Радіорелейний зв'язок

ЗАГАЛЬНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ СИСТЕМ ЗВ'ЯЗКУ.

Однією з головних умов вдосконалення тазміцнення матеріально-технічної бази суспільства є наявністьрозгалуженою, технічно досконалою зв'язку. У нашій країні для цього створюєтьсяЄдина автоматизована мережа зв'язку ЕАСС. Важливу роль у розвитку ЕАСС маютьзасоби радіозв'язку: радіорелейні, тропосферних і супутникові.

Вивчення поширення ультракоротких (метрових)радіохвиль в нашій країні почалося в 1926 р. Під керівництвом академіка Б. А.Введенського, а перші лінії зв'язку на метрових хвилях з'явилися в 1932 ... 1934рр.. У 1946 р. в Киргизії була організована радіорелейна лінія довжиною250 км.

Розвиток багатоканальної радіорелейної зв'язкувідноситься до початку 40-х років, коли з'являються перші 12-канальні радіолінії,використовують той же, що і для кабельних ліній, спосіб частотного поділуканалів і ту ж каналостворюючої апаратури, а також частотну модуляціюсигналу.

На початку 50-х років з'явилося відразу кілька типіввітчизняної апаратури РРЛ (В«СтрілаВ», Р-60/120, Р-600). Надалі на мережізв'язку країни з'явилися радіорелейні системи прямої видимості РРСП В«СвітанокВ»,В«СхідВ», КУРС (комплекс уніфікованих радіорелейних систем),В«Електроніка-зв'язокВ» та ін Загальна протяжність РРЛ, експлуатованих в народномугосподарстві СРСР, становить понад 100 тисяч км.

Освоєння природних багатств Далекого Сходу іСибіру зажадало різкого збільшення протяжності ретрансляційних ділянокРРЛ для забезпечення зв'язком важкодоступних та віддалених районів нашої країни.Для створення ліній зв'язку, що задовольняють цим вимогам, був використанийвідкритий на початку 50-х років ефект далекого тропосферного поширення ДТРдециметрових і сантиметрових радіохвиль. Використовуючи ДТР, вдалося створити новийтип тропосферних радіорелейних систем передачі ТРСП з відстанями міжсусідніми станціями 150 ... 300, а в окремих випадках і 600 ... 800 км. До 1965м. у світі експлуатувалося вже більше 100 тисяч км. Тропосферних ліній. ВРадянському Союзі було створено декілька типів ТРСП В«Горизонт-МВ», ТР-120/ДТР-12 іін

Розвиток космічної техніки, піонерами створенняякої були такі радянські вчені, як академіки С. П. Корольов і М. В.Келдиш, дозволило створити супутникові системи передачі ССП. У 1965 р. вступилав лад перша радянська супутникова система, що використовує ШСЗ В«Молния-1В» іпризначена для передачі сигналів багатоканальної телефонії та телебачення. Внаступні роки були створені ССП, що використовують ШСЗ В«Блискавка-2В», В«Молния-3В»,В«ЕкранВ», В«ВеселкаВ», В«ГоризонтВ» та ін

Супутникові системи передачі дозволяють (спільно зРРСП) забезпечити більше 90% населення нашої країни однієї телевізійноїпрограмою і близько 75% двома і більше.

Побудова системи передачі залежить від багатьохфакторів, таких як вид повідомлення, критерії якості передачі сигналу,вартості і т. д. Звичайно при проектуванні системи передачі інформаціїпередбачається заданим вид повідомлення, а також кореспондуючі пункти. Вже напершому етапі проектування повинен бути зроблений вибір найбільш придатноїсистеми, що задовольняє вимогам до пропускної спроможності, якостіпередачі і дальності зв'язку та враховує міркування соціально-економічногохарактеру.

Основним критерієм вибору системи передачі єекономічна ефективність, обумовлена ​​капітальними витратами іексплуатаційними витратами. При остаточному виборі враховують і такіпоказники, як надійність передачі інформації по каналах, тривалістьдії і швидкість впровадження системи, підвищення продуктивності праці,витрата електроенергії (особливо за відсутності централізованогоенергопостачання) і т. д. Так, для визначення економічної ефективностівитрати на будівництво та експлуатацію РРСП доцільно порівняти звідповідними витратами при використанні симетричного коаксіальногокабелів. Для багатоканальних систем необхідно враховувати також: як цівитрати зменшуються зі збільшенням кількості каналів.

Розрахунки показують, що питомі витрати із зростаннямчисла каналів (понад 60) убувають для радіорелейних систем швидше, ніж длякабельних. Це пояснюється тим, що на кабельних лініях збільшення числаканалів пов'язано з переходом від симетричного до більш дорогого коаксіальномукабелю або з прокладкою додаткових пар кабелю або спорудою підсилювальнихпристроїв, тобто з істотними додатковими витратами. Збільшення числаканалів на РРСП призводить лише до незначного подорожчання апаратури. Крімтого, істотне збільшення числа каналів на РРСП можна отримати, якщозбільшувати число робочих стовбурів, при цьому основні споруди (технічнібудівлі, антенні опори) залишаються колишніми, а питомі витрати наканало-кілометр різко скорочуються. Вартість експлуатації РРСП з числом каналіввище 60 нижче, ніж кабельних, крім того, менше витрата кольорових металів,будівництво вимагає менше часу. Це визначає широке поширеннятаких РРСП при спорудженні тимчасових ліній, ліній зв'язку з рухомими об'єктами.

Все це, однак, не означає, що скрізь і у всіхвипадках повинні використовуватись радіорелейні, а не кабельні лінії або інші,наприклад супутникові. Кожен вид ліній зв'язку має свої переваги. Кабельнілінії, наприклад, простіше в експлуатації і забезпечують відносну скритністьзв'язку, лінії далекого тропосферного поширення хвиль дозволяють значнозбільшити відстань між сусідніми ретрансляційних станцій, що вигіднопри спорудженні систем зв'язку у віддалених і важкодоступних районах країни.Супутникові системи передачі найбільш економічні при створенні розподільнихмереж (передачі центрального радіомовлення, телебачення, фотогазету) і привеликих відстанях між кореспондентами.

Системи зв'язку на декаметрових хвилях використовуютьнайчастіше в радіомовленні, однак, незважаючи на розвиток інших засобів, вони невтратили свого значення і для зв'язку, особливо там, де не потрібніпотужні пучки каналів і економічно доцільно мати всього телефонний аботелекодовий канал. Найбільш важким для дослідника при побудовіконкретної оптимальної системи передачі є вибір критеріїв, оскількиповинні бути оцінені не тільки всі найбільш істотні параметри, в тому числіі вартість, але і важко описуваний математично соціально-економічнийкритерій. Причому рішення, що дає найкращий ефект по одному з критеріїв, частішевсього не забезпечують його по іншим. Більш того, в процесі розробки системипередачі (що триває іноді більше 4 ... 5 років) вибрані критерії можутьзазнавати такі зміни, що система, оптимальна в момент початку розробки,стає неоптимальною (за тими ж критеріями!) в кінці.

Розвиток техніки і централізація управління породилибезліч найважливіших завдань, для вирішення яких необхідна швидка і точнареакція на події, що відбуваються географічно віддалених районах. До такихзавданням, наприклад, відносять управління рухом літаків і штучнихсупутників Землі, збір і обробку інформації у великих системах та ін Рішенняцих завдань збільшує технічні вимоги до систем передачі та визначаєприскорений розвиток всіх засобів зв'язку. Як відзначав ще академік А. А.Харкевич, кількість інформації зростає приблизно пропорційно квадратупромислового потенціалу, подвоюючись за 5 ... 10 років. Швидкість і багатоальтернативність процесу прийняття рішень диктує необхідність використанняшвидкодіючих електронних цифрових обчислювальних машин. Створення систем,призначених для зв'язку ЕОМ один з одним, породило нові, більш жорстківимоги до якості передачі і збільшило без того швидко зростаючий обсягпереданої інформації. Вимоги зменшити втрати достовірності до 10 ... 10і збільшити швидкість передачі інформації до сотень мегабіт в секунду вжесьогодні не є надмірним.

Передача в одному стволі радіорелейного чисупутникової лінії зв'язку тисяч, а в найближчому майбутньому десятків тисяч,високоякісних ТЧ сигналів зажадала зменшити всі можливі видиспотворень до фантастично малих значень. Наприклад, коефіцієнт нелінійнихспотворень в модемах і групових трактах таких ліній обчислюється тисячнимичастками в...ідсотка, а нерівномірність групового часу запізнювання в смузі 30... 40 МГц - одиницями і навіть частками наносекунди. Таке підвищення вимогможе бути задоволена тільки спільним вдосконаленням технічнихзасобів передачі інформації і теоретичних досліджень.

До завданням, що вимагає теоретичних досліджень,відносяться:

економічно і технічно доцільнерозподіл труднощів, що виникають при виконанні настільки високих вимогміж кінцевим канальним обладнанням (складними кодирующими пристроями) іобладнанням тракту передачі (Приймальнопередавальне антенами, апаратурою і т.д.);

знаходження таких методів передачі і кодування,які в умовах впливу адитивних і мультиплікативних перешкод наближалиб швидкість передачі інформації і її точність до співвідношень, наступним звідомої теореми Шеннона (при збереженні розумної складності обладнання).

Удосконалення технічних засобів передачіінформації йде в основному двома шляхами.

перше, це дослідження і розробка новихканалів передачі інформації, заснованих на нових фізичних принципах:використання ефекту далекого тропосферного поширення, освоєння новихдіапазонів хвиль, включаючи оптичний, розробка та волоконно-оптичнихсвітловодів, розробка та впровадження супутників Землі - носіївретрансляційного обладнання.

друге, вдосконалення апаратури,забезпечує передачу і обробку інформації: використання нових виробівелектронної промисловості - інтегральних схем, транзисторів, здатнихфункціонувати на все більш високих частотах, зокрема, використовують новіфізичні процеси; створення на базі мікропроцесорів кінцевого обладнаннядля прийому та обробки дискретної інформації, яка шляхом динамічногопрограмування ЕОМ може забезпечити, наприклад, зміна швидкості або навітьспособу передачі відповідно до зміни умов в каналі зв'язку.

На сучасному етапі розвитку мережа зв'язку не можнарозглядати тільки як сукупність окремих пристроїв (кінцевогообладнання, модемів, радіоканалу). Потрібен новий, більш загальний підхід,дозволяє синтезувати найбільш економічні та надійні мережі з урахуваннямреальних можливостей ускладнення цих пристроїв. Слід очікувати ускладненнякінцевого обладнання, що дозволяє виконувати операції кодування таавтоматичного управління передачі інформації. При створенніінтегрально-цифрової мережі зв'язку слід чекати ще більшого зміниспіввідношення їх вартості. У найближче десятиліття очікується поступовий перехіддо передачі інформації в цифровому вигляді, проте принаймні 10 ... 15 роківаналогові системи залишаться основними при передачі сигналів телебаченняі телефонії.

ХАРАКТЕРИСТИКА радіорелейних систем передачіПрямої видимості.

Радіосистема передачі, в якій сигналиелектрозв'язку передаються за допомогою наземних ретрансляційних станцій, називаєтьсярадіорелейного системою передачі РРСП. Ланцюжок радіорелейних станцій утворюєрадіорелейний лінію зв'язку РРЛС. Сигнали від першої станції приймаються другий,підсилюються і передаються далі до третьої станції, там знову посилюються іпередаються до четвертої станції і т. д.

Станції, що встановлюються на кінцевих пунктах РРЛС іпризначені для введення і виділення переданих сигналів електрозв'язку,називаються кінцевими радіорелейними станціями ОРС, станції ретрансляціїназиваються проміжними радіорелейними станціями ПРС. На окремих станціяхздійснюється відгалуження частини сигналів для передачі в іншому напряміабо часткове виділення сигналів для передачі споживачам. Такі станціїназиваються вузловими радіорелейними станціями УРС.

Апаратура РРСП складається з каналостворюючоїапаратури КОА, радіопередавачів, радіоприймачів та антенно-фідерних трактів.Один Приймальнопередавальне комплекс зазвичай може пропустити кілька сотень, а вряді випадків і тисяч телефонних сигналів, або один телевізійний. У тихвипадках, коли РРСП призначена для передачі більшої кількості сигналів, вонаутворюється декількома Приймальнопередавальне комплексами, що працюють в одномунапрямі на різних частотах. Кожен з таких комплексівнадвисокочастотних приемопередатчиков прийнято називати стовбуром.

На ОРС за допомогою КОА формується групою сигнал зкількох вихідних сигналів. Він є модулюючим для несучої частоти f 1 .Модульований радіосигнал з виходу радіопередавача черезрозділово-смуговий фільтр РПФ підводиться до антени і випромінюється в сторонунайближчій РПС. Без РПФ обійтися не можна, так як на одну антену, як правило,працюють одночасно кілька радіопередавачів різних стовбурів.

Радіосигнал, прийнятий антеною ПРС, знов поступаєна РПФ, який тепер виконує функцію розподілу сигналів кожногорадіопередавача на вхід В«свогоВ» радіоприймач. Радіосигнал, пройшовши РПФ,посилюється в радіоприймачі і радіопередавачі. При цьому здійснюєтьсяперетворення частоти радіосигналу f 1 в частоту f 2 . Післяперетворення радіосигнал випромінюється антеною в напрямку наступної станції.На УРС між радіоприймачами та радіопередавачами включається КОА, що дозволяєвиділити або додатково ввести частину сигналів.

Процес прийому радіосигналів на ДСБ не відрізняється відрозглянутої на ПРС або УРС. З виходу радіоприймача груповий сигналнадходить на вхід каналостворюючої апаратури, яка здійснює поділсигналів для відповідних споживачів. Ними зазвичай є міжміськателефонна станція, телецентр, міжміська мовна апаратна.

За пропускної спроможності розрізняютьнаступні РРЛС: багатоканальні, з числом каналів ТЧ понад 300; середньої місткості- Від 60 до 300 каналів ТЧ; малоканальні - менше 60 каналів ТЧ. По області застосуванняРРЛС поділяються на магістральні, протяжністю 10 ... 12 тисяч км, зонові -республіканського і обласного значення, місцеві. Магістральні РРЛС єбагатоканальними, зонові мають середню ємність, а місцеві - малоканальні. За способом поділуканалів РРЛС можуть бути з частотним і тимчасовим поділом каналів, а подіапазону використовуваних частот - дециметрового, сантиметрового і міліметровогодіапазонів. радіорелейнихСИСТЕМИ ПЕРЕДАЧІ ПРЯМОЇВИДИМОСТІ Щоб забезпечити радіорелейнийзв'язок у межах прямої видимості, необхідно підняти антени над рівнем земліна вежах або щоглах. Висоти антенних опор в залежності від довжини і профілюкожного прольоту між сусідніми станціями можуть досягати 100 ... 120 м. Колистанція розташована на природній височині, антени можуть бутивстановлені на даху будівлі, в якій знаходиться приемопередающаяапаратура.

Довжина прольоту між сусідніми РРС зазвичай 30 ... 70км. У діапазонах частот вище 8 Ггц це значення може зменшуватися з підвищеннямчастоти. В окремих випадках довжина може бути зменшена до 20 ... 30 км черезнеобхідність розміщення РРС в заданому пункті, а також коли на трасі РРЛмається перешкоди.

Коефіцієнт посилення ретранслятора ПРС з урахуваннямзапасу на завмирання сигналу складає 160 ... 200 дБ (при коефіцієнтіпосилення кожної з двох антен 30 ... 46 дБ). Потужність передавача РРС 0,3 ...10 Вт, коефіцієнт шуму приймача 7 ... 10 дБ (у варіанті з малошумливимпідсилювачем 3 ... 5 дБ). Найбільшого поширення набули магістральні РРСПв діапазонах частот 4 і 6 ГГц і внутрізонові в діапазонах 2 і 8 ГГц.Магістральні РРСП - многовольтние, число дуплексних радіостволов, організовуванихна ділянці РРЛ, в одному діапазоні частот досягає восьми. Для автоматичногорезервування стовбурів зазвичай використовують кілька робочих (2 ... 7) і одинрезервний стовбури.

Радіорелейні системи передачі прямої видимостіформуються за допомогою комплексів обладнання, званих радіорелейнимистанціями зв'язку прямої видимості РРСС. До складу РРСС входять: антенно-фідерніпристрої; приемопередающая апаратура; крайова апаратура телефонних,телевізійних і цифрових радіостволов; апаратура систем автоматичногорезервування стовбурів; апаратура службового зв'язку, телесигналізації ітелеуправління; обладнання систем гарантованого електроживлення таобладнання життєзабезпечення РРС.

Радіорелейні системи передачі служать для ств...ореннятипових каналів і трактів між мережними станціями та вузлами зв'язку. СукупністьРРСП або лінійних трактів, що діють на певній трасі і використовуютьодні й ті ж антенні опори, станційні споруди, первинні джерелаелектроенергії та допоміжні пристрої, називається радіорелейного лінієюзв'язку. На РРЛ діють не тільки системи передачі, але і окремі лінійнітракти, пов'язаних з особливістю передачі телефонних сигналів, для якихперетворювальна апаратура повинна розташовуватися на міжміського телефонногостанції. Лінійний тракт може бути чисто радіорелейним, коли він утворений зприйому.Саме за рахунокЇї12 км.

станцій.По-друге,

один від одного.ХарактерІншими словами, якщобути.

Однаксигналів.

Список літератури.

1.

2.

під

3. Збірник