Им. проф. М.А. Бонч-Бруевича

Им. проф. М.А. Бонч-Бруевича

Курсовой проект

 

 

По дисциплине

Цифровые микроволновые

Системы связи

Выполнил:

студент 5-го курса

Саввина М.М.

группа М-81в

студенческий билет № 086511

 

Проверил:

Лобач В.С.

 

Г. САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

Содержание

 

Введение……………………………………………………..…………….……….. 3

 

1.Анализ данных,выбор мест расположения станций, предварительный выбор диапазонов частот………..………………………………………………………….5

 

2.Построение профилей интервалов………………………………………………..7

 

3.Ориентировочный выбор высот подвеса антенн……………………………….12

 

4. Учет атмосферной рефракции и уточнение высот подвеса антенн …….……12

 

5. Выбор диапазона рабочих частот и оборудования микроволновой связи.…..13

 

6. Расчет норм на показатели не готовности и качество по ошибкам…………..21

 

7. Окончательный выбор типа аппаратуры и характеристик АФТ. Построение диаграммы уровней на пролете.……………………………………………….......27

 

Заключение………………………………………………………………………….29

Литература……………………………………………………………..………........31

 

 

Введение

 

Радиорелейные линии связи прямой видимости занимают одно из важнейших мест в системах средств передачи информации. Потребность в недорогих надежных ЦРРЛ с относительно небольшой протяженностью и емкостью стремительно возрастает. Для частот выше 10ГГц разработано и имеется на рынке большое количество типов аппаратуры как отечественного, так и импортного производства. Конструктивно приемопередающее оборудование и антенна составляют единое целое. Это дает возможность строить на линиях связи простые не обслуживаемые промежуточные станции с относительно не дорогими антенными опорами. Многие системы полностью автоматизированы, управляются микропроцессорными или компьютерными устройствами, имеют гибкую структуру и обеспечивают различную конфигурацию сетей.

Подобная аппаратура может применяться для организации:

ü линий связи между населенными пунктами;

ü телекоммуникационных сетей связи;

ü технологических линий и сетей связи для железнодорожного транспорта, энергосистем, газо- и нефтепроводов;

ü связи между компьютерными и офисными центрами;

ü соединительных линий между базовыми станциями сотовой и подвижной связи;

ü микроволновых систем распределения информации;

ü временных линий и сетей связи для проведения массовых мероприятий или аварийно-спасательных работ;

ü линий и сетей связи для производственных объединений;

ü Сетей связи для крупных сельскохозяйственных предприятий.

 

К характерной особенности современных радиосредств можно отнести переход на все более высокочастотные участки радиодиапазона от 2 до 100 ГГц. При этом обеспечивается передача достаточно больших объемов информации на расстоянии прямой видимости. При этом частоты нижних участков диапазона проходят через атмосферу лучше и, к примеру, в диапазоне 2 ГГц могут перекрыть расстояние вплоть до 90 км, а радиосистема с той же мощностью передатчика в диапазоне 38 ГГц обеспечит протяженность не более чем 5-7 км.

Одно из названий наземных систем работающих в диапазонах 2-100 ГГц - микроволновая связь. К ним относятся радиорелейные линии и сети связи прямой видимости, системы распределения информации, радиомосты и некоторые сотовые структуры.

Современная аппаратура для радиорелейных линий и сетей связи прямой видимости выпускается на диапазоны частот 2, 4, 6, 8, 11, 13, 15, 17, 23, 27 и 38 ГГц. Несколько десятков фирм в мире, таких как Ericsson, Siemens, Nokia, Nera, Harris, MRC, Alcatel и др. производят сотни вариантов оборудования для микроволновой связи.

В последние годы в России также развернуто производство цифровых радиорелейных систем связи малой и средней емкости: Радан, Радиан, Радиус, Эриком, Бист, Sandra, Просвет, Перевал - вот малая часть названий оборудования отечественного производства.

 

Высокие технические характеристики современной аппаратуры позволяют применить упрощенную практическую методику для расчетов основных параметров ЦРРЛ. Основу методики расчета составляют рекомендации МСЭ-Р и предложения ряда отечественных и зарубежных фирм. При этом определяется высота подвеса антенн в пунктах расположения станции ЦРРЛ, и выбираются основные параметры оборудования для получения качественных показателей линии связи, удовлетворяющих нормам. Кроме того, проводится расчет влияния как от внешних помех (например, от спутниковых систем связи), так и коррелированных и некоррелированных помех, создаваемые различными станциями или стволами линии связи.

 

 

1. Анализ данных, выбор мест расположения станций, предварительный выбор диапазонов частот.

 

Исходные данные:

 

Таблица 1

Качество линии связи	Среднее, 2 класс
Скорость работы	32 х 2 MБит/с
Направление	Яппиля - Бойково

 

 

На топографической карте местности выбираются точки (места расположения станций) между которыми будет строится линия связи. В рамках курсового проекта таких точек будет три. Две оконечные точки определяются из задания, а третью выбираем самостоятельно. Точки выбираются вблизи населенных пунктов, дорог, линий электропередач, на легкодоступных местах. Выбранные точки на карте соединяются линиями вдоль которых снимаются высотные отметки и параметры местных предметов. Учитываем, что при выборе точек нельзя их располагать на одной прямой, поскольку должно быть выполнено условие "зигзагообразности" [1, разд. 9.16] – см. Рис.1

Рис.1 Фрагмент топографической карты с обозначенными местами установки станций линии связи.

Руково­дствуясь кратким анализом, приведенным в (3.прил.1.), сделаем предварительный выбор диапазона рабочих частот.

Важным критерием для выбора диапазона частот является протяженность интервалов (Ro). В нашем случае Ro₁ = 9,6 км и Ro₂ = 8,2 км. Для предварительного расчета выберем диапазон 18 ГГц (17,7 – 19,7 ГГц)

Приведем краткую характеристику данного диапазона.

Интенсивное развитие систем связи привело к бурному освоению этого диапазона частот.

Средняя протяженность пролетов достигает 20 км для зон с умеренным климатом. Аппаратура выполняется в виде моноблока. Типовые параболические антенны имеют диаметры 0.6, 1.2 или 1.8 м при коэффициентах усиления от 38 до 46 дБ. На распространение сигналов сильное влияние оказывают гидрометеоры и интерференция прямых и отраженных волн. Ослабление в дожде может составлять 1-12 дБ/км (при интенсивности дождей 20-160 мм/час). Некоторое влияние оказывает и сама атмосфера (атомы кислорода и молекулы воды), ослабление в которой достигает 0.1 дБ/км.

 

 

Показатели неготовности (ПНГ).

 

Неготовность аппаратуры - такое состояние участка системы связи, при котором в течение десяти секундных интервалов, следующих подряд, имеет место хотя бы одно из событий:

· пропадание сигнала (потеря синхронизации);

· коэффициент ошибок koш = Nош / N > 10^-3, где N - число переданных символов,

 

N ош - число ошибочно принятых символов.

 

Причины, приводящие к неготовности аппаратуры:

· экранирующее влияние препятствия на трассе при субрефракции;

· влияние гидрометеоров (учитывается при частотах выше 6 ГГц);

· влияние промышленных атмосферных метеоров (экологические факторы); данные для расчетов отсутствуют;

· ненадежность аппаратуры;

· ошибки обслуживающего персонала.

Для заданного варианта имеют место следующие показатели:

Таблица 6.1.

Качество линии	ПНГ, %
Линия связи среднего качества, 2 класс	< 0,05 (L = 280 км)

Заключение

В заключение курсового проекта можно сказать что он полностью удовлетворяет всем предъявляемым требованием и, тем не менее спроектированная магистраль обладает как достоинствами, так и недостатками.

К недостаткам можно отнести не очень большую длину пролета, что требует большего количества промежуточных радиорелейных станций. На распространение сигналов в этих диапазонах влияние оказывают гидрометеоры и интерференция прямых и отраженных волн, что увеличивает потери и снижает качество работы аппаратуры. Влияние оказывает атмосфера (атомы кислорода и мо­лекулы воды), ослабление в которой достигает 0.1 дБ/км. Эти диапазоны используют большое количество радиосредств. Спутниковые системы связи, различные радиолокаторы и пеленгаторы, охранные системы создают неблагоприятную электромагнитную обстановку, что затрудняет использование данных частот.

Достоинством спроектированной магистрали являются цифровые системы передачи. Возможности ЦСП позволяют организовать выделение и ввод каналов в любой из промежуточных (узловых) радиорелейных станций без потери качества, что увеличивает гибкость и эффективность использования магистрали. В дальнейшем использование ЦСП позволит практически без каких-либо затрат осуществить переход к единой интегрированной цифровой сети связи (ISDN). Аппаратура выполняется в виде моно­блока, что практически исключает волноводный тракт к наземной станции и тем самым снижает потери сигнала в нем. Нами взяты параболические антенны с небольшим диаметром 1,2 метров и хорошим коэффициентом усиления G = 46,3 дБ.

Выбранные и рассчитанные параметры параболических антенн:

· коэффициент усиления: G = 46,3 дБ

· диаметр антенн: D = 1,2 м.

· рабочая частота: f = 23 ГГц.

Параметры аппаратуры сведем в таблицу 8.1.

Таблица 8.1.

Аппаратура	f, ГГц	Рпд, дБм	Скорость, Мбит/с	Рпор(10^-3), дБм
Антерум 630	21,2 – 23,6		32 х 2	-74

Ра­диус первой зоны Френеля для первого интервала R_1ф1 = 6,28 м., для второго интервала R_1ф2 = 0 м.

С учетом рефракции значения высот подвеса антенн h: h₁ = 40 метров, h₂ = 30 метров, h₃ =30 метров, h₄ =25 метров

Для линии связи среднего качества 2 класса показатели неготовности по нормам по рекомендации МСЭ-Т G. 821: ПНГ 0,05 % (L=280KM). Рассчитанное значение для обоих интервалов:ПНГ 0,05 %

Для линии связи среднего качества 2 класса показатели качества по ошибкам по рекомендации МСЭ-Т G. 821: СПС 0,0075% (L=280KM).

Рассчитанное значение для обоих интервалов:СПС 0,0056 %

Величина запаса на замирания должна получиться порядка 37 - 43 дБ, а в нашем случае рассчитанное значение 48,7 дБ, то есть в пределах нормы.

Процент времени Tд, в течение которого уровень сигнала на входе приемника на пролете линии связи станет меньше поро­гового значения для коэффициента ошибок 10^-3 должен удовлетворять условию: Tд ≤ ПНГ/3 ≤ 0,016

Мы получили в процессе расчёта: для первого пролета 0,015 ≤ 0,016; для второго пролета 0,012 ≤ 0,016. Что также соответствует норме.

По перечисленным выше данным строим результирующую диаграмму:

 

Рис. 8 Результирующая диаграмма высот антенн на пролетах

Литература

1. Справочник по радиорелейной связи / Под ред. С.В.Бородича. - М.: Радио и связь, 1981.

2. Гомзин В. Н, Лобач В. С., Морозов В. А. Расчет параметров цифровых РРЛ, работающих в диапазонах частот выше 10 ГГц / СПбГУТ. - СПб, 1998

3. Лобач B.C. Цифровые микроволновые системы связи: методические указания к курсовому проектированию (специальности 201100 и 201000)/СПбГУТ. – СПб, 2001.

 

им. проф. М.А. Бонч-Бруевича

Курсовой проект

 

 

По дисциплине

Цифровые микроволновые

Системы связи

Выполнил:

студент 5-го курса

Саввина М.М.

группа М-81в

студенческий билет № 086511

 

Проверил:

Лобач В.С.

 

Г. САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

Содержание

 

Введение……………………………………………………..…………….……….. 3

 

1.Анализ данных,выбор мест расположения станций, предварительный выбор диапазонов частот………..………………………………………………………….5

 

2.Построение профилей интервалов………………………………………………..7

 

3.Ориентировочный выбор высот подвеса антенн……………………………….12

 

4. Учет атмосферной рефракции и уточнение высот подвеса антенн …….……12

 

5. Выбор диапазона рабочих частот и оборудования микроволновой связи.…..13

 

6. Расчет норм на показатели не готовности и качество по ошибкам…………..21

 

7. Окончательный выбор типа аппаратуры и характеристик АФТ. Построение диаграммы уровней на пролете.……………………………………………….......27

 

Заключение………………………………………………………………………….29

Литература……………………………………………………………..………........31

 

 

Введение

 

Радиорелейные линии связи прямой видимости занимают одно из важнейших мест в системах средств передачи информации. Потребность в недорогих надежных ЦРРЛ с относительно небольшой протяженностью и емкостью стремительно возрастает. Для частот выше 10ГГц разработано и имеется на рынке большое количество типов аппаратуры как отечественного, так и импортного производства. Конструктивно приемопередающее оборудование и антенна составляют единое целое. Это дает возможность строить на линиях связи простые не обслуживаемые промежуточные станции с относительно не дорогими антенными опорами. Многие системы полностью автоматизированы, управляются микропроцессорными или компьютерными устройствами, имеют гибкую структуру и обеспечивают различную конфигурацию сетей.

Подобная аппаратура может применяться для организации:

ü линий связи между населенными пунктами;

ü телекоммуникационных сетей связи;

ü технологических линий и сетей связи для железнодорожного транспорта, энергосистем, газо- и нефтепроводов;

ü связи между компьютерными и офисными центрами;

ü соединительных линий между базовыми станциями сотовой и подвижной связи;

ü микроволновых систем распределения информации;

ü временных линий и сетей связи для проведения массовых мероприятий или аварийно-спасательных работ;

ü линий и сетей связи для производственных объединений;

ü Сетей связи для крупных сельскохозяйственных предприятий.

 

К характерной особенности современных радиосредств можно отнести переход на все более высокочастотные участки радиодиапазона от 2 до 100 ГГц. При этом обеспечивается передача достаточно больших объемов информации на расстоянии прямой видимости. При этом частоты нижних участков диапазона проходят через атмосферу лучше и, к примеру, в диапазоне 2 ГГц могут перекрыть расстояние вплоть до 90 км, а радиосистема с той же мощностью передатчика в диапазоне 38 ГГц обеспечит протяженность не более чем 5-7 км.

Одно из названий наземных систем работающих в диапазонах 2-100 ГГц - микроволновая связь. К ним относятся радиорелейные линии и сети связи прямой видимости, системы распределения информации, радиомосты и некоторые сотовые структуры.

Современная аппаратура для радиорелейных линий и сетей связи прямой видимости выпускается на диапазоны частот 2, 4, 6, 8, 11, 13, 15, 17, 23, 27 и 38 ГГц. Несколько десятков фирм в мире, таких как Ericsson, Siemens, Nokia, Nera, Harris, MRC, Alcatel и др. производят сотни вариантов оборудования для микроволновой связи.

В последние годы в России также развернуто производство цифровых радиорелейных систем связи малой и средней емкости: Радан, Радиан, Радиус, Эриком, Бист, Sandra, Просвет, Перевал - вот малая часть названий оборудования отечественного производства.

 

Высокие технические характеристики современной аппаратуры позволяют применить упрощенную практическую методику для расчетов основных параметров ЦРРЛ. Основу методики расчета составляют рекомендации МСЭ-Р и предложения ряда отечественных и зарубежных фирм. При этом определяется высота подвеса антенн в пунктах расположения станции ЦРРЛ, и выбираются основные параметры оборудования для получения качественных показателей линии связи, удовлетворяющих нормам. Кроме того, проводится расчет влияния как от внешних помех (например, от спутниковых систем связи), так и коррелированных и некоррелированных помех, создаваемые различными станциями или стволами линии связи.

 

 

1. Анализ данных, выбор мест расположения станций, предварительный выбор диапазонов частот.

 

Исходные данные:

 

Таблица 1

Качество линии связи	Среднее, 2 класс
Скорость работы	32 х 2 MБит/с
Направление	Яппиля - Бойково

 

 

На топографической карте местности выбираются точки (места расположения станций) между которыми будет строится линия связи. В рамках курсового проекта таких точек будет три. Две оконечные точки определяются из задания, а третью выбираем самостоятельно. Точки выбираются вблизи населенных пунктов, дорог, линий электропередач, на легкодоступных местах. Выбранные точки на карте соединяются линиями вдоль которых снимаются высотные отметки и параметры местных предметов. Учитываем, что при выборе точек нельзя их располагать на одной прямой, поскольку должно быть выполнено условие "зигзагообразности" [1, разд. 9.16] – см. Рис.1

Рис.1 Фрагмент топографической карты с обозначенными местами установки станций линии связи.

Руково­дствуясь кратким анализом, приведенным в (3.прил.1.), сделаем предварительный выбор диапазона рабочих частот.

Важным критерием для выбора диапазона частот является протяженность интервалов (Ro). В нашем случае Ro₁ = 9,6 км и Ro₂ = 8,2 км. Для предварительного расчета выберем диапазон 18 ГГц (17,7 – 19,7 ГГц)

Приведем краткую характеристику данного диапазона.

Интенсивное развитие систем связи привело к бурному освоению этого диапазона частот.

Средняя протяженность пролетов достигает 20 км для зон с умеренным климатом. Аппаратура выполняется в виде моноблока. Типовые параболические антенны имеют диаметры 0.6, 1.2 или 1.8 м при коэффициентах усиления от 38 до 46 дБ. На распространение сигналов сильное влияние оказывают гидрометеоры и интерференция прямых и отраженных волн. Ослабление в дожде может составлять 1-12 дБ/км (при интенсивности дождей 20-160 мм/час). Некоторое влияние оказывает и сама атмосфера (атомы кислорода и молекулы воды), ослабление в которой достигает 0.1 дБ/км.