Pentru starea curenta Societatea se caracterizează printr-o nevoie în continuă creștere pentru utilizarea sistemelor de transmitere a informațiilor. În ciuda progreselor enorme în domeniul telecomunicațiilor – atât în ​​dezvoltarea noilor tehnologii în domeniul comunicațiilor, cât și în volumul sistemelor de comunicații, au crescut și obstacolele obiective în calea dezvoltării ulterioare. Etanșeitatea atât în ​​benzile private, cât și în spațiu a dus la o creștere a interferențelor reciproce între sistemele radio funcționale. Pentru a rezolva problema compatibilitate electromagnetica Se realizează reglementarea internațională și internă a comunicațiilor radio. Soluția merge, printre altele, pe calea îngustării modelelor de radiație ale sistemelor de antene și limitării puterii radiate. Acest lucru permite diversitatea spațială a sistemelor radio și limitarea utilizării acestora la zonele locale. Cu toate acestea, această resursă nu este nelimitată.

Reglarea modurilor de funcționare în timp ale sistemelor radio permite utilizarea lor într-o zonă limitată într-un interval de frecvență. Dar asta pune o limitare capabilități informaționale sistem radio.

Pe măsură ce numărul utilizatorilor crește, banda de frecvență necesară crește, ajungând la zeci de megaherți. Chiar și în gama HF, lățimea de bandă totală este de 27 MHz. Disponibilitate difuzare sonorăîn aceste intervale face nerealistă dezvoltarea comunicațiilor radio folosind aceste frecvențe. Folosirea acestor benzi pentru a face schimb de programe de televiziune, fiecare dintre ele necesită o bandă de 6,5 MHz (și aceasta nu ia în considerare intervalul de gardă), este, de asemenea, nerealistă. În consecință, trecerea la intervalele UHF, microunde și EHF este cauzată de nevoi obiective de schimb de informații.

Cu toate acestea, după cum s-a menționat în subsecțiunea. 6.1.1, oscilațiile electromagnetice ale acestor frecvențe se propagă numai în linie dreaptă și, de aceea, antenele de recepție și de transmisie trebuie să se încadreze în limitele vizibilității geometrice, fără a ține cont de difracția, care crește orizontul radio cu 14% față de unul vizibil. Soluția naturală este creșterea gamei de transmisie a informațiilor prin retransmiterea secvențială a semnalelor transmise - această metodă de comunicare se numește „comunicare prin releu radio” (Fig. 11.12).

Orez. 6.12.

Stațiile radio terminale (OS) și intermediare (IS) se află în raza vizuală. Linia utilizează de obicei comunicații radio duplex (bidirecționale). Se poate observa că limitarea domeniului de propagare a undelor radio, pornind de la intervalul UHF și mai sus, prin vizibilitate directă, pe de o parte, este un dezavantaj - este necesar să se utilizeze echipamente relee suplimentare și, pe de altă parte, un avantaj - luând în considerare radiația direcționată, este posibil să se utilizeze aceleași frecvențe într-o zonă limitată.

Liniile de releu radio sunt folosite acolo unde este justificat din punct de vedere economic, de exemplu, pentru a organiza comunicații pentru o perioadă limitată de timp sau în condiții dificile - teren, zone mlăștinoase etc.

Simplificat diagrama functionala linia de releu radio este prezentată în Fig. 6.13.

Orez. 6.13.

Terminalele radio includ componente de transmisie și recepție. Sursele de informații (IS) sunt unite printr-un circuit de compresie a informațiilor (ICC), care generează un semnal de grup care ajunge la intrarea transmițătorului (ID). Posturile radio intermediare primesc și transmit în continuare un semnal radio, care este restabilit pentru a menține calitatea necesară a comunicației. Pot exista mai multe astfel de posturi radio intermediare, în funcție de teren și de lungimea liniei de releu radio. La stația intermediară, pot fi furnizate selecția și adăugarea de informații, transformând astfel linia în seg, iar locația stației intermediare este legată de sursele și destinatarii informațiilor. La postul de radio terminal, pe lângă recepție, se efectuează separarea semnal de grupîn componente printr-o schemă de separare a informațiilor (ISS) și transmitere către destinatarii de informații corespunzători (PI).

Canalul figurativ arată absolut similar. Formarea semnalului de grup menționat aici și separarea lui ulterioară vor fi discutate în continuare într-o secțiune separată. Această metodă este generală și este utilizată în scopul utilizării mai raționale a dispozitivelor de transmisie, recepție și antenă, precum și a structurilor - turnuri, clădiri incluse în sistem.

O problemă separată este reducerea nivelului de interferență intra-sistem. Pentru a rezolva această problemă, se iau o serie de măsuri (Fig. 6.14).

Orez. 6.14.

Lucrările de recepție și transmisie sunt efectuate la frecvențe și polarizări diferite. Acest lucru face posibilă excluderea, în cadrul OS și PS, a semnalului emis de a ajunge la intrarea receptorului. În plus, frecvențele purtătoare sunt modificate de-a lungul liniei. În plus, este prevăzut ca staţiile să nu fie situate în linie dreaptă pentru a preveni semnalul unui transmiţător situat peste o staţie să intre în intrarea receptorului simultan cu semnalul unei staţii adiacente. Fluxurile de informații sunt grupate în canale de frecvență radio și formează trunchiuri de linii de releu radio (RRL) și pot fi mai multe dintre ele, deci cele prezentate în Fig. Diagramele 6.13 și 6.14 sunt simplificate, explicând doar principiul construirii RRL.

Distanța dintre stații este determinată de linia de vedere. Pentru simplitate, vom presupune că terenul este plat, fără dealuri sau depresiuni.

În fig. 6. 15 desemnat:- raza Pământului(R y = 6370km);/;,Șih 2 -înălțimea de ridicare a antenei L, șiA 2Sub pămant. Linia de vedere egală cu L, +d2, aproape atinge suprafața Pământului. Să luăm în considerare micimea lui /?, șih 2comparat cu /? 3 și determinați distanța dintre antene D egalăd) + d 2

Orez. 6.15.

Deoarece f2R= 3500 m, acceptăm, ținând cont de o anumită îndoire a suprafeței Pământului de către undele radio:

(D măsurată în kilometri, A și /g - în metri). Dacă numărăm /g, " /g, "25, atunci D= 40 km. De regulă, cantitatea de ridicare a antenei pentru a reduce costul catargelor nu este mai mare de 40 m și D= 40 - 60 km. La proiectare se ține cont de teren și, dacă este posibil, catargele de antenă sunt instalate pe suprafețe ridicate.

PPJI folosește frecvențe în regiunea de 4 și 6 GHz. Acest lucru vă permite să obțineți o bandă de frecvență destul de largă și, prin urmare, să oferiți un randament ridicat. În același timp, influența precipitațiilor asupra radioului nu afectează semnificativ absorbția undelor electromagnetice în atmosferă.

În practică, în intervalul de 6 GHz, este alocată o bandă de frecvență de 500 MHz, în care se formează 16 canale - 8 în fiecare direcție, adică. 8 trunchiuri. Utilizarea polarizărilor verticale și orizontale permite unei antene să primească și să transmită semnale radio. Dar acest lucru este posibil cu un număr mic de trunchiuri.

6. Bazele construcției analogice linii de releu radio. Fundamentele construirii sistemelor și rețelelor de telecomunicații

6. Bazele construirii liniilor de relee radio analogice

6.1. Principii pentru construirea liniilor de releu radio cu linie de vedere

Se numește un sistem de transmisie radio în care semnalele de telecomunicații sunt transmise folosind stații releu terestre sistem de transmisie cu relee radio .

Peste șase decenii de dezvoltare, liniile de releu radio (RRL) au devenit remediu eficient transmiterea unor rețele uriașe pe distanțe de mii de kilometri, concurând cu alte mijloace de comunicație, inclusiv prin cablu și satelit, completându-le cu succes.

Astăzi, RRL-urile au devenit o parte importantă a rețelelor de telecomunicații - departamentale, corporative, regionale, naționale și chiar internaționale, deoarece au o serie de avantaje importante, printre care:

• capacitatea de a instala rapid echipamente cu costuri de capital reduse;
• posibilitate rentabilă și, uneori, singura, de a organiza comunicații multicanal în zone cu teren dificil;
• posibilitatea de utilizare pentru restabilirea de urgență a comunicațiilor în caz de dezastre, în timpul operațiunilor de salvare și în alte cazuri;
• eficacitatea implementării rețelelor digitale extinse în orașele mari și zonele industriale unde instalarea de noi cabluri este prea costisitoare sau imposibilă;
• calitate înaltă a transmiterii informațiilor prin RRL, practic nu inferioară liniilor de fibră optică și altor linii de cablu.

Liniile moderne de comunicație prin releu radio fac posibilă transmiterea de programe de televiziune și simultan a sute și mii de mesaje telefonice. Astfel de fluxuri de informații necesită benzi de frecvență de până la câteva zeci și uneori sute de megaherți și, în consecință, purtând cel puțin câțiva gigaherți. Se știe că semnalele radio la aceste frecvențe sunt transmise eficient numai în linia vizuală. Prin urmare, să contactați distante lungiîn condiţii terestre este necesară utilizarea releului de semnal radio. Liniile de releu radio cu linie de vedere utilizează în principal releu activ, în timpul căreia semnalele sunt amplificate.

Lungimea travelor R între stațiile învecinate depinde de profilul terenului și de înălțimile de instalare a antenei. De obicei, se alege aproape de distanța directă R0, km. Pentru o suprafață sferică netedă a Pământului și fără a lua în considerare refracția atmosferică:

(6.1)

unde h 1 și h 2 sunt înălțimile de suspensie ale antenelor de emisie și respectiv de recepție (în metri). În condiţii reale, în cazul unui teren uşor accidentat, R 0 = 40...70 km, iar h 1 şi h 2 sunt 50...80 m Principiul comunicării prin releu radio este prezentat în Figura 1.1, unde radio Se notează stații releu de trei tipuri: terminale (ORS), intermediare (PRS) și nodale (URS).

Interval (interval) RRL este distanța dintre cele mai apropiate două stații.

Secțiune (secțiune) RRL- aceasta este distanța dintre cele mai apropiate două stații deservite (URS sau ORS).

OPC convertește mesajele care sosesc prin liniile trunchi de la centralele telefonice pe distanțe lungi (MTS), sălile de control al televiziunii pe distanțe lungi (ITA) și sălile de control al transmisiei pe distanțe lungi (IBA) în semnale transmise prin RRL, precum și conversia inversă. Calea de transmisie a semnalului liniar începe și se termină la OPC.

Cu ajutorul URS se rezolvă de obicei problemele de ramificare și combinare a fluxurilor de informații transmise peste diferite RRL-uri, la intersecția cărora se află URS. URS include, de asemenea, stații RRL la care sunt introduse și ieșite semnale de telefon, televiziune și alte semnale, prin care o zonă populată situată în apropierea URS este conectată cu alte puncte de pe aceeași linie.

La ORS și URS există întotdeauna personal tehnic care deservește nu numai aceste stații, ci și monitorizează și gestionează cel mai apropiat ORS folosind un sistem special de teleservicii. Secțiunea RRL (300...500 km) dintre stațiile deservite învecinate este împărțită aproximativ la jumătate, astfel încât o parte din stațiile intermediare să fie inclusă în zona de teleservire a unui URS.

Cu ajutorul RRL sunt rezolvate următoarele sarcini:

1. Crearea de linii de trunchi fixe pentru transmiterea fluxurilor mari de informații pe distanțe de câteva mii de kilometri. În aceste cazuri se folosesc sisteme de capacitate mare. RRL-urile principale sunt de obicei multi-barele. Butoi RRL– un set de dispozitive transceiver, căi de alimentare antenă și medii de propagare.

2. Utilizarea RRL-urilor staţionare pentru organizarea comunicaţiilor intra-zonale. Aceste linii au o lungime de până la 600...1400 km. Aici se folosesc RRS de capacitate medie, care în majoritatea cazurilor sunt concepute pentru transmiterea semnalelor de televiziune și radio. Adesea, aceste linii sunt multi-trunchi și se ramifică de la RRL-urile principale.

3. Utilizarea RRL în rețeaua locală de comunicații (de raion și oraș). RRL-urile de capacitate redusă sunt utilizate în principal aici.

4. Furnizarea, cu ajutorul RRL multicanal, de servicii de comunicații pentru transportul feroviar, gazoducte, conducte petroliere, linii de alimentare cu energie electrică și alte sisteme care acoperă un teritoriu întins.

5. Furnizarea de comunicații mobile utilizate în cazul reparației sau modernizării RRL fixe și a liniilor de comunicații prin cablu (CLS), precum și în alte scopuri.

6. Conectarea stațiilor de bază și a centrelor de comutare ca parte a unui sistem de comunicații mobile.

Clasificare RRL.

Liniile de vedere ale releului radio pot fi clasificate în funcție de diferite caracteristici și caracteristici.

Pe baza metodei de separare a canalelor și a tipului de modulație purtătoare, putem distinge:

1. RRL cu diviziunea în frecvență a canalelor (FDM) și modulația de frecvență purtătoare armonică (FM).
2. RRL cu canale de diviziune în timp (TDK) și modulație analogică a impulsurilor, care apoi modulează frecvența purtătoare.
3. Linii de relee radio digitale (DRRL), în care, spre deosebire de cazul precedent, impulsurile (eșantioanele de mesaj) sunt cuantificate pe nivele și codificate.

Pe baza intervalului de frecvențe de operare (purtător), RRL-urile sunt împărțite în linii ale intervalului de decimetri și intervale de centimetri. În aceste intervale, decizia SCRF din aprilie 1996, intervalele 8 (7,9-8,4) au fost definite pentru noi RRL; 11 (10,7-11,7); 13 (12,75-13,25); 15 (14,4-15,35); 18 (17,7-19,7); 23 (21,2-23,6); 38 (36,0-40,50) GHz.

Cu toate acestea, în Rusia există încă perioadă lungă de timp se vor folosi linii construite anterior în intervalele 1,5-2,1; 3,4-3,9; 5,6-6,4 GHz. În același timp, este posibilă înlocuirea echipamentelor învechite cu RRS modern.

Noile RRS sunt, de asemenea, utilizate în intervalul 2,3-2,5 GHz. Se explorează posibilitatea utilizării intervalelor 2,5-2,7 și 7,25-7,55 GHz.

Cu cât intervalul este mai mic, cu atât raza de comunicare mai mare poate fi realizată cu aceleași caracteristici energetice ale echipamentului, dar trecerea la intervale înalte vă permite să extindeți benzile de frecvență a informațiilor, adică debitul sistemelor.

Creșterea eficienței utilizării resursei intervalului de frecvență a devenit una dintre cele mai importante cerințe pentru echipamentele RRL. În țara noastră, saturația comunicațiilor prin releu radio este încă mult mai mică decât în ​​țările străine, unde este în curs de dezvoltare intensivă a tuturor gamelor de până la 40 GHz. Eficiența utilizării resursei de frecvență a gamei este determinată de următorii factori:

1. Lățimea de bandă necesară a transceiver-ului, care este determinată de volumul informațiilor transmise, metoda de modulare selectată și nivelul de stabilizare a frecvenței emițătorului.

2. Parametrii de compatibilitate electromagnetică (atenuarea sensibilității de-a lungul canalelor laterale de recepție, suprimarea emisiilor în afara benzii și a emisiilor parasite).

3. Posibilitatea de utilizare deplină a întregii secțiuni alocate a gamei, care este asigurată de utilizarea unui sintetizator de frecvență ca parte a stației.

Conform clasificării acceptate în prezent, sistemele de relee radio (RRS) sunt împărțite în sisteme de capacitate mare, medie și mică.

Sistemele de relee radio de mare capacitate includ de obicei sisteme care fac posibilă organizarea a 600 sau mai multe canale PM într-un singur trunchi. Dacă un sistem de relee radio permite organizarea a 60-600 sau mai puțin de 60 de canale PM, atunci aceste sisteme sunt clasificate ca sisteme de capacitate medie și, respectiv, mică.

Sisteme de relee radio care permit transmiterea semnalelor de imagine de televiziune, precum și a semnalelor, într-un singur canal coloana sonoră televiziunea și difuzarea sonoră sunt clasificate ca sisteme de capacitate mare și medie.

Pe baza vitezei de transmitere a informațiilor, RRL digital poate fi împărțit în două grupuri principale.

RRS de viteză mică. Acestea includ RRS autohtone și marea majoritate a celor străine oferite în Rusia (aproximativ cincizeci dintre ei au un certificat rusesc).

Astfel de RPC-uri sunt proiectate pentru trafic până la 16E1 (sau E3). Rețineți că în urmă cu doar câțiva ani, RRL-urile cu trafic E3 erau considerate de viteză medie, dar astăzi acestea sunt stații „la nivel scăzut” ale rețelelor digitale, oferind posibilitatea de a modifica (uneori în mod programatic) debitul de la E1 sau 2E1 la 8E1 sau 16E1.

Pur și simplu a devenit neprofitabilă producerea RRS special pentru transmiterea numai a fluxurilor E1 sau mai puțin, cu excepția unui număr de aplicații noi, foarte specifice și rare până acum (transmisia E1 cu semnale asemănătoare zgomotului, stații de distribuție pentru sistemele de acces și alții).

RRS de mare viteză. Aceste RPC-uri sunt create în prezent aproape exclusiv pe baza tehnologiei SDH și au o viteză de transmisie într-un trunk de 155,52 Mbit/s (STM-1) și 622,08 Mbit/s într-un trunk (STM-4).

Anterior, RRL era clasificat ca de mare viteză pentru transmisia E4 (adică 139,254 Mbit/s) în rețeaua PDH, dar noi RRL sunt construite pe baza tehnologiei SDH, adică cu o viteză de transmisie de 155,52 Mbit/s. , deși oferă capacitatea de a transmite 140 Mbit/s Cu.

RRL-urile de mare viteză sunt folosite pentru a construi linii trunchi și de zonă, ca inserții radio în linii de fibră optică în zone cu teren complex, pentru a interfața liniile de fibră optică (STM-4 sau STM-16) cu locale însoțitoare. rețele digitale, precum și pentru redundanța liniilor de fibră optică și așa mai departe.

Printre RRS de mare viteză, se pot distinge două grupuri, care diferă ca scop, proprietăți, configurație, design și așa mai departe.

Acestea sunt, în primul rând, canale radio multicanal, de obicei concepute pentru a transmite până la 6-7 fluxuri STM-1 pe canale radio paralele, dintre care 1 sau 2 sunt de rezervă (configurația echipamentului „3+1”, „7+1” sau 2∙( 3+1)). Lungimea RRL este, de regulă, mare - sute de kilometri sau mai mult.

În al doilea rând, RRS, conceput pentru ramuri din liniile trunk necesare pentru crearea rețelelor zonale și a rețelelor departamentale locale mici, precum și pentru transmiterea fluxurilor STM-1 (155 Mbit/s) în orașele mari. Pentru aceste ramuri, de regulă, se folosesc benzile 7, 8 și mai rar 11 GHz, iar pentru comunicațiile din orașele mari se folosesc benzile 15, 18, 23 GHz. În ceea ce privește configurația, acestea sunt de obicei RRL-uri cu două butoaie la viteza STM-1, unul dintre butoaie este unul de rezervă (conform schemei „1+1”).

Acest grup de RRS de mare viteză care utilizează tehnologia SDH include RRS-uri cu o rată de transfer de informații de 51,84 Mbit/s (STM-0), care sunt uneori numite „viteză medie”. Ele simplifică implementarea ramurilor din liniile de transmisie sincrone, vă permit să creșteți semnificativ capacitatea de a construi rețele SDH de diferite configurații, informații despre ramificații de la liniile de fibră optică sau RRL la rețelele de acces utilizator, conectați până la 21 de fluxuri E1 la rețelele SDH, precum și fluxurile E3.

6.2. Structura sistemelor de transmisie radio

Sistemul de transmisie radio al RSP este înțeles ca un set de mijloace tehnice, care asigură formarea de canale de transmisie standard și căi de grup ale rețelei primare BSS, precum și o cale liniară de-a lungul căreia semnalele de telecomunicații sunt transmise prin unde radio în spațiu deschis Figura 6.2

Folosind RSP-uri moderne, puteți transmite orice tip de informații: mesaje telefonice, telegrafice și fototelegrafice, programe de televiziune și difuzare sonoră, pagini de ziare, informații digitale etc.

La fel ca sistemele de transmisie prin cablu, marea majoritate a RSP-urilor sunt multicanal. În acest caz, se utilizează de obicei diviziunea în frecvență sau în timp a semnalelor.

Figura 6.2. Diagrama bloc generalizată a unui RSP multicanal

Canalul radio include echipamente de transmisie și recepție, căi de alimentare antenă și mediul de propagare. Echipamentul terminal include modemuri și echipamente pentru conectarea RRL și liniile de conectare (amplificatoare, corectoare, circuite de pre-accentuare și restaurare).

6.2.1. RRL cu mai multe butoaie. Planuri de frecventa

Planul de distribuție a frecvenței este afișat pe axa frecvenței valori posibile frecvențele de operare (recepție și transmisie), precum și (în unele cazuri) frecvențe ale oscilatorului local.

Debitul RRL poate fi crescut de mai multe ori datorită formării de noi trunchiuri. Pentru a face acest lucru, la stații sunt instalate seturi suplimentare de echipamente transceiver, cu ajutorul cărora sunt create noi căi de înaltă frecvență. Frecvențe purtătoare diferite sunt utilizate pentru semnale de la diferite trunchiuri. Întregul sistem RRL cu mai multe butoaie este organizat astfel încât toate butoaiele să funcționeze independent unele de altele și, pe de altă parte, sunt interschimbabile. Acest principiu face posibilă asigurarea preciziei necesare a transmiterii mesajelor în fiecare trunchi și crește fiabilitatea întregii linii în ansamblu. În același timp, creșterea debitului RRL datorită funcționării cu mai multe trunchi nu duce la o creștere proporțională a costului liniei, deoarece multe componente extrem de fiabile ale liniei (antene, structuri de stație, suporturi pentru antene suspendate, putere). provizii etc.) sunt comune tuturor trunchiurilor.

Ca exemplu pentru a explica principiul organizării operațiunii cu mai multe butoaie, să luăm în considerare opțiunea RRL a trei trunchiuri duplex. Figura 1.3 prezintă o diagramă bloc simplificată a echipamentelor principale a trei stații din această linie: ORS, PRS și URS. Circuitul conţine: emiţătoare (P); receptoare (R); dispozitive terminale (TD), inclusiv modemuri, amplificatoare și alte elemente care convertesc mesaje telefonice de grup (TF) sau componente ale semnalelor de televiziune și difuzare audio (TV, AV) în semnale de cale liniară, precum și conversie inversă: sisteme de filtre trece-bandă (PF). ) , fiecare dintre acestea având o bandă transparentă corespunzătoare unui trunchi în comunicare unidirecțională; în modul de transmisie, PF asigură izolarea necesară a emițătorilor (aceste sisteme PF au primul indice 1, adică sunt desemnate PF 11, PF 12, PF 13; modificarea celor doi indici reflectă modificarea recepției și frecvențele de transmisie în conformitate cu planul cu două frecvențe); în modul de recepție, sistemele PF sunt filtre de separare: din semnalul RF total, fiecare filtru trece-bandă al sistemului selectează semnalul unui canal și îl trimite la receptorul corespunzător (aceste sisteme PF au primul indice 2, adică, sunt desemnați PF 21, PF 22, PF 23); dispozitive de decuplare (ID), a căror sarcină este de a reduce și mai mult influența reciprocă a căilor de transmisie și recepție: un număr de elemente ale acestor căi, cum ar fi alimentatoarele și antenele (A), sunt de obicei comune. Echipamentele de intrare/ieșire de semnal (I/O) oferă o soluție pentru sarcinile specifice URS - ramificarea și combinarea fluxurilor de informații.

Ca exemplu de utilizare a schemei, luați în considerare în Figura 6.3 transmiterea unui mesaj telefonic de grup (TF) într-o direcție de comunicare. Acest mesaj este generat în echipamentul de agregare a canalelor (CAE) și este trimis către OPC prin linia de conectare. Cu ajutorul op-amp-ului și P, semnalul TF este convertit într-un semnal RF de puterea necesară, care, printr-unul dintre filtrele de trecere de bandă ale sistemului PF 11 și RU, intră în antena A și este radiat în direcția al PRS. Aici semnalul acestui trunchi trece secvenţial prin elementele A, RU, PF 22 şi un grup de receptoare. Folosind unul dintre Pr și Op-Amps, semnalul RF al acestui trunchi poate fi convertit într-un semnal TF și trimis către ABB.

Aici, canalele TF unidirecționale pot fi distribuite în grupuri, dintre care unul, de exemplu, poate fi trimis către cel mai apropiat MTS, în timp ce altele pot face parte din noile trunchiuri TF și pot fi trimise pe diferite canale radio. În plus, este posibilă transmiterea de tranzit prin URS a semnalului complet al trunchiului organizat pe ODS într-o direcție sau alta. În acest caz, semnalele de la Pr la P pot ocoli amplificatorul operațional și ABB.

Figura 6.3. Schema bloc simplificată a unui RRL format din trei trunchiuri duplex.

Rețineți că atunci când modulați un anumit parametru de purtător printr-un mesaj telefonic de grup, sunt utilizate în principal două metode:

1. Modularea prin comunicare de grup a oscilațiilor de frecvență intermediară (modulator în op-amp) și transpunerea rezultatului astfel obținut în regiunea HF (în transmițător).

2. Modularea directă prin mesaj de grup a unuia dintre parametrii purtătorului HF (modulator - în transmițător).

Ultima opțiune este utilizată, în special, pe RRL-uri digitale.

În prezent, recepția și transmiterea semnalelor către stații în fiecare direcție de comunicație se realizează în principal de-a lungul unei căi comune de alimentare a antenei (de obicei antenele și alimentatoarele sunt mult mai în bandă largă decât semnalele de la un canal), iar izolarea necesară a recepției și transmisiei este furnizate nu numai de filtre, ci și de diverse dispozitive nereciproce, adică dispozitive ale căror proprietăți depind de direcția de propagare a undelor electromagnetice. Aceste dispozitive includ, în special, supape de ferită și circulatoare utilizate pe scară largă. În plus, pentru a asigura decuplarea eficientă a căilor de transmisie și recepție, precum și a trunchiurilor adiacente, multe RRS moderne folosesc unde de polarizare diferită (orizontală și verticală). În acest caz, selectoarele de polarizare sunt utilizate ca dispozitive de control, de exemplu. Circuitul din Figura 6.3 este construit ținând cont de planul de frecvență duală recomandat de CCIR (acum ITU) cu gruparea frecvențelor de transmisie și recepție: grupuri de semnale transmise și recepționate la fiecare stație trec prin diverse sisteme filtre trece-bandă, de exemplu pe PRS - acestea sunt PF 12 și PF 21. Rețineți că, din punct de vedere structural, sistemele PF cu primii indici diferiți, dar identici, doi, de exemplu PF 11 și PF 21, pot fi realizate destul de identic.

Să luăm în considerare una dintre opțiunile pentru un plan de frecvență specific și câteva exemple de circuite de cale de alimentare cu antenă (AFT) pentru sistemele cu mai multe trunchiuri. Figura 6.4 a prezintă planul de distribuție a frecvenței utilizat în principalele sisteme de relee radio „Voskhod”, „Rassvet-2”, „Kurs-4”, care funcționează în intervalul 3,4...3,9 GHz, în sistemul „Kurs-6” , care operează în intervalul 5,67 …6,17 GHz și în sistemul zonal Kurs-8 care funcționează în intervalul 7,9…8,4 GHz. Evaluările specifice ale frecvenței de operare pot fi găsite în orice carte de referință RRL. Acest plan permite organizarea a până la opt trunchiuri duplex în bandă largă pe un sistem cu frecvență duală. Fiecare dintre trunchiuri poate fi folosit pentru a organiza canale telefonice (până în 1920) sau pentru a transmite un program de televiziune. După cum se poate observa din Figura 6.4 a, frecvențele purtătoare ale trunchiurilor (f 1,f 2,...,f 16 sunt reprezentate pe axa f c) sunt distanțate la intervale care sunt multipli de F = 14 MHz. Planul este conceput pentru o frecvență intermediară Ff = 5F = 70 MHz. În acest caz, frecvențele oscilatoarelor locale (marcate cu puncte pe axa fg) sunt situate în intervalele dintre frecvențele de funcționare ale trunchiurilor, iar frecvențele canalelor oglindă (marcate cu puncte pe axa fz) sunt situate în banda alocată pentru sistem. Frecvențele de recepție și transmisie într-un trunchi duplex sunt separate de 19F = 266 MHz. Pentru canalele de frecvență adiacente în intervalele apropiate de 4 și 6 GHz, diverse anteneși diferite tipuri de polarizare a undelor - orizontală (g) și verticală (c). Distribuția undelor prin polarizare la frecvențele de recepție (f r) și transmisie (f p) ar trebui să corespundă cu figura 6.4, a, b sau c. De obicei, trunchiurile sunt împărțite în două grupuri alternative. Un grup de trunchiuri, de exemplu cu numere impare, este folosit pentru liniile principale, iar celălalt (cu numere pare) este folosit pentru liniile care sunt ramuri de la linia principală, așa cum se arată în Figura 6.5 a. Un exemplu de diversitate de semnal între diferite antene de pe PRS pentru șase trunchiuri duplex este prezentat în Figura 6.5 b. Planul de frecvențe din Figura 6.4, a prevede că diferența dintre frecvențele trunchiurilor adiacente dintr-o antenă este de 4F = 56 MHz, iar în diferite antene – 2F = 28 MHz; diferența dintre cele mai apropiate frecvențe purtătoare de recepție și de transmisie în diferite antene este 5F = 70 MHz, într-o antenă – 7F = 98 MHz. Rețineți că sistemul Kurs-8, care funcționează în intervalul 7,9...8,4 GHz cu aspectul AFT corespunzător (Figura 6.6), permite operarea a opt trunchiuri duplex pe antenă. Separarea semnalelor de la diferite canale prin frecvență, polarizare și de-a lungul diferitelor ramuri ale căii de alimentare a antenei, precum și alegerea adecvată a frecvențelor oscilatorilor locali locali - toate acestea împreună asigură un minim de interferență intra-sistem fără extinderea semnificativă. intervalele de frecvență dintre canale.

Figura 6.4. Plan de distribuție a frecvențelor și undelor de polarizare diferită în sistemele Voskhod, Rassvet-2, Kurs-4, Kurs-6, Kurs-8.

Figura 6.5. Exemple de distribuție a frecvențelor și undelor de polarizare diferită pe URS (a) și PRS (b)

6.2.2. Căi de alimentare antenă

Figura 6.6 prezintă o opțiune de configurare pentru un sistem AFT în care este implementat planul de frecvență prezentat în Figura 6.4a. În acest caz, utilizarea repetată a AFT se realizează prin utilizarea tuturor metodelor cunoscute de selecție a undelor radio: prin frecvență, prin polarizare și prin direcția de propagare (schema de separare în trei etape).

Elementele diagramei bloc din figura 6.6 sunt:

Receptoarele conectate la RF 1 și RF 3 și emițătoarele conectate la RF 2 și RF 4 oferă comunicații duplex într-o singură direcție. Calea semnalelor (pe purtătorii f 1 ... f 16) ale fiecăruia dintre trunchiuri poate fi urmărită cu ușurință conform diagramei, ghidată de direcția săgeților corespunzătoare.

RRL-urile cu linie de vedere care funcționează în intervalul de microunde utilizează antene corn-parabolice (RPA), periscop și parabolice (oglindă simplă și oglindă dublă). Alegerea unei antene sau a alteia depinde nu numai de tipul de echipament, ci și de capacitatea RRL. Aceasta determină, de asemenea, compoziția și structura AFL. Dacă, de exemplu, linia include nu 8, ci 4 trunchiuri, atunci fiecare dintre filtrele polarizante prin VE și GE poate fi conectat direct la unul dintre RF. Într-un alt exemplu de realizare, atunci când nu există separare de polarizare, ghidul de undă extern poate fi conectat la două RF-uri (unul care funcționează pentru transmisie, celălalt pentru recepție) prin FC.

Filtrele de separare, ca întregul AFT, permit diferite opțiuni de proiectare. ÎN În ultima vreme RF, care folosesc circulatoare de ferită (FC), devin din ce în ce mai răspândite.

6.3. Echipament de releu radio cu diviziune în frecvență a canalelor și modulare în frecvență (FRK-FM)

Echipament de radiocomunicații transceiver. Transceiverele heterodine, care sunt construite pe baza unui transmițător cu un convertor de frecvență și un receptor superheterodin, sunt utilizate pe scară largă în echipamentele RRL.

O diagramă simplificată a stației transceiver terminale este prezentată în Figura 6.6

După cum urmează din Figura 6.2 și Figura 6.6, semnalul de grup (GS) de la sistemele de transmisie cu mai multe canale este furnizat unui dispozitiv de combinare a semnalelor de grup (UOGS), care este un val de filtre. Acest dispozitiv poate combina HS situate în regiuni de frecvență care nu se suprapun.

Apoi, semnalul este amplificat într-un amplificator de semnal de grup (GSA), limitat în amplitudine într-un amplificator limitator (AO) și alimentat la un circuit de predistorsionare (PC). Pre-accentuarea este introdusă pentru a egaliza raportul P c / Pw pe întregul spectru HS. Într-un modulator de frecvență (FM), frecvența intermediară este modulată (Ff este de obicei selectat egal cu 70 MHz) cu un semnal de grup.

Banda de frecvență a căii RF (FFM) necesară pentru a transmite un semnal FM poate fi determinată folosind formula lui Carson:

, (6.2)

unde f in este frecvența superioară a semnalului de modulare.

Figura 6.6. Schema bloc simplificată a echipamentului transceiver.

Abaterea de frecvență efectivă la ieșirea modulatorului, care se obține atunci când un semnal sinusoidal de măsurare (cu o frecvență de 800 Hz) cu o putere de 1 mW (nivel zero) este aplicat la intrarea oricărui canal telefonic (nivel zero) se numește abaterea efectivă pe canal - Δf k Conform recomandărilor CCIR (acum ITU) în RRS multicanal modern, în funcție de numărul de canale N, utilizați ∆f k egal cu 200, 140 sau 100 kHz. De obicei, în timpul procesului de configurare a echipamentului, valoarea ∆f k este setată atunci când se aplică un circuit de pre-accentuare (PC) la intrare în loc de U gr (t), un semnal de măsurare cu o frecvență la care nu există pre -accent în PC. Prin urmare, ∆f k se numește valoarea efectivă a abaterii create de nivelul semnalului de măsurare al unui canal PM la frecvența cu distorsiune zero.

, (6.3)

unde Khm este panta caracteristicii de modulație; R meas = 1 mW – puterea medie a semnalului de măsurare la rezistența R. Deoarece, dacă U gr (t) și semnalul de măsurare sunt alocate la aceeași rezistență R, și , Acea

, (6.4)

unde ∆f e și ∆f k sunt măsurate în kHz, iar P avg este o mărime adimensională egală numeric cu P avg în mW. Dacă impedanța de ieșire a generatorului de măsurare este activă și coincide cu impedanța de intrare a canalului (600 Ohm), atunci raportul P av / P meas în dB corespunde nivelului

Unde . Prin urmare, în loc de (1.3.3) putem scrie

. (6.6)

La N > 240, când p av = -15 + 10 log(N), dB, în conformitate cu (6.6) obținem sau

,

În RRS modern cu N=600 valori ∆f k =200 kHz; la N = 1920 ∆f la 140 kHz.

Atelier de rezolvare a problemelor folosind formula lui Carson:

Găsiți lățimea de bandă a semnalului la ieșirea modulatorului de frecvență de comunicație RRL, dacă la intrarea acestuia este furnizat un semnal de grup de la MSP-ChRK tip K-300, Δf k = 250 kHz.

Atunci când rezolvați probleme de acest tip, este necesar să înțelegeți clar structura și parametrii semnalelor multicanal cu FDM. Pe baza secțiunilor anterioare, reamintiți lățimea de bandă a semnalului la ieșirea echipamentului K-300 (Veți avea nevoie de valoarea frecvenței superioare a spectrului de grup). Și, cunoscând numărul de canale din MSP, puteți determina abaterea efectivă a frecvenței (formula 6.6 pentru N ≥ 240). Cel mai bun asistent al tău este bunul simț, uită-te la realitatea rezultatului.

Modulația în frecvență (FM) permite o imunitate relativ mare la zgomot la transmiterea mesajelor. Acest lucru nu necesită o stabilitate mai mare a frecvenței emițătorului. Puterea sa este folosită foarte eficient: practic nu depinde de caracteristicile mesajelor de la intrarea modulatorului, factorul de creastă este întotdeauna egal cu unitatea. Nivelul semnalului la intrarea receptorului poate varia într-un interval destul de larg (de exemplu, în timpul estompării), fără a afecta puterea semnalului util după demodulator. Toate acestea explică în general utilizarea pe scară largă a FM în RRL, satelit, troposferic și alte sisteme de transmisie. În același timp, modularea în frecvență are și anumite dezavantaje: o scădere bruscă a calității transmisiei dacă raportul dintre puterea medie a semnalului și zgomotul la intrarea receptorului (P s / P sh) scade sub o anumită valoare de prag (efectul de prag). apare de obicei la (P s / P sh ) în ≤ 10); o gamă largă de frecvențe care trebuie transmise pe canalul radio pentru restabilirea normală a mesajelor la ieșirea demodulatorului; dependența nivelului de zgomot la ieșirea canalului de puterea semnalului de intrare al receptorului (se manifestă în timpul estompării); necesitatea de a egaliza calitatea muncii diferitelor canale telefonice atunci când acestea diviziunea în frecvență si altii.

În FM, aveți nevoie nu doar de o cale de înaltă frecvență în bandă largă, ci de o cale ale cărei caracteristici de răspuns amplitudine-frecvență (AFC) și timp de întârziere de grup (GDT) satisfac cerințe foarte înalte. În caz contrar, semnalul de la ieșirea demodulatorului poate fi distorsionat în mod inacceptabil și, de exemplu, în timpul transmiterii pe mai multe canale a mesajelor folosind metoda PDM, calitatea comunicației va scădea în mod corespunzător din cauza așa-numitei interferențe tranzitorii: funcționarea unul (orice) canal de frecvență va fi afectat semnificativ de semnale al căror spectru constă din armonici și produse combinaționale ale oscilațiilor din alte canale.

În sistemele cu PDK, cu excepția cazului în care se iau măsuri speciale, FM nu poate oferi condiții egale de funcționare pentru canalele de frecvență diferite. Mai mult, un semnal de frecvență mai mare, atunci când F in crește și indicele m e scade, corespunde o imunitate mai mică la zgomot. Prin creșterea puterii emițătorului sau a semnalului de grup U gr (t), este posibil să se obțină imunitatea necesară la zgomot în canalul de frecvență superioară. Dar, în același timp, în canalele mijlocii și inferioare, rezerva de putere va fi nerezonabil de mare. În general, un astfel de mod nu este benefic atât din punct de vedere economic, cât și din punctul de vedere al reducerii interferențelor intra și intersistem. Prin urmare, după cum s-a menționat mai devreme, pentru a egaliza raportul semnal-zgomot pe diferite canale, înainte de a aplica U gr la modulator, această tensiune este aplicată filtrului de pre-accentuare, al cărui modul coeficient de transmisie y( F) asigură o modificare a nivelurilor în așa fel încât nivelurile de transmisie ale canalelor inferioare să devină niveluri de transmisie inferioare ale canalelor cu frecvență superioară. Dacă acum, folosind un amplificator (cu răspuns în frecvență uniform), aducem puterea medie a semnalului modulator P avg la valoarea determinată anterior pentru U gr (t), atunci valoarea lui ∆f e va rămâne aceeași ca și fără pre -accent U gr (t). În acest caz, selectând y(F) este posibil să se realizeze nivelurile semnalului în canalele superioare ale noului semnal modulator va deveni mai mare decât cea a semnalului U gr (t), iar nivelurile semnalului din cele inferioare vor fi în mod corespunzător mai mici.

În sistemele cu FM, semnalul U gr (t) este întotdeauna supus pre-accentuării, iar la ieșirea FM este inclus un așa-numit circuit de restaurare cu o caracteristică inversă y (F). Acest filtru nu modifică raportul semnal-zgomot pe canalele individuale, dar face posibilă uniformizarea nivelurilor de semnale de canal utile.

Caracteristicile circuitelor de predistorsionare și restaurare sunt recomandate de ITU. În general, caracteristica circuitului de predistorsionare este bine aproximată prin expresie

unde 0 ≤ F ≤ F in și F in este frecvența superioară a semnalului de modulare. Caracteristicile circuitului de restaurare sunt prezentate în Figura 6.7.

Figura 6.7. Dependența coeficientului de transmisie al circuitului de restaurare de frecvența normalizată F/F in

Amplificarea semnalului principal se realizează în amplificatoare de frecvență intermediară (IFA). Calea de frecvență intermediară este utilizată pentru a crea o selectivitate ridicată la dezacorduri mici în raport cu limitele benzii de trecere.

Elementele căii de frecvență intermediară se caracterizează prin următorii parametri: neuniformitate scăzută a răspunsului în frecvență, timp de întârziere de grup și câștig diferenţial în banda precisă de frecvenţă de corecţie; grad ridicat de intrări și ieșiri ale semnalului de frecvență intermediară în echipamentele transceiver.

Un amplificator puternic de frecvență intermediară (MUFA) amplifică semnalul cu puterea necesară pentru funcționarea normală a mixerului transmițător (SMper). Semnalul de frecvență intermediară modulată, după amplificare, este amestecat într-un mixer cu o oscilație foarte stabilă a generatorului de frecvență purtătoare f n. La ieșirea mixerului, un semnal cu o frecvență de transmisie f AC este izolat în PF. Apoi puterea acestui semnal este amplificată într-un amplificator cu microunde la valoarea necesară. În sistemele radio de putere redusă (mai puțin de 1 W), este posibil să nu fie instalat un amplificator cu microunde. Receptorul de canal radio (Figura 6.6) constă dintr-un amplificator de semnal cu microunde cu zgomot redus, un convertor de frecvență, care include un mixer receptor (RMM) și un oscilator local receptor și un amplificator de semnal de frecvență intermediară.

Caracteristicile căilor de frecvență intermediară ale RRL-urilor digitale includ cerințe diferite pentru lățimea de bandă și corecția precisă a caracteristicilor de frecvență ale căii, precum și o cerință crescută pentru liniaritatea răspunsului de amplitudine elemente active acest tract.

6.4. Standardizarea calității comunicațiilor pe RRL

Liniile de releu radio sunt utilizate pe scară largă atât în ​​sisteme regionale, cât și pentru comunicatii internationale. Nivelul de zgomot la ieșirea canalului depinde în mod semnificativ atât de condițiile de propagare a undelor radio și de lungimea liniei, cât și de structura acesteia, în special de numărul de conversii de semnal cu alocarea unuia sau altui grup de canale. Prin urmare, atunci când se rezolvă problema normalizării nivelului de zgomot la ieșirea canalelor, este necesar să se concentreze asupra unor RRL specifice din punct de vedere al lungimii și structurii, care să țină cont de experiența în dezvoltarea echipamentelor RRS, proiectare și funcționare. de RRL. Rolul unor astfel de RRL-uri a început să fie jucat de circuite de referință ipotetice (presupuse) special concepute. Structura acestor lanțuri este determinată, în special, de tipul mesajelor și de metoda de transmitere a acestora.

Figura 6.8a prezintă în mod convențional un circuit de referință ipotetic destinat RRL cu FDM, pe care numărul de canale PM este mai mare de 60. Circuitul specificat are o lungime de 2500 km și este format din 9 secțiuni omogene. Structura circuitului este fixată prin ordinea de plasare a convertoarelor de frecvență individuale secundare, a convertoarelor primare și a convertoarelor de-a lungul liniei. După cum se poate observa din Figura 6.8,a, numai pe RRL-urile indicate (fără a lua în calcul OPC) sunt permise două stații cu alocarea (intrare) de canale individuale și cinci stații cu alocarea (intrare) a grupurilor de 12 canale (primare). . În cadrul unei secțiuni, numărul de PRS-uri pe care are loc doar retransmisia semnalului și nu există nicio alocare de canale PM sau grupuri standard de canale nu este reglementat.

Figura 6.8. Structura circuitelor ITU ipotetice (MCCR) pentru RRL cu FRC: a) cu un număr de TFC-uri mai mare de 60; b) cu canale de televiziune și radiodifuziune; c) Circuitul EACC pentru RRL principal.

Figura 6.8b prezintă un circuit de referință ipotetic pentru RRL cu canale de difuzare de televiziune și audio. Acest circuit este format din trei secțiuni de re-recepție, respectiv, pentru video sau frecvențe joase, adică conține trei modulatoare și trei demodulatoare.

Lungimea unor RRL principale din Federația Rusă depășește semnificativ 2500 km. Prin urmare, au trebuit dezvoltate o serie de noi circuite ipotetice pentru rețeaua de comunicații interconectate (ICN). Astfel, pe rețeaua de coloană vertebrală a fost adoptat ca RRL de referință ipotetic un circuit cu o lungime de 12.500 km. Este format din 5 secțiuni de 2500 km fiecare (Figura 6.8, c), care sunt interconectate prin frecvența vocală sau spectrul video. În cazul organizării canalelor PM, se acceptă că fiecare tronson omogen al unui astfel de circuit nominal este format din 10 tronsoane cu o lungime de 250 km. În același timp, convertoarele individuale nu sunt prevăzute în secțiune, iar fiecare secțiune începe și se termină cu un convertor de grup terțiar.

Pentru fiecare tip specific de circuit de referință, puteți determina valoarea admisibilă a puterii de zgomot sau raportul semnal-zgomot la ieșirea canalului. Dar din cauza estompării, zgomotul la ieșirea canalelor RRL sunt procese aleatoare nestaționare. Prin urmare, pentru zgomotul în canalele TF, TV și alte RRL sunt introduse mai multe standarde, obținute pe baza prelucrării datelor statistice relevante, ținând cont de specificul echipamentului și de caracteristicile destinatarului mesajului.

Figura 6.9 ilustrează recomandările stabilite de CCIR pentru telefonie și canale de televiziune RRL. Astfel, conform acestor recomandări, se acceptă ca în orice canal telefonic într-un punct cu un nivel relativ zero, puterea de zgomot admisibilă (P sh.adm) introdusă de echipamentul de releu radio al unei linii cu lungimea de 2500 km și o structură care corespunde unui circuit de referință ipotetic este următoarele valori (a se vedea figura 6.9,a): puterea medie a zgomotului psozometric pe minut, care poate fi depășită nu mai mult de T = 20% din timp în orice lună, 7500 pW0, care corespunde la 10lg(7500/10 9) = –51,25 dB; puterea medie a zgomotului psozometric pe minut, care poate fi depășită pentru cel mult T = 0,1% din timp în orice lună, 47500 pW0 (–43,23 dB); Puterea medie de zgomot neponderată de 5 ms, care poate fi depășită nu mai mult de T = 0,01% din timp în orice lună, 10 6 pW0 (–30 dB). Recomandarea pentru 20% din timp include și puterea de interferență (1000 pW) cauzată de funcționarea sistemelor de satelit în benzi de frecvență comune cu RRL.

Figura 6.9. Normalizarea puterii zgomotului și a raportului semnal-zgomot la ieșirea canalelor telefonice (a) și televiziune (b)

Dacă structura RRL se extinde l km diferă semnificativ de referință, atunci puterea medie de zgomot psozometrică pe minut permisă (P sh.add) în canalul telefonic, care poate fi depășită nu mai mult de 20% din timp în orice lună, este următoarele valori: P sh .adăugați = (3 l+ 200) pW0 dacă 50 ≤ l≤ 840 km; R sh.adăugați = (3 l+ 400) pW0 dacă 840 ≤ l≤ 1670 km; R sh.adăugați = (3 l+ 600) pW0 dacă 1670 ≤ l≤ 2500 km.

Pentru canalele video, raportul dintre semnalul de imagine vârf la vârf și tensiunea de zgomot izometrică (U p / U w) este normalizat. La ieșirea unui circuit ipotetic cu o lungime de 2500 km, acest raport (Figura 6.9b) poate fi mai mic de 61 dB, 57 dB și 49 dB, pentru, respectiv, nu mai mult de 20, 1 și 0,1% din timp de orice lună (atunci când se utilizează un filtru de ponderare unificat, este permisă o scădere a securității TV canalelor cu 4 dB și, în special, recomandările date pentru U p /U w, referitoare la 20 și 0,1% din timpul oricărei luni sunt reduse la 57 și, respectiv, 45 dB). Acest lucru ia în considerare interferența din toate sursele care afectează calitatea funcționării unui anumit canal. Deoarece procesele aleatoare care reprezintă toate interferențele de pe RRL, atât interne cât și externe, pot fi considerate independente în aproape toate cazurile, puterea de interferență la ieșirea canalului (P p.out) este de obicei găsită prin însumarea puterii de interferență a surselor individuale. Astfel, pentru o linie cu o lungime de 2500 km, puterea de interferență psozometrică în canalul PM poate depăși 7500 pW cel mult 20% din timp în orice lună, asociată cu îndeplinirea următoarei condiții, ținând cont de interferență de la sateliți va fi egal cu:

unde R p.g este puterea interferenței tranzitorii introdusă de un set de echipamente, cu ajutorul căruia se realizează re-recepția de-a lungul spectrului de grup; m – numărul de stații nod la care se realizează re-recepția pe spectrul de grup (două ORS sunt egale cu un URS); n – numărul de trave pe linie; R p.hf i – puterea totală a interferenței tranzitorii cauzate de caracteristicile neideale ale elementelor traseului HF pe intervalul i-a; R t i (20%) – puterea (depășită nu mai mult de 20% din timp în orice lună) a zgomotului termic introdus pe intervalul i-a; R p.m i (20%) – puterea interferenței tranzitorii datorată efectului de interferență al interferenței radio asupra intervalului i-a; al treilea și al patrulea termen din (6.9) conțin cantități dependente de timp (al treilea termen, în plus față de zgomotul termic, a cărui putere depinde de modificarea puterii semnalului la intrarea receptorului cauzată de estompare, include și componente de putere constantă ale zgomot termic P t.g și P t.m).

Zgomotul termic, luat în considerare la evaluarea calității de funcționare a canalelor de televiziune, ca și în cazul canalelor PM, se adună cu putere. Dacă, de exemplu, luăm în considerare puterea de zgomot depășită nu mai mult de 20% din timp în orice lună, atunci

unde U t (20%) este tensiunea de zgomot termic izometric efectiv la ieșirea canalului video, depășită nu mai mult de 20% din timp în orice lună; U r – tensiunea vârf-la-vârf a semnalului de imagine; U t.m și U t.g – tensiunea izometrică efectivă a zgomotului termic introdus de un modem (m) și, respectiv, de o cale heterodină; de obicei U t.m = 0,14…0,22 mV, iar U t.g = 0,06…0,14 mV; U t i (20%) este tensiunea izometrică efectivă (depășită nu mai mult de 20% din timp în orice lună) a zgomotului termic introdus pe intervalul i-a.

6.5. Principii de construire a echipamentelor cu VRK

Figura 6.10 prezintă o diagramă bloc simplificată a stației terminale a unui sistem multicanal cu TRC. Un mesaj continuu de la fiecare abonat u 1 (t) ... u N (t) prin sistemele diferențiale corespunzătoare DS 1 ... DS N este alimentat la intrările modulatoarelor de canal KM 1 ... KM N. În modulatoarele de canal în conformitate cu mesaj transmis Impulsurile care urmează perioadei de eșantionare Td sunt modulate conform unuia dintre parametri, de exemplu, PPM. În conformitate cu valoarea mesajului continuu transmis în momentul numărării în timpul PPM, poziția unui impuls de amplitudine și durată constantă se modifică în raport cu mijlocul intervalului de canal de la +∆t m la – ∆t m. Impulsurile modulate de la ieșirea CM, impulsurile de sincronizare de la generatorul de sincronizare (GIS), precum și impulsurile de la senzorul de comunicare de serviciu (DCS), senzorul de semnal de control și de apel (CUS) sunt combinate. Rezultatul este un semnal de grup u gr (t). Pentru a asigura funcționarea modulatoarelor de canal și a dispozitivelor suplimentare, secvențe de impulsuri cu o frecvență de eșantionare F d, deplasate față de primul canal cu i∆t k, unde i este numărul canalului. Astfel, momentele în care CM începe să funcționeze sunt determinate de declanșarea impulsurilor de la RC, care determină momentele de conectare la comun. canal de bandă largă abonatul corespunzător sau dispozitivul suplimentar.

Semnalul de grup primit u gr (t) este alimentat la intrarea regeneratorului (P), care dă semnale discrete canale diferite au aceleași caracteristici, de exemplu aceeași formă de puls. Toate dispozitivele concepute pentru a genera un semnal u gr (t): KM 1 ... KM N, RK, GIS, DUV, DSS, R - sunt incluse în echipamentul de combinare a semnalelor (AO), care combină toate semnalele în timp și generează un semnal de grup. Semnalul poate fi apoi transmis la următoarea stație prin linii de conectare prin cablu sau prin comunicație radio.

Figura 6.10. Schema bloc simplificată a unei stații terminale cu releu radio a unui sistem de comunicații cu un sistem de control radio

La recepție, semnalul dedicat u * gr (t) este alimentat la intrările tuturor demodulatoarelor de canal CD 1 ... CD N și receptoarelor de comunicare de serviciu (CC), control și apel (CPC).

Demodulatoarele de canal separă u * gr (t) în semnale de canal separate, care sunt mostre discrete, și reconstruiesc din aceste mostre mesaje continue u * 1 (t) ... u * N (t), corespunzătoare celor trimise la intrările CM în AO. Pentru a asigura separarea în timp a semnalelor de canal, este necesar ca fiecare dintre CD-uri să se deschidă pe rând numai în intervalele de timp ∆t k corespunzătoare unui canal dat. AS), care funcționează similar cu RK în AO la capătul de transmisie al comunicațiilor liniei. Pentru a asigura separarea corectă a canalelor, RK′, care se află în AR, trebuie să funcționeze sincron și în fază cu AO RK, care se realizează folosind impulsuri de sincronizare (IS) alocate de selectoarele corespunzătoare (SIS) și unitatea de sincronizare. (BS). Mesajele de la ieșirile CD ajung la abonații corespunzători prin sisteme diferențiale.

Imunitatea la zgomot a sistemelor de transmisie cu VRK este determinată în mare măsură de acuratețea și fiabilitatea sistemului de sincronizare și a distribuitorilor de canale instalați în echipamentele pentru combinarea și separarea canalelor. Pentru a asigura acuratețea sistemului de sincronizare, impulsurile de sincronizare (IP) trebuie să aibă parametri care să permită separarea lor cât mai simplă și fiabilă de secvența de impulsuri a semnalului de grup u * gr (t). Cea mai potrivită pentru PIM s-a dovedit a fi utilizarea circuitelor integrate duale, pentru transmisia cărora este alocat unul dintre intervalele de canal ∆t k în fiecare perioadă de eșantionare T d (vezi Figura 6.11).

Figura 6.11. Semnal de grup pentru VRK cu PIM

Să determinăm numărul de canale care pot fi obținute într-un sistem cu PIM. Figura 6.11 prezintă secvența de impulsuri pentru transmisia multicanal cu PPM. Din figură rezultă că

T d = (2∆τ max + τ h)N gr, (6.11)

unde τ з – interval de gardă; ∆τ max – deplasarea (deviația) maximă a impulsurilor. În acest caz, presupunem că durata pulsului este scurtă în comparație cu τ з și ∆τ max.

Din formula (6.11) obținem

;

abaterea maximă a impulsului pentru un număr dat de canale

,

acceptăm, așadar

. (1.12)

Având în vedere că în timpul transmisiei telefonice T d = 125 μs, se obține pentru N gr = 6 ∆τ max = 8 μs, pentru N gr = 12 ∆τ max = 3 μs și pentru N gr = 24 ∆τ max = 1,5 μs. Cu cât ∆τ max este mai mare, cu atât este mai mare imunitatea la zgomot a unui sistem cu PIM.

Când se transmit semnale de la PPM prin canale radio, modulația de amplitudine (AM) sau frecvență (FM) poate fi utilizată în a doua etapă (în transmițătorul radio). În sistemele cu PIM - AM, acestea sunt de obicei limitate la 24 de canale, iar într-un sistem PPM - FM mai rezistent la zgomot - 48 de canale.

6.6. Metode de evaluare a interferenței în canalele RRL

După cum sa menționat mai devreme, transmisia de semnale prin RRL, ca în toate sistemele radio, este afectată de interferențe de origine externă și internă. Interferența externă include zgomotul cosmic și atmosferic, interferența industrială și semnalele de la alte sisteme radio. Nivelul acestei interferențe poate fi de obicei minimizat cu ajutorul anumitor măsuri organizatorice (alegerea corespunzătoare a frecvențelor, filtrarea semnalelor radio interferente, amplasarea corectă a posturilor etc.). Dacă RRL funcționează în intervalul undelor decimetrice sau centimetrice, atunci influența interferențelor industriale poate fi neglijată.

La organizarea RRL, trebuie acordată o atenție deosebită interferențelor intra-sistem. Acestea includ zgomotul de fluctuație (termic și de împușcare), zgomotul hardware (undul de tensiune de alimentare, zgomotul de comutare etc.) și interferența specifică cauzată de distorsiunile semnalelor de bandă largă la trecerea prin căi cu caracteristici neideale. În timpul transmisiei pe mai multe canale, o astfel de interferență apare ca interferență tranzitorie. Pentru a reduce influența zgomotului de fluctuație (de obicei, acestea sunt reduse la zgomot termic), este necesar să creșteți „potențialul energetic” al sistemului, adică să creșteți puterea transmițătorilor (pentru o anumită lungime medie dată), reduce temperatura zgomotului receptoare (de exemplu, prin utilizarea amplificatoarelor parametrice la intrarea receptoarelor), crește câștigul antenelor și altele asemenea. Lupta împotriva zgomotului echipamentului se realizează prin îmbunătățirea echipamentului și a procedurii de funcționare a acestuia.

Zgomot termic pe canalele telefonice. Când semnalele sunt transmise în formă analogică pe canalele telefonice, zgomotul termic se acumulează (însumat în putere) pe măsură ce semnalul trece prin diferite elemente ale traseului de la o stație la alta. Calitatea unui canal telefonic este de obicei caracterizată de puterea de interferență în punctul de nivel de semnal relativ zero la ieșirea canalului TF. Această putere este determinată de mulți termeni.

Proprietățile de zgomot ale tuturor blocurilor părții liniare a receptorului până la AO sunt luate în considerare de cifra de zgomot a receptorului Ш În acest caz, puterea totală echivalentă a zgomotului termic legat de intrarea receptorului (furnizată că rezistența sa de intrare este potrivită cu rezistența sursei de zgomot echivalente),

unde k este constanta lui Boltzmann; Т – temperatura ambiantă absolută (de obicei luată Т=290 K); P e – banda efectivă de zgomot a receptorului, care se consideră de obicei egală cu lățimea de bandă ∆f a căii de frecvență intermediară; R t.out este puterea de zgomot la ieșirea părții liniare a receptorului, care are un câștig de putere egal cu K m Dacă presupunem că puterea P t.in este distribuită uniform în banda P e densitatea spectrală a puterii eliberate la o rezistență de 1 Ohm este

G t.in = kТШR in, (6.14)

Nivelul de zgomot la intrarea BH depinde de nivelul semnalului la intrarea receptorului u c (t).

Figura 6.12a prezintă o diagramă vectorială, din care se poate observa că în urma adunării vectorului de zgomot aleator U t.in (t), reflectând u t.in (t), cu vectorul semnal U c, reflectând u c (t), se formează un vector aleator U ∑ (t), reflectând semnalul total

Figura 6.12. Reprezentări vectoriale (a) și spectrale (b,c) ale semnalului și zgomotului termic la intrarea (a,b) și la ieșirea (c) a receptorului.

Astfel, modificări aleatorii ale fazei unui semnal cu frecvență modulată, atunci când este detectată frecvența, se transformă în modificări aleatorii ale amplitudinii semnalului, adică apar sub formă de zgomot.

Puterea zgomotului termic în canalul PM la intervalul i RRL poate fi determinat prin formula:

, (6.16)

Unde

Cifra zgomotului receptorului; ∆F к = 3,1 kHz – lățimea de bandă a canalului i-lea PM; F k – valoare frecventa centrala canal PM în semnalul grupului; ∆f к – abaterea efectivă pe canal; β pr – coeficient luând în considerare pre-accentuarea semnalului; K p – coeficientul psozometric.

În canalele telefonice, puterea de zgomot psofometrică (ponderată) este de obicei normalizată într-un punct cu nivel relativ zero, la care puterea medie a semnalului de măsurare este de 10 9 pW 0. Coeficientul psofometric reflectă percepția reală a diferitelor componente ale zgomotului. spectrul și pentru canalul PM este selectat egal cu 0,56 (-2,5 dB ). Atunci când se măsoară zgomotul într-un canal, filtrele psozometrice sunt folosite pentru telefon și radiodifuziune și filtre vizometrice pentru canalele de televiziune. Caracteristicile acestor filtre sunt prezentate în figurile 6.13 și, respectiv, 6.14.

Puterea semnalului la intrarea receptorului P pr i depinde de parametrii echipamentului și de condițiile de propagare a undelor radio. Inițial, se concentrează pe o anumită valoare P pr i = P pr i (20%) - puterea semnalului la intrarea receptorului, care poate scădea nu mai mult de 20% din timpul oricărei luni.

, (6.17)

unde R pr.sv – putere fără a lua în considerare influența condițiilor de propagare a undelor radio; V 20% – valoare factor de slăbire a câmpului spațial liber, sub care nu poate fi mai mult de 20% din timp în orice lună de observare. De obicei alegeți V 20% ≈ 0,5. În cazul real, V variază de la 0 la 2 în funcție de parametrii troposferei și de tipul suprafeței Pământului. Factorul de atenuare arată cât de mult diferă cazul propagării reale a undelor radio de cel ideal (adică V=1).

Ținând cont de cele de mai sus, putem scrie ecuația radio, reflectând principalii factori care influențează nivelul semnalului pe măsură ce acesta se propagă de-a lungul căii radio:

unde R p [W] – puterea transmițătorului; G p, G pr – coeficienții antenelor de emisie, respectiv de recepție; λ – lungimea de undă; R i – distanta dintre statii; η p, η pr – coeficientul de eficiență al traseului antenă-ghid de undă al stației de emisie și, respectiv, de recepție.

unde un AVT [dB] este atenuarea totală a semnalului în AVT.

Workshop privind aplicarea ecuației de comunicație radio:

Aflați puterea necesară a emițătorului de comunicație RRL dacă sensibilitatea receptorului RRL situat la o distanță de R = 20 km este egală cu Pmin = 10 -3 μW, G per = G pr = 37 dB; f=0,8 GHz, V=0,7 dB, η=0,8.

Când se rezolvă probleme de acest tip, este necesar să se înțeleagă clar toți factorii care influențează nivelul semnalului pe măsură ce acesta se propagă de-a lungul căii radio (6.18). Prin sensibilitatea receptorului înțelegem nivel minim semnal la intrarea receptorului, la care calitatea recepției semnalului util este încă considerată satisfăcătoare. Lungimea de undă de operare este legată de frecvența semnalului radio prin viteza luminii.

Aplicați același raționament atunci când rezolvați probleme precum:

Găsiți puterea semnalului de ieșire antenă de recepție Comunicare RRL, dacă Rper = 0,5 dB/W, distanța dintre stații R = 43 km, G per = 3600; G în =41 dB, f în =2 GHz, η în =η în =0,7, V=0,8

Determinați puterea transmițătorului de comunicație RRL la care va apărea o putere a semnalului de prag egală cu 0,01 μW la intrarea receptorului, dacă R = 40 km, G ln = 2000, G r = 20 dB, η l = 3,5 dB, η r = 2 dB, V=0,7, f AC =1,5 GHz.

Formula (6.18) până la V 20% ia în considerare starea pe termen lung a troposferei, în timp ce puterea medie a zgomotului psozometric pe minut egală cu 7500 pW poate fi depășită nu mai mult de t = 20% din timp în orice lună.

În același timp, la intervale RRL poate apărea o decolorare profundă a semnalului din cauza modificărilor stării troposferei.

Pentru decolorări mai profunde, poate fi tolerată o putere de zgomot mai mare, dar pe intervale de timp mai scurte.

Astfel, puterea medie a zgomotului psozometric pe minut de 47500 pW0 poate fi depășită nu mai mult de t = 0,1% din timp în orice lună, iar puterea medie a zgomotului neponderat de 5 ms de 10 6 pW0 poate fi depășită pentru cel mult t = 0,01% din timp în orice lună. Standardele specificate sunt date pentru o linie de referință cu o lungime de 2500 km.

În general, factorul de atenuare V(t) ia în considerare integral influența Pământului și a troposferei asupra procesului de propagare a undelor radio. V(t) este o mărime vectorială, dar în multe cazuri este suficient să-i cunoaștem mărimea

|V(t) | = V(t) = E(t)/E 0 , (6,20)

unde E(t) și E 0 sunt modulele intensității câmpului electric la intrarea antenei de recepție în timpul propagării undelor radio, respectiv, în condiții reale (ținând cont de influența troposferei și a Pământului) și în spatiu liber. În general, V(t) – functie aleatorie timp și, de exemplu, V(20%) este găsit folosind unele date statice.

Datorită neomogenităților troposferei, undele radio se propagă în ea de-a lungul unui traseu curbat, care se numește refracție troposferică. Proprietățile electrice ale troposferei sunt caracterizate de gradul de modificare a constantei dielectrice a aerului cu înălțimea și sunt determinate de gradientul constantei dielectrice.

Metoda de calcul a rutelor RRL se bazează pe construcția profilelor de deschidere.

Profil span numită secțiune verticală a zonei dintre două stații radio învecinate, luând în considerare pădurile, clădirile și caracteristicile terenului. Un exemplu de astfel de profil este prezentat în Figura 6.15. În acest caz, cantitatea clearance (clearance) Nîntre linia „linie de vedere” AB care conectează centrele antenelor și cel mai apropiat punct de obstacol (vertical) C (Figura 6.15 prezintă o versiune de profil cu un obstacol; manualele speciale privind calculul și proiectarea RRL au în vedere și profilurile atunci când sunt în suprafata minima exista mai multe obstacole in spatiu). Distanța liberă H este considerată pozitivă dacă linia AB trece deasupra obstacolului și negativă dacă această linie intersectează profilul travei.

Mecanismul de propagare a undelor radio în zona de la antena de transmisie (vom presupune că este instalată în punctul A, Figura 6.15) la antena de recepție (în punctul B) depinde semnificativ de valoarea de clearance-ul H, care, în mod natural, lasă nota sa pe metodologia de calcul, în special , factorul de atenuare V. În acest caz, putem distinge trei grupuri principale de travee(pentru o stare fixă ​​a troposferei):

1. deschis când H ≥ H 0;

2. semideschis, când H 0 > H ≥ 0;

3. închis când N< 0.

Aici H 0 este notat clearance-ul critic, în care la punctul de recepție suma vectorială a intensității câmpului semnalelor directe și reflectate este egală cu intensitatea câmpului în spațiul liber (V = 1). În general

, (6.21)

unde k 1 = R 1 /R este coordonata relativă a punctului obstacol C.

Profilul de zbor face posibilă luarea în considerare a influenței curburii suprafeței pământului asupra procesului de propagare a undelor radio. În special, folosind un profil, vă puteți face o idee despre reflectarea undelor radio de pe suprafața Pământului. Dar, în general, natura transmisiei semnalului în secțiunea AB va fi foarte aproximativă dacă nu se ia în considerare influența troposferei. În acest caz, în primul rând, trebuie să țineți cont refracția undelor radio, adică curbura traiectoriei undei (AB în figura 6.15), datorită structurii neomogene a troposferei. Rolul principal aici este jucat de eterogenitatea troposferei în plan vertical. Refracția este luată în considerare prin faptul că se face o corecție la cantitatea de degajare deasupra punctelor definitorii (în Figura 6.15 – punctul C)

Astfel, valoarea clearance-ului dependentă de g este H(g) = H + ∆H(g).

Când condițiile meteorologice se schimbă în timpul zborului, valorile g și H(g) se modifică, ceea ce poate duce la fluctuații bruște ale factorului de atenuare și, în consecință, ale nivelului semnalului la intrarea receptorului. Pe deschideri deschise (H ≥ H 0), intensitatea câmpului la punctul de recepție este determinată în principal de interferența undelor directe și reflectate de la suprafața pământului. În cazul unei singure unde reflectate (ca în Figura 6.5.4), factorul de atenuare pt conditii reale poate fi reprezentat sub formă

unde |Ф| este modulul coeficientului de reflexie de la suprafața pământului și

– clearance-ul relativ (normalizat).. Din (6.5.11) rezultă că pentru p(g)≥1, valorile maxime ale factorului de atenuare alternează cu cele minime (Figura 6.16).

Figura 6.16. Dependența factorului de atenuare V de lumenul relativ p(g) și parametrul μ.

Pe travee semideschise și închise, unde p(g)< 1, уровень поля в точке приема обусловлен главным образом процессом дифракции радиоволн, то есть огибанием ими земной поверхности. Множитель ослабления V в этом случае рассчитывается на основе приближенных методов, с применением аппроксимации реального препятствия частью сферической поверхности. Прежде чем найти V, необходимо применить параметр μ, характеризующий радиус кривизны сферы, аппроксимирующей препятствие, и зависящий от высоты ∆y и хорды сегмента аппроксимирующей сферы . Чем ближе к 0 этот параметр, тем более плоской является трасса. На полуоткрытых пролетах и пролетах с малым закрытием хорда r определяется из профиля пролета (рисунок 6.16) как расстояние между точками пересечения препятствия линией, параллельной АВ и отстоящей от вершины на величину ∆y = H o . Для пролетов, имеющих среднюю протяженность и одно препятствие, во многих случаях можно руководствоваться приближенным значением V, определяемым из графиков рисунок 6.16, полагая, что

unde α = ∆y/H 0 = 1, ℓ = r/R, k 1 =R 1 /R.

După cum se poate observa din Figura 6.16, factorul de atenuare V poate varia în limite largi. Pentru a aprecia stabilitatea conexiunii, este necesar să se cunoască valoarea minimă admisă a factorului de atenuare V i min pe fiecare i-lea. Prin V i min înțelegem o valoare a lui V i la care puterea de interferență totală (P p.out) sau raportul (U t /U p) 2 în canalul de la capătul liniei este egal cu valorile maxime admise ​​P p. out max sau (U t / U p) 2 max determinat de recomandările corespunzătoare pentru procente mici de timp.

În cele din urmă calculul se rezumă la determinarea procentului de timp, timp în care puterea totală de zgomot la ieșirea canalului poate fi mai mare decât maximul admis (P buc.max). În timpul zborului, această condiție corespunde probabilității ca factorul de atenuare să fie mai mic decât minimul valoare admisibilă TELEVIZOR

unde n este numărul de intervale; T 0 (V datorită efectului de ecranare al obstacolului; ∑T p (V datorită interferenţei unei unde directe şi a unei unde reflectate de pe suprafaţa Pământului; T tr (V datorită interferenței unei unde directe și a unei unde reflectate din neregularitățile stratificate din troposferă; T d (V datorita atenuarii undelor radio in precipitatii.

Pentru trunchiul telefonic la intervalul j-lea

, (6.27)

unde M tf [pW0/km 2 ] este un parametru care caracterizează echipamentul trunchiului telefonic. Pentru mai multe detalii despre procedura de calculare a stabilității RRL pentru 0,1% și 0,01% din timp, consultați

Interferențe tranzitorii introduse în canalul telefonic de către calea grupului. Această interferență este cauzată de neliniaritatea caracteristicilor de amplitudine ale dispozitivelor de cale de grup (amplificatoare, modulatoare, demodulatoare și așa mai departe). Aceste interferențe pot fi calculate folosind formula:

PW, (6,28)

unde ∆F к = 3,1 kHz – lățimea canalului telefonic; F in, F n – frecvențele superioare și inferioare ale semnalului de grup; P av – puterea medie a unui mesaj multicanal; y 2 (δ), y 3 (δ) sunt coeficienți care iau în considerare distribuția puterii zgomotului neliniar în spectrul de grup pe armonica a 2-a și, respectiv, a 3-a, unde δ = (F-F n)/(F în - F n), și F – o anumită frecvență în spectrul de grup, în regiunea căreia este determinat zgomotul. Graficele lui y 2 (δ) și y 3 (δ) pentru diferite valori ale lui β=F în /F n sunt prezentate în Figura 6.5.6.

Figura 6.17. Grafice de dependență y 2 (δ), y 3 (δ), a 2 (δ) și a 3 (δ)

a 2 (δ) și 3 (δ) sunt factori de corecție care iau în considerare redistribuirea zgomotului în spectrul de grup datorită introducerii pre-accentuării (Figura 1.17, c). K 2k (δ), K 3k (δ) – coeficienți de neliniaritate pentru armonicile a 2-a și a 3-a ale elementelor de traseu de grup măsurate la nivelul de măsurare.

Interferență tranzitorie datorată caracteristicilor inegale de amplitudine-frecvență (AFC) și timpului de întârziere de grup (GDT) ale elementelor de cale HF. Aceste zgomote pot fi calculate folosind formula:

pW, (6,29)

Unde , – coeficienți ținând cont de neuniformitatea întârzierii de grup: (∆τ +) – când frecvența semnalului FM se abate de la ω 0 cu +∆ω și (∆τ -) – cu -∆ω; F к – frecvența în zona căreia se evaluează zgomotul.

Întrebări de control:

1. Explicați principiile organizării comunicării folosind RRL cu linie de vedere.
2. Ce determină lungimea dintre stațiile învecinate (dați un răspuns cuprinzător, detaliat)?
3. Care este scopul stațiilor radio releu terminale intermediare și nodale?
4. Care este scopul sistemului de teleservicii RRL.
5. Ce este releul de semnal activ.
6. Clasificați liniile vizuale ale releului radio digital.
7. De ce semnalele radio cu microunde sunt transmise numai în raza vizuală?
8. Listați interferența RRL din interiorul sistemului.
9. Definiți sistemul de transmisie radio RSP. Oferiți o diagramă bloc a unui RSP cu mai multe canale.
10. Explicați principiul organizării unui RRL cu mai multe butoaie.
11. Cum să asigurăm un minim de interferență intra-sistem fără a extinde semnificativ intervalele de frecvență dintre trunchiuri?
12. Care este filtrul de absorbție folosit în AFT?
13. Furnizați o diagramă a stației transceiver terminale. Explicați scopul tuturor blocurilor.
14. După ce principiu sunt selectate valorile frecvenței pentru funcționarea stațiilor de releu radio?
15. Care este scopul sistemului COVT.
16. Ce este inclus în canalul radio?
17. Cum diferă un canal radio telefonic de un canal de televiziune?
18. Cum diferă compoziția echipamentului PRS de URS?
19. Care este puterea totală echivalentă a zgomotului termic referită la intrarea receptorului.
20. Explicați necesitatea folosirii unui limitator de amplitudine atunci când primiți semnale cu frecvență modulată.
21. Care este funcția circuitului de pre-accentuare?
22. Ce factori determină lățimea de bandă a semnalelor cu frecvență modulată?
23. Ce parametri RRL sunt determinați de circuitul ipotetic ITU?
24. Ce caracteristici sunt standardizate la transmiterea semnalelor de televiziune?
25. Ce tipuri de zgomot pot fi prezente în canalul PM?
26. Cum afectează caracteristica de întârziere neuniformă a grupului calitatea transmisiei semnalului?
27. Care este funcția mixerului receptor și emițător?
28. Ce se va schimba în diagramă (Figura 6.6) când se utilizează un sistem de transmisie cu mai multe butoaie?
29. Ce înseamnă termenul „frecvență de pre-accentuare zero”?
30. Definiți un profil span.
31. Care este scopul construirii unui nivel zero condiționat?
32. Cum poate afecta refracția tipul de zbor?
33. În ce caz este considerată troposfera omogenă?
34. Cum înțelegeți sensul termenului „decolorarea semnalului radio”?
35. Ce indică factorul de atenuare a câmpului liber?
36. Este posibilă comunicarea radio în cazul unui zbor închis?
37. Ce factori pot schimba nivelul semnalului la intrarea receptorului?
38. Explicați funcționarea schemei de circuit a stației terminale a sistemului de comunicații cu sistemul de control al transferului.
39. Cum se explică cantitatea mică de informații transmise în sistemele cu FIM - AM și FIM - FM?
40. Comparați imunitatea la zgomot a sistemelor CDM-FM și FIM-FM.

Acasă Comunicare prin releu radio COMUNICARE RADIO RELEU

1.1. PRINCIPIILE COMUNICĂRII RADIO RELEUE. CLASIFICAREA SISTEMELOR RADIO RELEUE

În forma sa cea mai generală, o legătură de releu radio (RRL) poate fi definită ca un lanț de stații radio transceiver. Receptorul fiecărei stații primește semnalul transmis de emițătorul stației anterioare și îl amplifică. Semnalul amplificat ajunge la emițătorul unei stații date și apoi este radiat în direcția următoarei stații. Lanțul de stații astfel construit asigură transmiterea de înaltă calitate și fiabilă a diferitelor mesaje pe distanțe lungi.

În funcție de tipul de propagare radio utilizat, RRL poate fi împărțit în două clase: linii radioreleu cu linie de vedere, în care există vizibilitate directă între antenele stațiilor învecinate și linii radioreleu troposferice, în care nu există. vizibilitate directă între antenele staţiilor învecinate.

Cele mai comune sunt RRL-uri cu linie de vedere, care funcționează în intervalele de lungimi de undă decimetrice și centimetrice. În aceste game este posibil să se construiască receptoare și transmițătoare în bandă largă. Prin urmare, RRL-urile asigură transmiterea semnalelor în bandă largă și, în primul rând, a semnalelor de telefonie și televiziune multicanal. În intervalele de lungimi de undă decimetrice și în special centimetrice, este posibil să se utilizeze antene direct direcționate, deoarece datorită lungimii de undă scurte este posibilă construirea unor astfel de antene cu dimensiuni generale acceptabile. Utilizarea antenelor cu un grad ridicat de direcție cu un câștig mare (1000-10.000 sau mai mult în putere) face posibilă utilizarea unor puteri scăzute ale transmițătorului (de la fracțiuni de watt la 10-20 W) și, prin urmare, să dispună de echipamente compacte și economice. Pentru liniile din această clasă, benzile de frecvență corespunzătoare sunt alocate în intervalele 2, 4, 6, 8, 11 și 13 GHz și în intervalele de frecvență mai mari.

Nevoia de vizibilitate directă între antenele stațiilor învecinate necesită ridicarea antenelor deasupra nivelului solului și, prin urmare, construirea unor suporturi de antenă adecvate - turnuri sau catarge. Înălțimea suspensiei antheia este determinată de distanța dintre stațiile învecinate, precum și de natura terenului dintre ele. În funcție de acești factori, înălțimea orelor poate ajunge până la 100 m, și uneori mai mult. În unele cazuri, cu teren favorabil, antenele pot fi amplasate la o înălțime mică, de exemplu, pe acoperișul clădirii în care este instalat echipamentul.

Distanța dintre stațiile învecinate este de obicei între 40-70 km. În unele cazuri, aceste intervale sunt reduse la 20-30 km din cauza necesității de a conecta linia la un punct anume, precum și în cazul unui teren deosebit de nefavorabil.

Pe baza capacității, sistemele de relee radio cu linie de vedere sunt împărțite în trei tipuri principale:

Sisteme de relee radio de mare capacitate. Capacitatea canalului radio al unor astfel de sisteme este de 600-2700, uneori mai multe, canale PM sau un canal de transmitere a semnalelor de imagine de televiziune cu unul sau mai multe canale pentru transmiterea semnalelor audio de televiziune și difuzare sonoră. Aceste sisteme sunt utilizate pentru a organiza linii de releu radio pe distanțe lungi.

Construcția unei linii de releu radio. Sistem de rezervare

Sisteme de relee radio de capacitate medie. Capacitatea canalului radio al acestor sisteme este de 60-600 de canale HF sau un canal pentru transmiterea semnalelor de imagine de televiziune cu unul sau mai multe canale pentru transmiterea semnalelor audio de televiziune și difuzare sonoră. În unele cazuri, sistemele din această clasă nu sunt concepute pentru a transmite semnale de imagine de televiziune. Astfel de sisteme sunt utilizate pentru a organiza linii de legătură intrazonale.

Sisteme de relee radio cu canale mici, cu un număr de canale PM în canalul radio de la 6 la 60. Aceste sisteme nu sunt concepute pentru transmiterea semnalelor de televiziune sunt utilizate pentru organizarea liniilor locale de conectare;

Clasificarea de mai sus a sistemelor de relee radio este condiționată: reflectă în principal situația care apare pe liniile de relee radio fixe ale Ministerului Comunicațiilor al URSS și ale Ministerelor Comunicațiilor din Republicile Uniunii. Sistemele de relee radio pentru comunicații tehnologice (în transportul feroviar, conducte de gaz, linii electrice etc.) au specificul lor și nu se încadrează întotdeauna în clasificarea de mai sus. Același lucru este valabil și pentru sistemele de televiziune cu releu radio în scopuri de raportare.

La transmiterea semnalelor de telefonie multicanal în sisteme de relee radio de capacități mari și medii, de regulă, se utilizează echipamente ale sistemelor de transmisie prin cablu cu diviziunea de frecvență a canalelor.

În sistemele de relee radio cu canale mici, se utilizează atât echipamente cu diviziunea în frecvență, cât și în timp a canalelor.

Acest manual discută despre sistemele de relee radio care utilizează echipamente ale sistemului de transmisie prin cablu cu diviziune de frecvență și modularea în frecvență a semnalului radio.

1.2. CONSTRUIREA O LINIE DE RELEU RADIO. SISTEM DE REZERVARE

Costul turnurilor sau catargelor, structurilor de alimentare, clădirilor tehnice și sistemelor de alimentare cu energie depășește semnificativ costul transceiver-urilor. Prin urmare, pentru a crește eficiența economică și debitul, sistemele de relee radio, de regulă, sunt realizate cu mai multe cilindri.

„p. 1.1. Schema structurala stații de linie radio releu multicanal

MI, în care la fiecare stație funcționează mai multe transceiver-uri la frecvențe diferite pe un sistem comun antenă-finanțator, folosind același suport de antenă, clădire tehnică și sistem de alimentare cu energie.

În Fig. 1.1. Funcționarea mai multor transceiver PM-PD pe un sistem comun de antenă se realizează folosind sisteme de compactare cu microunde (filtre de separare și dispozitive pentru combinarea semnalelor de recepție și transmisie).

Pentru a asigura o fiabilitate ridicată a funcționării la RRL, se utilizează redundanța echipamentelor. Există două sisteme principale de rezervare: bazat pe stație și bazat pe site.

Sistemul de redundanță staționară (Fig. 1.2) asigură pentru fiecare transceiver de lucru prezența unuia de rezervă, care are aceleași frecvențe de operare. Dacă un transceiver funcțional eșuează, acesta este înlocuit automat cu unul de rezervă. Sistemul automat de gestionare a rezervărilor (ARS) operează independent la fiecare stație.

Dezavantaje ale sistemelor: volum mare de echipamente transceiver (rezervă de 100 la sută); lipsa oricărei protecție împotriva decolorării semnalului; complexitatea dispozitivelor de comutare cu microunde și timpii lungi de comutare atunci când se utilizează întrerupătoare mecanice. În sistemele de relee radio moderne, redundanța stației nu este utilizată.

Cu un sistem de rezervare secțional, fiecare direcție dintre două stații hub (sau hub și terminal) este combinată într-o singură

sistem (Fig. 1.3). În scopul re-

Este alocat un trunchi de rezervă separat, care funcționează la frecvențele proprii. Echipamentul butoiului de rezervă este pornit constant. În absența unui accident în arborii de lucru, arborele de rezervă nu este încărcat cu angrenaje. Pentru a monitoriza calitatea funcționării portbagajelor, prin acestea sunt transmise continuu semnale speciale ale pilotului.

Semnalul de plot este introdus în baril prin modulatorul primei stații a secțiunii de rezervare, iar cel alocat

Orez. 1.2. Schema bloc a soluției post-aplicare se rezolvă cu o demodulație specială

zsrvirovaipya rom DE LA ultima stație a acestui

complot. Semnalul pilot selectat este comparat cu cantitatea de zgomot dintr-un canal special de măsurare. Dacă raportul zgomot la semnal pilot depășește o valoare prestabilită sau nivelul semnalului pilot scade sub normal, atunci începe procesul de comutare la trunchiul de rezervă. Pentru a face acest lucru, la stația situată la capătul secțiunii, este pornit un generator de semnal de urgență inversă (ROAS). Pentru fiecare butoi de lucru există un GOAS separat care funcționează la frecvența proprie. Semnalul de alarmă invers este trimis printr-un canal special din sistemul de interfon către prima stație a secțiunii de rezervă, unde afectează dispozitivul de comutare, care conectează trunchiul de rezervă paralel cu cel deteriorat. Ca urmare, mesajul și semnalul pilot încep să fie transmise și de-a lungul portbagajului de rezervă. Semnalul pilot alocat la ieșirea portbagajului de rezervă (la ultima stație a secțiunii de rezervare) este convertit într-un semnal de comandă, care comută în continuare calea de transmisie de la ieșirea portbagajului de lucru deteriorat la ieșirea portbagajului de rezervă. Timpul de întrerupere a comunicației în timpul redundanței secționale este determinat de parametrii echipamentului de redundanță și de natura accidentului.

În cazul unui așa-numit accident „instantaneu” (de exemplu, o defecțiune a unui contact sau un scurtcircuit pe traseul transceiver-ului oricărei stații din secțiunea de rezervare), timpul de întrerupere a comunicării este compus din timpul călătoriei de întoarcere

Construiți o legătură radio. Sistem de rezervare

semnal de urgență de la capătul de recepție la capătul de transmisie al secțiunii, timpii de parcurgere a unui mesaj util de-a lungul trunchiului de rezervă de la capătul de transmisie al secțiunii la capătul de recepție, timpii de parcurgere a semnalelor de control în echipament

Pilosh-sigial

Rabochiy stSh

semnal pilot-G*1. Analiză.

Psht-sigial

Radot cmFiul

Butoi de rezervă

sl1/shonSh~ cu Vyazi

Orez. 1.3. Schema structurală a rezervării secţionale

redundanța și timpul de răspuns al dispozitivelor de comutare. Timpul de întrerupere a comunicării în timpul unei defecțiuni „instantanee” este de obicei în intervalul 10-40 ms.

În cazul unui așa-numit accident „lent” (de exemplu, estomparea profundă a semnalului), când parametrul prin care se determină starea accidentului (raportul dintre nivelul de zgomot și semnalul pilot) se modifică la o viteză care nu depășește 100 dB /s, timpul de întrerupere a comunicării este determinat numai de timpul , necesar pentru funcționarea dispozitivului de comutare la capătul secțiunii rezervate. Cu nivelul actual de tehnologie, acest timp poate fi redus la unități de microsecunde.

Avantajul unui sistem de redundanță secțională este că volumul echipamentului transceiver este mai mic decât în ​​cazul unui sistem de redundanță staționar (un arbore de rezervă pentru mai mulți arbori de lucru); timp scurt de comutare la rezervare; definiții ale protecției împotriva estompării profunde a semnalului de natură interferență din cauza corelației slabe a estompării profunde a semnalului în trunchiurile care funcționează la frecvențe diferite. Această protecție este mai eficientă cu cât diferența dintre frecvențele la care funcționează butoaiele de lucru și de rezervă este mai mare. Dar această diferență poate fi uneori insuficientă, deoarece pentru muncă sistem de relee radio au fost alocate benzi de frecvență specifice, dincolo de care este inacceptabil.

De asemenea, trebuie avut în vedere faptul că sistemul de redundanță site-cu-secțiune oferă o anumită protecție împotriva decolorării semnalului numai în momentul în care portbagajul de rezervă nu este utilizat pentru a salva echipamentul defect al portbagajului de lucru.

Sistemul de redundanță secțională a sistemelor de relee radio este de obicei prescurtat ca suma a două numere, dintre care primul indică numărul de trunchiuri de lucru, iar al doilea numărul de trunchiuri de rezervă. Astfel, sistemul 3-1-1 înseamnă un sistem de relee radio care are trei portbagaj de lucru și un portbagaj de rezervă.

1.3. PLANURI DE ALOCARE A FRECVENȚEI

ÎN SISTEME DE COMUNICARE RADIO RELEE DIRECT

VIZIBILITATE

Sistemul cu dublă frecvență (Fig. 1.4) este economic din punctul de vedere al utilizării benzii de frecvență alocată pentru comunicația prin releu radio în acest interval, dar necesită proprietăți de protecție ridicate ale antenelor față de recepția de semnale din sens opus. Cu un sistem cu două frecvențe, se folosesc antene corn-parabolice, de înaltă calitate și alte tipuri de antene care au un efect de protecție de -60-70 dB.

Sistemul cu patru frecvențe (Fig. 1.5) permite utilizarea unor sisteme de antene mai simple și mai ieftine. Cu toate acestea, numărul de canale radio duplex care pot fi formate într-o anumită bandă de frecvență cu un sistem cu patru frecvențe este de 2 ori mai mic decât cu un sistem cu două frecvențe. De regulă, echipamentele moderne de relee radio utilizează un sistem cu frecvență duală. Sistemul cu patru frecvențe a fost utilizat de obicei pe RRL-uri cu antene periscop în banda de 2 GHz.

Frecvențele de recepție și transmisie într-un canal radio RRL alternează de la stație la stație. Stațiile care primesc pe o frecvență inferioară și transmit pe o frecvență mai mare sunt indicate prin simbolul „HB>”, și

Difuzare

Difuzare

Difuzare

Orez. 1.4. Sistem de frecvență dublă

Orez. 1.5. Sistem cu patru frecvențe

Planurile de distribuție a frecvenței pentru RRL-uri cu mai multe canale sunt concepute astfel încât să reducă la minimum interferența care apare atunci când mai multe receptoare și transmițătoare funcționează simultan pe o cale comună de alimentare a antenei.

Planuri de alocare a frecvenței

Toate sistemele de relee radio moderne utilizează planuri de frecvență radio care plasează frecvențele de recepție într-o jumătate din banda de frecvență alocată și frecvențele de transmisie în cealaltă jumătate.

statia N-

Stația nr. 3

Orez. 1.6. Schema site-ului t;)assy RRL

Puc. 1.7. Sistem cu frecvențe separate de recepție și transmisie

Schema bloc a unei stații de releu radio care utilizează acest principiu este prezentată în Fig. 1.7. O antenă comună este utilizată pentru a primi și transmite semnale. Sistemul de filtrare încrucișată este proiectat să funcționeze doar în jumătate din banda de frecvență alocată pentru sistemul de relee radio. Căile de recepție și de transmisie sunt combinate într-o cale comună folosind un filtru polarizant sau un circulator de ferită (FC) (vezi Fig. 17)

Planul de distribuție a frecvenței pentru sistemul de relee radio KURS-2M în domeniul Ic este prezentat în Fig. 1.8. Respectă Recomandarea 382-2 IKKR și asigură organizarea a șase trunchiuri duplex folosind un sistem ZL cu două frecvențe și trunchiuri duplex folosind un sistem cu patru frecvențe). Se determină valorile nominale folosind formula pentru jumătatea inferioară a intervalului

/» = /, -208 + 29 p,

iar în jumătatea superioară a intervalului f„ - fără formulă /„“/, + 5+29 p

Comunicarea prin releu radio (RRL) este un tip de comunicație radio care rezultă din funcționarea unui lanț de posturi radio de recepție și transmisie. Comunicațiile cu releu radio terestre funcționează pe unde milimetrice, centimetrice și decimetrice. Rețelele RRL joacă un rol important în comunicațiile celulare deoarece permit transmiterea unor volume foarte mari de trafic la costuri minime. În viitor, această tehnologie poate acoperi nevoile operatori de telefonie mobilăîn debit la 100%, ceea ce înseamnă asigurarea unei operațiuni de înaltă calitate a multora diverse serviciiși aplicații, conectând dispozitive și lucruri la Internet.

capabilități RRL

Principalul avantaj al RRL este asociat cu capacitatea de a crește debitul atât al rețelelor backhaul, cât și al fronthaul. RRL vă permite să utilizați mai multe intervale de frecvență simultan și să creșteți astfel capacitatea rețelei la costuri minime. De exemplu, folosind frecvențe din gama E-band (70/80 GHz), puteți crește de șapte ori debitul și, în același timp, puteți elimina aglomerația frecvențelor celulare tradiționale. Are mare importanțăîn lumina lansării comerciale a rețelelor de generația a cincea (5G), planificată pentru 2020.

Lansarea 5G va folosi o combinație de relee radio și tehnologii de fibră optică pentru a moderniza rețelele existente. Alegerea între RRL și fibra optică ca tehnologie de dezvoltare reteaua de transport, operatorii iau decizii pe baza disponibilității fibrei optice într-o anumită zonă și a costului de deținere a rețelei (indicator TCO). „În Rusia, nu este posibil sau recomandabil să punem linii de fibră optică peste tot, așa că nu intenționăm să renunțăm la utilizarea RRL. În fiecare caz specific, studiem toate modalitățile posibile de a construi și moderniza rețeaua și o alegem pe cea optimă”, explică reprezentantul MegaFon Yulia Dorokhina. Tele2 urmează o strategie similară. „Folosim echipamente cu relee radio acolo unde este fezabil din punct de vedere economic”, spune reprezentantul Tele2 Konstantin Prokshin.

Datorită fiabilității conexiunilor furnizate, fibra optică este din ce în ce mai utilizată pentru serviciile guvernamentale și comunicațiile pe linie fixă, de exemplu, la implementarea soluțiilor FTTH în domeniul accesului. RRL, la rândul său, este principala tehnologie pentru conectarea stațiilor de bază, avantajele sale sunt viteza, costul redus de implementare și o creștere semnificativă a debitului; „Comunicația prin releu radio este principala modalitate de a conecta stațiile de bază din rețeaua noastră, împreună cu liniile de fibră optică. Folosim această metodă de conectare acum și intenționăm să o folosim în viitor. În același timp, construim linii de fibră optică către poziții din orașe și din poziții cheie, ceea ce asigură o arhitectură țintă eficientă a rețelei de transport,” -

Sergey Knyshev, director pentru dezvoltarea rețelei al VimpelCom PJSC, comentează.

Conform previziunilor Ericsson, până în 2020, aproximativ 65% din toate tipurile de stații de bază din lume vor folosi RRL ca mediu de transmisie (excepția va fi China, Japonia, Coreea de Sud și Taiwan, unde penetrarea fibrei optice este mare). În același timp, gama de frecvențe în bandă E va fi dezvoltată cel mai activ, care în 2020 va reprezenta aproximativ 20% din sistemele RRL nou implementate. Până în acest moment, ponderea intervalelor de frecvență tradiționale 6-42 GHz va fi de 70% pentru RRS nou implementat. Cu toate acestea, popularitatea RRL va varia foarte mult de la o regiune la alta. De exemplu, în America de Nord până în 2020, numărul de stații de bază conectate prin RRL va ajunge la 20%, iar în India această cifră va fi de 70%. O astfel de diferență semnificativă s-a dezvoltat istoric și este legată în principal de gradul de maturitate al piețelor de telecomunicații și de disponibilitatea serviciilor de linie fixă.

Folosit intervale de frecvență

În prezent, o bandă de aproximativ 40 GHz este utilizată pentru comunicațiile prin releu radio, dar nu este în întregime disponibilă în toate țările lumii. RRL are 5 game, fiecare având propriile sale caracteristici:

6–13 GHz Acestea sunt intervale de frecvență joasă, sunt mai puțin sensibile la ploaie și, din acest motiv, sunt folosite în regiunile ploioase pe secțiuni lungi de tranzit.

Lățimea de bandă în acest interval este limitată, dar problema este rezolvată prin agregarea mai multor canale. Cea mai des folosită bandă este 7 GHz, cu 6 GHz și 8 GHz mai puțin populare. În porțiunile mai înalte ale acestui spectru, cea mai mare parte a lumii folosește 13 GHz, în timp ce America de Nord folosește 11 GHz. Banda de 10 GHz este folosită în principal în Orientul Mijlociu.

15–23 GHz Aceste frecvențe sunt acum utilizate în multe țări din întreaga lume și vor continua să joace un rol important în următorii ani. Canale mai largi au fost utilizate recent în aceste benzi, iar acest lucru, atunci când este combinat cu tehnologii care îmbunătățesc eficiența spectrului, va permite creșterea capacității rețelei în viitor.

26–42 GHzÎn aceste intervale există atât frecvențe larg utilizate, cât și deloc. În Europa, operatorii lucrează activ în banda de 38 GHz, iar situația nu se va schimba în viitor. Banda de 26 GHz este ocupată și de operatori, iar interesul pentru frecvențele din benzile de 28 GHz și 32 GHz este tot mai mare. Canalele de frecvență cu lățimea de 56 MHz și 112 MHz au perspective mari, deoarece sunt capabile să ofere rate de transfer de date gigabit.

60 GHz Banda V (58,25-63,25 GHz) este ideală pentru aplicațiile cu celule mici, deoarece oferă un randament ridicat datorită lățimii mari ale canalelor și interferenței reduse datorită atenuării ridicate. Până acum, banda de 60 GHz nu a fost utilizată în mod activ, deoarece rețelele stradale de celule mici nu au fost implementate la scară largă. Într-un număr de țări, operatorii au început deja să construiască rețele RRL în acest interval, dar în multe părți ale lumii statutul acesteia rămâne neclar. Acum este important să decidem cu privire la reglementarea partajării acestei game, astfel încât operatorii și diferitele servicii să nu interfereze cu munca celuilalt.

70/80 GHzÎn ultimii ani, a existat un număr tot mai mare de implementări de bandă E, al căror avantaj principal este capacitatea de a oferi un randament foarte mare. Aceste frecvențe sunt folosite pentru a transmite date pe o distanță relativ scurtă de 2-5 km, dar acest lucru este suficient pentru condițiile urbane. Multe țări au un regim de licențiere simplificat pentru această gamă, ceea ce stimulează interesul operatorilor pentru aceasta.

„În timpul construcției noi, o soluție destul de populară în condiții urbane este utilizarea echipamentelor în game de frecvență fără licență de 60, 70/80 GHz (bandă V, bandă E) din cauza mai multor factori: simplitatea relativă a echipamentului în sine, eficiență, versatilitate, natura notificării utilizării,” - explică reprezentantul Rostelecom Andrey Polyakov.

„Folosim cel mai mult tipuri moderne Echipamente RRL bazate pe IP și tehnologii noi: RRL de bandă largă și RRL în benzi de înaltă frecvență - Eband, Vband, care oferă viteze mari atunci când se utilizează benzi fără licență”, spune Sergey Knyshev, director de dezvoltare a rețelei la VimpelCom PJSC.

În acest moment, în gama E-band, echipamentele RRL sunt capabile să ofere transmisie de date la viteze de până la 5 Gbit/s. În special, din februarie a acestui an, astfel de viteze sunt disponibile în rețeaua operatorului egiptean Mobinil, parte a Grupului Orange. Operatorul folosește sisteme Ericsson MINI-LINK 6352 „Gama E-band oferă o capacitate mare de rețea”, explică Rafiah Ibrahim, șeful Ericsson în regiunea Orientului Mijlociu și Africa. „Utilizarea sistemelor MINI-LINK 6352 a îmbunătățit acoperirea LTE și a crescut semnificativ vitezele de transfer de date în rețeaua Mobinil.”

În general, fiecare dintre cele cinci benzi de comunicație prin releu radio are un potențial mare, a cărui utilizare deplină necesită modificări ale legislației. Prin utilizarea tehnologiilor în bandă V și E, XPIC, MIMO și antene de performanță ultra-înaltă, cum ar fi ETSI clasa 4, se poate obține o utilizare mai eficientă a spectrului de frecvență disponibil și se poate crește capacitatea rețelei. „În benzile tradiționale, am început să folosim modulația adaptivă, XPIC și alte tehnologii care măresc capacitatea și fiabilitatea rețelei”, spune Sergey Knyshev.

În plus, în prezent există discuții despre utilizarea benzii W (92-114,5 GHz) și a benzii D (141-174,8 GHz). În special, Ericsson și Universitatea de Tehnologie Chalmers au demonstrat recent un chipset care oferă viteze de transfer de date de 40 Gbps în banda de 140 GHz.

Perspective pentru RRL

Ușor de utilizat, rapid de implementat și ridicat debitului rețelele sunt solicitate în toate industriile. RRL este utilizat în sectorul locuințelor și serviciilor comunale pentru a transmite traficul SCA DA, pentru care este importantă debitul mare. Datorită fiabilității și flexibilității sale, RRL este utilizat în activitatea serviciilor publice, în special a poliției. RRL este, de asemenea, utilizat în rețelele corporative ca o tehnologie care completează fibra optică. Furnizorii de internet folosesc comunicațiile prin releu radio pentru a furniza servicii gospodăriilor, deoarece astfel de rețele sunt încorporate timp scurtși vă permit să începeți rapid să obțineți venituri din furnizarea de servicii de acces la Internet. RRL este din ce în ce mai folosit pentru difuzare televiziunea terestră, mai ales mai multă valoare această tehnologie dobândite în legătură cu trecerea de la difuzarea analogică la cea digitală. În plus, RRL este utilizat în crearea de rețele multiservicii în care este necesar să se asigure stabilitatea transmisiei și protecția datelor.

„Sfera de aplicare a RRL este în curs de transformare, deplasându-se tot mai mult pe segmentul liniilor de comunicații regionale și urbane, precum și pe segmentul liniilor de acces. Backbone RRL tradițional continuă să fie utilizat în principal în regiunile de nord, dar rolul lor este redus treptat în favoarea tehnologiilor optice în care o astfel de înlocuire este posibilă și fezabilă din punct de vedere economic”, spune Andrey Polyakov, reprezentant al Rostelecom. - RRL-urile, în opinia mea, pot avea perspective de dezvoltare în regiunile nordice cu densitate scăzută a populației și, în consecință, o creștere nesemnificativă a traficului proiectată, precum și, de asemenea, datorită caracteristicilor naturale ale teritoriilor (munti, permafrost, soluri instabile), care fac așezarea liniilor de fibră optică mai scumpă în comparație cu zona centrală a Federației Ruse. De asemenea, RRL-urile pot fi solicitate în locuri în care așezarea liniilor de fibră optică este practic imposibilă - diverse zone și rezerve de mediu.”

Opțiuni pentru implementarea rețelelor RRL

Există multe opțiuni pentru implementarea rețelelor cu microunde. În același timp, scenariul de implementare selectat afectează toate aspectele de funcționare, de la stațiile de bază și costurile de întreținere a rețelei până la oportunități de performanță și upgrade. O modalitate este de a implementa incremental (hop-by-hop), similar cu cutiile de pizza cu o configurație fixă ​​care este creată treptat pe baza nevoilor curente. În acest caz, nodurile de rețea sunt module, ceea ce face ușoară extinderea acestora, crescându-le debitul. Valoarea acestei abordări este o garanție pret minim fiecare pas și, ca rezultat, cel mai bun indicator TCO. Dezavantajul acestui model este că poți ajunge la o rețea formată în întregime din echipamente de la diferiți furnizori.

Pentru a aprecia pe deplin beneficiile conceptului de nod de rețea, Ericsson a studiat un grup tipic de noduri de rețea format din 109 segmente de tranzit construite pe baza echipamentelor cu microunde de la șase furnizori diferiți. La proiectarea rețelei s-a folosit o topologie în stea, în care nodul central agregă tot traficul de la toate nodurile RRL. În același timp, a fost prevăzut un plan de modernizare pentru cluster, conceput pentru cinci ani și ținând cont de suport pentru creșterea traficului 3G și 4G.

Au fost dezvoltate trei modele:

Model pas cu pas (hop-by-hop),

Model folosind noduri de rețea,

Un model care combină ambele variante.

Planul de dezvoltare a rețelei a constat în următoarele etape:

Creșterea vitezei de transfer de date prin rețeaua 3G: 30 Mbit/s în primul an, cu o creștere suplimentară cu 10% pe an;

Extinderea rețelei 4G: 10 MHz în primul an, 10+10 MHz în al doilea și al treilea an, 10+20 MHz în al patrulea și al cincilea an.

Ca rezultat al cercetării, s-a dovedit că utilizarea nodurilor de rețea este cea mai eficientă și mai puțin costisitoare modalitate de a crește debitul, în care noua funcționalitate este introdusă pas cu pas. După cinci ani de utilizare a unei rețele de noduri, costurile au fost reduse cu 40%. Acest lucru a fost realizat prin reutilizarea echipamentelor, economisind costurile asociate cu achiziționarea de noi echipamente și componente. În același timp, pe măsură ce rețeaua s-a dezvoltat, modelul pas cu pas a necesitat o înlocuire completă a tuturor echipamentelor, precum și o modernizare a stațiilor de bază și a cablurilor. Partajarea comutatoarelor, ventilatoarelor, surselor de alimentare și procesoarelor a redus consumul de energie și, prin urmare, a redus costurile hardware atunci când extindeți site-urile existente.

Modelul bazat pe noduri de rețea a asigurat o reducere de trei ori a numărului de echipamente. Acest lucru a dus la simplificarea operațiunilor și a proceselor de asistență în rețea, ceea ce se traduce în cele din urmă în forță de muncă și costuri reduse. De asemenea, a realizat economii de costuri prin reducerea timpului necesar pentru a rezolva problemele de performanță și defecțiunile echipamentelor. În plus, a fost utilizată în mod activ modernizarea echipamentelor existente, ceea ce a redus și posibilele costuri. În plus, reducerea numărului de echipamente a îmbunătățit procesele de monitorizare și a minimizat timpul necesar pentru recuperarea din defecțiunile rețelei și timpul necesar pentru a lua măsuri pentru a îmbunătăți performanța utilizatorului.

Pe lângă toate cele de mai sus, în timpul testării, specialiștii Ericsson au constatat că atunci când se utilizează un model cu noduri de rețea, este necesară o suprafață de trei ori mai mică decât atunci când se folosește un model pas cu pas. Reducerea numărului de rafturi cu un model de nod vă permite să economisiți la achiziționarea de dulapuri. Faptul este că în multe locații, costurile dulapurilor și infrastructurii asociate pot depăși costurile echipamentelor de transport, iar prin construirea unei rețele bazate pe o abordare hub-and-spoke, aceste costuri pot fi evitate. Acest model are ca rezultat, de asemenea, o reducere semnificativă a OPEX pe o perioadă de cinci ani, deoarece mai puține echipamente necesită mai puțin spațiu, rezultând costuri mai mici de închiriere și consum de energie mai mic.

Principii de bază ale comunicării prin releu radio

Structura unui sistem de transmisie cu relee radio. Concepte de bază și definiții. Portbagajul releului radio. RRSP cu mai multe bariere. Intervalele de frecvență utilizate pentru comunicațiile prin releu radio. Planuri de alocare a frecvenței.

Sub comunicare prin releu radio să înțeleagă comunicațiile radio bazate pe retransmiterea semnalelor radio de unde decimetrice și mai scurte de către stații situate pe suprafața Pământului. Totalitatea mijloacelor tehnice și a mediului de propagare a undelor radio pentru furnizarea formelor de comunicație prin releu radio linie de comunicație prin releu radio.

Terestru numită undă radio care se propagă lângă suprafața pământului. Undele radio Pământului mai scurte de 100 cm se propagă bine numai în linia vizuală. Prin urmare, o linie de comunicație prin releu radio la distanță lungă este construită sub forma unui lanț de stații radio releu de transmisie și recepție (RRS), în care RRS învecinat sunt plasate la o distanță care oferă comunicații radio cu linie de vedere și este numit linia vizuală a releului radio(RRL).

Figura 1.1 – Pentru a explica principiul construirii RRL

O diagramă bloc generalizată a unui RSP multicanal este prezentată în Fig. 1.3.

Orez. Schema bloc generalizată a unui sistem de transmisie radio cu mai multe canale:

1.7 - echipamente de formare a canalelor și grupare;

2.6 - linie de legătură;

3, 5 - echipament terminal al arborelui;

4 – canal radio

Interval (interval) RRL este distanța dintre cele mai apropiate două stații.

Secțiune (secțiune) RRL- aceasta este distanța dintre cele mai apropiate două stații deservite (URS sau ORS).

Echipamentele de formare a canalelor și de grup asigură formarea unui semnal de grup dintr-o multitudine de semnale de telecomunicații primare care urmează să fie transmise (la capătul de transmisie) și conversia inversă a semnalului de grup într-o multitudine de semnale primare (la capătul de recepție). Echipamentul specificat este de obicei situat la stațiile de rețea și la nodurile de comutare ale rețelei primare EACC.

Stațiile DSP, inclusiv cele la care se efectuează alocarea, introducerea și tranzitul semnalelor transmise, de regulă, sunt îndepărtate geografic de stațiile de rețea și de nodurile de comutare, prin urmare majoritatea DSP-urilor includ linii de conectare prin cablu.

Pentru a genera un semnal radio și a-l transmite la distanță prin unde radio, se folosesc diverse sisteme de comunicații radio. Un sistem de comunicații radio este un complex de echipamente radio și alte mijloace tehnice concepute pentru a organiza comunicațiile radio într-un interval de frecvență dat folosind un mecanism specific de propagare a undelor radio. Împreună cu mediul (calea) de propagare a undelor radio se formează sistemul de comunicații radio cale liniară sau trompă. Trunchiul RSP este format din echipamentul terminal al portbagajului și trunchiul radio. Echipamentul trunchiului este situat la stațiile terminale și releu.

În echipamentul terminal al portbagajului la capătul de transmisie, a semnal de linie, format din semnale de serviciu de grup și auxiliare (semnale de comunicare de serviciu, semnale pilot etc.), cu care sunt modulate oscilațiile de înaltă frecvență. La capătul de recepție se efectuează operațiunile inverse: semnalul radio de înaltă frecvență este demodulat și semnalul de grup, precum și semnalele de serviciu auxiliare sunt separate. Echipamentul terminal al trunchiului este amplasat la stațiile terminale ale RSP și la stațiile de releu speciale.

Scopul canalului radio este de a transmite semnale radio modulate pe o distanță folosind unde radio. Un canal radio se numește simplu dacă include doar două stații terminale și o cale de propagare a undelor radio și compus dacă, pe lângă două stații radio terminale, conține una sau mai multe stații releu care asigură recepția, conversia, amplificarea și retransmisia radioului. semnale. Necesitatea utilizării canalelor radio compozite se datorează unui număr de factori, dintre care principalii sunt lungimea canalului radio, capacitatea acestuia și mecanismul de propagare a undelor radio.

Schema bloc a trunchiului RSP cu două fețe este prezentată în figură

Orez. 1.4. Schema bloc a portbagajului unui sistem de transmisie radio bidirecțională:

1 - echipament final;

2 - echipamente de transmisie;

3 - zona de receptie utilata;

4 - emițător;

5 - receptor;

6 - cale de alimentare;

7 - antenă;

8 - calea de propagare a undelor radio;

9 - interferență (intra-sistem și extern)

De la terminalul echipament de transmisie 2 trunchiuri ^ 1, un semnal radio de înaltă frecvență modulat de un semnal liniar este recepționat la intrarea canalului radio. Într-un transmițător radio 4 Puterea semnalului radio este crescută la valoarea sa nominală, iar frecvența acestuia este convertită pentru a transfera spectrul într-un interval de frecvență dat. Prin calea de alimentare 6, semnalele radio transmise sunt trimise către antena 7, care asigură radiația undelor radio în spațiul deschis în direcția dorită. În același timp, în cele mai multe stații radio bidirecționale moderne, o cale comună de alimentare antenă este utilizată pentru a transmite și recepționa semnale radio în direcții opuse. În spațiu deschis (cale de propagare 8) undele radio se deplasează cu o viteză apropiată de viteza luminii c = 3*10 8 m/s. O parte din energia undelor radio care provin de la un post de radio 1, este preluată de antena 7 situată la stația radio terminală 2. Energia semnalului radio primit de la antena 7 de-a lungul căii de alimentare 6 este trimis la receptorul radio 5, unde sunt efectuate selecția frecvenței semnalelor radio recepționate, conversia inversă a frecvenței și amplificarea necesară. De la ieșirea canalului radio, semnalul radio recepționat este trimis către echipamentul terminal al canalului 1. În mod similar, semnalele radio sunt transmise în direcția opusă de la terminalul radio 2 la radio 1. După cum se poate observa din fig. 1.4, canalul radio bidirecțional constă din două canale radio, fiecare dintre acestea oferind transmisie de semnale radio într-o singură direcție. Astfel, echipamentul de canal radio (inclusiv emițătoare radio, receptoare radio și căi de alimentare antenă) este în esență echipamentul pentru cuplarea echipamentului terminal al trunchiului RSP cu calea de propagare a undelor radio.

Intervalele de frecventa

Planuri de frecventa

Pentru operarea RRL, benzile de frecvență cu o lățime de 400 MHz sunt alocate în intervalul 1,2 GHz (1,7...2,1 GHz), 500 MHz în intervalele 4 (3,4... 3,9), 6 (5,67 .. .6). ,17) și 8 (7,9... 8,4) GHz și o lățime de 1 GHz în benzile de frecvență de 11 și 13 GHz și mai mari. Aceste benzi sunt distribuite între trunchiurile HF ale sistemului de relee radio conform unui plan specific, numit plan de alocare a frecvenței. Planurile de frecvență sunt întocmite în așa fel încât să asigure interferențe reciproce minime între trunchiurile care funcționează pe o antenă comună.

În banda de 400 MHz se pot organiza 6, în banda de 500 MHz - 8, iar în banda de 1 GHz - 12 trunchiuri HF duplex.

În ceea ce privește frecvențele (Fig. 1.3), frecvența medie f0 este de obicei indicată. Frecvențele de recepție ale trunchiurilor sunt situate într-o jumătate a benzii alocate, iar frecvențele de transmisie sunt în cealaltă. Cu această diviziune, se obține o frecvență de deplasare suficient de mare, care asigură o izolare suficientă între semnalele de recepție și transmisie, deoarece recepția RF (sau transmisia RF) va funcționa doar pe jumătate din întreaga bandă de frecvență a sistemului. În acest caz, puteți utiliza o antenă comună pentru a primi și transmite semnale. Dacă este necesar, se obține o izolare suplimentară între undele de recepție și cele de transmisie dintr-o antenă prin utilizarea diferitelor polarizări. RRL utilizează unde cu polarizare liniară: verticală sau orizontală. Sunt utilizate două variante de distribuție a polarizării. În prima opțiune, la fiecare PRS și URS, polarizarea se modifică astfel încât undele de polarizări diferite sunt recepționate și transmise. În a doua opțiune, o polarizare a undei este utilizată în direcția „acolo”, iar alta în direcția „în spate”.

Figura 1.3. Plan de distribuție a frecvenței pentru sistemul de relee radio KURS pentru o stație de tip NV în benzile 4 (f0=3.6536), 6(f0=5.92) și 8(f0=8.157)

O stație la care frecvențele de recepție sunt situate în partea inferioară (H) a benzii alocate, iar frecvențele de transmisie în partea superioară (B) este desemnată prin indicele „HB”. La următoarea stație, frecvența de recepție va fi mai mare decât frecvența de transmisie și o astfel de stație este desemnată de indexul „VN”.

Pentru direcția inversă de comunicare a unui trunchi dat, puteți lua fie aceeași pereche de frecvențe ca și pentru cea înainte, fie una diferită. În consecință, ei spun că planul de frecvență vă permite să organizați munca folosind sisteme cu două frecvențe (Fig. 1.4) sau cu patru frecvențe (Fig. 1.5). În aceste imagini, prin f1н, f1в,...f5н, f5в sunt indicate frecvenţele medii ale trunchiurilor. Indicii de frecvență corespund denumirilor trunchiurilor din Fig. 1.3. Cu un sistem cu două frecvențe, aceeași frecvență trebuie luată pe PRS și pe PC pentru recepție din direcții opuse. Antena WA1 (Fig. 1.4a) va primi unde radio la frecvență f1n din două direcții: principal A și retur B. O undă radio care vine din direcția B creează interferențe. Gradul în care antena atenuează această interferență depinde de proprietățile de protecție ale antenei. Dacă antena atenuează unda de retur cu cel puțin 65 dB în comparație cu unda care vine din direcția principală, atunci o astfel de antenă poate fi utilizată într-un sistem cu frecvență duală. Un sistem cu dublă frecvență are avantajul că permite organizarea de 2 ori mai multe canale HF într-o bandă de frecvență dedicată decât un sistem cu patru frecvențe, dar necesită antene mai scumpe.

Pe RRL-urile principale, de regulă, sunt utilizate sisteme cu frecvență duală. Planul de frecvență nu prevede intervale de frecvență de protecție între trunchiurile de recepție (transmisie) adiacente. Prin urmare, semnalele de la trunchiurile adiacente sunt greu de separat folosind RF. Pentru a evita interferența reciprocă între trunchiurile adiacente, trunchiurile pare sau impare funcționează pe aceeași antenă. În ceea ce privește frecvențele, este indicată distanța minimă de frecvență între trunchiurile de recepție și de transmisie conectate la aceeași antenă (98 MHz în Fig. 1.3). De regulă, trunchiurile pare sunt utilizate pe RRL-urile principale, iar trunchiurile impare sunt folosite pe ramurile din acestea. În acest caz, frecvențele de recepție și transmisie între trunchiurile RRL principal sunt distribuite conform Fig. 1.4,c și între trunchiurile zonei RRL cu un sistem cu patru frecvențe - conform Fig. 1.5, c.

În practică, un plan de frecvență implementat pe un RRL bazat pe un sistem cu două frecvențe (patru frecvențe) se numește plan cu două frecvențe (patru frecvențe).

Pe RRL există o repetare a frecvențelor de transmisie de-a lungul intervalului (vezi Fig. 1.1). Mai mult, pentru a reduce interferența reciprocă între RRS care funcționează aceleasi frecvente, stațiile sunt situate în zig-zag în raport cu direcția dintre punctele de capăt (Fig. 1.6). În condiții normale de propagare, semnalul de la RRS1 la o distanță de 150 km este foarte slăbit și practic nu poate fi recepționat la RRS4. Cu toate acestea, în unele cazuri, apar condiții favorabile pentru propagarea erei. Pentru a atenua în mod fiabil o astfel de interferență, sunt utilizate proprietățile direcționale ale antenelor. Pe calea dintre direcția de radiație maximă a antenei de transmisie RRS1, adică. Adică direcția către RRS2 și direcția către RRS4 (direcția AC în Fig. 1.6) asigură un unghi de îndoire de protecție a traseului a1 de câteva grade, astfel încât în ​​direcția AC câștigul antenei de transmisie la RRS1 este suficient de mic.

Clasificare RRS, compoziția echipamentelor stației terminale. Compoziția echipamentelor și amenajarea stațiilor intermediare. Caracteristicile de proiectare a echipamentelor și circuitelor ale stațiilor de releu radio de joncțiune.