"Опорные мультисервисные сети на основе радиорелейных линий"

Автор: Фролов Сергей
Источник: Вестник Связи No2, 2004 год.

Современные экспертные оценки признают, что линии связи на основе радиорелейного оборудования во многих случаях могут быть альтернативой волоконно-оптическим (ВОЛС). Дело не только в дешевизне радиорелейных линий, но в том, что за 60-летнюю историю развития радиорелейной связи оборудование РРЛ достигло такого технического : уровня, что качество построенных на его основе линий не уступает ВОЛС. При этом оно позволяет оперативно развертывать сети связи с различной топологией: "звезда", "магистраль", "кольцо" и пр., а также может быть использовано в условиях, когда прокладка оптического кабеля невозможна.

В России насчитывается более двух десятков предприятий, которые выпускают более 70 типов радиорелейных станций (РРС): ПКП "БИСТ", ООО "Вокком Системз", НПФ "Микран", ЗАО "Радиан", ЦКБ "СТЭЛ" и др. Из иностранных производителей широко известны Alcatel, Ericsson, NEC, Siemens и другие. В настоящее время в России сертифицировано около 200 типов радиорелейных станций отечественного и импортного производства, которые применяются для решения телекоммуникационных задач различного уровня сложности: от организации линии связи между офисами, до развертывания распределенной мультисервисной сети передачи данных масштаба города или области.  

Специалисты рекомендуют

При построении больших сетей связи помимо выбора необходимого оборудования особое значение имеет технология его включения и определение топологии сети. Интересен опыт некоторых операторов, которые используют собственные технологические разработки. Ниже описана технология, предложенная компанией КРЕДО-ТЕЛЕКОМ - московским провайдером услуг беспроводного доступа в Интернет. В проекте сети КРЕДО-ТЕЛЕКОМнасчитывается более 60 РРЛ.  Компания планирует ежегодно вводить в строй около 30 новых магистральных радиоканалов связи.

Для организации магистральных радиолиний связи используется только отечественное оборудование: "Астра" с интерфейсом Ethernet 10BST, "Woccom" с интерфейсом E1/Ethernet 10BST. Диапазон рабочих радиочастот: 10,38 - 10,68 ГГц. Гарантированная дальность связи, обеспечиваемая оборудованием в условиях прямой видимости, составляет 30 км. Выбор оборудования определяется наличием удобного интерфейса Ethernet, приемлемым набором технических характеристик, доступной ценой.

Радиочастотный план

Как известно, радиочастотный ресурс ограничен, поэтому использовать его следует экономно. Для этого важно правильно составить частотный план для радиорелейной линии. Проект сети РРЛ, кроме сведений о количестве и месторасположении сетевых узлов, должен содержать информацию о номиналах рабочих радиочастот.

РРС "Астра" и 'Woccom" являются полнодуплексными системами: для работы одной линии связи требуется две частоты. Разнос между частотами приема и передачи должен быть не менее 155 МГц.

При правильном составлении частотного плана можно обойтись всего одной парой частот для построения опорной сети связи масштаба крупного города с населением несколько миллионов человек. Такой подход позволяет экономить средства как при получении разрешения на использование рабочих радиочастот, так и при покупке комплектов запасных приемопередатчиков (оператор должен иметь несколько запасных комплектов для каждого номинала используемых частот).

При использовании одной пары радиочастот число узлов в опорном кольце сети должно быть четным, что позволяет чередовать частоты приема и передачи в шахматном порядке. Уменьшение взаимного влияния станций достигается путем осуществления пространственной и поляризационной селекции. Используя необходимую измерительную аппаратуру (например, анализатор спектра и широкополосный осциллограф), произвести эти операции несложно.

Последняя миля

Возможно использование РРЛ и для организации абонентских линий связи (проблема "последней мили"). Для этого рабочие частоты всех передатчиков и приемников на одном объекте должны быть одинаковыми. Пример построения сети подобного типа показан на рисунке, где схематично изображены узлы опорной сети передачи данных. Они соединены между собой радиолиниями и объединены в кольцо. Верхние и нижние рабочие частоты РРС обозначены на схеме символами X и Y.

Радиорелейная линия состоит из двух дополняющих друг друга полукомплектов приемопередатчиков. Если передатчик одного полукомплекта имеет рабочую частоту X, то приемник другого полукомплекта должен быть настроен на частоту Y и наоборот. Кроме того, на схеме видно, что все оборудование, установленное на узле 1, передает радиосигнал на частоте X и принимает на частоте Y Таким образом, полностью исключается взаимное влияние расположенного на одной площадке оборудования. По такому же принципу устанавливается оборудование на других узлах сети.

Оборудование сети

Оборудование РРЛ, установленное в узлах опорной сети (включая абонентские линии), подключается к коммутаторам Cisco Catalyst 2900XL. С помощью этих коммутаторов, поддерживающих протоколы STP и UDLD и обладающих необходимой для данного проекта производительностью, происходит управление потоками данных в сети на уровне Ethernet.

На абонентских узлах для подключения оборудования РРЛ рекомендуется использовать любое Ethernet-оборудование, поддерживающее принудительное включение режима Full Duplex, что повышает пропускную способность канала и позволяет избежать коллизий в сети.

Выбор антенн

В зависимости от длины радиолинии следует применять антенны с разным коэффициентом усиления. Антенна - единственный усиливающий элемент приемной системы, который не вносит собственных шумов и не ухудшает сигнал, поэтому при увеличении длины линии рекомендуется увеличивать размер антенны, а не мощность радиопередатчика.

Стандартные параболические антенны диаметром 60 см позволяют получить устойчивую, не зависящую от погодных условий радиосвязь на расстоянии 15 - 25 км в зависимости от "чистоты" трасы (наличия радиопомех). Для расстояний более 25 км необходимо использовать параболические антенны большего диаметра (90 - 120 см.).

Однако следует помнить, что при увеличении диаметра параболического зеркала уменьшается угол главного лепестка диаграммы направленности, а также снижается устойчивость к ветровым нагрузкам.

Расположение антенных постов

Для размещения оборудования РРЛ обычно используются крыши высоких зданий или специальные антенные мачты. Длина кабеля от радиооборудования до оборудования Ethernet может достигать 400 м. что дает дополнительные возможности при установке приемопередатчика на необходимой высоте. Корпус приемопередатчика и антенна должны быть надежно заземлены.