R&S®M3SR SERIES4100

РАДИОСТАНЦИИ

Семейство КВ-радиостанций для стационарной и корабельной связи

ОБЗОР ОСНОВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК

Компания Rohde & Schwarz разработала коммуникационные системы нового поколения, позволяющие вывести КВ-радиосвязь на новый уровень. Широкополосный режим КВ-связи (в соответствии с MIL-STD-188-110D и STANAG 5069) ускоряет передачу данных по КВ-каналу, обеспечивая скорости передачи данных, сопоставимые с достигаемыми при использовании SATCOM. Коротковолновая связь представляет собой ресурс, который легко развертывается, отличается чрезвычайно высокой надежностью и широко востребован органами и организациями, отвечающими за безопасность, а также военными пользователями по всему миру.

Радиостанция уже оснащена широкополосным функционалом КВ-связи для организации линий передачи данных большой дальности в канале шириной 48 кГц. Вероятность обеспечения стабильно высокой скорости передачи данных повышается благодаря оптимизированной встроенной концепции широкополосной КВ-радиосвязи, рассчитанной на работу с каналами шириной 48 кГц.

ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

• Диапазон частот: от 1,5 МГц до 30 МГц (передача), от 10 кГц до 30 МГц (прием)

• Различные варианты конфигурации: автономный приемник, автономный приемо-передатчик, системы передатчиков стандартной и высокой мощности, широкополосные системы, конфигурация с разнесенным размещением

• Доступные стандартные классы мощности: 150 Вт, 500 Вт и 1000 Вт

• Доступные классы высокой мощности: 5000 Вт и 10 000 Вт

• Поддержка линий передачи данных LINK 11/22 и LINK Y

• Встроенная функция защищенной передачи речи и данных

• Встроенный широкополосный режим КВ-связи в соответствии с MIL-STD-188-110D и STANAG 5069 для смежных каналов шириной 48 кГц

• Встроенная функция ALE-4G (в соответствии с MIL-STD-188-141D, приложения G и H)

• Возможность передачи IP-данных по радиоканалу для смежных каналов шириной до 48 кГц

• Дистанционная передача речи на основе SIP

IP ДЛЯ ПРОСТОЙ ИНТЕГРАЦИИ

R&S®IPoA — передача данных IP по радиоканалу в широкополосном КВ-режиме

Встроенный радиопротокол R&S®IPoA обеспечивает прозрачную передачу IP-данных по радиоканалу в смежных КВ-каналах с полосой пропускания до 48 кГц. Он позволяет создавать системы связи, в которых требуется прозрачное соединение IP-сетей посредством радиоканалов. IP-приложения, например системы ситуационной осведомленности или системы обработки сообщений, могут обмениваться данными по таким радиоканалам. Система управления радиосетью R&S®RNMS3000 предоставляет мастер настройки, который автоматически создает структуру сети IPoA.

Функциональность протокола R&S®IPoA

Встроенный протокол R&S®IPoA в настоящее время поддерживает интернет-протокол версии 4 (IPv4). Внутренняя функция преобразования адресов обеспечивает доставку данных надлежащему получателю. Механизм обнаружения ошибок предотвращает передачу ошибочных данных в подключенную сеть; также реализованы дополнительные методы коррекции ошибок, например передача данных с защитой ARQ. Протокол IPoA также поддерживается ALE-3G (STANAG 4538) и собственной формой сигнала WBxDL компании Rohde & Schwarz.

Встроенные сервисы R&S®IPoA

Сообщения и текстовая информация могут передаваться непосредственно с человеко-машинного интерфейса (HMI) радиостанции, а также из внешних источников.

Короткие сообщения данных

Короткие сообщения данных (SDM) можно вводить непосредственно с клавиатуры HMI.

Передача данных о местоположении по GPS

IPoA с STANAG 4538 и WBxDL

В зависимости от IP-адреса назначения для установления соединения с соответствующей радиостанцией используется усовершенствованный высоконадежный механизм установления соединения ALE-3G или ALE-4G. После установления соединения фактическая полезная нагрузка передается с использованием протоколов передачи данных xDL стандарта STANAG 4538 с защитой от ошибок на основе встроенного механизма автоматического запроса повторной передачи (ARQ). В широкополосном режиме для этой цели доступны собственные формы сигнала WBxDL компании Rohde & Schwarz с полосой пропускания до 48 кГц.

В реализации, разработанной компанией Rohde & Schwarz, различные протоколы xDL выбираются автоматически. Интеллектуальный механизм выбора учитывает размер данных и текущее качество канала, обеспечивая автоматический выбор оптимальной формы сигнала для достижения максимальной пропускной способности при широком диапазоне условий распространения сигнала в канале. Передача данных остается возможной даже в очень плохих каналах при отношении сигнал/шум (S/N) до −6 дБ.

R&S®IPoA — прозрачная передача IP-данных по радиоканалу

Передача голоса по IP, SIP и телефонный шлюз

Передача аудиосигнала и дистанционное управление по IP

Телефонный шлюз

Соединение доменов

Локальные домены VoIP могут объединяться между собой. Например, сети VoIP на борту кораблей могут быть соединены с береговой станцией. Также возможно подключение удаленных объектов к телефонной сети общего пользования.

Простая интеграция в сеть VoIP (телефонный шлюз)

SIP-телефоны

СОВМЕСТИМЫЕ ФОРМЫ СИГНАЛОВ ДЛЯ МНОГОНАЦИОНАЛЬНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ

Сетевой, канальный и физический уровни встроены непосредственно в радиостанцию. Это обеспечивает высокую надежность и низкие затраты на техническое обслуживание, поскольку не требуется дополнительное оборудование, например внешние модемы. STANAG 4538 позволяет непосредственно использовать радиостанцию в качестве статического IP-маршрутизатора. Изделия Rohde & Schwarz также поддерживают STANAG 5066 в качестве внешнего приложения.

ALE‑2G

ALE-2G — система автоматического установления соединения второго поколения. Эта программная опция обеспечивает поддержку стандартов FED-STD-1045/1046/1049 и MIL-STD-188-141B, приложения A+B.

ALE‑3G, STANAG 4538, R&S®GS4155S, R&S®GS4165S

ALE-3G (система автоматического установления соединения третьего поколения) имеет существенные преимущества по сравнению с ALE-2G, включая значительно более быстрое и надежное установление соединения, усовершенствованные алгоритмы автоматического выбора каналов и встроенные протоколы передачи данных. Кроме того, поддерживается функция автоматического поддержания соединения (ALM), позволяющая переключать каналы во время передачи без разрыва соединения. Протоколы уровня 2, известные как низколатентный протокол передачи данных (LDL) и высокопроизводительный протокол передачи данных (HDL), отличаются повышенной устойчивостью при низких значениях отношения сигнал/шум (S/N) по сравнению с традиционными протоколами.

HF4G

Интерфейс с вышестоящими уровнями ISO

Сетевой уровень, канальный уровень

Физический

уровень

Протоколы xDL ALE-3G обеспечивают передачу данных с защитой ARQ и адаптацией к характеристикам канала, оптимизированную с учетом особенностей коротковолновых каналов. Такие механизмы, как объединение кодов и агрегация пакетов, позволяют оптимизировать пропускную способность. Благодаря высокой помехоустойчивости протокол LDL способен надежно передавать данные даже в каналах с отрицательным отношением сигнал/шум (S/N).

ALE-4G (в соответствии с MIL-STD-188-141D, приложения G и H)

ALE-4G (система автоматического установления соединения четвертого поколения) обеспечивает установление соединения в широкополосных КВ-каналах с полосой пропускания до 48 кГц. Установление соединения выполняется в два этапа.

Первый этап: автоматический выбор доступного канала (следующего свободного канала или свободного канала с наилучшими характеристиками передачи) посредством стандартных КВ-каналов шириной 3 кГц.

Второй этап: автоматическое расширение полосы пропускания и выбор подходящего вида модуляции в зависимости от условий в канале с целью достижения максимальной пропускной способности.

ALE-4G поддерживает два режима:

• Fast ALE: для максимально быстрого установления соединения при хороших условиях в канале

• Deep ALE: для надежного установления соединения при неблагоприятных и плохих условиях в канале.

Выбор соответствующего режима ALE полностью автоматизирован. ALE-4G обратно совместим с ALE-2G и ALE-3G.

КВ-модем

КВ-модем STANAG 4285 используется преимущественно для вещательной передачи и передачи данных с защитой ARQ, как правило, совместно с внешним приложением R&S®STANAG5066.

Форма сигнала MIL-STD-188-110B, приложение F, использует независимые боковые полосы для высокоскоростной передачи данных со скоростью до 19 200 бит/с. Она состоит из двух идентичных модемов MIL-STD-188-110B, приложение C, что позволяет вдвое увеличить доступную скорость передачи данных.

STANAG 4529 используется в военно-морских приложениях; для обеспечения скорости передачи данных от 75 бит/с до 1200 бит/с требуется полоса пропускания всего 1240 Гц.

STANAG 4481 представляет собой стандартную форму сигнала с FSK- и PSK-модуляцией для военно-морских приложений со скоростью передачи данных от 50 бит/с до 600 бит/с. STANAG 5065 обеспечивает прием широковещательных передач с берега на корабль с использованием низкочастотного диапазона, в частности диапазона от 60 кГц до 160 кГц.

Широкополосный КВ-модем

Встроенный широкополосный КВ-модем MIL-STD-188-110D, приложение D, обеспечивает скорость передачи данных до 240 кбит/с в каналах шириной 48 кГц. Это соответствует увеличению пропускной способности до 25 раз по сравнению с традиционными формами сигнала с однополосной модуляцией (SSB). Однако увеличение пропускной способности — не единственное преимущество новой широкополосной формы сигнала КВ.

За счет расширения полосы канала стандартные для КВ скорости передачи данных могут обеспечиваться даже при неблагоприятных и плохих условиях в канале. Увеличение полосы пропускания канала компенсирует снижение пропускной способности при использовании «низших» схем модуляции. Для передачи данных со скоростью 6,4 кбит/с в канале шириной 3 кГц требуется модуляция 64-QAM, тогда как в канале шириной 12 кГц достаточно модуляции BPSK. Это соответствует снижению требуемого отношения сигнал/шум (SNR) в канале примерно на 10 дБ.

БЕЗОПАСНАЯ И НАДЁЖНАЯ СВЯЗЬ

Поскольку КВ-сигнал потенциально может распространяться по всему миру, существует возможность перехвата сообщений практически в любой точке земного шара. Для эффективной защиты конфиденциальных передач информация должна шифроваться.

Защищенная цифровая передача речи/данных (SDV)

SDV обеспечивает простое в использовании универсальное встроенное шифрование как для соединений на фиксированной частоте, так и для соединений, устанавливаемых с использованием ALE-3G и ALE-4G.

При использовании синхронного установления соединения ALE-3G или процедуры установления соединения ALE-4G пользователи получают преимущества от сочетания защиты информации (SDV) и встроенных в современные режимы ALE механизмов повышения безопасности передачи данных (защиты установления соединения). В современном режиме ALE защита от повторного воспроизведения предотвращает атаки с подменой сообщений (spoofing).

Криптографический алгоритм RSCA компании Rohde & Schwarz с длиной ключа до 256 бит может использоваться как для речевых, так и для соединений передачи данных. Шифруется либо оцифрованная речевая информация, либо данные, передаваемые с использованием xDL (LDL, HDL и WBxDL).

Передача речи в режиме Last Ditch Voice

При использовании LDV оцифрованное речевое сообщение сначала временно сохраняется в передающей радиостанции. Затем сохраненное сообщение LDV передается. Сообщения передаются по принципу голосовой почты, а не в режиме реального времени. Вместо этого они доставляются приемнику без ошибок с помощью механизма ARQ протокола LDL. Процесс полностью автоматизируется после его запуска передатчиком. Приемник сообщает о поступлении нового сообщения и сохраняет его. Сообщение можно прослушивать любое количество раз. Передача сообщений LDV всегда выполняется в зашифрованном виде.

Структура стека

Структура стека для защищенной цифровой передачи речи с установлением соединения ALE-3G и ALE-4G и без него, а также для режима Last Ditch Voice.

R&S®SECOM‑H EPM (ECCM), R&S®GS3001S

R&S®SECOM-H — собственная форма сигнала КВ-связи с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты компании Rohde & Schwarz, аналогичная STANAG 4444. Она предназначена для работы в условиях, когда определенная доля частот набора перестройки заблокирована вследствие преднамеренных (например, при постановке помех) или непреднамеренных воздействий, а также в условиях значительного доплеровского расширения и/или многолучевой задержки. Кроме того, она основана на формах сигнала модема, которые могут адаптироваться к конкретным характеристикам КВ-канала и условиям распространения сигнала.

R&S®SECOM-H обеспечивает цифровую передачу речи с использованием вокодера с низкой скоростью передачи данных 600, 1200 или 2400 бит/с (с возможностью настройки). Для обеспечения надежных соединений даже в сильно деградировавших каналах предусмотрен поиск свободного набора частот перестройки (FHS). FHS представляет собой алгоритм автоматической адаптации наборов частот перестройки на основе оценки состояния канала. Радиостанции в соединении «точка — точка» формируют и используют оптимизированный набор частот перестройки, содержащий только частоты с подтвержденными хорошими характеристиками радиочастотного тракта.

Для синхронизации сети в качестве источника сетевого времени может использоваться GPS. Сетевое время на основе GPS устраняет необходимость ручного ввода параметров сети; все станции сети сохраняют синхронизацию до тех пор, пока принимается сигнал GPS. В качестве альтернативы время может передаваться по радиоканалу.

Управление черными ключами для дополнительной защиты

Криптографический алгоритм COMSEC/TRANSEC разработан компанией Rohde & Schwarz. Он поддерживает длину ключа до 256 бит. Ключи генерируются с помощью системы управления ключами R&S®CP3000. Файлы наборов ключей передаются системой R&S®CP3000 в систему управления радиосетью R&S®RNMS3000 с использованием дополнительного асимметричного ключа защиты ключей. Таким образом, передаются исключительно черные ключи.

Для приложений SDV ключи также могут генерироваться с помощью других решений. В этом случае ключ можно непосредственно ввести в радиостанцию.

Ключи генерируются с использованием системы управления ключами R&S®CP3000.

НЕПРЕВЗОЙДЕННЫЕ ПАРАМЕТРЫ РАДИОСТАНЦИИ

Канал высокочастотной (КВ) радиосвязи представляет собой среду передачи, для которой характерны временная изменчивость, низкие отношения сигнал/шум (S/N), эффекты Доплера и многолучевое распространение. Вместе с тем КВ-диапазон обеспечивает связь на практически любые расстояния благодаря уникальным особенностям распространения радиоволн. Для получения пригодных для использования сигналов существенное значение имеют рабочие частоты и антенны, а также такие параметры радиостанции, как чувствительность, избирательность и подавление шумов.

Возможность совместной работы благодаря превосходным характеристикам приемника

Селективная регулировка уровня для оптимальной мощности передачи (программная опция)

Взаимное влияние соседних передающих линий заставляет обычный передатчик снижать выходную мощность, поскольку внешняя мощность учитывается как отраженная мощность при расчете КСВ. Опционально устанавливаемый в усилителях направленный ответвитель с селективностью позволяет выполнять узкополосное взвешивание мощности передаваемого сигнала и отраженной мощности антенны. Благодаря этому регулирование мощности передатчика на радиолиниях не подвергается влиянию в штатном режиме работы.

Цифровая настройка ВЧ-селекции (аппаратная опция)

Опциональные КВ-преселекторы/постселекторы представляют собой полосовые фильтры с крутыми скатами и относительной полосой пропускания в несколько процентов.

Цифровая обработка сигналов ПЧ и звуковой частоты

Радиостанции Rohde & Schwarz используются на борту фрегата ADCF Королевских военно-морских сил Нидерландов.

ПОДХОДИТ ДЛЯ ШИРОКОГО СПЕКТРА УСЛОВИЙ ПРИМЕНЕНИЯ

Три стандартных класса мощности и соответствующий комплект принадлежностей

Требуемая выходная мощность КВ-трансиверов в значительной степени зависит от конкретного сценария применения. Четвертое поколение КВ-связи (КВ-широкополосная связь) предъявляет значительно более высокие требования к выходной мощности. При расширении полосы канала до 48 кГц «мощность в канале» также распределяется по всей полосе. Для сохранения постоянной спектральной плотности мощности это необходимо компенсировать увеличением мощности передачи.

Широкополосная КВ-система

ПРОСТОТА ЭКСПЛУАТАЦИИ

Наглядное отображение состояния

Предварительно настроенные меню

Конфигурирование радиостанции только уполномоченным персоналом

Разделы, содержащие настройки для технического обслуживания и конфигурирования радиостанции, защищены паролем. Это гарантирует, что техническое обслуживание и расширенное конфигурирование радиостанции могут выполнять только уполномоченные сотрудники. Пароль может быть задан в системе управления радиосетью R&S®RNMS3000.

Устройство управления R&S®GB4000C оснащено ориентированным на пользователя графическим интерфейсом (GUI), обеспечивающим интуитивное управление радиостанцией.