Мікрохвильова система передачі даних мітріс-ітс

1. Мікрохвильова система передачі даних МІТРІС-ІТС, що містить центральну і принаймні одну абонентську станції, причому центральна станція (ЦС) містить принаймні один передавальноприймальний ствол, що включає в себе передавач, вихід якого через дуплексер підключений до антени, а вхід - до інформаційного сервера, та приймальну станцію, до складу якої входять сіконвертор, вхід якого через дуплексер зв'язаний з антеною, а вихід підключений до входу блока подільника, виходи якого з'єднані зі входами блоків демодуляції, виходи яких підключені до входів комп'ютера центральної станції, а абонентська станція містить дзеркальну антену, яка через дуплексер з'єднана з передавальною термінальною станцією, до складу якої входять UP-конвертор, U 2 (19) 1 3 доступу використовують частотний ресурс, який по мірі розвитку техніки стає все більш дефіцитним і потребує ефективного використання. Ефективність використання ресурсу в першу чергу визначається досягнутими в системі спектральною, енергетичною ефективністю, мінімізацією простоїв, що забезпечується так званим коефіцієнтом готовності системи (каналу зв'язку). Потрібне значення коефіцієнту готовності забезпечується відповідними організаційними заходами та технічними засобами, що дозволяють виявити відмову системи та виконати відновлення робочого стану за мінімальний відрізок часу. Організаційні заходи включають поточну діагностику - постійну перевірку працездатності системи, якості функціонування, проведення регламентних та відбудовних робіт із використанням технічних засобів, які звичайно входять до складу системи. Головними параметрами, що контролюються в системі є частота бітової помилки в каналі зв'язку, рівень сигналу на вході приймача і на виході передавача, частота та смуга частот, що використовується в каналі зв'язку, інформаційна швидкість та інші. Ці параметри звичайно дозволяють адекватно оцінити якість роботи каналу зв'язку й системи в цілому. При деяких видах відмовах функціонування та при оперативному занятті частотного ресурсу (заняття нового частотного діапазону) виникає необхідність оперативного контролю лінійного тракту, дислокації несправності. Так, контроль по рівню BER є досить ефективним, але не вказує однозначно на дислокацію вузла системи, що призвів до відмови чи до погіршення характеристики системи. Так, наприклад, невелике підвищення значення BER може свідчити як про погіршення стану обладнання (і може бути сигналом про тенденцію відмови обладнання), так і результатом ситуації на трасі розповсюдження сигналу, що звичайно, вирішується підвищенням енергопотенціалу радіолінії. Із параметрів лінійного тракту, що впливають на передатну характеристику каналу зв'язку, а значить і на якість передачі відмітимо нерівномірність коефіцієнту передачі, тип нерівномірності, спотворення групового часу проходження, наявність комбінаційних та сигналоподібних завад, нестабільність частоти та джитер фази і т.п. Як показано в [2], ці параметри, вираженні в дБ, при заданому значенні BER досить однозначно зв'язані із параметром "втрати завадозахищеності" каналу зв'язку. Прийнявши в якості критерію "втрати завадозахищеності" по визначним значенням вказаних вище параметрів можна визначити якість функціонування каналу зв'язку в умовах вказаних спотворень передатної характеристики каналу зв'язку. Прийнявши в якості критерію BER рівному 10-3, та, користуючись даними отриманими в [2], можна оперативно контролювати стан системи передачі. В якості найближчого аналогу вибрана Мікрохвильова інтегрована телерадіоінформаційна сис 42449 4 тема МІТРІС-ІНТ [3], що забезпечує передачу та прийом даних по каналам радіозв'язку. Система МІТРІС-ІНТ складається з центральної та абонентської станцій, причому центральна станція містить принаймні один передавальноприймальний ствол, що включає в себе передавач, вихід якого через дуплексер підключений до антени, а вхід до інформаційного сервера, та приймальний тракт (d-конвертор), вхід якого через дуплексер підключений до антени, вихід до блока подільника, а абонентська станція містить дзеркальну антену, яка через дуплексер з'єднана з трактом передавача (UP-конвертором) і приймальним трактом (d-конвертором), до складу центральної станції входять головна приймальна станція (ПС), що включає в себе d-конвертор, вихід якого підключений до входу блока подільника, виходи якого з'єднані з блоками демодуляції, і комп'ютер, до якого підключені блоки демодуляції, а до складу абонентської станції додатково входить блок модуляції, вхід якого з'єднаний з виходом dконвертора, та передавальна термінальна станція (ТС), що включає в себе UP-конвертор, вхід якого з'єднаний з блоком модуляції, комп'ютер, до якого підключені блок модуляції і блок демодуляції. Недоліками відомої системи є відсутність механізмів однозначного виявлення тенденції до деградації вузлів ЦС, зокрема лінійних трактів приймача та передавача, своєчасного визначення величини енергетичної компенсації впливу спотворень в тракті, дислокацію деградуючого елементу, а значить оперативно знайти деградуючий елемент тракту, що знижує час готовності системи. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалити систему шляхом введення до її складу імітатора каналу зв'язку, комплексу вимірювання параметрів тракту, та серверу для обробки результатів вимірювання характеристик тракту та обчислення величини втрат енергетики і контрольної абонентської станції, що дозволяє виконувати і виробляти команду на компенсацію спотворень, оперативний контроль стану каналу зв'язку, дислокацію вузлів, що відмовили. Крім того, визначення характеристик каналу зв'язку дозволяє отримати інформацію про зміну величини енергетичних втрат, а значить і виробити команду на компенсацію енергетичних втрат в разі їх зменшення. Це дозволяє завчасно знайти деградуючий елемент тракту та компенсувати деградацію підвищенням енергопотенціалу каналу зв'язку, понизити час простою каналу зв'язку, і значить, підвищити час готовності системи. Поставлена задача вирішується тим, що в мікрохвильовій системі передачі даних МІТРІС-ІТС, що містить центральну і принаймні одну абонентську станції, причому центральна станція (ЦС) містить принаймні один передавальноприймальний ствол, що включає в себе передавач, вихід якого через дуплексер підключений до антени, а вхід - до інформаційного сервера, та приймальну станцію, до складу якої входять dконвертор, вхід якого через дуплексер зв'язаний з антеною, а вихід - підключений до входу блока поділювача, виходи якого з'єднані зі входами блоків демодуляції, виходи яких підключені до входів 5 комп'ютера центральної станції, а абонентська станція містить дзеркальну антену, яка через дуплексер з'єднана з передавальною термінальною станцією, до складу якої входять UP-конвертор, вхід якого підключено до виходу блоку модуляції, і через вищевказаний дуплексер вона також з'єднана з d-конвертором, вихід якого через блок демодуляції підключено до входу комп'ютера абонентської станції, новим є те, що до складу центральної станції введено контрольний комплекс, виконаний з можливістю підключення до відповідних точок тракту ЦС, і зв'язаний з сервером, контрольну абонентську станцію, яка через імітатор каналу зв'язку з'єднана з дуплексором ЦС, причому контрольна абонентська станція містить блок демодуляції, вхід якого з'єднаний з виходом d-конвертора, вхід якого підключено до виходу дуплексера, передавальну термінальну станцію, до складу якої входять послідовно з'єднані блок модуляції та UP- конвертор, вихід якого підключено до входу дуплексора, інший вхід якого зв'язаний з імітатором каналу зв'язку, причому вхід блока модуляції підключено до виходу комп'ютера, вхід якого підключено до виходу блока демодуляції. Крім того, імітатор каналу зв'язку виконаний з можливістю виконувати імітацію деградації для визначення контрольним сервером дислокації деградуючої складової частини. На кресленні зображена функціональна схема мікрохвильової системи передачі даних МІТРІСІТС, що заявляється. Згідно опису патенту найближчого аналога система МІТРІС-ІНТ складається (фіг.) з центральної станції 1, яка містить передавач 2, вихід якого через дуплексер 3 підключений до антени 4, головну приймальну станцію (ПС) 5, що включає в себе dконвертор 6, вихід якого підключений до входу блока поділювача 7, виходи якого з'єднані з блоками демодуляції 8, комп'ютер 9 центральної станції 1. Абонентська станція 10 складається з блоку демодуляції 11, вхід якого з'єднаний з виходом dконвертора 12, вхід якого через дуплексер 13 з'єднаний з антеною 14, передавальної термінальної станції (ТС) 15, що включає в себе UP-конвертор 16, вихід якого через дуплексер 13 з'єднаний з антеною 14, а вхід з блоком модуляції 17, комп'ютер 18 абонентської станції 10, з'єднаного з виходом блока демодуляції 11 та входом блока модуляції 17. До складу ЦС введені: імітатор каналу зв'язку 19. Він може представляти собою як відрізок кабелю (імітація каналу зв'язку без спотворень), так і вузли, що імітують різні типи спотворень - затухання, частотні спотворення і таке інше; контрольний комплекс 20 з сервером 21 і контрольна абонентська станція 22. Контрольна абонентська станція 22 містить блок демодуляції 23 вхід якого з'єднаний з виходом d-конвертора 24, вхід якого підключено до виходу дуплексора 25, передавальну термінальну станцію (ТС) 26, вихід якої підключено до входу дуплексера 25, який підключений через імітатор каналу зв'язку 19 до входу дуплексера 3 ЦС 1, причому до складу ТС входять послідовно з'єднані UP-конвертор 27 і блок модуляції 28, вхід якого 42449 6 підключено до виходу комп'ютера 29, вхід якого з'єднано з виходом блока демодуляції 23. Введений до складу центральної станції (ЦС) контрольний комплекс 20 може виміряти параметри лінійного тракту в різних точках і в залежності від конфігурації може підключатися до портів вузлів 2, 3, 7, 25, 23, 24 для визначення параметрів в відповідних точках тракту ЦС. Отримана інформація подається на контрольний сервер 21, в якому на базі даних, отриманих від контрольного комплексу, вичислюються параметри каналу зв'язку, наприклад, згідно [2]. Контрольний комплекс доводить результат до оператора і може подати команду до передавача на компенсацію втрат енергетики. Запропонована система МІТРІС-ІТС працює наступним чином. Потік даних через інтерфейс до РСІ шини комп'ютера 18 абонента поступає на вхід блока модулятора 17 ТС 15 і далі на вхід UP-конвертора 16. Після скремблювання, завадостійкого кодування потоку, модуляції та обробки (фільтрація, підсилення, перетворення частоти та потужності несучої) сигнал з виходу UP-конвертора 16 через дуплексер 13 і антену 14 по радіоканалу подається на головну приймальну станцію (ПС) 5 центральної станції (ЦС) 1. На ПС 5 відновлюється цифровий потік, вираховується своєчасність приходу сигналу, виробляється корегуюче повідомлення і потім запитний потік разом з зворотним потоком маршрутизується на сервер оператора (провайдера) послуг. В сервері корегуюча послідовність (КП) вводиться в загальний потік даних мереженого рівня (IP пакети). Швидкість КП в середньому досягає одиниць Кбіт/с, в той час як швидкість в спадному (прямому) каналі - може становити десятки Мбіт/с. Інформаційний потік випромінюється в зону обслуговування системи передавачем 2 ЦС 1 прямого каналу, вихід якого через дуплексер 3 підключений до антени 4, а вхід підключений до каналу зв'язку, що з'єднує його з портом інформаційного серверу і по якому інформаційний потік від сервера провайдера поступає на ЦС 1. Передавач 2 випромінює в зону обслуговування IP пакети в форматі DVB-S і приймаються абонентськими станціями 10, оснащеними приймальними трактами DVB потоку із швидкістю до 8Мбіт/с. Введені до складу центральної станції імітатор каналу зв'язку 19, та контрольна абонентська стація 22 виконують імітацію спотворень сигналу та передатної характеристики каналу, а контрольний комплекс вимірює параметри введених спотворень і передає результат в контрольний сервер, в якому виконується порівняння якості передачі при обміні інформацією із АС та тестовим сигналом із введеними спотвореннями із введеною в ЦС контрольною АС. На основі такого порівняння виконується: Визначення величини втрат енергетики; Ідентифікується вузол тракту ЦС, що привів до погіршення якості передачі; Формується команда (при необхідності) на підвищення енергопотенціалу для компенсації деградації ЦС. 7 В процесі такого функціонування системи, на центральній станції введений до її складу контрольний комплекс 20, як було вказано, виконує регулярний контроль параметрів на портах вузлів 2, 3, 7, 25, 23, 28, вимірюючи параметри амплітудночастотної характеристики передавального тракту ЦС, приймального тракту ЦС, наскрізну характеристику зворотного каналу чи імітованого прямого каналу в залежності від контрольованих портів. Результати вимірювання передаються на контрольний сервер 21, в якому по отриманим результатам вимірювання вираховується величина наявного відхилення енергетики каналу зв'язку, наприклад, як указано в [2]. По цим результатам, визначається елемент тракту, що підданий деградації і може формуватися команда на зміну потужності сигналу на виході передавача. Вирахувані результати відображуються на екрані комп'ютера оператора, а команда на зміну потужності передавача може подаватися як оператором самостійно, так і в автоматичному режимі через систему керування, що використовується в даній телекомунікаційній системі. Для забезпечення прийнятного значення показника надійності, зокрема коефіцієнту готовності введений до складу контрольний комплекс, що базується на аналізаторі сигналу (наприклад, типу Promax) виконує вимірювання параметрів сигналу На виході передавача 2. При цьому виміряні значення параметрів амплітудно-частотної характеристики тракту прямого каналу ЦС передаються в контрольний сервер, де вони порівнюються із Комп’ютерна верстка О. Рябко 42449 8 вихідними значеннями, вираховується наявність деградації по заданим критеріям та формується команда на компенсацію деградації за рахунок підвищення потужності сигналу в прямому каналі. - на вході демодуляторів 8 вимірюється характеристика тракту зворотного каналу і при її деградації контрольним сервером 20 видається інформація на екран комп'ютера абонента повідомлення про деградацію. Може також по службовому потоці бути передана команда до АС на підвищення потужності сигналу в зворотному каналі (ЗК). - введена до складу ЦС абонентська станція із імітатором спотворень дозволяє виконати уточнення типу спотворень для конкретизації потрібних втрат енергетики, та створення команди на підвищення енергопотенціалу. - вказані команди передаються через систему керування, що використовується (NMS, SNMP, тощо). Джерела інформації: 1 .Т.М.Наритник, В.П.Бабак, М.Ю. Ільченко, С.О.Кравчук. Мікрохвильові технології в телекомунікаційних системах, Київ, "Техніка", 2000р., стор.167. 2. В.П. Бабак, Т.М. Наритник, Ю.В. Куц, В.Я. Казіміренко. Обробка сигналів у радіоканалах цифрових систем передавання інформації, Київ, Книжкове видавництво НАУ, 2005р. С.475 3. Міжнародна заявка PCT/UA02/00038 «Мікрохвильова інтегрована телерадіоінформаційна система МІТРІС-ІНТ», Казіміренко В.Я., Наритник Т.М., Файнгольд О.М. та інші. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601