Розрахунок елементів цифрової радіорелейної системи передачі

28

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Вступ

Цифрові радіорелейні та супутникові системи передачі (ЦРССП) стали ефективним засобом передачі сотень і тисяч телефонних сигналів на відстані в тисячі кілометрів, конкуруючи з іншими засобами зв'язку, в тому числі кабельними, вдало доповнюючи їх. На сьогодні вони стали важливою складовою частиною цифрових мереж електрозв'язку - відомчих, корпоративних, регіональних, національних і навіть міжнародних, оскільки мають ряд важливих переваг, у тому числі:

– можливість швидкого монтажу обладнання при невеликих капітальних витратах (малі габарити і маса станцій дозволяють розміщувати їх, використовуючи вже наявні приміщення, опори та всю інфраструктуру споруд);

– організація багатоканального зв'язку на ділянках місцевості зі складним рельєфом (ліс, гори, болота і т. ін.), - економічно вигідна, а іноді й єдино можлива;

– можливість застосування для аварійного відновлення зв'язку у випадку надзвичайних ситуацій, при рятувальних операціях і т. ін.;

– ефективність розгортання розгалужених цифрових мереж у великих містах та індустріальних зонах, де прокладка нових кабелів занадто дорога або неможлива;

– якість передачі інформації з РРЛ практично не поступається ВОЛЗ та іншим кабельним лініям.

Темою даної розрахунково-графічної роботи є розрахунок елементів цифрової радіорелейної системи передачі. Тому, на мою думку, саме завдяки перевагам ЦРРСП не є дивним актуальність даного проекту.



1. Розробка ділянки цифрової РРЛ на базі обладнання Ericsson Mini-Link TN

Використовуючи вхідні дані для розрахунків, а також основні характеристики РРС Ericsson Mini-Link-TN, я можу зробити висновок, що передача інформації в моєму випадку буде здійснюватися в діапазоні частот 11 ГГц, коефіцієнт підсилення антен діаметром 1,2 м - 41,4 dBi. Так, як пропускна здатність РРЛ(навантаження) дорівнює 2xSTM-1, то граничний рівень чутливості приймача - 65 dBm (125,8925 мкВ), потужність передавача - 26 dBm (0,3981072 Вт). Тип розрахунку - геометрична пряма видимість. Висота антени пункту А - 60 м, Б - 30 м. Поляризація - вертикальна. На даній РРЛ використовую 3 РРС, висота підвісу антени яких 30 м.

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.

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 лінії зв'язку на карті місцевості



Структурна схема РРЛ представлена на рис. 2.

Рис. 2. Структурна схема РРЛ



2. Дослідження профілів інтервалів даної РРЛ

2.1 Інтервал Полтава - 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 - 30 м, на ПРС-1 - 30 м;

2) Відстань між станціями: 17,58 км;

3) Загасання у вільному просторі: 138,3дБ;

4) Загальне загасання при розповсюдженні: 151,5дБ;

5) Найгірший прийом відносно порогового рівня сигналу: 21,3дБ;

6) Мінімальний просвіт: 2,4F1 в 11,72 км.

Рис. 4. Відображення основної інформації про профіль прольоту ОРС-1 - ПРС-1

Рис. 5. Загальна статистика радіоканалу

2.2 Інтервал ПРС-1 - ПРС-2

Рис. 6. Відображення профілю прольоту ПРС-1 - ПРС-2

Як видно із рис. 6, умова відкритого інтервалу виконується. Тому визначаю параметри профілю прольоту:

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

2) Відстань між станціями: 26,61 км;

3) Загасання у вільному просторі: 141,9дБ;

4) Загальне загасання при розповсюдженні: 144,3дБ;

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

6) Мінімальний просвіт: 2,1F1 в 16,37 км.

Рис. 7. Відображення основної інформації про профіль прольоту ПРС-1 - ПРС-2



Рис. 8. Загальна статистика радіоканалу

2.3 Інтервал ПРС-2 - ПРС-3

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

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

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

2) Відстань між станціями: 28,91 км;

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

4) Загальне загасання при розповсюдженні: 152,7дБ;

5) Найгірший прийом відносно порогового рівня сигналу: 20,1дБ;

6) Мінімальний просвіт: 2,0F1 в 13,82 км.



Рис. 10. Відображення основної інформації про профіль прольоту ПРС-2 - ПРС-3

Рис. 11. Загальна статистика радіоканалу

2.4 Інтервал ПРС-3 - 0РС-2

Рис. 12. Відображення профілю прольоту ПРС-3 - ОРС-2

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

7) Висота підвісу антени: на ПРС-3 - 30 м, на 0РС-2 - 60 м;

8) Відстань між станціями: 34,83 км;

9) Загасання у вільному просторі: 144,2дБ;

10) Загальне загасання при розповсюдженні: 148,2дБ;

11) Найгірший прийом відносно порогового рівня сигналу: 24,6дБ;

12) Мінімальний просвіт: 2,5F1 в 7,68 км.

Рис. 13. Відображення основної інформації про профіль прольоту ПРС-2 - ПРС-3

Рис. 14. Загальна статистика радіоканалу



3. Дослідження сайтів Mini-Link TN

Визначаю основні параметри кожного сайту на даній РРЛ, а також на рис. 14 наводжу специфікацію даних сайтів.

На ОРС-1:

1) Географічні координати: 49°35'30.9 «С і 34°33'4.8 «В;

2) Висота підвісу антени: 30 м;

3) Істинний азимут: 216,52°;

4) Магнітний азимут: 208,93°;

5) Кут місця: 0,0215°.

На ПРС-1:

Сайт №1.

1) Географічні координати: 49°27'53.4 «С і 34°24'23.8 «В;

2) Висота підвісу антени: 30 м;

3) Істинний азимут: 36,41°;

4) Магнітний азимут: 28,89°;

5) Кут місця: -0,1795°.

Сайт №2.

1) Географічні координати: 49°27'53.4 «С і 34°24'23.8 «В;

2) Висота підвісу антени: 30 м;

3) Істинний азимут: 262,38°;

4) Магнітний азимут: 254,86°;

5) Кут місця: -0,1241°.

На ПРС-2:

Сайт №1.

1) Географічні координати: 49°25'57.3 «С і 34°02'32.3 «В;

2) Висота підвісу антени: 30 м;

3) Істинний азимут: 82,11°;

4) Магнітний азимут: 74,66°;

5) Кут місця: -0,1150°.

Сайт №2.

1) Географічні координати: 49°25'57.3 «С і 34°02'32.3 «В;

2) Висота підвісу антени: 30 м;

3) Істинний азимут: 200,27°;

4) Магнітний азимут: 198,82°;

5) Кут місця: 0,0701°.

На ПРС-3:

Сайт №1.

6) Географічні координати: 49°11'18.3 «С і 33°54'15.7 «В;

7) Висота підвісу антени: 30 м;

8) Істинний азимут: 20,17°;

9) Магнітний азимут: 12,81°;

10) Кут місця: -0,3303°.

Сайт №2.

6) Географічні координати: 49°11'18.3 «С і 33°54'15.7 «В;

7) Висота підвісу антени: 30 м;

8) Істинний азимут: 258,63°;

9) Магнітний азимут: 251,28°;

10) Кут місця: -0,1819°.

На ОРС-2:

1) Географічні координати: 50° 1'24.33 «С і 32°58'11.12 «В;

2) Висота підвісу антени: 60 м;

3) Істинний азимут: 78,28°;

4) Магнітний азимут: 71,03°;

5) Кут місця: -0,1328°.

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 розрахунково-графічній роботі я використовую AMM 6p B (рис. 15).



Рис. 15. Зображення магазину модулів доступу AMM 6p B

Внутрішній блок модему (Modem Unit, MMU2) виконує функції інтерфейсу для радіоблоку. Для кожного радіоблоку потрібний один MMU2. При цьому можливо підвищення пропускної здатності за рахунок поляризаційного ущільнення - XPIC (рис. 16).

Рис. 16. Підвищення пропускної здатності за рахунок XPIC

Також для забезпечення зв'язку на РРЛ використовую радіоблоки RAU1 №8/CD Kit.

Так, як використовується однотипне обладнання на всій лінії зв'язку, то конфігурація сайтів також буде однаковою на різних проміжках РРЛ. Формування конфігурації сайтів Mini-Link TN наведено на рис. 17.



Рис. 17. Формування конфігурації сайтів Mini-Link TN



4. Розробка DCN для РРЛ

Data Communication Network (DCN) - мережа передачі даних. DCN з'єднує мережеві елементи (NE) із внутрішніми функціями узгодження або пристроями узгодження (MO) з операційними системами (OS). Для організації мережі управління (DCN) може використовуватися NPU і IP-мережа (рис. 19).

Рис. 19. IP DCN

Усього існує 3 варіанта доступу до обладнання ML TN через ML E. Але, на мою думку, найбільш доцільно буде використовувати наступний варіант DCN, зображений на рис. 20.

Рис. 20. DCN для розрахункової РРЛ



Висновок

На даній розрахунково-графічній роботі я розрахував елементи цифрової радіорелейної системи передачі. Робота складалася із 4 основних частин. У першій частині я розробив ділянку цифрової РРЛ на базі обладнання ERICSSON MINI-LINK TN, дотримуючись вихідних даних для розрахунків і вимог до проектування. Результатом служить структурна схема РРЛ, зображена на рис. 2. У другій частині дослідив 4 профілі інтервалів лінії зв'язку, а також визначив їх параметри. Умова відкритого інтервалу виконується. У третій частині роботи визначив основні параметри кожного сайту на даній РРЛ, а також на рис. 15 навів специфікацію даних сайтів. І в останній частині розрахунково-графічної роботи було розроблено оптимальну і найбільш доцільну DCN для даної РРЛ.

РГР спирається на використання сучасних методів проектування, що застосовуються відповідними спеціалізованими установами, та максимально наближена до питань реального проектування цифрових систем передачі. Тому, виконавши дану роботу, я набув певних навиків у проектування цифрових РРЛ за допомогою програмного забезпечення Radio Mobile і Google Earth.



Список використаних джерел

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. НаритникТ.М., ВолковВ.В., УткінЮ.В. Радіорелейні та тропосферні системи передачі: навч. посіб. - Полтава: ПНТУ, 2009 р. -331 с.

6. Мордухович Л.Г., Степанов А.П. Системы радиосвязи. курсовое проектирование: учеб. пособие для ВУЗов. - М.: Радио и Связь, 1987. -192 с.

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

8. Mini-Link TN release 4. - Ericsson's market leading microwave transmission node. EN/LZT 110 5195 R4 ETSI. - 4 р.

Размещено на Allbest.ru