РРЛ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ ПОСЛЕДНЕЙ МИЛИ

July 3, 2012 by admin Комментировать »

Морозов А. А., Ракитянский Ф. А., Дементенко С. А., Татаринский С. Н., Потылицын Н. П., Поляков С. В., Бритков А. В., Мозговой Ю. В., Торбанов Н. А., Заянчуковский В. В., Свириденко В. И., Зайцев О. В. ООО «Бета ТВ ком» г. Донецк, ул. Университетская, 112, оф.15 тел./факс: 062-381-81-85, e-mail: betatvcom&dptm. donetsk. иа

Аннотация Рассматриваются технические решения, применяемые в РРЛ, созданной по принципу конструктора «LEGO». Набор модулей РРЛ позволяет решать вопросы телефонии передавать потоки Е1, Е2, интернета ETHERNET 10 BASE Т, телевидения передача ТВ каналов от материнской головной станции (ГС) (в кабельном ТВ) ведомой ГС [1].

I.    Введение

Применяемый вид модуляции в РРЛ ЧМ диктуется необходимостью передачи аналогового(вых) ТВ сигнала(ов). Известно, что передача цифровых данных с помощью PSK (ФМ2) позволяет получать выигрыш в отношении сигнал/шум на приемном конце ЗдБ по сравнению с ЧМн, при той же вероятности ошибок. Однако ЧМн работа усилительного каскада передатчика в классе В, а ФМ в классе А, поэтому этот факт не является определяющим. (Полосу ЧМн можно приблизительно считать равной ФМ2, если предварительно подвергнуть цифровой поток гауссовой фильтрацией с В-Т=0,7). Выигрыш в занимаемой полосе дает QPSKФМ4 (полоса ФМ4 в два раза меньше, чем ФМ2 при тех же приблизительно энергетических характеристиках отношении сигнал/шум на приемном конце). И этот факт проигрыш предлагаемой РРЛ по занимаемой полосе в 2-3 раза, по сравнению с широкоиспользуемыми РРЛ отражен в названии статьи РРЛ последней мили, где суммарная скорость потока еще не велика и вопросы с экономией полосы стоят не так остро. Здесь не рассматривается многопозиционная ФМ, QAM, в которых выигрыш еще больше, но достигается он существенным обменом на отношение сигнал/шум на приемном конце. Данные виды модуляции применяются в основном в высокоскоростных РРЛ, в частности и потому, что широкие модулирующие полосы трудно получить практически.

II.  Основная часть

Первая промежуточная частота РРЛ 1000… 2000 МГц формируется ГУНом охваченным инерционной ФАПЧ (частота ГУН программируется) модуль 1, фиг. 2. Граничная частота пропорциональноинтегрирующего фильтра ФАПЧ (ГУНа) установлена значительно меньше 50 Гц (частота повторения кадров в ТВ) с целью исключения нежелательной частотной модуляции, обеспечивая в то же время долговременную стабильность ГУН. Высокая ПЧ имеет два преимущества:

а) большой уровень сигнала ПЧ (ГУН формирует сигнал с выходным уровнем «10 мВт) требует в дальнейшем небольшого дополнительного усиления, порядка 26 дБ для передачи данных по эфиру (в диапазоне первой ПЧ частоты 1…2 ГГц). Дополнительное усиление осуществляется модулем 2 фиг. 2. Усилитель мощности имеет две модификации 950…1300 МГц (транзисторы BLT 81-PHILIPS, КТ 919 А), 1300… 2000 МГц (микросхема MGA-83563 Agilent Technologies, транзистор SHF-0589 Stanford microdevices) и настраивается на заказанную частоту предприятием. Его 4-х ваттный выход позволяет использовать недорогой кабель снижения типа RG6,

RG11 с возможностью потерь в кабеле до -15 дБ. (В усилителе транзисторы работают в классе В, при этом разница в себестоимости усилителей 4 Вт и 0,4 Вт не превышает 50$. Это позволяет увеличить выходную мощность усилителя, заложив запас на потери в кабеле, как альтернатива маломощному усилителю, расположенному снаружи возле антенны.)

б) РРЛ диапазона 1…2 ГГц позволяет использовать технические решения, используемые при приеме сигналов в «бытовых» спутниковых тюнерах типа НТВ3000 и т.д., работающих в диапазоне частот

950..             .2150 МГц.

На основе этих решений был разработан модуль приема 3 (фиг. 2), имеющий следующие характеристики: диапазон перестройки 950. ..2150 МГц, промежуточная частота 480 МГц, преселектор по входу подавляет частоту зеркального канала не менее чем на 40 дБ (смеситель и ГУН выполнены на транзисторах BFG-67, синтезатор частоты на TSA-5055, преселектор на микросполосковых линиях (МПЛ) с варикапами ВВ-837 вся комплектация фирмы PHILIPS), ПАВ фильтр на ПЧ (В-611 Epcos) с полосой прозрачности 27 МГц и 8 МГц (ФТКП23-1М Бутис-М, Россия) для потоков Е1 и Е2 соответственно. Высокие характеристики ПАВ по затуханию при отстройке от полосы прозрачности заставляют привести данные только по перегрузке входной части модуля 3IMD не хуже 77 дБ/мкВ (входные уровни двухтонового сигнала с частотами fi и f2), при уровне комбинации на выходе 2frf2 минус 54 дБ, АРУ по входу (pin-диод HSMP-3830 Hewlett Packard) позволяет увеличить динамический диапазон по сигналу на 10 дБ. Чувствительность модуля 30 дБ/мкВ, при вероятности ошибки 10′8 (для потока Е1). Детектирование ЧМ сигнала осуществляется с помощью микросхемы TDA8012, плюс дополнительно, если ведется прием аналогового ТВ сигнала, проводится обработка звукового канала с помощью микросхемы TDA8745 (выбирается поднесущая звука от 5 до 9 МГц, ширина полосы звуковой поднесущей 130, 280 кГц, режим МОНО, СТЕРЕО, выбор частоты коррекции 50 мкс, 75 мкс, J17).

Модулирующими сигналами модуля 1 являются либо сигналы «Видео» и «Аудио», либо сигналы потока Е1 по G703 (код HDB3 или AMI) или Е2. В случае использования модуля 1 для передачи ТВ изображения имеется дополнительная возможность передачи до трех поднесущих звука, частоты которых располагаются в диапазоне 5…9 МГц.

При использовании модуля 1 для передачи потока Е1, последний (поток Е1) поступает предварительно на модуль 4 регенератор потока Е1, ядро которого выполненном на микросхеме LXT 360 QE фирмы INTEL (USA), а затем на модуль 1. Модуль 4 также преобразует «однополярный сигнал» с приемника (модуль 3, фиг. 2) в «двухполярный сигнал» для передачи потока Е1 в линию.

Передача/прием потока Е2 осуществляется с использованием модуля 5 (фиг. 2), который осуществляет операции аналогичные модулю 4 (фиг. 2), но с потоком Е2. Дополнительная функция этого модуля уплотнитель потоков 4хЕ1->Е2 и наоборот Е2->4хЕ1

Fig. 1. Stream multiplexer 4хЕ1->Е2 and reverse E2^4xE1

Передача/прием сигналов ETHERNET спецификации 10 BASE T с применением модулей 1,2,3 осуществляется с использованием модуля 6 (фиг. 2) (микросхема LXT-905 QC). Для обеспечения работы сельских АТС, где часто применяются потоки ИКМ15, разработан модуль 7 (конвертор ИКМ-15^Е1; скорость потока ИКМ-15 1,024 Мбит/с, Е1 2,048 Мбит/с). Вышеприведенные семь модулей основа дуплексной PPJ1, при этом связь в диапазоне

1000..    . 1600 МГц осуществляется на основе антенн волновой канал с КуСант«14 дБ (расчет антенн проведен с помощью программы-анализатора антенн “Мтапа” [2] и не выявил отклонения с экспериментальными данными), а в 1600. ..2000 МГц с помощью бытовых оффсетных спутниковых тарелок, в этом диапазоне частот имеющие Кус= 19 дБ для диаметра тарелки 0,6 м и Кус= 26 дБ для диаметра 0,9 м.

Фиг. 2. Внешний вид модулей РРЛ Fig. 2. Appearance of RRL module

Развязка между передающей и приемной антеннами за счет поляризации составляет 25 дБ. (Облучатель спутниковых тарелок показан на фиг. 3 и представляет собой два скрещенных полуволновых вибратора один на передачу, другой на прием с апериодическим рефлектором. Вибраторы выполнены на фольгированном текстолите. Симметрирование питания вибраторов выполнено по схеме компенсации тока на наружной оболочке кабеля.) Дополнительная развязка между передатчиком и приемником осуществляется путем установки на входе приемника (модуль 3, фиг. 2) фильтра, выполненного на встречных стержнях (фиг. 4) [3] и имеющего крутизну ската фильтра 1 дБ/1 МГц. Это позволяет разнести частоты передачи и приема (поста) на 30 МГц, без влияния передатчика на приемник. Занимаемая полоса при передаче ТВ сигнала 27 МГц, для потока Е1 6 МГц по уровню минус 30 дБ, для потока Е2, Ethernet 27 МГц по уровню минус 30 дБ.

Фиг. 3. Облучатель спутниковых тарелок Fig. 3. Satellite antenna feed

Фиг. 6а. Структурная схема конвертораусилителя

Платы конвертора-усилителя (фиг. 7, 8, 9) выполнены на материале DUROID R040031(0,2”) с 8=3,37 химическим позитивным методом (травлением печатной платы) по 4 классу точности (предварительно было подтверждено моделированием с помощью программы “Microwave office”), металлизация отверстий типовая осаждением хлористого палладия.

Фиг. 9. Оконечный усилитель Fig. 9. Power amplifier

Дополнительный режекторный фильтр на ДР

Фиг. 8. Полосовой фильтр с режекцией Fig. 8. Bandpass rejection filter

Фиг. 1. Смеситель-гетеродин Fig. 1. Mixer-heterodyne

Фиг. 66. Конвертор-усилитель модуль 8 Fig. 66. Converter-amplifier: module 8

Гетеродин и смеситель (фиг. 7) выполнены на одном транзисторе ТС-2381 фирмы TRANSCOM (Taiwan), при этом стабилизация гетеродина осуществляется с помощью диэлектрического резонатора ДР 0 5,7×1,6 мм, h=2,0 мм из материала АЛТК с 8=41, Q=5400 (сигнал подается на затвор транзистора изи = -0,5 В, иси = 5,3 В, 1с = 75мА, коэффициент преобразования смесителя +2 дБ). Уход частоты гетеродина не превысил 1,5 МГц при изменении температуры окружающей среды от 25…70°С. Полосовой фильтр ПФ1 (фиг. 8) рассчитан с помощью

Microwave office на суммарную частоту fc+fg=11,05 ГГц с полосой прозрачности Af=300Mn_\, потерями в ней -2,5 дБ. Дополнительный режекторный фильтр на ДР позволяет в итоге подавить сигнал гетеродина на выходе фильтра на 40 дБ. Полосовой фильтр ПФ2 настроен на частоту приема fnp=fn3n +530 МГц, и аналогичен ПФ1 (его ДР осуществляет дополнительную режекцию частоты fM3n). При этом развязка передатчик/приемник составляет более 60 дБ (при разносе частот передачи и приема на 530 МГц с учетом дополнительного ослабления за счет поляризации 25…30 дБ)

Два двухкаскадных усилителя (см. фиг. 9), выполненных на транзисторах ТС-2181, ТС-2281, ТС2381 и имеют каждый по 15 дБ усиления при выходной мощности Р-|дБ=24дБ/мВт (данные для транзистора ТС-2381 при токе покоя 80 мА). Это позволяет осуществить передачу группового сигнала из 10 телевизионных каналов с выходной мощностью каждого из них -2 мВт. Для приема данных применяется бытовой спутниковый конвертор фирмы MICROELECTRONICS TECHNOLOGY АР8-74С, в котором был исключен (с целью повышения динамики) выходной каскад по ПЧ.

III.  Заключение

Развитие «бытового» спутникового телевидения позволяет использовать отработанные технические решения и снизить стоимость РРЛ передачи данных.

IV Список литературы

[1]    А Бителева Новинки техники Теле-Спутник, 2001, № 9.

[21 http://www.radio.ru/mmana

[3]    Справочник по элементам полосковой техники. М.: Связь. 1979., с. 218-219

LAST-MILE DATA-TRANSFER RRL

Morozov A. A., Rakityanskiy F. A., Dementenko S. А., Tatarinskiy S. N., Potylitsyn N. P., Polyakov S. V., Britkov A. V., Mozgovoy Yu. V., Gorbanov N. A., Zayanchukovskiy W. W., Sviridenko V. I., Zaytsev О. V.

Beta TV com Co.

Office 115, 112 Universitetskaya St., Donetsk, Ukraine, 83004 phone/fax +380 (62) 3818185 e-mail: betatvcom@dptm.donetsk. ua

Abstract Technical solutions for a RRL that occupies an intermediate position between the TV and telephony markets are considered.

A last-mile data-transfer RRL is proposed. Since the overall stream rate is not high, the issue of frequency band saving is not acute.

The RRL group signal shaping is achieved at the first intermediate frequency of 1-2GHz with the 2-13GHz conversion. The RRS module set provides the transfer of E1/E2 telephony streams, Internet Ethernet 10 Base T data flows, TV channels transmission from one head-end to others.

The implementation of home satellite television techniques has enabled the use of well-established technical solutions offering reduced costs of the RRL data transfer.

Источник: Материалы Международной Крымской конференции «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии», 2003г.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты