"Особенности использования радиорелейной станции "Астра-СТЭЛ" в сетях передачи данных"

Автор: Фролов Сергей
Источник: Технологии и средства связи No1, 2002 год.

В журнале "Технологии и средства связи"  за 2001 год публиковались материалы, в которых описывались характеристики, назначение и возможности радиорелейной станции (РРС) "Астра-СТЭЛ" [1, 2]. В частности, в статье "Построение опорных сетей передачи данных на основе радиорелейных линий" был представлен проект организации высокоскоростной распределенной компьютерной сети масштаба города на основе оборудования Cisco и РРС "Астра-СТЭЛ". Важным достоинством этого проекта являются экономичность и короткие сроки построения отказоустойчивой сети. В настоящей статье излагаются практические рекомендации по проектированию и строительству радиорелейных линий на базе РРС "Астра-СТЭЛ".

Быстрое увеличение объемов передаваемой информации (прежде всего, Интернет-трафика) повышает требования к пропускной способности и надежности каналов связи, используемых в сетях передачи данных. Растущий спрос на услуги связи и высокая конкуренция заставляет провайдеров искать пути снижения тарифов и себестоимости этих услуг. При этом важнейшее значение приобретает выбор оптимального проекта построения телекоммуникационной сети.

Радиочастотный план

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

Радиорелейная станция  "Астра-СТЭЛ" является полнодуплексной системой. Это значит, что при использовании станции для работы одной линии связи требуется одна пара частот. Разнос между частотами приема и передачи должен быть не менее 55 МГц. При правильном составлении плана можно обойтись всего одной парой частот для построения опорной беспроводной сети передачи данных масштаба крупного города с населением несколько миллионов человек. Это позволит сэкономить 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 количество узлов в опорном кольце сети должно быть четным (см. рисунок). Это позволяет чередовать в шахматном порядке частоты приема и передачи. 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.

Рис. Схема организации телекоммуникационной сети операторского класса на базе радиорелейной станции "Астра-СТЭЛ"

РРС на "последней миле"

Применение РРС "Астра-СТЭЛ" позволяет организовывать абонентские линии связи при решении проблемы "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, построенными с помощью РРС "Астра-СТЭЛ" (полнодуплексный Ethernet), и объединены в кольцо. Верхние и нижние рабочие частоты РРС обозначены на схеме символами Х и Y. Радиорелейная линия состоит из двух дополняющих друг друга полукомплектов приемопередатчиков. Если передатчик одного полукомплекта имеет рабочую частоту Х, то приемник другого полукомплекта должен быть настроен на частоту Y, и наоборот. Кроме того, на схеме видно, что все РРС, установленные на узле 1, передают радиосигнал на частоте Х и принимают на частоте Y. Таким образом, полностью исключается взаимное влияние расположенных на одной площадке станций. По такому же принципу устанавливаются РРС на других узлах сети..

Если абонент находится вне зоны прямой видимости по отношению к РРС, организуется точка ретрансляции на промежуточной площадке. При этом чередование частот приема и передачи производится по такому же принципу что и в опорной сети.

Оборудование сети

Все РРС "Астра-СТЭЛ", установленные в узлах опорной сети (включая абонентские линии), подключаются к коммутаторам Cisco Catalyst 2900XL. Управление потоками данных в сети происходит на уровне Ethernet с помощью этих коммутаторов, поддерживающих протоколы STP и UDLD* и обладающих необходимой для данного проекта производительностью.

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

В комплект РРС "Астра-СТЭЛ" с интерфейсом Ethernet входит блок окончания радиотракта (БОРТ) ФС10-Е. Это устройство предназначено для согласования входных и выходных электрических сигналов РРС "Астра-СТЭЛ" со стандартной аппаратурой Ethernet. Помимо этого оно обеспечивает дистанционное электрическое питание РРС по свободной паре в UTP-кабеле и формирует напряжение для удаленного включения режима "шлейф". Наличие в ФС10-Е двойной гальванической развязки между интерфейсами обеспечивает защиту узлового оборудования Ethernet от импульсных токов и статического электричества.

Применяемые антенны

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 связи рекомендуется увеличивать размер антенны, а не мощность радиопередатчика. Имеющиеся в настоящее время в продаже стандартные параболические антенны диаметром 60 см позволяют получить устойчивую, не зависящую от погодных условий, радиосвязь на расстоянии 15–25 км в зависимости от "чистоты" (наличия радиопомех) трассы. 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 РРС

Для установки РРС обычно используются крыши высоких зданий или специальные антенные мачты. Длина кабеля от РРС "Астра-СТЭЛ" до оборудования Ethernet может достигать 400 м, что предоставляет дополнительные возможности при установке радиочастотной части РРС на необходимой высоте. Корпус приемопередатчика и антенна РРС должны быть надежно заземлены.

Заключение

Настоящая статья является последней в цикле публикаций компании КРЕДО-ТЕЛЕКОМ об использовании радиорелейной станции  "Астра-СТЭЛ" в сетях передачи данных. Специалисты компании уверены, что реализация предлагаемого в публикациях проекта позволит операторам связи в короткий срок и с минимальными затратами развернуть телекоммуникационную сеть, на базе которой можно предоставлять абонентам широкий спектр таких услуг, как передача данных и Интернет-трафика, организация сетей VPN, IP-телефония, аудио- и видеоконференции.