Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  

Загрузка...

Лекции по радиорелейным системам передачи - файл Lessons1-3.doc


Лекции по радиорелейным системам передачи
скачать (72.4 kb.)

Доступные файлы (1):

Lessons1-3.doc360kb.14.11.2008 09:39скачать

содержание
Загрузка...

Lessons1-3.doc

Реклама MarketGid:
Загрузка...
ЛЕКЦИЯ 1

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О РАДИОРЕЛЕЙНЫХ ЛИНИЯХ

1.1. Общие понятия

Радиорелейные системы передачи (РРСП) - это такие системы, в кото­рых для обеспечения связи между двумя пунктами используются электро­магнитные колебания очень высокой частоты. Они относятся к фиксиро­ванным радиосистемам (Fixed radio system. FRS). В этих системах каналы связи реализуются посредством радиорелейных станций (РРС). При разме­щении соседних станций на расстоянии, обеспечивающем радиосвязь пря­мой видимости, образуются радиорелейные линии (РРЛ) прямой видимо­сти. Радиорелейные системы передачи включают в себя совокупность тех­нических средств и среду распространения для организации радиорелей­ной связи.

За исключением нескольких систем, рассчитанных на полосы частот 70 - 80 и 400 - 470 МГц, все остальные радиорелейные системы работают на частотах выше 2 ГГц.

Радиорелейные системы (далее в тексте - системы), с точки зрения обеспечиваемых ими технических параметров, можно разделить на две ка­тегории систем, работающих в пределах прямой видимости - системы пря­мой видимости, и тропосферные системы.

Радиорелейная связь в пределах прямой видимости может быть обеспе­чена только в том случае, если участок между передающей и приемной ан­теннами является относительно свободным от препятствий, так что влия­ние дифракции пренебрежимо мало.

Тропосферные системы используют рассеяние и отражение электромаг­нитных волн от неоднородностей тропосферы.

По виду передаваемых сигналов системы можно разделить на ана­логовые и цифровые.

^ Аналоговые радиорелейные системы передачи (АРРСП) используются глав­ным образом для передачи:

- многоканальных телефонных сигналов в аналоговой форме (а также для передачи телеграфных сигналов и сигналов данных с малой и средней скоростью), пропускная способность таких систем составляет от нескольких телефонных каналов до 2700;

- телевизионных сигналов и сигналов звукового сопровождения.
^ Цифровые радиорелейные системы передачи (ЦРРСП) служат, прежде всего, для передачи:

  • многоканальных телефонных сигналов в цифровой форме со скоро­стью от 2 до 140 Мбит/с и более;

  • сигналов данных с большой скоростью;

  • сигналов видеотелефона и телевизионных сигналов в закодированной форме.

Радиорелейная аппаратура в зависимости от области применения разде­ляются на следующие классы:

  • аппаратура радиорелейных систем передачи, предназначенная для ис­пользования на магистральной первичной сети;

  • аппаратура радиорелейных систем передачи, предназначенная для ис­пользования на внутризоновых первичных сетях;

  • аппаратура радиорелейных систем передачи, предназначенная для ис­пользования на местных первичных сетях;

  • перевозимая аппаратура радиорелейных систем, предназначенная для внутригородских целей;

  • аппаратура радиорелейных систем, предназначенная для организации технологических радиорелейных линий передачи;

  • аппаратура перевозимых радиорелейных станций, предназначенная для организации резервирования или восстановления вышедших из строя радиорелейных или кабельных линий передачи.

В зависимости от скорости передачи в стволе аппаратура цифровых РРЛ разделяется на следующие виды:

  • высокоскоростная (более 100Мбит/св одном радиостволе);

  • среднескоростная (более 10Мбит/с, но менее 100 Мбит/с);

- низкоскоростная (не более 10 Мбит/с в одном радиостволе).
Радиорелейные системы передачи образуют цифровые линейные тракты в соответствии с плезиохронной цифровой иерархией (PDH) и синхронной иерархией (SDH).

На этапе выбора аппаратуры должны быть известны количество, протя­женность интервалов и конфигурации сети, объем и вид передаваемой ин­формации, схема распределения каналов или потоков на промежуточной станции, требуемое качество связи, реальная ситуация в части электромаг­нитной совместимости радиосредств.

Применяется три вида размещения аппаратуры радиорелейных станций:

1. Вся аппаратура, кроме антенного устройства, размещается в помеще­нии. Снижение энергетических потерь достигается применением волново­дов или специальных кабелей с малыми потерями. Используется в нижней части диапазонов частот, выделенных для радиорелейной связи.

2. Все оборудование радиорелейной станции размещается непосред­ственно у антенны в контейнере, защищенном от воздействия атмо­сферных осадков. Используется редко, в основном, в верхней части диапазонов частот.

3. Аппаратура состоит из двух частей: радиочастотного блока, ус­тановленного непосредственно у антенны, и остального оборудования, расположенного в помещении. Эти части соединяются по обычным коаксиальным кабелям на промежуточных частотах. Типичная длина кабелей 300 м. Этот вариант широко используется для всех диапазонов частот и удобен для унификации станций разных диапазонов с одной и той же пропускной способностью, так как для перехода в другой диапазон остаточно заменить только выносимые модули с антенным устройством.

Европейским институтом стандартов по телекоммуникациям (Еиrореп Telecommunication Standards Institute, ETSI) введена классификация обору­дования ЦРРСП в зависимости от спектральной эффективности системы. В стандарте ETSI 7R101036-1 выделены следующие б классов:

класс I. оборудование, в котором применяются двухпозиционные ме­тоды модуляции (например 2-FSK, 2-PSK или эквивалентные им);

класс 2: оборудование, в котором применяются четырехпозиционные методы модуляции (например 4-FSK, 4-QAM или эквивалентные им);

класс 3: оборудование, в котором применяются восьмипозиционные ме­тоды модуляции (например 8-PSK или эквивалентные им);

класс 4: оборудование, в котором применяются 16 или 32 позиционные методы модуляции (например 16-QAM или 32-QAM или эквивалентные им);

класс 5: оборудование, в котором применяются 64 или 128 позиционные методы модуляции (например 64-QAM или 128-QAM или эквивалентные им);

клacc 6. оборудование, в котором применяются 256 или 512 позицион­ные методы модуляции (например 256-QAM или 512-QAM или эквивалент­ные им).

Эти классы служат признаком системы и не подразумевают каких-либо ограничений на применяемые виды модуляции, при условии выполнения требований стандартов ETSI и Международной электротехнической комис­сии (International Electrotechnical Comission, IES) на параметры оборудования.

Структура РРСП зависит от ее назначения. Поскольку связь осуществляется с помощью радиоволн, то для каждого направления передачи предусматриваются передатчик, приемник, антенны, а также модулятор и демодулятор (рис. 1.1).

Различные элементы системы имеют следующее назначение:

- модулятор преобразует параметры электромагнитных колебаний та­ким образом, чтобы можно было использовать их для передачи ин­формации;

- демодулятор выполняет обратную функцию: он создает сигнал, иден­тичный тому, который подается на вход модулятора, но измененный под влиянием шумов и искажений;

- передатчик преобразует сигнал с выхода модулятора в сигнал, с по­мощью которого можно было бы передать информацию на следую­щий интервал системы;

- приемник, преобразует принимаемый сигнал таким образом, чтобы с помощью демодулятора можно было восстановить первоначальный сигнал;

- антенны представляют собой элемент связи между передающей лини­ей и средой передачи; при передаче антенны обеспечивают излучение поступающих электромагнитных колебаний, а при приеме они "соби­рают" падающую энергию; в качестве передающих линий, связываю­щих передатчики и приемники с антеннами, служат коаксиальные ка­бели или же, значительно чаще, волноводы.



Рис. 1.1. Общая структурная схема радиорелейной системы передачи информа­ции: ^ 1 - модулятор; 2 - передатчик; 3 - приемник; 4 - демодулятор

При проектировании системы прямой видимости предполагается, что интервалы трассы свободны от препятствий, поэтому в общем случае ан­тенны устанавливаются на возвышениях, на верху башен или мачт.

Системы могут иметь один или несколько ретрансляционных интервалов.

Если расстояние между двумя пунктами связи невелико и запас энергопотен­циала в данном случае можно считать вполне достаточным, и если при установке антенн на трассе можно найти такие участки, где антенны будут находиться на расстоянии прямой видимости относительно друг друга, то связь может быть обеспечена при наличии только одного ретрансляционного интервала.

Если же расстояние между двумя пунктами связи довольно велико или если возможные препятствия не позволяют расположить антенны так, чтобы они находились на расстоянии прямой видимости, то связь может быть обеспечена только при наличии нескольких ретрансляционных интервалов, т. е. с помощью промежуточных станций.

Промежуточные станции выполняют две основные функции:

  • "оптимальную": антенны каждых двух соседних станций должны на­ходиться на расстоянии прямой видимости;

  • усилительную: принимаемый сигнал усиливается и только после это­го передается на следующую промежуточную станцию.

Наряду с активными ретрансляционными станциями могут исполь­зоваться пассивные, которые с помощью, например, плоского зеркала от­ражают сигналы без усиления (рис. 1.2).



Рис. 1.2. Схема связи с использованием пассивной ретрансляционной станции: ОС-оконечная станция; ПРС-пассивная ретрансляционная станция
Если станции, между которыми должна быть установлена связь, имеют невыгодное географическое расположение, например, если они установле­ны во впадинах, то оконечные станции могут быть построены на близле­жащих возвышенностях. Для обеспечения связи между этими станциями может быть использован радиочастотный кабель.

Связь может быть односторонней и двусторонней. Односторонняя (симплексная) система связи обычно используется для передачи телевизионных сиг­налов, например, между студией и передатчиком. Односторонняя система связи: применяется также для передачи радиолокационных сигналов.

Телефонная и телеграфная связь, как правило, является двусторонней (дуплексной). Для организации двусторонней связи в простейшем случае можно объединить на одном участке две односторонние системы, рабо­тающие в противоположных направлениях. При обеспечении связи в двух направлениях обычно используются одни и те же антенны, работающие одновременно на прием и на передачу.


ЛЕКЦИЯ 2

1.2. Структура радиосистем передачи

Под радиосистемой передачи (РСП) понимают совокупность технических средств, обеспечивающих образование типовых каналов передачи и групповых трактов первичной сети единой автоматизированной системы связи (ЕАСС), а также линейного тракта, по которому сигналы электросвязи передаются посред­ством радиоволн в открытом пространстве.

С помощью современных РСП можно передавать любые виды информации: те­лефонные, телеграфные и фототелеграфные сообщения, программы телевидения и звукового вещания, газетные полосы, цифровую информацию и т. д.

Как и проводные системы передачи, подавляющее большинство РСП являются многоканальными. При этом обычно используются частотное или временное раз­деление сигналов. В настоящее время наиболее широко применяется частотное разделение сигналов. Вместе с тем все большее распространение получает вре­менное разделение в сочетании с цифровыми методами передачи сигналов. Это объясняется известными преимуществами цифровых систем передачи с времен­ным разделением, и, прежде всего возможностью регенерации сигналов, просто­той их выделения (и введения) и коммутации каналов.

Несмотря на большое разнообразие РСП, основные принципы их по­строения являются общими. Обобщенная структурная схема многоканальной РСП показана на рис. 1.3.



Рис. 1.3. Обобщенная структурная схема многоканальной радиосистемы пере­дачи: 1,7 - каналообразующее и групповое оборудование; 2,6 - соединительная линия; 3, 5 - оконечное оборудование ствола; 4 – радиоствол
Каналообразующее и групповое оборудование обеспечивает формирование группового сигнала из множества подлежащих передаче первичных сигналов электросвязи (на передающем конце) и обратное преобразование группового сиг­нала в множество первичных сигналов (на приемном конце). Указанное оборудо­вание располагается обычно на сетевых станциях и узлах коммутации первичной сети ЕАСС.

Станции РСП, в том числе те, на которых производятся выделение, вве­дение и транзит передаваемых сигналов, как правило, территориально уда­лены от сетевых станций и узлов коммутации, поэтому в состав большин­ства РСП входят проводные соединительные линии.

Для формирования радиосигнала и передачи его на расстояние посред­ством радиоволн используются различные радиосистемы связи. Радиосис­тема связи представляет собой комплекс радиотехнического оборудования и других технических средств, предназначенный для организации радиосвязи в заданном диапазоне частот с использованием определенного меха­низма распространения радиоволн. Вместе со средой (трактом) распро­странения радиоволн радиосистема связи образует линейный тракт или ствол. Ствол РСП состоит из оконечного оборудования ствола и радиоствола. Оборудование ствола располагается на оконечных и ре­трансляционных станциях.

В оконечном оборудовании ствола на передающем конце формируется ли­нейный сигнал, состоящий из группового и вспомогательных служебных сигна­лов (сигналов служебной связи, пилот-сигналов и др.), которым модулируются высокочастотные колебания. На приемном конце производятся обратные опера­ции: демодулируется высокочастотный радиосигнал и выделяются групповой, а также вспомогательные служебные сигналы. Оконечное оборудование ствола располагается на оконечных станциях РСП и на специальных ретрансляционных станциях.

Назначением радиоствола является передача модулированных радиосигна­лов на расстояние с помощью радиоволн. Радиоствол называется простым, если в его состав входят лишь две оконечные станции и один тракт распространения радиоволн, и составным, если помимо двух оконечных радиостанций он содер­жит одну или несколько ретрансляционных станций, обеспечивающих прием, преобразование, усиление и повторную передачу радиосигналов. Необходи­мость использования составных радиостволов обусловлена рядом факторов, основными из которых являются протяженность РСЦ, ее пропускная способ­ность и механизм распространения радиоволн.

Структурная схема ствола двусторонней РСП изображена на рис. 1.4.



Рис. 1.4. Структурная схема ствола двусторонней радиосистемы передачи: 1 -конечное оборудование; 2 - передающее оборудование; 3 - приемное оборудова­но; 4 -передатчик; 5 - приемник; 6 -фидерный тракт; 7 -антенна; 8 - тракт распро­странения радиоволн; 9 - помехи (внутрисистемные и внешние)
От оконечного передающего оборудования 2 ствола ^ 1 на вход радио­ствола поступает высокочастотный радиосигнал, модулированный линей­ным сигналом. В радиопередатчике 4 мощность радиосигнала увеличивает­ся до номинального значения, а его частота преобразуется для переноса спектра в заданный диапазон частот. По фидерному тракту 6 передаваемые радиосигналы направляются в антенну 7, которая обеспечивает излучение радиоволн в открытое пространство в нужном направлении. При этом в большинстве современных двусторонних РСП для передачи и приема ра­диосигналов противоположных направлений используется общий антенно-фидерный тракт. В открытом пространстве (тракте распространения 8) ра­диоволны распространяются со скоростью, близкой к скорости света с=3*108 м/с. Часть энергии радиоволн, приходящих от радиостанции 1, улавливается антенной 7, находящейся на оконечной радиостанции 2. Энергия принятого радиосигнала от антенны 7 по фидерному тракту 6 на­правляется в радиоприемник 5, где осуществляются частотная селекция принимаемых радиосигналов, обратное преобразование частоты и необхо­димое усиление. С выхода радиоствола принятый радиосигнал поступает на оконечное оборудование ствола 1. Аналогично радиосигналы передают­ся в противоположном направлении от оконечной радиостанции 2 к радио­станции 1. Как видно из рис. 1.4, радиоствол двусторонней РСП состоит из двух радиоканалов, каждый из которых обеспечивает передачу радиосиг­налов в одном направлении. Таким образом, оборудование радиоствола (включающее радиопередатчики, радиоприемники и антенно-фидерные тракты) является по сути дела оборудованием сопряжения оконечного обо­рудования ствола РСП с трактом распространения радиоволн.

^ Ретрансляционные станции (ретранслятор) могут быть двух типов: без выделения передаваемых сигналов электросвязи и введения новых и с вы­делением и введением их.

Структурная схема ретранслятора первого типа дана на рис. 1.5.



Рис. 1.5. Структурная схема ретранслятора без выделения передаваемых сигна­лов: 1, 8 - антенна; 2, 7 - фидерный тракт; 3, 6 - приемник; 4, 5-передатчик
Составной радиоствол представляет собой последовательное соединение нескольких простых радиостволов, а оборудование – последовательное соединение двух комплектов оборудования радиоствола. В состав оборудо­вания ретрансляторов второго типа дополнительно входит оконечное обо­рудование ствола, содержащее модулятор и демодулятор.

В современных РСП разница уровней излучаемых и принимаемых ан­теннами радиосигналов весьма велика (может достигать 150 дБ и более). Для исключения возможности возникновения паразитных связей между передающими и приемными трактами радиоствола в РСП с ретрансляцией радиосигналов необходимо использовать две несущие частоты для каждого направления. При этом для передачи радиосигналов противоположных на­правлений может быть использована либо одна и та же пара частот, либо две разные пары. В зависимости от этого различают два способа (плана) распределения частот приема и передачи в дуплексном стволе РСП: двухчастотный (рис. 1.6, а) и четырехчастотный планы (рис. 1.6, б).



Рис. 1.6. План распределения частот приема и передачи в дуплексном стволе ра­диосистемы передачи: а - двухчастотный, б- четырехчастотный; 1 - оконечная станция 1; 2,3- ретранслятор; 4 - оконечная станция 2
Двухчастотный план экономичнее с точки зрения использования зани­маемой полосы частот, однако, требует специальных мер для защиты от сигналов противоположного направления. Четырехчастотный план не требует указанных мер защиты, однако он неэкономичен с точки зрения использования полосы частот: число радиостволов, которое может быть образовано в выделенном диапазоне частот, при четырехчастотном плане вдвое меньше, чем при двухчастотном.

В процессе передачи во всех звеньях РСП сигналы электросвязи пре­терпевают определенные искажения (рис. 1.4). Причинами искажений являются воздействие различных помех и неидеальность характеристик эле­ментов РСП. Помехи, возникающие в самой РСП, называются внутрисис­темными. К ним относятся тепловой шум, возникающий в антенно-фидерных трактах, радиоприемниках и оконечном оборудовании ствола, и переходные помехи, возникающие при многоканальной передаче почти во всех элементах РСП. Кроме внутрисистемных помех на любую РСП оказы­вают влияние помехи от других стволов в многоствольных радиолиниях передачи, от посторонних радиотехнических средств и источников, а также радиоизлучения атмосферы, поверхности Земли, космоса и т. д. Из-за не­идеальности характеристик элементов РСП появляются линейные и нели­нейные искажения передаваемых сигналов.

1.3. Классификация радиосистем передачи

Существует множество различных классификаций РСП в зависимости от признаков, положенных в их основу. Приведем классификации РСП по наиболее важным признакам:

^ По принадлежности к различным службам в соответствии с Регламен­том радиосвязи различают РСП фиксированной службы (радиосвязь между фиксированными пунктами), РСП радиовещательной службы (передача сигналов для непосредственного приема населением), РСП подвижной служ­бы (радиосвязь между движущимися друг относительно друга объектами).

^ По назначению различают международные, магистральные, внутризо­новые, местные РСП, военные РСП, технологические РСП (для обслужива­ния железнодорожных линий, ЛЭП, нефте- и газопроводов и т. д.), косми­ческие РСП (обеспечивающие радиосвязь между космическими аппаратами или между земными пунктами и космическими аппаратами).

^ По диапазону используемых радиочастот или радиоволн (табл. 1.1). Диапазон с номером п (4< п > 12) включает частоты от 0,3 * 10n до 3 *10n Гц.

По виду передаваемых сигналов различают РСП аналоговых сигналов (телефонных, радиовещательных, фототелеграфных, телевизионных, сиг­налов телеметрии и телеуправления), РСП цифровых сигналов (телеграф­ных, исходной информации или результатов ее обработки на ЭВМ) и ком­бинированные РСП.

^ По способу разделения каналов (канальных сигналов) различают много­канальные РСП с частотным, временным, фазовым и комбинированным разделением каналов. Существуют также специальные РСП с разделением канальных сигналов по форме (например, асинхронно-адресные системы с кодово-адресным разделением сигналов).

^ По виду линейного сигнала различают аналоговые, цифровые и смешанные (гибридные) РСП. В аналоговых РСП на вход ствола поступает аналоговый сигнал, соответственно аналоговым является и радиосигнал. К аналоговым РСП относятся и импульсные РСП, т. е. системы с импульсной модуляцией (и временным разделением каналов). В цифровых РСП на вход ствола поступает цифровой сигнал, соответственно цифровой радиосигнал поступает в радио­ствол и тракт распространения. Очевидно, в аналоговых РСП можно переда­вать как аналоговые, так и цифровые первичные сигналы (например, тональ­ное телеграфирование в канале ТЧ или передача данных), точно так же, как с помощью цифровых РСП можно обеспечить передачу и цифровых, и аналого­вых сигналов (путем преобразования последних в цифровые с помощью имнульсно-кодовой или дельта модуляции). В смешанных РСП суммарный линейный сигнал состоит из аналогового линейного сигнала и поднесущей, мо­лнированной цифровым сигналом.

Таблица 1.1. Диапазоны радиочастот и радиоволн

Номер

диапазона

Диапазон радиочастот

Диапазон радиоволн

Наименование

Границы

Наименование

Границы

4

Очень низкие частоты (ОНЧ)

3 ... 30 кГц

Мириаметровые волны

100 ...10км

5

Низкие частоты (НЧ)

30 ...300 кГц

Километровые волны

10... 1 км

6

Средние частоты (СЧ)

300... 3000 кГц

Гектометровые волны

1000... 100 м

7

Высокие частоты (ВЧ)

3... 30 МГц

Декаметровые волны

100... Юм

8

Очень высокие частоты (ОВЧ)

30 ...300МГц

Метровые волны

10... 1 м

9

Ультравысокие частоты (УВЧ)

300... 3000 МГц

Дециметровые волны

100 ...10 см

10

Сверхвысокие частоты (СВЧ)

3 ... 30 ГГц

Сантиметровые волны

10... 1 см

11

Крайне высокие частоты (КВЧ)

30... 300 ГГц

Миллиметровые волны

10... 1 мм

1

Гипервысокие частоты (ГВЧ)

300 ... 3000 ГГц

Децимиллиметровые волны

1..0.1 мм

^ По виду модуляции несущей аналоговые РСП подразделяются на систе­мы с частотной, однополосной и амплитудной модуляциями, а цифровые РСП - на системы с амплитудной, частотной, фазовой и амплитудно-фазовой манипуляциями.

^ По пропускной способности различают РСП с малой, средней и высокой пропускной способностью. Наиболее часто употребляемые границы пропускной способности различных типов аналоговых и цифровых РСП приведены в табл. 1.2.

Отметим, что границы пропускной способности аналоговых и цифровых РСП не соответствуют друг другу, если для передачи телефонных сигналов используется импульсно-кодовая модуляция (ИКМ) со скоростью передачи 64 Кбит/с. Например, при 120 каналах тональной частоты (ТЧ) необходимо использовать аналоговую РСП со средней пропускной способностью, в то время как при цифровой передаче с ИКМ - цифровую РСП с малой пропускной способностью 8,448 Мбит/с.

^ Таблица 1.2. Типы радиорелейных систем передачи по пропускной способности

Характеристика пропускной способности


Значения пропускной способности для РСП

аналоговых, число каналов ТЧ

цифровых. Мбит/с

Малая Средняя Высокая

Менее 24

60... 300

Более 300*

Менее 10

10...100

Более 100

Примечание. Или канал передачи изображения телевидения с одним или несколькими ка­налами передачи звуковых сигналов телевидения и звукового вешания
По характеру используемого физического процесса в тракте распро­странения радиоволн различают: радиорелейные системы передачи прямой видимости (РРСП ПВ) - распространение радиоволн в тропосфере в преде­лах прямой видимости; тропосферные радиорелейные системы передачи (ТРСП) - дальнее тропосферное распространение радиоволн за счет их рас­сеяния и отражения в нижней области тропосферы при взаимном располо­жении радиорелейных станций за пределами прямой видимости, спутнико­вые системы передачи (ССП) - прямолинейное распространение радиоволн с ретрансляцией их бортовым ретранслятором искусственным спутником Земли (ИСЗ), находящимся в пределах радиовидимости земных станций, между которыми осуществляется радиосвязь); ионосферные системы пере­дачи на декаметровых волнах (дальнее распространение декаметровых волн за счет отражения от слоев ионосферы); космические системы переда­чи (прямолинейное распространение радиоволн в космическом пространст­ве и атмосфере Земли); ионосферные системы передачи на метровых вол­нах (дальнее распространение метровых волн благодаря рассеянию их на неоднородностях ионосферы) и др.


ЛЕКЦИЯ 3
1.4. Цифровые радиорелейные линии

1.4.1. Задачи, решаемые посредством цифровых радиорелейных линий

За шесть десятилетий своего развития цифровые радиорелейные линии пре­вратились в эффективное средство передачи сотен и тысяч телефонных сигналов на расстояния в тысячи километров, конкурируя с другими средствами связи, в том числе кабельными и спутниковыми, удачно дополняя их.

Сегодня РРЛ стали важной составной частью цифровых сетей электро­связи - ведомственных, корпоративных, региональных, национальных и даже международных, поскольку имеют ряд важных достоинств, в том числе:

  • возможность быстрой установки оборудования при небольших капи­тальных затратах (малые габариты и масса РРС позволяют размещать их, используя уже имеющиеся помещения, опоры и всю инфраструк­туру сооружений);

  • организация многоканальной связи на участках местности со слож­ным рельефом (лес, горы, болота и пр.), - экономически выгодная, а иногда и единственно допустимая;

  • возможность применения для аварийного восстановления связи в слу­чае бедствий, при спасательных операциях и др.;

  • эффективность развертывания разветвленных цифровых сетей в больших городах и индустриальных зонах, где прокладка новых кабе­лей слишком дорога или невозможна;

  • качество передачи информации по РРЛ практически не уступает воло­конно-оптическим линиям связи (ВОЛС) и другим кабельным линиям.

При выборе оборудования, как правило, руководствуются следующими критериями:

  • соответствие аппаратуры условиям эксплуатации по температурному диапазону, устойчивости к воздействию гидрометеоров (дождь, снег, иней, роса), по ветровым нагрузкам, габаритно-весовым характери­стикам, возможному удалению антенны от аппаратного помещения;

  • надежность, обеспечение возможности гарантийного и послегаран­тийного ремонта, ремонтопригодность в условиях эксплуатации;

  • возможности аппаратуры в части дистанционного контроля и управ­ления радиолинией, наличие дополнительных служебных и сервис­ных каналов;

  • возможность получения разрешения на строительство РРЛ в установ­ленном порядке.

При выборе аппаратуры необходимо учесть также реальные возможно­сти получения разрешения на строительство РРЛ.

1.4.2. Место радиорелейных линий в системе электросвязи в архитектуре эталонной модели взаимосвязи открытых систем

РРЛ, предоставляя услуги физического уровня (Open System Interconnec­tion reference model, OSI reference model) ЭМ BOC, в системе электросвязи выполняют функции физических линий связи первичной сети электросвязи страны. Они используются в магистральных, зоновых и оконечных сетях, обеспечивают доступ пользователей к услугам, предоставляемым комму­никационными и информационными сетями.

1.4.3. Назначение, сферы применения, классификация и принципы построения радиорелейных линий

Учитывая вышеизложенное, целесообразно вести дальнейший анализ оборудования по следующим основным характеристикам:

  • объем и вид передаваемой информации;

  • частотный диапазон и возможность эффективного использования все­го отведенного участка диапазона;

  • энергетические характеристики станции;

  • надежность оборудования;

  • свойства системы телеобслуживания, дополнительные сервисные функции;

  • требования к системе электропитания.

Объем и вид передаваемой информации. Объем и вид передаваемой информации - это исходная характеристика во многом определяющая вы­бор оборудования.

Цифровые РРЛ для передачи цифровой информации можно разделить на три основные группы, исходя из скорости передачи информации.

Низкоскоростные РРС. К ним относятся все отечественные РРС и по­давляющая часть зарубежных РРС, предлагаемых в Украине.

Подобные РРС рассчитаны на трафик до 16Е1 (или Е3) в сетях плезиохронной цифровой иерархии (Plesiochronik Digital Hierarchi. PDH). Отме­тим, что еще несколько лет назад РРЛ с трафиком ЕЗ считались среднескоростными, но сегодня - это станции "низового звена" цифровых сетей, обеспечивающие возможность изменения (иногда программным путем) пропускной способности в пределах от Е1 или 2Е1 до 8Е1 или 16Е1.

Стало просто невыгодным выпускать РРС специально для передачи лишь потоков Е1 или менее, за исключением ряда новых весьма специфи­ческих и редких пока применений, о которых речь пойдет ниже (передача Е1 шумоподобными сигналами, распределительные станции для систем доступа и пр.).

Высокоскоростные РРС. Эти РРС в настоящее время создаются прак­тически только на основе технологии синхронной цифровой иерархии (Synchronose Digital Hierarchi, SDH) и имеют скорость передачи в одном стволе 155,52 Мбит/с {Synchronose Transport Modul level)„ - (STM-1).

Ранее к высокоскоростным относили РРС для передачи Е4 (т.е. 139,254 Мбит/с) в сети PDH, но как уже говорилось, для нашей страны по­требность в них можно считать исчерпанной, и новые РРЛ строятся уже на базе SDH технологии, т.е. со скоростью передачи 155, 52 Мбит/с, хотя и обеспе­чивают возможность передачи 140 Мбит/с.

Высокоскоростные РРЛ применяются для построения магистральных и зоновых линий, а также для резервирования ВОЛС, в качестве радиовставок в ВОЛС на участках со сложным рельефом, для сопряжения ВОЛС (STM-4 или STM-16) с сопутствующими локальными цифровыми сетями и др.

Среди высокоскоростных РРС можно выделить две группы, отличающиеся по назначению, свойствам, конфигурации, конструкции и др.

Это, во-первых, многоствольные РРЛ, рассчитанные обычно на передачу по 6 + 7 потоков STM-1 по параллельным радиостволам, из которых 1 или 2- резервные (конфигурация оборудования "3+1", "7+1" или 2х(3+1)). Протяженность РРЛ, как правило, велика - сотни километров и более.

Во-вторых, РРС, предназначенные для ответвлений от магистральных линий необходимых при создания зоновых сетей и некрупных локальных ведомственных сетей, а также для передачи потоков STM-1 (155 Мбит/с) в условиях больших городов. Для этих ответвлений, как правило, использу­ются диапазоны 7, 8, реже 11 ГГц, а для связи в больших городах диапазо­ны 15, 18,23ГТц

По конфигурации это обычно двухствольные РРЛ на скорость STM-1, один из стволов - резервный (по схеме "1+1"). Аппаратура - компактная, малогабаритная, с выносным радиомодулем, устанавливаемым непосредст­венно у антенны.

Среднескоростные РРС. К ним целесообразно отнести лишь оборудо­вание для передачи сигналов STM-0 или SubSTM-l, со скоростью передачи в стволе 51,84 Мбит/с или 55, 296 Мбит/с. Это линии - "связки", позво­ляющие значительно увеличить возможности построения сетей SDH раз­личной конфигурации, ответвлять от ВОЛС или РРЛ информацию к сетям доступа пользователя, подключать к сетям SDH до 21 потока Е1, а также потоки ЕЗ.

Новые РРС данного класса имеют конструктивно типовое решение: приемопередатчик расположен у антенны и соединяется с "нижним" оборудо­ванием одним или двумя коаксиальными кабелями.

В связи с указанным разделением РРС по скорости передачи отметим, что применение технологий PDH и SDH в радиорелейных сетях имеет не­которые особенности и тенденции. Рассмотрим этот вопрос подробнее в связи с его практической важностью.

Использование РРЛ в сетях PDH и SDH. PDH в РРЛ. Технология PDH - наиболее "старая" и традиционная, она развивается уже более два­дцати лет. Широко используются два стандарта - Североамериканский, со скоростью передачи первичного потока 1544 Кбит/с, и стандарт Европей­ской конференции администрации почт и связи {Conference ofEuropen Postal- and Telecommunication Operators, СЕПТ), со скоростью передачи первичного потока 2048 Кбит/с. Как известно, входные потоки PDH независимы, при объединении 4-х таких потоков их скорость R приходится предварительно выравнивать, добавляя дополнительные биты и кодируя данные о различии скоростей, из-за этого суммарная скорость на несколько процентов превы­шает AR.

В Украине и России используется лишь стандарт СЕПТ, согласно кото­рому вторичный образуется асинхронным объединением 4-х потоков 2048 Кбит/с (обозначаются Е1) и имеет скорость потока 8448 Кбит/с (обознача­ется "Е2"). Третичный поток ЕЗ имеет скорость 34368 Кбит/с и объединяет 4 асинхронных потока Е2. Самый "мощный" - четверичный поток Е4 имеет скорость 139264 Кбит/с и объединяет 4 потока ЕЗ. (Для краткости эти ско­рости передачи часто обозначают как "2 Мбит/с", "8 Мбит/с". "34 Мбит/с" и " 140 Мбит/с", подразумевая указанные выше точные значения).

В 1980-е годы системы PDH широко распространялись по всему миру в свя­зи с удешевлением цифровой микроэлектроники (и, следовательно, мультиплек­соров), РРС и ВОЛС, которые позволили транспортировать потоки 140 Мбит/с, эквивалентные 1920 каналам 64 Кбит/с. Появились тенденции еще большего увеличения емкости потоков.

Но в 1990-х годах стала актуальной непосредственная передачи данных, например, со скоростью 64 Кбит/с (с протоколом Х.25) - для обеспечения межбанковских операций. Оказалось, что к этому PDH не очень приспо­соблена.

Например, при связи между телефонными узлами PDH позволяет доста­точно эффективно передавать большие потоки телефонных сигналов между ними, и мультиплексирование (т.е. "сборка" и "разборка" телефонных сиг­налов) производится лишь на оконечных пунктах. Когда требуется связать между собой несколько отделений банка, офисы и т.п. потоками 64 Кбит/с или 2 Мбит/с, вводя и выводя их в каждом пункте из группового потока 140 Мбит/с, каждому пользователю необходимо проводить трехуровневое демуль­типлексирование сигнала PDH (разложить Е4 на четыре потока ЕЗ, затем нуж­ный поток ЕЗ - на 4 потока Е2, затем один поток Е2 - на 4 потока Е1). После ответвления абонентского потока Е1, нужно снова произвести - в обратном по­рядке - полную сборку сигнала Е4. При наличии многих таких пользователей сеть становится экономически невыгодной.

Вторая возникшая проблема технологии PDH - явно недостаточные возможности в организации служебных каналов для контроля и управле­ния потоком в сети, почти полное отсутствие средств маршрутизации пото­ков низшего уровня. При создании PDH было естественное стремление достигнуть экономии в скорости передачи, для чего были уменьшено до предела количество дополнительных бит, вводимых при асинхронном уплотнении потоков, не были предусмотрены резервные биты на развитие сетевого управления. Так первоначальное достоинство PDH обернулось недостатком.

В последние годы указанные два недостатка PDH частично исправля­ются "с помощью РРЛ".

Во-первых, в РРЛ производится трансформация скорости: в структуру входных потоков вводятся дополнительные биты, позволяющие полностью решать все задачи управления радиорелейной сетью, а также обеспечивать необходимое кодирование и другие функции, повышающие надежность связи.

Во-вторых, в РРЛ используется преимущественно однократное мульти­плексирование: потоки ЕЗ получают непосредственно объединением 16-ти потоков Е1, минуя формирование Е2. Новое поколение РРЛ - PDH непо­средственно стыкуется с потребителями по стыкам Е1 (количество стыков Е1 может быть до 16-ти).

Выпуск мультиплексоров потоков Е4 практически прекратился: подоб­ные объемы информации стало удобнее передавать синхронными метода­ми, в сетях SDH.

Новые РРС для PDH имеют трафик, как правило, не более ЕЗ (в одном стволе) и ориентированы на передачу N потоков El (N < 16). При этом РРС позволили существенно расширить возможности и сферы применения PDH, в том числе и для создания радиорелейных сетей широкого применения и произвольной конфигурации, но в рамках трафика, не превышающего ЕЗ.

SDH в РРЛ. Скорости и стандарты сигналов, принципы построения SDH были утверждены сравнительно недавно, в 1988 году, до этого шли долгие поиски оптимальных методов реализации SDH.

Главная проблема SDH (и вообще любых синхронных сетей) - необхо­димость жесткой синхронизации цифровых сигналов, формируемых различными источниками информации в территориально разнесенных пунктах сети.

Достоинство SDH - принципиальная возможность прямого доступа к любому из сигналов (преимущество принципа временного уплотнения), передаваемых в составе группового потока, минуя процедуры последова­тельного мультиплексирования.

Одно из исходных соображений, определивших выбор принципов SDH, - необходимость сопряжения будущих сетей SDH с существующими сетями PDH, чтобы интегрироваться с ними в единые цифровые сети.

Этого удалось достигнуть выбором в качестве первичного для SDH сиг­нала с уникальной по своим возможностям пакетной структурой, с группо­вой скоростью передачи 155,52 Мбит/с. Каждый пакет ("формат") имеет длительность 125 мкс, содержит 2430 байт, из которых 81 байт образует заголовок, несущий самую разнообразную служебную, в том числе и адресную информацию. Такой пакет назвали синхронным транспортным мо­дулем 1-го уровня (обозначают STM-1, рекомендации G707, G708 Междуна­родного союза электросвязи - сектор стандартизации в области телекомму­никаций (МСЭ-Т)).

Структура STM-1 обеспечивает стыковку SDH почти со всеми сущест­вующими в мире сигналами PDH и позволяет создавать цифровые сети любой конфигурации.

Вторичный уровень SDH формируется синхронной "упаковкой" 4-х па­кетов STM-1 в единый поток - сигнал STM-4 - с групповой скоростью 155,52x4 = 622,08 Мбит/с.

Третичный уровень SDH- поток STM-16, получаемый синхронной сборкой 16-та сигналов STM-1 или 4-х сигналов STM-4; групповая скорость STM-16 равна 16x155,52 = 2488,32 Мбит/с.

Предусмотрена также еще более высокая скорость STM-64 = 4xSTM-16 = 64STM-1, т.е. 9953,28 Мбит/с. (А фирма Bosch уже предлагает новые оп­тические мультиплексоры "МО-16" для передачи по ВОЛС 16 потоков STM-16, т.е. около 40 Гбит/с).

Из указанных скоростей в РРЛ используются только STM-1 (очень ред­ко - только за рубежом - STM-4). Потоки STM-4 и выше рассчитаны глав­ным образом на ВОЛС.

Однако, для РРЛ трафик, обеспечиваемый форматом STM-1, является часто излишним, например, когда надо ответвить от магистральной линии часть информации и передать по РРЛ в местные, зоновые или локальные сети. Поэтому "в интересах" РРЛ в SDH предусмотрен т.н. "подсигнал STM-1" с общей скоростью передачи 51,84 Мбит/с. равной 1/3 от скорости STM-1 (такой сигнал обозначают иногда "STM-0"). Структура сигнала STM-0 позволяет упаковывать в него потоки PDH: один поток ЕЗ, до 21 потоков Е1, а также все сигналы PDH варианта США.

РРЛ с STM-0 - удобный мост, через который сети PDH могут подклю­чаться к "мощным" линиям SDH (в том числе ВОЛС).

Сигналы SubSTM-1. Дальнейшее развитие показало целесообразность некоторого увеличения скорости при передачи STM-0 в РРЛ. Дело в том, что при делении формата STM-1 на три части - при форматировании STM-0 - объем заголовка также сокращается в три раза (до 27 байт). Изменяется структура этого заголовка, уменьшается объем передаваемой служебной информации, усложняется стыковка по сигналам управления в сети связи. Поэтому вместе с STM-0 часто передают без изменения весь заголовок па­кета STM-1, что существенно упрощает распространение единой системы управления сети SDH вплоть до мест размещения пользователей - источ­ников сигналов Е1 и др. При этом скорость передачи в РРЛ увеличивается до 55.296 Мбит/с, а сам такой сигнал, несущий полный заголовок от STM-1, называют иногда "SubSTM-1".

Частотный диапазон и возможность его эффективного использования.

Вы6ор диапазона определяется следующими требованиями:

  • обеспечением необходимой дальности связи при заданном качестве связи;

  • возможностью получения разрешения на строительство РРЛ на кон­кретную трассу.

В частности решением ГКРЧ РФ от апреля 1996 г. для новых РРЛ определены следующие диапазоны 7 ГГц (7,25 -7,55); 8 ГГц (7,9 - 8,4); 11 ГГц (10,7-11.7); 13 ГГц (12,75- 13,25); 15 ГГц (14,4 - 15,35); 18 ГГц (17,7 - 19.7); 23 ГГц (21,2- 23,6), 38 ГГц (36 - 40,5).

Однако еще длительное время будут использоваться уже построенные и эксплуатируемые в России в настоящее время линии в диапазонах 1,5- 2,1; 3,4 – 3,9; 5,6 - 6,4 ГГц. При этом возможна замена устаревающей аппаратуры на современные РРС. Похожая ситуация и в Украине.

Новые РРС используются также в диапазонах 2,3 - 2,5 ГГц и 2,5 - 2,7 ГГц.

Чем ниже диапазон, тем большую дальность связи можно обеспечить при тех же энергетических характеристиках оборудования, но сложнее получить разрешение Укрчастотнадзора на конкретную трассу, так как более низкие диапазоны наиболее освоены.

Остановимся еще на одном важном вопросе - эффективности использования отведенного участка диапазона.

Повышение эффективности использования частотного ресурса диапазо­на стало одним из самых важных требований к аппаратуре РРЛ. Наступает время. когда и у нас бурный рост радиосвязи вплотную сталкивается с острым дефицитом частотного ресурса. На Западе эта проблема давно стала определяющим фактором при разработке и производстве средств связи, в том числе РРС.

В Украине, да и в России, насыщенность радиорелейной связи пока что намного меньше, чем в развитых зарубежных странах, где уже идет интенсивное освоение всех диапазонов до 40 ГГц. Но уже и у нас становится тесно в эфире: так в Киеве становится все труднее получать свободные частоты на новые РРЛ в диапазонах 15 ГГц. а ниже - почти невозможно, т.к. уже все занято и многократно поделено.

Эффективность использования частотного ресурса диапазона определяется следующими факторами:

Требуемой шириной полосы приемопередатчика, которая, как отмечалось выше, определяется скоростью передачи информации, выбранным методом модуляции и уровнем стабилизации частоты передатчика.

Параметрами электромагнитной совместимости (ослабление чувстви­тельности по побочным каналам приема в приемнике, уровень подавления внеполосных и побочных излучений).

Возможностями полного использования всего отведенного участка диа­пазона, которые обеспечиваются использованием в составе станции синте­затора частоты.

Практически все производимые ведущими мировыми фирмами РРС имеют в своем составе кварцевый синтезатор частоты

Параметры же станций с точки зрения электромагнитной совместимо­сти различны, зависят от значений промежуточных частот, полосы фильт­ров СВЧ и др.; это надо также учитывать при выборе станций, исходя из требований отечественных стандартов в этой области. Обычно эта работа выполняется Сертификационными центрами Госкомсвязи при проведении сертификации.

Энергетические характеристики. Они определяют дальность связи, ха­рактеризуют технический уровень аппаратуры и представляют основу для проектирования РРЛ. Энергетические характеристики в настоящее время оценивают "Коэффициентом системы" Кс, представляющим собой выра­женное в децибелах отношение выходной мощности передатчика к мини­мальной - "пороговой" мощности полезного сигнала на входе приемника при обеспечении заданного уровня достоверности передачи информации.

Очевидно, чем больше величина Кс, тем больше возможное расстояние и качество связи при фиксированной антенне.

Рассмотрим основные факторы, влияющие на коэффициент системы.

Мощность передатчика для радиорелейных станций ограничивается сверху Международными рекомендациями, с одной стороны, и возможно­стью реализации с точки зрения габаритов, надежности, приемлемого уровня потребления с другой стороны. Реально мощность СВЧ-передатчиков совре­менных РРС находится в пределах от 1 Вт до 30 мВт.

Пороговый уровень полезного сигнала зависит, в основном, от двух факторов - коэффициента шума приемного устройства по входу приемника и от порогового отношения сигнал/шум на входе демодулятора, при кото­ром достигается заданная достоверность. Коэффициент шума определяется, в основном, входным малошумящим усилителем (МШУ) и в современных приемниках составляет от 1,5 до 9 дБ в зависимости от диапазона. Отноше­ние сигнал/шум на входе демодулятора зависит от используемого способа модуляции и от выбранной схемы реализации демодулятора.

Используемая модуляция имеет основополагающее значение для энер­гетических характеристик станции, т.к. одновременно определяет и шири­ну излучаемого спектра, а, следовательно, требуемую ширину полосы приемопередатчика, и пороговое отношение сигнал/шум в демодуляторе.

Нe вдаваясь в подробный сравнительный анализ различных видов модуляции, отметим, что в настоящее время большинством фирм признаются наиболее целесообразными следующие виды модуляции:

- для высокоскоростных РРС (or 155 Мбит/с и выше) - квадратурная амплитудная модуляция с уровнем квантования 64 и выше (64 Quadrature Amplitude Modulation (QAM) и выше), либо более сложные методы модуляции, объединяющие модуляцию и кодирование, в ча­стности, решетчатая кодовая модуляция (Trellis-Coded Modulation; ТСМ) и блоковая кодовая модуляция (Block-Coded Modulation, ВСМ);

  • для среднескоростных РРС (от 34 Мбит/с) - 16 QAM, 32 QAM. Име­ются отдельные примеры использования на скорости 34 Мбит/с квад­ратурной фазовой модуляции (Quadrature Phase-Shift Keying, QPSK), как основного вида, так и модифицированной: квадратурная фазовая манипуляция со сдвигом - (Offset Quadrature Phase-Shift Keying, OQPSK), либо с постоянной огибающей - модифицированная QPSK;

  • для низкоскоростных РРС (ниже 34 Мбит/с) - наиболее распростра­ненным видом модуляции является QPSK, хотя некоторые фирмы предпочитают 2-PSK (относительная фазовая манипуляция) либо 4-FSK (4-х позиционная частотная манипуляция). Как известно, 4-PSK имеет энергетический проигрыш порядка 3 дБ в сравнении с QPSK. Иногда используют модуляцию 4 QAM - разновидность QPSK.

Т.е. чем выше скорость передачи, тем более сложную модуляцию при­ходится использовать, чтобы вписаться в стандартные планы частот РРЛ. Так, при скорости 51 Мбит/с используют модуляцию не ниже 16 QAM (более оптимально 32 QAM), а для скорости 155 Мбит/с уже необходи­мо 64 QAM. Но чем сложнее вид модуляции, тем сложнее аппаратурная реализация и, соответственно, выше стоимость изделия.

Отметим, что при сравнении энергетических параметров РРС антенны обычно не учитывают, т.к. их коэффициент усиления определяется в основном габаритами и выбирается проектировщиками линии связи в зависимости от конкретных условий.

Надежность. Надежность обычно характеризуется параметром средней наработки на отказ (Mean Time Between Carrier - MTВСl) для конфигурации «1-0». Сегодня все ведущие производители гарантируют MTBF от 100 000 до 400 000 часов, что составляет более 10 лет. За это время, как показывает практика, оборудование морально устаревает, поэтому сегодня для потребителя цифра 100 000 часов и более является достаточной.

Как известно надежность определяется, в основном, следующими факторами:

- уровнем принятых схемотехнических и конструкторских решений;

  • качеством и надежностью элементной базы;

  • технологией изготовления и соблюдением технологической дисциплины,

  • объемом испытаний и качеством предпродажной подготовки.

Рассматривая современное состояние вопроса, можно отметить:


  • все ведущие фирмы сообщают о длительных (10 суток и более) про­гонах аппаратуры перед отгрузкой, о проведении полного комплекса испытаний;

  • в аппаратуре, способной обеспечить высокую надежность, применя­ется элементная база ведущих производителей электронных компо­нентов, характерным отличием которой является использование схем повышенного уровня интеграции в области обработки сигналов и цифровой техники и применением арсенида галлия (GаAs) технологии в области СВЧ-сборок;

  • производства, осуществляющие выпуск современного радиорелейно­го оборудования, должны в обязательном порядке быть сертифициро­ваны на соответствие стандартов систем управления качеством вы­пускаемой продукции серии ISO 9000. Ведущие фирмы производите­ли также сообщают об использовании технологии поверхностного монтажа, что, безусловно, многократно повышает надежность сборки.

- уровень принятых схемотехнических решений можно оценить по ос­таточному коэффициенту ошибок по битам {residual bit error ratio, RBER), который характеризует уровень ошибок в аппаратуре при пе­редаче цифровых сообщений, связанных исключительно с аппарату­рой, и не связанных с трассой. Для качественных современных стан­ций типовое значение этого параметра- 10-11. При этом существен­ное повышение RBER достигается за счет широко применяемых кодов с исправлением ошибок.

^ Свойства системы телеобслуживания. Дополнительные сервисные функции. Система теленаблюдения, телеуправления и обслуживания (в дальнейшем - системы ТУ-ТС) РРС являются одной из важнейших состав­ных частей станции, возможности которой существенно влияют на работу пользователя и в ряде случаев служат определяющим фактором при выборе РРС при прочих равных условиях. В соответствии с этим ведущие мировые производители РРС уделили значительное внимание проектированию и реализации этих систем.

В настоящее время, несмотря на отсутствие жесткой регламентации на проекти­рование в целом систем ТУ-ТС (используются рекомендации Международного сою­за электросвязи (МС-Э) G-821. G-826. G-921 и ряд других) реально у ведущих миро­вых производителей сложились как архитектура, так и более детальные требования к системам ТУ-ТС, обеспечивающим современный сервис и удобство пользователя.

В части архитектуры система ТУ-ТС подразделяется на три основных подсистемы:

  • система телеобслуживания собственно станции;

  • система управления и обслуживания радиорелейной линии;

  • система управления телекоммуникационной сетью.

Рассмотрим системы управления и обслуживания радиорелейных станций и ли­нии, поскольку система управления телекоммуникационной сетью является отдель­ным продуктом и рассмотрение ее выходит за рамки настоящего курса.

1. Система телеобслуживания станции обеспечивает:

  • Отображение состояния с выработкой сигнала обобщенной аварии станции, а также аварий по отдельным функциональным узлам: приемник; передатчик; синтезатор; модем; мультиплексор; источники питания и др.;

  • Контроль основных характеристик:

  • уровень мощности передатчика,

  • уровень сигнала на входе приемника,

  • напряжения вторичного источника питания;

  • измерение текущей достоверности и основанный на нем кон­троль качества работы в соответствии с рек. МСЭ-Т G.826 и М.2100 в следующем объеме:

  • период времени наблюдения (например, 15 мин., 24 ч.);

  • ES (errors seconds) - секунда с ошибками;

  • SES (severally errors seconds) - сильно пораженная ошибками секунда;

  • UAT (Universal Asynchronous Transmitter) - продолжительность времени неготовности;

  • EFS (errors free seconds) - количество секунд без ошибок;

  • ESR (errored seconds ratio) - коэффициент пораженных ошибка­ми секунд;

  • SESR (severally errored seconds ratio) - коэффициент сильно пора­женных ошибками секунд.

2. Система управления и обслуживания РРЛ осуществляет следующие
основные функции:

- Установка параметров блоков и систем. Для современных станций это:

  • пропускная способность,

  • мощность передатчика,

  • рабочие частоты приемника и передатчика;

  • маршрутизация трафика;

- Контроль, отображение и управление конфигурацией блоков и системы:

  • автоматический безобрывный переход на резерв вследствие ава­рии или замирания сигнала с приоритетами по степеням КоШ=10-3, 10-6, 10-10;

  • ручной безобрывный переход с рабочего ствола на резервный;

  • приоритетная очередность перехода стволов на резерв;

  • запрет автоматического перехода на резервный ствол в целях технического обслуживания и испытаний; отображение конфигурации системы, наличия блоков;

  • установка параметров блоков и системы.

- Наблюдение за рабочими характеристиками линии:

  • сбор и передача сигналов аварии;

  • ведение журнала работы с фиксацией времени включения/выключения, наличия сбоев, периодов снижения достоверности и т.д.

- Поиск и управление неисправностями:

  • анализ сигналов аварии;

  • организация шлейфов по информационному потоку и по СВЧ-сигналу, как на своей станции, так и на любой станции сети,

  • кольцевые проверки.

Контроль за телеобслуживанием осуществляется через монитор систе­мы управления с возможностью сохранения получаемой информации на стандартных носителях (с привязкой по времени) и ее распечатки на принтере через стандартизованный параллельный интерфейс.

3. Важной составной частью систем телеобслуживания линией являются дополнительные каналы связи:

  • Собственный канал связи станции между внешним (радиомодуль) и внутренним (базовый блок) блоками РРС, используемый для передачи сигналов состояния, команд управления и квитанций об их исполнении.

  • Канал речевой служебной связи вдоль радиолинии (обычно, один или два канала по 64 Кбит/с).

  • Служебные каналы пользователей - один или несколько каналов по 64 Кбит/с, используемые пользователем в своих целях, например, технологическая связь и управление системами пользователя.

  • Канал системы управления радиолинией.

  • Один или несколько низкоскоростных каналов для отображения со­стояния систем пользователя, не связанных с радиорелейной линией.

В современных условиях важным моментом является выбор аппаратур­ных средств, используемых для отображения состояния и управления ра­диорелейной станцией и линией. До недавнего времени использовались в основном дисплеи в базовом блоке станции, светодиодная индикация и ручное управление с передней панели базового блока или выносного пуль­та управления. В настоящее время используются, в основном, компьютеры, на базе которых создаются сетевые и локальные рабочие терминалы. Вме­сте с тем на передних панелях базовых блоков сохраняется определенное количество светодиодов и органов ручного управления. Получили некото­рое распространение также сервисные блоки, представляющие собой мини-компьютер с дисплеем на жидких кристаллах, которые удобны при тести­ровании отдельных станций и линии в полевых условиях. Подключение данных устройств производится через тот же стык, что и основного компьютера.

^ Система электропитания. Практическую важность для потребителя представляют параметры и свойства системы вторичного электропитания РРС. Очевидно, чем разнообразнее возможности электропитания РРС, чем более низкие требования предъявляет РРС к первичной сети, чем меньше энергопотребление аппаратуры, тем проще и удобнее установка и эксплуа­тация РРС. надежнее работа.

Энергопотребление является обобщающим показателем, отражающим общий технический уровень аппаратуры, включая качество элементной базы, оптимальность принятых схемотехнических решений. Энергопотреб­ление влияет также и на аппаратурную надежность, которая обычно повы­шается при уменьшении потребления, а, следовательно, тепловыделения.

Поэтому при выборе аппаратуры обращается внимание на параметр энергопотребления. Обычно энергопотребление приводится в расчете на один ствол в конфигурации "1+0". Для современной аппаратуры эта ве­личина лежит в пределах 35-50 Вт. Имеются отдельные сообщения о дос­тижении более низкого уровня- потребления - 30 Вт и менее.

Большинство радиорелейных станций предусматривают возможность электропитания, как от сети постоянного тока, так и от сети переменного тока. При питании от сети постоянного тока важной характеристикой явля­ется наличие гальванической развязки, что позволяет "развязать" станцию и питающую сеть, и тем самым снизить влияние помех по сети. Другим важным параметром является допустимый диапазон питающих напряже­ний без каких-либо переключений. Для современных станций эта величина составляет от 20 до 72 В. Станции с существенно более узким диапазоном (41-56 В либо 56-72 В) менее удобны при их использовании. Так, например, при питании станции с диапазоном напряжений 41-56 В от сети 60 В требу­ется еще дополнительный DC/DC-конвертор. Учитывая зачастую распо­ложение станций в местах, не обеспеченных сетью постоянного тока, пред­ставляется весьма полезной возможность питания станций от сети пере­менного тока, обычно с использованием AC/DC-конвертора как дополни­тельной комплектации, поставляемой одновременно со станцией.
Контрольные вопросы

  1. Как различаются РРЛ в зависимости от вила передаваемого трафика?

  2. Как различаются РРЛ в зависимости от рабочей частоты?

  3. Разъясните основные принципы организации ствола РРЛ.

  4. Перечислите основные достоинства цифровых РРЛ.

  5. Какое место занимает РРЛ в архитектуре ЭМ ВОС?

  6. Перечислите и кратко опишите основные характеристики РРЛ.

  7. От каких параметров зависят энергетические и спектральные харак­теристики РРЛ?

  8. Разъясните физический смысл коэффициента системы.

  9. В чем существенная разница между РРС, используемыми в сетях PDH и SDl

  10. Охарактеризуйте основные параметры, контролируемые системой телеобслуживания.



Скачать файл (72.4 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации
Рейтинг@Mail.ru