В далеком послевоенном 1946 году Распоряжением Совнаркома СССР № 1418-р и Приказом Наркома Электропромышленности СССР № МК-78 в Ленинграде была организована Центральная лаборатория по борьбе с индустриальными радиопомехами (ЦЛИР). С этого распоряжения Санкт-Петербургский филиал НИИ Радио (филиал ФГБУ НИИР – ЛОНИИР) ведет свою официальную историю.
Приказ об организации ЦЛИР
Следует отметить, что у ЦЛИР есть своя предыстория. В 1933 году в составе Ленинградского филиала Центральной Радиолаборатории была организована Лаборатория индустриальных радиопомех. В период с 1933 по 1941 год в Лаборатории проведены первые исследования источников радиопомех, величин генерируемых радиопомех, путей их распространения и способов воздействия на радиоприемные устройства. Был разработан ряд искателей и измерителей радиопомех в диапазоне частот от 12 кГц до 30 МГц (от ИП-1 до ИП-11), измеритель полных сопротивлений источников радиопомех и ряд вспомогательных приборов и устройств для измерения радиопомех.
Измерение радиопомех, создаваемых трамваем (1935 г.)
В годы Великой Отечественной войны практически все сотрудники Лаборатории мобилизованы для решения проблем ЭМС на узлах связи и других ответственных объектах Ленинградского фронта, а также на кораблях и подводных лодках ВМФ, в связи с чем Лаборатория прекратила свое существование.
После демобилизации большинство сотрудников бывшей Лаборатории индустриальных радиопомех было направлена в ЦЛИР, а ее бывший руководитель М.Д. Абрамсон стал первым директором ЦЛИР.
ЦЛИР на территории Гостиного двора
На ЦЛИР возлагалось решение ряда актуальнейших для того времени задач. Необходимо было организовать изучение источников радиопомех и их влияния на качество радиоприема. На основе результатов исследований требовалось разработать стандарты в области борьбы с радиопомехами, методы борьбы с ними, методики и аппаратуру для их измерения. Кроме того, ставились задачи по созданию проектов комплексной защиты объектов, разработке и изготовлению различных защитных приспособлений (фильтров, систем заземления и т.п.).
В тот период наиболее острой проблемой было практически полное отсутствие в стране соответствующей измерительной техники. Для ее решения в период с 1946 по 1964 год специалистами ЦЛИР разработаны и освоены в производстве около 60 типов приборов: измерителей радиопомех (ИП-12, ИП-13, ИП-14, ИП-15, ИП-16, ИП-18, ИП-20, ИП-21 и др.), анализаторов радиопомех, эквивалентов сети, устройств генерации и имитации радиопомех в диапазоне частот от 10 кГц до 1 ГГц.
Первый послевоенный измеритель радиопомех ИП-12 (1946 г.)
Была разработана и производилась (в т.ч. на серийных заводах) широкая номенклатура фильтров для подавления радиопомех. В течение многих лет ЦЛИР и ее преемники были практически единственными в стране разработчиками и изготовителями подобных приборов. Ведущую роль в этом сыграли Ф.Э.Ильгекит, ставший в 1954 году директором ЦЛИР, И.А.Фастовский и И.М.Фурманов.
В 1948 году были опубликованы в качестве официального документа разработанные ЦЛИР первые в СССР «Нормы допускаемых уровней индустриальных радиопомех и методика их измерений», обязательные для всех производителей электрооборудования и эксплуатирующих организаций. Всего в период с 1948 по 1975 год было выпущено 7 Госстандартов, 10 Общесоюзных норм и 13 Рекомендаций, касающихся индустриальных радиопомех.
Нормы допускаемых уровней индустриальных радиопомех и методика их измерений
Государственные стандарты по тематике индустриальных радиопомех
В 1955 году СССР вступил в Международный Специальный комитет по радиопомехам (CISPR), а на ЦЛИР было возложено официальное представительство в этой организации и участие в ее работе.
Научное направление борьбы с индустриальными помехами в ходе своего развития охватывало все больший круг вопросов. В результате ЦЛИР (и в последствии ЛОНИИР) занял в нашей стране ведущие позиции по широкому спектру проблем ЭМС.
В сентябре 1959 года ЦЛИР была включена в состав Государственного научно-исследовательского института Министерства связи СССР (впоследствии НИИ Радио) в качестве ленинградского филиала. Этим было положено начало тесного научно-технического сотрудничества ленинградского и московского коллективов, которое продолжается и поныне.
С 1966 года в ЛОНИИР оформилось новое научно-техническое направление – «Системы спутниковой связи». Коллективу ЛОНИИР была поручена разработка управляющей и каналообразующей аппаратуры для наземных комплексов спутниковой связи. Руководителем и идеологом этого направления стал О.С.Тихонов, внесший неоценимый вклад в его развитие. Огромную помощь в становлении данного направления оказывал А.Д.Фортушенко на посту директора ГосНИИР и Л.Я.Кантор, начальник отдела ГосНИИР.
Аппаратура «Градиент-Н» (1973 г.)
В рамках нового направления в 70-е годы было разработано и производилось серийно оборудование «Градиент-Н» для организации спутниковых сетей телефонной связи, использующих принцип «один канал на несущую» (SCPC) с возможностью предоставления каналов по требованию (ПКТ). Практически все земные станции системы «Интерспутник» в стране и за рубежом были оснащены этим оборудованием.
Блоки аппаратуры «Градиент-Н» в 1978 году использовались при создании канала спутниковой связи в составе «горячей линии» прямой связи Москва – Вашингтон. Существенный вклад в разработку этой аппаратуры, внес Н.А.Калайчан.
С 1972 года велась работа по созданию аппаратуры передачи по спутниковым каналам связи сигналов звукового вещания в цифровой форме. Была создана аппаратура «Градиент-В», которая позволила передавать сигналы звукового вещания высшего класса качества.
Аппаратура «Градиент-В» (1975 г.)
В тот же период коллективом ЛОНИИР были разработаны и выпускались два вида аппаратуры, использующие метод кодового разделения каналов (CDMA) – «Меридиан-Т» и «2ДКС-4/100».
В начале 80-х годов было разработано и запущено в серийное производство второе поколение каналообразующей аппаратуры для спутниковых систем связи: «МДВУ-40» (совместно с отделом «М» ГосНИИР) и «Орбита-РВ». В аппаратуре «МДВУ-40» использовался принцип временного разделения групп каналов (TDMA) для организации многостанционного доступа к ретранслятору.
Стойка «СИО МДВУ-40» (1978 г.)
В 1995 году ЛОНИИР возглавил Л.В.Тигин. Начало его деятельности на посту директора пришлось на тяжелые для страны годы, когда рушились складывавшиеся годами научные школы, фактически прекращали свою деятельность многие предприятия и организации. Неоценимая заслуга Л.В. Тигина состояла в том, что ему удалось сохранить основной костяк специалистов и создать условия для сохранения и дальнейшего развития сложившихся научно-технических направлений ЛОНИИР.
Одним из значимых научно-технических достижений ЛОНИИР явилась разработка в период с 1994 по 1996 год комплекса средств для построения автоматизированных спутниковых систем связи с предоставлением каналов по требованию. В состав комплекса входили разработанные в ЛОНИИР цифровые спутниковые модемы различного назначения, аппаратно-программные средства для построения систем управления, коммутаторы, мультиплексоры, речепреобразующие устройства и т.д. Результаты этой разработки позволили ЛОНИИР в период с 1997 по 2001 год принять участие в создании системы спутниковой связи северо-восточного региона России (ССС «СВР»). Была создана подсистема связи с предоставлением спутниковых каналов по требованию (ПКТ). В состав системы входило 30 земных станций спутниковой связи. Подсистема с ПКТ обеспечила сокращение требуемого числа каналов связи относительно режима закрепленных каналов примерно в 2,5 – 3 раза.
Для управления территориально разнесенным аппаратным комплексом системы СВР и процессом предоставления каналов по требованию была внедрена разработанная в ЛОНИИР АСУ.
Аналогичная спутниковая система связи была развернута на территории Чукотского автономного округа (ССС «Чукотнет») в период с 2001 по 2002 год.
Оборудование ССС «СВР» (Анадырь, 1997 г.)
Сервер ЦУС АСУ ССС «СВР»
Большой научно-технический и организационный вклад в разработку подобного рода систем и создание аппаратуры для их построения внесли О.С.Тихонов, В.Я.Вайхонский и Ю.А.Станкевич. В создание цифровых спутниковых модемов основной вклад внес Е.А.Брусин.
С середины 70-х годов в ЛОНИИР началась разработка норм и методик испытаний на параметры ЭМС космических аппаратов (КА). Работы проводились в сотрудничестве с ведущими космическими фирмами, такими как НПО им. С.А. Лавочкина, ИКИ РАН в рамках программы «Интеркосмос», проекта «Венера-Галлей» и др.
В 1998 году в ЛОНИИР была начата разработка аппаратуры цифровой передачи сигналов телевизионного вещания профессионального качества по радиорелейным, спутниковым, кабельным и волоконно-оптическим линиям связи на основе стандартов MPEG/DVB, поддерживающей режим кодирования 422P@ML (кодеры, декодеры, мультиплексоры и демультиплексоры). В 2000 году изготовлены и поставлены первые комплекты MPEG2 кодеров/декодеров.
В 2004 году ЛОНИИР выиграл международный тендер на поставку оборудования для цифровой сети распределения программ телевидения и звукового вещания Республики Беларусь. В период с 2004 по 2009 годы в Республику Беларусь было поставлено более 750 единиц оборудования. Существенный вклад в становление и развитие телевизионного направления внесли А.М.Синильников и С.А.Загородский
Аппаратура цифровой сети распределения программ ТВ и РВ (Минск, 2006 г.)
В рамках Федеральной целевой программы РФ по развитию цифрового телевидения ЛОНИИР разработал и организовал производство блоков «БЦТМ», осуществляющих прием спутниковых сигналов стандартов DVB-S/S2 с различными системами условного доступа и формирование многопрограммных транспортных потоков для подачи на передатчики синхронной сети наземного цифрового ТВ вещания по стандарту DVB-T2. На сегодняшний день осуществлены поставки оборудования в Самарскую и Магаданскую области, на Камчатку и в Якутию.
В период с 2002 по 2005 год в ЛОНИИР проводился ряд НИР, тематически связанных с разработкой системы «Глонасс». Под научным руководством В.А.Жирова проведена проработка концепции построения бортовой аппаратуры курсоуказания для повышения точностных характеристик в северных широтах. Разработаны технические требования к этой аппаратуре.
В 2008 г. была разработана и внедрена в эксплуатацию многофункциональная система мониторинга сигналов спутниковых и радиорелейных систем связи на основе аппаратуры «Дека-11». Данная аппаратура явилась отправной точкой для разработки целого класса аппаратно-программных средств наземного базирования, предназначенных для автоматизированного обнаружения спутниковых сигналов и оценки их параметров. Заметную роль в становлении этого направления сыграли Ю.А.Станкевич и А.М.Синильников. В рамках данной тематики большое внимание уделяется реализации алгоритмов приема и обработки новых сигнально-кодовых конструкций, появляющихся в практике спутниковой связи. На базе программируемой логики специалистами ЛОНИИР разработаны и реализованы декодеры современных турбокодов и кодов LDPC, включая семейство F-LDPC. Эти конструкции позволяют практически вплотную приблизиться к шенноновской границе пропускной способности. Большую роль в разработке аппаратных средств декодирования кодов LDPC сыграл Д.С.Бычков.
Появление на рынке электронных компонентов мощной высокоскоростной программируемой логики создало необходимые предпосылки для развития нового научно-технического направления – многоканальной цифровой обработки сигналов в связной каналообразующей аппаратуре. Существенный вклад в развитие этого направления внесли Я.Ю.Щербаков и А.Б.Чирков. Наиболее значимые результаты технологии цифровой многоканальной обработки с временным разделением ресурсов достигнуты в разработанном семействе аппаратуры мониторинга сигналов спутниковых систем связи. Один из разработанных комплексов позволяет одновременно осуществлять прием, демодуляцию и помехоустойчивое декодирование более 50 сигналов, распределенных в 6 спутниковых стволах.
Научно-технический задел, сформировавшийся при разработке наземных систем и аппаратуры спутниковой связи и мониторинга, позволил специалистам ЛОНИИР в 2008 году включиться в работу по созданию аналогичной аппаратуры для размещения на борту КА. Это научно-техническое направление возглавил О.С.Тихонов. Разработка мониторинговой аппаратуры для бортового комплекса была завершена в 2013 году. При ее разработке также использовалась технология многоканальной цифровой обработки принятых сигналов.
ЛОНИИР сегодня
В настоящее время научно-техническая и исследовательская деятельность филиала ведется по нескольким направлениям.
В области систем спутниковой связи ЛОНИИР ориентирован на решение актуальной задачи транспортирования принятых сигналов от антенных систем до технических зданий, в которых размещена приемная аппаратура. Специалистами была предложена и реализована идея построения распределенных систем цифровой обработки сигналов. Суть этой идеи состоит в том, что непосредственно у антенных систем располагается аппаратура, осуществляющая оцифровку принятых сигналов и ее предварительную обработку. Передача сформированных цифровых потоков в технические здания осуществляется по оптическим высокоскоростным линиям связи. В результате выполнения ряда НИОКР была создана и освоена в производстве аппаратура распределенной цифровой демодуляции сигналов. Транспортирование цифровых потоков реализовано по стандарту 10Gb Ethernet с использованием встроенных трансиверов. Найдены и проверены технические решения для реализации трансиверов стандарта 40 GbE и высокоскоростных схем аналого-цифрового преобразования широкополосных сигналов (до 5 GSPS).
ЛОНИИР проводит серьезные работы по разработке и совершенствованию аппаратуры наземного и космического базирования для различных систем радиосвязи и мониторинга их сигналов. Постоянно улучшаются технические и эксплуатационные характеристики разрабатываемых комплексов.
Развитием исследований ЭМС блоков полезной нагрузки КА стали проводимые в филиале работы по созданию методик и систем контроля ЭМС на борту КА в процессе его эксплуатации. Идея создания таких систем была высказана сотрудниками ЛОНИИР еще в 80-е годы. Однако только в настоящее время возникли возможности ее реализации.
ЛОНИИР уверенно смотрит в будущее и активно включается в решение актуальных научно-технических задач, нацеленных на создание оборудования для перспективных телекоммуникационных систем. Одной из таких задач является разработка концепции построения бортовых реконфигурируемых платформ цифровой обработки сигналов для перспективных космических аппаратов связи. Решение этой задачи, включая разработку соответствующих аппаратно-программных средств, запланировано на период до 2025 года.