Расширение используемого диапазона частот

Развитие радиосвязи и вещания неразрывно связано с решением сложнейших технических вопросов использования частотного спектра. Поэтому историю этого развития целесообразно начать с изложения истории освоения диапазонов частот и расширения областей применения радиосвязи в различных сферах человеческой деятельности. Сегодня имеются следующие основные области применения радиосистем:

  • служба радиовещания (звукового (3В) и телевизионного (ТВ) наземного и спутникового. Услугами этой службы сегодня пользуются более миллиарда людей, и для нее выделены значительные участки спектра в разных диапазонах частот;
  • фиксированная служба, к которой относятся как радиосистемы фиксированной связи, обеспечивающие передачу многоканальных сообщений между двумя фиксированными пунктами на земной поверхности средствами наземной и спутниковой связи, так и системы абонентского радиодоступа, позволяющие подключать отдельных абонентов к сети связи общего пользования;
  • системы наземной и спутниковой подвижной связи, которые за последние двадцать лет приобрели огромное значение. Сегодня количество абонентов сотовых систем связи во всем мире приближается к 650 миллионам, и ожидается, что в первом десятилетии XXI века оно превысит один миллиард;
  • системы радионавигации и радиолокации, обеспечивающие управление движением воздушного, морского и сухопутного транспортов и их безопасность, а также всемирная спутниковая служба точного времени и частоты, играющие значительную роль в современной технике. Возрастающее значение последней обусловлено тем, что общей тенденцией развития систем связи является объединение отдельных цифровых систем связи в общую, глобальную цифровую сеть обмена сообщениями. Сигналы единого времени для всех станций позволяют избежать потерь в пропускной способности такой сети при асинхронном сопряжении цифровых потоков информации;
  • весьма важно применение радио для различных научных и прикладных исследований: поверхности Земли, космического пространства, в области радиоастрономии и т. п.

В XX веке колоссально возросло количество действующих радиостанций. Приведем некоторые цифры, характеризующие рост количества действующих вещательных радиостанций: к 1927 году в мире (США и Европа) действовало более 500 вещательных станций, к 1947 году в диапазоне частот ниже 20 МГц в Международном регистре частот было зарегистрировано уже 45 000 радиостанций гражданского назначения, а к 1984 году в полосе 87,5 - 108 МГц в диапазоне очень высоких частот (ОВЧ) работали 53 000 станций с частотной модуляцией (ЧМ).

Интенсивность использования радиочастотного спектра (РЧС) постоянно возрастала и сопровождалась перегрузкой частотного спектра и необходимостью решения чрезвычайно острых проблем устранения взаимных помех между работающими радиостанциями. Это требовало на всем протяжении истории развития радиосвязи и вещания разработки процедур проведения международной координации наземных и спутниковых систем связи, принятия международно-признанных стандартов на параметры радиооборудования, методов радиоконтроля за работой действующих радиосистем, методов частотного планирования сетей радиосвязи и вещания, а также расширения используемого спектра частот.

Первый Регламент радиосвязи (РР) был принят в Международном союзе электросвязи (МСЭ) в 1903 году. Он содержал правила ведения связи и Таблицу распределения полос частот (ТРЧ) для существовавшей в то время всего одной морской подвижной службы. Этот РР уточнялся в 1906, 1912 и 1920 годах. В 1927 году был принят новый РР, который ввел новые радиослужбы: вещания, воздушную подвижную (ВПС) и фиксированную (ФС) - к этой службе относились радиосистемы, обеспечивающие передачу сообщений между двумя фиксированными пунктами на земной поверхности. В ТРЧ была значительно расширена используемая полоса частот (с 10 до 60 000 кГц).

Первые двадцать лет развития радио ученые и инженеры полагали, что радиоволны с частотой выше 200 кГц практически не пригодны для радиосвязи, и до 1922 года их было разрешено использовать для любительской связи. Однако после того, как радиолюбители установили, что с помощью маломощных радиостанций, работающих в диапазоне высоких частот (ВЧ), можно поддерживать связь на тысячи километров, начались интенсивные исследования возможностей использования высокочастотных диапазонов для создания радиосистем разного назначения. В результате выполненных исследований, в которых приняли участие десятки тысяч ученых и инженеров многих стран мира, совершенствовалась передающая, приемная и антенная техника, расширялись знания в области распространения радиоволн.

С начала 20-х годов одной из основных областей применения радио становится вещание. Почти на всех Всемирных радиоконференциях (ВРК), проводимых МСЭ, рассматривались вопросы расширения полос частот для службы вещания, частотного планирования сетей вещания и стандартизации их параметров. В 1925 году был организован Европейский союз вещания (EBU). Эта организация и в настоящее время играет значительную роль в развитии современных систем вещания. К середине 30-х годов была установлена возможность вещания с помощью широкополосной частотной модуляции. В эти же годы радиосвязь начала широко применяться в авиации. В 1938 году для развития служб вещания, ВПС, ФС и любительской службы ТРЧ была расширена до 200 МГц.

В течение предвоенных и военных лет (до 1945 г.) существенное развитие получила техника сверхвысоких частот (СВЧ) и были освоены диапазоны частот до 10 ГГц и даже до 30 ГГц.

Во время войны работы в области международного регулирования использования радиочастотного спектра были приостановлены. Однако сразу после окончания Второй мировой войны, в 1947 году, на ВРК была принята новая ТРЧ, регламентирующая использование полос частот различными службами вплоть до 10,5 ГГц.

Новый этап развития радиосистем начался в 1957 году после запуска в СССР первого искусственного спутника Земли. Появляются спутниковые службы: вещания (ССВ), фиксированная (ФСС), космических исследований (КИ) и т. п. На ВКР в 1959 году выделяются полосы частот для развития спутниковых служб, и ТРЧ расширяется до 40 ГГц. Совершенствование и весьма высокие темпы развития радиотехники, радиосвязи и вещания, расширение областей их применения постоянно требуют увеличения используемой полосы частот, и на ВРК в 1971 и 1979 годах принимаются решения о расширении ТРЧ вначале до 275 ГГц, а затем до 400 ГГц.

В последние десятилетия XX века появляется значительное количество новых радиотехнологий, которые обеспечат беспрецедентно высокий уровень развития радиосвязи и вещания в XXI веке. На ВРК регулярно ведется работа по выделению для этих технологий полос частот, и в связи с этим международным сообществом принимаются решения о перераспределении в пользу новых технологий имеющегося частотного ресурса, в котором сегодня работают морально устаревшие системы.

Только в течение последнего десятилетия XX века были выделены полосы частот для развития следующих радиотехнологий:

  • телевидения высокой четкости (ТВЧ),
  • цифрового звукового и телевизионного вещания,
  • систем наземной и спутниковой подвижной связи 3-го поколения в диапазоне 2ГГц,
  • воздушной подвижной системы связи общего пользования,
  • глобальных спутниковых систем связи "Teledesic", "Sky Bridge" и др.,
  • систем фиксированной связи высокой плотности и др.

Об исторических этапах создания всех этих технологий будет кратко рассказано в этой книге.

Развитие радиосистем и расширение областей их применения происходит так быстро, что диапазоны частот ниже 20 ГГц в развитых странах сегодня оказались перегруженными действующими системами. В настоящее время создаются и внедряются системы радиосвязи, работающие в диапазоне частот вплоть до 60 ГГц. Высокочастотные диапазоны предполагается использовать для создания глобальных спутниковых систем фиксированной связи, а также для так называемых систем наземной фиксированной связи высокой плотности, в которых за счет высокой направленности приемных и передающих антенн на ограниченной территории в общей полосе частот может развертываться большое количество линий фиксированной связи.

Радиоволны распространяются, не зная границ между странами, и поэтому эффективное использование РЧС - этого важнейшего природного ресурса - возможно только при проведении всеми странами мира согласованной технической политики. Поэтому характерной чертой XX столетия является постоянное расширение и укрепление международного сотрудничества в решении всех важнейших вопросов развития радиосвязи и вещания как на мировом, так и на региональном уровнях. Это сотрудничество в области радио, начавшееся в МСЭ в 1903 году, а позже и в других международных организациях, постоянно расширяется. Сегодня все страны мира определяют свою национальную техническую политику развития связи с учетом интересов всего мирового сообщества. Мир идет к созданию единых для всех стран стандартов на системы связи и вещания различных назначений, по которым любая фирма может начать производство соответствующего оборудования. Это позволяет организовать его массовое производство, сделав его стоимость и стоимость услуг связи весьма низкой и доступной для широких слоев населения.

Для объединения интеллектуальных и технических ресурсов разных стран, помимо МСЭ, в Азии, Америке и Европе создан ряд международных технических организаций, занимающихся вопросами стандартизации радиосистем различного назначения. Весьма важную роль в разработке стандартов на системы радиосвязи и вещания играет Европейский институт телекоммуникационных стандартов (ETSI), основанный в 1988 году. В ETSI разработан ряд стандартов на цифровые системы подвижной и фиксированной связи и вещания, по которым крупнейшими фирмами выпускается оборудование, находящее широчайшее применение во многих странах мира.

Хронология 1903 годВ Берлине состоялась подготовительная Международная радиоконференция, в которой участвовало девять стран; была принята Радиоконвенция, подобная подписанной в 1875 году в Санкт-Петербурге Конвенции Международного телеграфного союза (основанного в 1865 г.), также был принят первый Регламент радиосвязи. В этой конференции в составе российской делегации участвовал один из признанных основоположников радиосвязи А. С. Попов.1906 годСостоялась Первая Всемирная радиоконференция, на которой частотные каналы 1000 и 500 кГц в диапазоне низких частот (НЧ) были выделены для морской подвижной службы общего пользования, для связи с береговыми станциями (188 кГц) и для военных станций (188 и 500 кГц). Кроме того, определен сигнал бедствия (SOS). В конференции участвовало 30 стран.1912 и 1920 годыВ Лондоне и Вашингтоне состоялись ВРК, на которых был пересмотрен первый РР и велась подготовка к ВРК 1927 года.1927 годСостоялась ВРК, на которой был пересмотрен РР, учрежден Международный консультативный комитет по радио (МККР) и составлена Таблица распределения частот от 10 до 60 000 кГц между службами вещания, воздушной подвижной и фиксированной. На ВРК установлены ограничения на параметры излучения передающих устройств, введены ограничения на использование искровых передатчиков.1932 годВ Мадриде состоялась ВРК; на ней рассматривалась весьма актуальная проблема - защита радиосистем от радиопомех. Для развития вещания были выделены дополнительные полосы частот в диапазоне средних частот (СЧ), для европейского региона составлен частотный план для НЧ и СЧ диапазонов, разработаны Рекомендации МСЭ по стабильности частоты и ширине полосы частот передатчиков; установлены правила регистрации частот в Международном радиобюро в Берне (решения данной ВРК игнорировались рядом стран).1933 годВ городе Люцерна (Швейцария) состоялась Европейская радиовещательная конференция, на которой был составлен региональный план для службы вещания (в ее работе приняли участие 35 стран, разработанный план не был принят 19 странами, зарезервировавшими свою позицию).1937 годВ Гаване состоялась Американская радиовещательная конференция, на которой был составлен региональный план для службы вещания (в ее работе участвовали 16 стран).1938 годВ Каире состоялась Первая Всемирная административная радиоконференция; на ней ТРЧ была расширена до 200 МГц; выделена полоса частот шириной 500 кГц для вещания на высоких частотах, а также полосы 40.5-200 МГц для радиовещательной (звуковое и телевизионное вещание) и 7.2-7.3 МГц для радиолюбительской служб, пересмотрены Рекомендации на стабильность частоты и необходимую полосу излучения передатчиков.1946 годВ Москве состоялась подготовительная Конференция к ВРК, в работе которой участвовали страны-победители во Второй мировой войне -СССР, США, Великобритания, Франция и Китай.1947 годВ городе Атлантик-Сити (США) состоялась ВРК, на которой ТРЧ была расширена до 10.5 ГГц; на этой же конференции были выделены полосы частот для ОВЧ-ЧМ вещания; дополнительно расширены полосы частот для службы ВЧ вещания и ВПС; рассмотрены проблемы частотного планирования для ВЧ вещания; выделена полоса частот (10-2850 кГц) для международной радионавигационной системы Лоран.1951 годВ Женеве состоялась ВРК по подготовке плана ВЧ вещания в тропических районах.1959 годВ городе Атлантик-Сити (США) состоялась ВРК, на которой пересмотрен РР и ТРЧ расширена с 10.5 ГГц до 40 ГГц, выделены полосы частот для новых спутниковых служб.1960 годВ Женеве состоялась специальная Европейская конференция, на которой были рассмотрены вопросы выделения полос частот для следующих служб: подвижной, фиксированной и вещания.1961 годВ Стокгольме состоялась конференция, на которой разработан европейский частотный план для ОВЧ-ЧМ вещания.1971 годВ городе Киото (Япония) состоялась ВКР, на которой ТРЧ была расширена с 40 до 275 ГГц.1976 годВ Женеве состоялась региональная конференция по планированию НЧ и СЧ вещания в Европе.1977 годВ Женеве состоялась ВРК, на которой был пересмотрен РР и составлен План для спутникового вещания в 1-м регионе в диапазоне частот 11.7-12.5 ГГц.1979 годВ Женеве состоялась ВРК, на которой был пересмотрен РР и до 400 ГГц расширена ТРЧ.1982 годСостоялась региональная конференция, на которой были подготовлены технические основы планирования сетей ОВЧ-ЧМ вещания в 1-м регионе.1984 годСостоялась ВРК, на которой были разработаны основы частотного планирования сетей ВЧ вещания.1985 годВ Женеве состоялась региональная конференция, на которой пересмотрен частотный план развития ОВЧ-ЧМ вещания в Европе.1986 годВ Женеве разработаны технические основы планирования НЧ вещания в диапазоне 1605-1705 МГц.1986 годВ городе Найроби (Кения) состоялась ВРК, на которой были разработаны технические критерии планирования сетей ТВ вещания.1992 годВ городе Малага-Торемолис (Испания) на ВРК частично пересмотрена ТРЧ; выделены полосы частот: для телевидения высокой четкости (ТВЧ), для цифрового звукового вещания, для системы наземной и спутниковой подвижной связи третьего поколения в диапазоне 2 ГГц, для воздушной подвижной службы общего пользования; выделены дополнительные полосы частот для ВЧ вещания и др.1997 годВ Женеве на ВРК выделены полосы частот 18.8-19.3 ГГц (линия вниз) и 28.6-29.1 ГГц (линия вверх) для развития в XXI веке глобальной цифровой спутниковой системы "Teledesic", которая сделает общедоступной организацию связи с возможностью передачи сигналов телефонии, данных, изображений и подключение к всемирной сети Интернет в любом месте мира.1997 годВ Женеве состоялась ВРК, на которой были выделены полосы частот 47.2-47.5 и 47.9-48.2 ГГц для стратосферных систем фиксированной связи высокой плотности; на этой ВРК было решено выделить для фиксированных служб высокой плотности ряд полос частот выше 30 ГГц.2000 годВ Стамбуле состоялась ВРК, на которой решались вопросы расширения полос частот для систем подвижной связи третьего поколения, а также распределения частотных каналов для непосредственного спутникового вещания в диапазоне 12 ГГц между разными странами.

Статья опубликована в книге М. Быховского "Круги памяти".
Перепечатывается с разрешения автора.






Рекомендуемый контент




Copyright © 2010-2019 housea.ru. Контакты: info@housea.ru При использовании материалов веб-сайта Домашнее Радио, гиперссылка на источник обязательна.