Классификация радиорелейных линий

Совокупность технических средств и среды распространения радиоволн образуют радиорелейные линии связи. Существует несколько критериев классификации радиорелейных линий. Перечислим основные из них.

1) Способ распределения каналов и вид модуляции:

· РРЛ и ЧРК и частотной модуляцией;

· РРЛ и ВРК и аналоговой модуляцией;

· Цифровые РРЛ.

2) Диапазон рабочих частот

· Дециметровые;

· Сантиметровые.

3) Емкость

· РРЛ большой емкости (600 каналов ТЧ в стволе) – магистральные линии;

· РРЛ средней емкости (60-600 каналов ТЧ) – зоновые линии;

· РРЛ малой емкости (до 60 каналов ТЧ) – местные сети.

 

Радиорелейные линии представляют собой цепь приемопередающих станций, использующих принцип ретрансляции сигналов (рисунок 1.1).

 

 

Рисунок 1.1 – Структура радиорелейной линии

 

В состав радиорелейной лини могут входить: оконечные радиорелейные станции (ОРС), на которых вводятся (выводятся) потоки, промежуточные радиорелейные линии (ПРС), на которых осуществляется ввод и выделение потоков и узловые радиорелейные станции (УРС) – на них осуществляется ответвление части потоков на другие направления.

Участок линии между двумя смежными радиорелейными станциями называется пролетом. Средняя длина пролета составляет 50 км и зависит от особенностей местности и климата. Часть РРЛ между ближайшими узловой и оконечной станциями или между двумя узловыми станциями называют секцией, ее длина составляет примерно 280 км.

Планы распределения частот

Для работы РРЛ выделены полосы частот шириной 400 МГц в диапазоне 2 ГГц (1, 7...2, 1 ГГц), 500 МГц в диапазонах 4 (3, 4... 3, 9), 6 (5, 67...6, 17) и 8 (7, 9... 8, 4) ГГц и шириной 1 ГГц в диапазонах 11 и 13 ГГц и более высокочастотных. Эти полосы распределяют между ВЧ стволами радиорелейной системы по определенному плану, называемому планом распределения частот. Планы частот составляют так, чтобы обеспечить минимальные взаимные помехи между стволами, работающими на общую антенну. В полосе 400 МГц может быть организовано 6, в полосе 500 МГц — 8 и в полосе 1 ГГц—12 дуплексных ВЧ стволов.

Планы распределения частот в одном стволе

Различают двух- и четырехчастотные планы:

· Двухчастотный план – в каждом направлении используются две частоты: одна на прием (f 1), вторая на передачу (f 2) – рисунок 2.1.

 

а)

б)

 

Рисунок 2.1 – План распределения частот (а) и распределение частот на линии (б)

 

Достоинством данного плана является экономия спектра частот, недостатком – сложная конструкция антенн (частот возникают ситуации, когда на приемную антенну приходят сигналы встречного направления, в этом случае коэффициент защитного действия антенны^* должен быть не менее 70 дБ).

Коэффициент защитного действия (КЗД) – отношение мощности сигнала, принимаемого с главного направления, к мощности сигнала с противоположного направления.

Данный план используют в основном на магистральных линиях в совокупности с рупорно-параболическими антеннами.

· Четырехчастотный план – в разных направлениях используются две частоты: на прием f 1и f 2, на передачу f 3 и f 4 – рисунок 2.2.

 

а)

б)

 

Рисунок 2.2 – План распределения частот (а) и распределение частот на линии (б)

 

В данном случае расширяется полоса частот, выделяемая линии, но упрощается конструкция антенн (КЗД снижается до 40 дБ).

Этот план распределения используется на местных и внутризоновых сетях.

Независимо от плана распределения частот станции РРЛ следует располагать зигзагообразно (рисунок 2.3).

 

Рисунок 2.3 – Условие зигзагообразности

 

Если условие зигзагообразности не выполняется, возможно появление интерференции на станции, отстоящей от передающей на три пролета (ОРС 1-ПРС 4, ПРС 2-ПРС 5 и ПРС 3-ОРС 6), поэтому угол а должен быть больше, чем диаграмма направленности передающей антенны.

Планы распределения частот для многоствольных систем

· с чередованием частот приема и передачи

 

 

Рисунок 2.4 – План распределения частот

Частота сдвига – разнос частот приема и передачи одного направления.

Поскольку частоты приема и передачи расположены близко, сложно изготовить разделяющие фильтры, поэтому приемники и передатчики работают на разные антенны (рисунок 2.5).

В данном случае используется двухчастотный план распределения частот.

· с группированием частот приема и передачи (рисунок 2.6)

В этом случае все частоты приема располагаются в первой половине отводимого диапазона частот, а частоты передачи – в другой половине.

 

Рисунок 2.5 - Распределение частот на линии

 

 

Рисунок 2.6 – План распределения частот (шестиствольная система)

 

 

Рисунок 2.7 - Распределение частот на линии

 

Частоты приема стволов располагают в одной половине выделенной полосы, а частоты передачи — в другой. При таком делении получают достаточно большую частоту сдвига, чем обеспечивают достаточную развязку между сигналами приема и передачи, поскольку разделительные фильтры (РФ) приема (или РФ передачи) будут работать только в половине всей полосы частот системы. При этом можно использовать общую антенну для приема и передачи сигналов. В случае необходимости получают дополнительную развязку между волна­ми приема и передачи в одной антенне за счет применения разной поляризации. На РРЛ используют волны с линейной поляризаци­ей: вертикальной или горизонтальной. Применяют два варианта распределения поляризаций. В первом варианте на каждой ПРС и УРС происходит изменение поляризации так, что принимают и пе­редают волны разной поляризации. Во втором варианте в направлении «туда» используют одну поляризацию волн, а в направле­нии «обратно»— другую.

В данном случае облегчается исполнение фильтров и приемники и передатчики работают на одну антенну: четные стволы – на одну антенну, нечетные - -на другую. Общая длина рабочей полосы – 500 МГц (для магистральной линии).

Реальные планы распределения частот

· шестиствольный план для диапазона 2-4 ГГц

Данный план используется в аппаратуре, работающей в диапазоне 2-4 ГГц. Центральная частота f 0 равна 1903 МГц (для диапазона 2 ГГц). Частоты приема передаются с использованием горизонтальной поляризации, частоты передачи - с использованием вертикальной поляризации.

Рисунок 2.8 – Шестиствольный план распределения частот

· восьмиствольный план (по двухчастотной схеме)

Каждый ствол может использоваться для передачи 1920 каналов ТЧ или для передачи каналов ТВ вещания.

Частоты гетеродинов размещаются в интервалах между рабочими частотами стволов, а частоты зеркальных каналов – внутри полосы, выделенной для системы.

 

 

 

Рисунок 2.9 – Восьмиствольный план распределения частот

 

Обычно стволы разбиваются на две перемежающихся группы: 1 группа – нечетные номера – для магистральных линий, 2 группа – четные номера – для линий, имеющих ответвления от магистралей.