РАДИОРЕЛЕЙНЫЕ ЛИНИИ СВЯЗИ 21го ВЕКА
Яков ГАСС
МОСКВА
За несколько десятилетий развития радиорелейные линии (РРЛ) как эффективное средство передачи сотен и тысяч телефонных сигналов на расстояние в тысячи километров стали важной составной частью цифровых систем электросвязи: ведомственных, корпоративных, региональных, национальных и даже международных. Они успешно конкурируют с другими средствами связи, в том числе кабельными и спутниковыми, и удачно дополняют их.
Большинство магистральных РРЛ, проходящих по территории Российской Федерации и стран СНГ, построены по проектам ГСПИ РТВ, ведущего проектного института России по комплексному проектированию радиорелейных линий различного назначения. Почти четверть века все они работают надежно и качественно. В последние годы ГСПИ РТВ выполнил ряд проектов магистральных ЦРРЛ пропускной способностью от 34 до 155 Мбит/с, воссоздал сеть РРЛ в Чеченской Республике. Проектировались новые магистрали в основном для нужд нефтяных транспортных компаний и операторов сотовой связи. К сожалению, большинство проектов выполнялось по-прежнему с использованием импортного оборудования.
Проработка трассы и выбор оборудования РРЛ
Начиная проектирование и строительство РРЛ, потенциальный пользователь должен помнить, что в соответствии с Законом «О связи», действующими положениями и другими нормативными документами, строительство и регистрация радиообъекта производится после получения в Россвязи положительного решения о присвоении (назначении) радиочастот или радиочастотных каналов для радиоэлектронных средств. Срок прохождения радиочастотной заявки – два года и более, а срок оформления введения в строй объекта радиосвязи от первого обращения в регулирующий частотный орган (ГКРЧ) составляет от двух с половиной до трех лет.
Следует иметь в виду, что любая неточность в направляемых исходных данных, на любом этапе рассмотрения – ГКРЧ, ФГУП ГРЧЦ, Центр анализа ЭМС при ФГУП «Воентелеком», Федеральное агентство связи, региональные отделения Госсвязьнадзора – может привести к тому, что «Заявка» будет аннулирована и потребуется повторное обращение.
В настоящее время выбор трассы РРЛ и основных параметров линии – основополагающая задача не только проектирования, но и получения разрешений на эксплуатацию объектов радиосвязи. В таких условиях от проектной организации требуется поистине ювелирная работа. На ранней стадии проектирования, еще до подачи «Заявки» в радиочастотную службу, необходимо выбрать трассу РРЛ и тип оборудования, точно определить места расположения опор (осуществить их привязку к Госсети России) и высоту подвеса антенн, разработать основные технические решения. При этом следует учитывать, что в процессе прохождения радиочастотной заявки многие параметры могут измениться. Кроме того, при разработке рабочих чертежей нужно предусмотреть возможность корректировки проекта за счет изменения параметров оборудования.
Оборудование РРЛ, которое сейчас доступно в России, очень разнообразно – сертифицировано более 200 типов РРС. В этих условиях потребителю довольно сложно сделать оптимальный выбор. При этом, как правило, руководствуются следующими критериями:
— надежность, обеспечение возможности гарантийного и послегарантийного ремонта, ремонтопригодность в условиях эксплуатации;
— возможности аппаратуры в части дистанционного контроля и управления РРЛ, наличие дополнительных служебных и сервисных каналов;
— соответствие аппаратуры условиям эксплуатации по температурному диапазону, ветровым нагрузкам, возможному удалению антенны от аппаратного помещения и др.
К сожалению, потребители часто отдают предпочтение импортному оборудованию как наиболее полно отвечающему перечисленным требованиям.
Одним из основных элементов проработки трассы РРЛ является расчет качественных показателей, который осуществляется ГСПИ РТВ по методикам: расчета трасс цифровых РРЛ прямой видимости в диапазонах частот 2–20 ГГц, разработанной ЗАО «Инженерный центр» совместно с НИИР в 1998 г.; расчета трасс аналоговых и цифровых РРЛ прямой видимости, разработанной НИИР в 1987 г.
Обе методики позволяют производить расчет трасс РРЛ в диапазонах частот выше 1 ГГц. Их достоинством является учет реальных радиоклиматических характеристик России и стран СНГ, что позволяет осуществлять выбор высот подвеса антенн на значительно меньших отметках, чем при расчетах по рекомендациям, которые изложены в методиках, издаваемых за рубежом и трудах МСЭ. Впервые в мировой практике в методике 1998 г. предложены решения по разделению интерференционных замираний на составляющие SESR и коэффициент неготовности за счет распространения радиоволн.
Расчеты производятся с помощью программных комплексов, разработанных ЛЭИС под контролем разработчиков методик. Данные комплексы были созданы уже после издания методик, поэтому в них нашли отражение более поздние статистические данные по распространению радиоволн, то есть произошла корректировка методик расчетов. В процессе освоения программных комплексов и производства расчетов перед разработчиками был поставлен ряд вопросов, связанных с расчетом РРЛ в районах Крайнего Севера, при использовании различных систем резервирования в разных диапазонах частот. Совместные консультации позволили найти ответы на многие из них. Сегодня это учитывается специалистами ГСПИ РТВ при расчетах РРЛ и выборе высот подвеса антенн, а также при определении наиболее экономичных показателей параметров оборудования.
При расчете ЦРРЛ одним из основных показателей качества связи является коэффициент неготовности (Кнг), обусловленный процессом распространения радиоволн. Для данного показателя рекомендована величина, равная 1/3 общей нормы коэффициента неготовности цифрового тракта (ЦРРЛ); 2/3 общей нормы оставляется на надежность оборудования и его обслуживание. На сложных протяженных трассах Кнг достаточно часто превышает нормируемое значение, за которое, по согласованию с потребителями, подтвержденному поставщиком оборудования, принимают величину, превышающую 1/3 общей нормы для РРЛ, за счет высокой надежности аппаратуры. Суммарная составляющая коэффициента неготовности, за счет надежности оборудования и мероприятий по его обслуживанию, не должна превышать 15–30% (вместо предполагаемых в среднем 65% общей нормы).
Многолетняя эксплуатация ЦРРЛ, оснащенных импортным оборудованием NEC, Tadiran с такими показателями Кнг подтвердила целесообразность принятых решений. На ЦРРЛ, оснащаемые отечественным оборудованием, таких гарантий производители не дают.
Проектирование антенных опор
Опоры в комплексе с антеннами – неотъемлемая часть линии связи, на них, как и на все оборудование РРЛ, распространяются общие положения по надежности системы связи в целом. При проектировании антенных опор большое значение имеет выполнение требований по их деформативности; при этом нельзя ограничиваться рассмотрением только вопросов прочности, определяя деформативность по нормативным нагрузкам. Использование на радиорелейных линиях высокоэффективных антенн, имеющих узкую диаграмму направленности (1–1,5), накладывает дополнительные ограничения по деформативности опор. Соблюдение этого требования без анализа вероятности его обеспеченности приводит к неоправданному утяжелению конструкций и завышению стоимости строительства.
С другой стороны, невыполнение указанных технологических требований может привести к нарушению устойчивости связи на РРЛ. При расчете опор необходимо учитывать допустимый угол отклонения радиолуча и вероятность его превышения. Вероятность отклонения радиолуча определяется вероятностью эксплуатационного отказа опоры РРЛ, под которым понимается нарушение устойчивости связи на линии.
Начиная с 70-х годов XX века, специалисты ГСПИ РТВ рассчитывают деформативность антенных опор, отвечающую технологическим требованиям, и анализируют экономичность принимаемых решений. При реконструкции и дооборудовании существующих антенных опор, которые строились под установку менее эффективного оборудования, важно производить поверочный расчет, в том числе обеспечения технологических требований на деформативность, и при необходимости осуществлять их усиление.
В заключение хотелось бы сказать несколько слов о единой технической политике проектирования РРЛ. В соответствии с Приказом № 133 от 21.11.2003 г. Министерства информационных технологий и связи РФ аннулированы «Ведомственные нормы технологического проектирования ВНТП-213-93. Данные «Нормы» регламентировали классификацию РРС, требования к трассам и площадкам РРЛ, помещениям РРС и размещению оборудования РРС, режим работы оборудования, структуру и штат АПГ и т. д. Данный документ был полезен для проектных организаций, и его отмена привела к тому, что все вышеперечисленные вопросы каждая проектная организация решает по-своему.
В России введены в эксплуатацию тысячи радиорелейных станций, общая протяженность линий составляет сотни тысяч километров. Климатические особенности нашей страны, инфраструктура, особенности развития производства и необходимость в услугах связи обусловливают актуальность строительства РРЛ и транспортных сетей на радиооборудовании, а также их ведущее место в развитии отечественной связи.