О радиосвязи

Радиосвязь и устройства радиосвязи

Радиосвязь является наиболее распространенным способом передачи информации на расстояние. Телевидение, сотовая телефония, спутниковая связь – все это и многое другое работает на основе передачи сигналов посредством электромагнитных колебаний определенной частоты. Несомненно, она является предметом стратегического значения, и поэтому находится под контролем организаций разного ранга, и в конечном итоге – государственных. Надзором за соблюдением правил радиообмена в России занимается федеральная служба Россвязьнадзор.
На данный момент существует огромное количество радиопередающих устройств с различными характеристиками, позволяющих передавать сигнал на расстояние. В зависимости от требований, они обладают разной мощностью, диапазонами рабочих частот, видами модуляции (способами наложения полезного сигнала на несущую частоту), протоколами передачи и другими характеристиками. Общее, что объединяет эти устройства – использование некоторой базовой частоты колебаний (несущей частоты), поверх которой накладывается (модулируется) полезный сигнал. На данном этапе эволюции радиосвязи практически невозможен одновременный обмен информации на одной частоте. Сигналы имеют свойство накладываться друг на друга, и в связи с этим участники радиообмена вынуждены выходить в эфир по очереди, дожидаясь окончания предыдущего сообщения. Режим, при котором взаимный обмен информацией происходит по очереди, называется симплексным. Большинство портативных радиостанций (раций) работают именно в таком режиме. Устройства связи, позволяющие передачу сигнала и одновременный прием, работают в режиме полудуплекса, а устройства, позволяющие выполнять полноценный одновременный радиообмен - в дуплексном, или полнодуплексном режиме. Стоит заметить, что некоторые устройства используют более одного физического канала (или частоты) передачи, в связи с чем эмулируют дуплексный режим, фактически работая в симплексном или полудуплексном.
Вторым, если не первым, по значимости звеном в цепи передачи сигнала является антенна. К сожалению, в настоящее время многие пользователи радиосвязи упускают важность ее правильной настройки, но именно антенна является фактическим излучателем сигнала, и от нее зависит не только излучаемая мощность, но и даже безопасность радиостанции. От геометрии антенны зависит, какая часть мощности «уйдет» в эфир, а какая вернется назад: волны имеют свойство отражаться. При неправильном подборе КСВ (коэффициент стоячей волны – характеристика антенны) часть мощности вернется в передатчик, чем может вывести его из строя. Кроме того, при неправильной настойке антенны гармоники сигнала распространятся на другие частоты, вызывая помехи.
В современных серийных устройствах нет этой проблемы, но пользователям необходимо знать, что антенна – не просто штырь сверху рации, а функциональное звено, которое играет определенную роль, и должно быть настроено. Поэтому, например, не следует включать рацию с несовместимой антенной и тем более - без нее.

Свойства сигнала

В зависимости от несущей частоты передатчика, излучаемый сигнал обладает разными характеристиками относительно дальности распространения, огибания препятствий, рассеивания. Чем ниже несущая частота сигнала, тем большие препятствия он может огибать (что в реальности складывается из способности отражаться). Например, при работе в радиолюбительском диапазоне 3.5МГц без труда можно услышать корреспондента, находящегося за тысячи километров: сигнал многократно отражается от земной поверхности и от ионосферы, теряя незначительную часть мощности, в то время, как сигналы частоты, например, 466МГц той же силы будут приняты только в пределах прямой видимости от источника. Распространение сигнала зависит как от характеристик передающего устройства, так и от рельефа местности вещания. Для работы с объектами в космосе используются частоты диапазона УКВ (от 30МГц) и выше, поскольку именно для них ионосфера планеты является радиопрозрачной.
Метеорологические условия, а также факторы, связанные с изменением электромагнитного фона планеты, свойствами ионосферы в определенный момент времени, оказывают значительное влияние на распространение сигнала. Так, нередки случаи, когда радиолюбителям, находящимся на расстоянии в 1-1.5 тысячи километров, удавалось связаться друг с другом с помощью радиостанций 27Мгц без использования усилителей. В обычной практике такие радиостанции работают в пределах 50 км.

Диапазоны частот связи

Большая часть диапазона радиосвязи регламентирована для государственных нужд: радиообмена силовых, транспортных, спасательных, широковещательных и других структур. Лишь некоторые поддиапазоны предназначены для коммерческого и частного использования. Нарушение правил радиообмена – вещание без разрешения, либо вещание за пределами разрешенного диапазона - относится к радиохулиганству и является административным нарушением, за которым может последовать штраф и конфискация радиостанции.

Общение в радиолюбительских диапазонах – 1.8, 3.5, 7МГц и других – практикуется у нас в стране много лет. Первоначально (по крайней мере, в СССР), это была среда для общения профессионалов в радиотехнических специальностях, и не будет преувеличением сказать, что практически все из них, если и не знали досконально устройства трансиверов (приемо-передатчиков), то, по крайней мере, в них хорошо разбирались, и именно эта тема чаще других была предметом общения в эфире. Люди делились опытом по настройке оборудования и эксплуатации антенн и другими профессиональными навыками. Провести связь с каким-то захудалым городком на другом конце планеты, пообщаться в эфире с королем Иордании (известный, говорят, радиолюбитель был), принять позывные спутника – все это считалось честью для радиолюбителя, поскольку напрямую зависело от навыков и средств, вложенных в настройку оборудования. Подавляющее большинство трансиверов в то время изготавливалось своими руками.
В наше время рации можно без труда купить во многих магазинах. Тем не менее, несмотря на значительное послабление законов в области связи со времен СССР, и сейчас есть ограничения на использование радиостанций. Так, не имея специального разрешения (получаемого на основе категории радиолюбителя либо иных документов), частное лицо вправе общаться на диапазонах 27 МГц (стандарт CB), 433 МГц (стандарт LPD), 446 МГц (стандарт PMR). Кроме того, правилами ограничивается также максимальная мощность передатчика.

Список диапазоны любительской радиосвязи (ЛРС) можно почерпнуть здесь. Там общаются радиолюбители, имеющие стандартизированные позывные и категорию по ЛРС. Общение происходит по определенным правилам. Очень не рекомендуется там начинать передачу, если не знаете правил (труъшные радиолюбители шарахаются от таких, как от чорта рогатого). Дополнительную инфу можно почерпнуть здесь и здесь.
Кроме того, есть диапазоны, на которых работают транспортные (авиационные, морские и др) службы, частоты, на которых передают погоду, частоты спасательных служб (уточнять в конкретной структуре МЧС). На этих диапазонах тем более не стоит включаться на передачу: в стратегически значимых местах вас могут вычислить.

Портативные маломощные любительские радиостанции (рации)

Для частного общения в пределах 1-2 км наиболее пригодны портативные маломощные радиостанции. В основном, на российском рынке популярны западные образцы, работающие в диапазонах LPD, PMR, FRS и GMRS. Отечественные производители пока не спешат делать качественную, недорогую, массовую аппаратуру.
К сожалению, эти рации не работают в диапазонах спасательных служб.
Характеристики сигнала этих частот предполагают качественный радиообмен на небольших расстояниях при низкой способности сигнала огибать препятствия. Мощность передатчиков варьируется от 0.5 до 5Вт. Питание осуществляется от аккумуляторов либо серийных батарей.
Вместо прямого выбора частоты вещания пользователям предлагается выбрать канал, короткий номер которого можно легко запомнить. Таблица соответствия каналов и частот без труда находятся в Интернете. Популярны радиостанции, имеющие 8(PMR), 22(FRS+GMRS) и 69(LPD) каналов.
Для каждого канала можно дополнительно выбрать кодирование сигнала (до 100 и более вариантов), что сделает ваше общение изолированным от других участников эфира. Чтобы два корреспондента услышали друг друга, их рации должны работать на одинаковых частотах (либо одинаковых каналах в пределах одного стандарта), иметь совместимые типы модуляции сигнала и одинаковую кодировку.
Известно, что работа в режиме передачи - наиболее энергоемкий процесс в рации. Для эффективной экономии заряда батарей во многих рациях есть возможность регулировки мощности сигнала – либо посредством программных настроек, либо посредством физически разделенных кнопок передачи. Если расстояние до корреспондента небольшое, лучше работать в режиме пониженной мощности.
Функция сканирования диапазона (каналов), имеющаяся во многих рациях, предназначена для прослушивания по очереди всех доступных частот (каналов). При обнаружении сигнала, превышающего определенный уровень (см. ниже – шумоподавление), сканирование прекращается, и рация включает прослушивание найденного канала.

Шумоподавление
В любых существующих рациях имеется функция шумоподавления, и принцип ее работы необходимо знать, чтобы связь была максимально эффективной.
Даже без наличия яркого сигнала реальный эфир содержит бесчисленное количество шумов и гармоник, вызванных атмосферными и техногенными источниками. Рация, включенная на постоянный прием, издает шипящий звук – это и есть настоящий эфир. Хотя сила этих сигналов незначительна, они делают прослушивание эфира некомфортным. Для подавления, а на самом деле – блокировки, этих сигналов была придумана система шумоподавления. Принцип ее очень прост: она не пропускает сигналы, уровень которых ниже, чем некий барьер (уровень шумоподавления).

Величина этого уровня так же, как уровня сигналов и шумов, задается в децибелах (дБ), хотя на простых рациях для него не указывается вообще никакой маркировки. Когда в эфире появляется сильный сигнал – например, другой корреспондент начал передачу – шумоподавитель открывает прием, и пользователь слышит все вместе – и сильный сигнал, и слабые шумы, но, как только передача закончилась и в эфире остались только шумы, включается блокировка. В результате этого, между сеансами связи рация находится в полной тишине, хотя в реальном эфире шум все же присутствует.
Использование этой системы предполагает два важных момента, которые всегда следует помнить:
1. Если шумоподавитель (Ш/П) стоит на высоком уровне, есть вероятность, что пользователь не услышит дальнего корреспондента, если мощность его передатчика недостаточно велика для преодоления барьера Ш/П

2. Для приема очень слабого сигнала следует полностью отключить или уменьшить Ш/П

В обычном режиме Ш/П настраивается следующим способом: сначала его нужно полностью открыть (начнется прием шумов), затем медленно закрывать до положения, когда шумы только-только перестали проходить (а не до конца).
В современных станциях шумоподавитель представлен отдельной ручкой рядом с ручкой громкости, либо кнопкой, которая умеет его выключать.

Портативные полу- и профессиональные радиостанции

Это более сложные радиостанции, имеющие много функций и настроек. Как правило, частота вещания в них устанавливается вручную; есть возможность менять тип модуляции, оперировать с набором частот (запоминать, сканировать), вести радиообмен на разнесенных (разных) частотах, оперировать DTMF-сигналами и многое другое. По всем параметрам, кроме веса, они лучше «мыльниц», но и стоят в разы дороже. В руках неопытного человека представляют скорее опасность.

В эфире

Нельзя не упомянуть о правилах поведения в эфире, которые сложились много лет назад, и до сих пор являются залогом доброжелательности и взаимопонимания участников связи.
Они возникли из профессиональной (не общегражданской) радиосвязи, были отточены временем, и следование им до сих пор является показателем культуры общения.

Ниже приведены некоторые рекомендации по работе в общегражданском эфире.

Позывной
В идеале, каждый корреспондент должен иметь уникальный позывной, но именно в общегражданском эфире свобода выбора – в руках корреспондента. Единственное, на что стоит обратить внимание при выборе позывного - это на буквы и слоги, из которых он состоит. Чем он более разнообразен по типу произносимых звуков, тем легче его идентифицировать в эфире в условиях слабого или некачественного сигнала.

Выход в эфир
Включать радиостанцию в режим передачи следует, только убедившись, что никто другой не ведет вещание в данный момент на этой частоте. В противном случае не только вы не будете услышаны, но также создадите помехи другим корреспондентам.
Начинайте говорить только после нажатия кнопки передачи, иначе другие участники услышат обрывок слова. Выключайте передачу только после окончания сообщения. Несмотря на очевидность данного порядка действий, встречаются люди, которые забывают о таких мелочах. Можно, например, посоветовать им считать до двух после нажатия кнопки и перед выключением.
Микрофон следует держать на расстоянии 10-20 см от лица: при меньшей дистанции возможны искажения сигнала. В ветреную погоду завихрения воздуха создают дополнительный шум, поэтому стоит укрыть микрофон, прежде чем начать передачу.

Вызов корреспондента
Обращение к корреспонденту в эфире происходит по шаблону «Юстас, ответьте Алексу». Заметьте, что вначале произносится позывной корреспондента, а в конце – свой. Часто принято опускать среднее слово, и фраза превращается в короткое «Юстас - Алексу», но для запоминания правильного порядка следует помнить опускаемое слово «ответьте».

Ответ на вызов
«Юстас на приеме» или «Юстас слушает»

В дальнейшем, при общении можно не повторять эти обращения, если условия связи позволяют однозначно идентифицировать участников. Тем не менее, хорошим тоном считается периодически возвращаться к этим шаблонам, чтобы новоприбывшие участники могли быть в курсе, кто ведет диалог.

Завершение сообщения
По завершении сообщения, участник может сообщить корреспонденту о том, что переходит на прием фразой «прием!» или «на приеме!». Некоторые рации в таких случаях выдают автоматический сигнал в эфир. Это особенно важно в условиях некачественной связи, когда трудно установить момент окончания сеанса.

Приветствия и прощания в эфире являются показателем вежливости корреспондента.
За историю радиосвязи некоторые часто используемые смысловые конструкции обрели сокращенный вид. Так, например, «73» (семьдесят три) означает «всего хорошего», а «88» используется при прощании с представителем противоположного пола: шутливый поцелуй.

Подтверждение полученной информации
Иногда требуется явное подтверждение о получении информации. В таких случаях в конце сообщения добавляют: «как принято?» или «как понял?», на что собеседник должен ответить «принято!» или «понял!» в случае положительного результата. Если прием не удался, собеседник просит повторить сообщение: «не принял, повтори!».

Эфир с несколькими участниками
Кроме общих принципов, здесь важен процесс координирования выходов в эфир, в ином случае вы рискуете услышать неразборчивый свист – это одновременно несколько корреспондентов включили передачу.
Если после сообщения корреспондента ожидаются ответы сразу от нескольких участников («Друзья, кто пойдет за пивом?»), корреспондент должен явно передать очередь конкретному участнику: «микрофон – Алексу» либо «слово – Алексу». Тот участник, в свою очередь, по окончании сообщения, также должен передать слово («Лично я не планирую. Может, Васисуалий желает? Микрофон – Васисуалию»), и далее до тех пор, пока общение не перерастет в явный диалог двух участников.
Если корреспонденту необходимо включиться в диалог других участников, он должен дождаться паузы и дать о себе знать командой «брэк!» (от англ. break). Один из корреспондентов ответит: «брэк, вам микрофон» либо «слово - брэку».

Плохая связь
В условиях некачественной связи корреспонденты не имеют возможности вести полноценный радиообмен: теряется часть информации.
Для таких случаев очень важно иметь предварительную договоренность о радиообмене. Вместо, чтоб описывать подробности ситуации, необходимо передать ее основную суть ключевым сигналом, например словами «Все в порядке!» или «Авария!», или даже тональным кодом (DTMF), который услышать легче, чем разобрать слова. Договорившись таким образом, во время связи участники будут пытаться услышать наиболее ожидаемые слова-коды, а не длинные предложения. Как нетрудно заметить, аналогичные принципы действуют в альпинизме при общении голосом на маршруте.
Если договоренностей не было, в эфире следует оперировать наиболее простыми, распространенными, четкими, и, по возможности, ярко звучащими конструкциями. Не следует строить длинные фразы. Например, в опасных ситуациях, принципиально важно лишь понять, все ли в порядке у корреспондента. Если слышимость очень плохая, каждое сообщение можно повторить подряд несколько раз, и после каждого сообщения просить собеседника подтвердить получение: «Алекс, у вас все в порядке? Алекс, у вас все в порядке? Прием!»
В районе радиообмена могут находиться и другие владельцы раций. Случается, что они слышат каждого из корреспондентов лучше, чем те – друг друга. В этом случае можно обратиться за помощью в ретранслировании переговоров: «Настенька, вы могли бы поработать ретранслятором, дабы Васисуалий четко уяснил генеральную суть проблемы?» В случае положительного ответа далее общение происходит через Настеньку. Не стоит злоупотреблять им: вы не только отнимаете чужое время, но и способствуете разрядке чужих батарей.
Иногда односторонняя слышимость обусловлена слишком высоким уровнем шумоподавления одного из корреспондентов. В этом случае надо попросить других, более мощных по сигналу, участников сообщить участнику о проблеме: «Костя! Попроси этого… человека… открыть шумодав!».

Радиосвязь в горах
При наличии большого препятствия (напр., горы) между собеседниками, связь на вышеуказанных диапазонах невозможна.

Регламент радиосвязи в горах нацелен на обеспечение безопасности и взаимной координации групп, находящихся на маршрутах. Наиболее важной информацией является состояние участников и наличие риска для их жизни и здоровья – особенно, если речь идет о районах с повышенной опасностью.
Центром координации групп, работающих на маршрутах, является, как правило, пункт МЧС либо альп. база данного района. По предварительной договоренности, группы выходят на связь в определенное время на заданной радиочастоте, чтобы сообщить центральному пункту о состоянии участников и текущей обстановке. Если иного не требует ситуация, связь длится максимально короткое время.
В общем случае, сеансы связи происходят в течение светового дня до вечера через каждые три часа. В практике спасательных служб, в случае пропуска группой двух подряд сеансов связи инициируются спасательные работы, если не было иной договоренности.
Задача групп, желающих поддерживать связь с другими участниками или центральным пунктом в течение прохождения маршрута – договориться о способах и расписании связи, при которых информация будет наиболее своевременной, распознаваемой, содержательной. Следует предусмотреть действия в разных, в том числе аварийных, ситуациях, чтобы информация была передана максимально оперативно, а реакция ответчика стала наиболее адекватной и предсказуемой. Регламент радиообмена должен учитывать эксплуатационные ограничения станций – по дальности, мощности, типу излучения, заряду батарей, а также возможные географические и климатические факторы, влияющие на качество прохождения сигнала.

Для обеспечения длительной эксплуатации радиостанции следует придерживаться инструкций, описанных в документации.

Рекомендации по использованию радиостанций:
- убедитесь, что вы умеете пользоваться данным типом радиостанций. Проверьте основные режимы работы. Установите оптимальный уровень шумоподавления. Убедитесь, что на панели станции нет элементов управления, которые могли бы случайно переключиться в другое положение и изменить режим работы станции (в сложных радиостанциях для таких случаев предусмотрена блокировка клавиатуры);
- заряд батареи – самый важный ресурс в рации, поэтому его следует экономить при любой возможности: 1) сеанс передачи должен занимать максимально короткое время; 2) не держите рацию включенной, если не ожидается сеанс связи; 3) батареи очень чувствительны к температуре. Оптимальное размещение рации при холодной погоде – близко к телу. Существуют выносные гарнитуры, позволяющие вести общение, не вынимая рации;
- своевременно заряжайте батареи;
- никогда не включайте станцию на передачу при отключенной или несовместимой антенне. Это может вывести станцию из строя;
- в случаях некачественной связи, прежде всего, передавайте наиболее ценную информацию;
- не прижимайте микрофон близко к лицу: чтобы собеседник услышал лучше, нужно произнести сообщение громко и четко с достаточной дикцией, держа микрофон на расстоянии 10-20 см;
- перед поездкой проверяйте совместимость радиостанций с другими радиостанциями в группе; перед выходом на маршрут проверяйте также совместимость станций с центральным пунктом связи;
- четко и однозначно договаривайтесь о сеансах связи, действиях при возникновении конкретных ситуаций, действиях при отстутствии связи (договариваться следует так, чтобы при отсутствии связи все стороны знали, какие действия предпринимаются другими сторонами)
- не нарушайте диапазона передачи, будьте вежливы и доброжелательны к другим участникам эфира