Проектирование цифровой радиорелейной линии связи

• Название: Проектирование цифровой радиорелейной линии связи
• Дата: 27.10.2022
• Размер: 81.69 Kb.
• Имя файла: 2 (1).docx
• Тип: Курсовой проект; #757700

Министерство цифрового развития, связи и массовых телекоммуникаций

Хабаровский институт инфокоммуникаций(филиал)

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики»

Среднее профессионального образования

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

МДК 01.02. Технология монтажа и обслуживание оборудования направляющий систем

радио и оптической связи

на Тему:

Проектирование цифровой радиорелейной линии связи

специальность 11.02.10 “Радиосвязь, радиовещание и телевидение”

Выполнил:

Проверил: Ковалев В.В.

Хабаровск 2022

Министерство цифрового развития, связи и массовых телекоммуникаций

Хабаровский институт инфокоммуникаций(филиал)

федерального государственного бюджетного образовательного учреждения

высшего образования

«Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатике»

(ХИИК СибГУТИ)

СРЕДНЕЕ ПРОФЕСИОННАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ

ЗАДАНИЕ

на курсовой проект по: МДК 01.02 Технология монтажа и обслуживание оборудования

направляющих систем радио и оптической связи

студенту группы РРТ-310 специальности «Радиосвязь, радиовещание и телевидение»

Приземин Роман Анатольевич

Тема: Проектирование цифровой радиорелейной линии связи_____________________

Исходные данные

Вариант №3

Длина трассы ЦРРЛ, Li, км 70__________________________________________________

Длина пролета, Ro, км 14_______________________________________________________

Значение вертикального градиента диэлектрической проницаемости тропосферы,



Стандартное отклонение,

тип аппаратуры: Просвет 18___________________________________________________

число каналов ТЧ в стволе: 480___________________________________________________

тип станции: ОРС______________________________________________________________

номер климатического района: 3__________________________________________________

возможные конфигурации систем: 1+0; 1+1; 2+0___________________________________

количество выделяемых каналов на ПРС: 120_______________________________________

Высокие отметки от координаты

H,м	45	56	45	48	55	60	57	35	38	51	60
K	0	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1

1 Содержание пояснительной записки

Введение

1. Разработка структурной схемы ЦРРЛ.

2. Выбор радиотехнического оборудования.

3. Разработка схемы организации связи.

4. Построение профиля интервала.

5. Расчет величины просвета.

6. Расчет минимального допустимого множителя ослабления.

7. расчет устойчивости связи на пролете при одинарном приеме .

7.1. Расчет .

7.2. Расчет составляющей, обусловленной интерференцией прямой волны и волн, отраженных от земной поверхности .

7.3. Расчет замираний, обусловленных интерференцией прямой волны и волн, отраженных

от неоднородностей тропосферы .

7.4. Расчет замираний, обусловленных потерями энергий в осадках .

7.5. Расчет замираний для всех ЦРРЛ, .

7.6. Оптимизация высот подвеса антенн.

7.7. Расчет диаграммы уровней на пролетах ЦРРЛ.

Заключение

Список использованных источников

2 Список графического материала

Структурная схема заданной станции

Профиль пролета

Диаграмма уровней сигнала

3 Список источников

Официальный сайт Электронно-библиотечной системы IPRbooks, режим доступа: http://www.iprbookshop.ru,

Официальный сайт библиотека СибГУТИ: http://ellib.sibsutis.ru

Дата выдачи задания: «06» Сентября___________2022 г.

Дата сдачи работы на проверку «20» Ноября_____2022 г.

Задание принял к исполнению: _____________________/ /

Руководитель курсового проекта: ____________________/Ковалев В.В./

Рассмотрено на заседание ПЦК РРТ: Протокол №1 от «5» сентября 2018 г.

Председатель ПЦК: _____________________/ /

Введение

Радиорелейные линии связи прямой видимости занимают одно из важнейших мест в системах средств передачи информации. Быстрое развитие технологии открывает новые возможности в этой области. Потребность в недорогих надежных Цифровых Радиорелейных Линий Связи (ЦРРЛ) с относительно небольшой протяженностью и емкостью стремительно возрастает. Конструктивно такая аппаратура часто выполняется в виде моноблоков, когда приемопередающее оборудование и антенна составляют единое целое. Это возможность строить на линиях связи простые необслуживаемые станции с относительно недорогими антенными опорами. Многие системы полностью автоматизированы, управляются микропроцессорами или компьютерными устройствами, имеют гибкую структуру и обеспечивают реализацию различных конфигураций сетей.

Подобная аппаратура может применяться для организации:

• 
  линии связи между населенными пунктами;
  
• 
  телекоммуникационных сетей связи;
  
• 
  технологических линий и сетей связи для железнодорожного транспорта, энергосистем, газо- и нефтепроводов;
  
• 
  связи между компьютерными и офисными центрами;
  
• 
  соединительных линий между базовыми станциями сотовой и подвижной связи;
  
• 
  микроволновых систем распределения информации;
  
• 
  временных линий и сетей связи для проведения массовых мероприятий или аварийно-спасательных работ;
  
• 
  линий и сетей связи для производственных объединений;
  
• 
  сетей связи для крупных сельскохозяйственных предприятий.
  

Также надо упомянуть, что нередко цифровые радиорелейные станции строят и по раздельному конфигурированию: внешнего (радиомодуль, антенный блок) и внутреннего оборудования (модем, мультиплексор, служебный модуль), соединенного между собой кабелем.

Радиорелейные (беспроводные) линии связи основываются на принципах многократной ретрансляции сигнала, то есть, когда сигнал от одной оконечной радиорелейной станции проходит через промежуточные радиорелейные станции до другой оконечной радиорелейной станции, позволяя тем самым клиенту получать доступ к услугам оператора.

Построив Цифровую Радиорелейную Линию Связи, сможем:

• 
  в кратчайшие сроки организовать собственную высокоскоростную систему связи в условиях, недоступных для развития кабельных линий связи, а равно в условиях перегруженности линий связи в мегаполисах;
  
• 
  транспортировать любые виды информации (голос, видео, данные);
  
• 
  исключить риск постоянных повреждений линейных сооружений;
  
• 
  не нарушать запрет на прокладку кабельных коммуникаций (актуально для старинных городов);
  
• 
  существенно сэкономить ресурсы при организации сети связи на большие расстояния. Высокие технические характеристики современной аппаратуры позволяют применить упрощенную практическую методику для расчетов основных параметров ЦРРЛ.
  

При этом определяются высоты подвеса антенн в пунктах расположения станций ЦРРЛ и выбираются основные параметры оборудования для получения качественных показателей линий связи, удовлетворяющих нормам. Кроме того, проводится расчет влияния как внешних помех (например, от спутниковых систем связи), так и коррелированных и некоррелированных помех, создаваемых различными станциями или стволами 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.




1 РАЗРАБОТКА СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ ЦРРЛ

Определяем общее число пролётов на магистрали:



где: L_маг – общая длина ЦРРЛ;

R₀ – длина пролета.

Принимаем следующие длины пролетов:

Первый пролет: L₁ = 14 км;

Второй пролет: L₂ = 14 км;

Третий пролет: L₃ = 14 км;

Четвертый пролет: L₄ = 14 км;

Пятый пролет: L₅ = 14 км;

Составляем структурную схему магистрали (рисунок 1)



Рисунок 1 - Структурная схема ЦРРЛ

Таким образом, проектируемая линия включает в себя две оконечные станции и четыре промежуточные. В соответствии с заданием на ПРС-1 необхо­димо выделить 120 телефонных каналов (ПРС 1-В). Количество пролетов на линии – 5. Оконечные станции обычно располагаются в населенных пунктах, промежуточные станции располагаются вдоль автомобильных или желез­ных дорог для обеспечения удобного подъезда к станциям.

1.2 Выбор радиотехнического оборудования

Исходя из заданного объема передаваемой информации, длин пролетов и энергетических параметров оборудования выбираем для проектируемой ЦРРЛ аппаратуру «Радиус 18». Основные параметры аппаратуры приведены в таблице 1.2.

Таблица 1.2 – Основные параметры ЦРРС «Просвет-18»

Наименование параметра	Обозначение	Размерность	Значение
1. Пороговый уровень сигнала	Рпор	дБ/ВТ	-117
2. Скорость передачи информации	В	Мбит/с	4E1; E3
3. Диаметр антенны	Dант	м	1,25 0,9
4. Тип антенны	Параболическая типа АДЭ
5. Мощность передатчика	Рпд	дБ/ВТ	-9
6.Средняя длина волны		м	0,06

1.3 Разработка схемы организации связи

Схема организации связи на проектируемой ЦРРЛ на участке ОРС 1 -ПРС 1-В - ПРС 2- ПРС 3 - -ПРС 4 - ОРС 2 приведена на рисунке 3.1. 480 каналов от аналоговой АТС подаются на первичные мультиплексоры типа MUX-1, на выходе которых формируются 2 цифровых потока Е1, которые при помощи вторичного мультиплексора типа MUX-2 преобразуются в цифровой поток Е2. Этот поток поступает на внутреннее оборудование IDU, где он подвергается операции преобразовании кода, скремблирования и далее по соединительному кабелю цифровой сигнал поступает на оборудование наружного размещения ODU, где восстанавливается, преобразуется в код NRZ и поступает на фазовый модулятор ОФМ. В напряжении приема производятся обратные операции. Для выделения 40 каналов ТЧ на промежуточной станции устанавливаются вторичные и первичные мультиплексоры. Для одного потока Е1 организуется цифровой транзит.

На промежуточной станции ПРС 2 производится активный переприем радиосигналов. В данном варианте регенерация сигналов на этой станции не производится. При регенерации сигналов необходима установка оборудования IDU. На оконечной станции ОРС 2 при помощи соответствующего мультиплексорного оборудования формируются аналоговые окончания телефонных каналов.

Если на оконечных станциях (или промежуточных) имеются электронные АТС, то надобность в установке первичных мультиплексоров отпадает, так как электронные АТС работают с цифровыми потоками Е1.

1.4 Расчет устойчивости связи на ЦРРЛ

1.4.1 Построение профиля пролета



где: R₀ – длина пролета, км;

R_з – геометрический радиус земли (6370 км);



K_i – текущая относительная координата заданной точки.

Ri – расстояние от начала пролета до текущей точки

Ki	0.0	0.1	0.2	0.3	0.4	0.5	0.6	0.7	0.8	0.9	1.0
Ri, км	0	1,4	2,8	4,2	5,6	7	8,4	9,8	11,2	12,6	14
Yi(Ki),м	0	1	2	3	4	4	4	3	2	1	0
(Ki), м	45	53	45	48	55	60	57	35	38	51	60
Y=Yi+	45	54	47	51	59	64	61	38	40	55	60

1.4.2 Расчет величины просвета

Находим величину просвета H(0) без учета рефракции по формуле:



где: H₀ – критический просвет, определенный как:



где: R₀ – длина пролета,

 - рабочая длина волны (=0.06 м)

K_ТР – относительная координата наивысшей точки профиля пролета



– приращение просвета, обусловленное явлением рефракции:



где: – среднее значение вертикального градиента диэлектрической проницаемости тропосферы, 1/м



H (0) =8,36 – 0.9 = 7,46 м


16


Производим необходимые построения (рисунок 1.3) и графическим методом находим высоты подвеса антенн h₁ и h₂

При вычерчивании профиля пролета для удобства построений начало отсчета высот размещено в точке 10 м. От наивысшей точки профиля вертикально вверх откладываем величину просвета без учета рефракции радиоволн H(0). Через нижний конец этого отрезка проводим линию прямой видимости AB. Вертикально вниз от наивысшей точки профиля откладываем отрезок, равный критическому просвету H₀. Через нижний конец этого отрезка проводим линию CD, параллельную линии прямой видимости таким образом, чтобы высоты подвеса левой и правой антенн получились примерно одинаковыми (чисто из экономических соображений). По точкам пересечения этой линии с профилем пролета определяем величину параметра s, характеризующего протяженность препятствия на пролете. Находим, что высоты подвеса антенн равны 28 и 28 м.

1.4.3 Расчет минимально -допустимого множителя ослабления

Расчет Vмин производится по формуле:

Vмин=Рпор – Рпд + Асв – Gпд – Gпр + апрм, Дб

где: Рпор – пороговая мощность сигнала на выходе приемника, дБВт;

Рпд – мощность сигнала на выходе передатчика, дБВт;

Асв – затухание сигнала в свободном пространстве, дБВт;



Величина G рассчитывается по формуле:



где: S – площадь раскрыва антенны: м²

K₁ – коэффициент использования поверхности раскрыва (апертуры) антенны

В расчетах принимаем K₁ = 0,6





Суммарную величину потерь в антенно–фидерном тракте принимаем равной 1Дб

Vмин = -117 – 9 + 129,3 – 34 – 34 + 1 = - 63,7

1.4.4 Расчёт устойчивость связи на пролёте при одинарном приёме

В общем случае расчёт устойчивости связи на пролёте при одинарном приёме Тпр (Vмин) определяется по формуле:



Где:

- процент времени, в течение которого множитель ослабления меньше минимально-допустимого за счёт экранирующего действия препятствий на пролёте РРЛ;

– процент времени, в течение которого множитель ослабления меньше минимально-допустимого за счёт интерференции прямой волны и волн, отраженных от земной кары;

– процент времени, в течение которого множитель ослабления меньше минимально – допустимого за счет интерференции прямой волны и волн, отраженных от неоднородностей тропосферы;

– процент времени, в течение которого множитель ослабления меньше минимально – допустимого за счет деполяризационных явлений в осадках.

1.4.4.1 Расчет T₀(Vмин)

Находим параметр :



где:

– стандартное отклонение вертикального градиента диэлектрической проницаемости для климатического района №1;

_ср = 0,06м – средняя длина волны;

м – протяженность пролета;

K = 0,5 – из профиля пролета

= 2,9

– относительный просвет на пролете при g = . Вычисляется по формуле:



- относительный просвет, при котором V = Vмин (6,2)



Где: I = s/ – нормированная величина s

= 0,2

При Vмин = -63,7 и = 3,6 определяем = -6.2



Таким образом

По графику 6.2 пособия определяем, что = 0%

1.4.4.2 Расчет составляющей, обусловленный интеференцией

прямой волны и волн, отраженных от земной

поверхности

Вероятность того, что множитель ослабления будет меньше Vмин

За счет интерференции прямой и отраженных от земной поверхности волн,

определяем по формуле:

Вероятность того, что множитель ослабления будет меньше Vмин за счёт интерференции прямой и отраженных от земной поверхности волн, определяем по формуле:



Где: определяем по графику 6.3 данного пособия Ф = 1 – согласно исходным данным