Наиболее сложно учесть влияние неоднородностей атмосферы и земной поверхности. Для учета этих факторов вводится понятие множителя ослабления (не путать с ослаблением свободного пространства), учитывающего состояние земной поверхности, высоту подвеса антенн, частоту передачи, состояние атмосферы, протяженность трассы. Мы уже отмечали, что нельзя произвести точный математический расчет всех этих факторов. С другой стороны, именно изменение множителя ослабления приводит к замираниям на РРЛ. То есть замирания или фединг – изменение множителя ослабления в течение времени. Поэтому, попытаемся разобраться в процессах, происходящих на реальных трассах. На распространение радиов      олны влияют два фактора: рефракция и интерференция.
      Рефракция - искривления траектории волны из-за неоднородности тропосферы. Воздух, как и любая среда, имеет определённый коэффициент преломления. Поэтому радиоволна, проходя через такую среду, отклоняется от прямолинейной траектории. Распространение волны происходит в основном в приземном слое. Этот слой воздуха наиболее подвержен колебаниям температуры, влажности, давления. То есть, можно говорить о том, что коэффициент преломления изменяется от высоты и времени суток. Для учёта этих изменений вводится понятие вертикального градиента коэффициента преломления – g, если:
      g = 0, то луч распространяется прямолинейно – отрицательная рефракция;
      g > 0, то луч отклоняется в сторону тропосферы;
      g < 0 , то луч отклоняется в сторону земли – положительная рефракция.
      Для удобства расчётов и для наглядности предполагают, что радиоволна всегда распространяется прямолинейно, а в зависимости от условий распространения изменяется радиус Земли.
      Образно говоря, Земля “ дышит” в зависимости от градиента. Это приводит к тому, что препятствия на трассе искусственно поднимаются или опускаются, при этом уровень сигнала на приёме увеличивается или уменьшается. Изменение градиента коэффициента преломления является одной из причин замираний. При этом принимаемый сигнал подвержен медленным изменениям во всем частотном диапазоне. Ясно, что для устойчивой работы необходимо увеличивать высоту подвеса антенн. Однако для этого необходимо увеличивать высоту опоры, что очень дорого. Но даже если мы сможем поднять антенны и уменьшить влияние рефракции, от замираний избавиться не удастся, так как еще одной причиной изменения уровня сигнала на приёме является интерференция. При распространении радиоволны в приёмную антенну приходит не только основной сигнал, но и отраженный от поверхности Земли или от плотных верхних слоев атмосферы. Естественно, эти сигналы имеют разные фазы, поэтому при геометрическом сложении общий уровень сигнала на приёме уменьшается. Замирания, обусловленные этим фактором, носят характер быстрых (секунды или даже доли секунды) и глубоких (25-35 дБ). Эти замирания - частотнозависимы.
      Уровень принимаемого сигнала для каждого пролёта рассчитывается с учётом всех вышеперечисленных факторов.
      Уровень сигнала является параметром, величину которого сменный персонал обязан знать и периодически проверять с помощью LCT, особенно, после сильных ветров, так как возможно нарушение юстировки антенн. При эксплуатации РРЛ вводится понятие запаса на фединг. Запас на фединг - разница между расчётным сигналом и критическим уровнем (-73,4дБм), при котором BER >10E-3. Естественно чем больше запас на фединг, тем более устойчиво работает РРЛ. Наличие нормального расчётного сигнала не является гарантией устойчивой работы РРЛ в любое время суток, особенно в нашем климате с резкими перепадами температуры и давления.
      Поэтому остановимся на классификации возможных типов замираний:

• рефракционные замирания из-за экранирующего действия земли.

       Наблюдаются в случае g>0 (увеличение радиуса Земли). Замирания медленные, не очень глубокие (10-20дБ), одновременно на всех частотах.

• рефракционные замирания из-за интерференции.

       Наблюдаются в случае g < 0 (уменьшение радиуса Земли). При этом повышается вероятность отражений от поверхности Земли из-за увеличения просвета. Замирания быстрые, глубокие (25 - 35 дБ) - зависят от частоты.

• интерференционные замирания из-за отражений от неоднородностей тропосферы.

       Быстрые, глубокие - зависят от частоты.

• замирания из-за экранирующего действия тропосферы.

       При определенных условиях в тропосфере могут образовываться неоднородности, которые препятствуют прохождению основного сигнала. Замирания очень длительные в течение нескольких часов, глубокие (10-30дБ), не зависят от частоты.

• замирания из-за метеоусловий.

       Дождь, снег, град, пыльные бури приводят к занижению уровня принимаемого сигнала. Однако величина ослабления на частотах ниже 10ГГц составляет единицы дБ, даже при ливневых дождях. Поэтому, на наших магистралях влияние этого типа замираний можно не учитывать. При ливневых дождях возможно заливание антенн, которое приводит к серьёзному занижению уровня, однако, это не относится к замираниям. Необходимо помнить, что вода поглощает радиоволны гораздо сильнее, чем в сухой снег или лед. Поэтому, если антенны облеплены снегом или льдом, необходимо принимать срочные меры по очистке, не дожидаясь таяния.
      Отличительной особенностью замираний является то, что различные типы не коррелированны, то есть, одновременно может быть несколько типов замираний. Кроме того, необходимо понимать, что при интерференционных замираниях изменяется не только уровень сигнала, но и НГВЗ. Поэтому возможны случаи, когда при не очень большом занижении сигнала появляются аварии по BER.
      Как показывает практика, основной причиной замираний на РРЛ является многолучевое распространение (интерференция). Отсюда и два основных способа борьбы с замираниями –разнесение по частоте и пространству.
      Разнесение по частоте заключается в том, что на всех РРЛ имеется резервный ствол. Поэтому, замирания в основном и резервном стволе происходят не одновременно. На несколько рабочих стволов используется один резервный, поэтому необходимо применять систему приоритетов (очередность перехода на резерв по степени важности стволов). Кроме того, при формированииРРЛ необходимо обеспечить условие, чтобы наиболее важный по загрузке ствол находился как можно дальше по частоте от резервного, а по возможности, и в другой поляризации.
      Пространственное разнесение используется на наиболее критичных к федингу пролётах. При этом используется две разных антенны на приёме. В принципе разнос можно осуществлятьразличными способами (вдоль распространения луча, перпендикулярно по горизонтали и вертикали). Однако наибольший выигрыш даёт разнесение по высоте. Естественно, замирания на этих антеннах происходят не одновременно. Комбинируя принимаемый сигнал от обеих антенн, удается повысить устойчивость работы. Разнесение по горизонтали большого преимущества не даёт, так как горизонтальный градиент преломления не так критичен к изменениям атмосферы.

Литература

1. Redd J. Calculating Statistical Confidence Levels for Error_Probability Estimates // Lightwave, April 2000, pp. 110–114.


2. Wolaver D.H. Measure Error Rates Quickly and Accurately // Electronic Design, May 30, 1995, pp. 89–98.