Тропосферная радиосвязь. Станции тропосферной связи

11 января 2017 в 11:30

Волна уходит за горизонт: советская тропосферная радиорелейная линия связи «Север»

Недавно мы писали о европейских радиорелейных линиях связи , используемых, в основном, для нужд биржевой торговли. Их протяжённость - несколько сотен километров. Но сегодня мало кто знает о том, что в Советском Союзе была построена тропосферная радиорелейная линия протяжённостью больше 13 000 км, охватившая наши северное и тихоокеанское побережья, а также протянувшаяся вдоль рек Обь, Енисей и Лена.

Что такое тропосферная радиосвязь?

В 1940-50-х годах учёные обосновали и изучили возможность загоризонтного распространения радиосигнала: когда приёмник и передатчик находятся так далеко друг от друга, что не могут общаться по прямой из-за искривления планеты и сложного рельефа. Вместо этого сигнал направляется не в сторону приёмника, а под углом в небо, и радиоволны на высоте 10-15 км отражаются (переизлучаются) от верхней границы (условно) тропосферы и попадают в приёмник. Благодаря этому расстояние между приёмником и передатчиком может достигать 400-600 км.

Конечно, описание очень упрощённое, и в жизни всё гораздо сложнее: граница проходит на разных высотах в зависимости от географической широты, высота «отражающего слоя» постоянно колеблется, сигнал переизлучается в широком диапазоне и сильно ослабляется, что требует мощных передатчиков и антенн большого размера, и так далее.

Военное и мирное строительство

Как и все наиболее передовые технологии, тропосферная радиорелейная связь возникла в военной среде. В 1950-х годах Пентагон был озабочен возросшей дальностью действия советской бомбардировочной авиации, которая уже могла нанести бомбовый удар по США через Северный Полюс. Однако узнать о подлёте бомбардировщиков американцы не могли - их просто нечем было засечь. И поэтому в 1954 году началось строительство линии DEW - сети РЛС раннего предупреждения. И для обеспечения связи между радарными станциями и командным центром началось развёртывание тропосферных радиорелейных линий.

В СССР, с его гигантскими труднодоступными регионами, колоссальным северным побережьем, почти целиком находящимся за Полярным кругом, всегда остро стояла проблема транспорта и связи. После войны началось активное освоение Крайнего Севера и Дальнего Востока, и потребность в надёжной связи стала ещё острее. Поэтому в 1950-х у нас разработали оборудование станций радиорелейной связи «Горизонт». В 1961 году была испытана первая улучшенная версия станции «Горизонт-М» (60-канальной). После успешных испытаний началось проектирование линии связи, которая должна была в первую очередь связать территории Крайнего Севера с европейской частью страны.

ТРРЛ «Север»

С 1966 года, в тяжелейших условиях - экстремальные холода, вечная мерзлота, бездорожье, сложный рельеф, глубокий снежный покров, непроходимая тайга - началось возведение сети станций стратегической тропосферной радиорелейной линии связи (ТРРЛ) «Север ». Строительство продолжалось до 1970 года, всего было возведено 46 станций.

Что представляла собой типичная станция «Горизонт-М»?

Во-первых, это антенный комплекс, состоящий из огромных параболических антенн размером 20х20 или 30х30 метров. Рабочий диапазон - 700-1000 МГц. Огромный размер антенн был обусловлен очень сильным затуханием сигнала в дециметровом и сантиметровом диапазонах. На момент своего создания, ТРРЛ «Север» была настоящим достижением инженерной мысли.

Рядом находились технические здания с аппаратурой, склады, дизельная электростанция и казармы. Как правило, станции строились у чёрта на рогах - в безлюдных местностях, вдалеке от дорог и вообще какой-либо цивилизации. Каждый объект был полностью автономен и зависел только от периодических поставок дизельного топлива и продуктов.

За таким большим, достаточно сложным и хрупким хозяйством нужно постоянно присматривать, но гражданские специалисты вовсе не горели желанием не то что жить, но даже периодически добираться в эти забытые места. Поэтому обслуживание ТРРЛ «Север» было возложено на армию: каждая станция была закреплена за какой-либо воинской частью . Это имело смысл и потому, что магистральная линия решала нужды как народного хозяйства, так и военных.

В течение всего времени эксплуатации линии её аппаратура постоянно модернизировалось, повышалась надёжность. К 1977 году удалось добиться коэффициента исправного действия «Севера» 99,99%: несмотря на все сложности обеспечения тропосферной связи, пропадание сигнала даже на одну минуту уже считалось ЧП. На наиболее нагруженных направлениях количество каналов было увеличено до 72-84.

ТРРЛ «Север» исправно служила вплоть до 1990-х. Однако развитие спутниковой связи и развал СССР привели к тому, что станции начали одну за другой консервировать - по сути, закрывать. Последняя из «Горизонт-М» прекратила свою работу в 2003 году.

Станция «Ока» (в правом нижнем углу) возле посёлка Гыда в 2012 году:

Сегодня большинство станций заброшено и разграблено. На некоторых станциях, расположенных неподалёку от населённых пунктах, постройки приспособлены под склады. По слухам, на самых отдалённых объектах инфраструктура сохранилась почти не тронутой.

Такая участь постигла не только российский «Север», но и многие американские станции тропосферной радиорелейной связи. Например,

Устаревшие системы тропосферной радиорелейной связи уже потеряли свою актуальность. Множество развернутых ТРРЛ, которые активно сооружались в 70-х годах прошлого столетия, либо покинуты, либо демонтированы. Плаченое состояние грандиозной по своим масштабам ТРРЛ «Север», а также заброшенных объектов Японии, США и других стран, которые демонстрировали интерес к данной технологии, говорят сами за себя.

К слову, если большинство американских РРЛ успешно демонтировано и использовано в смежных областях или сдано в металлопрокат, то в РФ дела обстоят иначе – сооружения просто оставлены на произвол судьбы, без какого-либо присмотра. Это обусловлено тем, что конструкционные решения, которые были актуальны в 70-х годах, уже не являются таковыми.

Существенную конкуренцию тропосферной связи составила спутниковая, но, несмотря на это, учеными все еще ведутся разработки по улучшению средств передачи и приема. Основная проблема обеспечения тропосферной связи лежит в громоздкости аппаратуры и дороговизне обеспечения работоспособности. При этом сигнал нельзя назвать быстрым, по сравнению с той же спутниковой связью.

Основная задача дальнейшего развития тропосферной радиорелейной связи лежит в поиске новых технологий. Портативные сверхточные инструменты, при дальности передачи сигнала 250-1000 км, без прямой видимости, которые обладали бы высокой скоростью развертывания и низким энергопотреблением, однозначно, имели бы успех.

Сегодня, одним из самых интересных разработчиков в сфере тропосферной связи, является американская компания Comtech Systems Inc., которая ведет активную работу для перехода радиорелейной связи на новый уровень. Компанией были презентованы устройства, которые уже на несколько шагов опережают технологии, использованные в свое время для воздвижения ТРРЛ «Север». Кроме того, разработаны «плавучие» платформы, которые могут обеспечить скорость передачи цифровых данных на уровне 20 Мб/сек.

Также ФГУП МНИРТИ ведет работу в данном направлении. Актуальность тропосферной связи состоит в том, что ее можно оперативно и легко наращивать, размещать средства передачи данных в местах со сложными климатическими условиями и малой проходимостью. В отличие от спутниковой связи, которая в условиях военных действий может быть повреждена противников, тропосферная радиорелейная связь является более защищенной.

Кроме того, последние разработки наших соотечественников показали, что использование тропосферной связи может быть более выгодным, нежели спутниковой, если речь идет о сроке более 3х лет и современном цифровом оборудовании. При этом скорость, которой позволяет добиться применение новейшей разработки ФГУП МНИРТИ составляет 2 Мбит/с, а масса оборудования не превышает 80 кг. В данном случае тропосферная связь приобретает «второе дыхание», так как такие характеристики позволяют использовать оборудования для оперативного развертывания линий связи в полевых условиях.

Ваш комментарий

Недалеко от города Анадырь, примерно в 10 км, на вершине сопки Святого Михаила функционировала узловая станция тропосферной связи «Юкон» (8/104(21/103). В/ч - 74239) , входящая в систему линии связи «Север», а также местный гражданский телецентр. В связи с развитием сотовой и спутниковой связи, надобность содержания такого дорогостоящего объекта отпала сама собой, и в 2003 году станция была окончательно закрыта. Телецентру повезло больше, он просуществовал на десять лет дольше. Былой роскоши уже давно нет, а вот остатки ещё пока виднеются далеко-далеко, притягивая как местных, так и туристов. Вот и мы не удержались и взяли туда курс.

2. Вот так, например, наша станция выглядела в 1975 году. Фото взято отсюда . Её географические координаты: 64,733 сш 177,383 вд.

3. А это фото я сделал в прошлом году, когда мы искали самый страшный ГУЛАГ Чукотки http://zavodfoto.livejournal.com/4541290.html под Певеком. Аналогичная тропосферная радиорелейная станция "Гранат"

4. Изначально планировалось, что обслуживанием станций такого типа займутся гражданские связисты, но реальность оказалась другой. Сложные бытовые, климатические и природные условия, в которых были расположены объекты, да и определённая секретность, в итоге это добро передали военным. Наша тропосферная радиорелейная станция 8/104, позывной «Юкон», обслуживалась военной частью № 74239. Её в 1993 году расформировали, и станция «Юкон» вошла в штат в/ч № 51470 («Юкон-1») как её эксплуатационное отделение. Но как я уже сказал выше, актуальность её работы отпала, и она была в 2003 году закрыта. Людей-то отпустили, а оборудование бросили, как это часто было в похожих ситуациях, вот она и разрушается сама-собой. Например, два года назад основная конструкция ещё стояла и в любой момент могла рухнуть, а теперь эти горы металлолома хоть лежат. Но колючки тут до сих пор полно.

Страна у нас большая, а необходимость в быстрой доставке информацию была всегда актуальна, тем более стратегического назначения. На севере и климат суровый, да и вечная мерзлота, а расстояния какие, всё это не способствовало к прокладке обычных кабельных линий. А о спутнике тогда могли только мечтать, и вот учёные разработали систему тропосферную радиорелейную линию связи «Север» (ТРРЛ «Север»).

Итак, что же из себя представляла ТРРЛ «Север». Во-первых, она состояла из 46 тропосферных радиорелейных станций (ТРРС) подобного типа, расположенных большей частью вдоль побережья Северного Ледовитого и Тихого океанов, а также вдоль крупнейших сибирских рек: Обь, Енисей и Лена. Вся линия имела протяжённость 13 200 километров. Её построили в конце 60-х годов, и она должна была обеспечивать связью воинские части и население Крайнего Севера и Дальнего Востока, а это немало, почти 60% площади всей страны. Система состояла из 7 линий и имела 2 узла, в подчинении у которых находились остальные центры и станции. Это была сеть радиорелейных станций, расположенных друг от друга на расстоянии 120-450 км и представляющих собой автономные военные городки, которые сами себя обеспечивали энергией, теплом, другими необходимыми условиями эксплуатации, а также жизнеобеспечением и доставкой необходимых грузов.

Сам принцип функционирования тропосферной радиорелейной системы заключается в том, что радиоволны отражаются от верхних слоев атмосферы (на высоте 10-12 километров). Это даёт возможность создавать радиорелейные линии с расстоянием между станциями до 250 - 300 км, а если эти станции базируются высоко, то и до 400 - 450 км.

Западный узел системы до 1977 года назывался «Вираж», а в последующем был переименован на «Патриот-2». Изначально его разместили в Воркуте, но после 2001 года, когда были закрыты некоторые станции, перевели в Норильск. В узел входили 3 центра: «Луч-1» (в прошлом - «Нева»), «Патриот-1» и «Канва-1» (бывшая «Обь», отдел эксплуатации), в подчинении которых находились 20 станций.

Восточный узел «Дракон-2» первое время базировался на Колымской трассе (4 километр), а потом был перенесен в Магадан. Состоял из трех центров и насчитывал 26 станций в своем подчинении. Центры «Амур-1», «Юкон-1» и «Дракон-1».

Семь линий имели свои обозначения и связывали основные стратегические пункты:

ТРРЛ-60 Серов - Воркута (6 станций);
ТРРЛ-101 Красноярск - Норильск (6 станций);
ТРРЛ-102 Якутск - Тикси (5 станций);
ТРРЛ-103 Воркута - Анадырь (19 станций);
ТРРЛ-104А Магадан - Якутск (5 станций);
ТРРЛ-104 Магадан - Анадырь (8 станций);
ТРРЛ-3500 Архангельск - Оленегорск (3 станции).

Наша тропосферка входила в Анадырский центр «Юкон-1», в подчинении которого было ещё 8 станций: «Янтарь», «Хрусталь», «Гранат», «Редуктор», «Агат», «Казань», «Орёл» и «Горький».

9. Станция «Юкон» являлась узловой и соединяла сразу три направления - на Магадан, на Берингов пролив и к побережью моря Лаптевых. Т.е. работала по следующим направлениям: пос. Рассвет на западе «Горький» - 246 км, с. Уэлькаль на севере «Казань» и село Сиреники на востоке «Орёл» - 414 км. Две круглые антенны - это тропосферная линия «Юкон» - поселок Беринговский.

10. А в этом здании находился телецентр

11. Остатки более поздней тропосферной радиорелейной станции типа Р-410 «Атлет».

12. Как мы видим, здесь, как Мамай прошёл, всё разбито и навалено

15. Самое ценное уже местные разобрали, а весь остальной хлам ждёт перемен.

Проектировка таких тропосферных линий связи имело ряд сильных качеств. Во-первых, расстояние между станциями могло доходить до 400-600 километров и при этом была необязательна их прямая видимость. Во-вторых, для построения подобных линий не требовалась прокладка кабелей и прочих коммуникативных конструкций между станциями. В-третьих, связь являлась многоканальной (в частности, «Горизонт-М», который был разработан в 50-х годах, насчитывал 60 каналов). Но были, конечно, и минусы. Тропосферная связь не могла быть такой же надёжной, так как было существенное ослабление сигнала в несколько сотен раз. Кроме этого было непросто и настроить правильное позиционирования приёмных антенн, а в результате этого в зависимости от состояния тропосферы передаваемый сигнал мог существенно смещаться.

21. В зимнее время тут пытаются замутить горнолыжную тему

23. В последнее время возводить подобные кресты на самых высоких точках и в самых удаленных уголках нашей страны стало трендом, вот и тут он недавно появился. Очень надеюсь это послужит не только украшением, а станет сигналом к новым добрым переменам и тогда заживём.

26. А вот там, вдалеке, виднеется Анадырь. Ну, собственно, нам пора дальше, продолжение следует...

ТРРЛ «Север» - бывшая советская система линий связи, созданная для обеспечения связью отдалённых регионов страны. Линия имела протяжённость 13 200 километров и состояла из 46 тропосферных радиорелейных станций (ТРРС), расположенных большей частью вдоль побережья Северного Ледовитого и Тихого океанов и крупнейших сибирских рек: Обь, Енисей и Лена.

Эта система связи, которая была развернута в конце 60-х годов, обеспечивала связью воинские части силовых министерств, а также администрацию и население Крайнего Севера и Дальнего Востока на территории, составляющей 60% площади России. Это сеть радиорелейных станций, расположенных друг от друга на расстоянии 120-450 км и представляющих собой автономные военные городки, которые самостоятельно решают вопросы обеспечения электроэнергией и теплом, эксплуатации техники, жизнеобеспечения и доставки необходимых грузов.

1. По плану эта станция должна была быть введена в строй в 1965 году, но при монтаже упала одна из антенн, и вся линия связи была запущена в эксплуатацию в 1966 году.

2. В начале эксплуатации системы была предпринята попытка организовать обслуживание линий гражданскими связистами. Но из-за очень тяжёлых социально-бытовых условий в местах дислокации станций и, как следствие, невозможности набора гражданских специалистов на большую часть станций, правительство было вынуждено привлекать военнослужащих.

3. Рано утром, переночевав около станции, мы пошли её исследовать. Витя в попытках найти нужный ракурс провалился в снег по пояс. Передвигаться по территории можно было только по колеям от Буранов. Или вот так - продираясь через снег.

4. Разграбленная дизельная. Все станции находились в отдаленных районах и существовали почти автономно.

5. Какая-то параболическая антенна, смотрящая в сторону Салехарда.

6. Разрушенная аппаратная.

7. В 60-е годы спутниковая связь только-только зарождалась, а северные регионы родины нужно было связать надежной связью уже вчера.

8. Но, к сожалению, тропосферная связь не была надежной. Во-первых, это очень существенное ослабление сигнала в несколько сотен раз, а во-вторых, существовала проблема позиционирования приёмных антенн - в зависимости от состояния тропосферы передаваемый сигнал мог существенно смещаться.

Дополнение от человека, служившего там: Тропосферная связь была очень надёжной . Даже минутное пропадание сигнала уже считалось ЧП, а за большее (3? 5? уже сейчас не помню) весь персонал станции имели так, что... мама не горюй. На такое ослабление сигнала станция была расчитана. А сезонно-погодные изменения уровня корректировались персоналом станции. Проблем позиционирования приёмных антенн не существовало. Был один случай в истории (станция "Милан"), когда расчёты были сделаны неверно, и станцию пришлось перестраивать.

9. Но на тот момент других решений не было.

10. «Чайка» - узловая станция, которая обслуживает три направления. Размер антенн - 30х30 метров. На каждое направление установлено 2 штуки.

.::кликабельно::.

11. Рупорный излучатель. В нём совмещены и приёмный, и передающий элементы (они расположены под углом 90 градусов друг к другу, что исключает воздействие друг на друга).

12. Дальность тропосферной загоризонтной линии связи «Горизонт» составляет 250-500 километров. Принципом функционирования этой системы является свойство отражения радиоволн от верхних слоев атмосферы (на высоте 10-12 километров).

13. Станция «Чайка» была закрыта в декабре 2000 года, а в 2003 году вся ТРРЛ «Север» была выведена из эксплуатации. Ее заменила спутниковая связь.

14. А антенны продолжают стоять. Вывезти их на металлолом просто некуда, да и очень дорого...