Радиорелейная связь — принципы и применение¶

Радиорелейная связь — это вид наземной радиосвязи, основанный на многократной ретрансляции радиосигнала в диапазоне ультракоротких волн (УКВ) между фиксированными станциями, расположенными в пределах прямой видимости. Основное назначение радиорелейных линий (РРЛ) — организация высококачественных и устойчивых каналов связи для передачи телефонного трафика, данных и видеосигналов на большие расстояния, где прокладка кабеля экономически нецелесообразна или физически затруднена.

¶Принцип действия

Радиорелейная линия строится как цепочка приёмо-передающих станций. Каждая станция принимает сигнал от предыдущей, усиливает его и излучает в направлении следующей. Такой принцип позволяет преодолевать кривизну земной поверхности: дальность одного пролёта обычно составляет от 10 до 80 км в зависимости от рельефа, высоты мачт и частотного диапазона.

Передача ведётся в дециметровом или сантиметровом диапазоне волн (от 1 до 40 ГГц). На этих частотах радиоволны распространяются прямолинейно и почти не огибают препятствия, поэтому антенны соседних станций должны находиться в зоне прямой видимости. Для увеличения высоты подвеса антенн используются мачты и башни высотой от 20 до 120 метров.

Современные радиорелейные станции работают в дуплексном режиме: приём и передача ведутся одновременно на разных частотах (или с разной поляризацией), что обеспечивает двустороннюю связь. Для повышения надёжности применяется резервирование — горячий резерв (1+1) или схема с распределением нагрузки (N+1), при которой один резервный ствол обслуживает несколько рабочих.

¶Классификация

По назначению и дальности радиорелейные линии делятся на три основных класса:

• Магистральные РРЛ — протяжённостью от 1000 км и более. Работают преимущественно в диапазонах 4–11 ГГц, используют высокие мачты и мощные передатчики. Обеспечивают ёмкость до нескольких тысяч каналов.
• Внутризоновые РРЛ — соединяют областные и районные центры на расстоянии 200–1000 км. Частотный диапазон — 6–15 ГГц.
• Местные РРЛ — протяжённостью до 200 км, работают в диапазонах 15–40 ГГц. Используются для соединения базовых станций сотовой связи, организации технологических каналов на предприятиях.

По способу модуляции различают аналоговые (частотная модуляция) и цифровые (QPSK, QAM) системы. С конца XX века аналоговые радиорелейные системы практически полностью вытеснены цифровыми, обеспечивающими большую помехоустойчивость и скорость передачи.

¶Применение

Основные области использования радиорелейной связи:

• Телефонная связь и интернет: соединение междугородних и сельских АТС, подключение удалённых посёлков к магистральным сетям.
• Сотовая связь: транспортировка трафика от базовых станций к контроллерам и ядру сети (транспортная сеть оператора).
• Телевидение: передача телевизионного сигнала от студий к передатчикам, организация временных репортажных линий.
• Ведомственные сети: связь в интересах железнодорожного транспорта, энергетики, нефтегазового сектора, МЧС и вооружённых сил.
• Резервирование: радиорелейные линии часто используются как резервный маршрут для волоконно-оптических линий связи (ВОЛС).

¶Преимущества и недостатки

К преимуществам радиорелейной связи относятся: относительно низкая стоимость развёртывания по сравнению с прокладкой кабеля, быстрота монтажа (от нескольких дней до месяцев), независимость от грунтов и водных преград, возможность организации связи в труднодоступной местности.

Недостатки: зависимость от погодных условий (особенно в диапазоне выше 15 ГГц — затухание в дожде и снеге), необходимость обеспечения прямой видимости и обслуживания большого числа станций, ограниченная пропускная способность по сравнению с оптическим волокном, уязвимость к помехам и перехвату (частично компенсируется шифрованием).

¶История

Первые радиорелейные линии появились в 1930-х годах в США и Великобритании. В СССР первая магистральная РРЛ Москва — Хабаровск протяжённостью около 8500 км была построена в 1950-х годах. Массовое внедрение цифровых радиорелейных систем началось в 1990-е годы. Несмотря на развитие волоконно-оптических технологий, радиорелейная связь сохраняет значение как надёжный и экономичный способ организации связи в регионах со слабо развитой инфраструктурой.