Розрахунок елементів цифрової радіорелейної системи передачі

Размещено на http://www.allbest.ru/

Міністерство освіти і науки України

Полтавський національний технічний університет імені Юрія Кондратюка

Кафедра комп'ютерної інженерії

Розрахунково-графічна робота

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

на тему: «Розрахунок елементів цифрової радіорелейної системи передачі»

Виконав:

студент 402-ТТ групи

Ніщенко Р.С.

Полтава 2014

Індивідуальне завдання

на РГР з навчальної дисципліни «Цифрові радіорелейні та супутникові системи передачі» на тему: «Розрахунок елементів цифрової радіорелейної системи передачі»

Студенту Ніщенко Р.С. навч. Групи 402-ТТ

1. З метою забезпечення резервування існуючих волоконно-оптичних ліній зв'язку провести попередню розробку ділянки цифрової РРЛ на базі обладнання Ericsson Mini-Link TN між пунктами А і Б.

Таблиця 1

№ з/п	Населений пункт	Географічні координати	Висота над рівнем моря, м
А	Полтава	Широта: 49°35'31.04"С Довгота: 34°33'04.85"В	157
Б	«Укртелеком» (Гадяч)	Широта: 50° 22'13.85"С Довгота: 34°00'02.81"В	133

2. Вихідні дані.

Таблиця 2 Обладнання цифрової РРЛ - Mini-Link TN має параметри:

№ з/п	Частотний діапазон, ГГц	13
1	Макс. втрати антенно-фідерного тракту, дБ	9
2	Навантаження, мбіт/с	2хSTM-1
3	Наявність внутрішніх блоків для резервування живлення АММ	-
4	Частотний діапазон Mini-Link Е для мережі DCN, ГГц	7

3. Обов'язковий графічний матеріал:

– структурна схема РРЛ;

– профілі інтервалів;

– схема мережі DCN;

– фрагмент топографічної карти із зазначенням місць розташування пунктів РРЛ (вузлів мережі);

– конфігурація кожного сайту Mini-Link TN із зазначенням зовнішніх і внутрішніх блоків;

– специфікація обладнання.

Зміст

Перелік умовних скорочень

Вступ

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

2. Дослідження профілів даної РРЛ

2.1 Інтервал Полтава - ПРС-1

2.2 Інтервал ПРС-1 - ПРС-2

2.3 Інтервал ПРС-2 - ПРС-3

2.4 Інтервал ПРС-3 - Гадяч

3. Дослідження сайтів MINI-LINK TN

4. Розробка DCN для РРЛ

Висновок

Список використаної літератури

Перелік скорочень

ОРС - кінцева радіорелейна станція

ПРС - проміжна радіорелейна станція (ретранслятор)

РРЛ - радіорелейна лінія

AAU - блок агрегації АТМ

DCN - мережа управління трафіком

ETU - блок інтерфейсу Ethernet

FAU - блок вентилятора

LTU - блок термування лінії

MMU - блок модему

NPU - блок процесора вузла

PFU - блок фільтра силового живлення

QAM - квадратурна амплітудна модуляція

QPSK - квадратурна фазова модуляція

RAU - радіоблок

RCC - коаксіальний радіокабель

SAU - блок сервісу

SMU - блок ключів-мультиплексорів

Вступ

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

* розрахунок висот підвісу антен;

* розрахунок стійкості зв'язку;

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

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

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

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

Рис.1. Відображення РРЛ на карті.



Рис.2. Структурна схема РРЛ.

2. Дослідження профілів інтервалів даної РРЛ

2.1 Інтервал Полтава Корпус К - ПРС-1

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

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

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

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

2) Відстань між станціями: 20,03км;

3) Загасання у вільному просторі: 140,7дБ;

4) Загальне загасання при розповсюдженні: 145,0дБ;

5) Найгірший прийом відносно порогового рівня сигналу: 30,8дБ;

6) Мінімальний просвіт: 3,0F1 в 3,97км.



Рис.4. Статистика радіоканалу

2.2 Інтервал ПРС-1 - ПРС-2

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

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

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

2) Відстань між станціями: 24,74км;

3) Загасання у вільному просторі: 142,5дБ;

4) Загальне загасання при розповсюдженні: 150,1дБ;

5) Найгірший прийом відносно порогового рівня сигналу: 25,7дБ;

6) Мінімальний просвіт: 2,1F1 в 10,28км.



Рис.6. Статистика радіоканалу

2.3 Інтервал ПРС-2 - ПРС-3

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

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

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

2) Відстань між станціями: 29,52км;

3) Загасання у вільному просторі: 144,1дБ;

4) Загальне загасання при розповсюдженні: 150,5дБ;

5) Найгірший прийом відносно порогового рівня сигналу: 25,4дБ;

6) Мінімальний просвіт: 2,5F1 в 10,41км.



Рис.8. Статистика радіоканалу

2.4 Інтервал ПРС-3 - Гадяч Укртелеком

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

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

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

2) Відстань між станціями: 20,93км;

3) Загасання у вільному просторі: 141,1дБ;

4) Загальне загасання при розповсюдженні: 149,5дБ;

5) Найгірший прийом відносно порогового рівня сигналу: 26,4дБ;

6) Мінімальний просвіт: 2,9F1 в 8,94км.



Рис.10. Статистика радіоканалу

цифровий радіорелейний мережа сайт

3. Дослідження сайтів MINI-LINK TN

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

На ОРС-1:

1. Географічні координати: 49°35'31,4"С і 34°33'04,2"В;

2. Висота підвісу антени: 30м;

3. Істинний азимут: 348,39°;

4. Магнітний азимут: 340,70°;

5. Кут підвищення: -0,2148°.

На ПРС-1:

Сайт№1.

1. Географічні координати: 49°46'07"С і 34°29'41,9"В;

2. Висота підвісу антени: 30м;

3. Істинний азимут: 168,34°;

4. Магнітний азимут: 160,61°;

5. Кут підвищення: 0,0345°.

Сайт№2.

1. Географічні координати: 49°46'07"С і 34°29'41,9"В;

2. Висота підвісу антени: 30м;

3. Істинний азимут: 324,59°;

4. Магнітний азимут: 316,86°;

5. Кут підвищення: -0,2933°.

На ПРС-2:

Сайт№1.

1. Географічні координати: 49°56'58,3"С і 34°17'41,7"В;

2. Висота підвісу антени: 30м;

3. Істинний азимут: 144,44°;

4. Магнітний азимут: 136,69°;

5. Кут підвищення: 0,0711°.

Сайт№2.

1. Географічні координати: 49°56'58,3"С і 34°17'41,7"В;

2. Висота підвісу антени: 30м;

3. Істинний азимут: 354,91°;

4. Магнітний азимут: 347,16°;

5. Кут підвищення: -0,2864°.

На ПРС-3:

Сайт№1.

1. Географічні координати: 50°12'50,7"С і 34°15'29"В;

2. Висота підвісу антени: 30м;

3. Істинний азимут: 174,88°;

4. Магнітний азимут: 167,06°;

5. Кут підвищення: -0,0208°.

Сайт№2.

1. Географічні координати: 50°12'50,7"С і 34°15'29"В;

2. Висота підвісу антени: 30м;

3. Істинний азимут: 316,96°;

4. Магнітний азимут: 309,14°;

5. Кут підвищення: -0,3749°.

На ОРС-2:

1. Географічні координати: 50° 21'02,3"С і 34°03'28,8"В;

2. Висота підвісу антени: 30м;

3. Істинний азимут: 136,81°;

4. Магнітний азимут: 128,98°;

5. Кут підвищення: 0,1878°.

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

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

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

В АММ розміщаються знімні блоки:

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

- блок модему (Modem Unit, MMU);

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

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

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

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

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

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

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

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

Внутрішній блок модему (Modem Unit, MMU2) виконує функції інтерфейсу для радіоблоку. Для кожного радіоблоку потрібний один MMU2.



Рис.11. Модифікація AMM 6p B.

Внутрішній блок модему (Modem Unit, MMU2) виконує функції інтерфейсу для радіоблоку. Для кожного радіоблоку потрібний один MMU2. При цьому можливо підвищення пропускної здатності за рахунок поляризаційного ущільнення - XPIC (рис.12).

Рис.12. Підвищення пропускної здатності за рахунок XPIC

Також для забезпечення зв'язку на РРЛ використовую радіоблоки RAU1 N 13/CD Kit.

Рис.13. Формування конфігурації сайтів Mini-Link TN



Рис.14. Формування специфікації сайтів Mini-Link TN

4. Розробка DCN для РРЛ

Data Communication Network(DCN) - мережа передачі даних. DCN з'єднує мережеві елементи (NE) із внутрішніми функціями узгодження або пристроями узгодження (MO) з операційними системами (OS). Для організації мережі управління (DCN) може використовуватися NPU і IP-мережа(рис.14).

Рис.15. IP DCN

Усього існує 3 варіанта доступу до обладнання ML TN через ML E. Але, на мою думку, найбільш доцільно буде використовувати наступний варіант DCN, зображений на рис.16.

Рис.15. DCN для розрахункової РРЛ

Доцільно буде навести переваги такої DCN:

· Інтеграція роботи обладнання Mini-Link E на частоті 6 Ггц та Mini-Link TN на частоті 11 Ггц;

· Швидке розгорнення мережі доступу на базі вже існуючої мережі;

· Використання блока службових каналів SAU для різних видів сигналізації;

· Доступ до віддалених вузлів зв'язку.

Отже, на мою думку, потрібно використовувати саме таку схему DCN на даній РРЛ.

Висновок

На даній розрахунково-графічній роботі я розрахував елементи цифрової радіорелейної системи передачі. Робота складалася із 4 основних частин. У першій частині я розробив ділянку цифрової РРЛ на базі обладнання ERICSSON MINI-LINK TN, дотримуючись вихідних даних для розрахунків і вимог до проектування. Результатом служить структурна схема РРЛ, зображена на рис.2. У другій частині дослідив 4 профілі інтервалів лінії зв'язку, а також визначив їх параметри. Умова відкритого інтервалу виконується. У третій частині роботи визначив основні параметри кожного сайту на даній РРЛ, а також на рис.14 навів специфікацію даних сайтів. І в останній частині розрахунково-графічної роботи було розроблено оптимальну і найбільш доцільну DCN для даної РРЛ.

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

Список використаної літератури

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

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

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

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

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

Размещено на Allbest.ru