи и наземного пункта привязки, соединительная линия, предназначенная для организации трактов передачи информации между оборудованием ретранслятора связи на привязном аэростате и взаимодействующей с ним аппаратной связи из состава наземного пункта привязки, сетевого мультиплексора, двух оптических коммутаторов и щита коммутации каналов и линий связи (ККСЛ), а также изменением связей между известными блоками ретранслятора связи на привязном аэростате.

Таким образом, заявляемое изобретение соответствует критерию изобретения «новизна». Сравнение с известными техническими решениями показывает, что предложенная совокупность блоков с их соответствующими связями способствует достижению поставленной цели. Это позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого изобретения критерию «существенные отличия». Оно явным образом не следует из уровня техники и имеет изобретательский уровень. Кроме того, оно промышленно применимо, что подтверждается изготовлением ретранслятора связи на привязном аэростате с использованием существующих серийно выпускаемых аппаратуры связи, блоков и узлов, выполненных на современной элементной базе.

На чертеже приведена структурная схема ретранслятора связи на привязном аэростате.

Ретранслятор связи на привязном аэростате содержит аэростат с бортовыми средствами связи, включающими в себя первый модуль 1 радиосвязи, состоящий из приемопередающего устройства 2 диапазона метровых волн (MB), блока 3 разделительных фильтров диапазона MB и антенны 4 диапазона MB, блока 5 управления и коммутации (БУК) первого 1 модуля радиосвязи, приемопередающего устройства 6 диапазона дециметровых волн (ДМВ), блока 7 разделительных фильтров диапазона ДМВ и антенны 8 диапазона ДМВ; второй модуль 9 радиосвязи, состоящий из приемопередающего устройства 10 диапазона MB, блока 11 разделительных фильтров диапазона MB и антенны 12 диапазона MB, блока 13 управления и коммутации второго 9 модуля радиосвязи, приемопередающего устройства 14 диапазона ДМВ, блока 15 разделительных фильтров диапазона ДМВ и антенны 16 диапазона ДМВ; центральный блок 17 управления, универсальный маршрутизатор 18, базовую станцию (БС) 19 широкополосного радиодоступа (ШРД), антенну 20 БС ШРД, первую 21 радиорелейную станцию (РРС) привязки, антенну 22 первой РРС привязки, вторую 23 РРС привязки, антенну 24 второй РРС привязки, первую 25 радиорелейную станцию (РРС) диапазона дециметровых волн (ДМВ), антенну 26 первой РРС диапазона ДМВ, вторую 27 РРС диапазона ДМВ, антенну 28 второй РРС диапазона ДМВ, первую 29 РРС сверхвысокочастотного (СВЧ) диапазона, антенну 30 первой РРС СВЧ диапазона, вторую 31 РРС СВЧ диапазона, антенну 32 второй РРС СВЧ диапазона, третью 33 РРС СВЧ диапазона, антенну 34 третьей РРС СВЧ диапазона, сетевой мультиплексор 35, первый 36 оптический коммутатор, кабель-канат 37, имеющий в своем составе волоконно-оптическую линию 38 связи (ВОЛС), соединительную линию (СЛ) 39 и жилы 40 электропитания, щит 41 коммутации каналов и линий связи (ККЛС), второй 42 оптический коммутатор и автоматизированное рабочее место (АРМ) 43 управления ретранслятором связи.

Первый, второй и третий входы-выходы приемопередающего устройства 2 диапазона MB первого 1 модуля радиосвязи по стыкам RS-232, С1-ФЛ и Ethernet подключены соответственно к первому, второму и третьему входам-выходам блока 5 управления и коммутации первого модуля 1 радиосвязи, четвертый, пятый и шестой входы-выходы которого по стыкам RS-232, С1-ФЛ и Ethernet подключены соответственно к первому, второму и третьему входам-выходам приемопередающего устройства 6 диапазона ДМВ, высокочастотный вход-выход которого через блок 7 разделительных фильтров диапазона ДМВ соединен с высокочастотным входом-выходом антенны 8 диапазона ДМВ, а высокочастотный вход-выход приемопередающего устройства 2 диапазона MB через блок 3 разделительных фильтров диапазона MB соединен с высокочастотным входом-выходом антенны 4 диапазона MB.

Первый, второй и третий входы-выходы приемопередающего устройства 10 диапазона MB второго 9 модуля радиосвязи по стыкам RS-232, С1-ФЛ и Ethernet подключены соответственно к первому, второму и третьему входам-выходам блока 13 управления и коммутации второго модуля 9 радиосвязи, четвертый, пятый и шестой входы-выходы которого по стыкам RS-232, С1-ФЛ и Ethernet подключены соответственно к первому, второму и третьему входам-выходам приемопередающего устройства 14 диапазона ДМВ, высокочастотный вход-выход которого через блок 15 разделительных фильтров диапазона ДМВ соединен с высокочастотным входом-выходом антенны 16 диапазона ДМВ, а высокочастотный вход-выход приемопередающего устройства 10 второго модуля радиосвязи через блок 11 разделительных фильтров диапазона MB соединен с высокочастотным входом-выходом антенны 12 диапазона MB.

Управляющий вход-выход блока 5 управления и коммутации первого 1 модуля радиосвязи соединен с первым управляющим входом-выходом центрального блока 17 управления, второй управляющий вход-выход которого соединен с управляющим входом-выходом блока 13 управления и коммутации второго 9 модуля радиосвязи, а седьмой вход-выход блока 5 управления и коммутации первого 1 модуля радиосвязи по стыку Ethernet соединен с первым входом-выходом универсального маршрутизатора 18, второй вход-выход которого по стыку Ethernet соединен с седьмым входом-выходом блока 13 управления и коммутации второго 9 модуля радиосвязи. Третий управляющий вход-выход центрального блока 17 управления соединен с управляющим входом-выходом универсального маршрутизатора 18.

Четвертый управляющий вход-выход центрального блока 17 управления соединен с управляющим входом-выходом базовой станции 19 ШРД, высокочастотный вход-выход которой соединен с высокочастотным входом-выходом антенны 20 БС ШРД, а канальный вход-выход базовой станции 19 ШРД по стыку Ethernet соединен с третьим входом-выходом универсального маршрутизатора 18. Пятый и шестой управляющие входы-выходы центрального блока 17 управления подключены к управляющим входам-выходам первой 21 и второй 23 РРС привязки, высокочастотный вход-выход которой соединен с высокочастотным входом-выходом антенны 24 второй РРС привязки, а высокочастотный вход-выход первой 21 РРС привязки соединен с высокочастотным входом-выходом антенны 22 первой РРС привязки. Управляющие входы-выходы первой 25 и второй 27 РРС диапазона ДМВ подключены соответственно к седьмому и восьмому управляющим входам-выходам центрального блока 17 управления.

Канальные входы-выходы первой 21 и второй 23 РРС привязки по стыкам Ethernet подключены соответственно к четвертому и пятому входам-выходам универсального маршрутизатора 18, шестой и седьмой входы-выходы которого по стыкам Ethernet подключены соответственно к канальным входам-выходам первой 25 и второй 27 РРС диапазона ДМВ. Высокочастотный вход-выход первой 25 РРС диапазона ДМВ соединен с высокочастотным входом-выходом антенны 26 первой РРС диапазона ДМВ, а высокочастотный вход-выход второй 27 РРС диапазона ДМВ соединен с высокочастотным входом-выходом антенны 28 второй РРС диапазона ДМВ.

Восьмой, девятый и десятый входы-выходы универсального маршрутизатора 18 по стыкам Ethernet подключены к канальным входам-выходам соответственно первой 29, второй 31 и третьей 33 РРС СВЧ диапазона. Высокочастотный вход-выход первой 29 РРС СВЧ диапазона соединен с высокочастотным входом-выходом антенны 30 первой РРС СВЧ диапазона, высокочастотный вход-выход второй 31 РРС СВЧ диапазона соединен с высокочастотным входом-выходом антенны 32 второй РРС СВЧ диапазона, а высокочастотный вход-выход третьей 33 РРС СВЧ диапазона соединен с высокочастотным входом-выходом антенны 34 третьей РРС СВЧ диапазона.

Управляющие входы-выходы первой 29, второй 31 и третьей 33 РРС СВЧ диапазона подключены соответственно к девятому, десятому и одиннадцатому управляющим входам-выходам центрального блока 17 управления, двенадцатый управляющий вход-выход которого подключен к управляющему входу-выходу сетевого мультиплексора 35. Одиннадцатый вход-выход универсального маршрутизатора 18 по стыку Ethernet соединен с первым входом-выходом сетевого мультиплексора 35, второй вход-выход которого по стыку Ethernet соединен с первым входом-выходом первого оптического коммутатора 36, второй вход-выход которого по стыку Ethernet посредством волоконно-оптической линии 38 связи, входящей в состав кабель-каната 37, соединен с первым входом-выходом щита 41 коммутации каналов и линий связи (ККЛС), второй вход-выход которого посредством соединительной линии 39 соединен с третьим входом-выходом сетевого мультиплексора 35, четвертый вход-выход которого посредством жил 40 электропитания подключен к третьему входу-выходу щита 40 ККЛС, четвертый вход-выход которого по стыку Ethernet соединен с первым входом-выходом автоматизированного рабочего места (АРМ) 43 управления ретранслятором связи, пятый вход-выход щита 41 коммутации каналов и линий связи через второй вход-выход АРМ 43 управления ретранслятором подключен к внешнему источнику электропитания.

Приемопередающие устройства 2 и 10 диапазона метровых волн первого 1 и второго 9 модулей радиосвязи совместно с блоками 3 и 11 разделительных фильтров диапазона MB, антеннами 4 и 12 диапазона MB, а также блоками 5 и 13 управления и коммутации первого 1 и второго 9 модулей радиосвязи, предназначены для образования трактов транзитной передачи (ретрансляции) информации на участках магистральных линий дальней радиосвязи в диапазоне MB с возможностью выхода посредством базовой станции 19 ШРД с антенной 20 на местные линии радиосвязи к удаленным абонентам подвижных и стационарных объектов.

В качестве приемопередающих устройств 2 и 10 диапазона MB могут быть использованы серийно выпускаемые промышленностью KB радиостанции, например, радиостанции типа Р-168-100КА.

Блоки 5 и 13 управления и коммутации первого 1 и второго 9 модулей радиосвязи предназначены для обеспечения взаимоувязанной работы приемопередающих устройств 2, 6 и 10, 14 первого 1 и второго 9 модулей радиосвязи, организации трактов передачи информации, осуществления коммутации, распределения и ретрансляции каналов по направлениям связи в образованных групповых потоках.

Приемопередающие устройства 6 и 14 диапазона ДМВ совместно с блоками 7 и 15 разделительных фильтров диапазона ДМВ, антеннами 8 и 16 диапазона ДМВ, а также блоками 5 и 13 управления и коммутации, предназначены для образования трактов и ретрансляции передаваемой информации на участках магистральных линий дальней радиосвязи в диапазоне ДМВ с возможностью выделения каналов и выхода по ним на зоновые (местные) линии радиосвязи к удаленным абонентам подвижных и стационарных объектов.

Универсальный маршрутизатор 18 предназначен для маршрутизации, коммутации и распределения образованных средствами связи ретранслятора потоков информации на сетях связи между узлами связи, абонентами стационарных и подвижных объектов.

В качестве такого маршрутизатора может быть использован, например, универсальный маршрутизатор (Universal Access Routers) типа АСХ1000-DC 8×Т1/Е1, 8×GbE copper, 4×GbE combination (copper or SFR), dual feed DC power.

Базовая станция 19 широкополосного радиодоступа (ШРД) совместно с антенной 20 предназначена для образования сети беспроводного широкополосного радиодоступа на узле распределения услуг связи, узле доступа на базе стандарта 802.16-2004, через которую осуществляется выход в сети связи общего пользования, в том числе путем включения в тракты связи, организуемые с помощью средств связи ретранслятора на привязном аэростате, а также для обеспечения автономной работы в режиме ретрансляции по высокочастотному тракту. Ее основу составляет радиоблок БШД, работающий в диапазоне частот 2-6 ГГц. Базовая станция 19 обеспечивает автоматическую организацию радиосетей, автоматическую ретрансляцию и маршрутизацию информации, передачу и прием цифровой информации по стыку RS-232C с максимальной скоростью 115 кбит/с, передачу и прием цифровой информации по стыку Ethernet с максимальной скоростью передачи 10 Мбит/с по IEEE 802.3, передачу и прием речевой информации по стыку С1-ТЧ по ГОСТ 25007.

В качестве базовой станции 19 ШРД могут быть использованы, например, серийно выпускаемая промышленностью радиостанция Р-169-4БС из состава комплекса радиосредств Р-169.

Антенна 20 БС ШРД представляет собой широкодиапазонную всенаправленную антенну, в качестве которой может быть использована всенаправленная антенна типа АВ 3,5/11.

Первая 21 и вторая 23 радиорелейные станции привязки совместно с антеннами 22 и 24 предназначены для организации линий привязки ретранслятора связи к наземному пункту привязки для выхода на магистральные линии сети связи общего пользования, через которые устанавливаются связи с абонентами стационарных и подвижных объектов.

Каждая из РРС (21, 23) содержит приемопередатчик и цифровой модем, работающие в соответствии с технологией радиодоступа DC-CDMA. Приемопередатчик РРС работает в диапазоне частот от 0,390 до 7,80 ГГц, который разбит на четыре поддиапазона. РРС 21 и 23 обеспечивают передачу сигналов групповых потоков информации E1, Е3 и STM-1 по соответствующим интерфейсам со скоростями 2,048; 34 и 155,52 Мбит/с.

В качестве антенны (22, 24) для упомянутых РРС привязки используется антенна секторная типа АР-390/12-УМ. В состав указанной антенны входит автоматизированное опорно-поворотное устройство, с помощью которого обеспечивается возможность оперативной перестройки направления излучения и точной юстировки антенн.

Первая 25 и вторая 27 РРС диапазона ДМВ совместно с антеннами 26 и 28 диапазона ДМВ предназначены для организации двух радиорелейных линий связи в диапазоне дециметровых волн с возможностью передачи по ним различного вида информации или организации одного ретрансляционного тракта по высокой частоте в указанном диапазоне волн.

В качестве упомянутых РРС диапазона ДМВ могут быть использованы серийно выпускаемые промышленностью радиорелейные станции, например, типа Р-419МЦ, работающие в диапазоне частот от 160 до 645 МГц и обеспечивающие по радиорелейной линии скорость передачи информации до 2048 кбит/с. При использовании внешней шестиканальной аппаратуры уплотнения по линии передается (принимается) групповой сигнал со спектром частот 0,3-32,0 кГц или со спектром частот 0,3-64 кГц для двенадцатиканальной аппаратуры уплотнения, а при подключении внешней аппаратуры передачи данных групповой сигнал может передаваться (приниматься) с различной скоростью, в том числе со скоростью от 48 до 2048 кбит/с.

В качестве антенн 26 и 28 для РРС диапазона ДМВ используются два типа антенн: направленная антенна, например, типа ЗБ11-1 и ненаправленная антенна типа 2Б12-1. Направленная антенна представляет собой синфазную решетку, состоящую из нескольких излучателей, закрепленных на раме, которые подсоединяются к антенному фидеру через делитель мощности, а ненаправленная антенна состоит из двух конусов, кронштейна и кабеля питания, проложенного внутри кронштейна и оканчивающегося соединителем. Все металлические части антенны выполнены из алюминиевых сплавов.

Первая 29, вторая 31 и третья 33 РРС СВЧ диапазона совместно с антеннами 30, 32 и 34 СВЧ диапазона предназначены для организации магистральных линий радиорелейной связи в диапазоне частот от 6 до 8 ГГц с обеспечением транзитной передачи по ним различных цифровых потоков.

Первая 29, вторая 31 и третья 33 РРС СВЧ диапазона относятся к классу аппаратуры цифровых радиорелейных станций SDH иерархии. Каждая из станций обеспечивает в одном стволе скорость передачи информации 155 Мбит/с и позволяет в пределах пропускной способности ствола передавать один поток STM-1 или п потоков Е1 с добавлением трафика Ethernet.

В состав каждой станции входят приемопередающая аппаратура, мультиплексоры уровня STM-1 (терминальные и ввода-вывода) и систему управления сетью. Приемопередающая аппаратура выполнена в виде модуля со встроенным цифровым модемом или модемом, размещенным в модуле доступа. Мультиплексор STM-1 обеспечивает мультиплексирование цифровых потоков и сервисных каналов. Встроенные в модуль доступа модемы формируют спектр радиосигнала на промежуточной частоте и имеют встроенную аппаратную поддержку пространственного разнесения. В системе управления предусмотрены дополнительный канал передачи данных с программно-выбираемым типом интерфейса RS-232/422/485 и два цифровых канала служебной связи.

В качестве первой 29, второй 31 и третьей 33 радиорелейных станций могут быть использованы высокоскоростные цифровые РРС «МИК-РЛ6/8+», содержащие в своем составе приемопередающие устройства, модули доступа со встроенными модемами и антенные системы, выполненные в виде синфазных решеток на основе логопериодических излучателей.

В качестве первой 30, второй 32 и третьей 34 антенн РРС СВЧ диапазона используются указанные выше антенные системы.

Сетевой мультиплексор 35 является аппаратурой систем передачи синхронной цифровой информации. Он предназначен для построения сетей произвольной топологии с обеспечением формирования, ввода/вывода, полнодоступной кроссовой коммутации сигналов групповых потоков по шести направлениям STM-1 с возможностью гибкого изменения пропускной способности для интерфейсов Ethernet (протоколы GFP/VCAT), а также электрических интерфейсов для работы с сигналами 2, 34 и 155 Мбит/с (G.703 МСЭ-Т), Ethernet 10/100 Base-T (IEEE 802.3) и др.

В качестве упомянутого сетевого мультиплексора 35 может быть использован мультиплексор типа СМ-1/4, разработанный открытым акционерным обществом «Супертел» (Россия, 197101, г. Санкт-Петербург, Петроградская наб., д. 38 А). Он имеет модульную конструкцию и обеспечивает следующие режимы работы: оконечный, ввода/вывода, кросс-коммутатор, обеспечивающий полнодоступную коммутацию до 6 направлений STM-1, линейный регенератор.

Первый 36 и второй 42 оптические коммутаторы предназначены для коммутации и распределения оптических сигналов групповых потоков от кана-лообразующих средств ретранслятора и организации доступа через ВОЛС 38 на каналы внешней сети связи общего пользования с обеспечением передачи по ним данных по стыку Ethernet 10/100 Base-TX к удаленным абонентам стационарных и подвижных объектов.

Кабель-канат 37 включает в свой состав ВОЛС 38, СЛ 39 и жилы 40 электропитания бортовых средств связи и собственных систем аэростата.

ВОЛС 38 предназначена для передачи/приема групповых потоков и обмена информацией между каналообразующим оборудованием ретранслятора связи и наземного комплекса средств связи, размещенного в подвижном объекте связи. В качестве кабеля для ВОЛС 40 может быть использован оптический кабель типа П-294М.

Соединительная линия 39 предназначена для организации трактов передачи информации между оборудованием ретранслятора связи на привязном аэростате и взаимодействующей с ним аппаратной связи из состава наземного пункта привязки 41, выполняющего роль наземного ретранслятора системы связи. СЛ 39 может быть выполнена с использованием кабеля типа «витая пара».

Жилы 40 электропитания предназначены для передачи электроэнергии от первичного источника к источнику вторичного питания бортовых средств связи и собственных систем аэростата. При этом электропитание подается по жилам 38 от источника электропитания, находящегося в составе наземного пункта 41 привязки. Подача электроэнергии для бортовых систем аэростата и ретранслятора связи по жилам 38 электропитания способствует уменьшению массы оборудования, устанавливаемого на привязном аэростате, за счет исключения в его составе первичного источника электроэнергии.

Щит 41 коммутации каналов и линий связи предназначен для распределения информационных потоков и коммутации цепей на внешние устройства. Указанный щит ККЛС осуществляет полнодоступную коммутацию сигналов, поступающих из любого входа на любой из выходов.

АРМ 43 управления ретранслятором предназначено для управления ретранслятором связи на привязном аэростате, для чего в его составе имеется персональная электронная вычислительная машина (ПЭВМ) и устройство для управления подъемом аэростата с бортовыми средствами связи.

В качестве ПЭВМ для АРМ 43 может быть использована персональная ЭВМ типа ЕС-1866, выполненная в едином моноблоке по типу ноутбука. АРМ содержит аппаратную платформу, защищенную операционную систему, программное обеспечение системы защиты информации от несанкционированного доступа (НСД), программное обеспечение средств антивирусной защиты и средства электронной почты. В нем предусмотрена возможность установки совместимого с аппаратно-программной платформой стороннего специализированного прикладного программного обеспечения (СПО).

Ретранслятор связи на привязном аэростате обеспечивает:

организацию резервных линий связи в случае выхода из строя основных линий связи между взаимодействующими объектами и удаленными абонентами;

восстановление, резервирование или быстрое наращивание линий связи транспортной сети связи общего пользования;

связь взаимодействия пунктов управления различных ведомств;

организацию связи с абонентами подвижных объектов, действующих на значительном удалении от населенных пунктов и линий сети связи общего пользования;

установление связи в труднодоступных районах, в том числе горных, болотистых и лесистых районах;

организацию связи с абонентами подвижных объектов, перемещающихся с высокой скоростью и в разных направлениях от основных сетей связи.

Технический эффект от предлагаемого изобретения заключается в расширении функциональных возможностей ретранслятора связи в части увеличения количества образуемых трактов ретрансляции, по которым осуществляется передача/прием различных групповых потоков, и повышении пропускной способности ретранслятора связи, достигаемый за счет введения в состав бортовых средств связи аэростата двух модулей радиосвязи, каждый из которых обеспечивает организацию двух трактов ретрансляции в диапазонах метровых и дециметровых волн, базовой станции широкополосного радиодоступа, двух РРС привязки, двух РРС диапазона дециметровых волн, трех РРС СВЧ диапазона, соединительной линии и волоконно-оптической линии связи, по которым обеспечивается выход через наземный пункт привязки в сети проводной связи к абонентам стационарных и подвижных объектов.

Достоинством предлагаемого изобретения является также и то, что ретранслятор связи на привязном аэростате указанного состава обеспечивает образование своими средствами не менее четырех трактов ретрансляции и пяти выходов по линиям привязки в сети связи общего пользования для связи с абонентами, находящимися на удаленных подвижных и стационарных объектах, а также в беспроводные сети радиодоступа и сотовые сети связи. При этом пропускная способность образованных средствами связи аэростата трактов ретрансляции увеличилась с 1.2-2.4 кбит/с до 155 Мбит/с.

Источники информации.

1. SU, авторское свидетельство №1081808 А, кл. Н04В 7/02, 1984.

2. Власенко В.И., Серков В.П., Чернолес В.П. Антенны военной техники связи/Самолетный ретранслятор. - Л.: ВАС, 1986, с. 122, 123; рис. 5.17.

3. RU, патент №2537798 С1, МПК H01Q 1/28, 2015, Бюл. №1 (прототип).

Изобретение относится к технике радиосвязи и может быть использовано для обеспечения связи и ретрансляции информации в автоматизированных системах связи общего применения для связи с удаленными подвижными и стационарными объектами. Сущность заявленного решения заключается в том, что в ретрансляторе связи на привязном аэростате, содержащем аэростат с бортовыми средствами связи и кабель-канат, имеющий в своем составе жилы для электропитания бортовых средств связи и систем аэростата, бортовые средства связи включают в себя первый модуль радиосвязи, состоящий из приемопередающего устройства диапазона метровых волн (MB), блока разделительных фильтров диапазона MB и антенны диапазона MB, блока управления и коммутации (БУК) первого модуля радиосвязи, приемопередающего устройства диапазона дециметровых волн (ДМВ), блока разделительных фильтров диапазона ДМВ и антенны диапазона ДМВ; второй модуль радиосвязи, состоящий из приемопередающего устройства диапазона MB, блока разделительных фильтров диапазона MB и антенны диапазона MB, блока управления и коммутации второго модуля радиосвязи, приемопередающего устройства диапазона ДМВ, блока разделительных фильтров диапазона ДМВ и антенны диапазона ДМВ; центральный блок управления, универсальный маршрутизатор, базовую станцию (БС) широкополосного радиодоступа (ШРД), антенну БС ШРД, первую и вторую радиорелейные станции (РРС) привязки с антеннами, первую и вторую РРС диапазона дециметровых волн (ДМВ) с антеннами, первую, вторую и третью РРС сверхвысокочастотного (СВЧ) диапазона с антеннами, сетевой мультиплексор, два оптических коммутатора, щит коммутации каналов и линий связи и АРМ управления ретранслятором связи, а в состав кабель-каната дополнительно введены ВОЛС и соединительная линия (СЛ). Техническим результатом от предлагаемого изобретения является расширение функциональных возможностей ретранслятора в части увеличения количества образуемых трактов ретрансляции и повышение за счет этого пропускной способности ретранслятора связи. 1 ил.

Ретранслятор связи на привязном аэростате, содержащий аэростат с бортовыми средствами связи и кабель-канат, имеющий в своем составе жилы для электропитания бортовых средств связи и систем аэростата, бортовые средства связи включают в себя первый модуль радиосвязи, состоящий из приемопередающего устройства диапазона метровых волн (MB), блока разделительных фильтров диапазона MB и антенны диапазона MB, блока управления и коммутации (БУК) первого модуля радиосвязи, приемопередающего устройства диапазона дециметровых волн (ДМВ), блока разделительных фильтров диапазона ДМВ и антенны диапазона ДМВ; второй модуль радиосвязи, состоящий из приемопередающего устройства диапазона MB, блока разделительных фильтров диапазона MB и антенны диапазона MB, блока управления и коммутации второго модуля радиосвязи, приемопередающего устройства диапазона ДМВ, блока разделительных фильтров диапазона ДМВ и антенны диапазона ДМВ; центральный блок управления, универсальный маршрутизатор, базовую станцию (БС) широкополосного радиодоступа (ШРД), антенну БС ШРД, первую радиорелейную станцию (РРС) привязки с антенной, вторую РРС привязки с антенной, первую РРС диапазона дециметровых волн (ДМВ) с антенной, вторую РРС диапазона ДМВ с антенной, первую, вторую и третью РРС сверхвысокочастотного (СВЧ) диапазона с антеннами, сетевой мультиплексор, два оптических коммутатора, щит коммутации каналов и линий связи (ККЛС) и автоматизированное рабочее место (АРМ) управления ретранслятором, а в состав кабель-каната дополнительно введены волоконно-оптическая линия связи (ВОЛС) и соединительная линия (СЛ), при этом первый, второй и третий входы-выходы приемопередающего устройства диапазона MB первого модуля радиосвязи по стыкам RS-232, С1-ФЛ и Ethernet подключены соответственно к первому, второму и третьему входам-выходам блока управления и коммутации первого модуля радиосвязи, четвертый, пятый и шестой входы-выходы которого по стыкам RS-232, С1-ФЛ и Ethernet подключены соответственно к первому, второму и третьему входам-выходам приемопередающего устройства диапазона ДМВ, высокочастотный вход-выход которого через блок разделительных фильтров диапазона ДМВ соединен с высокочастотным входом-выходом антенны диапазона ДМВ, а высокочастотный вход-выход приемопередающего устройства диапазона MB через блок разделительных фильтров диапазона MB соединен с высокочастотным входом-выходом антенны диапазона MB; первый, второй и третий входы-выходы приемопередающего устройства диапазона MB второго модуля радиосвязи по стыкам RS-232, С1-ФЛ и Ethernet подключены соответственно к первому, второму и третьему входам-выходам блока управления и коммутации второго модуля радиосвязи, четвертый, пятый и шестой входы-выходы которого по стыкам RS-232, С1-ФЛ и Ethernet подключены соответственно к первому, второму и третьему входам-выходам приемопередающего устройства диапазона ДМВ, высокочастотный вход-выход которого через блок разделительных фильтров диапазона ДМВ соединен с высокочастотным входом-выходом антенны диапазона ДМВ, а высокочастотный вход-выход приемопередающего устройства диапазона MB через блок разделительных фильтров диапазона MB соединен с высокочастотным входом-выходом антенны диапазона MB; управляющий вход-выход блока управления и коммутации первого модуля радиосвязи соединен с первым управляющим входом-выходом центрального блока управления, второй управляющий вход-выход которого соединен с управляющим входом-выходом блока управления и коммутации второго модуля радиосвязи, а седьмой вход-выход блока управления и коммутации первого модуля радиосвязи по стыку Ethernet соединен с первым входом-выходом универсального маршрутизатора, второй вход-выход которого по стыку Ethernet соединен с седьмым входом-выходом блока управления и коммутации второго модуля радиосвязи, третий управляющий вход-выход центрального блока управления соединен с управляющим входом-выходом универсального маршрутизатора, четвертый управляющий вход-выход центрального блока управления соединен с управляющим входом-выходом базовой станции ШРД, высокочастотный вход-выход которой соединен с высокочастотным входом-выходом антенны БС ШРД, а канальный вход-выход базовой станции ШРД по стыку Ethernet соединен с третьим входом-выходом универсального маршрутизатора, пятый и шестой управляющие входы-выходы центрального блока управления подключены к управляющим входам-выходам соответственно первой и второй РРС привязки, высокочастотный вход-выход которой соединен с высокочастотным входом-выходом антенны второй РРС привязки, а высокочастотный вход-выход первой РРС привязки соединен с высокочастотным входом-выходом антенны первой РРС привязки, управляющие входы-выходы первой и второй РРС диапазона ДМВ подключены соответственно к седьмому и восьмому управляющим входам-выходам центрального блока управления, канальные входы-выходы первой и второй РРС привязки по стыкам Ethernet подключены соответственно к четвертому и пятому входам-выходам универсального маршрутизатора, шестой и седьмой входы-выходы которого по стыкам Ethernet подключены соответственно к канальным входам-выходам первой и второй РРС диапазона ДМВ, высокочастотный вход-выход первой РРС диапазона ДМВ соединен с высокочастотным входом-выходом антенны первой РРС диапазона ДМВ, а высокочастотный вход-выход второй РРС диапазона ДМВ соединен с высокочастотным входом-выходом антенны второй РРС диапазона ДМВ, восьмой, девятый и десятый входы-выходы универсального маршрутизатора по стыкам Ethernet подключены к канальным входам-выходам соответственно первой, второй и третьей РРС сверхвысокочастотного (СВЧ) диапазона, высокочастотный вход-выход первой РРС СВЧ диапазона соединен с высокочастотным входом-выходом антенны первой РРС СВЧ диапазона, высокочастотный вход-выход второй РРС СВЧ диапазона соединен с высокочастотным входом-выходом антенны второй РРС СВЧ диапазона, а высокочастотный вход-выход третьей РРС СВЧ диапазона соединен с высокочастотным входом-выходом антенны третьей РРС СВЧ диапазона, управляющие входы-выходы первой, второй и третьей РРС СВЧ диапазона подключены соответственно к девятому, десятому и одиннадцатому управляющим входам-выходам центрального блока управления, двенадцатый вход-выход которого подключен к управляющему входу-выходу сетевого мультиплексора, одиннадцатый вход-выход универсального маршрутизатора по стыку Ethernet соединен с первым входом-выходом сетевого мультиплексора, второй вход-выход которого по стыку Ethernet соединен с первым входом-выходом первого оптического коммутатора, второй вход-выход которого по стыку Ethernet посредством волоконно-оптической линии связи соединен с первым входом-выходом щита ККЛС, второй вход-выход которого посредством соединительной линии (СЛ) соединен с третьим входом-выходом сетевого мультиплексора, четвертый вход-выход которого посредством жил электропитания подключен к третьему входу-выходу щита ККЛС, четвертый вход-выход которого по стыку Ethernet соединен с первым входом-выходом второго оптического коммутатора, второй вход-выход которого по стыку Ethernet соединен с первым входом-выходом АРМ управления ретранслятором, пятый вход-выход щита ККЛС через второй вход-выход АРМ управления ретранслятором подключен к внешнему источнику электропитания.