Регистрация / Вход
Прислать материал

Исследование возможности построения высокоскоростной сети передачи навигационных данных в СВ/КВ диапазоне для морской подвижной службы акватории Северного морского пути

Докладчик: Завьялов Сергей Анатольевич

Должность: Директор, доцент каф.РТУ и СД

Цель проекта:
Исследование и разработка комплекса научно-технических решений, направленных на создание оборудования высокоскоростной сети бесперебойной передачи навигационных данных по радиоканалу в СВ/КВ диапазонах, предназначенной для организации информационного обеспечения безопасности мореплавания в акватории Северного морского пути.

Основные планируемые результаты проекта:
В результате выполнения ПНИ будут разработаны структурные требования к системе высокоскоростной передачи навигационных данных в СВ/КВ диапазоне для морской подвижной службы акватории Северного морского пути, включая требования к видам сигналов, протоколам взаимодействия, к техническим характеристикам судового терминала и радиоинтерфейсу береговых станций.
Будет проведена оценка энергетики радиотрассы и зоны покрытия беспроводной высокоскоростной сетью передачи навигационных данных, а также выбор требуемой излучаемой мощности береговой радиостанции и судового терминала, типа антенн.
Будет разработан макет судового терминала и РКД на макет, создан программно-аппаратный комплекс эмуляции радиоинтерфейса береговой станции и методика предварительных испытаний судового терминала.
Разрабатываемая система высокоскоростной передачи навигационных данных в СВ/КВ диапазоне должна обеспечивать передачу цифровых данных с битовой скоростью до 9600 бит/с в полосе однополосного телефонного канала (3100 Гц) и до 30000 бит/с в полосе 10 кГц с автоматическим составлением канала по нисходящему каналу и до 1200 бит/с по восходящему каналу, автоматической маршрутизации и структурно/параметрической адаптацией по скорости передачи, сигнально-кодовому созвездию и частоте.
Аппаратура должна представлять собой программно-аппаратный комплекс, иметь встроенный интерфейс с возможностью подключения компьютера, модуля определения координат, источника телеметрической информации и при этом сохранять способность обеспечивать речевой канал связи.
Уникальность разрабатываемой продукции:
– наиболее высокая скорость передачи данных за счет использования эффективного типа модуляции, оптимальных сигнально-кодовых конструкций и цифровой обработки сигналов;
– наиболее низкая стоимость развертывания сети за счет частичного использования задействованной оборудования ГМССБ.
– возможность дальней связи за счет использования СВ связи.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
Разрабатываемая высокоскоростная сеть бесперебойной передачи навигационных данных в СВ/КВ диапазоне должна составить основу для автоматизированной системы управления, обеспечения безопасности и контроля деятельности морских объектов в акватории Северного морского пути, в том числе нефтедобывающих платформ и танкерного флота проекта «Ямал СПГ», обеспечивающую автоматический прием, регистрацию, обработку, хранение и передачу (ретрансляцию) информации о дислокации и производственной деятельности морских объектов, а также приданных им сил.
Целью системы будет являться передача гидрометеорологической, картографической и гидрографической информации, ледовой обстановки, координат судов в реальном времени, диспетчерской связи, электронной почты и факсимильных сообщений. Учитывая большой объем передаваемой информации, скорость передачи данных является критическим параметром.
Сеть передачи навигационных данных также может использоваться для передачи дифференциальных поправок для глобальной навигационной спутниковой системы, т.к. СВ канал имеет значительно больший радиус зоны обслуживания на чем УКВ, и не имеет задержек во времени, свойственных ионосферным КВ радиоканалам.
Развертывание высокоскоростной сети передачи навигационных данных возможно частично на имеющемся оборудовании системы ГМССБ, что позволит значительно сэкономить на развёртывании информационной инфраструктуры.

Текущие результаты проекта:
В ходе проведения аналитического обзора современной научно-технической, нормативной и методической литературы и других научных информационных источников по тематике ПНИ было выявлено ряд направлений, требующих проработки, и обозначен уровень современного научно-технического развития.
Проанализированы ряд стандартов высокоскоростной передачи цифровых данных, и выявлены основные технические характеристики. Основной акцент уделялся стандартам передачи данных, имеющих отношение 1/Tb*F ≥3, где Tb – длительность информационного бита, F – полоса частот, занимаемая спектром сигнала. Данное соотношение было взято за основу исходя из ТЗ на ПНИ, а именно, из отношения максимальной битовой скорости (30 кбит/с) в канале «берег-борт» в максимальной полосе частот (10 кГц).
Анализ научно-технической литературы выявил исследования, проводимые французской компанией Kenta при поддержке Международного союза связи по разработке системы беспроводной передачи информации безопасности на море – NAVDAT. Анализ показал, что данные исследования могут быть взяты за основу, переработаны и дополнены до удовлетворения требованиям ТЗ текущей ПНИ.
Проведены работы по выбору и обоснованию алгоритма и протокола взаимодействия узлов Сети. Установлено, что оптимальной топологией организации высокоскоростной сети является топология типа «звезда». Получен алгоритм и протокол взаимодействия по радиоканалу судовых терминалов и береговой радиостанции, учитывающий высокую скорость по каналу «берег-борт» и низкую скорость по каналу «борт-берег».
Анализ также показал, что на данный момент существует проблемы в реализациях малогабаритных СВ антенн, пригодных для расположения на маломерных судах, что может послужить ограничивающим фактором использования СВ диапазона при реализации высокоскоростной сети передачи навигационных данных. Поэтому было принято решение о проведении дополнительно научно-технического и патентного анализа существующих СВ антенн для проведения расчетов радиотрассы и оценки дальности связи.