Troposférický rozptyl - Tropospheric scatter

Troposférický rozptylový systém může překlenout velké vzdálenosti, zatímco a mikrovlnné relé Systém (níže) vyžaduje více přenosových stanic kvůli přímá viditelnost omezení.
Boswell Bay, Aljaška Místo White Alice, troposférická rozptylová anténa a podavač.
Pacific Scatter System

Troposférický rozptyl (také známý jako troposcater) je metoda komunikace s mikrovlnné rádio signály na značné vzdálenosti - často až 300 kilometrů (190 mi) a dále v závislosti na terénních a klimatických faktorech. Tato metoda šíření využívá fenomén rozptylu troposféry, kde rádiové vlny dosahují UHF a SHF frekvence jsou náhodně rozptýleny, když procházejí horními vrstvami troposféra. Rádiové signály jsou přenášeny úzkým paprskem namířeným těsně nad horizont ve směru k přijímací stanici. Jak signály procházejí troposférou, část energie je rozptýlena zpět k Zemi, což umožňuje přijímací stanici signál zachytit.[1]

Normálně se signály v mikrovlnném frekvenčním rozsahu pohybují po přímkách, a proto jsou omezeny na přímá viditelnost aplikace, ve kterých může přijímač „vidět“ vysílač. Komunikační vzdálenosti jsou omezeny vizuální horizont na přibližně 30–40 mil (48–64 km). Troposcatter umožňuje mikrovlnnou komunikaci za horizontem. Byl vyvinut v padesátých letech minulého století a používán pro vojenskou komunikaci až do roku komunikační satelity do značné míry jej nahradil v 70. letech.

Vzhledem k tomu, že troposféra je turbulentní a má vysoký podíl vlhkosti, jsou troposférické rozptylové rádiové signály lomený a následně pouze malá část rádiové energie je sbírána přijímacími anténami. Frekvence přenosu kolem 2 GHz jsou nejvhodnější pro systémy rozptylu troposféry, protože na této frekvenci vlnová délka signálu dobře interaguje s vlhkými, turbulentními oblastmi troposféry a zlepšuje poměry signálu k šumu.

Přehled

Historicky, vysoký zisk jídlo nebo billboardové antény byly vyžadovány pro systémy troposférického rozptylu jako ztráty šíření jsou velmi vysoké; jen asi jeden biliont (1 x 10−12) vysílacího výkonu je k dispozici na přijímači. Cesty byly vybudovány na vzdálenosti větší než 1 000 km. Vyžadovali antény v rozmezí od 9 metrů do 36 metrů a zesilovače v rozmezí od 1 kW do 50 kW. Jednalo se o analogové systémy, které byly schopné přenášet několik hlasových kanálů.

Systémy troposcaterů se v průběhu let vyvíjely. S komunikační satelity používané pro komunikační spojení na velké vzdálenosti, jsou současné systémy troposcatterů využívány na kratší vzdálenosti než předchozí systémy, používají menší antény a zesilovače a mají mnohem vyšší možnosti šířky pásma. Typické vzdálenosti jsou mezi 50 km a 250 km, i když větší vzdálenosti lze dosáhnout v závislosti na klimatu, terénu a požadované rychlosti přenosu dat. Typické velikosti antény se pohybují od 1,2 metru do 12 metrů, zatímco typické velikosti zesilovače se pohybují od 10 W do 2 kW. S dnešní technologií lze dosáhnout rychlosti přenosu dat přes 20 Mb / s.

Troposférický rozptyl je poměrně bezpečná metoda šíření, protože zarovnání paraboly je zásadní, takže je extrémně obtížné zachytit signály, zejména pokud jsou přenášeny přes otevřenou vodu, což je činí velmi atraktivními pro vojenské uživatele. Vojenské systémy měly tendenci být „tenkou linií“ tropo - tzv. Jen proto, že jsou úzké šířka pásma „Informační“ kanál byl přenesen do systému tropo; obvykle až 32 analogových (šířka pásma 4 kHz) kanálů. Moderní vojenské systémy jsou „širokopásmové“, protože provozují digitální datové kanály 4–16 Mbit / s.

Civilní systémy troposcaterů, například British Telecom (BT) Severní moře ropná komunikační síť vyžadovala vyšší kapacitní „informační“ kanály, než jaké byly k dispozici pomocí vysokofrekvenčních (vysokofrekvenčních - 3 až 30 MHz) rádiových signálů, než byla k dispozici satelitní technologie. Systémy BT se sídlem v Scousburgh v Shetlandské ostrovy, Mormond Hill v Aberdeenshire a Row Brow poblíž Scarborough, byli schopni vysílat a přijímat 156 analogových (šířka pásma 4 kHz) kanálů dat a telefonování na / z platforem pro těžbu ropy v Severním moři pomocí multiplexování s frekvenčním dělením (FDMX) pro kombinaci kanálů.

Kvůli povaze turbulencí v troposféře čtyřnásobně šíření rozmanitosti cesty byly použity k zajištění 99,98% spolehlivosti služby, což odpovídá přibližně 3 minutám odstávky kvůli výpadku šíření za měsíc. Systém čtyřnásobného vesmírného a polarizačního diverzity potřeboval dvě oddělené antény (rozmístěné několik metrů od sebe) a dvě odlišně polarizovaný krmit rohy - jeden s vertikální polarizací, druhý s horizontální polarizací. Tím bylo zajištěno, že alespoň jedna signální cesta byla otevřena najednou. Signály ze čtyř různých cest byly rekombinovány v přijímači, kde fázový korektor odstranil fázové rozdíly každého signálu. Fázové rozdíly byly způsobeny různými délkami dráhy každého signálu od vysílače k ​​přijímači. Jakmile byla fáze korigována, mohly být čtyři signály aditivně kombinovány.

Vrstvy atmosféry-en.svg

Troposférický rozptyl komunikační sítě

Spojení UHF mezi troposkáčem mezi Indií a SSSR na razítku Indie z roku 1982

Fenomén troposférického rozptylu byl použit k vybudování civilních i vojenských komunikačních spojení v řadě částí světa, včetně:

ACE vysoká
NATO vojenské komunikační spojení po celé Evropě od norsko-sovětské hranice k turecko-sovětské hranici.
BT (British Telecom)
Spojené království - Shetlandy na Mormond Hill
Německo
Torfhaus-Berlin, Clenze-Berlin v dobách studené války
Portugal Telecom
Portugalsko - Serra de Nogueira do Artzamendi
CNT (Kanadská telekomunikační společnost)
Tsiigehtchic na kopec Galena, město Keno
Hay River - Port Radium - Lady Franklin Point
Kuba - Florida
Guanabo na Florida City
AT&T Corporation

Projektové kanceláře [1]

Pittsboro (okres Chatham), NC [2] - Buckingham, VA [3] - Charlottesville, VA - Leesburg, VA - Hagerstown, MD
Texas Towers - Radary protivzdušné obrany.
Texas Tower 2
Georges Bank, v 56 stop dlouhé (17 m) hluboké vodě, 110 mil (180 km) východně od Cape Cod 41 ° 44'N 67 ° 47'W / 41,733 ° N 67,783 ° W / 41,733; -67,783, spojené s North Truro, MA.
Texas Tower 3
Nantucket Shoals ve vodě o délce 80 stop, 160 kilometrů jihovýchodně od Rhode Island, 40 ° 45'N 69 ° 19'W / 40,75 ° N 69,317 ° W / 40,75; -69,317, spojené s Montauk AFB, Long Island, NY.
Texas Tower 4
Nejmenovaný Shoal (neoficiálně: Old Shaky), v 185 stop (56 m) vody, 84 mil (135 km) jihovýchodně od New Yorku 39 ° 48 'severní šířky 72 ° 40' západní délky (zničeno, 28 zabito , během bouře dne 15. ledna 1961), spojené s Highlands, NJ pevninská stanice.
Texas Tower 1
Hotovostní lišta (Lat. 42 ° 53'N., Long. 68 ° 57'W., 36-foot depth), 100 mil východně od New Hampshire, nestaven.
Texas Tower 5
Brownova banka (Lat. 42 ° 47'N., Long. 65 ° 37'W., 84foot depth), 75 mil jižně od Nového Skotska, nestaven.
Mid Canada Line
Série pěti stanic (070, 060, 050, 415, 410) v Ontario a Quebec kolem spodní Hudson Bay.
Pinetree Line, Skok o tyči
Série čtrnácti stanic poskytujících komunikaci východním pobřežním radarovým stanicím linky USA / Kanady Pinetree, probíhající od N-31 Frobisher Bay, Baffinův ostrov na St. John's, Newfoundland a Labrador.
Bílá Alice /DEW Line /ROSA Školení (Studená válka éra)
Bývalá vojenská a civilní komunikační síť s osmdesáti stanicemi táhnoucími se od západního pobřeží Port Hardy, Vancouver Island na sever do Barterův ostrov (BAR), západ k Shemya, Aljaška (SYA) v Aleutské ostrovy (jen pár set mil od Sovětský svaz ) a na východ přes Arktidu Kanada na Grónsko. Všimněte si, že ne všechny stanice byly troposcater, ale mnoho jich bylo. Zahrnovalo také školicí zařízení pro síť tropických rozptylů linky White Alice / DEW umístěnou mezi nimi Pecatonica, Illinois na Streator, Illinois.
DEW Line (Pošta Studená válka éra)
Několik sítí rozptylu tropů poskytujících komunikaci pro rozsáhlý radarový řetězec protivzdušné obrany na dalekém severu Kanady a USA.
NARS
Síť protivzdušné obrany NATO táhnoucí se od RAF Fylingdales, přes Mormond Hill, Velká Británie, Sornfelli (Faerské ostrovy ), Höfn, Island na Keflavik DYE-5, Rockville.
ET-A, UŽIVATEL
Síť americké armády z RAF Fylingdales do sítě v Německo a jediná stanice ve Francii (Maison Fort ).
486L, MEDCOM
Síť amerického námořnictva pokrývající evropský pobřeží Středozemní moře z San Pablo, Španělsko na západě do Letecká základna Incirlik, krocan na východě se sídlem v Ringstead Bay v Dorset, Anglie.
královské letectvo

Komunikace do Britské síly Německo, běží od Swingate v Kent na Lammersdorf v Německo.

BARY
Síť tropo-rozptylu Varšavské smlouvy táhnoucí se z blízka Rostok v DDR (Deutsches Demokratisches Republik), Československo, Maďarsko, Polsko, Bělorusko SSSR, Ukrajina SSSR, Rumunsko a Bulharsko.
SEVER
Sovětská síť táhnoucí se přes SSSR.
Indie - SSSR
Jedna sekce z Srinigar, Kašmír, Indie do Dangara, Tádžikistán, SSSR.
Indické letectvo
Část sítě protivzdušné obrany pokrývající hlavní letecké základny, radarová zařízení a místa raket v severní a střední Indii. Síť je postupně vyřazována a nahrazována modernějšími komunikačními systémy založenými na optických vláknech.[2]
Peace Ruby, Vyhláskovat, Mírová síť
Síť protivzdušné obrany zřízená Spojené státy v Írán předrevoluce. Spellout postavil radarovou a komunikační síť na severu Íránu. Peace Ruby vybudovala na jihu další síť protivzdušné obrany a Peace network tyto dvě sítě integrovala.
Bahrajn - Spojené arabské emiráty
Systém tropo-scatter spojující Al Manamah, Bahrajn na Dubaj, Spojené arabské emiráty.
RAFO
Komunikační systém pro rozptyl tropů poskytující vojenské komunikace bývalému SOAF - sultánovi ománského letectva (nyní RAFO - Royal Air Force of Oman ), přes Ománský sultanát.
RSAF
A Royal Saudi Air Force tropo-rozptylová síť spojující hlavní letecké základny a populační centra v Saudská arábie.
Jemen
Jediné propojení systému Sana'a s Sa'dah.
ZADNÍ TERASA a IWCS
Dvě sítě provozované Spojené státy propojení vojenských základen v Thajsko a Jižní Vietnam.
Phil - Tai - Oki
Systém spojující Filipíny s Tchaj-wan.
Kabelové a bezdrátové Karibská síť

Společnost Cable & Wireless vytvořila v roce 1960 spojení troposcater, které spojuje Barbados se španělským přístavem Trinidad. Síť byla rozšířena dále na jih do Georgetownu v Guyaně v roce 1965.[3][4]

Japonské sítě troposcaterů
Propojení dvou sítí japonský ostrovy ze severu na jih.

Taktické komunikační systémy pro troposkáče

Běloruský mobilní horizontální komunikační systém troposférického rozptylu „Horizon“

Kromě výše popsaných stálých sítí existuje několik taktických přenosných systémů vyráběných několika zeměmi: -[5]

Sovětské / ruské systémy troposcaterů
MNIRTI R-423 -1 Brig-1 / R-423-2A Brig-2A / R-423-1KF
MNIRTI R-444 Eshelon / R-444-7,5 Eshelon D
MNIRTI R-420 Atlet-D
Taška NIRTI R-417 / R-417S Baget S
JE Radiosvyaz R-412 A / B / F / S TORF
MNIRTI R-410 / R-410-5,5 / R-410-7,5 Atlet / Albatros
MNIRTI R-408 / R-408M ​​Baklan
Čínská lidová republika (PRoC), Troposcatter Systems lidové osvobozenecké armády (PLA)
CETC TS-504 Komunikační systém Troposcatter
CETC TS-510 / GS-510 Troposcatter komunikační systém
Western Troposcatter Systems
AN / TRC-97 Komunikační systém Troposcatter
AN / TRC-170 Mikrovlnný rádiový terminál s rozptylem troposféry[6]
AN / GRC-201 Komunikační systém Troposcatter
Mikrovlnný systém americké armády TRC-170 Tropo Scatter

Americká armáda a letectvo používají taktické troposférické rozptylové systémy vyvinuté společností Raytheon pro dálkovou komunikaci. Systémy přicházejí ve dvou konfiguracích, původní „těžké tropo“ a novější konfigurace „lehkého tropa“ existují. Systémy poskytují čtyři multiplexovaný skupinové kanály a šifrování linky a 16 nebo 32 lokálních analogových telefonních linek. Stejné zařízení používá americká námořní pěchota, i když je to starší verze.

Viz také

Reference

  1. ^ FS-1037C Definice troposférického rozptylu
  2. ^ Síť AF
  3. ^ Kabelové a bezdrátové sítě na Barbadosu (2016)
  4. ^ Razítko Guyany (1968)
  5. ^ „Systémy troposcaterů“. ausairpower.net
  6. ^ AN / TRC-170 Taktické digitální troposférické rozptylové rádio ". Jane's Military Communications

externí odkazy