Проектирование цифровой радиорелейной линии на участке "Томск-Чажемто"

Краткий обзор радиорелейных линий связи. Реконструкция цифровой радиорелейной линии (ЦРРЛ) "Томск-Чажемто" на более современную аппаратуру, работающей по технологии PDH или SDH. Оценка технико-экономической эффективности выбора и разработки проекта.

Рубрика Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника
Вид дипломная работа
Язык русский
Дата добавления 20.09.2010
Размер файла 3,5 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Из зарубежного оборудования внимания заслуживает прежде всего продукция, имеющая положительные отзывы российских операторов и удовлетворяющая перечисленным ниже требованиям (таблица 3.1) [13,18].

Таблица 3.1 - Радиорелейное оборудование зарубежных производителей

Тип РРС

Диапазон, ГГц

Производитель

Система

TRuepoint

6-38

Harris

SDH STM-1 (также может работать в PDH-сетях)

MegaStar

5,6,7,8, 11

Harris

SDH STM-1

Pasolink+

6-38

NEC

SDHSTM-1

DMR 3000S

4-11

NEC (сертифицирована в 2003 г.)

SDHSTM-1

Mini-Link High Capacity

18

Ericsson

SDH STM-1

Altium MX

6-38

Stratex Networks

SDHSTM-1

Eclipse

7, 15, 18

Stratex Networks

SDHSTM-1

SRT1F

4-13

Siemens (сертифицирована в 2003 г.)

SDHSTM-1

SRA4

6-38

Siemens (сертифицирована в 2003 г.)

SDHSTM-1

CityLink

5-38

NERA

SDH STM-1 и PDH

InterLink

5-38

NERA

SDHSTM-1

Среди них выделяются три производителя - NEC (ЦРРС DMR 3000S), Nera (Interlink) и Harris (MegaStar) на их оборудовании остановили свой выбор наиболее крупные телекоммуникационные операторы, и это оборудование имеет длительный и положительный срок эксплуатации.

Произведя поиск в Internet, было обнаружено, что фирма Harris не имеет в России своего представительства и, соответственно, сервисного центра. В дополнении можно отметить, что в России очень малое количество дилеров работает с их продукцией. Таким образом, наш выбор останавливается на фирмах Nec и Nera, имеющих свои представительства как в России, так и в странах СНГ [16,17]. В этом можно убедиться, посетив их сайты по следующим адресам: www.nera.com.ru и www.nec.ru. Кроме того, оборудование этих фирм более дешевое.

Для DMR 3000S и MegaStar характерно нижнее расположение радиомодулей с эффективной и надежной системой дегидрации волноводных трактов. По оценкам операторов связи, оборудование хорошо себя зарекомендовало в эксплуатации. В обеих станциях применены специальные схемы коррекции дисперсионных искажений, а также эквалайзеры для компенсации потерь и борьбы с замираниями сигналов. ЦРРС DMR 3000S обеспечивает увеличение пропускной способности до 16 потоков по 155,52 Мбит/с, MegaStar - до 7 потоков уровня STM-1.

Поскольку мы проектируем внутризоновую радиорелейную линию (ее протяженность - 275.5 км), то нам не нужно оборудование, способное передавать до нескольких потоков STM-1.

Для применения на внутризоновых ЦРРЛ и линиях относительно небольшой протяженности представляют интерес ЦРРС Pasolink+ (NEC), TRuepoint (Harris), InterLink и CityLink (NERA). Пропускная способность каналообразующей аппаратуры составляет 155 Мбит/с синхронной цифровой иерархии уровня STM-1 с возможностью увеличения до 4 потоков 155,52 Мбит/с. Наличие встроенного мультиплексора и единой системы управления позволяет минимизировать затраты на создание транспортной инфраструктуры. Кроме того, оборудование допускает как нижнее, так и верхнее расположение радиомодулей. Для компенсации дисперсионных искажений, возникающих вследствие замираний в волноводной части, используются высокоэффективные корректоры. Возможно пространственное разнесение антенн и радиомодулей на расстояние до 200 м.

В ходе поиска характеристик радиорелейного оборудования вышеуказанных фирм-производителей, столкнулся с основной проблемой. Ни один из официальных дилеров или представительств фирм не дает полную и подробную информацию о своем оборудовании и его применении в конкретных случаях.. В связи с этим фактом, дальнейшее проектирование было решено производить на оборудовании фирмы «Микран», хотя, по имеющимся сведениям, ни один из комплектов еще не был установлен, поэтому опыта эксплуатации данного радиорелейного оборудование нет.

Кроме того, оборудования фирмы «Микран» не позволяет нижнее размещения высокочастотного оборудования, что также является большим минусом при его эксплуатации. Тем не менее, определившись с производителями оборудования и представляемыми ими линейками, проведем сравнительный анализ и представим результаты в таблице 3.2.

Таблица 3.2 - Сравнительный анализ радиорелейного оборудования

Параметр

МИКРАН

МИК-РЛ7…15С

Nera

Interlink

Nec

DMR 3000S

Nec

Pasolink+

1

Диапазон

частот, ГГц

7-15

3-11

4-11

6-38

2

Пропускная

способность

STM-1

От STM-1 до

16 STM-1

От STM-1 до

16 STM-1

От STM-0 до 2 STM-1/OC3

3

Разнос каналов, МГц

28-56

30-40

30-40

28-56

4

Тип модуляции

16 QAM,

64 QAM,

128 QAM

64 QAM,

128 QAM

64 QAM,

128 QAM

32 QAM,

128 QAM

5

Выходная мощность передатчика, дБм

21-27

26-29

30-33

10.5-25

6

Порог

приемника,

BER 10-6 , дБм

-(65-76)

-(68-72)

-(67-77)

-(67-68)

7

Система резервирования

1+0; 1+1;

2+0; 2+1;

3+0; 3+1

от 1+0 до 8+0 без резерва, от 1+1 до 7+1 с резервом

до 11+1

1+0; 1+1;

2+0

9

Служебная связь

2 х 64 кбит/с

3 х 64 кбит/с

4 х 64 Кбит/с

2 х 64 кбит/с

10

Управление сетью

ПО «Магистраль»

Nera NMS/LCT

MS3201

PNMS / PNMT

11

Расположение аппаратуры

верхнее

Верхнее и

нижнее

Верхнее и

нижнее

Верхнее и

нижнее

3.3 Описание оборудования

3.3.1 Радиорелейное оборудование фирмы «Микран»

Аппаратура цифровых радиорелейных станций SDH иерархии «МИК-РЛххС» работает в диапазоне частот от 4 до 40 ГГц со скоростью передачи информации 155.52 Мбит/с и позволяет в пределах пропускной способности передавать 1 поток STM-1 или 63 потока Е1 или 42 потока Е1 + трафик Ethernet (50 Мбит/с) или 21 поток Е1 + трафик Ethernet (100 Мбит/с) [14].

Высокоскоростные ЦРРС «МИК-РЛ4…6С» предназначены для организации магистральных линий связи в диапазонах частот 4; 5 и 6 ГГц;

Высокоскоростные ЦРРС «МИК-РЛ7…15С» предназначены для организации внутризоновых, местных и технологических линий связи в диапазонах частот 7…15 ГГц;

Высокоскоростные ЦРРС «МИК-РЛ18…40С» предназначены для организации мест и технологических линий связи в диапазонах частот 18…40 ГГц;

Рисунок 3.1 - Общий вид радиорелейной аппаратуры SDH иерархии «Микран»

Исполнение системы 

Станции МИК-РЛ4…40С представляют собой функционально законченные системы передачи, позволяющие строить синхронные сети связи произвольной топологии.

В состав РРС входят: приёмопередающая аппаратура, мультиплексоры уровня STM-1 (терминальные и ввода-вывода), источники гарантированного электропитания и система управления сетью.

В традиционном для систем МИК-РЛ раздельном исполнении возможна реализация конфигураций 1+0; 1+1 и 2+0. Станция в конфигурации 1+1 состоит из двух выносных приемопередатчиков и приемников канала пространственного разнесения, устанавливаемых непосредственно на антеннах, и оборудования внутреннего исполнения - модуля доступа МД1-6. При нижнем расположении приёмопередатчиков возможна реализация конфигураций 2+1, 3+0 или 3+1, в этом случае используется два модуля доступа МД1-6.

Особенности аппаратной реализации.

Архитектура модуля доступа МД1-6 позволяет в составе одного модуля простым добавлением необходимого количества блоков реализовать следующие варианты станций:

· терминальная станция 63хЕ1, одно направление по СВЧ, конфигурация 1+0 или 1+1; 

· станция ввода/вывода 21хЕ1 или 42хЕ1, два направления по СВЧ, конфигурация 1+0 или 1+1; 

· регенераторная станция без выделения потоков Е1, два направления по СВЧ, конфигурация 1+0 или 1+1; 

· регенераторная станция без выделения потоков Е1, конфигурация 1+0 или 1+1, одно направление по СВЧ и одно направление по STM-1 (для работы с SDH-мультиплексорами других производителей).

Рисунок 3.2 - Модуль доступа МД1-6

Модуль доступа МД1-6 имеет в своём составе мультиплексор STM-1 который обеспечивает мультиплексирование трибутарных цифровых потоков и сервисных каналов, вместо передачи потоков Е1 возможна организация передачи трафика Ethernet (n х 21Е1). Модемы формируют спектр радиосигнала на промежуточной частоте и имеют встроенную аппаратную поддержку пространственного разнесения, для реализации которого требуется только установка антенн и приёмников пространственного разнесения. В модуле доступа МД1-6 используется распределенная система электропитания, благодаря чему достигается общая надежность и независимость питания каждого блока от остальных. Модуль доступа МД1-6 выполнен в корпусе Евромеханика 19' высотой 6U.

В системе предусмотрены дополнительный канал передачи данных с программно выбираемым типом интерфейса RS-232/422/485 (скорость передачи от 110 до 57 600 бит/с ) и 2 цифровых канала служебной связи PCM-64 c двухпроводными окончаниями FXO/FXS с возможностью выхода в ТфОП. Для более эффективного использования каналов служебной связи на каждой станции предусмотрен встроенный коммутатор каналов. На всех промежуточных станциях возможен ввод/вывод сервисных каналов.

Контроль и управление сетью РРС

Система управления состоит из сетевых агентов, размещаемых на каждой станции и программного обеспечения верхнего уровня. На уровне сетевых агентов, размещаемых на каждой станции, решаются задачи как локального управления при помощи подключаемого терминала на базе Pocket-PC, так и сетевого управления при помощи менеджера сети - компьютера с установленным ПО «Магистраль». Система управления взаимодействует с сетью радиорелейных линий (РРЛ) посредством соединения ТCP/IP (интерфейс - Ethernet 10Base-T) на основе протокола SNMP. Особенностью аппаратного исполнения агента сети является наличие подсистемы хранения «firmware» всех блоков, входящих в состав станции, предусмотрена процедура обновления «firmware». Ядром сетевого агента является операционная система реального времени (RTOS).

В аппаратуре реализована возможность удаленного конфигурирования рабочих параметров всех устройств, входящих в состав РРС. Из центра управления осуществляется необходимая оперативная поддержка по обслуживанию сети при ее эксплуатации, вносятся своевременные коррективы в работу устройств. Обновляемая библиотека файлов-описаний позволяет изменять методы представления/анализа данных и способы управления устройствами, что обеспечивает независимость ПО от оборудования.

Возможно создание нескольких центров управления сетью, благодаря чему нагрузка на канал управления распределяется более равномерно. При необходимости реализуется резервирование управления. ПО системы управления защищено от несанкционированного доступа. Используемый механизм предоставления привилегий позволяет вводить несколько уровней взаимодействия с системой, ограничивая или расширяя права операторов.

Выбранное ниже оборудование для организации диспетчерской и конвенциональной связи можно объяснить следующими причинами: пульты Zetron уже активно применяются ООО «Томсктрансгазом» и неплохо себя зарекомендовали, оборудование фирмы Motorola также нашло широкое применение в обеспечении технологической связи на газопроводе. В то же время, оно нисколько не уступает по ценовым характеристикам своим аналогам, таким как OMI, KENWOOD, ICOM и др.

3.3.2 Диспетчерский пульт Zetron 4010

Zetron 4010 - комплексная многофункциональная диспетчерская консоль, обеспечивающая оперативное управление и коммутацию радиосетей различного типа, взаимодействие с телефонной сетью. Удобное управление, наглядная идентификация и оригинальная система звукового контроля ZETRON 4010 обеспечат эффективное управление большим количеством абонентов работающих в рамках одной или нескольких оперативных групп:

· Панель управления адаптированная для использования в диспетчерских центрах позволяет подключить до 12 каналов с различной сигнализацией.

· Широкий выбор интерфейсов позволяет подключить различные радиосистемы и внешние телефонные линии. Есть порт для подключения записывающих устройств.

· Свободно программируемые универсальные кнопки управления, обеспечивающие выполнение любых команд "в одно касание": - управление громкостью отдельных каналов;

· Оперативное переключение на каналы в режиме селекторного совещания.

Рисунок 3.3 - Общий вид настольной модели диспетчерского пульта Zetron

Большое количество вспомогательных функций диспетчерской консоли ZETRON 4010:

1. панель расширения для консоли с дополнительными 60 кнопками;

2. дополнительный интерфейс для подключения телефонной трубки или фурнитуры оператора;

3. настольные микрофоны, гарнитуры, педаль управления передачей и пр.;

4. дисплей для индикации ANI кода радио абонента;

5. групповые сообщения, режим 'тишина', передача сигналов тревоги, внутренняя связь;

6. переключение между каналами, коммутация радио каналов и внешних телефонных каналов

Диспетчерский комплекс представлен в виде рабочего места для одного оператора, собранное в едином корпусе и легко перемещаемое. Выпускается в двух вариантах: настольной модели, исполненной в офисном стиле или расширяемой панели, монтируемой в стойке, которой подключается до 12 каналов из них до 2 телефонных.

Питание консоли ZETRON 4010 может осуществляться как от сети переменного тока, так и от источника постоянного тока с напряжением 12 В. Одна из уникальных функций консоли это возможность программирования режимов работы с IBM совместимого компьютера.

Простая и удобная программа, которая входит в состав консоли, позволяет оперативно изменять текущую конфигурацию, сохранять ее на диск, за несколько секунд загружать в консоль конфигурации ранее сохраненные на диске.

Для подключения компьютера используется стандартный серийный порт с интерфейсом RS-232. Диспетчерские комплексы предназначены для оперативного управления и координации работ всех служб и ведомств в городском и региональном масштабе. Это становится особенно актуально для тех регионов, предприятий и хозяйств, чьи интересы простираются на значительные расстояния и требуют больших усилий по контролю и управлению персоналом и материально-техническими ресурсами.

Предлагаемая нами Диспетчерская консоль ZETRON 4010 радиосетей позволяет обеспечить оперативное управление, коммутацию радиосетей различного типа, взаимодействие с абонентами телефонной сети общего пользования, а также осуществлять прямой контроль за состоянием систем связи.

Основные задачи, которые призван решать диспетчерский комплекс ZETRON 4010:

· Координация деятельности подразделений, служб, при совместном взаимодействии.

· Оперативное управление работой служб МВД, Администрации, ГОЧС, Скорой помощи, Транспортных компаний,

Коммунального хозяйства Муниципальных и ведомственных аварийно-ремонтных служб, войсковых подразделений и др. - Обеспечение оперативной связи между радиоабонентами различных систем и диапазонов связи, принадлежащих различным службам и ведомствам.

Многофункциональность Диспетчерского пульта, на основе которого построена вся система, позволяет диспетчеру производить коммутацию абонентов вне зависимости от вида связи.

Консоль может быть подключена к телефонной сети, что дает возможность руководству любых структур региона или города оперативно получать достоверную информацию с места событий, а также давать указания руководителям служб принимающим участие в проведении работ любой сложности, ликвидации последствий стихийного бедствия и прочее.

Консоль может быть подключена к громкоговорящей аппаратуре для своевременного оповещения жителей прилегающих районов о надвигающейся опасности. Следует ещё раз отметить, что применение консоли радиосистем позволяет резко повысить эффективность системы управления.

3.3.3 Носимая радиостанция Motorola CP180

Носимая радиостанция СР180 имеет полную клавиатуру DTMF и алфавитно-цифровой дисплей, включающий индикацию состояния аккумуляторной батареи. Это обеспечивает легкий контроль и управление функциями, создает гибкость при организации связи, позволяет производить и принимать вызова телефонной сети. Уникальная технология компании Моторола X-Pand гарантирует всегда чистую и разборчивую речь, даже при работе в шумной окружающей среде. Сканирование каналов с приоритетным просмотром одного канала поможет более эффективно управлять связями, контролируя все требуемые каналы и канал вашей группы как приоритетный. Возможность использовать тоны PL/DPL позволяет доставлять сообщение только требуемому пользователю без привлечения сторонних наблюдателей. В окружающей среде, критичной к различным шумам, применение функции "шепота" (Whisper) позволяет пользователям говорить спокойным ровным голосом.

Рисунок 3.4 - Внешний вид радиостанции CP 180

Применение Li-Ion аккумуляторов позволяет увеличить время работы радиостанции до 19 часов.

Радиостанция спроектирована таким образом, что может легко противостоять возможным нежелательным воздействиям окружающей среды. Радиостанции СР-серии идеально подходят для использования при строительстве зданий и сооружений, на промышленных складах, в госпиталях, в образовательных учреждениях. Возможности использования СP180 могут быть расширены за счет установки функциональных дополнительных плат.

Таблица 3.3 - Основные характеристики радиостанции CP180

Параметр:

Значение:

Диапазон частот

VHF: 136-174 МГц UHF: 403-440 МГц UHF: 435-470 МГц

Ширина канала

12.5 / 20.0 / 25.0 кГц

Количество каналов

64

Чувствительность (среднее значение) (12 дБ SINAD) EIA(20 дБ SINAD) ETS

0.25 мкВ 0.50 мкВ

Мощность передатчика

136-174 МГц: 1-5 Вт 403-440 МГц: 1-4 Вт 435-470 МГц: 1-4 Вт

Питание

аккумулятор 7.5 В

Габариты (В х Ш х Д), ммс литийионным аккумулятором

высота без кнопок 130.5 х 62.0 х 42.0

Вес, гс литийионным аккумулятором

397

3.3.4 Мобильная радиостанция Motorola CM360

Мобильная радиостанция Motorola CM360 является универсальным и экономичным решением для организаций, где используют в работе автотранспорт. Пользователям сетей связи CM360 предлагает большой набор функциональных возможностей, которые могут быть легко адаптированы к потребностям организации.

Рисунок 3.5 - Внешний вид радиостанции CM 360

Радиостанция реализует все возможности CM340 и дополнительно обладает алфавитно-цифровым дисплеем. Он используется для доступа к меню управления радиостанцией, для отображения номера вызывающего пользователя, записной книжки и напоминаний о пропущенных вызовах. Три программируемые кнопки могут быть настроены на быстрый вызов наиболее часто используемых функций. Например, кнопка экстренного вызова помогает защищать уязвимых работников - единственным нажатием формирует аварийный вызов, предназначенный определенному человеку или группе людей. Также в радиостанции поддерживается работа DTMF микрофона. Это позволяет отправлять и принимать телефонные звонки, когда система связи содержит необходимое для этого оборудование. Возможности использования CM360 могут быть расширены за счет установки функциональных дополнительных плат.

Радиостанции коммерческой серии CM идеально подходят для грузовых и пассажирских перевозок, такси, лечебных учреждений, образовательных учреждений, а также любых пользователей, заинтересованных в качественной связи.

Таблица 3.4 - Основные характеристики радиостанции CM360

Параметр:

Значение:

Диапазон частот

VHF: 146-174 МГц UHF1: 403-440 МГц UHF2: 438-470 МГц

Ширина канала

12.5 / 20.0 / 25.0 кГц

Количество каналов

100

Чувствительность (среднее значение) (12 дБ SINAD) EIA

0.25 мкВ

Мощность передатчика

146-174 МГц: 1-25 Вт 403-440 МГц: 1-25 Вт 438-470 МГц: 1-25 Вт

Напряжение питания

13.2 В (10.8-15.6 В) с минусом на корпусе

Габариты (В х Ш х Д), мм

169 х 118 х 44

Вес, г

1020

Диапазон рабочих температур

от -30 оС до +60 оС

3.3.5 Базовая станция MTR-2000

В ретрансляторе MTR2000 использованы новейшие технологии разработки и производства аппаратуры радиосвязи. Твердотельный усилитель развивает мощность 40 Ватт (100 Ватт опционально), а 100%-цикл работы на передачу позволяет использовать ретранслятор в системах с любой интенсивностью переговоров. Большая гибкость в настройках позволяет одинаково эффективно использовать ретранслятор системах связи любого назначения. Программирование и диагностические испытания выполняются пользователем с помощью персонального компьютера, а для упрощения диагностики имеются встроенные механизмы самотестирования и проверки.

Профессиональный, высоконадежный ретранслятор MTR2000 идеально подходит для построения многоканальных/многосайтовых транкинговых систем, в том числе работающих в условиях со сложной электромагнитной обстановкой [19].

Таблица 3.5 - Основные характеристики ретранслятора MTR2000

Параметр

Значение

Диапазон частот

VHF: 136-174 МГц UHF1: 403-440 МГц UHF2: 438-470 МГц

Ширина канала

12.5 / 20.0 / 25.0 / 30.0 кГц

Количество каналов

до 32

Чувствительность (среднее значение) (12 дБ SINAD) EIA

0.35 мкВ

Мощность передатчика

146-174 МГц: 1-40 Вт 403-440 МГц: 1-40 Вт 438-470 МГц: 1-40 Вт опционально 100 Вт

Напряжение питания

220 В переменного тока или 14.2 В постоянного тока с минусом на корпусе

Габариты (В х Ш х Д), мм

483 х 419 х 133

Вес, кг

19

Диапазон рабочих температур

от -30 оС до +60 оС

3.3.6 Выбор первичных и вторичных источников питания

Для электропитания проектируемого оборудования требуется обеспечить:

· постоянный ток напряжением -(48-70) В для питания радиорелейного оборудования;

· постоянный ток напряжением - 14.2 В для питания базовой станции Motorola MTR-2000 требуется.

В соответствии с ВСН-332-93 «ИНСТРУКЦИЯ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК ПРЕДПРИЯТИЙ И СООРУЖЕНИЙ ЭЛЕКТРОСВЯЗИ, ПРОВОДНОГО ВЕЩАНИЯ, РАДИОВЕЩАНИЯ И ТЕЛЕВИДЕНИЯ» оборудование проектируемой РРЛ относится к источникам первой категории питания, следовательно, должно обеспечиваться электропитанием от трех независимых источников. В качестве таковых, мной были взяты две независимые линии переменного напряжения 220 В, идущие от ближайших подстанций, а также дизельная электростанция.

Мощность и марка дизельной электростанции были выбраны, исходя из мощности проектируемого оборудования, расхода топлива электростанции и возможности ее автоматического перехода на резервное электроснабжение. С учетом вышеперечисленного выбор был остановлен на дизельной электростанции «Вепрь» Российского производства, характеристики которой приведены ниже в таблице.

Таблица 3.6 - Характеристики дизельной электростанции АДП 5-230 ВЯ-БС «Вепрь»

Максимальная мощность, кВт

5,5

Рабочая мощность, кВт

5

Сила тока, А

21,7

Расход топлива, л/ч

1,83

Объем бака, л

12,5

Мощность двигателя, л.с

10

Стартер

эл/руч

Габариты, см

75х55х59

Вес, кг

108

При выборе аккумуляторных батарей следует учесть потребляемый ток всего оборудования. Так основным потребителем электроэнергии является базовая станция (около 5 А), и примерно столько же на оборудование РРС, с учетом запаса, а также длительности работы (около 5 ч) от аккумуляторных батарей будет целесообразным выбирать их емкость в пределах 100-120 А/ч. Мной были выбраны герметичные необслуживаемые свинцово-кислотные аккумуляторы серии FLB-HIGHLITE (AGM) 12 В фирмы FIAMM емкостью 25 А/ч в количестве четырех штук (100 А/ч).

В качестве источника электропитания был взят ИБЭП-220/48-12 фирмы «Микран», способный работать в комплекте с аккумуляторными батареями до 100 А/ч каждая, а также отдавать в нагрузку до 12 А.

Размещение ИБЭП и аккумуляторных батарей предусмотрено в 19 дюймовых шкафах вместе с другим оборудованием связи, а дизельной электростанции в отдельном техническом помещении вместе с запасом дизельного топлива.

4 Проектирование линий связи

4.1 Нормы на показатели качества и готовности

Прежде, чем приступать к расчету параметров радиорелейной линии необходимо определить: по какой методики производить расчеты, а также каким нормам эти расчеты должны соответствовать. Выбор и обоснование методики расчета приведен ниже. А сейчас разберемся с нормами на качественные показатели радиорелейной сети [11].

Показатели качества и готовности для различных СВЧ систем тесно связаны с характеристиками сетей связи. Эти характеристики рекомендованы МСЭ-Р и МСЭ-Т. Основными рекомендациями являются рекомендации МСЭ-Т G.801, G.821 и G.826.

Характеристики в G.82I рекомендованы для цифровых сетей с интегрированными услугами (ISDN) и относятся к каналам со скоростью передачи 64 кбит/с в обоих направлениях. При измерениях на каналах с более высокой скоростью передачи можно воспользоваться рекомендацией G.821 МСЭ-Т, приложение D. Для проектирования систем со скоростью передачи STM-1 и выше используют рекомендацию G.826 МСЭ-Т «Параметры и нормы показателей качества по ошибкам для международных цифровых трактов с постоянной скоростью передачи, равной или выше первичной скорости».

4.1.1 Гипотетическое цифровое соединение, тракт и участок

В Рекомендации G.801 МСЭ-Т определяются модели цифровой сети как совокупности гипотетических объектов определенной длины и состава.

Цифровое ГЭС -- это модель, на основе которой могут проводиться исследования применительно к общим показателям качества, что облегчает формирование соответствующих стандартов и норм. Применительно к показателям качества сети ЦСИС принято рассматривать чисто цифровое соединение со скоростью передачи 64 кбит/с. Поскольку показатели качества полной сети и каждый ее параметр в отдельности должны соответствовать требованиям пользователя, то такие показатели в основном должны быть связаны с моделью сети, представляющей очень длинные соединения. На рисунке 4.1 показано удовлетворяющее этому требованию гипотетическое эталонное соединение протяженностью 27 500 км.

Рисунок 4.1 - Гипотетическое эталонное соединение

Примечание 1.-- Невозможно определить, где проходит граница между участками среднего и высокого качества гипотетического эталонного соединения.

Примечание 2.-- LE обозначает "местную станцию" или эквивалентную точку схемы.

Для облегчения исследования ухудшений цифровой передачи (например, ошибки в битах, дрожание и дрейф фазы, проскальзывания, время передачи) модель сети должна включать сочетание различных типов элементов передачи (например, системы передачи, мультиплексоры, демультиплексоры, цифровые тракты, транскодеры). Такая модель определяется как ГЭЦЛ. В Рекомендациях МСЭ-Р обычно используется термин ГЭЦТ. Его длина принимается равной 2500 км. Гипотетический эталонный цифровой тракт протяженностью 2500 км для радиорелейных систем состоит из девяти радиоучастков, каждый из которых имеет длину примерно 280 км.

Для того чтобы при расчетах на основе модели могли быть использованы качественные параметры, взятые непосредственно из технических описаний систем передачи, в составе модели используется понятие гипотетический эталонный цифровой участок (ГЭЦУ). Входной и выходной порты указанного участка -- рекомендуемые интерфейсы, соответствующие Рекомендациям G.703 МСЭ-Т и F.556 МСЭ-Р для различных скоростей цифровой иерархии. Протяженность участков выбрана типичной для цифровых участков, встречающихся в реальных сетях, и достаточно большой, чтобы соответствовать реальным показателям качества цифровых радиосистем. Модель является однородной, то есть она не включает другого цифрового оборудования, такого как мультиплексоры и демультиплексоры. Это позволяет ей быть основой для построения гипотетического эталонного цифрового тракта (ГЭЦТ). В Рекомендации G.921 МСЭ-Т для ГЭЦУ предусмотрена протяженность 50 и 280 км [20].

4.1.2 Характеристики готовности и качества

МСЭ-Т не устанавливает характеристики готовности для ГЭС. Характеристики готовности для ГЭЦГ установлены в рекомендации 557 МСЭ-Р [18].

ГЭЦТ считается неготовой, если в течение 10 последовательных секунд возникли следующие условия или одно из них:

· передача цифрового сигнала прервана;

· в каждой секунде ВЕR хуже 10-3.

Неготовность аппаратуры уплотнения исключается. Ее характеристики будут установлены МСЭ-Т позже. Характеристики неготовности делятся на неготовность оборудования и неготовность, вызванную условиями распространения радиоволн. Величина этих долей определяется администрациями или проектировщиками линий, но большинство администраций приняло величину неготовности, вызванную дождем, между 30% - 50% .

4.1.3 Параметры и нормы па показатели качества по ошибкам согласно G.821

ГЭС, ГЭЦТ и ГЭЦУ служат основой для определения параметров качества по ошибкам и готовности [11, 22].

Рекомендация G.821 МСЭ-Т была разработана 15 лет назад; она была первой Рекомендацией, посвященной показателям качества по ошибкам для международного цифрового соединения. В ней определялись параметры и нормы на показатели качества по ошибкам для канала 64 кбит/с, а в Приложении D содержалась специальная процедура пересчета норм для того случая, если измерения проводились на скорости передачи битов в системе.

На рисунке 4.1 приведена конфигурация полностью цифрового ГЭС с показателями качества по ошибкам соединения по коммутируемому каналу 64 кбит/с и распределением показателей качества по элементам соединения.

Показатели качества по ошибкам должны оцениваться только тогда, когда соединение находится в состоянии готовности.

Параметры показателей качества по ошибкам получаются на основе следующих событий:

Секунда с ошибками (ES): период в 1 секунду, в течение которого наблюдаются ошибки в одном или нескольких битах.

Секунда, пораженная ошибками (SES): период в 1 секунду, в течение которого коэффициент ошибок по битам 1 х 10-3.

Параметрами являются:

Коэффициент секунд с ошибками (ESR): отношение числа ES к общему числу секунд в период готовности в течение фиксированного интервала измерений;

Коэффициент секунд, пораженных ошибками (SESR): отношение числа SES к общему числу секунд в период готовности в течение фиксированного интервала измерений.

В таблице 4.2 представлены показатели качества по ошибкам для международного соединения сети ЦСИС и его участков в соответствии с Рекомендацией G.821 МСЭ-Т и Рекомендациями F.594, F.634 и F.696 МСЭ-Р.

Таблица 4.2 - Показатели качества по ошибкам для международного соединения сети ЦСИС и его участков

Тип участка

Показатели качества в соответствии с Рек. G.821

Показатели качества для ЦРРС

ESR

SESR

ESR

SESR

Локальное качество (значение коэффициента усреднено по блокам)

0,012

0,00015

0,012

Рек. F.697 МСЭ-Р

0,00015

Рек. F.697 МСЭ-Р

Среднее качество (значение коэффициента усреднено по блокам)

0,012

0,00015

0,012

Рек. F.696 МСЭ-Р

0,0004

Рек. F.696 МСЭ-Р

Высокое качество

25 000 км,

2500км

0,032

0,0032

0,0004

0,00004

0,0032

Рек. F.594,

F.634 МСЭ-Р

0,00054

Рек. F.594,

F.634 МСЭ-Р

Международное соединение сети ЦСИС, 27 500 км

<0,08

< 0,002

(0,001+0,001)

Примечание 1. -- К значениям SESR для участков среднего и высокого качества прибавляется поправочная величина 0,001 для учета возникающих время от времени неблагоприятных условий распространения сигнала в сети (имеется в виду худший месяц года). Ввиду случайного характера эффектов, возникающих в худший месяц года в соединениях, которые могут находиться в любой точке земного шара, принято следующее распределение общей поправочной величины SESR 0,001:

0,0005 SESR для ГЭЦТ протяженностью 2500 км радиорелейных систем при использовании в соединении на участке высокого качества;

0,0005 SESR для ГЭЦТ протяженностью 2500 км радиорелейных систем при использовании в соединении на участке среднего качества.

4.1.4 Параметры и нормы па показатели качества по ошибкам согласно G.826

Рекомендация G.826 МСЭ-Т применяется к международным трактам с постоянной скоростью передачи битов, равной или превышающей первичную скорость [23]. Эти тракты могут быть основаны на плезиохронной цифровой иерархии, синхронной цифровой иерархии или быть частью какой-либо другой передающей сети, например, сотовой. Рекомендация является общей в том смысле, что определяет параметры и нормы для трактов независимо от типа сети, частью которой эти тракты являются. Если соединение 64 кбит/с удовлетворяет требованиям этой Рекомендации, можно быть уверенным в том, что оно в большинстве случаев будет удовлетворять и требованиям, содержащимся в Рекомендации G.821 МСЭ-Т. Таким образом, Рекомендация G.826 является единственной Рекомендацией, необходимой для расчетов показателей качества по ошибкам при проектировании сетей с первичной скоростью передачи или выше.

Рекомендация G.826 МСЭ-Т составлена на основе измерения показателей качества по ошибкам в блоках. Блоком называется набор последовательно передаваемых по данному каналу битов; каждый бит принадлежит одному и только одному блоку. Последовательность битов может не быть непрерывной во времени.

В Рекомендации G.826 МСЭ-Т указываются нормы на показатели качества и готовности, которые сведены в таблицу 4.3.

Таблица 4.3 - Нормы на показатели качества и готовности в соответствии с рекомендацией G.826

Участок ВСС России

Длина тракта, км

Показатель SESR, %

Коэффициент неготовности , %

Распределение доли SESR и для реальных линий связи

Международный участок

12500

0.06

1.5

Пропорционально для км

Магистральная сеть (национальный участок)

2500

0.012

0.3

Пропорционально для км

Внутризоновая сеть

600

0.012

0.05

Пропорционально для км;

Независимо от длины для км

200

0.012

0.05

Пропорционально для км

50

0.003

0.0125

Независимо от длины для км

Местная сеть

100

0.01

0.05

Независимо от длины для км

Сеть доступа

-

0.015

0.05

Независимо от длины

Таким образом, в нашем случае будем рассчитывать коэффициент неготовности и количество значительно пораженных секунд SESR, используя нормы из таблицы 4.3.

4.2 Выбор методики расчета

В настоящее время существует достаточно большое количество методик расчета радиорелейных трасс. Выбор той или иной методики зависит, как правило, от следующих двух факторов:

1. доступности методики;

2. соответствие методики техническим требованиям на расчет радиорелейной линии.

Мной были найдены следующие методики:

Методика расчета трасс аналоговых и цифровых РРЛ прямой видимости, Москва, 1987 г., 243 с.;

Мордухович Л.Г., Степанов А.П. Системы радиосвязи. Курсовое проектирование: Учеб. Пособие для вузов. - М.: Радио и связь, 1987.-192 с.;

Проектирование радиорелейных линий прямой видимости: Ингвар Хенне, Пер Торвальдсен - Берген: Nera Telecommunications, 1994г. 153с.;

Справочник по цифровым радиорелейным системам, Международный союз электросвязи, Бюро радиосвязи, г. Женева, 1996 г.

Первые две методики не были взяты для проектирования по следующим причинам:

· методики были составлены в 1987 году и уже морально устарели;

· нет полного представления о методах расчета цифровых РРЛ, хотя относительно аналоговых РРЛ дается вполне достаточно информации;

· в большинстве случаев приводится слишком полный расчет, отсутствие моделей упрощённого расчёта;

· отсутствие экспериментальных данных.

Среди двух оставшихся наиболее приемлемая методика фирмы NERA NETWORKS AS, Норвегия. Автор - Ингвар Хенне, Пер Торвальдсен. Работа довольно подробная, содержащая предварительную и детальную часть расчётов. Учитывает возможность проектирования во всех возможных частотных диапазонах, практически на любой аппаратуре. Последний из перечисленных документов нельзя полностью использовать в расчетах, поскольку, прежде всего, - это справочная литература, хотя некоторые расчеты приводятся достаточно подробно и обоснованно.

Среди частных методик можно выделить две, распространяемые в виде компьютерных вычислительных комплексов:

1. DRRL 4.0;

2. Territories фирмы «Золотая корона».

Обе эти методики используют фирмы, занимающиеся расчетами радиорелейных трасс. Кроме того, Territories имеет хорошую техническую поддержку в виде предоставления цифровых карт при расчете профиля трассы, а также более правильные расчеты в диапазоне меньше 1 ГГц и при передаче потока STM-1.

Таким образом, в качестве основной методики расчетов мной была выбрана методика фирмы NERA NETWORKS, как общедоступная и отвечающая критерию достоверности расчетов. В качестве дополнительной справочной информации было решено использовать Справочник по цифровым радиорелейным системам международного союза электросвязи.

5 Расчет качественных показателей радиорелейной линии

5.1 Основные положения

Расчет любой радиорелейной линии в первую очередь сводится к выбору трассы и места расположения станций проектируемой сети. Как правило, любой проект по строительству РРЛ подразумевает конкретные места расположения станций. В нашем случае все радиорелейные станции располагаются вблизи газопроводов (основная их задача - обеспечение технологической связи), а также, по возможности, как можно ближе к населенным пунктам и проходящим дорогам, что облегчает обслуживание РРЛ и подвод необходимых коммуникаций. Все внешнее оборудование размещается либо на существующих антенных башнях и опорах, либо на проектируемых. Внутренне оборудование располагается либо в уже существующих старых зданиях на месте демонтируемого оборудования системы «Трал 400/24», либо в специально устанавливаемых контейнерах типа «Север». Все мультиплексорное оборудование и внутренне оборудование радиорелейной связи, а также источники питания устанавливаются в проектируемые 19 дюймовые шкафы связи.

Общая протяженность ЦРРЛ составляет 275.48 км. Средняя длина интервала - 35,435 км. Минимальная длина интервала - 14,75 км. Максимальная длина интервала - 46,15 км. Большая часть площадок проектируемой ЦРРЛ совпадают со станциями существующей РРЛ «Трал-400/24» Нижневартовск - Парабель - Томск. Размещение новых станций будет произведено рядом с н.п. Тунгусово и н.п. Кривошеино, ввиду производственной необходимости ООО «Томсктрансгаз». Нумерация радиорелейных станций ведется от п. Чажемто до г. Томска.

Стоит отметить, что в случае превышения норм на качественные параметры связи РРЛ, применяют следующие технические решения:

1. поднимают антенны станций на большую высоту, что сопряжено с рядом трудностей: как с ограниченностью самой башни (мачты), так и возможной сложной э/м обстановкой с уже имеющимся оборудованием;

2. выбор другого места положения радиорелейной станции;

3. применение другого оборудования (более чувствительный приемник, более мощный передатчик, антенны с большим диаметром);

4. еще один очень часто используемый способ - применение разнесенного приема, который бывает двух видов - пространственный (разнос антенн) и частотный (передача на двух частотах), также может использоваться комбинация этих методов. Частотный метод в терминологии радиорелейной связи более известен как метод выбора «систем резервирования». Поскольку систем резервирования известно несколько, а не все радиорелейное оборудование поддерживает все из них, то наша задача также будет заключаться в выборе наиболее оптимального из этих способов для применения в нашем случае.

Для работы при различных условиях эксплуатации и окружающей среды все активное оборудование может быть использовано в одном из перечисленных ниже режимах:

· 1 + 0 - передача радиосигнала без резервирования;

· 1 + 1 горячий резерв - передача радиосигнала с полным резервированием оборудования.

· 1 + 1 резервирование линии - передача STM - 1 канала через основной и резервный радиоканал, используя два номинала частот с помощью одной антенны.

 Режим «горячего резервирования» 1 + 1 представляет собой резервирование оборудования, при котором передается один STM - 1 поток с использованием одного радиочастотного канала. При выходе из строя оборудования, система автоматически переключается на резервный комплект. При этом время переключение настолько мало, что такое пропадание сигнала не превышает нормы по качественным показателям радиорелейной линии, а на практике составляет менее 10 нс. При горячем резервировании необходимо наличие двух комплектов ППУ, которые работают на одну антенну (рисунок 5.1). Существуют еще два режима резервирования «теплый» и «холодный», их основное отличие от «горячего» заключается во времени переключения на резервный канал. При этом, при «холодном» и «теплом» резервировании можно работать на той же частоте, что и основной канал. Как правило, в последнее время производители современного радиорелейного оборудования стараются использовать только «горячий», и лишь в редких случаях - «теплый».

В некоторых случаях обеспечивают постоянную передачу одной и той же информации по двум независимым каналам, при этом каждый канал имеет свое ППУ и свою антенну. Устройство на приеме производит сравнение сигналов, поступающих на вход приемников и, в зависимости от уровня сигнала, выбирает наилучший. Такой способ позволяет свести потерю информации в связи с замираниями сигнала в атмосфере на нет, но за это надо платить как большим занимаемым частотным ресурсом, так и большей стоимостью оборудования.

Рисунок 5.1 - Принцип частотного разнесения каналов

5.2 Исходные данные для расчетов

Трасса проектируемой ЦРРЛ проходит по климатической зоне Западно-Сибирской низменности через Томский, Шегарский, Кожевниковский, Кривошеинский, Молчановский и Колпашевский район Томской области.

Величина интенсивности дождей составляет 70 мм/ч.

Параметром аппаратуры цифровых РРЛ, характеризующим помехоустойчивость является пороговый уровень сигнала на входе приемника , при котором обеспечивается максимальная нормируемая величина коэффициента ошибок (BER). Результаты каждого пролета трассы производились при помощи двух методов. Как основной метод расчета использовалась методика фирмы Nera, для проверки результатов была использована специализированная программа Territories. Нормы на показатели качества приняты как для внутризоновых сетей.

Для расчета статистики глубины сравнительно медленных рефракционных замираний с учетом нелинейного изменения диэлектрической проницаемости воздуха замирания с высотой, вводится понятие эффективного вертикального градиента диэлектрической проницаемости воздуха . Под величиной понимают постоянный по высоте градиент , при котором напряженность поля в точке приема будет такой же, как и в случае реального изменения на трассе. Климатический район проектирования ЦРРЛ характеризуется средним значением градиента диэлектрической проницаемости воздуха и дисперсией диэлектрической проницаемости воздуха . Рабочая частота аппаратуры составляет .

5.3 Расчет качественных показателей пролетов ЦРРЛ

5.3.1 Основные положения

В качестве качественных показателей пролета любой радиорелейной линии используют два параметра, которые мы и будем рассчитывать:

1. Коэффициент неготовности;

2. Коэффициент секунд со значительным количеством ошибок.

Коэффициент неготовности линии складывается из следующих величин.

, (5.1)

где - общая вероятность нарушения радиосвязи, вызванная многолучевым замиранием;

- вероятность нарушения радиосвязи, вызванная дождем;

- вероятность нарушения радиосвязи, вызванная отказом оборудования.

Прежде, чем приступать к расчету вероятностей нарушения связи, разберемся с таким понятием, как запас на замирание.

5.3.2 Расчет необходимого запаса на замирание

Атмосферные возмущения оказывают влияние на условия передачи на радиорелейных линиях прямой видимости. Уровень принимаемого сигнала изменяется во времени и характеристики системы определяются вероятностью того, что уровень сигнала упадёт ниже порогового значения, или спектр принимаемого сигнала будет сильно искажён [3,11].

Рассмотрим упрощенную структурную схему интервала радиолинии и соответствующую диаграмму уровней сигнала (рисунок 5.2). Очевидно, что качество работы линии связи, определяется уровнем сигнала на входе приемника и возможными отклонениями этого уровня при замираниях.

Рисунок 5.2 - Диаграмма уровней сигнала на пролете РРЛ

На диаграмме уровней видно, что сигнал излучается передатчиком с уровнем , проходит через разделительный фильтр (РФ), в котором уровень упадет за счет внутренних потерь и поступает через фидерную линию в передающую антенну с коэффициентом усиления . За счет потерь в фидерной линии уровень сигнала еще уменьшиться, а в передающей антенне увеличится на величину .

При распространении сигнала по интервалу РРЛ (протяженностью , на рабочей частоте ) уровень сигнала упадет за счет ослабления свободного пространства, потерь в газах атмосферы и некоторых дополнительных потерь. Общее ослабление сигнала за счет этих причин может достигнуть 130-140 дБ и больше.

В приемной антенне уровень сигнала увеличится на величину , затем уменьшится в приемной фидерной линии, в разделительном фильтре и поступит на вход приемника с уровнем . Это значение получается в отсутствии замираний сигнала на пролете РРЛ.

Запас на замирания является разницей между уровнем сигнала на входе приемника и его пороговым значением , которое определяется из параметров конкретной аппаратуры цифровых РРЛ для заданной величины (или ).

Уровень сигнала на входе приемника можно определить по следующей формуле:

, (5.2)

где уровень мощности передатчика, дБм;

коэффициенты усиления передающей и приемной антенн;

ослабление сигнала в фидерных линиях (Ф1, Ф2), дБ;

При отсутствии фидера (когда приемопередатчики объединены с антенной в виде моноблока) необходимо учитывать конструктивные особенности устройства объединения, как правило, в этих случаях потери в фидерах можно принять равными 0 дБ. При больших диаметрах антенн соединение проводится коротким отрезком гибкого волновода, потери в котором ;

определяется из параметров аппаратуры. Обычно значение ослабления в разделительных фильтрах соответствует сумме потерь в передающем и приемном устройствах. При моноблочной конструкции, данные на уровень мощности передатчика и пороговые значения уровня сигнала на входе приемника, часто относятся к точкам, соответствующим уровням на антенном волноводном соединителе (другими словами, в значения уровней уже заложены потери в разделительных фильтрах). В этих случаях величина потерь . При разнесенной конструкции приемопередатчиков и антенн, потери в РФ составляют 4 - 5 дБ в зависимости от типа и длины фидера.

дополнительные потери, складывающие из потерь в антенных обтекателях и потерь от перепада высот приемной и передающем антенн

();

ослабление радио волн при распространении в свободном пространстве рассчитывается по следующей формуле:

, (5.3)

где протяженность интервала РРЛ, км;

рабочая частота, ГГц.

атмосферные потери (потери в газах) рассчитываются по формуле:

, (5.4)

где и погонные затухания в водяных парах и атомах кислорода атмосферы, рассчитываемые следующим образом.

5.3.3 Расчет атмосферных потерь

Атмосферные потери, в основном, складываются из потерь в атомах кислорода и в молекулах воды. Практически полная непрозрачность атмосферы для радиоволн наблюдается на частоте 118.74 ГГц (резонансное поглощение в атомах кислорода), а на частотах больше 60 ГГц погонное затухание превышает 15 дБ/км. Ослабление в водяных парах атмосферы зависит от их концентрации и весьма велико во влажном теплом климате и доминирует на частотах ниже 45 ГГц [4,18].

Погонные потери в атомах кислорода (дБ/км):

, (5.5)

где рабочая частота, ГГц.

Эта формула справедлива для рабочих частот ниже 57 ГГц, при нормальном атмосферном давлении и при температуре воздуха +15 градусов С.

Погонные потери в водяных парах (дБ/км):

(5.6)

где концентрация водяных паров в атмосфере, г/м3 (обычно ).

Суммарные погонные потери (дБ/км) при температуре, отличной от 15 градусов С:

, (5.7)

где t - температура воздуха в градусах С.

Таким образом, расчет запаса на замирания можно провести по следующей формуле:

, (5.8)

где минимально-допустимый уровень мощности сигнала на входе приемника (чувствительность приемника).

5.3.4 Расчет вероятности нарушения связи из-за многолучевого распространения

Метеорологические условия в пространстве, разделяющем передатчик и приёмник, могут иногда оказывать вредное воздействие на принимаемый сигнал. Лучи, которые обычно затухают в тропосфере, могут преломляться и попадать в приёмную антенну и в приёмник, где они суммируются с полезным сигналом. Амплитудно-фазовые соотношения между этими сигналами определяют результирующий сигнал на выходе приёмника.

При этом возникают два эффекта, влияющих на качество передачи сигналов. В одних случаях все компоненты полезного сигнала уменьшаются в равной степени. Это так называемые «плоские» замирания [8].

В других случаях подавляются только некоторые компоненты спектра, вызывая его искажения. Это так называемые «селективные» замирания. Эти два эффекта проявляются раздельно.

Плоские замирания

В отчёте 338-6 МСЭ-Р и в рекомендации 530 даются два различных метода для расчёта вероятности появления замираний для худшего месяца. Эти методы называются метод 1 и метод 2. Метод 1 используется для проектирования на начальном этапе, метод 2 - для более детального проектирования. Несмотря на то, что профиль нам известен, для пролёта Чажемто -Леботер проведём расчёт первым методом.

Измерения проведённые в различных частях мира (отчёт 336-8 МСЭ-Р и рекомендация 530), показали, что вероятность снижения уровня принимаемого сигнала на по сравнению с уровнем сигнала в свободном пространстве (вероятность нарушения связи), равна [8]:

%, (5.9)

где - запас на замирание, дБм;

- вероятность появления замирания, %, которая находится по следующей формуле:

, % (5.10)

где - наклон пролёта (миллирадиан):

мрад, (5.11)

где - абсолютные высоты подвеса антенн, м;

- геоклиматический коэффициент, его можно оценить по данным замираний для среднего худшего месяца.

При отсутствии таких данных можно использовать следующие эмпирические соотношения для сухопутных трасс:

(5.12)

где PL - это процент времени, в течении которого средний коэффициент преломления в самых нижних 100 м атмосферы меньше, чем - 100 N/км. В методике Nera приведены значения PL для четырёх различных месяцев. Выбирается месяц, имеющий наибольшее значение PL. По рисункам в находим значение PL = 5. М=10-0,2 этот коэффициент используется при сильно изрезанных профилях пролётов, когда не имеет смысла определять среднее значение угла касания. В нашем случае М=1.

Селективные замирания

Характеристики радиорелейных линий прямой видимости могут быть серьёзно ухудшены селективными замираниями из-за амплитудных и фазовых искажений в полосе сигнала. Эти многолучевые (или селективные) замирания могут появиться в результате отражений от поверхности или аномалий в атмосфере, например, большого градиента в атмосферном волноводе [8].

При неизменной во времени горизонтально расслоенной атмосфере вертикальный градиент преломления в атмосфере вызывает появление нескольких лучей распространения между передатчиком и приёмником на линии прямой видимости, как показано на рисунке 5.3. Но это лишь упрощенная модель, на самом деле в приемник приходит множество отраженных сигналов на один переданный.

Рисунок 5.3 - Упрощённая двулучевая модель селективных замираний

Если через обозначить относительное время задержки между двумя путями распространения радиоволн, то относительная фаза между двумя сигналами будет равна , являясь функцией частоты . Т.е. амплитуда и фаза принятого сигнала изменяется с частотой. Такое изменение сигнала на радиолинии в зависимости от частоты называется селективным замиранием.

Влияние селективного замирания на цифровую радиорелейную линию можно кратко описать следующим образом [18]:


Подобные документы

  • Краткий обзор радиорелейных систем передачи прямой видимости. Аппаратура цифровых систем передачи для транспортных и корпоративных сетей. Разработка цифровой радиорелейной линии связи на участке Володино - Вознесенка - Киреевска. Расчет параметров трассы.

    дипломная работа [1,2 M], добавлен 23.09.2013

  • Разработка проекта участка цифровой радиорелейной линии связи протяжённостью 61 км, соединяющего технологические объекты энергосети Гатчинского района. Выбор оборудования, антенн. Показатели работы ЦРРЛ при использовании частотно-разнесенного приема.

    дипломная работа [1,2 M], добавлен 28.09.2011

  • Проект создания магистральной высокоскоростной цифровой связи. Разработка структурной схемы цифровой радиорелейной линии. Выбор радиотехнического оборудования и оптимальных высот подвеса антенн. Расчет устойчивости связи для малых процентов времени.

    курсовая работа [1,2 M], добавлен 06.10.2013

  • Этапы и методы проектирования цифровой радиорелейной линии г. Уфа - г. Челябинск, то есть создание магистральной высокоскоростной цифровой связи в индустриально развитой области России. Обоснование выбора радиотехнического оборудования и мультиплексора.

    курсовая работа [1,7 M], добавлен 07.12.2011

  • Структурная схема радиорелейной линии. Оптимальные высоты подвеса антенн на пролётах ЦРРЛ. Расчёт устойчивости связи на ЦРРЛ с учётом резервирования. Применение волн с различным типом поляризации, принципа зигзагообразности при размещении станций.

    курсовая работа [12,4 M], добавлен 16.08.2010

  • Выбор трассы и расстановка цифровой радиорелейной линии ЦРРЛ. Расчет и построение профилей интервалов радиорелейных линий. Выбор типа и состава оборудования. Разработка схемы организации связи по проектируемой ЦРРЛ. Построение диаграммы уровней сигнала.

    дипломная работа [631,5 K], добавлен 01.10.2012

  • Общие характеристики систем радиорелейной связи. Особенности построения радиорелейных линий связи прямой видимости. Классификация радиорелейных линий. Виды модуляции, применяемые в радиорелейных системах передачи. Тропосферные радиорелейные линии.

    дипломная работа [1,1 M], добавлен 23.05.2016

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.