Розрахунок елементів цифрової радіорелейної системи передачі

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Міністерство освіти і науки України

Полтавський національний технічний університет

імені Юрія Кондратюка

Кафедра комп'ютерної інженерії

Контрольна робота

з навчальної дисципліни: «Цифрові радіорелейні та супутникові системи передачі»

на тему: «Розрахунок елементів цифрової радіорелейної системи передачі»

Виконав:

Казидуб О.О.

Полтава 2014

Зміст

1. Розробка ділянки цифрової РРЛ на базі обладнання ERICSSON MINI-LINK TN

2. Дослідження профілів даної РРЛ

2.1 Інтервал Полтава - ПРС-1

2.2 Інтервал ПРС-1 - ПРС-2

2.3 Інтервал ПРС-2 - ПРС-3

2.4 Інтервал ПРС-3 - Гадяч

3. Дослідження сайтів MINI-LINK TN

4. Розробка DCN для РРЛ

Висновок

Список використаної літератури

Вступ

РРС - радіорелейний зв'язок (в перекладі з французької означає проміжна станція), радіозв'язок за допомогою ланцюжка приймально-передавальних радіостанцій, що знаходяться один від одного в зоні прямої видимості антен.

Радіорелейні системи в даний час використовуються для з'єднання віддалених об'єктів в одну мережу, коли немає можливості пов'язувати воєдино віддалені комп'ютерні мережі, або ж прокладання оптоволоконних магістралей економічно невигідно, а також для створення магістральних каналів опорної мережі для операторів зв'язку. Так само вибір радіорелейних ліній зв'язку надає гарну можливість забезпечити взаємодію устаткування телефонної мережі загального користування.

Основні переваги сучасних радіорелейних ліній зв'язку:

- швидке розгортання ліній зв'язку при відносно невеликих фінансових інвестиціях;

- можливість безперешкодного проходження мережі над транспортними магістралями, над водними поверхнями;

- висока рентабельність експлуатації радіорелейних мереж;

- мінімальна вартість експлуатації мереж;

- ефективна організація якісного зв'язку у складних географічних та кліматичних умовах;

- багатофункціональне використання каналів зв'язку для передачі голосової і відеоінформації, електронних документів, забезпечення доступу до мережі інтернет;

- ефективне використання смуги частот;

- відновлення зв'язку в районах стихійних лих при рятувальних операціях.

1. Розробка ділянки цифрової РРЛ на базі обладнання ERICSSON MINI-LINK TN

Використовуючи вихідні дані для розрахунків, а також основні характеристики РРС Ericsson Mini-Link-TN, можна вважати, що передача інформації буде здійснюватися в діапазоні частот 13 ГГц, коефіцієнт підсилення антен діаметром 1,2м - 41dBi. Так, як пропускна здатність РРЛ(навантаження) дорівнює STM-1, то граничний рівень чутливості приймача - 65,8 dBm (115 мкВ), потужність передавача - 29 dBm (0,8 Вт). Тип розрахунку - геометрична пряма видимість. Висота антени пункту А - 30м, Б - 30м. Поляризація - вертикальна. На даній РРЛ використовую 3 РРС, висота підвісу антени яких 30м.

Під час вибору траси РРЛ необхідно передбачаю її «зигзагподібність», що виключає завади від станцій, розташованих через 3 прольоти. При неможливості виконання цієї умови для виключення взаємних завад на прямих ділянках необхідно застосовувати чергування планів частот.

Максимальні відстані між РРС визначаються задачами організації зв'язку, а також розрахунком в залежності від типу апаратури, рельєфу місцевості та припустимої висоти підвісу антен. За можливістю варто узгоджувати станції проектованої РРЛ з існуючими станціями та вузлами зв'язку. цифровий радіорелейний ericsson мікрохвильовий

Під час вибору траси РРЛ повинна бути забезпечена електромагнітна сумісність проектованої РРЛ з існуючими та проектованими супутниковими та наземними радіозасобами. Вибираю майданчики під РРС таким чином, щоб щільність потоку потужності, яка створювана РРС на території населених пунктів, не перевищувала гранично припустимих значень для населення, визначених санітарними нормами.

Під час розрахунку цифрових РРЛ будую профілі кожного прольоту при нульовій атмосферній рефракції, нормальній рефракції для даного кліматичного району та субрефракції.

Під час вибору траси РРЛ повинні бути передбачені заходи цивільного захисту по вимогах відповідних нормативних документів. Після попереднього вибору напрямку траси повинні бути побудовані подовжні профілі прольотів (вертикальні розрізи місцевості по лінії, що з'єднує центри опор 2-ух сусідніх РРС).

Відповідно до норм технологічного проектування споживачі електроенергії на радіорелейних станціях відносяться до 2-ох основних категорій: 1а і 1б. До категорії 1а відноситься вся радіорелейна апаратура та апаратура ущільнення. Цей вид споживачів електроенергії не допускає перерв у електроживленні, короткочасних стрибків і коливань напруги більш ніж на ±(2-3)%. До категорії 1б відноситься другорядне технологічне обладнання, електродвигуни вентиляторів, аварійне висвітлення і т.ін. Такі споживачі електроенергії, як освітлювальна мережа приміщень, електроопалення відносяться до категорії 3.

На майданчиках вузлових і кінцевих РРС звичайно розміщають наступні будівлі та споруди: технічний будинок, антенну опору, дизельну (можна також розміщати в технічному будинку), трансформаторну підстанцію, склад ГСМ, інші споруди.

Розрахункова частина проекту на будівництво РРЛ прямої видимості містить в собі три основних розділи:

* розрахунок висот підвісу антен;

* розрахунок стійкості зв'язку;

* розрахунок потужності сигналу на вході приймача кожного прольоту та очікуваної потужності шумів у каналах РРЛ.

Для РРЛ прямої видимості в МСЕ-Р визначені критерії якості зв'язку. Одна з основних задач проектувальника при розрахунках РРЛ - перевірити відповідність проектованої РРЛ цим критеріям. Якість зв'язку на РРЛ в окремі моменти часу може значно погіршуватися у порівнянні з нормативним через виникнення глибоких завмирань на лінії.

Для перевірки стійкості зв'язку необхідно для кожного прольоту розрахувати сумарну імовірність погіршення якості зв'язку та далі розрахувати сумарну імовірність погіршення якості зв'язку на РРЛ, але для цього необхідно спочатку розрахувати висоти підвісу антен.

Розрізняють два основних типи прольотів РРЛ: пересічені (тут впливом відбиття радіохвиль від поверхні Землі можна зневажити) і слабопересічені (де варто враховувати відбиття радіохвиль від поверхні Землі). Розрахунок висот підвісу антен і стійкості зв'язку на таких прольотах різний. Основним критерієм для розрахунку висоти підвісу антен на пересіченому прольоті є умова відсутності екранування завадами мінімальної зони Френеля при субрефракції радіохвиль. На слабопересічених прольотах враховують відбиття радіохвиль від поверхні, що підстилає. До таких прольотів відносяться морські прольоти РРЛ, деякі сухопутні прольоти з нерівностями земної поверхні. Висоти підвісу антен визначаються з профілю.

Рис. 1. Відображення РРЛ на карті.



Рис. 2. Структурна схема РРЛ.

2. Дослідження профілів інтервалів даної РРЛ

2.1 Інтервал Полтава Корпус К - ПРС-1

Необхідною умовою є те, що ділянка цифрової РРЛ повинна містити тільки відкриті інтервали (профіль першого типу).

Рис. 3. Відображення профілю прольоту ОРС-1 - ПРС-1

Як видно із рис. 3, дана умова виконується. Тому визначаю параметри профілю прольоту:

1) Висота підвісу антени: на ОРС-1 - 30м, на ПРС-1 - 30м;

2) Відстань між станціями: 25,03км;

3) Загасання у вільному просторі: 142,6дБ;

4) Загальне загасання при розповсюдженні: 148,1дБ;

5) Найгірший прийом відносно порогового рівня сигналу: 27,8дБ;

6) Мінімальний просвіт: 1,8F1 в 23,46км.



Рис. 4. Статистика радіоканалу

2.2 Інтервал ПРС-1 - ПРС-2

Рис. 5. Відображення профілю прольоту ПРС-1 - ПРС-2

Як видно із рис. 5, умова відкритого інтервалу виконується. Тому визначаю параметри профілю прольоту:

1) Висота підвісу антени: на ПРС-1 - 30м, на ПРС-2 - 30м;

2) Відстань між станціями: 23,16км;

3) Загасання у вільному просторі: 142,0дБ;

4) Загальне загасання при розповсюдженні: 147,9дБ;

5) Найгірший прийом відносно порогового рівня сигналу: 28дБ;

6) Мінімальний просвіт: 0,7F1 в 10,99км.



Рис. 6. Статистика радіоканалу

2.3 Інтервал ПРС-2 - ПРС-3

Рис. 7. Відображення профілю прольоту ПРС-2 - ПРС-3

Як видно із рис. 7, умова відкритого інтервалу виконується. Тому визначаю параметри профілю прольоту:

1) Висота підвісу антени: на ПРС-2 - 30м, на ПРС-3 - 30м;

2) Відстань між станціями: 30,42км;

3) Загасання у вільному просторі: 144,3дБ;

4) Загальне загасання при розповсюдженні: 151,0дБ;

5) Найгірший прийом відносно порогового рівня сигналу: 24,8дБ;

6) Мінімальний просвіт: 1,3F1 в 10,53км.



Рис. 8. Статистика радіоканалу

2.4 Інтервал ПРС-3 - Гадяч Укртелеком

Рис. 9. Відображення профілю прольоту ПРС-3 - ОРС-2

Як видно із рис. 9, умова відкритого інтервалу виконується. Тому визначаю параметри профілю прольоту:

1) Висота підвісу антени: на ПРС-3 - 30м, на 0РС-2 - 30м;

2) Відстань між станціями: 25,85км;

3) Загасання у вільному просторі: 142,9дБ;

4) Загальне загасання при розповсюдженні: 149,0дБ;

5) Найгірший прийом відносно порогового рівня сигналу: 26,9дБ;

6) Мінімальний просвіт: 0,8F1 в 9,01км.



Рис. 10. Статистика радіоканалу

3. Дослідження сайтів MINI-LINK TN

Визначаю основні параметри кожного сайту на даній РРЛ, а також наводжу специфікацію даних сайтів.

На ОРС-1:

1) Географічні координати: 49°49'03"С і 34°31'58"В;

2) Висота підвісу антени: 30м;

3) Істинний азимут: 4,52°;

4) Магнітний азимут: 356,85°;

5) Кут підвищення: -0,02926°.

На ПРС-1:

Сайт№1.

1) Географічні координати: 49°35'34"С і 34°30'19"В;

2) Висота підвісу антени: 30м;

3) Істинний азимут: 184,54°;

4) Магнітний азимут: 176,80°;

5) Кут підвищення: -0,0674°.

Сайт№2.

1) Географічні координати: 49°57'53"С і 34°18'06"В;

2) Висота підвісу антени: 30м;

3) Істинний азимут: 314,80°;

4) Магнітний азимут: 307,06°;

5) Кут підвищення: -0,2257°.

На ПРС-2:

Сайт№1.

1) Географічні координати: 49°49'03"С і 34°31'58"В;

2) Висота підвісу антени: 30м;

3) Істинний азимут: 134,63°;

4) Магнітний азимут: 126,88°;

5) Кут місця: -0,0163°.

Сайт№2.

1) Географічні координати: 50°03'56"С і 34°02'14"В;

2) Висота підвісу антени: 30м;

3) Істинний азимут: 300,80°;

4) Магнітний азимут: 293,06°;

5) Кут місця: 0,2510°.

На ПРС-3:

Сайт№1.

1) Географічні координати: 49°57'53"С і 34°18'06"В;

2) Висота підвісу антени: 30м;

3) Істинний азимут: 120,52°;

4) Магнітний азимут: 112,80°;

5) Кут місця: -0,0242°.

Сайт№2.

1) Географічні координати: 50°07'52"С і 33°57'02"В;

2) Висота підвісу антени: 30 м;

3) Істинний азимут: 23,10°;

4) Магнітний азимут: 15,38°;

5) Кут місця: -0,3567°.

На ОРС-2:

1) Географічні координати: 50° 06'18"С і 33°56'00"В;

2) Висота підвісу антени: 30 м;

3) Істинний азимут: 203,21°;

4) Магнітний азимут: 195,40°;

5) Кут місця: 0,1240°.

Обладнання Mini-Link TN (вузол трафіку, Traffic Node) призначено для створення масштабованих мікрохвильових вузлів мереж безпроводового зв'язку. Система забезпечує: інтегровану маршрутизацію трафіку, PDH- і SDH-мультиплексування, передачу Ethernet, а також механізми резервування на канальному та мережному рівнях. Програмна конфігурація маршрутизації трафіку дозволяє мінімізувати використання зовнішніх кабелів, підвищує надійність системи та забезпечує можливість віддаленого виконання всіх робіт, що пов'язані з маршрутизацією. У порівнянні з традиційними продуктами, економія простору в стійці може досягати 70%. Діапазон конфігурацій обладнання варіюється в залежності від вимог - від невеликих кінцевих сайтів з одним радіорелейним модулем до значних, де велика кількість трактів з одного напрямку поєднуються в один, радіорелейний або оптичний тракт іншого напрямку.

Основними компонентами системи Mini-Link TN є магазин модулів доступу зі встановлюваними в нього знімними блоками або блок термінала доступу і зовнішні радіоблоки (RAU) з антенами.

Магазин модулів доступу (Access Module Magazine, АММ). У свою чергу, існує кілька модифікацій магазина модуля доступу. АММ вміщає в себе плати різного призначення. Всі плати з'єднані між собою за допомогою комутаційної плати (шини) на задній стінці (backplane).

В АММ розміщаються знімні блоки:

- блок процесора вузла (Node Processor Unit, NPU);

- блок модему (Modem Unit, MMU);

- блок сервісу (Service Access Unit, SAU), додатковий;

- блок інтерфейсу Ethernet (Ethernet Interface Unit, ETU), додатковий;

- блок агрегації АТМ (ATM Aggregation Unit, AAU), додатковий;

- блок термування лінії (Line Termination Unit, LTU), додатковий;

- блок ключів-мультиплексорів (Switch Multiplexer Unit, SMU), додатковий;

- блок фільтра силового живлення (Power Filter Unit, PFU);

- блок вентилятора (Fan Unit, FAU) (рис. Б.6, Б.7).

У даній роботі використовується AMM 6p B (рис. 11).

Внутрішній блок модему (Modem Unit, MMU2) виконує функції інтерфейсу для радіоблоку. Для кожного радіоблоку потрібний один MMU2. Також для забезпечення зв'язку на РРЛ використовую радіоблоки RAU1 N 13/CD Kit.

Рис. 11. Модифікація AMM 6p B.

Рис.12. Формування конфігурації сайтів Mini-Link TN

4. Розробка DCN для РРЛ

Обладнання Mini-Link TN обладнано вбудованим IP маршрутизатором для обробки трафіка управління (DCN - мережа обміну даними). Канали DCN можуть використовуватися для передачі інформації сторонніх систем управління.

Для організації мережі управління (DCN) використовується IP-мережа (рис. 13).

Рис. 13. IP DCN

Підтримуються наступні стандартні служби зовнішньої IP-мережі:

- FTP (протокол передачі файлів)- застосовується в якості механізма передачі файлів при оновленні ПО, а також для резервного копіювання і відновлення конфігурації системи;

- DNS (система доменних імен) - дає можливість використовувати імена хостів;

- DHCP (протокол динамічної конфігурації хостів) - використовується для призначення IP-адрес в мережі обміну даними. В мережевому елементі працює агент-ретранслятор DHCP для обслуговування іншого обладнання в локальній мережі вузла.

Існує також три варіанта доступу до обладнання ML TN через ML E. Оптимальним варіантом доступу до обладнання Mini-Lint TN через Mini-Link E є варіант зображений на рис. 14, оскільки для доступу до Mini-Lint TN використовуються вже існуючі елементи мережі на базі Mini-Link E.

Рис. 14. Доступ до обладнання Mini-Lint TN через Mini-Link E

Висновок

Дана робота передбачала розрахунок елементів цифрової радіорелейної системи передачі. Робота виконувалася за допомогою двох програмних середовищ Radio Mobile та Google Планета Земля. Перед виконанням роботи, був вивчений інтерфейс програм та набуті навички по роботі з даними середовищами.

Першим етапом виконання даної роботи була розробка ділянки цифрової РРЛ. Були розставлені в програмному середовищі Radio Mobile на трасі РРЛ передаюча станція, приймаюча станція та 3 ретранслятори. Дані станції були розміщені «зигзагоподібно», щоб виключити завади від станцій, що розташовані поряд. В цьому розділі після того як були визначені відстані між станціями була побудована структурна схема РРЛ.

Другий етап роботи передбачав дослідження профілів інтервалів даної РРЛ. В ході роботи було досліджено 4 профілі прольоту, для кожного з яких було відображено радіоканал, визначено параметри профілю прольоту та зображено статистику радіоканалу.

На третьому етапі роботи досліджені сайти Mini-Link TN. Для кожного сайту визначено географічні координати, висоту підвісу антени, істинний азимут, магнітний азимут та кут підвищення. Був обраний основний компонент системи Mini-Link TN магазин модулів AMM 6p B. Сформовано конфігурації сайтів Mini-Link TN.

Четвертий етап РГР передбачав розробку мережу передачі даних для даної РРЛ. Було обрано другий варіант доступу до обладнання Mini-Lint TN через Mini-Link E, оскільки для доступу до Mini-Lint TN використовуються вже існуючі елементи мережі на базі Mini-Link E.

Список використаної літератури

1. Грицька Т.С., Слюсарь І.І., Тиртишников О.І., Уткін Ю.В. Начально-методичний посібник до виконання рефератів, розрахунково-графічних, курсових і кваліфікаційних робіт. - Полтава: ПолтНТУ, 2012. - 60 с.

2. ДСТУ-3008-95. Державний стандарт України - Документація. Звіти у сфері науки і техніки. - К.: Державний комітет України по стандартизації, метрології та сертифікації, 1996 р.

3. Слепов Н.Н. Синхронные цифровые сети SDH. - М.: Эко-Трендз, 1997. - 143 с.

4. Немировский А.С., Даниловис О.С., Маримонт Ю.И. Радиорелейные и спутниковые системы передачи. - М.: Радио и связь, 1986. - 392 с.

5. Mini-Link TN, Mini-Link НС, Mini-Link Е. ETSI. - Каталог продукции. RU/LZT 712 0191 R2C - 214 с.

Размещено на Allbest.ru