Побудова транспортної мережі на основі цифрового обладнання SL 16 (стр. 7 из 8)

де

– ширина смуги джерела випромінення.

Тоді максимальна довжина ділянки регенерації:

, (6.7)

де

– швидкість передачі інформації

Довжина регенераційної ділянки:

З двох значень

вибираємо найменше, це і буде довжина регенераційної ділянки

З обчисленої вище довжини регенераційної ділянки, яка для нашого обладнання становить

можна визначити необхідну кількість регенераторів між відповідними містами.

- Ужгород-Львів – 190 км (2 регенератора);

- Львів-Київ – 492 км (5 регенератора);

- Київ-Харків – 438 км (4 регенератора);

- Харків – Луганськ – 290 км (3 регенератор).

Графічне представлення вище розрахованого може бути представлене на Рис. 25, де показані схематично відстані між основними містами у запропонованій мережі.

Рис. 25. Схема мережі Ужгород – Львів – Київ – Харків – Луганськ на основі послідовного лінійного ланцюга

8. Розрахунок радіорелейної СПІ на основі обладнання SRT‑1

Розрахунок РРЛ траси Львів – Ужгород

На розповсюдження радіохвиль поблизу поверхні землі впливають вертикальні зміни в показнику заломлення атмосфери. Унаслідок рефракції радіохвилі проходять по зігнутих шляхах у вертикальній площині. Величина кривизни шляху міняється з часом через зміну тиску, температури і вогкості. За нормальних умов розповсюдження траєкторія радіопроменя згинається так, що має форму дуги, вигнутої до землі, і радіогоризонт розширяється. Проте, коли градієнт рефракції збільшується, траєкторія променя згинається у зворотний бік, що приводить до зменшення радіогоризонту. Коли траса радіозв'язку проходить низько над поверхнею землі можуть з'явитися додаткові дифракційні втрати на наземних перешкодах. Наприклад, якщо вісь променя тільки торкається перешкоди, загасання сигналу може скласти від 6 до 20 дБ, залежно від типу поверхні. У критичних випадках перешкода може фактично закривати весь радіопромінь. В цьому випадку пропадає пряма видимість між передаючою і приймальною антенами і сигнал, що приймається, може стати настільки слабким, що РРЛ перестане функціонувати.

Одна з найголовніших задач при проектуванні радіорелейної лінії зв'язку – вибрати висоти антен так, щоб втрата прямої видимості між ними було надзвичайно рідкісною подією.

Для цього необхідно мати точну інформацію як про профіль траси так і про відхилення радіопроменя унаслідок зміни метеорологічних умов на трасі. Необхідно гарантувати достатній просвіт для найгіршого випадку (найнижчого променя) на трасі. Цього може бути досягнуто відповідним вибором висот антен, які, проте не можуть бути більш ніж фактично необхідні як з економічних причин, так і унаслідок (на трасах із значними віддзеркаленнями від земної поверхні) помітного збільшення ризику міжсимвольної інтерференції і спотворення сигналу.

Технічні параметри системи SRT1

Для побудови радіорелейної траси було використано обладнання SRT1 фірми Siemens, яке задовольняє необхідну швидкість передачі інформації. Це обладнання дозволяє організувати 8 радістволів з загальною швидкістю передачі 1×STM1, і може працювати як в конфігурації гарячий резерв з захистом (1+1). В якості антени використовується параболічна антена діаметром 1.8 м. з коефіцієнтом підсилення 42.5 дБ. Параметри радісистеми SRT1:

Профіль інтервалу відображає вертикальний розріз місцевості між сусідніми радіорелейними станціями зі всіма висотними відмітками. Для зручності при побудові профілів використовують параболічний масштаб, у якому всі висоти відкладаються не по радіусах, як потрібно робити в дійсності, а по осі ординат, а відстані – не по дузі кола, а по осі абсцис. Тоді лінія, яка зображує на профілі рівень моря, або умовний нульовий рівень, від якого враховуються усі висоти, матиме вигляд параболи.

, (7.1)

де а – геометричний радіус Землі (а = 6370 км),

k – відносна координата заданої точки:

, (7.2)

де R_i – відстань до поточної точки,

R₀ – довжина прольоту.

Рис. 26. Профіль прольоту м. Львів – м. Стрий

Максимальна дальність радіорелейного зв'язку визначається не тільки фізичною прямою видимістю, але і радіовидимістю (для високих частот критично, щоб 1‑а зона Френеля не торкалася поверхні), що залежить від частотного діапазону використовуваних РРС.

Тому основним критерієм для розрахунку висоти підвісу антен на прольоті є умова відсутності екранування перешкодами мінімальної зони Френеля при субрефракції радіохвиль. Відомо, що основна частина енергії передавача поширюється у бік прийомної антени усередині мінімальної зони Френеля, що представляє еліпсоїд обертання з фокусами в крапках передавальної і приймальні антен. Оцінимо розміри першої зони Френеля уздовж траси. На відстані d1 від передавача і d2 від приймача:

, (7.3)

де

довжина хвилі.

Даний вираз показує, що F залежить як від робочої частоти, так і від відстаней до передавача і до приймача. Максимум F знаходиться у середині інтервалу:

При виборі висот антен необхідно вибрати просвіт H таким щоб перша зона Френеля не торкалась поверхні.

Просвіт, що існує близько 80% часу повинний бути обраний з умови:

, (7.4)

де

– середнє значення градієнта діелектричної проникності тропосфери;

– стандартне відхилення.

Можна записати наближені значення цих параметрів на території прольоту:

Звідси просвіт становить:

Тоді, значення просвіту:

Висоти підвісу антен визначаються з профілю траси. Для цього відкладаємо по вертикалі від критичної крапки розрахований просвіт, і знаходимо висоти

та

Енергетичний розрахунок виконується для кожного прольоту РРЛ. Середній рівень потужності сигналу на вході приймача, виражений в дБм, визначається на основі першого рівняння передачі:

, (7.5)

де

– рівень потужності передавача;

– коефіцієнти підсилення відповідно передавальної та приймальної антен;

– коефіцієнти корисної дії (ККД) антенно-фідерного тракту відповідно на передачі та прийомі;

– послаблення поля у вільному просторі;

– середні множник послаблення поля вільного простору, який залежить від виду рефракції радіохвиль, (для відкритої траси приблизно рівний 1 або 0 дБ, тому не враховується). Величина

виражені в децибелах відносно 1 мВт.

Послаблення вільного поля у вільному просторі визначається за формулою:

. (7.6)

З формули (7.6) можна отримати:

ККД антенно-фідерного тракту у зв’язку з конструктивними особливостями (прийомо-передавачі об’єднані з антеною у моноблок) становлять приблизно 0.9 або –0.5 дБм.

Потужність сигналу на вході приймача з формули (7.5) рівна:

Потужність прийнятого сигналу

, а чутливість приймача

, тобто запас послаблення становить 18 дБ., що дає можливість надійного зв’язку за несприятливих погодних умов, які погіршують радіозв’язок, таких, як: опади, температура, тиск, вологість.