Использование цифровых радиорелейных станций для прохождения «последней мили»

Появившиеся на международном рынке телекоммуникационного оборудования в последнее три-четыре года цифровые радиорелейные станции (ЦРРС) диапазона 37 ГГц зарекомендовали себя как весьма эффективное средство прохождения,в том числе "последней мили" для доставки цифровых потоков Е1 конечному потребителю. Практически свободный диапазон частот и минимальные массогабаритные параметры, допускающие крепление радиомодулей на простейших опорах, обеспечивают стабильно высокий спрос на оборудование этого типа на ближайшую перспективу.

В таблице приведены основные характеристики ЦРРС диапазона 37…39 ГГц отечественных и зарубежных производителей.

Производитель Название модели Пропускная способность Конфигурация (+0, +1 - нет или есть горяч. резерв) Сервисные каналы кбит/с Коэфф. cист. 4XЕ1 BER=10-3 ,дБ Вид модуляции Напр. питания, В Температурный диапазон, °С
Ericsson Mini-Link 38E 2хЕ1, 4хЕ1, 8хЕ1, Е3 1+0, 1+1 64 97 C-QPSK 48/60 -33...+45
NEC Pasolink 38 4хЕ1, 2хЕ1 1+0 4,8 101 QPSK -20...-72 -30...+50
Nokia DMR 38 Е1...8хЕ1 1+0, 1+1 9,6 94 CPM -21...-72 -40...+45
Alcatel Alcatel 9438 UX 2хЕ1, 4хЕ1, 8хЕ1, Е3 1+0, 1+1 64 98 4QAM 24/48 -33...+50
Digital Microwave Spectrum II 2хЕ1, 4хЕ1, 8хЕ1, Е3 1+0, 1+1 9,6 96 4FSK -19...-57 -30...+50
БИСТ БИСТ-М E1, 4xE1, 8xE1, E3 1+0, 1+1 9,6 100 QPSK -18...-72 -50...+50
НПП «Радий» Эриком 43 E1, 4xE1, 8xE1 1+0, 1+1 - 93 QPSK 48/60 -50...+50
ГРПЗ Перевал-2 E1, E2 1+0 - 91 FSK 60 -45...+50

За рубежом радиорелейные линии (РРЛ) этого диапазона используются в частности, для организации городских трактов и соединений сотовых коммутационных центров в системах подвижной связи.

В отечественном комплексе связи находят применение в основном однопролетные РРЛ. Главным сдерживающим фактором внедрения ЦРРС в местных сетях (характерной для РФ древовидной структуры) для отечественных связистов является низкая метеоустойчивость многопролетных РРЛ.

Стандартная методика расчета, созданная на основе обобщения многочисленных экспериментальных данных, показывает, что для однопролетной РРЛ длиной 6 км общая продолжительность замираний (замирание - увеличение ослабления радиосигнала из-за изменения метеоусловий на трассе РРЛ; глубокое замирание может привести к ухудшению качества цифрового сигнала на выходе радиорелейного оборудования - возрастанию коэффициента ошибок, потере синхронизации и т. п.) может составить 0,03-0,04 % наихудшего месяца для районов европейской части территории России. При использовании линейной топологии времена неготовности отдельных пролетов суммируются, что приводит к существенному снижению устойчивости сети в целом. Один из способов повышения устойчивости - горячее резервирование, что означает наличие в составе оборудования не только основного комплекта, но и постоянно включенного резервного комплекта, не загруженного цифровым потоком. При ухудшении качества сигнала на выходе основного комплекта оборудования происходит переключение цифрового сигнала на резервный комплект с помощью автоматической системы коммутации. Но даже горячее резервирование может улучшить лишь аппаратурную готовность сети, но никак не уменьшает перерывы связи из-за метеоусловий.

В то же время стоимость РРЛ в 2...3 раза ниже стоимости кабельных линий связи (КЛС), что при ограниченном числе и низкой территориальной плотности абонентов может определяющим образом сказаться на рентабельности реконструкции сельских сетей связи. Ниже расскажем о способе устранения противоречия между стоимостью сети с применением РРЛ и ее живучестью на примере линейной цепи общей длиной 24 км, объединяющей пять узлов с помощью четырехпролетной РРЛ.

Определяющее влияние на статистику замираний на трассе РРЛ диапазонов выше 20 ГГц оказывает затухание электромагнитных волн в гидрометеорах (капли дождя или тумана, снежинки и т. п.). Это вызвано рассеянием волн на частицах гидрометеоров и поглощением ими элекромагнитной энергии. Величина затухания зависит от соотношения размеров капельных образований и длины волны радиосигнала. В диапазоне частот выше 20 ГГц эти размеры становятся соизмеримыми, особенно при сильных дождях, когда средний диаметр капель увеличивается по мере усиления интенсивности дождя. Для разумно спроектированных линий критическими являются дожди интенсивностью выше 30 мм/ч, локализованные внутри очагов радиуса 3...5 км со средним расстоянием между очагами около 30 км (см. рисунок).

При таком пространственном распределении дождей на территории сети не может располагаться более одного дождевого очага и, следовательно, одновременные замирания сигнала на несоседних интервалах отсутствуют. Если организовать подключение сети доступа к вышестоящей АТС по ВОЛС (или ЦРРЛ) из двух оконечных узлов сети, потерю связи с ней сразу группой узлов можно полностью исключить. Количественный расчет в соответствии со стандартной методикой показывает, что связь любого из узлов линейной сети будет отсутствовать менее 8 мин в год. Таким образом, прием, связанный с построением обходных путей и территориальным резервированием линий, может стать веским доводом в пользу применения относительно дешевых РРЛ в местных сетях связи.

пираясь на фактический материал, были установлены усредненные исходные данные по распределению требуемых номерных емкостей в сельской местности на территории европейской части РФ. Исходя из количества населенных пунктов и желательной степени телефонизации, был сделан вывод о том, что практически на территории каждого района можно организовать одну-две сельские сети со следующими параметрами: занимаемая территория - 300...600 км2 , количество узлов - 8 - 16, число потенциальных абонентов -1000 - 3000, среднее расстояние между узлами - 5...7 км.

Для подобных сетей представляется перспективным использовать в качестве среды передачи РРЛ, соединенные по кольцевой схеме. Подключение кольцевой сети доступа к вышестоящей АТС из двух территориально разнесенных более чем на 15 км узлов позволит минимизировать неготовность сети из-за метеоусловий.

Оптимальная пропускная способность каждого направления внутри кольца определяется номерной емкостью коммутационных узлов и составляет от 8 до 34 Мбит/с, что позволит в будущем расширять как номерную емкость, так и территорию сети.

Учитывая, что в 90 % случаев высота подъема антенн в среднепересеченной местности на трассах указанной выше длины не превышает 30 м, а массогабаритные параметры ЦРРС диапазона 37 ГГц позволяют разместить радиомодули на крышах зданий, дешевых осветительных вышках и простейших опорах, удельные капитальные затраты на создание кольцевой сети доступа только на основе ЦРРС могут составить $ 150-170 на одного абонента без учета стоимости емкостей АТС. Затраты на строительство линейных сооружений для такой сети на основе КЛС или ВОЛС превышают $ 350 на одного абонента.

Таким образом, использование радиорелейного оборудования диапазона 37 ГГц в пригородных и сельских сетях в сочетании с реорганизацией структуры таких сетей по кольцевому принципу и территориальным резервированием путей соединения позволяет снизить затраты при переходе на цифровые абонентские емкости в сельских регионах при сохранении приемлемой устойчивости связи.

© АО «Корпорация Капитал-Технология», 1992—2017
Координаты
Телефон:
(383) 226-93-20
Факс:
(383) 226-93-40
Эл. почта:
2188650@kkt.ru