Проектирование цифровой радиорелейной линии на участке Томск-Чажемто (стр. 10 из 27)

1. доступности методики;

2. соответствие методики техническим требованиям на расчет радиорелейной линии.

Мной были найдены следующие методики:

· Методика расчета трасс аналоговых и цифровых РРЛ прямой видимости, Москва, 1987 г., 243 с.;

· Мордухович Л.Г., Степанов А.П. Системы радиосвязи. Курсовое проектирование: Учеб. Пособие для вузов. – М.: Радио и связь, 1987.-192 с.;

· Проектирование радиорелейных линий прямой видимости: Ингвар Хенне, Пер Торвальдсен – Берген: NeraTelecommunications, 1994г. 153с.;

· Справочник по цифровым радиорелейным системам, Международный союз электросвязи, Бюро радиосвязи, г. Женева, 1996 г.

Первые две методики не были взяты для проектирования по следующим причинам:

· методики были составлены в 1987 году и уже морально устарели;

· нет полного представления о методах расчета цифровых РРЛ, хотя относительно аналоговых РРЛ дается вполне достаточно информации;

· в большинстве случаев приводится слишком полный расчет, отсутствие моделей упрощённого расчёта;

· отсутствие экспериментальных данных.

Среди двух оставшихся наиболее приемлемая методика фирмы NERANETWORKSAS, Норвегия. Автор - Ингвар Хенне, Пер Торвальдсен. Работа довольно подробная, содержащая предварительную и детальную часть расчётов. Учитывает возможность проектирования во всех возможных частотных диапазонах, практически на любой аппаратуре. Последний из перечисленных документов нельзя полностью использовать в расчетах, поскольку, прежде всего, – это справочная литература, хотя некоторые расчеты приводятся достаточно подробно и обоснованно.

Среди частных методик можно выделить две, распространяемые в виде компьютерных вычислительных комплексов:

1. DRRL 4.0;

2. Territories фирмы «Золотая корона».

Обе эти методики используют фирмы, занимающиеся расчетами радиорелейных трасс. Кроме того, Territories имеет хорошую техническую поддержку в виде предоставления цифровых карт при расчете профиля трассы, а также более правильные расчеты в диапазоне меньше 1 ГГц и при передаче потока STM-1.

Таким образом, в качестве основной методики расчетов мной была выбрана методика фирмы NERANETWORKS, как общедоступная и отвечающая критерию достоверности расчетов. В качестве дополнительной справочной информации было решено использовать Справочник по цифровым радиорелейным системам международного союза электросвязи.

5 Расчет качественных показателей радиорелейной линии

5.1 Основные положения

Расчет любой радиорелейной линии в первую очередь сводится к выбору трассы и места расположения станций проектируемой сети. Как правило, любой проект по строительству РРЛ подразумевает конкретные места расположения станций. В нашем случае все радиорелейные станции располагаются вблизи газопроводов (основная их задача – обеспечение технологической связи), а также, по возможности, как можно ближе к населенным пунктам и проходящим дорогам, что облегчает обслуживание РРЛ и подвод необходимых коммуникаций. Все внешнее оборудование размещается либо на существующих антенных башнях и опорах, либо на проектируемых. Внутренне оборудование располагается либо в уже существующих старых зданиях на месте демонтируемого оборудования системы «Трал 400/24», либо в специально устанавливаемых контейнерах типа «Север». Все мультиплексорное оборудование и внутренне оборудование радиорелейной связи, а также источники питания устанавливаются в проектируемые 19 дюймовые шкафы связи.

Общая протяженность ЦРРЛ составляет 275.48 км. Средняя длина интервала – 35,435 км. Минимальная длина интервала – 14,75 км. Максимальная длина интервала – 46,15 км. Большая часть площадок проектируемой ЦРРЛ совпадают со станциями существующей РРЛ «Трал-400/24» Нижневартовск – Парабель – Томск. Размещение новых станций будет произведено рядом с н.п. Тунгусово и н.п. Кривошеино, ввиду производственной необходимости ООО «Томсктрансгаз». Нумерация радиорелейных станций ведется от п. Чажемто до г. Томска.

Стоит отметить, что в случае превышения норм на качественные параметры связи РРЛ, применяют следующие технические решения:

1. поднимают антенны станций на большую высоту, что сопряжено с рядом трудностей: как с ограниченностью самой башни (мачты), так и возможной сложной э/м обстановкой с уже имеющимся оборудованием;

2. выбор другого места положения радиорелейной станции;

3. применение другого оборудования (более чувствительный приемник, более мощный передатчик, антенны с большим диаметром);

4. еще один очень часто используемый способ – применение разнесенного приема, который бывает двух видов – пространственный (разнос антенн) и частотный (передача на двух частотах), также может использоваться комбинация этих методов. Частотный метод в терминологии радиорелейной связи более известен как метод выбора «систем резервирования». Поскольку систем резервирования известно несколько, а не все радиорелейное оборудование поддерживает все из них, то наша задача также будет заключаться в выборе наиболее оптимального из этих способов для применения в нашем случае.

Для работы при различных условиях эксплуатации и окружающей среды все активное оборудование может быть использовано в одном из перечисленных ниже режимах:

· 1 + 0 – передача радиосигнала без резервирования;

· 1 + 1 горячий резерв – передача радиосигнала с полным резервированием оборудования.

· 1 + 1 резервирование линии – передача STM – 1 канала через основной и резервный радиоканал, используя два номинала частот с помощью одной антенны.

Режим «горячего резервирования» 1 + 1 представляет собой резервирование оборудования, при котором передается один STM – 1 поток с использованием одного радиочастотного канала. При выходе из строя оборудования, система автоматически переключается на резервный комплект. При этом время переключение настолько мало, что такое пропадание сигнала не превышает нормы по качественным показателям радиорелейной линии, а на практике составляет менее 10 нс. При горячем резервировании необходимо наличие двух комплектов ППУ, которые работают на одну антенну (рисунок 5.1). Существуют еще два режима резервирования «теплый» и «холодный», их основное отличие от «горячего» заключается во времени переключения на резервный канал. При этом, при «холодном» и «теплом» резервировании можно работать на той же частоте, что и основной канал. Как правило, в последнее время производители современного радиорелейного оборудования стараются использовать только «горячий», и лишь в редких случаях - «теплый».

В некоторых случаях обеспечивают постоянную передачу одной и той же информации по двум независимым каналам, при этом каждый канал имеет свое ППУ и свою антенну. Устройство на приеме производит сравнение сигналов, поступающих на вход приемников и, в зависимости от уровня сигнала, выбирает наилучший. Такой способ позволяет свести потерю информации в связи с замираниями сигнала в атмосфере на нет, но за это надо платить как большим занимаемым частотным ресурсом, так и большей стоимостью оборудования.

Рисунок 5.1 - Принцип частотного разнесения каналов

5.2 Исходные данные для расчетов

Трасса проектируемой ЦРРЛ проходит по климатической зоне Западно-Сибирской низменности через Томский, Шегарский, Кожевниковский, Кривошеинский, Молчановский и Колпашевский район Томской области.

Величина интенсивности дождей составляет 70 мм/ч.

Параметром аппаратуры цифровых РРЛ, характеризующим помехоустойчивость является пороговый уровень сигнала на входе приемника

, при котором обеспечивается максимальная нормируемая величина коэффициента ошибок (BER). Результаты каждого пролета трассы производились при помощи двух методов. Как основной метод расчета использовалась методика фирмы Nera, для проверки результатов была использована специализированная программа Territories. Нормы на показатели качества приняты как для внутризоновых сетей.

Для расчета статистики глубины сравнительно медленных рефракционных замираний с учетом нелинейного изменения диэлектрической проницаемости воздуха замирания

с высотой, вводится понятие эффективного вертикального градиента диэлектрической проницаемости воздуха . Под величиной понимают постоянный по высоте градиент , при котором напряженность поля в точке приема будет такой же, как и в случае реального изменения на трассе. Климатический район проектирования ЦРРЛ характеризуется средним значением градиента диэлектрической проницаемости воздуха и дисперсией диэлектрической проницаемости воздуха . Рабочая частота аппаратуры составляет .

5.3 Расчет качественных показателей пролетов ЦРРЛ

5.3.1 Основные положения

В качестве качественных показателей пролета любой радиорелейной линии используют два параметра, которые мы и будем рассчитывать:

1. Коэффициент неготовности;

2. Коэффициент секунд со значительным количеством ошибок.