И классификация радиорелейных систем

В зависимости от используемого вида распространения радио­волн радиорелейные линии (РРЛ) можно разделить на два вида: прямой видимости и тропосферные.

Наиболее широко применяются РРЛ первого вида с расстоя­нием между соседними станциями 40…710 км. По пропускной спо ­ собности радиорелейные системы прямой видимости разделяются на три основных вида.

Радиорелейные системы с большой емкостью (600... 2700 и более каналов ТЧ и канал передачи, сигналов изображения телеви­дения с одним или несколькими каналами звукового сопровожде­ния и звукового вещания) используются для организации магист­ральных РРЛ большой протяженности.

Радиорелейные системы средней емкости (60... 600 каналов ТЧ, или канал передачи сигналов изображения' телевидения с од ­ ним или несколькими каналами звукового сопровождения и звуковоговещания) используются для организации внутризоновых соединительных линий.

Малоканальные радиорелейные системы (6... 60 каналов ТЧ) используются, для организации местных соединительных линий.

По способу передачи сигналов РРЛ, как и кабельные, разде­ляют на два типа: с частотным (ЧРК) и временным (ВРК) раз­делением каналов.

Линии с ЧРК позволяют организовать большее число кана­лов. Применение частотной модуляции делает данные линии уни­версальными, так как поним могутпередаваться сигналы телеви­дения. Кроме того, на РРЛ с ЧРК используется та же аппарату­ра объединения каналов, что и на кабельных линиях, а эта по ­ зволяет непосредственно стыковать их на входе и выходе групповоготракта без демодуляции.

Линии с ВРК по числу каналов существенно уступают системам с ЧРК. Однако аппаратура объединения и при­емопередающая аппаратура здесь проще и компактнее.

Радиорелейные линии, использующие эффект дальнего тропо­сферного распространения радиоволн (см. гл. 26), называются тропосферными радиорелейными линиями (ТРРЛ). Соседние станции ТРРЛ обычно располагаются на расстоянии 200... 300 км, которое при благоприятных условиях может быть увеличено до 500 км. Возможность перекрывать такие большие расстояния является основным преимуществом ТРРЛ.

Общий принцип построения ТРРЛ сходен с построением РРЛ прямой видимости, т.е. передача радиосигнала в ТРРЛ также осуществляется последовательно от одной станции к другой. Од­нако затухание сигнала на участке ТРРЛ велико, около 200 дБ, сигнал в месте приема имеет многолучевой характер и подвержен замираниям. Поэтому на ТРРЛ применяются передатчики боль­шой мощности (до десятков киловатт) и остронаправленные ан­тенны с раскрывом в несколько десятков метров. Для улучшения качества работы ТРРЛ на станциях применяют разнесенный при­ем и другие методы борьбы с быстрыми интерференционными замираниями.

Пропускная способность ТРРЛ обычно составляет 12... 60 каналов ТЧ.

Для повышения экономической эффективности и про­пускной способности радиорелейные системы, как правило, делают многоствольными. На каждой станции несколько приемопе­редатчиков на различных частотах работают на общую антенно-фидерную систему.

Для обеспечения высокой надежности работы на РРЛ приме­няются постанционная и поучастковая системы резервирования оборудования.

Постанционная система резервирования предусматривает для каждого рабочего приемопередатчика наличие резервного. Это требует большого объема приемопередающего оборудования, наличия сложных устройств СВЧ коммутации. Поэтому постан­ционная система резервирования, как правило, не применяется.

При поучастковой системе резервирования между узловы­ми станциями выделяется отдельный резервный ствол, аппарату­ра которого постоянно включена. Резервный ствол работает на частотах, отличающихся от тех, которые используются для рабо­чих стволов. Поскольку замирания сигнала на различных частотах происходят не одновременно, по­участковое резервирование позволяет значительно повысить надежность ра­боты РРЛ, так как переход на резерв­ный ствол происходит не только при неисправности аппаратуры, но и при появлении замираний в рабочих ство­лах.

Во избежание возникновения па­разитных связей между стволами при работе на общую антенно-фидерную, систему рабочие частоты стволов рас­полагаются по определенному плану Рис. 35.1. Двухчастотное (а)распределение частот. Для передачи и четырехчастотное (б) распределение частот сигналов по одному стволу в одном направлении необходимо использовать две частоты. Для переда­чи сигналов в обратном направлении могут быть использованы либо те же частоты (такой план называется двухчастотным), ли­бо две другие (четырехчастотный план). Двухчастотный план (рис. 35.1, а)экономичнее с точки зрения использования выделенного диапазона частот, но требует применения антенн с высоки­ми защитными свойствами. Четырехчастотный план (рис. 35.1, б) не предъявляет повышенных требований к защитным свойствам антенн и позволяет применять простые и дешевые антенны. Одна­ко число двусторонних (дуплексных) каналов, которое может быть образовано в выделенном диапазоне частот, в данном слу­чае в 2 раза меньше.

Для предотвращения помех, действующих на приемники со стороны передатчиков обратного направления при использовании общей антенны, выбирают частоты передачи и приема, размещен­ные в разных частях выделенного диапазона. Выбор частот осу­ществляется таким образом, чтобы возникающие комбинационные помехи располагались между частотами приема соседних стволов.

35.2. СТРУКТУРНЫЕ СХЕМЫ РАДИОРЕЛЕЙНЫХ СТАНЦИЙ

в радиорелейной системе существуют три типа станций (рис. 35.2): оконечные (ОРС), промежуточные (ПРС) и узловые (УРС). Сигнал, передаваемый передатчиком ОРС, принимается приемни­ком первой ПРС, усиливается и передается на вторую ПРС и т.д. до ОРС на другом конце линии. В пунктах линии, где необходимо выделить все или часть сообщений, передаваемых по РРЛ, а так­же в пунктах ответвления устанавливается УРС.

На рис. 35.3 показана структурная схема оконечной станции, рассчитанной на передачу двух стволов: телефонного и телевизи­онного. В частотно-модулированном генераторе (ЧМГ) групповой или видеосигнал модулирует несущую промежуточной частоты.

Рис. 35.2. Структурная схема радиорелейной системы

Номинальные значения промежуточной частоты для всех ра­диорелейных линий рекомендованы МККР: 35 МГц для систем ни­зовой связи; 70 МГц для магистральных и зоновых РРС средней и большой емкости; 140 МГц для РРС очень большой емкости (2700 каналов). Основное усиление сигнала осуществляется в УПЧ на промежуточной частоте. В смесителе (См) выделяется сигнал СВЧ диапазона, получаемый как сумма или разность час­тоты сигнала и частоты, вырабатываемой задающим генератором (СВЧ-ЗГ). Дальнейшее усиление осуществляется усилителем, (УСВЧ).

Рис. 35.3. Структурная схема ОРС

В фильтре сложения (ФС) происходит объединение несколь­ких стволов для передачи в антенную систему. Антенно-фидерный тракт используется одновременно для приема и передачи сигналов всех стволов. В качестве разделительных устройств, обеспе­чивающих необходимую развязку между приемниками и передат­чиками, используются устройства селекции (УС).

При приеме сигнал от средней станции расфильтровывается по стволам в разделительном фильтре (РФ) и поступает на прием­ник. В приемниках РРЛ усилитель СВЧ обычно не используют, и сигнал поступает непосредственно, в смеситель, на который пода­ется также сигнал от гетеродина (Г). На выходе смесителя вы­деляется сигнал разностной промежуточной частоты (70 МГц), который усиливается в УПЧ, ограничивается амплитудным огра­ничителем (Огр) и подается на частотный детектор (ЧД).

Большинство станций в радиорелейной системе – промежуточные ретрансляционные (ПРС), в которых сигнал соседней станции усиливается для компенсации затухания и излучается в направле­нии следующей станции, т. е. ретранслируется. Существуют ПРС трех типов: по групповому спектру, гетеродинный и прямого уси­ления.

Ретранслятор по групповому спектру представляет со­бой две ОРС. В этом случае в процессе ретрансляции принимает участие модуляционное и демодуляционное оборудование, которое вносит в сигнал дополнительное искажение. Поэтому ретранслято­ры такого, типа находят применение в малоканальных системах небольшой протяженности, в тропосферных РРС и РРС с ВРК Достоинствам ретранслятора по групповому спектру является воз­можность выделения на любой ПРС всех или части каналов.

В гетеродинном ретрансляторе (рис. 35.4) переприем сиг­нала осуществляется по промежуточной частоте. Сигнал от прием­ной антенны с частотой f c подается на смеситель приемника (См. пр.). На этот смеситель поступает также, сигнал, образованный в смесителе сдвига (СС) из сигналов задающего, СВЧ генератора (СВЧ-ЗГ) с частотой fз.г и генератора сдвига (ГС) с частотой fсд, причем на выходе смесителя сдвига выделяется сигнал разностной частоты fз.г-fсд. На выходе См. пр. выделяется сигнал разностной промежуточной частоты fпр=с-(fз.г-fсд). Этот сигнал усиливает­ся в УПЧ, ограничивается ограничителем (Огр) и подается на смеситель передатчика (См. пер). На последний, подается также сигнал от СВЧ-ЗГ, а на его выходе выделяется сигнал суммарной частоты fпр+fз.г=fс+fсд. Этот сигнал усиливается УСВЧ и пода­ется в антенну. Частота генератора сдвига выбирается в соответ­ствии с частотным планом (в соответствии с рис. 35.1 f2=f1+fcд).

Рис. 35.4. Структурная схема ПРС гетеродинного типа

Рис. 35.5. Структурная схема ПРС с ретрансляцией по СВЧ

Отсутствие на промежуточной станции модуляторов и демодуляторов позволяет избежать накопления на линии нелинейных ис­кажений. Кроме того, при таком построении ПРС частота сигнала на его выходе не зависит от стабильности СВЧ-3Г и определяется стабильностью генератора сдвига, который работает на относи­тельно низкой частоте и может быть сделан высокостабильным.

В ретрансляторе прямого усиления (рис. 35.5) перепри­ем производится непосредственно по СВЧ. Принятый сигнал рас­фильтровывается по стволам, усиливается малошумящим усилите­лем (МШУ) и УСВЧ, имеющим АРУ. После этого сигнал перено­сится по спектру в соответствии с планом распределения частот, усиливается мощным УСВЧ и поступает в антенну вместе с сиг­налами других стволов. Однако аппаратура ПРС с ретрансляци­ей по СВЧ не является унифицированной. На ОРС и УРС все рав­но приходится применять оборудование гетеродинного типа или с переприемом по групповому спектру. Выделение телевизионной программы на ПРС также заставляет применять на станции обо­рудование, отличное от типового ретранслятора по СВЧ. Кроме того, в диапазоне СВЧ сложно обеспечить большое усиление при малом уровне шума. Все это сводит на нет основное достоинство подобных станций - простоту. Поэтому такие ретрансляторы на РРС применяются редко. Они находят применение в спутниковых системах связи.

Структурная схема узловых станций УРС аналогична струк­турной схеме двух ОРС.

35.3. РАДИОРЕЛЕЙНЫЕ СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ ЕАСС

В радиорелейных системах передачи прямой видимости исполь­зуется несколько типов аппаратуры: Р-600 и ее модификации, «РАССВЕT-2», «Восход», «Дружба». Основные электрические пара­метры отечественных радиорелейных систем приведены в таблице 35.1.

В настоящее время аппаратурой различных типов оснащены станции сети, общая протяженность которой превышает 100 тыс. км. Дальнейшее развитие сети и совершенствование существую­щих систем требует создания комплекса аппаратуры, обеспечивающего построение высоконадежных, экономически целесообразных радиорелейных систем. Этим требованиям отвечает разработан­ный, комплекс унифицированных систем КУРС, состоящий из че­тырех систем связи, работающих на частотах 2, 4, 6 и 8 МГц, на 4 и 6 ГГц создаются системы для магистральных РРС, а на 2 и 8 ГГц - для зоновых, внутриреспубликанских и внутриобластных РРС.

Некоторые характеристики систем КУРС приведены в таблице 35.2.

Все более широкое распространение в стране находят тропо­сферные радиорелейные линии. Основные технические характерис­тики ТРРЛ приведены в таблице. 35.3.

Как основное, так и, вспомогательное оборудование КУРС раз­работано с учетом требований индустриальных методов строительства РРС. С этой целью для всех систем унифицированы: моду­ляторы-демодуляторы, аппаратура ввода и выделения сигналов, образования каналов звукового и телевизионного вещания, систе­мы и аппаратура резервирования, служебной связи, гарантирован­ного электропитания и телеобслуживания.