Низкоскоростные цифровые радиорелейные станции: особенности и перспективы применения

Основные характеристики и преимущества цифровых радиорелейных станций

В соответствии с требованиями руководящих документов низкоскоростные радиорелейные станции (РРС) должны обеспечивать пропускную способность до 10 Мбит/с включительно через один ствол. Привлекательность использования цифровых РРС (ЦРРС) для решения разнообразных телекоммуникационных задач обусловлена прежде всего их технико-экономическими показателями и преимуществами, такими, как:

  • возможность передачи разнородной и разноскоростной информации(речь, видео, данные, сигналы охранной сигнализации, телеуправления и т.д.), приведенной к единому цифровому формату;
  • быстрота развертывания линий (при наличии частотного разрешения - несколько дней);
  • приемлемая стоимость (от 6 до 10 тыс. дол. за один пролет протяженностью до 30-50 км с пропускной способностью, эквивалентной сотням телефонных каналов);
  • возможность построения сетей разной конфигурации («звезда», «кольцо», с радиальной и узловой структурой и т.д.), отвечающих интересам различных пользователей;
  • незначительные затраты на эксплуатацию и обслуживание станций.

Сфера применения

Указанные выше преимущества позволяют эффективно использовать низкоскоростные ЦРРС с целью:

  • организации однопролетных линий местной связи («точка - точка»);
  • подключения удаленных ведомственных, корпоративных и частных пользователей (например, к ТфОП);
  • обеспечения доступа к ресурсам сети Интернет;
  • ответвления потоков от магистральных линий связи;
  • резервирования наиболее важных направлений связи;
  • передачи телевизионных сигналов от студии до передающего или трансляционного оборудования;
  • телефонизации сельской местности;
  • построения внутризоновых сетей и т.д.

В соответствии с действующими общими техническими требованиями радиорелейные средства местной и внутризоновой связи несколько отличаются между собой по частотным характеристикам (для средств местной связи выделен более широкий диапазон).Кроме того, они кардинально различаются по уровню предъявляемых к ним требований, а также по возможностям управления и обеспечения сервисных услуг. Здесь средства внутризоновой радиорелейной связи имеют очевидное преимущество.

Состояние и перспективы рынка потребления РРС

На сегодняшний день российский рынок радиорелейного оборудования и услуг находится на подъеме. Об этом, в частности, свидетельствует достаточное количество стабильно работающих производителей данного оборудования и устойчивый спрос на него как со стороны непрофильных ведомств, так и со стороны ОАО «Ростелеком», являющегося оператором ОАО «Связьинвест». Развитию рынка в немалой степени способствует реализация проектов, предусмотренных Федеральным законом «О связи». Это прежде всего проекты телефонизации села, компьютеризации школ, широкого предоставления населению интернет-услуг и доступа к универсальной услуге связи.

Последний проект предполагает:

  • наличие в каждом населенном пункте не менее одного таксофона с обеспечением бесплатного доступа к экстренным оперативным службам(причем таксофон должен устанавливаться в такой близости от жилых строений, чтобы добраться до него без использования транспортных средств можно было не более чем за час);
  • наличие в каждом поселке с населением не менее пятисот человек пункта коллективного доступа к интернету.

Совершенно очевидно, что быстрое решение таких задач, учитывая географические масштабы и экономическое состояние нашей страны, без широкого применения радиорелейной связи (в первую очередь ее низкоскоростного компонента) невозможно.

Следует отметить, что ограничивающим фактором, препятствующим более бурному росту данного рода связи, является невысокая платежная способность потенциальных потребителей низкоскоростных РРС. Однако и в таких условиях объем ежегодного спроса на комплекты низкоскоростных РРС в России по существующим оценкам приближается к 2 тыс. единиц. В 2002 г. было введено в строй 27,1 тыс. км новых радиорелейных линий (РРЛ).

Развитию рынка во многом способствует деятельность компаний нефтегазовой промышленности. Следующие предприятия до 2005 г. планируют построить РРЛ общей протяженностью:

  • «Газпром» - до 15 тыс. км;
  • «Связьтранснефть» - до 18 тыс. км (компания также планирует реконструировать до 10 тыс. км РРЛ);
  • «Телекомнефтепродукт» - до 12 тыс. км.

Все активнее реконструируют существующие РРЛ региональные представительства ОАО «Ростелеком».

Достаточно велика, но трудно поддается оценке доля корпоративных и частных потребителей на рынке радиорелейного оборудования. По косвенным оценкам она соизмерима с долей отраслевых организаций, а также предприятий и ведомств нефтегазовой промышленности.

Задачи, решаемые с помощью низкоскоростных радиорелейных станций

В настоящее время низкоскоростные ЦРРС чаще всего применяются при решении следующих задач:

  • организация соединительных линий в составе первичных сетей;
  • развертывание РРЛ вдоль магистральных нефте- и газопроводов для обеспечения технологической связи, передачи сигналов телеуправления и телесигнализации;
  • обеспечение доступа к ТфОП, коллективного или абонентского доступа к Интернет-ресурсам, а также к сетям провайдеров (TSP/ASP), организация линий выноса и распределение абонентской емкости от АТС и т.д.;
  • построение сетей передачи данных и сетей широковещательной передачи телевизионных сигналов (DVBT -Digital Video Broadcast Transmission);
  • построение сетей многоканального распределения информации (LMDS - Local Multi Chanel Distribution Services);
  • развертывание ведомственных, корпоративных и частных линий и сетей радиорелейной связи;
  • соединение между собой станций сотовых сетей и АТС городских и сельских сетей связи;
  • развертывание линий и сетей сельской связи, в том числе по принципу «точка - много точек» с многостанционным доступом при временном (частотном) разделении каналов;
  • организация соединительных линий в оконечных цифровых АТС для связи с их выносными модулями.

Варианты комплектации и построения низкоскоростных ЦРРС и ЦРРЛ

Для решения перечисленных выше задач станции должны комплектоваться соответствующим образом. Типовой базовый вариант комплектации может включать в себя оборудование одного или нескольких стволов, а также один или несколько модемов, определяющих метод модуляции и соответственно вид передаваемого сигнала.

На практике передача низкоскоростных потоков (до 10 Мби/с) может происходить и без модемов. В этом случае осуществляется так называемая манипуляция непосредственно на СВЧ-несущей. Естественно, отказ от модема уменьшает стоимость оборудования, однако данный метод имеет некоторые недостатки. Один из них заключается в том, что в многопролетных линиях при ретрансляции усложняется процесс передачи сигнала с одной станции на другую, поскольку производится демодуляция сигнала. В связи с этим на каждой станции должен устанавливаться регенератор. Тем не менее низкоскоростные станции такого типа успешно применяются прежде всего для организации однопролетных радиорелейных линий.

В типовой базовый вариант низкоскоростной РРС может также входить мультиплексор (как правило, 4хЕ1), который позволяет повысить гибкость, а также оперативность выделения и перераспределения информационных потоков между пользователями.

В настоящее время компоненты, обеспечивающие функции мультиплексирования, модуляции и резервирования стволов, часто размещаются в одном моноблоке, либо выполняются в виде отдельных модулей (плат), устанавливаемых в общей корзине. Это дает значительный выигрыш в стоимости оборудования и, что немаловажно, улучшает потребительские свойства аппаратуры, которая становится более удобной в эксплуатации. При этом упрощается процесс наращивания функциональных возможностей и модернизации станции, осуществляемый путем замены либо установки дополнительных плат в корзину.

При организации РРЛ, обеспечивающих абонентский доступ к сетям связи, обычно используются нестандартные варианты комплектации. Возможные схемы построения РРЛ при реализации доступа к ТфОП представлены на рис. 1-4. Данные варианты доступа могут быть отнесены к разряду коллективных. Их целесообразно применять в следующих конфигурациях:

  • для стационарных абонентов

    Технология доступа к ТфОП с встроенным интегрированным в состав РРЛ мультиплексором:

  • для локально-мобильных абонентов

    Технология доступа к ТфОП в сочетании с многоканальной станцией абонентского радиодоступа:

  • одноступенчатая схема радиорелейной привязки абонентов населенного пункта, обеспечиваемых телефонной связью через обособленную мини-АТС:

  • многоступенчатая схема радиорелейной привязки абонентов сельских населенных пунктов и районных центров, например, к областному центру:

Заметим, что в случае реализации рассматриваемого способа доступа к ТфОП при наличии соответствующих модемов и интерфейса возможна передача любых видов информации (речь, факсимильные сообщения, данные и т.д.).

По комплектации оборудования особняком можно поставить РРС, предназначенные для организации линий связи в сельской местности. Как правило, они реализуются в дециметровом диапазоне (300-3000 МГц), что обусловливает их невысокую пропускную способность: 512, 1024 или 2048 кбит/с. Однако они выгодно отличаются возможностью применения невысоких (до 20 м) и, следовательно, недорогих антенных опор для организации пролетов большой протяженности (до 50 км и более). Хорошие массогабаритные характеристики оборудования и дифракционные свойства электромагнитных волн в используемом диапазоне позволяют достаточно свободно выбирать место размещения РРС и антенн, благодаря чему они могут быть установлены на подходящих для этого объектах, например вблизи сельских почтовых отделений.

Отметим, что необходимость применения передатчика с мощностью до нескольких ватт для обеспечения протяженности пролета в 30-50 км, несущественно сказывается на массогабаритных и стоимостных показателях низкоскоростных РРС в целом. При указанной высоте антенной опоры и мощности передатчика можно использовать моноблочные станции, то есть РРС не обязательно должна состоять из блоков внутреннего и внешнего размещения. Это уменьшает стоимость станции, повышает сроки работы оборудования, позволяет обеспечить надлежащий контроль за его сохранностью, облегчает проведение работ по его профилактике и ускоряет процесс поиска и устранения неисправностей.

Широкое применение специального оборудования позволяет персоналу средней квалификации самостоятельно производить монтаж и подключение к низкоскоростным РРС, например, мини-АТС или непосредственно оконечных терминалов

Применение современных модемных устройств стандарта HDSL позволяет осуществлять вынос радиооборудования с помощью обычной витой пары на расстояние до нескольких километров, обеспечивая наряду с передачей данных (до 320 кбит/с)и передачу нескольких (от одного до трех) телефонных каналов. Такое решение может успешно использоваться при реализации проектов, предусмотренных Законом «О связи» (увеличение числа пользователей Интернета и предоставление универсальной услуги в сельской местности).

Сравнение радиорелейных линий и кабельных линий связи

Сравнение временных и финансовых затрат на организацию кабельных и радиорелейных линий связи показывает, что развертывание РРЛ в целом оказывается более выгодным. В табл. 1 представлены данные по затратам на развертывание линий связи разного типа без учета их пропускной способности. Как видно из таблицы, построение РРЛ обходится дешевле и осуществляется быстрее. Следует, правда, учесть, что на предварительном этапе много времени может уйти на оформление частотных разрешений, о получении которых лучше побеспокоиться заблаговременно.

Результаты сравнения экономической эффективности развертывания РРЛ и кабельных линий связи показывают, что при организации линий малой протяженности (до 5-6 км) оборудование кабельных линий обходится дешевле (без учета затрат на прокладку кабеля). На таких расстояниях достаточно большой оказывается стоимость антенных опор РРЛ. С другой стороны, в небольших пролетах можно использовать упрощенное антенно-фидерное устройство, а не дорогостоящие антенные мачты. Поэтому при построении коротких линий только детальный расчет затрат по конкретному проекту позволяет ответить на вопрос, какая из технологий в данном случае более выгодна. Если же протяженность пролета составляет 30-50 км удельные расходы на организацию РРЛ оказываются заметно ниже.

Можно привести и другие аргументы в пользу радиорелейной связи:

  • простота преодоления естественных преград (водных и горных препятствий, транспортных магистралей, болот и т.д.);
  • отсутствие арендной платы за землю, через которую проходит трасса;
  • меньшая подверженность воздействию природных явлений;
  • более высокая степень защищенности от вандализма или случайного физического воздействия в силу точечного размещения оборудования на высокоподнятых мачтах и т.д.

Сравнение низкоскоростных и других ЦРРС

При использовании высокоскоростных РРС удельная стоимость цифрового канала, разумеется, значительно ниже, чем при задействовании низкоскоростных станций. При этом разница в стоимости высокоскоростной и низкоскоростной радиоаппаратуры не столь уже и велика. Лишь антенные опоры низкоскоростных РРС дециметрового диапазона ввиду простоты антенн и относительно небольшой их высоты (15-20 м) значительно дешевле.

Учитывая все это, пользователям радиорелейного оборудования можно дать следующий совет: при развертывании РРЛ целесообразно предусмотреть некоторый запас пропускной способности. Достаточно увеличить пропускную способность РРЛ с 2 до 8-17 Мбит/с, чтобы снизить стоимость цифрового канала 64 кбит/с почти в 4 раза. В то же время РРС с пропускной способностью 8-17 Мбит/с стоит не более чем на 15-25 % дороже РРС с пропускной способностью 2 Мбит/с. При выборе РРС основное внимание следует уделять энергетическим характеристикам оборудования, так как именно они оказывают наиболее существенное влияние на качество, дальность и устойчивость связи.

Заключение

Итак, можно сделать вывод, что низкоскоростные ЦРРС в настоящее время и в перспективе будут востребованы на российском рынке и могут с успехом использоваться при реализации ряда проектов, имеющих важное государственное значение. Благодаря своим технико-экономическим характеристиками низкоскоростные ЦРРС пользуются устойчивым спросом у потребителей, имеющих разные финансовые возможности и представляющих различные ведомства, отрасли и направления бизнеса.

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