книги / Устройство, эксплуатационно-техническое обслуживание и ремонт станционного оборудования радиорелейных линий связи
..pdfВсе оборудование размещают в специальных сооружениях. Набор сооружений и конкретный состав оборудования зависит
от типа станции и аппаратуры, а также места расположения стан ции. Однако на всех станциях имеются антенная опора, техни ческое здание, здание дизельной электростанции, трансформатор ная подстанция, хранилище топлива, сооружения водоснабжения
и канализации. Все это размещается |
на площадке в 0,01 — |
0,015 км2 |
в целях уменьшения по |
Антенно-волноводные тракты (АВТ) |
терь электромагнитной энергии должны быть возможно короче, поэтому на промежуточных станциях, где нет низкочастотной аппаратуры, радиооборудование размещают в круглых кабинах (диаметром 10,2 м) в верхней части антенных опор (см. рис. 106, б). В этом случае длина АВТ не превышает 10 м. Постоянного присутствия обслуживающего персонала на таких станциях не требуется, так как аппаратура работает автоматически. Ее мон тируют в стандартных стойках (типовых шкафах), причем в одной стойке может быть смонтирован и приемник, и передатчик одного ствола (КУРС-2М). При этом на каждый ствол должна быть со ответствующая стойка.
Возможно размещение в одной стойке только приемников или только передатчиков (по количеству столов), как это имеет место в аппаратуре КУРС-4.
В некоторых РРС (РАДИАН-2, ЭЛЕКТРОНИКА-СВЯЗЬ- 11-Ц) приемопередатчики размещены в КППВ (контейнер приемо передатчика высокочастотный), который монтируют рядом с ан тенной. Длина волновода в этом случае меньше 1 м.
На узловых и оконечных станциях имеется низкочастотная аппаратура, основу которой составляют модуляторы и демодуля торы (модемы). Эту аппаратуру размещают внизу, в аппаратной технического здания.
Модем представляет собой блок. Такие блоки (по одному на каждый ствол) объединяют в одной стойке. Это так называемая
оконечная аппаратура стволов (ОА) (рис. 103).
Групповой сигнал с узловой телефонной станции (содержа щий, например, 600 телефонных каналов) или телевизионный сиг нал с телецентра поступает на вход передающей части оконечной аппаратуры какого-либо ствола ОАп Пд, где объединяется со вспомогательными сигналами. Результирующий сигнал поступает на модулятор. С выхода ОАп Пд модулированный сигнал посту пает в аппаратуру автоматического резервирования стволов АРзС и затем на передатчик Пд, где формируется СВЧ-сигнал заданной мощности и частоты /Пд«. Сигналы передатчиков всех стволов /пдi,
..., /Пдп поступают в устройство объединения стволов ОС и далее, через устройство совмещения передачи и приема СВ, к антенне.
При приеме сигналы на частотах приема /ПМл проходят СВ и в устройстве разделения стволов PC направляются каждый в свой
Вход
1- го стбола
Вход
2 - го стбола
Вход п-го
стбола |
|
Выход |
|
1- |
го |
стбола |
|
Выход |
|
2 - |
зо |
Выход |
|
п-го |
|
стбола |
Рис. 103. Структурная схема оконечной РРС
приемник Пмп. После усиления в приемнике сигнал, пройдя АРзС, поступает в приемную часть оконечной аппаратуры ОЛ„Пм, где демодулируется. На выходе приемной аппаратуры получают груп повой сигнал.
Групповой сигнал из множества первичных формируется или обратно преобразуется в каналообразующей аппаратуре, которую обычно размещают на сетевых станциях и узлах коммутации пер вичной сети ЕАСС (в состав РРС не входит).
В многоствольных радиорелейных системах передачи приме няют автоматическое резервирование стволов. Такое резервиро вание состоит в выделении дополнительных стволов, которые находятся в постоянной готовности к работе во включенном состоя нии (горячий резерв). Информационный сигнал с основного ство ла на резервный переводится управляющим сигналом Р3, который вырабатывается автоматически при возникновении неисправ ности в основном стволе.
На промежуточной станции выделение и ввод какой-либо части каналов обычно не предусматривается, а осуществляется только ретрансляция (рис. 104) по промежуточной частоте /п4. Сигнал от предыдущей РРС на частоте /сi поступает на вход приемника, усиливается в усилителе сверхвысокой частоты УСВЧ и затем пре образуется в смесителе СмПм, на второй вход которого подается сигнал /ri гетеродина. На выходе смесителя получают сигнал на промежуточной частоте /пч = 70 МГц. Он усиливается в усилителе промежуточной частоты УПЧ-приемника, а затем в мощном уси лителе промежуточной частоты МУЯ*/-передатчика. В смесителе
УСВЧ СпПм |
УПЧ |
МУПЧ, |
СмПд |
УСВЧ |
|
|
~^]'пч |
Iv |
к г |
i E H Z S H E |
|
А р Ч И К Е |
||
|
|
|
кг |
|
Приемник |
|
Передатчик |
|
|
Рис. 104. Упрощенная |
функциональная схема ретрансляции по промежуточной |
|||
|
|
частоте |
|
|
передатчика СмПд он вновь преобразуется в высокочастотный сигнал, но уже на другой частоте /с2, так как частота f Г2 гетероди на передатчика Г2 отличается от частоты f п гетеродина Г\ при емника. Разнииумежду / п и f Г2 делают такой, чтобы /сi и )с2 от личались друг от друга в соответствии с планом частот.
На узловой станции выделяют часть телефонных и ответвляют телевизионные каналы. В этом случае принятый сигнал надо не только пеобразовать в УПЧ по частоте (получить /пч), но и демодулировать его в Дм, т. е. получить низкочастотный сигнал (рис. 105). После демодуляции часть телефонных каналов выделяется, а телевизионный сигнал ответвляется аппаратурой выделения АВ. Затем формируются новые групповые сигналы и новые стволы, вновь производится модуляция сигналов, перевод их в СВЧ-диа- пазон и т. д., но уже получают не одно, а два направления передачи сигналов, на частотах f c2 и /сз.
При формировании новых групповых сигналов можно выде лить определенные телефонные каналы и не переводить их в СВЧдиапазон, а направлять на ближайший узел связи или АТС. По нятно, что на узловой станции требуется больше аппаратуры, чем на оконечной или промежуточной. Если ответвление производится только в одну сторону (в сторону от основного направления радио релейной линии), то необходимо иметь (без учета резервирова ния) на каждый ствол три приемопередатчика с модемами, в то время как на оконечной станции на каждый ствол достаточно иметь только один приемопередатчик с модемом.
УПЧ Л м |
АВ |
Мд |
МУПЧ |
СмПд2 |
, |
ÎEH5 |
H3 |
|
|
X |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Мд |
МУПЧ |
СмПдi |
, |
|
■ |
И |
- ш |
ф |
ь |
Рис. 105. Упрощенная функциональная схема ответвления каналов
§31. Мачтовые сооружения с сигнальным и внутренним освещением
Для надежной связи между соседними РРС, расположенными на удалении 5—70 км друг от друга и работающими в дециметро вом и сантиметровом диапазоне длин волн, небходимо поднимать антенны на высоту порядка 1 0 0 м и, если на местности нет соот ветствующих возвышенностей, то приходится сооружать высокие
антенные опоры (мачты). Они могут быть башенного или мачто вого типа.
Опоры рассчитывают на установку большого количества ан тенн. Так, на промежуточной РРС устанавливают: две (а при раз несенном приеме четыре) антенны разнесенного приема РПА; три параболические антенны для сопутствующей малоканальной ра диорелейной системы и возможного ответвления; восемь антенн для системы УКВ-связи с подвижными объектами и один телеви зионный ретранслятор малой мощности. На опорах узловых РРС антенн еще больше.
Во всех антенных опорах имеются лифт, внешнее сигнальное и внутреннее освещение. Внутреннее освещение мачты (ВОМ) выполняют по правилам обычного электрического освещения, причем предусматривают возможность независимого его включе ния (выключения) верхним 1 и нижним 2 выключателями (рис. 106). В этом случае нужен специальный трехпроводный элек трошнур.
Рис. |
106. Схема |
независи |
|
||
мого |
включения |
(выклю |
|
||
чения) |
внутреннего |
осве |
мачты |
||
щения |
мачты двумя |
пере |
|||
|
|
ключателями |
|
|
Внешнее сигнальное освещение мачты (СОМ) (рис. 107) на зывают также системой светового ограждения. Оно должно рабо тать автоматически и отвечать требованиям надежности. В ка честве выключателя используют фотоавтомат /, включающий СОМ при наступлении темноты и выключающий ее на рассвете. Сигнал на включение (выключение) подается в блок управления 2. При неисправности этого блока в блок контроля 3 подается сигнал. Аналогичный сигнал подается в этот блок и при перегора нии любой из ламп Л, так как в этом случае возрастает сопротив ление соответствующего фоторезистора Рз и уменьшается общий ток через него.
Блок 4 — это согласующее устройство схемы СОМ с системой телесигнализации и телеуправления. Блок питания 5 обеспечива ет питанием все блоки и сигнальные лампы. Стабилитроны Д стабилизируют напряжение на каждой из ламп (даже при перего рании любой из них). Резисторы R\ необходимы для первоначаль ной установки рабочего напряжения на сигнальных лампах, а Рг — для нормальной работы фоторезисторов. На схеме показано включение ламп в двух ярусах мачты — первом и третьем. Анало гично подключают и остальные ярусы (например, второй парал лельно первому, а четвертый параллельно третьему).
Цвет сигнальных ламп — красный. В тех районах, где мало источников вечернего освещения, он может быть белым. Системы внешнего сигнального освещения устанавливают не только на башнях и мачтах оконечных, промежуточных и узловых станций, а и на опорах пассивных станций.
На пассивной станции (пассивном ретрансляторе ПР) радио технического оборудования нет. Есть только антенные системы.
Такие ретрансляторы применяют для обхода препятствий на сильно пересеченной местности, для уменьшения высоты антенных опор, а также для увеличения расстояния между соседними РРС (от 80 км и более). При использовании ПР с целью уменьшения высоты мачт его располагают на возвышенном месте (рис. 108). Сигнал от станции А воздействует на ЯР, который в этом случае становится вторичным излучателем радиоволн, принимаемых стан-
Рис. 108. Возможность уменьшения высоты антенн при использовании пассивного ретранслятора
|
|
цией В. Из рисунка вид |
|||
|
|
но, что для обеспечения |
|||
|
|
прямой видимости меж |
|||
|
|
ду пунктами А и В ан |
|||
|
|
тенные |
опоры |
должны |
|
|
|
быть высотой Я. С ис |
|||
|
|
пользованием |
ПР надо |
||
|
|
лишь |
обеспечить |
пря |
|
|
|
мую видимость от А до |
|||
|
|
ПР и от ПР до В, т. е. |
|||
Рис. 109. Пассивные ретрансляторы типа |
«пре высота мачт Я—Л. |
|
|||
пятствие» |
Наибольшее распро |
||||
странение нашли |
|
||||
ПР типа препятствие (ПРП) и |
зеркаль |
||||
ные (ЗПР). На |
рис. 109. а |
изображен |
ПРП |
в |
виде |
двухэтажной металлической сетки, подвешенной к опорам. Полотно 1 ретранслятора располагается в створе антенн 2 пер пендикулярно направлению трассы. Эффективность ПРП не зави сит от точности выполнения рабочей поверхности полотна и фик сации его в пространстве (от колебаний под воздействием ветра). Ширина полотна Ь = Х/2, где X — длина волны. Длина полотна зависит от X и от расстояний АР и PB (см. рис. 108). Площадь полотна обычно составляет 100—300 м2.
Для увеличения дальности пролета между соседними РРС применяют кольцевой антенный директор (КАД), представляю щий собой кольцо из металлической сетки (рис. 109, б). Внутрен ний радиус кольца
г, =
где R| — расстояние между РРС и КАД, а внешний радиус
г2 = л /п Л г
Устанавливают КАД в нескольких сотнях метров от РРС на опорах почти такой же высоты, как и опора основной антенны, поэтому использовать КАД целесообразно при низких опорах.
Зеркальные ПР применяют для обхода препятствий в горной или сильно пересеченной местности. Они представляют собой одно или два зеркала, установленных на высоте не менее 5 м. Точность изготовления зеркала должна быть порядка 0,1—0,05А,, что при большой площади зеркала является сложной задачей. Такое зеркало очень дорогое.
Р Рис. ПО. Расположение зеркальных однозер-
пкальной Р { а) и двухзеркальной P i, Рг(б) пас
сивных антенн
Размещают зеркала так, как показано на рис. 110. При р « « 4 5 —60° применяют однозеркальные ЗПР (рис. 110, а), при мень ших углах — двухзеркальные (рис. 1 1 0 , 6 ), так как при малых р заметно уменьшается эффективная отражающая площадь зер кала.
§ 32. Общие характеристики каналов тональной частоты и нормы на их электрические параметры
Одним из основных требований к телефонным каналам, или каналам тональной частоты (ТЧ), является передача информации без искажений.
Однако в каналах связи (в том числе и в радиорелейных лини ях) всегда есть искажения, поэтому принимают меры для того, чтобы уровень искажений был минимальным, практически не вли яющим на качество передачи информации. Этот уровень опреде ляется электрическими характеристиками каналов связи.
В СССР для ЕАСС установлены нормы электрических харак теристик, но так как эти характеристики зависят от длины и струк туры РРЛ, то их утверждают для эталонной линии (цепи).
Гипотетической (предполагаемой) эталонной цепью считается цепь длиной 2500 км.
Для магистральных многоканальных систем с частотным раз делением каналов (ЧРК) такая цепь состоит из 1 0 одинаковых секций с различными видами преобразований сигнала в конце каждой секции (рис. 1 1 1 , а). Радиорелейная линия длиной 12 500 км состоит из 5 таких цепей с переприемом по ТЧ в конце каждой цепи.
Для зоновых многоканальных линий передачи сигналов с ЧРК
принята эталонная цепь длиной 1400 км (рис. 111,6), а для зоно вых цифровых РРЛ — 600 км (рис. 111, в). Для коротких вну тризоновых цифровых РРЛ длина эталонной линии 250 км (рис. 111,2)*
Для таких эталонных цепей приняты следующие характери стики: остаточное затухание, амплитудно-частотная характери стика, фазочастотная характеристика, амплитудная характерис тика, шумы на выходе канала.
Остаточное затухание аг определяется как разность между уровнями сигнала на входе канала (при передаче) и на его выходе (при приеме).
Уровень сигнала на выходе должен быть всегда меньше уровня сигнала на входе, иначе возникнет генерация за счет обратной связи через оконечные дифференциальные системы (при двухпро водной системе связи).
В то же время при малом уровне сигнала на выходе (при боль-
* Для цифровых РРЛ, у которых скорость передачи информации 8,448 М бит/с.
2500 км
250км
Шw 'Шк
600 км |
200км |
6 0 0 км |
и-( |
^’!тгтг< Нтг |
|
|
200км |
6 0 0 км |
|
Ï"*
& |
250км |
. |
62,5кмш! |
Û > t D " C |
|
|
з Ф н 1 > д а с |
||
|
|
|
|
|
г) |
Рис. 111. Гипотетические |
эталонные |
цепи |
для |
магистральных РРЛ (а); |
|
для зоновых РРЛ (б ) ; для зоновых цифровых РРЛ |
(в) |
и для коротких зоновых |
|||
|
цифровых РРЛ |
(г): |
|
|
|
— индивидуальный преобразователь; |
L/I |
— преобразователь первичной группы; |
|||
— вторичной группы; |
га |
и . |
группы; |
п |
|
— третичной |
IO — радиомодулятор; |
||||
радиодемодулятор; |
— переприем по цифровым потокам |
шом затухании) заметно ухудшается устойчивость канала и гром
кость приема речи. Нормальным считается затухание |
аГ= 7 дБ |
|
на частоте 800 Гц при изменении |
во времени не более ± 2 дБ. |
|
Амплитудно-частотная характеристика |
(АЧХ) — зависимость |
остаточного |
затухания от частоты. |
|
|
Ее нормируют по отношению к остаточному затуханию на час тоте 800 Гц.
Полоса, ограниченная частотами, на которых остаточное затухание на 8,7 дБ больше значения аг на частоте 800 Гц, называется полосой эффективно переда ваемых частот.
В многоканальных системах эта полоса должна составлять 0,3—3,4 кГц для каждого канала.
Фазочастотная характеристика (ФЧХ) — зависимость сдвига фаз между колебаниями на входе и выходе канала от частоты.
Вместо этой характеристики часто пользуются групповым временем запаздывания (ГВЗ), характеризующим время передачи сообщения по каналу. Если оно больше 60 мс, то появляется ме шающий эффект — «электрическое эхо», при котором разговари вающий абонент слышит свой голос с некоторым запозданием. Если ГВЗ больше 250 мс, то абоненты теряют «чувство контакта» друг с другом. Значение ГВЗ определяется временем прохожде ния сигнала в тракте РРЛ и аппаратурой разделения каналов (полосовыми фильтрами). Оно не должно превышать 1 0 0 мс.
Амплитудная характеристика — зависимость выходного уровня сигнала в ка нале от уровня его на входе.
Она нелинейна, поэтому появляются нелинейные искажения, которые зависят от аппаратуры разделения каналов, не входящей в состав оборудования РРС.
Шумы на выходе канала — характеристика, определяемая уровнем мешаю щих напряжений на выходе канала.
Различают два основных вида шумов: тепловые и нелинейных переходов (невнятные переходные помехи со стороны других ка налов), возникающие как следствие нелинейности тракта переда чи. Мешающие свойства шума оценивают по значению псофометрического напряжения шумов (псофос в переводе с греческого означает шум).
Шумы в канале ТЧ измеряют псофометром. Это квадратичный вольметр с включенным на его входе фильтром, частотная ха рактеристика которого отражает чувствительность уха и теле фона к восприятию помех в полосе частот 0,3—3,4 кГц.
Псофометрическую мощность шумов выражают в пВт и опре деляют в точке с нулевым относительным уровнем, в которой мощ ность сигнала Pç^= 1 мВт= 109 пВт. Отношение мощности сигнала
кмощности псофометрического шума
Рс
рIII
Значение Рс/Рш в канале определяется в основном трактом РРЛ, зависит от многих факторов, в том числе от условий распро странения радиоволн и может меняться во времени: в определен ные моменты Рс может заметно ослабевать, а Рш— возрастать.
Если это время невелико и шумы практически не влияют на ка чество связи, то они допустимы.
Для РРЛ прямой видимости установлена среднеминутная псофометрическая мощность шума 7500 пВт. Она может превышать это значение не более 2 0 % времени в течение месяца, а в течение не более 0 , 1 % времени месяца она не должна превышать 47 500 пВт. Здесь не учитывается мощность шумов, вносимых ап паратурой разделения каналов, на долю которых отводится до полнительно 2500 пВт.
В цифровых каналах принято вместо отношения Рс/Р шхарак теризовать качество передачи информации особой величиной, ко
торая |
называете^ частость ошибок. Она не должна превышать |
1 0 - 7 |
в течение 1 % времени месяца при усреднении в 1 мин (при |
скорости передан 8,448 Мбит/с) и 1 0 “ ^ (одна ошибка на 1 0 0 0 импульсов) в течение 0,05 % времени месяца при усреднении в 1с.
§33. Эксплуатационные измерения параметров каналов
иаппаратуры
Измерения параметру каналов и аппаратуры в процессе их эксплуатации про водят с целью своевременного обнаружения отклонения параметров от номиналь ных значений и прцц^тия мер по устранению этих отклонений.
Кроме измерений, рассмотренных ранее, к ним относятся из мерения: АЧХ и ФЧХ всего тракта, а также отдельно приемника и передатчика; уровня шумов в телевизионных и телефонных ка налах; коэффициента стоячей волны (КСВ) в волноводном тракте.
Амплитудно-частотную характеристику тракта основной по лосы частот измеряют с помощью генератора качающейся часто ты (ГКЧ) (типа ФЧ-15) или анализатора СВЧ-радиорелейных линий (типа 37ЮЛj 3702В/3705А). Это приборы, на выходе кото рых получают сигнал с изменяющейся в определенных пределах (качающейся) частотой, но с неизменной амплитудой.
При измерениях ГЧХ подключают к входу тракта, а выход приемной части (демодулятор) соединяют с амплитудным де тектором или осциллографом. Так как в тракте неодинаково уси ливаются сигналы разных частот в пределах рабочей полосы, то показания амплитудного детектора для сигналов разных частот будут различными. Их надо записать, а затем составить таблицу и начертить график зависимости усиления в тракте от частоты сигнала.
Точно такой же график можно наблюдать и на экране осцил лографа. Аналогично измеряют АЧХ приемниа: ГКЧ подключают к входу приемника, а осциллограф к его выходу. Измерения про изводят при выключенной системе автоматической регулировки усиления АРУ. При измерении АЧХ передатчика надо учитывать наличие в нем амплитудного ограничителя, который вносит иска жения.
Для измерения фазочастотной характеристики тракта ГКЧ подключают на вход усилителя промежуточной частоты. С выхо да ГКЧ получают сигнал, представляющий собой несущую, промодулированную по частоте двумя сигналами — сигналом кача ния частоты и сигналом «насадки». Сигнал качания частоты мед ленно, с частотой 16—70 Гц, изменяется по пилообразному закону. Он «качает» (изменяет) частоту несущего колебания, которое модулировано сигналом высокочастотной насадки в пределах ра бочей частоты радиоствола.
Частота сигнала насадки может быть от 80 кГц до 8 МГц. Обычно ее устанавливают равной 277 кГц. Так как ФЧХ тракта не идеальна, то после демодуляции измерительного сигнала ампли туда и фаза насадки изменяются в зависимости от мгновенного значения напряжения качания. Эти изменения и содержат инфор-
мацию об отклонении ФЧХ от номинальной.
Как известно из § 32, при измерении
шумов в каналах то нальной частоты
пользуются псофометром.