Доклад Шумейко

15.09.17

ДОКЛАД

     Система управления РЧС, как любая система управления, должна быть замкнутой системой. Радиотехнические измерения - это «глаза и уши» процесса управления использованием спектра. Он необходим на практике, поскольку в реальной жизни санкционированное использование спектра не гарантирует его соответствия запланированному использованию. Система сбора информации о РЭС предусматривает применение методов радиотехнических измерений и является замыкающим звеном в процессе управления использованием спектра. Цель проведения радиотехнических измерений в процессе использования спектра состоит в обеспечении выполнения общих функций управления использованием спектра, присвоения частот и их планирования. Конкретные цели:

а) содействие в решении проблем электромагнитных помех в местном, региональном и глобальном масштабе таким образом, чтобы обеспечить одновременную работу средств и систем радиосвязи, уменьшая и сводя к минимуму использование ресурсов, связанных с организацией и эксплуатацией РЭС, при обеспечении экономической выгоды для инфраструктуры страны, получающей доступ к необходимым каналам связи, свободным от помех;

б) содействие в обеспечении допустимого уровня помех при приеме телевизионных и радиовещательных передач;

в) обеспечение необходимых данных для процесса управления использованием электромагнитного спектра со стороны радиочастотных центров, как, например, фактическое использование частот и полос частот (то есть занятость), проверка технических и эксплуатационных характеристик передаваемых сигналов, обнаружение и опознавание несанкционированных передатчиков, а также ведение и проверка регистраций частот;

г) обеспечение необходимыми данными для программ, организуемых различными государственными органами, например, при подготовке отчетов для конференций радиосвязи, при обращении за конкретной помощью по вопросу устранения вредных помех, при устранении внеполосных излучений или при оказании помощи в нахождении частот.

   Неукоснительное выполнение пользователями условий использования частот в соответствии с разрешительными документами, соблюдение технических правил и регламентных положений, связанных с организацией работы РЭС и радиообмена между пользователями РЭС, является обязательным условием эффективного управления использованием РЧС. Основой оперативного управления служат результаты процедур радиотехнических измерений реального использования спектра, предоставляемые РЧЦ. Эти результаты содержат данные о фактической занятости спектра в сравнении с планируемой, соответствующей выданным разрешениям; об отклонениях от заявленных параметров радиоизлучений; о местоположении и параметрах санкционированных и несанкционированных излучений РЭС; о взаимных помехах. Проведение радиотехнических измерений поддерживает общую деятельность по управлению использованием РЧС, обеспечивая анализ степени использования отдельных каналов и полос частот. Результаты позволяют оценить эффективность административных и технических мероприятий по управлению использованием РЧС.

   Комплекс измерений выполняет наблюдательные функции и предоставляет всестороннюю информацию о состоянии радиоэфира, необходимую для принятия решений о корректирующих действиях для эффективности использования РЧС и обеспечения условий для нормальной работы средств радиосвязи, т.е. постоянной эксплуатационной готовности РЧС.

   Взаимодействие между системой радиотехнических измерений и управлением использованием РЧС можно характеризовать следующим образом:

• Организация по управлению использованием РЧС

• предоставляет системе РТИ официальные перечни частотных присвоений;

• направляет для проведения РТИ общие рекомендации и пожелания по исследованию полос частот, где могут возникнуть проблемы по их использованию, а также информацию о будущих требованиях к радиоконтролю;
  
  Обращается с конкретными рабочими запросами:

• в конфликтных ситуациях;

• по проведению конкретных измерений при решении особых проблем по ЭМС;

• по проведению измерений параметров электромагнитной обстановки на частотах, которые предполагается присвоить;

• по проведению измерений, требуемых МСЭ.
  
  Система радиотехнических измерений

• предоставляет радиочастотным центрам данные о неиспользуемых или малоиспользуемых частотах, которые могут быть присвоены другим РЭС, а также данные по общей оценке загрузки полос частот;

• предоставляет информацию относительно общего состояния технической и административной дисциплины в использовании РЧС;

• определяет области, в которых могут возникнуть проблемы с использованием РЧС, в частности проблемы ЭМС;

• способствует выполнению решений по использованию РЧС, выявляя передатчики, нарушающие установленные правила, и давая тем самым возможность принимать соответствующие меры.
  
  Рассмотрим частные факторы (объективные), которые также определяют направления развития системы управления использования РЧС и в частности:

• структура контролируемых систем связи и РЭС;

• условия распространения радиоволн;

• структура и топология систем радиотехнических измерений, определяемые условиями распространения радиоволн;

• необходимость обеспечения требуемой эффективности.

   Например, системы спутниковой связи (ССС), ОНЧ, НЧ, СЧ и ВЧ передающие системы, являются глобальными системами (охватывают всю территорию России и других государств) и определяют структуру и топологию соответствующих средств и систем наблюдения за ними.

   Условия распространения радиоволн определили состав и структуру сети станций (ПЦРР), работающих в диапазоне частот до 30 МГц. Сеть ПЦРР строилась и развивалась в соответствии с рекомендациями МККР по и для обеспечения выполнения обязательств Администрации связи России перед Международным союзом электросвязи. Проектирование сети ПЦРР осуществлялось Центральным НИИ связи.

   Условия распространения радиоволн в диапазоне частот до 30 МГц накладывают особые требования к взаимодействию радиочастотным центрам федеральных округов и определению их зон ответственности.

   В настоящее время наблюдение за использованием радиочастотного спектра осуществляют 11 ПЦРР (см рисунок 2).

Основными объектами являются РЭС систем связи и радиовещания.

Сеть ПЦРР выполняет следующие задачи:

• поиск в диапазонах частот с целью выявления неиспользуемых частот, незарегистрированных радиостанций;
• выявление источников помех и обследование электромагнитной обстановки;
• измерение параметров излучений РЭС с целью установления соответствия условиям использования частот, определенным в разрешительных и нормативных документах.

   Рассмотрим эффективность функционирования ПЦРР. Как известно, показателями эффективности сети являются: оперативность, точность и достоверность поиска, опознавания и локализации источников излучений (РЭС, радиопомех и т.п.), измерения параметров электромагнитной обстановки для частотных присвоений, полнота охвата по частоте, времени и пространству. Факторами, определяющими эти показатели, являются:

•  технические характеристики объектов измерений;
•  технические характеристики средств и систем измерений;
•  топология объектов и систем измерений;
•  условия распространения радиоволн.

   За время, прошедшее со дня создания большинства ПЦРР (30-40 лет) состав факторов определяющих показатели их работы, не изменился. Но произошло резкое качественное изменение этих факторов и в первую очередь изменение технологических характеристик РЭС. В том числе в основном диапазоне работы ПЦРР, до 30 МГц. Так, радиосвязь в ВЧ диапазоне за счет внедрения цифровых методов передачи данных и применения современных методов обработки сигналов все чаще конкурирует с другими системами связи. В Российской Федерации эта тенденция наиболее выражена в связи с большим пространством и сложившимися условиями экономии затрат на строительство систем связи и управления.

   Современные коммерческие системы связи, в том числе КВ диапазона, работают на минимальных мощностях, в пакетных режимах, с малыми длительностями излучений (до единиц секунд), в том числе в режимах с ППРЧ и АПРЧ (программной и адаптивной перестройкой частоты) с предварительной настройкой до нескольких сотен частот и выбором свободного канала. За последнее время введено в строй более 1000 подобных РЭС.

   На приведенной гистограмме показана распределение количества зарегистрированных коротковолновых средств, в зависимости от мощности. Видно наличие значительного количества средств радиосвязи небольшой мощности Р £ 100 Вт.




    Анализ оснащенности ПЦРР средствами радиотехнических измерений показывает, что большая часть из них укомплектована оборудованием поколения 70-х ¸ 80-х годов. Только 5 ПЦРР (Москва, Санкт-Петербург, Архангельск, Краснодар, Новосибирск) оснащены средствами поколения 90-х годов (Томсон, Радар-КВ). С учетом того, что развитие средств измерений объективно отстает от развития средств связи, эффективность системы ограничена возможностями этого оборудования.

   Следующим важным фактором является то, что зоны электромагнитной доступности каждого ПЦРР при работе автономно не покрывают зоны ответственности радиочастотных центров соответствующих федеральных округов, существуют так называемые «мёртвые» зоны, зависящие от условий распространения радиоволн: частоты, мощности радиосигналов, расстояния до излучателя, времени года, суток и т.д. На рисунке приведен пример для передатчика мощностью 1 Вт с частотой излучения F=17МГц.




   Для решения вопроса местоопределения излучателей и электромагнитной доступности в зонах ответственности сеть из ПЦРР работает в ручном режиме, поэтому время вскрытия источника излучения по заявке, претензии на помеху может составлять несколько дней.

   Исходя из изложенного, можно сделать вывод о недостаточной эффективности работы сети ПЦРР. Увеличение эффективности может быть достигнуто за счет:

• Создания автоматизированной измерительно-пеленгаторной сети на основе соответствующих постов ПЦРР.
• Оснащения ПЦРР современным оборудованием для радиотехнических измерений.

   При этом по команде или программе, формируемой на Центре управления или любом ПЦРР средства радиотехнических измерений, указанные в команде (пеленгаторы в первую очередь), одновременно осуществляют обнаружение, измерение параметров и пеленгование сигналов, передают полученные сведения на Центр управления, где производится сортировка, определяется местоположение источников радиоизлучений, опознавание РЭС или объекта радиоконтроля и его состояния на основании эталонной модели, и формируются предложения для принятия соответствующего решения. Если команда была от одного из ПЦРР, то данные обработки передаются непосредственно на него.

   Измерительно-пеленгаторная сеть может функционировать как в режиме управления с центра управления (г. Москва), так и в режиме управления с периферийного ПЦРР. Минимальная скорость передачи данных необходимая для осуществления управления сетью пеленгования и возврата результатов на посты обработки составляет 1200 бит/с между центром радиоконтроля и каждым подчиненным средством.

   Каждое соединение «периферийная позиция - центр обработки» для повышения надежности функционирования системы передачи данных дублируется модемными соединениями с коммутацией каналов телефонной сети и GSM каналами.

   Для обеспечения режима синхронного пеленгования необходима привязка средств радиоконтроля к системе единого времени. Эталоном единого времени на центральной и периферийных позициях предлагается использовать Глонасс/GPS приемник.

   Развертывание сети предлагается поэтапно.

   Первая очередь измерительно-пеленгаторной сети может состоять из четырех периферийных постов ПЦРР расположенных в городах:

•  Архангельск;
•  С.-Петербург;
•  Москва;
• Краснодар.

На каждом ПЦРР необходимо разместить:

•  аппаратно - программный комплекс информационно-технического сопряжения пеленгаторов с постами обработки;
• комплекс обработки координатной информации (ЭВМ, принтер);
• Глонасс/GPS приемник;
• специальное программное обеспечение (СПО);
• оборудование коммутируемых линий.
   

Состав центра обработки данных: - пост управления и связи (ЭВМ, принтер);

•  пост оценки радиоэлектронной обстановки (ЭВМ);
•  комплект средств связи;
•  СПО;
•  Глонасс/GPS приемник;
•  Табло отображения.
  
  

Такой подход позволит:

•  резко повысить оперативность поиска источников помех;
• осуществлять опознавание (идентификацию) источников радиоизлучений (ИРИ) и их локализацию;
• проводить профилактический поиск передатчиков действующих без разрешений, что в настоящее время практически не проводится;
• согласовывать зоны ответственности с зонами электромагнитной доступности;
•  решать задачи по в интересах других ведомств;
•  войти в новом качестве в систему международного сотрудничества, и т.п.

Говоря о необходимости технической модернизации сети ПЦРР необходимо помнить о том, что суммы полученные за обеспечение эксплуатационной готовности в диапазоне частот до 30 МГц не везде достаточны для содержания инфраструктуры ПЦРР. Однако в современных условиях по нашему мнению нельзя рассматривать ПЦРР как обособленную структуру в составе радиочастотных центров федеральных округов. Необходимо активнее включать материальную базу и персонал ПЦРР в рассмотрение всех вопросов перед радиочастотными центрами федеральных округов, например используя их производственные площади.

Существующий перечень работ выполняемых на ПЦРР и ГРКП (городских пунктах радиотехнических измерений) часто дублируется (пересекается), например измерение параметров излучений в диапазоне ЧМ вещания, выполнение заявок на поиск и идентификацию источников помех в диапазонах частот выше 30 МГц и т.д. Кроме того, перспективным является направление развития измерительных средств и программного обеспечения постов радиомониторинга направленное на обеспечение возможности дистанционного управления этими постами. 
Наиболее успешно с задачей интеграции ПЦРР в состав радиочастотного центра федерального округа справляется радиочастотный центр Северо-Западного федерального округа. Там ПЦРР послужил базой для объединения практически всех задач радиомониторинга решаемых в Санкт-Петербургском регионе. Это позволило систематизировать распределение задач по измерениям, вопросы взаимодействия с другими подразделениями РЧЦ, формализовать результаты работы с ведением локальной базы данных. Подобная структура позволяет обеспечить квалифицированную подготовку персонала, сопровождение разработки методик по измерениям, испытание и разработку перспективных образцов измерительной техники. Поэтапная автоматизация измерительных процессов на постах ПЦРР позволяет постепенно сокращать штат операторов и сокращать затраты на содержание инфраструктуры. По подобному пути пошли в радиочастотном центре Центрального федерального округа. Там имеется прекрасное здание и значительная территория. Но все это отягощено расходами на содержание жилого сектора. Активная позиция руководства позволила сдвинуть с места вопрос о передаче в ведение городских властей жилой сектор, переместить туда часть измерительных подразделений, сократить производственные затраты. Имеются планы дальнейшего развития этих производственных площадей с целью минимизации производственных затрат.

Подытоживая все выше сказанное, хочу сказать, что ПЦРР является неотъемлемой составной частью общегосударственной системы управления использованием радиочастотного спектра. Новые условия, создавшиеся в области использования РЧС, требуют пересмотреть старые подходы к ПЦРР, как к обособленным подразделениям, требуют использования их как комплексных станций радиомониторинга, участвующих в проведении измерений во всем диапазоне частот, подответственном радиочастотному центру Федерального округа.