Дипломный проект - Цифровая радиорелейная линия связи

Подождите немного. Документ загружается.

раций 2+1, 3+0 или 3+1, в этом случае используется два модуля доступа

МД1-6.

Рисунок 3.1 – Общий вид радиорелейной аппаратуры «Микран»

Архитектура модуля доступа МД1-6 позволяет в составе одного модуля

простым добавлением необходимого количества блоков реализовать сле-

дующие варианты станций:

 терминальная станция 63хЕ1, одно направление по СВЧ, конфигура-

ция 1+0 или 1+1;

 станция ввода/вывода 21хЕ1 или 42хЕ1, два направления по СВЧ,

конфигурация 1+0 или 1+1;

 регенераторная станция без выделения потоков Е1, два направления

по СВЧ, конфигурация 1+0 или 1+1;

 регенераторная станция без выделения потоков Е1, конфигурация

1+0 или 1+1, одно направление по СВЧ и одно направление по STM-1 (для

работы с SDH-мультиплексорами других производителей).

Модуль доступа МД1-6 (рисунок 3.2) имеет в своём составе мультип-

лексор STM-1 который обеспечивает мультиплексирование трибутарных

цифровых потоков и сервисных каналов, вместо передачи потоков Е1 воз-

можна организация передачи трафика Ethernet (n х 21Е1). Модемы формиру-

ют спектр радиосигнала на промежуточной частоте и имеют встроенную ап-

паратную поддержку пространственного разнесения, для реализации которо-

го требуется только установка антенн и приёмников пространственного раз-

несения. В модуле доступа МД1-6 используется распределенная система

электропитания, благодаря чему достигается общая надежность и независи-

мость питания каждого блока от остальных.

Рисунок 3.2 – Модуль доступа МД1-6

В системе предусмотрены дополнительный канал передачи данных с

программно выбираемым типом интерфейса RS-232/422/485 (скорость пере-

дачи от 110 до 57 600 бит/с ) и 2 цифровых канала служебной связи PCM-64 с

двухпроводными окончаниями FXO/FXS с возможностью выхода в ТфОП.

Для более эффективного использования каналов служебной связи на каждой

станции предусмотрен встроенный коммутатор каналов. На всех промежу-

точных станциях возможен ввод/вывод сервисных каналов.

Система управления состоит из сетевых агентов, размещаемых на каж-

дой станции и программного обеспечения верхнего уровня. На уровне сете-

вых агентов, размещаемых на каждой станции, решаются задачи как локаль-

ного управления при помощи подключаемого терминала на базе Pocket-PC,

так и сетевого управления при помощи менеджера сети - компьютера с уста-

новленным ПО «Магистраль». Система управления взаимодействует с сетью

радиорелейных линий посредством соединения ТCP/IP (интерфейс - Ethernet

10Base-T) на основе протокола SNMP. В аппаратуре реализована возмож-

ность удаленного конфигурирования рабочих параметров всех устройств,

входящих в состав РРС. Из центра управления осуществляется необходимая

оперативная поддержка по обслуживанию сети при ее эксплуатации, вносят-

ся своевременные коррективы в работу устройств. Обновляемая библиотека

файлов-описаний позволяет изменять методы представления/анализа данных

и способы управления устройствами, что обеспечивает независимость ПО от

оборудования.

Возможно создание нескольких центров управления сетью, благодаря

чему нагрузка на канал управления распределяется более равномерно. При

необходимости реализуется резервирование управления. ПО системы управ-

ления защищено от несанкционированного доступа. Используемый механизм

предоставления привилегий позволяет вводить несколько уровней взаимо-

действия с системой, ограничивая или расширяя права операторов.

Основные и дополнительные технические характеристики аппаратуры

«Микран» приведены на рисунке 3.3.

Рисунок 3.3 – Технические характеристики аппаратуры «Микран»

Из рисунка 3.3 следует, что рабочая частота аппаратуры составляет

7.4

ГГц



. Выберем четырехчастотный план, поскольку двухчастотного

будет недостаточно из-за почти прямолинейного расположения РРС. С дру-

гой стороны, использование шестичастотного плана неоправданно с точки

зрения частотного ресурса, получение разрешения на использование которо-

го в диапазоне 7 ГГц может быть проблематично из-за его занятости. Выбор

частот приема и передачи следует осуществлять по формулам производителя

оборудования, указанным на рисунке 3.3. Формулы позволяют рассчитать

нижнюю и верхнюю рабочие частоты приемо-передатчика при условии, что

шаг сетки частот составляет 28 МГц, а дуплексный разнос – 160 МГц.

3.3 Расчет качественных показателей РРЛС

3.3.1 Данные первого пролета трассы представлены в таблице 3.4, ос-

новные параметры аппаратуры взяты из рисунка 3.2. Расчет произведен в

программе MathCAD.

Таблица 3.4 – Данные пролета "пункт А – пункт Б"

Параметры станции

Обозна-

чение

пункт А: РРС-1 пункт Б: РРС-2

Координаты

03'92"c.ш.

50'40"в.д.

52'58"c.ш.

08'16"в.д.

Тип станции оконечная промежуточная

Нулевой относительный

уровень

80 81

Наличие опоры для

подвеса антенн

проект. башня существ. башня

Высота мачты (башни), м

ОП

87 86.95

Высота подвеса основной

антенны, м

82 85

Диаметр основной антен-

ны, м

2.4 2.4

Продолжение таблицы 3.4

Параметры станции

Обозна-

чение

пункт А: РРС-1 пункт Б: РРС-2

Коэффициент усиления

основной антенны

43.6 43.6

Длина пролёта, км

29.4

Тип местности сухопутная, пересеченная

Возможные точки отра-

жения

13.5 и 15.5 км

Ниже на рисунке 3.4 представлен профиль пролета РРС-1 – РРС-2. Дан-

ный профиль, как и все последующие, составлен при помощи онлайновой

электронной карты [14]. Видно, что основная часть энергии передатчиков со-

средоточена внутри минимальной зоны Френеля, представляющий эллипсо-

ид вращения с фокусами в точках передающей и приемной антенн.

расст ояние, км

2826242220181614121086420

высота, м

170

160

150

140

130

120

110

100

Рисунок 3.4 – Профиль пролета "пункт А – пункт Б"

Произведем расчет атмосферных потерь по изложенной выше методике

(см. п. 2.2.2). Погонные потери в атомах кислорода составляют в соответст-

вии с формулой (2.6) при

f f



3 2 3 3

2 2

6.09 4.81

7.19 10 7.4 10 6.57 10 ,

7.4 0.227 (7.4 57) 1.5

дБ

км



  

 

       

 

  

 

Погонные потери в атмосферных водяных парах согласно формуле (2.7)

2 2 2

2 4 3

3.6 10.6 8.9

0.05 0.0021

(7.4 22.2) 8.5 (7.4 183.3) 9 (7.4 325.4) 26.3

7.4 10 3.37 10 , .

дБ

км

 



 

 

      

 

     

 

    

Найдем суммарные потери при температуре, отличной от 15С в худшем

случае (при

t C

 

) по формуле (2.8):

   

3 3

1 ( 55 15) 0.01 6.57 10 1 ( 55 15) 0.06 3.37 10 0.029,

СУМ

дБ

км



 

              

Суммарные атмосферные потери с учетом длительности интервала составят

0 0

( ) 0.029 29.4 0.85,

Г Н

L R

дБ

 

     

Далее произведем расчет запаса на замирания. С учетом таблицы 3.4 и

параметров аппаратуры фирмы «Микран» имеем:

1 2

, 43.6,G G

дБ



;

1 2

0.5

ф ф

L L

дБ

  ;

РФ



– в связи с расположением ВЧ-блока рядом с антенной;

1.5,

ДОП

дБ

км

 – среднее значение от возможного;

21, 9

ПД

дБм или дБ

  .

Ослабление радиоволн при распространении в свободном пространстве со-

ставляет (формула (2.3)):

4 4

0 0

20 lg(4.189 10 ) 20 lg(4.189 10 29.4 7.4) 139.2,L R f

дБ

         

Найдем уровень сигнала на входе приемника по формуле (2.2):

9 43.6 43.6 139.2 0.5 0.5 0.85 0 1.5 64.35,

ПР

дБ

           

Необходимый запас на замирания находим по формуле (2.5) с учетом чувст-

вительности приемника фирмы «Микран» равной

ПР ПОР

дБ

 

64.35 98 33.6,

дБ

   

Произведем расчет вероятности нарушения связи из-за многолучевого

распространения.



Найдем вероятность появления плоских замираний, но перед этим оп-

ределим:

- геоклиматический коэффициент (по формуле (2.12)):

6.5 1.5 6

10 5 1 3.6 10

 

    

- с учетом исходных данных таблицы 3.4 наклон пролета по формуле

(2.11):

82 85

0.102,

29.4

мрад



 

Подставим полученные значения в формулу (2.10):

6 3.6 0.89 1.4

3.6 10 29.4 7.55 (1 0.102 ) 3.6, % 0.036

P или

 

      

Теперь найдем значение вероятности плоских замираний по формуле (2.9):

33.6

0.036 10 1.57 10

ПЛОСК



   

Оценим величину селективных замираний. Сначала найдем коэффици-

ент активности замираний по формуле (2.14):

1.57 10

1 exp( 0.2 ) 1.5 10

100





 



     

 

 

Типовое время задержки отражённого сигнала на пролёте (формула (2.13')):

1.5

29.4

0.7 0.316



 

  

 

 

нс.

Подставим полученные значения в формулу (2.13) для расчета вероятности

селективных замираний:

1 6 3 8

0.316

4.3 10 1.5 10 1.8 10 7.13 10

6.3

СЕЛ

   

        

С помощью формулы (2.15) находим общую вероятность нарушения связи

из-за многолучевого распространения:

5 8 5

1.57 10 7.1 10 1.58 10

СУМ

  

     

Расчет вероятности нарушения связи, вызванного дождем, начнем с

определения эффективной длины пролета по формуле (2.17):

29.4

8.7,

29.4

35 exp( 0.015 70)

км



 



  

Затем определяем затухание на пролете, используя формулу (2.18):

1.327

8.7 0.00454 29.4 3.57,A

дБ

   

Неготовность, вызванная дождем, составляет (формула (2.19)):

3.57

11.628 0.546 0.29812 0.172 log 0.12

33.6

10 8 10

ДОЖ

 

     

 

 



 

  

Найдем коэффициент неготовности линии по формуле (2.1) с использо-

ванием выше полученных результатов:

5 7 5

1.58 10 8 10 1.66 10

НГ

  

     

норма же составляет

0.0125

НГ НОРМ

К  . Следовательно, с точки зрения ко-

эффициента неготовности пролет удовлетворяет предъявляемым к нему тре-

бованиям.

Согласно Рекомендации МСЭ-Т G.821 события SES регистрируются

при

ОШ



 . По рекомендации G.826 одним из условий регистрации собы-

тия SES является наличие более 30% блоков с ошибками. Расчет в программе

"Территория" дает следующее значение SESR:

SESR(

худший месяц)= 0,003055

при условии, что норма составляет 0.003 для внутризоновой сети протяжен-

ностью 50 км и менее. Таким образом, SESR удовлетворяет нормативным

требованиям, и никакое разнесение не требуется.

3.3.2 Исходные данные второго пролета представлены в таблице 3.6.

Ниже на рисунке 3.5 представлен профиль пролета РРС-2 – РРС-3.

Произведем расчет атмосферных потерь по изложенной выше методике

(см. п. 2.2.2). Суммарные погонные потери в атомах кислорода и водяном па-

ре возьмем из предыдущего пункта. Затем найдем потери в атмосфере с уче-

том длительности пролета:

Таблица 3.6 – Данные пролета "пункт Б – пункт В"

Параметры станции

Обозна-

чение

пункт Б: РРС-2 пункт В: РРС-3

Координаты

52'58'' c.ш.

08'16'' в.д.

37'10'' c.ш.

29'40'' в.д.

Тип станции промежуточная промежуточная

Нулевой относительный

уровень

81 107

Наличие опоры для

подвеса антенн

существ. башня проект. башня

Высота мачты (башни), м

ОП

86.95 80.1

Высота подвеса основной

антенны, м

80 80

Диаметр основной антен-

ны, м

1.8 1.8

Коэффициент усиления

основной антенны

40 40

Длина пролёта, км

32.6

Тип местности сухопутная, пересеченная

Возможные точки отражения 15 км

расстояние, км

32302826242220181614121086420

высота, м

190

180

170

160

150

140

130

120

110

100

Рисунок 3.5 – Профиль пролета "пункт Б – пункт В"

0 0

( ) 0.029 32.6 0.95,

Г Н

L R

дБ

 

     

Ослабление радиоволн в свободном пространстве:

4 4

0 0

20 lg(4.189 10 ) 20 lg(4.189 10 32.6 7.4) 140.1,L R f

дБ

          .

Уровень сигнала на входе приемника:

9 40 40 139.2 0.5 0.5 0.95 0 1.5 71.6,

ПР

дБ

           

Необходимый запас на замирания находим с учетом реальной чувстви-

тельности приемника фирмы «Микран» равной

ПР ПОР

дБ

 

71.6 98 26.4,

дБ

   

Расчет вероятности нарушения связи из-за многолучевого распростра-

нения произведем аналогично предыдущему пункту.

Геоклиматический коэффициент:

6.5 1.5 6

10 5 1 3.6 10

 

    

, %.

Наклон пролета (согласно данным таблицы 3.6):

80 80

32.6

мрад



 

Вероятность появления плоских замираний:

6 3.6 0.89 1.4

3.6 10 32.6 7.4 (1 0) 6, % 0.06

P или

 

      

Вероятность снижения уровня сигнала из-за плоских замираний:

26.4

0.06 10 1.6 10

ПЛОСК



   

Найдем коэффициент активности селективных замираний:

1.6 10

1 exp( 0.2 ) 9 10

100





 



     

 

 

Типовое время задержки отражённого сигнала на пролёте:

1.5

32.6

0.7 0.369



 

  

 

 

нс.

Подставим полученные значения в формулу (2.13) для расчета вероятности

селективных замираний:

1 6 3 10

0.369

4.3 10 9 10 1.8 10 1.5 10

6.3

СЕЛ

   

        