Принцип построения радиорелейных линий связи

Радиорелейные линии (РРЛ) представляют собой цепочку приемо­передающих радиостанций (оконечных, промежуточных, узловых), которые осуществляют последовательную многократную ретрансля­цию (прием, преобразование, усиление и передачу) передаваемых сигналов.

РРЛ являются одним из основных наземных средств передачи сигна­лов телефонной связи, программ звукового и ТВ вещания, цифровых данных и других сообщений на большие расстояния. Ширина полосы частот сигналов многоканальной телефонии и ТВ составляет не­сколько десятков мегагерц, поэтому для их передачи практически мо­гут быть использованы диапазоны только дециметровых и сантимет­ровых волн, общая ширина спектра которых составляет 30 ГГц. В этих диапазонах почти полностью отсутствуют атмосферные и промышленные помехи. Расстояние между соседними станциями (протяженность пролёта) зависит от рельефа местности и высоты подъема антенн. Обычно его выбирают близким или равным расстоя­нию прямой видимости R.Для сферической поверхности Земли с уче­том атмосферной рефракции R = 4,1 ( + ),

где h₁и h₂ - высоты подвеса соответственно передающей и приемной антенн (в метрах). В реальных условиях, в случае мало пересеченной местности R= 40...70 км при высоте антенных мачт 60...100 м

Комплекс приемопередающей аппаратуры РРЛ для передачи ин­формации на одной несущей частоте (или на двух несущих частотах при организации дуплексных связей) образует широкополосный ка­нал, называемый стволом (радиостволом). Оборудование, предна­значенное для передачи телефонных сообщений и включающее в себя кроме радиоствола модемы и аппаратуру объединения и разъе­динения каналов, называют телефонным стволом. Соответствующий комплекс аппаратуры для передачи полных ТВ сигналов (вместе с сигналами звукового сопровождения, а часто и звукового вещания) называют ТВ стволом.

Большинство современных РРЛ являются мно­гоствольными. При этом кроме рабочих стволов, могут быть один или два резервных ствола, а иногда и отдельный ствол служебной связи. С увеличением числа стволов возрастает соответственно и объем оборудования (число передатчиков и приемников) на станциях РРЛ.

Рис. 1 Упрощённая схема построения РРЛ

Часть РРЛ (один из возможных вариантов) условно изображена на рис.1, где показаны радиорелейные станции трех типов: оконеч­ная (ОРС), промежуточная (ПРС) и узловая (УРС).

На ОРС производится преобразование сообщений, поступающих по соединительным линиям от междугородных телефонных станций (МТС), междугородных ТВ аппаратных (МТА) и междугородных веща­тельных аппаратных (MBA), в сигналы, передаваемые по РРЛ, а так­же обратное преобразование. На ОРС начинается и заканчивается линейный тракт передачи сигналов.

С помощью УРС разветвляются и объединяются потоки информа­ции, передаваемые по разным РРЛ, на пересечении которых и распо­лагается УРС. К УРС относят также станции РРЛ, на которых осуще­ствляется ввод и вывод телефонных, ТВ и других сигналов, посредст­вом которых расположенный вблизи от УРС населенный пункт связы­вается с другими пунктами данной линии.

На ОРС или УРС всегда имеется технический персонал, который обслуживает не только эти станции, но и осуществляет контроль и управление с помощью специальной системы техобслуживания ближайшими ПРС.

ПРС выполняют функции активных ретрансляторов без выделения передаваемых сигналов электросвязи и введения новых и, как прави­ло, работают без постоянного обслуживающего персонала. Структур­ная схема ретранслятора ПРС приведена на рис. 2

.

Рис. 2 Структур­ная схема ретранслятора ПРС

При активной ретрансляции сигналов на ПРС используют две антенны, располо­женные на одной и той же мачте. В этих условиях трудно предотвра­тить попадание части мощности усиленного сигнала, излучаемого пе­редающей антенной, на вход приемной антенны. Если не принять специальных мер, то указанная связь выхода и входа усилителя ретранслятора может привести к его самовозбуждению, при котором он перестает выполнять свои функции.

Эффективным способом уст­ранения опасности самовозбуждения ретранслятора является разнесение по частоте сигналов на входе и выходе ретранслятора. При этом на ретрансля­торе приходится устанавливать приемники и передатчики, работающие на разных частотах. Если на РРЛ предусматривается одновре­менная связь в прямом и обратном направлениях, то число приемни­ков и передатчиков удваивается, и такой ствол называется дуплекс­ным. В этом случае каждая антенна на станциях используется как для передачи, так и для приема высокочастотных сигналов на каждом на­правлении связи.

Одновременная работа нескольких радиосредств на станцияхи на РРЛ в целом возможна лишь при устранении взаимовлияния между ними. С этой целью создаются частотные планы, т. е. планы распре­деления частот передачи, приема и гетеродинов на РРЛ.

Для двусторон­ней связи по РРЛ (дуплексный режим) можно использовать лишь две рабочие частоты и f₂. Пример РРЛ с таким двухчастотным планом условно изображен на рис. 11.3, а. Чем меньше на линии использует­ся рабочих частот, тем сложнее устранить взаимовлияние сигналов, совпадающих по частоте, но предназначенных разным приемникам.

Во избежание взаимного влияния сигналов РРЛ стараются использовать антенны с узкой диаграммой направленности, с возможно меньшим уровнем боковых и задних лепестков; применяют для разных направ­лений связи волны с различным типом поляризации; располагают от­дельные станции так, чтобы трасса представляла собой некоторую ломаную линию. Применение указанных мер не вызывает сложно­стей, если связь осуществляется в диапазоне сантиметровых волн. Реальные антенные устройства, работающие на менее высоких час­тотах, обладают меньшим направленным действием.

Поэтому (пример использования четырёх частотного плана) на РРЛ дециметрового диапазона приходится разносить частоты приема на каждой станции. В этом случае для прямого и обратного направлений связи выбирают различные пары частот f_h f₂и f₃, f₄(четырехчастот­ный план) (см. рис. 13.3, б), и необходимая для системы связи полоса частот возрастет вдвое.

Четырехчастотный план не требует указан­ных выше мер защиты, однако он неэкономичен с точки зрения ис­пользования полосы частот. Число радиостволов, которое может быть образовано в выделенном диапазоне частот, при четырехчас­тотном плане вдвое меньше, чем при двухчастотном.

Так как для радиорелейной связи в основном используются санти­метровые волны, поэтому двухчастотный план получил наибольшее распространение.

Контрольные вопросы.