авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 5 |

«УЗБЕКСКОЕ АГЕНТСТВО СВЯЗИ И ИНФОРМАТИЗАЦИИ ТАШКЕНТСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ Факультет Радиотехники, Радиосвязи и Телерадиовещания ...»

-- [ Страница 2 ] --

Прямоугольный волновод С, соединяется с волноводом круглого сечения В через щель и диафрагму, образованную из пластин треугольной формы 2. Для улучшения согласования с ПС предусмотрен подстроечный винт 4. Принцип работы ПС состоит в следующем. Если волна поступает с антенны в волновод перпендикулярно (Е2) пластине 1, то она пройдет дальше, если параллельно (Е1), то волна отражается от пластины 1 и через щель с диафрагмой 2 попадает в прямоугольный волновод С. Чтобы выделить волну Е2, нужно повернуть селектор на 90°.

Корректор поляризации. В АФТ, при переходе от волновода с круглым сечением к волноводу с квадратным или с прямоугольным сечением, необходимо обеспечить совпадение плоскости поляризации волн. Это достигается тем, что перед волноводами с квадратным или прямоугольным сечением включается так называемый поляризатор или корректор поляризации, позволяющий повернуть плоскость поляризации волн.

Корректор поляризации представляет собой устройство в виде отрезка круглого волновода, в котором расположена тонкая диэлектрическая пластина определенной длины и такой формы, чтобы отражения от концов пластины были минимальны рис. 3.23.

Рис.3. Допустим, что в поляризатор поступает линейно-поляризованная волна с угловой частотой v и направлением вектора Евх, составляющим угол y с нормалью к плоскости пластины.

Линейно-поляризованная волна может быть представлена в виде суперпозиции двух линейно-поляризованных волн, из которых Еп – параллельная к плоскости пластины и Ен – нормальная к той же плоскости рис. 3.24.

Рис.3. Скорость расстояния волны Еп меньше скорости распространения волны Ен, так как первая распространяется в диэлектрике.

Поэтому по мере продвижения волн вдоль пластины между ними будет нарастать сдвиг фаз, определяемый длиной пластины и коэффициентом преломления диэлектрика. Если подобрать длину пластины так, чтобы разность фаз между обеими составляющими волн на выходе поляризатора составляла К·p, где К – целое число, то обе волны снова дадут линейно поляризованное колебание. Причем, если К – четное, то плоскости поляризации входной и выходной волны совпадут, если К – нечетное, то они будут отличаться или же Евых будет повернуто относительно Евх на 2.

Поворачивая отрезок волновода с закрепленным в нем диэлектрической пластиной можно добиться совпадения плоскостей поляризации волн при переходе от волновода с круглым сечением к волноводу с квадратным или прямоугольным сечением.

Герметизирующие волноводные вставки ГВ, устанавливаются в месте соединения волновода с аппаратурой, а также в верхней части АФТ, когда антенна не является герметичной. На ГВ имеется штуцер, через который подается осушенный воздух из СОВТ (система осушки волноводного тракта).

Поглотитель высших типов волн (ПВВ) предназначен для поглощения паразитных волн с продольной составляющей электрического поля, в диапазоне 4,6 и 8 ГГц волны типа Е01, а в диапазоне 6 8 ГГц волны типа Е11. Он представляет собой стержень, закрепленный в волноводе, состоящий из окислов металлов, обладающих свойствами полупроводника. Они обеспечивают ослабление высших волн примерно на 25 дБ.

Ферритовый циркулятор (ФЦ) представляет собой волноводный или коаксиальный тройник, внутри которого помещен ферритовый вкладыш, находящийся в постоянном магнитном поле рис.3.25.

Рис.3. Такой циркулятор называется V-циркулятором. Особенность в том, что сигнал поступающий в плечо I, выходит из плеча II, в II из плеча III, в III из плеча I. Это свойство позволяет использовать ФЦ для совмещения в общем волноводе трактов передачи и приема.

Поглощение между плечами составляет 25 30 дБ, а потери 0,1 0,2 дБ.

Устройства разделения и объединения стволов служит для использования одной антенны и питающего его АФТ одновременно для передачи и приема сигналов нескольких стволов. В многоствольных системах передачи разделительные фильтры выполняются по последовательным схемам, так как параллельная схема включения связана со сложностью согласования.

В системах передачи сантиметрового диапазона нашли применение три типа разделительных устройств, с полосовыми фильтрами, с режекторными фильтрами и сочетание полосовых фильтров и ферритовых циркуляторов. Из этих трех типов, наиболее широкое применение, так как являются простыми и перспективными, являются последние, т.е. сочетание полосовых фильтров и ферритовых циркуляторов.

Структурная схема устройства разделения с использованием циркуляторов Ц и полосовых фильтров ПФ, приведена на рис. 3.26.

На передаче сигнал f4' от передатчика ПД4 через полосовой фильтр поступает на вход циркулятора Ц4', где обеспечивается его передача из плеча 1 в плечо 2 и затем в плечо циркулятора Ц3'. Так как в плечо 1 циркулятора Ц3' включен фильтр, настроенный на частоту f3', то пришедшие колебания с частотой f4' отразятся от него и поступят в плечо данного циркулятора. Точно также будут поступать сигналы от передатчика Пд3 на циркулятор Ц3', плечо 1 ® 2, а затем в 3 циркулятор Ц2' и т.д.

Рис.3. Нагрузка ПН, служит для поглощения волны, возникшей из-за недостаточной согласованности между соседними циркуляторами, например Ц4' и Ц3'. Отраженный сигнал проходит в направлении от плеча 2 к плечу 3 Ц4' и попадает в ПН1.

Принятые антенной сигналы с частотами f1…f4 через ПС поступают в плечо циркулятора Ц1. Поскольку полосовой фильтр в его плече 2 настроен на частоту первого ствола, то сигнал с частотой f1 поступит в приемник Пм, а остальные отразятся и через плечо 3 пройдут на вход 1 Ц2. Здесь выделится сигнал f2 и так далее.

Для улучшения согласования устройств объединения и разделения стволов с АФТ включаются дополнительные циркуляторы Цд.

Контрольные вопросы 1.Каким общим законам подчиняется распространение радиоволн?

2.Волны какой длины относятся к диапазону УКВ и как они распространяются?

3.Какие помехи существуют радиоприему?

4.Дайте общее определение антенны.

5.Что понимается под изотропным излучателем и симметричным вибратором?

6.Приведите основные характеристики антенн.

7.Какие требования предъявляются к антеннам РРЛ?

8.Перечислите и приведите основные характеристики типов антенн используемых на РРЛ.

9.Приведите структуру фидерных трактов РРЛ.

10.Какие элементы относятся к фидерным трактам РРЛ и поясните их назначения.

Лекция 5 - Классификация и области применения цифровых РРЛ Структура радиорелейной линии связи Классификация и области применения цифровых РРЛ Радиорелейные линии на основе цифровых РРС стали важной составной частью цифровых сетей электросвязи – ведомственных, корпоративных, региональных, национальных и даже международных.

РРЛ классифицируют по следующим взаимосвязанным признакам:

• скоростным, по которым различают РРЛ:

– высокоскоростные (скорость передачи свыше 140 Мбит/с);

– среднескоростные (до 52 Мбит/с);

– низкоскоростные (до 10 Мбит/с);

• емкость радиорелейной линии (количество стволов и каналов в них), в зависимости от которой различают РРЛ:

– большой емкости;

– средней емкости;

– малоканальные.

• количество пролетов в радиорелейной линии, по которому различаются РРЛ:

– однопролетные;

– многопролетные.

Высокоскоростные большой емкости радиорелейные линии применяются в глобальных сетях передачи данных и называются магистральными. Среднескоростные средней емкости радиорелейные линии используются для создания региональных, зоновых сетей передачи данных и называются зоновыми. Наконец, малоканальные широко используются для организации связи на железнодорожном транспорте, газопроводах, нефтепроводах, линиях электропередачи и т. п. Малоканальные радиорелейные линии с подвижными РРС применяются также в военных целях.

Полосы радиочастот РРЛ расположены в диапазоне от 2 до 50 ГГц и жестко регламентируются внутри каждой полосы как рекомендациями ITU (Международного союза электросвязи), так и Радиорегламентом Республики Узбекистан.

При организации связи по цифровой радиорелейной линии должна быть решена проблема выделения частот приема и передачи. Ее решение относится к компетенции ГКРЧ РУз, и для РЭС всех назначений эта процедура осуществляется в соответствии с «Положением о порядке выделения полос (номиналов) радиочастот...» и результатами рассмотрения в установленном порядке радиочастотных заявок, поступающих от заявителей.

В ряде случаев, например в условиях больших городов, получение свободных радиочастот на некоторых направлениях затруднительно, что связано с проблемой электромагнитной совместимости с другими радиотехническими системами (РТС).

Построение цифровых радиорелейных линий.

Спектр применения современных цифровых радиолиний достаточно широк, это объясняется тем, что они позволяют:

• оперативно наращивать возможности системы связи путем установки оборудования РРС в помещениях узлов связи, используя антенно-мачтовые устройства и другие сооружения, что сокращает капитальные затраты на создание радиорелейных линий связи;

• организовать многоканальную связь в регионах со слаборазвитой (или с отсутствующей) инфраструктурой связи, а также на участках местности со сложным рельефом;

• развертывать разветвленные цифровые сети в регионах, больших городах и индустриальных зонах, где прокладка новых кабелей слишком дорога или невозможна;

• восстанавливать связь в районах стихийных бедствий и др.

РРС может строиться как однопролетная, многопролетная линия и радиорелейная сеть.

Однопролетная РРЛ состоит из двух территориально разнесенных РРС. Такие радиолинии создаются для соединения базовых центров сотовой связи, АТС и др.

Широкое применение получили малогабаритные, быстро разворачиваемые РРС диапазонов 18, 23 и 36 ГГц, которые способны передавать на расстояние до 25 км как аналоговую (телевизионную), так и цифровую информацию (со скоростью до 34 Мбит/с).

Типичное применение цифровых РРС данных диапазонов – организация сетей местной связи, сетей сотовой и транковой связи. В последнем случае, как правило, применяются однопролетные РРЛ «базовая станция» – «базовая станция» и «базовая станция» – «коммуникационная станция».

РРЛ используются также вместо широкополосных оптоволоконных линий, создаваемых в городских условиях для связи между узловыми АТС и другими объектами связи. Такие РРЛ могут быть встроены в телекоммуникационные сети, отвечающие стандартам SDH/SONET.

Основными направлениями применения радиолиний в этом случае могут быть:

• магистраль. РРЛ вписывается в городские сети SDH/SONET и служит для замыкания колец, для соединения между кольцами и для подключения удаленных узлов доступа.

Линия может использоваться как транспортная альтернатива оптоволокну или для его резервирования;

• организация доступа к сети АТМ. РРЛ соединяется с оконечным сетевым устройством АТМ и концентратором доступа АТМ;

• сопряжение между собой сетей АТМ, FAST ETHERNET и др.

В настоящее время производители оборудования выпускают большое количество РРЛ этих диапазонов (прил.1).

Во всем мире инфраструктура развивается как интегрированная первичная транспортная сеть, обеспечивающая передачу любого вида информации и базируется на комплексном использовании проводной, радио, радиорелейной и спутниковой (космической) связи.

Радиорелейная связь занимает в этой структуре свое достойное место.

Вопрос о применении того или иного рода связи или их комбинации в сетевой инфраструктуре решается в зависимости от конкретных географических условий, а также экономических, социальных и политических факторов, нужд обороны и безопасности страны. Технические средства связи и методы их применения должны быть увязаны в единую систему. Этим обусловливаются возрастающее внимание к решению вопросов связи и необходимость дальнейшего развития и использования технических средств всех видов связи, в том числе радиорелейной.

Структура радиорелейной линии связи Упрощенная структурная схема радиорелейной линии связи основанная на принципах многократной ретрансляции, показанна на рис.5.1. Различаются оконечные, промежуточные и узловые станции.

Рис.5.1. Структурная схема одного направления радиорелейной связи Оконечные станции устанавливаются в крайних пунктах линии связи и содержат модуляторы и передатчики в направлении передачи сигналов и приемники с демодуляторами в направлении приема. Для приема и передачи применяется одна антенна, соединенная с трактами приема и передачи при помощи антенного разветвителя (дуплексера). Модуляция и демодуляция сигналов проводится на одной из стандартных промежуточных частот (70 1000 МГц). При этом модемы могут работать с приемопередатчиками, использующими различные частотные диапазоны. Передатчики предназначены для преобразования сигналов промежуточной частоты в рабочий диапазон СВЧ, а приемники - для обратного преобразования и усиления сигналов промежуточной частоты. Существуют системы РРЛ с непосредственной модуляцией сигналов СВЧ (например аппаратура Эриком-11), но они имеют ограниченное распространение.

Упрощенная структурная схема оконечной станции показана на рис. 5.2.

Рис. 5. Промежуточные станции располагаются на расстоянии прямой видимости и предназначаются для приема сигналов, усиления их и дальнейшей передаче по линии связи.

Прием и передача сигналов на промежуточных станциях должна проводится на разных частотах для устранения паразитных связей в приемопередатчиках за счет влияния обратного излучения близко расположенных антенн. Разница между частотами приема и передачи называется частотой сдвига (fсдв). На рис. 5.3 показана структурная схема промежуточной станции.

Рис. 5. Узловые станции (рис. 5.4) выполняют как функции промежуточных станций, так и функции ввода и вывода информации. Поэтому они устанавливаются в крупных населенных пунктах или в точках пересечения (ответвления) линий связи.

Рис. 5. Промежуток между ближайшими станциями называется пролетом (или интервалом) РРЛ.

Протяженность пролета зависит от многих причин и, в среднем, достигает 50 - 60 км в диапазонах частот до 6 - 8 ГГц и нескольких км в диапазонах 30 - 50 ГГц.

Промежуток между оконечной станцией и ближайшей узловой или между узловыми станциями называется секцией РРЛ, а совокупность приемопередающего оборудования образует ствол РРЛ. Различаются однонаправленные стволы и двунаправленные (для дуплексной связи).

План распределения частот на одноствольных РРЛ прямой видимости Под частотным планом системы РРЛ связи понимают распределение частот приема и передачи между стволами системы, а также распределение частот гетеродинов, т.е.

распределение частот передачи и приема на одном стволе.

Так как особенностью построения аппаратуры РРЛ связи является то, что на ПС приемные и передающие антенны одного направления связи практически расположены рядом, то возникающие в этом случае взаимосвязи между антеннами не позволяют использовать одни и те же рабочие частоты при приеме и передачи сигналов в данном направлении. Поэтому на ПС возникает необходимость в изменении рабочих частот приема и передачи как при организации односторонней, так и двусторонней связи.

Изменение частот производится на каждой станции в соответствии с принятой схемой построения аппаратуры.

Следовательно, ПС выполняет две функции:

1.Усиление сигнала;

2.Преобразование частоты СВЧ сигнала с целью устранения возможной связи между передатчиком и приемником данной станции.

Существуют два плана распределения частот в РРЛ прямой видимости, для ствола:

- двухчастотный план;

- четырехчастотный план;

Рис. 5.5 Рис. 5. 2-частотная система (рис. 5.5) экономична с точки зрения использования полосы частот, выделенной для организации радиорелейной связи, но требует применения антенн с хорошими защитными свойствами от приема и передачи сигналов с боковых и обратных направлений. В диапазонах частот выше 10 ГГц широко применяются параболические антенны улучщенного исполнения с дополнительными экранами (воротниками), позволяющими достичь требуемых показателей.

4-частотная система (рис. 5.6) допускает применение более простых и дешевых антенн и позволяет улучшить защищенность линии связи от взаимных помех, но используется достаточно редко. Как правило, четырехчастотную систему можно рекомендовать для организации линий связи при очень сложной электромагнитной обстановке.

Для повышения экономической эффективности и пропускной способности радиорелейные системы часто делают многоствольными, в которых на каждой станции работают с различными частотами несколько приемопередатчиков через общие антенно-фидерные устройства.

С целью увеличения надежности работы линии связи применяются различные способы резервирования. В диапазонах частот выше 10 ГГц в ЦРРЛ наибольшее распространение получают системы резервирования 1 + 1, когда на один рабочий ствол приходится один резервный. В сложных условиях распространения радиоволн, оба ствола могут быть использованы для организации разнесенного приема, существенно улучшающего устойчивость работы системы связи. Зачастую строятся простые одноствольные системы связи без резервирования, учитывая высокую надежность современной аппаратуры. К примеру, время наработки на отказ аппаратуры ЦРРЛ типа MINI - LINK E шведской фирмы ERICSSON достигает (согласно рекламе) 20 - 30 лет.

Широкое развитие информационных радиосетей заставляет строго регламентировать использование рабочих частот в выделенных диапазонах волн. На рис. 5.7 показан пример плана распределения рабочих частот для системы РРЛ, работающей в диапазоне 11 ГГц в соответствии с Рекомендациями 387-2 МСЭ-Р.

Рис. 5. В более высокочастотных диапазонах волн применяются гибкие частотные планы. Разнос частотных каналов в таких случаях определяется пропускной способностью (скоростью работы ЦРРЛ) и видом модуляции. Чаще всего применяется шаг разноса рабочих частот равный 3.5 МГц. Тогда, к примеру, при скорости работы 4 Мбит/с и 4-уровневой модуляции разнос частот можно выбрать равным шагу разноса, а при кратном увеличении скорости разнос также кратно увеличивается и может равняться 7, 14 или 28 МГц.

В последние годы разработаны новые частотные планы с использованием двойной поляризации радиоволн, позволяющие существенно повысить эффективность использования частотного спектра.

Современная аппаратура радиорелейных систем для диапазонов частот выше 10 ГГц имеет определенные особенности в конструктивном выполнении по сравнению с более низкочастотной аппаратурой. В диапазонах частот до 10 ГГц приемопередающая аппаратура, как правило, выполняется в виде достаточно громоздких стоек, располагающихся в аппаратных помещениях. Связь с антеннами осуществляется фидерными волноводами, имеющими значительную длину и, следовательно, вносящими существенные потери.

Переход к диапазонам частот выше 10 ГГц существенно изменил конструктивное выполнение аппаратуры. Аппаратура, работающая в диапазоне выше 10 ГГц, имеет небольшие габариты и располагается на вершине антенной опоры, объединенная в единый блок с антенной.

Рис. 5. На рис. 5.8 показан пример конструктивного выполнения приемопередающего блока цифровой аппаратуры MINI-LINK для диапазона частот 23 - 38 ГГц. Здесь параболическая антенна имеет диаметр 30 см и соединяется с приемопередающим блоком непосредственно без волновода. Элементы для крепления всего модуля к антенной опоре располагаются на антенном блоке и имеют устройства для юстировки в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Приемопередающий блок можно легко отсоединить от антенного блока для замены, настройки и профилактики. В таком исполнении вес блока составляет 11-12 кг.

Аппаратура позволяет использовать антенны и большего диаметра (0.6 и 1.2 м).

В случае применения антенны диаметром 0.6 м конструктивное выполнение остается таким же, как показано на рис. 5.8, а антенна диаметром 1.2 м соединяется с приемопередатчиком коротким гибким волноводом.

Пример расположения модулей аппаратуры на антенной опоре (российская аппаратура БИСТ) показан на рис. 5.9.

Рис. 5. Компактная аппаратура с небольшими габаритами и весом, которая применяется в диапазонах частот выше 10 ГГц, допускает использование облегченных антенных мачт, выполненных в виде ферм треугольного сечения или трубчатых конструкций, которые можно установить на высоких зданиях, дымовых трубах или возвышенных местах.

Приемопередающие блоки соединяются коаксиальными кабелями с модемным оборудованием, располагающимся в помещении. Современное модемное оборудование - это легко трансформирующийся комплекс, функционирующий под управлением центрального или местного компьютера Модемное оборудование может обеспечивать формирование и обработку цифровых потоков на скорости от 1 до 34 Мбит/с, проводить мультиплексирование потоков и функционировать в режимах организации сетей связи любой конфигурации.

Для примера, на рис. 5.10 показана схема организации системы связи между локальными компьютерными сетями. Подобную схему можно применить и для связи между базовыми станциями подвижной связи.

Рис. 5. Пример типовой конфигурации цифровой сети связи представлен на рис. 5.11. Здесь показаны различные типы станций РРЛ, работающих с разными цифровыми потоками, с резервированием и без резервирования, функционирующие под управлением компьютера менеджера сети Рис. 5. Низкоскоростные цифровые радиорелейные станции Низкоскоростные радиорелейные станции (РРС) обеспечивают пропускную способность до 10 Мбит/с включительно через один ствол. Привлекательность использования ЦРРС для решения разнообразных телекоммуникационных задач обусловлена прежде всего их технико-экономическими показателями и преимуществами, такими, как:

возможность передачи разнородной и разноскоростной информации (речь, видео, данные, сигналы охранной сигнализации, телеуправления и т.д.), приведенной к единому цифровому формату;

быстрота развертывания линий (при наличии частотного разрешения - несколько дней);

приемлемая стоимость (от 6 до 10 тыс. дол. за один пролет протяженностью до 30- км с пропускной способностью, эквивалентной сотням телефонных каналов);

возможность построения сетей разной конфигурации ("звезда", "кольцо", с радиальной и узловой структурой и т.д.), отвечающих интересам различных пользователей;

незначительные затраты на эксплуатацию и обслуживание станций.

Указанные выше преимущества позволяют эффективно использовать низкоскоростные ЦРРС с целью:

организации однопролетных линий местной связи ("точка - точка");

подключения удаленных ведомственных, корпоративных и частных пользователей (например, к ТфОП);

обеспечения доступа к ресурсам сети Интернет;

ответвления потоков от магистральных линий связи;

резервирования наиболее важных направлений связи;

передачи телевизионных сигналов от студии до передающего или трансляционного оборудования;

телефонизации сельской местности;

построения внутризоновых сетей и т.д.

В соответствии с действующими общими техническими требованиями радиорелейные средства местной и внутризоновой связи несколько отличаются между собой по частотным характеристикам (для средств местной связи выделен более широкий диапазон). Кроме того, они кардинально различаются по уровню предъявляемых к ним требований, а также по возможностям управления и обеспечения сервисных услуг. Здесь средства внутризоновой радиорелейной связи имеют очевидное преимущество.

В настоящее время низкоскоростные ЦРРС чаще всего применяются при решении следующих задач:

организация соединительных линий в составе первичных сетей;

развертывание РРЛ вдоль магистральных нефте- и газопроводов для обеспечения технологической связи, передачи сигналов телеуправления и телесигнализации;

обеспечение доступа к ТфОП, коллективного или абонентского доступа к Интернет ресурсам, а также к сетям провайдеров (TSP/ASP), организация линий выноса и распределение абонентской емкости от АТС и т.д.;

построение сетей передачи данных и сетей широковещательной передачи телевизионных сигналов (DVBT -Digital Video Broadcast Transmission);

построение сетей многоканального распределения информации (LMDS - Local Multi Chanel DistributionServices);

развертывание ведомственных, корпоративных и частных линий и сетей радиорелейной связи;

соединение между собой станций сотовых сетей и АТС городских и сельских сетей связи;

развертывание линий и сетей сельской связи, в том числе по принципу "точка - много точек" с многостанционным доступом при временном (частотном) разделении каналов;

организация соединительных линий в оконечных цифровых АТС для связи с их выносными модулями.

Для решения перечисленных выше задач станции должны комплектоваться соответствующим образом. Типовой базовый вариант комплектации может включать в себя оборудование одного или нескольких стволов, а также один или несколько модемов, определяющих метод модуляции и соответственно вид передаваемого сигнала.

На практике передача низкоскоростных потоков (до 10 Мбит/с) может происходить и без модемов. В этом случае осуществляется так называемая манипуляция непосредственно на СВЧ-несущей. Естественно, отказ от модема уменьшает стоимость оборудования, однако данный метод имеет некоторые недостатки. Один из них заключается в том, что в многопролетных линиях при ретрансляции усложняется процесс передачи сигнала с одной станции на другую, поскольку производится демодуляция сигнала. В связи с этим на каждой станции должен устанавливаться регенератор. Тем не менее низкоскоростные станции такого типа успешно применяются прежде всего для организации однопролетных радиорелейных линий.

В типовой базовый вариант низкоскоростной РРС может также входить мультиплексор (как правило, 4хЕ1), который позволяет повысить гибкость, а также оперативность выделения и перераспределения информационных потоков между пользователями.

В настоящее время компоненты, обеспечивающие функции мультиплексирования, модуляции и резервирования стволов, часто размещаются в одном моноблоке, либо выполняются в виде отдельных модулей (плат), устанавливаемых в общей корзине. Это дает значительный выигрыш в стоимости оборудования и, что немаловажно, улучшает потребительские свойства аппаратуры, которая становится более удобной в эксплуатации.

При этом упрощается процесс наращивания функциональных возможностей и модернизации станции, осуществляемый путем замены либо установки дополнительных плат в корзину.

При организации РРЛ, обеспечивающих абонентский доступ к сетям связи, обычно используются нестандартные варианты комплектации. Возможные схемы построения РРЛ при реализации доступа к ТфОП представлены на рис. 5.12-5.15. Данные варианты доступа могут быть отнесены к разряду коллективных. Их целесообразно применять в следующих конфигурациях:

для стационарных абонентов - технология доступа к ТфОП с встроенным интегрированным в состав РРЛ мультиплексором (рис.5.12);

Рис.5.12 Доступ к ТфОП стационарных абонентов в для локально мобильных абонентов - технология доступа к ТфОП в сочетании с многоканальной станцией абонентского радиодоступа (рис.5.13);

Рис.5.13 Доступ к ТфОП локално мобильных абонентов одноступенчатая схема радиорелейной привязки абонентов населенного пункта, обеспечиваемых телефонной связью через обособленную мини-АТС (рис. 5.14);

Рис.5.14 Одноступенчатая схема привязки абонентов через обособленную мини-АТС многоступенчатая схема радиорелейной привязки абонентов сельских населенных пунктов и районных центров, например, к областному центру (рис.5.15).

Рис.5.15 Многоступенчатая схема привязки абонентов Заметим, что в случае реализации рассматриваемого способа доступа к ТфОП при наличии соответствующих модемов и интерфейса возможна передача любых видов информации (речь, факсимильные сообщения, данные и т.д.).

По комплектации оборудования особняком можно поставить РРС, предназначенные для организации линий связи в сельской местности. Как правило, они реализуются в дециметровом диапазоне (300-3000 МГц), что обусловливает их невысокую пропускную способность: 512, 1024 или 2048 кбит/с. Однако они выгодно отличаются возможностью применения невысоких (до 20 м) и, следовательно, недорогих антенных опор для организации пролетов большой протяженности (до 50 км и более). Хорошие массогабаритные характеристики оборудования и дифракционные свойства электромагнитных волн в используемом диапазоне позволяют достаточно свободно выбирать место размещения РРС и антенн, благодаря чему они могут быть установлены на подходящих для этого объектах, например вблизи сельских почтовых отделений.

Отметим, что необходимость применения передатчика с мощностью до нескольких ватт для обеспечения протяженности пролета в 30-50 км, несущественно сказывается на массогабаритных и стоимостных показателях низкоскоростных РРС в целом. При указанной высоте антенной опоры и мощности передатчика можно использовать моноблочные станции, то есть РРС не обязательно должна состоять из блоков внутреннего и внешнего размещения.

Это уменьшает стоимость станции, повышает сроки работы оборудования, позволяет обеспечить надлежащий контроль за его сохранностью, облегчает проведение работ по его профилактике и ускоряет процесс поиска и устранения неисправностей.

Широкое применение специального оборудования позволяет персоналу средней квалификации самостоятельно производить монтаж и подключение к низкоскоростным РРС, например, мини-АТС или непосредственно оконечных терминалов Применение современных модемных устройств стандарта HDSL позволяет осуществлять вынос радиооборудования с помощью обычной витой пары на расстояние до нескольких километров, обеспечивая наряду с передачей данных (до 320 кбит/с)и передачу нескольких (от одного до трех) телефонных каналов. Такое решение может успешно использоваться при реализации проектов по увеличению числа пользователей Интернета и предоставление универсальной услуги в сельской местности.

Сравнение радиорелейных линий и кабельных линий связи Сравнение временных и финансовых затрат на организацию кабельных и радиорелейных линий связи показывает, что развертывание РРЛ в целом оказывается более выгодным.

Следует, правда, учесть, что на предварительном этапе много времени может уйти на оформление частотных разрешений, о получении которых лучше побеспокоиться заблаговременно.

Результаты сравнения экономической эффективности развертывания РРЛ и кабельных линий связи показывают, что при организации линий малой протяженности (до 5-6 км) оборудование кабельных линий обходится дешевле (без учета затрат на прокладку кабеля).

На таких расстояниях достаточно большой оказывается стоимость антенных опор РРЛ. С другой стороны, в небольших пролетах можно использовать упрощенное антенно-фидерное устройство, а не дорогостоящие антенные мачты. Поэтому при построении коротких линий только детальный расчет затрат по конкретному проекту позволяет ответить на вопрос, какая из технологий в данном случае более выгодна. Если же протяженность пролета составляет 30-50 км удельные расходы на организацию РРЛ оказываются заметно ниже.

Можно привести и другие аргументы в пользу радиорелейной связи:

простота преодоления естественных преград (водных и горных препятствий, транспортных магистралей, болот и т.д.);

• отсутствие арендной платы за землю, через которую проходит трасса;

• меньшая подверженность воздействию природных явлений;

более высокая степень защищенности от вандализма или случайного физического воздействия в силу точечного размещения оборудования на высокоподнятых мачтах и т.д.

Сравнение низкоскоростных и других ЦРРС При использовании высокоскоростных РРС удельная стоимость цифрового канала, разумеется, значительно ниже, чем при задействовании низкоскоростных станций. При этом разница в стоимости высокоскоростной и низкоскоростной радиоаппаратуры не столь уже и велика. Лишь антенные опоры низкоскоростных РРС дециметрового диапазона ввиду простоты антенн и относительно небольшой их высоты (15-20 м) значительно дешевле.

Учитывая все это, пользователям радиорелейного оборудования можно дать следующий совет: при развертывании РРЛ целесообразно предусмотреть некоторый запас пропускной способности. Достаточно увеличить пропускную способность РРЛ с 2 до 8-17 Мбит/с, чтобы снизить стоимость цифрового канала 64 кбит/с почти в 4 раза [9]. В то же время РРС с пропускной способностью 8-17 Мбит/с стоит не более чем на 15-25 % дороже РРС с пропускной способностью 2 Мбит/с. При выборе РРС основное внимание следует уделять энергетическим характеристикам оборудования, так как именно они оказывают наиболее существенное влияние на качество, дальность и устойчивость связи.

Таким образом низкоскоростные ЦРРС в настоящее время и в перспективе будут востребованы на телекоммуникационном рынке и могут с успехом использоваться при реализации ряда проектов, имеющих важное государственное значение. Благодаря своим технико-экономическим характеристиками низкоскоростные ЦРРС пользуются устойчивым спросом у потребителей, имеющих разные финансовые возможности и представляющих различные ведомства, отрасли и направления бизнеса.

В последние годы начинают бурно развиваться микроволновые многоканальные системы распределения информации (MMDS, MVDS, LMDS). Такие системы позволяют организовать распространение телевизионных программ или компьютерной информации для индивидуальных или коллективных абонентов. Системы MMDS представляют собой сеть базовых станций, работающих в диапазоне частот 2.7 ГГц, с антеннами, имеющими круговую диаграмму направленности в горизонтальной плоскости и угол раскрыва порядка - 6 град. в вертикальной плоскости (G = 12-17 дБ).

Множество приемных абонентских устройств (как индивидуального, так и коллективного пользования), с направленными антеннами, имеющими коэффициент усиления 25 - 35 дБ, располагаются в зоне прямой видимости от базовых станций. Обмен информацией между базовыми станциями осуществляется при помощи различных систем связи, в том числе и при помощи РРЛ.

Наиболее перспективны, с точки зрения использования в подобных системах связи, диапазоны частот выше 10 ГГц, так как диапазоны часто ниже 10 ГГц сильно загружены и не позволяют строить компактные приемные устройства. Для локальных систем распределения информации (LMDS) предполагается использовать диапазон частот 27 - 29 ГГц. Применение частот выше 30 ГГц позволяет принимать информацию с высоким качеством только на небольших расстояниях (2 - 7 км) из-за малого коэффициента усиления антенн базовых станций (в случае применения кругового излучения) и значительных потерь при распространении в гидрометеорах и газах атмосферы. Однако габариты пользовательских антенн и ресиверов получаются весьма малыми. Поэтому в Европе выделен диапазон частот 40,5—42,5 ГГц для организации систем распределения видеоинформации (MVDS).

Разница в названиях систем весьма условна, поскольку рекомендации для них разрабатывались на разных континентах. С технической же точки зрения это одни и те же устройства, изготовленные, как правило, производителями радиорелейного оборудования.

Радиотракт такой системы «прозрачен» для передачи различных типов аналоговых или цифровых сигналов, будь то NTSC, PAL, SECAM или DVB. Различия будут лишь в числе каналов.

Для передачи сигналов телевидения вполне может быть использован цифровой стандарт MPEG-2, получивший широкое распространение в спутниковых системах телевизионного вещания и модуляция COFDM, защищенная от интерференционных искажений. Для улучшения энергетических показателей на базовых станциях, возможно применение секторных и многолепестковых антенных систем с коэффициентами усиления до 30 - 40 дБ.

Радиорелейные линии связи могут быть построены и на базе радиомоста, например оборудования Motorola PTP600 (PTP означает Point-to-Point)., позволяющего достичь скорости передачи данных до 300 Мбит/с. Радиомост имеет две версии: «Full», в которой скорость достигает 300 Мбит/с и «Light» – со скоростью до 150 Мбит/с. Радиомост работает на частотах 5,4, 5,8, 5,9 ГГц и способен обеспечить строительство радиолинии протяженностью более 100 км. Устройство обладает возможностью передачи 2-х потоков E без применения дополнительных мультиплексоров.

Продукт использует радиотехнологию OFDM (Octagonal Frequency Division Multiplex).

Суть ее заключается в том, что для передачи сигнала вместо одной несущей частоты используется множество поднесущих. Радиомост PTP600 использует 1024 поднесущих частот, поэтому приходящий в точку приема множественный сигнал, несмотря на затухания, преломления и прочие помехи, можно восстановить почти полностью. (Для сравнения, в современном стандарте мобильного WiMAX 802.16e поднесущих частот 256, но и эти характеристики дают возможность WiMAX сетям работать в условиях непрямой видимости).

Еще одна технология, используемая в PTP600 – MIMO (Multiple-Input Multiple-Output) увеличивает вероятность того, что сигнал будет принят. Сигнал передается сразу в двух ортогональных поляризационных плоскостях, что позволяет на коротких расстояниях с малым уровнем помех увеличить пропускную способность канала, а на длинных пролетах снизить количество ошибок и уровень поляризационных деформаций при номинальной пропускной способности. Более того, стало возможным реализовать еще одно преимущество – радиомост работает при частичном перекрытии зоны Френеля.

Таким образом, микроволновые многоканальные сети распределения информации могут являться дополнением и конкурентом для систем кабельной, радиорелейной и спутниковой связи.

Контрольные вопросы 1.Дайте классификацию и области применения цифровых РРЛ.

2.Приведите и поясните структурную схему одного направления радиорелейной связи.

3.Приведите и поясните упрощенные структурные схемы оконечной, промежуточной и узловой РРЛ станций.

4.Приведите и поясните планы распределения частот в стволе и между стволами.

5.Приведите и поясните типовую конфигурацию цифровой сети.

Лекция 7 - Многоканальные системы связи с временным разделением каналов Цифровые методы передачи в многоканальных системах связи, кодирование и декодирование, дельта - модуляция Особенности аналоговых РРС с временным разделением каналов Многоканальные системы связи с временным разделением каналов Принцип временного разделения основан на том, что общий тракт связи предоставляется поочередно каждому абоненту на некоторое время Тк, так называемый канальный интервал. Каждый абонент подключается к тракту периодически с периодом Т i, и посылает в групповой тракт свой канальный сигнал (КС). Длительность КС должна быть Тк Тi. При N абонентов Тк Тi/N и чем больше N, тем меньше (короче) КС.

Таким образом, на передаче непрерывные сигналы преобразуются в импульсные, дискретные во времени КС. Они ортогональны, поэтому на приеме их можно разделить при помощи синхронной системы коммутации. После разделения, по каждым КС восстанавливают исходную информацию, т.е. осуществляют интерполяцию.

Следовательно, в системах с временным разделением каналов (ВРК) осуществляется передача циклами равной Тi. Причем для синхронной коммутации в цикле передают цикловой сигнал. Кроме того, в цикле отводится время для передачи КС служебной связи, тогда время, отведенное для одного канала Тк равно Обычно Тк=Тцс=Тсс, следовательно (рис.7.1) Рис.7.1.

Обычно КС передается двоичной посылкой и и=защ., тогда рис.7.2.

Рис.7.2.

Форма КС может быть различна, чаще всего применяют колоколообразные импульсы, т.к. их легче сформировать.

Преобразование сигнала в системах с ВРК. В системах с ВРК осуществляется следующая последовательность преобразований:

1. Дискретизация - замена непрерывного сигнала S(t) последовательностью дискретных отсчетов его мгновенных значений.

2. Импульсная модуляция - формирование КС, которые будут нести информацию от отсчетах S(tк) или она называется первой ступенью модуляции.

3. Уплотнение во времени всех КС или формирование группового сигнала.

Модуляция групповым сигналом высокочастотной несущей, т.е. формирование группового радиосигнала который передается по тракту связи - вторая ступень модуляции.

Перечисленные преобразования ведутся на передающем конце. На приеме осуществляется обратное преобразование.

5. Выделение группового импульсно-аналогового сигнала Uгр(t) из принятого радиосигнала.

6. Разделение сигнала Uгр(t) на отдельные КС.

7. Преобразование каждого КС с восстановлением соответствующего отсчета S(tк) функции S(t).

8. Интерполяция сигнала S(t) по полученным отсчетам S(tк).

Напомним все эти преобразования.

1.Дискретизация и интерполяция. Процесс дискретизации и интерполяции непрерывного сигнала основывается на теореме В.А.Котельникова: любой сигнал времени S(t), спектр которого не содержит частот выше Fв, полностью определяется своими мгновенными значениями, взятыми через интервалы времени Тi (1/2Fв). При этом S(t) для любого времени t определяется рядом В.А.Котельникова Этот процесс взятия отсчетов мгновенных значений S(кТi) сигнала S(t) и есть дискретизация (рис. 7.3).

Рис.7. Из ряда В.А.Котельникова можно видеть, что практическое восстановление (интерполяция) сигнала S(t) по отсчетам S(tк), взятым с периодом Тi возможно при помощи ФНЧ с частотой среза Fв, т.к. сомножитель sint/х есть импульсная характеристика идеального ФНЧ с частотой среза Fв. Суперпозиция откликов последовательности коротких импульсов на выходе ФНЧ образуют непрерывную функцию времени.

На практике, для облегчения реализации ФНЧ и повышении точности интерполяции Тi берут несколько меньше, чем 1/2Fв. Для ТЛФ канала, где Fв=3,4 кГц на практике Тi=1/8 кГц=125 мкс.

2.Импульсные виды модуляции. Наиболее часто используются амплитудно импульсные модуляции (АИМ), фазо-импульсные модуляции (ФИМ) и широтно импульсные модуляции (ШИМ), вспомним их особенности.

Для получения всех видов импульсной модуляции пользуются немодулированной последовательностью импульсов рис. 7.4.

, где: tк = kТi + tо;

k - целое число.

Рис.7. Затем в модуляторе осуществляется изменение какого-либо параметра импульсов этой последовательности по закону модулирующего колебания (амплитуды, длительности или местоположения относительно тактовой точки, т.е. фазы).

Различают два рода импульсной модуляции - первого и второго рода. При первом роде изменяющейся параметр пропорционален текущему значению модулирующего напряжения.

При втором роде - изменяющийся параметр пропорционален для каких-то фиксированных моментов времени.

АИМ - изменяющимся параметром является амплитуда импульса рис. 7.5.

Рис.7. Математическая запись АИМ-1 имеет вид где:

- фаза сигнала S(t).

Спектр АИМ-1 имеет вид (рис. 7.6).

Рис.7. Спектр АИМ-2 содержит также частоты, что и АИМ-1, но в АИМ-2 в передаваемом сигнале S(t) появляются частотные искажения за счет прямоугольности взятых отсчетов.

Из анализа спектра АИМ-1 видно, что интерполяция сигнала S(t) или демодуляция возможна при помощи ФНЧ с частотой среза Fв. Отсюда же видно, что невыполненное условие Fi2Fв приведет к перекрытию спектра, т.е. невозможность выделить исходный сигнал на приеме.

В связи с тем, что при увеличении числа уплотняемых каналов (и - меньше) АИМ-1 и АИМ-2 мало отличаются друг от друга (N12). Поэтому в дальнейшем будем рассматривать импульсные виды модуляции первого рода.

ШИМ - изменяющимся параметром является длительность импульса. Может изменяться либо один фронт импульса (ОШИМ) либо оба фронта импульса (ДШИМ) рис.7.7.

Рис.7. Математическая запись ШИМ имеет вид:

где: - коэффициент модуляции длительности импульсов.

ШИМ может быть односторонней и двусторонней. При ОШИМ изменяется длительность либо за счет заднего, либо за счет переднего импульса. При ДШИМ изменение длительности импульса происходит как за счет заднего, так и за счет переднего фронта одновременно.

Спектр ШИМ имеет вид рис.7.8.

Рис.7. Из спектра видно, что он состоит из постоянной составляющей, составляющей модулирующего колебания, частоты дискретизации и его гармоник, которые окружены бесконечным количеством составляющих, отстоящих на величину F. Отсюда следует, что восстановление исходного сигнала S(t) из ШИМ без искажений в принципе невозможно. Но учитывая, что боковые составляющие очень быстро уменьшаются, соответствующим выбором Fi можно непосредственно демодулировать ШИМ с достаточным уровнем шумов.

ФИМ - Математическая запись ФИМ имеет вид:

tк=tмаксsin(tк+) При ФИМ длительность импульсов и амплитуда постоянна, а меняется по закону S(t) положение импульсов относительно тактовой точки (рис.7.9).

Рис.7. Спектр ФИМ сигнала имеет вид рис.7.10.

Рис.7. Спектр ФИМ имеет те же составляющие, что и ШИМ. Отличие в уровне составляющих.

Уровень составляющих S(t) [частота F] гораздо меньше, чем при ШИМ и АИМ. Поэтому ФИМ непосредственно не демодулирует, а вначале преобразует в ШИМ или АИМ.

Из рассмотренных видов импульсной модуляции наиболее помехоустойчивой является ФИМ, поэтому она чаще всего и используется на практике в качестве первичного вида модуляции. АИМ и ШИМ служит как правило вспомогательным видом для получения ФИМ.

Построение аппаратуры РРЛ с временным разделением каналов. Структурные схемы передающей и приемной части приведены на рис.7.11.

Передающая часть Приемная часть Рис.7. Особенности аналоговых РРС с временным разделением каналов. В настоящее время основным методом передачи информации является ЧРК-ЧМ. Они достигли большого технико-экономического эффекта.

Однако в последнее время все больше используются импульсные и особенно цифровые системы. Системы с ВРК начали использоваться в 50-х годах. Эта аппаратура была аналогово-импульсной. В первой ступени ФИМ, а во второй АМ, т.е. (ФИМ-АМ). Иногда использовалось (ФИМ-ЧМ) N 60. Однако типичным было ФИМ-АМ с N=28.

Дальнейшим развитием этих видов связи является цифровые РРС. Они сохраняя преимущества аналоговых РРС с ВРК, обладают совершенно новыми качествами, имеющими большое значение для техники РРС.

Число каналов и занимаемая полоса частот. Длительность КС в аппаратуре с ФИМ выбирается из следующих соображений (рис.7.12).

Рис.7. КС при ФИМ представляют собой модулированный по фазе импульс длительностью и.

Модуляция по фазе осуществляется в пределах Тк. Тогда средняя скважность равна q=Тк/и,, а удвоенная максимальная девиация 2tмакс=Тк-и-2зам.

т.к. и зам, а q=10 15, то 2tмакс 0,7Тк.

При N = и uзам0,35 мкс.

Если увеличить N, то необходимо уменьшать изам, что приводит к необходимости повышения точности системы синхронизации и разделении каналов. Этот вопрос в принципе разрешим. Однако, кроме того, при уменьшении и необходимо расширить полосу пропускания радиолинии и пропорционально увеличивать пиковую мощность передатчика Рпик, для того, чтобы суммарная энергия Е каждого импульса оставалось соnst, т.е.

Е = Рпики = соnst.

При выполнении этого условия требуемая помехозащищенность будет сохраняться.

Вместе с тем увеличение Рпик при укорочении и сильно усложняет передатчик.

Следующим недостатком РРС с ВРК является низкая эффективность использования полосы частот, занимаемой одним стволом. Связано это с тем, что в системе РРС с ФИМ-АМ стремятся получить крутые фронты огибающей радиоимпульсов, для уменьшения соседними каналами и ослабления воздействия шумов. В предельном случае, это прямоугольные импульсы. Для них как известно, интенсивность составляющих спектра спадает с увеличением расстройки f весьма медленно, пропорционально 1/f. При этом подавление внеполосных составляющих осуществляется СВЧ фильтрами. В результате полоса сигнала на выходе передатчика, оказывается значительно шире полосы пропускания приемника, т.к.

в приемнике фильтрация осуществляется по промежуточной частоте.

Например. При оптимальном приеме импульса длительностью и необходима полоса Пр=1/и или и=0,35 мкс, Ппр=2,8 МГц.

В то же время в стволе ВРК, имеющиеся на выходе передатчика внеполосные составляющие не позволяют частотный интервал между стволами выбирать менее 30- МГц, т.е. на канал тратится около 1 МГц. В ЧРК - 1520 кГц. Этот недостаток можно преодолеть если перейти к цифровым методам модуляции.

Цифровые методы передачи в многоканальных системах связи Дальнейшим развитием импульсных видов модуляции являются цифровые виды. В них дискретизированный сигнал далее подвергается квантованию по уровню и кодированию. На приемной стороне производится обратная операция - декодирование.

Процесс квантования дискретных отсчетов заключается в том, что весь диапазон сигнала S(t) делится на Q разрешенных уровней с некоторым шагом. Затем мгновенные значения отсчетов сигнала S(t) округляются до ближайшего разрешенного уровня S(t). Полученный таким образом сигнал называется квантованным АИМ (КАИМ). Этот сигнал далее при идеальной передаче будет несколько отличаться от S(t). Это отличие носит название шума квантования. С увеличением Q или с уменьшением уровень шумов квантования уменьшается. Наличие этих шумов является недостатком цифровых методов передачи, однако она открывает и новые возможности передачи. В частности, зная всю шкалу разрешенных уровней на приеме, можно "очистить" сигнал от внешних помех, если ее уровень меньше 0,5 (рис.7.13).

Рис.7. Если линия связи имеет большую длину, то подобные "очищение" сигнала (регенерацию) можно повторять многократно, т.е. периодически "очищать" от шумов. Эта возможность, есть один из самых главных достоинств цифровых методов передачи.


Непосредственно передача КАИМ в линию не дает ощутимого выигрыша, так как при Q=256, во первых регенерация затруднена, во вторых "очищается" сигнал только от шумов с уровнем не более 0,5. Поэтому сигнал КАИМ кодируется, т.е. преобразуется в сигналы, имеющие значительно меньше число градаций уровня. Наименьшим числом градаций уровня обладает бинарный сигнал. Например, видеоимпульс, амплитуда которого принимает лишь два разрешенных значения +Uмакс и -Uмакс или они обозначаются как 1 или 0. В этом случае, очевидно, в регенераторе можно исключить помехи менее Uмакс т.е. пUмакс Кодирование и декодирование. Чаще всего при кодировании получают бинарный сигнал. При этом каждому отсчету ставится в соответствии набор стандартных бинарных сигналов - кодовая группа. Например, имеем группу из трех бинарных сигналов. Количество его различных состояний будет равно 23=8. Следовательно, этой группой можно передать сигнал с Q=8 (таб.7.1).

Таб.7. 111 110 100 000 011 001 010 101 Если группа состоит из m импульсов, то Q=2m, где m - называют разрядностью кода.В качестве переносчиков могут быть любые сигналы, главное, чтобы они имели 2 состояния.

На приеме осуществляется обратное преобразование, то есть каждой кодовой комбинации ставится в соответствие свой разрешенный уровень (декодирование). Кодовые комбинации передаются за время отведенное к КС данного канала. Например, при Q= (для телефонного сигнала m=7), т.е. вместо одного импульса при АИМ или ФИМ, в цифровой системе нужно передавать 7 импульсов. Следовательно, цифровая система более широкополосная, т.е. менее эффективно использует отведенную полосу. Но за счет потерь пропускной способности имеется выигрыш в помехоустойчивости и возможность микроминиатюризации при использовании микросхем.

Дельта – модуляция. Один из методов позволяющих сократить требуемую полосу частот (количество импульсов необходимых для передачи одного отсчета) является дельта преобразование которое называют дельта-модуляцией (ДМ). В этой системе по каналу передается не истинное значение отсчета, а информация об изменении каждого последующего отсчета по отношению к предыдущему рис.7.14.

Рис.7. Недостатком дельта-модуляции является возможные перегрузки и сбой одного символа ведет к размножению ошибок.

Иерархия цифровых систем. Подобно тому, как строится системы с ЧРК, создаются и цифровые системы связи, иерархия их основывается на стандартной (базовой) первичной группе с 30 ТЛФ каналами.

В качестве первичной служит аппаратура ИКМ-30. В ней телефонный канал дискретизируется с частотой 8 кГц и кодируется 8 разрядами, т.е. Q = 256 и m = 8. Кроме ТЛФ каналов имеются еще две 8-ми разрядные группы в каждом цикле для синхронизации и передачи вспомогательных сигналов. Поэтому скорость передачи сигналов первичной группы 32х64 = 2048 кбит/с.

Вторичная группа образуется путем асинхронного объединения 4-х первичных групп, т.е. 120 ТЛФ каналов. Скорость рекомендованная МККТТ равна 8448 кбит/с.

Четыре вторичные группы объединяются в одну третичную группу в 480 ТЛФ каналов.

Скорость - 34304 кбит/с.

Четыре третичные группы объединяются в одну четвертичную группу в 1920 ТЛФ каналов.

Скорость - 139,264 Мбит/с.

Четыре четвертичные группы объединяются в одну пятеричную группу 7680 ТЛФ каналов.

Скорость - 565,148 Мбит/с.

Аналоговый широкополосный сигнал после соответствующего преобразования может быть передан в каком-либо цифровом потоке.60 ТЛФ каналов с ЧРК в потоке со скоростью 6, Мбит/с. ТВ сигнал в потоке с 139,264 Мбит/с.

Обобщенная структурная схема современного цифрового микроволнового оборудования приведена на рис.7.15.

Рис.7. На рис.7.15 показана структурная схема оборудования, содержащая важнейшие элемнты цифровой микроволновой аппаратуры малой, средней и большой емкости.

Современное микроволновое оборудование очень часто состоит из внутреннего и наружного модулей, соединенных одним или несколькими кабелями. Длина кабелей может составлять несколько сот метров.

Внутренний модуль, устанавливаемый в помещении, - узел доступа, содержащий входные и выходные интерфейсы для исходных цифровых потоков, модемы и устройства контороля и управления. Входные и выходные интерфейсы могут быть электрическими (ЭИ) или оптическими (ОИ), причем некоторые типы аппаратуры содержат оба интерфейса или они устанавливаются по заказу.

В интерфейсах проводится согласование сигналов, поступающих по кабелям от аппаратуры мультиплексирования цифровых потоков, преобразование кодов (квазитроичный в NRZ и обратно) и выделение тактовой частоты (во входных устройствах).

Основная обработка сигналов перед модуляцией и после демодуляции осуществляется в соответствующих цифровых процессорах.

В передающей части внутреннего модуля цифровой процессор выполняет следующие операции:

- перемежение кодовых последовательностей (для защиты от длительных пакетных ошибок);

- предкоррекция ошибок (FEC) с использованием сверточных или блоковых корректирующих кодов;

- скремблирование (для улучшения статистических свойств цифровых сигналов);

- формирование цифровых потоков синфазных (I) и квадратурных (Q) каналов для последующей многоуровневой модуляции.

В цифро-аналоговом преобразователе (ЦАП) происходит формирование многоуровневых сигналоф из цифровых потоков I и Q каналов в соответствии с применяемым видом модуляции. К примеру, при модуляции 4ФМ используются 2-уровневые сигналы, а при 16КАМ - четырехуровневые. Эти сигналы поступают в модулятор, где управляют колебаниями промежуточной частоты.

Модулированный сигнал промежуточной частоты проходит по коаксиальному кабелю на внешний блок через устройство фильтрации (УФ). Предварительно сигнал промежуточной частоты дополнительно модулируется различной служебной информацией и цифровыми данными управления системой.

В приемной части внутреннего модуля проводятся операации, обратные произведенным в передающей части. На вход приемной части поступают сигнал промежуточной частоты от внешнего блока по коаксиальному кабелю. Для устранения взаимных влияний в кабеле сигналы промежуточной частоты передачи и приема выбираются различными (на передачу 300 - 800 МГц, на прием, чаще всего, 70 МГц).

По центральной жиле и оплетке того же кабеля подается питание (20 - 80 В постоянного тока) на внешний модуль оборудования.

Внешний модуль содержит передатчик и приемник и устанавливается на антенной опоре в непосредственной близости от антенны или пристыковывается к ней.

Передатчик преобразует сигнал промежуточной частоты в рабочий диапазон частот и обеспечивает необходимую мощность выходного излучения. В данном примере структурной схемы тракт передатчика начинается с демодулятора служебной связи, в котором выделяются сигналы для управления работой внешнего модуля и контроля его параметров.

Основной сигнал промежуточной частоты поступает через мощный усилитель ПЧ (МУПЧ) на вход преобразователя частоты, состоящего из смесителя (СМ) и задающего генератора.

Колебания задающего генератора образуются в блоке гетеродинных частот.

Полученный в процессе преобразования сигнал, состоящий из несущей частоты задающего генератора и двух боковых полос, поступает через полосовой фильтр (ПФ) на блок усиления СВЧ (УСВЧ). Полосовой фильтр выделяет из преобразованного сигнала одну их боковых полос. Обычно в современной аппаратуре перед УСВЧ устанавливается управляемый аттенюатор, предназначенный для регулирования излучаемой мощности передатчика. Часто этот аттенюатор обеспечивает работу системы адаптивной регулировки мощности передатчика (АРМП) в зависимости от условий распространения сигнала на трассе.

Для улучщения линейности амплитудной характеристики передатчика применяются компенсаторы искажений по третьей гармонике, которые могут устанавливаться в тракте ПЧ (ПсК) или в тракте СВЧ (LNZ).

Сигнал с выхода передатчика проходит к антенне через блоки разделительных фильтров (РФ), выполняющих следующие функции:

- разделение сигналов различных радиочастот при многоствольной работе;

- обеспечение работы приемников и предатчиков через одну антенну;

- разделение сигналов различных поляризаций при со-канальных частотных планах;

- обеспечение согласования приемников, передатчиков и антенн.

Приемник преобразует сигнал из рабочего диапазона частот в промежуточную частоту и усиливает этот сигнал до необходимого уровня.

Структурная схема цифровой аппаратуры РРЛ типа Pasolink Рис.7.16 Структурная схема модема (блок intdoor) ЦРРЛ Рис.7.17 Структурная схема приемопередатчика (блок outdoor) ЦРРЛ Вариант выполнения структурных схем аппаратуры ЦРРЛ показан на рис.7.17. Основное назначение модуля доступа (блок indoor) - модуляции и демодуляции цифровых сигналов.

Кроме того здесь производятся необходимые операции, связанные с формированием кадров цифрового потока, введением синхросигналов, скремблированием, контролем и управлением работой цифровой системы.

Модуль доступа состоит из передающей и приемной частей.

Передающая часть модуля доступа В передающей части, поступающий цифровой поток преобразуется из линейного квазитроичного кода HDB-3 в код NRZ, который необходим для работы модулятора.

Обработка цифрового потока проводится в процессоре сигнала, где выделяется синхросигнал, добавляются потоки сигналов служебной связи (СС) и формируется сигнал кадровой (цикловой) синхронизации. Кроме того здесь проводится операция скремблирования (добавка псевдослучайного потока), которая улучшает статистические свойства цифрового сигнала.

После процессора поток поступает в модулятор. В данном случае показан модулятор типа 4ФМНФ (четырехпозиционный фазовый модулятор с непрерывной фазой). Здесь сигнал разделяется на два потока (с вдвое меньшей скоростью) и фильтруется цифровым методом.


После фильтрации форма символов приближается к колоколообразной и, поэтому, при дальнейшем процессе фазовой модуляции при переходах от 0 к 1 и обратно будет происходить плавное изменение фазы несущей без скачков. Это существенно повышает эффективность использования частотного спектра выходного сигнала. Для фазовых модуляторов применяются несущие (частотой 850 МГц) сдвинутые по фазе на 90 градусов.

Сигналы с фазовых модуляторов суммируются и образуют общий сигнал промежуточной частоты, представляющий собой квадратурную фазовую решетку, повернутую относительно исходных несущих на 45 градусов.

Этот сигнал поступает по коаксиальному кабелю (длиной до 300-400 м) в передатчик радиочастоты аппаратуры связи.

Приемная часть модуля доступа. В приемную часть модуля доступа поступает сигнал промежуточной частоты 70 МГц с приемника внешнего блока. Он усиливается блоками УПЧ, фильтруется и проходит в демодулятор, где выделяется переданный цифровой поток.

После демодуляции производится отделение сигналов кадровой синхронизации, которые управляют работой приемного процессора. В процессоре происходит дескремблирование сигнала, селекция служебной информации и коррекция. Затем цифровой поток кодируется по закону кода HDB-3 и проходит на выход в соединительную линию.

Блок приемопередатчика располагается на антенной опоре и может быть непосредственно пристыкован к антенне.

Передатчик блока предназначен для преобразования сигнала промежуточной частоты в рабочий диапазон частот. Поэтому, он состоит из преобразователя частоты (смеситель (СМ) и задающий генератор) и блока усиления СВЧ сигнала. Усилитель СВЧ выполняется на полевых арсенид-галлиевых транзисторах и содержит управляемый аттенюатор. Назначение управляемого аттенюатора - работа в системе автоматиче-ской регулировки мощности передатчика и, главное, - в системе адаптивной регулировки мощности. Эта система поддерживает небольшую мощность передатчика при нормальном распространении сигнала на трассе линии связи, что повышает устойчивость линии к взаимным помехам и уменьшает энергопотребление. В случае замираний мощность передатчика увеличивается до номинальной, обеспечивая надежную работу на интервале РРЛ. Управление системой адаптивной регулировки мощности передатчика производится по обратному каналу линии свя-зи в зависимости от уровня сигнала, принимаемого приемником дальнего конца.

Приемник модуля выполняется по супергетеродинной схеме с малошумящим усилителем СВЧ сигнала на входе. Сигнал радиочастоты поступает в приемник от антенны через дуплексер, который позволяет работать приемнику и передатчику через одну антенну.

Усилитель СВЧ выполняется на малошумящих полевых арсенид-галлиевых транзисторах и охватывается системой АРУ.

Преобразователь частоты приемника состоит из балансного смесителя и гетеродина.

Гетеродин стабилизируется при помощи диэлектрического резонатора и охватывается системой ФАПЧ, представляя собой вариант синтезатора частоты. Перестройка частоты на разные рабочие каналы осуществляется при помощи переключателей, расположенных на специальной панели блока приемопередатчика или программно, при помощи станционного компьютера.

Многокаскадный УПЧ с АРУ обеспечивает основное усиление сигнала в приемнике.

Сигнал АРУ применяется, помимо регулировки усиления, и для работы системы контроля и адаптивной регулировки мощности передатчика дальнего конца интервала.

Контрольные вопросы 1.В чем заключается принцип временного разделения и теорема Котельникова?

2.Последовательность преобразование сигнала в системах с ВРК.

3.Поясните процесс дискретизация и интерполяция.

4.Импульсные виды модуляции – АИМ сигнал.

5.Импульсные виды модуляции - ШИМ сигнал.

6.Импульсные виды модуляции – ФИМ сигнал.

7.Сравните АИМ, ШИМ и ФИМ сигналы.

8.Приведите и поясните структурную схему передающей и приемной части аппаратуры РРЛ с временным разделением каналов.

9.Поясните принцип квантования по уровню, кодирование и декодирование сигнала.

10.Дельта – модуляция, достоинства и недостатки.

11.РРС с временным разделением и число каналов с занимаемой полосой частот.

ТЕХНОЛОГИЯ SDH Лекция 9 - Технология PDH, SDH и ATM Структура и стандарты первичной цифровой сети, Цифровая первичная сеть - принципы построения и тенденции развития Первичной сетью называется совокупность типовых физических цепей, типовых каналов передачи и сетевых трактов системы электросвязи, образованная на базе сетевых узлов, сетевых станций, оконечных устройств первичной сети и соединяющих их линий передачи системы электросвязи. В основе современной системы электросвязи лежит использование цифровой первичной сети, основанной на использовании цифровых систем передачи. Как следует из определения, в состав первичной сети входит среда передачи сигналов и аппаратура систем передачи. Современная первичная сеть строится на основе технологии цифровой передачи и использует в качестве сред передачи электрический и оптический кабели и радиоэфир.

Рассмотрим ту часть первичной, которая связана с передачей информации в цифровом виде. Как видно из рис. 9.1, современная цифровая первичная сеть может строиться на основе трех технологий: PDH, SDH и ATM.

Рис.9.1 Место цифровой первичной сети в системе электросвязи Первичная цифровая сеть на основе PDH/SDH состоит из узлов мультиплексирования (мультиплексоров), выполняющих роль преобразователей между каналами различных уровней иерархии стандартной пропускной способности (ниже), регенераторов, восстанавливающих цифровой поток на протяженных трактах, и цифровых кроссов, которые осуществляют коммутацию на уровне каналов и трактов первичной сети. Схематично структура первичной сети представлена на рис.9.2.

Рис.9.2. Структура первичной сети.

Как видно из рисунка, первичная сеть строится на основе типовых каналов, образованных системами передачи. Современные системы передачи используют в качестве среды передачи сигналов электрический и оптический кабель, а также радиочастотные средства (радиорелейные и спутниковые системы передачи). Цифровой сигнал типового канала имеет определенную логическую структуру, включающую цикловую структуру сигнала и тип линейного кода. Цикловая структура сигнала используется для синхронизации, процессов мультиплексирования и демультиплексирования между различными уровнями иерархии каналов первичной сети, а также для контроля блоковых ошибок. Линейный код обеспечивает помехоустойчивость передачи цифрового сигнала. Аппаратура передачи осуществляет преобразование цифрового сигнала с цикловой структурой в модулированный электрический сигнал, передаваемый затем по среде передачи. Тип модуляции зависит от используемой аппаратуры и среды передачи.

Таким образом, внутри цифровых систем передачи осуществляется передача электрических сигналов различной структуры, на выходе цифровых систем передачи образуются каналы цифровой первичной сети, соответствующие стандартам по скорости передачи, цикловой структуре и типу линейного кода.

Обычно каналы первичной сети приходят на узлы связи и оканчиваются в линейно аппаратном цехе (ЛАЦе), откуда кроссируются для использования во вторичных сетях.

Можно сказать, что первичная сеть представляет собой банк каналов, которые затем используются вторичными сетями (сетью телефонной связи, сетями передачи данных, сетями специального назначения и т.д.). Существенно, что для всех вторичных сетей этот банк каналов един, откуда и вытекает обязательное требование, чтобы каналы первичной сети соответствовали стандартам.

Современная цифровая первичная сеть строится на основе трех основных технологий:

плезиохронной иерархии (PDH), синхронной иерархии (SDH) и асинхронного режима передачи (ATM). Только PDH и SDH в настоящее время широко используются для построения цифровой первичной сети.

Технология ATM как технология построения первичной сети является пока молодой и до конца не опробованной. Эта технология отличается от технологий PDH и SDH тем, что охватывает не только уровень первичной сети, но и технологию вторичных сетей, в частности, сетей передачи данных и широкополосной ISDN (B-ISDN). В результате при рассмотрении технологии ATM трудно отделить ее часть, относящуюся к технологии первичной сети, от части, тесно связанной со вторичными сетями.

Рассмотрим более подробно историю построения и отличия плезиохронной и синхронной цифровых иерархий. Схемы ПЦС были разработаны в начале 80х. Всего их было три:

1) принята в США и Канаде, в качестве скорости сигнала первичного цифрового канала ПЦК (DS1) была выбрана скорость 1544 кбит/с и давала последовательность DS1 - DS2 - DS3 DS4 или последовательность вида: 1544 - 6312 - 44736 - 274176 кбит/с. Это позволяло передавать соответственно 24, 96, 672 и 4032 канала DS0 (ОЦК 64 кбит/с);

2) принята в Японии, использовалась та же скорость для DS1;

давала последовательность DS1 - DS2 - DSJ3 - DSJ4 или последовательность 1544 - 6312 - 32064 - 97728 кбит/с, что позволяло передавать 24, 96, 480 или 1440 каналов DS0;

3) принята в Европе и Южной Америке, в качестве превичной была выбрана скорость кбит/с и давала последовательность E1 - E2 - E3 - E4 - E5 или 2048 - 8448 - 34368 - 139264 564992 кбит/с. Указанная иерархия позволяла передавать 30, 120, 480, 1920 или 7680 каналов DS0.

Комитетом по стандартизации ITU - T был разработан стандарт, согласно которому:

-- во-первых, были стандартизированы три первых уровня первой иерархии, четыре уровня второй и четыре уровня третьей иерархии в качестве основных, а также схемы кросс мультиплексирования иерархий;

-- во-вторых,последние уровни первой и третьей иерархий не были рекомендованы в качестве стандартных.

Указанные иерархии, известные под общим названием плезиохронная цифровая иерархия PDH, или ПЦИ, сведены в таблицу 9.1.

Скорости передач, соответствующие Уровень различным схемам цифровой иерархии цифровой иерархии AC: 1544 kbit/s ЯС: 1544 kbit/s EC: 2048 kbit/s 0 64 64 1 1544 1544 2 6312 6312 3 44736 32064 4 --- 97728 Таб.9.1.Три схемы ПЦС: АС-американская;

ЯС-японская;

ЕС-европейская.

Но PDH обладала рядом недостатков, а именно:

-- затрудннный ввод/вывод цифровых потоков в промежуточных пунктах;

отсутствие средств сетевого автоматического контроля и управления;

- -- многоступенчатое востановление синхронизма требует достаточно большого времени;

Также можно считать недостатком наличие трх различных иерархий.

Указанные недостатки PDH, а также ряд других факторов привели к разработке в США ещ одной иерархии - иерархии синхронной оптической сети SONET, а в Европе аналогичной синхронной цифровой иерархии SDH, предложенными для использования на волоконно-оптических линиях связи (ВОЛС).Но из-за неудачно выбранной скорости предачи для STS-1, было принято решение -- отказаться от создания SONET, а создать на е основе SONET/SDH со скоростью передачи 51.84 Мбит/с первого уровня ОС1 этой СЦИ. В результате OC3 SONET/SDH соответствовал STM-1 иерархии SDH. Скорости передач иерархии SDH представлены в таблице 9.2.

Уровень SDH. Скорость передачи, Мбит/с STM-1 155, STM-4 622, STM-8 1244, STM-12 1866, STM-16 2487, Табл. 9.2.Скорости передач иерархии SDH Иерархии PDH и SDH взаимодействуют через процедуры мультиплексирования и демультиплексирования потоков PDH в системы SDH.

Основным отличием системы SDH от системы PDH является переход на новый принцип мультиплексирования. Система PDH использует принцип плезиохронного (или почти синхронного) мультиплексирования, согласно которому для мультиплексирования, например, четырех потоков Е1 (2048 кбит/с) в один поток Е2 (8448 кбит/с) производится процедура выравнивания тактовых частот приходящих сигналов методом стаффинга. В результате при демультиплексировании необходимо производить пошаговый процесс восстановления исходных каналов. Например, во вторичных сетях цифровой телефонии наиболее распространено использование потока Е1. При передаче этого потока по сети PDH в тракте ЕЗ необходимо сначала провести пошаговое мультиплексирование Е1-Е2-ЕЗ, а затем - пошаговое демультиплексирование ЕЗ-Е2-Е1 в каждом пункте выделения канала Е1.

В системе SDH производится синхронное мультиплексирование/демультиплексирование, которое позволяет организовывать непосредственный доступ к каналам PDH, которые передаются в сети SDH. Это довольно важное и простое нововведение в технологии привело к тому, что в целом технология мультиплексирования в сети SDH намного сложнее, чем технология в сети PDH, усилились требования по синхронизации и параметрам качества среды передачи и системы передачи, а также увеличилось количество параметров, существенных для работы сети. Как следствие, методы эксплуатации и технология измерений SDH намного сложнее аналогичных для PDH.

Международным союзом электросвязи ITU-T предусмотрен ряд рекомендаций, стандартизирующих скорости передачи и интерфейсы систем PDH, SDH и ATM, процедуры мультиплексирования и демультиплексирования, структуру цифровых линий связи и нормы на параметры джиттера и вандера (рис.9.3).

Рассмотрим основные тенденции в развитии цифровой первичной сети.В настоящий момент очевидной тенденцией в развитии технологии мультиплексирования на первичной сети связи является переход от PDH к SDH. Если в области средств связи этот переход не столь явный (в случае малого трафика по-прежнему используются системы PDH), то в области эксплуатации тенденция к ориентации на технологию SDH более явная. Операторы, создающие большие сети, уже сейчас ориентированы на использование технологии SDH.Следует также отметить, что SDH дает возможность прямого доступа к каналу кбит/с за счет процедуры ввода/вывода потока Е1 из трактов всех уровней иерархии SDH.

Канал Е1 (2048 кбит/с) является основным каналом, используемым в сетях цифровой телефонии, ISDN и других вторичных сетях.

Рис. 9.3. Стандарты первичной цифровой сети, построенной на основе технологий PDH, SDH и ATM.

Технология SDH Технология SDH представляет собой современную концепцию построения цифровой первичной сети, доминирующей в настоящее время на рынке.

Технологии SDH:

• предусматривает синхронную передачу и мультиплексирование. Элементы первичной сети SDH синхронизируются один задающим генератором, поэтому требования к системам синхронизации становятся особенно важными;

• предусматривает прямое мультиплексирование и демультиплексирование потоков PDH, и на любом уровне иерархии SDH можно выделять поток PDH без пошагового демультиплексирования., называемая также процедурой ввода вывода;

•опирается на стандартные оптические и электрические интерфейсы, что обеспечивает лучшую совместимость оборудования различных фирм производителей;

• позволяет объединить системы PDH европейской и американской иерархии, обеспечивает полную совместимость с существующими системами PDH и, в то же время, дает возможность будущего развития систем передачи, поскольку обеспечивает каналами высокой пропускной способности для передачи ATM, MAN, HDTV и т.д.;

•обеспечивает лучшее управление и самодиагностику первичной сети. Большое количество сигналов о неисправностях, передаваемых по сети SDH, дает возможность построения систем управления на основе платформы TMN.

Технология SDH обеспечивает возможность управления сколь угодно разветвленной первичной сетью из одного центра.

Общие особенности построения синхронной иерерхии следующие:

- поддержка в качестве входных сигналов каналов доступа только трибов(прим. от trib, tributary - компонентный сигнал, подчиннный сигнал или нагрузка, поток нагрузке) PDH и SDH;

- трибы должны быть упакованы в стандартные помеченные контейнеры, размеры которых определяются уровнем триба в иерархии PDH;

- положение виртуального контейнера может определяться с помощью указателей, позволяющих устранить противоречие между фактом синхронности обработки и возможным изменением положения контейнера внутри поля полезной нагрузки;

- несколько контейнеров одного уровня могут быть сцеплены вместе и рассматриваться как один непрерывный контейнер, используемый для размещения нестандартной полезной нагрузки;

- предусмотрено формирование отдельного поля заголовков размером 9*9=81 байт.

Иерархия SDH включает в себя несколько уровней STM (рис.9.4) Рис.9. При внедрении технологии SDH вероятно появление комбинированных сетей SDH/PDH (рис.9.5). Затем эти сети объединятся в первичную сеть на основе SDH.

Технология SDH стандартизирована ITU-T, в которой приведены определяющие параметры первичной сети SDH.

Рис.9. Состав сети SDH Функциональные модули SDH (мультиплексоры, коммутаторы, концентраторы, регенераторы и терминальное оборудование) связаны между собой и образуют сеть определенной топологии или архитектуры, которые решают следующие задачи:

- мультиплексирования, решается терминальными мультиплексорами(ТМ);

- транспортирования, решается мультиплексорами ввода/вывода (АDМ) и транспортными каналами;

- коммутации, или кросс-коммутации, решается с помощью цифровых коммутаторов или кросс-коммутаторов - DXC;

- объединение нескольких однотипных потоков в распределительный узел концентратор (или хаб), решается концентраторами;

- регенерация, решается с помощью регенераторов;

- сопряжение сети пользователя с сетью SDH, решается с помощью оконечного т оборудования состоящего из различных согласующих устройств (конверторов интерфейсов, конверторов скоростей, и т.д).

Мультиплексор Основным функциональным модулем сетей SDH является мультиплексор, выполняющий также функции устройств терминального доступа, позволяя подключать низкоскоростные каналы PDH иерархии непосредственно к своим входным портам, т.е.

кроме задачи мультиплексирования выполняет задачи коммутации, концентрации и регенерации. Это оказывается возможным в силу модульной конструкции SDH мультиплексора - SMUX, при которой выполняемые функции определяются лишь возможностями системы управления и составом модулей, включнных в спецификацию мультиплексора.

Выделяются два основных типа SDH мультиплексора:

- терминальный мультиплексор;

- мультиплексор ввода/вывода.

TM является мультиплексором и оконечным устройством SDH сети с каналами доступа, соответствующим трибам доступа PDH и SDH иерархии (рис.9.6) ТМ может либо вводить каналы, т.е. коммутировать их со входа трибного интерфейса на линейный выход, или выводить каналы, т.е. коммутировать с линейного входа на выход трибного интерфейса.

Мультиплексор ввода/вывода ADM имеет на входе тот же набор трибов, что и терминальный мультиплексор (рис.9.6). Дополнительно к возможностям коммутации, обеспечиваемым ТМ, ADM позволяет осуществлять сквозную коммутацию выходных потоков в обоих направлениях, а также осуществлять замыкание канала прима на канал предачи на обоих сторонах ( "восточный" и "западный") в случае выхода из строя одного из направлений. Наконец, он позволяет (в случае аварийного выхода из строя мультиплексора) пропускать основной оптический поток мимо него в обходном режиме. Вс это дат возможность использовать ADM в топологиях типа кольца.

Рис.9.6 Синхронный мультиплексор (SMUX) Регенератор представляет собой вырожденный случай мультиплексора (рис.9.7), имеющего один входной канал - как правило, оптический триб STM-N и один или два агрегатных выхода. Он используется для увеличения допустимого расстояния между узлами сети SDH путм регенерации сигналов полезной нагрузки. Обычно это расстояние составляет 15 - 40 км. для длины волны порядка 1300 нм или 40 - 80 км. - для 1500 нм.

Рис.9.7 Мультиплексор в режиме регенератора.

Коммутатор. Коммутация каналов заложена в самом мультиплексоре SDH, т.е.



Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 5 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.