Прокопенко Всеволод Анатольевич Тема магистерской работы: Разработка и исследование модема для сверхвысокочастотного радиоканала телекоммуникационной системы. Научный руководитель: Воронцов А.Г.

Цифровые радиорелейные линии связи

Источник: http://www.elcomplus.ru/product.php?g_id=8&p_id=35

Цифровые радиорелейные линии (РРЛ) в настоящее время достигли высокого уровня совершенства и являются важной составной частью телекоммуникационного пространства, дополняя кабельные и спутниковые линии связи.

Значимость РРЛ в условиях России особенно велика вследствие ее географических особенностей. Для удовлетворения потребности в организации транспортной среды требуется широкий спектр радиорелейной аппаратуры, различающейся по скорости передачи, частотному диапазону и функциональным возможностям.

Для организации радиорелейных линий связи нашей компанией используется оборудование <МИК-РЛ>, разрабатываемой и производимой научно-производственной фирмой "Микран".

Модельный ряд РРС <МИК-РЛ> включает в себя три класса оборудования:

• <МИК-РЛ4 :40С> - радиорелейная аппаратура синхронной цифровой иерархии (SDH) предназначена для построения магистральных, внутризоновых и местных линий связи в диапазонах от 4 до 40 ГГц и позволяет передавать сигнал STM-1/OC-3 (155 Мбит/с).
• <МИК-РЛ7 :40Р> - радиорелейная аппаратура плезиохронной цифровой иерархии (PDH) предназначена для построения внутризоновых и местных линий связи в диапазонах от 7 до 40 ГГц и позволяет передавать до 17 потоков Е1.
• <МИК-РЛ150/400М> - малоканальная радиорелейная аппаратура предназначена для построения местных линий связи в диапазонах 150 и 400 МГц соответственно. РРС <МИК-РЛ400М> позволяет передавать один поток Е1; РРС <МИК-РЛ150М> позволяет передавать в цифровом виде сигналы до 15 соединительных или абонентских телефонных линий.

Широкий выбор оборудования <МИК-РЛ> как по скоростям передачи, так и по диапазонам рабочих частот позволяет перекрыть практически весь спектр возможных приложений радиорелейной связи. В состав аппаратуры входят SDH-и РDН-мультиплексоры, источники вторичного электропитания, программное обеспечение.

Представленный модельный ряд РРС <МИК-РЛ> является универсальной радиорелейной платформой и реализует принцип: подключение линии радиосвязи на любом уровне - от цифровой магистрали до сельского абонента.

ЦРРС МИК-РЛ выпускаются в конфигурациях 1+0, 2+0 и 1+1 с различными видами автоматического резервирования.

Все оборудование связи <МИК-РЛ> отличает высокая надежность и широкий температурный диапазон использования ППУ (-50° +50°С).

Благодаря единой системе управления и мониторинга для всех вариантов исполнения, семейство аппаратуры <МИК-РЛ> обладает большой гибкостью и позволяет строить радиорелейные сети связи произвольной конфигурации (топологии), обеспечивая функции управления сетью РРЛС.

Встроенные аппаратные средства обеспечивают непрерывный контроль исправности оборудования, состояния радиолинии, качества передачи информации и автоматическое переключение на резерв по задаваемым пользователем критериям.

Основные варианты применения:

• внутризоновые радиорелейные линии связи
• радиорелейные линии местной и внутригородской связи
• технологические и сельские радиорелейные линии связи
• малоканальные радиорелейные линии, в том числе мобильные быстроразвертываемые комплексы связи

Технические решения и функциональные возможности

В радиорелейном оборудовании <МИК-РЛ> реализованы передовые технические решения, базирующиеся на высокой культуре конструирования и передовой технологической основе: использование GaAs СВЧ интегральных схем, ПЛИС и ДСП высокого уровня интеграции, цифровых методов формирования излучаемого спектра и приема сигналов, высококачественных программных продуктов. В малоканальных моделях РРС диапазонов 150 и 400 Мгц, для повышения энергетического потенциала предусмотрены модули помехоустойчивого кодирования. В аппаратуре SDH современные способы модуляции и кодирования (многоуровневая квадратурная модуляция QAM16/64/256, кодирование Рида-Соломона, турбокодирование) обеспечили высокую помехоустойчивость и эффективность использования частотного спектра.

Состав и размещение оборудования

Состав радиорелейного оборудования может варьироваться в широких пределах в зависимости от конфигурации и назначения системы.

Аппаратура <МИК-РЛ> производится в виде двух основных частей: аппаратуры наружного (ODU) и внутреннего (IDU) размещения.

Аппаратура наружного размещения включает в себя антенно-фидерное устройство и приёмопередатчики (ППУ).

ППУ во всех частотных диапазонах выполнены по унифицированной структурной схеме, состоят из приемного и передающего СВЧ трактов, синтезатора частот, цифрового модема, микроконтроллера телеметрии и управления, вторичного источника питания (ВИП). ППУ выполняет функции усиления, преобразования, цифровой модуляции и демодуляции сигнала QPSK. Кроме того, в ППУ производится скремблирование и регенерация цифрового сигнала, организованы шлейфы по высокой частоте и цифровому потоку. Микропроцессорная система телеметрии и управления ППУ обеспечивает диагностику всех основных элементов ППУ, управление шлейфами, установкой частот гетеродинов приемника и передатчика. В высокочастотных диапазонах 18-40 ГГц используется интегрированная конструкция антенны и ППУ.

Приемопередающее устройство соединено с аппаратурой внутреннего размещения одним кабелем, представляющим две витые пары с волновым сопротивлением 120 Ом. Кроме основных цифровых потоков по кабелю подается питание ППУ и сигналы телеметрии.

Аппаратура внутреннего размещения состоит из модулей доступа, мультиплексорного оборудования и источников бесперебойного электропитания. Аппаратура внутреннего размещения обеспечивает:

• доступ к основным и дополнительным цифровым каналам
• доступ к низкоскоростным, дистанционно управляемым каналам внешней сигнализации и управления
• непрерывный контроль и индикацию достоверности передачи (BER в пределах 1х10-4: 1х10-10)
• автоматическое резервирование и безобрывное переключение стволов по критерию BER
• дистанционное или локальное управление резервом и включением шлейфов
• локальное управление и контроль станции
• функционирование системы дистанционного телеуправления и телесигнализации (ТУ-ТС) с любым количеством центров управления
• цифровой канал служебной связи

Дополнительные каналы

Наличие дополнительных к основным потокам цифровых каналов в значительной степени снимает один из основных недостатков системы: недостаточные возможности по организации служебных и сервисных каналов. В семействе РРС <МИК-РЛ:> предусмотрена организация дополнительных цифровых каналов, количество которых зависит от скорости основного цифрового потока:

• Е1 -2 канала по 64 кбит/с.
• Е2 - 8 каналов по 64 кбит/с.
• Е3 - 1 поток Е1 и 8 каналов по 64 кбит/с.
• 128 кбит/с - 1 канал 16 кбит/с.
• 256 кбит/с - 1 канал 32 кбит/с.

Часть дополнительных каналов используется для внутрисистемных целей: служебной связи и/или мониторинга и управления. Остальные каналы с различными интерфейсами предоставляются пользователю: асинхронные (RS-232, RS-422, RS-485, многопользовательские RS-232 и RS-485); синхронные V.35; конференц-связь, 4-проводное канальное окончание ТФ канала с сигнализацией E&M. Кроме того, пользователю на каждой станции предоставляются низкоскоростные дискретные (1/0) каналы: 16 для подключения внешних сигнальных датчиков и 16 для исполнительных устройств.

Для системы SDH предусмотрены следующие дополнительные каналы:

• 2 цифровых канала служебной связи PCM-64 c двухпроводными окончаниями FXO/FXS с возможностью выхода в ТФОП
• канал передачи данных с программно выбираемым типом интерфейса RS-232, RS-422, RS-485 со скоростью передачи от 110 до 57 600 бит/с.
• по 8 дискретных каналов внешней сигнализации и управления

Мониторинг и управление

При построении сети радиорелейных линий связи на аппаратуре семейства <МИК-РЛ> функции управления и мониторинга выполняет многофункциональная автоматизированная система технической эксплуатации - ПО "МАСТЕР". Система технической эксплуатации обеспечивает:

• взаимодействие с оператором через современный графический интерфейс (GUI)
• теленаблюдение за всеми элементами сети
• телесигнализацию об авариях
• телеуправление элементами сети
• управление конфигурацией аппаратных средств
• контроль и управление внешними устройствами
• сбор статистики параметров РРС и качества передачи информации (BER)
• обслуживание базы данных
• управление системой безопасности

Кроме контроля и управления аппаратурой собственно РРС, ПО "МАСТЕР" позволяет дистанционно контролировать и управлять мультиплексорным оборудованием и источниками бесперебойного электропитания.

ПО "МАСТЕР" является открытой системой, т.е. не привязанной к конкретной реализации аппаратуры ЦРРС <МИК-РЛ> и конфигурируется пользователем в зависимость от топологии и характеристик РРЛ.

Основные электрические характеристики РРС МИК-РЛ4...40С (SDH)

Технические характеристики РРС семейства МИК-РЛ (PDH)

© Прокопенко В.А., 2007г.