Построение технологической радиосвязи на основе базовых станций и радиорелейной связи

№ 1’2021
PDF версия
В настоящее время актуальным направлением является предоставление широкополосного доступа, в частности бесплатной телефонной связи на основе действующей радиорелейной связи при передаче данных эксплуатационным персоналом, обслуживающим протяженный географический объект — газопровод «Ямбург — западная граница», находящийся вдали от населенной местности, при возможности применения магистральной технологической связи и системы доступа к сети предприятия. Реализация широкополосной связи означает предоставление различных типов услуг передачи данных с гарантированным качеством в одной и той же полосе пропускания системы. Одним из важнейших направлений деятельности является проектирование, создание и обслуживание современных цифровых электронных систем на базе оборудования радиорелейной связи (РРС) и оборудования широкополосного доступа (ШПД).

Реализуемая система базовых станций основана на радиорелейной линии 22. РРЛ-22, изображенная на риc. 1, аналоговая радиорелейная линия связи вдоль газопровода «Ямбург — западная граница».

Схема организации радиосвязи РРЛ-22

Рис. 1. Схема организации радиосвязи РРЛ-22

Данная линия связи предназначена для организации аналоговых каналов автоматики, линейной ТМ, УКВ-связи, телесигнализации и т. д. Также возможна реализация собственной телефонной радиосвязи на основе базовых станций (БС) и аппаратных станций (АС). Кроме того, происходит дублирование основного канала связи между БС-БС через резервный БС-АС-БС. Связь между базовой станцией и аппаратной станцией осуществляется при помощи УКВ-антенны DB224, изображенной на рис. 2.

Чертеж положения УКВ-антенны DB224 на ПРС-55

Рис. 2. Чертеж положения УКВ-антенны DB224 на ПРС-55

Создаваемая система, предназначенная для обеспечения безотказной и устойчивой работы, требует наличия системы управления, которая позволяет дистанционно следить за состоянием оборудования, получать информацию о функционировании отдельных узлов (мониторинг оборудования), а также посылать команды управления для устранения неполадок. Мониторинг и управление проектируемыми сетями предусматривается в существующих операторских.

Необходимо отметить, что антенны БС-1, БС-2 и БС-3, показанные на рис. 3–5, монтируются на существующих мачтах радиорелейной связи. Частота приема-передачи находится в диапазоне 155–165 МГц, при этом используется антенна с круговым обхватом пользователей. Что касается оборудования базовой станции, то разные стандартные системы имеют различные тактовые частоты. Частота микросхем различается от 1,23 до 3,85, 13, 44,8 МГц, без учета умножения или деления частоты. Остановим свой выбор на общедоступной частоте 122,88 МГц. Это облегчает использование цифровой петли фазовой автоподстройки частоты на каждом модуле основной полосы частот и генерацию различных частот.

В традиционных базовых станциях беспроводное обслуживание, управление устройствами, базой данных и аварийными сигналами в значительной степени зависят от модуля управления. Однако это приводит к ограничениям и конфликтам существующей телефонной сети, особенно когда несколько систем действуют по разным стандартам и протоколам.

Схема соединения базовых станций с линейными по радиоканалам. Базовая станция № 1 на базе ПРС-55, с. Покровское

Рис. 3. Схема соединения базовых станций с линейными по радиоканалам. Базовая станция № 1 на базе ПРС-55, с. Покровское

Схема соединения базовых станций с линейными по радиоканалам. Базовая станция № 2 на базе ПРС-56, с. Красноармейское

Рис. 4. Схема соединения базовых станций с линейными по радиоканалам. Базовая станция № 2 на базе ПРС-56, с. Красноармейское

Схема соединения базовых станций с линейными по радиоканалам. Базовая станция № 3 на базе ПРС-57, г. Шумерля

Рис. 5. Схема соединения базовых станций с линейными по радиоканалам. Базовая станция № 3 на базе ПРС-57, г. Шумерля

При создании специального виртуального уровня управления устройством услуга телефонии для персонала может быть отделена от функции управления устройством. Таким образом удается защитить управление устройством базовой станции.

Однако возможна ситуация, когда устройства с разными стандартами функционируют в независимых виртуальных пространствах. Тогда используется схема, при которой можно легко добавлять и удалять любые стандарты. В результате управление многомодовой базовой станцией унифицируется, а услуги связи могут обновляться и поддерживаться независимо, что обеспечивает гибкую стандартную масштабируемость.

Для примера сделаем теоретическую проверку качества сигнала на пролете между БС-2 и БС-3. Результаты отображены на рис. 6. Здесь видно, что перекрытия зоны Френеля не происходит, качество сигнала соответствует 100%, скорость соединения 305 Мбит/с.

Оценка качества соединения между соседними базовыми станциями

Рис. 6. Оценка качества соединения между соседними базовыми станциями

 

Выводы

Преимущество данной системы состоит в том, что ее можно оперативно применять для ликвидации аварийных ситуаций. Она обеспечивает гибкий, масштабируемый, отказоустойчивый и безопасный широко­полосный доступ. Система позволяет быстро развернуть мобильные сети с большим локальным покрытием и поддерживать контакт со службами быстрого реагирования для восстановления критически важной инфраструктуры, а также использоваться в качестве временной (основной или дополнительной) мощной коммуникационной инфраструктуры для масштабных мероприятий. Описанная архитектура пригодна для публичного применения. Организация приложений безопасности позволит операторам увеличить свои возможности во время определенных мероприятий.

Литература
  1. Евсеенко Г. Н. Цифровые системы передачи. Учебн. пособие. Ростов-на-Дону, РКСИ, 2005.
  2. Муравьев В. В., Липкович Э. Б. Спутниковые и радиорелейные системы передачи. Минск. БГУИР, 2007.
  3. Каменский Н. Н., Модель А. М., Надененко Б. С. Справочник по радиорелейной связи. М.: Радио и связь, 1981.
  4. Немировский А. С., Данилович О. С., Маримонт Ю. И. и др. Радиорелейные и спутниковые системы передачи. М.: Радио и связь, 1986.
  5. Быховский М. А., Кирик Ю. М., Носов В. И., Сахаров О. Ю., Сорокин А. С., Сорокин Н. Б. Основы проектирования цифровых радиорелейных линий связи. М.: Горячая линия – Телеком, 2014.
  6. Теоретические основы многоканальной связи. Под ред. Гитлиц М. В., Лев А. Ю. М.: Радио и связь, 1985.
  7. Слюсар В. И. Цифровые антенные решетки. Решения задач GPS // Электроника: наука, технология, бизнес. 2009. № 1.
  8. Игнатьев Д. А., Михайлов А. Л. Реализация удаленного доступа по радиоканалу с цифровым блоком РЗА реклоузера. Проблемы и перспективы развития энергетики, электротехники и энергоэффективности:. Материалы VI межд. науч.-техн. конф. Чебоксары, изд-во Чуваш. ун-та, 2020.
  9. Игнатьев Д. А., Михайлов А. Л., Охоткин Г. П. Эксплуатация РРЛ-22 и интеграция каналов связи с системой ТМ СТН-3000 САПР и моделирование в современной электронике. Сб. научн. тр. VI Межд. науч.-практ. конф. Брянск, изд-во Брянского гос. техн. ун-та, 2019.
  10. Игнатьев Д. А., Михайлов А. Л. Эксплуатация РРЛ-22 и интеграция каналов связи с системой ТМ CTH-3000 / Д. А. Игнатьев // САПР и моделирование в современной электронике. Сб. научн. тр. IV Межд. науч.-практ. конф. Брянск, изд-во Брянского гос. техн. ун-та, 2020.
  11. Игнатьев Д. А., Михайлов А. Л. Цифровизация системы связи. Сб. научн. трудов молодых ученых и специалистов. В 2 частях. Чебоксары. Чувашский государственный университет им. И. Н. Ульянова, 2020.
  12. Игнатьев Д. А., Охоткин Г. П. Повышение помехозащищенности и скорости передачи данных технологической радиорелейной связи. Сб. научн. трудов молодых ученых и специалистов. В 2-х частях. Чебоксары, Чувашский государственный университет им. И.Н. Ульянова, 2020.
  13. Игнатьев Д. А., Охоткин Г. П. Моделирование радиотехнических систем. Сб. Вятского ГУ, 2021.
  14. Игнатьев Д. А., Охоткин Г. П. Обоснованность цифровизации линии радиосвязи. Сб. Вятского ГУ, 2021.
  15. Игнатьев Д. А., Охоткин Г. П., Чумаров С. Г. Расчет трассы цифровой радиорелейной связи // Беспроводные технологии. 2020. № 3.
  16. Игнатьев Д. А., Охоткин Г. П., Чумаров С. Г. Модернизация технологической радиорелейной связи: оценка применимости // Беспроводные технологии. 2020. № 3.
  17. Григорьев В. А., Лагутенко О. И., Распаев Ю. А., Харин В. Н., Хворов И. А. Особенности частотного обеспечения, проектирования и строительства радиорелейных систем связи. Учебн. пос. СПб., ИТМО, 2013.
  18. Зачем нужна радиорелейная связь.
  19. Приказ Минкомсвязи России от 10.07.2014 № 200 «Об утверждении Правил применения систем радиорелейной связи. Часть VI. Правила применения цифровых радиорелейных систем связи, передающих пакетные данные» (зарегистрировано в Минюсте России 31.07.2014 № 33384).
  20. ГОСТ Р 53363-2009. Цифровые радиорелейные линии
  21. ГОСТ Р 50933-96. Каналы и тракты внутризоновых радиорелейных линий. Основные параметры и методы измерений
  22. Правила технической эксплуатации первичных сетей взаимоувязанной сети связи Российской Федерации. Приказ Госкомсвязи России от 25.06.97 № 187.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.