ITU-R F 1102-2 FRENCH-2005 Characteristics of fixed wireless systems operating in frequency bands above about 17 GHz《运行在约高于17 GHz频段的固定无线系统的特征 问题ITU-R 107 9》.pdf

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1、 Rec. UIT-R F.1102-2 1 RECOMMANDATION UIT-R F.1102-2 Caractristiques des systmes hertziens fixes fonctionnant dans les bandes de frquences suprieures 17 GHz environ (Question UIT-R 107/9) (1994-2002-2005) Domaine de comptence Cette Recommandation traite des caractristiques des systmes hertziens fixe

2、s fonctionnant dans les bandes de frquences suprieures 17 GHz environ. LAnnexe 1 prsente des applications possibles, des consid-rations sur la longueur des bonds, les principales fonctions des metteurs et des rcepteurs ainsi que dautres caractristiques techniques/oprationnelles ncessaires pour la mi

3、se en uvre de systmes hertziens fixes dans cette gamme de frquences. LAssemble des radiocommunications de lUIT, considrant a) que les bandes de frquences suprieures 17 GHz environ sont attribues au service fixe et dautres services; b) que les caractristiques de propagation dans les bandes suprieures

4、 17 GHz environ dpendent essentiellement des vanouissements et de labsorption dus aux prcipitations et ne conviennent que pour les applications courte porte des faisceaux hertziens; c) que les applications diffrentes selon les administrations peuvent ncessiter lemploi de dispositions diffrentes des

5、canaux radiolectriques; d) que plusieurs services, dont les caractristiques des signaux de transmission et la capacit diffrent, peuvent tre exploits simultanment dans la mme bande de frquences; e) que les diverses applications peuvent ncessiter des largeurs de bande diffrentes; f) que de nouvelles a

6、pplications et configurations de rseau sont actuellement utilises pour le dploiement de systmes hertziens fixes haute densit dans les bandes suprieures 17 GHz environ, recommande 1 de tenir compte, dans la conception du systme, des effets des interruptions de service dues aux prcipitations, car cell

7、es-ci dterminent de manire dcisive la longueur des bonds; 2 dutiliser les bandes de frquences suprieures 17 GHz environ pour les applications courte porte, ce qui permettra de faire appel des quipements peu encombrants dots de petites antennes; 3 dlaborer les dispositions des canaux radiolectriques

8、sur la base des plans de frquences homognes dfinis dans la Recommandation UIT-R F.746, de faon permettre lemploi de systmes hybrides et dutiliser au mieux le spectre; 4 dappliquer les techniques de modulation numrique et analogique large bande; 5 dutiliser lAnnexe 1 comme rfrence pour obtenir des in

9、dications sur la conception du systme. 2 Rec. UIT-R F.1102-2 Annexe 1 Caractristiques des systmes hertziens fixes fonctionnant dans les bandes de frquences suprieures 17 GHz environ 1 Introduction Quelques attributions ont t faites, lchelle mondiale, au profit du service fixe dans les bandes de frqu

10、ences suprieures 17 GHz environ. A ces frquences, la principale source dinterruption est laffaiblissement d aux prcipitations, qui dure plus de 10 s. En consquence, la disponibilit et la longueur du trajet entre lmetteur et le rcepteur (longueur dun bond) qui peuvent tre obtenues sont des paramtres

11、particulirement importants pour la mise en oeuvre de ces systmes. Ces paramtres sont tudis dans la prsente Annexe pour les systmes qui sont dusage courant dans les rseaux locaux. 2 Applications 2.1 Accs local/rseaux locaux Les bandes de frquences suprieures 17 GHz environ sont surtout utilises pour

12、assurer des liaisons courte porte. Les quipements radiolectriques, peu encombrants et trs fiables, peuvent transmettre des signaux vocaux, des donnes, des signaux vido et des donnes bande large. Les principales applications sont les suivantes: interconnexion de rseaux locaux; interconnexion entre rs

13、eaux locaux (IEEE 802.3/Ethernet et IEEE 802.5/Anneau jeton), avec une capacit de transmission de lordre de 10 Mbit/s; interconnexion entre rseaux locaux (Ethernet y compris les rseaux locaux hertziens IEEE 802.11a/IEEE 802.11b/HiperLAN2/HiSWANa), avec une capacit de trans-mission de lordre de 100 M

14、bit/s; transmission vido; liaisons dabonn; liaisons numriques de groupe primaire ou de donnes grande vitesse du central dextrmit aux btiments de lusager; tlphonie cellulaire; interconnexion entre centraux tlphoniques cellulaires et stations de base; oprations de secours; quipements de radiocommunica

15、tion transportables utiliss en liaison de secours, en cas de dfaillance des systmes fibres optiques ou des autres circuits de Terre; fermeture danneau ou connexion point point dans le rseau daccs hirarchie numrique synchrone (SDH); rseaux daccs haute densit (pour les applications fondes sur labonn,

16、par exemple). Rec. UIT-R F.1102-2 3 Ces applications sont classes par catgories dans le Tableau 1. TABLEAU 1 Catgories dapplications 2.2 Systme fibres optiques et liaisons radiolectriques dans la partie accs: comparaison des cots Pour mettre en place un systme fibres optiques, il faut raliser des tr

17、avaux en permanence le long du trajet du cble, alors que pour les systmes radiolectriques, ces travaux ne sont ncessaires quaux stations dmission et de rception. En consquence, plus les emplacements sont loigns les uns des autres, plus le systme fibres optiques est onreux. On trouvera une comparaiso

18、n des cots dans le modle simple prsent sur la Fig. 1. Configuration de la liaison physique Capacit de transmission Contenu du signal Longueur des bonds Interconnexion de rseaux locaux Usager-btiment de lusager De lordre de 10 Mbit/s Donnes De plusieurs dizaines de mtres 1 km Liaisons dabonn Du centr

19、al dextrmit au btiment de lusager Analogique ou groupe numrique de dbit binaire ou capacit PDH suprieure Donnes ou vido De plusieurs kilomtres des dizaines de kilomtres Tlphonie intercellulaire Entre centrale tlphonique du systme intercellulaire et station radio-lectrique de base De 2 Mbit/s au dbit

20、 STM-1 Signaux vocaux ou donnes De plusieurs kilomtres des dizaines de kilomtres Equipements transportables destins aux oprations de secours (Note 1) Systme de secours pour les liaisons par fibres optiques Analogique ou groupe numrique de dbit binaire ou capacit PDH suprieure ou SDH Signaux vocaux,

21、donnes ou vido De plusieurs kilomtres des dizaines de kilomtres Rseau daccs SDH Fermeture de boucle MDA/interconnexion ou ramifications SDH Conteneurs virtuels (Vc) De plusieurs kilomtres des dizaines de kilomtres Accs haute densit fond sur labonn Accs direct labonn Jusquau dbit STM-1 Signaux vocaux

22、 et de donnes De quelques centaines de mtres quelques kilomtres Liaison hertzienne connexion verticale Btiment de lusager-abonn De lordre de 100 Mbit/s Donnes et vido Plusieurs dizaines de mtres MDA: multiplexeur dinsertion/extraction PDH: hirarchie numrique plsiochrone STM-1: mode de transfert sync

23、hrone de module 1 NOTE 1 Voir la Recommandation UIT-R F.1105. 4 Rec. UIT-R F.1102-2 1102-01FIGURE 1Modle pris pour hypothseCot de lquipement radiolectrique: R1Cot de linstallation radiolectrique: R2Cot de E/O, O/E: F1Cot des fibres optiques: F2E/O, O/E E/O, O/ENombre dabonns: NDistance: DStation de

24、base Btiment de lusagerCot de linstallation des fibres optiques(lignes ariennes): F3Le cot R de la mise en place dun systme radiolectrique est donn par la formule: R = (R1 + R2) N Le cot F de la mise en place dun systme fibres optiques est donn par la formule: F = F1 N + (F2 + F3) N D La Fig. 2 donn

25、e le rsultat de la comparaison des cots: pour le mme nombre dabonns, plus la distance augmente, plus le cot du systme radiolectrique est faible par rapport celui du systme fibres optiques. En outre, pour la mme distance, les systmes radiolectriques sont avantageux lorsquil y a peu dabonns. De plus,

26、le domaine dapplication des systmes radiolectriques augmente nettement quand la distance augmente. 1102-02FIGURE 2Rsultats de la comparaison des cots entre systmes fibres optiques et systmes radiolectriquesElevPrix de lquipementradiolectriqueZone effective o lessystmes radiolectriquesconviennentNorm

27、alFaibleZone effective oles fibres optiquesconviennentNombredabonnsDistance (km)Zone dans laquelle ilest difficile dutiliser unsystme radiolectriqueRec. UIT-R F.1102-2 5 Si lon ne tient compte que des cots, le domaine dapplication stend proportionnellement la distance. Toutefois, il faut galement te

28、nir compte du fait que la distance de propagation des systmes radiolectriques utilisant des bandes de frquences au-dessus de 17 GHz environ est limite par laffaiblissement d la pluie. En consquence, on aura tendance privilgier les systmes fibres optiques pour assurer des liaisons courte porte plusie

29、urs bonds, encore quen gnral, il y ait peu de systmes plusieurs bonds dans les circuits locaux. Dans la pratique, on optera pour les lments des deux systmes qui se prtent le mieux, du point de vue des cots et de la commodit, la partie considre de lapplication. 2.3 Rapidit dinstallation Lune des cara

30、ctristiques des systmes radiolectriques est quils peuvent tre mis en service rapidement. Par contre, pour les systmes fibres optiques, il faut poser des fibres entre les emplacements o les communications seront assures, ce qui prend beaucoup de temps jusqu la mise en service des lignes. En particuli

31、er, la priode de mise en place est nettement plus longue pour les fibres optiques enterres que pour des quipements monts sur des pylnes. Il arrive mme que la pose des fibres soit impossible en raison de lincapacit dobtenir un droit de passage. Le recours aux liaisons radiolectriques pour faciliter l

32、installation de systmes de tlvision par cble dans de telles situations est une application connue de cette caractristique. Toutefois, le dlai de mise en service des systmes radiolectriques est trs court, car les travaux ne sont ncessaires quaux emplacements o les communications seront assures, ce qu

33、i permet de mettre en service les circuits en quelques heures. Bien que lapplication des procdures de planification, doctroi de licences et de dgagement des emplacements concernant les liaisons se traduise par des dlais de mise en service plus longs, il est probable que ces dlais resteront beaucoup

34、plus courts que pour les liaisons par fibres optiques. Dans les systmes radiolectriques, il est ncessaire de sassurer des conditions de visibilit directe. On mne actuellement des travaux sur le calcul de la visibilit directe assist par ordinateur, en crant des bases de donnes sur les caractristiques

35、 gographiques et les btiments. A cet effet, il sera peut-tre utile de prvoir une procdure de rglage rapide de lantenne. Lun des atouts des quipements radiolectriques est la facilit relative avec laquelle ils peuvent tre reconfigurs. Les systmes radiolectriques transportables se prtent mieux aux comm

36、unications de secours rapide, notamment en cas de catastrophes et de dfaillances des liaisons et vnements semblables. 3 Considration sur la longueur des bonds Il nest pas possible de dfinir une caractristique universelle longueur des bonds/frquence, mais on peut utiliser les paramtres suivants pour

37、dfinir les objectifs de disponibilit sur la longueur des bonds: Affaiblissement linique en espace libre: A0 (dB/km) dpend de la frquence (voir la Recommandation UIT-R P.525). Affaiblissement linique d labsorption par les gaz (O2et H2O): A(dB/km) dpend de la frquence dans les gammes de frquences pert

38、inentes (voir la Recomman-dation UIT-R P.676). Gain isotrope de lantenne: Gi (dB) constante dpendant du modle dantenne retenu; il nexiste pas de limite suprieure thorique, mais on fixe une limite pour des raisons pratiques de pointage en visibilit 6 Rec. UIT-R F.1102-2 directe, en utilisant louvertu

39、re du faisceau principal de 3 dB (qui nest en gnral pas infrieure 1). La limite suprieure obtenue en pratique est donc: G 44 dBi. Puissance dmission: PT (dBm) dpend des techniques disponibles en matire de gnration et damplification de la porteuse RF et des conditions de linarit imposes au format de

40、modulation. Seuil du taux derreur binaire (TEB): PTh(dBm) concerne le TEBauquel est dfini lobjectif de disponibilit. Ce paramtre a trait au facteur de bruit du rcepteur, au dbit binaire lmission et la valeur du rapport porteuse/bruit du format de modulation. Affaiblissement d la pluie pendant le pou

41、rcentage de temps vis: R%(dB) estim sur la base de lintensit de prcipitation pendant le pourcentage du temps dindisponibilit, laide de la mthode dcrite dans les Recomman-dations UIT-R P.530 et UIT-R P.838 et des statistiques figurant dans la Recomman-dation UIT-R P.837. Les paramtres susmentionns pe

42、uvent tre subdiviss en deux groupes (voir la Note 1): Un gain du bond, HG, fixe, dpendant de la mise en oeuvre et constant: HG = 2Gi + PTh + PTmmmmmmdB (1) Un affaiblissement du bond (HA%), dpendant du taux de prcipitation ou de la frquence pendant un pourcentage de temps donn sur la longueur l (km)

43、 du bond (voir la Recommandation UIT-R P.530): HA%= R%+ (A0+ A) lmmmmmmdB (2) Cette mthode permet dtablir des graphiques analogues ceux des Fig. 3-5 (calculs titre dexemple pour les zones climatiques B, G et K en utilisant comme paramtres la frquence et le pourcentage dindisponibilit (U%) et dobteni

44、r la longueur maximale du bond pour la mise en oeuvre, la frquence et la zone climatique considres et pendant le pourcentage de temps vis. NOTE 1 Etant donn que les systmes radiolectriques fonctionnant au-dessus de 17 GHz environ utilisent gnralement des antennes intgres, on ne tient pas compte, dan

45、s ces hypothses, des pertes en guides dondes. En cas de liaisons de connexion par guide dondes entre lquipement et lantenne, les pertes dans les guides se traduiront par une baisse du gain du bond (HG). 4 Mise en oeuvre des systmes hertziens numriques Compte tenu des contraintes lies ces application

46、s, du spectre disponible, des conditions de propagation et des techniques disponibles au-dessus de 17 GHz environ, les quipements utiliss diffrent beaucoup de ceux quon emploie au-dessous de 17 GHz environ. Toutefois, le passage dune bande lautre partir de la bande des 13 GHz se fait progressivement

47、 et sans heurt. Les principales caractristiques des applications numriques au-dessus de 17 GHz environ sont les suivantes: nombreuses possibilits de transmission, subdivision des quipements dans un ensemble extrieur, comprenant un quipement radiolectrique dentre raccord lantenne, et un ensemble intrieur o se trouvent les sous-ensembles de la bande de base et, trs souvent, les sous-ensembles de la frquence Rec. UIT-R F.1102-2 7 intermdiaire