2-1. Структурная
схема современного радиорелейного микроволнового оборудования |
Обобщенная структурная схема возможного варианта построения современной аппаратуры микроволновой связи приведена на рис. 2-1-1. В данном примере оборудование состоит из внутреннего модуля, внешнего модуля и антенны. Внутренний модуль (часто называемый модулем доступа) располагается в помещении и соединяется с внешним модулем одним или несколькими кабелями, длиной до 300-400 м. Внешний модуль устанавливается на антенной опоре и состыковывается с антенной непосредственно или при помощи короткого гибкого волновода. Обработка цифровых потоков производится в трактах основной полосы (ТОП), модуляция и демодуляция сигналов проводится в модемном оборудовании, а передатчики и приемники осуществляют операции преобразования частоты и усиления сигналов. Цифровые потоки проходят по соединительным линиям между оборудованием станции РРС и оборудованием мультиплексирования/демультиплексирования (мульдексами). Протяженность соединительных линий может быть абсолютно разной (от нескольких метров до нескольких километров).
Рис. 2-1-1
Более подробная структура оборудования, содержащая важнейшие элементы цифровой микроволновой аппаратуры малой, средней и большой емкости, показана на рис.2-1-2. Внутренний модуль, устанавливаемый в помещении (узел доступа), содержит входные и выходные интерфейсы для исходных цифровых потоков, модемы и устройства контроля и управления. Входные и выходные интерфейсы могут быть электрическими (ЭИ) или оптическими (ОИ), причем некоторые типы аппаратуры содержат оба интерфейса или они устанавливаются по заказу. Возможно применение беспроводных соединительных линий в виде микроволновой системы или атмосферной оптической линии связи.
В интерфейсах проводится согласование сигналов, поступающих по соединительным линиям от аппаратуры мультиплексирования цифровых потоков, преобразование кодов (квазитроичный в NRZ и обратно) и выделение тактовой частоты (во входных устройствах).
Основная обработка сигналов перед модуляцией и после демодуляции осуществляется в соответствующих цифровых процессорах.
В передающей части внутреннего модуля цифровой процессор выполняет следующие операции:
Модулированный сигнал промежуточной частоты проходит по коаксиальному кабелю на внешний блок через устройство фильтрации (УФ). Предварительно сигнал промежуточной частоты дополнительно модулируется различной служебной информацией и цифровыми данными управления системой.
В приемной части внутреннего модуля проводятся операции, обратные произведенным операциям в передающей части. На вход приемной части поступает сигнал промежуточной частоты от внешнего блока по коаксиальному кабелю. Для устранения взаимных влияний в кабеле сигналы промежуточной частоты передачи и приема выбираются различными (на передачу - 300 - 800 МГц, на прием, чаще всего, 70 - 140 МГц).
По центральной жиле и оплетке того же кабеля подается питание (20 - 80 В постоянного тока) на внешний модуль оборудования. Также по кабелю передаются сигналы управления оборудованием.
Рис. 2-1-3. Спектр сигналов, проходящих в коаксиальном кабеле, соединяющих внутренний и внешний блоки оборудования.
Внешний модуль содержит передатчик и приемник и устанавливается на антенной опоре в непосредственной близости от антенны или пристыковывается к ней.
Передатчик преобразует сигнал промежуточной частоты в рабочий диапазон частот и обеспечивает необходимую мощность выходного излучения.. Основной сигнал промежуточной частоты поступает через мощный усилитель ПЧ (МУПЧ) на вход преобразователя частоты, состоящего из смесителя (СМ) и задающего генератора. Колебания задающего генератора образуются в блоке гетеродинных частот (синтезаторе частоты).
Полученный в процессе преобразования сигнал, состоящий из несущей частоты задающего генератора и двух боковых полос, поступает через полосовой фильтр (ПФ) на блок усиления СВЧ (УСВЧ). Полосовой фильтр выделяет из преобразованного сигнала одну их боковых полос.
Обычно в современной аппаратуре перед УСВЧ устанавливается управляемый аттенюатор, предназначенный для регулирования излучаемой мощности передатчика. Часто этот аттенюатор обеспечивает работу системы адаптивной регулировки мощности передатчика (АРМП) в зависимости от условий распространения сигнала на трассе.
Для улучшения линейности амплитудной характеристики передатчика применяются компенсаторы искажений по третьей гармонике, которые могут устанавливаться в тракте ПЧ (ПсК) или в тракте СВЧ (LNZ).
Сигнал с выхода передатчика проходит к антенне через блоки разделительных фильтров (РФ) или дуплексеры (Д), выполняющих следующие функции:
Контроль за работой приемного оборудования и прохождением электромагнитных волн по интервалам системы связи осуществляется в процессоре ПЧ приемника. Здесь применяются высокоточные анализаторы уровней сигналов, и вырабатывается информация для функционирования системы АРМП.
Обработанный в приемнике сигнал промежуточной частоты проходит по соединительному кабелю в приемную часть внутреннего модуля где осуществляется его демодуляция (Дм). Полученные в результате демодуляции цифровые сигналы могут быть подвергнуты коррекции в адаптивных эквалайзерах (АЭ). Адаптивные корректоры позволяют бороться с межсимвольными искажениями в цифровых потоках, возникающих из-за частотно-селективных замираний на трассах системы связи и некоторых других факторов.
После коррекции осуществляется выделение кадровых (цикловых) импульсов синхронизации для работы синхрогенератора и последующих узлов.
В цифровом процессоре (ЦП) приемной части внутреннего модуля проводятся операции, обратные аналогичным действиям в цифровом процессоре передающей части. После цифрового процессора сигналы поступают в выходной интерфейс и, дальше, по соединительной линии в демультиплексорное оборудование цифровой системы связи.
Упрощенная структурная схема одного пролета радиорелейной микроволновой системы связи представлена на рис. 2-1-4.
Рис 2-1-4