Радиорелейные системы (РРС)
Использование РРЛ позволяет осуществлять быстрое и недорогое развертывание сетей, а независимость от кабельной инфраструктуры делает их очень привлекательными для строительства в труднодоступных и удаленных от проводной инфраструктуры регионах, а также в регионах со сложными климатическими условиями. Многие специалисты в области беспроводной связи сходятся во мнении, что без широкого применения РРЛ невозможно представить столь успешное развитие бизнеса операторов мобильной связи, которое наблюдается в настоящее время. Благодаря своей надежности и гибкости радиорелейные системы позволяют формировать связь на расстояния до 100 км, обеспечивая при этом высокую доступность сети оператора (не хуже 99.99%).
Очень востребованы системы быстрого развертывания как «точка – много точек» (PmP) для городских условий. Система PmP является ключевым элементом, который обеспечивает быструю и экономичную широкополосную связь как в сетях, использующих традиционные технологии, так и в сетях нового поколения. Эта система поддерживает организацию различных услуг, таких как выделенные каналы, высокоскоростной доступ в Интернет, объединение офисных LAN, создание виртуальных частных сетей (VPN) и другие со скоростями до 37 Мбит/с и с выделением определенной емкости каждому пользователю. Высокая эффективность использования радиочастот обеспечивается с помощью новейших технологий. И благодаря использованию унифицированных блоков для систем «точка – точка» (PtP) и «точка – много точек» (PmP), эти приложения теперь могут быть реализованы на базе единой — гибридной платформы аппаратных средств, что обеспечивает экономию расходов на логистику и операционных расходов.
1. Радиорелейные системы PtP
1.1 Используемый частотный диапазон.
Этот критерий является наиболее общим и не затрагивает основных конструктивных особенностей РРЛ. Он определяет только предельную дальность связи между объектами. В Российской Федерации для организации линий связи на базе РРЛ существует достаточное количество выделенных диапазонов частот от 2 до 58 ГГц. Такое разнообразие позволяет найти оптимальное сочетание между дальностью связи и используемым диапазоном частот. Нижние диапазоны частот (до 13 ГГц), как правило, используются для строительства магистральных сверхпротяженных трасс с дальностью связи до 100 км. Диапазоны частот от 13 до 23 ГГц используются для формирования сетей доступа средней протяженности (до 50 км). Более высокие диапазоны частот предназначены для строительства сетей доступа с короткими пролетами, дальностью не более 10 – 15 км, что ограничивает использование РРЛ внутри городских и пригородных сетей.
1.2 Ёмкость и тип передаваемого трафика.
По данному критерию РРЛ разделяются на два основных класса: SDH и PDH РРЛ. К первому классу относится оборудование РРЛ, передающее сигналы PDH иерархии, и имеющее пропускную способность, ограниченную величиной 16х2 Мбит/с, хотя в последнее время появились РРЛ с максимальной емкостью до 48х2 Мбит/с. Отличительной особенностью таких систем является применение в них методов модуляции и кодирования с низкой спектральной эффективностью (не более 1.5 бит/с/Гц), таких как QPSK, CQPSK и.т.д. Это позволяет получить большой коэффициент усиления (105 дБ и более), но приводит к нерациональному использованию частотного ресурса. Для передачи большего объема данных недостаточная эффективность использования спектра ограничивает применение РРЛ PDH иерархии, и на смену им приходят STM – 1 уровень SDH иерархии (155 Мбит/с). В отличие от PDH РРЛ в этом классе принципиально используются методы модуляции и кодирования с высокой спектральной эффективностью (более 3 бит/с/Гц), такие как 16, 64, 128 QAM. Использование таких методов модуляции приводит к существенному уменьшению системного коэффициента усиления (как правило, 88 дБ, максимально, 100 дБ), но позволяет передавать в заданной полосе частот существенно больший объем данных.
1.3 Конструктивные особенности.
Несмотря на большое дизайнерское разнообразие все РРЛ конструктивно можно разделить на два семейства: РРЛ внутреннего монтирования (волноводные) и РРЛ с раздельным монтированием (split mount). Принципиальным различием оборудования этих семейств является размещение радиочастотного оборудования. В РРЛ внутреннего монтирования все активное оборудование, включая радиочастотное, размещается внутри помещения (all indoor equipment). Соединение с антенной осуществляется с помощью одного волновода (в случае использования двухполяризационных антенн применяются два волновода). В противоположность этому, в РРЛ с раздельным монтированием оборудование разделяется на внутренние модули (indoor units), находящиеся внутри помещения, и наружные модули (outdoor units), находящиеся вблизи антенны. Соединение между модулями осуществляется с помощью коаксиального кабеля, несущего сигналы промежуточной частоты и питание наружного модуля. Порядка десяти лет назад были распространены также РРЛ, у которых все активное оборудование находилось вблизи антенны, но в настоящее время такие РРЛ уже не выпускаются. Существует достаточно много споров о месте и дальнейшем развитии РРЛ внутреннего монтирования. Многие специалисты небезосновательно считают, что в будущем этот тип РРЛ будет полностью вытеснен РРЛ с раздельным монтажом, в силу компактности и более низкой стоимости последних. Однако конструктивные особенности РРЛ внутреннего монтирования позволяют строить сети, которые принципиально невозможно построить на РРЛ с раздельным монтажом.
Приведем эти особенности:
- Все активное оборудование располагается внутри помещения, что снимает практические ограничения на температурный диапазон окружающей среды;
- РРЛ внутреннего монтирования, как правило, имеют модульную архитектуру, что позволяет легко и безболезненно (без перерыва связи и ухудшения усиления системы) наращивать емкость системы, добавляя частотные каналы. Например, увеличение емкости с STM–1 до 4-x STM–1 легко осуществимо в РРЛ внутреннего монтирования без потери усиления системы, в то время как в РРЛ с раздельным монтажом это возможно только без резерва и с ухудшением усиления на 6.5 дБ.
- Как правило, РРЛ внутреннего монтирования разработаны для низких частотных диапазонов (2–13 ГГц), в которых основной проблемой является многолучевое распространение радиоволн. Для борьбы с замираниями этого типа используются методы пространственного разнесения. Качественная реализация пространственного разнесения возможна только в РРЛ внутреннего монтирования.
- При использовании резервирования (1+1) или (N:1) ключевым параметром становится время переключения на резерв. В РРЛ внутреннего монтирования это время не превышает 25 мс, в то время как в РРЛ с раздельным монтированием эта величина, как правило, не менее 60 мс.
По этим причинам, РРЛ внутреннего монтирования используются в качестве магистральных РРЛ, передающих большой объем данных на большие расстояния. РРЛ раздельного монтирования, в противоположность этому, используются в сетях доступа.
2. Радиорелейные системы PmP
Радиорелейные системы PmP (точка – много точек) — это очень удачное решение для организации широкополосной беспроводной связи, сочетающее новейшие технологии в области радиосвязи. Данные системы предоставляют гибкие возможности управления трафиком и организации различных сервисов в сфере передачи информации.
Радиорелейные системы PmP является ключевым элементом, который обеспечивает быструю и экономичную широкополосную связь как в сетях, использующих традиционные технологии, так и в сетях нового поколения. Такие системы поддерживает организацию различных услуг, таких как выделенные каналы, высокоскоростной доступ в Интернет, объединение офисных LAN, создание виртуальных частных сетей (VPN) и другие с выделением определенной емкости каждому пользователю.
Оборудование имеет интерфейсы E1 (структурированные / неструктурированные). Гибкость системы позволяет оператору предоставлять высококачественный и разнообразный сервис (включая услуги сетей традиционной телефонии) и обеспечивать высокую пиковую нагрузку, при этом сохраняя однородность структуры сети и снижая эксплуатационные расходы.
Масштабируемость решения позволяет уменьшить начальные капитальные вложения в создание структуры сети и делает возможной реализацию принципа быстрой окупаемости инвестиций. Использование стандартных интерфейсов гарантирует полноценное взаимодействие между различными частями и службами сети.
3. Гибридная радиорелейная система
Гибридная радиорелейная система имеет целый ряд новых перспективных функций и предназначена для различного применения в сетях доступа и транспортных сетях сотовых операторов, а также операторов фиксированных сетей. Благодаря использованию унифицированных блоков для систем «точка – точка» (PtP) и «точка – много точек» (PmP), эти приложения теперь могут быть реализованы на базе единой платформы аппаратных средств.
Более высокая степень стандартизации обеспечивает надежность планирования и более существенную экономию при расширении по сравнению с решениями на базе собственных внутренних стандартов фирмы. Это делает ее более восприимчивой к изменяющимся условиям рынка, поскольку она позволяет быстро и просто реализовывать требуемые функции для поддержки новых или изменяющихся бизнес-моделей.