Мікрохвильова інтегрована телерадіоінформаційна система мітріс-с

1 Мікрохвильова інтегрована телерадюінформаційна система МІТРІС-С, що складається з підсистем прийому, формування та опрацювання інформації, центральної станції, яка містить багатоканальний НВЧ передавач із блоками частотної модуляції, сполученими з блоками фільтрації, посилення й перетворення частотно-модульованих сигналів у короткохвильову частину сантиметрового діапазону хвиль, усі канали НВЧ передавача об'єднані з підключенням виходів окремих каналів до загального виходу НВЧ передавача через ВІДПОВІДНІ прямі плечі послідовно включених феритових циркуляторів, а також передавальної антени, сполученої із зазначеним НВЧ передавачем, до складу центральної станції (ЦС) Винахід відноситься до спеціальної техніки зв'язку, що забезпечує передачу та прийом даних по каналам радіозв'язку В даний час поширені системи прийому і передачі даних на базі мікрохвильової техніки по системам ефірного радюдоступу, по радіорелейним ліням зв'язку, по супутниковим ЛІНІЯМ зв'язку Ці системи поряд із позитивними якостями мають і недоліки Ефірній передачі даних в метровому, дециметровому та довгохвилевому введений принаймні один передавальноприймальний ствол, що складається із цифрових модемів ЦС з потрібною смугою пропускання, що мають інтерфейс вводу даних, виходи яких через блок суматора підключені до конвертора ЦС "вгору", вихід якого через дуплексер і феритовий циркулятор підключений до загального виходу багатоканального НВЧ передавача, конвертора ЦС "вниз", вхід якого через дуплексер і феритовий циркулятор загального виходу НВЧ передавача з'єднаний з антеною, а вихід через блок подільника з'єднаний з входом ВІДПОВІДНОГО цифрового модема ЦС, абонентських приймальних станцій (АС), що містять передавально-приймальний ствол, що складається з цифрового модема АС, з'єднаного з конверторами АС "вгору" і "вниз", які через блок частотного розподілу підключені до абонентської антени, яка відрізняється тим, що до портів цифрових модемів центральної станції підключені синхронні (асинхронні) порти маршрутизатора, а джерело інформації підключається до одного або декількох портів маршрутизатора 2 Система за п 1, яка відрізняється тим, що абонентські станції мають інтерфейс з кінцевим обладнанням обробки даних (комп'ютер, сервер локальної мережі), а їх КІЛЬКІСТЬ становить n x m, де п - число модемів центральної станції, a m КІЛЬКІСТЬ абонентських станцій, що припадає на один фізичний канал сантиметровому діапазонам характерна обмежена канальна ємність, слабка завадостійкість, мала СТІЙКІСТЬ по відношенню до активних, пасивних, навмисних, ненавмисних, індустріальних завад, багатопроменевого приймання, недостатня надійність зв'язку, особливо при напруженій енергетичний ситуації, що потребує підвищення випромінюваних потужностей, аж до рівня небезпечного для здоров'я Радіорелейні лінії мають підвищену надійність зв'язку, та потребують значних витрат часу та матеріальних витрат на розгортання і, крім того, О (О (О ю ю ю забезпечують передачу лише в режимі "точка точка" Супутникові системи є досить дорогими і економічно вигідними стають при передачі на відстані більше 1000км Задача надійної передачі та приймання інформації на відстані до 100-150км економічно вигідно вирішується за допомогою системи на базі модернізованої системи МІТРІС-К (заявка №2000116841 від 30 11 2000р) [1] Прототипом є мікрохвильова інтегрована телерадіоінформаціина система МІТРІС-К, що складається з підсистем прийому, формування та опрацювання інформації, центральної станції, яка містить багатоканальний НВЧ передавач із блоками частотної модуляції, сполученими з блоками фільтрації, посилення і перетворення частотно-модульованих сигналів у короткохвильову частину сантиметрового діапазону хвиль, усі канали НВЧ передавача об'єднані з підключенням НВЧ виходів окремих каналів до спільного НВЧ виходу передавача через ВІДПОВІДНІ прямі плечі послідовно включених феритових циркуляторів, а також антени, сполученої з зазначеним НВЧ передавачем, до складу центральної станції введений принаймні один передавально-приймальний ствол, що складається із модемів з потрібною смугою пропускання, що мають інтерфейс вводу даних (наприклад G 703), виходи яких через блок суматора підключені до конвертора "вгору" (ирконвертор) ВИХІД якого через дуплексер і феритовий циркулятор підключений до спільного НВЧ виходу передавача, конвертора "вниз" (dконвертор), вхід якого через дуплексер і феритовий циркулятор спільного НВЧ виходу передавача з'єднаний з антеною, а вихід через блок поділювача з'єднаний з входом ВІДПОВІДНОГО модему, до входу up- конвертора передавальноприймального ствола центральної станції підключається вихід блоку суматора, що має пвиходів, до виходу d-конвертора передавальноприймального ствола центральної станції підключається вхід блоку поділювача, що має пвходів, центральна частота радіочастотних входів і виходів кожного модему передавальноприймального ствола має унікальне в центральній станції значення, в передавально-приймальному стволі центральної станції число модемів і смуги пропускання на їх входах (виходах) вибираються таким чином, щоб максимальне значення частоти смуги пропускання самого високочастотного модему і мінімальне значення частоти смуги пропускання самого низькочастотного модему були ВІДПОВІДНО не більше і не менше ВІДПОВІДНИХ значень робочого діапазону up- і d-конверторів передавально-приймального ствола центральної станції, центральна частота входу (виходу) модему передавально-приймального ствола абонентської станції відповідає частоті виходу (входу) принаймні одного з модемів передавально-приймального ствола центральної станції, діапазон частот входу (виходу) кожного модему передавально-приймального ствола центральної станції відстроєні один від іншого на розмір захисного інтервалу, щоб придушення сусіднього каналу було не менше 20дБ, 55566 абонентських станцій, що містять кожна дзеркальну антену з конвертором та тюнер, передавально-приймальний ствол, що складається з модему, з'єднаного з up і d конверторами які через блок частотного розподілу підключені до абонентської дзеркальної антени Недоліком прототипу є те, що він передбачає обслуговування кінцевих користувачів в числі не більше, ніж число модемів ЦС, надаючи кожному абоненту виділений канал Підключення інформативного потоку по визначеному в кожному випадку інтерфейсу потребує числа портів джерела інформації згідно з числом модемів, тобто наявності комутатора фізичного або канального рівня Задача надання послуг багатьом абонентам в межах пропускної здатності каналу зв'язку, а також створення та підтримки мережі в інтересах відомства, корпорації чи групи абонентів, передачі багатоадресної інформації від одного порту технічного засобу джерела інформації вирішується системою МІТРІС-С, що є предметом заявки Зазначена задача вирішується тим, що в мікрохвильовій інтегрованій системі, що складається з підсистем прийому, формування та опрацювання інформації, центральної станції, яка містить багатоканальний НВЧ передавач із блоками частотної модуляції, сполученими з блоками фільтрації, посилення й перетворення частотно-модульованих сигналів у короткохвильову частину сантиметрового діапазону хвиль, усі канали НВЧ передавача об'єднані з підключенням НВЧ виходів окремих каналів до спільного НВЧ виходу передавача через ВІДПОВІДНІ прямі плечі послідовно включених феритових циркуляторів, а також антени, сполученої з зазначеним НВЧ передавачем, до складу центральної станції введений принаймні один передавально-приймальний ствол, що складається із модемів з потрібною смугою пропускання, що мають інтерфейс вводу даних, виходи яких через блок суматора підключені до конвертора "вгору" вихід якого через дуплексер і феритовий циркулятор підключений до спільного НВЧ виходу передавача, конвертора "вниз" (dконвертор), вхід якого через дуплексер і феритовий циркулятор спільного НВЧ виходу передавача з'єднаний з антеною, а вихід через блок поділювача з'єднаний з входом ВІДПОВІДНОГО модему, до входу ир-конвертора передавальноприймального ствола центральної станції підключається вихід блоку суматора, що має п,виходів, до виходу d - конвертора передавальноприймального ствола центральної станції підключається вхід блоку поділювача, що має пвходів, центральна частота радіочастотних входів і виходів кожного модему передавальноприймального ствола має унікальне в центральній станції значення, в передавально-приймальному стволі центральної станції число модемів і смуги пропускання на їх входах (виходах) вибираються таким чином, щоб максимальне значення частоти пропускання самого високочастотного модему і мінімальне значення частоти пропускання самого низькочастотного модему були ВІДПОВІДНО не більше і не менше ВІДПОВІДНИХ значень робочого діапазону up- і d-конверторів передавально 55566 приймального ствола центральної станції, тим, що до складу центральної станції введений центральна частота входу (виходу) модему маршрутизатор, що підтримує адресацію передавально-приймального ствола абонентської інформації на мереженому рівні, та виконує станції відповідає частоті виходу (входу) розподіл складових частин інформаційного потоку принаймні одного з модемів передавально(пакетів) між виділеними фізичними каналами приймального ствола центральної станції, Запропонована система МІТРІС-С працює діапазон частот входу (виходу) кожного модему наступним чином передавально-приймального ствола центральної Потік даних від джерела послуг поступає на станції відстроєні один від іншого на розмір WAN- порт маршрутизатора Джерелом послуг захисного інтервалу, абонентських станцій, що може бути сервер мережі передачі даних, або містять кожна дзеркальну антену з конвертором та сервер доступу до центру надання послуг, що тюнер, передавально-приймальний ствол, що забезпечує адресацію інформації на мереженому складається з модему, з'єднаного з up і dрівні конверторами які через блок частотного розподілу Число абонентських станцій, що підключені до абонентської дзеркальної антени обслуговуються одним модемом ЦС визначається пропускною здатністю модему ЦС, пропускною У запропонованому технічному рішенні до здатністю абонентської станції, швидкістю доступу складу центральної станції вводиться абонента до інформаційних ресурсів Оскільки маршрутизатор [2] синхронні (асинхронні) порти ВІДПОВІДНО сконфігурований маршрутизатор якого підключаються до цифрових портів модемів забезпечує розподіл інформації між своїми центральної станції, один (WAN порт) або декілька портами, то цим самим організуються виділені портів підключаються до порту джерела під мережі в залежності від потреб груп інформації користувачів Тобто адресація виконується на Абонентські станції мають інтерфейс з мереженому рівні, а розподіл під мереж - на прикінцевим обладнанням даних (комп'ютер, фізичному При організації пропускної здатності сервер локальної мережі) КІЛЬКІСТЬ абонентських ствола 2Мбіт/с при середній швидкості доступу станцій може значно перевищувати число модемів абонентів 20Кбіт/с може бути підключено по і становить n m, де п - число модемів, а т меншій мірі 100 кінцевих користувачів, надаючи КІЛЬКІСТЬ АС, що приходиться на 1 фізичний канал кожному з них можливість навантаження Число m визначає якість та об'єм послуг, що віртуального каналу 1 Ерл При підключенні 5 можуть бути надані користувачеві користувачів на один канал можливе Розроблена авторами мікрохвильова обслуговування 500 кінцевих користувачів у каналі інтегрована телерадюінформаційна система 2Мбіт/с МІТРІС-С представлена на малюнку 1 і складається з підсистем прийому, формування та При дещо зменшеній швидкості доступу опрацювання інформації 1, центральної станції 2, (наприклад, до 10Кбіт/с) та підвищеній імовірності яка містить багатоканальний НВЧ передавач 3, що блокування каналу зв'язку (до 10%) число працює на частотах 11-13ГГц із блоками частотної користувачів складе до 2000 модуляції 4, сполученими з блоками фільтрації, Інформаційний потік складається з пакетів посилення й перетворення частотнотретього рівня, що містять в своєму складі адресну модульованих сигналів у короткохвильову частину частину, організовану по прртоколам мережного сантиметрового діапазону хвиль 5 Усі канали НВЧ рівня, (наприклад, IP) передавача об'єднані з підключенням НВЧ виходів Потім промодульована несуча з окремих каналів до спільного НВЧ виходу радіочастотного виходу модему 9 через суматор передавача через ВІДПОВІДНІ прямі плечі 10 поступає на вхід ир-конвертору 8 і після послідовно включених феритових циркуляторів 6, перетворення в ньому частоти сигналу до конвертер "вниз" (d-конвертер) 7, що перетворює значення частоти передачі випромінюється НВЧ-сигнал діапазону Af2(Af2^Afi) в сигнал антеною 13 Прийнятий антеною радіосигнал проміжної частоти, і ир-конвертер 8, що через дуплексер 12 подається на вхід dперетворює сигнал проміжної частоти в діапазон конвертора 7 і після зниження частоти до значення НВЧ-сигналу Afi , з'єднані з цифровими модемами ВІДПОВІДНОГО діапазону радіочастотного входу 9, через суматор 10 і поділювач 11 з одного боку і модему подається на його вхід і на цифровий порт дуплексером 12, і далі з передавальною антеною надходить інформаційна цифрова ПОСЛІДОВНІСТЬ 13, що має кругову діаграму спрямованості в Робочий діапазон складається із смуги горизонтальній площині і звужену ширину діаграми прийому і смуги передачі, котрі поділені на смуги спрямованості у вертикальній площині з іншого стволів Стволи створюються сукупністю up- і dбоку Маршрутизатор 14 з'єднаний з цифровими конверторів та m модемів Робоча смуга модему входами модемів 9 Абонентські приймальні лежить в межах смуги ствола станції 15, що містять кожна приймальну В системі МІТРІС може бути від одного до п дзеркальну антену з конвертором 16 та тюнер 17, і таких стволів абонентські станції 18, що включають в себе ирПрийом та передача на абонентському КІНЦІ конвертер 19, d-конвертер 20, цифровий модем виконується, як і на центральній станції, з 21, антену 22, дуплексер 23, а також ретранслятор урахуванням того, що використовується один 24 (при необхідності) сигналів центральної станції модем для розширення зони прийому складають Робочу частота модулятора та демодулятора периферійне обладнання системи абонентської станції відповідає робочій частоті одного з модемів ЦС Заявлена система відрізняється від прототипу 8 55566 Згідно такому алгоритму роботи число користувачів дорівнює числу каналів (модемів ЦС) Так в одному стволі зі смугою пропускання 24МГц може бути організовано 10-20 двохмегабітних каналів у залежності від виду модуляції та якості (завадостійкості) каналів При необхідності організації більшого числа каналів використовується ресурс додаткових стволів При цьому замість чергової ЛІНІЙКИ мовлення організується ще ствол з модемами, частоти яких відстроєні від організованих у першому стволі Прикладом застосування може бути необхідність передачі інформації по різним інформаційним напрямкам з доступом до різних фізичних каналів зв'язку від одного технічного засобу джерела послуг (сервер доступу, сервер локальної мережі тощо) Передача всього потоку по кожному фізичному каналу приводить до перевантаження каналів, підвищенню імовірності КОЛІЗІЙ на вхідних портах Характеристики маршрутизатора залежать від задач, вирішення яких покладається на нього Це може бути підтримка мережених протоколів динамічної маршрутизації (RIP, OSPF), протоколів міжмережної маршрутизації (EGP, BGP) В самому простому випадку, коли стоїть задача маршрутизації в канал, маршрутизатор може функціонувати по статичним маршрутним таблицям та виконаний на програмному забезпеченні інстальованими на комп'ютері класу Pentium, Джерела інформації 1 Т Н Нарытник, В П Бабак, М Е Ильченко, С А Кравчук Микроволновые технологии в телекоммуникационных системах, Київ - "Техніка", 2000р , стор 131 2 С Золотов Протоколы Internet, СПб BHV Санкт-Петербург, 1998, 304c 13 2 3 6 1• с _ • 7 8 J4 23 f П 5 П 5 ГП ГП U 4 U4 і 1 1 —— 1 и і 1 5 I" J 10 1 Г 9 9 1 9 20 1 Г 12 22 3 '' 6 J H_. . 1 1 d L 1 T 21 — — 1 6 24 9 | _ г 0 14 А Фіг. Підписано до друку 05 05 2003 р Тираж 39 прим ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24 I