Главная страница > Радиорелейная связь в системах передачи данных :

Радиорелейная связь в системах передачи данных .
     Особые свойства, которые отличают радиорелейную связь от традиционной проводной, делают ее все более привлекательной для использования в глобальных, региональных и местных сетях передачи данных. В тех случаях, когда требуется быстрое развертывание сетей передачи данных, обслуживающих подвижных абонентов, или в районах с неразвитой связной инфраструктурой, радиорелейной связи нет альтернативы.
Многолетний опыт применения радиорелейных линий выявил ряд достоинств этого вида связи, которые значительно расширяли возможности отрасли в целом:
# быстрота и экономичность развертывания (по сравнению с проводной связью) линий связи;
# экономически выгодная, а в ряде случаев и единственно возможная организация многоканальной связи на территориях, имеющих сложный рельеф (лес, горы, болота и пр.), а также в тех местах, где прокладка кабеля нецелесообразна;
# возможность аварийного восстановления связи магистралей проводной связи путем замены ее поврежденных участков;
# качество связи, не уступающее проводной связи.
Необходимость передавать данные - информацию, представленную в дискретном цифровом виде, подтолкнула к созданию цифровых систем передачи, ускорила разработку современных методов преобразования дискретной информации в аналоговую и обратно (методы модуляции и демодуляции), а также методов ее кодирования. Появились системы, способные обмениваться цифровой информацией - системы передачи данных (СПД). Были созданы цифровые РРС.
Цифровые радиорелейные станции.
Цифровые магистрали, на основе которых строятся современные сети передачи данных, должны соответствовать стандарту SDH (Synchronous Digital Hierarchy – синхронная дискретная иерархия), определяющему основные характеристики линий для цифровой сети передачи данных. Такие линии обеспечивают передачу любых видов данных: текста, звука, речи, изображений и видеофильмов с помощью дискретных электрических сигналов.
Современная цифровая РРС – сложный технический комплекс, в который входят приемопередатчик, модем, мультиплексор, приемопередающие антенны, система автоматического резервирования, система телеуправления и телесигнализации, контрольно-измерительная аппаратура, устройства служебной связи, система электропитания. Рассмотрим функции основных устройств: приемопередатчика, модема и мультиплексора.
Приемопередатчик РРС – устройство, которое выполняет функции приема и передачи модулированных электрических колебаний заданных частот. Приемник выделяет электрический сигнал заданной частоты из сигналов, принятых приемной антенной. С выхода приемника сигнал поступает на модулятор. Передатчик вырабатывает модулированный электрический сигнал заданной частоты для последующего его излучения передающей антенной. На вход передатчика сигнал поступает из модулятора.
Один комплект приемопередающей аппаратуры, установленный на РРС, образует ствол. Для увеличения пропускной способой аппаратуры – создают несколько стволов.
Модем РРС – оконечное устройство, служащее для модуляции/демодуляции сигнала.
Поступающий из мультиплексора дискретный сигнал модем преобразует в аналоговый (непрерывный) сигнал некоторой промежуточной частоты и передает его в приемопередатчик, а при приеме поступающий из приемопередатчика аналоговый сигнал преобразуется в дискретный. Таким образом, в составе цифрового радиорелейного тракта модем выполняет функции цифрового стыка, который должен соответствовать рекомендациям G.703 MKKTT.
Как правило, в модеме РРС дополнительно создаются:
# речевой канал, позволяющий организовывать служебную телефонную связь;
# канал RS-232 (9600 бит/с), который может быть использован и как дополнительный сервисный канал связи, и для дистанционного контроля параметров.
В многопролетных системах связи программное обеспечение позволяет осуществлять дистанционное управление и диагностику модемов.
Для преобразования сигнала в модемах РPС чаще всего применяются следующие методы модуляции:
# FSK (Frequency Shift Keying) – частотная модуляция (ЧМ), сущность которой заключается в том, что дискретные сигналы 0, 1 передаются гармоническими сигналами (синусоидами), имеющими различные частоты;
# PSK (Phase Shift Keying) – фазовая модуляция, при которой дискретные сигналы 1 и 0 передаются путем переключения двух несущих, сдвинутых на полпериода относительно друг друга. Другой вариант PSK – изменение фазы на 900 в каждом такте при передаче нуля и на 2700 при передаче единицы.
Мультиплексор РРС предназначен для асинхронного объединения нескольких цифровых потоков в один, например Е1 (2048 Мбит/с), E2 (8448 Мбит/с) в сигнал Е2 (8448 Мбит/с) или сигнал E3 (34368 Мбит/с) в соответствии с рекомендацией G.742 (G.751) МККТТ.
В зависимости от места, которое занимает РРС в радиорелейной линии, различают оконечные, промежуточные и узловые РРС. Оконечными называют РРС, расположенные на концах радиорелейной линии; размещенные между оконечными РРС носят название промежуточных. Промежуточные станции, на которых предусмотрено выделение каналов, называют главными. Если на главной станции предусмотрено ответвление на другую радиорелейную линию, то такую РРС называют узловой. Главные и узловые РРС имеют специальное оборудование выделения каналов, или ответвления. Как правило, оконечные и главные станции обслуживаются специалистами, а обычные промежуточные – контролируются дистанционно с оконечных и/или главных станций и персонала не имеют.
Наличие таких «необслуживаемых» РРС позволяет строить не только радиорелейные линии большой протяженности, но и разветвленные радиорелейные сети.
Цифровые радиорелейные линии.
Радиорелейные линии на основе цифровых РРС стали важной составной частью цифровых сетей электросвязи – ведомственных, корпоративных, региональных, национальных и даже международных.
РРЛ классифицируют по следующим взаимосвязанным признакам:
# скороависимости от которой различают РРЛ:
– высокоскоростные (скорость передачи свыше 140 Мбит/с);
– среднескоростные (до 52 Мбит/с);
– низкоскоростные (до 8 Мбит/с);
# емкость радиорелейной линии (количество стволов и каналов в них), в зависимости от которой различают РРЛ:
– большой емкости;
– средней емкости;
– малоканальные.
# количество пролетов в радиорелейной линии, по которому различаются РРЛ:
– однопролетные;
– многопролетные.
Высокоскоростные большой емкости радиорелейные линии применяются в глобальных сетях передачи данных и называются магистральными. Среднескоростные средней емкости радиорелейные линии используются для создания региональных, зоновых сетей передачи данных и называются зоновыми. Наконец, малоканальные широко используются для организации связи на железнодорожном транспорте, газопроводах, нефтепроводах, линиях электропередачи и т. п. Малоканальные радиорелейные линии с подвижными РРС применяются в военных целях.
Полосы радиочастот РРЛ расположены в диапазоне от 2 до 50 ГГц и жестко регламентируются внутри каждой полосы как рекомендациями ITU (Международного союза электросвязи), так и Радиорегламентом Российской Федерации.
При организации связи по цифровой радиорелейной линии должна быть решена проблема выделения частот приема и передачи. Ее решение относится к компетенции ГКРЧ России, и для РЭС всех назначений эта процедура осуществляется в соответствии с «Положением о порядке выделения полос (номиналов) радиочастот...» и результатами рассмотрения в установленном порядке радиочастотных заявок, поступающих от заявителей.
В ряде случаев, например в условиях больших городов, получение свободных радиочастот на некоторых направлениях затруднительно, что связано с проблемой электромагнитной совместимости с другими радиотехническими системами (РТС). Решение этих проблем – тема отдельного разговора.
Построение цифровых радиорелейных линий
Спектр применения современных цифровых радиолиний достаточно широк, это объясняется тем, что они позволяют:
# оперативно наращивать возможности системы связи путем установки оборудования РРС в помещениях узлов связи, используя антенно-мачтовые устройства и другие сооружения, что сокращает капитальные затраты на создание радиорелейных линий связи;
# организовать многоканальную связь в регионах со слаборазвитой (или с отсутствующей) инфраструктурой связи, а также на участках местности со сложным рельефом;
# развертывать разветвленные цифровые сети в регионах, больших городах и индустриальных зонах, где прокладка новых кабелей слишком дорога или невозможна;
# восстанавливать связь в районах стихийных бедствий или при спасательных операциях и др.
Сеть РРС может строиться как однопролетная, многопролетная линия и радиорелейная сеть.
Однопролетная РРЛ состоит из двух территориально разнесенных РРС. Такие радиолинии создаются для соединения базовых центров сотовой связи, АТС и другирмой Nera (Норвегия). Радиолиния с пропускной способностью 140 Мбит/с для российского телевидения соединила телецентр на Ямском поле с земной станцией спутниковой связи в Клину, обеспечив одновременную передачу 17 телевизионных каналов. РРЛ с пропускной способностью 155 Мбит/с и емкостью 1920 цифровых каналов РФ связала Центробанк с его подразделением, удаленным на 140 км.
Примером радиорелейной сети может служить созданная в Киргизской Республике в качестве первичной сети цифровая радиорелейная магистраль из 16 РРС, замкнутых в кольцо, от узловых станций которой отведены 3 радиолинии с 7 другими РТС. Горный рельеф позволил увеличить некоторые пролеты между РРС до 165 км. Сеть охватывает все регионы республики и имеет выходы на наземную станцию спутниковой связи COMSTAT (США) с антенной, направленной на искусственный спутник Intelsat 630, что обеспечивает прямой выход сети связи республики на национальные сети связи многих стран Азии и Европы.
Широкое применение получили малогабаритные, быстро разворачиваемые РРС диапазонов 18, 23 и 36 ГГц, которые способны передавать на расстояние до 25 км как аналоговую (телевизионную), так и цифровую информацию (со скоростью до 34 Мбит/с). Типичное применение цифровых РРС данных диапазонов – организация сетей местной связи, сетей сотовой и транковой связи. В последнем случае, как правило, применяются однопролетные РРЛ «базовая станция» – «базовая станция» и «базовая станция» – «коммуникационная станция».
РТС используются также вместо широкополосных оптоволоконных линий, создаваемых в городских условиях для связи между узловыми АТС и другими объектами связи. Такие РРС могут быть встроены в телекоммуникационные сети, отвечающие стандартам SDH/SONET.
Основными направлениями применения радиолиний в этом случае могут быть:
# магистраль. РРЛ вписывается в городские сети SDH/SONET и служит для замыкания колец, для соединения между кольцами и для подключения удаленных узлов доступа. Линия может использоваться как транспортная альтернатива оптоволокну или для его резервирования;
# организация доступа к сети АТМ. РРЛ соединяется с оконечным сетевым устройством АТМ и концентратором доступа АТМ;
# сопряжение между собой сетей АТМ, FAST ETHERNET и др.
В настоящее время зарубежные и отечественные производители выпускают большое количество РТС этих диапазонов. На мировом рынке представлены РТС около 15 фирм, в том числе Microwave Network (США), Ceragon Networks.
Предлагают свои малогабаритные РТС и отечественные производители. С 1993–1994 гг. начали выпускаться РРС серии «Радан-МС», «Радан-МГ», семейство станций «Эриком», «Пихта-2», «Радиус-15», «Комплекс-15» и др. В тот период эти РРС по техническому уровню и надежности не могли конкурировать с зарубежными аналогами. В дальнейшем положение изменилось, и были разработаны РТС нового поколения – серия станций «Просвет», станции «Радиус-ДС», «Радиус-15М», «Звезда-11», «Радиус-18» и т. д.
***
Инфраструктура мира развивается как интегрированная первичная транспортная сеть, обеспечивающая передачу любого вида информации, базируется на комплексном использовании проводной, радио, радиорелейной и спутниковой (космической) связи. Радиорелейная связь занимает в этой структуре свое достойное место.
Вопрос о применении того или иного рода связи или их комбинации в сетевой инфраструктуре решается в зависимости от конкретных географических условий, а также экономических, социальных и политических факторов, нужд обороны и безопасности страны. Технические средства связи и методы их применения должны быть увязаны в единую систему. Этим обусловливаются возрастающее внимание к решению вопросов связи и необходимость дальнейшего развития и использования технических средств всех видов связи, в том числе радиорелейной.
Статья предоставлена проектом http://rrl.newmail.ru