Введение

Системы транкинговой радиосвязи, представляющие собой радиальнозоновые системы подвижной УКВ радиосвязи, осуществляющие автоматической распределение каналов связи ретрансляторов между абонентами, являются классом систем подвижной связи, ориентированным, прежде всего, на создание различных ведомственных и корпоративных сетей связи, в которых предусматривается активное применение режима связи абонентов в группе. Они широко используются силовыми и правоохранительными структурами, службами общественной безопасности, транспортными и энергетическими компаниями различных стран для обеспечения связи подвижных абонентов между собой, со стационарными абонентами и абонентами телефонной сети.

Существует большое количество различных стандартов транкинговых систем подвижной радиосвязи общего пользования, отличающихся друг от друга методом передачи речевой информации (аналоговые и цифровые), типом многостанционного доступа, временным или кодовым, способом поиска и назначения канала (с децентрализованным и централизованным управлением), типом канала управления (выделенный и распределенный) и другими характеристиками.

Мы живем в такое время, когда доступ к информации является важнейшим фактором обеспечения оперативности и эффективности работы организаций. Поэтому необходимо обеспечить соответствие уровня мобильного доступа к информации растущему уровню мобильности современных организаций. Это касается и доступа в Интернет, и использование решений на базе Интернета.

С начала 90-х гг. системы "СмартЗона" устанавливаются по всему миру. "Скотланд Ярд" и ЮКОС, муниципалитет Рима и МВД России, транспортные предприятия и коммерческие операторы по достоинству оценили возможности системы, способной обеспечить связь через границы не только городов или областей, но и стран. Каждый из многочисленных пользователей находит в системе достоинства, привлекательные для него в первую очередь. Засекречивание речи и передача данных, непрерываемый телефонный разговор и телеметрия, диспетчеризация парка абонентов и многое другое заставили более миллиона человек сделать выбор в пользу систем семейства "СмартНет", к которому относится "СмартЗона"

Современные цифровые транкинговые системы радиосвязи знаменуют новый этап в развитии подвижной радиосвязи в России, да и во всем мире. По сравнению с сотовыми системами подвижной радиосвязи транкинговые оказываются в ряде случаев более экономичными, отличаясь многообразием реализаций в рамках одного стандарта при использовании оборудования от различных фирм-производителей.

Главная задача данной курсовой работы рассмотреть перспективы развития транкинговой связи (различных стандартов) в мире и в России в целом.

1. Транкинговая радиосвязь. Основные понятия

Системы транкинговой радиосвязи, представляющие собой радиально-зоновые системы подвижной УКВ-радиосвязи, осуществляющие автоматическое распределение каналов связи ретрансляторов между абонентами, являются классом систем подвижной связи, ориентированным, прежде всего, на создание различных ведомственных и корпоративных сетей связи, в которых предусматривается активное применение режима связи абонентов в группе. Они широко используются силовыми и правоохранительными структурами, службами общественной безопасности различных стран для обеспечения связи подвижных абонентов между собой, со стационарными абонентами и абонентами телефонной сети.

Цифровые стандарты транкинговой радиосвязи пока не получили широкого распространения в России, но уже сейчас можно говорить об их активном и успешном внедрении.

Цифровая транкинговая связь характеризуется такими характеристиками как (имеет такие преимущества как)

Высокая оперативность связи.

Передача данных.

Безопасность связи.

Услуги связи.

Возможность взаимодействия. Для служб общественной безопасности особенно актуальным является требование по обеспечению возможности взаимодействия подразделений различных ведомств для координации совместных действий при чрезвычайных ситуациях: стихийных бедствиях, террористических актах и т. п.

К наиболее популярным, заслужившим международное признание стандартам цифровой транкинговой радиосвязи, на основе которых во многих странах развернуты системы связи, относятся:, разработанный фирмой Ericsson;, разработанный Европейским институтом стандартов связи;25, разработанный Ассоциацией официальных представителей служб связи органов общественной безопасности;, разработанный фирмой Matra Communication (Франция);, разработанный фирмой Motorola (США).

Все эти стандарты отвечают современным требованиям к системам транкинговой радиосвязи. Они позволяют создавать различные конфигурации сетей связи: от простейших локальных однозоновых систем до сложных многозоновых систем регионального или национального уровня.

1.1 Общие сведения о стандартах цифровой транкинговой радиосвязи

Система EDACS

Одним из первых стандартов цифровой транкинговой радиосвязи был стандарт EDACS (Enhanced Digital Access Communication System), разработанный фирмой Ericsson (Швеция).

Цифровые системы EDACS выпускались на диапазоны частот 138-174 МГц, 403-423, 450-470 МГц и 806-870 МГц с разносом частот 30; 25; и 12,5 кГц.

Скорость передачи информации в рабочем канале соответствует 9600 бит/с.

Речевое кодирование в системе производится путем компрессии импульсно-кодовой последовательности со скоростью 64 Кбит/с, полученной с помощью аналого-цифрового преобразования сигнала с тактовой частотой 8 кГц и разрядностью 8 бит. Основными функциями стандарта EDACS, обеспечивающими специфику служб общественной безопасности, являются различные режимы вызова (групповой, индивидуальный, экстренный, статусный), динамическое управление приоритетностью вызовов (в системе может использоваться до 8 уровней приоритета), динамическая модификация групп абонентов (перегруппировка), дистанционное выключение радиостанций (при утере или краже радиосредств).

Одной из основных задач разработки системы было достижение высокой надежности и отказоустойчивости сетей связи на основе данного стандарта.

На сегодняшний день в мире развернуто большое количество сетей стандарта EDACS, в числе которых есть многозоновые сети связи, используемые службами общественной безопасности различных стран. В России функционирует около десяти сетей данного стандарта. Вместе с тем фирма Ericsson не проводит работ по совершенствованию системы EDACS, прекратила поставки оборудования для развертывания новых сетей данного стандарта и только поддерживает функционирование действующих сетей.

Система TETRAпредставляет собой стандарт цифровой транкинговой радиосвязи, состоящий из ряда спецификаций, разработанных Европейским институтом телекоммуникационных стандартов ETSI (European Telecommunications Standards Institute). Стандарт TETRA создавался как единый общеевропейский цифровой стандарт. В настоящее время TETRA расшифровывается как Наземное транкинговое радио (TErrestrial Trunked RAdio).- открытый стандарт, т. е. предполагается, что оборудование различных производителей будет совместимо.

В стандарт TETRA входят спецификации беспроводного интерфейса, интерфейсов между сетью TETRA и цифровой сетью с интеграцией услуг (ISDN), телефонной сетью общего пользования, сетью передачи данных, учрежденческими АТС и т. п.

Радиоинтерфейс стандарта TETRA предполагает работу в стандартной сетке частот с шагом 25 кГц. Необходимый минимальный дуплексный разнос радиоканалов - 10 МГц. Для систем стандарта TETRA могут использоваться некоторые поддиапазоны частот. В странах Европы за службами безопасности закреплены диапазоны 380-385/390-395 МГц, а для коммерческих организаций предусмотрены диапазоны 410-430/450-470 МГц. В Азии для систем TETRA используется диапазон 806-870 МГц.

Стандарт TETRA обеспечивает два уровня безопасности передаваемой информации:

стандартный уровень, использующий шифрование радиоинтерфейса (обеспечивается уровень защиты информации, аналогичный системе сотовой связи GSM);

высокий уровень, использующий сквозное шифрование (от источника до получателя).

Сети TETRA развернуты в Европе, Северной и Южной Америке, Китае, Юго-Восточной Азии, Австралии, Африке.

Система APCO 25

Стандарт APCO 25 разработан Ассоциацией официальных представителей служб связи органов общественной безопасности (Association of Public safety Communications Officials-international), которая объединяет пользователей систем связи, работающих в службах общественной безопасности.

Стандарт APCO 25 предусматривает возможность работы в любом из стандартных диапазонов частот, используемых системами подвижной радиосвязи: 138-174, 406-512 или 746-869 МГц.

Заложенная в стандарте APCO 25 система идентификации абонентов позволяет адресовать в одной сети не менее 2 миллионов радиостанций и до 65 тысяч групп. При этом задержка при установлении канала связи в подсистеме в соответствии с функциональными и техническими требованиями к стандарту APCO 25 не должна превышать 500 мс (в режиме прямой связи - 250 мс, при связи через ретранслятор - 350 мс).

Наибольший интерес к данному стандарту проявляют специалисты МВД России. Пилотная сеть (пока не транкинговой, а конвенциональной радиосвязи) на основе двух базовых станций была развернута МВД России в Москве в 2001 г. В 2003 г. в Санкт-Петербурге к 300-летию города была развернута сеть диспетчерской радиосвязи на 300 абонентов в интересах различных силовых структур.

Система Tetrapol

Работы по созданию стандарта цифровой транкинговой радиосвязи Tetrapol были начаты в 1987 г., когда фирма Matra Communications заключила контракт с французской жандармерией на разработку и ввод в эксплуатацию сети цифровой радиосвязи Rubis. Сеть связи была введена в эксплуатацию в 1994 г. По данным фирмы Matra на сегодняшний день сеть французской жандармерии охватывает более половины территории Франции и обслуживает более 15 тыс. абонентов.

Системы связи стандарта Tetrapol имеют возможность работы в диапазоне частот от 70 до 520 МГц, который в соответствии со стандартом определяется как совокупность двух поддиапазонов: ниже 150 МГц (VHF) и выше 150 МГц (UHF). Большая часть радиоинтерфейсов для систем этих поддиапазонов является общей, различие заключается в использовании различных методов помехоустойчивого кодирования и кодового перемежения.

Скорость передачи информации в канале связи составляет 8000 бит/с.

В связи с тем, что с самого начала стандарт Tetrapol был ориентирован на обеспечение требований правоохранительных органов, в нем предусмотрены различные механизмы обеспечения безопасности связи, направленные на предотвращение таких угроз, как несанкционированный доступ в систему, прослушивание ведущихся переговоров, создание преднамеренных помех, анализ трафика конкретных абонентов и т. п.

В 1997 г. фирма Matra Communications выиграла тендер по созданию системы цифровой радиосвязи для королевской тайландской полиции. Контракт является частью заказа по модернизации полицейской радиосети, которая объединит 70 полицейских участков. Предполагается задействование самых современных возможностей системы, включая доступ к централизованной базе данных, электронную почту, сквозное шифрование информации, местоопределение. Имеются также сведения о развертывании нескольких систем в двух других странах юго-восточной Азии, а также в интересах полиции Мехико.

Система iDEN

Технология iDEN (integrated Digital Enhanced Network) была разработана компанией Motorola в начале 90-х годов. Первая коммерческая система на базе этой технологии была развернута в США компанией NEXTEL в 1994 г.

С точки зрения статуса стандарта iDEN можно охарактеризовать как корпоративный стандарт с открытой архитектурой. Это означает, что компания Motorola, сохраняя за собой все права по модификации системного протокола, предоставляет вместе с тем лицензии на производство компонентов системы различным производителям.

Данный стандарт разрабатывался для реализации интегрированных систем, обеспечивающих все виды подвижной радиосвязи: диспетчерской связи, мобильной телефонной связи, передачи текстовых сообщений и пакетов данных. Технология iDEN ориентирована на создание корпоративных сетей крупных организаций или коммерческих систем, предоставляющих услуги как организациям, так и частным лицам.

Система iDEN выполнена на базе технологии МДВР. В каждом частотном канале шириной 25 кГц передается 6 речевых каналов. Это достигается путем разбиения кадра длительностью 90 мс на временные интервалы по 15 мс, в каждом из которых передается информация своего канала.

В стандарте используется стандартный для Америки и Азии частотный диапазон 805-821/855-866 МГц. IDEN имеет самую высокую спектральную эффективность среди рассматриваемых стандартов цифровой транкинговой связи, он позволяет разместить в 1 МГц до 240 информационных каналов. Вместе с тем, размеры зон покрытия базовых станций (ячеек) в системах iDEN меньше, чем в системах других стандартов, что объясняется малой мощностью абонентских терминалов (0,6 Вт - для портативных станций и 3 Вт - для мобильных).

Первая коммерческая система, развернутая в 1994 г. компанией NEXTEL, в настоящее время является общенациональной и насчитывает около 5500 сайтов и 2,7 млн. абонентов. В США имеется другая сеть, оператором которой является компания Southern Co. Сети iDEN развернуты также в Канаде, Бразилии, Мексике, Колумбии, Аргентине, Японии, Сингапуре, Китае, Израиле и других странах. Общее число абонентов iDEN в мире на сегодня превышает 3 млн. человек.

В России системы iDEN не развернуты и нет сведений о разработках проектов сетей данного стандарта.

.2 Операторы многозоновых транкинговых сетей

АМТ. Это один из первых коммерческих операторов радиотелефонной связи в России. Сеть АМТ стандарта MPT-1327 построена на базе оборудования фирмы Nokia. В зону ее действия входят территория Москвы и Московской области на расстоянии до 50 км от МКАД, а также подмосковные города Солнечногорск, Дубна и их окрестности. Услуги компании рассчитаны как на индивидуальных потребителей (радиотелефоны), так и на корпоративных заказчиков (виртуальные ведомственные сети радиосвязи). В системе используются дуплексные и полудуплексные радиостанции. Кроме голосовой связи поддерживается передача данных. Имеется полноценный выход в телефонную сеть общего пользования, обеспечивается роуминг с регионами.

АСВТ («Русалтай»). Сеть «Русалтай» построена на основе оборудования Actionet фирмы Nokia. Ведущая базовая станция располагается на Останкинской башне, а 10 других развернуты в Московской области, чтобы обеспечить ее полное покрытие и частичное покрытие прилегающих районов. Пока услуги сети позиционируются как радиотелефонные, то есть клиент получает радиотелефон с прямым московским номером. Однако, в отличие от сотового телефона, предоставляемое компанией абонентское устройство способно работать и в полудуплексном режиме, который используется в транкинге для групповой связи. В сети «Русалтай» применяется не поминутный (как в сотовой связи), а посекундный биллинг, что при аналогичной стоимости эфирного времени позволяет абонентам существенно сокращать затраты.

«РадиоТел». Этот крупнейший оператор транкинговой связи на Северо-Западе, да и в России, входит в группу «Телекоминвест». Компания «РадиоТел» - единственный петербургский оператор мобильной связи, обеспечивающий построение иерархических систем связи для корпоративных пользователей, транкинговую связь с возможностью выхода в ГТС, экстренную связь со «Скорой помощью» (03), дежурными службами администрации города и Управления по делам гражданской обороны и чрезвычайных ситуаций. В зону охвата сети «РадиоТел» входит весь Петербург и ближайшие пригороды. Терминальное оборудование производится и поставляется корпорациями Ericsson и Maxon. В начале 1996 года компания создала собственную диспетчерскую службу «Петербургское такси 068», в настоящее время обслуживающую в городе более 50% вызовов такси по телефону.

В 1999 году по заказу одной из петербургских топливных фирм «РадиоТел» разработал проект «Передача данных для приема платежей по пластиковым картам основных платежных систем». Созданная система многофункциональна и позволяет решать несколько проблем, в том числе задачу обеспечения безопасности транзакций.

В 1999 году «РадиоТел» стал победителем тендера на организацию транкинговой связи для службы «Скорой медицинской помощи» и поставил ей 350 единиц оборудования. Сегодня каждая машина «Скорой помощи» в Петербурге радиофицирована этой компанией.

«МТК-Транк». Сеть «МТК-Транк» построена на основе оборудования SmartZone фирмы Motorola. Шесть сайтов обеспечивают уверенную связь в столице и на расстоянии не менее 10 км от МКАД для портативных и не менее 50 км от МКАД для автомобильных радиостанций. Сеть ориентирована на коллективных пользователей (организации), для которых характерны высокая мобильность персонала и произвольное распределение сотрудников по территории Москвы и области. Каждому клиенту выделяется собственная виртуальная сеть. Групповые и персональные вызовы осуществляются по всей зоне радиопокрытия с любой абонентской радиостанции без дополнительных манипуляций и переключений. Имеются возможности установления связи вне зоны покрытия сети в режиме talk-arround (прямой канал), а также выхода с абонентской станции в телефонную сеть общего пользования.

«РадиоЛизинг». Это первый в Москве оператор коммерческой транкинговой сети. Под торговой маркой Translink объединены несколько сетей:

локальные сети в диапазоне 160 МГц (на "прямых" симплексных каналах);

псевдотранкинговая сеть SmarTrunk II (с 1992 года);

многозоновая транкинговая сеть МРТ-1327, построенная на базе оборудования Fylde Microsystems.

В настоящее время работают пять базовых станций (22 канала), которые поддерживают уверенную связь в пределах 50 км от МКАД.

«Регионтранк». Компания предоставляет услуги радиотелефонной связи в Москве и Московской области, а также в регионах Центральной России. Первая из сетей связи на основе протокола ESAS, работающая в диапазоне 800 МГц, была введена в строй в 1997 году. Сейчас в Москве размещено шесть базовых станций, что обеспечивает уверенный прием в черте города для портативных абонентских станций и в ближнем Подмосковье - для автомобильных устройств. Отличительной особенностью услуг «Регионтранка» является разработка профессиональных бизнес-решений, в которых учитываются особые требования заказчиков. Например, для крупного московского таксопарка создан программно-аппаратный комплекс «Диспетчерская служба такси».

«Центр-Телко». Городская интегрированная система радиотелефонной связи «Система Транк» развернута в соответствии с постановлением правительства Москвы от 29 октября 1996 года. Сеть построена на основе оборудования EDACS, благодаря чему обеспечиваются высокая защищенность каналов связи и надежность работы системы в любых экстремальных ситуациях. Четыре базовые станции поддерживают функционирование портативных станций в Москве и ближайшем Подмосковье (4-7 км от МКАД), а автомобильных - в пределах 50 км от МКАД. Помимо традиционных для сетей радиосвязи сервисов в сети «Система Транк» предоставляются услуги передачи цифровых данных и определения местонахождения объектов.

2. Перспективы развития транкинговой радиосвязи

Краткий сравнительный анализ данных стандартов цифровой транкинговой радиосвязи по основным рассмотренным критериям позволяет сделать определенные выводы о перспективности их развития, как в мире, так и в России.

Стандарт EDACS практически не имеет перспектив развития. По сравнению с другими стандартами, он имеет меньшую спектральную эффективность и менее широкие функциональные возможности. Компания Ericsson не планирует расширять возможности стандарта и практически свернула производство оборудования.

Стандарт iDEN не предусматривает многих специальных требований, а также, несмотря на высокую спектральную эффективность, ограничен необходимостью использования диапазона 800 МГц. Вероятно, что системы данного стандарта имеют определенный потенциал и будут еще развертываться и эксплуатироваться, в особенности в Северной и Южной Америке. В других регионах перспективы развертывания систем данного стандарта выглядят сомнительными.

Стандарты TETRA и APCO 25 обладают высокими техническими характеристиками и широкими функциональными возможностями, включая выполнение специальных требований силовых структур, имеют достаточную спектральную эффективность. Самым главным доводом в пользу этих систем является наличие статуса открытых стандартов.

В то же время, большинство экспертов склоняется к мнению, что рынок цифровой транкинговой радиосвязи будет завоеван стандартом TETRA. Данный стандарт пользуется широкой поддержкой большинства крупных мировых производителей оборудования и администраций связи различных стран. Последние события на отечественном рынке профессиональной радиосвязи позволяют сделать вывод, что и в России данный стандарт получит наиболее широкое распространение.

В настоящее время завершается разработка второй стадии стандарта (TETRA Release 2 (R2)), направленной на интеграцию с мобильными сетями 3-го поколения, кардинальное увеличение скорости передачи данных, переход от специализированных SIM-карт к универсальным, дальнейшее увеличение эффективности сетей связи и расширение возможных зон обслуживания.

.1 Обзор проектов транкинговой радиосвязи в Европе

Многие европейские страны сделали свой выбор в пользу цифровых транкинговых стандартов для сетей профессиональной радиосвязи. В этой статье сделан краткий обзор реализованных и реализуемых проектов в Европе.

Великобритания уже начала внедрять и применять проекты на основе технологии TETRA. Команда проекта радиосети для служб общественной безопасности (Public Safety Radio Communication Project) создала сеть TETRA для полиции Великобритании. Несмотря на то, что эта сеть первоначально была создана для использования полицией, руководители проекта надеются, что вскоре пожарные бригады и бригады "скорой помощи" тоже присоединятся к числу ее пользователей. Сеть поддерживается специально созданной компанией-оператором Airwave.

Финляндия начала работать над сетью стандарта TETRA национального масштаба в 1998 г. Первая фаза проекта была запущена в эксплуатацию в январе 2001 г., и сейчас сеть действует почти на всей территории Финляндии. На данный момент сеть VIRVE используется различными пользователями, включающими полицию, пожарных, службу "скорой помощи", пограничные службы, службы береговой охраны и вооруженные силы.

Проект С2000 реализуется в Нидерландах. Сеть предназначена в основном для полиции, пожарных, службы "скорой помощи" и прочих общественных служб. Полное завершение строительства ожидается в 2004 г. Общее число базовых станций будет около 400. Ожидаемое число пользователей сети - 80 тыс.

Бельгия поддерживает проект под названием ASTRID (All-round Semi-cellular Trunking Radiocommunication system with Integrated Dispatchings). Так же как и С2000 в Нидерландах, этот проект имеет целью создание национальной сети TETRA. Планируемая сеть, в основном, предназначена для использования местной и федеральной полицией, пожарными, службой госбезопасности, службой "100" (Министерство здравоохранения) и обычными пользователями. Внедрение сети началось в 1998 г. Первоначальной целью было достижение национального радиопокрытия к концу 2003 г., однако проектирование сети затянулось. Основной причиной называются сложности в получении разрешений на установку мачт и антенных устройств.

Учитывая федеральную структуру Германии и разделение ответственности на национальном и региональном уровнях, процесс принятия решения о создании национальной сети был сложным и длительным. В 1996 г. власти различных регионов решили, что это будет цифровая сеть, основанная на европейском стандарте. Они, однако, не определили, какой именно стандарт должен использоваться. Вскоре после принятия этого решения в Берлине был создан первый пилотный проект на основе стандарта TETRA. Последующие отчеты рекомендовали устроить процедуру тендера для национальной сети на основе того же стандарта. Также сеть TETRA была создана в регионе Aachen. Эта сеть является частью так называемого "пилотного проекта трех стран" (Three Countries Trial). В рамках этого проекта оценивается эффективность сети TETRA при использовании ее несколькими государствами. Страны, вошедшие в этот проект: Бельгия, Германия и Нидерланды. Сети TETRA этих стран были объединены между собой для проведения тестирования.

Австрия, Италия, скандинавские страны, Ирландия (перечислены не все) также начали реализацию проектов сетей профессиональной радиосвязи на основе TETRA. Был организован совещательный орган, состоящий из представителей 13 стран, для обмена опытом, для выработки совместной позиции и оказания влияния на производителей, для решения частотных вопросов и для взаимной помощи. Представители совещательного органа провозгласили периодичность собраний два раза в год. Председателем органа является представитель Нидерландов.

Однако не все европейские страны остановили свой выбор на стандарте TETRA. Например, стандарт TETRAPOL, разработанный французской компанией MatraCommunications, был выбран для внедрения полицией Франции.

Также некоторое число небольших локальных сетей TETRA были реализованы в Испании, Чехии и Швейцарии.

2.2 Обзор перспектив развития транкинговой радиосвязи в России

Ведущей компанией на рынке транкинговой радиосвязи в России является ОАО "Тетрасвязь", образованное в 2004 году. «Тетрасвязь» предоставляет полный комплекс услуг по созданию сетей профессиональной цифровой радиосвязи TETRA от проектирования до запуска в эксплуатацию, включая предоставление услуг на базе существующих сетей.

"Тетрасвязь" - ведущий российский системный и сетевой интегратор, федеральный оператор услуг на базе систем ГЛОНАСС/TETRA по географии и числу абонентов, обладающий большим опытом и широкими возможностями по реализации масштабных телекоммуникационных проектов, собственными решениями для различных сегментов рынка. В 2007 году вошла в консорциум ATGroup. Зона профессионального присутствия охватывает 40 регионов, более 70 городов РФ. Головной офис находится в Москве, региональные представительства - в Санкт-Петербурге, Краснодаре, Нижнем Новгороде.

8 апреля в Москве состоялась Международная конференция «Проблемы модернизации телекоммуникационной инфраструктуры России и внедрение перспективных радиотехнологий», организованная Министерством связи и массовых коммуникаций РФ. Основной темой, вынесенной на обсуждение в ходе конференции, стала оценка современного состояния радиосвязи как важнейшего элемента инфраструктуры России, перспективы и направления ее дальнейшего развития.

На конференции с докладами выступили представители Минкомсвязи, территориальных управлений Роскомнадзора, научно-исследовательских и проектных институтов, организаций радиочастотной службы, компаний-лидеров телекоммуникационной отрасли, таких, как «Связьинвест», МТС, «Вымпелком», Motorola. Большой интерес аудитории вызвал доклад о современном состоянии и перспективах развития цифровой транкинговой радиосвязи в России, представленный федеральным оператором услуг профессиональной радиосвязи компанией «Тетрасвязь». Речь в докладе шла об европейском стандарте TETRA, который обладает рядом технологических и функциональных преимуществ по сравнению с сетями общего пользования и американским стандартом транкинговой связи APCO 25. На основе стандарта разрабатываются комплексные системы безопасности и управления как в мегаполисах, так и в российских регионах. При активном участии и внешнем контроле государственных организаций сети TETRA строятся в Московской, Владимирской, Курской областях, в Сочи - к Олимпиаде-2014, Владивостоке - к саммиту АТЭС-2012 для обеспечения эффективного взаимодействия правоохранительных служб

Как отмечается в докладе, реализация концепции развития стандарта TETRA в России до 2015 года связана с рядом ключевых факторов. Во-первых, симбиоз с российской системой ГЛОНАСС открывает новые перспективы использования TETRA как надежной транспортной среды в системах спутникового мониторинга, управления и диспетчеризации для экстренных служб и силовых ведомств. Во-вторых, обеспечение плавного перехода сетей на стандарт нового поколения TETRA-2 по мере появления релиза на рынке. В-третьих, постепенное создание объединенного пространства TETRA в России, формирующего зону безопасной жизнедеятельности в национальном масштабе.

Усиливается внимание со стороны государства к перспективным инвестиционным проектам в области телекоммуникаций, многие из которых связаны с такими масштабными имиджевыми мероприятиями, как, например, первая российская Зимняя Олимпиада и международный саммит стран Азиатско-Тихоокеанского региона.

Заключение

На рынке страны представлены практически все стандарты транкинговой подвижной радиосвязи, существующие на сегодня во всем мире. Россия - страна телекоммуникационных контрастов, и их надо устранять, если мы собрались занять прочные позиции на мировом рынке высоких телекоммуникационных технологий. Но, несмотря на все недостатки, отечественная индустрия высоких технологий демонстрирует неплохие 25-процентные темпы ежегодного прироста. Инвестирование денег в связь - это перспективные вложения в бизнес.

Развитие транкинговой радиосвязи незаслуженно (и не без помощи операторов сотовой радиосвязи) не получило должного роста в Российской Федерации в прошедшее десятилетие. Многие руководители, не понимая правильно разницу, сопоставляют профессиональную транкинговую радиосвязь с сотовой, и если речь заходит о стоимости абонентского оборудования (которая в два-три раза превышает стоимость абонентского оборудования мобильной радиосвязи), побеждает в итоге сотовая радиосвязь. Остается без внимания, что подвижная транкинговая радиосвязь - это, прежде всего, оперативная радиосвязь, где простым нажатием одной или нескольких клавиш происходит соединение абонентов.

Множество и других преимуществ у транкинговой радиосвязи перед сотовой: передача данных, безопасность связи, возможность проводить конференц-радиосвязь, нет беспокойства за трафик, так как зачастую плата (если это выделенная, коммерческая, сеть) проходит лишь абонентская, без учета трафика.

Нынешняя редакция Федерального закона Российской Федерации "О связи" предусматривает создание систем связи "двойного назначения". Однако о создании межведомственных систем радиосвязи в данной редакции умалчивается.

Государство, в собственности которого находится частотный диапазон, должно повлиять на развитие и модернизацию транкинговых сетей связи, вплоть до создания федеральных транкинговых сетей подвижной радиосвязи, выступить рефери в создании межведомственных систем транкинговой подвижной радиосвязи.

Список использованных источников

1.Шлома А.М., Бакулин М.Г. «Новые алгоритмы формирования и обработки сигналов в системах подвижной связи» [Текст] Горячая Линия - Телеком, 2008г.- 344с.

.Аннабел З.Д. «Мир телекоммуникаций. Обзор технологий и отрасли» [Текст] Олимп-Бизнес, 2002г.- 400с.

.Довгий С.С. «Современные телекоммуникации. Технологии и экономика» [Текст] Эко-Трендз, 2003г.- 320с.

.Шахгильдяна В.В. «Радиопередающие устройства: учебник для вузов» [Текст] Радио и связь, 2003г.- 560с.

.Катунин, Г.В. Мамчев, В. Н. «Телекоммуникационные системы и сети. Том 2. Радиосвязь, радиовещание, телевидение. Учебное пособие» [Текст] Горячая линия - Телеком, 2004г.- 672 с.

.Попов О.Б., Рихтер С.Г. «Цифровая обработка сигналов в трактах звукового вещания» [Текст] Горячая линия - Телеком, 2007г.- 341с.

.Мамчев Г.В. «Основы радиосвязи и телевидения. Учебное пособие для вузов» [Текст] Горячая линия-Телеком, 2007г.- 416 с.

.Мамаева Н.С. «Системы цифрового телевидения и радиовещания» [Текст] Горячая линия - Телеком, 2007г.- 254 с.

.Галкин В.А., Григорьев Ю.А. «Учебное пособие для вузов, по спец. "Информатика и вычислительная техника"» [Текст] "МГТУ им. Баумана" - 608 с.

.Крухмалев В.В., Гордиенко В.Н. «Основы построения телекоммуникационных систем и сетей» [Текст] М: BHV, 2005г. - 325 с.

Приложение 1

транкинговый радиосвязь оператор tetra

Обобщенные сведения о системах стандартов EDACS, TETRA, APCO 25, Tetrapol, iDEN и их технические характеристики

№ п/пХарактеристика стандарта (системы) связиEDACSTETRAAPCO25TetrapolIDEN1Разработчик стандартаEricsson (Швеция)ETSIAPCOMatra Communications (Франция)Motorola2Статус стандартакорпоративныйоткрытыйоткрытыйкорпоративныйкорпоративный с открытой архи- тектурой3Основные производители радиосредствEricssonNokia, Motorola, OTE, Rohde&SchwarzMotorola, E.F.Johnson Inc., Transcrypt, ADI LimitedMatra, Nortel,CS TelecomMotorola4Возможный диапазон рабочих частот, МГц138-174; 403-423; 450-470; 806-870138-174; 403-423; 450-470; 806-870138-174; 406-512; 746-86970-520805-821/ 855-8665Разнос между частотными каналами, кГц25; 12,5 (передача данных)812,5; 6,2512,5; 10256Эффективная полоса частот на один речевой канал, кГц256,2512,5; 6,2512,5; 104,1677Вид модуляцииFMp/4-DQPSKC4FM (12,5 кГц) CQPSK (6,25 кГц)GMSK (BT=0,25)M16-QAM8Метод речевого кодирования и скорость речепреобразованияадаптивное многоуровневое кодирование (преобразование 64Кбит/с и компрессия до 9,2 Кбит/с)CELP (4,8 Кбит/с)IMBE (4,4 Кбит/с)RPCELP (6 Кбит/с)VSELP (7,2 Кбит/с)9Скорость передачи информации в канале, бит/с96007200 (28800 - при передаче 4-х информационных каналов на одной физичекой частоте)960080009600 (до 32К при передаче данных в пакетном режиме)10Время установления канала связи, с0,25 (в однозоновой системе)0,2 с - при индив. вызове (min); 0,17 с - при групповом вызове (min)0,25 - в режиме прямой связи; 0,35 - в режиме ретрансляции; 0,5 - в радио- подсистемене более 0,5не более 0,511Метод разделения каналов связиЧастотный метод доступа к каналам связиМножественный доступ с временным разделением каналов (с использованием частотного разделения в многозоновых системах)Частотный метод доступа к каналам связиЧастотный метод доступа к каналам связиМножественный доступ с временным разделением каналов12Вид канала управлениявыделенныйвыделенный или распределенный (в зависимости от конфигурации сети)выделенныйвыделенныйВыделенный или распре- деленный (в зависимости от конфигурации сети)13Возможности шифрования информациистандартный фирменный алгоритм сквозного шифрования1) стандартные алгоритмы; 2) сквозное шифрование4 уровня защиты информации1) стандартные алгоритмы; 2) сквозное шифрованиенет сведений

Приложение 2

Функциональные возможности, предоставляемые системами стандартов цифровой транкинговой радиосвязи

№ п/пФункциональные возможности системы связиEDACSTETRAAPCO25TetrapolIDEN1Поддержка основных видов вызова (индивид., групповой, широковещ.)+++++2Выход на ТФОП+++++3Полнодуплексные абонентские терминалы++--+4Передача данных и доступ к централизованным базам данных+++++5Режим прямой связи++++н/с6Автоматическая регистрация мобильных абонентов+++++7Персональный вызов-++++8Доступ к фиксированным сетям IP+++++9Передача статусных сообщений+++++10Передача коротких сообщений-++++11Поддержка режима передачи данных о местоположении от системы GPS++н/с+н/с12Факсимильная связь-++++13Возможность установки открытого канала-+н/с+-14Множественный доступ с использованием списка абонентов-++++15Наличие стандартного режима ретрансляции сигналовн/с+++н/с16Наличие режима «двойного наблюдения»-+н/с+н/с

Приложение 3

Выполнение специальных требований к системам радиосвязи служб общественной безопасности

№Специальные услуги связиEDACSTETRAAPCO25Tetrapol1Приоритет доступа++++2Система приоритетных вызовов++++3Динамическая перегруппировка++++4Избирательное прослушивание++++5Дистанционное прослушивание-+н/с+6Идентификация вызывающей стороны++++7Вызов, санкционированный диспетчером++++8Передача ключей по радиоканалу (OTAR)-+++9Имитация активности абонентов---+10Дистанционное отключение абонентан/с+++11Аутентификация абонентовн/с+++

Приложение 4

Проекты ТЕТРА в России

Регион обслуживанияЗаказчикПроизводитель сетевой инфраструктуры, системаПроизводитель абонентского оборудованияо. ВалаамРусская православная церковьMotorola, Compact TETRAMotorolaЛенинградская областьЛенинградская АЭСMotorola, Compact TETRAMotorolaг. Междуреченск, Кемеровская областьУгольная компания "Южный Кузбасс"Rohde&Schwarz Bick Mobilfunk , ACCESSNET-TSepura Nokiaг. Нижний НовгородГлавное управление дорожного и транспортного хозяйства Нижегородской областиRohde&Schwarz Bick Mobilfunk, ACCESSNET-TSepura, Motorolaг. НоябрьскОАО "Сибнефть" ("Ноябрьскнефтегаз" и Омский НПЗ)Rohde&Schwarz Bick Mobilfunk, ACCESSNET-TSepura, Motorola, Nokiaг. Санкт-ПетербургЗАО "РадиоТел"Nokia, TBS400Nokia, Motorola

В процессе установки (заключение контракта)

Регион обслуживания ЗаказчикПроизводитель сетевой инфраструктуры, системаПроизводитель абонентского оборудованияБалтийский нефтепровод (Ярославль-Приморск)Компания "Транснефть"OTE , ElettraOTEг. МоскваМинистерство обороныRohde&Schwarz Bick Mobilfunk, ACCESSNET-TSepura, MotorolaОмская областьОАО "Сибнефть" (Омский НПЗ)Rohde&Schwarz Bick Mobilfunk, ACCESSNET-TSepura, Motorola, NokiaКалининградская областьМинистерство обороныRohde&Schwarz Bick Mobilfunk, ACCESSNET-TSepura, MotorolaСамарская область ("Средняя Волга")ФСК ЕЭСOTE, ElettraOTEСвердловская областьМПС Свердловская ж/дRohde&Schwarz Bick Mobilfunk, ACCESSNET-TSepuraТульская областьЧерепетская ГРЭСMotorola, Compact TETRAMotorolaСеверо-Западный регион России"Транснефть"OTE, Elettra,OTE, SepuraМетрополитен Санкт-ПетербургаМинистерство транспортаOTE. ElettraOTEПоволжский регион"Газпром"OTEOTEН.НовгородГУДТХMotorolaMotorolaМоскваАМТOTE, ElettraNokiaМетрополитен г. КазаньМинистерство транспортаMotorolaMotorola

Транскрипт

1 ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО СВЯЗИ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Санкт Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича» «Архангельский колледж телекоммуникаций (филиал) Санкт Петербургского государственного университета телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича» Энергоснабжение телекоммуникационных систем Программа, контрольное задание и методические указания по его выполнению для студентов заочной формы обучения по специальностям: 70- Средства связи с подвижными объектами; 709- Многоканальные телекоммуникационные системы; 7 -Радиосвязь, радиовещание и телевидение; 73 -Сети связи и системы коммутации. Архангельск 03

2 Электроснабжение телекоммуникационных систем. Рабочая программа. Контрольное задание для студентов заочного отделения. Составил: Попова О.М. АКТ (филиал) СПбГУТ, Архангельск. 03. Рассмотрено и рекомендовано цикловой комиссией Общепрофессиональных дисциплин Архангельского колледжа телекоммуникаций (филиал) СПбГУТ им. проф. М.А. Бонч Бруевича. Архангельский колледж телекоммуникаций (филиал) Санкт Петербургского государственного университета телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч Бруевича, 03. Усл. печ. л. 0,44

3 Пояснительная записка Предмет «Энергоснабжение телекоммуникационных систем» - обязательная дисциплина в цикле общепрофессиональных дисциплин для специальностей: 709 Многоканальные телекоммуникационные системы, 7 Радиосвязь, радиовещание и телевидение, 73 Сети связи и системы коммутации, 70 Средства связи с подвижными объектами. Целью изучения данной дисциплины является теоретическая и практическая подготовка студентов в области энергоснабжения телекоммуникационных систем в такой степени, чтобы они могли обеспечить грамотную эксплуатацию устройств электропитания, своевременно обнаружить и устранить неисправности, восстановить работу оборудования электропитания, оценить эффективность и энергоёмкость оборудования электропитающей установки. В результате освоения дисциплины обучающийся должен знать: источники электрической энергии для питания различных устройств, используемых в организациях связи, электроснабжение и системы электропитания организаций связи. должен уметь: контролировать режимы работы электропитающей установки, читать структурные схемы, применять знания на практике, осуществлять мониторинг работоспособности бесперебойных источников питания. В целях изучения учебного материала предусмотрено выполнение одной домашней контрольной работы, самостоятельная работа студентов по учебно-методической карте. Номера учебников, указанные в учебнометодической карте, соответствуют номерам учебников в списке литературы, приведённом в конце методических указаний..

4 Учебно-методическая карта дисциплины «Энергоснабжение телекоммуникационных систем» Наименование разделов и тем Количество часов обзор ные лабора торные само стоят. работа Раздел. Общие сведения об электропитании устройств связи Тема. Современное состояние устройств электропитания. Виды источников энергии Тема. Трёхфазная система 0. Раздел. Автономные источники питания Тема.. Аккумуляторы Тема. Непосредственные преобразователи энергии Раздел 3 Электромагнитные устройства электропитания Тема 3. Электрические реакторы Учебная литература индекс стр Тема 3. Трансформаторы Раздел 4. Выпрямление переменного тока Тема 4. Схемы выпрямителей Тема 4. Работа выпрямителя на различные виды нагрузок Тема 4.3 Управляемые выпрямители 0. Раздел. Преобразователи напряжения

5 Тема. Сглаживающие фильтры 0. Тема. Преобразователи напряжения Раздел 6. Стабилизаторы напряжения и тока Тема 6. Параметрические стабилизаторы напряжения и тока Тема 6. Компенсационные стабилизаторы постоянного напряжения Тема 6.3 Компенсационные стабилизаторы с импульсным регулированием Раздел 7. Выпрямительные устройства Тема 7. Источники вторичного электропитания Тема 7. Выпрямительные устройства с бестрансформаторным входом Раздел 8. Система электроснабжения предприятия связи Тема 8. Энергоснабжение предприятий связи Тема 8. Коррекция коэффициента мощности Раздел 9. Электропитание аппаратуры предприятий связи

6 Тема 9. Системы электропитания аппаратуры связи Тема 9. Система бесперебойного питания постоянного тока Тема 9.3 Система бесперебойного питания переменного тока Раздел. Электроустановка предприятия связи Тема. Электропитание аппаратуры (по специальности) Специальность 70 Электропитание аппаратуры средств связи с подвижными объектами Специальность 709 Электропитание аппаратуры НУП и НРП Специальность 7 Электропитание аппаратуры систем радиосвязи и вещания Специальность 73 Электропитание аппаратуры АТС Тема. Система контроля и управления оборудованием электроустановок Тема.3 Безопасность электроснабжения. Заземление Тема.4 Расчёт и выбор оборудования электроустановок бесперебойного питания Всего по дисциплине 8 36

7 РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ «ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЕ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ СИСТЕМ» Раздел Общие сведения об электропитании устройств связи Тема. Современное состояние устройств электропитания. Виды источников энергии Введение. Сущность, роль и место дисциплины в процессе подготовки к профессиональной деятельности. Цель и задачи развития энергетики, электроники и техники связи. Перспективы развития электропитания. Первичные источники энергии, их применение. Вторичные источники энергии, их применение. Тема. Трёхфазная система Получение трёхфазного тока. Соединение фаз генератора и потребителя звездой. Соединение фаз генератора и потребителя треугольником. В результате изучения раздела студент должен знать: основные источники электроснабжения, соотношение между фазными и линейными значениями напряжений и токов при различных схемах соединениий. Раздел Автономные источники питания Тема. Аккумуляторы Свинцово-кислотные аккумуляторы, классификация, конструкция. Работа свинцового аккумулятора. Электрические параметры свинцового аккумулятора Особенности эксплуатации аккумуляторов. Современные типы аккумуляторов. Лабораторная работа «Изучение конструкции аккумулятора» Тема. Непосредственные преобразователи энергии Гальванические элементы. Термоэлектрические генераторы. Солнечные батареи. Атомные батареи. В результате изучения раздела студент должен иметь представление: об источниках энергии постоянного тока, об области применения этих источников; знать: конструкцию аккумуляторов, основные

8 электрические характеристики аккумуляторов, особенности их эксплуатации; уметь: расшифровать условное обозначение аккумуляторов. Раздел 3 Электромагнитные устройства электропитания Тема 3. Электрические реакторы Магнитопровод. Магнитные материалы. Дроссели. Тема 3. Трансформаторы Принцип действия трансформатора, классификация трансформаторов. Режимы работы трансформатора. Конструкция силовых однофазных трансформаторов. Трёхфазные трансформаторы. Лабораторная работа «Исследование работы однофазного трансформатора» В результате изучения раздела 3 студент должен иметь представление: о классификации трансформаторов, об устройстве и назначении дросселей и трансформаторов; знать: принцип действия трансформатора, особенности конструкции трёхфазного трансформатора, соотношения между фазными и линейными значениями напряжений и токов при различных схемах соединения обмоток. Раздел 4 Выпрямление переменного тока Тема 4. Схемы выпрямителей Классификация выпрямителей. Основные параметры выпрямителей. Структурная схема выпрямителя. Однофазная однополупериодная схема выпрямления. Однофазная мостовая схема выпрямления. Трёхфазные схемы выпрямления, каскадные схемы выпрямления. Лабораторная работа 3 «Исследование однофазных схем выпрямления» Практическая работа «Расчёт выпрямителя» Тема 4. Работа выпрямителя на различные виды нагрузок Влияние характера нагрузки на режим работы выпрямителя. Особенности работы выпрямителя на ёмкостную нагрузку. Особенности работы выпрямителя на индуктивную нагрузку. Схема умножения напряжения. Работа схем выпрямления на аккумуляторную батарею.

9 Тема 4.3 Управляемые выпрямители Структурная схема управляемого выпрямителя. Способы управления тиристорами. Однофазная схема выпрямления на тиристорах. Трёхфазная мостовая схема выпрямления на тиристорах. Лабораторная работа 4 «Исследование схемы выпрямления на тиристорах» В результате изучения раздела 4 студент должен знать: работу схем выпрямления однофазного и трёхфазного тока; особенности работы управляемых выпрямителей; иметь представление: об особенностях работы выпрямителя на резистивную и реактивную нагрузки; об элементах, используемых в схемах выпрямления. Раздел Преобразователи напряжения Тема. Сглаживающие фильтры Пульсация выпрямленного напряжения, её влияние на работу аппаратуры связи. Требования к сглаживающим фильтрам. Параметры сглаживающего фильтра. Индуктивный, ёмкостной фильтры. Сглаживающие RC-фильтры. Г-образный LC- фильтр. Многозвенный LC сглаживающий фильтр. Резонансные фильтры. Активные сглаживающие фильтры. Лабораторная работа «Исследование свойств сглаживающих фильтров» Тема. Преобразователи напряжения Классификация преобразователей напряжения. Структурная схема преобразователя напряжения. Транзисторные преобразователи напряжения. Тиристорные преобразователи напряжения. Лабораторная работа 6 «Исследование преобразователей напряжения постоянного тока» В результате изучения раздела студент должен иметь представление: о пульсации напряжения, её влиянии на работу аппаратуры, об источниках вторичного электропитания, об использовании инверторов и конверторов; знать: устройство, условия эффективной работы сглаживающих фильтров; работу преобразователей постоянного тока.

10 Раздел 6 Стабилизаторы напряжения и тока Тема 6. Параметрические стабилизаторы напряжения и тока Классификация стабилизаторов. Основные параметры стабилизаторов. Параметрические стабилизаторы постоянного напряжения, тока. Тема 6. Компенсационные стабилизаторы постоянного напряжения Структурные схемы компенсационных стабилизаторов с непрерывным регулированием. Стабилизатор напряжения последовательного типа. Компенсационные стабилизаторы в интегральном исполнении. Тема 6.3 Компенсационные стабилизаторы с импульсным регулированием Классификация импульсных стабилизаторов. Структурная схема импульсного стабилизатора Схемы силовой части импульсного стабилизатора. Двухпозиционный импульсный стабилизатор напряжения постоянного тока. Стабилизатор напряжения с широтно импульсным регулированием тока. Лабораторная работа 7 «Исследование компенсационного стабилизатора постоянного напряжения» В результате изучения раздела 6 студент должен иметь представление: о дестабилизирующих факторах, об элементах, используемых в стабилизаторах; знать: особенности работы стабилизаторов, основные характеристики стабилизаторов. Раздел 7 Выпрямительные устройства Тема 7. Источники вторичного электропитания Общие сведения о выпрямительных устройствах. Структурная схема выпрямительного устройств серии ВУТ. Структурные схемы источников вторичного электропитания со стабилизацией выходного напряжения. Лабораторная работа 8 «Изучение выпрямительного устройства ВУТ» Тема 7. Выпрямительные устройства с бестрансформаторным входом Назначение и технические характеристики ВБВ- 60. Структурные схемы ВБВ. Принципиальная схема выпрямителя ВБВ. Работа силовой части схемы. Стабилизация и регулировка выходного напряжения.

11 Лабораторная работа 9 «Изучение выпрямительного устройства ВБВ» В результате изучения раздела 7 студент должен иметь представление: о номенклатуре ВУТ, ВБВ, об особенности работы выпрямителей с бестрансформаторным входом; знать: структурную схему силовой части выпрямителей, конструкцию, способы стабилизации напряжения, основы технической эксплуатации. Раздел 8 Система электроснабжения предприятия связи Тема 8.Энергоснабжение предприятий связи Электроустановки предприятий связи. Назначение. Состав. Классификация электроприёмников по условиям надёжности электроснабжения. Структурные схемы энергоснабжения потребителей первой и второй категории. Собственные электростанции. Трансформаторные подстанции. Лабораторная работа «Изучение в коммутационно - распределительного оборудования переменного тока» Тема 8. Коррекция коэффициента мощности Коэффициент мощности. Конденсаторная установка. Пассивные корректоры коэффициента мощности. Коррекция коэффициента мощности в ВБВ. В результате изучения раздела 8 студент должен иметь представление: о классификации электроустановок потребителей по условиям электроснабжения, о назначении коррекции коэффициента мощности, способы его повышения; знать: назначение основных элементов электроустановок; уметь: составлять схему электроустановки для конкретной ситуации. Раздел 9 Электропитание аппаратуры предприятий связи Тема 9. Системы электропитания аппаратуры связи Классификация систем электропитания. Буферная система электропитания. Способы улучшения качества питания буферной системы. Безаккумуляторная система электропитания.

12 Тема 9. Система бесперебойного питания постоянного тока Назначение установки и принцип действия СБП. Структурная схема УБП постоянного тока. Устройства электропитания постоянного тока (УЭПС) Лабораторная работа «Исследование устройства бесперебойного электропитания постоянного тока (УЭПС)» Тема 9.3 Система бесперебойного питания переменного тока Классификация источников бесперебойного питания. Источник бесперебойного питания с двойным преобразованием. Выпрямитель преобразователя. Инвертор преобразователя. Недостатки ИБП и способы их устранения. Лабораторная работа «Изучение тиристорного инвертора ИТ-0/» Лабораторная работа 3 «Исследование ИБП переменного тока» В результате изучения раздела 9 студент должен иметь представление: о современных электропитающих установках; знать: системы электропитания аппаратуры связи, режимы работы электропитающих установок, состав и назначение электропитающих установок и установки бесперебойного питания. Раздел Электроустановка предприятия связи Тема. Электропитание аппаратуры (по специальности) Специальность 70. Электропитание аппаратуры средств связи с подвижными объектам Особенности электропитания аппаратуры средств связи с подвижными объектами. Электропитающая установка базовых станций и центра коммутации. Электропитание мобильных телефонов. Специальность 709. Электропитание аппаратуры НУП и НРП Электроустановка обслуживаемого усилительного пункта. Организация дистанционного питания. Схемы и параметры цепей дистанционного питания. Особенности построения электроустановки электропитания НРП ВОЛС. Структурная схема электроустановки на НРП ВОЛС.

13 Специальность 7. Электропитание аппаратуры систем радиосвязи и вещания Электроустановка РРЛ станции. Электроустановка телевизионного центра. Электропитание оборудования радиопередающих центров. Специальность 73. Электропитание аппаратуры АТС Электропитание аппаратуры АТС. Особенности электропитания электронных АТС. Структурная схема электропитания электронной АТС. Тема. Система контроля и управления оборудованием электроустановок Системы электропитания предприятий связи. Основные положения системы. Структура системы контроля и управления. Инфраструктура обмена информацией. Тема.3. Безопасность электроснабжения. Заземление Общие требования безопасности. Функции систем безопасности, зависящие от электроснабжения. Электробезопасность. Пожарная безопасность. Информационная безопасность. Типы систем заземления. Электрическое соединение заземляемых частей оборудования. Защита оборудования от импульсных токов и перенапряжений. Устройства защитного отключения источника. Лабораторная работа 4 «Ознакомление с действующей электроустановкой предприятия связи (по специальности)» Тема.4 Расчёт и выбор оборудования электроустановок бесперебойного питания Исходные данные расчёта. Расчёт и выбор типа аккумулятора. Расчёт и выбор выпрямителей. Расчёт токораспределительной сети постоянного тока. В результате изучения раздела 9 студент должен иметь представление: об электроустановках базовых станций и центра коммутации (специальность 70), об электроустановках предприятий радиосвязи и вещания (специальность 7), об электроустановках электронных АТС (специальность 73), об особенностях организации дистанционного питания на ВОЛС (специальность 709), общие требования и меры электробезопасности; знать: об особенностях электропитания аппаратуры средств связи с подвижными объектами

14 (специальность 70), схемы организации дистанционного питания (специальность 709), особенности электропитания электронных АТС (специальность 73), особенности электропитания предприятий радиосвязи (специальность 7), назначение и типы систем заземления; уметь: выбирать тип и количество выпрямителей, аккумуляторов. Общие указания по выполнению и оформлению контрольных работ Вариант контрольного задания выбирается в соответствии с индивидуальным шифром студентов. Перед выполнением задания следует изучить соответствующие разделы учебника. 3 Ознакомиться с методическими указаниями по выполнению данного контрольного задания. 4 Контрольную работу следует выполнять аккуратно в отдельной тетради в клетку, соблюдая поля. Допустимо выполнять контрольную работу с помощью компьютера в формате А4. При оформлении работы необходимо соблюдать следующие правила: записать полное условие задачи и исходные данные для расчета; расчеты в задачах должны сопровождаться необходимыми краткими пояснениями; формулы, по которым ведется расчёт, должны быть представлены в общем виде, а символы, входящие в формулу, должны быть пояснены; результат расчёта должен быть вычислен с точностью до трёх значащих цифр, не считая нулей впереди них; графическое изображение и условное обозначение элементов схем, должны быть выполнены в соответствии с требованием ГОСТ; рисунки следует нумеровать в порядке их следования и сопровождать подрисуночными надписями; в конце работы следует указать список используемой литературы, издательство, год издания,необходима личная подпись студента и дата выполнения работы; работа высылается на рецензирование в соответствии с учебным графиком.

15 Контрольное задание ЗАДАЧА Начертить схему выпрямителя, указанного для Вашего варианта в таблице и с помощью временных диаграмм пояснить принцип ее работы. Рассчитать заданный выпрямитель по следующим пунктам: Выбрать тип кремниевых диодов. Определить действующие значения напряжения и тока во вторичной обмотке трансформатора. 3 Определить коэффициент трансформации силового трансформатора. 4 Определить коэффициент полезного действия (КПД) выпрямителя. Определить коэффициент пульсации Km. 6 Определить частоту пульсации f основной (первой) гармоники. Данные для расчёта приведены в таблице. Таблица Исходные данные Исходные данные Выпрямленное напряжение U 0, В Выпрямленный ток I 0, А 3 Схема выпрямления Номер варианта Однофазная мостовая Однофазная двухполупериодная с выводом средней точки трансформатора Трехфазная однополупериодная (схема Миткевича), соединение обмоток трансформато ра Трехфазная мостовая (схема Ларионова), соединение обмоток трансформатора 4 Напряжение сети U c, В Частота сети f с, Гц Коэффициент пульсации первой гармоники на нагрузке (на выходе фильтра) К ПВЫХ 0,00 0,00 0,003 0,009 0,004 0,00 0,00 0,003 0,00 0,00

16 Методические указания по решению задачи Прежде чем приступить к решению задачи, следует изучить рекомендованные в тексте программы страницы учебника. Для выбора типа кремниевых диодов необходимо определить обратное напряжение на диоде U ОБР и средний прямой ток через диод I СР. Данные для их расчёта приведены в табл.. Тип кремниевого диода выбирают по табл. 3, исходя из расчетов значений U ОБР и I СР, таким образом, чтобы допустимые значения соответствующих величин для выбранного типа превосходили рассчитанные, U ОБР max >U ОБР; I ПР СР > I СР. Расчёт действующих значений напряжения U и тока I во вторичной обмотке трансформатора определяется по формулам таблицы. 3 Коэффициент трансформации силового трансформатора рассчитывается по формуле: U ктр, () U где U действующее значение фазного напряжения в первичной обмотке трансформатора, принимается равным напряжению сети U C, В; U действующее значение напряжения во вторичной обмотке трансформатора, В (см. п.). 4 Расчёт КПД выпрямителя. Коэффициент полезного действия выпрямителя без учёта сглаживающего фильтра определяется по формуле: Р0, () Р Р Р 0 ТР Д где Р 0= U 0 I 0 активная мощность на нагрузке, Вт; -потери мощности в трансформаторе, Вт; Р ТР Р Д -потери мощности в диодах, Вт. 4. Расчёт потерь мощности в трансформаторе определяется по формуле 3: Р Р, (3) ТР где Р ТР -расчётная мощность трансформатора, определяется по данным таблицы для заданной схемы выпрямителя, Вт; - кпд трансформатора, для расчётов принимается равным 0,8. ТР ТР

17 Таблица Параметры Обратное напряжение на диоде Uобр Среднее значение прямого тока через диод Iср 3 Фазность выпрямителя m 4 Действующее значение напряжения вторичной обмотки трансформатора U Действующее значение тока вторичной обмотки трансформатора I 6 Действующее значение тока первичной обмотки трансформатора I 7 Расчетная мощность трансформатора Ртр однофазная мостовая однофазная двухполупериодная с выводом средней точки трансформатора Схемы выпрямления трёхфазная однополупериодная (-) трехфазная мостовая (-) 7 Uо 3,4 Uо, Uо Uо 0, Io 0, Io 0,33 Io 0,33 Io 3 6, Uо, Uо 0,8 Uо 0,43 Uо Io 0,707 Io 0,8 Io 0,8 Io, Po,34 Po,34 Po Po

18 Таблица 3 Тип диодов U обр max Iпр.ср Uпр.ср Iобр.ср Тип диодов U обр max Iпр.ср Uпр.ср Iобр.ср Д4 Д4А Д4Б Д ДА ДБ Д3 Д3А Д3Б Д3 Д3А Д3Б Д33 Д33Б Д34Б Д4 Д4А Д4Б Д43 Д43А Д43Б Д4 Д4А Д4Б Д46 Д46А Д46Б Д47 Д47Б Д48Б КД0А КД0Г Д30 Д303 Д304 Д30 Д0А Д0Б Д0В Д0Г КД0А КД0В КД0Д КД0Ж КД0К, 3, 0,9 0,9 0, 0,3 0, 0,3 0,8 0,8 0,8,0, КД0М КД0Р КД03А КД03Б КД03В КД03Г КД03Д КД06А КД06Б КД06В КД08А КДА КДБ КДВ КДГ КД3А КД3Б КД3В КД3Г Д6А Д6Б Д0А Д0Б Д0В Д0Г Д0Д Д0Е Д0Ж Д0И Д- Д-6 Д- Д-3 Д-40 В В В0 ДЛ- ДЛ-6 ДЛ- ДЛ-3 ДЛ-40 ВЛ ВЛ ВЛ,,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3 0,7 0,7 0,7 0, 0, 0, 0, 0, 0,0 0,0 4,0 6,0 6,0,0,0,0,0 4,0 4,0 4,0,0 8,9

19 4. Расчёт потерь мощности в диодах зависит от схемы выпрямления: для трёхфазной однополупериодной схемы выпрямления и схемы выпрямления однофазного тока с выводом средней точки трансформатора потери мощности в диодах рассчитываются по формуле 4, Вт: Рд = Uпр.ср Io, (4) где Uпp.cp - допустимое прямое напряжение на выбранном диоде, В (см. таблицу 3). в мостовых схемах выпрямления ток протекает по двум последовательно включённым диодам, поэтому потери мощности в диодах определяются по формуле, Вт: Рд = Uпр.ср Io. () Коэффициент пульсации основной (первой) гармоники на выходе выпрямителя рассчитывается по формуле 6: К П m. (6) 6 Частота пульсации основной (первой) гармоники f,гц определяется по формуле 7: f = m fc, (7) где m число импульсов выпрямленного тока за период (см. табл.); fc - частота сети, Гц. ЗАДАЧА Рассчитать сглаживающий Г - образный LC - фильтр, включенный после выпрямителя, по следующим пунктам: Определить коэффициент сглаживания q. Определить параметры элементов сглаживающего фильтра. 3 Начертить схему рассчитанного Г - образного LC - фильтра, учитывая количество звеньев в фильтре. Данные для расчёта приведены в табл.. Методические указания по решению задачи Расчёт параметров элементов сглаживающего LC - фильтра, включённого на выходе выпрямителя (задача), производится в следующем порядке.. Рассчитать коэффициент сглаживания q по формуле 8: К К q= П ПВЫХ, (8)

20 где Kп - коэффициент пульсации первой гармоники на входе фильтра (на выходе выпрямителя), определяется для заданной схемы выпрямителя по формуле 6; Кп.вых - коэффициент пульсации первой гармоники на выходе фильтра (на нагрузке), см. табл.. По рассчитанному значению q выбирается количество звеньев LC - фильтра. Если q <, то применяется однозвенный LC - фильтр, и в этом случае qзв= q, где qзв - коэффициент сглаживания одного звена LC - фильтра. Если q >, то применяется двухзвенный LC - фильтр. Так как использование однотипных деталей более экономично, чем разнотипных, то в обоих звеньях двухзвенного фильтра включаются одинаковые элементы L и С. В этом случае коэффициент сглаживания каждого звена определяется по формуле 9: qзв q. (9). Рассчитать значения индуктивности и ёмкости сглаживающего фильтра. Одним из условий выбора индуктивности дросселя фильтра является обеспечение индуктивной реакции фильтра на выпрямитель. Минимальное значение индуктивности дросселя, удовлетворяющее этому условию, определяется по формуле, Гн: L U0 (m) m I 3.34 f ДРmin Величина ёмкости фильтра рассчитывается по формуле, мкф: (qзв) С m L ДР min Из таблицы 4 следует выбрать тип конденсатора с номинальной ёмкостью, исходя из рассчитанного значения ёмкости С и номинального напряжения конденсатора U HОM, величина которого определяется по формуле: 0 C () () U ном >, U 0. () Если в таблице 4 на нужное напряжение не окажется конденсатора с рассчитанной ёмкостью, то следует выбрать конденсатор с максимальной номинальной ёмкостью на рассчитанное номинальное напряжение и включить от двух до пяти таких конденсаторов параллельно друг другу. При этом может оказаться, что общая ёмкость пяти параллельно включённых конденсаторов С ОБЩ В несколько раз (...) меньше рассчитанного значения ёмкости фильтра С. Получение расчётного значения ёмкости фильтра путём дальнейшего увеличения количества конденсаторов нецелесообразно, поэтому общую ёмкость С ОБЩ выбранных конденсаторов считают номинальной ёмкостью фильтра.

21 В этом следует величину индуктивности L ДР min следует увеличить во столько же раз, во сколько раз С ОБЩ меньше рассчитанной ёмкости фильтра С, поскольку необходимо соблюсти условие LC = const..3 Изобразить схему сглаживающего фильтра с учётом количества звеньев и числа параллельно включённых конденсаторов в каждом звене фильтра, которые получились в результате Вашего расчёта. Таблица 4 - Конденсаторы с оксидным диэлектриком Тип Номинальное напряжение, В К 0-6, К 0-8 6, К К 0-3А К К, Номинальная емкость, мкф; ; 47; 0; 0; 470; 00; 00; 000 ; ; ; 47; 0; 0; 470; 00; 000 ; 47; ; ; 47; 0; 0; 470; 00; 00; 000 ;,; 4,7; ; 47; 0; 00 ;,; 4,7; ; 0 ;,; 4,7; ; ; 47; 0; ; ; ; ; ; ; 000; 000; ; 000; ; 4700; ; ; 00 ; ; 47; 0; 0; 470 ; ; 47; 0; 0; 470 4,7; ; ; 47; 0; 0,; 4,7; ; ; 47; 0; 0 000; 000; ; ; 000; ; 00; 00; 3300; ; 40; 0; 330; 470; 680; 00; 000; 00 47; 68; 0; 0; 0; 330; 470; 680; 00 47; 68; 0; 0; 0; 330; ; 0; 0; 470; 00; 00; 4700; ; 0; 0; 470; 00; 00; 4700; 000 ; 47; 0; 0; 470; 00; 00 ; 47; 0; 0; 470; 00; 00 ; 47; 0; 0; 470; 00; 00 4,7; ; ; 47; 0; 0 ; ; 4,7; ; ; 47; 0

22 ЗАДАЧА 3 Рассчитать электропитающую установку ЭПУ-60 (ЭПУ-48) по следующим пунктам: Выбрать тип и количество аккумуляторов в батарее, необходимых для аварийного питания нагрузки. Расшифровать обозначение выбранных аккумуляторов. Выбрать тип установки электропитания предприятия связи (УЭПС) и количество выпрямительных устройств типа ВБВ. 3 Рассчитать энергетические параметры выпрямительно-аккумуляторной установки. Данные для расчёта приведены в таблице. Таблица Исходные данные Ток нагрузки I н, А Номинальное напряжение U ном, В Категория электроснабжения Первая потребителя Температура электролита, t o 4 0 Номер варианта Особая группа Первая Особая группа Iк Первая Особая группа Iк Первая Особая группа Iк Первая Особая группа Iк Методические указания к решению задачи 3 Расчёт и выбор аккумуляторной батареи. Расчёт ёмкости аккумуляторной батареи Аккумуляторная батарея обеспечивает электропитание нагрузки в аварийном режиме. Необходимая ёмкость свинцово-кислотной батареи OP Z S (с жидким электролитом), приведённая к нормальным условиям разряда, определяется по формуле 3, А ч: Iнагрtp Qt, (3) [ 0, 008(t 0)]

23 где Q t - расчётная ёмкость батареи в ампер-часах, приведённая к нормальной температуре электролита (0 0 С), А ч; I НАГР ток нагрузки, указанный в исходных данных, А; t р время разряда батареи в часах, зависит от категории электроснабжения: для потребителей особой группы первой категории - часа, для потребителей первой категории-8 часов, ч; -коэффициент отбора ёмкости, зависящий от времени разряда, t р; при t p =ч q =0,94 при t p =8ч q =0,64 t o - фактическая температура электролита, указанная в исходных данных.. Выбор типа аккумулятора. Поскольку аккумуляторная батарея состоит из двух параллельных групп, то получившуюся величину ёмкости необходимо разделить на два. Выбор типа аккумулятора производится по таблице 6. Например, расчётную ёмкость батареи Q t =800А ч делим на два и выбираем аккумулятор типа 6 OP Z S 40 с номинальной ёмкостью Q ном =40А ч. Выбирается аккумулятор, номинальная ёмкость которого должна превышать расчётную. В выбранном типе аккумулятора первое число кода соответствует количеству положительных пластин, буквенное обозначение расшифровывается как «стационарные необслуживаемые аккумуляторы с трубчатыми положительными пластинами», последнее число показывает номинальную ёмкость Q НОМ аккумулятора при -часовом разряде номинальным током..3 Количество элементов в одной группе аккумуляторной батареи определяется по формуле 4: U НОМ n= (4) где U ном =60 (48) - номинальное напряжение на нагрузке, В; номинальное напряжение одного аккумулятора, В.

24 Таблица 6 Тип элемента 3 ОР Z S 0 Ёмкость, А ч Разрядный ток, А часы часы 3 0, 3 0, ОР Z S 00 ОР Z S 0 6 ОР Z S 300 ОР Z S 30 6 ОР Z S 40 7 ОР Z S ОР Z S ОР Z S 800 ОР Z S 00 ОР Z S 00 ОР Z S 00 ОР Z S 87 6 ОР Z S ОР Z S 00 4 ОР Z S Расчёт и выбор установки злектропитания предприятия связи (УЭПС). Расчёт тока нагрузки УЭПС. Выпрямительная установка должна обеспечить питание нагрузки и заряд аккумуляторной батареи после её разряда при отключении

25 электроэнергии. Поэтому суммарный ток ЭПУ (I ЭПУ) должен составлять сумму тока нагрузки (I НАГР) и тока заряда батареи (I ЗАР.). Ток заряда двух группы батареи рассчитывается по формуле, А I ЗАР= 0. Q ном () где Q ном - номинальная ёмкость выбранного аккумулятора, А ч Ток нагрузки выпрямительной установки определяется по формуле6, А I ЭПУ = I НАГР + I ЗАР (6). Из таблицы 7 следует выбрать устройство типа УЭПС-3 или УЭПС-3К на Uном=60В или 48В и величину I ЭПУ с выпрямителями ВБВ (выпрямительные устройства с бестрансформаторным входом). Например, при расчётном токе I ЭПУ =0А,U НОМ =60В выбираем УЭПС-3 60/ М. В выбранном типе УЭПС-3: цифра 60 означает номинальное напряжение, В; цифра 0- максимальный выходной ток при полной комплектации выпрямителями, А; цифры 06- максимальное количество выпрямителей устанавливаемых в устройстве; цифры 06- количество выпрямителей, установленных в устройстве; индекс М- модернизированный. Таблица 7 Тип устройства УЭПС-3 60/ М Выпрямители ВБВ Тип Количество, шт. ВБВ 60/ -3К 6 УЭПС-3 60/300--М УЭПС-3К 60/80-44 УЭПС-3 48/ М УЭПС-3 48/360--М УЭПС-3К 48/0-44 ВБВ 60/ -3К ВБВ 60/0-3К ВБВ 48/30-3К ВБВ 48/30-3К ВБВ48/ -3К Количество выпрямителей (модулей) необходимое для комплектации УЭПС, выбирается из условия 7: I ЭПУ ВУ (7) IВБВ

26 где к ву -число параллельно включённых выпрямительных модулей; I ВБВ максимальный ток одного выпрямителя, А К выбранному рабочему комплекту ВБВ следует добавить одно резервное того же типа. Типы и основные электрические характеристики выпрямителей приведены в таблице 8. Таблица 8 Тип выпрямит еля ВБВ-60/ 3К ВБВ-60/0 3К ВБВ-60/30 К ВБВ- 48/30-3К ВБВ- 48/-3К Основные электрические характеристики Диапазон Максималь Диапазон регулировки ная изменения выходного выходная выходного напряжения, мощность, тока, А В Вт КПД,9 0,9 0,99 40,9 0,9 Коэффициент мощности 0,99 0,98 Примечание: условное обозначение типа выпрямителя, приведённого в таблице 4, расшифровывается следующим образом: ВБВ- выпрямительные устройства с бестрансформаторным входом; цифра в числителе-номинальное выходное напряжение, В; цифра в знаменателе-максимальный ток нагрузки, А; цифра 3(или) номер исполнения; буква К- наличие корректора коэффициента мощности. 3 Расчёт энергетических параметров выпрямительно-аккумуляторной установки. 3. Максимальная потребляемая мощность УЭПС-3 от сети переменного тока, с учётом КПД выпрямительного устройства, рассчитывается по формуле 8, квт: где ВБВ ЭПУ НОМ Р мах = ВБВ - КПД выпрямительного устройства. I U (8)

27 3. Полная мощность, потребляемая установкой от сети переменного тока, рассчитывается по формуле 9, кв А: Р МАХ Р S = cos, (9) где cosφ -коэффициент мощности выбранного типа ВБВ. ЗАДАЧА 4 Начертить электрическую функциональную схему ЭПУ-60 (48) по данным полученным в задаче 3. Указать состав и назначение основного оборудования ЭПУ. 3 Рассмотреть цепи питания нагрузки по схеме ЭПУ. Пояснить, как осуществляется бесперебойное питание аппаратуры связи от ЭПУ: 3. при наличии сети переменного тока (нормальный режим), (для вариантов с по 4); 3. при пропадании сети переменного тока (аварийный режим), (для вариантов с по 7); 3.3 при восстановлении сети переменного тока (послеаварийный режим), назначение (для вариантов с 8 по); Методические указания по выполнению задачи 4 Типовая схема ЭПУ-60 приведена на рисунке. На схеме следует изобразить то количество выпрямительных модулей (ВБВ), которое получилось в результате Вашего расчёта. Типовая схема ЭПУ-48 строится аналогично. На рисунке представлена структурная схема ЭПУ-60, называемая буферной модульной системой электропитания. Особенностью таких систем является параллельное подключение аккумуляторной батареи к выходу выпрямителей и питаемой нагрузке. В состав ЭПУ-60 (48) входят: комплект выпрямительных устройств типа ВБВ, состоящий из К модулей для электропитания аппаратуры связи, заряда и подзаряда аккумуляторной батареи; автоматические выключатели А- А-К для подключения выпрямителей к вводному щиту переменного тока ЩПТА; автоматические выключатели А- А-К для подключения выхода выпрямителей к аккумуляторной батарее и нагрузке; двухгруппная аккумуляторная батарея АБ иаб; автомат (контактор) глубоко разряда АГР для отключения аккумуляторной батареи от аппаратуры при глубоком разряде; батарейные автоматические выключатели АБ, АБ для подключения аккумуляторной батареи к нагрузке;

28 токовые шунты для измерения тока в цепи аккумуляторных батарей Ш и в цепи нагрузок Ш; автоматические выключатели Аn- Аn-m для подключения нагрузки; контроллер для контроля за состоянием выпрямителей, автоматических выключателей, предохранителей; для контроля за напряжением и током аккумуляторной батареи и нагрузки; её отключением при глубоком разряде; температурой окружающей среды; за ёмкостью аккумуляторной батареи, наличием всех трёх фаз питающей сети. При отключении любого из автоматов или срабатывании защиты на дисплее контроллера появляется соответствующая информация. Рисунок - Схема электрическая функциональная ЭПУ-60 Работа ЭПУ В нормальном режиме электропитание аппаратуры связи и непрерывный подзаряд аккумуляторной батареи осуществляется от рабочих ВБВ. Автоматические выключатели А- А-К и А- А-К замкнуты. В аварийном режиме питание аппаратуры осуществляется от разряжающейся аккумуляторной батареи. Для того, чтобы не допустить сульфатации аккумуляторов в результате недопустимого их глубоко разряда,

29 в систему электропитания вводится контактор АГР, отключающий батарею от аппаратуры. При восстановлении электроснабжения выпрямительные устройства обеспечивают питание аппаратуры и заряд аккумуляторной батареи без отключения её от нагрузки. Достоинства буферной модульной системы электропитания: высокое качество вырабатываемой энергии, так как используются сглаживающие стабилизирующие свойства аккумуляторной батареи, подключённой параллельно нагрузке; минимальное количество устройств, входящих в состав ЭПУ, что обеспечивает низкую стоимость и высокую надёжность; высокий КПД, практически равный КПД ВБВ; высокий коэффициент мощности (в случае применения выпрямителей с корректором коэффициент мощности). Список используемых источников: Электропитание устройств и систем телекоммуникаций; Учебное пособие для вузов /В.М. Бушуев, В.А. Деминский, Л.Ф. Захаров и др.- Москва: Горячая линия-телеком, 009. Щедрин, Н.Н. Энергоснабжение телекоммуникационных систем: Учебное пособие для СПО. Учебное пособие для СПО. Москва: УМЦ Федерального агентства связи, 0. Дополнительные источники: Сизых, Г. Н.Электропитание устройств связи [Текст]: учебник для техникумов / Г. Н. Сизых. - Москва: Радио и связь, с. Хиленко, В. И. Электропитание устройств связи [Текст]: учебник / В. И. Хиленко, А. В. Хиленко. - Москва: Радио и связь, с. 3 Материалы сайта завода «Ферроприбор». 4 Материалы сайта НПП ГАММАМЕТ».

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО СВЯЗИ Федеральное государственное образовательное бюджетное учреждение высшего профессионального образования Санкт Петербургский государственный университет телекоммуникаций им.проф.

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЕГАЗОВЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» ИНСТИТУТ КИБЕРНЕТИКИ, ИНФОРМАТИКИ

ГОУ ВПО РОССИЙСКО-АРМЯНСКИЙ (СЛАВЯНСКИЙ) УНИВЕРСИТЕТ Составлен в соответствии с государственными требованиями к минимуму содержания и уровню подготовки выпускников по направлению 210700.62 и Положением

Устройства предназначены для электропитания аппаратуры связи различного назначения номинальным напряжением 24, 48 или 60 В постоянного тока в буфере с аккумуляторной батареей или без нее и представляют

Базовые узлы ИВЭП ИВЭП представляют собой сочетание различных функциональных узлов электроники, выполняющих различные виды преобразования электрической энергии, а именно: выпрямление; фильтрацию; трансформацию

1 Лекции профессора Полевского В.И. Выпрямители синусоидального тока Вольтамперная характеристика электропреобразовательного диода На рис. 1.1. представлена вольтамперная характеристика (ВАХ) электропреобразовательного

Лабораторная работа 1.1а Исследование работы выпрямительного устройства 1 Цель работы 1. Изучение принципов структурного, функционального, схемотехнического построения и функционирования выпрямительных

1. РАСЧЕТ ВЫПРЯМИТЕЛЯ Ц е л ь р а б о т ы: расчет выпрямителя для питания промышленной установки. В качестве исходных данных используются номинальное значение выпрямленного напряжения U d н и выпрямленного

75 Лекция 8 ВЫПРЯМИТЕЛИ (ПРОДОЛЖЕНИЕ) План 1. Введение 2. Однополупериодный управляемый выпрямитель 3. Двухполупериодные управляемые выпрямители 4. Сглаживающие фильтры 5. Потери и КПД выпрямителей 6.

Тема 16. Выпрямители 1. Назначение и устройство выпрямителей Выпрямители это устройства, служащие для преобразования переменного тока в постоянный. На рис. 1 представлена структурная схема выпрямителя,

Общие сведения АНАЛИЗ СХЕМ ВЫПРЯМЛЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ Во многих областях науки и техники требуются источники энергии постоянного тока. Потребителям энергии постоянного тока являются

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.» Кафедра «Радиоэлектроника и телекоммуникации»

Баранов Н.Н., д.т.н., проф. Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Объединенный институт высоких температур РАН, Москва, РФ Крюков К.В., асс. Национальный исследовательский университет

Лабораторная работа 1.3 Исследование энергетических характеристик выпрямительных устройств для питания телекоммуникационного оборудования 1. Цель работы 1.1 Определить наиболее эффективный преобразователь

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ, НАУКИ И МОЛОДЕЖИ РЕСПУБЛИКИ КРЫМ ГОУ СПО «Бахчисарайский колледж строительства, архитектуры и дизайна» Электротехника и электроника методические указания и контрольные задания

ОГЛАВЛЕНИЕ Введение 3 Глава 1. ПРИМЕНЕНИЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ ОСНОВНОЙ СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ 1.1. Предмет преобразовательной техники... 5 1.2.

РАСЧЕТ ВЫПРЯМИТЕЛЕЙ 1.1. Состав и основные параметры выпрямителей Электрический (ВП) предназначен для преобразования переменного тока в постоянный. В общем случае схема ВП содержит трансформатор, вентили,

Лабораторная работа 2 Исследование преобразовательных устройств: инвертора,конвертора в программной среде моделирования электронных схем Electronics Workbench 5.12. Цель работы: Ознакомиться с работой

Тема: Сглаживающие фильтры План 1. Пассивные сглаживающие фильтры 2. Активный сглаживающий фильтр Пассивные сглаживающие фильтры Активно-индуктивный (R-L) сглаживающий фильтр Он представляет собой катушку

Министерство образования и науки Российской Федерации Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н. Ельцина ИЗУЧЕНИЕ ОДНОФАЗНОГО ВЫПРЯМИТЕЛЯ Методические указания по выполнению

ООО Завод «Калининградгазавтоматика» Техническая информация Зарядно-выпрямительные устройства серии SDC Калининград 2014 16 1. ОБЩИЕ ДАННЫЕ Зарядно-выпрямительные устройства (ВЗУ), выпускаемые ООО Завод

Соловьев И.Н., Гранков И.Е. ИНВАРИАНТНЫЙ К НАГРУЗКЕ ИНВЕРТОР Актуальной, сегодня, является задача обеспечения работы инвертора с нагрузками различных типов. Работа инвертора с линейными нагрузками достаточно

Устройства УЭПС-3 (3К) предназначены для электропитания аппаратуры связи различного назначения постоянным током номинального напряжения 24, 48 или 60 В с аккумуляторной батареей или без нее и представляют

Стойки СУЭП-2 предназначены для электропитания аппаратуры связи большой мощности постоянным током номинального напряжения 48 или 60 В. Условное обозначение стоек СУЭП-2: СУЭП-2 ХХ / ХХХ ХХ ХХ ХХ 0 отсутствие

Вариант 1. 1. Назначение, устройство, принцип действия, условное графическое обозначение и вольт-амперная характеристика электровакуумного диода. 2. Назначение и структурная схема выпрямителей. Основные

МЕТОДИЧЕСКОЕ УКАЗАНИЕ 2 системы и технологии» Тема 1. Линейные цепи постоянного тока. 1. Основные понятия: электрическая цепь, элементы электрической цепи, участок электрической цепи. 2. Классификация

7. ВЫБОР ОСНОВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ЭЛЕКТРОПРИВОДА На основании требований, предъявляемых к электроприводу, и анализа результатов предварительной проверки двигателя по производительности, нагреву и обеспечению

Лабораторная работа 1 Источники вторичного питания Целью работы является исследование основных параметров источника вторичного питания электронной аппаратуры на базе однофазного двухполупериодного выпрямителя.

Основы функционирования преобразовательной электронной техники Выпрямители и инверторы ВЫПРЯМИТЕЛИ НА ДИОДАХ Показатели выпрямленного напряжения во многом определяются как схемой выпрямления, так и используемыми

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЯНОЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» Кафедра прикладной химии

Контрольная работа 1 по разделу «Выпрямители» Вариант 1 1. Назовите основные параметры и компоненты выпрямителей. Приведите базовые схемы неуправляемых выпрямителей и поясните их сравнительные отличия

2 3 4 СОДЕРЖАНИЕ стр. 1. ПАСПОРТ ПРОГРАММЫ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ 4 2. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ 6 3. УСЛОВИЯ РЕАЛИЗАЦИИ ПРОГРАММЫ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ 13 4. КОНТРОЛЬ И ОЦЕНКА РЕЗУЛЬТАТОВ ОСВОЕНИЯ

1 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 2 ИССЛЕДОВАНИЕ ОДНОФАЗНЫХ ВЫПРЯМИТЕЛЕЙ Цели работы: 1. Исследование процессов в однофазных схемах выпрямления. 2. Исследование влияния сглаживающего фильтра на основные характеристики

Электрооборудование и электронные системы транспортных средств ДМ_Э_02_02_04 «Выпрямители» Автомеханик 5-го разряда филиал КСТМиА УО «РИПО» Минск 2016 Занятие 1. Содержание 1. Основные сведения о выпрямителях.

1.ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ ЭЛЕКТРОННЫЕ ВЫПРЯМИТЕЛИ В ы п р я м и т е л я м и называют электронные устройства, предназначенные для преобразования энергии переменного тока в энергию постоянного тока. Выпрямители

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АВИАЦИОННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ

Лекция 7 ВЫПРЯМИТЕЛИ План 1. Источники вторичного электропитания 2. Однополупериодный выпрямитель 3. Двухполупериодные выпрямители 4. Трехфазные выпрямители 67 1. Источники вторичного электропитания Источники

Введение РАЗДЕЛ I Общая электротехника Глава 1. Электрические цепи постоянного тока 1.1. Основные понятия электромагнитного поля 1.2. Пассивные элементы цепей и их характеристики 1.3. Активные элементы

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ (19) RU (11) (51) МПК H02M 7/06 (2006.01) 170 594 (13) U1 R U 1 7 0 5 9 4 U 1 ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ (12) ОПИСАНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ К ПАТЕНТУ (21)(22)

ИСТОЧНИКИ ВТОРИЧНОГО ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ Oleg Stukach TP, 30 Lenin Avenue, Tomsk, 634050, Russia E-mail: [email protected] Более 1/3 всей вырабатываемой электроэнергии используется потребителями постоянного тока

Устройства УЭПС-2 (2К) предназначены для электропитания аппаратуры связи различного назначения постоянным током с номинальным напряжением 24, 48 или 60 В, с аккумуляторной батареей или без нее и представляют

БЛОКИ ПИТАНИЯ БПС-3000-380/24В-100А-14 БПС-3000-380/48В-60А-14 БПС-3000-380/60В-50А-14 БПС-3000-380/110В-25А-14 БПС-3000-380/220В-15А-14 руководство по эксплуатации СОДЕРЖАНИЕ 1. Назначение... 3 2. Технические

1. Организационно методические указания 1.1. Цели и задачи изучения дисциплины Дисциплина «Электропитание и элементы электромеханики» является общеинженерной и является теоретической основой, на которой

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» Факультет радиотехники и электроники УТВЕРЖДАЮ

7. Стойки универсальные электропитающие СУЭП-2 Щит токораспределительный ЩТР 60/600-4 Стойки СУЭП-2 предназначены для электропитания аппаратуры связи большой мощности постоянным током номинального напряжения

КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ И ВОПРОСЫ ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ ЗНАНИЙ ПО ДИСЦИПЛИНЕ (ДЛЯ ТЕКУЩЕЙ АТТЕСТАЦИИ И КОНТРОЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ) 1. ЛИНЕЙНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ ПОСТОЯННОГО ТОКА 1.1 Электромеханические

Руководство по эксплуатации на выпрямители ВБВ 60/2-2М, ВБВ 48/2-2М, ВБВ 24/4-2М, ВБВ 12/4-2М СОДЕРЖАНИЕ 1. Техническое описание 2 1.1 Назначение 2 1.2 Технические данные 2 1.3 Состав выпрямителей, назначение

Согласно учебному плану направления 241000.62 (18.03.02) «Энерго- и ресурсосберегающие процессы в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии», профиль «Охрана окружающей среды и рациональное использование

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ (19) RU (11) (1) МПК H02J 7/34 (06.01) 168 497 (13) U1 R U 1 6 8 4 9 7 U 1 ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ (12) ОПИСАНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ К ПАТЕНТУ (21)(22) Заявка:

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ КЫРГЫЗСКОЙ РЕСПУБЛИКИ КЫРГЫЗСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. И. РАЗЗАКОВА Кафедра «Электроэнергетика» им. Дж. Апышева ИЗУЧЕНИЕ ВЫПРЯМИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ

Белов Н. В., Волков Ю. С. Электротехника и основы электроники: Учебное пособие. 1-е изд. ISBN 978-5-8114-1225-9 Год выпуска 2012 Тираж 1500 экз. Формат 16,5 23,5 см Переплет: твердый Страниц 432 Цена 1

СОДЕРЖАНИЕ 1. ПАСПОРТ РАБОЧЕЙ ПРОГРАММЫ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ стр. 4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ 5 3. УСЛОВИЯ РЕАЛИЗАЦИИ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ 1 4. КОНТРОЛЬ И ОЦЕНКА РЕЗУЛЬТАТОВ ОСВОЕНИЯ УЧЕБНОЙ

105 Лекция 11 ИМПУЛЬСНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ С ГАЛЬВАНИЧЕСКИМ РАЗДЕЛЕНИЕМ ВХОДА И ВЫХОДА План 1. Введение. Прямоходовые преобразователи 3. Обратноходовой преобразователь 4. Синхронное выпрямление 5. Корректоры

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «ОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» «Утверждаю» Проректор по УМР.О. Штриплинг 2013. Р

ОГЛАВЛЕНИЕ Предисловие...5 Введение... 6 Ч А С Т Ь П Е Р В А Я ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И МАГНИТНЫЕ ЦЕПИ Глава 1. Электрические цепи постоянного тока...10 1.1. Величины, характеризующие электрическое состояние цепи.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Оренбургский государственный

НАЗНАЧЕНИЕ Модульные комплектные установки постоянного оперативного тока типа «УОТ М» Техническое описание Модульные комплектные установки оперативного тока серии «УОТ М» применяются для бесперебойного

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. Р.Е.

СРЕДСТВА СВЯЗИ:

РАЗВИТИЕ,

ПРОБЛЕМЫ,

ПЕРСПЕКТИВЫ

МАТЕРИАЛЫ

НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ

МУНИЦИПАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

«НОВОСЕЛИЦКАЯ СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА»

НОВГОРОДСКОГО РАЙОНА НОВГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ

Материалы конференции содержат сведения от простейших звуковых и зрительных средствах для передачи сигналов и команд до самых современных. Показан исторический путь развития и совершенствования средств связи, роль ученых и практиков, новейшие достижения физики и техники, их практическое использование.

Урок - конференция способствует росту творческого потенциала учителя, формированию у учащихся умений самостоятельной работы с различными источниками информации, позволяет в новом свете осмыслить ранее приобретенные знания, систематизировать и обобщить их. Участие в конференции развивает способность публично выступать, слушать и анализировать сообщения своих одноклассников.

Материалы конференции рассчитаны на творческое использование и предназначены учителям в помощь при подготовке и проведении уроков по физике.

ИЗ ИСТОРИИ СРЕДСТВ СВЯЗИ

Средства связи всегда играли важную роль в жизни общества. В древние времена связь осуществлялась гонцами, передававшими сообщения устно, затем и письменно. Одними из первых стали применять сигнальные огни и дымы. Днем на фоне облаков хорошо заметен дым, даже если самого костра не видно, а ночью – пламя, особенно если оно зажжено на возвышенном месте. Сначала таким способом передавали только заранее оговоренные сигналы, скажем «враг приближается». Потом, особым образом располагая несколько дымов или огней, научились посылать целые сообщения.

Звуковые сигналы применялись главным образом на небольшие расстояния для сбора войск и населения. Для передачи звуковых сигналов применялись: било (металлическая или деревянная доска), колокол, барабан, труба, посвистель и накры.

Особо важную роль выполнял вечевой колокол в Великом Новгороде. По зову его новгородцы собирались на вече для решения военных и гражданских дел.

Для управления войсками немаловажное значение имели разной формы стяги, на которые укреплялись большие куски различных тканей яркого цвета. Военачальники носили отличительную одежду, особые головные уборы и знаки.

В средние века появилась флажная сигнализация, которую использовали во флоте. Форма, цвет и рисунок флажков имели конкретное значение. Один флажок мог означать предложение («Судно ведет водолазные работы» или «требую лоцмана»), и он же, в сочетании с другими, являлся буквой в слове.

С ХVI века на Руси распространение получила доставка информации с помощью ямской гоньбы. Ямские тракты были проложены к важным центрам государства и пограничным городам. В 1516 г. в Москве для управления почтой была создана ямская изба, а в 1550 г. был учрежден ямской приказ – центральное учреждение в России, ведавшее ямской гоньбой.

В Голландии, где было множество ветряных мельниц, несложные сообщения передавали, останавливая крылья мельниц в определенных положениях. Этот способ получил развитие в оптическом телеграфе. Между городами возводили башни, которые находились друг от друга на расстоянии прямой видимости. На каждой башне имелась пара огромных суставчатых крыльев с семафорами. Телеграфист принимал сообщение и тут же передавал его дальше, передвигая крылья рычагами.

Первый оптический телеграф построили в 1794 г. во Франции, между Парижем и Лиллем. Самая длинная линия – 1200 км –действовала в середине ХIХ в. между Петербургом и Варшавой. Линия имела 149 башен. Ее обслуживали 1308 человек. Сигнал по линии проходил из конца в конец за 15 минут.

В 1832 г офицер русской армии, ученый-физик и востоковед Павел Львович Шиллинг изобрел первый в мире электрический телеграф. В 1837 г. идею Шиллинга развил и дополнил С. Морзе. К 1850 г. русский ученый Борис Семенович Якоби создал прототип первого в мире телеграфного аппарата с буквопечатанием принимаемых сообщений.

В 1876 г. (США) изобрел телефон, а в 1895 г. русский ученый – радио. С начала ХХ в. стали внедряться радиосвязь, радиотелеграфная и радио-телефонная связь.

Карта ямских трактов XVI века. Почтовые пути России XVIII века.

КЛАССИФИКАЦИЯ СВЯЗИ

Связь может осуществляться подачей сигналов различной физической природы :

Звуковых;

Зрительных (световых);

Электрических.

В соответствии с характером сигналов , используемых для обмена информацией, средствами передачи (приема) и доставки сообщений и документов связь может быть:

Электрической (электросвязью);

Сигнальной;

Фельдъегерско-почтовой.

В зависимости от используемых линейных средств и среды распространения сигналов связь делится по роду на:

Проводную связь;

Радиосвязь;

Радиорелейную связь;

Тропосферную радиосвязь;

Ионосферную радиосвязь;

Метеорную радиосвязь;

Космическую связь;

Оптическую связь;

Связь подвижными средствами.

По характеру передаваемых сообщений и виду связь делится на;

Телефонную;

Телеграфную;

Телекодовую (передача данных);

Факсимильную (фототелеграфную);

Телевизионную;

Видеотелефонную;

Сигнальную;

Фельдъегерско-почтовую.

Связь может осуществляться путем передачи информации по линиям связи :

Открытым текстом;

Закодированной;

Зашифрованной (с помощью кодов, шифров) или засекреченной.

Различают дуплексную связь , когда обеспечивается одновременная передача сообщений в обоих направлениях и возможен перебой (переспрос) корреспондента, и симплексную связь , когда передача ведется поочередно в обоих направлениях.

Связь бывает двусторонней , при которой ведется дуплексный или симплексный обмен информацией, или односторонней , если происходит передача сообщений или сигналов в одном направлении без обратного ответа или подтверждения принятого сообщения.

СИГНАЛЬНАЯ СВЯЗЬ

Сигнальная связь, осуществляемая путем передачи сообщений в виде заранее обусловленных сигналов с помощью сигнальных средств. В Военно-Морском Флоте сигнальная связь используется для передачи служебной информации между кораблями, судами и рейдовыми постами как открытым текстом, так и сигналами, набранными по сводам.

Для сигнальной связи средствами предметной сигнализации обычно применяются одно-, двух - и трехфлажные своды сигналов ВМФ, а также флажный семафор. Для передачи открытого текста и сигнальных сочетаний сводов светосигнальными приборами применяются знаки телеграфной азбуки Морзе.

Корабли и суда ВМФ и рейдовые посты для переговоров с иностранными кораблями, торговыми судами и иностранными береговыми постами, особенно по вопросам обеспечения безопасности мореплавания и охраны человеческой жизни на море, используют Международный свод сигналов.

Сигнальные средства, средства сигнальной зрительной и звуковой связи, применяющиеся для передачи коротких команд, донесений, оповещения, обозначения и взаимного опознания.

Зрительные средства связи подразделяются на: а) средства предметной сигнализации (сигнальные флаги, фигуры, флажный семафор); б) средства световой связи и сигнализации (сигнальные фонари, прожекторы, сигнальные огни); в) пиротехнические средства сигнализации (сигнальные патроны, осветительно-сигнальные патроны, морские сигнальные факелы).

Средства звуковой сигнализации – сирены, мегафоны, свистки, гудки, судовые колокола и туманные горны.

Сигнальные средства применялись со времен гребного флота для управления судами. Они были примитивными (барабан, зажженный костер, треугольные и прямоугольные щиты). Петр I, создатель русского регулярного флота, установил различные флаги и ввел специальные сигналы. Было установлено 22 корабельных, 42 галерных флага и несколько вымпелов. С развитием флота увеличилось и число сигналов. В 1773 г. в книге сигналов содержалось 226 донесений, 45 ночных и 21 туманный сигнал.

В 1779 г. русский механик изобрел “фонарь-прожектор” со свечой и разработал специальный код для передачи сигналов. В 19 – 20 вв. дальнейшее развитие получили средства световой связи - фонари и прожекторы.

В настоящее время таблица флагов Военно-морского свода сигналов содержит 32 буквенных, 10 цифровых и 17 специальных флагов.

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОСВЯЗИ

В конце ХХ столетия широко распространена электросвязь – передача информации посредством электрических сигналов или электромагнитных волн. Сигналы идут по каналам связи – проводам (кабелям) либо без проводов.

Все способы электросвязи – телефон, телеграф, телефакс, Интернет, радио и телевидение схожи по структуре. В начале канала стоит устройство, которое преобразует информацию (звук, изображение, текст, команды) в электрические сигналы. Затем эти сигналы переводятся в форму, пригодную для передачи на большие расстояния, усиливаются до нужной мощности и «отправляются» в кабельную сеть или излучатся в пространство.

По дороге сигналы сильно ослабевают, поэтому предусмотрены промежуточные усилители. Их нередко встраивают в кабели и ставят на ретрансляторы (от лат. re – приставка, указывающая на повторное действие, и translator – «переносчик»), передающие сигналы по наземным линиям связи или через спутник.

На другом конце линии сигналы попадают в приемник с усилителем, далее их переводят в форму, удобную для обработки и хранения, и, наконец, они снова превращаются в звук, изображение, текст, команды.

ПРОВОДНАЯ СВЯЗЬ

Проводная связь до появления и развития средств радиосвязи считалась основной. По предназначению проводная связь делится на:

Дальнюю – для межобластной и межрайонной связи;

Внутреннюю – для связи в населенном пункте, в производственных и служебных помещениях;

Служебную – для руководства эксплуатационной службой на линиях и узлах связи.

Проводные линии связи часто сопрягаются с радиорелейными, тропосферными и спутниковыми линиями. Проводная связь из-за ее большой уязвимости (природные воздействия: сильные ветры, налипание снега и льда, грозовые разряды или преступная деятельность человека) имеет недостатки в применении.

ТЕЛЕГРАФНАЯ СВЯЗЬ

Телеграфная связь применяется для передачи буквенно-цифровой информации. Слуховая телеграфная радиосвязь – наиболее простой вид связи, обладающий экономичностью и помехозащищенностью, однако ее скорость низка. Телеграфная буквопечатающая связь имеет более высокую скорость передачи и возможность документирования принимаемой информации.

В 1837 г. идею Шиллинга развил и дополнил С. Морзе. Он предложил телеграфную азбуку и более простой телеграфный аппарат. В 1884 г. американский изобретатель Морзе ввел в эксплуатацию первую в США линию пишущего телеграфа между Вашингтоном и Балтимором протяженностью 63 км. Поддержанный другими учеными и предпринимателями, Морзе добился значительного распространения своих аппаратов не только в Америке, но и в большинстве европейских стран.

К 1850 г. русский ученый Борис Семенович Якоби

(1801 – 1874 гг.) создал прототип первого в мире телеграфного аппарата с буквопечатанием принимаемых сообщений.

Принцип действия пишущего электромагнитного телеграфного аппарата следующий. Под действием поступающих с линии импульсов тока якорь приемного электромагнита притягивался, а при отсутствии тока – отталкивался. На конце якоря был закреплен карандаш. Перед ним по направляющим при помощи часового механизма перемещалась матовая фарфоровая или фаянсовая пластинка.

При работе электромагнита на пластинке записывалась волнистая линия, зигзаги которой соответствовали определенным знакам. В качестве передатчика использовался простой ключ, замыкающий и размыкающий электрическую цепь.

В 1841 г. Якоби построил первую в России линию электрического телеграфа между Зимним дворцом и Главным штабом в Петербурге, а через два года новую линию до дворца в Царском Селе. Телеграфные линии состояли из зарытых в землю медных изолированных проводов.

Во время сооружения железной дороги Петербург – Москва, правительство настаивало на прокладке вдоль нее подземной телеграфной линии. Якоби предложил строить воздушную линию на деревянных столбах, мотивируя это тем, что нельзя гарантировать надежность связи такой большой протяженности. Как и следовало ожидать, эта линия, построенная в 1852 г., из-за несовершенства изоляции не прослужила и двух лет и была заменена воздушной.

Академиком были осуществлены важнейшие работы по электри-ческим машинам, электрическим телеграфам, минной электротехнике , электрохимии и электрическим измерениям. Он открыл новый способ гальванопластики.

Сущность телеграфной связи состоит в представлении конечного числа символов буквенно-цифрового сообщения в передатчике телеграфного аппарата соответствующим числом отличающихся друг от друга сочетаний элементарных сигналов. Каждому такому сочетанию, называемому кодовой комбинацией, соответствует какая-либо буква или цифра.

Передача кодовых комбинаций обычно осуществляется двоичными сигналами переменного тока, модулированными чаще всего по частоте. При приеме происходит обратное преобразование электрических сигналов в знаки и регистрация этих знаков на бумаге в соответствии с принятыми кодовыми комбинациями.

Телеграфная связь характеризуется надежностью, скоростью телеграфирования (передачи), достоверностью и скрытностью передаваемой информации. Телеграфная связь развивается в направлении дальнейшего совершенствования аппаратуры, автоматизации процессов передачи и приема информации.

ТЕЛЕФОННАЯ СВЯЗЬ

Телефонная связь предназначена для ведения устных переговоров между людьми (личных или служебных). При управлении сложными системами ПВО, железнодорожного транспорта , нефте - и газопроводами применяется оперативная телефонная связь, которая обеспечивает обмен информацией между центральным пунктом управления и управляемыми объектами, находящимися на расстоянии до несколько тысяч км. Возможна запись сообщений на звукозаписывающие устройства.

Телефон был изобретен американцем 14 февраля 1876 г. Конструктивно телефон Белла представлял собой трубку, внутри которой находился магнит. На полюсных наконечниках его надета катушка с большим числом витков изолированного провода. Против полюсных наконечников расположена металлическая мембрана.

Телефонная трубка Белла служила для передачи и приема звуков речи. Вызов абонента производился через эту же трубку при помощи свистка. Дальность действия телефона не превышала 500 м.

Миниатюрная цветная телекамера, снабженная микролампочкой, превращается в медицинский зонд. Вводя его в желудок или пищевод, врач исследует то, что раньше мог видеть только во время хирургического вмешательства.

Современное телевизионное оборудование позволяет контролировать сложные и вредные производства. Оператор-диспетчер на экране монитора наблюдает за несколькими технологическими процессами одновременно. Аналогичную задачу решает и оператор-диспетчер службы безопасности дорожного движения, следя на экране монитора за транспортными потоками на дорогах и перекрестках.

Телевидение широко применяется для наблюдения, разведки, контроля, связи, управления войсками, в системах наведения оружия, навигации, астроориентации и астрокоррекции, для наблюдения за подводными и космическими объектами.

В ракетных войсках телевидение позволяет осуществлять контроль за подготовкой к пуску и пуском ракет, наблюдение за состоянием агрегатов и узлов в полете.

На флоте телевидение обеспечивает контроль и наблюдение за надводной обстановкой, обзор помещений, техники и действий личного состава, поиск и обнаружение затонувших объектов, донных мин, аварийно-спасательные работы.

Малогабаритные телевизионные камеры могут доставляться в район разведки с помощью артиллерийских снарядов, беспилотных самолетов, управляемых по радио.

Телевидение нашло широкое применение в тренажерах.

Телевизионные системы, работающие в комплексе с радиолокационной, радиопеленгаторной аппаратурой, используются для обеспечения диспетчерской службы в аэропортах, полетов в сложных метеоусловиях и слепой посадки самолетов.

Применение телевидения ограничивается недостаточной дальностью действия, зависимостью от метеоусловий и освещенности, низкой помехоустойчивостью.

Тенденции развития телевидения – расширение диапазона спектральной чувствительности, внедрение цветного и объемного телевидения, снижение массы и габаритов аппаратуры.

ВИДЕОТЕЛЕФОННАЯ СВЯЗЬ

Видеотелефонная связь – объединение телефонной связи и замедленного телевидения (с малым числом строк развертки) – может быть осуществлена по телефонным каналам. Она позволяет видеть собеседника и показывать несложные неподвижные изображения.

ФЕЛЬДЪЕГЕРСКО – ПОЧТОВАЯ СВЯЗЬ

Производится доставка документов, периодической печати, посылок и личной корреспонденции при помощи фельдъегерей и подвижных средств связи : самолетов, вертолетов , автомобилей, БТР, мотоциклов, катеров и др.

КАЧЕСТВО СВЯЗИ

Качество связи определяется совокупностью ее взаимосвязанных основных свойств (характеристик).

Своевременность связи – способность ее обеспечить передачу и доставку сообщений или ведение переговоров в заданное время – определяется временем развертывания узлов и линий связи, быстротой установления связи с корреспондентом, скоростью передачи информации.

Надежность связи – ее способность безотказно (устойчиво) работать в течение определенного отрезка времени с заданными для данных условий эксплуатации достоверностью, скрытностью и быстротой. Существенное влияние на надежность связи оказывает помехоустойчивость системы связи, линий, каналов, которая характеризует их способность функционировать в условиях воздействия всех видов помех.

Достоверность связи – ее способность обеспечивать прием передаваемых сообщений с заданной точностью, которая оценивается потерей достоверности, то есть отношением числа знаков, принятых с ошибкой, к общему числу переданных.

В обычных линиях связи потеря достоверности в лучшем случае 10-3 – 10-4, поэтому в них применяются дополнительные технические устройства для обнаружения и исправления ошибок. В автоматизированных системах управления развитых стран мира норма достоверности составляет 10-7 – 10-9.

Скрытность связи характеризуется скрытностью самого факта связи, степенью выявления отличительных признаков связи, скрытностью содержания передаваемой информации. Скрытность содержания передаваемой информации обеспечивается за счет применения аппаратуры засекречивания, шифрования, кодирования передаваемых сообщений.

ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ СВЯЗИ

В настоящее время совершенствуются все рода и виды связи и соответствующие им технические средства. В радиорелейной связи используются новые участки сверхвысокочастотного диапазона частот. В тропосферной связи принимаются меры против нарушений связи за счет изменения состояния тропосферы. Космическая связь совершенствуется на основе «стационарных» спутников-ретрансляторов с аппаратурой многостанционного доступа. Получает развитие и практическое применение оптическая (лазерная) связь в первую очередь для передачи больших объемов информации в реальном масштабе времени между спутниками и космическими кораблями.

Большое внимание уделяется стандартизации и унификации блоков, узлов и элементов аппаратуры различных назначений в целях создания единых систем связи.

Одним из основных направлений совершенствования систем связи в развитых странах является обеспечение передачи всех видов информации (телефон, телеграф, факсимиле, данные ЭВМ и др.) в преобразованном дискретно-импульсном (цифровом) виде. Цифровые системы связи обладают большими преимуществами при создании глобальных систем связи.

ЛИТЕРАТУРА

1. Информатика. Энциклопедия для детей. Том 22. М., «Аванта+». 2003.

2. У истоков телевидения. Газета «Физика», № 16 за 2000 г.

3. Крег А., Росни К. Наука. Энциклопедия. М., «Росмэн». 1994.

4. Кьяндская-, К вопросу о первой в мире радиограмме. Газета «Физика», № 12 за 2001 г.

5. Морозов изобрел, и на что получил патент Г. Маркони. Газета «Физика», № 16 за 2002 г.

6. MS – DOS - не вопрос! Редакционно-издательский центр «Ток». Смоленск. 1993.

7. Рейд С., Фара П. История открытий. М., «Росмэн». 1995.

8. Советская военная энциклопедия. М., Военное издательство Министерства обороны. 1980.

9. Техника. Энциклопедия для детей. Том 14. М., «Аванта+». 1999.

10. Туровский военной связи. Том 1,2,3. М., Военное издательство. 1991.

11. Уилкинсон Ф., Поллард М. Ученые, изменившие мир. М., «Слово». 1994.

12. Урвалов телевизионной техники. (О). Газета «Физика», № 26 за 2000 г.

13. Урвалов электронного телевидения. Газета «Физика», № 4 за 2002 г.

14. Федотов схемы О. Лоджа, Г. Маркони. Газета «Физика», № 4 за 2001 г.

15. Физика. Энциклопедия для детей. Том 16. М., «Аванта+». 2000.

16. Хафкемейер Х. Internet. Путешествие по всемирной компьютерной сети. М., «Слово». 1998.

17. У истоков радиолокации в СССР. М., “Советское радио”. 1977.

18. Шменк А., Вэтьен А., Кете Р. Мультимедиа и виртуальные миры. М., «Слово». 1997.

Предисловие … 2

Из истории средств связи … 3

Классификация связи … 5

Сигнальная связь … 6

Физические основы электросвязи … 7

Проводная связь … 7

Телеграфная связь … 8

Телефонная связь … 10

Телекодовая связь … 12

Интернет … 12

Оптическая (лазерная) связь … 14

Факсимильная связь … 14

Радиосвязь … 15

Радиорелейная связь … 17

Тропосферная связь … 17

Ионосферная радиосвязь … 17

Метеорная радиосвязь … 17

Космическая связь … 18

Радиолокация … 18

Телевизионная связь … 21

Видеотелефонная связь … 24

Фельдъегерско-почтовая связь … 24

Качество связи … 25

Перспективы развития связи … 25

Литература … 26

Ответственная за выпуск:

Компьютерная верстка: Пресс Борис

Современное состояние систем радиосвязи

Тенденции развития современной связи предполагают объединение фиксированных и мобильных услуг Сети сотовой подвижной связи динамично развиваются во всех странах мира и уже охватывают территорию, на которой проживает около 60 процентов населения Земли. Количество абонентов сотовой связи к 2002 году превысило число абонентов стационарных сетей связи. Эксперты предполагают, что в 2005 году число абонентов сотовой связи может достигнуть 1,8 млрд.

Этапность развития систем, сетей и средств радиосвязи определяется возможностью предоставления потребителям соответствующего набора услуг. Документы МСЭ определяют три класса услуг: низко-, средне- и высокоскоростные.

На сегодняшний день уже сформировалась основная идея построения телекоммуникационных сетей - переход на интегрированные мультисервисные сети с пакетной коммутацией. Так как объем трафика данных превосходит телефонный, то, очевидно, что сети с коммутацией пакетов станут доминирующими. Доставка по единой сетевой инфраструктуре, базирующейся на коммутации пакетов, такого разнородного трафика, как данные, голос и видео, является перспективным направлением для разработчиков и потребителей услуг радиосвязи.

Транкинговые системы связи обеспечивают явные преимущества для отдельных групп потребителей и реализуют новые возможности. В транкинговых сетях могут быть реализованы все виды вызовов: прямая радиосвязь между абонентами без использования инфраструктуры сети, динамическая перегруппировка абонентов, режим "двойного наблюдения" и т.д.

Современные средства беспроводной связи вошли в повседневную жизнь и стали ее неотъемлемым атрибутом. Прогресс в этой области настолько быстро идет вперед, что способы передачи информации, казавшиеся пять-десять лет назад недостижимыми, сегодня становятся уже устаревшими.

При проектировании и построении систем радиосвязи прежде всего следуют приоритетным целям и задачам, которым эти системы должны соответствовать, например, радиус зоны радиосвязи, количество абонентов системы, возможность выхода в городскую телефонную сеть общего пользования.

Дальность радиосвязи определяют два фактора: условия распространения радиоволн обозначенного диапазона и технические характеристики используемого оборудования. Среди основных диапазонов, используемых в радиосвязи выделяют следующие: длинные волны и средние волны, способные обогнуть земную поверхность, короткие волны, отражающиеся от ионосферы, и ультракороткие волны (УКВ). Ультракороткие волны имеют особенность исключительно прямолинейного распространения. Другими словами, связь на УКВ возможна только в пределах прямой видимости, т.е. в пределах линии горизонта. Радиус линии горизонта находится в прямой зависимости от высоты точки обзора, т.е. антенны. Если антенна установлена на высоком здании или специальной вышке, то дальность устойчивой связи может достигать 60-70 км.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ

Разработка перспективной системы радиосвязи в гражданской авиации

• Аннотация
• Перечень сокращений
• Введение
• 1. Общая часть
• 2. Специальная часть
• 2.1.1 Общие требования
• 2.1.2 Выбор типа сигнала
• 2.1.4 Дальность связи
• 2.1.6. Помехозащищенность
• 2.1.8 Основные типы ШПС
• 2.3 Разработка функциональной схемы генератора опорной псевдослучайной последовательности
• 2.3.1 Обоснование алгоритма работы генератора опорной ПСП
• 2.3.2 Обоснование функциональной схемы генератора
• 2.4 Разработка принципиальной схемы генератора опорной псевдослучайной последовательности
• 2.4.1 Выбор элементной базы
• 2.4.2 Расчет принципиальной схемы
• 2.4.3 Работа принципиальной схемы
• 3. Техническая эксплуатация
• 3.1 Расчет энергопотребления
• 3.2 Расчет быстродействия
• 3.3 Расчет надежности
• 3.4 Анализ эффективности разработанного генератора ПСП
• 3.5 Разработка инструкции по технической эксплуатации
• 5. Безопасность и экологичность
• 5.1 Охрана труда
• 5.1.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов
• 5.1.2 Мероприятия по технике безопасности
• 5.1.3 Мероприятия производственной санитарии
• 5.1.4 Мероприятия пожарной и взрывной безопасности
• 5.2 Экологичность проекта
• 6. Экономическое обоснование
• 6.1 Назначение проекта
• 6.2 Производственные затраты
• 6.2.1 Материальные издержки
• 6.2.2 Стоимость материалов
• 6.2.3 Стоимость покупных комплектующих изделий
• 6.3 Издержки на оплату труда персонала
• 6.4 Калькуляционные издержки
• 6.5 Издержки на оплату услуг сторонних организаций
• 6.6 Стоимость реализации проекта
• 6.7 Цена изделия
• 6.8 Инвестиции, необходимые для реализации проекта
• 6.9 Эксплуатационные расходы
• 6.9.1 Издержки на оплату труда персонала
• 6.9.2 Амортизационные отчисления
• 6.9.3 Затраты на техническое обслуживание и ремонт
• 6.9.4 Расходы на электроэнергию
• 6.9.5 Прочие расходы
• 6.10 Потоки денежных поступлений и выплат
• 6.11 Расчет показателей оценки эффективности инвестиций
• 6.11.1 Срок окупаемости инвестиций
• 6.11.2 Чистый дисконтированный доход
• 7. Безопасность полетов
• Заключение
• Список использованных источников

Аннотация

Авиационная воздушная УКВ радиосвязь является одним из основных видов связи, используемых для обеспечения управления полетами ЛА. В настоящее время к системам авиационной радиосвязи предъявляются достаточно жесткие требования по помехоустойчивости, достоверности и скорости передачи информации потребителям.

Целью дипломного проекта является разработка перспективной системы УКВ радиосвязи, обладающей повышенной помехоустойчивостью по сравнению с используемыми в гражданской авиации.

Для этого предлагается использовать новые принципы организации связи, базирующиеся на применении сложных сигналов. Проектируемая система обладает также более высокой по сравнению с существующими системами радиосвязи надежностью благодаря применению современной и более надежной элементной базы.

Основное внимание в ходе проектирования обращено на разработку принципов функционирования и схемы генератора псевдослучайной последовательности.

Перечень сокращений

AM - амплитудная модуляция

АСКУ - аппаратура сопряжения, контроля и управления

БЕВЧ - блок единого времени и частоты

БК - блок контроля

ВЧ - высокая частота

ВЧП - высокочастотный переключатель

ГА - гражданская авиация

ГОПСП - генератор опорной псевдослучайной последовательности"

ДЧС - дискретно-частотный сигнал

ДПП - диспетчерский пункт подхода

ЗИП - запасное имущество и принадлежности

ИМС - интегральная микросхема

KB - короткие волны

КП - канальный процессор

ЛА - летательный аппарат

ДОС - линейная обратная связь

МВД - местные воздушные линии

МДП - местный диспетчерский пункт

МШ - магистральная шина

МУ - модуль управления

МЧС - многочастотный сигнал

НОС - нелинейная обратная связь

ОГ - опорный генератор

ОВЧ - очень высокая частота

ОМ - однополосная модуляция

ОС - основная станция

ПДСП - производственно-диспетчерская служба предприятия

ПРЦ - передающий радиоцентр

ПРМЦ - приемный радиоцентр

ПСП - псевдослучайная последовательность

РЭО - радиоэлектронное оборудование

С - синхронизатор

СДП - стартовый диспетчерский пункт

СП - сигнальный процессор

СЧ - синтезатор частот

ТП - терминальный процессор

ТТЛ - транзисторно - транзисторно логика

УВД - управление воздушным движением

УКВ - ультракороткие волны

УМ - усилитель мощности

ФМС - фазаманипулированые сигналы

ЧМ - частотная модуляция

ЦКС - центр коммутации сообщений

ШПС - широкополосный сигнал

ШСС - широкополосная система связи

ЭМИ - электромагнитное излучение

ЭМС - электромагнитная совместимость

ЭСЛ - эммитерно-связная логика

Введение

Гражданская авиация (ГА) является одной из основных составных частей транспортной системы государства, от эффективности работы которой зависит обеспечение потребностей населения и объектов хозяйственной системы в воздушных перевозках. При этом мировая тенденция состоит в постоянном повышении объема воздушных перевозок, росте пассажирооборота и соответственно повышении интенсивности воздушного движения.

Успешное решение стоящих перед ГА народнохозяйственных задач обеспечивается оснащением авиакомпаний новыми типами самолетов и вертолетов, оборудованных все более совершенными и эффективными системами, а также модернизацией уже существующих образцов техники. Высокими темпами ведутся работы по созданию и вводу в эксплуатацию самолетов, технические и экономические характеристики которых соответствуют современным требованиям. Одновременно с этим совершенствуются радиотехнические средства наземного обеспечения полетов - системы радиосвязи, радиолокации и радионавигации.

В связи с повышением интенсивности воздушного движения и расширением круга задач, решаемых с помощью авиации, остается важнейшей проблемой обеспечение высокого уровня безопасности полетов. Одним из основных факторов в обеспечении безопасности воздушного движения является четкий и постоянный контроль за самолетами и вертолетами в воздушном пространстве, своевременное и надежное управление ими. С этой целью применяются разнообразные средства радиосвязи, использующие различные диапазоны радиоволн, прежде всего ультракоротковолновый (УКВ).

Средства радиосвязи УКВ диапазона, обладая высокой пропускной способностью, обеспечивают устойчивую и бесперебойную связь между объектами в пределах прямой видимости, что обусловлено особенностями распространения радиоволн. Однако повышение интенсивности воздушного движения приводит к увеличению числа самолетов в ограниченном объеме воздушного пространства, что неблагоприятно сказывается на качестве радиосвязи, так как возрастает вероятность ее нарушения из-за воздействия взаимных помех от работающих абонентов. Кроме этого, возрастают требования к качеству и достоверности передачи информации в авиационных каналах радиосвязи.

В настоящее время основными направлениями совершенствования радиоэлектронной аппаратуры, являются: микроминиатюризация, стандартизация и унификация, применения современных видов сигналов, методов формирования и обработки информации.

В дипломном проекте предлагается перспективная система радиосвязи, обладающая повышенной помехоустойчивостью благодаря использованию современных видов сигналов - так называемых псевдослучайных сигналов. Основное внимание обращено на разработку передающей аппаратуры системы связи, а именно устройства формирования псевдослучайного сигнала - генератора кода.

1. Общая часть

1.1 Задачи воздушной радиосвязи

Радиосвязь является основным средством обеспечения связи между наземными службами управления воздушным движением (УВД) и ЛА в полете. Радиосвязь осуществляется на выделенных ICAO для этих целей частотах в диапазонах коротких (KB) и ультракоротких (УКВ) волн. Основными для систем УВД являются УКВ каналы радиосвязи. Каналы KB радиосвязи используются в основном для осуществления дальней связи с ЛА для УВД в районе, где нет УКВ радиосвязи, а также для резервирования каналов УКВ радиосвязи.

Организация авиационной воздушной радиосвязи должна обеспечивать ведение прямых переговоров в радиотелефонном режиме между диспетчерами пунктов УВД и экипажами ЛА на всю глубину их полета в пределах воздушного пространства диспетчерского района (зоны, сектора). При этом радиосвязь должна обладать высокой надежностью, так как потеря радиосвязи с летательными аппаратами рассматривается как чрезвычайное происшествие, могущее вызвать тяжелые последствия.

Для повышения надежности радиосвязи в каждом аэропорту необходимо иметь резерв радиосредств, готовый к немедленному использованию по заранее разработанной схеме резервирования.

Авиационная воздушная радиосвязь на диспетчерских пунктах служб УВД организуется и обеспечивается:

в верхнем и нижнем воздушном пространстве РДС. При этом УКВ радиосвязь для диспетчеров верхнего и нижнего воздушных пространств РДП (а при делении этих пространств на секторы - для диспетчеров РДП каждого сектора) обеспечивается на раздельных каналах. Каналы KB радиосвязи могут организовываться на раздельных частотах для каждого диспетчера РДП. на одной частоте для нескольких диспетчеров РДП, на общих частотах для одного РДС или для группы смежных РДС, работающих в сети с использованием "семейства" частот;

В районе аэродрома (подхода) и в зоне взлета и посадки радиосвязь организуется и обеспечивается только средствами УКВ радиосвязи. При этом для диспетчеров ДПП, ДПСП организуются УКВ каналы на раздельных § частотах. Диспетчер СДП должен работать, как правило, на частоте ДПСП, за исключением аэропортов с интенсивным воздушным движением, где при необходимости на СДП могут выделяться два УКВ канала: один - на частоте посадки, другой - на частоте круга;

В зоне МВД радиосвязь организуется средствами УКВ и KB радиосвязи. При этом радиосвязь обеспечивается на общей частоте для всех МДП определенного района.

На диспетчерских пунктах службы движения авиационная воздушная радиосвязь применяется:

на РДП для управления полетами в районе ответственности РДС;

на МДП для управления полетами на местных воздушных линиях;

на ДПП для управления полетами в районе аэродрома (коридорах подхода);

на ДПСП и СДП для управления полетами в зоне взлета и посадки, а также на аэродроме при рулении.

Организация радиосвязи на указанных пунктах призвана обеспечить решение следующих задач по УВД:

выполнение полетов по установленным маршрутам в заданное расписанием время и с соблюдением безопасных интервалов и дистанций между ЛА;

подвод ЛА к границам районов аэропортов и смежным районам диспетчерского руководства строго по линии заданного пути на наивыгоднейших высотах полета с соблюдением безопасных интервалов и дистанций между ЛА;

радиосвязь генератор гражданская авиация

предотвращение уклонения ЛА в случае вынужденного изменения маршрута при обходе районов со сложными метеоусловиями, в запретные зоны, в сторону государственной границы и в районы высоких препятствий (гор,

искусственных сооружений), когда высота полета не обеспечивает их преодоления.

По каналам авиационной воздушной радиосвязи, кроме того, обеспечивается передача разного рада сообщений по условиям полета, радионавигации, безопасности и регулярности полетов.

Для обеспечения передачи сообщений используются радиосети авиационной воздушной радиосвязи, которые организуются в соответствии с указаниями и действующими регламентами.

Таким образом, ЛА ведут радиосвязь в полете с пунктами УВД, расположенными в районе вылета, по маршруту полета и в районе посадки. При этом авиационная воздушная радиосвязь организуется для непосредственного управления полетами:

районными диспетчерскими пунктами и вспомогательными районными диспетчерскими пунктами - в верхнем и нижнем воздушном пространстве РДС в районе вылета, на маршруте и в районе посадки:

диспетчерскими пунктами подхода - в районах аэродрома вылета, аэродромов на маршруте полета и аэродрома посадки;

диспетчерскими пунктами системы посадки, старшими диспетчерскими пунктами - в зоне взлета и посадки.

Каждый из указанных диспетчерских пунктов для ведения переговоров с ЛА в своем районе (зоне, секторе) должен быть обеспечен надежной и четко действующей радиосвязью.

Диапазон УКВ является основным для использования в воздушной и наземной авиационной радиосвязи, что связано с его достаточно высокой емкостью и пропускной способностью. При этом распространение радиоволн УКВ диапазона имеет ряд специфических особенностей, основной из которых является возможность распространения радиоволн только в пределах прямой видимости.

Радиосвязь может организовываться на основе линейного и радиального принципов. Тот или иной принцип выбирается исходя из условий задач радиосвязи, характера и интенсивности радиообмена и наличия технических средств.

Линейный принцип применяется при построении канала радиосвязи между двумя пунктами, на каждом из которых устанавливаются приемопередающие радиостанции, работающие на радиоданных, выделенных для данной радиолинии. При построении каналов радиосвязи по линейному принципу могут применяться различные варианты назначения радиоданных для радиолинии в зависимости от ее назначения и задач связи, а именно:

одна частота для радиообмена (круглосуточная, ночная, дневная);

несколько частот для радиообмена, которые применяются в зависимости от обстановки и условий связи (радиопомехи, непрохождение связи на основной частоте и т.д.);

две частоты для радиообмена (на разных частотах приема и передачи).

Назначение частот по тому или иному варианту зависит от конкретных условий организации радиосвязи, задач и характера радиообмена, а также наличия средств и частот радиосвязи.

На отдельных направлениях радиосвязи в зависимости от расстояния между абонентами каналы по линейному принципу могут строиться с применением ретрансляционных станций. При этом радиосвязь с использованием ретрансляторов может осуществляться как на одной частоте приема и передачи, так и на двух частотах.

При больших потоках информации и наличии соответствующих средств ретрансляции каналы по линейному принципу могут строиться с применением промежуточных пунктов автоматической ретрансляции. При автоматической ретрансляции необходимо назначать не менее двух частот для обеспечения симплексной связи.

При построении каналов по радиальному принципу (радиосети) имеется возможность обеспечивать с помощью одной радиостанции радиосвязь с группой корреспондентов, у каждого из которых установлена приемопередающая радиостанция, работающая на радиоданных, выделенных для данной сети (радиоканала).

Радиальный принцип позволяет организовывать и обеспечивать с помощью одной радиостанции и дополнительных приемников радиосвязь с данного пункта управления с многими пунктами, что говорит об экономичности радиального принципа. При этом в зависимости от назначения каналы радиосвязи, организованные по радиальному принципу, могут иметь различную надежность и пропускную способность.

Радиальный принцип при построении каналов воздушной авиационной радиосвязи является основным. При этом сети воздушной авиационной радиосвязи работают, как правило, на одной частоте приема и передачи в симплексном режиме.

1.2 Основные требования к средствам авиационной воздушной связи

Передающий радиоцентр (ПРЦ) предназначен для организации авиационной подвижной воздушной электросвязи в диапазонах ОВЧ и ВЧ (обеспечение передачи информации в аналоговом и цифровом видах от диспетчерских наземных служб УВД экипажам воздушных судов), а также для организации авиационной фиксированной электросвязи.

Приемный радиоцентр (ПРМЦ) предназначен для организации авиационной подвижной воздушной электросвязи ОВЧ и ВЧ диапазонов (обеспечение приема информации в аналоговом и цифровом видах диспетчерскими наземными службами от экипажей воздушных судов), а также для организации авиационной фиксированной электросвязи.

Автономный ретранслятор авиационной подвижной воздушной связи (АРТР) предназначен для организации сплошного радиоперекрытия зон ответственности районных центров УВД различного уровня автоматизации многочастотным полем авиационной подвижной воздушной связи и обеспечения обмена информацией в аналоговом и цифровом видах между диспетчерскими наземными службами УВД и экипажами воздушных судов.

Средства авиационной подвижной воздушной связи ОВЧ - диапазона предназначены для использования в качестве основных средств связи аэродромных и районных диспетчерских пунктов, а также как резервные и I аварийные (с электропитанием от аккумуляторов) средства связи при отказе основных передающих и приемных устройств объектов ПРЦ и ПРМЦ.

Средства радиосвязи и ретрансляторы ВЧ - диапазона предназначены для организации радиоперекрытия зон ответственности районных центров УВД радиополем авиационной подвижной связи ВЧ - диапазона с целью обеспечения обмена информацией в аналоговом и цифровом видах между диспетчерскими пунктами УВД и экипажами ВС на участках маршрутов и трасс полетов.

Оборудование центров коммутации сообщений (ЦКС) предназначено для приема, анализа, маршрутирования, передачи, архивации сообщений, контроля состояния каналов связи и очередей на передачу, поддержания технологического единства сети телеграфной связи гражданской авиации.

В состав средств ПРЦ должны входить:

антенно-фидерная система;

антенно-фильтровые, развязывающие и переключающие устройства;

радиопередатчики ОВЧ - диапазона;

радиопередатчики ВЧ - диапазона;

аппаратура служебной связи;

вводно-коммутационные устройства с молниезащитой;

комплект ЗИП и КИП;

В состав средств ПРМЦ должны входить:

антенно-фидерная система:

мачты для размещения антенной системы;

радиоприемники ОВЧ - диапазона;

радиоприемники ВЧ - диапазона;,

аппаратура сопряжения, контроля и дистанционного управления;

аппаратура служебной связи;

вводно-коммутационные устройства с молниезашитой;

средства гарантированного электропитания;

комплект ЗИП и КИП;

комплект эксплуатационной документации ЭД.

В состав средств автономного ретранслятора авиационной подвижной воздушной связи должны входить:

мачта для размещения антенных систем;

приемо-передающая антенно-фидерная система;

приемо-передающие антенные фильтры, объединители, разветвители и коммутаторы ОВЧ сигналов;

передатчики ОВЧ иапазона;

- приемники ОВЧ диапазона;

аппаратура сопряжения, контроля и управления (АСКУ);

аппаратура служебной связи (при необходимости);

вводно-кроссовое оборудование с устройствами молниезащиты;

средства гарантированного электропитания;

комплект ЗИП и КИП;

комплект эксплуатационной документации.

Требования к оборудованию центров коммутации сообщений (ИКС).

Взаимодействие ЦКСов в процессе обмена информационными и служебными сообщениями должно производиться в соответствии с требованиями и рекомендациями следующих документов:

приложение 10 к Конвенции ИКАО тома 1 и 2 для телеграфной связи АФТН;

требования к функциональным характеристикам средств коммутации сообщений телеграфной сети связи ГА.

обмен информацией по телеграфным каналам связи должен осуществляться одной из скоростей: 50, 100 Бод для кода МКТ-2 или 100, 200 Бод для кода СТ-5 (КОИ-7).

ЦКС должен сопрягаться с телеграфными каналами в соответствии с требованиями ГОСТ 22937-78 (ГОСТ 18664-73) и обеспечивать возможность работы по телеграфным каналам связи и/или физическим линиям. ЦКС должен обеспечивать прием, обработку, хранение и передачу информации по телеграфным каналам при круглосуточном режиме работы.

ЦКС должен выполнять функции краткосрочной и долгосрочной архивации сообщений и их журналов. Доступ к этим архивам должен обеспечиваться соответствующими процедурами.

В ЦКС должна быть предусмотрена возможность управления основными параметрами. С помощью команд должно производиться изменение состояния и характеристик каналов связи, маршрутов, адресных указателей, а также обеспечиваться контроль и управление техническими средствами ЦКС и осуществление их реконфигурации, включение и отключение их работы, управление ресурсами.

Должна обеспечиваться возможность реконфигурации технических средств ЦКС для проведения диагностики, технического обслуживания и ремонта оборудования. Изменение режимов работы и состояния технических средств не должно приводить к потере сообщений или перерыву во взаимодействии с сетью.

ЦКС должен обеспечивать возможность подготовки сообщений для передачи в сеть, вывода неформатных сообщений для их корректировки или принятия соответствующего решения, обработку служебных сообщений, вывод извещений о состоянии каналов связи и работе оборудования, поиск и вывод сообщений. Для передачи информационных и служебных сообщении может использоваться один из двух типов телеграфных кодов (МКТ-2 или МКТ-5), поэтому должно быть предусмотрено однозначное преобразование между двумя типами телеграфных кодов.

В процедурах телеграфного обмена предусматривается обработка сообщений, принятых с отклонениями от стандартного формата в пределах допусков. Такие сообщения перед передачей должны быть преобразованы в сообщения, не имеющие отклонения от стандартного формата.

Основные технические характеристики средств авиационной воздушной электросвязи ОВЧ и ВЧ диапазонов должны соответствовать требованиям, изложенным в табл.1.1

Таблица 1.1

	Наименование характеристики	Един. измер.	Норматив
Основные характеристики радиопередатчиков ОВЧ-диапазона
	Диапазон частот
	Сетка частот
	Выходная мощность на нагрузке 50 Ом
	Максимальная глубина модуляции
	Полоса пропускания по уровню 6 дБ:
	Для сетки частот 25 кГц для сетки частот 8,33 кГц
	Уровень входного НЧ-сигнала на нагрузке 600 Ом
	Стабильность частоты: для сетки частот 25 кГц для сетки частот 8,33 кГц
Основные характеристики радиоприемников ОВЧ - диапазона
	Чувствительность, не хуже

Таким образом, проведенный анализ показывает, что средства авиационной воздушной радиосвязи играют весьма важную роль в процессе обеспечения управления воздушным движением. От качества функционирования каналов радиосвязи, достоверности, оперативности доставки информации потребителям, прежде всего экипажам ВС, зависит уровень безопасности и регулярность полетов самолетов ГА. Поэтому необходимо постоянно совершенствовать возможности и характеристики систем радиосвязи, применяемых в ГА.

2. Специальная часть

Эксплуатационно-техническими характеристиками называют данные о функциональных возможностях и качестве работы систем связи. На первое место пользователь (эксплуатант) выдвигает эксплуатационные характеристики: информационные, эргономические, энергетические и обобщенные.

Информационные характеристики позволяют оценивать качество связи. При ведении связи существуют проблемы, связанные с искажениями принятых сообщений и нарушениями связи, при которых сообщения или их части не доходят до адресата.

Эргономические характеристики отражают степень приспособленности средств связи и устройств воспроизведения сообщений к потребностям эксплуатанта или оператора.

Экономические характеристики позволяют оценить затраты энергии и ресурсов на передачу сообщений с требуемым качеством.

Обобщенные характеристики предназначены для интегрального описания основных свойств системы связи и степени их соответствия некоторой эталонной системе.

Технические характеристики отражают особенности технической реализации систем связи и несут дополнительную информацию об их эксплуатационных возможностях.

К основным техническим характеристикам систем радиосвязи относятся диапазон волн, ширина полосы частот канала, число каналов, дальность действия, способы разделения каналов, энергетические характеристики (уровни сигналов и помех), используемые методы кодирования и модуляции.

Диапазоны используемых радиоволн и другие основные характеристики каналов воздушной радиосвязи регламентированы ICАО и Международным союзом электросвязи (см. табл.2.1)

Таблица 2.1.

Диапазон частот,	Число каналов	Частотный	Допустимая
		интервал, кГц	нестабильность
			100*10 -6 .2*10 -7

Анализ данных, приведенных в табл.2.1 показывает, что для организации каналов УКВ радиосвязи выделены два участка диапазона: от 118 до 136 МГц и от 220 до 400 МГц.

Рассмотрим характеристики радиостанций УКВ диапазона, эксплуатируемых в ГА в настоящее время.

В настоящее время в ГА эксплуатируются следующие типы бортовых командных радиостанций: "Баклан-5", "Баклан-20", и "Орлан". Для повышения надежности управления ЛА на борту обычно устанавливаются две радиостанции. Основные характеристики перечисленных бортовых радиостанций приведены в табл.2.2.

В качестве наземных радиостанций УКВ каналов радиосвязи, устанавливаемых на диспетчерских пунктах, используются радиостанции "Полет-1 А", "Баклан-РН", передатчик "Ясень", приемник Р-870М. Основные технические данные радиостанций этого типа приведены в табл.2.3.

Данные, приведенные в таблицах, показывают, что характеристики бортовых и наземных радиостанций УКВ диапазона примерно аналогичны.

При этом диапазон частот, используемый наземными радиостанциями, шире, что позволяет создать большее число каналов связи. Большей у наземных станций является и мощность излучения. При этом следует отметить, что в наиболее совершенной из наземных радиостанций используется не только обычный режим работы с излучением амплитудно-модулированных (AM) колебаний, но введены также режимы амплитудной манипуляции (АМн) и однополосной модуляции (ОМ). Введение этих режимов излучения связано со стремлением разработчиков повысить помехоустойчивость каналов УКВ радиосвязи (известно, что помехоустойчивость каналов связи с AM самая низкая).

Однако принятие таких мер не позволяет кардинальным образом улучшить информационные, экономические и технические (прежде всего энергетические) характеристики систем радиосвязи.

Это вызвано тем, что существующие каналы связи с AM, АМн и ОМ имеют недостаточно высокую помехоустойчивость, что приводит к искажениям принимаемой информации. Если при передаче речевых (аналоговых) сигналов воздействие помех может быть частично скомпенсировано за счет некоторой информационной избыточности и натренированности органов восприятия оператора, повторением передаваемых сообщений, то при передаче информации по цифровым каналам связи требования к вероятности искажения символов при приеме (не более 10 -6 .10 -8) значительно ужесточаются.

Верность передачи сообщений обеспечивается проведением мероприятий по уменьшению уровня помех, применением радиостанций, обладающих повышенной мощностью излучения, надлежащего разноса несущих частот соседних каналов связи, фильтров, согласованных с применяемыми сигналами, помехоустойчивых кодов и видов модуляции.

Таблица 2.2

Параметр
Диапазон частот, МГц
Дискретность сетки частот, кГц
Число фиксированных частот
Нестабильность частоты
Выходная мощность передатчика
Коэффициент модуляции, %
Полоса пропускания приемника на
уровне 6 дБ, кГц
Время перестройки, с
Высотность, м

Таблица 2.3

Параметр		По лет - 1 А	Баклан-РН
Диапазон частот, МГц
Дискретность сетки частот,
Число фиксированных
Нестабильность частоты
Выходная мощность передатчика, Вт
Чувствительность приемника, мкВ
Готовность к работе, мин, Время перехода в режим передача", при дистанционном управлении, с, не более Класс излучения	АЗЕ, J3E, A2D

Очевидно, что верность восприятия сообщений в каналах воздушной радиосвязи оказывает существенное влияние на эффективность УВД и на протекание процессов в системе воздушного транспорта в целом. В свою очередь, верность восприятия зависит не только от факторов технического характера, но и от психофизиологического состояния пилота и диспетчера УВД. Известны случаи, когда при хорошо работающих каналах связи сообщения воспринимались неправильно. Это относится в первую очередь к восприятию числовых сообщений.

В периоды пиковой интенсивности воздушного движения речевой канал загружен до предела. При этом становится значительным уровень взаимных помех, ухудшающих качество связи. При этом у пилотов и диспетчеров появляется желание говорить быстрее, что, как правило, ведет к повышению вероятности возникновения ошибок восприятия.

В документах ICAO (Doc.9426/AN/924) указываются важнейшие направления работ по обеспечению высокой надежности наземных систем диспетчерской связи. К их числу относится создание многофункциональных линий авиационной наземной связи, обеспечивающих возможность независимого обмена данными различных классов (например, обмена данными по вопросам взаимодействия органов УВД, метеорологической, аэронавигационной и другой информацией).

Таким образом, к основным направлениям совершенствования средств радиосвязи можно отнести следующие:

переход от однофункциональных к многофункциональным системам связи.

переход от передачи аналоговых сигналов к цифровым;

автоматизация управления сетями связи;

создание сетей с резервными каналами связи для повышения надежности связи;

применение уплотнения передаваемой информации с использованием временного уплотнения каналов связи;

повышение помехоустойчивости каналов связи;

совершенствование оконечной аппаратуры, применение в ней современной элементной базы, методов формирования и обработки сигналов, что способно повысить надежность каналов связи. Для получения устойчивой радиосвязи в сложной помеховой обстановке разработаны методы передачи информации с помощью широкополосных сигналов (ШПС). Используя ШПС возможно вести устойчивую радиосвязь даже в тех случаях, когда уровень принимаемого полезного сигнала ниже уровня помех.

Использование в широкополосных системах связи (ШСС) сигналов сложной формы затрудняет также извлечение информации из сигнала, если не известны данные о его структуре, что представляется в настоящее время весьма актуальным из-за участившихся случаев захвате воздушных судов.

Широкополосные сигналы могут обеспечить высокую достоверность Связи и передачу сообщений с требуемым для современных систем цифровой радиосвязи качеством и оперативностью.

Отличие широкополосной системы от обычной (узкополосной) состоит в использовании сигналов с полосой частот, значительно более широкой, чем полоса передаваемого сообщения, и методов селекции, основанных на применении сигналов различной формы на передающей и согласованных с формой сигналов различной формы фильтров на приемной стороне.

Важно отметить, что широкополосные системы радиосвязи принципиально совместимы с узкополосными, т.е. на одном и том же участке диапазона могут одновременно работать и те, и другие, не оказывая серьезных помех друг другу.

Проведенный анализ позволяет сделать вывод о том, что перспективы для использования широкополосных систем радиосвязи в ГА достаточно хорошие. Поэтому разработка таких систем является актуальной уже в настоящее время.

2.1 Обоснование технических требований к перспективной УКВ радиосвязи

2.1.1 Общие требования

Развитие и совершенствование систем УВД, повышение интенсивности воздушного движения привело к возрастанию объемов передаваемой по каналам УКВ авиационной воздушной радиосвязи информации. Это обстоятельство обусловливает возрастание требований к автоматизации обмена информацией и улучшению информационных и энергетических характеристик каналов связи.

В перспективных системах радиосвязи с применением ШПС, наряду с повышением пропускной способности, предусмотрена защита от естественных помех, криптозащита информации, а также меры по обеспечению электромагнитной совместимости с действующим парком радиосредств. При разработке новых поколений радиостанций произведена унификация многих узлов и блоков на основе модульного подхода к их конструированию, что снижает затраты на техническое обслуживание и ремонт в процессе эксплуатации. Применение новой элементной базы позволяет существенно снизить энергопотребление и массогабаритные характеристики, а также повысить надежность и ремонтопригодность оконечной приемо-передающей аппаратуры каналов радиосвязи.

Рассмотрим основные требования, предъявляемые к перспективным системам авиационной воздушной УКВ радиосвязи.

Достоверность связи . Из-за воздействия помех в канале связи при передаче информации возникают ошибки. Вследствие этого необходимо принимать меры по защите информации от ошибок, что возможно путем применения помехоустойчивого кодирования. Таким образом, можно сделать вывод, что информация, передаваемая по каналу радиосвязи, должна быть защищена помехоустойчивым кодом.

Скорость передачи информации . Система радиосвязи должна обеспечивать высокую достоверность передачи информации и высокую скорость обмена данными между абонентами системы. Эта скорость обусловлена высокими динамическими свойствами ЛА и его высокой скоростью, а также наличием большого количества абонентов в сети связи. Исходя из требований, сформулированных в , скорость передачи информации должна быть не менее 28 кбит/с.

Многостанционный доступ . Одним из требований к перспективным системам связи является многоканальность. Исходя их того, что информация, передаваемая в системе связи, объединена в общий информационный банк, то необходимо организовать доступ абонентов системы к нужной информации с минимальными временными затратами. Удовлетворение данного требования возможно благодаря использованию многоканальной системы радиосвязи с распределенным временным уплотнением. В такой системе связи посылки, принадлежащие одному сообщению, передаются в течение сравнительно большого временного интервала, а между ними находятся посылки других сообщений.

Помехоустойчивость системы . Помехоустойчивость - свойство системы связи выполнять поставленные задачи в условиях воздействия помех искусственного и естественного происхождения. Достижение высокой помехоустойчивости возможно благодаря применению ШПС. Согласно , для подавления системы радиосвязи с ШПС требуемая мощность помехи должна быть в базу раз больше, чем для подавления узкополосной системы связи.

Системы воздушной авиационной радиосвязи УКВ диапазона должны обеспечивать устойчивую и надежную радиосвязь в пределах прямой видимости.

Система радиосвязи должна обладать высокой эксплуатационной надежностью. Это достигается применением на этапе проектирования современной элементной базы и современной технологии на этапе изготовления, а также грамотной эксплуатацией и качественным техническим обслуживанием.

На основе перечисленных требований проведем обоснование основных технических характеристик проектируемой системы связи.

К основным информационным характеристикам проектируемой системы связи относятся:

высокая достоверность передачи информации, при которой вероятность искажения одного элемента в канале передачи данных должна лежать в пределах Р е =10 - 2 …10 - 4 ;

обеспечение высокой скорости передачи информации - до 1200 бит/с;

оптимизация выбора рабочих частот. Наиболее подходящим по условиям электромагнитной совместимости и с учетом требований ICAO является диапазон от 100 до 1000 МГц;

организация информационной сети с многостанционным доступом (минимизация потерь времени на обмен данными);

гибкость по отношению к перестройке организационной структуры системы;

функциональная надежность и отказоустойчивость.

К основным техническим характеристикам проектируемой системы радиосвязи относятся: тип сигнала, используемого в системе; дальность действия; ширина спектра сигнала; диапазон рабочих частот; мощность передающего устройства; чувствительность приемного устройства; количество каналов связи.

2.1.2 Выбор типа сигнала

Из всех известных типов сигналов, применяемых в радиосвязи, наилучшими характеристиками помехозащищенности, скрытности и простоты реализации многостанционного доступа с временным разделением являются ШПС. Помехозащищенность таких сигналов обеспечивается введением в передаваемый сигнал частотной избыточности. Расширение спектра сигнала осуществляется независимо от передаваемого сообщения с помощью модуляции или кодирования.

Частотная избыточность характеризуется базой сигнала. Найдем величину базы сигнала, используемого в проектируемой системе.

Для расширения спектра применяется внутриимпульсное кодирование с фазовой манипуляцией, т.е. посылка длительностью Т может включать в себя16, 32, 64 или 128 элементов длительностью ф э = 200 нс. Известно, что база угнала находится по формуле

В = Т/ ф э,

где: Т - длительность посылки; ф э - длительность элемента посылки.

Так как длительность элемента посылки является фиксированной, то база сигнала будет зависеть от количества элементов в посылке Т и примет значения: В=16; 32; 64; 128.

2.1.3 Обоснование рабочего диапазона частот

Требованиями ICAO для воздушной радиосвязи в диапазоне УКВ выделен частотный диапазон от 118 до 136 МГц. Для проектируемой системы радиосвязи также целесообразно выбрать диапазон УКВ. Это объясняется рядом факторов, к которым относятся: достаточно малые размеры антенн, обеспечивающие достаточную эффективность, малая вероятность искажения символов при передаче цифровой информации (Р е = 10 -3 .10 -5). Такую вероятность ошибки можно достичь благодаря применению кодов, исправляющих ошибки. При этом такая низкая вероятность ошибки при приеме цифровой информации по сравнению с другими диапазонами волн достигается тем, что в УКВ диапазоне действуют только аддитивные помехи и малы космические шумы.

Радиоволны УКВ диапазона распространяются прямолинейно и поэтому отсутствует многолучевость при приеме, а также отсутствуют замирания сигнала при распространении, что также оказывает положительное влияние на помехоустойчивость каналов связи.

Для проектируемой системы радиосвязи предлагается использовать

перспективный диапазон частот 220.400 МГц. Это обусловлено тем, что стандартный диапазон частот достаточно активно используется узкополосными системами связи, а также достаточно широкой полосой частот (несколько мегагерц), занимаемой применяемым типом сигналов.

2.1.4 Дальность связи

Дальность действия проектируемой системы связи характеризуется максимальным расстоянием, на котором обеспечивается получение заданных показателей качества функционирования.

Основной особенностью радиоволн диапазона УКВ является распространение волной поверхностного типа. Такие волны обладают малой способностью к огибанию препятствий, поэтому дальность радиосвязи ограничивается прямой видимостью. Дальность прямой видимости с учетом сферической формы Земли определяется по формуле

(2.1)

где: D - дальность прямой видимости в [км]; h1 и h2 - высоты подъема приемной и передающей антенн в [м].

При работе наземного пункта с самолетной радиостанции дальность действия определяется высотой полета самолета и высотой установки антенны наземной станции. С учетом явления тропосферной рефракции дальность связи в УКВ диапазоне определяется выражением

(2.2)

Расчеты по формуле (3.2) показывают, что дальность прямой видимости в диапазоне УКВ с учетом рефракции составляет при полете ЛА на высотах 100м, 4000м и 12000м соответственно не менее 89 км, 522 км и 903 км.

2.1.5 Количество каналов связи

Количество каналов связи зависит от ширины спектра сигнала:

где: ф э - длительность одного элемента, ф э = 200 не. Тогда получим Дf c = 5 МГц.

Так как для системы отводится диапазон частот 220.400 МГц, то располагаемое количество каналов связи

2.1.6. Помехозащищенность

Помехозащищенность характеризует способность системы связи противостоять воздействию помех. Помехозащищенность включает в себя такие понятия как скрытность и помехоустойчивость. Известно, что помехоустойчивость приема сигналов на фоне широкополосной помехи (Дf n >Дf c) типа белый гауссовский шум определяется только отношением энергии сигнала Е с к спектральной плотности шума N

q 0 = 2E/N = 2P c T/N, (2.3)

и не зависит от вида сигнала. Поэтому при известной спектральной плотности помех помехоустойчивость оптимального приема ШПС к широкополосным помехам равна помехозащищенности оптимального приема узкополосных сигналов в этих условиях.

Если ширина спектра помехи не превышает ширину спектра сигнала, то применение ШПС обеспечивает увеличение отношения сигнал/помеха относительно узкополосных сигналов

(2.4)

Таким образом, отношение сигнал/помеха в ШСС улучшается пропорционально базе сигнала.

Помехоустойчивость ШСС определяется соотношением, связывающим отношение сигнал/помеха на выходе приемника q 2 с отношением сигнал/помеха на его входе р 2

(2.5)

где - отношение мощности ШПС к мощности помехи; q 2 = 2E/N п - отношение энергии ШПС Е к спектральной плотности мощности помехи N п в полосе ШПС, т.е. Е = Р с Т, N п = Р п /Дf c .

Из данного соотношения следует, что прием ШПС сопровождается усилением сигнала в 2В раз.

Скрытность системы связи определяет ее способность противостоять обнаружению и измерению параметров сигнала. Если известно, что в данном диапазоне частот может работать система связи, но параметры ее неизвестны, то в этом случае можно говорить об энергетической скрытности системы связи, так как ее обнаружение возможно только с помощью анализа спектра. Скрытность ШСС связана с уменьшением спектральной плотности сигнала в результате увеличения его базы, т.е.

(2.6)

т.е. в В раз меньше, чем у узкополосного сигнала при равных мощностях и скорости передачи информации. Отношение спектральной плотности мощности сигнала N c к спектральной плотности мощности входных шумов N приемника, обнаруживающего сигнал, составляет

(2.7)

т.е. в В раз меньше, чем у узкополосных сигналов. Поэтому в точке приема при неизвестной структуре ШПС вероятность его обнаружения на фоне шума чрезвычайно низка . Таким образом, чем шире спектр ШПС и больше его база, тем выше энергетическая и параметрическая скрытность системы связи.

2.1.7 Электромагнитная совместимость

ШПС обеспечивает хорошую ЭМС с узкополосными системами связи. Для ШПС спектральная плотность мощности определяется выражением

(2.8)

для узкополосного сигнала

(2.9)

Помехоустойчивость системы связи с ШПС определяется соотношением (2.5), в котором

(2.10)

Если узкополосная система связи постоянно занимает определенный интервал частот, то ее спектр можно подавить, используя режекторный фильтр. Таким образом, воздействие узкополосной системы связи на широкополосную незначительно и определяется выражением

N шпс Дf y = Р шпс Дf y /Дf c . (2.11)

Исходя из этого, отношение сигнал/помеха на выходе узкополосного приемника будет определяться выражением (2.5), в котором

, (2.12)

B = Дf c /Дf y . (2.13)

Таким образом, чем больше отношение Af c /Af y , тем лучше фильтрация ШПС в узкополосной системе связи, т.е. чем больше база ШПС, тем выше ЭМС широкополосной и узкополосной систем связи.

Следовательно, системы связи с ШПС обладают хорошей ЭМС с узкополосными системами связи. Они обеспечивают высокую помехоустойчивость относительно мощных помех, скрытность, адресность, работоспособность в общей полосе частот, хорошую ЭМС с другими радиотехническими системами.

2.1.8 Основные типы ШПС

Известно большое число различных ШПС. В настоящее время в радиосвязи применяются:

частотно-модулированные сигналы (ЧМС);

многочастотные сигналы (МЧС);

фазоманипулированные сигналы (ФМС);

дискретные частотные сигналы (ДЧС);

дискретные составные частотные сигналы (ДСЧ).

Из перечисленных ШПС наиболее перспективными для систем связи являются ФМС. Это объясняется сравнительной простотой реализации устройств формирования и демодуляции ШПС на элементах цифровой микроэлектронной техники, возможностью создания большого числа сигналов для одной и той же величины последовательности, хорошими корреляционными свойствами сигналов в частотно-временной области.

ФМС представляют собой последовательность радиоимпульсов, начальные фазы которых изменяются по заданному закону. В большинстве случаев ФМС состоит из радиоимпульсов с двумя значениями начальных фаз О и р.

Для реализации фазовой манипуляции сигналов используются различные кодовые последовательности (коды Баркера, Голда и М-последовательности - последовательности максимальной длины).

Для проектируемой системы радиосвязи в качестве модулирующего сигнала выберем М-последовательность, обладающую следующими достоинствами :

М-последовательность является последовательностью с периодом, состоящим из n символов (импульсов);

боковые лепестки периодической автокорреляционной функции сигналов, образованных М-последовательностью, равны 1/n;

М-последовательность в общем случае состоит из нескольких видов импульсов. Импульсы различного вида встречаются в периоде примерно одинаковое количество раз, т.е. все импульсы распределены в периоде равномерно. Вследствие этого М-последовательности называют псевдослучайными;

М последовательности легко фильтруются с помощью линейных переключаемых схем на основе сдвигающих регистров;

автокорреляционная функция М-последовательности, под которой понимается непериодическая последовательность длиной L за период Т, имеет величину боковых лепестков, близкую к. Поэтому с ростом Т величина боковых пиков уменьшается.

М-последовательностью называется периодическая последовательность символов (элементов) d 1 d 2 ,., d i , удовлетворяющая следующему правилу:

(2.14)

где сложение производится по модулю 2. Это означает, что при возможных значениях а, = 0 или 1 символы di,. dj могут принимать значения 0 или 1.

Важным параметром М-последовательности является параметр n, определяющий число ячеек регистра сдвига, с помощью которого формируется сама последовательность. Такой регистр с заданными определенным образом обратными связями образует неповторяющуюся комбинацию из L =2 n - 1 символов. Эта неповторяющаяся комбинация является максимально возможной.

Для образования М-последовательности задаются произвольной начальной комбинацией из п символов d 1 . d n , которую называют начальным блоком. Используя правило определяются все остальные элементы последовательности d n +1 ,. dj. Изменение начального блока приводит к циклическому сдвигу последовательности.

Таким образом, ШПС формируется путем фазовой манипуляции несущей частоты кодовой М-последовательностью.

2.1.9 Чувствительность приемного устройства

Чувствительность приемника оказывает непосредственное влияние на дальность радиосвязи. Чувствительность приемников радиостанций систем связи УКВ диапазона находится в пределах 2,5.3 мкВ и ограничена собственными шумами радиоэлементов. Учитывая, что существенно снизить собственные шумы без значительного увеличения затрат не представляется возможным, чувствительность приемных устройств проектируемой системы радиосвязи должна быть не хуже 2 мкВ (с учетом применения современной элементной базы, имеющей пониженный уровень тепловых шумов).

2.2 Обоснование структурной схемы проектируемой системы связи

Проектируемая система связи состоит из аппаратуры, находящейся на наземном диспетчерском пункте, линии связи, под которой следует понимать среду распространения радиосигнала, и аппаратуры, устанавливаемой на борту ЛА. В состав аппаратуры на диспетчерском пункте и на борту ЛА должны входить приемо-передающие устройства - терминалы. Основное отличие терминала от обычного приемо-передающего устройства состоит в наличии в его составе специализированных вычислительных устройств - процессоров, реализующих функции формирования, передачи, приема и обработки широкополосных сигналов. При этом состав и структура наземного и бортового терминалов проектируемой системы связи практически одинакова. При разработке структурной схемы терминала следует учесть его многофункциональность, необходимость точной синхронизации с шкалой единого времени системы (для обеспечения своевременного выхода абонентов на связь), а также необходимость осуществления функционального контроля всего терминала.

Таким образом, структурная схема терминала приемопередающего устройства примет вид, представленный на рис.4.1 В состав терминала входят следующие устройства:

усилитель мощности (УМ);

приемопередатчик;

сигнальный процессор (СП);

канальный процессор (КП);

генератор опорной псевдослучайной последовательности (ГОПСП);

магистральная шина (МШ);

блок контроля (БК);

высокочастотный переключатель (ВЧП);

синтезатор частоты (СЧ);

синхронизатор (С);

блок единого времени и частоты (БЕВЧ);

терминальный процессор (ТП).

Кроме этого, для изменения и приспособления структуры и основных параметров системы связи к изменяющимся условиям функционирования и помеховой обстановки, в состав терминала входит адаптивный процессор (АДП).

Приемопередатчик обеспечивает усиление сигнала до уровня, необходимого для передачи сообщений, приема сообщений и их усиления до уровня, необходимого для работы сигнального процессора.

Сигнальный процессор имеет в своем составе модем, кодек, модуль управления (МУ).

Подобные документы

Перспективы мобильности беспроводных сетей связи. Диапазон частот радиосвязи. Возможности и ограничения телевизионных каналов. Расчет принимаемого антенной сигнала. Многоканальные системы радиосвязи. Структурные схемы радиопередатчика и приемника.

презентация , добавлен 20.10.2014


Этапы разработки структурной схемы системы оперативной связи гарнизона пожарной охраны. Оптимизация сети специальной связи по линиям 01. Особенности определения высоты подъема антенн стационарных радиостанций, обеспечивающих заданную дальность радиосвязи.

контрольная работа , добавлен 16.07.2012


Описание используемых плат расширение/модулей. Схема узлов связи и их лицевой панели шасси. Функциональная схема узла связи 1, 2, 3 и 4. Подбор оптического кабеля и его обоснование. Резервирование частот/волокон. Спецификация узлов, их главные элементы.

курсовая работа , добавлен 27.04.2014


Разработка электрической принципиальной и функциональной схемы генератора. Обоснование выбора схем блока вычитания и преобразователя кодов. Функциональная схема генератора последовательности двоичных слов. Расчет конденсаторов развязки в цепи питания.

курсовая работа , добавлен 14.09.2011


Виды и цели авиационной электросвязи гражданской авиации Российской Федерации, показатели ее надежности. Резервирование средств радиотехнического обеспечения полетов и авиационной электросвязи. Оценка качества передачи речевых сообщений по каналам связи.

реферат , добавлен 14.06.2011


Разработка канала радиосвязи метрового диапазона, его передающей и приемной части. Предварительный расчет параметров передающей и приемной частей каналов. Функциональная схема радиоприемной его части, расчет наземного затухания напряженности поля.

контрольная работа , добавлен 03.03.2014


Анализ оснащенности участка проектирования системами связи. Требования к стандартам радиосвязи. Преимущества GSM-R, принципы построения, организация каналов доступа, особенности базовой структуры. Энергетический расчет проектируемой системы радиосвязи.

дипломная работа , добавлен 24.06.2011


Выбор и обоснование перечня технических средств связи гарнизона. Расчёт основных характеристик системы. Пропускная способность сети спецсвязи "01". Высота подъёма антенн стационарных радиостанций. Максимальная дальность связи с подвижными объектами.

курсовая работа , добавлен 20.07.2014


Характеристики и параметры сигналов и каналов связи. Принципы преобразования сигналов в цифровую форму и требования к аналогово-цифровому преобразователю. Квантование случайного сигнала. Согласование источника информации с непрерывным каналом связи.

курсовая работа , добавлен 06.12.2015


Организация поездной радиосвязи. Расчет дальности действия радиосвязи на перегоне и на станции. Радиоаппаратура и диапазон частот. Выбор и анализ направляющих линий. Организация станционной радиосвязи. Организация громкоговорящей связи на станции.