22

r

TELEKOMU

NIKCJA

Radioelektronik Audio-HiFi-Video 3/2001

STEROWCE

W £¥CZNOŒCI RADIOWEJ

(2)

mi publicznymi PSTN oraz centrami komuta-

cyjnymi radiokomunikacji ruchomej MSC.

Warunki pracy systemu

Zasadnicze cechy i w³aœciwoœci porównaw-

cze systemów ³¹cznoœci ziemskiej i sateli-

tarnej oraz systemu ze statkami powietrzny-

mi s¹ przedstawione w tablicy. Jedn¹ z naj-

bardziej atrakcyjnych cech proponowanego

nowego systemu jest ma³e t³umienie propa-

gacji w wolnej przestrzeni, wielokrotnie mniej-

sze ni¿ w systemach z satelitami niskoorbital-

nymi, nie mówi¹c o systemach z satelitami

geostacjonarnymi. Jest ono nawet nieco

mniejsze ni¿ na odcinkach tras linii radio-

wych.

Przy za³o¿eniu tej samej czêstotliwoœci pra-

cy t³umienie w wolnej przestrzeni na trasie

Ziemia-satelita GEO wynosi³oby 140 dB, na

trasie Ziemia-satelita LEO (900 km) oko³o

100 dB, a na trasie Ziemia-sterowiec (22 km)

oko³o 70 dB. W przypadku linii radiowych na

powierzchni Ziemi t³umienie pojedynczego

odcinka by³oby tak¿e wiêksze wskutek od-

dzia³ywania atmosfery, nie mówi¹c o silnych

zanikach wystêpuj¹cych wskutek opadów.

Ponadto w przypadku sterowców t³umienie to

jest znacznie stabilniejsze.

Je¿eli uwzglêdnimy ponadto, ¿e na pok³adzie

sterowca mog¹ byæ stosowane nadajniki

o wiêkszych mocach i anteny o wiêkszej kie-

runkowoœci ni¿ w stacjach bazowych ziem-

skich systemów ³¹cznoœci ruchomej, nie bêdzie

trudnoœci z wykorzystywaniem w systemie do

³¹cznoœci osobistej PCS aparatów podobnych

do stosowanych w systemach komórkowych.

W literaturze przedmiotu przedstawione s¹

obliczenia wykazuj¹ce, ¿e przy zastosowaniu

systemu obs³uguj¹cego obszar o œrednicy kil-

kudziesiêciu kilometrów, za pomoc¹ 50 wi¹zek

antenowych i wykorzystywaniu 8 kana³ów

radiowych na ka¿d¹ wi¹zkê, przy ca³kowitej

mocy nadawania urz¹dzeñ pok³adowych

600 W w systemie transmisji CDMA mo¿na

jednoczeœnie realizowaæ do 12 000 po³¹czeñ

telefonicznych. Przy za³o¿eniu obci¹¿enia 0,05

erlanga

x)

umo¿liwia to obs³u¿enie 240 000

Urz¹dzenia pok³adowe

i naziemne

Rodzaj stosowanych urz¹dzeñ bêdzie g³ównie

zale¿a³ od przeznaczenia systemu, na przyk³ad

do radiodyfuzji, transmisji danych (g³ównie

jednokierunkowo) czy rozmów telefonicznych

lub po³¹czeñ multimedialnych. Zawsze celem

bêdzie ograniczenie mocy nadawania i mocy

zasilania urz¹dzeñ by zmniejszyæ ciê¿ar wypo-

sa¿enia i zu¿ycie energii. W zwi¹zku z tym

przewiduje siê w takim systemie ograniczenie

roli urz¹dzeñ pok³adowych do przekazywa-

nia sygna³ów z równoczesn¹ zmian¹ czêsto-

tliwoœci i zastosowaniem zestawów anten, na-

tomiast funkcje urz¹dzeñ zwielokrotniaj¹cych,

rozdzielczych i komutacyjnych musia³yby prze-

j¹æ stacje naziemne (odwrotna tendencja ni¿

w systemach satelitarnych, gdzie coraz bar-

dziej rozbudowane satelity spe³niaj¹ coraz

wiêksz¹ rolê, umo¿liwiaj¹c uproszczenie

i zmniejszenie stacji naziemnych). Jako cieka-

wostkê mo¿na podaæ, ¿e w celu ograniczenia

ciê¿aru urz¹dzeñ pok³adowych i uzyskiwania

w¹skich wi¹zek promieniowania przewiduje

siê stosowanie anten kierunkowych z reflekto-

rami w postaci nadmuchiwanych wklês³ych

zwierciade³ (w przekroju poprzecznym podob-

nych do sierpa ksiê¿yca), które by³yby wypo-

sa¿one w instalacje utrzymuj¹ce wewnêtrz-

ne ciœnienie gazu i których wewnêtrzna po-

wierzchnia, odpowiadaj¹ca powierzchni re-

flektora, by³aby automatycznie pokrywana

warstw¹ materia³u przewodz¹cego z chwil¹

przybrania przez tê konstrukcjê wymaganego

kszta³tu.

Na rys. 5 podano przyk³ad wyposa¿enia sterow-

ca w przypadku pracy w wielodostêpowym sy-

stemie CDMA (dostêp wielokrotny na zasadzie

rozdzia³u kodowego). Ca³kowita szerokoœæ wy-

korzystywanego pasma wynosi 500 MHz przy

szerokoœciach kana³ów radiowych 1,25 MHz.

W projekcie przyjêto zastosowanie do 50 wi¹-

zek kierunkowych sta³ych lub mniejsz¹ liczbê

wi¹zek ”skacz¹cych”. Dzia³anie systemu prze-

kaŸnikowego jest podobne do dzia³ania podob-

nych urz¹dzeñ stosowanych w systemach ³¹cz-

noœci satelitarnej i wynika z przedstawionego ry-

sunku. Nale¿y tylko wspomnieæ o koniecznoœci

zapewnienia odpowiednich warunków klima-

tycznych pracy urz¹dzeñ przez zastosowanie

np. termostatów czy grzejników do odmra¿ania

powierzchni anten, ze wzglêdu na temperatury

panuj¹ce na tych wysokoœciach.

Przedstawiony na rys. 6 komplet urz¹dzeñ

centralnej stacji naziemnej zapewnia wspó³-

dzia³anie z jednej strony ze stacj¹ pok³adow¹

sterowca, a z drugiej z komutowanymi siecia-

Rys. 5. Schemat blokowy urz¹dzeñ pok³adowych sterowca

(LNA _ wzmacniacz ma³oszumny,

HPA _ wzmacniacz mocy, BPF _ filtry pasmowe)

Rys. 6. Schemat blokowy urz¹dzeñ stacji naziemnej

(D _ sprzêgacz antenowy, pozosta³e oznaczenia jak na rys. 5)

x) Erlang, erl _ jednostka œredniego natê¿enia ruchu te-

lefonicznego równa natê¿eniu takiego ruchu, w którym

istnieje œrednio 1 po³¹czenie (w ka¿dej chwili). Natê¿e-

nie ruchu wynosi³o 1 erl, jeœli w czasie 1 h przeprowa-

dzono np. 20 po³¹czeñ 3-minutowych (przyp. red.).

23

Radioelektronik Audio-HiFi-Video 3/2001

abonentów telefonicznych. Wszystko zale¿y

jednak od precyzji dzia³ania systemu CDMA,

poniewa¿ daj¹ca siê uzyskaæ praktycznie prze-

pustowoœæ zale¿y od zmniejszenia mo¿liwoœci

wystêpowania zak³óceñ miêdzykana³owych

oraz b³êdów w po³¹czeniach.

Badania symulacyjne wykazuj¹, ¿e w przy-

padku obszaru o œrednicy oko³o 200 km do ob-

s³u¿enia 100 000 abonentów dla systemu

³¹cznoœci komórkowej trzeba zrealizowaæ oko-

³o 200 komórek z wykorzystaniem oko³o 34 ka-

na³ów radiowych na komórkê, czyli sumarycz-

nie 6800 kana³ów. W przypadku systemu ze

sterowcami liczbê tê mo¿na by zmniejszyæ

przynajmniej dwukrotnie dziêki temu, ¿e obci¹-

¿enie w poszczególnych komórkach jest nie-

równomierne, a centralnie rozmieszczona sta-

cja na sterowcu ma mo¿noœæ dopasowania

przepustowoœci do bie¿¹cych obci¹¿eñ w ka¿-

dej komórce, powoduj¹c ”wyg³adzenie” ruchu

w skali ca³ego obs³uguj¹cego obszaru i unika-

j¹c przeci¹¿enia w godzinach szczytu. Po-

nadto zmniejsza siê wymagania na kontrolê

mocy nadawania ze wzglêdu na mniejsz¹ dy-

namikê zmian t³umienia propagacji w syste-

mach ze sterowcami ni¿ w systemach ziem-

skich oraz niewystêpowanie silnych zaników.

Perspektywy zastosowañ

Warunkiem wprowadzenia systemu do eksplo-

atacji jest w równej mierze wprowadzenie pew-

nych innowacji w wyposa¿eniu i przystosowa-

niu sterowców do pracy w omawianym syste-

mie ³¹cznoœci, jak przekonanie ludzi o celo-

woœci zastosowania tego nowego œrodka ³¹cz-

noœci. Odnosi siê to zarówno do fachowców,

którzy nie s¹ jeszcze przekonani co do ko-

sztów realizacji i niezawodnoœci dzia³ania syste-

mu, jak i tych, którzy wyra¿aj¹ ró¿ne obawy po-

czynaj¹c od estetycznych do obawy ”spadniê-

cia” uszkodzonego sterowca. ¯e uprzedzenia

te ulegaj¹ stopniowemu prze³amaniu wskazu-

j¹ m.in. prace na terenie ITU (International Te-

lecommunication Union), które w uznaniu per-

spektyw takich systemów posunê³o siê tak da-

leko, ¿e wydzieli³o dla pracy tych systemów od-

powiednie pasma czêstotliwoœci.

Ogólnie mo¿na powiedzieæ, ¿e wszyscy zga-

dzaj¹ siê, ¿e systemy ze sterowcami lub samo-

lotami mog¹ zapewniæ podobne warunki trans-

misji jak systemy satelitarne z unikniêciem ich

wad w postaci du¿ych opóŸnieñ sygna³ów

i du¿ych mocy nadawania, przy zachowaniu

mo¿liwoœci obs³ugiwania doœæ du¿ych obsza-

rów, których pokrycie zasiêgiem ziemskiej

³¹cznoœci komórkowej wymaga³oby znacznie

wiêcej czasu i kosztów. Szczególny zakres

zastosowañ systemu powinien obejmowaæ

obszary o ma³ym a zw³aszcza nierównomier-

nym zaludnieniu, dla mieszkañców których

nale¿y zapewniæ warunki transmisji ró¿nego ro-

dzaju sygna³ów, zw³aszcza sygna³ów telewizyj-

nych, internetowych i telefonicznych. System

ze sterowcami daje lepsze i równomierniej-

sze pokrycie terenu ni¿ system komórkowy

i nie musi byæ dopasowywany do zmieniaj¹cej

siê struktury zamieszkania. Przy zaletach

podobnych jak w systemach satelitarnych do-

chodzi ponadto mo¿liwoœæ naprawy i kontroli

urz¹dzeñ pok³adowych.

Obecnie przewiduje siê dwa szczególne przy-

padki efektywnego wykorzystania systemów ze

sterowcami, a mianowicie:

1. W razie koniecznoœci szybkiego urucho-

mienia ³¹cznoœci radiowej na znacznym obsza-

rze, w razie zagro¿eñ, klêsk ¿ywio³owych, im-

prez sportowych itp;

2. Gdy uruchomienie na danym terenie gê-

stej sieci po³¹czeñ jest utrudnione wskutek

warunków lokalnych lub nieop³acalne ze wzglê-

du na ma³e zaludnienie; w tym drugim przypad-

ku uruchomienie systemu ze sterowcami mo¿-

na by traktowaæ jako krok wstêpny umo¿liwia-

j¹cy w miêdzyczasie stopniow¹ rozbudowê

na tym terenie standardowych systemów ³¹cz-

noœci osobistej, przewodowych i radiowych. Je-

szcze jednym czynnikiem maj¹cym poœredni

wp³yw na perspektywy rozwoju omawianych

systemów bêd¹ w praktyce uzyskane wyniki re-

alizacji systemów ³¹cznoœci satelitarnej z sate-

litami niskoorbitalnymi LEO dla ³¹cznoœci sta-

cjonarnej (np. TELEDESIC) i ruchomej (GLO-

BALSTAR).

n

Janusz Zygierewicz

Firma AVO International rozpoczê³a produkcjê

nowej rodziny mierników do badañ kabli œwia-

t³owodowych. W sk³ad nowej serii wchodz¹

Ÿród³a œwiat³a MLS635, MLS1000 i MLS2000

oraz mierniki mocy optycznej MPM1000

i MPM2000/2000H.

Przyrz¹d MLS635 jest przenoœnym stabilnym

Ÿród³em œwiat³a widzialnego, które mo¿e byæ

u¿ywane do wizualnego testowania kabli œwia-

t³owodowych, miejsc spawania, po³¹czeñ w obu

typach systemów jedno- i wielomodowych.

ród³o zawiera laser daj¹cy œwiat³o o du¿ej in-

tensywnoœci, o d³ugoœci fali 635 nm, które jest

oko³o dziewiêæ razy jaœniejsze ni¿ w innych

przyrz¹dach dzia³aj¹cych przy d³ugoœciach fa-

li 660 nm lub 670 nm. ród³o dostarcza moc

0,85 mW do œwiat³owodu 9/125.

MLS1000 to stabilne, optyczne, podwójne Ÿród³o

œwiat³a LED, które _ w po³¹czeniu z mierni-

kiem mocy optycznej _ mo¿e byæ u¿ywane do

pomiarów strat mocy w kablach œwiat³owodo-

wych. Przyrz¹d skalibrowano dla d³ugoœci fali

850 i 1300 nm dla poziomu mocy wyjœciowej

_20 dBm dla wielomodowego œwiat³owodu

62,5/125. ród³o charakteryzuje siê doskona³¹

stabilnoœci¹ poziomu mocy wyjœciowej poni¿ej

0,1 dB na godzinê.

Do pomiarów strat mocy w kablach œwiat³owo-

dowych s³u¿y tak¿e stabilne, optyczne, podwój-

ne Ÿród³o œwiat³a laserowego typu MLS2000.

Przyrz¹d skalibrowano dla d³ugoœci fali 1310

i 1550 nm dla poziomu mocy wyjœciowej

do badañ SDH, telekomunikacyjnych i innych

po³¹czeñ jednomodowych.

MPM2000H jest wersj¹ przyrz¹du z pomiarem

du¿ych mocy z tym samym poziomem dok³ad-

noœci, ale z mniejszym zakresem dynamicz-

nym +20 do _60 dBm, czyni¹c go idealnym do

pomiarów CATV i innych zastosowañ przy po-

³¹czeniach na du¿e odleg³oœci.

Szczegó³owe dane techniczne s¹ dostêpne na

stronach internetowych pod adresem:

http://www.tomtronix.com.pl/avo/

Wy³¹cznym dystrybutorem przyrz¹dów AVO

(Megger, Biddle, Multi-Amp) w Polsce jest firma

Tomtronix, tel: [phone], fax: [phone]-

55 e-mail: [e-mail]

(r)

_6 dBm dla jednomodowego œwiat³owodu

9/125. Przyrz¹d charakteryzuje siê doskona³¹

stabilnoœci¹ poziomu mocy wyjœciowej poni¿ej

0,05 dB na godzinê.

Dok³adny miernik mocy optycznej MPM1000

skalibrowano do pomiaru bezwzglêdnego pozio-

mu mocy z poziomem odniesienia do 1 mW

(dBm) dla laserów o d³ugoœci fali 850, 1300

i 1550 nm dla kabli wielomodowych. Mo¿e byæ

równie¿ u¿ywany do relatywnych pomiarów

mocy i z tego powodu stosowany do badania

kabli jednomodowych. Miernik charakteryzuje

siê dobr¹ dok³adnoœci¹ równ¹

±

5% (przy _23

dBm

±

0,22 dB) oraz szerokim zakresem dyna-

micznym od +5 dBm do _ 60 dBm z rozdzielczo-

œci¹ 0,1 dBm.

Przyrz¹dy MPM2000 i MPM2000H to zaawan-

sowane technicznie mierniki mocy, skalibrowa-

ne do pomiaru bezwzglêdnego poziomu mocy

z poziomem odniesienia do 1 mW (dBm) dla la-

serów o d³ugoœci fali 1310 i 1550 nm u¿ywa-

nych w kablach jednomodowych. Jednak¿e,

mog¹ byæ równie¿ u¿ywane do relatywnych

pomiarów mocy i z tego powodu mog¹ byæ

stosowane do badania kabli wielomodowych.

Na zamówienie przyrz¹dy mog¹ byæ wykona-

ne z dalszymi 12 laserowymi czêstotliwoœciami

zaprogramowanymi w fabryce. MPM2000 ma

dok³adnoœæ

±

5% (przy _23 dBm

±

0,22 dB) oraz

szeroki zakres dynamiczny od +10 dBm do _70

dBm z rozdzielczoœci¹ 0,01 dBm. Dziêki tym pa-

rametrom przyrz¹d jest szczególnie przydatny

MIERNIKI KABLI ŒWIAT£OWODOWYCH FIRMY AVO