Кодирование информации
Несмотря на интенсивное развитие спутниковых систем связи, узкополосная буквопечатающая (УБПЧ) радиосвязь /или NBDP- Narrow Band Direct Printing/ по-прежнему является актуальной. Для этого вида радиосвязи на флоте используются диапазоны промежуточных и коротких волн. Радиотелексная связь в ПВ-КВ диапазоне обладает определенными преимуществами в сравнении со спутниковыми системами связи. Во-первых, это возможность работы в полярных областях. Во-вторых, - независимость от космического сегмента. Кроме того, существенным фактором является возможность связи между судами без использования береговой радиостанции, а следовательно, без оплаты.
Тем не менее, в отличие от спутниковых систем связи, радиосвязь в ПВ-КВ диапазонах существенно зависит от целого ряда факторов, например, погодных условий, географических координат абонентов, времени суток, времени года и т. д. Все эти особенности, естественно, уменьшают надежность связи, понижают ее достоверность и требуют у персонала радиостанции определенных навыков по управлению аппаратурой и знания процедур радиосвязи.
Буквопечатание
В самом упрощенном виде БПЧ радиосвязь можно представить следующим образом.
Первоначально каждый знак (т.е. буква, знак пробела, цифра и т. д.) состоит из пяти элементов - это международный телеграфный код МТК-2. Под элементом в данном случае понимается посылка или пауза, то есть единица или ноль. Преобразованная в такую последовательность из пятиэлементных кодов информация поступает на передатчик и передается в эфир.
Этот вид радиосвязи имеет существенный недостаток, а именно, низкую достоверность. В канале связи при прохождении радиоволн возможно искажение сигнала, в результате чего на приемном конце вместо переданной буквы будет распечатана какая-либо другая.
Система NBDP предполагает следующую процедуру: пятиэлементный или пятибитовый код преобразуется в семиэлементный или в семибитовый. Причем, в этом семиэлементном коде постоянно соблюдается соотношение единиц и нолей, как три к четырем. Например, буква “А“ в коде МТК-2 выглядит так: ZZAAA, где “A” - пауза, а “Z” - посылка. В преобразованном семиэлементном коде буква А представляет из себя следующую последовательность: BBBYYYB, где “B” - пауза, а “Y” - посылка. Это соотношение числа “1” к числу “0” (3:4) соблюдается для всех знаков и служебных сигналов.
Классы излучения
В радиотелексе используются классы излучения F1B или J2B, с частотным сдвигом 170 Гц. Существует понятие несущей и присвоенной частоты.
Несущая частота - это частота настройки передатчика. Присвоенная частота - это средняя частота полосы излучаемых частот. На приемном конце безразлично, какой из видов модуляции используется при передаче, так как их спектры совпадают.
Радиотелексные номера и автоответы
Каждой судовой радиостанции, работающей в радиотелексе, присваивается радиотелексный номер, состоящий из пяти/девяти цифр. Девятизначные телексные номера будут присваиваться после полного ввода в действие ГМССБ.
Кроме того, каждой станции присваивается автоответ.
Телексный автоответ судовой радиостанции состоит из телексного номера судна, позывного сигнала и буквы X, которая обозначает, что это судовая радиостанция. Например: 55425 UGOV X.
Береговые радиостанции (БРС) имеют телексные номера, состоящие из четырех/девяти цифр.
Телексный автоответ береговой радиостанции состоит из телексного номера этой радиостанции, ее позывного сигнала и буквенного идентификатора страны (например, G - Великобритания, DK - Дания, D - Германия и т.д.).
Режимы работы оборудования УБПЧ
Существует два основных режима работы УБПЧ: ARQ (Automatic Request for Repetition) и FEC (Forward Error Correction). Причем FEC подразделяется на два подрежима- FEC-collective и FEC-selective. Рассмотрим каждый из этих способов или режимов.
ARQ (Двухсторонняя связь)
Режим ARQ это режим работы с обратной связью. Этот режим возможен при связи только между двумя абонентами (судно-судно; судно-берег).
Основная характерная особенность этого режима - наличие обратного канала. По прямому каналу передается информация в 7-битовом коде.
По обратному каналу передается служебная информация об обнаруженных ошибках, если таковые имеются.
Схематически процедура связи может быть представлена следующим образом.
Первая радиостанция (Тх1) передает блок информации, состоящий из трех знаков (АБВ).
Приемник второй радиостанции (Rx2) принимает эту информацию, и если знаки приняты правильно, то принтер печатает правильно принятые знаки (АБВ) и по обратному каналу от радиостанции 2 к радиостанции 1 передается соответствующая команда (ОК), и первая радиостанция передает следующий блок информации (ГДЕ). Если вторая радиостанция приняла искаженную информацию (Г * Е), то печать не производится и по обратному каналу передается запрос повторить искаженный блок (RPT). Этот блок информации будет передаваться до тех пор, пока он не будет принят правильно и распечатан на принтере радиостанцией 2, после чего будет передаваться следующий блок информации.
Скорость приема и печати информации в данном случае будет зависеть от условий прохождения радиоволн. При хорошем прохождении радиоволн искажения возникают редко, и, следовательно, число повторений мало.
При слабом сигнале или при наличии помех в канале связи число повторений ошибочно принятых знаков возрастает, и, следовательно, оперативность работы несколько ухудшается.
К преимуществам режима ARQ можно отнести высокую надежность связи, которую обеспечивает наличие обратного канала.
FEC collective (Односторонняя циркулярная связь)
Режим FEC collective отличается от режима работы ARQ тем, что в нем отсутствует обратная связь. Достоинством режима FEC collective является возможность циркулярной передачи (всем судам), что особенно актуально при передаче информации по безопасности мореплавания, Traffic List и другой информации, адресованной сразу нескольким абонентам. Этот режим используется, в частности, в системе НАВТЕКС.
К недостаткам режима FEC можно отнести меньшую достоверность приема сообщений, чем в режиме ARQ. Фактически, передающая сторона не имеет информации о том, принято ли ее сообщение.
Перед началом передачи информации станция передает серию синхронизирующих сигналов, которые переводят станции, настроенные на эту частоту, из режима “Standby” в режим приема.
Так как в режиме FEC отсутствует обратная связь, то повышение надежности связи в данном случае достигается передачей каждого знака дважды .
Интервал между двумя копиями составляет 280 мс, таким образом, если в канале связи появляется кратковременная помеха, то она не искажает обе копии сразу.
На приемном конце появляется возможность не только проверить каждую из копий этого знака на ошибку (код 3:4), но и сравнить эти копии между собой. Если в первой копии ошибка не выявлена, а вторая искажена, то распечатывается первая копия принятого знака. Если же искажены обе копии, или в обоих копиях соблюдается правильное соотношение “1” и “0”, но они различаются между собой, то на печатающее устройство выводится знак пробела. Иными словами, на принтере будут распечатаны только правильно принятые знаки.
FEC selective (Односторонняя связь. Передача сообщения конкретному судну)
Режим FEC selective, как и режим FEC collective является режимом без обратной связи. Повышение надежности связи, как и в предыдущем режиме, достигается за счет двукратного повторения каждого знака. Но, в отличие от режима FEC collective, циркулярная передача здесь невозможна. Принимать информацию сможет только один абонент, телексный номер которого указан передающей радиостанцией.
В данном примере береговая станция передает информацию в режиме FEC selective, а принять ее может только судно с номером 70004, так как именно этот номер указала береговая станция в начале передачи сообщения. Все остальные станции не смогут принять никакой информации, хотя и они настроены на эту же частоту.
Перед началом передачи сообщения передающая радиостанция передает фазирующие сигналы и телексный номер абонента для которого предназначено сообщение. В отличие от режимов ARQ и FEC collective, в режиме FEC selective используется инвертированный код, то есть соотношение числа “1” к числу “0” не 3:4, а 4:3. Если станция опознает свой телексный номер в этом “перевернутом” коде, то она переходит в режим приема и распечатывает сообщение. Если же станция не опознает свой номер, то прием сообщения игнорируется, и на печать ничего не выводится.
Таким образом, этот режим имеет нечто общее с режимом ARQ (связь только между двумя станциями) и нечто общее с режимом FEC collective (отсутствует обратная связь).
Достоинством этого режима является возможность передачи информации на судно даже в случае, когда судовая радиостанция не может работать на передачу, например, если судно стоит в порту. Недостатком является отсутствие уверенности, что сообщение действительно принято абонентом.
Стандартные процедуры автоматической радиотелексной связи
Так как основным режимом связи в радиотелексе является режим ARQ, то рассмотрим только процедуры работы в этом режиме. В данном разделе мы не будем “привязываться” к какой-то конкретной аппаратуре, а будем рассматривать лишь общие процедуры, которые справедливы для любых приборов.
Инициатором связи, как правило, является судно. Сеанс связи начинается с вызова береговой радиостанции. Перед тем как вызвать береговую станцию, необходимо прослушать частоты работы этой станции и убедиться, что станция на данном канале не работает с другим судном. Частоты приема и передачи всех станций для режима F1B (J2B) можно найти в справочнике ITU List of Coast Stations (List IV). Некоторые станции имеют датчик свободного канала, то есть, если данный канал свободен, то береговая станция передает свой позывной (азбукой Морзе) и серию служебных сигналов. Убедившись, что данный канал свободен, оператор судовой станции вводит телексный номер нужной береговой станции и инициирует вызов. После фазирования автоматически происходит обмен автоответами, то есть распечатывается автоответ береговой радиостанции и судна. После этого береговая станция дает команду “GA+” или приглашение к вводу команды.
Рассмотрим основные команды, используемые в радиотелексном обмене с береговой радиостанцией:
- DIRTLX «код страны» «номер абонента»+ - запрос прямого телексного соединения
- TLX «код страны» «номер абонента»+ - требуется передать телексное сообщение в режиме store and forvard
- TGM+ - требуется передать радиограмму
- OPR+ - требуется связаться с оператором
- URG+ - требуется немедленно связаться с оператором
- MSG+ - судно готово к приему сообщений в свой адрес
- HELP+ - запрос информации об услугах, предоставляемых этой береговой станцией
- MED+ - требуется передать медицинское сообщение
- BRK+ - разрыв связи с береговой станцией
- FREQ+ - судно сообщает береговой радиостанции, на какой частоте оно будет нести вахту
Ввод команды в радиотелексе заканчиваются знаком “+”.
С более полным списком команд, используемых в обмене с береговой радиостанцией можно ознакомиться в справочнике ITU List of Coast Stations (List IV), либо запросить командой HELP+ (НLP+) у береговой радиостанции.
Для получения информации в свой адрес вводится команда MSG+, после чего будет передана вся информация, которая есть на этой радиостанции в адрес данного судна. Если же никакой информации для судна нет, то будет распечатано соответственно NIL, MAILBOX EMPTY, NO MSG и т.п.
На рисунке приведен пример сеанса связи в режиме прямого телексного соединения с береговым абонентом.
После автоматического обмена автоответами и получения приглашения к вводу команды (GA+) оператор судовой станции вводит команду DIRTLXxy+, то есть просит соединить его напрямую с абонентом ( x - телексный код страны, y - телексный номер абонента)1 . Когда соединение установлено, распечатывается автоответ абонента сети телекс и команда MSG+. С этого момента начинается отсчет оплачиваемого времени. В случае невозможности соединения,распечатывается одна из следующих команд:
- OCC - абонент занят
- DEF - аппаратура неисправна
- NC - нет линии
- NA - передача этому абоненту не разрешена
- NCH - номер абонента изменился
- NP - этот номер не является абонентом сети телекс
Если абонент находится в той же стране, что и береговая радиостанция, то код страны, как правило, можно не указывать. Некоторые станции при запросе прямого телексного соединения требуют вводить цифру “0” перед телексным кодом страны абонента.
После получения автоответа абонента и команды “MSG+”, судовой оператор инициирует обмен автоответами и передает сообщение, после чего вновь обменивается автоответами. Обмен автоответами является подтверждением состоявшегося сеанса связи. Далее судовой оператор вводит команду “KKKK”, то есть, разрывает линию связи с абонентом, с этого момента оплачиваемое время связи заканчивается. Береговая радиостанция, разорвав связь судна с телексным абонентом, распечатывает для судна информацию о дате, времени, номере абонента, с которым устанавливалась связь, и об оплачиваемом времени. После этого опять распечатывается приглашение к вводу команды (“GA+”). Если информации для передачи больше нет, то судовой оператор разрывает связь с береговой станцией, то есть, переходит в режим ожидания.
В данном случае использовался режим прямого телексного соединения с абонентом.
Режим store and forward заключается в том, что судовой оператор передает сообщение в устройство накопления информации на береговой радиостанции и указывает, по какому номеру необходимо отправить это сообщение. Через некоторое время береговая станция сама передаст это сообщение адресату. В этом случае вместо команды “DIRTLX код страны номер абонента+” следует набирать “TLX код страны номер абонента+”.
Форматы стандартных сообщений
Формат радиотелексного сообщения
Формат сообщения о бедствии
Формат навигационного предупреждения
Оформление радиограмм
Формат РДО для передачи по телексу
Литература
ГМССБ за три недели - Припотнюк А.В., Дубчук П.С. [2015]
