«Алтай» («Алтай-1») - система профессиональной подвижной связи.
Первая в мире серийная система сотовой связи.
Разработчики:
— Государственный специализированный проектный институт (ГСПИ, г. Москва). Ныне Государственный специализированный проектный институт радио и телевидения, ГСПИ РТВ) — крупнейшее советское и российское предприятие по разработке объектов радиосвязи, радиовещания и телевидения. Более всего ГСПИ известен, как разработчик отечественного цветного телевидения;
— Завод «Красная заря» (г. Ленинград). С 1972 г. — НИИ коммутационной техники, с 1974 г. — Ленинградское научно-производственное объединение «Красная заря», в 2012 г. официально прекратил существование — советское проектно-производственное предприятие по выпуску коммутационной техники. Создан на базе телефонной фабрики «Эрикссон», национализированной в 1919 г.;
— НИИ-56 (г. Ленинград). В 1941–46 гг. — ГСПЭИ−56, с 1968 г. — НПО «Дальняя связь», в настоящее время ОАО «НПО «Дальняя связь» — предприятие по созданию многоканальных систем дальней связи, в т.ч. особо секретных. Организовано в 1941 г. на базе научно-исследовательской лаборатории завода «Красная заря»;
— Воронежский НИИ связи (ВНИИС) — ранее НИИ-299, ныне ОАО «Концерн „Созвездие“» — советское и российское предприятие по разработке систем связи. Создано в 1958 г.
Главными конструкторами были назначены: от ГСПИ — Моисей Абрамович Шкуд; от ВНИИС — Леонид Николаевич Моргунов; от завода «Красная заря» — Михаил Ильич Иоффе; от НИИ-56 — Сергей Иванович Иванов.
В 1963 г. в Москве был создан район для опытной эксплуатации системы «Алтай-1».
Летом 1965 г. в Москве были успешно проведены Государственные испытания системы «Алтай-1».
В 1967–68 гг. систему «Алтай-1» ввели в эксплуатацию, кроме Москвы, в Киеве, Воронеже, Ленинграде и Ташкенте.
В начале 1970-х гг. система «Алтай-1» была установлена и успешно работала в 114 городах СССР.
Первыми абонентами системы подвижной связи «Алтай» были высокопоставленные партийные и хозяйственные чиновники, КГБ, милиции. Постепенно при расширении охвата связь стала более доступной, появилась у различных оперативных служб, у предприятий и учреждений.
История создания.
Начало работ по ОКР «Алтай».
В середине 1950-х гг. высокая правительственная делегация СССР была с визитом в Японии. По возвращении домой один из участников делегации, член ЦК КПСС сообщил, что высокие чиновники Японии прямо из автомобиля имеют связь с правительством. Сразу же встал вопрос: «А почему нет такой связи в Советском Союзе?» Доложили Генеральному секретарю ЦК КПСС Никите Сергеевичу Хрущеву. Было решено создать аналогичную систему для обеспечения тех же видов связи и у нас. «Задача поставлена, цели определены. За работу, товарищи!» — любимое выражение Н.С.Хрущева стало претворяться в жизнь.
Когда разобрались, оказалось, что это была обычная, применяемая и у нас, простая симплексная система (симплексная связь — простейшая система связи, при которой информация передается только в одном направлении. Для осуществления двустороннего разговора применяют устройства, обеспечивающие изменение направления передачи (полудуплексная связь). Соответственно, дуплексная связь — способ связи, при котором передача возможна в обоих направлениях одновременно) диспетчерской связи, в которой радиоабонент с помощью оператора (диспетчера) соединялся либо с другим радиоабонентом, либо с абонентом телефонной сети. Причем соединяемые абоненты вели переговоры по очереди. Но об этом наши чиновники не знали.
В конце 1950-х гг. было подписано постановление ЦК КПСС и Совета Министров СССР о разработке новой системы радиотелефонной УКВ-связи, в которой разработчиками этой системы были назначены Государственный специализированный проектный институт (ГСПИ, г. Москва), завод «Красная заря» (г. Ленинград), НИИ-56 (г. Ленинград) и воронежский НИИ связи (ВНИИС).
Опытно-конструкторская разработка получила шифр «Алтай-1». Главными конструкторами были назначены: от ГСПИ — Моисей Абрамович Шкуд; от ВНИИС — Леонид Николаевич Моргунов; от завода «Красная заря» — Михаил Ильич Иоффе; от НИИ-56 — Сергей Иванович Иванов.
ГСПИ стал головным разработчиком системы, ему поручалась разработка антенного хозяйства для передатчиков и приемников базовой станции, организация опытного района системы в Москве. За заводом «Красная заря» — коммутационное оборудование для стыковки базовых станций с действующей телефонной сетью, за НИИ-56 — генераторное оборудование. За воронежским НИИС — выбор принципов работы системы, разработка алгоритма работы системы, выбор сигналов взаимодействия в радиоканале для стыка абонентских радиостанций через центральную радиостанцию с коммутационным оборудованием, центральная (базовая) радиостанция ЦС и абонентская радиостанции (АРС).
Учитывая то, что «Красная заря» специализировалась на разработках коммутационных устройств с применением слаботочных реле и не имела опыта работ со схемными решениями в радиосвязи, ВНИИС пришлось взять на себя разработку блоков пяти- и двухчастотных приемников сигналов взаимодействия (ПРВ-5 и ПСВ-2) для преобразования их в удобные выходы на слаботочные реле. Поэтому получилось так, что основной груз разработки системных вопросов, алгоритма работы системы, а также всех блоков, не относящихся к традиционной коммутационной технике, пришлось решать инженерам Воронежского НИИ связи.
Разработку системы по правительственному постановлению пришлось начинать с нуля. Четкого технического задания (ТЗ) на разработку системы не было — надо было обеспечить связь «как в Японии». Поэтому первый этап разработки (аванпроект) представлял собой выбор способов построения системы, проработку основных соединений, разработку алгоритма работы системы (сигнального кода), и в результате утверждение ТЗ.
В конце 1950-х гг. ХХ века количество действующих подвижных радиостанций в крупных городах было уже довольно большим. Причем радиостанции были самые разные — военные, списанные после Великой Отечественной войны, в том числе трофейные немецкие, появились первые вновь разработанные для конкретных гражданских служб и др. Выходные мощности передатчиков и чувствительности приемников радиостанций отличались в десятки и даже в сотни раз. Вопросам избирательностей приемников по соседним и ложным каналам приема, защите от интермодуляционных искажений (перекрестные или интермодуляционные искажения (ИМИ) — искажения, состоящие во взаимовлиянии разных сигналов при близком расположении частот или недостаточно качественной их фильтрации. Проявляется в хрипах, искажениях, двоении звука и т.п.) особое внимание не уделялось. Количество диапазонов радиочастот для ведомственных и народнохозяйственных систем связи было ограничено. Все это приводило к перегруженности отдельных участков частотного диапазона, а сильные помехи между сетями различных ведомств настолько ухудшали качество связи, что даже приходилось прерывать сеансы связи.
Поэтому на этапе аванпроекта опытно-конструкторской работы «Алтай-1» возник вопрос о создании единой координированной системы связи, объединяющей многочисленные разрозненные сети. Более того, встал вопрос об учете ее в единой автоматизированной системе связи страны, что сразу предопределило применение дуплексного режима связи (одновременный обмен информацией абонентов, как в телефонии). Как результат, одним из путей существенного повышения эффективности использования частотных каналов связи в подвижной радиотелефонной УКВ-связи стало предложение создать многоканальную систему радиосвязи с равнодоступными каналами, с автоматическим выходом в телефонную сеть общего пользования, в которой любой подвижный радиоабонент может вести переговоры на любом свободном канале из выделенной для системы группы каналов. Аналогичный принцип использования каналов применялся в телефонии. С учётом статистических характеристик организации связи и её проведения, по известным из теории массового обслуживания закономерностям можно обеспечить оптимальное использование канала: осуществить его максимальную загрузку при допустимых потерях.
Созданию такой системы предшествовала работа по обоснованию и выбору её характеристик, которые в обычных системах подвижной УКВ-радиосвязи с раз и навсегда установленными каналами не являлись типичными. Эти характеристики наложили определенные новые требования на аппаратуру.
Сейчас множество технических и организационных вопросов, с которыми приходилось сталкиваться разработчикам системы «Алтай-1», кажутся мелкими и наивными. Например, сейчас решения при разработке радиостанции довольно стандартные: берутся готовые «чипы» приемника и синтезатора, таблетка усилителя мощности передатчика, выбирается управляющий микроконтроллер, пишется программа для алгоритма работы системы — основа радиостанции готова. А разработчикам системы и аппаратуры «Алтай-1» в середине прошлого века пришлось столкнуться с целым рядом совершенно новых проблем, причем большинство из них пришлось решать одновременно, так как многие из них зависели друг от друга.
Это, во-первых, выбор способа построения системы, проработка основных видов соединений, разработка алгоритма работы системы (сигнального кода). Во-вторых, выбор оптимального количества радиоканалов в многоканальной системе с точки зрения максимального коэффициента их использования. Кроме того, это выбор способа передачи в радиоканале сигналов взаимодействия (команд) с учетом времени организации соединений; выбор принципов организации входящих (к абонентским станциям, АРС) и исходящих (от АРС) соединений; определение перечня абонентов, которым необходимо обеспечить соединения; согласование способов совместной работы в системе «Алтай-1» коммутационного оборудования, генераторного и радиооборудования и т.п.
Один из основных вопросов, который возник при построении многоканальной системы с равнодоступными каналами — вопрос о числе каналов в стволе (ствол (англ. trunk) — система связи, состоящая из оконечных устройств и радиотракта между ними. Ствол содержит множество (пучок) каналов связи, обеспечивающих передачу десятков и сотен звуковых сообщений одновременно. Ствол, как правило, представлен одним передатчиком и одним приемником, общими для всех каналов пучка. В многоствольных системах радиосвязи обычно несколько стволов (до 12–20) работают на одну антенну). Очевидно, чем большее число равнодоступных каналов может использоваться, тем большее число абонентов может быть обслужено одновременно. Однако простое увеличение числа равнодоступных каналов не всегда целесообразно.
Система радиосвязи почти всегда является системой с потерями, то есть абонент получает отказ в обслуживании, если вызов от абонента приходит в момент, когда все каналы заняты. Теория массового обслуживания позволяет рассчитать пропускную способность (трафик) при заданных потерях и числе каналов. Расчеты показывают, что по мере увеличения числа равнодоступных каналов в пучке пропускная способность сначала быстро растет, но, начиная с 8–12 каналов, рост существенно замедляется. В то же время радиооборудование с увеличением числа каналов усложняется. В связи с этим для разработки системы «Алтай» было принято решение формировать один высокочастотный ствол из 8 радиоканалов. При этом в значительной мере реализуются преимущества системы с равнодоступными каналами, а оборудование усложняется в приемлемых пределах. Расчеты показали, что система из 8 каналов может обслужить в час наибольшей нагрузки 175 разговоров со средней длительностью 2 минуты каждый при потерях порядка 7%. При увеличении допустимых потерь до 15–20% такая система может обслужить уже 250–300 разговоров. Для увеличения числа обслуживаемых абонентов необходимо устанавливать несколько стволов.
Процесс вхождения в связь в многоканальной системе всегда начинается с определения свободного канала и взаимного обмена сигналами вызова и установления связи. Имеются различные варианты построения системы в зависимости от способа вхождения в связь: сигнал вызова для связи и сообщение о том, на каком канале будет осуществляться связь, может передаваться либо по отдельному вызывному каналу, либо по дежурному каналу (например, ближайшему по порядку нумерации), либо, наконец, по любому свободному в данный момент каналу.
При выборе способа организации связи в системе было рассмотрено и оценено четыре способа организации связи с учетом длительности нахождения сигналов взаимодействия в эфире. Необходимо было организовать полностью автоматизированные соединения в многоканальной системе с набором вызываемых номеров, причем учесть дополнительную
нагрузку, которую создает обмен сигналами взаимодействия на систему, что приводит к увеличению отказов в соединениях. Также при выборе способа организации связи учитывалось, что исходящих связей (от подвижных абонентов) обычно гораздо больше, чем входящих (60–70% к 40–30%).
Рассмотренные способы связи отличаются друг от друга организацией вызова во взаимодействии с каналами связи. Расчеты вероятности потерь вызова показали, что наилучшими в этом смысле характеристиками обладает способ, где любой свободный канал может быть вызывным. Этот способ и был применен при разработке алгоритма работы системы «Алтай-1».
В этом способе вызывными могут быть все свободные от связи каналы, которые обозначаются сигналом «свободно». В режиме дежурного приема все абонентские радиостанции (АРС) с помощью системы автоматического поиска вызывного канала (АПВК) переключаются по каналам с включенным анализатором сигнала «вызов».
При входящей связи с одного из свободных от связи каналов центральной станции снимается сигнал «свободно» и посылается сигнал «вызов» в сторону АРС. С помощью АПВК АРС находит этот канал, принимает сигнал «вызов», останавливается на нем, передает на ЦС команду «занято». Центральная станция принимает команду «занято» и снимает сигнал «свободно». АРС организовывает связь.
При исходящей связи абонент АРС снимает трубку, чем выключает анализатор сигнала «вызов» и включает анализатор сигнала «свободно». АРС с помощью АПСК находит первый канал, обозначенный сигналом «свободно», останавливается на нем и посылает сигнал «занято». На ЦС прием сигнала «занято» служит командой для снятия сигнала «свободно» с этого канала. АРС организовывает связь.
Отказы при организации связи любым способом происходят как при занятости вызывных каналов, так и при отсутствии свободных связных каналов. Подробный анализ показал, что при фиксированном суммарном времени занятия канала сигналами управления выбранный способ имеет максимальную по отношению к другим способам пропускную способность.
Следующим этапом стал выбор сигналов взаимодействия в радиоканале. Во время разработки «Алтая» еще не было микропроцессоров, цифровая техника только начинала находить свое главенствующее место в радиосвязи, поэтому было принято решение обмен сигналами взаимодействия вести тональными частотами, тем более что при проектировании системы возможно разнесение оборудования на значительные расстояния, а они могут соединяться между собой обычными телефонными линиями для передачи стандартных для телефонии звуковых сигналов в диапазоне 300–3400 (или 3000) Гц.
В «Алтае» было решено в качестве сигналов взаимодействия в радиоканале использовать тональные частоты в диапазоне телефонного звукового сигнала. Для этого была разработана специальная сетка частот с шагом 34 Гц в диапазоне 1000–2400 Гц (от 1003 до 2397 Гц, всего 42 частоты), исключающая интермодуляционные помехи.
Для генерирования и приема частот сигналов взаимодействия в устройствах передачи и приема было решено использовать электромеханические фильтры (ЭМФ). Следует отметить, что ЭМФ во всем диапазоне частот от 1003 до 2397 Гц для обеспечения уверенного приема и передачи должны были иметь довольно высокие параметры: на приеме обеспечить полосу пропускания не менее ±7 Гц, а затухание на при расстройке на ±34 Гц не менее 34 дБ. При использовании ЭМФ в генераторах отклонение частоты от номинала не должно было выходить за пределы ±3 Гц. Специально была создана группа по разработке электромеханических фильтров на все 42 частоты (Ю.Снежко, Г.Филатов, Б.Морщак, М.Манеркин, В.Цымбалюк и др.). Эти фильтры были применены в автоматике абонентских устройств и центральной станции, а также в генераторном оборудовании разработки НИИ-56 и в блоках приемников разработки ВНИИС для коммутационного оборудования завода «Красная заря». Надо сказать, что разработанные ЭМФ, в дальнейшем модернизированные (в аппаратуре системы «Алтай-3М» взамен были разработаны малогабаритные пьезоэлектрические ЭМФ), нашли применение в большом количестве различных изделий.
На качество работы систем большое влияние оказывают флуктуации и замирания принимаемого сигнала, обусловленные соответственно многолучевым характером распространения радиоволн в условиях пересеченного городского ландшафта и экранирующим действием крупных строений, впадин, холмов и т.д. В значительной степени флуктуации принимаемого сигнала влияют на надежность передачи сигналов вызова.
К устройствам передачи и приема сигналов вызова предъявляются два противоречивых требования. С одной стороны, длительность сигналов вызова (сложность кода) должна быть такой, чтобы исключить ложное образование сигналов за счет воздействия помех. Помехами в данном случае являются речевые сигналы и шумы приемника, соизмеримые по величине с сигналами вызова. С другой стороны, флуктуации амплитуд принимаемого сигнала приводят к пропаданию сигналов вызова, и чем больше длительность сигнала вызова, тем вероятнее его дробление, а следовательно, и пропадание.
Для обеспечения высокой надежности установления связи время передачи каждой команды системы «Алтай-1» было установлено в 2–3 секунды. В этом случае время набора с кнопочной тастатурой (тастатура — синоним клавиатуры. Однако в русскоязычной технической литературе по традиции тастатурой называют именно телефонный кнопочный номеронабиратель — тот, что пришел на смену дисковому на телефонном аппарате) АРС телефонного номера из 6–7 цифр составляло 15–20 секунд, что было сопоставимо с временем набора обычным в то время телефонным аппаратом с дисковым номеронабирателем.
Многоканальные системы с равнодоступными каналами объединяют все центральные передатчики в одном передающем центре — центральной станции (ЦС). Так как при этом антенны передатчиков и приемников ЦС размещены достаточно близко, то за счет взаимных наводок выходных каскадов передатчиков и входных каскадов приемников возникают перекрестные помехи. Для ослабления таких помех была очевидна необходимость дополнительных мер. В системе «Алтай» для снижения внеполосных и перекрестных помех на выходах передатчиков предполагалось поставить высокодобротные фильтры в виде коаксиальных резонаторов. При установке антенн также принимались меры по увеличению затухания между ними.
Перекрестные помехи входных цепей приемника подвижной абонентской станции при одновременном воздействии на вход нескольких сигналов, лежащих в полосе пропускания ВЧ цепей приемника, могут быть особенно велики, когда абонентская радиостанция находится вблизи центральной станции. Такие помехи особенно опасны тем, что могут создавать ложные вызовы. Для устранения помех этого вида в системе «Алтай» выбран режим непрерывного излучения всех передатчиков ЦС с одинаковым уровнем сигнала. Сигнал каждого канала в этом случае подавляет перекрестную помеху. Кроме того, на ЦС используются антенны с диаграммой направленности в вертикальной плоскости, что позволяет значительно снизить уровень помех на входе приемников АРС. В обратном направлении, от АРС к центральной станции, для приемников ЦС условия приема могут быть хуже из-за нахождения передатчиков АРС во время ведения связи на разных расстояниях от ЦС, особенно, когда несколько АРС находятся вблизи антенн ЦС.
Наибольший вклад в разработку ТЗ на систему «Алтай-1» и, особенно, алгоритма работы системы внесли главный инженер ВНИИС Антон Петрович Биленко, главный конструктор от ВНИИС Леонид Николаевич Моргунов, главный конструктор от НИИ коммутационной техники Михаил Ильич Иоффе.
Во ВНИИС эта работа была поручена вновь созданному отделу во главе главным конструктором разработки Моргуновым Л.Н. В отделе были созданы две лаборатории: по разработке центральной базовой станции (ЦС) (начальник — У.Я.Ларшин) и по разработке абонентской радиостанции (АРС), (начальник — М.А.Герман). В лаборатории У.Я.Ларшина было две основные группы: группа передатчиков, которой руководил В.И.Игнатьев, в составе А.Лавлинского, Б.Хрыкина, В.Аленичева, и группа приемников, женский состав которой возглавлял К.П.Колпачев: О.Воинова, Л.Батурина, Л.Кушилкина. В 1963 г. к ним примкнул Н.Юдин, а также группа по разработке блоков 2- и 5-частотных приемников (ПСВ-2 и ПСВ-5) для коммутационного оборудования системы: Н.П.Хорцев, Л.Короткова и др. В лаборатории М.А.Германа было три группы: группа передатчиков (руководитель — Д.И.Лопатин) в составе В.Сысоева и др.; группа приемников (руководитель — И.Н.Жуков) в составе И.Бурылиной, Г.Семиной, Л.Давидова, В.Новикова и др.; и группа автоматики (руководитель — Ю.П.Хорцев) в составе Н.Рудикова, Л.Рыбалко, В.Сулимова и др. C радистами работали конструкторы: по ЦС сектор В.Т.Быканова (Ю.Пьяных, А.Никодимов, Р.Солодухина, Г.Преображенская и др.) и по АРС сектор О.Д.Фомина (Л.Безрядин, В.Гришин, А.Ивашина, Л.Волошин, А.Сиволгин, В.Карпусь и др.).
Первые опытные испытания системы «Алтай-1».
Для создания опытного района системы «Алтай-1» в Москве и проведения испытаний было выпущено специальное Постановление ЦК КПСС и Правительства СССР, по которому для размещения коммутационного, генераторного и стационарного радиооборудования были выделены и переданы головному институту ГСПИ помещения на 29, 30 и 31 этажах высотного здания на Котельнической набережной в Москве, а также определено место для установки станции линейной связи на трассе «Москва — Тула».
Были выделены 8 пар дуплексных частот (один ствол) для центральной станции, 2 пары — для линейной связи и 200 телефонных номеров Московской городской АТС. Для установки абонентских радиостанций (АРС) были выделены 30 новых автомобилей «Волга».
Головную роль в организации и проведении испытаний выполнял ГСПИ (главный конструктор — М.А.Шкуд, а также М.Н.Бирман, Г.З.Рубин, А.Х.Коновалов и др.). Для проведения первых стыковочных испытаний системы в 1962 — начале 1963 г. разработчиками были изготовлены и размещены на шпиле высотного здания на Котельнической набережной антенны центральной станции (ЦС). Радиооборудование ЦС (2 стойки на 2 радиоканала) было размещено на 31 этаже, генераторное (одна стойка) и коммутационное (комплект блоков на 10 номеров АТС) оборудование — на 30 этаже. Антенны линейной связи — на мачте релейной станции на высоте около 40 м, радиооборудование для линейной связи на один радиоканал было размещено в здании рядом с мачтой релейной станции. ВНИИС изготовил 3 абонентские радиостанции.
Целью испытаний была проверка работоспособности системы и аппаратуры в комплексе. Испытания показали правильность выбора алгоритма системы. Удалось организовать все виды связей: связь между АРС, автоматическую входящую и исходящую связь с телефонными абонентами АТС, организацию радиоконференций с помощью групповых (циркулярных) вызовов, организацию линейной связи в движении с передачей сигнала от АРС от одной центральной (базовой) станции на другую.
В процессе этих испытаний система «Алтай» впервые в мире продемонстрировала все виды подвижной автоматизированной радиосвязи, которые сейчас, спустя десятилетия, называем «сотовой», не задумываясь, кто был «пионером» в этой области. Именно 1963 г. — год рождения в нашей стране системы «Алтай», прообраза «сотовой» системы связи.
Установка пульта абонентской станции системы «Алтай-1» в кабине автомобиля ГАЗ-21 «Волга»:
Установка приемопередатчика и блока питания абонентской станции системы «Алтай-1» в багажнике автомобиля ГАЗ-21 «Волга»:
Выявились, конечно, некоторые неточности в алгоритме системы, но, главное, к этому времени во ВНИИС уже были большие наработки по абонентским станциям: разработаны функциональные элементы, в которых были размещены схемы усилителей высокой, промежуточной и низких частот, кварцевых генераторов и др., проработаны новые, более современные варианты конструкции АРС, с точки зрения монтажа, эргономики и дизайна. Поэтому комиссия приняла решение оставить аппаратуру системы в опытной эксплуатации в ГСПИ для набора статистики, определения тонких мест в алгоритме работы системы, а разработчикам устранить недостатки, выявленные в ходе испытаний. ВНИИС же должен был в 1964 — начале 1965 г. изготовить с учетом наработок 30 АРС и представить их на Государственные испытания.
Антенны системы «Алтай-1» на шпиле дома на Котельнической набережной в Москве (1962 - 1963 гг.), опытный район системы в Москве:
Государственные испытания системы «Алтай-1».
В начале 1965 г. все разработчики устранили замечания комиссии по результатам испытаний в опытном районе, доработали и поставили в ГСПИ аппаратуру системы для организации госиспытаний. Полный комплект антенн был установлен на шпиле высотного здания на Котельнической набережной. Радиооборудование центральной (8 стоек на 8 радиоканалов) и линейной станций (2 стойки на 2 радиоканала) было размещено на 31 этаже, генераторное (одна стойка) и коммутационное (3 стойки на 200 номеров Московской ГАТС) оборудование — на 30 этаже, а пульты диспетчеров — на 29 этаже.
Для испытаний линейной связи радиооборудование линии связи было размещено: 2 стойки на 2 радиоканала на 30 этаже здания на Котельнической набережной и 2 стойки на 2 радиоканала в помещении релейной станции под городом Тула, а антенны ЛС — на мачте релейной станции на высоте около 40 м. Монтаж антенн, оборудования и соединительных кроссов проводил ГСПИ с участием всех разработчиков.
ВНИИС изготовил и представил на Государственные испытания 30 штук новых АРС, 20 из которых были установлены на автомашины. Все автомобили имели номера «МУРовской» серии, то есть МВД, а водители — настоящие или бывшие работники спецслужб либо водители «больших государственных» людей. Часто постовые, видя необычные антенны на автомобилях, отдавали честь машинам во время испытаний.
Уже одна из первых установленных АРС кого-то заинтересовала! Водитель вышел перекусить на 15–20 минут, а когда вернулся, то машина была закрыта, а все оборудование АРС: приемопередатчик, пульт, блок питания, антенна, кабели, даже элементы крепления — все исчезло. Мы, зная, как сложно установить блоки АРС в салоне, багажнике, протянуть кабели, удивлялись, как быстро все было сработано. Прямо как в анекдоте: «Милиционер! Помогите, у меня мерседес угнали! — Видел, видел. Профессионально сработали!» Так как никто этой АРС для связи воспользоваться не мог (все связи отслеживались на коммутационном оборудовании), то разработчики решили, что это «иностранный промышленный шпионаж».
Госиспытания были проведены летом 1965 г. Связь в Москве обеспечивалась внутри Окружной дороги практически везде, а по отдельным направлениям до 50–60 км. Конечно, были зоны «тени», например, район Битцевского парка, наиболее удаленный от Котельнической набережной и расположенный в низине. Даже когда центральную станцию установили на Останкинской телебашне, а антенны на высоте 330 м, связь в районе Битцевского парка все равно была на пределе.
Конечно, при испытаниях возникали и не очень приятные моменты. Так, коммутационное оборудование никак не хотело без сбоев принимать от АРС одинаковые цифры подряд при быстром наборе номера: номер 202-66-55 принимало как 202-6-5. Во ВНИИС Владимиру Михайловичу Кузьмину вместе с Ларисой Васильевной Рыбалко поручили разобраться с этим вопросом. Оказалось, что «виновато» время нарастания и затухания колебаний электромеханических фильтров в АРС, генерирующих сигналы набора номера — для ускорения набора номера абоненты следующую кнопку нажимали как можно быстрей, без паузы, в результате не успевшие выключить сигнал фильтры генерировали колебания тоже без паузы, как одну цифру вместо двух. Недостаток убрали без увеличения времени посылки вызова: стали запирать выход генераторов набора номера во время начала набора номера на 0,3 с (то есть ввели незаметную для человека паузу), и вопрос был решен.
Когда включили в систему много (более 20) абонентских станций, то обнаружили, что каналы на коммутационном оборудовании стали «зависать», то есть исключаться из системы. И так же часто «зависала» и вся система. Оказывается, в какие-то моменты при окончании связи станция не посылала сигнал «отбой», который освобождал канал для следующей связи. Оказалось, что водители, хитрецы, тоже внесли свою лепту в систему тихим «рацпредложением»: чтобы не вставлять трубку в трубкодержатель по окончании сеанса связи, после чего посылался сигнал «отбой» и АРС была готова к организации следующей связи, они в целях экономии времени (на 3-4 с) в режиме переговоров выключали и включали питание АРС. Прежний канал «зависал», а АРС организовывала связь на новом канале. Пришлось в АРС ввести режим, по которому в случае выключения питания АРС в режиме переговоров автоматически посылался сигнал «отбой», канал освобождался, и только потом АРС выключалась. И «зависания» прекратились навсегда.
Уже в это время через систему «Алтай-1» был проведен первый мобильный репортаж «в прямом эфире» о встрече Фиделя Кастро в аэропорту и проезде его в Кремль. Вел репортаж известный политический обозреватель Юрий Валентинович Фокин, а в машине сопровождения ехали наши сотрудники О.Д.Фомин и В.С.Гришин.
В результате система «Алтай-1» обеспечила организацию и проведение всех видов связей по техническому заданию: исходящих и входящих соединений абонентов между собой и с абонентами городской и междугородней телефонных сетей, с диспетчерами, групповых вызовов, организацию линейной связи. Дальность связи с хорошим качеством связи по отдельным направлениям была до 50–60 км.
Государственная комиссия постановила:
1) принять ОКР «Алтай-1»;
2) рекомендовать аппаратуру системы к внедрению в серийное производство с дальнейшим вводом в эксплуатацию;
3) оставить опытные образцы системы в опытную эксплуатацию в ГСПИ,
4) передать 15–20 абонентских станций абонентам для эксплуатации.
Источник:
В.М.Кузьмин (участник ОКР «Алтай»). Мобильная телефонная система «Алтай».
Абонентская станция «Алтай АС-1» (1963 г.) системы «Алтай-1». Такой комплект устанавливался в автомобиль:
http://it-history.ru/index.php/%D0%A2%D0%B5%D0%BB%D0%B5%D1%84%D0%BE%D0%BD%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D1%81%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%B5%D0%BC%D0%B0_%C2%AB%D0%90%D0%BB%D1%82%D0%B0%D0%B9%C2%BB
Первая в мире серийная система сотовой связи.
Разработчики:
— Государственный специализированный проектный институт (ГСПИ, г. Москва). Ныне Государственный специализированный проектный институт радио и телевидения, ГСПИ РТВ) — крупнейшее советское и российское предприятие по разработке объектов радиосвязи, радиовещания и телевидения. Более всего ГСПИ известен, как разработчик отечественного цветного телевидения;
— Завод «Красная заря» (г. Ленинград). С 1972 г. — НИИ коммутационной техники, с 1974 г. — Ленинградское научно-производственное объединение «Красная заря», в 2012 г. официально прекратил существование — советское проектно-производственное предприятие по выпуску коммутационной техники. Создан на базе телефонной фабрики «Эрикссон», национализированной в 1919 г.;
— НИИ-56 (г. Ленинград). В 1941–46 гг. — ГСПЭИ−56, с 1968 г. — НПО «Дальняя связь», в настоящее время ОАО «НПО «Дальняя связь» — предприятие по созданию многоканальных систем дальней связи, в т.ч. особо секретных. Организовано в 1941 г. на базе научно-исследовательской лаборатории завода «Красная заря»;
— Воронежский НИИ связи (ВНИИС) — ранее НИИ-299, ныне ОАО «Концерн „Созвездие“» — советское и российское предприятие по разработке систем связи. Создано в 1958 г.
Главными конструкторами были назначены: от ГСПИ — Моисей Абрамович Шкуд; от ВНИИС — Леонид Николаевич Моргунов; от завода «Красная заря» — Михаил Ильич Иоффе; от НИИ-56 — Сергей Иванович Иванов.
В 1963 г. в Москве был создан район для опытной эксплуатации системы «Алтай-1».
Летом 1965 г. в Москве были успешно проведены Государственные испытания системы «Алтай-1».
В 1967–68 гг. систему «Алтай-1» ввели в эксплуатацию, кроме Москвы, в Киеве, Воронеже, Ленинграде и Ташкенте.
В начале 1970-х гг. система «Алтай-1» была установлена и успешно работала в 114 городах СССР.
Первыми абонентами системы подвижной связи «Алтай» были высокопоставленные партийные и хозяйственные чиновники, КГБ, милиции. Постепенно при расширении охвата связь стала более доступной, появилась у различных оперативных служб, у предприятий и учреждений.
История создания.
Начало работ по ОКР «Алтай».
В середине 1950-х гг. высокая правительственная делегация СССР была с визитом в Японии. По возвращении домой один из участников делегации, член ЦК КПСС сообщил, что высокие чиновники Японии прямо из автомобиля имеют связь с правительством. Сразу же встал вопрос: «А почему нет такой связи в Советском Союзе?» Доложили Генеральному секретарю ЦК КПСС Никите Сергеевичу Хрущеву. Было решено создать аналогичную систему для обеспечения тех же видов связи и у нас. «Задача поставлена, цели определены. За работу, товарищи!» — любимое выражение Н.С.Хрущева стало претворяться в жизнь.
Когда разобрались, оказалось, что это была обычная, применяемая и у нас, простая симплексная система (симплексная связь — простейшая система связи, при которой информация передается только в одном направлении. Для осуществления двустороннего разговора применяют устройства, обеспечивающие изменение направления передачи (полудуплексная связь). Соответственно, дуплексная связь — способ связи, при котором передача возможна в обоих направлениях одновременно) диспетчерской связи, в которой радиоабонент с помощью оператора (диспетчера) соединялся либо с другим радиоабонентом, либо с абонентом телефонной сети. Причем соединяемые абоненты вели переговоры по очереди. Но об этом наши чиновники не знали.
В конце 1950-х гг. было подписано постановление ЦК КПСС и Совета Министров СССР о разработке новой системы радиотелефонной УКВ-связи, в которой разработчиками этой системы были назначены Государственный специализированный проектный институт (ГСПИ, г. Москва), завод «Красная заря» (г. Ленинград), НИИ-56 (г. Ленинград) и воронежский НИИ связи (ВНИИС).
Опытно-конструкторская разработка получила шифр «Алтай-1». Главными конструкторами были назначены: от ГСПИ — Моисей Абрамович Шкуд; от ВНИИС — Леонид Николаевич Моргунов; от завода «Красная заря» — Михаил Ильич Иоффе; от НИИ-56 — Сергей Иванович Иванов.
ГСПИ стал головным разработчиком системы, ему поручалась разработка антенного хозяйства для передатчиков и приемников базовой станции, организация опытного района системы в Москве. За заводом «Красная заря» — коммутационное оборудование для стыковки базовых станций с действующей телефонной сетью, за НИИ-56 — генераторное оборудование. За воронежским НИИС — выбор принципов работы системы, разработка алгоритма работы системы, выбор сигналов взаимодействия в радиоканале для стыка абонентских радиостанций через центральную радиостанцию с коммутационным оборудованием, центральная (базовая) радиостанция ЦС и абонентская радиостанции (АРС).
Учитывая то, что «Красная заря» специализировалась на разработках коммутационных устройств с применением слаботочных реле и не имела опыта работ со схемными решениями в радиосвязи, ВНИИС пришлось взять на себя разработку блоков пяти- и двухчастотных приемников сигналов взаимодействия (ПРВ-5 и ПСВ-2) для преобразования их в удобные выходы на слаботочные реле. Поэтому получилось так, что основной груз разработки системных вопросов, алгоритма работы системы, а также всех блоков, не относящихся к традиционной коммутационной технике, пришлось решать инженерам Воронежского НИИ связи.
Разработку системы по правительственному постановлению пришлось начинать с нуля. Четкого технического задания (ТЗ) на разработку системы не было — надо было обеспечить связь «как в Японии». Поэтому первый этап разработки (аванпроект) представлял собой выбор способов построения системы, проработку основных соединений, разработку алгоритма работы системы (сигнального кода), и в результате утверждение ТЗ.
В конце 1950-х гг. ХХ века количество действующих подвижных радиостанций в крупных городах было уже довольно большим. Причем радиостанции были самые разные — военные, списанные после Великой Отечественной войны, в том числе трофейные немецкие, появились первые вновь разработанные для конкретных гражданских служб и др. Выходные мощности передатчиков и чувствительности приемников радиостанций отличались в десятки и даже в сотни раз. Вопросам избирательностей приемников по соседним и ложным каналам приема, защите от интермодуляционных искажений (перекрестные или интермодуляционные искажения (ИМИ) — искажения, состоящие во взаимовлиянии разных сигналов при близком расположении частот или недостаточно качественной их фильтрации. Проявляется в хрипах, искажениях, двоении звука и т.п.) особое внимание не уделялось. Количество диапазонов радиочастот для ведомственных и народнохозяйственных систем связи было ограничено. Все это приводило к перегруженности отдельных участков частотного диапазона, а сильные помехи между сетями различных ведомств настолько ухудшали качество связи, что даже приходилось прерывать сеансы связи.
Поэтому на этапе аванпроекта опытно-конструкторской работы «Алтай-1» возник вопрос о создании единой координированной системы связи, объединяющей многочисленные разрозненные сети. Более того, встал вопрос об учете ее в единой автоматизированной системе связи страны, что сразу предопределило применение дуплексного режима связи (одновременный обмен информацией абонентов, как в телефонии). Как результат, одним из путей существенного повышения эффективности использования частотных каналов связи в подвижной радиотелефонной УКВ-связи стало предложение создать многоканальную систему радиосвязи с равнодоступными каналами, с автоматическим выходом в телефонную сеть общего пользования, в которой любой подвижный радиоабонент может вести переговоры на любом свободном канале из выделенной для системы группы каналов. Аналогичный принцип использования каналов применялся в телефонии. С учётом статистических характеристик организации связи и её проведения, по известным из теории массового обслуживания закономерностям можно обеспечить оптимальное использование канала: осуществить его максимальную загрузку при допустимых потерях.
Созданию такой системы предшествовала работа по обоснованию и выбору её характеристик, которые в обычных системах подвижной УКВ-радиосвязи с раз и навсегда установленными каналами не являлись типичными. Эти характеристики наложили определенные новые требования на аппаратуру.
Сейчас множество технических и организационных вопросов, с которыми приходилось сталкиваться разработчикам системы «Алтай-1», кажутся мелкими и наивными. Например, сейчас решения при разработке радиостанции довольно стандартные: берутся готовые «чипы» приемника и синтезатора, таблетка усилителя мощности передатчика, выбирается управляющий микроконтроллер, пишется программа для алгоритма работы системы — основа радиостанции готова. А разработчикам системы и аппаратуры «Алтай-1» в середине прошлого века пришлось столкнуться с целым рядом совершенно новых проблем, причем большинство из них пришлось решать одновременно, так как многие из них зависели друг от друга.
Это, во-первых, выбор способа построения системы, проработка основных видов соединений, разработка алгоритма работы системы (сигнального кода). Во-вторых, выбор оптимального количества радиоканалов в многоканальной системе с точки зрения максимального коэффициента их использования. Кроме того, это выбор способа передачи в радиоканале сигналов взаимодействия (команд) с учетом времени организации соединений; выбор принципов организации входящих (к абонентским станциям, АРС) и исходящих (от АРС) соединений; определение перечня абонентов, которым необходимо обеспечить соединения; согласование способов совместной работы в системе «Алтай-1» коммутационного оборудования, генераторного и радиооборудования и т.п.
Один из основных вопросов, который возник при построении многоканальной системы с равнодоступными каналами — вопрос о числе каналов в стволе (ствол (англ. trunk) — система связи, состоящая из оконечных устройств и радиотракта между ними. Ствол содержит множество (пучок) каналов связи, обеспечивающих передачу десятков и сотен звуковых сообщений одновременно. Ствол, как правило, представлен одним передатчиком и одним приемником, общими для всех каналов пучка. В многоствольных системах радиосвязи обычно несколько стволов (до 12–20) работают на одну антенну). Очевидно, чем большее число равнодоступных каналов может использоваться, тем большее число абонентов может быть обслужено одновременно. Однако простое увеличение числа равнодоступных каналов не всегда целесообразно.
Система радиосвязи почти всегда является системой с потерями, то есть абонент получает отказ в обслуживании, если вызов от абонента приходит в момент, когда все каналы заняты. Теория массового обслуживания позволяет рассчитать пропускную способность (трафик) при заданных потерях и числе каналов. Расчеты показывают, что по мере увеличения числа равнодоступных каналов в пучке пропускная способность сначала быстро растет, но, начиная с 8–12 каналов, рост существенно замедляется. В то же время радиооборудование с увеличением числа каналов усложняется. В связи с этим для разработки системы «Алтай» было принято решение формировать один высокочастотный ствол из 8 радиоканалов. При этом в значительной мере реализуются преимущества системы с равнодоступными каналами, а оборудование усложняется в приемлемых пределах. Расчеты показали, что система из 8 каналов может обслужить в час наибольшей нагрузки 175 разговоров со средней длительностью 2 минуты каждый при потерях порядка 7%. При увеличении допустимых потерь до 15–20% такая система может обслужить уже 250–300 разговоров. Для увеличения числа обслуживаемых абонентов необходимо устанавливать несколько стволов.
Процесс вхождения в связь в многоканальной системе всегда начинается с определения свободного канала и взаимного обмена сигналами вызова и установления связи. Имеются различные варианты построения системы в зависимости от способа вхождения в связь: сигнал вызова для связи и сообщение о том, на каком канале будет осуществляться связь, может передаваться либо по отдельному вызывному каналу, либо по дежурному каналу (например, ближайшему по порядку нумерации), либо, наконец, по любому свободному в данный момент каналу.
При выборе способа организации связи в системе было рассмотрено и оценено четыре способа организации связи с учетом длительности нахождения сигналов взаимодействия в эфире. Необходимо было организовать полностью автоматизированные соединения в многоканальной системе с набором вызываемых номеров, причем учесть дополнительную
нагрузку, которую создает обмен сигналами взаимодействия на систему, что приводит к увеличению отказов в соединениях. Также при выборе способа организации связи учитывалось, что исходящих связей (от подвижных абонентов) обычно гораздо больше, чем входящих (60–70% к 40–30%).
Рассмотренные способы связи отличаются друг от друга организацией вызова во взаимодействии с каналами связи. Расчеты вероятности потерь вызова показали, что наилучшими в этом смысле характеристиками обладает способ, где любой свободный канал может быть вызывным. Этот способ и был применен при разработке алгоритма работы системы «Алтай-1».
В этом способе вызывными могут быть все свободные от связи каналы, которые обозначаются сигналом «свободно». В режиме дежурного приема все абонентские радиостанции (АРС) с помощью системы автоматического поиска вызывного канала (АПВК) переключаются по каналам с включенным анализатором сигнала «вызов».
При входящей связи с одного из свободных от связи каналов центральной станции снимается сигнал «свободно» и посылается сигнал «вызов» в сторону АРС. С помощью АПВК АРС находит этот канал, принимает сигнал «вызов», останавливается на нем, передает на ЦС команду «занято». Центральная станция принимает команду «занято» и снимает сигнал «свободно». АРС организовывает связь.
При исходящей связи абонент АРС снимает трубку, чем выключает анализатор сигнала «вызов» и включает анализатор сигнала «свободно». АРС с помощью АПСК находит первый канал, обозначенный сигналом «свободно», останавливается на нем и посылает сигнал «занято». На ЦС прием сигнала «занято» служит командой для снятия сигнала «свободно» с этого канала. АРС организовывает связь.
Отказы при организации связи любым способом происходят как при занятости вызывных каналов, так и при отсутствии свободных связных каналов. Подробный анализ показал, что при фиксированном суммарном времени занятия канала сигналами управления выбранный способ имеет максимальную по отношению к другим способам пропускную способность.
Следующим этапом стал выбор сигналов взаимодействия в радиоканале. Во время разработки «Алтая» еще не было микропроцессоров, цифровая техника только начинала находить свое главенствующее место в радиосвязи, поэтому было принято решение обмен сигналами взаимодействия вести тональными частотами, тем более что при проектировании системы возможно разнесение оборудования на значительные расстояния, а они могут соединяться между собой обычными телефонными линиями для передачи стандартных для телефонии звуковых сигналов в диапазоне 300–3400 (или 3000) Гц.
В «Алтае» было решено в качестве сигналов взаимодействия в радиоканале использовать тональные частоты в диапазоне телефонного звукового сигнала. Для этого была разработана специальная сетка частот с шагом 34 Гц в диапазоне 1000–2400 Гц (от 1003 до 2397 Гц, всего 42 частоты), исключающая интермодуляционные помехи.
Для генерирования и приема частот сигналов взаимодействия в устройствах передачи и приема было решено использовать электромеханические фильтры (ЭМФ). Следует отметить, что ЭМФ во всем диапазоне частот от 1003 до 2397 Гц для обеспечения уверенного приема и передачи должны были иметь довольно высокие параметры: на приеме обеспечить полосу пропускания не менее ±7 Гц, а затухание на при расстройке на ±34 Гц не менее 34 дБ. При использовании ЭМФ в генераторах отклонение частоты от номинала не должно было выходить за пределы ±3 Гц. Специально была создана группа по разработке электромеханических фильтров на все 42 частоты (Ю.Снежко, Г.Филатов, Б.Морщак, М.Манеркин, В.Цымбалюк и др.). Эти фильтры были применены в автоматике абонентских устройств и центральной станции, а также в генераторном оборудовании разработки НИИ-56 и в блоках приемников разработки ВНИИС для коммутационного оборудования завода «Красная заря». Надо сказать, что разработанные ЭМФ, в дальнейшем модернизированные (в аппаратуре системы «Алтай-3М» взамен были разработаны малогабаритные пьезоэлектрические ЭМФ), нашли применение в большом количестве различных изделий.
На качество работы систем большое влияние оказывают флуктуации и замирания принимаемого сигнала, обусловленные соответственно многолучевым характером распространения радиоволн в условиях пересеченного городского ландшафта и экранирующим действием крупных строений, впадин, холмов и т.д. В значительной степени флуктуации принимаемого сигнала влияют на надежность передачи сигналов вызова.
К устройствам передачи и приема сигналов вызова предъявляются два противоречивых требования. С одной стороны, длительность сигналов вызова (сложность кода) должна быть такой, чтобы исключить ложное образование сигналов за счет воздействия помех. Помехами в данном случае являются речевые сигналы и шумы приемника, соизмеримые по величине с сигналами вызова. С другой стороны, флуктуации амплитуд принимаемого сигнала приводят к пропаданию сигналов вызова, и чем больше длительность сигнала вызова, тем вероятнее его дробление, а следовательно, и пропадание.
Для обеспечения высокой надежности установления связи время передачи каждой команды системы «Алтай-1» было установлено в 2–3 секунды. В этом случае время набора с кнопочной тастатурой (тастатура — синоним клавиатуры. Однако в русскоязычной технической литературе по традиции тастатурой называют именно телефонный кнопочный номеронабиратель — тот, что пришел на смену дисковому на телефонном аппарате) АРС телефонного номера из 6–7 цифр составляло 15–20 секунд, что было сопоставимо с временем набора обычным в то время телефонным аппаратом с дисковым номеронабирателем.
Многоканальные системы с равнодоступными каналами объединяют все центральные передатчики в одном передающем центре — центральной станции (ЦС). Так как при этом антенны передатчиков и приемников ЦС размещены достаточно близко, то за счет взаимных наводок выходных каскадов передатчиков и входных каскадов приемников возникают перекрестные помехи. Для ослабления таких помех была очевидна необходимость дополнительных мер. В системе «Алтай» для снижения внеполосных и перекрестных помех на выходах передатчиков предполагалось поставить высокодобротные фильтры в виде коаксиальных резонаторов. При установке антенн также принимались меры по увеличению затухания между ними.
Перекрестные помехи входных цепей приемника подвижной абонентской станции при одновременном воздействии на вход нескольких сигналов, лежащих в полосе пропускания ВЧ цепей приемника, могут быть особенно велики, когда абонентская радиостанция находится вблизи центральной станции. Такие помехи особенно опасны тем, что могут создавать ложные вызовы. Для устранения помех этого вида в системе «Алтай» выбран режим непрерывного излучения всех передатчиков ЦС с одинаковым уровнем сигнала. Сигнал каждого канала в этом случае подавляет перекрестную помеху. Кроме того, на ЦС используются антенны с диаграммой направленности в вертикальной плоскости, что позволяет значительно снизить уровень помех на входе приемников АРС. В обратном направлении, от АРС к центральной станции, для приемников ЦС условия приема могут быть хуже из-за нахождения передатчиков АРС во время ведения связи на разных расстояниях от ЦС, особенно, когда несколько АРС находятся вблизи антенн ЦС.
Наибольший вклад в разработку ТЗ на систему «Алтай-1» и, особенно, алгоритма работы системы внесли главный инженер ВНИИС Антон Петрович Биленко, главный конструктор от ВНИИС Леонид Николаевич Моргунов, главный конструктор от НИИ коммутационной техники Михаил Ильич Иоффе.
Во ВНИИС эта работа была поручена вновь созданному отделу во главе главным конструктором разработки Моргуновым Л.Н. В отделе были созданы две лаборатории: по разработке центральной базовой станции (ЦС) (начальник — У.Я.Ларшин) и по разработке абонентской радиостанции (АРС), (начальник — М.А.Герман). В лаборатории У.Я.Ларшина было две основные группы: группа передатчиков, которой руководил В.И.Игнатьев, в составе А.Лавлинского, Б.Хрыкина, В.Аленичева, и группа приемников, женский состав которой возглавлял К.П.Колпачев: О.Воинова, Л.Батурина, Л.Кушилкина. В 1963 г. к ним примкнул Н.Юдин, а также группа по разработке блоков 2- и 5-частотных приемников (ПСВ-2 и ПСВ-5) для коммутационного оборудования системы: Н.П.Хорцев, Л.Короткова и др. В лаборатории М.А.Германа было три группы: группа передатчиков (руководитель — Д.И.Лопатин) в составе В.Сысоева и др.; группа приемников (руководитель — И.Н.Жуков) в составе И.Бурылиной, Г.Семиной, Л.Давидова, В.Новикова и др.; и группа автоматики (руководитель — Ю.П.Хорцев) в составе Н.Рудикова, Л.Рыбалко, В.Сулимова и др. C радистами работали конструкторы: по ЦС сектор В.Т.Быканова (Ю.Пьяных, А.Никодимов, Р.Солодухина, Г.Преображенская и др.) и по АРС сектор О.Д.Фомина (Л.Безрядин, В.Гришин, А.Ивашина, Л.Волошин, А.Сиволгин, В.Карпусь и др.).
Первые опытные испытания системы «Алтай-1».
Для создания опытного района системы «Алтай-1» в Москве и проведения испытаний было выпущено специальное Постановление ЦК КПСС и Правительства СССР, по которому для размещения коммутационного, генераторного и стационарного радиооборудования были выделены и переданы головному институту ГСПИ помещения на 29, 30 и 31 этажах высотного здания на Котельнической набережной в Москве, а также определено место для установки станции линейной связи на трассе «Москва — Тула».
Были выделены 8 пар дуплексных частот (один ствол) для центральной станции, 2 пары — для линейной связи и 200 телефонных номеров Московской городской АТС. Для установки абонентских радиостанций (АРС) были выделены 30 новых автомобилей «Волга».
Головную роль в организации и проведении испытаний выполнял ГСПИ (главный конструктор — М.А.Шкуд, а также М.Н.Бирман, Г.З.Рубин, А.Х.Коновалов и др.). Для проведения первых стыковочных испытаний системы в 1962 — начале 1963 г. разработчиками были изготовлены и размещены на шпиле высотного здания на Котельнической набережной антенны центральной станции (ЦС). Радиооборудование ЦС (2 стойки на 2 радиоканала) было размещено на 31 этаже, генераторное (одна стойка) и коммутационное (комплект блоков на 10 номеров АТС) оборудование — на 30 этаже. Антенны линейной связи — на мачте релейной станции на высоте около 40 м, радиооборудование для линейной связи на один радиоканал было размещено в здании рядом с мачтой релейной станции. ВНИИС изготовил 3 абонентские радиостанции.
Целью испытаний была проверка работоспособности системы и аппаратуры в комплексе. Испытания показали правильность выбора алгоритма системы. Удалось организовать все виды связей: связь между АРС, автоматическую входящую и исходящую связь с телефонными абонентами АТС, организацию радиоконференций с помощью групповых (циркулярных) вызовов, организацию линейной связи в движении с передачей сигнала от АРС от одной центральной (базовой) станции на другую.
В процессе этих испытаний система «Алтай» впервые в мире продемонстрировала все виды подвижной автоматизированной радиосвязи, которые сейчас, спустя десятилетия, называем «сотовой», не задумываясь, кто был «пионером» в этой области. Именно 1963 г. — год рождения в нашей стране системы «Алтай», прообраза «сотовой» системы связи.
Установка пульта абонентской станции системы «Алтай-1» в кабине автомобиля ГАЗ-21 «Волга»:
Установка приемопередатчика и блока питания абонентской станции системы «Алтай-1» в багажнике автомобиля ГАЗ-21 «Волга»:
Выявились, конечно, некоторые неточности в алгоритме системы, но, главное, к этому времени во ВНИИС уже были большие наработки по абонентским станциям: разработаны функциональные элементы, в которых были размещены схемы усилителей высокой, промежуточной и низких частот, кварцевых генераторов и др., проработаны новые, более современные варианты конструкции АРС, с точки зрения монтажа, эргономики и дизайна. Поэтому комиссия приняла решение оставить аппаратуру системы в опытной эксплуатации в ГСПИ для набора статистики, определения тонких мест в алгоритме работы системы, а разработчикам устранить недостатки, выявленные в ходе испытаний. ВНИИС же должен был в 1964 — начале 1965 г. изготовить с учетом наработок 30 АРС и представить их на Государственные испытания.
Антенны системы «Алтай-1» на шпиле дома на Котельнической набережной в Москве (1962 - 1963 гг.), опытный район системы в Москве:
Государственные испытания системы «Алтай-1».
В начале 1965 г. все разработчики устранили замечания комиссии по результатам испытаний в опытном районе, доработали и поставили в ГСПИ аппаратуру системы для организации госиспытаний. Полный комплект антенн был установлен на шпиле высотного здания на Котельнической набережной. Радиооборудование центральной (8 стоек на 8 радиоканалов) и линейной станций (2 стойки на 2 радиоканала) было размещено на 31 этаже, генераторное (одна стойка) и коммутационное (3 стойки на 200 номеров Московской ГАТС) оборудование — на 30 этаже, а пульты диспетчеров — на 29 этаже.
Для испытаний линейной связи радиооборудование линии связи было размещено: 2 стойки на 2 радиоканала на 30 этаже здания на Котельнической набережной и 2 стойки на 2 радиоканала в помещении релейной станции под городом Тула, а антенны ЛС — на мачте релейной станции на высоте около 40 м. Монтаж антенн, оборудования и соединительных кроссов проводил ГСПИ с участием всех разработчиков.
ВНИИС изготовил и представил на Государственные испытания 30 штук новых АРС, 20 из которых были установлены на автомашины. Все автомобили имели номера «МУРовской» серии, то есть МВД, а водители — настоящие или бывшие работники спецслужб либо водители «больших государственных» людей. Часто постовые, видя необычные антенны на автомобилях, отдавали честь машинам во время испытаний.
Уже одна из первых установленных АРС кого-то заинтересовала! Водитель вышел перекусить на 15–20 минут, а когда вернулся, то машина была закрыта, а все оборудование АРС: приемопередатчик, пульт, блок питания, антенна, кабели, даже элементы крепления — все исчезло. Мы, зная, как сложно установить блоки АРС в салоне, багажнике, протянуть кабели, удивлялись, как быстро все было сработано. Прямо как в анекдоте: «Милиционер! Помогите, у меня мерседес угнали! — Видел, видел. Профессионально сработали!» Так как никто этой АРС для связи воспользоваться не мог (все связи отслеживались на коммутационном оборудовании), то разработчики решили, что это «иностранный промышленный шпионаж».
Госиспытания были проведены летом 1965 г. Связь в Москве обеспечивалась внутри Окружной дороги практически везде, а по отдельным направлениям до 50–60 км. Конечно, были зоны «тени», например, район Битцевского парка, наиболее удаленный от Котельнической набережной и расположенный в низине. Даже когда центральную станцию установили на Останкинской телебашне, а антенны на высоте 330 м, связь в районе Битцевского парка все равно была на пределе.
Конечно, при испытаниях возникали и не очень приятные моменты. Так, коммутационное оборудование никак не хотело без сбоев принимать от АРС одинаковые цифры подряд при быстром наборе номера: номер 202-66-55 принимало как 202-6-5. Во ВНИИС Владимиру Михайловичу Кузьмину вместе с Ларисой Васильевной Рыбалко поручили разобраться с этим вопросом. Оказалось, что «виновато» время нарастания и затухания колебаний электромеханических фильтров в АРС, генерирующих сигналы набора номера — для ускорения набора номера абоненты следующую кнопку нажимали как можно быстрей, без паузы, в результате не успевшие выключить сигнал фильтры генерировали колебания тоже без паузы, как одну цифру вместо двух. Недостаток убрали без увеличения времени посылки вызова: стали запирать выход генераторов набора номера во время начала набора номера на 0,3 с (то есть ввели незаметную для человека паузу), и вопрос был решен.
Когда включили в систему много (более 20) абонентских станций, то обнаружили, что каналы на коммутационном оборудовании стали «зависать», то есть исключаться из системы. И так же часто «зависала» и вся система. Оказывается, в какие-то моменты при окончании связи станция не посылала сигнал «отбой», который освобождал канал для следующей связи. Оказалось, что водители, хитрецы, тоже внесли свою лепту в систему тихим «рацпредложением»: чтобы не вставлять трубку в трубкодержатель по окончании сеанса связи, после чего посылался сигнал «отбой» и АРС была готова к организации следующей связи, они в целях экономии времени (на 3-4 с) в режиме переговоров выключали и включали питание АРС. Прежний канал «зависал», а АРС организовывала связь на новом канале. Пришлось в АРС ввести режим, по которому в случае выключения питания АРС в режиме переговоров автоматически посылался сигнал «отбой», канал освобождался, и только потом АРС выключалась. И «зависания» прекратились навсегда.
Уже в это время через систему «Алтай-1» был проведен первый мобильный репортаж «в прямом эфире» о встрече Фиделя Кастро в аэропорту и проезде его в Кремль. Вел репортаж известный политический обозреватель Юрий Валентинович Фокин, а в машине сопровождения ехали наши сотрудники О.Д.Фомин и В.С.Гришин.
В результате система «Алтай-1» обеспечила организацию и проведение всех видов связей по техническому заданию: исходящих и входящих соединений абонентов между собой и с абонентами городской и междугородней телефонных сетей, с диспетчерами, групповых вызовов, организацию линейной связи. Дальность связи с хорошим качеством связи по отдельным направлениям была до 50–60 км.
Государственная комиссия постановила:
1) принять ОКР «Алтай-1»;
2) рекомендовать аппаратуру системы к внедрению в серийное производство с дальнейшим вводом в эксплуатацию;
3) оставить опытные образцы системы в опытную эксплуатацию в ГСПИ,
4) передать 15–20 абонентских станций абонентам для эксплуатации.
Источник:
В.М.Кузьмин (участник ОКР «Алтай»). Мобильная телефонная система «Алтай».
Абонентская станция «Алтай АС-1» (1963 г.) системы «Алтай-1». Такой комплект устанавливался в автомобиль:
http://it-history.ru/index.php/%D0%A2%D0%B5%D0%BB%D0%B5%D1%84%D0%BE%D0%BD%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D1%81%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%B5%D0%BC%D0%B0_%C2%AB%D0%90%D0%BB%D1%82%D0%B0%D0%B9%C2%BB