500 кГц: История Морской Радиосвязи и Переход к Современным Системам

Введение

Морская радиочастота 500 кГц, морской диапазон.

С начала XX века радиочастота 500 килогерц (500 кГц) являлась международной частотой вызова и бедствия для морской связи посредством азбуки Морзе. На протяжении большей части своей истории эта частота именовалась по эквивалентной длине волны – 600 метров, или, используя более раннее обозначение единицы частоты, 500 килоциклов (в секунду) или 500 кц. Морские службы многих стран, включая Морское и береговое агентство и Береговую охрану Соединенных Штатов, ранее осуществляли круглосуточное дежурство на этой частоте, обеспечиваемое квалифицированными радиооператорами. По этой частоте было обработано множество сигналов бедствия SOS и сообщений о медицинской помощи в море. Однако, поскольку использование азбуки Морзе в радиосвязи устарело в коммерческом судоходстве, частота 500 кГц утратила актуальность как частота бедствия Морзе. Начиная с конца 1990-х годов, большинство стран прекратили мониторинг передач на частоте 500 кГц, а аварийный трафик на этой частоте был заменен Глобальной морской системой связи при бедствии (ГМССБ).

Текущий статус

Частота 500 кГц теперь выделена для системы вещания морских навигационных данных или NAVDAT. Ближайшие частоты 518 кГц и 490 кГц используются для компонента NAVTEX системы ГМССБ. Предложения о выделении частот 500 кГц или вблизи 500 кГц для любительской радиосвязи привели к международному выделению диапазона 472–479 кГц для 630-метровой любительской радиосвязи, которое сейчас внедряется во многих странах.

Расширенные политики

Международные стандарты использования частоты 500 кГц были расширены на Второй Международной радиотелеграфной конвенции, состоявшейся в Лондоне после гибели «Титаника». На этой встрече было заключено соглашение, подписанное 5 июля 1912 года и вступившее в силу 1 июля 1913 года. В Правилах обслуживания, приложенных к конвенции 1912 года, было установлено, что 500 кГц является основной частотой для морской связи, а стандартная частота судов была изменена с 1000 кГц до 500 кГц, чтобы соответствовать стандарту береговых станций. Связь обычно велась кодом Морзе, первоначально с использованием искровых передатчиков. Большинство двухсторонних радиосвязей начинались на этой частоте, хотя после установления соединения станции могли переходить на другую частоту, чтобы избежать перегрузки на 500 кГц. Для облегчения общения между операторами, говорящими на разных языках, использовались стандартизированные сокращения, включая набор «Q-кодов», указанных в Правилах обслуживания 1912 года. Статья XXI Правил обслуживания требовала, чтобы при получении сигнала бедствия все передачи, не связанные с чрезвычайной ситуацией, немедленно прекращались до объявления об окончании чрезвычайной ситуации. Существовала потенциальная проблема: использование 500 кГц в качестве общей частоты часто приводило к сильной загруженности, особенно в районе крупных портов и судоходных путей, и сигнал бедствия мог быть заглушен интенсивным коммерческим трафиком. Чтобы решить эту проблему, статья XXXII Правил обслуживания предписывала, что береговые станции, осуществляющие передачу длинных радиограмм, должны прекращать передачу в конце каждого 15-минутного периода и соблюдать трехминутную тишину перед возобновлением передачи. Береговые и судовые станции, работающие в условиях, указанных в пункте 2 статьи XXXV, должны прекращать работу в конце каждого 15-минутного периода и в течение 3 минут прослушивать диапазон длин волн 600 метров перед возобновлением передачи. Во время приема сигнала бедствия весь трафик, не связанный с бедствием, был запрещен на частоте 500 кГц, а соседние береговые станции переходили на мониторинг частоты 512 кГц в качестве дополнительной частоты вызова для обычной связи.

International standards for the use of 500 kHz were expanded by the second International Radiotelegraph Convention, which was held in London after the sinking of the RMS Titanic. This meeting produced an agreement which was signed on 5 July 1912, and became effective 1 July 1913. The Service Regulations, affixed to the 1912 convention, established 500 kHz as the primary frequency for seagoing communication, and the standard ship frequency was changed from 1,000 kHz to 500 kHz, to match the coastal station standard. Communication was generally conducted in Morse code, initially using spark gap transmitters. Most two way radio contacts were to be initiated on this frequency, although once established, the participating stations could shift to another frequency to avoid the congestion on 500 kHz. To facilitate communication between operators speaking different languages, standardized abbreviations were used, including a set of "Q codes" specified by the 1912 Service Regulations. Article XXI of the Service Regulations required that whenever an distress call was heard, all transmissions unrelated to the emergency had to immediately cease until the emergency was declared over. There was a potential problem if a ship transmitted a distress call: The use of 500 kHz as a common frequency often led to heavy congestion, especially around major ports and shipping lanes, and it was possible the distress message would be drowned out by the bedlam of ongoing commercial traffic. To help address this problem, the Service Regulation's Article XXXII specified that
Coastal stations engaged in the transmission of long radiograms shall suspend the transmission at the end of each period of 15 minutes, and remain silent for a period of three minutes before resuming the transmission. Coastal and shipboard stations working under the conditions specified in Article XXXV, par. 2, shall suspend work at the end of each period of 15 minutes and listen in with a wave length of 600 meters during a period of 3 minutes before resuming the transmission. During distress working all non distress traffic was banned from 500 kHz and adjacent coast stations then monitored 512 kHz as an additional calling frequency for ordinary traffic.

Позднейшая политика

Периоды молчания и наблюдения были вскоре расширены и стандартизированы. Например, в Правиле 44 издания "Законов о радиокоммуникациях Соединенных Штатов" от 27 июля 1914 года указывалось: "Международная стандартная длина волны составляет 600 метров, и операторы всех береговых станций обязаны, в течение времени работы станции, "слушать" с интервалами не более 15 минут и в течение не менее 2 минут, с приемником, настроенным на эту длину волны, для определения, передаются ли какие-либо сигналы бедствия или сообщения, а также для определения, не создают ли передающие операции "слушающей станции" помехи для других радиокоммуникаций". Международные уточнения по использованию 500 кГц были определены в последующих соглашениях, включая Мадридскую радиоконференцию 1932 года. В более поздние годы, за исключением трафика бедствия, станции переходили на близлежащие "рабочие частоты" для обмена сообщениями после установления связи: 425, 454, 468, 480 и 512 кГц использовались судами, а береговые станции имели свои собственные индивидуальные рабочие частоты. Дважды в час все станции, работающие на частоте 500 кГц, должны были соблюдать строго установленный трехминутный период молчания, начинающийся в 15 и 45 минут после каждого часа. Для облегчения запоминания, типичные часы в радиокомнате судна имели отмеченные затененными секторами периоды молчания: от h+15ᵐ до h+18ᵐ и от h+45ᵐ до h+48ᵐ – красным цветом. Аналогичные секторы от h+00ᵐ до h+03ᵐ и от h+30ᵐ до h+33ᵐ обозначались ЗЕЛЕНЫМ цветом, соответствуя периоду молчания для сигналов бедствия голосовой связи на частоте 2182 кГц. Кроме того, в течение этого периода молчания все береговые и судовые станции должны были контролировать частоту, прослушивая любые сигналы бедствия. Все крупные суда в море должны были постоянно контролировать частоту 500 кГц, либо с помощью лицензированного радиооператора, либо с помощью оборудования (называемого автоматической сигнализацией), которое обнаруживало автоматически передаваемый сигнал бедствия, состоящий из длинных тире. Береговые станции по всему миру работали на этой частоте для обмена сообщениями с судами и выдачи предупреждений о погоде и других навигационных предостережений. Ночью дальность передачи обычно составляла 3000–4000 миль (4500–6500 километров). Днем дальность была значительно меньше, порядка 300–1500 миль (500–2500 километров). В "Справочнике по радиотехнике" Термана (1948) указано, что максимальная дальность для 1 кВт над соленой водой составляет 1500 миль, и это расстояние обычно преодолевалось судами в море, где сигналы от судов и близлежащих береговых станций создавали помехи, заглушая слабые и удаленные сигналы. В период молчания сигнал бедствия можно было легче услышать на больших расстояниях.

The silent and monitoring periods were soon expanded and standardized. For example, Regulation 44, from the 27 July 1914, edition of Radio Communication Laws of the United States, stated: "The international standard wave length is 600 meters, and the operators of all coast stations are required, during the hours the station is in operation, to 'listen in' at intervals of not more than 15 minutes and for a period not less than 2 minutes, with the receiving apparatus tuned to receive this wave length, for the purpose of determining if any distress signals or messages are being sent and to determine if the transmitting operations of the 'listening station' are causing interference with other radio communication." International refinements for the use of 500 kHz were specified in later agreements, including the 1932 Madrid Radio Conference. In later years, except for distress traffic, stations shifted to nearby "working frequencies" to exchange messages once contact was established: 425, 454, 468, 480, and 512 kHz were used by ships while the coast stations had their own individual working frequencies. Twice each hour, all stations operating on 500 kHz were required to maintain a strictly enforced three minute silent period, starting at 15 and 45 minutes past the hour. As a visual memory aid, a typical clock in a ship's radio room would have the silence periods marked by shading the sectors between h+15ᵐ to h+18ᵐ and h+45ᵐ to h+48ᵐ in RED. Similar sectors between h+00ᵐ to h+03ᵐ and h+30ᵐ to h+33ᵐ are marked in GREEN which is the corresponding silence period for the 2182 kHz voice communications distress signals. In addition, during this silent period all coastal and ship stations were required to monitor the frequency, listening for any distress signals. All large ships at sea had to monitor 500 kHz at all times, either with a licensed radio operator or with equipment (called an auto alarm) that detected an automatically sent distress signal consisting of long dashes. Shore stations throughout the world operated on this frequency to exchange messages with ships and to issue warning about weather and other navigational warnings. At night, transmission ranges of 3,000–4,000 miles (4,500–6,500 kilometers) were typical. Daytime ranges were much shorter, on the order of 300–1,500 miles (500–2,500 kilometers). Terman's Radio Engineering Handbook (1948) shows the maximum distance for 1 kW over salt water to be 1,500 miles, and this distance was routinely covered by ships at sea, where signals from ships and nearby coastal stations would cause congestion, covering up distant and weaker signals. During the silence, a distress signal could more easily be heard at great distances.

NAVDAT

После принятия ГМССБ в 1999 году и последующего прекращения использования 500 кГц в качестве частоты бедствия азбукой Морзе, Всемирная конференция радиосвязи 2019 года (WRC-19) выделила частоту 500 ± 5 кГц для морской службы NAVDAT. NAVDAT предназначен для вещания данных от берега к судам и, таким образом, может быть сопоставлен с NAVTEX. Однако NAVDAT использует QAM-модуляцию (в отличие от SITOR, используемого в NAVTEX) и, следовательно, обеспечивает значительно более высокую скорость передачи данных. Это позволяет передавать в NAVDAT изображения и другие данные, а также обычный текст, что дает возможность отображать эти данные непосредственно на электронной картографической информационной системе (ECDIS). Это является существенным улучшением по сравнению с системой NAVTEX, передающей только текст. По состоянию на февраль 2023 года ни одна морская администрация не начала вещание NAVDAT.

Радиолюбители

Морской трафик в настоящее время вытеснен из диапазона 500 кГц в большинстве стран, а с учетом любительского распределения частот МСЭ 472–479 кГц, большинство стран, прекративших его использование, выделяют частоты вблизи 500 кГц для любительского радио в качестве вторичного использования, хотя первичное распределение этого диапазона остается за морской подвижной связью. Подробную информацию об этих распределениях можно найти в статье, посвященной 630-метровой любительской радиополосе.