Способы организации связи радиорелейными средствами

СПОСОБЫ ОРГАНИЗАЦИИ РАДИОРЕЛЕЙНОЙ СВЯЗИ

Радиорелейные средства обеспечивают высококачественную многоканальную связь, практически мало зависящую от времени года и суток, состояния погоды и атмосферных помех.

При организации радиорелейной связи необходимо учитывать зависимость ее качества от рельефа местности, что вызывает необходимость тщательного выбора трассы линии связи, невозможность работы или значительное уменьшение дальности действия радиорелейных станций в движении, возможность перехвата передач и создания радиопомех противником.

В подразделениях связи органов управления частях МЧС РФ и войск ГО применяются радиорелейные станции Р-405, Р-415, Р-409, Р-419. Радиорелейная связь может быть организована по направлению, по сети и по оси. Применение того или иного способа в каждом отдельном случае зависит от конкретных условий обстановки, особенностей организации управления, рельефа местности, важности данной связи, потребности в обмене, наличия средств и других факторов.

Направление радиорелейной связи – способ организации связи между двумя пунктами управления (командирами, штабами) (Рис. 0.915). Этот способ обеспечивает наибольшую надежность работы направления связи и большую его пропускную способность, но по сравнению с другими способами обычно требует повышенного расхода частот и радиорелейных станций при штабе, организующем связь. Кроме того, при организации связи по направлениям возникают трудности в размещении большого количества РРС без взаимных помех на УС старшего органа управления.

Рис. 0.15. Организация радиорелейной связи в направлении

Сеть радиорелейной связи – способ организации связи, при котором связь старшего пункта управления (командира, штаба) с несколькими подчиненными пунктами управления (командирами, штабами) осуществляется в симплексном режиме с помощью одного радиорелейного полукомплекта (Рис. 0.9)

Рис. 0.16. Организация сети радиорелейной связи

При работе в сети передатчики РРС подчиненных корреспондентов постоянно настроены на частоту приемника главной станции. Количество РРС в сети не должно превышать трех-четырех. Связь по сети возможна главным образом при условии, когда главная станция работает на ненаправленную (штыревую) антенну или антенну, имеющую сравнительно большой угол направленности (60-70). Подчиненные корреспонденты могут использовать как штыревые, так и направленные антенны.

Ось радиорелейной связи – способ организации радиорелейной связи, при котором связь старшего пункта управления (командира, штаба) с несколькими подчиненными пунктами управления (командирами, штабами) осуществляется по одной радиорелейной линии, развернутой в направлении перемещения своего пункта управления или одного из пунктов управления подчиненных штабов (Рис. 0.9).

Связь пункта управления старшего органа управления с пунктами управления подчиненных осуществляется через опорные (вспомогательные) узлы связи, на которых производится распределение телефонных и телеграфных каналов между ПУ.

Рис. 0.17. Организация оси радиорелейной связи

По сравнению со связью по направлению организация радиорелейной связи по оси уменьшает количество РРС на УС ПУ старшего ОУ и тем самым упрощает назначение частот этим станциям, дает возможность осуществлять маневр каналами, обеспечивает более эффективное их использование, сокращает время для выбора и расчета трасс, облегчает управление связью и требует меньшего количества личного состава для охраны и обороны промежуточных станций.

Недостатком этого способа является зависимость всей радиорелейной связи от работы осевой линии и необходимость в дополнительной коммутации каналов на опорных (вспомогательных) узлах связи.

Пропускная способность оси определяется емкостью осевой линии. Применение для оси малоканальных станций не дает должного эффекта, так как требует значительного количества этих станций и частот.

Радиорелейная связь осуществляется непосредственно или через промежуточные (ретрансляционные) радиорелейные станции. Эти станции развертываются в тех случаях, когда связь непосредственно между оконечными станциями не обеспечивается вследствие существенной удаленности или по условиям рельефа местности, а также при необходимости выделения каналов в промежуточном пункте.

Данный способ организации связи в системах связи МЧС РФ не применяется. Но при выполнении задач органами управлении МЧС РФ, войсками ГО совместных задач в контртеррористических операциях, локальных конфликтах в составе объединенной группировки сил (ОГС) узлы связи ПУ МЧС РФ привязываются к опорным узлам связи ОГС.

Источник

14. Способы организации связи радиорелейными средствами. Краткая характеристика

Радиорелейная связь – это дуплексная многоканальная УКВ радиосвязь, основанная на ретрансляции сигналов, передаваемых земной волной и характеризующаяся нормированными показателями каналов и групповых трактов.

Дальность радиорелейной связи без ретрансляции ограничивается расстоянием прямой видимости между антеннами станций.

Достоинства радиорелейной и тропосферной связи:

— обеспечение высококачественной многоканальной связи;

— практически не зависит от времени года и суток, состояния погоды и атмосферных помех;

— сравнительно высокая мобильность (выше, чем у проводной связи);

более высокая по сравнению с радиосвязью разведзащищенность, обусловленная возможностью применения узконаправленных антенн.

Недостатки радиорелейной и тропосферной связи:

зависимость качества связи от рельефа местности, что вызывает необходимость тщательного выбора трасс РРЛ и ТРЛ;

— невозможность работы или значительное уменьшение дальности связи (для тропосферной связи – невозможность работы) в движении;

— возможность перехвата передач и создания радиопомех противником

Радиорелейная (тропосферная) линия (РРЛ, ТРЛ) – линия связи, включающая развернутые на местности РРС (ТРС) и среду распространения радиоволн. Она состоит из 2-х оконечных и может иметь несколько промежуточных (ретрансляционных, узловых) станций. В частном случае РРЛ (ТРЛ) может состоять только из 2-х оконечных станций (одноинтервальная линия).

Оконечная станция РРЛ (ТРЛ) – станция, устанавливаемая на конечном пункте линии и сдающая каналы на узел связи.

Ретрансляционная станция РРЛ (ТРЛ) – промежуточная станция, обеспечивающая передачу сигналов высокочастотного ствола транзитом, без ответвления каналов.

Узловая станция РРЛ (ТРЛ) — промежуточная станция, на которой часть каналов ответвляется для сдачи на узел связи (ОУС, ВУС), остальные передаются по линии связи транзитом.

Интервал РРЛ (ТРЛ) – часть линии между двумя соседними станциями.

Участок РРЛ (ТРЛ) – часть РРЛ (ТРЛ), выделяемая по организационному или техническому признаку. По организационному признаку РРЛ (ТРЛ) делятся на ротные и батальонные участки, а по техническому – на переприемные участки. Под переприемным участком понимается участок линии между двумя соседними станциями (оконечными, узловыми), на которых осуществляется выделение каналов. Конечные или узловые станции, как правило, входят в состав узла связи (ОУС, ВУС, УС ПУ), на который сдаются образованные ими каналы.

Стык РРЛ (ТРЛ) или их участков – граница между участками. Стыки могут осуществляться по тональной частоте (каналам ТЧ), групповым трактам и радиосигналам.

Позиция РРС (ТРС) – участок местности с развернутой на нем РРС (ТРС).

Трасса РРЛ (ТРЛ) – условная линия на местности или линия на топографической карте, соединяющая позиции РРС (ТРС)

Направление радиорелейной связи – способ организации связи между двумя пунктами управления (командирами, штабами).

более высокая устойчивость и скрытность связи;

более высокая пропускная способность;

быстрота и простота установления связи;

повышенный расход сил и средств, а также частот и позывных;

трудность обеспечения ЭМС на узлах связи при большом количестве РРС;

не возможность маневра каналами связи, низкая эффективность их использования.

Сеть радиорелейной связи — способ организации связи, при котором связь старшего пункта управления (командирам, штаба) с несколькими подчиненными осуществляется с помощью одного радиорелейного комплекта.

меньший расход сил и средств, а также частот и позывных;

уменьшение числа РРС на узлах связи, а значит простота обеспечения ЭМС;

возможность циркулярной передачи сообщений;

возможность работы в движении (на штыревые антенны).

меньшая дальность связи, устойчивость, пропускная способность и скрытность;

более высокая длительность установления и сложность обеспечения связи;

не возможность маневра каналами связи, низкая эффективность их использования.

Ось радиорелейной связи — способ организации радиорелейной связи, при котором связь старшего пункта управления (командирам, штаба) с несколькими подчиненными осуществляется по одной радиорелейной линии, развернутой в направлении перемещения своего пункта управления или одного из пунктов управления подчиненных штабов.

возможность маневра каналами связи и обеспечение более эффективного их использования;

меньший расход частот и позывных;

уменьшение числа РРС на узле связи старшего штаба, а значит простота обеспечения ЭМС;

зависимость всей радиорелейной связи от работы осевой линии, а, следовательно, меньшая устойчивость и мобильность;

более высокая длительность установления и сложность обеспечения связи;

необходимость дополнительной коммутации каналов на ОУС (ВУС).

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Источник

Современная радиорелейная связь

Радиорелейная связь — особый тип беспроводной связи, позволяющий передавать данные на большие расстояния (десятки и сотни километров), с высокой пропускной способностью (от сотен мегабит до нескольких гигабит). Прием и передача данных разнесены по разным частотам и происходят одновременно — все РРЛ работают в режиме полного дуплекса.

В сегодняшней статье мы рассмотрим:

Применение радиорелейной связи

Радиорелейные станции (РРС) обычно используются:

• для создания высокоскоростных беспроводных магистралей провайдерами, сотовыми операторами,
• в крупных корпоративных сетях для передачи информации по беспроводным мостам между различными подразделениями,
• для каналов «последней мили» и других подобных задач.

Основные отличия РРЛ от беспроводной связи по Wi-Fi:

• Собственные диапазоны передачи сигнала и стандарты связи.
• Использование высокоэффективных модуляций сигнала (256QAM, 1024QAM).
• Тип передачи данных — направленный (РРЛ комплектуется узконаправленными антеннами). На радиорелейках строят, в основном, беспроводные мосты, раздача трафика в режиме точка-многоточка не используется.
• Высокая пропускная способность и дальность связи.
• Полный дуплекс каналов.

Кроме того, в радиорелейной связи, в отличие от обычного WiFi, активно применяется:

• агрегирование каналов для повышения пропускной способности пролета;
• резервирование канала передачи для повышения надежности соединения;
• ретрансляция сигнала от станции к станции для увеличения общей дальности передачи.

Преимущества и недостатки радиорелейного канала связи по сравнению с волоконнооптическими линиями:

Преимущества:

• Возможность построить РРЛ в местности со сложными географическими условиями (горы, ущелья, болота, леса и т. д.), где прокладка оптоволоконной магистрали невозможна или экономически нецелесообразна.
• Быстрота возведения — буквально несколько дней. Для запуска РРЛ нужно только установить станции в начальных, конечных и, возможно, промежуточных точках, не нужно прокладывать кабель на всем протяжении трассы.
• Отсутствие риска падения канала связи из-за повреждения или кражи кабеля.
• Низкая себестоимость беспроводной трассы.

Основной недостаток радиорелейной линии (РРЛ) по сравнению с оптоволокном — невозможность достижения действительно высокой пропускной способности. Максимум, что вы можете получить по беспроводу — это до 10 Гбит/сек, в то время, как скорость по оптоволоконной магистрали измеряется терабитами.

Несмотря на узкую нишу, существует довольно много различных типов радиорелейных станций. Ниже мы рассмотрим их основную классификацию и общие характеристики, а также серию радиорелеек Ubiquiti, оптимальных по соотношению цена/производительность для украинского сегмента рынка.

Частота работы радиорелейных станций

Диапазон частот, который может использоваться для развертывания РРЛ, чрезвычайно широк — от 400 Мгц до 94 ГГц. В Украине чаще всего радиорелейные станции работают на 5, 7, 8, 11, 13, 18 ГГц и на высоких частотах (70-80 ГГц).

Так как разбег частот большой, особенности развертывания линков на них и характеристики связи серьезно отличаются. Можно выделить основные закономерности:

Чем выше частота, тем больше затухание сигнала в атмосфере (в децибелах на километр). Правда, зависимость не линейная — на рисунке ниже можно видеть, что в диапазоне 60 ГГц показатель затухания резко зашкаливает, далее снижается и растет постепенно.

Соответственно, чем выше частота — тем меньше дальность связи. Если радиорелейные линии на 5 ГГц, 7 ГГц — это 40-50 и более км, то на 70-80 ГГц — до 10 км, а на 60 ГГц — еще меньше, из-за пикового затухания.

Чем выше частота, тем большее влияние на сигнал оказывают атмосферные осадки. В диапазоне 2-8 ГГц их влияние на мощный радиорелейный канал практически незаметно, а в диапазонах выше 40 ГГц дождь становится серьезной помехой. Смотрим график зависимости:

Чем выше частота, тем большей пропускной способности можно достичь на радиорелейной линии, за счет использования широких частотных каналов внутри диапазона (56 МГц, 112 МГц и более). Сейчас активно осваиваются так называемые диапазоны V-Band и E-Band — 60 ГГц и 70-80 ГГц. Скорость радиорелейной линии здесь может достигать 10 Гбит/сек.

Условия развертывания РРЛ и дальность связи

Сейчас, в основном, используется и производится оборудование для радиорелейной связи прямой видимости — станции должны располагаться в зоне так называемой радиовидимости друг друга. Сигнал от станции к станции не должен встречать на пути препятствий, в том числе в зоне Френеля. Для увеличения расстояния видимости и исключения попадания в зону Френеля препятствий и земной поверхности, станции размещают на высоких мачтах — это помогает увеличить дальность пролета.

Но из-за естественного искривления поверхности Земли максимальная дальность беспроводного линка между двумя радиорелейными станциями составляет обычно не более 100 км (на равнинной местности — до 50 км).

Хотя, при удачном рельефе местности, можно достичь и большего — как в примере компании Ubiquiti, прокинувшей беспроводной мост на AirFiber 5X на 225 км (подробности на сайте производителя):

Также для дальности связи, как мы уже сказали выше, имеет значение диапазон, в котором работает радиорелейное оборудование:

• Станции на низкой частоте — «дальнобойные», в среднем до 35 км, в хороших условиях до 80-100 км.
• Дальность связи на высоких частотах — до 10 км.

Технологии PDH и SDH

Все используемые сейчас РРЛ разделяются на два основных типа:

• с использованием технологии передачи PDH (п лезиохронной цифровой иерархии) ,
• с использованием технологии передачи SDH (синхронной цифровой иерархии).

Передача данных по радиорелейной связи с использованием технологии PDH на практике происходит по 4 видам потоков:

Название потока	Как образуется	Скорость
E1	32 канала данных (по 64 кбит/сек каждый) собираются в единый поток E1, который считается базовым потоком PDH.	2 Мбит/сек
E2	Мультиплексирование (объединение) 4 потоков E1.	8 Мбит/сек
E3	Мультиплексирование (объединение) 4 потоков E2.	34 Мбит/сек
E4	Мультиплексирование (объединение) 4 потоков E3.	139 Мбит/сек

В теории существует еще поток E5, со скоростью 565 Мбит/сек, но на практике, по рекомендациям стандарта G.702, он не используется. Поэтому 139 Мбит/сек — это фактически, максимум пропускной способности данной технологии радиорелейной связи. Неудивительно, что PDH на данный момент считается устаревшей технологией, хотя еще достаточно работающих РРЛ, произведенных с ее использованием.

Второй ее существенный недостаток — мультиплексирование и демультиплексирование происходят достаточно медленно, что вызывает задержки на канале.

SDH, или синхронная цифровая иерархия — новая технология, обеспечивающая гораздо более актуальные скорости передачи. Когда говорят о скорости радиорелейного оборудования с технологией SDH, используется понятие синхронного транспортного модуля — STM. Скоростные потоки образуются путем умножения базового потока STM-1 на 4, 16, 64, 256 и т. д.

Обозначение потока	Пропускная способность
STM-1	155 Мбит/сек
STM-4	622 Мбит/сек
STM-16	2,5 Гбит/сек
STM-64	10 Гбит/сек
STM-256	40 Гбит/сек
STM-1024	160 Гбит/сек

Картина уже поинтересней, согласитесь. И STM-1024 — это еще не ограничение, теоретически скорость может быть больше.

При этом оборудование SDH полностью совместимо с радиорелейными станциями, спроектированными под PDH.

Надежность радиорелейной связи

Радиорелейная связь считается одной из самых надежных среди беспроводных способов передачи данных. Это обеспечивается как различными прогрессивными технологиями беспроводной передачи, так и активным применением резервирования каналов (стволов) связи — так называемые конфигурации N+1 (1+1, 2+1). Это может быть:

• «холодное» резервирование, с подключением дополнительного комплекта приемо-передающего оборудования в выключенном состоянии;
• «горячее» резервирование, с одновременной передачей данных по резервному каналу. Для исключения взаимных помех каналы разносятся в пространстве (ПР — пространственное разнесение) или по частотам (ЧР — частотное разнесение).

Конструкция радиорелейных станций

Радиорелейные станции можно разделить на два типа.

Первый — это радиорелейные станции, состоящие из 3 модулей:

• внутреннего блока (IDU), устанавливаемого в помещении в непосредственной близости от телекоммуникационного оборудования. Внутренний блок отвечает за питание, мультиплексирование, модулирование сигнала, коммутирование, передачу данных в сеть LAN;
• внешнего блока (ODU), преобразующего частоту сигнала из служебной в частоту, на которой будет вестись передача, и обратно, усиление мощности передатчика при необходимости и т. д.;
• приемо-передающей антенны.

Здесь нужно уточнить, что производители по-разному распределяют функционал между внутренним и наружным блоками, вплоть до того, что внутреннему модулю могут остаться только функции питания, защиты и подключения к LAN-сети, а большая часть активного функционала передается во внешний блок.

Внешний и внутренний блоки соединяются коаксиальным кабелем, антенна и внешний модуль могут соединяться непосредственно или также с помощью кабеля. Одним из очевидных недостатков такой конструкции является кабельное соединение, приводящее к потерям на пути от передатчика к антенне, а также двойное преобразование сигнала с частоты на частоту.

Второй тип радиорелейных станций — это интегрированные системы, в которых весь функционал сосредоточен в наружном блоке. Антенны в них могут быть встроенными, соединяться с передатчиком непосредственно, или с помощью RF-кабеля — все это существенно снижает потери, по сравнению с обычным, довольно протяженным кабельным соединением. РРЛ второго типа гораздо более компактны.

В качестве примера радиорелейных станций интегрированного типа можно привести серию AirFiber компании Ubiquiti.

Современные радиорелейные станции Ubiquiti — AirFiber

Несколько лет назад американский вендор, специализирующийся на производстве беспроводного оборудования, выпустил на рынок устройства операторского класса — радиорелейные станции Ubiquiti AirFiber. Первые модели работали в диапазоне 24 ГГц, чуть позже были выпущены устройства для 5 ГГц, еще чуть позже — линейка AirFiber X, в которой сейчас есть модели для нескольких диапазонов.

Радиорелейные станции AirFiber стали на тот момент по-настоящему революционным событием: компания предлагала пропускную способность до 1,5 Гбит/сек в полном дуплексе (750 Мбит/сек в одну сторону) на расстоянии до 13 км по очень приятной цене (для оборудования такого класса).

В радиорелейных станциях Ubiquiti:

• в одном корпусе собраны внешний, внутренний блоки и антенны (для серии AirFiber, в AirFiber X — антенны внешние);
• используется технология MIMO XPIC (с подавлением кроссполяризационных помех) для повышения пропускной способности канала;
• используется адаптивная модуляция для повышения надежности связи в любых погодных условиях;
• отсутствуют потери в антенно-фидерном тракте, благодаря непосредственному соединению модулей, без использования кабеля — в моделях со встроенными антеннами;
• меньшие потери в антенно-фидерном тракте в моделях со внешним антеннами — благодаря предельно короткой длине соединительного кабеля;
• сигнал формируется сразу на частоте излучения, без использования промежуточной частоты, благодаря чему также повышается эффективность работы.

Иллюстрация технологии адаптивной модуляции:

Сейчас компания выпускает 4 модели РРЛ со встроенными антеннами и 6 моделей без антенн, к которым можно подключать антенны разного усиления.

HDD (полудуплекс), FDD (полный дуплекс)

HDD (полудуплекс), FDD (полный дуплекс)

HDD (полудуплекс), FDD (полный дуплекс)

HDD (полудуплекс), FDD (полный дуплекс)

Источник

Модель	Внешний вид	Антенна	Дальность	Скорость	Диапазон	Особенности
AF5		Встроенная, 23 dBi, 6°, двойная наклонная поляризация	100 км	1,2 Гбит/сек	5,470 — 5,875 ГГц
AF5U		Встроенная, 23 dBi, 6°, двойная наклонная поляризация	100 км	1,2 Гбит/сек	5,725 — 6,200 ГГц
AF24		Встроенная, 33 dBi, 3,5°, двойная наклонная поляризация	13 км	1,4 Гбит/сек	24,05 — 24,25 ГГц
AF24HD		Встроенная, 33 dBi, 3,5°, двойная наклонная поляризация	20 км	2 Гбит/сек	24,05 — 24,25 ГГц