Высокоскоростная тропосферная связь может стать альтернативой спутниковой связи. В нашей стране данную технологию активно развивает «Росэлектроника». Холдинг разработал и готовит к серийному выпуску цифровые станции тропосферной связи «Гроза».
Рассказываем, как тропосферная связь, ранее используемая военными, поможет жителям самых отдаленных уголков страны всегда оставаться в «зоне доступа».
Как отправили сигнал за горизонт
Соединить радиосвязью два очень удаленных друг от друга пункта когда-то считалось непосильной задачей, по вполне естественным причинам – наша планета представляет собой шар, да еще и со сложным рельефом. Но уже в 40-х годах прошлого столетия ученым удалось изучить и обосновать возможность загоризонтного распространения радиосигнала.
Идея на самом деле была проста – сигнал нужно направить не в сторону приемника, а под углом в небо. На высоте примерно 10-15 км радиоволны отражаются от верхней границы тропосферы и направляются в приемник. Таким образом приемник и передатчик могут находиться на расстоянии до 600 км. На практике это решение, конечно, сталкивается с некоторыми трудностями. К примеру, в зависимости от географической широты высота такого «тропосферного зеркала» постоянно меняется, а сигнал при переизлучении сильно ослабляется, что требует мощных передатчиков и антенн большого размера. Но эти трудности оказались решаемы.
Как и все наиболее передовые новинки, тропосферная связь возникла как технология для военных. В 1950-х годах американцы были взволнованы увеличением дальности советских бомбардировщиков, которые уже могли «достать» США через Северный Полюс. В 1954 году началось строительство линии DEW – сети радиолокационных станций раннего предупреждения о возможном подлете авиации противника. Радары и командный центр связали тропосферные радиорелейные линии.
В СССР использование тропосферной связи также стартовало именно в армии. Первые тропосферные станции «Лодка» и «Фрегат» в 1950-х на практике показали возможность работы линии протяженностью 250 км. Все последующие годы продолжалась развитие тропосферной связи, причем не только в военной сфере. Для СССР, с его огромной территорией и внушительных размеров северным побережьем, почти целиком находящимся за Полярным кругом, потребность в надежной связи всегда была очень актуальной.
В 1960-х годах была построена отечественная тропосферная станция ТР-60/120, на основе которой появилась сеть тропосферных линий длиной более 15 тыс. км. Эта станция вошла в состав грандиозного проекта того времени – линии связи, которая соединила Москву и Дели. Средний участок протяженностью почти 700 км, между городами Душанбе и Сринагар, – тропосферная линия связи. Благодаря новой технологии был преодолен сложнейший отрезок – горные хребты Гикдукуша. Это был первый опыт в мировой практике построения международной многоканальной линии такой протяженности в условиях высокогорья.
Еще один яркий пример успеха – создание тропосферной линии связи «Север», строительство которой началось в 1966 году в условиях вечной мерзлоты и непроходимой тайги. Самый протяженный участок – вдоль реки Енисей до Норильска – связал большинство населенных пунктов региона с Красноярском. Развал СССР и появление спутниковой связи привели к закрытию станций – последняя перестала работать в начале 2000-х годов.
Тропосферная связь как альтернатива спутникам
Развитие спутниковой связи, оптоволоконных коммуникаций основательно потеснили тропосферную связь и, на первый взгляд, не оставили ей никаких шансов. Однако сегодня все чаще звучат идеи о возвращении данной технологии, а также ее потенциале не только в военном деле, но и на «гражданке».
Современные станции тропосферной связи построены на основе новых цифровых решений, поэтому способны обеспечить высокую скорость передачи данных. Кроме того, в отличие от старых образцов, у сегодняшних моделей снижены энергопотребление и излучаемая мощность. Так, все больше специалистов сходятся во мнении, что использование технологии тропосферной связи может значительно облегчить создание типовой телекоммуникационной инфраструктуры в удаленных регионах нашей страны. Напомним, что согласно нацпроекту «Цифровая экономика РФ», 97% россиян должны иметь доступ к услуге широкополосного доступа в интернет к 2030 году.
Когда речь идет о коммуникациях в труднодоступных районах, тропосферная связь оказывается более выгодным вариантом по сравнению со спутниковой или оптоволоконной. Сама станция тропосферной связи может и стоит дороже чем терминал спутниковой связи, но в перспективе оказывается более выгодным вариантом, ведь не нужно тратиться за использование спутника.
Сейчас холдинг «Росэлектроника» Госкорпорации Ростех уже разворачивает первые пилотные зоны на базе такой техники. К примеру, недавно была организована высокоскоростная тропосферная линия связи между Горно-Алтайском и популярным среди путешественников Семинским перевалом, находящимся на высоте 1717 метров.
В пилотных проектах холдинга используется тропосферная станция «Гроза» разработки НПП «Радиосвязь». Предприятие является одним из лидеров в стране по созданию наземных станций спутниковой и тропосферной связи. Сегодня специалистами «Радиосвязи» внедряются новые методы цифровой обработки сигналов и модернизируется аппаратура.
Как отмечают специалисты, для высокой надежности линии связи всегда должны быть резервированы альтернативными технологиями. Так, даже самый качественный оптоволоконный кабель подвержен как техногенному, так и природному воздействию. Каналы спутниковой связи тоже нуждаются в «подстраховке».
В ожидании «Грозы»
В настоящее время высокоскоростные тропосферные станции гражданского назначения в России массово не выпускаются. «Гроза» станет первой такой серийной станцией – ее производство в скором времени планируется организовать на мощностях предприятия «Радиосвязь».
В комплект «Грозы» входит антенна диаметром 150 см, которую можно установить как на крыше здания, так и на треноге, а также высокоскоростной цифровой модем тропосферной связи. Данный модем был разработан коллективом «Радиосвязи», в нем используются новейшие подходы обработки информации, среди которых эквалайзер на основе нейронных сетей.
Главное отличие новой станции от предшественников – высокая скорость. Современные радиорелейно-тропосферные станции, такие как «Гроза», могут использоваться для сотовой связи и обеспечить интернетом скоростью до 50 Мбит/с в режиме тропосферной связи и до 155 Мбит/с в режиме радиорелейной связи.
Заявленную способность работать в экстремальных климатических условиях «Гроза» уже доказала на деле, во время пилотных запусков в Алтайском крае. На самом деле возможности «Грозы» еще шире – она способна «трудиться» при температуре воздуха от –50 до +65 градусов по Цельсию и влажности до 98%. Не остановят «Грозу» и сильные ветра со скоростью до 20 м/с.
