Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Устройство, эксплуатационно-техническое обслуживание и ремонт станционного оборудования радиорелейных линий связи

..pdf
Скачиваний:
12
Добавлен:
12.11.2023
Размер:
10.76 Mб
Скачать

Все 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.

Рис. 112. Структурная схема измерения шумов в те­ левизионных каналах

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.

Соседние файлы в папке книги