Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Radiocomunicazioni civili

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Le stazioni radio digitali (DRRS) nella gamma dei 37 GHz, apparse sul mercato internazionale delle apparecchiature di telecomunicazione negli ultimi tre o quattro anni, si sono rivelate un mezzo di trasmissione molto efficace, anche nell'"ultimo miglio" per la consegna Stream digitali E1 all'utente finale. Una gamma di frequenze quasi libera e parametri di peso e dimensioni minimi, che consentono il montaggio dei moduli radio su supporti semplici, garantiscono una domanda costantemente elevata per apparecchiature di questo tipo nel prossimo futuro.

La tabella mostra le caratteristiche principali del CRRS nella gamma 37...39 GHz di produttori nazionali ed esteri.

Produttore*Nome modello*Larghezza di banda*Configurazione (+0, +1 - nessuna o riserva calda)*Canali di servizio kbit/s*Coefficiente. sist. 4XÅ1 BER=10-3,dB*Tipo di modulazione*Es. alimentazione, V*Intervallo di temperatura, °C

All'estero le linee radio (RRL) di questa gamma vengono utilizzate, in particolare, per organizzare percorsi urbani e collegamenti di centri di commutazione cellulare nei sistemi di comunicazione mobile.

Nel complesso delle comunicazioni domestiche vengono utilizzati principalmente RRL a campata singola. Il principale fattore limitante per l'implementazione del CRRS nelle reti locali (una struttura ad albero caratteristica della Federazione Russa) per gli operatori di telecomunicazioni nazionali è la bassa resistenza agli agenti atmosferici degli RRL multi-span.

Una metodologia di calcolo standard, creata sulla base di una generalizzazione di numerosi dati sperimentali, mostra che per una RRL a campata unica di 6 km di lunghezza, la durata totale del fading (il fading è un aumento dell'attenuazione del segnale radio dovuto ai cambiamenti delle condizioni meteorologiche lungo il percorso RRL; il profondo sbiadimento può portare al deterioramento della qualità del segnale digitale sull'apparecchiatura del relè radio in uscita - un aumento del tasso di errore, perdita di sincronizzazione, ecc.) può ammontare a 0,03-0,04 % del mese peggiore per le zone della parte europea della Russia. Quando si utilizza una topologia lineare, i tempi di indisponibilità dei singoli tratti vengono sommati, il che porta ad una significativa diminuzione della stabilità della rete nel suo insieme. Uno dei modi per aumentare la stabilità è l'hot standby, il che significa che l'apparecchiatura contiene non solo il set principale, ma anche un set di backup costantemente acceso e non caricato con un flusso digitale. Se la qualità del segnale all'uscita del set principale di apparecchiature si deteriora, il segnale digitale viene commutato sul set di backup utilizzando un sistema di commutazione automatica. Ma anche l’hot standby può solo migliorare la disponibilità hardware della rete, ma non riduce in alcun modo le interruzioni della comunicazione dovute alle condizioni atmosferiche.

Allo stesso tempo, il costo di RRL è 2...3 volte inferiore al costo delle linee di comunicazione via cavo (CLS), che, dato il numero limitato e la bassa densità territoriale degli abbonati, può avere un impatto decisivo sulla redditività di ricostruzione delle reti di comunicazione rurali. Di seguito parleremo di un modo per eliminare la contraddizione tra il costo di una rete che utilizza RRL e la sua sopravvivenza utilizzando l'esempio di una catena lineare con una lunghezza totale di 24 km, che collega cinque nodi utilizzando una RRL a quattro campate.

L'influenza decisiva sulla statistica dell'attenuazione sul percorso RRL delle bande superiori a 20 GHz è esercitata dall'attenuazione delle onde elettromagnetiche nelle idrometeore (gocce di pioggia o nebbia, fiocchi di neve, ecc.). Ciò è causato dalla diffusione delle onde sulle particelle delle idrometeore e dal loro assorbimento di energia elettromagnetica. L'entità dell'attenuazione dipende dal rapporto tra le dimensioni delle formazioni di goccioline e la lunghezza d'onda del segnale radio. Nella gamma di frequenza superiore a 20 GHz, queste dimensioni diventano comparabili, soprattutto durante forti piogge, quando il diametro medio delle goccioline aumenta con l'aumentare dell'intensità della pioggia. Per linee ragionevolmente progettate, è critica la precipitazione con un'intensità superiore a 30 mm/h, localizzata all'interno di fuochi di un raggio di 3...5 km con una distanza media tra i fuochi di circa 30 km (vedi figura).

Con una tale distribuzione spaziale della pioggia, non è possibile localizzare più di una fonte di pioggia sul territorio della rete e, quindi, non si verificano attenuazioni simultanee del segnale a intervalli non adiacenti. Se si organizza il collegamento di una rete di accesso ad un PBX di livello superiore tramite un collegamento in fibra ottica (o CRRL) da due nodi finali della rete, la perdita di comunicazione con esso da parte di un gruppo di nodi contemporaneamente può essere completamente eliminata. Un calcolo quantitativo secondo la metodologia standard mostra che la connessione di uno qualsiasi dei nodi della rete lineare sarà assente per meno di 8 minuti all'anno. Pertanto, la tecnica associata alla costruzione di percorsi di bypass e alla ridondanza territoriale delle linee può diventare un argomento convincente a favore dell'uso di RRL relativamente economici nelle reti di comunicazione locale.

Sulla base dei dati concreti, sono stati stabiliti i dati iniziali medi sulla distribuzione della capacità numerica richiesta nelle aree rurali della parte europea della Federazione Russa. In base al numero di insediamenti e al grado di copertura telefonica desiderato, si è concluso che in quasi ogni distretto è possibile organizzare una o due reti rurali con i seguenti parametri: territorio occupato - 300...600 km2, numero di nodi - 8 - 16, il numero di potenziali abbonati è 1000 - 3000, la distanza media tra i nodi è 5...7 km.

Per tali reti sembra promettente l'utilizzo di RRL collegati in un circuito ad anello come mezzo di trasmissione. Il collegamento di una rete di accesso ad anello a una centrale telefonica di livello superiore da due nodi geograficamente separati da più di 15 km ridurrà al minimo l'indisponibilità della rete dovuta alle condizioni meteorologiche.

Il throughput ottimale di ciascuna direzione all'interno dell'anello è determinato dalla capacità numerica dei nodi di commutazione e varia da 8 a 34 Mbit/s, il che consentirà in futuro di espandere sia la capacità numerica che l'area della rete.

Considerando che nel 90% dei casi l'altezza delle antenne su terreni moderatamente accidentati sui percorsi di lunghezza sopra indicata non supera i 30 m, e che i parametri di peso e dimensioni del CRRS per la banda 37 GHz consentono di posizionare moduli radio sui tetti di edifici, torri faro economiche e supporti semplici, i costi di capitale specifici per la creazione di un anello Le reti di accesso basate solo su CRRS possono costare 150-170 dollari per abbonato, escluso il costo delle capacità PBX. Il costo di costruzione di strutture lineari per una rete di questo tipo basata su CLAN o linee in fibra ottica supera i 350 dollari per abbonato.

Pertanto, l'uso di apparecchiature di ripetitore radio nella gamma 37 GHz nelle reti suburbane e rurali, in combinazione con la riorganizzazione della struttura di tali reti secondo il principio dell'anello e la ridondanza territoriale dei percorsi di connessione, consente di ridurre i costi durante il passaggio alle capacità degli abbonati digitali nelle regioni rurali, pur mantenendo una stabilità di comunicazione accettabile.

Autori: S. Burdin, T. Gogobegidze, A. Abramov, A. Didenko, Kazan, Tatarstan

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