Ррл оборудование

Преимущества и недостатки радиорелейного канала связи по сравнению с волоконнооптическими линиями:

Преимущества:

  • Возможность построить РРЛ в местности со сложными географическими условиями (горы, ущелья, болота, леса и т. д.), где прокладка оптоволоконной магистрали невозможна или экономически нецелесообразна.
  • Быстрота возведения — буквально несколько дней. Для запуска РРЛ нужно только установить станции в начальных, конечных и, возможно, промежуточных точках, не нужно прокладывать кабель на всем протяжении трассы.
  • Отсутствие риска падения канала связи из-за повреждения или кражи кабеля.
  • Низкая себестоимость беспроводной трассы.

Основной недостаток радиорелейной линии (РРЛ) по сравнению с оптоволокном — невозможность достижения действительно высокой пропускной способности. Максимум, что вы можете получить по беспроводу — это до 10 Гбит/сек, в то время, как скорость по оптоволоконной магистрали измеряется терабайтами.

Несмотря на узкую нишу, существует довольно много различных типов радиорелейных станций. Ниже мы рассмотрим их основную классификацию и общие характеристики, а также серию радиорелеек Ubiquiti, оптимальных по соотношению цена/производительность для украинского сегмента рынка.

Частота работы радиорелейных станций

Диапазон частот, который может использоваться для развертывания РРЛ, чрезвычайно широк — от 400 Мгц до 94 ГГц. В Украине чаще всего радиорелейные станции работают на 5, 7, 8, 11, 13, 18 ГГц и на высоких частотах (70-80 ГГц).

Так как разбег частот большой, особенности развертывания линков на них и характеристики связи серьезно отличаются. Можно выделить основные закономерности:

Чем выше частота, тем больше затухание сигнала в атмосфере (в децибелах на километр). Правда, зависимость не линейная — на рисунке ниже можно видеть, что в диапазоне 60 ГГц показатель затухания резко зашкаливает, далее снижается и растет постепенно.

Соответственно, чем выше частота — тем меньше дальность связи. Если радиорелейные линии на 5 ГГц, 7 ГГц — это 40-50 и более км, то на 70-80 ГГц — до 10 км, а на 60 ГГц — еще меньше, из-за пикового затухания.

Чем выше частота, тем большее влияние на сигнал оказывают атмосферные осадки. В диапазоне 2-8 ГГц их влияние на мощный радиорелейный канал практически незаметно, а в диапазонах выше 40 ГГц дождь становится серьезной помехой. Смотрим график зависимости:

Чем выше частота, тем большей пропускной способности можно достичь на радиорелейной линии, за счет использования широких частотных каналов внутри диапазона (56 МГц, 112 МГц и более). Сейчас активно осваиваются так называемые диапазоны V-Band и E-Band — 60 ГГц и 70-80 ГГц. Скорость радиорелейной линии здесь может достигать 10 Гбит/сек.

Условия развертывания РРЛ и дальность связи

Сейчас, в основном, используется и производится оборудование для радиорелейной связи прямой видимости — станции должны располагаться в зоне так называемой радиовидимости друг друга. Сигнал от станции к станции не должен встречать на пути препятствий, в том числе в зоне Френеля. Для увеличения расстояния видимости и исключения попадания в зону Френеля препятствий и земной поверхности, станции размещают на высоких мачтах — это помогает увеличить дальность пролета.

Но из-за естественного искривления поверхности Земли максимальная дальность беспроводного линка между двумя радиорелейными станциями составляет обычно не более 100 км (на равнинной местности — до 50 км).

Хотя, при удачном рельефе местности, можно достичь и большего — как в примере компании Ubiquiti, прокинувшей беспроводной мост на AirFiber 5X на 225 км (подробности на сайте производителя):

Также для дальности связи, как мы уже сказали выше, имеет значение диапазон, в котором работает радиорелейное оборудование:

  • Станции на низкой частоте — «дальнобойные», в среднем до 35 км, в хороших условиях до 80-100 км.
  • Дальность связи на высоких частотах — до 10 км.

Технологии PDH и SDH

Все используемые сейчас РРЛ разделяются на два основных типа:

  • с использованием технологии передачи PDH (плезиохронной цифровой иерархии),
  • с использованием технологии передачи SDH (синхронной цифровой иерархии).

Передача данных по радиорелейной связи с использованием технологии PDH на практике происходит по 4 видам потоков:

Название потока Как образуется Скорость
E1 32 канала данных (по 64 кбит/сек каждый) собираются в единый поток E1, который считается базовым потоком PDH. 2 Мбит/сек
E2 Мультиплексирование (объединение) 4 потоков E1. 8 Мбит/сек
E3 Мультиплексирование (объединение) 4 потоков E2. 34 Мбит/сек
E4 Мультиплексирование (объединение) 4 потоков E3. 139 Мбит/сек

В теории существует еще поток E5, со скоростью 565 Мбит/сек, но на практике, по рекомендациям стандарта G.702, он не используется. Поэтому 139 Мбит/сек — это фактически, максимум пропускной способности данной технологии радиорелейной связи. Неудивительно, что PDH на данный момент считается устаревшей технологией, хотя еще достаточно работающих РРЛ, произведенных с ее использованием.

Второй ее существенный недостаток — мультиплексирование и демультиплексирование происходят достаточно медленно, что вызывает задержки на канале.

SDH, или синхронная цифровая иерархия — новая технология, обеспечивающая гораздо более актуальные скорости передачи. Когда говорят о скорости радиорелейного оборудования с технологией SDH, используется понятие синхронного транспортного модуля — STM. Скоростные потоки образуются путем умножения базового потока STM-1 на 4, 16, 64, 256 и т. д.

Обозначение потока Пропускная способность
STM-1 155 Мбит/сек
STM-4 622 Мбит/сек
STM-16 2,5 Гбит/сек
STM-64 10 Гбит/сек
STM-256 40 Гбит/сек
STM-1024 160 Гбит/сек

Картина уже поинтересней, согласитесь. И STM-1024 — это еще не ограничение, теоретически скорость может быть больше.

При этом оборудование SDH полностью совместимо с радиорелейными станциями, спроектированными под PDH.

Конструкция радиорелейных станций

Радиорелейные станции можно разделить на два типа.

Первый — это радиорелейные станции, состоящие из 3 модулей:

  • внутреннего блока (IDU), устанавливаемого в помещении в непосредственной близости от телекоммуникационного оборудования. Внутренний блок отвечает за питание, мультиплексирование, модулирование сигнала, коммутирование, передачу данных в сеть LAN;
  • внешнего блока (ODU), преобразующего частоту сигнала из служебной в частоту, на которой будет вестись передача, и обратно, усиление мощности передатчика при необходимости и т. д.;
  • приемо-передающей антенны.

Здесь нужно уточнить, что производители по-разному распределяют функционал между внутренним и наружным блоками, вплоть до того, что внутреннему модулю могут остаться только функции питания, защиты и подключения к LAN-сети, а большая часть активного функционала передается во внешний блок.

Внешний и внутренний блоки соединяются коаксиальным кабелем, антенна и внешний модуль могут соединяться непосредственно или также с помощью кабеля. Одним из очевидных недостатков такой конструкции является кабельное соединение, приводящее к потерям на пути от передатчика к антенне, а также двойное преобразование сигнала с частоты на частоту.

Второй тип радиорелейных станций — это интегрированные системы, в которых весь функционал сосредоточен в наружном блоке. Антенны в них могут быть встроенными, соединяться с передатчиком непосредственно, или с помощью RF-кабеля — все это существенно снижает потери, по сравнению с обычным, довольно протяженным кабельным соединением. РРЛ второго типа гораздо более компактны.

В качестве примера радиорелейных станций интегрированного типа можно привести серию AirFiber компании Ubiquiti.

Современные радиорелейные станции Ubiquiti — AirFiber

Несколько лет назад американский вендор, специализирующийся на производстве беспроводного оборудования, выпустил на рынок устройства операторского класса — радиорелейные станции Ubiquiti AirFiber. Первые модели работали в диапазоне 24 ГГц, чуть позже были выпущены устройства для 5 ГГц, еще чуть позже — линейка AirFiber X, в которой сейчас есть модели для нескольких диапазонов.

Радиорелейные станции AirFiber стали на тот момент по-настоящему революционным событием: компания предлагала пропускную способность до 1,5 Гбит/сек в полном дуплексе (750 Мбит/сек в одну сторону) на расстоянии до 13 км по очень приятной цене (для оборудования такого класса).

В радиорелейных станциях Ubiquiti:

  • в одном корпусе собраны внешний, внутренний блоки и антенны (для серии AirFiber, в AirFiber X — антенны внешние);
  • используется технология MIMO XPIC (с подавлением кроссполяризационных помех) для повышения пропускной способности канала;
  • используется адаптивная модуляция для повышения надежности связи в любых погодных условиях;
  • отсутствуют потери в антенно-фидерном тракте, благодаря непосредственному соединению модулей, без использования кабеля — в моделях со встроенными антеннами;
  • меньшие потери в антенно-фидерном тракте в моделях со внешним антеннами — благодаря предельно короткой длине соединительного кабеля;
  • сигнал формируется сразу на частоте излучения, без использования промежуточной частоты, благодаря чему также повышается эффективность работы.

Иллюстрация технологии адаптивной модуляции:

Сейчас компания выпускает 4 модели РРЛ со встроенными антеннами и 6 моделей без антенн, к которым можно подключать антенны разного усиления.

Модель Внешний вид Антенна Дальность Скорость Диапазон Особенности
AF5 Встроенная, 23 dBi, 6°, двойная наклонная поляризация 100 км 1,2 Гбит/сек 5,470 — 5,875 ГГц

1024QAM MIMO

HDD (полудуплекс), FDD (полный дуплекс)

AF5U Встроенная, 23 dBi, 6°, двойная наклонная поляризация 100 км 1,2 Гбит/сек 5,725 — 6,200 ГГц

HDD (полудуплекс), FDD (полный дуплекс)

AF24 Встроенная, 33 dBi, 3,5°, двойная наклонная поляризация 13 км 1,4 Гбит/сек 24,05 — 24,25 ГГц

HDD (полудуплекс), FDD (полный дуплекс)

AF24HD Встроенная, 33 dBi, 3,5°, двойная наклонная поляризация 20 км 2 Гбит/сек 24,05 — 24,25 ГГц

HDD (полудуплекс), FDD (полный дуплекс)

AF-2X

Внешняя. Подходят модели:

200 км 500 Мбит/сек 2,300 — 2,700 ГГц

HDD (полудуплекс)

AF-3X

Внешняя.

Подходят модели:

200 км 500 Мбит/сек 3,300 — 3,900 ГГц

HDD (полудуплекс)

AF-4X

Внешняя.

Подходят модели:

200 км 500 Мбит/сек 4,700 — 4,990 ГГц

HDD (полудуплекс)

AF-5X

Внешняя. Подходят модели:

200 км 500 Мбит/сек 5,470 — 5,875 ГГц

HDD (полудуплекс)

AF-11FX-H

Внешняя. Подходят модели:

300 км 1,2 Гбит/сек

10,700 — 10955 ГГц

11,200 — 11,445 ГГц

FDD (полный дуплекс)

AF-11FX-L

Внешняя. Подходят модели:

300 км 1,2 Гбит/сек

10,940 — 11,200 ГГц,
11,440 — 11,700 ГГц

FDD (полный дуплекс)

К серии AirFiber X дополнительно можно купить мультиплексор, объединяющий несколько устройств в один пролет. Есть модели на 2 AirFiber (4×4 MIMO) и на 4 AirFiber (8×8 MIMO).

С помощью мультиплексора можно организовать агрегацию или резервирование каналов, правда, нельзя сказать, что здесь эти технологии реализованы в совершенстве — например, агрегация настраивается не на самих AirFiber, а на роутере. Точно так же, как и управление переключением на резервный канал осуществляется извне.

Итак, основные выводы:

Основные преимущества РРЛ — независимость от сложного рельефа местности, высокая пропускная способность, дальность связи и надежность, в основном, благодаря возможности резервирования каналов.

Основные недостатки — невысокий порог пропускной способности по сравнению с ВОЛС, влияние погодных условий на сигнал, высокая цена.

Современная радиорелейная связь активно осваивает частоты 70-80 ГГц, с высоким потенциалом пропускной способности, поэтому списывать со счетов возможности беспроводной связи пока рано. У соседей есть примеры РРЛ оборудования с возможностью линка до 10 Гбит/сек на расстоянии до 8 км.

Привычная многим конструкция РРС из трех блоков, у многих производителей постепенно уступает место компактным устройствам с одним блоком + встроенная или внешняя антенна, в которых удается избежать потерь на кабельных соединениях и на преобразовании частоты.

РРЛ Ubiquiti AirFiber — на данный момент одно из наиболее оптимальных решений для украинского рынка, по соотношению цена/производительность/надежность.

Микроволновое излучение

Микрово́лновое излучение, сверхвысокочасто́тное излуче́ние (СВЧ-излучение) — электромагнитное излучение, включающее в себя дециметровый, сантиметровый и миллиметровый диапазоны радиоволн, частоты микроволнового излучения изменяются от 300 МГц до 300 ГГц (длина волны от 1 м до 1 мм). Данное определение относит к микроволнам как УВЧ диапазон (дециметровые волны), так и КВЧ диапазон (миллиметровые волны), тогда как в радиолокации микроволновым диапазоном принято обозначать волны с частотами от 1 до 100 ГГц (с длинами волн от 300 до 3 мм). В обоих определениях микроволновое излучение включает в себя СВЧ диапазон.

Микроволновое излучение большой интенсивности используется для бесконтактного нагрева тел (в бытовых микроволновых печах — для разогрева продуктов, в промышленных — для термообработки металлов, в хирургии — при радиочастотной абляции вен; основным элементом здесь служит магнетрон), а также для радиолокации.

Микроволновое излучение малой интенсивности используется в средствах связи, преимущественно портативных — рациях, сотовых телефонах (кроме первых поколений), устройствах Bluetooth, Wi-Fi и WiMAX.

6.5.3. Микроволновая связь

  • •Москва 2003
  • •Оглавление
  • •Список сокращений
  • •Тк — телекамера
  • •Предисловие
  • •Введение
  • •1.Методологические основы построения систем физической защиты объектов
  • •1.1. Определение характеристик и особенностей объекта
  • •1.2. Определение задач, которые должна решать сфз
  • •1.3. Определение функций, которые должна выполнять сфз
  • •1.4. Принципы построения систем физической защиты
  • •1.5. Определение перечня угроз безопасности объекта
  • •1.6. Определение модели нарушителя
  • •1.7. Определение структуры сфз
  • •1.8.Определение этапов проектирования сфз
  • •1.9.Вопросы для самоконтроля
  • •2. Особенности систем физической защиты ядерных объектов
  • •2.1.Термины и определения
  • •2.2.Специфика угроз безопасности яо
  • •2.3. Особенности модели нарушителя для сфз яо
  • •2.4. Типовые структуры сфз яо
  • •2.5. Организационно-правовые основы обеспечения сфз яо
  • •2.6. Вопросы для самоконтроля
  • •3. Особенности систем физической защиты ядерных объектов
  • •3.1.Стадии и этапы создания сфз яо
  • •3.2.Процедура концептуального проектирования сфз яо
  • •3.3.Основы анализа уязвимости яо
  • •3.4. Вопросы для самоконтроля
  • •4. Подсистема обнаружения
  • •4.1. Периметровые средства обнаружения
  • •4.1.1. Тактико-технические характеристики периметровых систем
  • •4.1.2. Физические принципы действия периметровых средств
  • •4.1.3. Описание периметровых средств обнаружения
  • •4.2. Объектовые средства обнаружения
  • •4.2.1. Вибрационные датчики
  • •4.2.2. Электромеханические датчики
  • •4.2.3. Инфразвуковые датчики
  • •4.2.4. Емкостные датчики приближения
  • •4.2.5. Пассивные акустические датчики
  • •4.2.6. Активные инфракрасные датчики
  • •4.2.7. Микроволновые датчики
  • •4.2.8. Ультразвуковые датчики
  • •4.2.9. Активные акустические датчики
  • •4.2.10. Пассивные инфразвуковые датчики
  • •4.2.11. Датчики двойного действия
  • •4.3. Вопросы для самоконтроля
  • •5. Подсистема контроля и управления доступом
  • •5.1. Классификация средств и систем контроля и управления доступом
  • •5.1.1. Классификация средств контроля и управления доступом
  • •5.1.2. Классификация систем контроля и управления доступом
  • •5.1.3. Классификация средств и систем куд по устойчивости к нсд
  • •5.2. Назначение, структура и принципы функционирования подсистем контроля и управления доступом
  • •5.3. Считыватели как элементы системы контроля и управления доступом
  • •5.4. Методы и средства аутентификации
  • •5.5. Биометрическая аутентификация
  • •5.6. Вопросы для самоконтроля
  • •6. Подсистема телевизионного наблюдения
  • •6.1. Задачи и характерные особенности современных стн
  • •6.2. Характеристики объектов, на которых создаются стн
  • •6.3. Телекамеры и объективы
  • •6.3.1. Современные тк
  • •6.3.2. Объективы
  • •6.3.3. Технические характеристики тк
  • •6.3.4. Классификация тк
  • •6.4. Устройства отображения видеоинформации — мониторы
  • •6.5. Средства передачи видеосигнала
  • •6.5.1. Коаксиальные кабели
  • •6.5.2. Передача видеосигнала по «витой паре»
  • •6.5.3. Микроволновая связь
  • •6.5.4. Радиочастотная беспроводная передача видеосигнала
  • •6.5.5. Инфракрасная беспроводная передача видеосигнала
  • •6.5.6. Передача изображений по телефонной линии
  • •Сотовая сеть
  • •6.5.7. Волоконно-оптические линии связи
  • •6.6. Устройства обработки видеоинформации
  • •6.6.1. Видеокоммутаторы.
  • •6.6.2. Квадраторы.
  • •6.6.3. Матричные коммутаторы
  • •6.6.4. Мультиплексоры
  • •6.7. Устройства регистрации и хранения видеоинформации
  • •6.7.1.Специальные видеомагнитофоны
  • •6.7.2. Цифровые системы телевизионного наблюдения
  • •6.7.3. Мультиплексор с цифровой записьюCaliburDvmRe-4eZTфирмыKalatel, сша.
  • •6.8. Дополнительное оборудование в стн
  • •6.8.1. Кожухи камер
  • •6.8.2. Поворотные устройства камер
  • •6.9. Особенности выбора и применения средств (компонентов) стн
  • •6.10.Вопросы для самоконтроля
  • •7. Подсистема сбора и обработки данных
  • •7.1. Назначение подсистемы сбора и обработки данных
  • •7.2. Аппаратура сбора информации со средств обнаружения – контрольные панели.
  • •7.3. Технологии передачи данных от со
  • •7.4. Контроль линии связи кп-со
  • •7.5. Оборудование и выполняемые функции станции сбора и обработки данных
  • •7.6. Дублирование / резервирование арм оператора сфз
  • •7.7. Вопросы для самоконтроля
  • •8. Подсистема задержки
  • •8.1. Назначение подсистемы задержки
  • •8.2. Заграждения периметра
  • •8.3. Объектовые заграждения
  • •8.4. Исполнительные устройства
  • •8.5. Вопросы для самоконтроля
  • •9.Подсистема ответного реагирования
  • •9.1. Силы ответного реагирования
  • •9.2. Связь сил ответного реагирования
  • •9.3. Организация систем связи с использованием переносных радиостанций
  • •9.4. Вопросы для самоконтроля
  • •10. Подсистема связи
  • •10.1.Современные системы радиосвязи
  • •10.1.1. Основы радиосвязи
  • •10.1.2. Традиционные (conventional) системы радиосвязи.
  • •10.1.3. Транкинговые системы радиосвязи
  • •10.2. Система связи сил ответного реагирования
  • •10.3. Организация систем связи с использованием переносных радиостанций
  • •10.4. Системы радиосвязи с распределенным спектром частот
  • •10.5. Системы радиосвязи, используемые на предприятиях Минатома России
  • •10.6. Вопросы для самоконтроля
  • •11. Оценка уязвимости систем физической защиты ядерных объектов
  • •11.1.Эффективность сфз яо
  • •11.2.Показатели эффективности сфз яо
  • •11.3.Компьютерные программы для оценки эффективности сфз яо
  • •11.4. Вопросы для самоконтроля
  • •12. Информационная безопасность систем физической защиты ядерных объектов
  • •12.1. Основы методология обеспечения информационной безопасности объекта
  • •12.2. Нормативные документы
  • •12.3. Классификация информации в сфз яо с учетом требований к ее защите
  • •12.4. Каналы утечки информации в сфз яо
  • •12.5. Перечень и анализ угроз информационной безопасности сфз яо
  • •12.6. Модель вероятного нарушителя иб сфз яо
  • •12.7. Мероприятия по комплексной защите информации в сфз яо
  • •Подсистема зи
  • •Организационные
  • •Программные
  • •Технические
  • •Криптографические
  • •12.8. Требования по организации и проведении работ по защите информации в сфз яо
  • •12.9. Требования и рекомендации по защите информации в сфз яо
  • •12.9.1. Требования и рекомендации по защите речевой информации
  • •12.9.2. Требования и рекомендации по защите информации от утечки за счет побочных электромагнитных излучений и наводок
  • •12.9.3. Требования и рекомендации по защите информации от несанкционированного доступа
  • •12.9.4. Требования и рекомендации по защите информации в сфз яо от фотографических и оптико-электронных средств разведки
  • •12.9.5. Требования и рекомендации по физической защите пунктов управления сфз яо и других жизненно-важных объектов информатизации
  • •12.9.6. Требования к персоналу
  • •12.10. Классификация автоматизированных систем сфз яо с точки зрения безопасности информации
  • •12.10.1. Общие принципы классификация
  • •12.10.2. Общие требования, учитываемые при классификации
  • •12.10.3.Требования к четвертой группе Требования к классу «4а»
  • •Требования к классу «4п»
  • •12.10.4. Требования к третьей группе Требования к классу «3а»
  • •Требования к классу «3п»
  • •12.10.4.Требования ко второй группе Требования к классу «2а»
  • •Требования к классу «2п»
  • •12.10.5. Требования к первой группе Требования к классу «1а»
  • •Требования к классу «1п»
  • •12.11. Информационная безопасность систем радиосвязи, используемых на яо
  • •12.11.1 Обеспечение информационной безопасности в системах радиосвязи, используемых на предприятиях Минатома России
  • •12.11.2. Классификация систем радиосвязи, используемых на яо, по требованиям безопасности информации
  • •Требования ко второму классу
  • •Требования к классу 2а
  • •Требования к первому классу
  • •Требования к классу 1б
  • •Требования к классу 1а
  • •12.12. Вопросы для самоконтроля
  • •Список литературы