Курс молодого связиста

вторник, 24 декабря 2013 г.

Хочется подытожить знания полученные за год службы в войсках связи. К счастью их накопилось достаточно много. Начать хочется с обзора способов организации связи, существующих средств связи, их месте и роли в войсках, показать почему в век спутниковой связи все еще актуальна симплексная радиосвязь и что отличает радиостанции малой и средней мощности.

Введение

Ежегодно, тысячи молодых людей призываются на службу в войска связи. Этот специальный род войск, в чьем арсенале находятся новейшие разработки в области радио, проводной и спутниковой связи, отвечают за установление качественной и надежной связи при любых условиях, в любом регионе.

Важность качественной связи при проведении военных операций трудно переоценить. От оперативности действий войск связи зависит исход сражения, качество и надежность связи являются залогом порядка на поле боя. Столь высокие требования к связи и высокая ее важность требуют от инженеров применения самых современных технологий, в следствии чего, помимо хорошей физической подготовки, от военнослужащих войск связи требуется немалый интеллектуальный потенциал для освоения всех нюансов организации и её ведения. Сегодняшний связист должен обладать базовыми знаниями в области радиофизики и радиотехники, уметь ориентироваться в существующих средствах связи, знать особенности их применения и понимать место связи в общей картине организации вооруженных сил(ВС).

Цель данной статьи — дать краткие, структурированные ответы на вопросы, возникающие у молодых связистов.

Организация вооруженных сил и войск связи

Для понимания принципов организации связи в войсках, необходимо разобраться со структурой организации военных формирований.

Военное формирование — постоянная или временная организационная единица ВС. Самым маленьким формированием является отделение. Средняя численность отделения 9 — 15 человек. Несколько отделений образуют взвод. Несколько взводов — роту. Количество военнослужащих в роте может сильно варьироваться от 20 до 200 человек. Рота — основное подразделение воинских частей. Как правило каждая рота живет по собственному распорядку дня (впрочем, во многом единому для всей воинской части) и обеспечивается отдельными казарменными и при необходимости складскими помещениями.

Следующим по размеру формированием является батальон. Обычно батальон насчитывает 2 — 4 роты. Роты также могут объединяться сразу в полк, но чаще полки все-таки формируются из батальонов. Кстати, самым крупным формированием войск связи является полк. А самым крупным общевойсковым формированием в мирное время — военный округ; в военное время, по масштабам, военному округу соответствует фронт.

Ниже, для упрощения восприятия, все военные формирования приводятся в порядке возрастания численности:

Отделение
  • численность: 3 — 15 человек
  • командует: сержант
Взвод
  • состав: 2 — 4 отделения
  • численность: 9 — 45 человек
  • командует: лейтенант
Рота
  • состав: 2 — 4 взвода; несколько самостоятельных отделения
  • численность: 20 — 200 человек
  • командует: капитан / майор
Батальон
  • состав: 2 — 4 роты; самостоятельные взвода или отделения
  • численность: 250 — 950 человек
  • командует: подполковник
Полк
  • состав: 2 — 5 батальона; несколько рот
  • численность: 900 — 2000 человек
  • командует: полковник
Бригада
  • состав: батальоны, полки, роты
  • численность: 2000 — 8000 человек
  • командует: полковник
Дивизия
  • состав: батальоны, полки, роты
  • численность: 12000 — 24000 человек
  • командует: генерал-майор
Корпус
  • состав: 2 — 3 дивизии и другие формирования
  • численность: варьируется
  • командует: генерал-лейтенант
Армия
  • состав: дивизии, полки, батальоны всех родов войск
  • численность: варьируется
  • командует: генерал-полковник
Фронт (округ)
  • состав и численность различны
  • командует: генерал-армии
Помимо перечисленных определений военных формирований встречаются такие понятия как часть, подразделение, соединение и объединение.

Часть — наиболее часто употребляемый термин, подразумевает под собой бригаду или полк, имеющие собственные войсковые хозяйства, расчетный счет в банке, почтовый адрес, общевойсковой номер и тд. Частями также могут являться штабы дивизий, армий, округов. Формирования входящие в состав частей называются подразделениями. Иными словами, подразделения — формирования входящие в состав части.

Соединениями называют дивизии и бригады или иные объединения частей. Под объединением понимают группы армий, корпусов и округов.

В зависимости от решаемых во время военных действий задач, военные формирования могут быть тактическими, оперативными и стратегическими. Такая классификация берет свое начало от разделения военного искусства на тактику, оперативное искусство и стратегию:
  • Тактика — искусство ведения боя. Тактические задачи выполняют отделения, взвода, роты, батальоны и полки. Т.е. формирования непосредственно ведущие бои.
  • Оперативное искусство — искусство ведения сражения, битвы. Решением оперативных задач занимаются дивизии, корпуса и армии.
  • Стратегия — искусство ведения войны в целом. Стратегические задачи — сражения и битвы от которых зависит исход войны. Стратегическим формированием является фронт.
Еще одним важным для понимания всей картины организации связи в ВС является звено управления. Это инстанция в системе управления войсками, характеризующая принадлежность органов управления войсками, пунктами управления и системами связи к определенным воинским формированиям или к высшим органам управления: стратегическое звено, оперативное звено, центральное звено, полковое звено и т. д.

Структура формирований войск связи отличается от общевойсковой, и во многом зависит от конкретной ситуации и требований. Ключевым формированием войск связи является узел связи.

Узел связи (УС) — это организационно техническое объединение сил и средств связи, предназначенных для прохождения всех видов информации в установленные сроки.

Узел связи обычно соответствует полку или батальону. В состав узла связи может входить несколько центров связи (ЦС), центр автоматических систем управления, батальоны обеспечения и комендантские роты. Центры связи во многом аналогичны ротам и состоят из взводов. Важной особенностью при этом обладают подвижные центры связи. В них взвода делятся не на отделения, а на экипажи подвижных аппаратных связи.


Следует заметить, что самостоятельных частей связи сравнительно не много. Чаще связь выступает в качестве самостоятельного подразделения частей других родов войск. Например, в состав полка моторизированных войск может входить рота связи.
Вообще, однозначно сопоставить общевойсковые формирования и формирования войск связи нельзя, т. к. численность узлов и центров связи, а также особенности их организации зависят от решаемых ими задач и могут делать их сопоставимыми как с ротами, так и с батальонами и полками.


Организация связи в войсках

При проведении боевых действий, для управления войсками необходимо обеспечение надежной, скрытной, достоверной, мобильной, доступной и управляемой связи.

Проводная связь способна ответить на выдвигаемые требования к связи, но со значительными ограничениями по, практически, каждому из них. Доступность проводной связи имеет быстро достижимые пределы, использование ее для связи с морскими и воздушными силами вовсе не представляется возможным. Пожалуй самым большим недостатком проводной связи является ее крайне низкая мобильность. При всем при этом, ее пропускная способность и простота технической организации заслуживают место для проводной связи в организации связи в войсках. Проводными линиями, в частности, связываются стационарные центры связи, их используют для выноса телефонных аппаратов и органов управления радиостанциями, а также организации проводной телефонной сети.

В силу несравнимо большей мобильности и доступности основным способом связи в войсках является радиосвязь. Для обеспечения радиосвязи используются радиопередатчики, радиоприемники, приемные и передающие антенны. Габариты и масса радиоприемников и, особенно, радиопередатчиков сильно варьируется в зависимости от их номинальной мощности и используемых в конструкции элементов. Несмотря на большой прогресс в области электро- и радиотехники, позволивший существенно уменьшить габариты радиоустройств, передатчики больших и средних мощностей все еще имеют значительную массу, требующую для их транспортировки применение специальной техники. Это приводит к разделению радиосредств на носимые, возимые (автомобильные) и стационарные.

Носимые радиостанции применяются для связи между тактическими звеньями (отрядами, взводами, ротами) выполняющими служебно-боевые задачи в радиусе до полусотни километров.
Р-159
Р-168-0,5МКМЕ
Для связи между более крупными, оперативно-тактическими и оперативными звеньями требуется использование возимых радиостанций, способных обеспечить связь на расстоянии в десятки и сотни километров. В качестве таких радиостанций как правило выступают радиостанции малой мощности (до 100 Вт) КВ и УКВ диапазонов, устанавливаемые в командно-штабные машины (КШМ). КШМ — наиболее распространенные аппаратные связи, предназначенные для обеспечения связи на подвижных центрах связи как на стоянке, так и в движении. В качестве транспортной базы для КШМ могут использоваться самые разные транспортные средства, от легендарного ГАЗ-66, КАМАЗА, БТР-80, Урала, до современного бронированного «Тигра».
Р-142 НСА
Р-145 БМ1
Связь между оперативно стратегическими, стратегическими звеньями, на расстоянии в сотни и тысячи километров, обеспечивают аппаратные средней мощности (до 1 кВт) устанавливаемые на транспортную базу грузовых автомобилей — Камаза, ЗиЛа, Урала. А также стационарные узлы связи, на которых устанавливается аппаратура большой мощности (от 1 кВт). Установление связи на столь большие расстояния требует от связистов особенных усилий и мастерства.
Р-166

Засекречивающая аппаратура связи

Особенности распространения радиоволн не только дают массу преимуществ радиосвязи, но привносят ряд трудностей и проблем. Так, радиовещание поддается радиопеленгации и радиоперехвату. Последнее делает радиосвязь далеко не такой надежной и достоверной как хотелось бы. В радиоэфире нет возможности ограничить число принимающих сигнал корреспондентов и невозможно однозначно понять кто ведет передачу. Для решения этих проблем была создана засекречивающая аппаратура связи (ЗАС).

Эта аппаратура изменяет передаваемый сигнал так, что становится невозможно понять его исходное содержание и маскирует радиосигнал под обыкновенные шумы эфира, скрывая факт передачи информации от случайного наблюдателя. Таким образом любой, кто принимает зашифрованный сигнал, не сможет его понять, если не обладает аналогичной аппаратурой, способной восстановить сигнал.

Давно, когда передатчики были ламповыми и огромными, аппаратура засекречивания связи тоже была большой и громоздкой, и не могла вместе с передатчиком и приемником помещаться внутри кунга одной аппаратной связи. Поэтому аппаратура засекречивания размещалась в отдельном автомобиле на котором работали специалисты ЗАС. Чаще всего эти автомобили оснащались также коммутаторами, способными организовать проводную телефонную сеть на десятки телефонов.

В связи со спецификой устройства ЗАС, к закрываемому каналу связи предъявляются некоторые требования (уровень помех, пропускная способность и т. д.), удовлетворить которые — главная задача связистов. Каналом связи называют путь передачи информации от одного корреспондента к другому. Для проводной связи таким каналом будут провода от одного телефонного аппарата к другому. Для радиосвязи каналом можно считать частоты радиоволн, на которых производится радиообмен. Такой канал еще называется радиоканалом. Канал связи по которому передаются только зашифрованные данные называется закрытым. Процесс организации канала заданного качества и настройка засекречивающей аппаратуры на обоих концах этого канала называется закрытием канала связи.

Таким образом, при использовании отдельных аппаратных ЗАС выстраивается следующая картина установления связи: связисты создают радиоканал заданного качества путем использования наиболее подходящих частот, антенн, режимов модуляции и точным ориентированием антенн на корреспондента. После установления связи и проверки ее в открытом режиме, радиоканал сдается в аппаратную ЗАС и закрывается. Далее может производиться вынос телефонных аппаратов для удобства пользования связью командующими офицерами. Для лучшего понимания всего изложенного, проследим путь одного, отдельно взятого сообщения.

Пусть офицер А решает передать сообщение офицеру Б. Для этого А поднимает трубку вынесенного телефонного аппарата и проговаривает сообщение. Сообщение в открытом виде передается от телефонного аппарата (ТА) в аппаратную (связи или ЗАС, в зависимости от того, из какой аппаратной производится вынос) и далее в аппаратуру засекречивания связи. На выходе из спец. аппаратуры осмысленное, понятное человеку сообщение, выходит в неразбираемом, зашифрованном виде. В таком виде сообщение приходит в аппаратную радиосвязи и передается по радиоканалу в аппаратную радиосвязи офицера Б. Там, закрытое сообщение снова попадает в ЗАС, преобразуется обратно в оригинальную форму (человеческую речь) и через вынесенный ТА попадает к адресату — офицеру Б:

На сегодняшний день такая схема считается устаревшей, а каждая аппаратная радиосвязи оснащается своим устройством засекречивания связи.

Скрытность

Скрытность — еще одно важное качество связи. Излучение радиоволн оказывает сильное демаскирующее действие, т. к. передаваемый сигнал является легко доступным для радиопеленгации. Особенно важную роль радиомаскировка играет при работе радиостанций средней и большой мощности. Если радиус действия радиостанций малой мощности может не выходить за пределы дислокации союзных войск, то вещание радиостанций средней и большой мощности распространяются достаточно далеко, делая аппаратные связи легко доступными мишенями. В связи с чем, аппаратные средней мощности (РСМ) предполагают возможность автономной работы с дистанционным управлением связью. А также, чтобы не подвергать раскрытию местоположение основных сил, аппаратные могут быть использованы в качестве ретрансляторов: по радиоканалу от радиостанции малой мощности сообщение передается к РСМ, которая, располагаясь в отдалении нескольких километров от места дислокации вооруженных сил и будучи тщательно замаскированной, ретранслирует (принимает и передает далее) сообщение корреспонденту на большие расстояния.

Радиосвязь осуществляется не только силами подвижных центров связи, но и стационарными центрами, оборудованными радиоаппаратурой большой мощности. При этом важность маскировки становится особенно актуальной. По этой причине стационарные центры связи делятся на принимающие и передающие. В близи принимающих РЦ могут располагаться пункты управления войсками и штабы командования, т. к. процесс приема практически не обладает демаскирующим действием. А вот передающие центры располагаются на значительном расстоянии от прочих оживленных объектов.

Способы организации радиосвязи

Существует два способа организации радиосвязи: радиосеть и радионаправление. Радионаправление — способ организации радиосвязи между двумя корреспондентами. Для организации радионаправления используют антенны направленного действия (V-образная, диполь, T-образная и другие), что значительно увеличивает максимально возможное расстояние между корреспондентами и сокращает область распространения радиоволн, что увеличивает развед-защищенность. К тому же в радионаправлении вопрос выбора рабочей частоты не вызывает никаких дополнительных трудностей.

Связь между тремя и более корреспондентами называется радиосеть. Радиосеть организуется путем использования ненаправленных антенн и общих для всех корреспондентов радиочастот. Радиосеть позволяет вести циркулярный обмен информацией между всеми корреспондентами, т. к. они слышат друг друга в эфире. При этом, такой способ организации связи обладает существенными недостатками. Использование ненаправленных антенн сильно сужает радиус покрытия радиосети, повышает подверженность радиошпионажу и радиопеленгации; существенно усложняется задача выбора частоты, т. к. частота, подходящая для одних корреспондентов может оказаться малопригодной для других.
Тем не менее потребность в использовании циркулярной связи при управлении войсками достаточно высока, чтобы сделать радиосеть часто применяемым способом организации связи.

Необходимость в идентификации корреспондентов в эфире, минимизации времени работы на передачу, прием и передача сообщений в условии сильных помех требует строго организованного протокола ведения переговоров. Такого как: «Руководство по радиосвязи ВС СССР. Часть 2».

Каналообразование

Передаваемая по каналам связи информация может быть представлена в двух видах: аналоговом и цифровом.

Аналоговый сигнал, в частном случае человеческая речь, представляет собой непрерывный гармонический сигнал с изменяющейся амплитудой, а в цифровом виде сигнал представляет собой численную последовательность кодов, чаще всего в двоичной системе счисления, где единице соответствует наличие сигнала, а нулю его отсутствие.
Аналоговый сигнал
Цифровой сигнал

Сегодня, цифровая форма представления информации практически полностью вытеснила аналоговую. Это объясняется гораздо большей гибкостью и широкими возможностями обмена информацией в цифровом виде. Так, для ведения голосового или видео обмена в аналоговой форме требуется различная по своему устройству аппаратура, в то время, как в случае с цифровой формой представления информации достаточно иметь канал необходимой пропускной способности для передачи как видео, так и звуковых сигналов, а так же изображений, документов и других данных.

Пропускная способность канала — максимальное количество информации передаваемой в единицу времени. Диапазон частот, используемых в радиосвязи (1,5 — 100 МГц) позволяет создать канал крайне низкой пропускной способности, а низкое качество радиосвязи приводит к большим потерям информации, что усугубляет ситуацию. Таким образом классическая радиосвязь мало пригодна для передачи информации в цифровой форме. Здесь ей на смену приходят радиорелейные станции и средства спутниковой связи. Следует заметить, что данные виды связи тоже используют радиоволны, но гораздо большей частоты (до десятков ГГц).

В контексте радиорелейных и спутниковых станций, помимо понятия радиоканала, существует понятие радиоствола. Радиоствол, по своей сути, представляет собой радиоканал очень высокой пропускной способности, который разделяется на несколько каналов передачи информации.

Такое деление может осуществляться к примеру квантованием (разделением) времени передачи данных, когда в течении малого промежутка времени передается часть сообщения передаваемого по первому каналу радиоствола, в следующий такой же промежуток времени часть сообщения передаваемого по второму каналу и т. д. За счет высокой пропускной способности радиоствола, такие промежутки времени могут быть очень малы и практически не заметны для человека.

Спутниковая и радиорелейная связь используются для создания нескольких каналов передачи данных, за что средства для организации связи такого вида называются средствами каналообразования.

Радиорелейные станции

Название радиорелейных станций происходит от английского слова Relay — передавать. Главной характерной особенностью данных станций является необходимость размещения антенн в пределах прямой видимости, т. к. радиоволны частот, на которых работают радиорелейные станции, практически не обладают огибающими способностями, присущими волнам обычной радиосвязи. В промышленности и на стационарных центрах эта проблема решается размещением антенн на крышах высотных зданий или на специальных вышках.

На подвижных центрах связи необходимость размещения антенн в пределах прямой видимости приводит к существенному ограничению дальности связи. Частично, эта проблема может быть решена использованием стационарных радиоцентров в качестве ретрансляторов. Такое решение позволяет создавать надежные радиостволы высокой пропускной способности и передавать данные на высоких скоростях на тысячи километров, т. к. стационарные центры зачастую соединены между собой не только радио, но еще и проводной связью. Но для реализации подобной схемы стационарный центр должен располагаться в пределах прямой видимости от места дислокации подвижного центра связи и иметь возможность выделить канал требуемой пропускной способности, что далеко не всегда бывает выполнимо.


Спутниковая связь

Продолжением развития радиорелейных станций являются станции спутниковой связи, которые превосходят радиорелейные по доступности и не сильно уступают им по пропускной способности. Главной особенностью спутниковой связи является использование в качестве ретрансляторов искусственных спутников Земли. Зона покрытия одного спутника может достигать практически половины Земного шара, а возможность ретрансляции данных между спутниками делает спутниковую связь практически повсеместно доступной.


Спутники связи могут располагаться на трех разных орбитах:
1. экваториальных,
2. наклонных и
3. полярных.

Наибольшей зоной покрытия обладают спутники на экваториальной орбите. Частным случаем экваториальной орбиты является геостационарная орбита. На такой орбите спутник движется в одном направлении с Землей и одинаковой с Землей угловой скоростью. Для наблюдателя с Земли спутник, находящийся на такой орбите, неподвижен. Главным недостатком экваториальных орбит является их неэффективность в приполярных областях.

Этого недостатка лишены спутники на наклонных орбитах. Такие спутники для наземного наблюдателя подвижны и не могут быть постоянно доступны. Для обеспечения постоянной доступности такие спутники дублируются. При этом требуется не менее трех спутников на одной орбите. Что касается полярных орбит, то они представляют собой частный случай наклонных со всеми характерными для последних особенностями.

Разработка, построение, запуск и сопровождение спутников требует огромных денежных средств. Поэтому количество спутников (особенно военных) ограничено и, следовательно, ограничена их суммарная пропускная способность. Это делает спутниковую связь дорогостоящей в эксплуатации и менее доступной в войсках, чем хотелось бы.

Сравнение средств связи

Все рассмотренные средства связи имеют свои преимущества и недостатки, отводя для каждого вида связи свою нишу и свои задачи.

Так, самой качественной связью безусловно является проводная и оптоволоконная связь, но использование ее с подвижными узлами связи не представляется возможным. Поэтому за проводными линиями остается связь между стационарными узлами.

Радиорелейные станции позволяют организовывать сравнимые по пропускной способности с проводными линиями каналы связи, при этом оставаясь достаточно мобильным средством для эксплуатации на подвижных узлах. В сравнении со спутниковой связью, радиорелейная сильно уступает в доступности, но в случаях, когда есть возможность установления связи со стационарным узлом, позволяет создавать гораздо более надежные и качественные каналы радиосвязи, оставаясь при этом менее затратной при эксплуатации.

Мобильность и пропускная способность спутниковой связи, в совокупности со стремительным падением стоимости ее эксплуатации делают спутниковую связь наиболее перспективным видом связи. Но физика распространения волн спутниковой связи вносит свой вклад в ее надежность. Дело в том, что огромные расстояния между земными станциями и спутником являются причиной того, что отношение сигнал/шум на приёмнике очень невелико (гораздо меньше, чем для большинства радиорелейных линий связи). Для того, чтобы в этих условиях обеспечить приемлемую вероятность ошибки, приходится использовать большие антенны, малошумящие элементы и сложные помехоустойчивые коды. Особенно остро эта проблема стоит в системах подвижной связи, так как в них есть ограничение на размер антенны и, как правило, на мощность передатчика[Wiki]. Влияние же интерференции и процессов, протекающих в ионосфере и тропосфере,  на радиоволны сильно снижают доступность спутников, оставляя открытым вакансию самого доступного вида связи.

При всех недостатках в пропускной способности, развед. уязвимости и трудностях организации и ведения связи, старая добрая радиосвязь в КВ и УКВ диапазоне остается самым надежным, доступным и популярным средством связи в войсках.

Отдельную благодарность выражаю: 
  • командиру своего взвода в учебном полку, Ахматянову Шамилю Фанусовичу за помощь в продолжении службы на Центральном узле связи ВВ, где была получена основная часть знаний и практического опыта в области связи;
  • а также командиру группы РСМ и КШМ Плещенко Виталию Игоревичу за то, что находил время для ответов на мои вопросы и способствовал получению практических навыков работы на радиостанциях;

5 комментариев :

  1. Анонимный27 июля 2015 г., 21:52

    Полезная информация, спасибо!

    ОтветитьУдалить
  2. Очень полезная информация, много объясняет!

    ОтветитьУдалить
  3. Армия- школа жизни.Но лучьше остаться неучем...

    ОтветитьУдалить
  4. Анонимный9 июля 2017 г., 15:58

    Отличная статья! Спасибо!

    ОтветитьУдалить

Ваше мнение мне искренне интересно. Смелее!

Технологии Blogger.