Komunikasi geganti radio- salah satu jenis komunikasi radio terestrial, berdasarkan penghantaran semula berbilang isyarat radio. Komunikasi geganti radio dijalankan, sebagai peraturan, antara objek pegun.

Dari segi sejarah, komunikasi geganti radio antara stesen telah dijalankan menggunakan rangkaian stesen geganti, yang boleh sama ada aktif atau pasif.

Ciri tersendiri komunikasi geganti radio daripada semua jenis komunikasi radio darat yang lain ialah penggunaan antena berarah tinggi, serta gelombang radio desimeter, sentimeter atau milimeter.

cerita

Sejarah komunikasi geganti radio bermula sejak Januari 1898 dengan penerbitan jurutera Prague Johann Mattausch dalam majalah Austria Zeitschrift für Electrotechnik (v. 16, S. 35 - 36). Walau bagaimanapun, ideanya menggunakan "penterjemah", serupa dengan penyiar telegrafi wayar adalah agak primitif dan tidak dapat dilaksanakan.

Sistem komunikasi geganti radio pertama yang benar-benar berfungsi telah dicipta pada tahun 1899 oleh pelajar Belgium berusia 19 tahun yang berasal dari Itali, Emile Guarini Foresio. Pada 27 Mei 1899, gaya lama, Emil Guarini-Foresio memfailkan permohonan paten untuk ciptaan No. 142911 dengan Pejabat Paten Belgium, menerangkan buat kali pertama peranti pengulang geganti radio (répétiteur). Fakta sejarah ini adalah bukti dokumentari terawal tentang keutamaan E. Guarini-Foresio, yang membolehkan kami menganggap tarikh ini sebagai hari lahir rasmi komunikasi geganti radio. Pada bulan Ogos dan musim luruh tahun 1899 yang sama, permohonan serupa telah dikemukakan oleh E. Guarini-Foresio di Austria, Great Britain, Denmark, dan Switzerland.

Satu ciri ciptaan Guarini-Foresio ialah gabungan menerima dan menghantar peranti dalam satu pengulang, yang menerima isyarat, menyahmodulatkannya dalam koherer dan kemudian menggunakannya untuk mengawal geganti, yang memastikan pembentukan isyarat yang dikemas kini, yang kemudiannya semula. dipancarkan melalui antena. Untuk memastikan keserasian elektromagnet, segmen penerima pengulang dikelilingi oleh skrin pelindung yang direka untuk melindungi litar penerima daripada sinaran berkuasa pemancar.

Pada tahun 1931, Andre Clavier, bekerja di bahagian penyelidikan LCT Perancis ITT, menunjukkan kemungkinan mengatur komunikasi radio menggunakan gelombang radio ultrashort. Dalam ujian awal pada 31 Mac 1931, Klavier, menggunakan pautan geganti radio eksperimen yang beroperasi pada 1.67 GHz, berjaya menghantar dan menerima mesej telefon dan telegraf dengan meletakkan dua antena parabola berdiameter 3 m pada dua tebing yang bertentangan di Selat Inggeris. Perlu diperhatikan bahawa tapak pemasangan antena secara praktikalnya bertepatan dengan tapak berlepas dan mendarat penerbangan bersejarah Louis Blériot merentasi Selat Inggeris. Akibat percubaan Andre Clavier yang berjaya adalah pembangunan lanjut peralatan geganti radio komersial. Peralatan geganti radio komersial pertama dikeluarkan oleh ITT, atau lebih tepat lagi anak syarikatnya STC, pada tahun 1934 dan menggunakan modulasi amplitud gelombang pembawa dengan kuasa 0.5 Watt pada frekuensi 1.724 dan 1.764 GHz, diperoleh menggunakan klystron.

Pelancaran saluran penyampai radio komersial pertama berlaku pada 26 Januari 1934. Talian itu mempunyai panjang 56 km di atas Selat Inggeris dan menghubungkan lapangan terbang Lympne di England dan Saint-Englever di Perancis. Talian geganti radio yang dibina membenarkan penghantaran serentak satu telefon dan satu saluran telegraf dan digunakan untuk menyelaraskan lalu lintas udara antara London dan Paris. Pada tahun 1940, semasa Perang Dunia Kedua, talian itu telah dibongkar.

Komunikasi geganti radio garis pandang

Sebagai peraturan, komunikasi geganti radio difahamkan sebagai komunikasi geganti radio garis pandang.

Apabila membina talian komunikasi geganti radio, antena stesen geganti radio bersebelahan terletak dalam jarak penglihatan. Keperluan untuk garis penglihatan adalah disebabkan oleh berlakunya pembelauan pudar apabila laluan perambatan gelombang radio disekat sepenuhnya atau sebahagiannya. Kehilangan pudar pembelauan boleh menyebabkan isyarat dilemahkan dengan teruk, menjadikan komunikasi radio antara stesen geganti radio bersebelahan mustahil. Oleh itu, untuk komunikasi radio yang stabil, antena stesen geganti radio yang berdekatan biasanya terletak di atas bukit semula jadi atau menara telekomunikasi khas atau tiang sedemikian rupa sehingga laluan perambatan gelombang radio tidak mempunyai halangan.

Mengambil kira sekatan ke atas keperluan untuk keterlihatan terus antara stesen jiran, julat komunikasi geganti radio biasanya terhad kepada 40 - 50 km.

Komunikasi geganti radio troposfera

Apabila membina saluran komunikasi geganti radio troposfera, kesan pantulan gelombang radio desimeter dan sentimeter daripada ketidakteraturan bergelora dan berlapis di lapisan bawah atmosfera - troposfera digunakan.

Menggunakan kesan perambatan troposfera jarak jauh gelombang radio VHF memungkinkan untuk mengatur komunikasi pada jarak sehingga 300 km tanpa keterlihatan langsung antara stesen geganti radio. Julat komunikasi boleh ditingkatkan kepada 450 km apabila stesen geganti radio terletak di atas bukit semula jadi.

Komunikasi geganti radio troposfera dicirikan oleh pengecilan isyarat yang ketara. Pengecilan berlaku apabila isyarat merambat melalui atmosfera dan disebabkan oleh penyerakan sebahagian daripada isyarat apabila dipantulkan dari troposfera. Oleh itu, untuk komunikasi radio yang stabil, sebagai peraturan, pemancar dengan kuasa sehingga 10 kW, antena dengan apertur besar (sehingga 30 x 30 m), dan oleh itu keuntungan yang tinggi, serta penerima yang sangat sensitif dengan rendah- unsur bunyi digunakan.

Juga, saluran komunikasi geganti radio troposfera dicirikan oleh kehadiran berterusan isyarat radio yang cepat, perlahan dan terpilih. Mengurangkan pengaruh cepat pudar pada isyarat yang diterima dicapai dengan menggunakan frekuensi yang dipisahkan dan penerimaan spatial. Oleh itu, di kebanyakan stesen geganti radio troposfera pegun terdapat beberapa antena penerima.

Contoh talian komunikasi geganti radio troposfera yang paling terkenal dan meluas ialah:

• TRRL “Utara”, “ACE High”, “White Alice”, “JASDF”, “Dew” line, “NARS” lines;
• "Bar" TSUS

Pengulang geganti radio

Tidak seperti stesen geganti radio, pengulang tidak menambah maklumat tambahan pada isyarat radio. Pengulang boleh sama ada pasif atau aktif.

Pengulang pasif ialah pemantul ringkas isyarat radio tanpa sebarang peralatan transceiver dan, tidak seperti pengulang aktif, tidak boleh menguatkan isyarat yang dikehendaki atau memindahkannya ke frekuensi lain. Pengulang geganti radio pasif digunakan dalam kes di mana tiada keterlihatan langsung antara stesen geganti radio; aktif - untuk meningkatkan julat komunikasi.

Kedua-dua pemantul rata dan antena komunikasi geganti radio yang disambungkan dengan sisipan sepaksi atau pandu gelombang (yang dipanggil antena belakang-ke-belakang) boleh bertindak sebagai pengulang pasif.

Reflektor rata biasanya digunakan untuk sudut pantulan kecil dan mempunyai kecekapan hampir 100%. Walau bagaimanapun, apabila sudut pantulan meningkat, kecekapan pemantul rata berkurangan. Kelebihan pemantul rata ialah keupayaan untuk menggunakan beberapa julat frekuensi komunikasi geganti radio untuk penghantaran semula.

Antena yang disambungkan ke belakang biasanya digunakan pada sudut pantulan hampir 180° dan mempunyai kecekapan 50-60%. Reflektor sedemikian tidak boleh digunakan untuk menghantar semula beberapa julat frekuensi disebabkan oleh keupayaan terhad antena itu sendiri.

Pengulang pintar

Antara hala tuju baharu dalam pembangunan komunikasi geganti radio yang muncul baru-baru ini, penciptaan geganti pintar patut diberi perhatian. Penampilan mereka dikaitkan dengan keanehan pelaksanaan teknologi MIMO, di mana ia perlu mengetahui ciri-ciri transmisi radio saluran geganti. Pengulang pintar menjalankan pemprosesan isyarat yang dipanggil "pintar". Berbeza dengan set operasi tradisional "penerimaan - amplifikasi - sinaran semula", dalam kes paling mudah ia menyediakan pembetulan tambahan amplitud dan fasa isyarat, dengan mengambil kira ciri penghantaran saluran MIMO spatial pada selang tertentu talian penyampai radio. Dalam kes ini, andaian dibuat bahawa semua saluran MIMO mempunyai pekali penghantaran yang sama. Ia mungkin wajar dengan mengambil kira rasuk sempit corak sinaran antena penerima dan pemancar pada julat komunikasi, di mana pengembangan corak sinaran tidak membawa kepada manifestasi ketara kesan perambatan berbilang laluan gelombang radio.

Pelaksanaan prinsip geganti pintar yang lebih kompleks melibatkan penyahmodulatan lengkap isyarat yang diterima dalam pengulang dengan pengekstrakan maklumat yang dihantar di dalamnya, penyimpanannya dan penggunaan seterusnya untuk modulasi isyarat pancaran semula, dengan mengambil kira ciri-ciri keadaan Saluran MIMO ke arah pengulang rangkaian seterusnya. Pemprosesan sedemikian, walaupun lebih kompleks, memungkinkan untuk mengambil kira sebanyak mungkin herotan yang diperkenalkan ke dalam isyarat berguna di sepanjang laluan penyebarannya.

Julat kekerapan

Untuk mengatur komunikasi radio, gelombang desi, sentimeter dan milimeter digunakan.

Untuk memastikan komunikasi dupleks, setiap julat frekuensi dibahagikan secara bersyarat kepada dua bahagian berbanding dengan frekuensi pusat julat. Dalam setiap bahagian julat, saluran frekuensi bagi jalur tertentu diperuntukkan. Saluran frekuensi bahagian "bawah" julat sepadan dengan saluran tertentu bahagian "atas" julat, dan sedemikian rupa sehingga perbezaan antara frekuensi pusat saluran dari "bawah" dan "atas" bahagian julat sentiasa sama untuk mana-mana saluran frekuensi julat frekuensi yang sama.

Julat (GHz)	Had julat (GHz)	Lebar Saluran (MHz)	Cadangan ITU-R	keputusan SCRF
0,4	0,4061 - 0,430 0,41305 - 0,450	0,05, 0,1, 0,15, 0,2, 0,25, 0,6 0,25, 0,3, 0,5, 0,6, 0,75, 1, 1,75, 3,5	ITU-R F.1567
1,4	1,350 - 1,530	0,25, 0,5, 1, 2, 3,5	ITU-R F.1242
2	1,427 - 2,690	0,5	ITU-R F.701
	1,700 - 2,100 1,900 - 2,300	29	ITU-R F.382
	1,900 - 2,300	2,5, 3,5, 10, 14	ITU-R F.1098
	2,300 - 2,500	1, 2, 4, 14, 28	ITU-R F.746
	2,290 - 2,670	0,25, 0,5, 1, 1,75, 2, 2,5 3,5, 7, 14	ITU-R F.1243
3,6	3,400 - 3,800	0,25, 25	ITU-R F.1488
4	3,800 - 4,200 3,700 - 4,200	29 28	ITU-R F.382	Keputusan SCRF No 09-08-05-1
	3,600 - 4,200	10, 30, 40, 60, 80, 90	ITU-R F.635
U4	4,400 - 5,000 4,540 - 4,900	10, 28, 40, 60, 80 20, 40	ITU-R F.1099	Keputusan SCRF No 09-08-05-2
L6	5,925 - 6,425 5,850 - 6,425 5,925 - 6,425	29,65 90 5, 10, 20, 28, 40, 60	ITU-R F.383	Keputusan SCRF No. 10-07-02
U6	6,425 - 7,110	3,5, 5, 7, 10, 14, 20, 30, 40, 80	ITU-R F.384	Keputusan SCRF No. 12-15-05-2
7			ITU-R F.385
8			ITU-R F.386
10	10,000 - 10,680 10,150 - 10,650	1,25, 3,5, 7, 14, 28 3,5, 7, 14, 28	ITU-R F.747
	10,150 - 10,650	28, 30	ITU-R F.1568
	10,500 - 10,680 10,550 - 10,680	3,5, 7 1,25, 2,5, 5	ITU-R F.747
11	10,700 - 11,700	5, 7, 10, 14, 20, 28, 40, 60, 80	ITU-R F.387	Keputusan SCRF No. 5/1, Keputusan SCRF 09-03-04-1 bertarikh 28/04/2009
12	11,700 - 12,500 12,200 - 12,700	19,18 20	ITU-R F.746
13	12,750 - 13,250	3,5, 7, 14, 28	ITU-R F.497	Keputusan SCRF 09-02-08 bertarikh 19/03/2009
	12,700 - 13,250	12,5, 25	ITU-R F.746
14	14,250 - 14,500	3,5, 7, 14, 28	ITU-R F.746
15	14,400 - 15,350 14,500 - 15,350	3,5, 7, 14, 28, 56 2,5, 5, 10, 20, 30, 40, 50	ITU-R F.636	Keputusan SCRF No 08-23-09-001
18	17,700 - 19,700 17,700 - 19,700 17,700 - 19,700 18,580 - 19,160	7,5, 13,75, 27,5, 55, 110, 220 1,75, 3,5, 7 2,5, 5, 10, 20, 30, 40, 50 60	ITU-R F.595	Keputusan SCRF No 07-21-02-001
23	21,200 - 23,600 22,000 - 23,600	2,5, 3,5 - 112 3,5 - 112	ITU-R F.637	Keputusan SCRF No 06-16-04-001
27	24,250 - 25,250 25,250 - 27,500 25,270 - 26,980 24,500 - 26,500 27,500 - 29,500	2,5, 3,5, 40 2,5, 3,5 60 3,5 - 112 2,5, 3,5 - 112	ITU-R F.748	Keputusan SCRF No 09-03-04-2
31	31.000 - 31,300	3,5, 7, 14, 25, 28, 50	ITU-R F.746
32	31,800 - 33,400	3,5, 7, 14, 28, 56, 112	ITU-R F.1520
38	36,000 - 40,500 36,000 - 37,000 37,000 - 39,500 38,600 - 39,480 38,600 - 40,000 39,500 - 40,500	2,5, 3,5 3,5 - 112 3,5, 7, 14, 28, 56, 112 60 50 3,5 - 112	ITU-R F.749	Keputusan SCRF No 06-14-02-001
42	40,500 - 43,500	7, 14, 28, 56, 112	ITU-R F.2005	Keputusan SCRF No 08-23-04-001
52	51,400 - 52,600	3,5, 7, 14, 28, 56	ITU-R F.1496
57	55,7800 - 57,000 57,000 - 59,000	3,5, 7, 14, 28, 56 50, 100	ITU-R F.1497	Keputusan SCRF No 06-13-04-001
70/80	71,000 - 76,000 / 81,000 - 86,000	125, N x 250	ITU-R F.2006	Keputusan SCRF No. 10-07-04-1
94	92,000 - 94,000 / 94,100 - 95,000	50, 100, N x 100	ITU-R F.2004	Keputusan SCRF No. 10-07-04-2

Julat frekuensi dari 2 GHz hingga 38 GHz tergolong dalam julat frekuensi geganti radio "klasik". Undang-undang perambatan dan pengecilan gelombang radio, serta mekanisme penampilan perambatan berbilang laluan dalam julat ini, telah dikaji dengan baik dan statistik besar mengenai penggunaan talian komunikasi geganti radio telah terkumpul. Untuk satu saluran frekuensi julat frekuensi geganti radio "klasik", jalur frekuensi tidak lebih daripada 28 MHz atau 56 MHz diperuntukkan.

Julat dari 38 GHz hingga 92 GHz untuk komunikasi geganti radio mula diperuntukkan baru-baru ini dan lebih baharu. Walaupun begitu, julat ini dianggap menjanjikan dari sudut pandangan meningkatkan kapasiti saluran komunikasi geganti radio, kerana dalam julat ini adalah mungkin untuk memperuntukkan saluran frekuensi yang lebih luas.

Modulasi dan pengekodan tahan hingar

Beberapa ciri menggunakan talian komunikasi geganti radio ialah:

• keperluan untuk menghantar sejumlah besar maklumat dalam jalur frekuensi yang agak sempit,
• kuasa isyarat terhad yang dikenakan pada stesen geganti radio.

Kaedah tempahan

Untuk mengurangkan ketiadaan selang RRL, pelbagai kaedah tempahan digunakan. Biasanya, konfigurasi berlebihan dilambangkan sebagai jumlah "N+M", di mana N menandakan jumlah bilangan batang RRL, dan M ialah bilangan batang RRL yang disimpan. Kadang-kadang selepas jumlah mereka menambah singkatan HSB (Sedia Panas, siap sedia "panas"), SD (Kepelbagaian Ruang, penerimaan kepelbagaian ruang) atau FD (Kepelbagaian Frekuensi, penerimaan kepelbagaian frekuensi), menandakan kaedah menempah batang RRL.

Kaedah untuk komunikasi geganti radio berlebihan boleh dibahagikan

Rizab "panas".

Konfigurasi peralatan RRL dengan batang N dan batang sandaran M terletak dalam siap sedia "panas". Lebihan dicapai dengan menduplikasi semua (sebahagian daripada) blok berfungsi RRL. Jika salah satu unit RRL gagal, unit dalam siap sedia "panas" menggantikan unit yang tidak berfungsi.

Penerimaan kepelbagaian kekerapan

Kaedah penerimaan kepelbagaian frekuensi bertujuan untuk menghapuskan pudar selektif frekuensi dalam saluran komunikasi.

Penerimaan kepelbagaian ruang

Kaedah kepelbagaian ruang digunakan untuk menghapuskan pudar yang berlaku akibat perambatan berbilang laluan gelombang radio dalam saluran komunikasi. Kaedah kepelbagaian spatial paling kerap digunakan dalam pembinaan saluran komunikasi geganti radio yang melepasi permukaan dengan pekali pantulan hampir 1 (permukaan air, paya, ladang pertanian).

Penerimaan kepelbagaian polarisasi

Salah satu kelemahan penerimaan kepelbagaian polarisasi ialah keperluan untuk menggunakan antena dwi-polarisasi yang lebih mahal.

Topologi cincin

Kaedah redundansi yang paling boleh dipercayai ialah membina talian komunikasi geganti radio menggunakan topologi cincin.

Aplikasi komunikasi geganti radio

Daripada semua jenis komunikasi radio, komunikasi geganti radio memberikan nisbah isyarat-ke-bunyi tertinggi pada input penerima untuk kebarangkalian ralat yang diberikan. Itulah sebabnya, apabila perlu untuk mengatur komunikasi radio yang boleh dipercayai antara dua objek, talian komunikasi geganti radio paling kerap digunakan.

Talian komunikasi geganti radio utama

Dari segi sejarah, talian komunikasi geganti radio digunakan untuk mengatur saluran komunikasi untuk penyiaran televisyen dan radio, serta untuk menyambungkan stesen telegraf dan telefon di kawasan yang mempunyai infrastruktur yang kurang maju.

Rangkaian komunikasi saluran paip minyak dan gas

Talian komunikasi geganti radio digunakan dalam pembinaan dan penyelenggaraan saluran paip minyak dan gas sebagai talian komunikasi utama atau sandaran kepada kabel optik untuk menghantar maklumat telemetrik.

Rangkaian komunikasi selular

Komunikasi geganti radio digunakan dalam mengatur saluran komunikasi antara pelbagai elemen rangkaian selular, terutamanya di tempat yang mempunyai infrastruktur yang kurang maju.

Talian komunikasi geganti radio moden mampu menghantar sejumlah besar maklumat daripada stesen pangkalan 2G, 3G dan 4G ke elemen utama rangkaian teras selular.

Kelemahan komunikasi geganti radio

• Pengecilan isyarat dalam ruang kosong
• Pengecilan isyarat dalam hujan dan kabus Pada frekuensi sehingga 12 GHz, kerpasan dalam bentuk hujan atau salji mempunyai sedikit kesan ke atas operasi saluran komunikasi geganti radio.
kesusasteraan
• Mattausch J. Telegraphie ohne Draht. Studio Eine. // Zeitschrift für Elektrotechnik. Organ des Elektrotechnischen Vereines di Wien.- Heft 3, 16. Jänner 1898. - XVI. Jahrgang. - S. 35-36..
• Slyusar V.I. Sistem komunikasi geganti radio berusia 115 tahun. // Batu pertama. Perbatuan terakhir (Tambahan kepada majalah "Elektronik: Sains, Teknologi, Perniagaan"). – 2015. - No. 3.. - ms 108 - 111.
• Slyusar V.I. Antena Pertama untuk Stesen Geganti.// Persidangan Antarabangsa mengenai Teori dan Teknik Antena, 21-24 April, 2015, Kharkiv, Ukraine. - Pp. 254 - 255. .
• Harry R. Anderson Reka Bentuk Sistem Wayarles Braadband Tetap - John Wiley & Sons, Inc., 2003 - ISBN 0-470-84438-8
• Roger L. Freeman Reka Bentuk Sistem Radio untuk Telekomunikasi Edisi Ketiga - John Wiley & Sons, Inc., 2007 - ISBN 978-0-471-75713-9
• Ingvar Henne, Per Thorvaldse n Perancangan sistem geganti radio jarak pandang Edisi kedua - Nera, 1999
• Kamensky N. N., Model A. M., disunting oleh Borodich S. V. Buku Panduan Komunikasi Relay Radio - Radio dan Komunikasi, 1981
• Slyusar V.I. Trend moden dalam komunikasi geganti radio. //Teknologi dan komunikasi. – 2014. - No. 4.. - ms 32 - 36..
• V. T. Sviridov. Talian komunikasi geganti radio. //Negeri Penerbitan Kesusasteraan Fizikal dan Matematik. – 1959. - Hlm. 81.

1. Prinsip am untuk membina talian geganti radio. Sistem penghantaran satelit dan geganti radio

1. Prinsip am untuk membina talian geganti radio

1.1. Prinsip komunikasi geganti radio

Julat frekuensi radio yang digunakan dalam RRL dan TRL mempunyai beberapa kelebihan. Setiap jalur lebar ini boleh membawa banyak isyarat jalur lebar. Dalam julat ini, antena dengan keuntungan tinggi adalah saiz yang agak kecil. Penggunaan antena sedemikian memungkinkan untuk mendapatkan komunikasi yang stabil pada kuasa pemancar yang rendah. Spektrum gangguan luaran asal atmosfera dan perindustrian terletak pada kawasan frekuensi yang lebih rendah daripada UHF. Oleh itu, dalam UHF dan jalur frekuensi yang lebih tinggi hampir tidak ada gangguan sedemikian. Yang paling meluas pada RRL talian utama ialah ARRS yang beroperasi dalam julat panjang gelombang sentimeter.

Talian komunikasi geganti radio dibina dalam bentuk rangkaian stesen radio transceiver. RRL dilengkapi dengan pemancar dengan kuasa 0.1...10 W, penerima dengan angka bunyi kira-kira 10 dB, antena dengan keuntungan kira-kira 40 dB (kawasan pembukaan kira-kira 10 m2).

Pada RRL sedemikian mesti ada keterlihatan langsung antara antena RRL bersebelahan. Untuk melakukan ini, antena dipasang pada penyokong, selalunya pada ketinggian 40...100 m Jarak antara RRS jiran RRL talian utama biasanya kira-kira 50 km. Pada TRL, jarak purata antara stesen jiran adalah kira-kira 250 km. TRL menggunakan pemancar dengan kuasa 1...10 kW, penerima dengan penguat hingar rendah (LNA) mempunyai suhu hingar berkesan 150...200 K, antena dengan keuntungan kira-kira 40 dB

Jenis stesen. Jenis utama RRS: terminal (ORS), hab (URS) dan perantaraan (PRS). Pemancar radio dan penerima radio dipasang pada ORS dan URS (Rajah 1.1). Pemancar radio termasuk modulator Md dan pemancar isyarat gelombang mikro P, dan penerima radio termasuk penerima isyarat gelombang mikro Pr dan demodulator Dm (rujuk Rajah B.1). Dalam pemancar gelombang mikro, isyarat frekuensi pertengahan (IF) termodulat ditukar kepada isyarat gelombang mikro atau UHF; dalam penerima gelombang mikro, isyarat gelombang mikro yang diterima ditukar semula kepada isyarat IF. Penerima gelombang mikro dan pemancar, gelombang mikro bersama-sama membentuk transceiver gelombang mikro yang dipasang pada PRS.

Di ORS yang terletak di hujung RRL, isyarat yang dihantar dimasukkan dan diasingkan, contohnya MTS.

Isyarat radio dihantar semula pada RRS: penerimaan, penguatan, anjakan frekuensi dan penghantaran ke arah RRS seterusnya. Apabila menghantar isyarat radio televisyen siaran melalui RRL, setiap PRS mempunyai keupayaan untuk memilih program televisyen. Stesen di mana ciri ini dilaksanakan dipanggil PRS dengan peruntukan televisyen (PRSV).

Di URS, penghantaran semula isyarat radio dan percabangan RRL berlaku. RRL baharu atau talian komunikasi kabel selalunya berasal dari URS. Di URS, sebahagian daripada isyarat TF sentiasa dipisahkan daripada MTS dan yang baharu diperkenalkan, jadi modulator dan demodulator sentiasa dipasang di sana. Secara struktur, mereka sering digabungkan dalam peranti yang dipanggil modem. Jarak purata yang disyorkan untuk negara kita antara URS jiran ialah 250 km.

Di URS, sebagai peraturan, terdapat percabangan isyarat radio televisyen siaran, yang dipanggil transit IF. Memandangkan modem memperkenalkan hingar, menghapuskannya daripada litar meningkatkan nisbah isyarat kepada hingar dalam saluran pada penghujung RRL. Di URS besar, di mana beberapa RRL bertumpu, suis khas dipasang untuk isyarat IF siaran televisyen, yang membolehkan seseorang memilih satu atau program lain dengan cepat. Modulator dipasang hanya pada URS tersebut di mana perlu untuk memperkenalkan program TV baharu. Jarak yang disyorkan antara URS tersebut di negara kita ialah 2500 km.

Rentang geganti radio dan bahagian geganti radio. Bahagian saluran komunikasi geganti radio antara RRS bersebelahan, termasuk peralatan dan medium perambatan isyarat radio, dipanggil rentang geganti radio. Bahagian saluran komunikasi geganti radio yang dihadkan oleh dua stesen geganti radio berdekatan, iaitu terminal atau hab, dipanggil bahagian geganti radio.

Peralihan kekerapan. Perbezaan tahap isyarat pada output dan input transceiver PRS melebihi 100 dB. Untuk mengelakkan pengujaan diri peranti ini, isyarat radio satu arah komunikasi pada PRS (URS) diterima dan dihantar pada frekuensi yang berbeza f1 dan f2. Anjakan kekerapan ialah nilai fsdv = |fa -f1|. Biasanya pada talian utama RRL fsdv = 266 MHz.

Ciri-ciri perkhidmatan. Di RRL, kakitangan perkhidmatan sentiasa hadir hanya di ORS dan URS. Untuk memantau dan mengurus keadaan peralatan di PRS, sistem teleperkhidmatan (TS) digunakan, di mana keseluruhan RRL dibahagikan kepada bahagian operasi yang mengandungi sehingga 10 RRS. Di tengah-tengah bahagian sedemikian terdapat URS, dari mana operasi PRS bahagian yang terletak di kedua-dua belah URS dikawal. RRS terminal menyediakan RRS berdekatan. Untuk meningkatkan kebolehpercayaan dan kestabilan operasi, peralatan RRL adalah berlebihan. Dua kaedah tempahan automatik adalah biasa: berasaskan stesen dan berasaskan tapak. Dengan redundansi stesen demi stesen, sekiranya berlaku kerosakan set peralatan kerja di stesen tertentu, ia secara automatik digantikan dengan sandaran yang beroperasi pada frekuensi yang sama.

Dengan redundansi keratan, set kerja dan sandaran transceiver gelombang mikro dipasang di setiap stesen, dan frekuensi operasi set ini tidak bertepatan. Jika peralatan di mana-mana PRS rosak, modem di hujung bahagian geganti radio ditukar secara automatik, selepas itu isyarat dihantar ke seluruh bahagian menggunakan transceiver gelombang mikro sandaran. Pada RRS dengan redundansi keratan, peralatan redundansi dipasang di hujung bahagian, dengan bantuan keadaan peralatan batang HF dipantau dan modem ditukar. Arahan penukaran dari hujung bahagian ke permulaan dihantar melalui saluran komunikasi atas. Saluran komunikasi perkhidmatan juga bertujuan untuk penghantaran isyarat penyelenggaraan dan rundingan kakitangan penyelenggaraan.

1.2. Talian geganti radio berbilang batang

Batang RRL. Di semua stesen satu RRL, sebagai peraturan, jenis penerima dan pemancar gelombang mikro yang sama dipasang. Dalam kebanyakan sistem geganti radio, Pr dan P pada PRS disambungkan melalui IF. Rangkaian pemancar dan penerima gelombang mikro sedemikian dalam bahagian geganti radio membentuk batang frekuensi tinggi (HF). Batang ini adalah universal, kerana ia boleh digunakan untuk mengatur penghantaran pelbagai mesej. Mengapakah Md dan Dm serta peranti terminal yang sepadan disambungkan ke batang HF di OPC dan URS? Yang terakhir adalah sebahagian daripada modem. Jika MTS dihantar melalui batang HF menggunakan kaedah modulasi analog, maka batang sedemikian dipanggil batang telefon (TF). Di samping itu, menggunakan kaedah FM analog, batang televisyen (TV) dianjurkan melalui mana program TV dihantar. Batang digital (DF) disusun dengan membekalkan isyarat digital kepada modulator PPC.

Isyarat yang dibekalkan kepada modulator dipanggil isyarat kumpulan tong, dan spektrumnya ialah spektrum linear,Dalam batang analog-ke-digital (ADF), GS terdiri daripada MTS dan isyarat digital.

Gambar rajah blok RRL tiga tong. Untuk meningkatkan daya pengeluaran di RRL, sebagai peraturan, mereka mengatur operasi serentak beberapa saluran HF pada frekuensi yang berbeza pada laluan penyuap antena (AFT) dan antena biasa. RRL jenis ini dipanggil berbilang laras. Ia mempunyai kecekapan ekonomi yang lebih tinggi daripada satu tong tunggal, kerana kos antena, penyokong antena, serta bangunan teknikal dan sistem bekalan kuasa yang biasa kepada semua batang, adalah jauh lebih tinggi daripada kos peralatan tong HF.

Untuk menyambungkan beberapa transceiver kepada satu antena (Rajah 1.2), menggabungkan peranti (CD) dan penapis pemisah (RF) digunakan. Peranti gabungan diperlukan untuk memisahkan gelombang penerima dan pemancar. Pemilih polarisasi atau pengedar ferit digunakan sebagai sistem kawalan. Penapis pemisah penerimaan (RF1) digunakan untuk memisahkan isyarat daripada saluran penerimaan yang berbeza pada frekuensi f1, f3, f5. Penapis pemisah penghantaran (RF2) digunakan untuk menggabungkan isyarat penghantaran pada frekuensi f1", f3", f5".

Dalam Rajah. 1.2 menunjukkan TF dan batang TV, serta rizab satu - Res. Peralatan redundansi dipasang di hujung bahagian geganti radio: menerima - Res. pr dan penghantaran - Res. P. Isyarat tentang kemalangan boleh diterima di titik 3, yang mesti dihantar ke permulaan bahagian ke unit kawalan sebelumnya, isyarat serupa dari unit kawalan seterusnya tiba di titik 4. Dalam batang TV, transit melalui IF dianjurkan. Pemilihan program cawangan dijalankan menggunakan suis melalui IF-Km IF, yang mana isyarat batang TV arah songsang juga dibekalkan (di titik 5).

Daya pengeluaran tong. Dalam RRL batang moden dengan FM, jalur frekuensi 28 MHz diperuntukkan untuk batang HF. Oleh itu, isyarat FM yang dihantar sepanjang batang mesti mempunyai spektrum tidak lebih lebar daripada 28 MHz. Ingat bahawa lebar spektrum isyarat FM ialah

(1.1)

di mana sisihan frekuensi maksimum, FB ialah frekuensi modulasi atas. Oleh kerana sisihan frekuensi ditentukan pada RRL, nilai FB, dan oleh itu daya pemprosesan laras, adalah terhad. lebih kurang F<9 МГц

1.3. Pelan kekerapan

Untuk operasi RRL, jalur frekuensi dengan lebar 400 MHz diperuntukkan dalam julat 1 2 GHz (1.7...2.1 GHz), 500 MHz dalam julat 4 (3.4... 3.9), 6 (5.67 .. .6 ,17) dan 8 (7.9... 8.4) GHz dan lebar 1 GHz dalam jalur frekuensi 11 dan 13 GHz dan lebih tinggi. Jalur ini diedarkan di antara batang HF sistem geganti radio mengikut pelan tertentu, dipanggil pelan peruntukan frekuensi. Pelan frekuensi disediakan sedemikian rupa untuk memastikan gangguan bersama yang minimum antara batang yang beroperasi pada antena biasa.

Dalam jalur 400 MHz, 6, dalam jalur 500 MHz - 8, dan dalam jalur 1 GHz - 12 batang HF dupleks boleh diatur.

Dari segi frekuensi (Rajah 1.3), kekerapan purata f0 biasanya ditunjukkan. Frekuensi penerimaan batang terletak pada separuh jalur yang diperuntukkan, dan frekuensi pemancar berada di bahagian lain. Dengan pembahagian ini, frekuensi anjakan yang cukup besar diperolehi, yang memastikan pengasingan yang mencukupi antara penerimaan dan isyarat penghantaran, kerana penerimaan RF (atau penghantaran RF) hanya akan berfungsi pada separuh daripada keseluruhan jalur frekuensi sistem. Dalam kes ini, anda boleh menggunakan antena biasa untuk menerima dan menghantar isyarat. Jika perlu, pengasingan tambahan diperoleh antara gelombang penerima dan pemancar dalam satu antena melalui penggunaan polarisasi yang berbeza. RRL menggunakan gelombang dengan polarisasi linear: menegak atau mendatar. Dua varian taburan polarisasi digunakan. Dalam pilihan pertama, pada setiap PRS dan URS, polarisasi berubah supaya gelombang polarisasi yang berbeza diterima dan dihantar. Dalam pilihan kedua, satu polarisasi gelombang digunakan dalam arah "sana", dan satu lagi dalam arah "belakang".

Rajah 1.3. Pelan pengagihan kekerapan untuk sistem geganti radio KURS untuk stesen jenis NV dalam jalur 4 (f0=3.6536), 6(f0=5.92) dan 8(f0=8.157)

Stesen di mana frekuensi penerima terletak di bahagian bawah (H) jalur yang diperuntukkan, dan frekuensi pemancar di bahagian atas (B) ditetapkan oleh indeks "HB". Di stesen seterusnya, frekuensi penerimaan akan lebih tinggi daripada frekuensi penghantaran dan stesen sedemikian ditetapkan oleh indeks "VN".

Untuk arah songsang komunikasi batang yang diberikan, anda boleh mengambil sama ada pasangan frekuensi yang sama seperti untuk yang hadapan, atau yang berbeza. Sehubungan itu, mereka mengatakan bahawa pelan kekerapan membolehkan anda mengatur kerja menggunakan sistem dua frekuensi (Rajah 1.4) atau empat frekuensi (Rajah 1.5). Dalam gambar-gambar ini, melalui f1н, f1в,…f5н, f5в kekerapan purata batang ditunjukkan. Indeks kekerapan sepadan dengan sebutan batang dalam Rajah. 1.3. Dengan sistem dua frekuensi, frekuensi yang sama mesti diambil pada PRS dan PC untuk penerimaan dari arah yang bertentangan. Antena WA1 (Gamb. 1.4a) akan menerima gelombang radio pada frekuensi f1н dari dua arah: utama A dan kembali B. Gelombang radio yang datang dari arah B mencipta gangguan. Tahap di mana antena melemahkan gangguan ini bergantung pada sifat perlindungan antena. Jika antena melemahkan gelombang balik sekurang-kurangnya 65 dB berbanding dengan gelombang yang datang dari arah utama, maka antena sedemikian boleh digunakan dalam sistem dwi-frekuensi. Sistem dwi-frekuensi mempunyai kelebihan kerana ia membenarkan penganjuran 2 kali lebih banyak saluran HF dalam jalur frekuensi khusus daripada sistem empat frekuensi, tetapi ia memerlukan antena yang lebih mahal.

Pada RRL talian utama, sebagai peraturan, sistem dwi-frekuensi digunakan. Pelan frekuensi tidak menyediakan selang frekuensi perlindungan antara batang penerimaan (penghantaran) bersebelahan. Oleh itu, isyarat dari batang bersebelahan sukar dipisahkan menggunakan RF. Untuk mengelakkan gangguan bersama antara batang bersebelahan, batang genap atau ganjil berfungsi pada antena yang sama. Dari segi frekuensi, pemisahan frekuensi minimum antara batang penerima dan pemancar yang disambungkan kepada antena yang sama ditunjukkan (98 MHz dalam Rajah 1.3). Sebagai peraturan, batang genap digunakan pada RRL utama, dan batang ganjil digunakan pada cawangan daripadanya. Dalam kes ini, frekuensi penerimaan dan penghantaran antara batang RRL utama diedarkan mengikut Rajah. 1.4, c, dan di antara batang zon RRL dengan sistem empat frekuensi - mengikut Rajah. 1.5, c.

Dalam amalan, pelan kekerapan yang dilaksanakan pada RRL berdasarkan sistem dua frekuensi (empat frekuensi) dipanggil pelan dua frekuensi (empat frekuensi).

Pada RRL terdapat pengulangan frekuensi penghantaran merentasi rentang (lihat Rajah 1.1). Pada masa yang sama, untuk mengurangkan gangguan bersama antara RRS yang beroperasi pada frekuensi yang sama, stesen terletak dalam corak zigzag berbanding arah antara titik akhir (Rajah 1.6). Di bawah keadaan perambatan biasa, isyarat dari RRS1 pada jarak 150 km sangat lemah dan boleh dikatakan tidak boleh diterima di RRS4. Walau bagaimanapun, dalam beberapa kes, keadaan yang menggalakkan timbul untuk penyebaran era. Untuk mengurangkan gangguan sedemikian dengan pasti, sifat arah antena digunakan. Pada laluan antara arah sinaran maksimum antena pemancar RRS1, i.e. Iaitu, arah ke RRS2, dan arah ke RRS4 (arah AC dalam Rajah 1.6) menyediakan sudut lentur pelindung laluan a1 beberapa darjah, supaya dalam arah AC keuntungan antena pemancar pada RRS1 adalah mencukupi kecil.

Soalan untuk mengawal diri

1. Namakan parameter tenaga peralatan geganti radio. Berikan nilai mereka untuk RRL dan TRL.
2. Dalam julat dan frekuensi gelombang radio apakah RRL dan TRL beroperasi? Apakah ciri julat ini?
3. Namakan jenis stesen pada RRL, fungsi utama stesen ini.
4. Apakah tong HF? Dengan ciri apakah HF, TF dan batang TV dibezakan?
5. Terangkan tujuan unsur-unsur rajah blok ORS RRL tiga laras.
6. Terangkan prinsip membina pelan taburan frekuensi RRL. Bandingkan rancangan yang dianjurkan oleh sistem dua dan empat frekuensi.

25.01.2011

Komunikasi geganti radio (dari radio dan relais Perancis - stesen perantaraan), komunikasi radio dijalankan menggunakan rantaian pemancar dan penerimaan stesen radio, biasanya dijarakkan antara satu sama lain pada jarak penglihatan langsung antena mereka. Oleh itu, komunikasi geganti radio adalah jenis komunikasi radio khas pada gelombang ultra pendek dengan geganti isyarat berbilang.

Komunikasi geganti radio pada asalnya digunakan untuk mengatur saluran komunikasi telefon dan televisyen berbilang saluran di mana mesej dihantar menggunakan isyarat elektrik analog. Salah satu talian pertama seperti itu, sepanjang 200 km dengan 5 saluran telefon, muncul di Amerika Syarikat pada tahun 1935. Ia menghubungkan New York dan Philadelphia.
Pada tahun 1932–1934 Di USSR, peralatan transceiver yang beroperasi pada gelombang meter telah dibangunkan, dan talian komunikasi eksperimen Moscow-Kashira dan Moscow-Noginsk telah dicipta. Peralatan "Ketam" domestik pertama, yang digunakan pada talian komunikasi geganti radio merentasi Laut Caspian, antara Krasnovodsk dan Baku (1953–1954), beroperasi dalam julat meter.

Pada tahun-tahun itu, untuk saluran geganti radio, ia dianggap paling sesuai untuk menggunakan modulasi nadi, teknik yang dikuasai dengan baik dalam radar, serentak dengan pemultipleksan masa. Nampaknya, memandangkan tahap perkembangan teknologi pada masa itu, ini menjanjikan kelebihan yang besar. Tetapi satu siri kajian teori dan kajian eksperimen yang dijalankan di Institut Penyelidikan Radio mengesahkan pendapat yang muncul pada masa itu di kalangan pakar dalam bidang komunikasi geganti radio bahawa gabungan modulasi frekuensi dengan pemultipleksan frekuensi akan memungkinkan untuk mencipta talian. yang tidak kalah dengan sistem kabel sepaksi yang paling maju sekalipun. Perlu ditegaskan bahawa apa yang diperkatakan merujuk kepada penghujung 1940-an - awal 1950-an. Dan memandangkan, seperti yang kita ketahui, pembangunan masyarakat dan sains berjalan dalam lingkaran, hari ini teknologi terkini telah memungkinkan untuk kembali kepada kaedah penghantaran digital pada tahap yang lebih tinggi - penghantaran data, telefon digital dan televisyen.

Pada pertengahan 50-an abad yang lalu di Rusia, keluarga Strela peralatan geganti radio telah dibangunkan, beroperasi dalam julat 1600-2000 MHz: "Strela P" - untuk talian pinggir bandar, menyediakan penghantaran 12 saluran telefon; "Strela T" - untuk menghantar satu program televisyen pada jarak 300-400 km dan "Strela M" - untuk saluran batang dengan kapasiti 24 saluran dan panjang sehingga 2500 km. Sebilangan talian geganti radio domestik (RRL) pertama dibina menggunakan peralatan Strela. Berikut adalah sebahagian daripada mereka: Moscow - Ryazan, Moscow - Yaroslavl - Nerekhta - Kostroma - Ivanovo, Frunze - Jalal Abad, Moscow - Voronezh, Moscow - Kaluga, Moscow - Tula.

Perkembangan seterusnya untuk RRL ialah peralatan R-60/120. Ia memungkinkan untuk mencipta 3-6 garisan batang batang sehingga 2500 km panjang untuk penghantaran 60-120 saluran telefon dan pada jarak sehingga 1000 km untuk penghantaran program televisyen dengan pelaksanaan cadangan ICRT dan ICCR mengenai petunjuk kualiti. Talian geganti radio berdasarkan peralatan R-60/120 telah dibina di pelbagai wilayah di USSR. Salah satu yang pertama dan, mungkin, yang terpanjang ialah garisan Moscow - Rostov-on-Don. Peralatan jenis R-60/120, beroperasi dalam julat 2 GHz, bertujuan untuk RRL intra-zon.

Untuk menghantar isyarat televisyen pada jarak jauh, serta isyarat daripada saluran telefon, adalah perlu untuk mencipta peralatan geganti radio untuk RRL talian utama.

RRL utama telah diperuntukkan jalur frekuensi yang sepadan dalam jalur 4 dan 6 GHz. Dalam julat sedemikian, dengan dimensi keseluruhan antena yang sama dan keadaan lain yang sama, kuasa yang dipancarkan ke udara meningkat sebanyak 2.5–3 kali ganda disebabkan oleh keuntungan antena yang tinggi. Ini sangat penting untuk mencapai petunjuk kualiti yang diperlukan bagi isyarat telefon dan televisyen yang dihantar. Sistem geganti radio domestik pertama untuk komunikasi geganti radio tulang belakang ialah sistem R-600 yang beroperasi dalam jalur 4 GHz. Talian penyampai radio utama pertama Leningrad–Tallinn, dilengkapi dengan peralatan R-600, dibina pada tahun 1958, selepas itu pengeluaran bersiri mereka bermula.

Sistem dan peralatan R-600 berfungsi sebagai asas untuk penambahbaikan lagi peralatan geganti radio untuk RRL talian utama. Dalam tempoh 1960-1970 jenis peralatan baharu keluarga R-600 telah dibangunkan, dihasilkan dan mula beroperasi: R-600M, R-6002M, R-600-2MV dan "Rassvet", juga beroperasi dalam julat 4 GHz. Batang televisyen menyediakan penghantaran isyarat video dan audio.

Pembangunan paling penting yang dijalankan di USSR pada pertengahan 60-an ialah penciptaan sistem penyampaian radio tulang belakang berkapasiti tinggi Voskhod. Ia bertujuan, pertama sekali, untuk RRL Moscow-Timur Jauh. Pembangunan sistem komunikasi, peralatan radio, sumber bekalan kuasa terjamin, sistem redundansi dan kaedah untuk memantau kualiti operasi peralatan telah dijalankan dengan mengambil kira kebolehpercayaan talian yang tinggi. Pekali pengiraan operasi boleh servis bagi talian dengan panjang 12,500 km ialah 0.995, dan kehilangan kebolehpercayaan apabila menghantar maklumat binari tanpa perlindungan kod tidak lagi. Peralatan transceiver frekuensi ultra tinggi (gelombang mikro) Voskhod dikendalikan dalam jalur frekuensi 3400-3900 MHz. Semua elemen aktif peralatan Voskhod dibuat pada peranti semikonduktor, dengan pengecualian peringkat keluaran gelombang mikro pemancar dan laluan heterodyne, di mana tiub gelombang perjalanan (TWT) digunakan.

Untuk memastikan kebolehpercayaan yang tinggi, sistem Voskhod menyediakan penggunaan penerimaan jarak ketinggian dengan sistem pemilihan automatik berkelajuan tinggi dan operasi selari pemancar. Sistem penerimaan kepelbagaian, sementara sangat berkesan menyelesaikan masalah memerangi isyarat pudar pada selang RRL, pada masa yang sama memungkinkan untuk menempah penerima stesen secara automatik. Operasi selari pemancar memastikan redundansi automatik mereka dan menggandakan kuasa keluaran pemancar, yang dalam peralatan Voskhod ialah 10 W. Keseluruhan sistem redundansi automatik peralatan transceiver telah ditutup dalam setiap stesen, jadi di Voskhod tidak perlu menghantar sebarang isyarat melalui saluran perkhidmatan untuk mengawal operasi sistem redundansi (seperti yang berlaku dalam sistem geganti radio dengan tapak- sistem redundansi batang oleh tapak). Oleh itu, ciri sistem Voskhod adalah ketiadaan saluran simpanan khas, yang memungkinkan untuk membuat semua saluran radio beroperasi dan, oleh itu, untuk menggunakan jalur frekuensi radio yang diperuntukkan untuk sistem dengan lebih baik.

Sistem Voskhod menyediakan 8 aci kerja jalur lebar, di mana 4 bertujuan untuk berfungsi pada garisan batang utama dan 4 pada cawangan atau lebuh raya persimpangan. Semua batang adalah universal, sama-sama sesuai untuk menghantar isyarat telefon berbilang saluran dan untuk menghantar isyarat program televisyen.

Batang telefon sistem menyediakan penghantaran isyarat daripada saluran HF 1920 dalam kes apabila peralatan stesen perantaraan terletak di dalam kabin di bahagian atas menara (iaitu, dengan pandu gelombang pendek), dan peralatan stesen hab dan terminal terletak di premis berasaskan tanah. Kapasiti batang telefon apabila peralatan diletakkan di premis berasaskan tanah di semua stesen adalah saluran 1020 PM. Di bahagian bawah spektrum kumpulan batang telefon, penghantaran komunikasi perkhidmatan dan isyarat perkhidmatan jauh (teleperkhidmatan) telah disediakan. Sistem teleperkhidmatan memungkinkan untuk mempunyai sehingga 16 stesen perantaraan automatik antara stesen hab bersebelahan.

Batang televisyen sistem memungkinkan untuk menghantar isyarat video dan empat saluran frekuensi tonal (bunyi), diatur pada frekuensi subcarrier dan terletak di atas spektrum isyarat video. Saluran audio tonal ini digunakan untuk kedua-dua isyarat audio siaran televisyen dan radio.

Peringkat penting seterusnya dalam pembangunan teknologi komunikasi geganti radio ialah pembangunan pada tahun 1970 kompleks KURS sistem komunikasi geganti radio bersatu. Kompleks ini meliputi empat sistem komunikasi yang beroperasi dalam jalur 2, 4, 6 dan 8 GHz. Peralatan dalam jalur 4 dan 6 GHz bertujuan untuk saluran geganti radio utama (RRL), dan dalam jalur 2 dan 8 GHz - untuk RRL zon.

Dalam menghantar dan menerima peralatan pelbagai julat frekuensi, unit dan blok bersatu (penguat, pengganda frekuensi, dll.) telah digunakan secara meluas. Kesemuanya dibuat menggunakan peranti semikonduktor yang paling canggih dan komponen lain yang dikeluarkan dalam negara pada masa itu.

Peralatan KURS-4 dan KURS-6 berbeza daripada perkembangan sebelumnya dalam kekompakannya. Sebagai contoh, dalam sistem KURS-4, 4 penerima atau 4 pemancar diletakkan dalam satu rak lebar 600 mm.

Menjelang pertengahan 70-an, saluran penyampaian radio unik telah dibina di negara ini, panjangnya kira-kira 10 ribu km, dengan kapasiti setiap batang bersamaan dengan 14,400 saluran frekuensi suara. Pada tahun-tahun ini, jumlah panjang saluran geganti radio di USSR melebihi 100 ribu km.

Perkembangan terkini di USSR untuk komunikasi geganti radio tulang belakang ialah penciptaan peralatan "Rainbow" generasi baru. Ia termasuk: peralatan transceiver yang beroperasi dalam julat 4 GHz - "Rainbow-4"; peralatan transceiver yang beroperasi dalam julat 6 GHz - "Rainbow-6"; Peralatan redundansi "Rainbow".

Satu generasi baru peralatan bersatu "Rapira-M" telah dibangunkan untuk Raduga, termasuk: peralatan terminal untuk batang telefon dan televisyen; modem FM; peralatan untuk komunikasi rasmi dan teleperkhidmatan.

Sistem geganti radio utama "Raduga-Rapira-M" memungkinkan untuk mencipta sistem geganti radio utama dalam dua julat frekuensi: 4 GHz (dalam julat frekuensi 3400–3900 MHz) dan 6 GHz (dalam julat frekuensi 5670–6170 MHz ).

Dalam setiap julat, adalah mungkin untuk mengatur sehingga tujuh batang kerja dan satu batang simpanan. Untuk setiap aci kerja yang berikut disediakan:
dalam mod penghantaran telefon berbilang saluran (analog) - penghantaran isyarat saluran 1920 HF dan, jika perlu, tambahan 48 saluran HF dalam spektrum 60–252 kHz, serta penghantaran isyarat komunikasi perkhidmatan dalam salah satu batang telefon dalam spektrum 0.3–52 kHz, yang diperlukan untuk operasi biasa RRL;
dalam mod penghantaran televisyen - penghantaran isyarat video dan isyarat 4 saluran audio dan penyiaran.

Parameter teknikal peralatan sistem Raduga-Rapira-M memastikan penunjuk kualiti tinggi dan kebolehpercayaan saluran dan laluan RRL yang dilengkapi dengan peralatan ini.

Oleh itu, di Rusia, sejak zaman USSR, terdapat rangkaian saluran geganti analog dan saluran radio intrazonal yang dibangunkan secara meluas, yang menjadikannya layak secara ekonomi untuk menggunakan stesen geganti radio sedia ada untuk mengatur laluan digital. Pada masa ini, proses menaik taraf talian geganti radio analog kepada yang digital dipanggil pendigitalan.

Bilangan stesen geganti radio (RRS) yang pendigitalannya mungkin termasuk: “Voskhod-M”, “Kurs-4”, “Kurs-6”, “Kurs-4M”, “GTT-70/4000”, “GTT- 70/ 8000", "Rakita-8", "Raduga-4", "Raduga-6", "Raduga-ATs", "Complex", dll. Apabila mendigitalkan RRS ini, peralatan digunakan, biasanya disambungkan pada frekuensi pertengahan daripada 70 MHz. Di samping itu, adalah mungkin untuk menghantar isyarat digital E1 (2048 kbit/s) secara tambahan tanpa mengganggu operasi RRL analog.

Pada akhir abad yang lalu, pelbagai versi modem digital telah dibangunkan pada kelajuan dari 2 hingga 34 Mbit/s. Akibatnya, satu keluarga modem digital telah dicipta untuk RRL analog pada kelajuan: 2.048 Mbit/s, 8.448 Mbit/s, 17 Mbit/s dan 34.368 Mbit/s.

Untuk mengatur penghantaran pelbagai maklumat digital pada kelajuan 8.448 Mbit/s, 17 Mbit/s atau 34.368 Mbit/s, batang bebas daripada maklumat analog telah digunakan. Modem pada kelajuan ini boleh dilengkapi dengan peralatan multipleks dan, dengan itu, menyediakan penghantaran 4, 8 atau 16 aliran digital masing-masing 2.048 Mbit/s, yang sesuai dengan prinsip membina hierarki digital segerak (SDH) .

Semua jenis modem digital menyediakan kawalan isyarat input dan output, pengesanan dan penjanaan isyarat petunjuk kecemasan (SIAS) dan kawalan kadar ralat tanpa gangguan dan dengan gangguan komunikasi. Pengeluaran semua modem digital ini telah dianjurkan, dan mereka menemui aplikasi mereka pada rangkaian RRL sedia ada.

Komunikasi geganti radio ialah jenis komunikasi wayarles khas yang membolehkan data dihantar pada jarak jauh (berpuluh-puluh dan ratusan kilometer), dengan daya pemprosesan yang tinggi (daripada ratusan megabit kepada beberapa gigabit). Penerimaan dan penghantaran data diedarkan pada frekuensi yang berbeza dan berlaku serentak - semua RRL beroperasi dalam mod dupleks penuh.

Dalam artikel hari ini kita akan melihat:

Aplikasi komunikasi geganti radio

Stesen geganti radio (RRS) biasanya digunakan:

• untuk penciptaan lebuh raya tanpa wayar berkelajuan tinggi oleh pembekal, pengendali selular,
• dalam rangkaian korporat yang besar untuk menghantar maklumat melalui jambatan wayarles antara pelbagai jabatan,
• untuk saluran last mile dan tugasan lain yang serupa.

RRS secara perbandinganjarang digunakan dalam segmen SOHO dan oleh individu, kerana penggunaannya paling kerap memerlukan pelesenan dankosnya jauh lebih tinggi daripada peralatan WI-FI, malah kelas pembekal.

Sebagai tambahan kepada prestasi, harga yang tinggi dibenarkan oleh hayat perkhidmatan yang panjang bagi peralatan: kebanyakan model daripada vendor terkemuka stesen geganti radio direka untuk beberapa dekad perkhidmatan (20-30 tahun), termasuk dalam keadaan iklim yang teruk.

Perbezaan utama antara RRL dan komunikasi tanpa wayar melalui Wi-Fi:

• Julat penghantaran isyarat dan piawaian komunikasi sendiri.
• Menggunakan modulasi isyarat yang sangat cekap (256QAM, 1024QAM).
• Jenis penghantaran data - berarah (RRL dilengkapi dengan antena berarah tinggi). Jambatan wayarles kebanyakannya dibina pada geganti radio; pengagihan trafik dalam mod titik ke berbilang titik tidak digunakan.
• Daya pengeluaran tinggi dan julat komunikasi.
• Saluran dupleks penuh.

Di samping itu, dalam komunikasi geganti radio, tidak seperti WiFi konvensional, yang berikut digunakan secara aktif:

• pengagregatan pautan untuk meningkatkan kapasiti rentang;
• lebihan saluran penghantaran untuk meningkatkan kebolehpercayaan sambungan;
• menyampaikan isyarat dari stesen ke stesen untuk meningkatkan julat penghantaran keseluruhan.

Kebaikan dan keburukan saluran komunikasi geganti radio berbanding dengan talian gentian optik:

Kelebihan:

• Keupayaan untuk membina RRL di kawasan yang mempunyai keadaan geografi yang sukar (gunung, gaung, paya, hutan, dll.), di mana meletakkan tulang belakang gentian optik adalah mustahil atau tidak dapat dilaksanakan secara ekonomi.
• Kelajuan pembinaan adalah beberapa hari. Untuk melancarkan RRL, anda hanya perlu memasang stesen di titik permulaan, penghujung dan mungkin perantaraan; anda tidak perlu meletakkan kabel di sepanjang laluan.
• Tiada risiko kegagalan saluran komunikasi disebabkan kerosakan kabel atau kecurian.
• Kos rendah laluan wayarles.

Kelemahan utama talian geganti radio (RRL) berbanding gentian optik - kemustahilan untuk mencapai daya pemprosesan yang benar-benar tinggi. Maksimum yang anda boleh perolehi secara wayarles ialah sehingga 10 Gbps, manakala kelajuan ke atas tulang belakang gentian optik diukur dalam terabait.

Walaupun niche yang sempit, terdapat beberapa jenis stesen geganti radio yang berbeza. Di bawah ini kita akan melihat klasifikasi utama dan ciri umum mereka, serta satu siri geganti radio Ubiquiti yang mempunyai nisbah harga/prestasi optimum untuk segmen pasaran Ukraine.

Kekerapan operasi stesen geganti radio

Julat frekuensi yang boleh digunakan untuk penggunaan RRL adalah sangat luas - daripada 400 MHz hingga 94 GHz. Di Ukraine, stesen geganti radio paling kerap beroperasi pada 5, 7, 8, 11, 13, 18 GHz dan pada frekuensi tinggi (70-80 GHz).

Memandangkan julat frekuensi adalah besar, ciri menggunakan pautan padanya dan ciri komunikasi adalah berbeza. Corak utama boleh dikenal pasti:

Semakin tinggi frekuensi, semakin besar pengecilan isyarat di atmosfera (dalam desibel per kilometer). Benar, pergantungan itu tidak linear - dalam rajah di bawah anda dapat melihat bahawa dalam julat 60 GHz kadar pengecilan mendadak keluar dari skala, kemudian menurun dan meningkat secara beransur-ansur.

Oleh itu, semakin tinggi frekuensi, semakin pendek julat komunikasi. Jika talian geganti radio pada 5 GHz, 7 GHz adalah 40-50 km atau lebih, kemudian pada 70-80 GHz - sehingga 10 km, dan pada 60 GHz - lebih sedikit, disebabkan oleh pengecilan puncak.

Lebih tinggi frekuensi, lebih banyak pengaruh kerpasan pada isyarat. Dalam julat 2-8 GHz, pengaruhnya pada saluran geganti radio yang berkuasa hampir tidak dapat dilihat, dan dalam julat melebihi 40 GHz, hujan menjadi gangguan yang serius. Mari kita lihat graf pergantungan:

Lebih tinggi frekuensi, lebih besar daya pemprosesan boleh dicapai pada talian geganti radio, melalui penggunaan saluran frekuensi lebar dalam julat (56 MHz, 112 MHz dan banyak lagi). Kini julat yang dipanggil V-Band dan E-Band - 60 GHz dan 70-80 GHz - sedang giat dibangunkan. Kelajuan talian geganti radio di sini boleh mencapai 10 Gbit/saat.

Keadaan penggunaan RRL dan julat komunikasi

Pada masa kini, peralatan untuk komunikasi geganti radio line-of-sight digunakan dan dihasilkan terutamanya - stesen mesti terletak dalam apa yang dipanggil zon penglihatan radio antara satu sama lain. Isyarat dari stesen ke stesen seharusnya tidak menghadapi sebarang halangan sepanjang perjalanan, termasuk di zon Fresnel. Untuk meningkatkan jarak penglihatan dan menghalang halangan dan permukaan bumi daripada memasuki zon Fresnel, stesen diletakkan pada tiang tinggi - ini membantu meningkatkan jarak penerbangan.

Tetapi disebabkan kelengkungan semula jadi permukaan Bumi, julat maksimum pautan wayarles antara dua stesen geganti radio biasanya tidak lebih daripada 100 km (di kawasan rata - sehingga 50 km).

Walaupun, dengan rupa bumi yang menggalakkan, anda boleh mencapai lebih banyak - seperti dalam contoh Ubiquiti, yang memanjangkan jambatan wayarles pada AirFiber 5X lebih 225 km ( ):

Juga untuk julat komunikasi, seperti yang kami katakan di atas, julat di mana peralatan geganti radio beroperasi adalah penting:

• Stesen pada frekuensi rendah adalah "jarak jauh", secara purata sehingga 35 km, dalam keadaan baik sehingga 80-100 km.
• Julat komunikasi pada frekuensi tinggi adalah sehingga 10 km.

Teknologi PDH dan SDH

Semua RRL yang sedang digunakan terbahagi kepada dua jenis utama:

• menggunakan teknologi penghantaran PDH (hlm hierarki digital lesiokronik),
• menggunakan teknologi penghantaran SDH (Synchronous Digital Hierarchy).

Penghantaran data melalui geganti radio menggunakan teknologiPDH dalam amalan terdapat 4 jenis aliran:

Secara teori, terdapat juga aliran E5, dengan kelajuan 565 Mbit/s, tetapi dalam praktiknya, menurut cadangan standard G.702, ia tidak digunakan. Oleh itu, 139 Mbit/s sebenarnya adalah daya pemprosesan maksimum teknologi komunikasi geganti radio ini. Tidak hairanlahPDH pada masa ini dianggap sebagai teknologi usang, walaupun masih terdapat cukup RRL berfungsi yang dihasilkan menggunakannya.

Kelemahan ketara kedua ialah pemultipleksan dan penyahmultipleksan berlaku agak perlahan, yang menyebabkan kelewatan pada saluran.

SDH, atau Hierarki Digital Segerak- teknologi baharu yang menyediakan kelajuan penghantaran yang lebih terkini. Apabila mereka bercakap tentang kelajuan peralatan geganti radio dengan teknologiSDH, menggunakan konsep modul pengangkutan segerak - STM. Aliran berkelajuan tinggi dicipta dengan mendarabkan aliran asas STM-1 dengan 4, 16, 64, 256, dsb.

Penamaan aliran	Lebar jalur
STM-1	155 Mbit/s
STM-4	622 Mbit/saat
STM-16	2.5 Gbit/s
STM-64	10 Gbit/s
STM-256	40 Gbit/s
STM-1024	160 Gbit/s

Gambar itu sudah lebih menarik, anda akan bersetuju. DAN STM-1024 belum menjadi had, secara teorinya kelajuannya boleh lebih tinggi.

Pada masa yang sama, peralatan SDH serasi sepenuhnya dengan stesen geganti radio yang direka untuk PDH.

Kebolehpercayaan komunikasi geganti radio

Komunikasi geganti radio dianggap sebagai salah satu kaedah penghantaran data tanpa wayar yang paling boleh dipercayai. Ini dipastikan oleh pelbagai teknologi penghantaran wayarles termaju dan dengan penggunaan aktif saluran komunikasi berlebihan (batang) - yang dipanggil konfigurasi N+1 (1+1, 2+1). Ia boleh jadi:

• sandaran "sejuk", dengan sambungan set tambahan peralatan penerimaan dan penghantaran dalam keadaan mati;
• sandaran "panas", dengan penghantaran data serentak melalui saluran sandaran. Untuk menghapuskan gangguan bersama, saluran dipisahkan dalam ruang (PR - kepelbagaian ruang) atau dalam frekuensi (FR - kepelbagaian frekuensi).

Reka bentuk stesen geganti radio

Stesen geganti radio boleh dibahagikan kepada dua jenis.

Yang pertama ialah stesen geganti radio yang terdiri daripada 3 modul:

• unit dalaman (IDU), dipasang di dalam bangunan berdekatan dengan peralatan telekomunikasi. Unit dalaman bertanggungjawab untuk bekalan kuasa, pemultipleksan, modulasi isyarat, pensuisan, penghantaran data ke rangkaian LAN;
• unit luaran (ODU), yang menukarkan frekuensi isyarat daripada kekerapan perkhidmatan kepada kekerapan penghantaran akan dijalankan, dan sebaliknya, menguatkan kuasa pemancar jika perlu, dsb.;
• antena transceiver.

Di sini adalah perlu untuk menjelaskan bahawa pengeluar mengagihkan fungsi secara berbeza antara unit dalaman dan luaran, sehingga modul dalaman mungkin hanya mempunyai fungsi bekalan kuasa, perlindungan dan sambungan ke rangkaian LAN, manakala kebanyakan fungsi aktif dipindahkan ke unit luaran.

Unit luaran dan dalaman disambungkan dengan kabel sepaksi, antena dan modul luaran boleh disambungkan terus atau juga menggunakan kabel. Salah satu kelemahan jelas reka bentuk ini ialah sambungan kabel, yang membawa kepada kerugian pada laluan dari pemancar ke antena, serta penukaran dua kali isyarat dari frekuensi ke frekuensi.

Jenis kedua stesen geganti radio ialah sistem bersepadu, di mana semua fungsi tertumpu pada unit luar. Antena di dalamnya boleh terbina dalam, disambungkan terus ke pemancar, ataumenggunakan kabel RF - semua ini mengurangkan kerugian dengan ketara berbanding sambungan kabel konvensional yang agak panjang.RRL jenis kedua adalah lebih padat.

Contoh stesen geganti radio bersepadu ialah siri AirFiber dari Ubiquiti.

Stesen geganti radio moden Ubiquiti - AirFiber

Beberapa tahun yang lalu, vendor Amerika yang pakar dalam pengeluaran peralatan wayarles melancarkan peranti gred pembawa ke pasaran - stesen geganti radio Ubiquiti AirFiber. Model pertama beroperasi dalam jalur 24 GHz, sedikit kemudian peranti untuk 5 GHz dikeluarkan, dan sedikit kemudian - satu talian AirFiber X, yang kini mempunyai model untuk beberapa kumpulan.

Stesen geganti radio AirFiber menjadi acara yang benar-benar revolusioner pada masa itu: syarikat menawarkan daya pemprosesan sehingga 1.5 Gbit/s dalam dupleks penuh (750 Mbit/s sehala) pada jarak sehingga 13 km pada harga yang sangat berpatutan (untuk peralatan kelas ini).

Di stesen penyampai radio Ubiquiti:

• dikumpulkan dalam satu bangunan luaran, unit dalaman dan antena (untuk siri AirFiber, untuk AirFiber X - antena luaran);
• teknologi yang digunakan MIMO XPIC(dengan penindasan gangguan polarisasi silang) untuk meningkatkan kapasiti saluran;
• digunakan modulasi adaptif untuk meningkatkan kebolehpercayaan komunikasi dalam semua keadaan cuaca;
• tiada kerugian dalam laluan penyuap antena, terima kasih kepada sambungan langsung modul, tanpa menggunakan kabel- dalam model dengan antena terbina dalam;
• kehilangan yang lebih rendah dalam laluan penyuap antena dalam model dengan antena luaran - disebabkan oleh panjang kabel penyambung yang sangat pendek;
• isyarat dijana serta-merta pada frekuensi sinaran, tanpa menggunakan frekuensi perantaraan, yang juga meningkatkan kecekapan operasi.

Ilustrasi teknologi modulasi penyesuaian:

Kini syarikat itu menghasilkan 4 model RRL dengan antena terbina dalam dan 6 model tanpa antena, yang mana antena amplifikasi berbeza boleh disambungkan.

Model	Penampilan	Antena	Julat	Kelajuan	Julat	Keanehan
		Terbina dalam, 23 dBi, 6	100 km	1.2 Gbit/s	5.470 - 5.875 GHz	1024QAM MIMO HDD (half duplex), FDD (dupleks penuh)
		Terbina dalam, 23 dBi, 6°, polarisasi serong dwi	100 km	1.2 Gbit/s	5.725 - 6.200 GHz	1024QAM HDD (half duplex), FDD (dupleks penuh)
		Terbina dalam, 33 dBi, 3.5°, polarisasi serong dwi	13 km	1.4 Gbit/s	24.05 - 24.25 GHz	64QAM HDD (half duplex), FDD (dupleks penuh)
		Terbina dalam, 33 dBi, 3.5°, polarisasi serong dwi	20 km	2 Gbit/s	24.05 - 24.25 GHz	256QAM HDD (half duplex), FDD (dupleks penuh)
		Luaran. Model yang sesuai:	200 km	500 Mbit/s	2.300 - 2.700 GHz	1024QAM

6. Asas membina talian geganti radio analog. Asas membina sistem dan rangkaian telekomunikasi

6. Asas membina talian geganti radio analog

6.1. Prinsip untuk membina talian geganti radio garis pandang

Sistem penghantaran radio di mana isyarat telekomunikasi dihantar menggunakan stesen geganti terestrial dipanggil sistem penghantaran geganti radio .

Sepanjang enam dekad pembangunannya, talian geganti radio (RRL) telah menjadi cara yang berkesan untuk menghantar tatasusunan besar pada jarak beribu-ribu kilometer, bersaing dengan cara komunikasi lain, termasuk kabel dan satelit, dan berjaya melengkapkannya.

Hari ini, RRL telah menjadi bahagian penting dalam rangkaian telekomunikasi - jabatan, korporat, serantau, nasional dan juga antarabangsa, kerana ia mempunyai beberapa kelebihan penting, termasuk:

• keupayaan untuk memasang peralatan dengan cepat dengan kos modal yang rendah;
• kos efektif, dan kadangkala satu-satunya, kemungkinan menganjurkan komunikasi berbilang saluran di kawasan yang mempunyai rupa bumi yang sukar;
• kemungkinan penggunaan untuk pemulihan kecemasan komunikasi sekiranya berlaku bencana, semasa operasi menyelamat dan dalam kes lain;
• keberkesanan menggunakan rangkaian digital yang meluas di bandar-bandar besar dan zon perindustrian di mana meletakkan kabel baru terlalu mahal atau mustahil;
• kualiti penghantaran maklumat yang tinggi melalui RRL, boleh dikatakan tidak kalah dengan talian gentian optik dan talian kabel lain.

Talian komunikasi geganti radio moden memungkinkan untuk menghantar program televisyen dan pada masa yang sama ratusan dan ribuan mesej telefon. Aliran maklumat sedemikian memerlukan jalur frekuensi sehingga beberapa puluh dan kadangkala ratusan megahertz dan, oleh itu, membawa sekurang-kurangnya beberapa gigahertz. Adalah diketahui bahawa isyarat radio pada frekuensi ini dihantar dengan berkesan hanya dalam jarak penglihatan. Oleh itu, untuk komunikasi dalam jarak jauh dalam keadaan daratan, perlu menggunakan geganti isyarat radio. Talian geganti radio garis pandang kebanyakannya menggunakan penyampaian aktif, di mana isyarat dikuatkan.

Panjang rentang R antara stesen bersebelahan bergantung pada profil rupa bumi dan ketinggian pemasangan antena. Biasanya ia dipilih berhampiran dengan jarak garis pandang R0, km. Untuk permukaan sfera Bumi yang licin dan tanpa mengambil kira pembiasan atmosfera:

(6.1)

dengan h 1 dan h 2 ialah ketinggian penggantungan antena pemancar dan penerima, masing-masing (dalam meter). Dalam keadaan sebenar, dalam kes rupa bumi yang sedikit kasar, R 0 = 40...70 km, dan h 1 dan h 2 ialah 50...80 m. Prinsip komunikasi geganti radio ditunjukkan dalam Rajah 1.1, di mana radio stesen geganti tiga jenis diperhatikan: terminal (ORS), perantaraan (PRS) dan nodal (URS).

Span (selang) RRL ialah jarak antara dua stesen terdekat.

Bahagian RRL (bahagian)- ini ialah jarak antara dua stesen servis terdekat (URS atau ORS).

OPC menukarkan mesej yang tiba melalui talian trunk dari pertukaran telefon jarak jauh (MTS), bilik kawalan televisyen jarak jauh (ITA) dan bilik kawalan siaran jarak jauh (IBA) kepada isyarat yang dihantar melalui RRL, serta penukaran terbalik. Laluan penghantaran isyarat linear bermula dan berakhir di OPC.

Dengan bantuan URS, masalah percabangan dan penggabungan aliran maklumat yang dihantar melalui RRL yang berbeza biasanya diselesaikan, di persimpangan di mana URS terletak. URS juga termasuk stesen RRL di mana telefon, televisyen dan isyarat lain adalah input dan output, yang melaluinya kawasan berpenduduk yang terletak berhampiran URS disambungkan dengan titik lain pada talian yang sama.

Di ORS dan URS sentiasa ada kakitangan teknikal yang berkhidmat bukan sahaja stesen ini, tetapi juga memantau dan mengurus ORS terdekat menggunakan sistem teleservice khas. Bahagian RRL (300...500 km) antara stesen servis yang berdekatan dibahagikan kira-kira separuh supaya satu bahagian stesen perantaraan dimasukkan ke dalam kawasan teleperkhidmatan satu URS.

Dengan bantuan RRL, tugas berikut diselesaikan:

1. Penciptaan garisan batang tetap untuk menghantar aliran maklumat yang besar pada jarak beberapa ribu kilometer. Dalam kes ini, sistem kapasiti besar digunakan. RRL talian utama biasanya berbilang laras. Tong RRL– satu set peranti transceiver, laluan penyuap antena dan media penyebaran.

2. Penggunaan RRL pegun untuk mengatur komunikasi intra-zon. Garisan ini mempunyai panjang sehingga 600...1400 km. Di sini, RRS berkapasiti sederhana digunakan, yang dalam kebanyakan kes direka untuk menghantar isyarat siaran televisyen dan radio. Selalunya talian ini adalah berbilang batang dan bercabang daripada RRL utama.

3. Penggunaan RRL dalam rangkaian komunikasi tempatan (daerah dan bandar). RRL berkapasiti rendah digunakan terutamanya di sini.

4. Menyediakan, dengan bantuan RRL berbilang saluran, komunikasi perkhidmatan untuk pengangkutan kereta api, saluran paip gas, saluran paip minyak, talian bekalan kuasa dan sistem lain yang meliputi wilayah yang besar.

5. Menyediakan komunikasi mudah alih yang digunakan dalam hal pembaikan atau pemodenan RRL tetap dan talian komunikasi kabel (CLS), serta untuk tujuan lain.

6. Sambungan stesen pangkalan dan pusat pensuisan sebagai sebahagian daripada sistem komunikasi mudah alih.

Klasifikasi RRL.

Garisan penglihatan geganti radio boleh dikelaskan mengikut pelbagai ciri dan ciri.

Berdasarkan kaedah pemisahan saluran dan jenis modulasi pembawa, kita boleh membezakan:

1. RRL dengan pembahagian saluran frekuensi (FDM) dan modulasi frekuensi (FM) pembawa harmonik.
2. RRL dengan saluran pembahagian masa (TDK) dan modulasi nadi analog, yang kemudiannya memodulasi frekuensi pembawa.
3. Talian geganti radio digital (DRRL), di mana, tidak seperti kes sebelumnya, denyutan (sampel mesej) dikuantisasi mengikut tahap dan dikodkan.

Berdasarkan julat frekuensi operasi (pembawa), RRL dibahagikan kepada garis julat desimeter dan julat sentimeter. Dalam julat ini, dengan keputusan SCRF pada April 1996, jalur 8 (7.9-8.4) telah ditentukan untuk RRL baharu; 11 (10.7-11.7); 13 (12.75-13.25); 15 (14.4-15.35); 18 (17.7-19.7); 23 (21.2-23.6); 38 (36.0-40.50) GHz.

Walau bagaimanapun, di Rusia, talian yang dibina sebelum ini dalam julat 1.5-2.1 akan digunakan untuk masa yang lama; 3.4-3.9; 5.6-6.4 GHz. Pada masa yang sama, adalah mungkin untuk menggantikan peralatan usang dengan RRS moden.

RRS baharu juga digunakan dalam julat 2.3-2.5 GHz. Kemungkinan menggunakan julat 2.5-2.7 dan 7.25-7.55 GHz sedang diterokai.

Semakin rendah julat, semakin besar julat komunikasi boleh dicapai dengan ciri tenaga yang sama bagi peralatan, tetapi peralihan kepada julat tinggi membolehkan anda mengembangkan jalur frekuensi maklumat, iaitu daya pemprosesan sistem.

Meningkatkan kecekapan penggunaan sumber julat frekuensi telah menjadi salah satu keperluan yang paling penting untuk peralatan RRL. Di negara kita, ketepuan komunikasi geganti radio masih jauh lebih rendah daripada di negara asing, di mana pembangunan intensif semua julat sehingga 40 GHz sedang dijalankan. Kecekapan menggunakan sumber frekuensi julat ditentukan oleh faktor berikut:

1. Lebar jalur transceiver yang diperlukan, yang ditentukan oleh jumlah maklumat yang dihantar, kaedah modulasi yang dipilih dan tahap penstabilan frekuensi pemancar.

2. Parameter keserasian elektromagnet (pelemahan kepekaan di sepanjang saluran penerimaan sisi, penindasan keluar jalur dan pelepasan palsu).

3. Kemungkinan penggunaan penuh bagi keseluruhan bahagian julat yang diperuntukkan, yang disediakan oleh penggunaan pensintesis frekuensi sebagai sebahagian daripada stesen.

Menurut klasifikasi yang diterima sekarang, sistem geganti radio (RRS) dibahagikan kepada sistem kapasiti besar, sederhana dan rendah.

Sistem geganti radio berkapasiti tinggi biasanya termasuk sistem yang memungkinkan untuk mengatur 600 atau lebih saluran PM dalam satu batang. Jika sistem geganti radio membenarkan penganjuran saluran 60-600 atau kurang daripada 60 PM, maka sistem ini masing-masing diklasifikasikan sebagai sistem berkapasiti sederhana dan rendah.

Sistem geganti radio yang membenarkan penghantaran isyarat imej televisyen, serta isyarat penyiaran audio dan bunyi televisyen dalam satu saluran, diklasifikasikan sebagai sistem berkapasiti besar dan sederhana.

Berdasarkan kelajuan penghantaran maklumat, RRL digital boleh dibahagikan kepada dua kumpulan utama.

RRS berkelajuan rendah. Ini termasuk RRS domestik dan sebahagian besar RRS asing yang ditawarkan di Rusia (kira-kira lima puluh daripadanya mempunyai sijil Rusia).

RPC sedemikian direka untuk trafik sehingga 16E1 (atau E3). Ambil perhatian bahawa hanya beberapa tahun yang lalu, RRL dengan trafik E3 dianggap berkelajuan sederhana, tetapi hari ini ia adalah stesen rangkaian digital "peringkat rendah", yang menyediakan keupayaan untuk menukar (kadang-kadang secara pemprograman) hasil daripada E1 atau 2E1 hingga 8E1 atau 16E1.

Ia menjadi tidak menguntungkan untuk menghasilkan RRS khusus untuk menghantar hanya aliran E1 atau kurang, dengan pengecualian beberapa aplikasi baru, sangat khusus dan setakat ini jarang berlaku (penghantaran E1 dengan isyarat seperti bunyi, stesen pengedaran untuk sistem akses, dan lain).

RRS berkelajuan tinggi. RPC ini pada masa ini dicipta hampir secara eksklusif berdasarkan teknologi SDH dan mempunyai kelajuan penghantaran dalam satu batang 155.52 Mbit/s (STM-1) dan 622.08 Mbit/s dalam satu batang (STM-4).

Sebelum ini, RRL diklasifikasikan sebagai kelajuan tinggi untuk transmisi E4 (iaitu, 139.254 Mbit/s) dalam rangkaian PDH, tetapi RRL baharu dibina berdasarkan teknologi SDH, iaitu, dengan kelajuan penghantaran 155.52 Mbit/s , walaupun mereka menyediakan keupayaan untuk menghantar 140 Mbit/s Dengan.

RRL berkelajuan tinggi digunakan untuk membina garisan batang dan zon, sebagai sisipan radio dalam talian gentian optik di kawasan yang mempunyai rupa bumi yang sukar, untuk menghubungkan talian gentian optik (STM-4 atau STM-16) dengan rangkaian digital tempatan yang disertakan, serta bagi lebihan talian gentian optik, dan sebagainya.

Antara RRS berkelajuan tinggi, dua kumpulan boleh dibezakan, berbeza dalam tujuan, sifat, konfigurasi, reka bentuk, dan sebagainya.

Ini adalah, pertama, saluran radio berbilang saluran, biasanya direka untuk menghantar sehingga 6-7 aliran STM-1 melalui saluran radio selari, yang mana 1 atau 2 adalah sandaran (konfigurasi peralatan "3+1", "7+1" atau 2∙( 3+1)). Panjang RRL adalah, sebagai peraturan, besar - ratusan kilometer atau lebih.

Kedua, RRS, direka untuk cawangan dari saluran batang yang diperlukan untuk mewujudkan rangkaian zon dan rangkaian jabatan tempatan yang kecil, serta untuk menghantar aliran STM-1 (155 Mbit/s) di bandar-bandar besar. Untuk cawangan ini, sebagai peraturan, jalur 7, 8, dan kurang kerap 11 GHz digunakan, dan untuk komunikasi di bandar besar, jalur 15, 18, 23 GHz digunakan. Dari segi konfigurasi, ini biasanya RRL berlaras dua pada kelajuan STM-1, salah satu tong adalah rizab satu (mengikut skema "1+1").

Kumpulan RRS berkelajuan tinggi yang menggunakan teknologi SDH ini termasuk RRS dengan kadar pemindahan maklumat 51.84 Mbit/s (STM-0), yang kadangkala dipanggil "kelajuan sederhana". Mereka memudahkan pelaksanaan cawangan dari talian penghantaran segerak, membolehkan anda meningkatkan dengan ketara keupayaan untuk membina rangkaian SDH pelbagai konfigurasi, maklumat cawangan dari talian gentian optik atau RRL ke rangkaian akses pengguna, menyambung sehingga 21 aliran E1 ke rangkaian SDH, serta aliran E3.

6.2. Struktur sistem penghantaran radio

Sistem penghantaran radio RSP difahami sebagai satu set cara teknikal yang memastikan pembentukan saluran penghantaran standard dan laluan kumpulan rangkaian BSS utama, serta laluan linear di mana isyarat telekomunikasi dihantar melalui gelombang radio di ruang terbuka Rajah 6.2

Menggunakan RSP moden, anda boleh menghantar sebarang jenis maklumat: telefon, telegraf dan mesej fototelegraf, program penyiaran televisyen dan bunyi, halaman akhbar, maklumat digital dan sebagainya.

Seperti sistem penghantaran berwayar, sebahagian besar RSP adalah berbilang saluran. Dalam kes ini, kekerapan atau pembahagian masa isyarat biasanya digunakan.

Rajah 6.2. Gambarajah blok umum bagi RSP berbilang saluran

Saluran radio termasuk peralatan penghantaran dan penerimaan, laluan penyuap antena dan medium perambatan. Peralatan terminal termasuk modem dan peralatan untuk menyambung RRL dan talian penyambung (penguat, pembetul, pra-penekanan dan litar pemulihan).

6.2.1. RRL berbilang tong. Pelan kekerapan

Pelan pengedaran frekuensi ialah paparan pada paksi frekuensi kemungkinan nilai frekuensi operasi (penerimaan dan penghantaran), serta (dalam beberapa kes) frekuensi pengayun tempatan.

Daya pengeluaran RRL boleh ditingkatkan beberapa kali kerana pembentukan batang baru. Untuk melakukan ini, set peralatan transceiver tambahan dipasang di stesen, dengan bantuan laluan frekuensi tinggi yang baharu dibuat. Frekuensi pembawa yang berbeza digunakan untuk isyarat dari batang yang berbeza. Keseluruhan sistem RRL berbilang tong disusun sedemikian rupa sehingga semua tong berfungsi secara bebas antara satu sama lain, dan sebaliknya boleh ditukar ganti. Prinsip ini memungkinkan untuk memastikan ketepatan penghantaran mesej yang diperlukan dalam setiap batang dan meningkatkan kebolehpercayaan keseluruhan talian secara keseluruhan. Pada masa yang sama, meningkatkan daya pengeluaran RRL disebabkan oleh operasi berbilang batang tidak membawa kepada peningkatan berkadar dalam kos talian, kerana banyak komponen talian yang sangat boleh dipercayai (antena, struktur stesen, sokongan untuk antena gantung, kuasa bekalan, dsb.) adalah biasa kepada semua batang.

Sebagai contoh untuk menerangkan prinsip mengatur operasi berbilang tong, mari kita pertimbangkan pilihan RRL bagi tiga batang dupleks. Rajah 1.3 menunjukkan gambarajah blok yang dipermudahkan bagi peralatan utama bagi tiga stesen talian ini: ORS, PRS, dan URS. Litar mengandungi: pemancar (P); penerima (R); peranti terminal (TD), termasuk modem, penguat dan elemen lain yang menukar mesej telefon kumpulan (TF) atau komponen televisyen dan isyarat penyiaran audio (TV, AV) kepada isyarat laluan linear, serta penukaran terbalik: sistem penapis laluan jalur (PF ), setiap satunya mempunyai jalur ketelusan sepadan dengan satu batang dalam komunikasi sehala; dalam mod penghantaran, PF menyediakan pengasingan pemancar yang diperlukan (sistem PF ini mempunyai indeks pertama 1, iaitu, ia ditetapkan PF 11, PF 12, PF 13; perubahan dalam indeks kedua mencerminkan perubahan penerimaan dan frekuensi penghantaran mengikut pelan dua frekuensi); dalam mod penerimaan, sistem PF adalah penapis pemisah: daripada jumlah isyarat RF, setiap penapis laluan jalur sistem memilih isyarat satu saluran dan menghantarnya ke penerima yang sepadan (sistem PF ini mempunyai indeks pertama 2, iaitu, mereka ditetapkan PF 21, PF 22, PF 23); peranti penyahgandingan (ID), yang tugasnya adalah untuk mengurangkan lagi pengaruh bersama laluan penghantaran dan penerimaan: beberapa elemen laluan ini, seperti penyuap dan antena (A), biasanya biasa. Peralatan input/output isyarat (I/O) menyediakan penyelesaian kepada tugas khusus untuk URS - bercabang dan menggabungkan aliran maklumat.

Sebagai contoh penggunaan skema, pertimbangkan dalam Rajah 6.3 penghantaran mesej telefon kumpulan (TF) dalam satu arah komunikasi. Mesej ini dijana dalam peralatan pengagregatan saluran (CAE) dan dihantar ke OPC melalui talian penyambung. Dengan bantuan op-amp dan P, isyarat TF ditukar menjadi isyarat RF kuasa yang diperlukan, yang, melalui salah satu penapis laluan jalur sistem PF 11 dan RU, memasuki antena A dan dipancarkan ke arah daripada PRS. Di sini isyarat batang ini melepasi secara berurutan melalui elemen A, RU, PF 22 dan sekumpulan penerima. Menggunakan salah satu Pr dan Op-Amp, isyarat RF batang ini boleh ditukar menjadi isyarat TF dan dihantar ke ABB.

Di sini, saluran TF sehala boleh diedarkan ke dalam kumpulan, salah satunya, sebagai contoh, boleh dihantar ke MTS terdekat, manakala yang lain boleh menjadi sebahagian daripada batang TF baharu dan dihantar melalui saluran radio yang berbeza. Di samping itu, penghantaran transit melalui URS isyarat lengkap batang yang dianjurkan pada ODS dalam satu arah atau yang lain adalah mungkin. Dalam kes ini, isyarat dari Pr ke P boleh memintas op-amp dan ABB.

Rajah 6.3. Gambar rajah blok dipermudahkan RRL yang terdiri daripada tiga batang dupleks.

Ambil perhatian bahawa apabila memodulasi parameter pembawa tertentu dengan mesej telefon kumpulan, dua kaedah digunakan terutamanya:

1. Modulasi oleh komunikasi kumpulan ayunan frekuensi perantaraan (modulator dalam op-amp) dan transposisi hasil yang diperolehi ke dalam rantau HF (dalam pemancar).

2. Modulasi langsung melalui mesej kumpulan salah satu parameter pembawa HF (modulator - dalam pemancar).

Pilihan terakhir digunakan, khususnya, pada RRL digital.

Pada masa ini, penerimaan dan penghantaran isyarat ke stesen dalam setiap arah komunikasi dijalankan terutamanya di sepanjang laluan penyuap antena biasa (biasanya antena dan penyuap adalah jalur lebar lebih daripada isyarat dari satu saluran), dan pengasingan penerimaan dan penghantaran yang diperlukan ialah disediakan bukan sahaja oleh penapis, tetapi dan pelbagai peranti bukan salingan, iaitu peranti yang sifatnya bergantung pada arah perambatan gelombang elektromagnet. Peranti ini termasuk, khususnya, injap ferit dan pengedar yang digunakan secara meluas. Di samping itu, untuk memastikan penyahgandingan berkesan laluan penghantaran dan penerimaan, serta batang bersebelahan, banyak RRS moden menggunakan gelombang polarisasi yang berbeza (mendatar dan menegak). Dalam kes ini, pemilih polarisasi digunakan sebagai peranti kawalan, sebagai contoh. Litar dalam Rajah 6.3 dibina dengan mengambil kira pelan dwi-frekuensi yang disyorkan oleh CCIR (kini ITU) dengan kumpulan frekuensi penghantaran dan penerimaan: kumpulan isyarat yang dihantar dan diterima di setiap stesen melalui pelbagai sistem penapis laluan jalur, contohnya, pada PRS - ini ialah PF 12 dan PF 21. Ambil perhatian bahawa, dari segi struktur, sistem PF dengan indeks kedua pertama tetapi serupa yang berbeza, contohnya PF 11 dan PF 21, boleh dibuat dengan agak serupa.

Mari kita pertimbangkan salah satu pilihan untuk pelan frekuensi tertentu dan beberapa contoh litar laluan penyuap antena (AFT) untuk sistem berbilang batang. Rajah 6.4 a menunjukkan pelan pengedaran frekuensi yang digunakan dalam sistem geganti radio utama "Voskhod", "Rassvet-2", "Kurs-4", beroperasi dalam julat 3.4...3.9 GHz, dalam sistem "Kurs-6". , beroperasi dalam julat 5.67 …6.17 GHz dan dalam sistem zon Kurs-8 yang beroperasi dalam julat 7.9…8.4 GHz. Penarafan frekuensi operasi tertentu boleh didapati dalam mana-mana buku rujukan RRL. Pelan ini membolehkan sehingga lapan batang jalur lebar dupleks dianjurkan pada sistem dwi-frekuensi. Setiap batang boleh digunakan untuk mengatur saluran telefon (sehingga 1920) atau untuk menghantar satu program televisyen. Seperti yang dapat dilihat daripada Rajah 6.4 a, frekuensi pembawa batang (f 1,f 2,...,f 16 diplot pada paksi f c) dijarakkan pada selang yang berganda F = 14 MHz. Pelan ini direka bentuk untuk frekuensi pertengahan Ff = 5F = 70 MHz. Dalam kes ini, frekuensi pengayun tempatan (ditandakan dengan titik pada paksi fg) terletak dalam selang antara frekuensi operasi batang, dan frekuensi saluran cermin (ditandakan dengan titik pada paksi fz) terletak dalam jalur yang diperuntukkan untuk sistem. Frekuensi penerimaan dan penghantaran dalam satu batang dupleks dipisahkan oleh 19F = 266 MHz. Untuk saluran frekuensi bersebelahan dalam julat hampir 4 dan 6 GHz, antena yang berbeza dan jenis polarisasi gelombang yang berbeza harus digunakan - mendatar (g) dan menegak (v). Taburan gelombang melalui polarisasi pada frekuensi penerimaan (f r) dan penghantaran (f p) sepatutnya sepadan dengan Rajah 6.4, a, b atau c. Biasanya, batang dibahagikan kepada dua kumpulan berselang-seli. Satu kumpulan batang, contohnya dengan nombor ganjil, digunakan untuk garisan utama, dan satu lagi (dengan nombor genap) digunakan untuk garisan yang merupakan cabang daripada garisan utama, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 6.5 a. Contoh kepelbagaian isyarat merentas antena berbeza pada PRS untuk enam batang dupleks ditunjukkan dalam Rajah 6.5 b. Pelan frekuensi dalam Rajah 6.4, a memperuntukkan bahawa perbezaan antara frekuensi batang bersebelahan dalam satu antena ialah 4F = 56 MHz, dan dalam antena yang berbeza – 2F = 28 MHz; perbezaan antara frekuensi pembawa penerima dan pemancar terdekat dalam antena berbeza ialah 5F = 70 MHz, dalam satu antena – 7F = 98 MHz. Ambil perhatian bahawa sistem Kurs-8, beroperasi dalam julat 7.9...8.4 GHz dengan susun atur AFT yang sesuai (Rajah 6.6), membenarkan operasi lapan batang dupleks bagi setiap antena. Pemisahan isyarat daripada saluran yang berbeza mengikut kekerapan, dengan polarisasi dan di sepanjang pelbagai cabang laluan penyuap antena, serta pilihan frekuensi yang sesuai bagi pengayun tempatan tempatan - semua ini bersama-sama memastikan gangguan intra-sistem yang minimum tanpa mengembang dengan ketara selang frekuensi antara saluran.

Rajah 6.4. Pelan pengagihan frekuensi dan gelombang polarisasi yang berbeza dalam sistem Voskhod, Rassvet-2, Kurs-4, Kurs-6, Kurs-8.

Rajah 6.5. Contoh taburan frekuensi dan gelombang polarisasi berbeza pada URS (a) dan PRS (b)

6.2.2. Laluan penyuap antena

Rajah 6.6 menunjukkan varian konfigurasi sistem AFT, yang melaksanakan pelan kekerapan yang ditunjukkan dalam Rajah 6.4, a. Dalam kes ini, penggunaan berulang AFT dicapai melalui penggunaan semua kaedah pemilihan gelombang radio yang diketahui: mengikut kekerapan, dengan polarisasi dan mengikut arah perambatan (skim pemisahan tiga peringkat).

Unsur-unsur rajah blok dalam Rajah 6.6 ialah:

Penerima yang disambungkan ke RF 1 dan RF 3, dan pemancar yang disambungkan ke RF 2 dan RF 4, menyediakan komunikasi dupleks dalam satu arah. Laluan isyarat (pada pembawa f 1 ... f 16) setiap batang boleh dikesan dengan mudah mengikut rajah, berpandukan arah anak panah yang sepadan.

RRL garis pandang yang beroperasi dalam julat gelombang mikro menggunakan antena parabola tanduk (RPA), periskop dan parabola (cermin tunggal dan cermin dua). Pilihan satu antena atau yang lain bergantung bukan sahaja pada jenis peralatan, tetapi juga pada kapasiti RRL. Ini juga menentukan komposisi dan struktur AFL. Jika, sebagai contoh, talian tidak termasuk 8, tetapi 4 batang, maka setiap penapis polarisasi melalui VE dan GE boleh disambungkan terus ke salah satu RF. Dalam penjelmaan lain, apabila tiada pemisahan polarisasi, pandu gelombang luaran boleh disambungkan kepada dua RF (satu beroperasi untuk penghantaran, satu lagi untuk penerimaan) melalui FC.

Penapis pemisah, seperti keseluruhan AFT, membenarkan pelbagai pilihan reka bentuk. Baru-baru ini, RF yang menggunakan pengedar ferit (FC) telah menjadi semakin meluas.

6.3. Peralatan untuk talian geganti radio garis pandang dengan pembahagian frekuensi dan modulasi frekuensi (FRK-FM)

Peralatan komunikasi radio pemancar. Transceiver heterodyne, yang dibina berdasarkan pemancar dengan penukar frekuensi dan penerima superheterodyne, digunakan secara meluas dalam peralatan RRL.

Gambar rajah dipermudah bagi stesen transceiver terminal ditunjukkan dalam Rajah 6.6

Seperti berikut daripada Rajah 6.2 dan Rajah 6.6, isyarat kumpulan (GS) daripada sistem penghantaran berbilang saluran dibekalkan kepada peranti penggabung isyarat kumpulan (UOGS), iaitu gelombang penapis. Peranti ini boleh menggabungkan HS yang terletak di kawasan frekuensi tidak bertindih.

Seterusnya, isyarat dikuatkan dalam penguat isyarat kumpulan (GSA), terhad dalam amplitud dalam penguat pengehad (AO) dan disalurkan ke litar predistorter (PC). Pra-penekanan diperkenalkan untuk menyamakan nisbah P c / P w merentas keseluruhan spektrum HS. Dalam modulator frekuensi (FM), frekuensi perantaraan dimodulasi (Ff biasanya dipilih bersamaan dengan 70 MHz) dengan isyarat kumpulan.

Jalur frekuensi laluan RF (FFM) yang diperlukan untuk menghantar isyarat FM boleh ditentukan menggunakan formula Carson:

, (6.2)

di mana f in ialah kekerapan atas isyarat pemodulatan.

Rajah 6.6. Gambarajah blok dipermudahkan peralatan transceiver.

Sisihan frekuensi berkesan pada output modulator, yang diperoleh apabila isyarat sinusoidal pengukur (dengan frekuensi 800 Hz) dengan kuasa 1 mW (paras sifar) digunakan pada input mana-mana saluran telefon (paras sifar) dipanggil sisihan berkesan setiap saluran - Δf k Menurut cadangan CCIR (kini ITU) dalam RRS berbilang saluran moden, bergantung kepada bilangan saluran N, gunakan ∆f k sama dengan 200, 140 atau 100 kHz. Biasanya, semasa proses menyediakan peralatan, nilai ∆f k ditetapkan apabila menggunakan litar pra-penekanan (PC) pada input dan bukannya U gr (t), isyarat pengukur dengan frekuensi yang tiada pra -penekanan dalam PC. Oleh itu, ∆f k dipanggil nilai berkesan sisihan yang dicipta oleh tahap isyarat mengukur satu saluran PM pada frekuensi herotan sifar.

, (6.3)

di mana Khm ialah kecerunan ciri modulasi; R meas = 1 mW – kuasa purata bagi isyarat pengukur pada rintangan R. Oleh kerana, jika U gr (t) dan isyarat pengukur diperuntukkan pada rintangan yang sama R, dan , Itu

, (6.4)

di mana ∆f e dan ∆f k diukur dalam kHz, dan P avg ialah kuantiti tanpa dimensi secara berangka sama dengan P avg dalam mW. Jika galangan keluaran penjana pengukur aktif dan bertepatan dengan galangan input saluran (600 Ohm), maka nisbah P av / P meas dalam dB sepadan dengan tahap

di mana . Oleh itu, bukannya (1.3.3) kita boleh menulis

. (6.6)

Pada N > 240, apabila p av = -15 + 10 log(N), dB, mengikut (6.6) kita memperoleh atau

,

Dalam RRS moden dengan nilai N=600 ∆f k =200 kHz; pada N = 1920 ∆f hingga 140 kHz.

Bengkel untuk menyelesaikan masalah menggunakan formula Carson:

Cari lebar jalur isyarat pada output modulator frekuensi komunikasi RRL, jika isyarat kumpulan dibekalkan kepada inputnya daripada jenis MSP-ChRK K-300, Δf k = 250 kHz.

Apabila menyelesaikan masalah jenis ini, adalah perlu untuk memahami dengan jelas struktur dan parameter isyarat berbilang saluran dengan FDM. Berdasarkan bahagian sebelumnya, ingat lebar jalur isyarat pada output peralatan K-300 (Anda memerlukan nilai frekuensi atas spektrum kumpulan). Dan, mengetahui bilangan saluran dalam MSP, anda boleh menentukan sisihan frekuensi berkesan (formula 6.6 untuk N ≥ 240). Pembantu terbaik anda adalah akal, lihat realiti hasilnya.

Modulasi frekuensi (FM) membolehkan imuniti bunyi yang agak tinggi bagi penghantaran mesej. Ini tidak memerlukan kestabilan frekuensi pemancar yang lebih tinggi. Kuasanya digunakan dengan sangat cekap: ia boleh dikatakan tidak bergantung pada ciri-ciri mesej pada input modulator, faktor puncak sentiasa sama dengan perpaduan. Tahap isyarat pada input penerima boleh berbeza-beza dalam julat yang agak luas (contohnya, semasa pudar), tanpa menjejaskan kuasa isyarat berguna selepas penyahmodulasi. Semua ini secara amnya menerangkan penggunaan meluas FM dalam RRL, satelit, troposfera dan sistem penghantaran lain. Pada masa yang sama, modulasi frekuensi juga mempunyai kelemahan tertentu: penurunan mendadak dalam kualiti penghantaran jika nisbah purata kuasa isyarat dan bunyi pada input penerima (P s / P sh) jatuh di bawah nilai ambang tertentu (kesan ambang biasanya muncul pada (P s / P sh ) dalam ≤ 10); pelbagai frekuensi yang mesti dihantar melalui saluran radio untuk pemulihan normal mesej pada output penyahmodulasi; pergantungan tahap hingar pada output saluran pada kuasa isyarat input penerima (menunjukkan dirinya semasa pudar); keperluan untuk menyamakan kualiti operasi saluran telefon yang berbeza apabila ia dipisahkan oleh kekerapan, dan lain-lain.

Dalam FM, anda bukan sahaja memerlukan laluan jalur lebar frekuensi tinggi, tetapi laluan yang ciri tindak balas frekuensi amplitud (AFC) dan masa tunda kumpulan (GDT) memenuhi keperluan yang sangat tinggi. Jika tidak, isyarat pada output penyahmodulasi mungkin tidak dapat diterima diherotkan dan, sebagai contoh, semasa penghantaran mesej berbilang saluran menggunakan kaedah PDM, kualiti komunikasi juga akan menurun disebabkan oleh apa yang dipanggil gangguan sementara: operasi satu (mana-mana) saluran frekuensi akan diganggu dengan ketara oleh isyarat yang spektrumnya terdiri daripada harmonik dan hasil gabungan ayunan dalam saluran lain.

Dalam sistem dengan PDK, melainkan jika langkah khas diambil, FM tidak boleh menyediakan keadaan operasi yang sama untuk saluran frekuensi yang berbeza. Selain itu, isyarat frekuensi yang lebih tinggi, apabila F dalam meningkat dan indeks m e berkurang, sepadan dengan imuniti hingar yang lebih rendah. Dengan meningkatkan kuasa pemancar atau isyarat kumpulan U gr (t), adalah mungkin untuk mencapai imuniti hingar yang diperlukan dalam saluran frekuensi atas. Tetapi pada masa yang sama, di saluran tengah dan bawah rizab kuasa akan menjadi tinggi yang tidak munasabah. Secara umum, mod sedemikian tidak berfaedah dari sudut ekonomi dan dari sudut mengurangkan gangguan intra dan antara sistem. Oleh itu, seperti yang dinyatakan sebelum ini, untuk menyamakan nisbah isyarat kepada hingar dalam saluran yang berbeza, sebelum menggunakan U gr pada modulator, voltan ini digunakan pada penapis pra-penekanan, modulus pekali penghantaran yang mana y( F) memastikan perubahan dalam tahap sedemikian rupa sehingga tahap penghantaran saluran yang lebih rendah menjadi tahap penghantaran yang lebih rendah bagi saluran frekuensi yang lebih tinggi. Jika sekarang, menggunakan penguat (dengan tindak balas frekuensi seragam), kami membawa kuasa purata isyarat modulasi P purata kepada nilai yang ditentukan sebelum ini untuk U gr (t), maka nilai ∆f e akan kekal sama seperti tanpa pra. -penekanan U gr (t). Dalam kes ini, dengan memilih y(F) adalah mungkin untuk membuat tahap isyarat di saluran atas isyarat modulasi baharu akan menjadi lebih besar daripada isyarat U gr (t), dan tahap isyarat yang lebih rendah akan menjadi lebih rendah.

Dalam sistem dengan FM, isyarat U gr (t) sentiasa tertakluk kepada pra-penekanan, dan pada output FM, litar pemulihan yang dipanggil dengan ciri songsang y (F) disertakan. Penapis ini tidak mengubah nisbah isyarat kepada hingar dalam saluran individu, tetapi memungkinkan untuk menjadikan pengedaran tahap isyarat saluran berguna lebih seragam.

Ciri-ciri litar predistortor dan pemulihan disyorkan oleh ITU. Secara umum, ciri litar predistorter dianggarkan dengan baik oleh ungkapan

di mana 0 ≤ F ≤ F in, dan F in ialah frekuensi atas isyarat modulasi. Ciri-ciri litar pemulihan ditunjukkan dalam Rajah 6.7.

Rajah 6.7. Kebergantungan pekali penghantaran litar pemulihan pada frekuensi normal F/F in

Penguatan isyarat utama dijalankan dalam penguat frekuensi perantaraan (IFA). Laluan frekuensi perantaraan digunakan untuk mencipta selektiviti tinggi pada detuning kecil berbanding dengan sempadan jalur laluan.

Unsur-unsur laluan frekuensi perantaraan dicirikan oleh parameter berikut: ketidaksamaan rendah tindak balas frekuensi, masa tunda kumpulan dan keuntungan perbezaan dalam jalur frekuensi pembetulan yang tepat; tahap tinggi input dan output isyarat frekuensi pertengahan dalam peralatan transceiver.

Penguat frekuensi perantaraan yang berkuasa (IFAM) menguatkan isyarat dengan kuasa yang diperlukan untuk operasi biasa pengadun pemancar (SMper). Isyarat frekuensi perantaraan termodulat, selepas penguatan, dicampur dalam pengadun dengan ayunan yang sangat stabil bagi penjana frekuensi pembawa fn. Pada output pengadun, isyarat dengan frekuensi penghantaran f AC diasingkan dalam PF. Kemudian kuasa isyarat ini dikuatkan dalam penguat gelombang mikro kepada nilai yang diperlukan. Dalam sistem radio berkuasa rendah (kurang daripada 1 W), penguat gelombang mikro mungkin tidak dipasang. Penerima saluran radio (Rajah 6.6) terdiri daripada penguat isyarat gelombang mikro bunyi rendah, penukar frekuensi, yang termasuk pengadun penerima (RMM) dan pengayun tempatan penerima, dan penguat isyarat frekuensi pertengahan.

Ciri-ciri laluan frekuensi perantaraan RRL digital terletak pada keperluan yang berbeza untuk lebar jalur dan pembetulan tepat ciri frekuensi laluan, serta peningkatan keperluan untuk kelinearan ciri amplitud unsur aktif laluan ini.

6.4. Penyeragaman kualiti komunikasi pada RRL

Talian geganti radio digunakan secara meluas dalam sistem serantau dan untuk komunikasi antarabangsa. Tahap hingar pada output saluran bergantung dengan ketara kedua-dua keadaan perambatan gelombang radio dan panjang talian, dan pada strukturnya, khususnya pada bilangan penukaran isyarat dengan peruntukan satu atau kumpulan saluran lain. Oleh itu, apabila menyelesaikan masalah menormalkan tahap hingar pada output saluran, adalah perlu untuk memberi tumpuan kepada beberapa RRL tertentu dari segi panjang dan struktur, yang akan mengambil kira pengalaman membangunkan peralatan RRS, mereka bentuk dan mengendalikan RRL. Peranan RRL tersebut mula dimainkan oleh litar rujukan hipotetikal (didakwa) yang direka khas. Struktur rantai ini ditentukan, khususnya, oleh jenis mesej dan kaedah penghantarannya.

Rajah 6.8a secara konvensional menunjukkan litar rujukan hipotesis yang dimaksudkan untuk RRL dengan FDM, di mana bilangan saluran PM adalah lebih daripada 60. Litar yang ditentukan mempunyai panjang 2500 km dan terdiri daripada 9 bahagian homogen. Struktur litar ditetapkan mengikut susunan penempatan penukar frekuensi individu sekunder, penukar utama dan penukar di sepanjang talian. Seperti yang dapat dilihat daripada Rajah 6.8,a, pada RRL yang ditunjukkan sahaja (tidak mengira OPC) dua stesen dengan peruntukan (input) saluran individu dan lima stesen dengan peruntukan (input) kumpulan 12 saluran (utama) dibenarkan . Dalam bahagian, bilangan PRS yang hanya menghantar semula isyarat berlaku dan tiada peruntukan saluran PM atau kumpulan saluran standard tidak dikawal.

Rajah 6.8. Struktur litar ITU hipotesis (MCCR) untuk RRL dengan FRC: a) dengan bilangan TFC lebih daripada 60; b) dengan saluran televisyen dan penyiaran; c) Litar EACC untuk RRL utama.

Rajah 6.8b menunjukkan litar rujukan hipotesis untuk RRL dengan saluran penyiaran televisyen dan audio. Litar ini terdiri daripada tiga bahagian penerimaan semula, masing-masing, untuk video atau frekuensi rendah, iaitu, ia mengandungi tiga modulator dan tiga demodulator.

Panjang beberapa RRL utama di Persekutuan Rusia dengan ketara melebihi 2500 km. Oleh itu, beberapa litar hipotetikal baharu perlu dibangunkan untuk rangkaian komunikasi saling berkaitan (ICN). Oleh itu, pada rangkaian tulang belakang, litar dengan panjang 12,500 km telah diterima pakai sebagai RRL rujukan hipotesis. Ia terdiri daripada 5 bahagian sepanjang 2500 km setiap satu (Rajah 6.8, c), yang disambungkan oleh frekuensi suara atau spektrum video. Dalam kes menganjurkan saluran PM, diterima bahawa setiap bahagian homogen litar nominal sedemikian terdiri daripada 10 bahagian dengan panjang 250 km. Pada masa yang sama, penukar individu tidak disediakan dalam bahagian, dan setiap bahagian bermula dan berakhir dengan penukar kumpulan tertiari.

Untuk setiap jenis litar rujukan tertentu, anda boleh menentukan nilai kuasa hingar atau nisbah isyarat kepada hingar yang dibenarkan pada output saluran. Tetapi disebabkan pudar, hingar pada output saluran RRL adalah proses rawak tidak pegun. Oleh itu, untuk hingar dalam TF, TV dan saluran RRL lain, beberapa piawaian diperkenalkan, diperoleh berdasarkan pemprosesan data statistik yang berkaitan, dengan mengambil kira spesifikasi peralatan dan ciri penerima mesej.

Rajah 6.9 menggambarkan cadangan yang ditetapkan oleh CCIR untuk saluran telefon dan televisyen RRL. Oleh itu, menurut cadangan ini, adalah diterima bahawa dalam mana-mana saluran telefon pada titik dengan tahap relatif sifar, kuasa hingar yang dibenarkan (P sh.adm) yang diperkenalkan oleh peralatan geganti radio bagi talian dengan panjang 2500 km dan struktur yang sepadan dengan litar rujukan hipotesis ialah nilai berikut (lihat Rajah 6.9,a): purata kuasa bunyi psosometric minit, yang boleh melebihi untuk tidak lebih daripada T = 20% masa dalam mana-mana bulan, 7500 pW0, yang sepadan dengan 10lg(7500/10 9) = –51.25 dB; purata kuasa bunyi psosometric minit, yang boleh melebihi untuk tidak lebih daripada T = 0.1% masa dalam mana-mana bulan, 47500 pW0 (–43.23 dB); Purata kuasa hingar tak bertimbang 5 ms, yang boleh melebihi untuk tidak lebih daripada T = 0.01% masa dalam mana-mana bulan, 10 6 pW0 (–30 dB). Pengesyoran untuk 20% masa juga termasuk kuasa gangguan (1000 pW) yang disebabkan oleh pengendalian sistem satelit dalam jalur frekuensi biasa dengan RRL.

Rajah 6.9. Normalisasi kuasa hingar dan nisbah isyarat kepada hingar pada output saluran telefon (a) dan televisyen (b)

Jika struktur RRL memanjang l km berbeza dengan ketara daripada rujukan, maka purata kuasa hingar psoometrik minit yang dibenarkan (P sh.add) dalam saluran telefon, yang boleh melebihi untuk tidak lebih daripada 20% masa dalam mana-mana bulan, ialah nilai berikut: P sh .tambah = (3 l+ 200) pW0 jika 50 ≤ l≤ 840 km; R sh.tambah = (3 l+ 400) pW0 jika 840 ≤ l≤ 1670 km; R sh.tambah = (3 l+ 600) pW0 jika 1670 ≤ l≤ 2500 km.

Untuk saluran video, nisbah isyarat imej puncak ke puncak kepada voltan hingar isometrik (U p / U w) dinormalkan. Pada keluaran litar hipotesis dengan panjang 2500 km, nisbah ini (Rajah 6.9b) boleh kurang daripada 61 dB, 57 dB dan 49 dB untuk, masing-masing, tidak lebih daripada 20, 1 dan 0.1% daripada masa mana-mana bulan (apabila menggunakan penapis pemberat bersatu, penurunan dalam keselamatan TV dibenarkan saluran sebanyak 4 dB dan, khususnya, cadangan yang diberikan untuk U p / U w, berkaitan dengan 20 dan 0.1% daripada masa mana-mana bulan dikurangkan kepada 57 dan 45 dB, masing-masing). Ini mengambil kira gangguan daripada semua sumber yang menjejaskan kualiti pengendalian saluran tertentu. Memandangkan proses rawak yang mewakili semua gangguan pada RRL, dalaman dan luaran, boleh dianggap bebas dalam hampir semua kes, kuasa gangguan pada output saluran (P p.out) biasanya ditemui dengan menjumlahkan kuasa gangguan sumber individu. Oleh itu, untuk garisan dengan panjang 2500 km, kuasa gangguan psosometric dalam saluran PM boleh melebihi 7500 pW untuk tidak lebih daripada 20% masa dalam mana-mana bulan, dikaitkan dengan pemenuhan syarat berikut, dengan mengambil kira gangguan daripada satelit akan sama dengan:

di mana R p.g ialah kuasa gangguan sementara yang diperkenalkan oleh satu set peralatan, dengan bantuan penerimaan semula dijalankan sepanjang spektrum kumpulan; m – bilangan stesen nod di mana penerimaan semula dijalankan ke atas spektrum kumpulan (dua ORS adalah sama dengan satu URS); n – bilangan rentang pada baris; R p.hf i – jumlah kuasa gangguan sementara yang disebabkan oleh ciri-ciri tidak ideal bagi unsur-unsur laluan HF pada rentang ke-i; R t i (20%) – kuasa (melebihi tidak lebih daripada 20% masa dalam mana-mana bulan) bunyi terma yang diperkenalkan pada rentang ke-i; R p.m i (20%) – kuasa gangguan sementara disebabkan oleh kesan gangguan gangguan radio pada rentang ke-i; sebutan ketiga dan keempat dalam (6.9) mengandungi kuantiti bergantung masa (istilah ketiga, sebagai tambahan kepada hingar haba, kuasa yang bergantung kepada perubahan kuasa isyarat pada input penerima yang disebabkan oleh pudar, juga termasuk komponen kuasa malar bunyi haba P t.g dan P t.m).

Bunyi terma, diambil kira semasa menilai kualiti pengendalian saluran televisyen, seperti dalam saluran PM, ditambah dengan kuasa. Jika, sebagai contoh, kami mengambil kira kuasa hingar melebihi 20% masa dalam mana-mana bulan, maka

di mana U t (20%) ialah voltan hingar terma isometrik berkesan pada output saluran video, melebihi untuk tidak lebih daripada 20% masa dalam mana-mana bulan; U r – voltan puncak ke puncak isyarat imej; U t.m dan U t.g – voltan isometrik berkesan bunyi terma yang diperkenalkan oleh satu modem (m) dan satu laluan heterodyne, masing-masing; biasanya U t.m = 0.14…0.22 mV, dan U t.g = 0.06…0.14 mV; U t i (20%) ialah tegasan isometrik berkesan (melebihi tidak lebih daripada 20% masa dalam mana-mana bulan) bunyi terma yang diperkenalkan pada rentang ke-i.

6.5. Prinsip membina peralatan dengan VRK

Rajah 6.10 menunjukkan gambarajah blok dipermudahkan stesen terminal sistem berbilang saluran dengan TRC. Mesej berterusan daripada setiap pelanggan u 1 (t) ... u N (t) melalui sistem pembezaan sepadan DS 1 ... DS N disalurkan kepada input modulator saluran KM 1 ... KM N. Dalam modulator saluran, mengikut mesej yang dihantar, denyutan berikutan tempoh pensampelan T d dimodulasi mengikut salah satu parameter, contohnya, PPM. Selaras dengan nilai mesej berterusan yang dihantar pada saat pengiraan semasa PPM, kedudukan nadi amplitud dan tempoh malar berubah berbanding tengah selang saluran dari +∆t m hingga – ∆t m. Denyutan termodulat daripada output CM, denyutan penyegerakan daripada penjana penyegerakan (GIS), serta denyutan daripada sensor komunikasi perkhidmatan (DCS), kawalan dan sensor isyarat panggilan (CUS) digabungkan. Hasilnya ialah isyarat kumpulan u gr (t). Untuk memastikan pengendalian modulator saluran dan peranti tambahan, jujukan nadi dengan frekuensi pensampelan F d, beralih relatif kepada saluran pertama dengan i∆t k, di mana i ialah nombor saluran. Oleh itu, detik apabila CM mula beroperasi ditentukan dengan mencetuskan denyutan daripada RC, yang menentukan detik apabila pelanggan yang sepadan atau peranti tambahan menyambung ke saluran jalur lebar biasa.

Isyarat kumpulan u gr (t) yang terhasil disalurkan kepada input penjana semula (P), yang memberikan isyarat diskret saluran yang berbeza ciri yang sama, contohnya, bentuk nadi yang sama. Semua peranti yang direka untuk menjana isyarat u gr (t): KM 1 ... KM N, RK, GIS, DUV, DSS, R - disertakan dalam peralatan penggabung isyarat (AO), yang menggabungkan semua isyarat dalam masa dan menjana isyarat kumpulan. Isyarat kemudiannya boleh dihantar ke stesen seterusnya melalui talian penyambung berwayar atau melalui komunikasi radio.

Rajah 6.10. Gambar rajah blok dipermudahkan stesen terminal geganti radio bagi sistem komunikasi dengan sistem kawalan radio

Pada penerimaan tetamu, isyarat khusus u * gr (t) disalurkan kepada input semua penyahmodulasi saluran CD 1 ... CD N dan penerima komunikasi perkhidmatan (CC), kawalan dan panggilan (CPC).

Penyahmodulasi saluran memisahkan u * gr (t) kepada isyarat saluran berasingan, yang merupakan sampel diskret, dan bina semula daripada sampel ini mesej berterusan u * 1 (t) ... u * N (t), sepadan dengan yang dihantar kepada input CM dalam AO. Untuk memastikan pemisahan masa isyarat saluran, adalah perlu bahawa setiap CD dibuka secara bergilir-gilir hanya dalam selang masa ∆t k sepadan dengan saluran tertentu. Ini dipastikan oleh denyutan yang diambil daripada output peralatan pemisahan isyarat RK′ ( AS), yang beroperasi sama dengan RK dalam AO pada hujung pemancaran komunikasi talian. Untuk memastikan pemisahan saluran yang betul, RK′, yang terletak dalam AR, mesti berfungsi secara serentak dan berfasa dengan AO RK, yang dijalankan menggunakan denyutan penyegerakan (IS) yang diperuntukkan oleh pemilih (SIS) yang sepadan dan unit penyegerakan (BS). Mesej daripada output CD tiba kepada pelanggan yang sepadan melalui sistem pembezaan.

Kekebalan bunyi sistem penghantaran dengan VRK sebahagian besarnya ditentukan oleh ketepatan dan kebolehpercayaan sistem penyegerakan dan pengedar saluran yang dipasang dalam peralatan untuk menggabungkan dan mengasingkan saluran. Untuk memastikan ketepatan sistem penyegerakan, denyutan penyegerakan (IP) mesti mempunyai parameter yang memungkinkan untuk memisahkannya dengan paling mudah dan boleh dipercayai daripada urutan denyutan isyarat kumpulan u * gr (t). Yang paling sesuai untuk PIM ternyata adalah penggunaan dwi IC, untuk penghantaran yang mana satu daripada selang saluran ∆t k diperuntukkan dalam setiap tempoh pensampelan T d (lihat Rajah 6.11).

Rajah 6.11. Isyarat kumpulan untuk VRK dengan PIM

Mari kita tentukan bilangan saluran yang boleh diperolehi dalam sistem dengan PIM. Rajah 6.11 menunjukkan jujukan nadi untuk penghantaran berbilang saluran dengan PPM. Daripada rajah itu mengikutinya

T d = (2∆τ maks + τ h)N gr, (6.11)

di mana τ з – selang pengawal; ∆τ maks – anjakan maksimum (sisihan) denyutan. Dalam kes ini, kami menganggap bahawa tempoh nadi adalah pendek berbanding dengan τ з dan ∆τ maks.

Daripada formula (6.11) kita perolehi

;

sisihan nadi maksimum untuk bilangan saluran tertentu

,

kami terima, oleh itu

. (1.12)

Memandangkan semasa penghantaran telefon T d = 125 μs, kita memperoleh untuk N gr = 6 ∆τ max = 8 μs, untuk N gr = 12 ∆τ max = 3 μs dan untuk N gr = 24 ∆τ max = 1.5 μs. Semakin tinggi ∆τ maks, semakin tinggi imuniti bunyi sistem dengan PIM.

Apabila menghantar isyarat daripada PPM melalui saluran radio, modulasi amplitud (AM) atau frekuensi (FM) boleh digunakan pada peringkat kedua (dalam pemancar radio). Dalam sistem dengan PIM - AM, mereka biasanya terhad kepada 24 saluran, dan dalam sistem PPM - FM yang lebih tahan hingar - 48 saluran.

6.6. Kaedah untuk menilai gangguan dalam saluran RRL

Seperti yang dinyatakan sebelum ini, penghantaran isyarat melalui RRL, seperti dalam semua sistem radio, dipengaruhi oleh gangguan asal luaran dan dalaman. Gangguan luaran termasuk bunyi kosmik dan atmosfera, gangguan industri dan isyarat daripada sistem radio lain. Tahap gangguan ini biasanya boleh diminimumkan dengan bantuan langkah organisasi tertentu (pilihan frekuensi yang sesuai, penapisan isyarat radio yang mengganggu, penempatan stesen yang betul, dsb.). Jika RRL beroperasi dalam julat desimeter atau gelombang sentimeter, maka pengaruh gangguan industri boleh diabaikan.

Apabila menganjurkan RRL, perhatian khusus mesti diberikan kepada gangguan dalam sistem. Ini termasuk bunyi turun naik (terma dan pukulan), hingar perkakasan (riak voltan bekalan, bunyi pensuisan, dsb.) dan gangguan khusus yang disebabkan oleh herotan isyarat jalur lebar apabila melalui laluan dengan ciri tidak ideal. Semasa penghantaran berbilang saluran, gangguan tersebut kelihatan sebagai gangguan sementara. Untuk mengurangkan pengaruh bunyi turun naik (biasanya ia dikurangkan kepada bunyi terma), adalah perlu untuk meningkatkan "potensi tenaga" sistem, iaitu, meningkatkan kuasa pemancar (untuk panjang rentang purata tertentu tertentu), mengurangkan suhu hingar penerima (contohnya, dengan menggunakan penguat parametrik pada input penerima), meningkatkan keuntungan antena dan seumpamanya. Perjuangan menentang bunyi peralatan dijalankan dengan menambah baik peralatan dan prosedur untuk operasinya.

Bunyi terma dalam saluran telefon. Apabila isyarat dihantar dalam bentuk analog melalui saluran telefon, hingar haba terkumpul (disimpulkan dalam kuasa) apabila isyarat melalui pelbagai elemen laluan dari satu stesen ke stesen yang lain. Kualiti saluran telefon biasanya dicirikan oleh kuasa gangguan pada titik tahap isyarat relatif sifar pada output saluran TF. Kuasa ini ditentukan oleh banyak istilah.

Sifat hingar semua blok bahagian linear penerima sehingga AO diambil kira oleh angka hingar penerima Ш. Dalam kes ini, jumlah kuasa setara bunyi terma yang berkaitan dengan input penerima (dengan syarat bahawa rintangan inputnya dipadankan dengan rintangan sumber hingar yang setara),

di mana k ialah pemalar Boltzmann; Т – suhu ambien mutlak (biasanya diambil Т=290 K); P e – jalur hingar berkesan penerima, yang biasanya diambil sama dengan lebar jalur ∆f laluan frekuensi perantaraan; R t.out ialah kuasa hingar pada output bahagian linear penerima, yang mempunyai keuntungan kuasa bersamaan dengan K m. Jika kita mengandaikan bahawa kuasa P t.in diagihkan secara seragam dalam jalur P, maka ketumpatan spektrum kuasa yang dilepaskan pada rintangan 1 Ohm ialah

G t.in = kТШR in, (6.14)

Tahap hingar pada input BH bergantung pada tahap isyarat pada input penerima u c (t).

Rajah 6.12a menunjukkan gambar rajah vektor, yang daripadanya dapat dilihat bahawa sebagai hasil penambahan vektor hingar rawak U t.in (t), mencerminkan u t.in (t), dengan vektor isyarat U c, mencerminkan u c (t), vektor rawak U ∑ (t) terbentuk, mencerminkan jumlah isyarat

Rajah 6.12. Vektor (a) dan spektrum (b,c) perwakilan isyarat dan hingar haba pada input (a,b) dan output (c) penerima.

Oleh itu, perubahan rawak dalam fasa isyarat termodulat frekuensi, apabila frekuensi dikesan, diubah menjadi perubahan rawak dalam amplitud isyarat, iaitu, ia muncul dalam bentuk bunyi.

Kuasa hingar terma dalam saluran PM pada selang RRL ke-i boleh ditentukan dengan formula:

, (6.16)

di mana

Angka bunyi penerima; ∆F к = 3.1 kHz – lebar jalur saluran PM ke-i; F к – nilai frekuensi tengah saluran PM dalam isyarat kumpulan; ∆f к – sisihan berkesan setiap saluran; β pr – pekali dengan mengambil kira pra-penekanan isyarat; K p – pekali psoometrik.

Dalam saluran telefon, kuasa hingar psofometrik (berwajaran) biasanya dinormalisasi pada titik dengan tahap relatif sifar, di mana kuasa purata isyarat pengukur ialah 10 9 pW 0. Pekali psofometrik mencerminkan persepsi sebenar pelbagai komponen hingar. spektrum dan untuk saluran PM dipilih sama dengan 0.56 (-2.5 dB ). Apabila mengukur hingar dalam saluran, penapis psoometrik digunakan untuk telefon dan penyiaran dan penapis visometric untuk saluran televisyen. Ciri-ciri penapis ini ditunjukkan dalam Rajah 6.13 dan 6.14, masing-masing.

Kuasa isyarat pada input penerima P pr i bergantung pada parameter peralatan dan keadaan perambatan gelombang radio. Pada mulanya, mereka menumpukan pada nilai tertentu P pr i = P pr i (20%) - kuasa isyarat pada input penerima, yang boleh berkurangan tidak lebih daripada 20% daripada masa mana-mana bulan

, (6.17)

di mana R pr.sv – kuasa tanpa mengambil kira pengaruh keadaan perambatan gelombang radio; V 20% – nilai faktor kelemahan medan ruang bebas, di bawahnya ia boleh tidak melebihi 20% daripada masa dalam mana-mana bulan pemerhatian. Biasanya pilih V 20% ≈ 0.5. Dalam kes sebenar, V berbeza dari 0 hingga 2 bergantung pada parameter troposfera dan jenis permukaan Bumi. Faktor pengecilan menunjukkan berapa banyak kes perambatan sebenar gelombang radio berbeza daripada yang ideal (iaitu V=1).

Dengan mengambil kira perkara di atas, kita boleh menulis persamaan radio, mencerminkan faktor utama yang mempengaruhi tahap isyarat semasa ia merambat di sepanjang laluan radio:

di mana R p [W] – kuasa pemancar; G p, G pr – pekali pemancar dan penerimaan antena, masing-masing; λ – panjang gelombang; R i – jarak antara stesen; η p, η pr – pekali kecekapan laluan pandu gelombang antena bagi stesen pemancar dan penerima, masing-masing.

di mana AVT [dB] ialah jumlah pengecilan isyarat dalam AVT.

Bengkel mengenai aplikasi persamaan komunikasi radio:

Cari kuasa yang diperlukan bagi pemancar komunikasi RRL jika kepekaan penerima RRL yang terletak pada jarak R = 20 km adalah sama dengan Pmin = 10 -3 μW, G per = G pr = 37 dB; f=0.8 GHz, V=0.7 dB, η=0.8.

Apabila menyelesaikan masalah jenis ini, adalah perlu untuk memahami dengan jelas semua faktor yang mempengaruhi tahap isyarat semasa ia merambat di sepanjang laluan radio (6.18). Kepekaan penerima merujuk kepada tahap isyarat minimum pada input penerima di mana kualiti penerimaan isyarat berguna masih dianggap memuaskan. Panjang gelombang operasi berkaitan dengan frekuensi isyarat radio melalui kelajuan cahaya.

Gunakan alasan yang sama semasa menyelesaikan masalah seperti:

Cari kuasa isyarat pada output antena penerima komunikasi RRL, jika Rper = 0.5 dB/W, jarak antara stesen R = 43 km, G per = 3600; G dalam =41 dB, f dalam =2 GHz, η dalam =η dalam =0.7, V=0.8

Tentukan kuasa pemancar komunikasi RRL di mana kuasa isyarat ambang sama dengan 0.01 μW akan berlaku pada input penerima, jika R = 40 km, G ln = 2000, G r = 20 dB, η l = 3.5 dB, η r = 2 dB , V=0.7, f AC =1.5 GHz.

Formula (6.18) hingga V 20% mengambil kira keadaan jangka panjang troposfera, manakala purata kuasa bunyi psosometric minit bersamaan dengan 7500 pW boleh melebihi untuk tidak lebih daripada t = 20% masa dalam mana-mana bulan.

Pada masa yang sama, pudar isyarat dalam mungkin berlaku pada selang RRL disebabkan oleh perubahan dalam keadaan troposfera.

Untuk pudar yang lebih dalam, kuasa hingar yang lebih tinggi boleh diterima, tetapi dalam selang masa yang lebih singkat.

Oleh itu, purata kuasa bunyi psosometric minit sebanyak 47500 pW0 boleh melebihi untuk tidak lebih daripada t = 0.1% masa dalam mana-mana bulan, dan purata kuasa hingar tidak bertimbang 5 ms sebanyak 10 6 pW0 boleh melebihi untuk tidak lebih daripada t = 0.01% daripada masa dalam mana-mana bulan. Piawaian yang ditetapkan diberikan untuk garis rujukan dengan panjang 2500 km.

Secara umum, faktor pengecilan V(t) secara bersepadu mengambil kira pengaruh Bumi dan troposfera terhadap proses perambatan gelombang radio. V(t) ialah kuantiti vektor, tetapi dalam banyak kes ia cukup untuk mengetahui magnitudnya

|V(t) | = V(t) = E(t)/E 0 , (6.20)

di mana E(t) dan E 0 ialah moduli kekuatan medan elektrik pada input antena penerima semasa perambatan gelombang radio, masing-masing, dalam keadaan sebenar (dengan mengambil kira pengaruh troposfera dan Bumi) dan dalam ruang kosong. Secara amnya, V(t) ialah fungsi rawak masa, dan, sebagai contoh, V(20%) didapati menggunakan beberapa data statik.

Disebabkan oleh ketidakhomogenan troposfera, gelombang radio merambat di dalamnya sepanjang laluan melengkung, yang dipanggil pembiasan troposfera. Sifat elektrik troposfera dicirikan oleh tahap perubahan pemalar dielektrik udara dengan ketinggian dan ditentukan oleh kecerunan pemalar dielektrik.

Kaedah untuk mengira laluan RRL adalah berdasarkan pembinaan profil span.

Profil span dipanggil bahagian menegak kawasan di antara dua stesen penyampai radio bersebelahan, dengan mengambil kira ciri-ciri hutan, bangunan dan rupa bumi. Contoh profil sedemikian ditunjukkan dalam Rajah 6.15 Dalam kes ini, kuantiti kelegaan (clearance) N antara garisan "garis penglihatan" AB yang menghubungkan pusat antena dan titik halangan C yang paling hampir (menegak) (Rajah 6.15 menunjukkan versi profil dengan satu halangan; manual khas tentang pengiraan dan reka bentuk RRL juga mempertimbangkan profil apabila berada dalam kawasan minimum terdapat beberapa halangan dalam ruang). Kelegaan H dianggap positif jika garis AB melepasi halangan, dan negatif jika garis ini bersilang dengan profil rentang.

Mekanisme perambatan gelombang radio di kawasan dari antena pemancar (kami akan menganggap bahawa ia dipasang pada titik A, Rajah 6.15) ke antena penerima (di titik B) dengan ketara bergantung pada nilai kelegaan H, yang, secara semula jadi, meninggalkan tandanya pada metodologi pengiraan, khususnya, faktor pengecilan V. Dalam kes ini, kita boleh membezakan tiga kumpulan utama rentang(untuk keadaan tetap troposfera):

1. terbuka apabila H ≥ H 0;

2. separuh terbuka, apabila H 0 > H ≥ 0;

3. ditutup apabila N< 0.

Di sini H 0 dilambangkan pelepasan kritikal, di mana pada titik penerimaan jumlah vektor kekuatan medan isyarat langsung dan pantulan adalah sama dengan kekuatan medan dalam ruang bebas (V = 1). Secara umum

, (6.21)

di mana k 1 = R 1 /R ialah koordinat relatif bagi titik halangan C.

Profil penerbangan memungkinkan untuk mengambil kira pengaruh kelengkungan permukaan bumi pada proses perambatan gelombang radio. Khususnya, menggunakan profil, anda boleh mendapatkan idea tentang pantulan gelombang radio dari permukaan Bumi. Tetapi secara umum, sifat penghantaran isyarat di bahagian AB akan menjadi sangat hampir jika pengaruh troposfera tidak diambil kira. Dalam kes ini, pertama sekali, seseorang perlu mengambil kira pembiasan gelombang radio, iaitu kelengkungan trajektori gelombang (AB dalam Rajah 6.15), disebabkan oleh struktur troposfera yang tidak homogen. Peranan utama di sini dimainkan oleh heterogenitas troposfera dalam satah menegak. Pembiasan diambil kira oleh fakta bahawa pembetulan dibuat kepada jumlah kelegaan di atas titik penentu (dalam Rajah 6.15 – titik C)

Oleh itu, nilai kelegaan bergantung kepada g ialah H(g) = H + ∆H(g).

Apabila keadaan meteorologi berubah semasa penerbangan, nilai g dan H(g) berubah, yang boleh membawa kepada turun naik mendadak dalam faktor pengecilan, dan, akibatnya, dalam tahap isyarat pada input penerima. Pada rentang terbuka (H ≥ H 0), kekuatan medan pada titik penerimaan ditentukan terutamanya oleh gangguan gelombang langsung dan pantulan dari permukaan bumi. Dalam kes satu gelombang pantulan (seperti dalam Rajah 6.5.4), faktor pengecilan untuk keadaan sebenar boleh diwakili sebagai

di mana |Ф| ialah modulus pekali pantulan dari permukaan bumi, dan

– pelepasan relatif (normal).. Daripada (6.5.11) ia berikutan bahawa untuk p(g)≥1, nilai maksimum faktor pengecilan berselang-seli dengan minimum (Rajah 6.16).

Rajah 6.16. Kebergantungan faktor pengecilan V pada lumen relatif p(g) dan parameter μ.

Pada rentang separuh terbuka dan tertutup, di mana p(g)< 1, уровень поля в точке приема обусловлен главным образом процессом дифракции радиоволн, то есть огибанием ими земной поверхности. Множитель ослабления V в этом случае рассчитывается на основе приближенных методов, с применением аппроксимации реального препятствия частью сферической поверхности. Прежде чем найти V, необходимо применить параметр μ, характеризующий радиус кривизны сферы, аппроксимирующей препятствие, и зависящий от высоты ∆y и хорды сегмента аппроксимирующей сферы . Чем ближе к 0 этот параметр, тем более плоской является трасса. На полуоткрытых пролетах и пролетах с малым закрытием хорда r определяется из профиля пролета (рисунок 6.16) как расстояние между точками пересечения препятствия линией, параллельной АВ и отстоящей от вершины на величину ∆y = H o . Для пролетов, имеющих среднюю протяженность и одно препятствие, во многих случаях можно руководствоваться приближенным значением V, определяемым из графиков рисунок 6.16, полагая, что

dengan α = ∆y/H 0 = 1, ℓ = r/R, k 1 =R 1 /R.

Seperti yang dapat dilihat daripada Rajah 6.16, faktor pengecilan V boleh berubah dalam had yang luas. Untuk menilai kestabilan sambungan, adalah perlu untuk mengetahui nilai minimum yang dibenarkan bagi faktor pengecilan V i min pada setiap rentang ke-i. Dengan V i min kita maksudkan nilai V i di mana jumlah kuasa gangguan (P p.out) atau nisbah (U t / U p) 2 dalam saluran di hujung baris adalah sama dengan nilai maksimum yang dibenarkan ​​P p. keluar maks atau (U t / U p) 2 maks ditentukan oleh pengesyoran yang sepadan untuk peratusan masa yang kecil.

Pada akhirnya pengiraan turun untuk menentukan peratusan masa, di mana jumlah kuasa hingar pada output saluran mungkin lebih besar daripada maksimum yang dibenarkan (P pcs.max). Semasa penerbangan, keadaan ini sepadan dengan kebarangkalian bahawa faktor pengecilan akan kurang daripada nilai minimum yang dibenarkan T(V

di mana n ialah bilangan selang; T 0 (V disebabkan oleh kesan perisai halangan; ∑T p (V disebabkan oleh gangguan gelombang langsung dan gelombang yang dipantulkan dari permukaan Bumi; T tr (V disebabkan oleh gangguan gelombang langsung dan gelombang yang dipantulkan daripada ketidakteraturan berlapis dalam troposfera; T d (V disebabkan oleh pengecilan gelombang radio dalam kerpasan.

Untuk batang telefon pada selang ke-j

, (6.27)

di mana M tf [pW0/km 2 ] ialah parameter yang mencirikan peralatan batang telefon. Untuk butiran lanjut tentang prosedur untuk mengira kestabilan RRL untuk 0.1% dan 0.01% masa, lihat

Gangguan sementara dimasukkan ke dalam saluran telefon melalui laluan kumpulan. Gangguan ini disebabkan oleh ketidaklinearan ciri amplitud peranti laluan kumpulan (penguat, modulator, penyahmodulasi, dan sebagainya). Gangguan ini boleh dikira menggunakan formula:

PW, (6.28)

di mana ∆F к = 3.1 kHz – lebar saluran telefon; F in, F n – frekuensi atas dan bawah isyarat kumpulan; P av – kuasa purata mesej berbilang saluran; y 2 (δ), y 3 (δ) ialah pekali yang mengambil kira taburan kuasa hingar tak linear dalam spektrum kumpulan ke atas harmonik ke-2 dan ke-3, masing-masing, di mana δ = (F-F n)/(F dalam - F n), dan F – frekuensi tertentu dalam spektrum kumpulan, di kawasan yang hingar ditentukan. Graf y 2 (δ) dan y 3 (δ) untuk pelbagai nilai β=F dalam /F n ditunjukkan dalam Rajah 6.5.6.

Rajah 6.17. Graf kebergantungan y 2 (δ), y 3 (δ), a 2 (δ) dan a 3 (δ)

a 2 (δ), dan 3 (δ) ialah faktor pembetulan yang mengambil kira pengagihan semula hingar dalam spektrum kumpulan akibat pengenalan pra-penekanan (Rajah 1.17, c). K 2k (δ), K 3k (δ) – pekali tak linear untuk harmonik ke-2 dan ke-3 bagi elemen laluan kumpulan yang diukur pada tahap pengukuran.

Gangguan sementara disebabkan oleh ciri frekuensi amplitud tidak sekata (AFC) dan masa tunda kumpulan (GDT) unsur laluan HF. Bunyi ini boleh dikira menggunakan formula:

pW, (6.29)

di mana , – pekali dengan mengambil kira ketidaksamaan kelewatan kumpulan: (∆τ +) – apabila frekuensi isyarat FM menyimpang daripada ω 0 oleh +∆ω dan (∆τ -) – oleh -∆ω; F к – kekerapan di kawasan yang dinilai hingar.

Soalan kawalan:

1. Terangkan prinsip mengatur komunikasi menggunakan RRL line-of-sight.
2. Apakah yang menentukan panjang antara stesen jiran (berikan jawapan yang komprehensif dan terperinci)?
3. Apakah tujuan stesen geganti radio perantaraan terminal dan nod?
4. Apakah tujuan sistem teleperkhidmatan RRL.
5. Apakah geganti isyarat aktif.
6. Kelaskan garis penglihatan geganti radio digital.
7. Mengapakah isyarat radio gelombang mikro dihantar hanya dalam jarak penglihatan?
8. Senaraikan gangguan RRL dalam sistem.
9. Tentukan sistem penghantaran radio RSP. Berikan gambarajah blok RSP berbilang saluran.
10. Terangkan prinsip penganjuran RRL berbilang tong.
11. Bagaimana untuk memastikan gangguan intra-sistem yang minimum tanpa memperluaskan selang frekuensi antara batang dengan ketara?
12. Apakah penapis penyerapan yang digunakan dalam AFT?
13. Sediakan gambar rajah stesen transceiver terminal. Terangkan tujuan semua blok.
14. Dengan prinsip apakah nilai frekuensi dipilih untuk pengendalian stesen geganti radio?
15. Apakah tujuan sistem COVT.
16. Apakah yang termasuk dalam saluran radio?
17. Bagaimanakah saluran radio telefon berbeza daripada saluran televisyen?
18. Bagaimanakah komposisi peralatan PRS berbeza daripada URS?
19. Berapakah jumlah kuasa setara bunyi terma yang dirujuk kepada input penerima.
20. Terangkan keperluan untuk menggunakan pengehad amplitud apabila menerima isyarat termodulat frekuensi.
21. Apakah fungsi litar pra-penekanan?
22. Apakah faktor yang menentukan lebar jalur isyarat termodulat frekuensi?
23. Apakah parameter RRL yang ditentukan oleh litar ITU hipotetikal?
24. Apakah ciri-ciri yang diseragamkan semasa menghantar isyarat televisyen?
25. Apakah jenis bunyi yang mungkin terdapat dalam saluran PM?
26. Bagaimanakah ciri kelewatan kumpulan yang tidak sekata menjejaskan kualiti penghantaran isyarat?
27. Apakah fungsi pengadun penerima dan pemancar?
28. Apakah yang akan berubah dalam rajah (Rajah 6.6) apabila menggunakan sistem penghantaran berbilang tong?
29. Apakah maksud istilah "frekuensi pra-penekanan sifar"?
30. Tentukan profil rentang.
31. Apakah tujuan membina aras sifar bersyarat?
32. Bagaimanakah pembiasan boleh menjejaskan jenis penerbangan?
33. Dalam kes apakah troposfera dianggap homogen?
34. Bagaimanakah anda memahami maksud istilah "isyarat radio pudar"?
35. Apakah yang ditunjukkan oleh faktor pengecilan medan ruang bebas?
36. Adakah komunikasi radio boleh dilakukan sekiranya penerbangan tertutup?
37. Apakah faktor yang boleh mengubah tahap isyarat pada input penerima?
38. Terangkan operasi gambar rajah litar stesen terminal sistem komunikasi dengan sistem kawalan pemindahan.
39. Bagaimana untuk menerangkan jumlah kecil maklumat yang dihantar dalam sistem dengan FIM - AM dan FIM - FM?
40. Bandingkan imuniti hingar sistem CDM-FM dan FIM-FM.