1. Загальні засади побудови радіорелейних ліній
- Головна
- Телекомунікації
- Супутникові та радіорелейні системи передачі
1. Загальні засади побудови радіорелейних ліній
1.1. Принципи радіорелейного зв'язку
Використовувані на РРЛ і ТРЛ діапазони радіочастот мають ряд переваг. У кожному з цих широкосмугових діапазонів можна передавати багато широкосмугових сигналів. У цих діапазонах антени з більшими коефіцієнтами посилення мають порівняно невеликі розміри. Застосування таких антен дозволяє отримати стійкий зв'язок за малої потужності передавача. Спектр зовнішніх перешкод атмосферного та промислового походження лежить у більш низькочастотній ділянці, ніж УВЧ. Тому в діапазонах УВЧ і високочастотних таких перешкод практично немає. Найбільшого поширення на магістральних РРЛ знайшли АРРС, які у сантиметровому діапазоні хвиль.
Радіорелейну лінію зв'язку будують у вигляді ланцюжка приймальних РРС. На РРЛ встановлюють передавачі потужністю 0,1. 10 Вт, приймачі з коефіцієнтом шуму близько 10 дБ, антени з коефіцієнтом посилення близько 40 дБ (площа, розкриваючи близько 10 м2).
На такій РРЛ між антенами сусідніх РРС має бути пряма видимість. І тому антени встановлюють на опорах, найчастіше висоті 40. 100 м. Відстань між сусідніми РРС магістральних РРЛ зазвичай близько 50 км. На ТРЛ середня відстань між сусідніми станціями близько 250 км. На ТРЛ застосовують передавачі потужністю 1. 10 кВт, приймачі з малошумними підсилювачами (МШУ), що мають ефективну шумову температуру 150. 200 К, антени з коефіцієнтом посилення близько 40 дБ
Типи станцій. Основні типи РРС: кінцева (ОРС), вузлова (УРС) та проміжна (ПРС). На ОРС та УРС встановлюють радіопередавачі та радіоприймачі (рис. 1.1). У складі радіопередавача -модулятор Мд та передавач НВЧ сигналу П, у складі радіоприймача - приймач НВЧ сигналів Пр та демодулятор Дм (пор. з рис. В.1). У передавачі НВЧ модульований сигнал проміжної частоти (ПЧ) перетворюється на сигнал НВЧ або УВЧ діапазону, в приймачі НВЧ відбувається зворотне перетворення прийнятого НВЧ сигналу сигнал ПЧ. Приймач НВЧ і передавач, НВЧ разом утворюють приймач НВЧ, що встановлюється на ПРС.
На ОРС, що розташовуються на кінцях РРЛ, відбувається введення і виділення сигналів, що передаються, наприклад МТС.
На ПРС відбувається ретрансляція радіосигналу: прийом, посилення, зсув за частотою та передача у напрямку наступної РРС. При передачі радіосигналів телевізійного мовлення по РРЛ на кожній ПРС передбачена можливість виділення телевізійної програми. Станція, де така можливість реалізована, називається ПРС із телебачення (ПРСВ).
На УРС має місце ретрансляція радіосигналу та розгалуження РРЛ. Від УРС часто беруть початок нові РРЛ чи кабельні лінії зв'язку. На УРС завжди відбувається виділення з МТС частини ТФ сигналів та введення нових, тому там завжди встановлюють модулятори та демодулятори. Конструктивно їх часто об'єднують у пристрої, який отримав назву модем. Середня відстань між сусідніми УРС становить 250 км.
На УРС, як правило, має місце розгалуження радіосигналів телевізійного мовлення, так званий транзит по ПЧ. Оскільки модеми вносять шуми, виняток їх із схеми дозволяє поліпшити ставлення сигнал-шум в каналі кінці РРЛ. На великих УРС, де сходяться кілька РРЛ, встановлюють спеціальні комутатори з ПЧ сигналів телевізійного мовлення, що дозволяють оперативно вибирати ту чи іншу програму. Модулятори встановлюють лише на тих УРС,де необхідно ввести нову програму ТБ. Рекомендована відстань між такими УРС в нашій країні – 2500 км.
Радіорелейний проліт та радіорелейна ділянка. Частину радіорелейної лінії зв'язку між сусідніми РРС, що включає апаратуру та середовище поширення радіосигналу, називають радіорелейним прольотом. Частину радіорелейної лінії зв'язку, обмежену двома прилеглими радіорелейними станціями, які є кінцевими або вузловими, називають радіорелейною ділянкою.
Зсув по частоті. Різниця рівнів сигналів на виході та вході приймача ПРС перевищує 100 дБ. Щоб запобігти самозбудження цього пристрою, радіосигнали одного напряму зв'язку на ПРС приймають і передають на різних частотах f1 і f2. Частотним зрушенням називають величину fсдв = fа -f1. Зазвичай на магістральних РРЛ fсдв = 266 МГц.
Особливості обслуговування. На РРЛ обслуговуючий персонал постійно присутній тільки на ОРС та УРС. Для контролю за станом апаратури на ПРС та управління нею використовують систему телеобслуговування (ТО), при організації якої всю РРЛ розбивають на експлуатаційні ділянки, що містять до 10 РРС. У середині такої ділянки знаходиться УРС, з якою керують роботою ПРС ділянки, що розташовані по обидва боки від УРС. Кінцеві РРС обслуговують прилеглі ПРС. Для підвищення надійності та стійкості роботи апаратуру РРЛ резервують. Поширені два способи автоматичного резервування: постанційне та дільничне. При станційному резервуванні у разі несправності робочого комплекту апаратури на даній станції відбувається автоматична заміна його на резервний, що працює на тих же частотах.
При дільничному резервуванні на кожній станції встановлюють робочі та резервні комплекти приймачів НВЧ, причомуробочі частоти цих комплектів не збігаються. При пошкодженні апаратури на будь-якій ПРС відбувається автоматичне перемикання модемів на кінцях радіорелейної ділянки, після чого передача сигналів на ділянці відбувається за допомогою резервних НВЧ приймачів. На РРС з дільничним резервуванням на кінцях ділянки встановлюють апаратуру резервування, за допомогою якої контролюють стан апаратури ВЧ стовбурів та перемикають модеми. Команду перемикання з кінця ділянки на початок передають каналами службового зв'язку. Канали службового зв'язку призначені також передачі сигналів ТО і переговорів обслуговуючого персоналу.
1.2. Багатоствольні радіорелейні лінії
Сигнал, що подається на модулятор, називають груповим сигналом стовбура, а спектр його - лінійним спектром, аналого-цифрових (АЦФ) стовбурах ГС складають з МТС і цифрового сигналу.
Структурна схема триствольної РРЛ. Для підвищення пропускної здатності на РРЛ, як правило, організують одночасну роботу кількох ВЧ стволів на різних частотах на загальні антенно-фідерний тракт (АФТ) та антену. Таку РРЛ називають багатоствольною. Вона має більш високу економічну ефективність, ніж одностовбурна, оскільки вартість антени, антенних опор, а також загальних для всіх стволів - технічної будівлі та системи електроживлення, значно вища, ніж вартість апаратури ВЧ ствола.
Для підключення кількох приймачів до однієї антени (рис. 1.2) служать пристрої суміщення (УС) та розділові фільтри (РФ). Пристрої суміщення необхідні розділення хвиль прийому і передачі. Як УС використовують поляризаційні селектори або феритові циркулятори. Роздільні фільтри прийому (РФ1) служать для поділу сигналів різних стволів на прийомічастоти f1, f3, f5. Розділові фільтри передачі (РФ2) служать для об'єднання передачі сигналів на частотах f1', f3', f5'.
На рис. 1.2 показані ТФ і ТВ стовбури, а також резервний – Рез. Апаратура резервування встановлена на кінцях радіорелейної ділянки: приймальному - рез. пр і передає - Рез. П. До точки 3 може надходити сигнал про аварію, який має бути переданий до початку ділянки на попередню УРС, аналогічний сигнал від наступної УРС надходить у т. 4. У ТБ стовбурі організований транзит ПЛ. Вибір програми, що відгалужується, здійснюють за допомогою комутатора по ПЧ-Км ПЧ, до якого також підводять (в т. 5) сигнал ТВ стовбура зворотного напрямку.
Пропускна спроможність стовбура. У сучасних магістральних РРЛ із ЧС для ВЧ стовбура виділено смугу частот 28 МГц. Отже, ЧС сигнали, що передаються по стволу, повинні мати спектр не ширший за 28 МГц. Нагадаємо, що ширина спектру ЧС сигналу
(1.1)
де - максимальна девіація частоти, FB - верхня частота, що модулює. Оскільки РРЛ девіація частоти задана, те й величина FB, отже, і пропускна здатність стовбура обмежені. Орієнтовно F