Технология MultiPort


Технология MultiPort позволяет передавать траффик от одного или нескольких источников информации, подключенных к портам одного модема к одному или нескольким портам другого модема с произвольным мультиплексированием, минимальными задержками и оптимальной для каждого порта помехоустойчивостью. Чаще всего подобная задача возникает при связи с беспилотными транспортными средствами (БТС). При традиционном походе в задаче связи с БТС используют 2 модема.

  1. Низкоскоростной модем для командно-телеметрической радиолинии (КТРЛ).
  2. Высокоскоростной модем для передачи информации от видеокамеры, тепловизора или радара в так называемой высокоскоростной радиолинии (ВРЛ).

Модем для КТРЛ, устанавливаемый на борту БТС, должен иметь RS232, UART, CAN или подобные интерфейсы. Бортовой модем ВРЛ, как правило, поддерживает только интерфейс Ethernet. Таким образом, бортовой модем должен иметь в своем составе как минимум два интерфейса. Напротив, для модема, устанавливаемого на наземной станции (НС), желательно использование одного высокоскоростного интерфейса типа Ethernet или USB для связи с управляющим компьютером по которому можно организовать передачу информации, относящейся как к КТРЛ так и к ВРЛ. Сама по себе задача мультиплексирования информации, поступающей от нескольких портов бортового модема в единый порт наземного модема и наоборот не слишком сложная. Однако, тут нужно учесть, что от КТРЛ требуется гораздо больший энергетический бюджет и большая помехозащищенность по сравнению с ВРЛ, т.к. ценность информации, передаваемой в КТРЛ выше. Именно этот факт существенно усложняет задачу и вынуждает применять в КТРЛ и ВРЛ совершенно различные методы передачи информации и сигнально-кодовые конструкции, что в конечном итоге приводит к различным аппаратным решениям, ухудшающим массо-габаритные параметры модема и увеличивающим его энергопотребление. Другая проблема, связанная с мультиплексированием/демультиплексированием информации нескольких портов, заключается в ощутимом увеличении задержки при передаче информации, особенно если мультиплексирование/демультиплексирование осуществляется в микропроцессоре где, к несчастью, это проще всего сделать. В рамках технологии MultiPort мультиплексирование/демультиплексирование информации выполняется исключительно внутри ПЛИС, поэтому задержки минимальны. В итоге, технология MultiPort в связке с технологией OFDM_MultiMode позволяет объединить КТРЛ и ВРЛ в рамках одного устройства, реализованного на базе платформы Squared_Link, не жертвуя при этом ни помехозащищенностью, ни задержками при передаче информации. Ниже на рисунке показан пример расположения каналов во временном фрейме такой системы.

Технология <i>MultiPort</i>

Из рисунка видно, что КТРЛ организована как канал связи между Ethernet интерфейсом наземной станции (НС) и RS-232 интерфейсом БТС. ВРЛ организована как прозрачный мост между Ethernet интерфейсами НС и БТС. Данные в КТРЛ передаются посредством ШПС с базой сигнала 16, что соответствует бюджету линии связи 141.6 дБ при использовании передатчика мощностью 1 Вт. Данные в ВРЛ передаются посредством модуляции 16QAM и помехоустойчивого LDPC кода со скоростью 1/2, что соответствует бюджету линии 122.9 дБ. Разность в бюджетах КТРЛ и ВРЛ составляет внушительные 18.7 дБ, что эквивалентно превышению дальности действия КТРЛ в свободном пространстве над дальностью действия ВРЛ в 8.6 раза. Если к тому же для командного канала НС-БТС выделить отдельную несущую частоту F0, а остальным каналам выделить частоту F1 то сигналы каналов БТС-НС не демаскируют сигнал командного канала НС-БТС и, следовательно, командный канал приобретает свойство энергетической скрытности в зоне нахождения БТС, т.е. его трудно обнаружить на фоне шумов разведывательного приемника. Что касается каналов БТС-НС, то прием их сигналов происходит в зоне нахождения НС и, следовательно, имеется гораздо меньше возможностей подавления их помехами.

Платформа Squared_Link в связке с соответствующей материнской платой поддерживает следующие информационные интерфейсы.

  • Ethernet 100 BASE-T.
  • UART (3.3 В или 5.0 В).
  • RS-232.
  • RS-422.
  • RS-485.
  • CAN (планируется).