Курсовая работа - Проект цифровой радиорелейной линии на участке Москва-Смоленск - файл n1.docx

Курсовая работа - Проект цифровой радиорелейной линии на участке Москва-Смоленск
скачать (2928.4 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.docx2929kb.21.10.2012 20:49скачать

n1.docx

Федеральное государственное образовательное бюджетное учреждение высшего профессионального образования

«Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики»

Кафедра СРС




КУРСОВой проект

«Проект цифровой радиорелейной линии на участке Москва-Смоленск»

Проект выполнил:

студент группы М-**
Работу проверил:

Маглицкий Б. Н.

Новосибирск 2011
Содержание






  1. Введение

Цифровые радиорелейные линии, наряду с кабельными магистралями, являются одним из основных способов передачи информации на дальние расстояния. Насколько бы ни были привлекательны оптические технологии, в России с ее географическими и климатическими особенностями ЦРРЛ будут востребованы еще долгое время для организации каналов связи на огромных территориях. Цифровые радиорелейные линии связи требуют гораздо меньших затрат и времени на развертывание, чем ВОЛС, они могут быть проложены оперативно в сложных географических условиях. ЦРРЛ наиболее эффективны при развертывании разветвленных цифровых сетей в больших городах и индустриальных зонах, где прокладка ВОЛС слишком дорога или вовсе невозможна. Так же ЦРРЛ широко применяются в крупных городах для организации абонентских линии связи при решении проблемы «последней мили». Применяются для построения сетей передачи данных и сетей широковещательной передачи телевизионных сигналов. ЦРРЛ применяются для построения новых, резервирования или замены существующих магистральных линий связи; привязки базовых станций оперативной подвижной и сотовой связи к коммутационной инфраструктуре; обеспечения инфраструктуры сетей беспроводного доступа. Принцип радиорелейной связи заключается в создании системы ретрансляционных станций, расположенных на расстоянии до 50 км. Простейшая топология радиорелейной линии связи представляет собой два устройства, передающих информацию между двумя пунктами. В более сложных случаях строятся ответвления от основной линии или создаются сети распределения информации между регионами, населенными пунктами или непосредственно между потребителями. Целью данного курсового проекта является проектирование ЦРРЛ Москва - Смоленск.

  1. Разработка структурной схемы проектируемой ЦРРЛ

    1. Краткая характеристика проектируемого региона

Данная ЦРРЛ Москва – Смоленск проходит через Московскую и Смоленскую область. Московская область Московская область расположена в междуречье Оки и Волги. Рельеф Московской области преимущественно равнинный; западную часть занимают холмистые возвышенности (высоты больше 160 м), восточную — обширные низменности. Почти весь запад и север Московской области занимает Московская возвышенность с хорошо выраженными речными долинами, наибольшую среднюю высоту (около 300 м, в районе Дмитрова) имеющая в пределах Клинско-Дмитровской гряды, а верхнюю точку (310 м) у д. Шапкино Можайского района. Московская область находится в пределах лесной и лесостепной зон. Леса занимают свыше 40 % территории региона. На севере Московской области (на территории Верхневолжской низменности), а также в её западной части (на территории Можайского, Лотошинского и Шаховского районов) наиболее распространены среднетаёжные хвойные леса, преимущественно ельники. Климат Московской области умеренно континентальный, сезонность чётко выражена; лето тёплое, зима умеренно холодная; континентальность возрастает с северо-запада на юго-восток. Общая численность населения по предварительным данным Всероссийской переписи 2010 года составляет 7 092 900 (2010). Средняя плотность населения — 154,2 чел/кмІ (2010) — самая большая среди российских регионов (без учёта гг. Москва и Санкт-Петербург), что обусловлено высокой долей городского населения — 80,1 %.

Москва Москва — столица Российской Федерации, город федерального значения, административный центр Центрального федерального округа и центр Московской области, в состав которой не входит. Москва находится в центре европейской части России, в междуречье Оки и Волги, на стыке Смоленско-Московской возвышенности (на западе), Москворецко-Окской равнины (на востоке) и Мещёрской низменности (на юго-востоке). Территория города на 2010 год составляет 1081 кмІ, что делает его самым маленьким по площади субъектом Российской Федерации. Основная часть (877 кмІ) находится внутри кольцевой автомагистрали (МКАД), остальные 204 кмІ — за кольцевой автодорогой. Средняя высота над уровнем моря составляет 156 м. Наивысшая точка находится на Теплостанской возвышенности и составляет 255 м. По итогам переписи населения 2010 года численность населения Москвы составляет 11 551 930 человек.

Смоленская область Площадь — 49 778 кмІ. Население — 0,992 млн человек (на 2011 год). Областной центр — город Смоленск, расстояние до Москвы — 365 км по автодороге. Почти целиком область расположена на Смоленско-Московской возвышенности, на западе Восточно-Европейской равнины. В центре и на востоке преобладают возвышенности, расчлененные глубоко врезанными речными долинами. Средняя высота поверхности около 220 метров над уровнем моря. Возвышенности пересечены множеством рек и небольших речек (общее число последних - 1149). Область расположена в зоне смешанных лесов. Климат умеренно-континентальный. Лето теплое (средняя температура июля - 17-18 градусов Цельсия), зима - умеренно холодная (средняя температура января - минус 8,5). Смоленск Город расположен на берегах верхнего Днепра, который в пределах города пересекает Смоленскую возвышенность, являющуюся западной частью Смоленско-Московской возвышенности. Река, протекая в городе с востока на запад, делит его на две части: северную (Заднепровье) и южную (центр). В границах города и в его окрестностях Днепр принимает несколько небольших притоков, в долинах которых раскинулись улицы города. Высокие межовражные и межречные увалы, холмы и мысы образуют так называемые горы. Перепад высот достигает 90 метров. Центр, старая часть города, занимает высокий сильно изрезанный левый берег. Волнистый рельеф, большое количество речек, речушек и оврагов. Климат в Смоленске умеренно-континентальный, смягчённый влиянием Атлантического океана. В Смоленске сравнительно тёплое лето и умеренно-холодная зима. Средняя годовая температура плюс 5,0є. В самом холодном месяце, январе, средняя температура — минус 7,3є, а в самом теплом июле — плюс 17,1 є.

    1. Выбор трассы ЦРРЛ

Из кратких характеристик регионов можно сделать, что прокладка ЦРРЛ в данном регионе необходима. Так как данный регион находится в индустриальной зоне, где прокладка новых кабелей слишком дорога. Присутствуют участки со сложным рельефом. При выборе трассы РРЛ предусматривается «зигзагообразность» исключающая помехи от станций расположенных через три пролета. Промежуточные станции ПРС и узловые станции (УРС) целесообразно ставить вдоль железных или автомобильных дорог, чтобы был подъезд к станциям. Также желательно располагать их на пересеченных, холмистых участках. Узловые станции УРС ставятся в крупных населенных пунктах. В нашем случае в Москве и Смоленске. Максимальная длина пролета определяется в соответствии с задачами организациями связи, типом аппаратуры, высоты подвеса антенн. В нашем случае предположим, что максимальная длина пролета равна 40 км.

d:\шурка\iv курс\ррл\мой курсовик\карта 3.jpg

Рисунок 2.1 - Трасса ЦРРЛ

c:\share2\чё то с этим надо делать\ррл\мой курсовик\схема цррл.jpg

Рисунок 2.2 – Структурная схема ЦРРЛ

Обозначения на рисунке 2.2 :

ОРС 1 – г. Смоленск

ПРС 1 – пгт. Кардымово

ПРС 2 – г. Ярцево

ПРС 3 – г. Дорогобуж

ПРС 4 – с. Дьяково

ПРС 5 – г. Вязьма

ПРС 6 – д. Вятское

ПРС 7 – г. Гагарин

ПРС 8 – д. Киселево

ПРС 9 – г. Можайск

ПРС 10 – г. Руза

ПРС 11 – г. Клин

ПРС 12 – г. Красногорск

ОРС 2 – г. Москва

Одну из промежуточных станций необходимо выбрать для выделения каналов. Выберем ПРС 5 (г. Вязьма).

  1. Выбор радиотехнического оборудования

Исходные данные:

1) Длина РРЛ: 417 км.

2) Объем информации: 30 каналов ТЧ = E1

3) Максимальная длина пролета: 40 км

4) Число выделяемых каналов: 10 каналов ТЧ

5) Тип АТС: Аналоговая

6) Вертикальный градиент: g * 10-8 = -9,0 1/м

7) Стандартное отклонение: ? * 10-8 = 8,0 1/м

Исходя из заданного объема передаваемой информации, длин пролетов и энергетических параметров оборудования по таблицам выбираем для проектируемой ЦРРЛ аппаратуру МИК –РЛ8. Радиорелейная оборудование, диапазон частот которой 7,9-8,4 ГГц. Предназначена для организации внутризоновых, местных и технологических РРЛ для передачи голоса и данных. Выпускается в конфигурациях 1+0, 2+0 и 1+1 с различными видами автоматического резервирования, скорость передачи информации по основным цифровым потокам - 2,048 Мбит/с; 8,448 Мбит/с (4 х 2,048 Мбит/с); 34,368 Мбит/с (16 х 2,048 Мбит/с), вид модуляции - QPSK. Максимальная протяженность интервала связи без ретрансляции - 50 км.

Таблица 3.1 – Основные параметры ЦРРС «МИК –РЛ8»

Наименование параметра

Обозначение

Размерность

Значение

1.Средняя длина волны

?

м

0,0375

2. Мощность передатчика

Pпд

дБВт

0

3.Пороговый уровень сигнала

Pпор

дБВт

-118

4.Скорость передачи информации

B

Мбит/с

2,048

5.Диаметр антенны

dант

м

1,0

Таблица 3.2 – Технические характеристики ЦРРС «МИК-РЛ8»

Рабочий диапазон частот, ГГц

7,9-8,4

Дуплексный разнос, МГц

266

Шаг сетки частот, МГц:

Скорость 2 Мбит/с

Скорость 4х2 Мбит/с

Скорость 16х2 Мбит/с


3,5

7

28

Максимальная протяженность линии связи , км

50

Конфигурация системы

До 128 станций, 1+0, 1+1, 2+0

Электропитание

-39…-72В (-19В…-35В – опция)

Дополнительные сервисные цифровые каналы:

При основном потоке Е1

При основном потоке Е2

При основном потоке Е3



2 канала по 64 кбит/с

6 каналов по 64 кбит/с

1 канал 2,048 Мбит/с + 6 каналов по 64 кбит/с

Параметры стыка дополнительных цифровых каналов

- Асинхронное окончание RS-232 (V.24/V.28);

- Асинхронное окончание RS-422 (V.11);

- Асинхронное окончание RS-485;

- Асинхронное окончание многопользовательского канала последовательного доступа со стыком RS-232;

- Синхронное окончание V.35;

- 4-х проводное окончание с сигнализацией E&M;

- конференц-связь.

Канал служебной связи

Дуплексный цифровой канал

Система телесигнализации и телеуправления ТУ-ТС

- непрерывное дистанционное измерение параметров станций сети, сбор, накопление и обработка информации, включая измерение BER;

- выработка сигналов аварии;

- дистанционное управление сетью станций;

- управление внешними устройствами;

Количество дополнительных каналов внешней сигнализации и управления

16/16; 8/8 для МД1-1

Контроль качества передаваемой информации

Непрерывный (пределы измерения BER: 10-4…10-10)

Мощность потребления станции, Вт, не более

40 (1+0);

60 (1+1, 2+0)

Максимальная длина кабеля между выносным и внутр. оборудованием

1000м, (при скорости 2,048 Мбит/с)

800м (8,448 Мбит/с)

250м (34,368 Мбит/с)

Температура окружающей среды для выносного оборудования:

-50…+50 (-55…+50 - опция) оС

Масса выносного оборудования:

Антенное устр-во 1,5м

Антенное устр-во 1,0м

Антенное устр-во 1м

ППУ

Внутреннее оборудование


20 кг

16 кг

до 6 кг

до 4 кг

до 5 кг

4. Разработка схемы организации связи на проектируемой ЦРРЛ

4.1 Выбор мультиплексорного оборудования

Аппаратура среднескоростных РРС МИК-РЛ выполнена в раздельном исполнении: - выносное оборудование (ODU) включает в себя: антенные устройства, приёмопередающие устройства (ППУ). - внутреннее оборудование (IDU) включает в себя: модули доступа, мультиплексорное оборудование; источники вторичного электропитания. Модули доступа определяют функциональные возможности РРС, они выполняют функции мультиплексирования основного и дополнительного трафика, контроля и управления, резервирования, обеспечивают подачу питания ППУ.

4.1.1 Модуль доступа МД-Е1



Рисунок 4.1 – Модуль МД-Е1

Модуль доступа МД-Е1 предназначен для работы в качестве экономичного первичного мультиплексора. Разработан для осуществления ввода/вывода каналов тональной частоты (64 кБит/с) в стандартный поток Е1 плезиохронной иерархии и использования их для передачи данных между канальными окончаниями. Может использоваться как самостоятельно, так и в составе с модулем МД1-1Р. МД -Е1 по порту CAN соединяется с МД 1-1Р и входит в общую систему мониторинга и управления. Модуль доступа МД-Е1 позволяет организовать транзит, ввод/вывод до 30 слотов ТЧ (по 64 кбит/с каждый) внутри потоков Е1 G.703 (2.048 Мбит/с) в направлениях "Запад" и "Восток".

Модуль доступа МД-Е1 обеспечивает:

- Ввод/вывод до 6 независимых каналов на станции. - Гибкое назначение скорости выделяемой каналу (от 0 до 30 слотов по 64кбит/с каждый). - Передачу данных соответствующих интерфейсам установленных канальных окончаний: 1) ПД-Т-41(4-х проводное канальное окончание для телефонного канала с сигнализацией E&M); 2) ПД-Т-21ТФ (2-х проводное окончание для подключения телефона); 3) ПД-Т-21АТС (2-х проводное окончание для подключения к АТС); 4) УПИ-31(Асинхронное окончание данных с интерфейсом RS-232 (V.24/V.28)/ RS-422/ RS-485); 5)УПИ-32(Асинхронное окончание многопользовательского канала последовательного доступа со стыком RS-232/ RS-422/ RS-485); 6) ПД-А-8023 Ethernet адаптер (10/100 Base-T, скорость до 30х64 Кбит/с). Модуль имеет два порта подключения по стыку Е1. В режиме "транзит" данные западного порта полностью поступают в восточный и наоборот. В режиме "ввод/вывод" указанные пользователем каналы занимаются под передачу данных соответствующим интерфейсным окончанием. Это позволяет использовать устройство даже в случаях частичной аренды потока Е1 пользователем в уже существующей сети. При отсутствии на одном из портов входного сигнала устройство автоматически переводится в режим первичного мультиплексора. Модуль МД-Е1 имеет 6 физических интерфейсов для установки плат канальных окончаний. Порядок установки не имеет значения – коммутация каналов производится программным способом и может быть изменена в процессе эксплуатации. Благодаря автоматической идентификации типа канала упрощается смена блоков при модернизации и наращивании системы. Состав блоков произвольный и определяется пользователем в зависимости от решаемых задач.

4.1.2 Модуль доступа МД1-1P



Рисунок 4.2 – Модуль МД1-1Р

Усовершенствованный универсальный модуль доступа МД1-1P разработан на замену линейки модулей МД1-1. Основное преимущество модуля МД1-1Р – встроенный мультиплексор с технологией прямого однократного мультиплексирования, что позволяет при максимальной скорости 34 Мбит/с увеличить полезную нагрузку до 18-ти потоков Е1. Встроенный коммутатор обеспечивает ввод/вывод и транзит потоков Е1. Предусмотрена передача трафика потоков Е2; Е3 или Ethernet, поддерживаются все типовые скорости ППУ. Модульная конструкция изделия позволяет легко изменить конфигурацию и групповую скорость МД1-1P в условиях эксплуатации. МД1-1Р позволяет организовать передачу трафика:

· До 18 потоков Е1 G.703 (2.048 Мбит/с);

· Канала Ethernet IEEE 802.3 10BASE-T/100BASE-TX;

· Дополнительного канала 64 Кбит/с (RS-232, RS-422, RS-485);

· 6 дополнительных каналов c общей пропускной способностью до 30х64 Кбит/с (при использовании дополнительного модуля МД-Е1). МД1-1Р обеспечивает:

· Подключение 2-х приемо-передающих устройств (ППУ) к одному модулю с полноценной системой резервирования. Автоматическое безобрывное резервирование и выбор лучшего ствола по критериям достоверности и аппаратной исправности (при конфигурации 1+1).

· Измерение коэффициента ошибок на интервале связи независимо по направлениям в соответствии с рекомендацией G.826.

· Коммутацию потоков Е1, Ethernet и дополнительного канала по направлениям: радиоканал / транзит1/ транзит2 / ввод-вывод).

· Управление пропускной способностью канала Ethernet c шагом, кратным скорости Е1 (2.048 Мбит/с), или с шагом 64 кбит/с (при подключении МД-Е1).

· Дополнительные низкоскоростные цифровые каналы для подключения систем внешней сигнализации и управления внешними устройствами (8 каналов).

· Автоматическую диагностику неисправностей в системе.

· Резервирование первичного питания.

· Смену программного обеспечения ПО всех узлов модуля через персональный компьютер при помощи порта USB.

· Передачу данных и питания ППУ по одному кабелю.

Модуль МД1-1Р имеет 2 встроенных интерфейса Е1 и 16 интерфейсов Е1 на сменном блоке. Два транзитных порта обеспечивают эффективное применение МД1-1Р для реализации промежуточных и узловых станций. Предусмотрена передача трафика потоков nхЕ1; Ethernet. Модульная конструкция изделия позволяет изменять конфигурацию и групповую скорость МД1-1P в условиях эксплуатации. Предусмотрена возможность обновления ПО модуля через USB-порт. Стандартный 2-х проводной интерфейс канала служебной связи (FXS) позволяет использовать обычный телефонный аппарат. Предусмотрено резервирование питания путём подключения к двум независимым источникам. Интерфейс CAN служит для присоединения к МД1-1Р модулей МД-Е1, источников питания ИБЭП-220/48-хх и включения их в общую систему мониторинга и управления. Установка режимов работы, управление и мониторинг РРС осуществляется при помощи компьютера, ручная панель управления в МД1-1Р отсутствует.

В состав модуля МД1-1Р входят:

· Несъемные блоки питания, управления и мультиплексирования, сопряжения с ППУ;

· Сменный блок генераторов (задаёт скорость передачи);

· Сменный блок Ethernet-10/100ВТ;

· Один из сменных интерфейсных блоков 4хЕ1; E2; 16хE1; E3;

· Сменный блок дополнительного канала (RS-232/422/485)

4.2 Схема организации связи

Схема организации связи на проектируемой ЦРРЛ на участке ОРС1–ПРС1-В приведена на рисунке 4.4. 30 каналов от аналоговой АТС подаются на первичный мультиплексор типа МД-Е1, который расположен внутри оборудования IDU ЦРРС. На выходе МД-Е1 формируется 1 цифровой поток Е1. Внутри оборудования IDU он подвергается операции преобразования кода, скремблирования и далее по соединительному кабелю цифровой сигнал поступает на оборудование наружного размещения ODU, где восстанавливается, преобразуется в код NRZ и поступает на модулятор типа QPSK. В направлении приема производятся обратные операции. Для выделения 10-ти каналов ТЧ на промежуточной станции устанавливаются первичные мультиплексоры. Из цифрового потока Е1 выделяются 10 телефонных каналов. Для 20 телефонных каналов ( с 11 по 30 ) организуется низкочастотный транзит. Число вводимых телефонных каналов на данной промежуточной станции в соответствии с заданием на проектирование равно числу выделяемых каналов.



Рисунок 4.4 - Схема организации связи на участке ОРС 1 – ОРС 2

5. Расчет устойчивости связи на проектируемой ЦРРЛ

5.1 Расчет устойчивости связи при одинарном приеме

5.1.1 Построение профиля пролета

Расчет произведем для самого длинного пролета на ЦРРЛ (ПРС-3 – ПРС-4).

Рассчитаем условный нулевой уровень (УНУ) по формуле:



где - геометрический радиус Земли (6370 км),

– длина пролета, км,

- текущая относительная координата заданной точки.



- расстояние до текущей точки от левого конца пролета.

Рассчитываем профиль интервала по формуле:



где - значение выпуклости высот Земли (УНУ)

- значение высот по заданию (для 35 варианта)

Результаты расчетов заносим в таблицу 5.1. По результатам расчетов строим профиль пролета (рисунок 5.1).

Таблица 5.1 – Результаты расчета профиля пролета



0,00

0,10

0,20

0,30

0,40

0,50

0,60

0,70

0,80

0,90

1,00



0

4

8

12

16

20

24

28

32

36

40



0

11.30

20.09

26.37

30.14

31.40

30.14

26.37

20.09

11.30

0



44

63

90

89

86

72

55

60

77

91

87



44

74.3

110.09

115.37

116.14

103.4

85.14

86.37

97.09

102.3

87


Находим величину просвета без учета рефракции по формуле:



где - критический просвет, определяемый по формуле:



где - длина пролета, м,

- рабочая длина волны (для МИК-РЛ 8Р ),

– относительная координата наивысшей точки профиля пролета (в нашем случае ).



- приращение просвета, обусловленное явлением рефракции:



где - среднее значение вертикального градиента диэлектрической проницаемости тропосферы ().





На рисунке 5.1 графическим методом находим высоты подвеса антенн и .

Рисунок 5.1 – Профиль пролета

Методика вычисления высот следующая: от наивысшей точки профиля вертикально вверх откладываем величину просвета без учёта рефракции радиоволн . Через полученную точку проводим линию прямой видимости так, чтобы высоты подвеса на обоих пунктах были примерно одинаковы. Вертикально вниз от наивысшей точки профиля откладываем отрезок, равный критическому просвету . Через полученную точку проводим линию, параллельную линии прямой видимости. По точкам пересечения этой линии с профилем пролёта определяем величину параметра , характеризующего протяжённость препятствия на пролёте. Находим высоты подвеса антенн. По графику и .

5.1.2 Расчет минимально-допустимого множителя ослабления

Расчет производится по формуле:



где - пороговая мощность сигнала на входе приемника (для МИК-РЛ 8Р ),

- мощность сигнала на выходе передатчика (для МИК-РЛ 8Р ),

– затухание сигнала в свободном пространстве, находится как:





– коэффициенты усиления передающей и приемной антенн. рассчитываются по формуле:



где - площадь раскрыва антенны:



- коэффициент использования поверхности раскрыва (апертуры) антенны. Возьмем





Суммарную величину потерь в антенно-фидерном тракте Тогда





5.1.3 Расчет составляющих неустойчивости связи на одном пролете

5.1.3.1 Причины замирания сигналов на пролетах РРЛ

Замирания сигналов на пролетах проектируемой РРЛ обусловлены изменением во времени градиента диэлектрической проницаемости воздуха. Для получения устойчивой связи необходимо, чтобы при всех возможных для данной местности изменениях , множитель ослабления падал не ниже за исключением малого процента времени.

Суммарная устойчивость связи на пролете РРЛ характеризуется суммарным процентом времени, в течение которого множитель ослабления меньше минимально допустимого и определяется как:



где - процент времени, в течение которого множитель ослабления меньше минимально-допустимого за счет экранирующего действия препятствий на пролете РРЛ;

- процент времени, в течение которого множитель ослабления, меньше минимально-допустимого за счет интерференции прямой волны и волн, отраженных от поверхности Земли;

- процент времени, в течение которого множитель ослабления меньше за счет интерференции прямой волны и волн, отраженных от неоднородностей тропосферы;

- процент времени, в течение которого множитель ослабления меньше за счет потерь энергии радиоволн в различного рода осадках (дождь, снег и т.д.).

5.1.3.2 Расчет замираний из-за экранирующего действия препятствий на пролете РРЛ

зависит от протяженности интервала, длины волны, величины просвета, рельефа местности. И находится после построения профиля пролета в зависимости от параметра , который определяется как:



Параметр рассчитывается как:



где - стандартное отклонение градиента диэлектрической проницаемости тропосферы. Из задания полагаем, что



- относительный просвет при . Определим его как:



- относительный просвет на интервале, при котором . Определяется по графику на рисунке 5.2 в зависимости от параметра , который определяется:



где – нормированная величина (см. рисунок 5.1).



-4,0 -3,0 -2,0 -1,0 0 1,0 2,0 3,0
6


0


-10

-20


-30

-40


-50

V, дБ

P(g)

??0

???

10

5

3

2

1,5

0,9

1,2

1

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

??0

???

?=1

?=1

Рисунок 5.2 – Зависимости множителя ослабления от относительного просвета

При и по рисунку 5.2 определяем, что

Таким образом, имеем





Рисунок 5.3 – Зависимость от параметра

По рисунку 5.3 определяем, что



5.1.3.3 Расчет замираний из-за интерференции прямой и отраженной от земной поверхности волн

В общем случае определяется, как:



где - двумерная функция, определяемая по рисунку 5.4.

3.jpg

Рисунок 5.4 – Зависимости для определения двумерной функции

- коэффициент отражения от земной поверхности. Эта величина зависит от типа подстилающей поверхности. Если профиль пролета плоский и гладкий, то . На пересеченных пролетах . Предположим, что

При и определяем по рисунку 5.4, что .



5.1.3.4 Расчет замираний, обусловленных интерференцией прямой волны и волн, отраженных от слоистых неоднородностей тропосферы

рассчитываем по формуле:



где - параметр, учитывающий вероятность возникновения многолучевых замираний, обусловленных отражениями радиоволн от слоистых неоднородностей тропосферы с перепадом диэлектрической проницаемости воздуха , которая вычисляется как:



где - климатический коэффициент (по заданию );

- длина пролета в км;

– средняя частота РРЛ оборудования, ГГц.





5.1.3.5 Расчет замираний на пролете, обусловленными потерями энергии в осадках

Замирания радиоволн из-за деполяризации и ослабления в дожде сказываются на частотах от 8 ГГц и выше. Для определения длительности замираний по известному определяют минимально допустимую интенсивность дождей для данного пролета (рисунок 5.5).



Рисунок 5.5 – Зависимости допустимой интенсивности дождей от длины пролета и

По рисунку 5.5 определяем, что . После этого по найденному для заданного климатического района можно определить процент времени, в течение которого , т.е. искомую по рисунку 5.6

Рисунок 5.6 – Кривые для определения

На рисунке 5.6 кривые соответствуют следующим регионам:

1

- Европейская часть России;

2

- Западная Сибирь;

3

- Восточная Сибирь.

Так как проектируемая РРЛ Москва-Смоленск располагается на территории Европейской части России, возьмем 1 кривую. По рисунку 5.6 определяем, что

Таким образом, суммарный процент времени замирания на пролете равен:





5.2 Расчет составляющих неустойчивости связи на всей ЦРРЛ

5.2.1 Расчет устойчивости связи на ЦРРЛ

Ожидаемая величина процента времени, в течение которого не выполняется норманна устойчивость связи на всей ЦРРЛ рассчитывается по формуле:



где - число пролетов на линии. В данном проекте

Сравним получение значение с допустимой величиной замираний (таблица 5.2).

Таблица 5.2 – Нормированные значения

Участок ВСС

РФ


Длина эталонной ЦРРЛ (L), км



,%


Распределение для реальных линий

Международный участок

12500

0,06

Пропорционально длине

Магистральная сеть

2500

0,012

Пропорционально длине

для L?50 км

Внутризоновая сеть

600

200

0,012

0,01

Независимо от длины

Местная сеть

100

50

0,01

0,01

Независимо от длины

Т.к. проектируемая линия Москва-Смоленск является магистральной линией, то .

Т.к. , необходимо произвести оптимизацию высот подвеса антенн на пролетах ЦРРЛ.

Для дальнейших расчетов проанализируем полученные результаты. Как следует из приведенных расчетов, основной вклад в замирания вносят замирания, обусловленные интерференцией прямой волны и волн, отраженных от земной поверхности. Очевидно, что необходимо произвести оптимизацию высот подвеса антенн. Уменьшая геометрический просвет на пролете.

5.2.2 Оптимизация высот подвеса антенн на пролетах ЦРРЛ

Результаты оптимизации высот подвеса антенн приведены в таблице 5.3.

Таблица 5.3 – Результаты оптимизации высот подвеса антенн

Параметр

Величина









0,58

1

-0,06



54

60

48



49

55

43



-45,94

-45,94

-45,94



-4,2

-4,2

-4,2



6,824

7,423

5,91



0,00001

0,00001

0.00001



0,01

0,03

0



0,00505

0,01515

0



14,844

14,844

14,844



0,00038

0,00038

0,00038



>> 190 мм/ч

>> 190 мм/ч

>> 190 мм/ч



0,0001

0,0001

0,0001



0,00516

0,01564

0,00049



0,06708

0,20332

0,00637

Для более точного определения оптимального просвета (оптимальных высот подвеса антенн) построим графически зависимости и , приведенные на рисунке 5.7. Точка пересечения этих кривых соответствует оптимальному просвету

Рисунок 5.7 – Оптимизация высот подвеса антенны

Анализируя данные таблицы 5.3, приходим к выводу, что при просвете, равном -9,3 норма на устойчивость всей линии выполняется. .

Следовательно, оптимальные высоты подвеса антенн равны и . Так как норма на устойчивость связи на проектируемой ЦРРЛ выполняется без резервирования, выбираем конфигурацию системы ( 1 + 0 ).

5.2.3 Расчет устойчивости связи при наличии резервирования

В нашем проекте норма на устойчивость связи при данных параметрах выполняется, но в учебных целях проведем расчет устойчивости связи при наличии резервирования.

В случае поучастковой системы резервирования неустойчивость связи на ЦРРЛ в пределах одного участка резервирования может быть рассчитана:



где - число пролетов на участке резервирования;

– число рабочих стволов на участке;

- поправочный коэффициент, учитывающий корреляцию разнесенных сигналов. В проекте примем

В нашем случае, т.е. в случае пространственного разнесения антенн неустойчивость связи на всей линии определяется как сумма неустойчивости связи на отдельных пролетах:





Где «н» и «в» относятся соответственно к нижней и верхней антеннам.

Так как на приемном и передающем конце устанавливаются одинаковые антенны, то:



Что значительно лучше значений, полученных без резервирования.

5.3 Расчет диаграммы уровней на пролетах ЦРРЛ

При проектировании ЦРРЛ рассчитывают средние мощности сигнала на входах приемников всех интервалов линии (точнее мощности при среднем значении градиента g). Средние значения уровней сигналов рассчитываются ( и сравниваются с измеренными значениями ):



где - средний уровень сигнала, дБВт;

- пороговый уровень сигнала, дБВт.

Средняя мощность сигнала на входе приемника:



где - мощность сигнала на входе приемника для случая свободного пространства, определяемая как:



где - затухание радиоволн в свободном пространстве;

- потери энергии в антенно-волноводных трактах;

- уровень мощности сигнала на выходе передатчика;

- коэффициенты усиления передающей и приемной антенн;



- значение множителя ослабления при среднем значении градиента диэлектрической проницаемости тропосферы.

Величина находится в зависимости от относительного просвета при среднем значении градиента по графикам рисунка 5.2 в зависимости от параметра :



для оптимальных высот .

Для полученного значения по рисунку 5.2 и для находим:



В курсовом проекте необходимо рассчитать диаграмму уровней для одного (самого длинного) интервала. Результаты расчета приведены в таблице 5.4.

Таблица 5.4 – Расчет диаграммы уровней

(свободное пространство)















0

-1

35,24

-107,3

-71,06

-72,06

45,94



0

-1

35,24

-116,8

-80,56

-81,56

36,44



0

-1

35,24

-153,24

-117

-118

0



Рисунок 5.8 – Диаграмма уровней на пролете ПРС-3 – ПРС-4

Как следует из рисунка 5.8, требуемый запас на замирания равен 36,44дБ, что не превышает величину предельно реализуемого запаса на замирания . равного 45,94 дБ. Таким образом, можно сделать вывод, что оптимальный просвет на пролете выбран верно.


6.Заключение

В данном курсовом проекте в соответствии с заданием спроектирована ЦРРЛ Москва-Смоленск протяженностью 417 км. Разработана структурная схема цифровой радиорелейной линии, состоящая из тринадцати пролетов. Промежуточные станции расположены в населенных пунктах, на расстоянии друг от друга не более 40 км.

Произведен выбор радиотехнического оборудования, в качестве которого предложена аппаратура МИК-РЛ 8Р. Данное оборудование зарекомендовало себя, т.к. имеет хорошие технические данные, вследствие которых мы получили малый минимальный множитель ослабления.

Разработана схема организации связи на проектируемой линии на 30 каналов тональной частоты с выделением 10 каналов тональной частоты на промежуточной станции ПРС-5 (г. Вязьма).

Проведен расчет качественных показателей ЦРРЛ: выбраны оптимальные высоты подвеса антенн, рассчитана устойчивость связи для малых процентов времени. Расчеты показали, что на проектируемой ЦРРЛ обеспечивается требуемое качество связи. Построена диаграмма уровней сигналов на заданном пролете, из которой следует, что при выбранных высотах подвеса антенн обеспечивается требуемый запас на замирания, что свидетельствует о правильности проделанных расчетов.

При разработки цифровой радиорелейной линии были рассмотрены реальная трасса и реальное оборудование, что позволит нам в будущем проектировать реальные ЦРРЛ.

7.Список литературы

  1. Маглицкий Б.Н. Проектирование цифровых радиорелейных линий: Учебное пособие. – Новосибирск: СибГУТИ, 2006 г.

  2. Конспект лекций по дисциплине "Спутниковые и радиорелейные системы передачи".

  3. http://maps.mail.ru – Карты.

  4. http://www.oc.ru/katalog/rrs/mikrl/ - Оптимальные коммуникации. МИК-РЛ. Радиорелейное оборудование.





Учебный материал
© bib.convdocs.org
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации