無線電子工学と電気工学の百科事典 / 民間無線通信

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過去 37 ～ 1 年にわたって国際電気通信機器市場に登場した XNUMX GHz 帯域のデジタル無線中継局 (CRRS) は、EXNUMX デジタル通信を配信するための「ラスト マイル」を含め、非常に効果的な通過手段であることが証明されています。エンドユーザーにストリームします。 実質的に自由な周波数範囲と、簡単なサポートに無線モジュールを取り付けることができる最小の重量とサイズのパラメータにより、このタイプの機器に対する近い将来の高い需要が確実に高まります。

この表は、国内外のメーカーの 37 ～ 39 GHz の範囲における CRRS の主な特性を示しています。

メーカー*モデル名*帯域幅*構成 (+0、+1 - なしまたはホット スタンバイ)*サービス チャネル kbit/s*事実。 システム。 4XЕ1 BER=10-3、dB*変調の種類*例: 電源、V*温度範囲、°С

海外では、この範囲の無線中継回線 (RRL) は、特に移動通信システムにおける都市部の経路やセルラー交換局の接続の編成に使用されています。

国内通信複合施設では、主にシングルスパン RRL が使用されます。 国内通信員向けのローカルネットワーク（ロシア連邦に特徴的な樹木のような構造）への CRRS 導入の主な制限要因は、マルチスパン RRL の耐候性の低さです。

多数の実験データの要約に基づいて作成された標準的な計算方法は、長さ 6 km の単一スパン RRL の場合、フェージングの総継続時間（フェージングとは変化による無線信号の減衰の増加）を示しています。 RRL ルートの気象条件では、深いフェージングは​​、出力無線中継装置でのデジタル信号の品質の劣化につながる可能性があります (エラー率の増加、同期の喪失など)。ロシアのヨーロッパ地域にとって最悪の月。 線形トポロジを使用すると、個々のホップの利用不能時間が合計され、ネットワーク全体の安定性が大幅に低下します。 安定性を高める方法の 0,03 つはホット スタンバイです。これは、機器にメイン セットだけでなく、デジタル ストリームがロードされていない常時オンになっているバックアップ セットも含まれていることを意味します。 メインセットの機器の出力における信号の品質が低下した場合、デジタル信号は自動切り替えシステムを使用してバックアップセットに切り替えられます。 ただし、ホット スタンバイでも、ネットワークのハードウェアの可用性が向上するだけで、気象条件による通信の中断は軽減されません。

同時に、RRL のコストはケーブル通信回線 (CLS) のコストより 2 ～ 3 倍低く、加入者の数が限られており、地域密度が低いため、ケーブル通信回線 (CLS) の収益性に決定的な影響を与える可能性があります。農村部の通信ネットワークの再構築。 以下では、24 スパン RRL を使用して XNUMX つのノードを接続する全長 XNUMX km の線形回線を例に、RRL を使用したネットワークのコストと存続可能性の間の矛盾を解消する方法を説明します。

水滴流星 (雨滴や霧、雪の結晶など) における電磁波の減衰は、20 GHz を超える帯域の RRL パスのフェージング統計に決定的な影響を与えます。 これは、水流星の粒子上での波の散乱と電磁エネルギーの吸収によって引き起こされます。 減衰量は、液滴形成のサイズと無線信号の波長の比率によって異なります。 20 GHz を超える周波数範囲では、特に大雨の場合、雨の強度が増すにつれて平均液滴直径が増加するため、これらのサイズは相応になります。 合理的に設計されたラインの場合、半径 30 ～ 3 km の中心内に局在し、中心間の平均距離が約 5 km の、時速 30 mm を超える強度の雨が重要です (図を参照)。

このような雨の空間分布では、ネットワークの領域内に複数の降雨セルを配置することはできないため、隣接しない間隔で同時に信号がフェージングされることはありません。 ネットワークの 8 つの端末ノードから FOCL (または CRRL) を介して上位 PBX へのアクセス ネットワークの接続を構成すると、ノードのグループによる即座の通信の損失を完全に排除できます。 標準的な方法論に従った定量的な計算によると、線形ネットワークのいずれかのノードの接続が切断される時間は年間 XNUMX 分未満であることがわかります。 したがって、バイパス ルートの構築と回線の領域予約に関連する技術は、ローカル通信ネットワークでの比較的安価な RRL の使用を支持する強力な論拠となる可能性があります。

実際の資料に基づいて、ロシア連邦のヨーロッパ地域の地方における必要な番号付け能力の分布に関する平均化された初期データが確立されました。 集落の数と電話設置の望ましい程度に基づいて、実際には各地区で次のパラメータを持つ300つまたは600つの農村ネットワークを組織することが可能であると結論付けられました：占領地域 - 2 ... 8 km16、ノード数- 1000 ～ 3000、潜在的な加入者の数は -5 ～ 7、ノード間の平均距離は XNUMX...XNUMX km です。

このようなネットワークでは、リング方式で接続されたRRLを伝送媒体として使用することが有望視されています。 リング アクセス ネットワークを、地理的に 15 km 以上離れた XNUMX つのノードの上位交換局に接続すると、気象条件によるネットワークの利用不能が最小限に抑えられます。

リング内の各方向の最適な容量は、スイッチング ノードの番号付け容量によって決まり、8 ～ 34 Mbps の範囲であり、将来的には番号付け容量とネットワーク エリアの両方を拡張できます。

90% の場合、上記の長さの経路上の中程度の起伏の多い地形におけるアンテナの高さは 30 m を超えないこと、および 37 GHz 帯域の CRRS の重量とサイズのパラメーターにより、次のことが可能になります。建物の屋上に無線モジュールを設置し、安価な照明塔と簡単なサポートを設置すると、CRRS に基づいてリング アクセス ネットワークを構築するための具体的な資本コストは、自動電話交換機能のコストを考慮しないと、加入者あたり 150 ～ 170 ドルに達する可能性があります。 。 CL または FOCL に基づくこのようなネットワークの線形構造を構築するコストは、加入者あたり 350 ドルを超えます。

このため、郊外や地方のネットワークにおいて37GHz帯の無線中継装置を利用するとともに、リング方式や接続経路の領域冗長化によるネットワーク構成の再編を行うことで、XNUMXGHz帯無線中継装置への切り替え時のコスト削減が可能となります。許容可能な通信の安定性を維持しながら、地方のデジタル加入者容量を向上させます。

著者: S. バーディン、T. ゴゴベギゼ、A. アブラモフ、A. ディデンコ、カザン、タタールスタン

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