Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Zivile Funkkommunikation

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Digitale Funkrelaisstationen (DRRS) im 37-GHz-Bereich, die in den letzten drei bis vier Jahren auf dem internationalen Telekommunikationsgerätemarkt aufgetaucht sind, haben sich als sehr effektives Übertragungsmittel, auch auf der „letzten Meile“ der Zustellung, erwiesen Digitale E1-Streams zum Endbenutzer. Ein nahezu freier Frequenzbereich und minimale Gewichts- und Größenparameter, die die Montage von Funkmodulen auf einfachen Trägern ermöglichen, sorgen in naher Zukunft für eine anhaltend hohe Nachfrage nach Geräten dieser Art.

Die Tabelle zeigt die Hauptmerkmale des CRRS im Bereich 37...39 GHz von in- und ausländischen Herstellern.

Hersteller*Modellname*Bandbreite*Konfiguration (+0, +1 – keine oder Hot-Reserve)*Dienstkanäle kbit/s*Koeffizient. syst. 4XЕ1 BER=10-3,dB*Modulationsart*Bsp. Stromversorgung, V*Temperaturbereich, °C

Im Ausland werden Richtfunkleitungen (RRL) dieses Bereichs insbesondere zur Organisation städtischer Wege und Verbindungen von Mobilfunkvermittlungsstellen in Mobilkommunikationssystemen eingesetzt.

Im inländischen Kommunikationskomplex werden hauptsächlich Single-Span-RRLs verwendet. Der wichtigste limitierende Faktor für die Implementierung von CRRS in lokalen Netzwerken (eine für die Russische Föderation charakteristische baumartige Struktur) für inländische Telekommunikationsbetreiber ist die geringe Wetterbeständigkeit von Multi-Span-RRLs.

Eine Standardberechnungsmethode, die auf der Grundlage einer Verallgemeinerung zahlreicher experimenteller Daten erstellt wurde, zeigt, dass für ein Single-Span-RRL mit einer Länge von 6 km die Gesamtdauer des Fadings (Fading ist eine Erhöhung der Dämpfung des Funksignals aufgrund von auf Änderungen der Wetterbedingungen entlang des RRL-Pfades; starkes Fading kann zu einer Verschlechterung der Qualität des digitalen Signals an der Ausgangsfunkrelaisausrüstung führen - eine Erhöhung der Fehlerrate, Verlust der Synchronisation usw.) kann 0,03-0,04 betragen % des schlimmsten Monats für Gebiete im europäischen Teil Russlands. Bei Verwendung einer linearen Topologie werden die Nichtverfügbarkeitszeiten einzelner Spans aufsummiert, was zu einer deutlichen Verschlechterung der Stabilität des gesamten Netzwerks führt. Eine Möglichkeit zur Erhöhung der Stabilität ist Hot Standby, das heißt, das Gerät enthält nicht nur das Hauptset, sondern auch ein ständig eingeschaltetes Backup-Set, das nicht mit einem digitalen Stream geladen wird. Wenn sich die Qualität des Signals am Ausgang des Hauptgeräts verschlechtert, wird das digitale Signal über ein automatisches Umschaltsystem auf das Backup-Gerät umgeschaltet. Aber auch Hot-Standby kann lediglich die Hardware-Verfügbarkeit des Netzwerks verbessern, verringert jedoch keineswegs wetterbedingte Kommunikationsunterbrechungen.

Gleichzeitig sind die Kosten für RRL 2 bis 3 Mal niedriger als die Kosten für Kabelkommunikationsleitungen (CLS), was angesichts der begrenzten Anzahl und geringen territorialen Dichte der Teilnehmer einen entscheidenden Einfluss auf die Rentabilität von haben kann Wiederaufbau ländlicher Kommunikationsnetze. Im Folgenden werden wir über eine Möglichkeit sprechen, den Widerspruch zwischen den Kosten eines Netzwerks mithilfe von RRL und seiner Überlebensfähigkeit am Beispiel einer linearen Kette mit einer Gesamtlänge von 24 km zu beseitigen, die fünf Knoten mithilfe eines RRL mit vier Feldern verbindet.

Den entscheidenden Einfluss auf die Schwundstatistik auf dem RRL-Pfad von Bändern über 20 GHz hat die Dämpfung elektromagnetischer Wellen in Hydrometeoren (Regentropfen oder Nebel, Schneeflocken usw.). Dies wird durch die Streuung von Wellen an Hydrometeorpartikeln und deren Absorption elektromagnetischer Energie verursacht. Das Ausmaß der Dämpfung hängt vom Verhältnis der Größe der Tröpfchenformationen und der Wellenlänge des Funksignals ab. Im Frequenzbereich über 20 GHz werden diese Größen vergleichbar, insbesondere bei starkem Regen, wenn der durchschnittliche Tropfendurchmesser mit zunehmender Regenintensität zunimmt. Für sinnvoll ausgelegte Leitungen sind Niederschläge mit einer Intensität über 30 mm/h, lokalisiert in Brennpunkten mit einem Radius von 3...5 km und einem durchschnittlichen Abstand zwischen den Brennpunkten von etwa 30 km, kritisch (siehe Abbildung).

Bei einer solchen räumlichen Regenverteilung kann nicht mehr als eine Regenquelle auf dem Netzwerkgebiet lokalisiert werden und daher kommt es nicht zu gleichzeitigen Signalschwund in nicht benachbarten Intervallen. Wenn Sie die Verbindung eines Zugangsnetzwerks zu einer übergeordneten PBX-Anlage über eine Glasfaserleitung (oder CRRL) von zwei Endknoten des Netzwerks aus organisieren, kann der Verlust der Kommunikation mit diesem durch eine Gruppe von Knoten gleichzeitig vollständig vermieden werden . Eine quantitative Berechnung gemäß der Standardmethodik zeigt, dass die Verbindung eines Knotens des linearen Netzwerks weniger als 8 Minuten pro Jahr ausfällt. Somit kann die mit dem Bau von Umgehungspfaden und der territorialen Redundanz von Leitungen verbundene Technik zu einem überzeugenden Argument für den Einsatz relativ günstiger RRL in lokalen Kommunikationsnetzen werden.

Basierend auf Faktenmaterial wurden gemittelte Ausgangsdaten zur Verteilung der erforderlichen Nummernkapazität in ländlichen Gebieten im europäischen Teil der Russischen Föderation ermittelt. Basierend auf der Anzahl der Siedlungen und dem gewünschten Grad der Telefonabdeckung wurde der Schluss gezogen, dass es in fast jedem Bezirk möglich ist, ein oder zwei ländliche Netzwerke mit folgenden Parametern zu organisieren: besetztes Gebiet - 300...600 km2, Anzahl der Knoten - 8 - 16, die Anzahl der potenziellen Abonnenten beträgt 1000 - 3000, die durchschnittliche Entfernung zwischen den Knoten beträgt 5...7 km.

Für solche Netzwerke erscheint es erfolgversprechend, in einer Ringleitung verbundene RRLs als Übertragungsmedium zu verwenden. Durch den Anschluss eines Ringzugangsnetzes an eine übergeordnete Telefonzentrale von zwei Knotenpunkten, die geografisch mehr als 15 km voneinander entfernt sind, wird die wetterbedingte Nichtverfügbarkeit des Netzes minimiert.

Der optimale Durchsatz jeder Richtung innerhalb des Rings wird durch die Anzahlkapazität der Vermittlungsknoten bestimmt und liegt zwischen 8 und 34 Mbit/s, was in Zukunft eine Erweiterung sowohl der Anzahlkapazität als auch des Netzwerkbereichs ermöglicht.

Wenn man bedenkt, dass die Höhe der Antennen in mäßig unebenem Gelände auf Strecken der oben genannten Länge in 90 % der Fälle 30 m nicht überschreitet und die Gewichts- und Größenparameter des 37-GHz-Band-CRRS die Platzierung von Funkmodulen auf Dächern ermöglichen von Gebäuden, billigen Lichtmasten und einfachen Stützen können die spezifischen Kapitalkosten für die Schaffung eines Ring-Zugangsnetzwerks, der nur auf CRRS basiert, 150–170 US-Dollar pro Teilnehmer kosten, ohne die Kosten für PBX-Kapazitäten. Die Kosten für den Aufbau linearer Strukturen für ein solches Netzwerk auf Basis von CLAN- oder Glasfaserleitungen belaufen sich auf über 350 US-Dollar pro Teilnehmer.

So ermöglicht der Einsatz von Richtfunkgeräten im 37-GHz-Bereich in Vorstadt- und Landnetzen in Kombination mit der Neuordnung der Struktur solcher Netze nach dem Ringprinzip und der territorialen Redundanz der Verbindungswege eine Kostensenkung beim Switching Ausbau digitaler Teilnehmerkapazitäten in ländlichen Regionen bei gleichzeitig akzeptabler Kommunikationsstabilität.

Autoren: S. Burdin, T. Gogobegidze, A. Abramov, A. Didenko, Kasan, Tatarstan

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