Что такое ррл в сотовой связи
Радиорелейные линии связи — особенности, применение
Отечественной радиорелейной промышленности более 50 лет. За время своего развития отрасль вышла на ожидаемые позиции. Сегодня радиорелейные каналы (РРЛ) отлично зарекомендовали себя в обеспечении удаленных районов с низкой инфраструктурой, охвате больших пространств и местностей со сложной структурой геологии. К числу заметных отличий от проводной технологии добавился более низкий бюджет оснащения.
Применение радиорелейных линий связи
Радиорелейные линии связи находят широкое применение в различных отраслях промышленности. В общем случае беспроводные каналы заменяют проводные сети многоканальной телефонной связи. Лидером по протяженности радиорелейных линий связи остается Киргизия. Использование РРЛ обусловлено преобладанием горного рельефа на всей территории Республики. Вторым направлением оснащения современными линиями передачи остается телевидение. Учитывая, что средний радиус распространения вещания составляет 100 километров, федеральные каналы все чаще осваивают строительство так называемых беспрограммных телецентров.
Беспроводная связь РРЛ активно используется провайдерами интернета, сотовыми операторами. Известно применение радиорелейных каналов для организации корпоративной связи. Ввиду большего чем у WI — FI бюджета и необходимости получения лицензии, РЛЛ остается недоступным для малого и среднего бизнеса, частных лиц. Срок службы оборудования достигает 30 лет с учетом того, что комплексы могут работать даже в суровых условиях климата.
Традиционные РРЛ магистрального типа постепенно переходит в сегмент городских линий, уступая место оптоволоконным линиям. Однако такие шаги требуют согласования бюджета проекта. Безусловным остается применение РРЛ в северных, малозаселенных районах, где нет необходимости в прогнозировании трафика.
В практике применения РРЛ-сетей используется несколько вариантов развертывания. Самый популярный сценарий размещения станций – пошаговое размещение вышек на маршруте оснащения. Применение технологии hop-by-hop обеспечивает возможность оперативного внесения изменений в действующие конфигурации или модернизацию устаревшего оборудования.
Принцип построения, используемое оборудование, применение
Основными компонентами, обеспечивающими передачу сигналов на большие расстояния, являются радиорелейные линии прямой видимости. В их задачи входит обеспечение устойчивой связи при передаче до потребителя сообщений в цифровом формате, вещания телевидения и звуковых эфиров. В состав волнового спектра входят диапазоны сантиметровых и дециметровых волн.
В используемых диапазонах прямой видимости не наблюдаются помехи атмосферного и техногенного происхождений. Расстояние между ближайшими станциями, работающих в ширине спектра 30 ГГц является расчетным, зависит от высоты вышек и рельефа в местности размещения.
Радиорелейная связь нашла широкое применение в областях народного хозяйства. Принцип ретрансляции активно используется для организации и построения локальных сетей крупных корпораций. Надежность и достоверность передаваемых сигналов применяется для управления войсками и организации коммерческой связи.
Преимущества технологии РРЛ успешно внедряются в инфраструктуру производств, имеющих большое количество удаленных объектов. Это аэропорты, железнодорожные и морские министерства сообщений. Единственным недостатком, который остается ощутимым при возведении систем передачи данных остается необходимость обеспечения прямой видимости между ретрансляторами. Это требование ставит целый ряд условий перед службами технического оснащения, повышает бюджет проекта за счет необходимости увеличения числа промежуточных станций.
Радиорелейная связь
Радиореле́йная свя́зь (от англ. Relay — передавать, транслировать) — один из видов радиосвязи, образованной цепочкой приёмо-передающих (ретрансляционных) радиостанций. Наземная радиорелейная связь осуществляется обычно на деци- и сантиметровых волнах (от сотен мегагерц до десятков гигагерц).
По назначению радиорелейные системы связи делятся на три категории, каждой из которых на территории России выделены свои диапазоны частот:
Данное деление связано с влиянием среды распространения на обеспечение надёжности радиорелейной связи. До частоты 12ГГц атмосферные явления оказывают слабое влияние на качество радиосвязи, на частотах выше 15ГГц это влияние становится заметным, а выше 40ГГц определяющим, кроме того, на частотах выше 40ГГц значительное влияние на качество связи оказывает затухание в атмосфере Земли.
Атмосферные потери, в основном, складываются из потерь в атомах кислорода и в молекулах воды. Практически полная непрозрачность атмосферы для радиоволн наблюдается на частоте 118.74 ГГц (резонансное поглощение в атомах кислорода), а на частотах больше 60 ГГц погонное затухание превышает 15 дБ/км. Ослабление в водяных парах атмосферы зависит от их концентрации и весьма велико во влажном теплом климате и доминирует на частотах ниже 45 ГГц.
Также отрицательно на радиосвязь влияют гидрометеоры, к которым относятся капли дождя, снег, град, туман и пр. Влияние гидрометеоров заметно уже при частотах больше 6 ГГц, а в неблагоприятных экологических условиях (при наличии в атмосферных осадках металлизированной пыли, смога, кислот или щелочей) и на значительно более низких частотах.
Антенны соседних станций располагают в пределах прямой видимости (за исключением тропосферных станций). Для увеличения длины интервала между станциями антенны устанавливают как можно выше — на мачтах (башнях) высотой 10—100 м (радиус видимости — 40-50 км) и на высоких зданиях. Станции могут быть как стационарными, так и подвижными (на автомобилях).
Принципиальным отличием радиорелейной станции от иных радиостанций является дуплексный режим работы, то есть приём и передача происходят одновременно (на разных несущих частотах).
Протяженность наземной линии радиорелейной связи — до 10000 км, ёмкость — до нескольких тысяч каналов тональной частоты в аналоговых линиях связи, и до 622 мегабит в цифровых линиях связи. В общем случае, протяжённость и ёмкость (скорость передачи данных) находятся в обратно пропорциональной зависимости друг от друга: как правило, чем больше расстояние, тем ниже скорость, и наоборот.
В Российской Федерации для вновь вводимых магистральных радиорелейных линий связи определены скорости передачи, равные 155 Мбит/с (поток STM-1 синхронной цифровой иерархии, SDH) или 140 Мбит/с (поток Е4 плезиохронной цифровой иерархии, PDH, передаваемый в составе сигнала STM-1).
Содержание
История
В СССР начало развитию радиорелейной промышленности было положено в середине 50-х годов. Причиной для этого стала дешевизна радиорелейной связи по сравнению с кабельными линиями, особенно в условиях огромных пространств с неразвитой инфраструктурой и сложной геологической структурой местности. Первая магистральная радиорелейная система Р-600 (Р-600М, Р-600-МВ, «Рассвет-2») была создана в 1958 году. В 1970 году появился комплекс унифицированных радиорелейных систем «КУРС». Все это позволило в 60—70-е годы развить сеть связи страны, обеспечить качественную телефонию и наладить передачу программ центрального телевидения. К середине 70-х годов в стране была построена уникальная радиорелейная линия, протяжённость которой составляла около 10 тыс. км, емкостью каждого ствола равной 14400 каналов тональной частоты. Суммарная протяженность РРЛ в СССР превысила к середине 70-х годов 100 тыс. км.
Среди созданных радиорелейных линий связи можно назвать тропосферную радиорелейную линию связи «Север» (ТРРЛ «Север»).
C начала 90-х годов в России для построения сетей передачи данных начинают активно применятся цифровые радиорелейные станции плезиохронной цифровой иерархии и, позднее, синхронной цифровой иерархии в основном зарубежного производства.
Наиболее протяженные местные и внутризоновые сети передачи данных, основанные на РРЛ в настоящее время имеют операторы сотовой связи, такие как Билайн, МегаФон и МТС. Наиболее протяженные магистральные сети передачи данных, основанные на РРЛ принадлежат Ростелекому.
Принципы построения аппаратуры РРЛ
В устаревших на данный момент аналоговых РРЛ, а также магистральных цифровых РРЛ как блоки со стандартными интерфейсами, так и радиомодули обычно устанавливаются в линейно-аппаратном зале. Это связано с реализацией сложных схем резервирования N + 1, когда нет возможности расположить делитель мощности с одной антенны на несколько радиомодулей в непосредственной близости от антенны из-за громоздкости делителя мощности. В этом случае радиомодули и антенну соединяет волновод, проложенный от линейно-аппаратного зала до места крепления антенны на радиорелейной башне.
Так же распространен вид цифровых РРЛ, в котором конструктивно совмещается модуль стандартных интерфейсов и радиомодуль в виде одного герметичного блока, имеющего несколько стандартных интерфейсов, разъем питания и волноводный разъем для непосредственного крепления к антенне.
Конфигурации и методы резервирования
Уменьшение коэффициента неготовности достигается с помощью дублирования функциональных блоков РРЛ или использованием отдельного резервного ствола РРЛ.
Конфигурация оборудования РРЛ с одним стволом без резервирования.
Конфигурация оборудования РРЛ с N стволами без резервирования. Конфигурация N+0 представляет собой несколько частотных стволов РРЛ или стволов с разной поляризацией, работающих через одну антенну. В случае использования нескольких частоных стволов разделение стволов осуществляется с помощью делителя мощности и частотых полосовых фильтров. В случае использования стволов РРЛ с разной поляризацией разделение стволов осуществляется применением специальных антенн, поддерживающими прием и передачу сигналов с разными поляризациями (например, кроссполяризационных антенн, имеющих одинаковый коэффициент усиления для сигнала с горизонтальной и вертикальной поляризацией).
Конфигурация N+1 HSB (Hot StandBy)
Конфигурация оборудования РРЛ с N стволами и одним резервным стволом, находящимся в «горячем» резерве. Фактически резервирование достигиется путем дублирования всех или части функциональных блоков РРЛ. В случае выхода одного из блоков РРЛ из строя, блоки, находящиеся в «горячем» резерве замещаю неработоспособные блоки.
Конфигурация N+M HSB (Hot StandBy)
Конфигурация оборудования РРЛ с N стволами и M резервным стволом, находящимися в «горячем» резерве.
Конфигурация N+1 SD (Space Diversity)
Конфигурация N+M SD (Space Diversity)
Конфигурация N+1 FD (Frequency Diversity)
Конфигурация N+M FD (Frequency Diversity)
Кольцевая топологоя построения РРЛ
Построенные интервалов РРЛ по кольцевой топологии является одним из самых надежных способов резервирования, даже если все интервалы РРЛ в кольце работают в конфигурации 1+0. Тем не менне существуют несколько правил пострения кольцевой топологии интервалов РРЛ: количество пролетов в кольце должно быть не менее четырех, а также угол между соседними интервалами РРЛ должен быть больше 90° (с целью уменьшения влияния гидрометеоров на соседние интервалы РРЛ).
Как правило в реальных сетях, состоящей из интеравлов РРЛ, комбинируют различные методы резервирования с целью увеличения надежности сети.
Технологии, используемые в РРЛ
Цифровые РРЛ используются не только для организации PDH и SDH линий связи, а также для организации Ethernet линий со скоростью передачи до 2,5 Гбит/с связи без использования таких технилогий, как EoPDH, PoSDH. Передача Ethernet кадров без необходимости инкапсуляции их TDM кадры (потоки E1 или E3, фреймы SDH и т.п) возможна благодаря использованию пакетного радиокадра вместо TDM радиокадра в радиоканале. Согласно технологиям, используемым для организации радиокадров различают следующие виды цифровых РРЛ:
К пакетным относят цифровые РРЛ с пакетным радиокадром. Для передачи TDM потоков используются псевдопроводные технологии передачи данных. За счет использования пакетного радиокадра возможно применение механизмов QoS над потоками данных, передаваемых через пакетные РРЛ. Так же, в пакетных РРЛ наиболее часто используется адаптивная модуляци, обычно сочетаемая с QoS.
Энергетические и качественные показатели
Основным документов для расчёта энергетических и качественных показателей РРЛ прямой видимости на территории России является ГОСТ-Р 53363-2009 «Цифровые радиорелейные линии. Показатели качества. Методы расчета».
ГОСТ-Р 53363-2009 основан на рекомендациях Сектора радиосвязи Международного союза электросвязи.
Перспективы развития
Радиорелейные линии связи
Радиорелейная связь — радиосвязь по линии, образованной цепочкой приемо-передающих (ретрансляционных) радиостанций. Осуществляется обычно на деци- и сантиметровых волнах. Антенны станций линии радиорелейной связи устанавливают на мачтах (башнях) высотой 70-100 м; антенны соседних станций обычно находятся в пределах прямой видимости (на равнине 40-50 км).
ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ
Принцип радиорелейной связи заключается в создании системы ретрансляционных станций, расположенных на расстоянии, обеспечивающем устойчивую работу. Простейшая топология радиорелейной линии связи представляет собой два устройства, передающих информацию между двумя пунктами. В более сложных случаях строятся ответвления от основной линии или создаются сети распределения информации между регионами, населенными пунктами или непосредственно между потребителями.
ТЕХНИЧЕСКОЕ РЕШЕНИЕ
Радиорелейные сети связи строятся на основе двух технологий: PDH и SDH. оборудования.
Потоки, предлагаемые радиорелейными линиями с технологией PDH, считаются средне- и низкоскоростными. Для организации высокоскоростных потоков используют технологию SDH. Скорость передачи таких систем уровня STM-16 достигает 2.5 Гбит/с.
Для защиты трафика применяются различные схемы резервирования оборудования.
ВОЗМОЖНОСТИ
ПРИЕМУЩЕСТВА
Радиорелейные линии связи требуют гораздо меньших затрат и времени на развертывание, чем ВОЛС, они могут быть проложены оперативно в сложных географических условиях. РРЛ наиболее эффективны при развертывании разветвленных цифровых сетей в больших городах и индустриальных зонах, где прокладка ВОЛС слишком дорога или вовсе невозможна, а качество передачи информации по современным РРЛ не уступает ВОЛС.
ОСНОВНЫЕ ОТРАСЛИ ПРИМЕНЕНИЯ
Компания Асва использует оборудование передовых лидеров в производстве телекоммуникационного оборудования, таких как ДженералДейтаКомм (Россия, Санкт-Петербург), НПФ «Микран» (Россия, Томск), NEC (Япония), Ericsson (Швеция).
Каждый из представленных производителей предлагает свое отличное от других решение по организации задач радиорелейных сетей. В результате чего можно заметить, что один из производителей использует платформу на моно-плате, другой сделал ставку на использование многофункциональных корзин (магазинов доступа) укомплектованых разноплановыми платами, в результате чего одно и тоже техническое решение можно реализовать по разному, используя плюсы того или другого производителя исходя из поставленных целей.
Представляем пример технического решения на базе оборудования Антерум 630 (ДженералДейтаКомм) и Mini-Link TN (Ericsson). В данном примере мы предлагаем сравнить не только техническое исполнение типового решения, но и спецификации набора оборудования, что будет крайне полезно при выборе варианта решения.
*Модуль мультиплексора для РРЛ Антерум 630 предоставляет оператору возможность экономить на внешнем оборудовании SDH, т.к. он содержит в себе внутренний мультиплексор уровня STM-1. Теперь при необходимости построения гибридных сетей передачи с использованием оптического кабеля и радиорелейных линий необязательно наличие на каждом узле внешнего мультиплексора SDH, его функции может выполнять внутренний блок Антерум 630. Внутренний блок может комплектоваться как оптическими так и электрическими интерфейсамиSTM-1. Внутренняя матрица коммутации с емкостью 256 х E1 позволяет конфигурировать радиорелейные терминалы как оконечный узел вставки/выделения с емкостью в радиоканаледо 70 ч Е1. Кроме этого, как стандартная опция поддерживается передача трафика Ethernet со скоростями от 2 до 100 Мб\с.
Многочисленные отзывы операторов связи и корпоративных заказчиков, использующих Антерум 630, подтверждают исключительную функциональность и гибкость оборудования с новым модулем мультиплексирования.
Спецификация РРС «Антерум 630» 32E1+Ethernet
| RC61-3220000 Внутренний блок А 630 32Е1 1+1 | шт | 2 |  |
| RR60-1080011 Наружный блок А 630, 08 Ггц п.01, нижн. | шт | 2 | |
| RR60-1080012 Наружный блок А 630, 08 Ггц п.01, верхн. | шт | 2 | |
| А0RD – 0802012 Антенна, А 630, 1,2 м, 8Ггц, HPLP | шт | 2 | |
| A00C-0803020 Делитель 08 Ггц, 3 дБ | шт | 1 | |
| RSOC-0831001 Разъем N- типа для кабеля 9913 | шт | 8 | |
| С00R – 0121930 Кабель консольный DB15M-DB9F 3 м. | шт | 2 | |
| С00R – 0116045 Кабель инт. Балансный HD60, 4,5 м. | шт | 2 | |
| Кабель коаксиальный 50 Ом Bldn 9913 м. | м | *1 | |
| Блок питания S-150-48 | шт | 2 | |
| Крепежное устройство для двух кабелей 6/NTM 201 230/42 | шт | *2 | |
| EOM 81807710 Заземлитель для кабелей d=5-11мм | шт | 8 |
1 Метраж кабеля определяется в зависимости от конкретики условий объекта
2 Количество крепежных устройств зависимости от конкретики условий объекта
AMM — магазин модуля доступа
LTU — блок термирования линии
ETU2 — блок интерфейсов Ethernet
PFU — блок фильтров силового питания
FAU — блок охлаждения
NPU — блок узлового процессора
Спецификация РРС Mini-Link TN
| Модем FAB 801 6807 MMU2 C Kit | шт | 4 |  |
| Комплекс прогр-аппарат FAB 801 6726 | шт | 4 | |
| Комплекс прогр-аппарат FAB 801 6727 QAM | шт | 4 | |
| Комплекс прогр-аппарат FAL 104 4135 | шт | 2 | |
| Блок ROJR 208 002/3 LTU 16/1 | шт | 4 | |
| Блок интерфейсов FAB 801 6813 | шт | 2 | |
| Модуль доп. каналов FAB 801 6728 | шт | 2 | |
| Антенна комп.1,2м 7/8ГГц UKY 210 40/SC11D | шт | 2 | |
| Радиомодуль RAU1 N 7/82 NTM 203 078/82 | шт | 2 | |
| Радиомодуль RAU1 N 7/86 NTM 203 078/86 | шт | 2 | |
| Магазин модулей FAB 801 6947 AMM 6p C | шт | 2 | |
| Блок питания NTM 101 0653/1 PFU3 KIT | шт | 2 | |
| Модуль маршрутизации FAB 801 6914 | шт | 2 |  |
| Комплекс прогр-аппарат. FAL 104 3850 | шт | 2 | |
| Устр.заземления MINI-LINK E NGT 211 04/7 | шт | 12 | |
| Панель радиокабелей 12, 1U SXK 111 564/1 | шт | 2 | |
| Разъем SXK 111 511/1 N-MALE 10 мм | кмп | 8 | |
| Кабель межбл.соед.с разъем.RPM5176906/01 | шт | 4 | |
| Радиокабель Ф10mm /500m TZC 500 32/500 | шт | *1 | |
| Заглушка 033/BFY 112 0401/W | шт | 2 | |
| Заглушка 033/BFY 113 0431/W | шт | 2 | |
| Кабель RPMR 102 06/3, 6.0 м (120 Ом) | шт | *1 | |
| Кабель NTM 203 80/100 | шт | *1 | |
| Крепежное устройство для двух кабелей 6/NTM 201 230/42 | компл | *2 |
1 Метраж кабеля определяется в зависимости от конкретики условий объекта
2 Количество крепежных устройств зависимости от конкретики условий объекта