Meteorer ger kontakt
av Christer Ekebom Forum 1985-04, sida 16-17, 06.03.1985
F- RUN 4/85 F RUN
EH Kortvågsområdet har länge spelat en avgörande roll då det gällt att överföra information per radio över långa avstånd. Kortvågen möjliggör nämligen radioförbindelser runt hela jorden med hjälp av tämligen enkel utrustning. Det har emellertid så småningom börjat bli trångt på detta frekvensområde. På kortvåg kan man inte i någon högfe grad utnyttja bredbandiga överföringssystém och dessutom förekommer det en hel del störningar som försvårar kommunikation med höga hastigheter, som i samband med dataöverföring. Därför har de ultrakorta våglängdsområdena kommit in i bilden och på senaste tiden framför allt mikrovågsområdet i samband med kommunikationen via satelliter. Dessa frekvensområden är emellertid behäftade med vissa ”nackdelar” För det första är det inte på dessa frekvenser längre möjligt att direkt överföra radiosignaler över långa avstånd eftersom dessa signaler inte normalt reflekteras i atmosfären. Det behövs en relästation, en satellit, som kostar en hel del pengar. Markstationerna är också tekniskt mera invecklade och därmed dyrare än motsvarande för lägre frekvenser.
Meteorskurar
Jorden bombarderas hela tiden av i rymden fritt flygande meteorer och meteoriter. De allra flesta är så små att de brinner upp helt och hållet då de störtar in i jordens luftskikt. I samband med denna häftiga och mycket starka upphettning joniseras luften runt dessa partiklar och i sin bana imot förintelsen lämnar de efter sig en parabolisk svans av joniserad luft. Denna svans har egenskaper som motsvarar de skikt i atmosfären som reflekterar de korta radiovågorna, men meteorsvansarna reflekterar frekvenser som är högre än de korta våglängderna, nämligen 40 till 100 Megaherz, dvs det normala UKV-området. Dessa meteorsvansar har en mycket kort livslängd. Det är faktiskt frågan om några få sekunder. De uppträder emellertidi stort antal: det beräknas att upp till 10 miljarder meteoriter varje dygn störtar in i jordens atmosfär och lämnar efter sig en svans.
MST-systemet
Det har länge varit känt att dessa svansar har radiotekniskt intressanta egenskaper, men på grund av deras korta livslängd och slumpmässiga förekomst, har de inte utnyttjas i större utsträckning. Sedan en tid tillbaka har Vaisala Oy, som är internationellt känt för bland annat sina radiosonder och andra avancerade meteorologiska instrument, utvecklat ett radiotrafiksystem som utnyttjar dessa meteoritfall. Systemet kallas Meteor Scatter Telemetry System. ldén är enkel: det finns en centralstation
SE 16
Bilden visar hur MST Systemet fungerar. Det förekommer SS ungefär 10 miljarder meteornedslag per dygn. Det betyder omkring 100 000 nedslag per sekund. På ett område på 100 km?, vilket är ungefär vad som behövs för kontakterna mellan två stationer inom systemet, förekommer således mer än ett nedslag per minut! Jordens yta är totalt omkring 500 miljoner km?.
Av CHRISTER EKEBOM
I XN i 80-120 km Ny N I > N N / / N N / / NON / NG N / NON
Meteorsvansar OS 2 Icatm
NO Höjd över marken:
Persferistationer
Centralstaliot
Radiolänk via meteorsvansar
Trots att satelliterna idag får allt större betydelse för överföringen av information över långa avstånd, finns det fortfarande kvar ”naturliga” fenomen vilka är lämpliga att utnyttja för överföring per radio. Vaisala Oy har utvecklat ett system som utnyttjar meteoriter som störtar in i jordens atmosfär. ”Meteorkanalerna” står kostnadsfritt till förfogande och den utrustning som be hövs, är betydligt enklare och billigare ä utnyttjar satelliter.
och ett antal periferistationer Tillsammans bildar dessa ett informationsnät — de kan alltså kommunicera med varandra. Dylika nät byggs vanligen upp med hjälp av kablar, om det är frågan om korta avstånd, eller genom satellitförbindelse om avstånden är långa. Båda alternativen är besvärliga och dyra. MSTS utnyttjar meteorsvansarna som överföringskanaler. Systemet är avsett för överföring av korta datameddelanden. Eftersom meteorsvansarna uppträder slumpmässigt, kan en kontinuerlig kontakt mellan stationerna inte förekomma. Systemet måste därför hela tiden kontrollera om kontaktmöjligheter finns mellan centralstationen och den aktuella periferistationen. Det här går till så, att centralstationen med jämna mellanrum anropar periferistationen, varefter den byter om till mottagning [”lyssning”). Kommer inget svar, anropar den på nytt. Proceduren upprepas tills centralstationen får ett svar. Periferistationerna är normalt alltid kopplade på mottagning och de lyssnar efter ett anrop från centralstationen. När en viss station uppfattar att den blir anropad, slår den omedelbart om till sändning och sänder iväg sitt meddelande, vanligen data av något slag, som tas emot av centralstationen. När periferistationen uppfattar anropet från centralstationen, är detta ett tecken på att det just då råkar finnas en meteorsvans på rätt ställe och en kontakt kan fås till stånd. Kontakten är emellertid mycket kortvarig och periferistationen sänder därför genast iväg sin information så att centralstationen ska kunna t den som krävs då ma emot den innan kontakten igen bryts. Om centralstationen har fått meddelandet, är allt i sin ordning, annars fortsätter den att försöka få kontakt.
Kort kontakttid
De kontakttider det blir frågan om räknas i millisekunder. Då centralstationen anropar, tar anropet ungefär 40 millisekunder. Anropet sänds alltså som en ”signalskur” som uppfattas och analyseras av mottagaren. Periferistationens meddelande är begränsat till 32 millisekunder. Inom en tid av en tiondedels sekund har informationsutbytet mellan två stationer i systemet ägt rum. Meteorsvansarnas livslängd är just så lång att den ger möjlighet till detta.
Enkelt och ekonomiskt
Nu kunde man tro att ett dylikt system skulle vara mycket dyrbart och radiotekniskt avancerat, I själva verket är det precis tvärtom. För det första fungerar systemet på relativt låga frekvenser [omkring 50 MHz) och den radioteknik som används här, skiljer sig inte väldigt mycket från den som används på kortvåg. Själva radioutrustningen är således relativt sett ganska enkel och därmed också prismässigt förmånlig och driftsäker. Tag som exempel antennen: ingen dyrbar parabol som vid satellitmottagning, utan en högst ordinär Yagi-antenn, som ser ut ungefär som de antenner vi normalt ser på hustaken ho de hushåll där man tar emot Tallinns TV eller Sveriges TV1.
Ett trafiknät av det här slager är lämpligt för datatrafik över avstånd mellan 200 och 2000 km vilket gör systemet mycket väl lämpat för bland annat meteorologiska ändamål. Man kan placera ut automatiska observationsstationer långt ute i ödemarken eller i skärgården och sedan hålla kontakt med dem via en centralstation. Systemets totala omfång kan vara en cirkel med en diameter på upp till 4000 km! Ef tersom periferistationerna normalt är kopplade till mottagning, förbrukar de mycket små mängder energi, vilket gör att deras ackumulatorer kan drivas med el från solpaneler eller små vindgeneratorer.
Periferistationens = observationsutrustning samlar in data (till exempel väderuppgifter) och lagrar dessa tills radiodelen får kontakt med centralstationen varvid uppsamlade data sänds iväg. Trafiknätet kan ha mycket stora dimensioner, inte bara avståndsmässigt, utan också beträffande antalet ingående stationer. Upp till flera hundra periferistationer kan vara anslutna till en viss centralstation. Egentligen är antalet periferistationer inte begränsat annat än genom den tid inom vilken man önskar kunna kommunicera med alla stationerna i tur och ordning. I ett system kan det givetvis finnas flera centralstationer, men grundsystemet bygger på en central station. Centralstationen kan ha en separat anropskod för var och en av periferistationerna. Det beräknas att centralstationen inom en timme ska kunna ha kontakt med upp till hundra periferistationer.
Intressanta egenskaper
Systemet her flera intressanta fördelar, förutom de som redan nämnts. Det är mycket svårt att störa kommunikationen i systemet på grund av dess slumplässiga karaktär och av samma orsak och på grund av kodningen är det mycket svårt för någon utomstående att ta del av den information som överförs inom systemet — trots att överföringen alltså sker i fri rymd per radio. En av orsakerna är att kontaktbanan via en meteorsvans är mycket smal: om stationerna ligger längre än 30 km från varandra, behövs inga särskilda stationskoder eftersom två periferistationer inte då samtidigt kan få kontakt via samma meteorit. Detta faktum har gjort att också miLlitära myndigheter har blivit intresserade. Under en period av fem år har man redan byggt upp flera system och det finns erfarenheter att bygga vidare på. I USA fungerar bland annat SNOTEL som det amerikanska jordbruksdepartementet driver och i Alaska finns AMBCS (Alaskan Meteor Burst Communicaton System).
Något om tekniken
Sändarnas effekt är ganska hög, 300 watt, men å andra sidan är denna effekt i bruk bara under bråkdelen av en sekund då och då vid en periferistation, så det elaggregat som förser stationen med el behöver inte vara särskilt kraftigt dimensionerat. Periferisystemen drivs med 24 volt likspänning från en ackumulator, som, som sagt, kan laddas med solpanel eller vindkraft. Vidare kan nämnas att överföringshastigheten för data är 10 kbit/s vilket möjliggörs av att signalerna FFSK-moduleras (Fast Frequency Shift Keying) i motsats till den normala metoden PSK (Phase Shift Keying). Systemet arbetar på frekvenserna 42,5—45,5 MHz. Inom detta område kan man utnyttja 60 kanaler med en bandbredd av 50 kHz. Mottagarnas känslighet är 0,2 mikrovolt (—120 dB) vid en ingångsimpedans på 50 ohm och ett signal/brusförhållande på 6 dB. Mottagarnas brusfaktor uppges vara 4 dB. Antennerna, konventionella 6-elements Yagi, har en antennförstärkning på 9 dB och en backdämpning på 22 dB, anslutningsimpedans 50 ohm.
Den del av utrustningen som sysslar med själva dataöverföringen har anslutningstandarden RS 232C och ytterligare kan nämnas att den innehåller 2/8 kbits RAM och 8/32 kbits EPRO ud HELSINGFORS AKTIEBANK
Aktiva
Finansieringstillgångar Inhemska fordringar
Kassa och fordringar hos Finlands Bank
Specialdepositioner hos Finlands Bank
Fordringar hos andra banker
Checkräkningskrediter . :
Växlar
Lån…
Krediter i utländsk valuta
Betalningsfärmedling ..
Resultarregleringar .. Övriga finansieringstillgångar -.
Utländska fordringar
I utländsk valuta …..
1 mark
Resultatregleringar … . Omsättningstillgångar
Utländskt mynt
Masskuldebre Övriga Omsättningstillgångar . Investeringstillgångar
Masskuldebrev
Aktier och andelar…
Fastigheter och fastighetsaktier Anläggningstillgångar och övriga utgifter med lång verkningstid
Aktier och andelar…
Fastigheter och fastighetsaktier
Maskiner och inventarie Övriga anläggningstillgångar oc utgifter med lång verkningstid . . . Värderingsposter ……………. .
För Direktionen
Oi Ikkala
Månadsbalans den 31 december 1984
Passiva
Främmande kapital
Inhemska skulder Checkräkningar …. Depositioner Depositioner i utläns Skulder till Finlands Bank Skulder till andra banker Skulder till staten… Debenturlån Beralningsförmedling . Övriga skulder …. Resultatregleringar
Utländska skulder 1 utländsk valuta .. Debenturlån .
87 199 362,43 300 017 088,— 114 907 184,70 420 364 787,09 328 415 506,70 3 098 270 993,26 1 070 864 495,70 103 775 432,21 66 366 900,1 58 897 748,1 2480 808 214,73 27 700 734,67 35 681 183,26 Resultatregleringar . Reserveringar …Eget kapital Aktiekapital Reservfond ..
8 986 300,84 75 360 763,65 84 273 838,4 362 073 030,94 6 977 088,17 13 563 807,06
Uppskrivningsfond Övriga fonder . . Vinst från tidigare år .
Räkenskapsårets vins 81 267 491,98 430 494 502,34 27.175 787,5 22 939 785,71 2202 750, 9 308 585 377,66
Ansvarsförbindelser
Kari Nars Carl Olof Tallgre 471 480 298,08 2992 664 220,— 319 780 077,68 378 771 830,56 45 435 312,6 285 650, 30 000 000,— 241 085 205,60 723 313 594,24 121 616 461,3 3 035 190 715,90 326 500 000,— 68 459 064,18 45 703 963,24 117 013 607,2 147 000 009,— 122 093 246,40 102 235 000,— 200 000, 1 814 098,30 17.943 031,6 9 308 585 377,6 3 495 535 468,36
För Förvalningsråder
Nikka Suominen