Шошин_пособие. Е. Л. Шошин аппаратура цифровых радиорелейных станций микрл учебное пособие
 Скачать 1.57 Mb.
|
и резервирование стволов ЦРРС МИК-РЛ Модуль МД1-1 позволяет обеспечить работу станции в кон- фигурациях 1+0 и 1+1. При конфигурации 1+0 работает только один ствол, резервный ствол отсутствует, алгоритм резервирования за- блокирован, ППУ подключается к разъему «ствол 1», передача и прием основного потока и дополнительных каналов происходит по первому стволу. При конфигурации 1+1 два ствола работают пооче- редно, в любой момент времени один из стволов является активным (основным), другой – резервным, приоритет между стволами отсут- 90 ствует, их взаимный статус может быть произвольным. Для повы- шения живучести системы в конфигурации 1+1 передача в противо- положных направлениях между корреспондирующими станциями может идти по разным стволам. Выбор активного ствола (принятие решения о переключении на резерв) осуществляется по приему (на приемной стороне) раздельно и независимо по направлениям пере- дачи. Ниже описаны возможные виды резервирования, отличаю- щиеся друг от друга логикой работы. В конфигурации 1+1 при использовании двух пар частот приема-передачи применяется «горячий» вид резервирования, при котором передатчики обоих стволов включены и оба одновременно работают на излучение. На передающей стороне групповой цифро- вой поток с выхода МЦП подается параллельно на оба ствола. На приемной стороне групповой цифровой поток принимается парал- лельно по обоим стволам, на выходы МД1-1 подаются цифровые потоки от ДЦП активного ствола. На приемной стороне одновре- менно оцениваются текущие параметры обоих стволов, и, в случае несоответствия параметров активного ствола заданным критериям, принимается решение о переключении на резервный ствол. При принятии решения о переходе на резервный ствол, на приемной сто- роне производится безобрывное переключение основного цифрово- го потока. В конфигурации 1+1 при использовании только одной пары частот приема-передачи и работе стволов в разных поляризациях применяется «теплый» вид резервирования, при котором в каждый момент времени включен и работает на излучение передатчик толь- ко одного (активного) ствола. На передающей стороне групповой цифровой поток с выхода МЦП подается параллельно на оба ствола, в эфир передаются сигналы только от одного работающего на излу- чение передатчика активного в данный момент ствола. На приемной стороне групповой цифровой поток принимается параллельно по обоим стволам, на выходы МД1-1 подаются цифровые потоки от активного в данный момент ствола. На приемной стороне оценива- ются текущие параметры активного в данный момент ствола, и, в случае их несоответствия заданным критериям, принимается реше- ние о переключении на другой ствол. При принятии решения о пе- реходе на резервный ствол, на приемной стороне производится пе- реключение основного цифрового потока и на передающую сторону посылается команда на переключение передатчика. Переход на ре- 91 зерв происходит с кратковременным (<0,5 с) перерывом связи, в момент переключения по основному цифровому потоку, как прави- ло, фиксируется 2 SES (при пропускной способности 2048 кбит/с время переключения составляет 5 с). В конфигурации 1+1 при использовании только одной пары частот приема-передачи и работе стволов в одной поляризации при- меняется резервирование с пространственным разнесением антенн. При этом в каждый момент времени включен и работает на излуче- ние передатчик только одного (активного) ствола. На передающей стороне групповой цифровой поток с выхода МЦП подается парал- лельно на оба ствола, в эфир передаются сигналы только от одного работающего на излучение передатчика активного в данный момент ствола. На приемной – групповой цифровой поток принимается па- раллельно по обоим стволам, на выходы блока подаются цифровые потоки от активного в данный момент ствола. На приемной стороне одновременно оцениваются текущие параметры обоих стволов, и, в случае несоответствия параметров активного ствола заданным крите- риям, принимается решение о переключении на резервный ствол и на приемной стороне производится безобрывное переключение основно- го цифрового потока. В случае, когда на приемной стороне текущие параметры обоих стволов не соответствуют заданным критериям, пе- реключение цифровых потоков не производится, на передающую сторону посылается команда на переключение передатчика. При принятии решения о переключении передатчика переход на резерв- ный ствол происходит с кратковременным (<0,5 с) перерывом связи, в момент переключения по основному цифровому потоку, как пра- вило, фиксируется 2 SES (при пропускной способности 2048 кбит/с время переключения составляет 5 с). 4.4. Организация радиостволов РРС МИК-РЛ7...МИК-РЛ18Р Приемопередающие устройства аппаратуры МИК-РЛ7...МИК- РЛ18Р выпускаются в двух вариантах частотного исполнения – «НВ» и «ВН». Вариант «НВ» означает исполнение приемного трак- та в нижней части частотного диапазона, передающего – в верхней части. Вариант «ВН» означает исполнение приемного тракта в верх- ней части частного диапазона, передающего – в нижней части. Каж- дый вариант исполнения подразделяется на литеры (поддиапазоны частот), в пределах каждой литеры ППУ может работать на любой из фиксированных частот согласно частотному плану. Ниже приве- 92 дены варианты конфигурации радиостволов, которые поддержива- ются в аппаратуре РРС МИК-РЛ7...МИК-РЛ18Р: 1. Конфигурация радиостволов 1+0. На АУ корреспонди- рующих станций монтируется по одному ППУ, сопряженному по рабочим частотам вариантов исполнения (на одной станции – «НВ», на другой – «ВН»). Поляризация может быть вертикальной или го- ризонтальной, вид поляризации определяется ориентацией кабеля КВП антенного устройства. 2. Конфигурация радиостволов 1+1, работа радиостволов на одинаковых парах частот. ППУ разных стволов работают на общую антенну. На АУ корреспондирующих станций монтируется по два ППУ, сопряженных по рабочим частотам вариантов исполнения (на одной станции – «НВ», на другой – «ВН»), при этом один ствол имеет вертикальную поляризацию, другой – горизонтальную. Вид поляризации ствола определяется ориентацией кабелей ПД антенно- го устройства. 3. Конфигурация радиостволов 1+1, работа радиостволов на одинаковых парах частот с пространственным разнесением. ППУ разных стволов работают каждый на свою антенну. На каждом из двух АУ корреспондирующих станций монтируется по одному ППУ, сопряженному по рабочим частотам вариантов исполнения (на одной станции – «НВ», на другой – «ВН»). При этом стволы обя- зательно имеют одинаковую поляризацию – вертикальную или го- ризонтальную. Вид поляризации определяется ориентацией кабеля КВП антенного устройства. 4. Конфигурация радиостволов 1+1, работа радиостволов на разных парах частот. ППУ разных стволов работают на общую антенну. На АУ корреспондирующих станций монтируется по два ППУ, при этом один ствол имеет вертикальную поляризацию, другой – горизон- тальную. Минимально допустимое разнесение частот передачи (или приема) между стволами равняется шагу сетки частот для соответ- ствующей скорости передачи информации. Кроме того, в зависимо- сти от частотного диапазона, действуют приведенные ниже ограни- чения по сочетанию исполнений и литер ППУ. 93 4.5. Лабораторный практикум исследования качественных показателей работы радиорелейной станции МИК РЛ-11Р Описание конструкции станции МИК РЛ-11Р Антенное устройствопредставляет собой двухзеркальную ан- тенную систему со смещенной фокальной плоскостью. АУ состоит из корзины с параболическим зеркалом и облучателем, опорно- юстировочного устройства, защитного радома и коаксиально- волноводного перехода (КВП) с коаксиальным кабелем или поляри- зационного диплексера (ПД) с двумя коаксиальными кабелями (прил. В, рис. П4). Конструктивной основой АУ является корзина, в которой жестко закреплено зеркало и облучатель, на корзине преду- смотрены также места для установки двух приемопередающих уст- ройств. Радом из радиопрозрачной ткани защищает облучатель и рабочую поверхность зеркала антенны от дождя, обледенения и на- липания снега. Антенное устройство, оснащенное КВП, обеспечива- ет прием и передачу СВЧ-радиосигнала с вертикальной или гори- зонтальной линейной поляризацией. Антенное устройство, осна- щенное ПД, обеспечивает одновременный прием и передачу двух СВЧ-радиосигналов с ортогональными линейными поляризациями – вертикальной и горизонтальной. Поляризация излучения определя- ется расположением кабелей КВП или ПД: если кабель от ППУ вхо- дит в КВП или ПД вертикально, то поляризация СВЧ-радиосигнала вертикальная, если горизонтально, то горизонтальная. В табл. 4.1 приведены технические характеристики АУ, используемые в РРС МИК-РЛ11Р. Приемопередающее устройствоконструктивно выполнено в металлическом корпусе цилиндрической формы, в объеме которого размещены все функциональные узлы. Высокочастотным интерфей- сом ППУ в диапазонах 7, 8, 11, 13 и15 ГГц является коаксиальный разъем («гнездо») сечением 7/3,05 мм, в диапазоне 18 ГГц – сечени- ем 3,5/1,52 мм. К высокочастотному коаксиальному разъему ППУ подключаются кабели КВП или ПД антенного устройства. Для под- ключения кабеля снижения служит 5 контактный разъем типа ШР («вилка»). Входящим и исходящим информационным сигналом для ППУ со стороны МД является цифровой поток в коде HDB3. По кабелю снижения между ППУ и МД передается цифровой поток, совместно с ним по «фантомным» цепям на ППУ подается питание, и передаются сигналы телеметрии ППУ. 94 Таблица 4.1 Характеристики антенн РРС МИК-РЛ118Р Параметры антенны Значение Диапазон частот, ГГц 7 8 11 13 15 18 Коэффициент усиле- ния антенны, дБ Ø 0,6 м 30 31 33 34 36 38 Ø 1,0 м 35 36 38 39 41 42 Ø 1,8 м 41 41 43 – – – Ширина диаграммы направленности ан- тенны по уровню 3 дБ, град. Ø 0,6 м 3,4 3,3 3,1 2,7 2,3 1,9 Ø 1,0 м 2,5 2,4 1,9 1,7 1,4 1,2 Ø 1,8 м 1,5 1,5 1,4 – – – Вид поляризации Линейная, вертикальная и/или горизонтальная Развязка по кроссполяризации, дБ >23 Модуль доступа МД1-1конструктивно выполнен в металли- ческом корпусе прямоугольной формы и предназначен для монтажа в шкафы и стойки стандарта «Евромеханика 19"». Описание имитатора двухлучевого канала распространения СВЧ сигналов Двухлучевая модель распространения СВЧ-сигналов позволя- ет рассчитать величину множителя ослабления V замирания сигна- ла, возникающего в месте приема при интерференции прямого сиг- нала и сигнала, отраженного от подстилающей поверхности земли: 2 , 1 2 cos( ) V Ф Ф где Ф – модуль коэффициента отражения СВЧ-сигнала от поверхно- сти земли; – разность фаз между прямым и отраженным сигналом, опре- деляется соотношением: ПЕР ПР 4 , H H R где ПЕР H и ПР H – высоты подвеса передающей и приемной антен- ны соотвественно; 95 R – длина пролета радиолинии; – длина волны; – фазовый сдвиг, возникающий при отражении волны от зем- ной поверхности. При изменении величин , Ф ПЕР , Н ПР , Н , R изменяются условия интерференции прямого и отраженного сигналов, соответ- ствующие этим условиям изменения множителя ослабления V но- сят осциллирующий характер, при котором имеют место интерфе- ренционные максимумы и минимумы (рис. 4.2). Рис. 4.2. Зависимость множителя ослабления от разности фаз прямой и отраженной от земной поверхности волны Интерференционные максимумы появляются тогда, когда пря- мая и отраженная волны приходят в точку приема синфазно, при этом макс 1 V Ф Если прямая и отраженная волны приходят в точку приема в противофазе, то имеют место интерференционные минимумы, при которых мин 1 V Ф Таким образом, изменение условий интерференции в точке приема приводит к изменению уровня принимаемого сигнала в пре- делах: макс мин , дБ 10 lg( 10 lg( ) ). V V V V, дБ 0 –10 –20 –30 0 2 4 6 8 10 φ Ф = 1 96 Величина V зависит от условий отражения волны от земной поверхности Ф. В случае, когда Ф = 1 отраженный земной поверх- ностью сигнал способствует формированию глубоких интерферен- ционных замираний, при этом макс , V дБ V При Ф = 0 отсутст- вуют условия, при которых формируются отражения от земной по- верхности, при этом уровень сигнала в точке приема определяется только прямым прохождением сигнала, излученного передатчиком и , дБ 0. V На рис. 4.3 изображена схема имитатора модели двухлучевого канала распространения СВЧ-сигналов. Имитатор реализован на основе типовых СВЧ волноводных элементов: аттенюаторов (Э1, Э5, Э7, Э10), согласованных нагрузок (Э2, Э3, Э4, Э6, Э8, Э9) цир- куляторов (Ц1, Ц2), фазовращателей (Ф1, Ф2), направленных ответ- вителей (НО1, НО2, НО3, НО4). С помощью аттенюаторов Э1, Э5, Э7, Э10 и направленных ответвителей НО1, НО2, НО3, НО4 вносит- ся необходимое ослабление, соответствующее условиям распро- странения радиосигналов на трассе. При этом аттенюаторы Э5 и Э7 позволяют регулировать ослабление «прямого» и «отраженного» сигналов ветвей двухлучевого канала распространения, имитируя тем самым потери сигнала при отражении от земли. Фазовращатели Ф1, Ф2 конструктивно представляют собой поршни с регулируемой стенкой короткозамкнутого волновода, что в комбинации с цирку- ляторами Ц1, Ц2 позволяет им управлять величиной фазовой за- держки между «прямым» и «отраженным» сигналами. При этом фа- зовращатель Ф1 вносит разность фаз между сигналами при их пере- даче в направлении ППУ1–ППУ2, а фазовращатель Ф2 – при пере- даче сигналов в направлении ППУ2–ППУ1. С целью исключения нежелательных переотражений в волноводном тракте, в состав ими- татора введены согласованные нагрузки Э2, Э3, Э4, Э6, Э8, Э9. 97 Рис. 4.3. Принципиальная схема имитатора двухлучевого канала распространения СВЧ-сигналов Лабораторное задание 1. Собрать лабораторную установку однопролетной радио- линии с пропускной способностью 34 Мбит/с согласно блок-схеме, изображенной на рис. 4.4. Рис. 4.4. Структурная схема лабораторной установки однопролетной радиолинии НО1 Э9 Э5 Э4 Ф1 Э10 Э7 Э2 Ц1 Э6 0 ÷ 20 дБ 0 ÷ 30 дБ 0 ÷ 30 дБ 20 дБ ППУ 1 ППУ 2 Э1 Ц2 Э8 Э3 Ф2 НО3 ВЕТВЬ «ПРЯМОГО» СИГНАЛА ВЕТВЬ «ОТРАЖЕННОГО» СИГНАЛА НО2 НО4 Имитатор двухлучевого канала распространения СВЧ-сигналов МД1-2 МД1-1 ППУ1 ИКО ППУ2 98 Примечание:диапазон рабочих частот ППУ составляет 10715... 11155/11245...11685 МГц. 2. Осуществить подачу электропитания с источника беспере- бойного питания ИБЭП48/12-x и произвести включение всех уст- ройств, входящих в состав лабораторной установки. 3. Управляющий компьютер с установленной на нем про- граммой МАСТЕР 2.x подключить к одному из модулей доступа МД-1-В34. Примечание: при подключении необходимо использовать кабель «компьютер-станция», с помощью которого установить соединение между портом COM1 или COM2 (со стороны компьютера) и портом А или портом B (со стороны МД). 4. Используя меню модуля МД1-1-В34, задать уникальные номера станций в сети. 5. Используя возможности ПСО МАСТЕР 2.x, создать топо- логию однопролетной радиолинии и выполнить маршрутизацию сетевых устройств. 6. Провести измерение пределов изменения уровня прини- маемого СВЧ-сигнала ( изм V ) для различных значений коэффици- ента передачи ветви «отраженного» сигнала (Ф) при изменении раз- ности фаз ( ) «прямого» и «отраженного» сигналов имитатора двухлучевой модели канала распространения радиоволн. Результаты измерений занести в табл. 4.2. Таблица 4.2 Результаты измерений и расчета Параметр Коэффициент отражения сигнала от поверхности земли Ф = 0,4 Ф = 0,6 Ф = 0,8 Ф = 1,0 изм V , дБ расч V , дБ 99 7. Провести расчет пределов изменения уровня принимаемого СВЧ-сигнала имитатора двухлучевой модели канала распростране- ния радиоволн по формуле: макс мин , дБ , дБ , дБ, V V V при этом в случае Ф = 1 величина 23 дБ V (определяется пара- метрами волноводного тракта имитатора). Результаты расчета занести в табл. 4.2, провести сравнение с данными измерений. 8. Экспериментально измерить зависимость коэффициента битовых ошибок (K Б ), коэффициента кодовых ошибок (K К ) и числа проскальзывания передаваемых информационных бит (S) от уровня принимаемого сигнала (Р ПР ) при передаче по радиолинии цифровых потоков E1 и Е3. По результатам измерений рассчитать величину коэффициента системы МИК-РЛ11Р по формуле: 3 с ПЕР ПР , дБ , дБм (10 ), дБм. К Р Р Примечание: - при проведении измерений формируемый измерителем ошибок ИКО-155 цифровой поток E3 необходимо подавать с параметрами: ПСП длительностью 2 9 – 1, код AMI, расстройка 0 ррm; цифровой поток Е1 не- обходимо подавать с параметрами: ПСП длительностью 2 9 – 1, код HDB-3, расстройка 0 ррm; при проведении измерений ослабление сигнала в имитаторе регулировать аттенюатором Э10, контролируя при этом изменение уровня принимаемого сигнала (в пределах –90…–70 дБм) в окне рабочих параметров станции. |