Расчет транспортной сети оператора сотовой связи "Мегафон" в Верхнебуреинском районе

Размещено на http://www.allbest.ru/

ВВЕДЕНИЕ

В силу растущих объемов передаваемой информации, все более ощущается потребность в качественных, надежных и емких каналах связи. Если в Европе на магистральных линиях основную роль играют волоконно-оптические линии связи, то на территории РФ прокладка оптоволоконной линии связи может иметь слишком высокую стоимость из-за низкой плотности населения отдельных районов. Вот тут нужно вспомнить о существовании другого оборудования связи - радиорелейных линий (РРЛ).

Радиорелейные линии связи прямой видимости занимают одно из важнейших мест в системах средств передачи информации. Быстрое развитие технологии открывает новые возможности в этой области. Потребность в недорогих надежных ЦРРЛ с относительно небольшой протяженностью и емкостью стремительно возрастает. Для частот выше 10 ГГц разработано и имеется на рынке большое количество типов аппаратуры как отечественного, так и импортного производства. Конструктивно, такая аппаратура часто выполняется в виде моноблоков, когда приемопередающее оборудование и антенна составляют единое целое. Это дает возможность строить на линиях связи простые необслуживаемые промежуточные станции с относительно недорогими антенными опорами. Многие системы полностью автоматизированы, управляются микропроцессорными или компьютерными устройствами, имеют гибкую структуру и обеспечивают реализацию различных конфигураций сетей.

Целью данного проекта является расчет транспортной сети оператора сотовой связи «Мегафон» в Верхнебуреинском районе. После проведения анализ существующей сети, стало ясно, что она безнадежно устарела, ведь основная ее часть была построена еще в 80-е годы XX века. Лишь на участке Чегдомын - Новый Ургал функционирует линия ЦРРЛ, построенная на оборудовании Pasolink фирмы NEC (Япония), развитие которой является довольно дорогостоящим вложением.

Данный дипломный проект направлен на разработку более дешевой и эффективной линии связи, приспособленной под климатические условия Дальневосточного региона, и обеспечение населения набором доступных услуг: мобильный интернет, мобильная голосовая связь, передача коротких сообщений.

1. ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩЕЙ СЕТИ СОТОВОЙ СВЯЗИ ОПЕРАТОРА «МЕГАФОН?ДВ» В ВЕРХНЕБУРЕИНСКОМ РАЙОНЕ

В настоящее время Верхнебуреинский район Хабаровского края неполностью охвачен сотовой связью. Оператор сотовой связи «Мегафон?ДВ» имеет базовые станции (БС) только в наиболее крупных населенных пунктах:

- БС1 находится по адресу п.Чегдомын, ул.Заводская,33 на территории объекта«РТРС»;

- БС2 находится по адресу п.Чегдомын, ул.Шоссейная на территории Ургальского угольного комбината;

- БС3 находится по адресу п.Новый Ургал, ул.Киевская, 2 на территории ТТК - «Новый Ургал»;

- БС4 располагается по адресу п.ЦЭС, на территории котельной;

- БС5 находится по адресу п.Тырма.

Технологическое оборудование и антенны установлены на арендованных площадях. Транспортирование информационных потоков от БС до контроллера базовых станций (КБС) осуществляется также за счет аренды каналов у других операторов связи. Стоимость аренды довольно высокая. Поэтому есть необходимость иметь собственную транспортную сеть связи в Верхнебуреинском районе.

Оператор «Мегафон?ДВ» еще не имеет БС в крупном населенном пункте района пгт.Софийск и небольших - с.Алонка и с.Этыркэн. Выход в сеть общего пользования из пгт.Софийск осуществляется по спутниковым каналам связи, а с.Алонка и с.Этыркен - по каналам связи, арендованным у ОАО «Российские железные дороги».

На рисунке 1.1 представлена схема существующей сети сотовой связи оператора «Мегафон?ДВ» в Верхнебуреинском районе Хабаровского края.

2. ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА ЦРРЛ ДЛЯ ПРОЕКТА

При выборе оптимального варианта сети связи необходимо учитывать все возможные факторы, которые могут затруднить или наоборот облегчить построение какой-либо линии связи.

Современные системы передачи информации используют множество различных технологий, количество которых стремительно увеличивается. Однако наибольшее развитие получили кабельные, волоконно-оптические линии связи (ВОЛС) и беспроводные системы. Кабельные системы связи получили наибольшее распространение в распределительных сетях и системах дальней связи, однако высокая стоимость исходных материалов (цветных и драгоценных металлов), наряду с относительно небольшой полосой пропускания, делают проблематичным конкурентоспособность подобных устройств в будущем. Общими недостатками кабельных структур являются: большое время строительства, связанное с земляными или подводными работами, подверженность воздействию природных катаклизмов, актов вандализма и терроризма и все возрастающая стоимость прокладочных работ. Работы по развертыванию проводных систем трудоемки, а в некоторых местах, особенно в охраняемых районах или при сложном рельефе, практически неосуществимы.

Развитие сети связи на базе волоконно-оптических линий связи обходится очень дорого и экономически нерационально при малых скоростях передачи информации, как требуется в данном проекте. Поэтому для решения этой задачи целесообразнее использование беспроводных систем связи, к которым относятся спутниковая и радиорелейная связь, тем более что во многих регионах мира внедрение беспроводных технологий идет опережающими темпами.

Важным же достоинством беспроводных систем является малое время развертывания. Это, в частности, связано с тем, что отпадает необходимость в рытье траншей, укладывании кабеля. Беспроводные системы могут вводиться в эксплуатацию поэтапно. Проводная же система требует создания всей инфраструктуры единовременно.

Для спутниковых систем связи характерной особенностью является возможность передачи относительно небольших объемов информации со скоростью до 10 - 60 Мбит/с на очень большие дальности, перекрывая значительные площади земной поверхности (вплоть до построения глобальных систем). Поэтому спутниковую связь, как правило, используют при условии, если земные станции располагаются на расстоянии не менее 500 км друг от друга. К тому же, аренда спутниковых каналов достаточно дорога, чтобы использовать этот вид связи для развития на участках местной сети. Поэтому для данного дипломного проекта использование спутниковой системы связи нерационально.

Для передачи больших объемов информации на расстояния в тысячи километров широкое распространение получили радиорелейные линии связи прямой видимости (РРЛ), принцип которых заключается в создании системы ретрансляционных станций, расположенных на расстоянии, обеспечивающих устойчивую работу.

Разработка цифровых систем передачи стала основной для появления и развития цифровой радиорелейной линии. Спектр применения цифровых радиолиний достаточно широк. Сеть радиорелейных станций (РРС) может строиться как однопролетная линия, многопролетная линия и радиорелейная сеть. Радиорелейная линия на основе цифровых РРС стали важной составной частью цифровых сетей электросвязи - ведомственных, региональных, национальных, корпоративных и международных.

Цифровая система передачи (ЦСП) перед аналоговыми системами передачи обладает следующими достоинствами:

1) высокая помехоустойчивость, следовательно, можно снизить требования к переходным влияниям и собственным шумам;

2) цифровой способ позволяет заменить усиление сигнала на ПРС регенераций, что увеличивает дальность, облегчает условия передачи из-за снижения требований к допустимым помехам;

3) более высокие технико-экономические показатели, однотипность узлов, широкое применение вычислительной техники;

4) высокая стабильность параметров ЦСП устраняет необходимость регулировки узлов оборудования в процессе эксплуатации;

5) негласность связи;

6) возможность создания цифровой сети связи, в которой передача информации и ее коммутации будут основываться на единых принципах;

7) в аналоговых системах передачи при увеличении загрузки растет мощность шумов, а в ЦСП такой зависимости нет.

Таким образом, проанализировав явные достоинства цифровых систем передачи, можно сделать вывод, что данный проект целесообразнее реализовать на базе более экономичных и обеспечивающих лучшее качество связи цифровых РРС.

3. ВЫБОР ТРАССЫ ЦРРЛ И РАССТАНОВКА РРС

Стоимость строительства проектируемой ЦРРЛ, а также ее последующей эксплуатации, в значительной степени зависит от правильного выбора трасы. Выбор мест установки радиорелейных станций, должен быть такой, при котором обеспечивается высокий и стабильный во времени уровень высокочастотных сигналов на входах приемников всех станций. При этом надежность и качество связи проектируемой РРЛ полностью должны удовлетворять заданным нормам на ее качественные показатели.

Выбор трассы целесообразно производить по следующему плану:

- выбор числа и места расположения промежуточных станций;

- производиться предварительный выбор трассы по топографическим картам масштабом 1:1000000 или 1:500000, намечая ее общее направление;

- после предварительного выбора направления трассы ее более подробно намечают уже по мелкомасштабным картам (1:100000 или 1:50000), отмечая места предполагаемого размещения площадок РРЛ;

- далее строят продольные профили пролетов.

При выборе трассы РРЛ, во избежание дополнительных затрат при строительстве, необходимо предусмотреть, чтобы площадки РРС размещались на доминирующих высотах при максимальном приближении к населенным пунктам, трассам автомобильных и железнодорожных дорого. А также должна быть предусмотрена «зигзагообразность», исключающая помехи от станций, расположенных через три пролета.

При рассмотрении топографической карты, стало ясно, что на интервале от пгт.Чегдомын до пгт.Софийск нет прямой видимости из-за превалирующей возвышенности высотой до 1234 м., на протяжении этого интервала имеются еще возвышенности - 703, 774, 700, 614, 1212, 1184, 1234. Расстояние между с.Алонка и пгт.Софийск (156 км) следует разбить на 3 пролета. Самые оптимальные варианты - на высотах 1212 и 774. Этот вариант расположения промежуточных станций будет самым удобным и в отношении высоты локации, и в отношении возможности обслуживания радиорелейных станций.

Рассмотрим участок Чегдомын - Новый Ургал. Расстояние между пунктами 35 км. Здесь достаточно одного пролета. Участок Новый Ургал - Алонка имеет расстояние 33 км, Алонка - Этыркэн имеют расстояние 52 км и мы его разобъем на два участка: первый - Алонка - ПРС-1 - 40 км и ПРС-1 - Этыркэн - 12 км.

В результате мы обеспечиваем связь на участках с. Алонка - пгт. Софийск при помощи трех интервалов (58; 45 и 53 км), на участке пгт. Чегдомын - пгт. Новый Ургал - 35 км, пгт. Новый Ургал - с. Алонка - 33 км и с. Алонка - с. Этыркэн - при помощи двух интервалов (40 и 12 км).

Оборудование промежуточных станций можно разместить на ретрансляционных башнях, что в последующем значительно сократит затраты на строительство магистрали цифровой радиорелейной линии (ЦРРЛ).

Электропитание удаленных объектов планируется производить от ветряных генераторов.

На оконечных станциях необходима установка достаточно компактных крышевых антенно-мачтовых устройств.

Станции, проектируемые в населенных пунктах имеют площади для размещения оборудования РРЛ.

Схема прохождения выбранной трассы проектируемой линии РРЛ изображена на рисунке 3.1.

4. РАСЧЕТ И ПОСТРОНИЕ ПРОФИЛЕЙ ИНТЕРВАЛОВ РРЛ

Продольный профиль интервала представляет собой вычерченный в определенном масштабе вертикальный разрез местности по линии, соединяющей две соседние радиорелейные станции. Продольные профили интервалов РРЛ полно и наглядно характеризуют рельеф местности на каждом интервале связи и являются основными рабочими документами, позволяющими выполнять расчет устойчивости работы радиорелейной линии при заданных нормах на ее качественные показатели.

Построение продольных профилей производится в прямоугольной системе координат с применением разных масштабов по горизонтали и вертикали. Высоты препятствий на поверхности земли измеряются в метрах, а расстояние между радиорелейными станциями - в километрах. Таким образом, высоты откладывают на профиле не по линиям, проходящим через центр Земли (т.е. по радиусу Земли), а по вертикали (по оси ординат) и отсчет их ведется не от горизонтальной линии профиля, а от линии кривизны земной поверхности, принимаемой за линию уровня моря или за условный нулевой уровень. Расстояние же между станциями откладывается не по криволинейной поверхности, а по горизонтали (оси абцисс). При таком построении профиля земная поверхность изображается не окружностью, а параболой. Построение дуги земной кривизны (параболы) производится после определения расстояний между станциями и максимальной разности высот на поверхности земли, так как в зависимости от расстояний меняется масштаб по вертикали. Расстояния между станциями, а также наиболее низкие и наиболее высокие точки профиля интервала определяются по данным топографических карт.

Линия, изображающая на профиле уровень моря (дуга земной кривизны) или условный нулевой уровень (условный горизонт) и имеющая вид параболы, рассчитывается по формуле:

 (4.1)

где - текущая координата дуги нулевого уровня, м;

- протяженность интервала, км;

- радиус Земли, R3 = 6370 км;

- относительная абцисса точки , принадлежащей интервалу (0, Rо),

(4.2)

где - расстояние от левого конца интервала до точки, в которой определяется величина , км.

Максимальная высота препятствия, создаваемая выпуклостью земной поверхности, доля любой протяженности интервала R при R1 = R/2, определяется по формуле:

, (4.3)

Тогда профиль интервала будет определяться по формуле:

, (4.4)

где - высотные отметки точек профиля интервала относительно условного уровня (определяемые по топографической карте), м.

Профиль первого интервала представлен в таблице 4.1 и в приложении А.1

Таблица 4.1 ? Профиль интервала на участке Чегдомын - Новый Ургал

R1, км	Ki	Y1(Ki), м	Y2(Ki), м	Y(Ki), м
0,00	0,00	0,00	500,00	500,00
3,50	0,10	8,65	368,00	376,65
7,00	0,20	15,40	312,00	328,40
10,50	0,30	20,20	394,00	414,20
14,00	0,40	23,10	324,00	347,10
17,50	0,50	24,00	300,00	324,00
21,00	0,60	23,10	288,00	311,10
24,50	0,70	20,20	292,00	312,20
28,00	0,80	15,40	297,00	312,40
31,50	0,90	8,65	296,00	304,65
17,50	0,50	24,00	300,00	324,00
35,00	1,00	0,00	300,00	300,00

Профиль второго интервала представлен в таблице 4.2 и в приложении А.2

Таблица 4.2 - Профиль интервала на участке Новый Ургал - Алонка

R1, км	Ki	Y1(Ki), м	Y2(Ki), м	Y(Ki), м
1	2	3	4	5
0	0,00	0	300,00	300
3,3	0,10	7,69	342,00	349,69
6,6	0,20	13,68	360,00	373,68
9,9	0,30	17,95	404,00	421,95
13,2	0,40	20,51	437,00	457,51
16,5	0,50	21,37	471,00	492,37
19,8	0,60	20,51	485,00	505,51
23,1	0,70	17,95	541,00	558,95
26,4	0,80	13,68	613,00	626,68
29,7	0,90	7,69	580,00	587,69
33	1,00	0	700,00	700

Профиль третьего интервала представлен в таблице 4.3 и в приложении А.3



Таблица 4.3 - Профиль интервала на участке Алонка - ПРС-4

R1, км	Ki	Y1(Ki), м	Y2(Ki), м	Y(Ki), м
0	0	0	700,00	700
2	0,05	5,97	671,00	676,97
4	0,1	11,3	648,00	659,3
6	0,15	16,01	635,00	651,01
8	0,2	20,09	644,00	664,09
10	0,25	23,55	624,00	647,55
12	0,3	26,37	623,00	649,37
14	0,35	28,57	617,00	645,57
16	0,4	30,14	579,00	609,14
18	0,45	31,08	578,00	609,08
20	0,5	31,4	579,00	610,4
22	0,55	31,08	612,00	643,08
24	0,6	30,14	608,00	638,14
26	0,65	28,57	591,00	619,57
28	0,7	26,37	674,00	700,37
30	0,75	23,55	625,00	648,55
32	0,8	20,09	604,00	624,09
34	0,85	16,01	621,00	637,01
36	0,9	11,3	756,00	767,3
38	0,95	5,97	986,00	991,97
40	1	0	1126,00	1126

Профиль четвертого интервала представлен в таблице 4.4 и в приложении А.4

Таблица 4.4 - Профиль интервала на участке ПРС-4 - Этыркэн

R1, км	Ki	Y1(Ki), м	Y2(Ki), м	Y(Ki), м
0	0	0	1126,00	1126
1,2	0,1	1,02	1051,00	1052,02
2,4	0,2	1,81	922,00	923,81
3,6	0,3	2,37	873,00	875,37
4,8	0,4	2,71	862,00	864,71
6	0,5	2,83	820,00	822,83
7,2	0,6	2,71	852,00	854,71
8,4	0,7	2,37	945,00	947,37
9,6	0,8	1,81	886,00	887,81
10,8	0,9	1,02	917,00	918,02
12	1	0	1061,00	1061

Профиль пятого интервала представлен в таблице 4.5 и в приложении А.5

Таблица 4.5 - Профиль интервала на участке Алонка - ПРС-6

R1, км	Ki	Y1(Ki), м	Y2(Ki), м	Y(Ki), м
1	2	3	4	5
0	0,00	0	700,00	700
2,9	0,05	12,54	652,00	664,54
5,8	0,10	23,76	627,00	650,76
8,7	0,15	33,67	622,00	655,67
11,6	0,20	42,25	605,00	647,25
14,5	0,25	49,51	592,00	641,51
17,4	0,30	55,45	582,00	637,45
20,3	0,35	60,07	590,00	650,07
23,2	0,40	63,37	604,00	667,37
26,1	0,45	65,35	698,00	763,35
29	0,50	66,01	618,00	684,01
31,9	0,55	65,35	601,00	666,35
34,8	0,60	63,37	596,00	659,37
37,7	0,65	60,07	588,00	648,07
40,6	0,70	55,45	592,00	647,45
43,5	0,75	49,51	623,00	672,51
46,4	0,80	42,25	646,00	688,25
49,3	0,85	33,667	648,00	681,667
52,2	0,90	23,76	679,00	702,76
55,1	0,95	12,54	732,00	744,54
58	1,00	0	774,00	774

Профиль шестого интервала представлен в таблице 4.6 и в приложении А.6



Таблица 4.6 - Профиль интервала на участке ПРС-6 - ПРС-7

R1, км	Ki	Y1(Ki), м	Y2(Ki), м	Y(Ki), м
1	2	3	4	5
0	0	0	774	774
2,25	0,05	7,55	751	758,55
4,5	0,1	14,31	771	785,31
6,75	0,15	20,27	715	735,27
9	0,2	25,43	688	713,43
11,25	0,25	29,8	684	713,8
13,5	0,3	33,38	721	754,38
15,75	0,35	36,16	746	782,16
18	0,4	38,15	779	817,15
20,25	0,45	39,34	803	842,34
22,5	0,5	39,74	881	920,74
24,75	0,55	39,34	921	960,34
27	0,6	38,15	927	965,15
29,25	0,65	36,16	930	966,16
31,5	0,7	33,38	941	974,38
33,75	0,75	29,8	965	994,8
36	0,8	25,43	1066	1091,43
38,25	0,85	20,27	1025	1045,27
40,5	0,9	14,31	1002	1016,31
42,75	0,95	7,55	1060	1067,55
45	1	0	1212	1212

Профиль седьмого интервала представлен в таблице 4.7 и в приложении А.7

Таблица 4.7 - Профиль интервала на участке ПРС-7 - Софийск

R1, км	Ki	Y1(Ki), м	Y2(Ki), м	Y(Ki), м
0	0	0	1212	1212
2,65	0,05	10,47	1198	1208,47
5,3	0,1	19,84	1188	1207,84
7,95	0,15	28,11	1135	1163,11
10,6	0,2	35,28	1045	1080,28
13,25	0,25	41,34	1083	1124,34
15,9	0,3	46,3	1089	1135,3
18,55	0,35	50,16	1076	1126,16
21,2	0,4	52,92	1068	1120,92
23,85	0,45	54,57	1048	1102,57
26,5	0,5	55,12	1031	1086,12
29,15	0,55	54,57	1020	1074,57
31,8	0,6	52,92	1066	1118,92
34,45	0,65	50,16	1163	1213,16
37,1	0,7	46,3	1109	1155,3
39,75	0,75	41,34	1087	1128,34
42,4	0,8	35,28	1130	1165,28
45,05	0,85	28,11	1102	1130,11
47,7	0,9	19,84	1134	1153,84
50,35	0,95	10,47	1143	1153,47
53	1	0	1234	1234

5. ВЫБОР ТИПА И СОСТАВА ОБОРУДОВАНИЯ

5.1 Выбор типа радиорелейной аппаратуры

Основным параметром, влияющим на выбор аппаратуры, для ЦРРЛ являются энергетические характеристики станции, которые определяют дальность связи и характеризуют технический уровень аппаратуры. Они оцениваются коэффициентом системы (Кс), представляющим собой выраженное в децибелах отношение выходной мощности передатчика к минимально - 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.

Надежность оборудования, свойства систем ТУ и ТС, электропитание и электропотребление - характеристики, на которые также необходимо обратить внимание при выборе оборудования. Надежность обычно характеризуется параметром средней наработки на отказ (MTBF) для конфигурации «1+0».Большинство производителей современных ЦРРЛ гарантируют MTBF не менее 100 000 часов, и более является достаточной. Учитывая такую высокую надежность, если нет очень жестких требований на простои связи, РРЛ можно строить по конфигурации системы «1+0» или «1+1», значительно снижая при этом капитальные затраты. Системы теленаблюдения, телеуправления и обслуживания является одной из важнейших составных частей станции, возможности которой существенно влияют на работу пользователя и в ряде случаев при прочих равных условиях служат определяющим фактором при выборе РРС. В настоящее время, несмотря на отсутствие жесткой регламентации, на проектирование в целом систем ТУ-ТС, реально у ведущих производителей сложилась как архитектура, так и более детальные требования к системам ТУ-ТС, обеспечивающим сервис и удобство пользователя.

В настоящее время в качестве обобщенного энергетического показателя аппаратуры используют коэффициент системы, равный отношению выходной мощности передатчика к минимально допустимой (“пороговой”) мощности полезного сигнала на входе приемника при BER = 10-3 (называемой иногда чувствительностью приемника). Поскольку это отношение зависит от скорости передачи, для сравнения РРС мы приведем данные только для одной (в каком-то смысле “средней”) скорости 34мбит/с, на которой параметры оговорены для всех станций.

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

-система телеобслуживания собственно станции;

-система управления и обслуживания РРЛ;

-система управления телекоммуникационной сетью (является отдельным продуктом).

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 обобщающий показатель, отражающий общий технический уровень аппаратуры, включая качество элементной базы, оптимальность принятых схемотехнических решений. Энергопотребление влияет также и на аппаратную надежность, которая обычно повышается при уменьшении потребления, а следовательно, тепловыделение. Поэтому при выборе аппаратуры целесообразно обратить внимание на параметр энергопотребление. Обычно энергопотребление приводится в расчете на один ствол в конфигурации «1+0». Для современной аппаратуры эта величина лежит в пределах 35-50 Вт.

Кроме вышесказанного аппаратура должна удовлетворять 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.

Последний показатель - интервал рабочих температур. Зарубежные ЦРРС не могут эксплуатироваться при температуре ниже -30. Условия проектирования и особенности климатического пояса требуют эксплуатации оборудования при температурах намного ниже -30. Учитывая данный показатель, можно сделать вывод о том, что использование отечественных ЦРРС является наиболее целесообразным.

Рассмотрим более подробно основные характеристики новейшего оборудования, представленного научно-производственной фирмой «МИКРАН» г. Томск, семейства ЦРРС «МИК-РЛ7…18Р+» ООО Конверсия-3.О

Его отличительные особенности:

- изменяемая пропускная способность 5…155 Мбит/с;

- максимальная скорость передачи 2х155 Мбит/с в конфигурации 2+0;

- помехоустойчивое кодирование Витерби / Рида-Соломона;

- возможность управления шириной полосы частот радиоканала, программное переключение вида модуляции от QPSK до 256-QAM, спектральная эффективность до 8 бит/с/Гц;

- адаптивная регулировка мощности передатчиков для снижения помех в сети РРС;

- модульное построение IDU с возможностью установки до 3-х сменных интерфейсных модулей;

- возможность наращивания скорости передачи в эксплуатации без замены оборудования;

- полезная нагрузка до 48хЕ1+Ethernet или STM-1;

- поддержка защищённых конфигураций: горячее резервирование с без обрывным переключением радиостволов и резервирование с пространственным разносом;

- повышенная грозозащищенность оборудования благодаря использованию оптоволоконного кабеля снижения;

- возможность питания приемопередатчиков от независимого источника для увеличения расстояния ODU-IDU до нескольких километров;

- универсальный протокол сетевого управления SNMP;

- компактная конструкция оборудования, простота монтажа.

ППУ ЦРРС МИК-РЛ7…18Р+ имеют герметичный литой корпус и выполняются в виде выносных модулей, которые устанавливаются непосредственно на антенну, что обеспечивает максимальный энергетический потенциал радиолинии. Универсальный цифровой модем с программно переключаемыми видами модуляции QPSK / 16QAM / 64QAM / 256QAM размещён непосредственно в ППУ.

Высокочастотным интерфейсом ППУ является коаксиальный разъем. Передача информационного сигнала между ППУ и модулем доступа осуществляется по оптическому кабелю, возможен режим двунаправленной передачи по одному волокну. Питание на ППУ подается по отдельному кабелю. При расстоянии ODU-IDU до 400 метров питание подаётся непосредственно от модуля доступа, при большем расстоянии питание ППУ может осуществляться от автономного источника, находящегося в непосредственной близости от ППУ.

По кабелю осуществляется передача цифровых потоков и, кроме того, подается питание ППУ и происходит обмен сигналами телеметрии. ППУ выполняются в различных модификациях по частотному диапазону, скорости передачи и выходной мощности передатчика.

Все приёмопередатчики имеют синтезаторы частот. Возможность перестройки частоты в пределах поддиапазона определяется настройкой СВЧ фильтров.

В стандартном исполнении фильтры настраиваются на частоту, указанную заказчиком. Литерные (диапазонные) фильтры применяются в передатчиках, предназначенных для ЗИП.

Высокочастотным интерфейсом ППУ является коаксиальный разъем. Входящим и исходящим информационным сигналом для ППУ со стороны IDU является цифровой поток в коде HDB3. Модуль доступа первого уровня МД1-1 предназначен для работы в составе РРС 1-го уровня. В зависимости от варианта исполнения модуль МД1-1 позволяет организовать в основном потоке передачу сигнала Е1; Е2; Е3 или трафика Ethernet с соответствующей скоростью, интерфейс основного цифрового потока - G.703 или Ethernet-10/100BT.

Модуль доступа первого уровня МД1-1 предназначен для работы в составе РРС 1-го уровня при организации зоновых и местных линий связи.

В зависимости от варианта исполнения модуль МД1-1 позволяет организовать в основном потоке передачу сигнала Е1; Е2; Е3 или трафика Ethernet с соответствующей скоростью, интерфейс основного цифрового потока - G.703 или Ethernet-10/100BT. Модуль выполнен в корпусе 19" высотой 1U. Модуль доступа МД1-1 имеет расширенный набор функциональных возможностей.

Модули имеют расширенные возможности локального управления и аппаратные средства сетевого управления. Выполняют мультиплексирование и демультиплексирование основного цифрового потока и дополнительного трафика, за счет которого в аппаратуре первого уровня реализованы:

- дуплексный канал служебной связи с селективным вызовом;

- измерение коэффициента ошибок на интервале связи и индикация достоверности передачи с усреднением 1 сек. и 15 минут (BER в пределах 10-4...10-10);

- безобрывное резервирование по критериям BER и аппаратной неисправности;

- измерение параметров и управление приемопередатчиками;

- дополнительные низкоскоростные цифровые каналы для подключения систем внешней сигнализации и управления внешними устройствами (по 8 каналов);

- организация конфигурации 1+1 и 1+0;

- встроенный канал передачи данных с интерфейсами RS-232, RS-422, RS-485 со скоростью от 110 бит/c до 57,6 кбит/с;

- локальное управление, контроль параметров, проверку и диагностику станции.

Модуль МД1-1-В34, используемый в проекте, является модификацией для передачи одного потока Е3

МЦП-13Т1 - терминальный мультиплексор, имеющий одно направление по агрегатному потоку (Е3) и одно направление по трибутарным (16Е1) потокам, обеспечивают коммутацию трибутарных потоков Е1 из любого интерфейсного порта в любой тайм-слот потока Е3.

МЦП-13ВВ - мультиплексор ввода/вывода, имеющий два направления - «западное» и «восточное» как по агрегатным (2хЕ3) так и по трибутарным (2х16Е1) потокам, обеспечивают ввод/вывод/транзит от 1 до 16 потоков Е1 на промежуточной станции, обеспечивают коммутацию трибутарных потоков Е1 из любого интерфейсного порта в любой тайм-слот потоков Е3 «западного» или «восточного» направлений и коммутацию потоков Е1 между тайм-слотами потоков Е3, могут работать в сетях с линейной и кольцевой топологией.

5.2 Выбор конфигурации радиостволов

К общим характеристикам радиорелейных линий относится конфигурация системы. Различают режим работы без резервирования (1+0) - одноствольный - и режим работы с резервированием стволов (1+1), при котором по двум стволам одновременно передаются одни и те же цифровые сигналы. При этом используются варианты горячего резервирования (hot stand-bay), разнесения по частоте (frequency diversity) и разнесения по пространству (space diversity). Применение конфигурации (1+1) значительно повышает надежность связи по радиорелейной линии. Переключение на резервный ствол происходит автоматически: либо при внезапных отказах аппаратуры основного ствола, либо при снижении качества передачи цифрового сигнала, например, при глубоких замираниях радиосигнала.

Переключение стволов производится так называемым «безотрывным» (hitless) способом, предусматривающим предварительное выравнивание времени задержки цифровых сигналов в двух стволах. Это сохраняет внутреннюю структуру цифровых сигналов и предотвращает нарушение нормальной работы аппаратуры цифрового группообразования. Применяется также конфигурация (2+0)-два ствола, когда по стволам могут передаваться либо одинаковые сигналы и тогда функции переключения принимает на себя аппаратура потребителя, либо разные сигналы для удвоения пропускной способности радиолинии.

Во время эксплуатации производятся: профилактическое измерение, тестирование, ремонтные работы, возможны аварийные ситуации, а за простой связи применяются штрафные санкции, поэтому целесообразно резервирование. В данном проекте применяется резервирование 1+1.

5.3 Определение рабочих частот приемо-передатчиков

На проектируемом участке имеется 7 пролетов, на которых необходимо установить 8 РРС. Исходя из выбранного диапазона рабочих частот, можно рассчитать рабочие частоты приемо-передатчиков.

Расположим в п.Чегдомын ОРС1 типа НВ, тогда в п.Новый Ургал будет располагаться ПРС2 - ВН, в с.Алонка УРС3 - НВ, на ПРС4 - ВН, в с.Этыркен ОРС5 - НВ, на ПРС6 - ВН, на ПРС7 - НВ, в п.Софийск ОРС8 -ВН.

Рассчитаем частоты приемников и передатчиков на магистральной линии по формулам:

, (5.1)

, (5.2)

где fнп - рабочая частота нижнего полудиапазона;

fвп - рабочая частота верхнего полудиапазона;

п - номера стволов, п =1,2,…10, в данном проекте для основного ствола п = 1, а для

резервного п = 5.

Рассчитаем для нижнего полудиапазона, используя формулу (5.1):

1) для основного ствола

, МГц,

2) для резервного ствола

, МГц

Теперь произведем расчет для верхнего полудиапазона, используя формулу (5.2):

1) для основного ствола

, МГц,

2) для резервного ствола

, МГц

Таблица 5.1 - Рабочие частоты приемо-передатчиков

РРС	Частота передатчика, МГц	Частота приемника, МГц
	Основной	Резервный	Основной	Резервный
1	2	3	4	5
ОРС1	7263,5	7375,5	7424,5	7536,5
ПРС2	7424,5	7536,5	7263,5	7375,5
УРС3	7263,5	7375,5	7424,5	7536,5
ПРС4	7424,5	7536,5	7263,5	7375,5
ОРС5	7263,5	7375,5	7424,5	7536,5
ПРС6	7424,5	7536,5	7263,5	7375,5
ПРС7	7263,5	7375,5	7424,5	7536,5
ОРС8	7424,5	7536,5	7263,5	7375,5

По результатам расчетов видно, что необходимо установить 32 приемо-передатчиков, для основного и резервного стволов. Для основного ствола:

- 7 комплектов с приемником, работающим на частоте 7263,5 МГц, и передатчиком, работающим на частоте 7424,5 МГц;

- 7 комплектов с приемником, работающим на частоте 7424,5 МГц, и передатчиком, работающим на частоте 7263,5 МГц.

Для резервного ствола:

- 7 комплектов с приемником, работающим на частоте 7536,5 МГц, и передатчиком, работающим на частоте 7375,5 МГц;

- 7 комплектов с приемником, работающим на частоте 7375,5 МГц, и передатчиком, работающим на частоте 7536,5 МГц.

5.4 Организация электропитания

Электропитание аппаратуры МИК-РЛ7 осуществляется от сети постоянного тока с номинальным напряжением минус -39…-72В, в качестве резервного питания будем использовать аккумуляторные батареи. Для выбора мощности автономных источников питания РРС рассчитывают общее потребление электроэнергии каждой станции. Предусматривается 15% запас по мощности для развития системы в дальнейшем. Расчеты потребляемой мощности аппаратуры приведен в таблице 5.2

Таблица 5.2 - Расчет потребляемой мощности аппаратуры

Тип аппаратуры	Потребляемая мощность, Вт	ОРС-1 ОРС-5 ОРС-8	УРС-3	ПРС-2 ПРС-4 ПРС-6 ПРС-7
ODU	40	40	120	80
IDU	40	40	120	80
Итого	80	80	240	160
Вспомогательное оборудование (15%)	92	92	276	184
Потребляемый ток, А	1,92	1,92	5,75	3,83

Так как в п. Чегдомын и п. Новый Ургал уже имеется оборудованное помещение для установки оборудования РРС, с уже подведенным питанием, то качестве источника энергоснабжения используем сеть переменного тока, напряжением 220 вольт. В пгт.Софийск, п.Этыркен и п.Алонка также питание будет осуществляться от сети переменного тока. Для бесперебойной подачи питания в связи с вышеприведенными расчетами выбираем: ИБЭП 220/48 - 4 А - 3 шт, ИБЭП 220/48 - 8 А - 2 шт.

Источник бесперебойного питания предназначены для преобразования переменного напряжения ~220В 50 Гц в постоянное напряжение 48В в целях обеспечения бесперебойного электропитания телекоммуникационного оборудования, а также обслуживания и заряда АКБ. ИБЭП крепится в 19" евростойку и имеет высоту 1U, предназначен для работы с АКБ емкостью 10-100 А/ч. Имеет COM-порт для мониторинга текущего состояния системы аварийного электропитания.

Так как в удаленные пункты ПРС4, ПРС6 и ПРС7 проблематично подвести питание, то для автономной работы оборудования устанавливаем ветрогенераторную установку мощностью 200 Вт и выходным напряжением 24В. Так как его выходное напряжение не соответствует требуемому, то используем имеющийся в комплекте инвертор. В таблице 5.3 приведены технические характеристики предлагаемого устройства.

Таблица 5.3 - Параметры ветрогенератора 0,2 КВт

Параметры	Значения
Диаметр крыльчатки, м	2,2
Количество лопастей	3
Материал лопасти	Стекловолокно
Занимаемая площадь,	3,7
Номинальное число оборотов, об/мин	400
Номинальная скорость ветра, м/сек	10
Тип генератора	Трехфазный с постоянными магнитами
Номинальная мощность, Вт	200
Максимальная мощность , Вт	350
Выходное напряжение, В	24
Начальная скорость ветра, м/с	3
Рабочая скорость ветра, м/с	3-25
Максимальная скорость ветра, м/с	40
Высота мачты, м	6
Полная масса, кг	27
Управление	Микропроцессорный блок
Аккумуляторы (опция)	12В 100АHx2 шт

Таблица 5.4 - Комплектация ветрогенератора

Комплектующие	Количество
Генератор	1 шт
Лопасти	3 шт
Втулка	7 шт
Комплект крепежных болтов для лопастей	1 шт
Механизм направления по ветру	1 шт
Блок контролер заряда/инвертор	1 шт
Мачта, основания для мачты	1 шт
Закладные детали (анкерные болты L-образные) для основания	1 комплект
Закладные детали (анкерные болты О-образные) для растяжек	1 комплект
Кабель электрический
Инструкция по упаковке

Так как выходное напряжение ветрогенератора не совпадает с напряжением питания оборудования РРС, то в комплекте присутствует инвертор 24В/220В, 50 Гц. Для преобразования переменного тока в постоянный используем ИБЭП 220/48 - 8 А - 3 шт

5.5 Определение состава оборудования радирелейных станций

В пункте 5.1 была выбран аппаратуре МИК-РЛ7+ диапазона 7 ГГц.

Все характеристики приведены в таблицах 5.3-5.5.

Таблица 5.5 - Технические характеристики МИК-РЛ7 7 ГГц

Тип РРС	7 ГГц
Рабочий диапазон частот, ГГц	7,25-7,55
Ширина полосы, МГц	28,0
Выходная мощность, дБм	30,0
Модуляция	QPSK
Основные интерфейсы	G.703 или Ethernet-10/100BT
Напряжение питания, В	-39…-72
Потребляемая мощность, Вт	<60

Таблица 5.6 - Условия эксплуатации

Рабочая температура	Выносное оборудование (ODU)	от -55 °С до + 50 °С (полный набор функций)
	Внутреннее оборудование (IDU)	от +5 °С до + 45 °С (полный набор функций)
Относительная влажность	Выносное оборудование (ODU)	98% при + 25 °С
	Внутреннее оборудование (IDU)	80% при + 25 °С
Допустимая ветровая нагрузка для всех типов антенн, м/с	50

Таблица 5.7 - Характеристики антенн

Диаметр, м	Коэффициент усиления, дБ	Ширина диаграммы направленности, градус	Дальность связи, км
1,0	36,6	4,1	40…50
1,8	40,6	2,8	55…65

5.6 Комплектация ЦРРЛ с указанием цен

В данном проекте сделан выбор оборудования МИК-РЛ7.

В таблице 5.6 приводится перечень оборудования, необходимый для комплектации ОРС, УРС и ПРС.

Таблица 5.8 - Комплектация станций с указанием цен

Наименование затрат	Количество единиц	Сметная стоимость, руб
		единицы	общая
1	2	3	4
Антенна Ш 1,0 м	2	26 800	53 600
Антенна Ш 1,8 м	12	80 000	960 000
Приемо-передатчик PDH+ 7,25-7,55 ГГц	28	180 000	5 040 000
МИК-РЛ7 блок IDU (МД1-1-В34)	11	37 200	409 200
МИК-РЛ7 блок IDU (МЦП-13Т, МЦП-13ВВ)	5	110 000	550 000
Программное обеспечение Мастер 3.х	1	44 800	44 800
Компьютер с монитором и принтером	1	27 300	27 300
Ноутбук	1	22 550	2 2550
Ветрогенератор 0,2 КВт	3	15 000	45 000
АКБ 12В 100 АH	14	8 000	112 000
АКБ 12В 40 АH	12	4800	57 600
ИБЭП 220/48 - 4А	3	20 955	62 865
ИБЭП 220/48 - 8А	5	27 665	138 325
Комплект для монтажа	8	1 500	12 000

6. РАЗРАБОТКА СХЕМЫ ОРГАНИЗАЦИИ СВЯЗИ ПО ПРОЕКТИРУЕМОЙ ЦРРЛ

цифровой радиорелейный связь сотовый

На каждой радиорелейной станции сооружают антенные опоры для размещения на них (с учетом перспективы развития) радиорелейных антенн, антенн радиотелевизионных ретрансляторов и других радиосредств. В качестве антенных опор, как правило, применяют металлические опоры мачтового типа из унифицированных конструкций. Мачта удерживается в вертикальном положении с помощью оттяжек. Площадь, занимаемая радиорелейной станцией, определяется отнесением анкерных фундаментов от центрального фундамента (анкерный фундамент - фундамент, на котором крепится оттяжка; на центральном фундаменте крепится опора). Применение антенных опор башенного типа из металлоконструкций или монолитного железобетона допускается при недостаточных размерах площадки (например, на вершине холма, среди городской застройки, на пахотных землях).

Мачты и башни должны быть обеспеченны маркировкой и светоограждением.

На каждом объекте существующей сети связи имеются помещения, отведенные под узел связи, где достаточно места для размещения вновь водимого оборудования. Поэтому, при организации нашей РРЛ, нет необходимости в новых постройках, так как можно использовать уже существующие. На площадках узловых и оконечных РРС предусматривают следующие здания и сооружения: техническое здание, антенная опора, трансформаторная подстанция. Радиотерминал и основной узел разместится в помещении линейно-аппаратного зала узла связи в типовых шкафах и на ПРС - в контейнерах. Соединение ЦРРС с радиотерминалом будет осуществляться с применением кабеля КСПП (возможно применение других типов кабеля обладающих требуемыми характеристиками).

Существует три основных вида станций организуемых на РРЛ любой протяженности:

оконечная радиорелейная станция (ОРС);

узловая радиорелейная станция (УPC);

промежуточная радиорелейная станция (ПРС).

ОРС расположены на концах РРЛ и являются обслуживаемыми станциями. На ОРС осуществляется введение и выведение сообщений или какой-либо другой информации предаваемой по РРЛ с полной демодуляцией предаваемого сообщения. Также имеется выход на междугородние телефонные станции. Оконечные станции устанавливаются в крайних пунктах линии связи и содержат модуляторы и передатчики в направлении передачи сигналов и приемники с демодуляторами в направлении приема. Для приема и передачи применяется одна антенна, соединенная с трактами приема и передачи при помощи устройства разделения (дуплексера). Модуляция и демодуляция сигналов проводится на одной из стандартных промежуточных частот. При этом модемы могут работать с приемопередатчиками, использующими различные частотные диапазоны. Передатчики предназначены для преобразования сигналов промежуточной частоты в рабочий диапазон СВЧ, а приемники - для обратного преобразования и усиления сигналов промежуточной частоты.

УРС являются необслуживаемыми. Узловые станции устанавливаются там, где необходимо выделить и ввести вновь телефонные каналы. Принцип построения УРС аналогичен построению ОРС с той лишь разницей, что на УРС используется двойной комплект оборудования. Тоже самое относится и к антенно-фидерному комплекту.

ПРС предназначены для приема от предыдущей станции СВЧ сигналов, их усиления и передачи на следующую станцию. Эти станции не обслуживаемые и автоматизированы. Комплект оборудования аналогичен применяемому на УРС.

Резервирование ствола осуществляется во внутреннем модуле (IDU). На УРС и ПРС производится синхронное подключение резервного ствола при превышение коэффициента ошибок допустимого значения. Разделение и объединение стволов осуществляется с помощью специальных фильтров разделения стволов.

Модемы (IDU) и мультиплексоры имеют 100% резерв, то есть, при появлении неисправности на основном комплекте, производится автоматическое переключение на резервный комплект.

Так как для работы оператора связи на каждом их пунктов требуется всего лишь один цифровой поток Е1, то остальные потоки планируется сдавать в аренду ОАО «Дальсвязь».

В данном дипломном проекте спроектированы УРС, ПРС и ОРС. В пгт.Чегдомын, пгт.Софийск и с.Этыркен ставим ОРС, с.Алонка - УРС, остальные - ПРС.

Схема организации связи представлена на рисунке 6.1

7. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЫСОТ ПОДВЕСА АНТЕНН

Различают два типа пролетов:

- пересеченные, на которых влиянием отраженных радиоволн от поверхности Земли можно пренебречь (если высоты неровностей Земли соответствуют условию );

- слабопересеченные, где необходимо учитывать отражение радиоволн от поверхности Земли.

Расчет высоты подвеса антенн и устойчивости связи для пересеченных и слабопересеченных пролетов различен. Основным критерием для расчета высоты подвеса антенн на пересеченном пролете является условие отсутствия экранировки препятствиями минимальной зоны Френеля, при субрефракции радиоволн. Как известно, основная часть энергии радиоволны при ее распространении сосредоточена внутри минимальной зоны Френеля, представляющей эллипсоид вращения с фокусами в точках расположения передающей и приемной антенн. Радиус минимальной зоны Френеля в любой точке пролета определяется по формуле:

, (7.1)

где - длина пролета;

л - длина волны радиосигнала.

, (7.2)

ki - относительная координата точки пролета.

Обычно определяется в критической точке трассы (в точке наименьшего просвета) и относительная координата обозначается kmp, а просвет называется критическим.

Просвет на пролете - расстояние между линией, соединяющей центры антенн и критической точкой профиля. Просвет без учета рефракции рассчитывается по формуле:

, (7.2)

где с и - среднее значение и стандартное отклонение вертикального градиента диэлектрической проницаемости воздуха (тропосферы), значения которых равны:

Среднее значение приращения за счет рефракции определяется по формуле:

(7.3)

Для получения в месте приема напряженности поля, равного полю свободного пространства, необходимо обеспечить свободную от затенения минимальную зону Френеля, т.е. чтобы просвет в любой точке трассы с учетом рефракции был не менее радиуса минимальной зоны Френеля.

7.1 Интервал Чегдомын - Новый Ургал

Рассчитаем радиус первой зоны Френеля для интервала Чегдомын - Новый Ургал по формуле (7.1):

Приращение просвета за счет рефракции:

где - среднее значение вертикального градиента диэлектрической проницаемости воздуха (тропосферы), 1/м.

Данный пролет предполагает установку антенн на большой естественной возвышенности. В этом случае для повышения устойчивости работы РРЛ величину просвета выберем такой, чтобы при точка приема находилась в первом интерференционном максимуме:

, (7.4)

где - величина просвета в отсутствии рефракции (т.е. при =0), м;

m=1,2,3,… выбирается таким образом, чтобы высоты антенных опор получались по возможности наименьшими.

Высота подвеса антенн определяется из профиля, отложив по вертикали от критической точки вверх, полученную величину H(0) и через эту точку проводится прямая, соединяющая предполагаемые высоты установки антенн. Тогда h1=1,8 м, а правая антенна будет располагаться на отметке h2=2 м.

7.2 Интервал Новый Ургал - Алонка

Рассчитаем радиус минимальной зоны Френеля в точке с наивысшим препятствием для интервала Новый Ургал - Алонка:

Приращение просвета за счет рефракции, существующей в течение 80% времени:

Откладываем от верхней критической точки интервала значение определяем высоты подвеса антенн: h1=14 м, h2=11 м.

7.3 Интервал Алонка - ПРС4

Рассчитаем радиус минимальной зоны Френеля в точке с наивысшим препятствием для интервала Алонка - ПРС4:

Откладываем от верхней критической точки интервала значение определяем высоты подвеса антенн: h1=1 м, h2=6,9 м.

7.4 Интервал ПРС4 - Этыркэн

Рассчитаем радиус минимальной зоны Френеля в точке с наивысшим препятствием для интервала ПРС4 - Этыркэн:

Откладываем от верхней критической точки интервала значение определяем высоты подвеса антенн: h1=1 м, h2=7,1 м.

7.5 Интервал Алонка - ПРС6

Рассчитаем радиус минимальной зоны Френеля в точке с наивысшим препятствием для интервала Алонка - ПРС6:

Откладываем от верхней критической точки интервала значение определяем высоты подвеса антенн: h1=58 м, h2=67 м.

7.6 Интервал ПРС6 - ПРС7

Рассчитаем радиус минимальной зоны Френеля в точке с наивысшим препятствием для интервала ПРС6 - ПРС7:

Откладываем от верхней критической точки интервала значение определяем высоты подвеса антенн: h1=3,2 м, h2=1 м.

7.7 Интервал ПРС7 - Софийск

Рассчитаем радиус минимальной зоны Френеля в точке с наивысшим препятствием для интервала ПРС7 - Софийск:

Откладываем от верхней критической точки интервала значение определяем высоты подвеса антенн: h1=9,5 м, h2=5,5 м.

Результаты вычислений сведены в таблицу 7.1.

Таблица 7.1 - значения для расчета высоты подвеса антенн

Номер интервала	H0, м	ДH, м	H(0), м	h1, м	h2, м
1	9,899	7,074	31,3	2,1	2
2	8,39	1,089	7,301	14	11
3	10,583	9,24	170,1	1	6,9
4	5,797	0,832	137,8	1	7,1
5	13,624	5,046	8,578	58	67
6	9,798	8,91	89,6	3,2	1
7	12,679	3,994	8,685	9,5	5,5

8. РАСЧЕТ УСТОЙЧИВОСТИ ЦРРЛ

8.1 Расчет минимально-допустимых значений множителей ослабления на пролетах

Множитель ослабления зависит от многих факторов: от рельефа и электрических параметров земной поверхности на трассе линии, от высот поднятия антенн над поверхностью Земли, от используемых длины волны и вида поляризации радиоволн, от характера неоднородностей тропосферы и метеорологических условий на трассе линий. Из-за случайного характера изменения неоднородностей тропосферы и метеоусловий множитель ослабления в любой момент времени является случайной величиной, а его изменение во времени - случайным процессом.

Минимально-допустимое значение множителя ослабления определим по формуле:

(8.1)

где - мощность сигнала на входе приемника при распространении радиоволн в

свободном пространстве, Вт;

- пороговая мощность приемника, Вт.

, (8.2)

где - коэффициент усиления антенны;

- коэффициент передачи АФТ;

L0 - потери при распространении радиосигнала в свободном пространстве;

, (8.3)

Таблица 8.1 - Характеристики передатчиков ППУ и АУ

Пролет	f0 ,ГГц	, м	G, дБ	G	Рпрд, дБм	Рпрд,дБВт	Рпрд,Вт
1	2	3	4	5	6	7	8
Первый	7,4	0,04	41		30	0	1,0
Второй	7,4	0,04	41		30	0	1,0
Третий	7,4	0,04	41		30	0	1,0
Четвертый	7,4	0,04	35		30	0	1,0
Пятый	7,4	0,04	41		30	0	1,0
Шестой	7,4	0,04	41		30	0	1,0
Седьмой	7,4	0,04	41		30	0	1,0

Таблица 8.2 - Характеристики приемников ППУ

Пролет	Рс.пор, дБм при Рош=10-6	Рс.пор,дБВт при Рош=10-6	Рс.пор,Вт при Рош=10-6
Первый	-81	-111
Второй	-81	-111
Третий	-81	-111
Четвертый	-81	-111
Пятый	-81	-111
Шестой	-81	-111
Седьмой	-81	-111
Восьмой	-81	-111

Значение пороговой мощности сигнала на входе приемника взяты из таблицы в соответствии с рабочим частотным диапазоном и скоростью передачи цифрового потока.

Рассчитаем потери мощности при распространении радиосигнала в свободном пространстве для первого пролета по формуле (8.3):

Потери радиосигнала при распространении в свободном пространстве выраженные в децибелах:

дБ

Результаты расчета затухания радиосигнала при его распространении в свободном пространстве для всех пролетов сведем в таблицу 8.3.

Таблица 8.3 - Значения затухания радиосигнала в свободном пространстве

Пролет	L0	L0, дБ
1	2	3
Первый		-140,82
Второй		-140,309
Третий		-140,98
Четвертый		-131,522
Пятый		-145,207
Шестой		-143,002
Седьмой		-144,424

Применяемая ЦРРС имеет ППУ размещенная непосредственно возле АУ. Примем значение коэффициента передачи АФТ =1.

Рассчитаем мощность сигнала на входе приемного устройства при распространении радиоволн в свободном пространстве для первого пролета (Чегдомын - Новый Ургал), на данном участке используется антенна с диаметром 1,0 м, результаты расчетов занесем в таблицу 8.4.

Вт

Таблица 8.4 - Мощность радиосигнала на входе приемного устройства при его распространении в свободном пространстве

Пролет	, Вт	, дБВт
Первый		-58,841
Второй		-58,33
Третий		-60
Четвертый		-61,523
Пятый		-63,207
Шестой		-61,002
Седьмой		-62,423

Рассчитаем минимально-допустимый множитель ослабления для первого пролета (Чегдомын-Новый Ургал) по формуле 8.1:

дБ

Таблица 8.5 - Результаты расчета минимально-допустимого множителя ослабления

Пролет	Vmin	Vmin, дБ
Первый		-26,08
Второй		-26,336
Третий		-25,501
Четвертый		-24,739
Пятый		-23,897
Шестой		-24,999
Седьмой		-24,289

8.2 Расчет процента ухудшения связи на пролетах, вызванных условиями распространения радиоволн

Замирание радиоволн на пролетах РРЛ обусловлено изменением во времени величины (градиента диэлектрической проницаемости воздуха). Для получения устойчивой связи необходимо, чтобы при всех возможных для данной местности изменениях g, множитель ослабления не падал ниже за исключением малого процента времени.

Суммарная устойчивость связи на пролете РРЛ характеризуется суммарным процентом времени, в течение которого множитель ослабления меньше минимально допустимого и определяется по формуле:

, (8.4)

где T0(Vmin) - процент времени, в течение которого множитель ослабления меньше минимально допустимого за счет экранирующего действия препятствия, то есть за счет искривления траектории радиоволн;

- процент времени, в течение которого множитель ослаблении, обусловленный интерференцией прямой волны и волн, отраженных от поверхности Земли, меньше Vmin за счет попадания точки приема в область n - го интерференционного минимума;

Ттp(Vmin) - процент времени, в течение которого множитель ослабления меньше Vmin за счет интерференции прямой и отраженных от слоистых неоднородностей тропосферы волн с резкими перепадами диэлектрической проницаемости воздуха;

Тд(Vmin) - процент времени, в течение которого множитель ослабления меньше Vmin за счет деполяризационных явлений в тропосфере (дожде), замирание радиоволн из-за деполяризации и ослабления в дожде сказываются на частотах от 8 ГГц и выше.

Величина замираний из-за экранирующего действия препятствия на пролете Т0(Vmin) зависит от протяженности интервала, длины волны, величины просвета, рельефа местности и определяется в зависимости от параметра ш. Расчет произведем для первого пролета.

, (8.5)

где - значение относительного просвета на интервале, при котором наступает

глубокое замирание сигнала;

- относительный просвет при .

, (8.6)

где - приращение просвета за счет рефракции при [1].

, (8.7)

где - значение вертикального градиента диэлектрической проницаемости.

Для определения ш необходимо найти параметр А, который рассчитывается по формуле:

, (8.8)

где у - стандартное отклонение градиента диэлектрической проницаемости

тропосферы,

у = 1/м.

Значение относительного просвета на интервале Р(g0), при котором V = Vmin, определяется согласно рекомендаций [1] в зависимости от параметра м, который в свою очередь находится по формуле:

, (8.9)

где длина неровностей.

, (8.10)

Для ее нахождения от вершины препятствия вниз на расстояние проводят линию параллельно линии соединяющей антенны, которая отсекает часть препятствия шириной r и высотой . В данном случае на первом интервале ширина препятствия r составляет 1,8 км.