Разработки в области радиорелейной связи прямой видимости

Н. Н. Каменский

Введение

История создания радиорелейной техники прямой видимости в СССР тесно связана с проводившимися в НИИР с начала 50-х годов работами в области радиорелейной связи. Хотя отдельные исследования в этой области велись и ранее, но только с этого времени они получили систематическое и широкое развитие.

В те годы началось практическое освоение телевизионного вещания. Расстояние от телевизионного передатчика, на котором возможен приём ТВ-сигнала, передаваемого в диапазоне УКВ, составляет ≈30- 70 км (в зависимости от рельефа местности). Вследствие этого возникла потребность в передаче сигналов телевидения на большие расстояния, чтобы обеспечить обмен программами между телецентрами и передачу программ центрального телевидения на периферию.

Существовавшие в то время системы передачи по металлическим кабелям (симметричным и коаксиальным) были непригодны для этой цели. Оставалась единственная возможность – использование радиорелейных линий прямой видимости (РРЛ).

Министерство связи СССР намеревалось заказать разработку оборудования широкополосных РРЛ в организациях Министерства промышленности средств связи, однако все попытки решить эту проблему оказались безуспешными из-за загруженности этого ведомства оборонными заказами. И тогда было решено поручить создание такого оборудования Научно-исследовательскому институту радио (НИИР).

В НИИР проводились не только теоретические исследования в области радиорелейной связи, но и работы по созданию собственно радиорелейного оборудования прямой видимости. Причем выполнялись все этапы разработок, предусмотренные действующими в то время нормативными документами.

Сначала создавался эскизный проект системы связи и аппаратуры. На этом этапе проводились теоретические исследования по определению основных технических параметров системы связи, обеспечивающих выполнение заданных качественных показателей каналов и трактов. Составлялись технические требования к отдельным звеньям и устройствам, входящим в систему связи, были развернуты соответствующие лабораторные исследования.

На стадии разработки технического проекта проводились дополнительные расчеты и лабораторные проработки, конструирование и изготовление образцов аппаратуры и устройств, входящих в систему связи, их настройка и испытания. После приёмки технического проекта, образцов аппаратуры и устройств, осуществлялась корректировка конструкторской документации (КД) и передача её на заводы-изготовители.

Конструирование велось в конструкторских подразделениях института, а изготовление образцов – в мастерских и на Опытном заводе института.

Предыстория разработок радиорелейных систем гражданского назначения

Ещё в 1932—1934 гг. в СССР была разработана приёмопередающая аппаратура, работающая на метровых волнах, и созданы опытные линии связи Москва–Кашира и Москва–Ногинск. Первое отечественное оборудование “Краб”, разработанное в НИИР и изготовленное в его экспериментальных мастерских для линии связи через Каспийское море, между Красноводском и Баку (1953—1954 гг.), также работало в метровом диапазоне.

В первое время для радиорелейных линий считалось наиболее целесообразным применение импульсной модуляции, техника которой была хорошо освоена в радиолокации одновременно с временным уплотнением. Казалось, что при тогдашнем уровне развития технологий это сулит большие преимущества. Но цикл теоретических исследований и экспериментальных проработок, проведенных в НИИР, подтвердил складывающееся в то время у специалистов в области радиорелейной связи мнение, что сочетание частотной модуляции с частотным уплотнением позволит создать линии, не уступающие даже наиболее совершенным коаксиальным кабельным системам. Надо подчеркнуть, что сказанное относится к концу 1940-х – началу 1950-х годов. А поскольку, как известно, развитие общества и науки идет по спирали, то сегодня современные новейшие технологии позволили вернуться к цифровым методам передачи на более высоком уровне – передача данных, цифровая телефония и телевидение.

В институте в то время собрались ученые, имена которых стали известны во всем мире. Вопросы теории систем связи были разработаны профессором В.А. Котельниковым, будущим вице-президентом Академии наук СССР, разработкой антенн руководил видный отечественный ученый – доктор технических наук Г. З. Айзенберг. Разработка передатчиков СВЧ проводилась под руководством заведующего кафедрой передающих устройств Московского института инженеров связи профессора Б.П. Терентьева, а созданием приёмных устройств занимался доктор технических наук B. C. Мельников. Начальником лаборатории УКВ сначала был один из основоположников исследований в области радиорелейной связи – профессор В. А. Смирнов, а позднее – профессор С.В. Бородич.

Коллектив лаборатории РРЛ в тесном содружестве с сотрудниками других лабораторий института создал оборудование для первых отечественных радиорелейных линий. Были рассмотрены вопросы распространения ультракоротких волн, распределения частот, определены основные характеристики РРЛ и методы их расчёта. Все это было подкреплено многочисленными испытаниями оборудования на специально созданном опытном участке между Москвой и поселком Голицино.

Работы на этом участке проводились ведущими сотрудниками НИИР – С. В. Бородичем, Б. П. Минашиным, А. В. Соколовым, В. М. Шифриной, Л. А. Коробковым, В. В. Петровым и многими другими. Разработки требовали метрологического обеспечения, и в институте было создано бюро измерительной аппаратуры под руководством к. т. н. А. Ф. Пионтковской, которое подбирало необходимую серийно выпускаемую аппаратуру – как отечественную, так и импортную, и проводило её аттестацию.

В 50-е годы в НИИР было разработано семейство радиорелейной аппаратуры “Стрела”, работавшей в диапазоне 1600-2000 МГц: “Стрела П” – для пригородных линий на 12 телефонных каналов, “Стрела Т” – для передачи одной телевизионной программы на расстояние 300—400 км и “Стрела М” – для оборудования магистральных линий на 24 канала протяжённостью до 2500 км.

На аппаратуре “Стрела” был построен ряд первых отечественных РРЛ. Вот некоторые из них: Москва – Рязань, Москва – Ярославль – Нерехта – Кострома -Иваново, Фрунзе – Джалал Абад, Москва – Воронеж, Москва – Калуга, Москва – Тула.

Следующая разработка для РРЛ – аппаратура Р-60/120. Она позволяла создавать 3—6-ствольные магистральные линии длиной до 2500 км для передачи 60—120 телефонных каналов и длиной до 1000 км – для передачи телевизионных программ при выполнении рекомендаций МККТ и МККР по качественным показателям. Образцы Р-60/120 для первой РРЛ между Москвой и Смоленском были изготовлены Опытным заводом института, для серийного производства аппаратура была передана на один из лучших заводов ВПК в Днепропетровске. Такие РРЛ построили в разных районах СССР, одной из первых и, пожалуй, самой длинной была линия Москва — Ростов-на-Дону.

Разработки магистральных систем радиорелейной связи прямой видимости

Оборудование типа Р-60/120, работавшее в диапазоне 2 ГГц, было предназначено для внутризоновых РРЛ. Чтобы передавать ТВ-сигналы на большие расстояния, а также сигналы телефонных каналов, нужно было создать радиорелейное оборудование для магистральных РРЛ.

Магистральным РРЛ были выделены соответствующие полосы частот в диапазонах 4 и 6 ГГц. В таких диапазонах, при одинаковых габаритных размерах антенн и прочих равных условиях, излучаемая в эфир мощность увеличивается в 2,5—3 раза за счёт большого коэффициента усиления антенны. Это было весьма существенно для достижения необходимых качественных показателей передаваемых сигналов телевидения и многоканальной телефонии.

Первой отечественной радиорелейной системой для магистральной радиорелейной связи была система Р-600 (“Весна”), работающая в диапазоне 4 ГГц. Эта работа была выполнена НИИР в период 1953-1958 гг. Специалисты института проработали вопросы построения всех звеньев, присущих магистральной радиорелейной связи: схемы построения СВЧ-аппаратуры, антенно-волноводного тракта с системой СВЧ разделитель фильтров, обеспечивающие создание многоствольных РРЛ (до 6—8 стволов); системы автоматического резервирования стволов, предусматривающие один резервный ствол на два или три рабочих ствола; вопросы обеспечения универсальности стволов (рабочий ствол мог использоваться как для передачи сигналов многоканальной телефонии, так и для программ телевидения); системы служебной связи, телеобслуживания, электропитания. Эти принципы соблюдались и при разработках последующих магистральных РРЛ.

Первая магистральная радиорелейная линия Ленинград–Таллин, оборудованная аппаратурой Р-600, была построена в 1958 г., после чего началось серийное производство оборудования Р-600. На фото 1 показан комплект радиорелейная аппаратура Р-600 для узловой станции.

Фото 1. Комплект радиорелейной аппаратуры Р-600 для узловой станции

Система и аппаратура Р-600 послужили основой дальнейшего совершенствования радиорелейного оборудования для магистральных РРЛ. В период 1960—1970 гг. были разработаны, произведены и внедрены в эксплуатацию новые виды оборудования семейства Р-600: Р-600М, Р-6002М, Р600-2МВ и “Рассвет”, также работающие в диапазоне 4 ГГц. В ТВ-стволе обеспечивалась передача видеосигнала и сигнала звукового сопровождения. Производство радиорелейного оборудования семейства Р-600 было организовано на заводе “Электроаппарат” (Ростов-на-Дону).

На первом этапе разработки Р-600 (“Весна”) её руководителем был Е. С. Штырен, затем Н. Н. Каменский. Основные технические показатели этих систем приведены в табл. 1.

Таблица 1

Учитывая большое значение работ в области создания радиорелейного оборудования, в НИИР в 1966 г. был организован отдел радиорелейных систем связи прямой видимости (начальником отдела стал Н. Н. Каменский, а с марта 1993 г. – В. М. Минкин).

В состав отдела входил ряд лабораторий, в которых проводилась разработка системных вопросов построения радиорелейного оборудования прямой видимости и приёмопередающей СВЧ-аппаратуры, модемов, оконечных устройств телефонных и телевизионных стволов, аппаратуры автоматического резервирования стволов, служебной связи и телеобслуживания.

Важнейшей разработкой, проводившейся в НИИР в середине 60-х годов, было создание магистральной радиорелейной системы большой ёмкости “Восход”. Она предназначалась, в первую очередь, для РРЛ Москва – Дальний Восток. Разработка системы связи, радиоаппаратуры, источников гарантированного электропитания, системы резервирования и методов контроля качества работы аппаратуры проводилась с учётом обеспечения высокой надёжности линии. Расчётный коэффициент исправного действия линии протяжённостью 12500 км составлял 0,995, а потеря достоверности при передаче бинарной информации без кодозащиты – не более 5*10 -5 . СВЧ-приёмопередающая аппаратура “Восход” работала в диапазоне 4 ГГц., в полосе частот 3400—3900 МГц. Все активные элементы аппаратуры “Восход” были выполнены на полупроводниковых приборах, исключение составляли СВЧ входные ступени передатчиков и гетеродинных трактов, где использовались ЛБВ.

Для обеспечения высокой надежности в системе “Восход” были предусмотрены применение разнесенного по высоте приёма с быстродействующей системой автовыбора и параллельная работа передатчиков. Система разнесенного приёма, весьма эффективно решая задачу борьбы с замиранием сигналов на интервалах РРЛ, одновременно позволяла автоматически резервировать приёмники станции. Параллельная работа передатчиков обеспечивала их автоматическое резервирование и удвоение выходной мощности передатчиков, которая в аппаратуре "Восход" составляла 10 Вт. Вся система автоматического резервирования приёмопередающего оборудования замыкалась в пределах каждой станции, поэтому в "Восходе" не было необходимости передавать по служебным каналам какие-либо сигналы для управления работой системы резервирования (как это имеет место в радиорелейных системах с поучастковой системой резервирования стволов). Таким образом, особенностью системы “Восход” являлось отсутствие специального резервного ствола, что позволяло сделать все радиостволы рабочими и, следовательно, лучше использовать отведенную для системы полосу радиочастот.

В системе “Восход” было предусмотрено 8 широкополосных рабочих стволов, из которых 4 предназначались для работы на основном магистральном направлении и 4 – на ответвлениях или пересекающих магистралях. Все стволы универсальны, одинаково пригодны как для передачи сигналов многоканальной телефонии, так и для передачи сигналов телевизионных программ.

Телефонный ствол системы обеспечивал передачу сигналов 1920 каналов ТЧ в случае, когда аппаратура промежуточных станций размещалась в кабинах на верху башни (т. е. при коротких волноводах), а аппаратура узловых и оконечных станций – в наземных помещениях. Пропускная способность телефонного ствола при размещении аппаратуры в наземных помещениях на всех станциях составляла 1020 каналов ТЧ. В нижней части группового спектра телефонного ствола обеспечивалась передача сигналов служебной связи и телеобслуживания. Система телеобслуживания позволяла иметь до 16 автоматизированных промежуточных станций между соседними узловыми станциями.

Телевизионный ствол системы давал возможность передавать видеосигнал и четыре звуковых канала, организованных на поднесущих частотах и расположенных выше спектра видеосигнала. Эти звуковые каналы использовались как для передач сигналов звукового сопровождения телевидения, так и радиовещания.

Чтобы обеспечить высокую надежность работы оборудования станции в системе “Восход” была применена двулучевая система электропитания. Она предусматривала установку на каждой станции двух комплектов агрегатов гарантированного электропитания. От одного комплекта агрегатов получали питание первые комплекты приёмников, передатчиков и гетеродинов всех стволов, а от вторых комплектов агрегатов – вторые комплекты приёмников, передатчиков и гетеродинов всех стволов.

Фото 2. Аппаратное помещение узловой станции системы

Серийное производство аппаратуры системы “Восход” было организовано на заводе “Электроаппарат” (Ростов-на-Дону). На фото 2 показано аппаратное помещение узловой станции системы “Восход”, а на фото 3 – пульт управления узловой станции системы “Восход”.

Фото 3. Пульт управления узловой станции системы “Восход”

Следующим важным этапом в развитии техники радиорелейной связи стала разработка комплекса унифицированных радиорелейных систем связи (КУРС). Основной целью данной работы являлось создание радиорелейного оборудования, обеспечивающего построение экономичных, высококачественных и надёжных РРЛ, отвечающих всем требованиям построения сети связи с учетом её дальнейшего развития.

Комплекс охватывал четыре системы связи, работающие в диапазонах 2, 4, 6 и 8 ГГц. Аппаратура в диапазонах 4 и 6 ГГц предназначалась для магистральных РРЛ, а в диапазонах 2 и 8 ГГц – для зоновых РРЛ.

В приёмопередающей аппаратуре различных диапазонов частот широко использовались унифицированные узлы и блоки (УПЧ, умножители частоты и т. п.). Все они были выполнены на наиболее совершенных для того времени полупроводниковых приборах и других комплектующих изделиях отечественного производства.

На этапе этой разработки удалось значительно снизить мощность, необходимую для электропитания радиорелейного оборудования. Так, например, мощность, потребляемая приёмопередатчиком системы КУРС-4, была снижена в 3 раза по сравнению с мощностью, потребляемой приёмопередатчиком системы Р-600М, при большей пропускной способности и лучших качественных показателях.

Это позволило по-новому строить систему гарантированного электропитания станций РРЛ. В ранее разработанных системах электропитание радиорелейного оборудования осуществлялось переменным током напряжением 220В, а система гарантированного электропитания строилась на базе применения громоздких и не очень надежных механических, непрерывно вращающихся преобразователей типа АГМ или АГП. Они имели тяжелый маховик, который при пропадании напряжения во внешней сети переменного тока мог в течение 30 с поддерживать номинальное напряжение питания радиорелейного оборудования. За эти 30 с необходимо было автоматически переключить оборудование на другой фидер внешнего электропитания (если он предусмотрен) либо автоматически же запустить резервный дизель-генератор.

В системах КУРС и во всех последующих радиорелейных системах электропитание оборудования обеспечивается постоянным током напряжением 24В. Гарантированное электропитание в этих системах производится от стационарных закрытых аккумуляторных батарей, работающих в буфере с автоматизированным выпрямительным устройством. Ёмкость батареи выбиралась из расчета 5 ч работы для аппаратуры промежуточных станций и 1-2 ч – для аппаратуры оконечных и узловых станций при полном пропадании электроэнергии первичного источника. Такое построение системы гарантированного электропитания обеспечивает высокую надёжность работы станций РРЛ.

Аппаратура КУРС-4 и КУРС-6 отличалась от предыдущих разработок и своей компактностью. Например, в системе КУРС-4 в одной стойке шириной 600 мм размещалось 4 приёмника (стойка Пм 4) или 4 передатчика (стойка Пд 4). В табл. 2 приведены основные технические характеристики магистральных систем КУРС-4 и КУРС-6.

Таблица 2

Последней разработкой НИИР для магистральной радиорелейной связи было создание нового поколения оборудования “Радуга”.

В его состав вошли: приёмопередающее оборудование, работающее в диапазоне 4 ГГц – “Радуга- 4” ; приёмопередающее оборудование, работающее в диапазоне 6 ГГц – “Радуга- 6” ; оборудование резервирования “Радуга”.

Для “Радуги” было разработано новое поколение унифицированного оборудования “Рапира-М”, включающего: оконечную аппаратуру телефонных и телевизионных стволов; ЧМ-модемы; аппаратуру служебной связи и телеобслуживания.

“Радуга- 4”, “Радуга- 6”, аппаратура резервирования “Радуга” и комплекс аппаратуры “Рапира-М” были внедрены в производство и поступили в эксплуатацию на ряд РРЛ.

Магистральная радиорелейная система “Радуга-Рапира-М” позволяла создавать магистральные РРЛ в двух диапазонах частот: 4 ГГц (в полосе частот 3400—3900 МГц) и 6 ГГц (в полосе частот 5670—6170 МГц).

В каждом диапазоне возможна организация до семи рабочих стволов и одного резервного ствола. По каждому из рабочих стволов обеспечивалась:
•  в режиме передачи многоканальной (аналоговой) телефонии – передача сигналов 1920 каналов ТЧ и при необходимости дополнительно – 48 каналов ТЧ в спектре 60-252 кГц, а также передача в одном из телефонных стволов сигналов служебной связи в спектре 0,3—52 кГц, которые необходимы для нормальной работы РРЛ;
•  в режиме передачи телевидения – передача видеосигнала и сигналов 4 каналов звукового сопровождения и вещания.

Технические параметры оборудования системы “Радуга-Рапира-М” обеспечивали высокие качественные показатели и надежность работы каналов и трактов РРЛ, оснащенных этим оборудованием.

по созданию цифровых модемов для аналоговых РРЛ. Были разработаны различные варианты цифровых модемов на скорости от 2 до 34 Мбит/с. В результате было создано семейство цифровых модемов для аналоговых РРЛ на скоростях: 2,048 Мбит/с, 8,448 Мбит/с, 17 Мбит/с и 34,368 Мбит/с. Цифровой модем на скорости 2,048 Мбит/с работает на поднесущей частоте 10,7 МГц, которая располагается в линейном спектре радиоствола выше спектра, занимаемого аналоговыми сигналами телевизионного или телефонного стволов. Это позволяет организовать дополнительно к аналоговой передачу цифровой информации первичной цифровой системы передачи (ПЦСП) типа ИКМ-30 в соответствии с Рекомендацией G. 703 МСЭ–Т.

Для организации передачи цифровой информации со скоростями 8,448 Мбит/с, 17 Мбит/с или 34,368 Мбит/с следует использовать свободные от аналоговой информации стволы. Модемы на эти скорости могут комплектоваться мультиплексной аппаратурой и, таким образом, обеспечивать передачу соответственно 4, 8 или 16 цифровых потоков по 2,048 Мбит/с, что хорошо согласуется с принципами построения синхронной цифровой иерархии (SDH).

Во всех типах цифровых модемов обеспечивался контроль входного и выходного сигналов, обнаружение и генерация сигналов индикации аварийного состояния (СИАС) и контроль коэффициента ошибок без перерыва и с перерывом связи. Было организовано производство всех названных цифровых модемов, и они нашли свое применение на действующей сети РРЛ.

Руководителем работ по созданию большинства магистральных систем радиорелейной связи был Н. Н. Каменский. В разработке вопросов построения магистральных систем радиорелейной связи и разработки радиорелейного оборудования принимали участие ведущие специалисты радиорелейного отдела: В. В. Григорьев, В. Я. Король, Р. К. Панова, Ю. И. Маримонт, В. Д. Фильберт, Ю. К. Шошенков, А. Н. Сманцер, Г. Б. Агриколянский, В. М. Родионов, В. М. Райкин, В. М. Минкин, А. А. Плотников, Д. В. Мермельштейн, В. Б. Шатнев, Л. М. Кузнецова, Л. С. Лернер и др.

Разработки систем внутризоновой радиорелейной связи

П осле создания аппаратуры Р-60/120 в области разработки радиорелейного оборудования для внутризоновой связи наступил длительный перерыв. Положение в этой области изменилось лишь в 1971 г. после организации в радиорелейном отделе специализированной лаборатории по разработке и созданию радиорелейного оборудования для внутризоновых РРЛ под руководством Е. Д. Поборчего.

В 1978 г. была завершена разработка 3—4-ствольного радиорелейного оборудования в диапазонах 1,75—2 ГГц КУРС-2М с пропускной способностью ТФ ствола 300 каналов ТЧ. Опытные образцы были изготовлены Московским радиотехническим заводом (МРТЗ), а в 1979 г. в республике Коми была пущена в эксплуатацию первая РРЛ на серийной аппаратуре КУРС-2М, поставленной МРТЗ.

Следующей разработкой в диапазоне 1,75—2 ГГц было оборудование КУРС-2М-2 с пропускной способностью телефонного ствола 720 каналов ТЧ. Опытные образцы аппаратуры и модернизированные коаксиальные фидерные тракты были изготовлены Ростовским заводом “Электроаппарат” в конце 1986 г., а серийное производство было налажено на этом заводе в 1989 г. В том же году на аппаратуре КУРС-2М-2 была пущена первая РРЛ Краснодар-Сочи.

В 1986 г. в НИИР была начата ОКР “Аппаратура приёмопередающая с малым потреблением электроэнергии для внутризоновых радиорелейных линий связи диапазона 2 ГГц”, шифр “РАДУГА- 2”, которую мы завершили через четыре года.

Приёмопередатчики “РАДУГА-2”, при выходной мощности передатчика 2 Вт потреблявшие от источника питания всего лишь 12 Вт, имели пропускную способность 1020 каналов ТЧ, либо 34,368 Мбит/с, либо сигналов телевизионной программы.

Эти приёмопередатчики должны были заменить в серийном производстве аппаратуру КУРС-2М-2, выпускавшуюся к тому времени уже 4 года. Производство освоили специалисты ростовского завода “Электроаппарат”, оборудование не уступало лучшим зарубежным аналогам того времени по основным техническим характеристикам.

Большое значение для дальнейшего развития внутриобластной связи имело освоение диапазона 8 ГГц, (7,9—8, 4 ГГц), так как в этом диапазоне можно было создать системы с большей пропускной способностью и лучшими качественными показателями. На первом этапе была построена упрощенная (одноствольная) радиорелейная система внутриобластной связи в диапазоне 8 ГГц, призванная дать пучки каналов ТЧ на районные центры для автоматизации внутриобластной междугородной связи “ОБЛАСТЬ- 1” (КУРС-8-О). Пропускная способность этой аппаратуры составляла 300 каналов ТЧ. В 1978 г. приняли в эксплуатацию опытную РРЛ Горький – Балахна – Городец, построенную на опытных образцах КУРС-8-О (изготовлено в НИИР).

В ноябре 1977 г на Уфимском опытном заводе “ПРОМСВЯЗЬ” с участием НИИР были выпущены головные образцы опытной партии радиорелейной аппаратуры “ОБЛАСТЬ- 1” (КУРС-8-О). Опыт эксплуатации ряда РРЛ, работавших на аппаратуре КУРС-8-О, позволило выявить и устранить ряд недостатков и модернизировать её. На этой базе были созданы две новые радиорелейные системы – КУРС-8-ОУ и КУРС-8-ОТ.

Оборудование КУРС-8-ОУ предназначалось для оснащения внутризоновых РРЛ с числом стволов 2-4, одинаково пригодных для передачи сигналов как многоканальной телефонии, так и телевидения, и радиовещания. Максимальная протяженность РРЛТ- 600 км . Пропускная способность в режиме передачи телефонных сигналов – 300 каналов ТЧ. На РРЛ можно было организовать один телефонный, два телевизионных и один резервный стволы (система 3+1).

Оборудование КУРС-8-ОТ служило для передачи ТВ-сигналов от областных телевизионных центров или от магистральных РРЛ на маломощные ТВ-ретрансляторы.

В 1979 г. в НИИР была завершена разработка принципиально нового комплекса радиорелейной аппаратуры для упрощенных линий внутриобластной связи “ОБЛАСТЬ-2” (КУРС-8-02). Аппаратура КУРС-8-02 была способна работать в жестких климатических условиях: от -40° до +40°С, и при любой влажности. Она имела два варианта исполнения: для аналоговых РРЛ 300 каналов ТЧ и для цифровых РРЛ на скорость 8, 448 Мбит/с. Использование передатчиков с прямой модуляцией на СВЧ позволило получить достаточно малое энергопотребление, возможность выноса и дистанционного питания приёмопередатчиков по кабелю связи.

В 1986 г. НИИР закончил разработку образцов новой радиорелейной аппаратуры “РАКИТА- 8” в диапазоне 7,9—8,4 ГГц для многоствольной внутризоновой системы. Система характеризовалась высоким отношением сигнал/шум в телевизионных стволах и возможностью передачи по телефонному стволу сигналов 720 каналов ТЧ либо цифрового потока со скоростью 34,368 Мбит/с. В 1989 г. “РАКИТУ- 8” внедрили в серийное производство Уфимский завод “Промсвязь” и Ростовский завод “Электроаппарат”.

В 1990 г. НИИР приступил к выполнению ОКР “Внутризоновая цифровая радиорелейная система третьего поколения в диапазоне 8 ГГц”, шифр “РАДИУС”, которая была завершена в 1995 г. Система “РАДИУС” была смешанной, где в одной подсистеме резервирования и обслуживания с общим резервным стволом работали цифровые (телефонные) и аналоговые (телевизионные) стволы. Производство аппаратуры “РАДИУС” было освоено АО “РОСТ” (ООО “АНИКС”). В 1997 г. сдана в эксплуатацию первая четырёхствольная РРЛ – Самара-Жигулевск, работающая на аппаратуре “РАДИУС”.

Семейство оборудования диапазона 8 ГГц не только позволяло обеспечивать интенсивное развитие внутриобластной междугородной связи в условиях дефицита средств и кабельной продукции, но в ряде случаев и прямо способствовало бесконфликтным решениям важных национальных проблем развития местных сетей ТВ-вещания и связи нашего многонационального государства.

Взаимодействие подразделенийинститута при разработке систем радиорелейной связи прямой видимости

Над созданием полного комплекса радиорелейного оборудования работали не только ученые отдела радиорелейных систем связи прямой видимости, но и многие специалисты других отделов НИИР.

В антенном отделе, которым в разное время руководили крупные специалисты в этой области: Г. З. Айзенберг, В. Д. Кузнецов, A. M. Модель, В. Г. Ямпольский, были разработаны различные типы антенн и волноводных трактов в диапазонах частот от 2 до 11 ГГц, а также полосовые СВЧ-фильтры и системы высокочастотного уплотнения антенно-волноводных трактов многоствольных радиорелейных систем в различных диапазонах частот.

Очень важны работы специалистов НИИР, проводивших исследования в области распространения радиоволн на трассах радиорелейных линий связи прямой видимости. Без знания законов распространения радиоволн на трассах РРЛ невозможно было определить требования к радиорелейному оборудованию, при которых будут обеспечены требуемые качественные показатели связи. Знание этих законов необходимо также для разработки методик расчета трасс при проектировании РРЛ. Коллективом таких специалистов руководил начальник лаборатории, доктор технических наук А. И. Калинин – крупный специалист в области теории распространения радиоволн. В последние годы лабораторию возглавлял д.ф.-м. н. В. Н. Троицкий, ведущим специалистом являлась к.т.н. Л. В. Надененко.

Большое значение для успешного развития техники радиорелейной связи прямой видимости имели работы, проводившиеся в отделе измерительной аппаратуры. Долгие годы этот отдел возглавлял к.т.н. А. И. Зудакин, много сделавший для создания специальных приборов и устройств, которые использовались как при разработке радиорелейного оборудования, так и при его эксплуатации. В последующие годы этим отделом руководил к. т. н. К. Н. Мартышевский.

Наш отдел тесно сотрудничал с отделом телевидения НИИР в части определения норм на качественные показатели телевизионных трактов и методик их измерения. В этом отделе также разрабатывались устройства коррекции соединительных линий, обеспечивающих передачу сигналов телевидения и многоканальной телефонии между оконечными радиорелейными станциями и телецентрами или МТС. Руководил всеми работами начальник отдела профессор М. И. Кривошеее – крупнейший специалист в области телевизионной техники.

Блоки электропитания аппаратуры и устройства, входящие в комплекс гарантированного электропитания станций РРЛ, разрабатывались в отделе электропитания НИИР, который долгие годы возглавлял к.т.н. В. В. Петров – высококвалифицированный специалист по системам и устройствам электропитания.

Разработка конструкторской документации на макеты и образцы всего комплекса радиорелейного оборудования проводилась в конструкторских отделах НИИР (КО-2 и КО-1), работой которых руководили А. И. Бобров, Н. В. Некрасов и B. C. Назаров.

Создание отечественной сети РРЛ

Проводимые в НИИР разработки радиорелейного оборудования для магистральных и внутризоновых РРЛ имели цель создать в стране сеть радиорелейной связи для передачи сигналов телевидения и многоканальной телефонии.

Проектирование радиорелейных линий проводилось ГСПИ (Государственный союзный проектный институт) с учётом методики “Расчёт трасс РРЛ”, разработанной в НИИР. Специалисты нашего института тесно сотрудничали с учеными ГСПИ при проектировании РРЛ и с подразделениями треста “Радиострой” – при сооружении РРЛ и вводе их в эксплуатацию.

Радиорелейная сеть страны создавалась преимущественно как сеть телевизионная. Её основой стал Останкинский телевизионный центр с его уникальной высотной башней. Вокруг Москвы, на расстоянии одного интервала РРЛ (протяженностью около 40 км ) были построены шесть опор радиорелейных станций высотой порядка 100 м. Образованная ими кольцевая РРЛ стала началом ряда радиорелейных линий, расходящихся в различных направлениях по всей стране. Связь между станциями кольцевой РРЛ и Останкинской башней осуществлялась по шести радиальным однопролётным РРЛ.

На первом этапе создания этой сети широкое применение получили системы семейства Р-600 и система “Восход”. На аппаратуре Р-600, от кольцевой РРЛ в южном направлении была построена РРЛ до Харькова, продлённая затем до Симферополя и далее – через Крым на Кавказ до Тбилиси. Позже была построена РРЛ Тбилиси—Ереван и РРЛ до Баку. От кольцевой РРЛ в восточном направлении была построена транссибирская РРЛ Москва – Дальний Восток, большая часть которой на первом этапе строительства оснащалась аппаратурой системы “Восход”. Эта РРЛ соединила Москву с многими крупными центрами страны, в том числе с Рязанью, Челябинском, Новосибирском, Красноярском, Улан-Удэ, Читой, Благовещенском, Хабаровском и Владивостоком. Были сооружены радиорелейные линии Москва – Ленинград, Москва-Смоленск-Минск, Москва – Киев и Киев – Кишинев. РРЛ Ленинград – Таллин была продлена до Риги и Вильнюса. До столиц всех среднеазиатских республик СССР также были протянуты соответствующие РРЛ, началом которых являлись станции транссибирской РРЛ Москва – Дальний Восток.

По мере создания и освоения нового радиорелейного оборудования на строящиеся РРЛ поступала все более совершенная аппаратура. В ряде случаев она использовалась и для модернизации ранее построенных РРЛ.

В свою очередь, в республиках и областях строились внутриреспубликанские и внутризоновые РРЛ. Для этих целей использовалось радиорелейное оборудование как магистральных, так и внутризоновых РРЛ.

В результате в стране была создана обширная сеть радиорелейных линий связи прямой видимости, обеспечивающая передачу телевизионных программ и сигналов многоканальной телефонии. К середине 70-х годов протяженность радиорелейных линий прямой видимости превышала 70 тыс. км, а к середине 1980-х объём каналов тональной частоты, образованный радиорелейными системами передачи, составлял около 25% от общего объёма каналов тональной частоты Единой автоматизированной сети связи страны (ЕАСС). Кроме того, 100% наземных каналов передачи ТВ-программ были организованы на радиорелейных линиях, а их общая протяжённость превышала 150 тыс. км. Эта сеть объединила сотни мощных телевизионных передающих станций и несколько тысяч маломощных телевизионных ретрансляторов, как правило, совмещенных со станциями РРЛ и использующих опоры станций для размещения передающих телевизионных антенн.

Внутризоновые сети РРЛ имели протяженность порядка 40 тыс. км. На фото 4 представлен общий вид одной из станций магистральных РРЛ.

Фото 4. Общий вид одной из станций магистральных РРЛ

Ha учно-исследовательские работы в области радиорелейной связи

Н аряду с разработками радиорелейного оборудования в НИИР проводились научно-исследовательские работы, без которых невозможно было решать поставленные перед институтом задачи. Остановимся на некоторых из них.

В первую очередь, следует отметить фундаментальные работы С. В. Бородича, в которых были методы расчёта линейных и нелинейных шумов, возникающих при передаче сигналов многоканальной телефонии в радиорелейных системах с частотным уплотнением (ЧУ) каналов и частотной модуляцией (ЧМ).

А. Н. Сманцер и A. M. Шендерович провели оригинальные исследования допустимой неравномерности группового времени запаздывания ВЧ тракта радиоствола при передаче звукового сигнала на поднесущей совместно с видеосигналом системы СЕК AM.

Исследования внутрисистемных помех в многоствольных радиорелейных системах проводил Д. В. Мермельштейн, который был также основным исполнителем работ по электромагнитной совместимости РРЛ. В рамках этих работ проводилось изучение взаимных помех между смежными радиорелейными системами и таких помех между радиолокационными системами и радиорелейными системами с целью определения требуемых частотно-территориальных разносов между станциями РРЛ и станциями смежных РРЛ или станциями РРЛ и радиолокаторами; взаимных влияний между спутниковыми системами связи и наземными радиорелейными системами связи. Это делалось с целью определения необходимых частотно-территориальных разносов между станциями РРЛ и станциями спутниковых систем связи, а также с целью подготовки вкладов в соответствующие исследовательские комиссии МККР МСЭ по вопросам взаимных влияний между спутниковыми системами связи и наземными радиорелейными системами связи.

В. М. Минкин исследовал вопросы совместной передачи аналоговой и цифровой информации по аналоговым радиорелейным системам. Им же был выполнен большой объем исследований и разработаны методики расчёта качественных показателей цифровых радиорелейных систем. Результаты этих исследований использовались при разработке норм на качественные показатели цифровых радиорелейных систем и при подготовке вкладов в Исследовательскую комиссию 9 (ИК 9) МККР.

Были выполнены исследования по определению предпочтительных характеристик системы совместной передачи видеосигнала и сигналов четырех поднесущих, модулированных звуковыми сигналами, в стволе аналоговой радиорелейной системы. В результате проведённой работы были определены оптимальные значения поднесущих частот и величины их первичной и вторичной девиаций частоты. Результаты отражены в Отчёте 289 – 4 МККР.

Были проведены разработки различных нормативных документов, связанных с построением ЕАСС и участием Администрации связи СССР в работах МККР.

Сотрудники НИИР принимали активное участие в работе 9-й Исследовательской комиссии (9 ИК) МККР.

Опыт создания радиорелейных линий связи был обобщен специалистами НИИР в “Справочнике по радиорелейной связи”, два издания которого вышли в 1975 г. и 1981 г. под редакцией профессора С. В. Бородича.

Заключение

За прошедший почти 50-летний период в НИИР была проделана огромная работа как в области теории, так и в области разработки многочисленных систем и оборудования для магистральных и внутризоновых радиорелейных линий прямой видимости. Это создало условия построения широкой разветвленной сети радиорелейной связи, которая органически вошла в ЕАСС страны.

Специалисты НИИР выполнили фундаментальные теоретические исследования, позволившие создать методологию проектирования аппаратуры и линий радиорелейной связи в СССР. Кроме того, радиорелейный отдел, как, впрочем, и некоторые другие отделы НИИР, являлся “кузницей кадров”. Сотрудники отдела, ушедшие по тем или иным причинам из НИИР, успешно трудились, а многие и до сих пор трудятся в ряде организаций и предприятий отрасли “Связь”.

Специалисты НИИР в области техники радиорелейной связи прямой видимости обеспечили в свое время решение важнейшей государственной задачи – создание в стране широкой сети радиорелейной связи. Это позволило охватить значительную часть населения страны телевизионным вещанием и связью. В настоящее время на сетях все более широкое применение находят волоконно-оптические системы связи. Это естественное дальнейшее развитие систем связи.

Автор выражает признательность А. В. Соколову и Е. Д. Поборчему за любезно предоставленные материалы, которые были использованы при написании разделов 2 и 4.

Литература

1. Смирнов В. А. Основы радиосвязи на ультракоротких волнах. - М.: Связьиздат, 1957.
2. Бородин С. В., Минашин В. П., Соколов А. В. Радиорелейная связь. – М.: “Радио и связь”, 1960.
3. Справочник по радиорелейной связи. Под редакцией С. В. Бородича. – М.: “Радио и связь”, 1981.
4. Калинин А. И. Распространение радиоволн на трассах наземных и космическмх радиолиний. – М.: “Связь”, 1979.
5. Каменский Н. Н. Радиорелейная связь в СССР// Электросвязь. 1970. -№ 4.
6. Каменский Н. Н. Новая магистральная система радиорелейной связи “Восход”// Электросвязь. – 1968. – № 6.
7. Бородин С. В. Статистический расчёт нелинейных переходов, вызванных отражениями в антенных фидерах многоканальных систем// Электросвязь. – 1963. – № 8, 9.
8. Бородин С. В. Метод расчёта нелинейных переходов в высокочастотном тракте многоканальных радиорелейных систем// Электросвязь. – 1967. – № 1.
9. Зудакин А. И. Метрологическое обеспечение РЛЛ. Унифицированный комплекс специальной измерительной аппаратуры// Электросвязь. – 1981. – № 5.
10. Каменский Н. Н., Поборчий Е. Д. Комплекс радиорелейного оборудования для внутризоновой связи// Электросвязь. -1991. - № 11.
11. Поборчий Е. Д. Радиорелейная аппаратура диапазона 8 ГГц// Электросвязь. – 1978. – № 3.

Статья опубликована в журнале "Электросвязь: история и современность" № 4 2005 г., стр. 7 - 14.
Перепечатывается с разрешения редакции.
Статья помещена в музей 7.08.2007