Радиорелейные линии связи

Введение

Радиорелейная связь - вид наземной радиосвязи, основанный на эстафетной ретрансляции радиосигналов промежуточными ретрансляционными станциями.
Отечественной радиорелейной промышленности более 50 лет. За время своего развития отрасль вышла на ожидаемые позиции. Сегодня радиорелейные каналы (РРЛ) отлично зарекомендовали себя в обеспечении удаленных районов с низкой инфраструктурой, охвате больших пространств и местностей со сложной структурой геологии. К числу заметных отличий от проводной технологии добавился более низкий бюджет оснащения.
Актуальность темы реферата заключается в том, что радиорелейные линии связи являются одной из наиболее масштабных и прогрессивных сетей передачи, приема и обработки данных во всем мире.
Цель работы – более полное изучение радиорелейных линий связи.
Для достижения поставленной цели необходимо решить несколько задач: рассмотреть историю развития аналоговых радиорелейных линий связи, типы линий связи, классификацию радиорелейных линий связей и их принцип работы, преимущества и применение радиорелейных линий связи, а также радиорелейные линии связи в миллиметровом диапазоне и другие моменты.
Структура реферата включает в себя несколько частей: введение, основную часть (две главы), заключение и библиографический список, состоящий из пяти источников литературы.
1. Радиорелейные линии связи
1.1 История развития аналоговых радиорелейных линии связи
Первая однопролетная линия радиорелейной связи прямой видимости через пролив Па-де-Кале была создана в 1931 г. В диапазоне метровых волн. В СССР в 1932–1934 гг. также была разработана приемо-передающая аппаратура, работающая на метровых волнах, и созданы опытные линии связи Москва – Кашира и Москва – Ногинск. В США в 1934 г. была построена РРЛ для передачи ТВ сигналов, полоса которых составляла 250 кГц. Эта РРЛ работала на частоте 100 МГц.
С 1939 г. начали создаваться РРЛ с частотной модуляцией, предназначенные для передачи как телевизионных сигналов, так и сигналов телефонии. Для передачи многоканальной телефонии в таких системах применялось частотное уплотнение.
С середины 1940-х годов начинают применяться многоканальные РРЛ с импульсными видами модуляции (РРЛ-ИМ). Первая подобная 8-канальная система, работавшая в диапазоне 5 ГГц, была создана фирмой «Вестерн-Электрик» в 1944 г.
Разработка и внедрение РРЛ-ИМ в СССР начались с 1945 г. Выпускались РРЛ-ИМ с импульсно-фазовой модуляцией с числом ТФ каналов от 1 до 24. Эти РРЛ работали в диапазонах частот от 70 до 2000 МГц.1
Первое отечественное оборудование «Краб» в метровом диапазоне, разработанное в 1953–1954 гг., было использовано для создания РРЛ Красноводск – Баку. Позже была создана 12-канальная аппаратура «Стрела-П», использующая полосу частот 1600-2000 МГц, а в 1958 г. была разработана первая отечественная РРЛ с частотной модуляцией — Р60/120, работавшая в диапазоне 2 ГГц и позволявшая передавать до 120 телефонных каналов или один канал телевидения.
Начало развитию радиорелейной промышленности в СССР было положено в середине 1950-х годов.
В 1970 г. появился комплекс унифицированных радиорелейных систем «КУРС». Все это позволило в 1960–1970 гг. развить сеть связи нашей страны, обеспечить качественную передачу сигналов телефонии и наладить передачу программ центрального телевидения.
К концу ХХ века в нашей стране действовала разветвленная магистральная сеть РРЛ, длина которой составляла порядка 100 тыс. км (около 1200 станций). В 1999 г. на этой сети аналоговые системы передачи составляли порядка 90 % общей протяженности радиорелейных линий.
В течение многих десятилетий РРЛ занимали важное место в создании информационной инфраструктуры во многих государствах мира. Они использовались для передачи на дальние расстояния сигналов многоканальной телефонии, а также широко применялись для подачи на станции вещания ТВ программ.
Вторая половина ХХ столетия знаменовалась быстрым развитием радиоэлектроники, связанным с разработкой полупроводниковых приборов и интегральных схем, позволивших резко сократить габариты и энергопотребление радиоаппаратуры, повысить ее надежность.
Волоконно-оптические системы связи появились на телекоммуникационном рынке в конце 1970-х годов. Развитие технологии производства таких систем позволило создавать телекоммуникационные системы с огромной, не достижимой прежде пропускной способностью. Скорость передачи данных по современным ВОЛС может составлять до нескольких терабит/с (1012 бит/с).
Несмотря на развитие упомянутых новых видов связи, радиорелейная связь не утратила своего значения, и в последней четверти ХХ столетия были созданы цифровые радиорелейные линии (ЦРРЛ) разной пропускной способности, которые сегодня широко применяются в разных областях телекоммуникаций.
1.2 Типы линий связи
Радиорелейные и спутниковые линии связи – это комплекс оборудования, которое сочетает наземные и орбитальные ретрансляторы, которые дают возможность транслировать сигнал практически в любую точку на поверхности планеты.
Существует два типа основных способа передачи радиосигнала:
• передача по прямой видимости;
• радиорелейная тропосферная связь.
В первом случае передача сигнала происходит по стандартному алгоритму – от источника (передатчика) через систему наземных ретрансляционных сетей непосредственно к приемнику

. Одна из особенностей заключается в том, что ретрансляторы располагаются фактически в зоне непосредственной видимости, на естественных возвышенностях (горы, холмы).2
В случае отсутствия прямого прохождения сигнала между антеннами возникают помехи и искажения благодаря дифракционным замираниям, что может привести к существенному ослаблению сигнала и обрыву связи. Использование этого типа коммуникаций ограничено в местах с отсутствием необходимой инфраструктуры и нецелесообразны в малонаселенных районах нашей страны преимущественно в северной ее части.
Решением указанных выше проблем стала новая технология – тропосферная радиорелейная линия связи.
Принцип распространения сигнала остался прежним, изменился его способ, который в своей основе содержит физические процессы отражения радиоволн различных диапазонов от нижних слоев атмосферы.
Многочисленные испытания показали, что наибольший эффект дает применение волн диапазона УКВ. Благодаря правильным расчетам, трансляцию радиосигнала удалось произвести на 300 км.
1.3 Классификация радиорелейных линий связи
В зависимости от места первичной сети единой автоматизированной системы связи (ЕАСС) радиорелейные линии (РРЛ) подразделяют на: местные, зоновые, магистральные и технологичес­кие.
• Местные РРЛ соединяют две АТС в пределах большого города, рай­центр с селом или село с селом.
• Зоновые РРЛ (внутриобластные) - линии средней емкости.
• Магистральные РРЛ - соединяют между собой тракты и каналы пере­дачи различных зоновых сетей. Они являются линиями большой емкости (тысячи телефонных каналов) и используют до 8 высокочастотных радиост­волов.
• Технологические РРЛ - служат для организации технологической связи при эксплуатации нефтегазопроводов и других линейных трасс. 100МГц-15ГГц - диапазон рабочих частот всех РРЛ.3
По способу обработки информации РРЛ подразделяются на аналоговые и цифровые.
Аналоговые РРЛ используют для передачи многоканальных телефонных сообщений и телевизионных сигналов совместно с сигналами звукового сопровождения.
Цифровые РРЛ служат для передачи в цифровой форме телефонных сооб­щений ( со скоростью от 2 до 140 МБит/сек), сигналов данных с большой скоростью, а также сигналов телевидения и видеотелефонных сигналов.
Радиорелейные станции (РРС) по функциональному признаку классифи­цируются на узловые, оконечные и промежуточные.
На узловой РРС передаваемая информация перепринимается, вводится и выделяется для нужд потребителя. Кроме этого, здесь может предусматриваться организация одного или нескольких ответвлений и пересечений.
На оконечной РРС осуществляется ввод и выделение передаваемой ин­формации и обеспечивается перераспределение информации потребителям (телецентрам, междугородным телефонным станциям, междугородным веща­тельным аппаратным).
На промежуточной РРС передаваемые сигналы ретранслируются.
1.4 Принцип работы радиорелейной линии связи
Чтобы понять природу распространения радиоволн, необходимо изучить физику, механику и динамику этих явлений, которые непосредственно связаны с атмосферными свойствами и электромагнитным полем.
Исходя из множества факторов, и производится расчет радиорелейных линий связи.
Если не вдаваться в подробности, то принцип функционирования всей системы выглядит следующим образом:
• сначала в специальном передающем устройстве происходит генерирование колебаний высокой частоты и выделяется так называемый несущий сигнал;
• информация, которую необходимо передать (голос, видео, текст), кодируется и преобразовывается в частотные колебания, а затем модулируется вместе с несущим сигналом;
• посредством специальных антенн подготовленный сигнал транслируется в пространство, попадая на приемные устройства, которые находятся в определенном радиусе от передатчика;
• в случае недостаточной мощности сигнала, сложности его распространения или большого расстояния между передатчиком и приемником, используются радиорелейные линии связи, оборудование которых позволяет решить возникшие проблемы. Как правило, это сеть наземных ретрансляторов, которые не только принимают сигнал, но и усиливают его, устраняют помехи и передают по цепочке к следующему объекту через узконаправленные антенны;
• сигнал достигает приемника, где происходит его отделение от несущей частоты и преобразование в изначальный вид с последующим отображением на терминале связи. Это может быть просто голосовое сообщение или полноценная видео трансляция. Эфирное радио и телевизионное вещание как раз и построено на этом принципе передачи сигнала.
1.5 Преимущества радиорелейной линия связи
Преимущества новой технологии очевидны:
• нет необходимости строить ретрансляторы в зоне прямой видимости;
• существенное увеличение радиуса дальности прохождения сигнала;
• возможность обеспечения максимальной дальности передачи информации на расстояние до 450 километров благодаря расположению ретрансляторных антенн на холмах и других возвышенностях.
Одна из основных проблем, с которыми столкнулись ученые, заключается в сильном эффекте затухания колебаний при трансляции радиоволн.
Вопрос был решен благодаря использованию активного ретрансляторного оборудования, которое позволяет не только принимать и передавать радиоволну, но и стабилизировать уровень сигнала, усиливать его и отфильтровывать помехи.
Современная радиорелейная военная связь функционирует на основе технологии распространения сигнала в тропосфере, которая дополнена другими инновационными решениями.
1.6 Применение радиорелейных линий связи
Радиорелейные линии связи находят широкое применение в различных отраслях промышленности