Шошин_пособие. Е. Л. Шошин аппаратура цифровых радиорелейных станций микрл учебное пособие
 Скачать 1.57 Mb.
|
|
Е.Л. Шошин АППАРАТУРА ЦИФРОВЫХ РАДИОРЕЛЕЙНЫХ СТАНЦИЙ МИК-РЛ Учебное пособие Сургут 2014 1 ДЕПАРТАМЕНТ ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ ХАНТЫ-МАНСИЙСКОГО АВТОНОМНОГО ОКРУГА – ЮГРЫ ______________________________ ГОУ ВПО «СУРГУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ХАНТЫ-МАНСИЙСКОГО АВТОНОМНОГО ОКРУГА – ЮГРЫ» Кафедра радиоэлектроники Е.Л. Шошин АППАРАТУРА ЦИФРОВЫХ РАДИОРЕЛЕЙНЫХ СТАНЦИЙ МИК-РЛ Учебное пособие 2-е издание, исправленное и дополненное Рекомендовано УМО по образованию в области Инфокоммуникационных технологий и систем связи в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обу- чающихся по направлению подготовки 210700 – Инфокоммуникационные Технологии и системы связи квалификации (степени) «бакалавр» и квалификации (степени) «магистр» Сургут Издательский центр СурГУ 2014 2 УДК 621.396.43(075.8) ББК 32.884.1-5я73 Ш 827 Печатается по решению редакционно-издательского совета СурГУ Рецензенты: , д.т.н., профессор, зав. кафедрой средств связи и информаци- онной безопасности Омского государственного технического университета В.А. Майстренко; , д.т.н., профессор Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники В.И Туев Шошин Е. Л. Ш 827 Аппаратура цифровых радиорелейных станций МИК-РЛ : учеб. пособие / Е. Л. Шошин ; Сургут. гос. ун-т ХМАО – Югры. – 2-е изд., испр. и доп.-Сургут : ИЦ СурГУ, 2014. – 123 с. ISBN 978-5-89545-416-9. В учебном пособии рассмотрен модельный ряд цифровых радиорелей- ных станций фирмы «Микран». Рассматриваются функции контроля и управле- ния сети радиорелейных станций МИК-РЛ. Приведено описание работы про- граммы сервисного обслуживания МАСТЕР. Описаны приемы конфигурирова- ния радиорелейных станций и резервирования их работы. Раскрываются техни- ческие возможности аппаратуры радиорелейных станций МИК-РЛ по органи- зации основных и дополнительных каналов связи. Рассматриваются качествен- ные показатели работы среднескоростных и масштабируемых радиорелейных станций МИК-РЛ. Приведено описание цикла лабораторных работ по исследо- ванию технологических параметров радиорелейных станций МИК-РЛ. Предназначено для студентов всех форм обучения по направлению 550400 «Телекоммуникации» и специальности 210405.65 «Радиосвязь, радио- вещание и телевидение», а также для слушателей курсов повышения квалифи- кации. УДК 621.396.43(075.8) ББК 32.884.1-5я73 ISBN 978-5-89545-416-9 © Шошин Е.Л., 2009 © Шошин Е.Л., дополнения, 2014 © ГОУ ВПО «Сургутский государственный университет ХМАО – Югры», 2014 3 ОГЛАВЛЕНИЕ Введение ........................................................................................... 5 Список сокращений ......................................................................... 7 1. Цифровые радиорелейные станции семейства МИК-РЛ ......... 8 1.1.Малоканальные ЦРРС МИК-РЛ150 и МИК-РЛ400М ..... 8 1.2. Среднескоростные ЦРРС МИК-РЛ7...МИК-РЛ18Р ......... 10 1.3. Высокоскоростные ЦРРС МИК-РЛ4...МИК-РЛ40С ....... 14 1.4. Масштабируемые ЦРРС МИК-РЛ7...МИК-РЛ18Р+, МИК-РЛ23...МИК-РЛ40Р+ ....................................................... 17 2. Контроль и управление сетью РРС МИК-РЛ ........................... 23 2.1. Идеология и архитектура построения сети РРЛ .............. 23 2.2. Управление элементами сети ............................................. 25 2.3. Уровень управления сетью ................................................ 26 2.4. Программа сервисного обслуживания МАСТЕР ............. 27 2.5. Функции контроля и управления сетью РРЛ ................... 31 2.6. Лабораторный практикум исследования возможностей функций контроля и управления радиолинии ОРС-ОРС ....... 46 3. Построение основных и дополнительных каналов связи в плезиосинхронной сети РРС МИК-РЛ .......................................... 50 3.1. Мультиплексирование цифровых потоков ....................... 50 3.1.1. Назначение мультиплексора МЦП-13 ...................... 50 3.1.2. Устройство МЦП-13 ................................................... 51 3.1.3. Структура и режимы меню МЦП-13 ........................ 53 3.1.4. Лабораторный практикум исследования техноло- гических параметров мультиплексора МЦП-13ВВ ........... 60 3.2. Организация цифровых стыков в сети РРС МИК-РЛ ..... 62 3.2.1. Назначение модуля доступа МД1-1 .......................... 62 3.2.2. Устройство модуля доступа МД1-1 .......................... 63 3.2.3. Структура и режимы меню модуля доступа МД1-1 .... 68 3.2.4. Формирование и обработка цифровых сигналов МД1-1 ..................................................................................... 70 3.2.5. Резервирование стволов станции .............................. 72 3.2.6. Сигналы индикации аварии в цифровых трактах РРС ......................................................................................... 74 3.2.7. Организация шлейфов в цифровых трактах РРС .... 75 3.2.8. Лабораторный практикум исследования техноло- гических параметров модуля доступа МД1-1-В2 ............. 78 4. Качественные показатели работы среднескоростных РРС МИК-РЛ ............................................................................................ 82 4 4.1. Показатели неготовности и показатели качества по ошибкам ..................................................................................... 82 4.2. Устройство РРС МИК-РЛ7...МИК-РЛ18Р ....................... 83 4.3. Конфигурирование системы и резервирование стволов ЦРРС МИК-РЛ ........................................................................... 89 4.4. Организация радиостволов РРС МИК-РЛ7...МИК-РЛ18Р .... 91 4.5. Лабораторный практикум исследования качественных показателей работы радиорелейной станции МИК РЛ-11Р ..... 5. Масштабируемые РРС МИК-РЛ ……………………………… 5.1. Компромисс при выборе технических характеристик РРС …………………………………………………………….. 5.2. Устройство РРС МИК-РЛ Р7…МИК-РЛ18Р+ ……………. 5.3. Управление сетью РРС МИК-РЛ Р+ ……………………… 5.4. Лабораторный практикум исследования технических характеристик радиорелейной станции МИК-РЛР+ …………... 92 100 100 104 109 113 Список литературы .......................................................................... 118 Приложение А. Порядок работы с измерителем коэффициента ошибок ИКО-155 ............................................................................. 119 Приложение B. Антенны ................................................................ 123 5 ВВЕДЕНИЕ Производимый в настоящее время фирмой «Микран» модель- ный ряд цифровых РРС МИК-РЛ иерархий PDH и SDH в диапазоне 0,15–40,0 ГГц позволяет строить транспортные сети систем связи произвольной топологии с единой системой управления и монито- ринга. В состав цифровых РРС МИК-РЛ входят все необходимые компоненты для организации РРЛ: радиорелейная аппаратура, мультиплексорное оборудование, системы вторичного электропита- ния, программное обеспечение. В 2008 г. объем производства РРС фирмы «Микран» достиг 55% от общего объема, производимого российскими предприятиями оборудования. Малоканальные ЦРРС МИК-РЛ150М и МИК-РЛ400М пред- назначены для организации местных и технологических линий свя- зи. Данные станции работают на частотах 150 и 400 МГц и исполь- зуют антенны «волновой канал». Высокие технические параметры аппаратуры в сочетании со свойствами низкочастотных диапазонов радиоволн позволяют строить интервалы большой протяженности, в том числе на полузакрытых трассах, экономически эффективно раз- вивать современную телекоммуникационную инфраструктуру в районах с низкой плотностью населения, телефонизировать сель- скую местность. Среднескоростные ЦРРС МИК-РЛ7...МИК-РЛ18Р предназна- чены для организации внутризоновых, местных и технологических линий связи в диапазонах частот 7…18 ГГц со скоростью передачи основного потока 2, 8 и 34 Мбит/С. Наряду с передачей PDH пото- ков, ЦРРС МИК-РЛ7...МИК-РЛ18Р поддерживают передачу данных в формате компьютерных сетей Ethernet 10 Base T. ЦРРС МИК- РЛ7...МИК-РЛ18Р применяются при построении многоинтерваль- ных РРЛ произвольной топологии, с развитой системой дистанци- онного контроля и управления аппаратурой РРС и внешними уст- ройствами. Данное оборудование активно используют компании сотовой связи для организации связи между базовыми станциями, а также провайдеры Интернета при построении корпоративных ве- домственных сетей. Высокоскоростные ЦРРС SDH иерархии МИК-РЛ4…МИК- РЛ40С предназначены для организации магистральных, внутризоно- вых и местных систем связи с пропускной способностью 155 Мбит/с (STM-1) в диапазоне частот от 4 до 40 ГГц. Широкое применение 6 интегральных СВЧ-схем, программируемых СБИС и специализиро- ванных микросхем позволило фирме «Микран» создать компактную аппаратуру с высокими эксплуатационными характеристиками. Со- временные способы модуляции и кодирования (многоуровневая квад- ратурная модуляция QAM16/64/128, кодирование Рида-Соломона, тур- бокодирование) обеспечили высокую помехоустойчивость и эффек- тивность использования частотного спектра ЦРРС МИК-РЛ4…МИК- РЛ40С. Семейство масштабируемых ЦРРС МИК-РЛ7Р+…МИК- РЛ40Р+ отличается высокой скоростью передачи, гибкостью конфи- гурирования и масштабирования и позволяет строить на своей осно- ве как сети плезиохронной и синхронной цифровых иерархий, так и сети PDH повышенной пропускной способности (PDH+). Данное оборудование обеспечивает совместную передачу TDM и Ethernet трафика с возможностью гибкого перераспределения пропускной способности. Основным назначением ЦРРС МИК-РЛ7Р+…МИК- РЛ40Р+ является создание транспортной инфраструктуры операто- ров связи на внутризоновых и местных сетях, построение техноло- гических линий связи, соединение скоростных сетей LAN, резерви- рование оптоволоконных линий связи. 7 СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ АУ – антенное устройство БУКС – блок управления, контроля и сигнализации ДЦП – демультиплексор цифрового потока КВП – коаксиально-волноводный переход КСВ – коэффициент стоячей волны ЛПА – логопериодическая антенна МД1-1 – модуль доступа первого уровня МПК – минуты пониженного качества МЦП – мультиплексор цифрового потока ОКО – остаточный коэффициент ошибок ОРС – оконечная радиорелейная станция ПД – поляризационный диплексор ППУ – приемопередающее устройство ПРС – промежуточная радиорелейная станция ПСО – программа сервисного обслуживания ПСП – псевдослучайная последовательность РРЛ – радиорелейная линия РРС – радиорелейная станция СО – секунды с ошибками СПС – сильно пораженные секунды СТЭ – система технической эксплуатации ТУТС – блок телеуправления и телесигнализации УК – устройство контроля УПИ – универсальный последовательный интерфейс УРС – узловая радиорелейная станция ЦРРС – цифровая радиорелейная станция ЦС – цифровой сигнал BER – коэффициент битовой ошибки СRС – контрольная сумма IDU – аппаратура внутреннего размещения ODU – аппаратура наружного размещения QPSK – квадратурная фазовая манипуляция TCP/IP – протокол контроля передачи/протокол межсетевого взаимо- действия 8 1. ЦИФРОВЫЕ РАДИОРЕЛЕЙНЫЕ СТАНЦИИ СЕМЕЙСТВА МИК-РЛ 1.1. Малоканальные ЦРРС МИК-РЛ150 и МИК-РЛ400М Малоканальные ЦРРСМИК-РЛ150 и МИК-РЛ400М предна- значены для организации местных и технологических линий связи. Высокие технические параметры аппаратуры в сочетании со свойст- вами низкочастотных диапазонов радиоволн позволяют строить ин- тервалы большой протяженности, в том числе на полузакрытых трассах. На базе аппаратуры МИК-РЛ150М и МИК-РЛ400М воз- можно создание быстро развертываемых мобильных комплексов для оперативной организации радиосетей. Аппаратура ЦРРС МИК-РЛ150М работает в диапазоне частот 150,5…151,7/165,5…166,7 МГц и предназначена для передачи циф- ровой информации с пропускной способностью основного потока 256 кбит/с. Аппаратура ЦРРС МИК-РЛ400М работает в диапазоне частот 394...410/434...450 МГц и предназначена для передачи циф- ровой информации с пропускной способностью основного потока 2048 кбит/с. При этом для РРС МИК-РЛ150 и МИК-РЛ400М под- держиваются конфигурации системы 1+0 (без резерва) и 1+1 с раз- личными видами резервирования стволов. Аппаратура ЦРРСМИК-РЛ150 и МИК-РЛ400М имеет рас- ширенный набор функциональных возможностей: - автоматическое резервирование стволов по критериям дос- товерности (BER), уровня приема и аппаратной аварии; - цифровой канал служебной связи с селективным вызовом; - дополнительный цифровой канал с программно выбирае- мым типом интерфейса; - система телеуправления и телесигнализации (ТУТС) РРЛ; - низкоскоростные цифровые каналы для подключения внеш- них сигнальных датчиков и исполнительных устройств; - встроенные средства тестирования и контроля параметров оборудования; - ПСО МАСТЕР для дистанционного мониторинга и управле- ния сетью РРЛ. В табл. 1.1 приведены основные технические характеристики РРС МИК-РЛ400М и МИК-РЛ150М. 9 Таблица 1.1 Технические характеристики РРС МИК-РЛ400М и МИК-РЛ150М Характеристики МИК-РЛ400М МИК-РЛ150М Рабочий диапазон частот, МГц 394…410– 434…450 150,5…151,7– –165,5…166,7 Дуплексный разнос, МГц 24…56 14.... 16 Шаг сетки частот, КГц 465 200 Полная скорость передачи, кбит/с 2048 + 2 · 64 256 + 16 Длина интервала, км/запас на за- мирание, дБ 60/20 70/20 Конфигурация системы 1+0, 1+1 1+0 Вид модуляции QPSK Помехоустойчивое кодирование Витерби 3/4 Уровень входного сигнала при BER = 10 –3 /10 –6 , дБм –100/–98 –100/–97 Мощность СВЧ-сигнала на выходе приемопередатчика, Вт 0,5…3,0 Вт 0,1…5,0 Вт Ширина спектра излучаемого сиг- нала по уровню 3/–36 дБ 1,3/1,86 МГц 139,2/198,86 кГц Стабильность частоты ±2 · 10 –6 Динамический диапазон приемника > 60 дБ Антенное устройство Типа ЛПА или Z-образная Типа ЛПА Коэффициент усиления антенны, не менее, дБ 11/13,5/17 9/12 Ширина диаграммы направленно- сти антенны по уровню –3 дБ, не более, град 44/36 60/40 Канал служебной связи Дуплексный цифровой канал Мощность потребления станции, не более, Вт 25(1+0); 45(1+1) 70(1+0); 100(1+1) Максимальная длина кабеля ODU- IDU, м 1 000 Температура окружающей среды: - выносное оборудование - внутреннее оборудование –55…+50°С +5…+45°С 10 1.2. Среднескоростные ЦРРС МИК-РЛ7...МИК-РЛ18Р Аппаратура ЦРРС МИК-РЛ7...МИК-РЛ18Р работает в диапа- зонах частот 7, 8, 11, 13, 15 и 18 ГГц и предназначена для передачи цифровой информации с пропускной способностью основных пото- ков 2048; 8448 (4 2048) кбит/с; 34368 (16 2048) кбит/с. При этом поддерживаются конфигурации системы 1+0 (без резерва) и 1+1 с различными видами резервирования стволов. Пропускная способ- ность 4 2048 и 16 2048 кбит/с обеспечивается при комплектовании РРС вторичным (МЦП-12) или третичным (МЦП-13) мультиплексо- ром соответственно. По функциональной сложности аппаратура МИК-РЛ7... МИК-РЛ 8Р подразделяется на два уровня. Аппаратура первого уровня предназначена главным образом для построения протяженных многоинтервальных радиорелейных линий и имеет расширенный набор функциональных возможностей: - дополнительные каналы с цифровыми и аналоговыми ин- терфейсами; - автоматическое резервирование стволов по критериям дос- товерности (BER), уровня приема и аппаратной аварии; - цифровой канал служебной связи с селективным вызовом; - система телеуправления и телесигнализации (ТУТС) РРЛ; - низкоскоростные цифровые каналы для подключения внеш- них сигнальных датчиков и исполнительных устройств; - встроенные средства тестирования и контроля параметров оборудования; - ПСО МАСТЕР для дистанционного мониторинга и управле- ния сетью РРЛ. Аппаратура второго уровня предназначена в основном для использования в качестве экономичного решения на одноинтер- вальных линиях связи и имеет типовой набор функциональных воз- можностей: - автоматическое резервирование стволов по критериям уров- ня приема и аппаратной аварии; - встроенные средства тестирования и контроля параметров оборудования; - ПСО МАСТЕР (версия «Site») для мониторинга и управле- ния одной РРС. Основной областью применения ЦРРС МИК-РЛ7...МИК- РЛ18Р является организация внутризоновых и местных радиорелей- 11 ных линий и систем связи различного назначения (соединительные линии АТС, межсайтовые линии связи сотовых систем, фиксиро- ванные сети передачи данных и т.п.). Основные технические пара- метры РРС МИК-РЛ7...МИК-РЛ18Р приведены в табл. 1.2–1.5. Таблица 1.2 Частотные планы РРС МИК-РЛ7...МИК-РЛ18Р Тип РРС Диапазон частот, ГГц Дуплекс- ный раз- нос, МГц Шаг сетки, МГц Коли- чество полос Ширина полосы, МГц МИК-РЛ7Р 7,25...7,55 161 3,5/7/28 10 28 МИК-РЛ8Р 7,9...8,4 266 3,5/7/28 6 90 МИК-РЛ11Р 10,7...11,7 530 5/10/40 4 240 МИК-РЛ13Р 12,75...13,25 266 3,5/7/28 6 90 МИК-РЛ15Р 14,4...15,35 14,5...15,35 490 420 3,5/7/28 4 240 МИК-РЛ18Р 17,7...19,7 1010 5/10/27,5 6 340 Таблица 1.3 Общие характеристики РРС МИК-РЛ7...МИК-РЛ18Р Показатели РРС Значение Уровень функциональной сложности РРС 1 2 Скорость передачи (основной поток), Мбит/с 2/8/34 2/8/34 Конфигурация системы 1+0/1+1 1+0/1+1 Автоматическое резерви- рование «Горячее» + – «Пространствен- ное разнесение» + – «Теплое» + + «Холодное» – + Дополнительные каналы, кбит/с При основном потоке 2 Мбит/с 1 64 – При основном потоке 8 Мбит/с 6 64 – При основном потоке 34 Мбит/с 2048 + 6 64 – 12 Окончание табл. 1.3 |