Основные характеристики морской подвижной службы

Понятие радиочастоты. Характеристики частот

В морской радиослужбе передача, излучение или прием любого рода информации (знаки, символы, печатный текст, звуки и т.п.) осуществляется посредством радиоволн.
В Международной конвенции электросвязи дается следующее определение радиоволн: электромагнитные волны, частоты которых произвольно ограничены частотами ниже 3000 ГГц, распространяющиеся в пространстве без искусственного волновода.

В период становления радиосвязи было принято выражать величины рабочих волн станций в метрах, сантиметрах и миллиметрах. Однако впоследствии в связи с резким увеличением числа радиостанций их волны стали различаться по длине очень незначительно, что привело к необходимости указывать вместо длин волн рабочие частоты радиостанций.
Частота выражается в герцах (Гц), килогерцах (кГц), мегагерцах (МГц) или гигагерцах (ГГц). Длина и частота радиоволны обратно пропорциональны друг другу, поэтому соответствие между частотой и длиной волны выражается следующей формулой:

F = C/L,

где:

F - радиочастота, Гц,

С - скорость света, равная 300 000 км/с,

L - длина волны, м. При практическом использовании для взаимосвязи частоты и длины радиоволны можно использовать следующую формулу:

F (МГц) = 300/L (м)

Разбивка частот на диапазоны и поддиапазоны

В каждом из частотных диапазонов для использования в МПС выделены полосы частот. Радиочастотный спектр подразделяется на 9 диапазонов частот.

В неофициальной терминологии эти полосы имеют следующие названия:

ультракороткие волны (УКВ): 156÷174 МГц;

средние волны (СВ): 405÷526.5 кГц;

промежуточные волны (ПВ): 1605÷4000 кГц;

короткие волны (КВ): 4÷27,5 МГц (в данном диапазоне используются выделенные для МПС частоты в поддиапазонах 4, 6, 8, 12, 16, 18/19, 22 и 25/26 МГц).

Распространение радиоволн

Для установления устойчивой радиосвязи надо правильно выбрать диапазон используемых частот.

Расстояние, на котором возможно осуществление радиосвязи, зависит от выбранной частоты, мощности передатчика, типа и размещения антенной системы, чувствительности приемника, условий распространения радиоволн.
Для конкретного судового оборудования основным фактором, определяющим дальность связи, является выбранная частота (длина волны).

Радиоволны распространяются двумя путями: непосредственно вдоль земной поверхности (поверхностные волны) и под углом к поверхности земли (пространственные волны).

Поверхностные радиоволны распространяются на большие расстояния за счет дифракции, т.е. способности радиоволн огибать кривизну земли.

Пространственные радиоволны - это радиоволны, которые или отражаются от ионосферы и возвращаются на землю, или уходят в космическое пространство.

Атмосфера состоит из следующих частей: нижняя, наиболее плотная часть называется тропосферой (10÷12 км), выше расположена стратосфера (12÷60 км), далее находится ионосфера (60÷400 км).

Ионосфера характеризуется очень малой плотностью газа, молекулы которого под действием солнечной радиации ионизируются, т.е. распадаются на ионы и свободные электроны. Ионизированный газ обладает свойством электропроводности и может отражать радиоволны.

Ионосфера состоит из четырех максимумов ионизации, называемых условно слоями и обозначаемых D (50÷60 км), E (90÷130 км), F1 (200÷300 км) и F2 (300÷400 км). Ионизация различна в летнее и зимнее время и изменяется в течение суток. Слои D и Е существуют только в дневное время.
Более низкие частоты отражаются нижними слоями ионосферы, а более высокие частоты проходят сквозь нижние и отражаются более высокими слоями.
Радиоволны будут отражаться только в том случае, если частота не будет превышать некоторого определенного значения, называемого критической частотой fкр.
Волны, частота которых выше критической, не отражаются от ионосферы, а пронизывают этот слой. Частоты выше 30 МГц проходят сквозь все слои атмосферы.

Гектометровые волны (СВ) распространяются с заметным поглощением энергии землей и ионосферой (слой D). Поэтому дальность действия гектометровых волн значительно зависит от времени суток и времени года.
В ночное время радиоволны отражаются от слоя F, поэтому сигналы принимаются как за счет поверхностных, так и за счет пространственных волн.
На условия распространения СВ влияет также время года. Это объясняется тем, что, во-первых, поглощение СВ при отражении от ионосферы в зимнее время уменьшается, так как уменьшается ионизация нижних слоев ионосферы, и, во-вторых, в летние месяцы значительно возрастает влияние атмосферных помех. Средние волны в основном используются для связи на расстоянии до 100÷150 миль.

Декаметровые волны (КВ) распространяются так же, как и СВ, с помощью поверхностного и пространственного излучений. На условия распространения КВ большое влияние оказывает время суток, время года, одиннадцатилетний период солнечной активности и географическое расположение линий радиосвязи.
В дневное время более низкие частоты КВ-диапазона сильно поглощаются слоями D и Е, а ночью, когда ионизация слабее, более высокие частоты слабо отражаются от слоя F, проходя сквозь него. Поэтому для связи днем используют более высокие частоты (8÷12МГц), а ночью - более низкие (2÷8 МГц).
Особенность распространения КВ зависит также от возникновения особых явлений, к которым относятся замирание радиосигналов и наличие зон молчания; радиосвязь может также нарушиться из-за возмущений в ионосфере. Наибольшее число ионосферных возмущений происходит вблизи магнитных полюсов. Короткие волны используются для дальней связи.

Ультракороткие волны (УКВ) распространяются в нижних слоях атмосферы, тропосфере, только поверхностным лучом почти прямолинейно. Волны короче 10 м (30 МГц) ионосферой не отражаются, а проходят сквозь нее.
Они также не огибают земную поверхность и крупные препятствия. Поэтому эти волны используются для наземной связи на дистанциях до 20÷30 миль.

Основные преимущества УКВ - возможность одновременной работы без взаимных помех большого количества радиостанций и хорошая помехозащищенность во время ионосферных возмущений.

Дециметровые волны применяются для радиосвязи в пределах прямой видимости, а также для спутниковой связи.

Выбор поддиапазонов промежуточных и коротких волн в зависимости от времени года, времени суток и расстояния до радиостанции

Типы модуляций и классов излучений

Излучение представляет собой создание радиопередающей станцией потока энергии в форме радиоволн.

Несущая частота - это частота настройки передатчика, она является характерной частотой, которую можно легко опознать и измерить в данном излучении, поэтому для настройки судовой радиостанции из справочников берут только значения несущих частот.

Присвоенная частота - это средняя частота полосы излучаемых частот; ширина этой полосы частот равна необходимой ширине полосы частот плюс удвоенная абсолютная величина допустимого отклонения частоты. Как правило, в справочниках указывается присвоенная частота.

Классом излучений называется совокупность характеристик излучения, обозначаемая установленными условными символами.

В общем случае класс излучения описывается тремя символами:

1. Тип модуляции основной несущей (английская буква).

2. Характер модулирующего сигнала (цифра).

3. Тип передаваемой информации (английская буква).

Ниже приведены основные обозначения символов, характеризующих класс излучения.

Первый символ - тип модуляции основной несущей частоты:

Излучения, при которых основная несущая модулируется по амплитуде (амплитудная модуляция):

А - двухполосная;

Н - однополосная с полной несущей;

J - однополосная с подавленной несущей.

Излучения, при которых основная несущая имеет угловую модуляцию:

F - частотная модуляция;

G - фазовая модуляция.

Импульсные излучения:

Р - последовательность немодулированных импульсов.

Второй символ - характер сигнала, модулирующего основную несущую:

0 - отсутствие модулирующего сигнала;

1 - один канал, содержащий квантовую или цифровую информацию без использования модулирующей поднесущей;

2 - один канал, содержащий квантовую или цифровую информацию при использовании модулирующей поднесущей;

3 - один канал с аналоговой информацией.

Третий символ - тип передаваемой информации:

N - отсутствие передаваемой информации;

А - телеграфия для слухового приема;

В - телеграфия для автоматического приема;

С - факсимиле;

Е - телефония.

Перечень классов излучений, используемых в морской радиосвязи:

А1А - телеграфия незатухающими колебаниями (код Морзе);

А2А - телеграфия с амплитудной манипуляцией (код Морзе);

А3Е - двухполосная телефония (радиовещание);

J3E - однополосная телефония с подавленной несущей радиотелефония в ПВ/КВ-диапазонах;

Н3Е - однополосная телефония с полной несущей (разрешена для использования только на частоте 2182 кГц);

R3Е - однополосная телефония с частично подавленной несущей (ПВ/КВ-радиотелефония);

F3E - телефония с частотной модуляцией (симплексно-дуплексная телефония в УКВ диапазоне);

G3E - телефония с фазовой модуляцией (радиотелефония в УКВ диапазоне - TELECOM);

G2B - фазовая модуляция, один канал, содержащий дискретную или цифровую информацию, с использованием модулируемой поднесущей (УКВ ЦИВ);

F1B - частотная телеграфия (ЦИВ, радиотелекс, NAVTEX);

J2B - буквопечатающая телеграфия;

F1C - факсимиле с непосредственной частотной модуляцией несущей (черно-белое);

F3C - аналоговое факсимиле;

PON - немодулированное импульсное излучение.

Для полного обозначения излучений перед обозначением класса излучения с помощью четырех знаков можно указать необходимую ширину полосы излучения.

Необходимая ширина полосы частот - это ширина полосы частот, которая достаточна при данном классе излучения для обеспечения передачи сообщений с необходимой скоростью и качеством при определенных условиях.

Использование частот в МПС

Существуют следующие основные способы организации двухсторонних линий морской радиосвязи: симплексный и дуплексный.

Симплексная связь - это способ связи, при котором передача возможна попеременно в каждом из двух направлений канала электросвязи. При симплексном способе прием и передача сообщений каждым из абонентов осуществляется поочередно.
Это исключает отрицательное взаимное влияние технических средств связи, используемых абонентом для приема и передачи, упрощает процедуру ведения связи, позволяет частично использовать одни и те же технические средства для приема и передачи сообщений. Недостатками симплексного метода являются, увеличение продолжительности цикла обмена сообщениями между абонентами и простой части технических средств во время этого цикла. Симплексная связь осуществляется на одной частоте.

Дуплексная связь - это способ связи, при котором передача возможна одновременно в обоих направлениях канала связи. При дуплексном способе прием и передача сообщений каждым из абонентов осуществляется одновременно.
Это сокращает продолжительность цикла обмена сообщениями между абонентами, позволяет максимально использовать технические средства во время этого цикла.
Недостатками дуплексного способа являются необходимость обеспечить возможность одновременного осуществления абонентом приема и передачи путем устранения отрицательного взаимного влияния технических средств связи, а также необходимость использовать приемник и передатчик. Дуплексная связь требует применения двух частот.

Частота передачи береговой станции, спаренная с частотой передачи судовой станции, называется парной частотой.

Каждой береговой станции присваивается одна или несколько пар частот, каждая пара имеет частоту для приема и частоту для передачи, которые образуют канал связи.

Частоты, выделенные и используемые для вызова, называются вызывными частотами. Остальные частоты являются рабочими частотами.

ЗАЩИТА ЧАСТОТ БЕДСТВИЯ И БЕЗОПАСНОСТИ

Любое излучение, которое может создать вредные помехи по связи в случае бедствия, срочности и для обеспечения безопасности на частотах, указанных в разделе I главы N IX Регламента радиосвязи «Частоты для связи в случае бедствия и для обеспечения безопасности в ГМССБ», запрещается.

Предусмотрены защитные полосы для частоты 156,8 МГц (16 канал):

В диапазоне промежуточных волн в полосе 2173,5÷2190,5 кГц запрещены все передачи, за исключением разрешенных на вызывных частотах: 2182 (телефония), 2174,5 (телекс), 2177, 2187,5 и 2189,5 (ЦИВ) кГц.

Испытательные передачи для проверки оборудования на частотах, выделенных для связи в случае бедствия и для обеспечения безопасности в ГМССБ, должны быть сведены до минимума, а там, где это практически возможно, должны выполняться на эквивалентах антенн или с пониженной мощностью.

До и после испытательных сигналов следует передавать оповещение о том, что передаваемые сигналы являются только испытательными. Причем такое оповещение должно содержать опознавательные сигналы станции, передающей испытательные сигналы.

Прежде чем вести передачу, не связанную с бедствием на любой из частот, определенных в разделе I Регламента радиосвязи для случая бедствия и для обеспечения безопасности, станция должна, если можно, провести прослушивание на соответствующей частоте, чтобы удостовериться, что не ведется передача сигналов, сообщения и радиообмена по бедствию.

Подчиненность и запрещения в морской подвижной службе

Все станции МПС и МПСС при работе в сетях радиосвязи, а также все радиослужбы, подчиняются в своей работе соответствующим положениям Международного регламента электросвязи. В соответствии с этим станциям, относящимся к МПС, запрещается:

1)вести передачи на неразрешенных частотах или неразрешенными типами колебаний.

2)вести передачи с ложным или вводящим в заблуждение опознаванием, а также передачи без опознавания (за исключением специально оговоренных случаев).

3)вести передачи, способные создать вредные помехи работе других станций или радиослужб.

4)передавать ложные или вводящие в заблуждение сигналы бедствия, срочности и безопасности.

5)вести несанкционированные передачи на международных частотах бедствия и вызова.

6)судовым станциям, находящимся в море, запрещается вести радиовещательные передачи.

7)увеличивать мощность радиопередающих станций сверх указанной в лицензии.

8)передавать произвольные коды и сокращения.

Оператор радиотелефонного канала береговой радиостанции совместно с вахтенным судовым оператором контролирует содержание переговоров. Радиопереговоры должны содержать только информацию, разрешенную для передачи по открытым радиоканалам. При ведении радиопереговоров из рулевой рубки содержание переговоров контролирует вахтенный помощник.

Частоты особой важности в МПС и МПСС

В ГМССБ используются следующие частоты для вызова и обмена аварийной информацией по бедствию, срочности и безопасности: