1. Радиорелейные линии. Основные задачи. Основы построения и расчетов
Применение:
1. Создание стационарных магистральных линий для передачи больших потоков информации на расстояния в несколько тысяч километров.
2. Использование стационарных РРЛ для организации внутризоновой связи. Эти линии имеют протяженность до 600…1400 км. Рассчитаны на передачу телевизионных сигналов и сигналов радиовещания.
3. Использование РРЛ в местной (районной и городской) сети связи.
4. Обеспечение с помощью многоканальных РРЛ служебной связью железнодорожного транспорта, газопроводов, нефтепроводов, линий энергоснабжения и других систем, охватывающих большую территорию.
5. Обеспечение подвижной связи, используемой в случае ремонта или модернизации стационарных РРЛ и кабельных линий связи (КЛС), а также для других целей.
6. Соединение базовых станций и центров коммутации в составе системы подвижной связи.
2. Принципы построения РРЛ. Оконечные, узловые и промежуточные станции. Общие характеристики и отличия
Промежуточные станции размещают на расстоянии прямой видимости. Они только принимают от предыдущей станции СВЧ сигнал, усиливают его после преобразований СВЧ-ПЧ-СВЧ и передают на следующую станцию.
От того, насколько верно выбрана трасса, будет зависеть стоимость строительства проектируемой РРЛ и ее последующей эксплуатации. Но на этапе проектирования необходимо учитывать также специфику местности и региона: какие материалы можно применять при строительстве, как они будут доставляться, каким образом станции будут обеспечиваться электроэнергией.
7 важных условий выбора трассы на этапе проектирования
• Условие зигзагообразности — важнейшее, которое необходимо соблюдать при выборе трассы проектируемой РРЛ. Размещать РРС на одной прямой нельзя из-за высоко вероятности помех.
• Каждая площадка радиорелейной станции должна иметь спокойный рельеф (за исключением гористой местности), располагаться на доминирующей высоте, вблизи дорог и населенных пунктов.
• Грунты площадок должны иметь хорошую несущую способность, участки с риском оползеней и карстовых провалов должны исключаться. Площадка должна быть сухой и не затапливаться.
• В силу высокой стоимости работ и оборудования, трасса РРЛ должна иметь минимальное число пролетов и препятствий.
• Поскольку строения в населенных пунктах могут стать причиной перекрытия сигнала, то если есть возможность, трассу нужно прокладывать вблизи села или города. Это позволит снизить риск возможных помех и одновременно будет экономически целесообразно на этапе эксплуатации объекта.
• Необходимо учитывать зависимость дальности связи прямой видимости от диапазона частот.
• При проектировании радиорелейных станций оптимально будет применять программы, использующие спутниковые фотографии земли с высокой точностью и координатами в реальном масштабе и позволяющие наносить объекты на местности с точностью до сотых долей угловой секунды, строить маршруты и измерять их в любых единицах и определять в любой точке маршрута высоты.
3. Частотный план линии. Двух, четырех и шестичастотные планы. Зигзагообразность линии.
План распределения частот представляет собой отображение на частотной оси возможных значений рабочих частот (приема и передачи), а также (в некоторых случаях) частот гетеродинов
4. Разнесение частот передачи и приема. Частотное разнесение на примере линии диапазона 11ГГц.
Прошлый вопрос
5. Классификация РРЛ. Состав РРЛ. Структура цифровой РРЛ.
6. Принцип плезиохронной цифровой иерархии. Американская, японская и европейская схемы мультиплексирования.
Плезиохронная цифровая иерархия (PDH) - это технология, используемая в телекоммуникационных сетях для передачи больших объемов данных по цифровому транспортному оборудованию, такому как волоконно-оптические и микроволновые радиосистемы. Термин "плезиохронный" происходит от греческого plēsios, что означает "рядом", и chronos - "время", и относится к тому факту, что сети PDH работают в состоянии, когда различные части сети почти, но не совсем идеально, синхронизированы. То есть в этих системах временное разделение каналов.
7. Принцип синхронной цифровой иерархии. Синхронные транспортные модули.
8. Сравнение PDH и SDH. Передача Ethernet по цифровым РРЛ.
PDH (плезиохронная цифровая система) и SDH (синхронная ЦС)
Проблемой систем PDH является не совместимость иерархий разработанных в США, Японии и Европе. Но при разработке систем следующего поколения (SDH) от этих недостатков удалось избавиться + скорость выше.
9. Основные виды модуляции, применяемые для ЦРРЛ. PSK, QAM. Виды модуляции M-KAM. Спектральная эффективность.
Спектральная эффективность (эффективность использования полосы пропускания) - относится к скорости передачи информации, которая может передаваться по заданной полосе пропускания в конкретной системе связи. Спектральная эффективность линии связи в цифровой системе связи измеряется в (бит/с)/ Гц. Это битрейт (скорость полезной информации, исключая коды с исправлением ошибок ) или максимальная пропускная способность, деленная на полосу пропускания в герцах канал связи или канал передачи данных.
Сравнение модуляций по энергетической эффективности:
Оценка требуемой энергии для передачи информации с
одинаковой вероятностью ошибки на бит
При увеличении спектральной эффективности энергетическая эффективность уменьшается
10. Поляризация излучения. Поляризационное уплотнение. Адаптивная модуляция.
Поляризованное излучение - это излучение с преимущественным направлением колебаний вектора электрического поля. Различают плоско поляризованное излучение с колебанием вектора электрического поля в одной плоскости и излучение с круговой поляризацией, когда плоскость поляризации, содержащая вектор электрического поля, описывает круговое движение во времени. Если при этом модуль вектора поля изменяется во времени, то имеем эллиптическую поляризацию.
Плоско поляризованное излучение можно получить на выходе поляризатора или поляризационной плёнки. Излучение с круговой поляризацией получают, пропустив через четвертьволновую кварцевую пластинку плоско поляризованное излучение. Восстановить плоско поляризованное излучение можно, пропустив через эту же пластинку излучение с круговой поляризацией.
Уплотнение потоков информации с помощью оптических несущих, имеющих линейную поляризацию, называется уплотнением по поляризации. Плоскость поляризации каждой несущей должна быть расположена под своим углом
Совмещение кросс-поляризованных каналов. В случаях когда частотный ресурс ограничен, а дальнейшее увеличение индексов модуляции не обеспечивает требуемой пропускной способности, применяют технологию совмещения каналов с разной поляризацией в одной полосе частот (CCDP), что позволяет удвоить пропускную способность.
CCDP – параллельная передача двух радиоканалов с разной поляризацией в одной полосе частот.
Адаптивная модуляция:
Принцип адаптивной модуляции должен быть кратко пояснен в последующем. Передатчик передает данные по радиоканалу к приемнику. В передатчике сначала подлежащие передаче данные кодируют и уплотняют посредством кодера и перемежителя импульсов. После этого данные в зависимости от характеристики канала модулируют с различным весовым коэффициентом модуляции. Подходящими для этого алфавитами /способами модуляции являются, например, известные способы амплитудно/фазовой манипуляции, двоичная фазовая манипуляция BPSK, квадратурная фазовая модуляция QPSK, квадратурная амплитудная модуляция 16 QAM, 64 QAM и т.д. с соответствующими весовыми коэффициентами модуляции 1, 2, 4 и 6. При высоком отношении сигнал/шум соответствующая поднесущая должна модулироваться высоким числом битов, в то время, как при малом отношении сигнал/шум достаточно малое число битов. Соотношение сигнал/шум обычно оценивают в приемнике и преобразуют для отдельных поднесущих в так называемую таблицу загрузки битов (Bit-Loading). Такая таблица загрузки битов может, например, содержать информации об отношении сигнал/шум или альтернативно запрошенный весовой коэффициент модуляции для каждой отдельной поднесущей. Эту таблицу загрузки битов передают передатчику так, что он соответственно может управлять демультиплексором DEMUX и мультиплексором MUX для адаптивной модуляции.
Демультиплексор DEMUX направляет поток битов, полученный от перемежителя импульсов, на присвоенный соответствующему весовому коэффициенту модуляции модулятор MOD1,..., MODn-1, MODn. При этом модулятор MODi может быть, например, модулятором двоичной фазовой манипуляции BPSK, а модулятор MODn модулятором многопозиционной амплитудной модуляции 64 QAM. Затем полученные после соответствующей модуляции указатели подвергают обратному быстрому преобразованию Фурье (IFFT, Inverse Fast Fourier Transformation) посредством мультиплексора MUX, который также управляется через таблицу загрузки битов. Там указатели преобразуются на соответствующую поднесущую для передачи и затем модулируются на несущую частоту.
В приемнике этот процесс протекает в основном наоборот. Сначала через быстрое преобразование Фурье получают данные от отдельных поднесущих в виде указателей. Последующий демультиплексор DEMUX присваивает данные в соответствии с таблицей загрузки битов подходящему демодулятору. Полученный от демодулятора DEMOD1,..., DEMODn-1, DEMODn поток битов подводят через мультиплексор MUX к расперемежителю импульсов и канальному декодеру.
Как уже упомянуто, желаемая таблица загрузки битов для адаптивной модуляции должна передаваться от передатчика к приемнику. Существенным пунктом при этом является, что таблицы загрузки битов обычно должны вычисляться в приемнике на основе индикации уровня радиосигнала RSSI (Radio Signal Strength Indication) и отношения сигнал-шум/интерференция SNR (Signal to Noise/Interference Ratio) и передаваться передатчику. Для дуплексной схемы с разделением времени TDD (Time Division Duplex) предполагается обычно канал типа WSS (White Sense Stationary), для промежутка времени, в котором таблица загрузки битов является действительной.
Высокий порядок модуляции позволяет увеличить спектральные характеристики канала (пропускная способность/скорость), но приводит к ухудшению энергетических характеристик (меньшая надежность). Адаптивная модуляция используется для обеспечения гарантированной пропускной способности и необходимых показателей надежности при любых погодных условиях. Происходит динамическое изменение индекса модуляции. Радиорелейные каналы связи традиционно проектируются с показателями надежности 99,999% при любых погодных условиях. Радиоканал, использующий модуляцию QPSK, может иметь до 30 дБ запаса на замирание, необходимого для защиты канала в самых худших условиях на тракте, продолжительность которых может составлять всего несколько минут в год: в остальное время запас на замирание может не использоваться. За счет использования менее надежных но более эффективных схем модуляции, доступный запас на замирание может быть преобразован в большую пропускную способность. В этом и заключается суть адаптивной модуляции, динамически подстраивающей модуляцию под условия на тракте.
