2.1. Побудова радіорелейних і супутникових ліній передачі. Основні поняття і

визначення. Класифікація радіорелейних ліній передачі. Принципи багатоствольної

передачі

Радіолінія передачі, в якій сигнали електрозв'язку передаються за допомогою наземних

ретрансляційних станцій, називається радіорелейною лінією передачі. Радіорелейна лінія

передачі (РРЛП) є ланцюжком прийомопередаючих радіостанций (кінцевих, проміжних,

вузлових), які здійснюють послідовну багатократну ретрансляцію (прийом, перетворення,

підсилення і передачу) сигналів, що передаються.

Радіорелейна лінія передачі, сусідні станції якої розміщуються одна від одної на

відстані прямої видимості між антенами цих станцій, називається РРЛП прямої видимості

(рис. 1). Тут прийняті наступні позначення:

КРС - кінцевава радіорелейна станція, що забезпечує перетворення тих, що окремих

підлягають передачі сигналів в діа¬пазоне частот радіосигналу, об'єднання їх в загальний

радіосигнал і передачу його в середу розповсюдження, а також прийом зустрічного

радіосигналу, розділення його на окремі сигнали, що приймаються, їх перетворення і

видачу споживачеві; ПРС - проміжна радіорелейна станція, що забезпечує прийом,

перетворення, посилення або регенерацію і подальшу передачу радіосигналу; ВРС -

вузлова радіорелейна станція, забезпечуюча розгалуження і об'єднання потоків

повідомлень, передаваних по різним РРЛП, на перетині яких і розташовуються ВРС. До

ВРС відносяться також станції РРЛП, де здійснюється введення і виведення телефонних,

телевізійних і інших сигналів.

На КРС і ВРС завжди є технічний персонал, який обслуговує не лише ці станції, але і

здійснює контроль і управління за допомогою спеціальної системи телеобслужіванія

найближчими ПРС. Ділянка РРЛП (300...500 км.) між КРС (ВРС) ділиться приблизно

навпіл так, що одна частка ПРС входить в зону телеобслуговування однієї КРС (ВРС), а

інша частка ПРС обслуговується іншою УРС (ОРС).

Рис. 1. Радіолінійна лінія передачі прямої видимості

Радіорелейна лінія передачі, в якій використовується розсіювання і відбивання

радіохвиль в нижній області тропосфери при взаємному розташуванні сусідніх станцій,

називається тропосферною радіорелейною лінією передачі (ТРРЛП) (рис. 2).

Рис. 2. Тропосферна радіорелейна лінія передачі

Радіолінія передачі, в якій використовуються космічні станції, пасивні супутники або

інші космічні об'єкти, називається космічною лінією передачі.

Космічна лінія передачі, що здійснює електрозв'язок між земними станціями цієї лінії

за допомогою встановлених на штучних супутниках Землі ретрансляційних станц ій або

пасивних супутників, називається супутниковою лінією передачі (СЛП) (рис. 3). Тут

прийняті такі позначення: ЗС - земна станція, тобто станція супутникової лінії передачі,

розташована на земній, водній поверхнях або в основній частці земної атмосфери і

призначена для космічної лінії передачі; КС - космічна станція, розташована на об'єкті,

який знаходиться за межами основної частки земної атмосфери; ШСЗ -штучний супутник

Землі.

Рис. 3. Супутникова лінія передачі

Під космічною лінією передачі розуміється радіолінія, в якій використовуються

космічні станції, пасивні супутники або інші космічні об'єкти.

При використанні одного ШСЗ, розташованого на геостац іонарній або витягнутій

орбіті, максимальна дальність радіозв'язку СЛП близько 15 000 км.

Радіорелейні лінії прямої видимості, тропосферні радіорелейн і лінії і супутникові лінії

передачі в більшості своїй працюють в діапазонах дециметрових і сантиметрових хвиль (у

діапазонах УВЧ і НВЧ).

Проте відзначимо, що є малоканальні радіорелейні системи передачі (РРСП), що

працюють в діапазоні метрових хвиль (на ДВЧ). Використання цих діапазонів

обумовлене, головним чином, можливістю передачі широкосмугових сигналів

(телебачення, первинних, вторинних, третинних широкосмугових канал ів і трактів,

первинних, вторинних, третинних, четвертинних потоків і потоків синхронної цифрової

ієрархії).

Сукупна ширина смуги частот дециметрового і сантиметрового діапазонів в сотні разів

перевищує ширину смуги частот всіх більш довгохвильових діапазонів, разом узятих. Це

дозволяє організувати спільну роботу великого числа широкосмугових РРСП, передавати

будь-які види повідомлень, а також будувати багатоканальні РРСП з високою пропускною

спроможністю (до декількох тисяч каналів тональної частоти або основних цифрових

каналів з еквівалентною швидкістю передачі, що відповідає декільком сотням мегабіт в

секунду).

Широкосмугова систем дозволяє застосовувати ефективні перешкодостійкі методи

передачі сигналів такі, як частотна модуляція, імпульсно-кодова модуляція, дельта-

модуляція і їх різновиди, а також використовувати ефективні методи кодування.

Крім того, в діапазонах УВЧ і НВЧ досить просто створити антени з

вузьконаправленим випромінюванням і прийомом радіохвиль.

Застосування таких антен, що мають відносно невеликі габарити, дозволяє отримати

енергетичний виграш в порівнянні з ненапрямленим випромінюванням (прийомом)

приблизно 30...50 дб. Це недосяжно для антен більш довгохвильових діапазонів і дає

можливість спростити прийомо-передавальну апаратуру (зменшити необхідні потужності

передавачів і чутливість приймачів), а також полегшити електромагнітну сумісність

різних систем радіозв'язку. Нарешті, в цих діапазонах малий вплив промислових і

атмосферних перешкод.

Для підвищення пропускної спроможності, надійності і економічності при побудові

РРСП і супутникових систем передачі (ССП) широко використовується принцип

багатоствольної передачі. При цьому на кожній станції встановлюється декілька

комплектів устаткування стовбура - лінійного тракту.

На рис. 4 приведена структурна схема чотиристволової радіолінії зв'язку, що містить

три радіосистеми передачі (РСП): аналогову телефонну, цифрову, аналогову телевізійну і

окремий резервний стовбур.

На рис. 4 прийняті наступні позначення: АКГпер(ПР) - аналогове каналоутворююче

устаткування і устаткування формування типових груп каналів (звичайне устаткування

систем передачі з частотним розділенням) тракту передачі (прийому); ЦКГпер(ПР)-цифрове

каналоутворююче устаткування і устаткування формування типових цифрових потоків

(звичайне устаткування цифрових систем передачі на основі імпульсно-кодової модуляції

з часовим розділенням каналів) трактів передачі (прийому); ЗЛпер(пр) – з’єднувальні лінії;

КТФпер(пр), КЦпер(ПР) і КТВпер(ПР) -кінцеве устаткування, відповідно, телефонного,

цифрового і телевізійного стовбурів передачі (прийому); канали ТЧ, ТБ, ЗС, ЗМ - канали

тональної частоти, телебачення, сигналів звукового супроводу телебачення і сигналів

звукового мовлення; R (R'), T (T) точки підключення до з’єднувальних ліній різного

устаткування.

Рис. 4. Структурна схема чотиристволової радіолінії зв'язку

Сукупність декількох однотипних або різнотипних РСП і окремих стовбурів, що

мають загальні тракти розповсюдження радіохвиль, кінцеві і ретрансляційні станції, а

також пристрої їх обслуговування, утворюють багатоствольну радіолінію зв'язку (РЛЗ), а

сукупність стовбурів, що входять до складу радіолінії зв'язку, утворює багатоствольну

радіолінію передачі (РЛП). У багатоствольних РЛП з резервуванням кожен із стовбурів

включає радіостовбур, кінцеве устаткування і апаратуру резервування, що забезпечує

перемикання на резервний стовбур при виході з ладу основного радіостовбура. У деяких

РЛП передбачений окремий стовбур службового зв'язку, що містить спрощене

устаткування. Використання загальни х антен, фідерних трактів, джерел живлення, систем

службового зв'язку і телеобслуговування, споруд для розміщення устаткування значно

підвищує економічність багатоствольних РЛП.

Спільна робота декількох стовбурів в одній РЛП забезпечується шляхом їх частотного

розділення. При багатостовбурній роботі частоти передачі і прийому стовбурів мають

бути вибрані так, щоб звести до мінімуму вплив трактів передачі на тракти прийому в

окремих стовбурах і взаємні перешкоди між ними. Для цього в багатоствольних РЛП

застосовується групування частот передачі і прийому, відповідно до якого частоти

передачі всіх стовбурів розміщуються в одній половині відведеної смуги частот, а частоти

прийому - в іншій. У стовбурах РЛП можуть використовуватися двох- і чотирьохчастотні

плани. На мал. 5, а і б змальовані, відповідно, двочастотний і чотирьохчастотний плани

для триствольної РЛП (див. мал. 4). Двочастотні плани зазвичай застосовуються на

радіорелейних лініях (РРЛ) і спутникових лініях передачі (СЛП), що працюють в

сантиметровому діапазоні. На РРЛ дециметрового діапазону, мобільних РРЛ, а також на

тропосферних радіорелейних лініях (ТРРЛ) застосовуються чотирьохчастотні плани. При

цьому ТРЛЛ містить не більше двох стовбурів. Для сигналів різних стовбурів

використовуються різні несучі частоти.

Рис. 5. Двух- і чотирьохчастотні плани для триствольної РЛП

Всі системи багатоствольної РРЛ організовуються так, щоб всі стовбури працювали

незалежно один від одного, були б взаємозамінні.

До класифікації РРЛ, що вже розглядалась, додамо їх классифікацию ще по ряду

найбільш важливих ознак і характеристик.

1. За призначенням розрізняють: міжміські магістральні, внутрішньозонові і місцеві

РРЛ. Магістральні РРЛ зазвичай являються багатостовбурними.

2. По діапазону робочих (несучих) частот РРЛ підрозділяються на лінії дециметрового

і сантиметрового діапазонів. У цих діапазонах відповідно до Регламенту радіозв'язку для

організації РРЛ виділені смуги частот, розташовані в області 2, 4, 6, 8, 11 і 13 ГГц. В

даний час освоюється область частот 18 ГГц і вище. Проте використання таких високих

частот утруднено через сильне послабіння енергії радіохвиль під час атмосферних опадів.

3. За способом розділення каналів і видом модуляції несе

можна виділити:

а) РРЛ з частотним розділенням каналів (ЧРК) і частотною модуляцією (ЧМ)

гармонійною несучою;

б) РРЛ з часовим розділенням каналів (ЧРК) і аналоговою

модуляцією періодичної послідовності імпульсів, які потім модулюють несучу

стовбура;

в) цифрові РРЛ на основі імпульсно-кодової або дельта-

модуляцій і їх різновидів, цифрові сигнали яких потім модулюють несучу стовбура.

4. По прийнятій в даний час класифікації РРЛ розділяють на системи великої,

середньої і малої ємності.

До РРЛ великої єнкості прийнято відносити системи, що дозволяють організувати в

одному стовбурі 600 і більше каналів тональної частоти (КТЧ), що відповідає пропускній

спроможності більше 100 Мбіт. Стаціонарні РРЛ великої єності використовуються для

організації магістральних зв'язків. Якщо РРЛ дозволяє організов увати 60...600 КТЧ, то

такі системи відносяться до РРЛ з середньою емності, а якщо менше 60 КТЧ - РРЛ малої

ємкості. Пропускна здатність РЛ середньої і малої єнкості рівна відповідно 10... 100

Мбіт/с і менше 10 Мбіт/с.

Стаціонарні РРЛ середньої єнкості використовуються для організації зонового зв'язку.

Це лінії протяжністю до 500... 1500 км. Подібні РРЛ в більшості розраховані на передачу

телевізійних сигналів і сигналів звукового мовлення. Часто ці лінії є багатостовбурними і

відгалужуються від магістральних.

РРЛ малої ємності застосовуються на місцевих мережах зв'язку і, крім того, широко

використовуються для організації технологічних ліній передачі на залізничному

транспорті, в системі енергопостачання, в газо- і нафтопроводах і ін.

В даний час на телекомунікаційних мережах все більшого поширення набувають

цифрові РРЛ з великою пропускною здатністю на основі синхронної цифрової ієрархії.