Определение профилей интервалов

 

Проектирование трассы начинают с изучения топографических карт местности, по которой должна будет пройти РРЛ. На картах достаточно подробно изображены контуры и рельефы земной поверхности, а также лесные массивы, реки, населенные пункты, водные пространства.

После предварительного выбора трассы на карте обозначают места, в которых намечается расположение радиорелейных станций. Соседние станции соединяют прямой линией, на которой отмечают особенности рельефа местности и границы выступающих над поверхностью земли препятствий, таких, как строения, лес и другие. После подробного изучения карт и нанесения на них трассы и мест расположения станций проектируемой линии строится продольный профиль каждого интервала линии связи.

Для удобства профили трассы вычерчивают в прямоугольных координатах, откладывая расстояние по оси абсцисс, а высоты по оси ординат. Чтобы сохранить соответствие построенных на профиле высот показаниям карты, необходимо производить отсчет высот от уровня моря (или любого условного нулевого уровня). При выбранной системе координат линия, изображающая на профиле уровень моря, имеет вид параболы, уравнение которой

 

, (2.1)

 

где R₀ - протяженность интервала;- расстояние от левого конца интервала до точки, в которой определяют величину Z;з = 6370 км - радиус Земли.

Рассчитаем высоты условного нулевого уровня по формуле (2.1) для пролетов Селихино - Бельго (24 км), Бельго - Хальгасо (40 км) и Хальгасо - Хурмули (41 км). Полученные значения сведем в таблицы 2.1, 2.2, 2.3 соответственно.

 

Таблица 2.1-Высоты условного нулевого уровня для пролета Селихино-Бельго

R, км	0	4	8	12	16	20	24
Z	0	6.3	10	11.3	10	6.3	0

 

Таблица 2.2-Высоты условного нулевого уровня для пролета Бельго-Хальгасо

R, км	0	10	15	20	25	30	40
Z	0	23.5	29.4	31.4	29.4	23.5	0

 

Таблица 2.3-Высоты условного нулевого уровня для пролета Хальгасо-Хурмули

R, км	0	10	15	20	25	30	41
Z	0	24.3	30.6	33	31.4	25.9	0

 

Продольный профиль интервала строится относительно полученной линии земной поверхности, при этом по вертикали наносят значения высот местности, взятые из топографической карты.

Чертеж профиля уточняется нанесением на него отдельных препятствий, леса и так далее.

Профили интервалов приведены на рисунках 2.1, 2.2 и 2.3.

 

Выбор типа оборудования

Сравнительный анализ ЦРРС

 

В настоящее время отечественной и зарубежной промышленностью выпускается большое количество цифровых радиорелейных линий связи (ЦРРЛС) для самых разных целей и областей применений.

Отечественные РРЛС долгое время отставали от своих зарубежных аналогов по качественным показателям. В последние годы в России создан ряд цифровых радиорелейных станций для работы на магистральных, зоновых и сельских линиях связи, не уступающих по своим характеристикам зарубежным станциям.

В таблице 3.1 представлены параметры некоторых отечественных ЦРРЛС.

 

Таблица 3.1 - Параметры отечественных ЦРРЛС

Наименование модели	Диапазон частот, ГГц	Скорость передачи, Мбит/с	Конфигурация системы	Излучаемая мощность, дБВт	Чувствительность приема, дБВт	Длина пролета, км
1	2	3	4	5	6	7
Радан-МС	11	1.024/2.048	1+0; 1+1 2+0	-11	-121	45

Кедр-3 8        4 2.048/

+0; 1+1

2+0-2-11950
Звезда-11	11	2.048 8.488	1+0; 1+1 2+0	-7	-120	35
Родник-15-120	15	2.048 8.488	1+0; 1+1 2+0	-12	-123 -122	20/30
Радуга-4АС	3	2.048 8.488 34.368	1+0; 1+1 3+1	3	-123 -120 -115	50
Радиус	8	2.048 8.488 34.368	1+0; 1+1 3+1	-9	-123 -120 -115	45
Родник-15-480	15	17.407 34.368	1+0; 1+1 2+0	-12	-118 -114	20/30

 

Как видно из таблицы, отечественные ЦРРЛС охватывают все диапазоны рабочих частот, отведенные для релейной связи. Большинство отечественных ЦРРЛС включают в себя два ствола. Такие линии могут работать в режимах 1+0 (один рабочий ствол без резерва), 1+1 (один рабочий ствол с горячим резервом) и 2+0 (два независимых ствола без резерва).

Кроме основной информации, ЦРРЛС, как правило, способны передавать служебную информацию - один (реже несколько) аналоговых служебных каналов и один или несколько низкоскоростных цифровых каналов для передачи сигналов телеуправления и телесигнализации и другой служебной информации.

Радиорелейное оборудование «’ Пихта - 2’’. Основное назначение оборудования - организация соединительных линий между центральными и узловыми, узловыми и оконечными сельскими АТС. Аппаратура «’ Пихта -2 «’ не имеет отечественного аналога, а по некоторым эксплуатационным параметрам превосходит их. РРС «’ Пихта - 2 «’ устойчивая работа линий с длинными пролетами обеспечивается: применением диапазона частот, в котором неблагоприятные природные условия на трассе и гидрометеоры оказывают относительное малое влияние на прохождение радиоволн; использованием цифровых радиосигналов, позволяющих реализовать высокую помехоустойчивость линий при корреляционном методе приема; применением высокоэффективных антенно-фидерных устройств и приемопередающей аппаратуры с приемлемыми энергетическими характеристиками, а также благодаря предусмотренной возможности выноса (и дистанционного питания по соединительному кабелю) приемопередающей радиостанции с антенной, расположенной на опоре ограниченной высоты, на ближайшую к узлу связи возвышенность для оптимизации параметров трассы.

оборудование линейного тракта оконечное;

оборудование линейного тракта промежуточное;

устройство служебной связи и контроля;

антенно-мачтовое устройство «’Шпора - 2’’;

комплект монтажных частей селектора;

крышевая антенна с зеркалом диаметром 1,8 м.

Цифровые радиорелейные станции «’ Просвет «’, ’’ Лотос «’. Радиорелейные станции «’Просвет’’, «’Лотос’’ являются станциями нового поколения, по своим характеристикам не уступающим мировому уровню.

Низкоскоростные радиорелейные станции «’ Просвет «’ обеспечивают передачу передачу цифровых сигналов со скоростями, кратными скорости первичной цифровой группы - 2048, 2´2048, 4´2048 Кбит/с, а также вторичной цифровой группы 8448 Кбит/с. Асинхронное мультиплексирование сигналов первичных цифровых групп осуществляется непосредственно аппаратурой станции. Используемые диапазоны частот: 8, 13, 15, 18, 36 ГГц.

Среднескоростные радиорелейные станции «’ Лотос-34 «’ рассчитаны на передачу сигналов со скоростью третичной цифровой группы 34368 Кбит/с. При использовании внешнего мультиплексора возможна передача сигналов первичной и вторичной групп, например 4´2048 или 16´2048 Кбит/с. В настоящее время разработка среднескоростной станции ведется в диапазоне 8 ГГц с последующим переходом в диапазоны 11, 13, 15, 18 ГГц.

Высокоскоростные радиорелейные станции «’ Лотос «’ обеспечивают передачу сигналов четверичной цифровой группы со скоростью 139246 Кбит/с в плезиохронной цифровой иерархии или первичного модуля STM-1 со скоростью 155520 Кбит/с в синхронной цифровой иерархии. Применяемый диапазон частот - 11 ГГц.

Эффективность использования спектра радиочастот обеспечивается за счет применения современных методов модуляции -офсетная четырехфазная модуляция (QQPSK) для скоростей передачи до 34 Мбит/с и квадратурной амплитудно-фазовая модуляция с 64 уровнями (64 QAM) для скоростей передачи 140/155 Мбит/с.

Все станции «’ Просвет «’ и «’ Лотос «’ максимально унифицированы в части режимов работы, сервисных каналов, контроля и управления, конструктивного исполнения. Станции могут работать в ретрансляционном или оконечном режиме в следующих конфигурациях системы: одноствольная работа без резерва (1+0); двухствольная система с горячим резервированием и безобрывным переключением стволов (1+1); двухствольная работа без резерва (2+0).

Аппаратура станции обеспечивает организацию служебного цифрового канала со скоростью 32 Кбит/с с встроенным дельта - модемом для перехода к стандартному аналоговому окончанию, канала телеуправления и телесигнализации, а также четырех цифровых каналов со скоростью 64 Кбит/с, которые могут использоваться потребителем для организации служебной связи, передачи данных и др. Кроме того, в средне- и высокоскоростных станциях предусматривается передача дополнительного сигнала первичной цифровой группы со скоростью 2048 Кбит/с.

Все сервисные каналы могут выделяться на любой ретрансляционной станции радиолинии. Контроль за состоянием основных устройств станции, управление режимами работы и резервированием, а также оценку качества передачи информации осуществляет встроенный микроконтроллер. По каналу телеуправления и телесигнализации микроконтроллер получает полную информацию о всех станциях радиолинии и имеет возможность передавать команды управления на эти станции. Отображение состояния станции и радиолинии осуществляется либо на местной панели контроля, либо на персональном компьютере, либо на средствах отображения системы контроля более высокого уровня.

Конструктивно все станции выполняются в виде двух составных частей: антенного устройства с размещенными непосредственно у антенны одним или двумя приемопередатчиками, а также блока модуляции и контроля. Обе части соединяются между собой коаксиальными кабелями, по которым обеспечивается прохождение информационных сигналов на промежуточной частоте 70 МГц, сигналов контроля и управления и напряжение электропитания приемопередатчиков. Электропитание станции осуществляется от сети постоянного тока напряжением 19-72 В или от сети переменного тока напряжением 220В через дополнительный преобразователь напряжения.

 

Характеристика РРС

 

Радиорелейное оборудование «’Радуга - 2’’. Эта аппаратура характеризуется малым потреблением электроэнергии, обладает повышенной надежностью и устойчивостью к воздействиям дестабилизирующих факторов, универсальностью применения в различных системах передачи, существенно меньшими габаритами и весом, высокой технологичностью изготовления. Основные области применения новой радиорелейной системы - внутризоновые и технологические линии ЕАСС. Она может применяться и на некоторых линиях магистральной связи.

Система «’Радуга - 2’’ обладает всеми положительными чертами - гибкостью организации связи, возможностью экономического использования частот оборудования путем задействования на РРЛ только необходимого числа дуплексных либо симплексных стволов. В зависимости от типа применяемых антенн, реально требующейся пропускной способности линии и конкретной электромагнитной обстановки можно применять сетку частот для создания стволов как по двухчастотному, так и по четырехчастотному планам.

Основные технические характеристики РРС «’ Радуга - 2’’:

диапазон рабочих частот, МГц……………..1700…2100;

число стволов на РРЛ…………………………………..1 - 6;

среднее расстояние между станциями, км………………50;

система резервирования…………………….поучастковая;

пропускная способность ВЧ ствола при передачи с ЧМ

сигналов многоканальной телефонии с Df _к.эфф.=200 кГц и средней

загрузкой одного канала ТЧ - 13 дБм0 при соответствии качества

Рек. МККР 395-2, кан. ТЧ……………………120 - 1020;

сигналов ТВ радиовещания………………………….один видеоканал цветного изображения и четыре канала звукового сопровождения;

усиление антенны АДЭ - 3,5 на средней частоте диапазона, Дб 39.

В состав комплекса СВЧ оборудования «’ Радуга - 2’’ входят приемо-передатчики с комплектами запасного имущества и принадлежностей, новые комплекты соединительных частей внутреннего фидерного тракта станции, модернизированные монтажные комплекты коаксиальные на основе коаксиального кабеля РК-75-24-32, модернизированные селекторы поляризации, антенно-фидерные тракты из прямоугольных волноводов, а также комплекты запасного имущества и принадлежностей участка эксплуатации РРЛ.

Основная антенна для РРЛ «’Радуга-2’’ - двухзеркальная осесимметричная антенна типа АДЭ-3.5, обеспечивающая использование двух поляризаций сигнала и двухчастотного плана организации ВЧ стволов. Коэффициент защитного действия обеспечивает работу по двухчастотному плану.

Для организации цифровых стволов на РРЛ «’ Радуга-2’’ следует задействовать оконечную цифровую аппаратуру ИКМ - 30.

Схема организации связи приведена на листе 25.

Приемопередающая аппаратура. Приемник и передатчик системы «’Радуга-2’’ электрически независимы друг от друга. Структурная схема приемника с ячейкой системы разделительных фильтров показаны на листе 26.

Входной сигнал СВЧ через пятизвенный полосовой фильтр и коаксиальную перемычку подается на вход блока преобразователя приема ПрПм, в котором проходит развязывающий ферритовый вентиль, двухкаскадный малошумящий транзисторный усилитель, вентиль, малогабаритный двухзвенный полосовой фильтр, еще один вентиль и балансный смеситель. На второй вход смесителя по кабельной перемычке поступают колебания гетеродина с блока гетеродина приемника ГтПм.

Сигнал ПЧ 70 МГц с выхода смесителя поступает через встроенный в него ФНЧ и через малошумящий предварительный усилитель на транзисторах на выход блока. Затем этот сигнал по кабельной перемычке приходит на блок усилителя промежуточной частоты и амплитудного ограничителя. Входящая в состав блока линейка амплитудного ограничителя может быть включена как в приемник, так и передатчик, либо - при использовании приемопередатчика в цифровой системе с многопозиционной фазовой модуляцией - просто обойдена.

В данном блоке сигнал ПЧ проходит следующие устройства: линейку корректора группового времени запаздывания КГВЗ; линейку фильтра промежуточной частоты ФПЧ, определяющего селективность приемника по соседнему каналу; линейку главного усилителя ПЧ ГУПЧ, содержащую также цепь АРУ, которая реализуется рассосредоточенными p-i-n диодными аттенюаторами, управляемыми от детектора АРУ; узкополосный индикатор несущей; линейку оконечного усилителя ОУПЧ, содержащую диодные ключи ПЧ; замещающий генератор 70 МГц с кварцевой стабилизацией частоты; оконечные каскады УПЧ.

Включение диодных ключей ОУПЧ и отключение питания от замещающего генератора осуществляется дискретным сигналом, вырабатываемым индикатором несущей блока ГУПЧ.

Гетеродин приемника ГтПм представляет собой маломощную усилительно-умножительную цепочку с задающим генератором, частота которого f_г/16 стабилизирована кварцевым резонатором. Колебания с удвоенной частотой задающего генератора усиливаются и поступают на диодный генератор гармоник. Выделенные фильтром колебания с частотой гетеродина усиливаются транзисторным усилителем до уровня около +10 дБм и поспупают на выход ГтПм.

Структурная схема передатчика и ячейки фильтра объединения стволов показана на листе 28. Сигнал ПЧ непосредственно через линейку амплитудного ограничителя поступает на вход блока преобразователя частоты передатчика ПрПд, а затем через однокаскадный развязывающий усилитель - на отражательный диодный смеситель повышающего преобразователя частоты. Через установочный электронный аттенюатор и ферритовый циркулятор на диод Шоттки смесителя приходят колебания гетеродина, имеющие уровень +10 дБм. Колебания верхней боковой полосы с выхода смесителя поступают на циркулятор и трехзвенный малогабаритный полосовой фильтр СВЧ с вентильной развязкой и далее - на транзисторный малошумящий усилитель, ферритовый вентиль. С выхода ПрПд сигнал по кабельной перемычке идет на вход усилителя СВЧ (блок УСВЧ - 0.1).

Блок УСВЧ - 0.1 содержит входной аттенюатор, два транзисторных каскада, которые развязаны между собой ферритовыми вентилями, и диодный индикатор выходной мощности. При повышенной выходной мощности передатчика между УСВЧ-0.1 и ФПд включается блок УСВЧ-2, содержащий один транзисторный каскад и направленный ответвитель с диодным индикатором мощности.

Блок гетеродина передатчика ГтПд содержит транзисторный автогенератор, частота которого грубо стабилизирована проходным малогабаритным коаксиальным резонатором, и систему АПЧ по опорному кварцевому генератору, работающему на частоте f_г/16. Колебания гетеродина с выхода проходного резонатора поступают через ферритовый вентиль и направленный ответвитель на выход блока. Ответвленная часть колебаний через развязывающий вентиль и шлейфовый делитель мощности на 2 подается к двум диодным смесителям со сдвигом фаз /2, на которые с диодного генератора гармоник поступают опорные колебания СВЧ.

Из усиленных широкополосными усилителями переменного тока колебаний биений формируются два потока однополярных импульсов, сдвиг фаз между которыми несет информацию о знаке разности между генерируемой и опорной частотой. Ограниченные по амплитуде потоки импульсов поступают на схему, в которой появление на одном выходе импульса опережающего по времени потока запрещает прохождение на второй выход импульса отстающего потока на период длительности импульса опережающего потока. Поэтому длительность выходных импульсов отстающего потока уменьшается примерно в два раза.

После фильтрации и вычитания напряжений постоянных составляющих, образованных из двух потоков биений, на выходе активного фильтра появляется постоянное напряжение, полярность которого определяется знаком ухода частоты автогенератора. Оно поступает на варикап, подстраивающий частоту проходного стабилизирующего резонатора, обеспечивая действие системы АПЧ релейного типа. Одновременно с напряжением АПЧ на варикап резонатора поступают вводимые на станциях НЧ сигналы служебной связи и телекоммуникации.

Приемник и передатчик снабжаются электропитанием от идентичных высокоэффективных импульсных преобразователей напряжения.

Основные характеристики приемопередающей аппаратуры:

коэффициент шума приемника на выходе блока ПрПм не более 3.5;

мощность передатчика на выходе УСВЧ, Вт……………..2;

номинальный уровень сигнала на входе ПрПд, дБВт……………. - 84;

порог включения замещающего генератора приемника, дБВт - 115;

уровень сигнала на входе приемника, при котором вероятность ошибки при передачи цифрового потока 34 Мбит/с не превысит 10^-3, дБВт 113;

напряжение питания приемопередатчика, Вт… - 20… - 70.

Оконечное оборудование

 

В качестве оконечного оборудования выбирается аппаратура ИКМ - 30.

В состав комплекса аппаратуры ИКМ - 30 входит аналого-цифровое оборудование (АЦО), оконечное оборудование линейного тракта (ОЛТ), необслуживаемый регенерационный пункт (НРП) и комплект контрольно-эксплуатационных устройств, содержащий пульты - контроля согласующих устройств, дистанционного контроля регенераторов, служебной связи, а также измерители - затухания кабельной линии и шумов квантования и прибор контроля достоверности.

Схема организации связи с помощью аппаратуры ИКМ - 30 показана на листе 30.

На вход оборудования АЦО подаются 30 каналов ТЧ. Вместо 1,9,17,25 - го каналов может подаваться сигнал вещания, по восьмому каналу можно организовать передачу дискретной информации. Аналого-цифровое оборудование предназначено для аналого-цифрового и цифро-аналогового преобразования 30 телефонных сигналов, формирования и распределения группового цифрового потока со скоростью 2048 кбит/с, ввода и вывода дискретной информации, сопряжения с помощью согласующих устройств аппаратуры ИКМ-30 с аппаратурой АТС.

Сформированный в АЦО цифровой сигнал поступает в оконечное оборудование линейного тракта ОЛТ, которое предназначено для дистанционного питания и телеконтроля необслуживаемых регенерационных пунктов, организации служебной связи, передачи и приема линейного сигнала.

Необслуживаемые регенерационные пункты предназначены для установки в смотровых колодцах ГТС, подъездах и т.п., и рассчитаны на размещение до 12 двусторонних линейных регенераторов.

Аналого-цифровое оборудование предназначено для организации 30 телефонных каналов по методу ИКМ-ВД и согласования этих каналов с устройствами АТС.

Стойка оборудования линейного тракта (СОЛТ) предназначена для организации линейных трактов, осуществления транзита и согласование линейных трактов с оборудованием АЦО. Стойка обеспечивает дистанционное питание регенераторов, установленных на линии, регенерацию ИКМ сигнала, телеконтроль состояния линейных трактов, индикацию различных видов аварии и включение сигнализации, а также ведение служебных разговоров. Оборудование, расположенное на СОЛТ, позволяет организовать до 30 линейных трактов и шести каналов служебной связи, а также держать под контролем до шести направлений работы линейных трактов.

Регенератор предназначен для восстановления параметров линейного ИКМ сигнала.