Принцип работы радиорелейных линий связи

Размещено на http://allbest.ru

1. Радиорелейные линии связи

В СССР начало развитию радиорелейной промышленности было положено в середине 50-х годов. Причиной для этого стала дешевизна радиорелейной связи по сравнению с кабельными линиями, особенно в условиях огромных пространств с неразвитой инфраструктурой и сложной геологической структурой местности.

Радиорелейные линии (РРЛ) представляют собой цепочку приемопередающих радиостанций (оконечных, промежуточных, узловых), которые осуществляют последовательную многократную ретрансляцию (прием, преобразование, усиление и передачу) передаваемых сигналов.

2. Классификация радиорелейных линий

В зависимости от используемого вида распространения радиоволн РРЛ можно разделить на две группы: прямой видимости и тропосферные.

РРЛ прямой видимости можно классифицировать по различным признакам и характеристикам. Рассмотрим классификацию РРЛ по наиболее важным из них.

1. По назначению различают: междугородные магистральные, внутризоновые, местные РРЛ.

– местные линии связи от 0,39 ГГц до 40,5 ГГц

– внутризоновые линии от 1,85 ГГц до 15,35 ГГц

– магистральные линии от 3,4 ГГц до 11,7 ГГц

2. По диапазону рабочих (несущих) частот РРЛ подразделяются на линии дециметрового и сантиметрового диапазонов. В этих диапазонах в соответствии с Регламентом радиосвязи для организации РРЛ выделены полосы частот, расположенные в области 2, 4, 6, 8, 11 и 13 ГГц. В настоящее время ведется исследование условий создания радиорелейной связи на частотах порядка 18 ГГц и выше. Переход на более высокие частоты позволил бы увеличить пропускную способность систем передачи. Однако использование столь высоких частот затруднено из-за сильного ослабления энергии радиоволн во время атмосферных осадков.

3. По способу уплотнения каналов и виду модуляции несущей можно выделить:

а) РРЛ с частотным уплотнением (разделением) каналов (ЧРК) и ЧМ гармонической несущей;

б) РРЛ с временным уплотнением (разделением) каналов (ВРК) и аналоговой модуляцией импульсов, которые затем модулируют несущую;

в) цифровые РРЛ, в которых отсчеты сообщений квантуются по уровням и кодируются.

4. По принятой в настоящее время классификации РРЛ разделяют на системы большой, средней и малой емкости.

К РРЛ большой емкости принято относить системы, позволяющие организовать в одном стволе 600 и более каналов тональной частоты (ТЧ), что соответствует пропускной способности более 100 Мбит/с. Если РРЛ позволяет организовать 60-600 или менее 60 каналов ТЧ, то эти системы относятся к линиям связи средней и малой емкости. Пропускная способность таких РРЛ равна соответственно 10-100 и менее 10 Мбит/с.

«КУРС-4», «КУРС-6» относится к РРЛ большой емкости, а «КУРС-2», «КУРС-8» - к аппаратуре средней емкости. Более новыми РРЛ большой емкости является аппаратура «Радуга-4», «Радуга-6». В данных системах используются полупроводниковые приборы СВЧ в усилителях

мощности передатчика, транзисторные малошумящие усилители, интегральные микросхемы, малогабаритные волноводы с диэлектрическим заполнением и микрополосковые линии, блоки модульного исполнения.

К современным РРЛ малой и средней емкости относятся отечественная цифровая аппаратура «Пихта-2», «Радан», «Радан-МГ», а также аналоговая аппаратура «Ракита-8».

В современных телекоммуникационных системах РРЛ используются для создания стационарных, магистральных линий связи в несколько тысяч километров для передачи больших потоков информации. В этих случаях применяют системы большой емкости. Магистральные РРЛ обычно являются многоствольными.

Стационарные РРЛ средней емкости используются для организации зоновой связи. Это линии протяженностью до 500-1500 км. Подобные РРЛ в большинстве случаев рассчитаны на передачу ТВ сигналов и сигналов радиовещания. Часто эти линии являются многоствольными и ответвляются от магистральных РРЛ.

радиорелейный сигнал канал тропосферный

3. Общие принципы построения радиорелейных линий связи прямой видимости

РРЛ прямой видимости являются одним из основных наземных средств передачи сигналов телефонной связи, программ звукового и ТВ вещания, цифровых данных и других сообщений на большие расстояния. Ширина полосы частот сигналов многоканальной телефонии и ТВ составляет несколько десятков мегагерц, поэтому для их передачи практически могут быть использованы диапазоны только дециметровых и сантиметровых волн, общая ширина спектра которых составляет 30 ГГц.

Кроме того, в этих диапазонах почти полностью отсутствуют атмосферные и промышленные помехи. Расстояние между соседними станциями (протяженность пролета) R зависит от рельефа местности и высоты подъема антенн. Обычно его выбирают близким или равным расстоянию прямой видимости RQ. Для сферической поверхности Земли с учетом атмосферной рефракции, где h1 и h2 - высоты подвеса соответственно передающей и приемной антенн (в метрах). В реальных условиях, в случае малопересеченной местности R0 ? 40-70 км при высоте антенных мачт 60... 100 м.

Комплекс приемопередающей аппаратуры РРЛ для передачи информации на одной несущей частоте (или на двух несущих частотах при организации дуплексных связей) образует широкополосный канал, называемый стволом (радиостволом).

Оборудование, предназначенное для передачи телефонных сообщений и включающее в себя кроме радиоствола модемы и аппаратуру объединения и разъединения каналов, называют телефонным стволом. Соответствующий комплекс аппаратуры для передачи полных ТВ сигналов (вместе с сигналами звукового сопровождения, а часто и звукового вещания) называют ТВ стволом.

Рис. 1.Радиоствол: ОРС - оконечные станции, ПРС - промежуточные, УРС - узловые

Оконечные станции устанавливаются в крайних пунктах линии связи и содержат модуляторы и передатчики в направлении передачи сигналов и приемники с демодуляторами в направлении приема.

Промежуточные станции располагаются на расстоянии прямой видимости и предназначаются для приема сигналов, усиления их и дальнейшей передаче по линии связи. Прием и передача сигналов на промежуточных станциях должна проводится на разных частотах для устранения паразитных связей.

Узловые станции выполняют как функции промежуточных станций, так и функции ввода и вывода информации. Поэтому они устанавливаются в крупных населенных пунктах или в точках пересечения (ответвления) линий связи.

4. Тропосферные радиорелейные системы

Созданы тропосферных РРЛ пропускной способностью до 120 каналов ТЧ с расстоянием между соседними станциями 300...400 км. РРЛ выделены полосы частот в диапазонах 1,0; 2,0 и 4,5 ГГц.

На участке распространения сигнала затухание достигает 210...250Дб. мощность передатчика достигает 3...10квт, в отдельных случаях до 100кВт.

При дальнем тропосферном распространении сигнал подвержен быстрым, медленным и очень медленным изменениям (флуктуациям).

Быстрые флики сигнала определяются интерференцией волн переизлученных движущимися неоднородностями тропосферы. Перемещение неоднородностей вызывает изменение фаз составляющих приходящей волны, что приводит к быстрым замираниям. Для борьбы с интерференционными замираниями используют: разнесенный прием, оптимальный прием ШПС, адаптивные системы с обратной связью.

Применяются: ТР-120, Горизонт, Тропа, 2, 4.

5. Методы разделения каналов в тропосферных радиорелейных системах связи

Путем частотного разделения чаще всего организуются служебные каналы. Например, спектр служебных каналов аппаратуры КУРС приведен на рис. Он основан на том, что общий тракт связи предоставляется поочередно каждому абоненту на некоторое время Тк, так называемый канальный интервал. Каждый абонент подключается к тракту периодически с периодом Тi, и посылает в групповой тракт свой канальный сигнал (КС).

Рис. 2. Принцип временного разделения

В XXI должны получить широкое развитие РРЛ в миллиметровом диапазоне частот, вплоть до 60ГГц.

Размещено на Allbest.ru