Мікрохвильова піч - це технологія бездротового зв'язку прямого огляду, яка використовує високочастотні промені радіохвиль для забезпечення високошвидкісних бездротових з'єднань, які можуть надсилати та приймати інформацію про голос, відео та дані.

Мікрохвильові зв’язки широко використовуються для взаємодії точка-точка, оскільки їх невелика довжина хвилі дозволяє зручним розмірам антен направляти їх у вузькі промені, які можуть бути спрямовані безпосередньо на приймальну антену. Це дозволяє мікрохвильовому обладнанню поблизу використовувати однакові частоти, не заважаючи один одному, як це роблять радіохвилі нижчої частоти. Ще однією перевагою є те, що висока частота мікрохвиль надає діапазону НВЧ дуже велику пропускну здатність інформації; смуга СВЧ має пропускну здатність, що в 30 разів більшу за всю решту радіочастотного спектру, що знаходиться нижче.

Мікрохвильова радіопередача зазвичай використовується в точках-точкових системах зв'язку на поверхні Землі, в супутниковому зв'язку та в радіозв’язку в глибокому космосі. Інші частини мікрохвильового радіодіапазону використовуються для радарів, радіонавігаційних систем, сенсорних систем та радіоастрономії.

Верхня частина радіоелектромагнітного спектра з частотами вище 30 ГГц і нижче 100 ГГц називається «міліметровими хвилями», оскільки їх довжини хвиль зручно вимірювати в міліметрах, а довжини хвиль коливаються від 10 мм до 3.0 мм. Радіохвилі в цій смузі зазвичай сильно послаблюються земною атмосферою та частинками, що містяться в ній, особливо під час вологої погоди. Крім того, в широкій смузі частот близько 60 ГГц радіохвилі сильно ослаблюються молекулярним киснем в атмосфері. Електронні технології, необхідні в міліметровій смузі хвиль, також набагато складніші та складніші у виробництві, ніж технології мікрохвильової смуги, отже, вартість радіостанцій міліметрових хвиль, як правило, вища.

Історія мікрохвильового зв'язку
Джеймс Клерк Максвелл, використовуючи свої знамениті "рівняння Максвелла", передбачив існування невидимих електромагнітних хвиль, частиною яких є мікрохвилі, в 1865 р. У 1888 р. Генріх Герц став першим, хто продемонстрував існування таких хвиль, побудувавши апарат, який виробляв і виявляв мікрохвилі в області надвисоких частот. Герц визнав, що результати його експерименту підтвердили передбачення Максвелла, але він не побачив жодного практичного застосування цих невидимих хвиль. Пізніші роботи інших людей призвели до винаходу бездротового зв'язку на основі мікрохвиль. Співробітниками цієї роботи були Нікола Тесла, Гульєльмо Марконі, Самуель Морс, сер Вільям Томсон (пізніше лорд Кельвін), Олівер Хевісайд, лорд Релі та Олівер Лодж.

Мікрохвильове посилання через Ла-Манш, 1931 рік

У 1931 році американсько-французький консорціум продемонстрував експериментальний мікрохвильовий ретрансляційний канал через Ла-Манш, використовуючи посуд довжиною 10 футів (3 м), одну з ранніх систем мікрохвильового зв'язку. Дані телефонії, телеграфу та факсимільного зв'язку передавались через пучки 1.7 ГГц в 40 милях між Дувером, Великобританія, та Кале, Франція. Однак він не міг конкурувати з дешевими підводними тарифами на кабель, і запланована комерційна система так і не була побудована.

У 1950-х роках система мікрохвильових релейних ліній AT&T Long Lines зросла, щоб переносити більшість телефонних перевезень міжміського зв'язку, а також сигнали міжконтинентальної телевізійної мережі. Прототип був названий TDX і був випробуваний на зв'язку між Нью-Йорком та Мюррей-Хілл, місцем розташування лабораторій Bell у 1946 р. Система TDX була створена між Нью-Йорком та Бостоном у 1947 р.

Сучасні комерційні мікрохвильові посилання
Безпровідна мікрохвильова вежа зв'язку

Мікрохвильова башта зв'язку

Мікрохвильова лінія - це система зв'язку, яка використовує пучок радіохвиль в мікрохвильовому діапазоні частот для передачі відео, аудіо чи даних між двома місцями, які можуть знаходитися на відстані від декількох футів або метрів до декількох миль або кілометрів. Приклади комерційних мікрохвильових посилань від CableFree можна переглянути тут. Сучасні мікрохвильові посилання можуть передавати до 400 Мбіт / с в 56 МГц каналі, використовуючи модуляцію 256QAM та техніку стиснення заголовка IP. Робочі відстані для мікрохвильових ланок визначаються розміром (коефіцієнтом посилення) антени, діапазоном частот та пропускною здатністю лінії зв'язку. Наявність чіткої лінії зору має вирішальне значення для мікрохвильових зв’язків, для яких повинна бути дозволена кривизна Землі

Мікрохвильова лінія FOR2 без кабелю 400 Мбіт / с

Мікрохвильові посилання зазвичай використовуються телевізійними мовниками для передачі програм по всій країні, наприклад, або із зовнішнього мовлення назад до студії. Мобільні блоки можуть бути встановлені на камеру, що дозволяє камерам вільно пересуватися без кабелів. Вони часто зустрічаються на стиках спортивних майданчиків у системах Steadicam.

Планування мікрохвильових зв’язків
● Мікрохвильові зв’язки без кабелю слід планувати з урахуванням наступних параметрів:
● Необхідна відстань (км / милі) та пропускна здатність (Мбіт / с)
● Бажана цільова доступність (%) для посилання
● Наявність чіткої лінії зору (LOS) між кінцевими вузлами
● Башти або щогли, якщо це потрібно для досягнення чітких втрат
● Дозволені діапазони частот, характерні для регіону / країни
● Екологічні обмеження, включаючи зливи дощу
● Вартість ліцензій на необхідні смуги частот

Діапазони частот мікрохвиль

Мікрохвильові сигнали часто поділяють на три категорії:

надвисока частота (УВЧ) (0.3-3 ГГц);
надвисока частота (СВЧ) (3-30 ГГц); і
надзвичайно висока частота (КВЧ) (30-300 ГГц).
Крім того, смуги частот мікрохвиль позначаються певними літерами. Позначення Радіотовариства Великобританії наведені нижче.
Діапазони мікрохвильових частот
Позначення Діапазон частот
● Діапазон L від 1 до 2 ГГц
● Діапазон S від 2 до 4 ГГц
● Діапазон С від 4 до 8 ГГц
● Діапазон X від 8 до 12 ГГц
● Діапазон Ku від 12 до 18 ГГц
● Діапазон K від 18 до 26.5 ГГц
Діапазон Ka 26.5 - 40 ГГц
● Діапазон Q від 30 до 50 ГГц
● Діапазон U від 40 до 60 ГГц
● Діапазон V від 50 до 75 ГГц
● Діапазон E від 60 до 90 ГГц
● Діапазон W від 75 до 110 ГГц
● Діапазон F від 90 до 140 ГГц
● Діапазон D від 110 до 170 ГГц

Термін "діапазон P" іноді використовують для надвисоких частот нижче діапазону L. Інші визначення див. У Позначення літер мікрохвильових смуг

Нижчі мікрохвильові частоти використовуються для довших ліній зв'язку, а регіони з більш високим дощем згасають. І навпаки, більш високі частоти використовуються для коротших зв’язків і регіонів з меншим зникненням дощу.

Дощ згасає на мікрохвильових посиланнях

Мікрохвильове посилання Rain Fade Дощове згасання стосується, головним чином, поглинання мікрохвильового радіочастотного (РЧ) сигналу атмосферним дощем, снігом або льодом та втрат, які особливо поширені на частотах вище 11 ГГц. Це також стосується погіршення сигналу, спричиненого електромагнітними перешкодами переднього краю штормового фронту. Випадання дощу може спричинити опади у висхідній або низхідній лініях. Однак не потрібно дощувати в місці, щоб на нього вплинув зникнення дощу, оскільки сигнал може проходити через опади за багато миль, особливо якщо супутникова антена має низький кут огляду. Від 5 до 20 відсотків затухання дощу або послаблення супутникового сигналу також можуть бути спричинені дощем, снігом або льодом на відбивачі антени висхідної або низхідної лінії зв'язку, радіотелефона або подаючого звукового сигналу. Затухання дощу не обмежується лише супутниковими висхідними або низхідними посиланнями, це також може впливати на наземні мікрохвильові зв’язки (точки на земній поверхні).

Можливими способами подолати наслідки зливи дощу є різноманітність ділянок, контроль потужності висхідної лінії зв'язку, кодування змінної швидкості, приймальні антени більше (тобто більший коефіцієнт посилення), ніж необхідний розмір для нормальних погодних умов, та гідрофобні покриття.

Різноманітність у мікрохвильових посиланнях

Приклад незахищеного мікрохвильового зв'язку 1 + 0

У наземних мікрохвильових лініях схема розмаїття відноситься до способу підвищення надійності сигналу повідомлення за допомогою використання двох або більше каналів зв'язку з різними характеристиками. Різноманітність відіграє важливу роль у боротьбі із затуханнями та перешкодами спільного каналу та уникнення сплесків помилок. Він базується на тому, що окремі канали відчувають різні рівні згасання та перешкод. Кілька версій одного і того ж сигналу можуть передаватися та / або прийматись та комбінуватися в приймачі. В якості альтернативи може бути доданий надлишковий прямий код виправлення помилок і різні частини повідомлення передані по різних каналах. Методи різноманітності можуть використовувати багатопроменеве поширення, що призводить до посилення різноманітності, часто вимірюваної індецибелами.

Наступні класи схем різноманітності типові для наземних мікрохвильових посилань:
● Незахищені: мікрохвильові зв’язки, де немає різноманітності чи захисту, класифікуються як незахищені, а також як 1 + 0. Встановлено один комплект обладнання, а різноманітність та резервне копіювання відсутні
● Гарячий режим очікування: два комплекти мікрохвильового обладнання (ODU або активні радіостанції) встановлюються, як правило, підключеними до однієї і тієї ж антени, налаштованими на той самий частотний канал. Один із них вимкнений або знаходиться в режимі очікування, як правило, з активним приймачем, але передавач вимкнений. Якщо активний блок виходить з ладу, він вимикається і активується режим очікування. Гарячий режим очікування скорочено називається HSB і часто використовується в конфігураціях 1 + 1 (один активний, один режим очікування).
● Частотна розмаїтість: Сигнал передається за допомогою декількох частотних каналів або поширюється по широкому спектру, на який впливає частотно-селективне згасання. Мікрохвильові радіозв'язки часто використовують кілька активних радіоканалів плюс один захисний канал для автоматичного використання будь-якими згаслими каналами. Це називається захистом N + 1
● Космічне розмаїття: сигнал передається за кількома різними шляхами поширення. У випадку дротової передачі цього можна досягти, передаючи через кілька проводів. У випадку бездротової передачі це може бути досягнуто за допомогою рознесення антен за допомогою безлічі передавальних антен (рознесення передач) та / або безлічі приймаючих антен (розмаїття прийому).
● Різноманітність поляризації: Кілька версій сигналу передаються та приймаються через антени з різною поляризацією. Техніка поєднання різноманітності застосовується з боку приймача.

Різноманітний шлях стійкого відмови

У наземних мікрохвильових системах від точки до точки від 11 ГГц до 80 ГГц паралельна резервна лінія зв'язку може бути встановлена поряд із підключенням з вищою пропускною здатністю, що проходить через дощ. У цій схемі первинна ланка, така як повнодуплексний мікрохвильовий міст 80 ГГц 1 Гбіт / с, може бути розрахована таким чином, щоб забезпечити рівень доступності 99.9% протягом періоду одного року. Розрахований коефіцієнт доступності 99.9% означає, що зв'язок може не працювати протягом сукупних десяти і більше годин на рік, коли піки дощових штормів пройдуть над територією. Вторинну нижню смугу пропускання, таку як мост 5.8 Мбіт / с на базі 100 ГГц, можна встановити паралельно первинній лінії зв'язку, при цьому маршрутизатори на обох кінцях контролюють автоматичний перехід на мост 100 Мбіт / с, коли основна лінія 1 Гбіт / с не працює. через дощ згасає. Використовуючи цю схему, високочастотні точкові лінії зв'язку (23 ГГц +) можуть бути встановлені для обслуговування місць на багато кілометрів далі, ніж можна було б обслуговувати за допомогою єдиного каналу, що вимагає 99.99% часу безвідмовної роботи протягом одного року.

Автоматичне кодування та модуляція (ACM)

Мікрохвильове адаптивне кодування та модуляція (ACM)

Адаптація лінії зв'язку або Адаптивне кодування та модуляція (ACM) - це термін, який використовується в бездротовому зв'язку для позначення відповідності параметрів модуляції, кодування та інших сигналів і протоколів умовам на радіолінії (наприклад, втрата тракту, перешкоди, спричинені сигнали, що надходять від інших передавачів, чутливість приймача, наявний запас потужності передавача тощо). Наприклад, EDGE використовує алгоритм адаптації швидкості, який адаптує схему модуляції та кодування (MCS) відповідно до якості радіоканалу, а отже, швидкості передачі даних та надійності передачі даних. Процес адаптації лінії зв'язку є динамічним, і параметри сигналу і протоколу змінюються в міру зміни умов радіозв'язку.

Метою адаптивної модуляції є підвищення оперативної ефективності мікрохвильових каналів за рахунок збільшення пропускної здатності мережі над існуючою інфраструктурою - водночас зменшуючи чутливість до втручань навколишнього середовища.
Адаптивна модуляція означає динамічну зміну модуляції безпомилково, щоб максимізувати пропускну здатність за миттєвих умов поширення. Іншими словами, система може працювати з максимальною пропускною здатністю в умовах ясного неба і зменшувати її
поступово під дощем згасає. Наприклад, посилання може змінитися з 256QAM на QPSK, щоб зберегти “посилання в живих”, не втрачаючи зв’язок. До розробки автоматичного кодування та модуляції розробникам мікрохвильових печей доводилося розробляти умови "гіршого випадку", щоб уникнути відключення зв'язку. Переваги використання ACM включають:
● Більша довжина ланки (відстань)
● Використання менших антен (економія місця на щоглі, що також часто потрібно в житлових районах)
● Вища доступність (надійність посилання)

Регулювання потужності автоматичної передачі (ATPC)

Мікрохвильові зв’язки CableFree оснащені ATPC, який автоматично збільшує потужність передачі в умовах “Fade”, таких як сильні дощі. ATPC можна використовувати окремо для ACM або разом для максимізації часу безперебійної роботи, стабільності та доступності. Коли умови «затухання» (дощі) закінчуються, система ATPC знову зменшує потужність передачі. Це зменшує навантаження на мікрохвильові підсилювачі потужності, що зменшує споживання енергії, виробництво тепла та збільшує очікуваний термін служби (MTBF)

Використання мікрохвильових ланок
Магістральні посилання та зв’язок “Last Mile” для операторів стільникової мережі
Магістральні посилання для Інтернет-провайдерів (ISP) та бездротових Інтернет-провайдерів (WISP)
Корпоративні мережі для будівництва до будівель та містечок
Телекомунікації, пов’язуючи віддалені та регіональні телефонні станції з більшими (основними) станціями без потреби в мідних / оптичних волоконних лініях.
Телевізійне телебачення зі стандартами HD-SDI та SMPTE

підприємство

Завдяки масштабованості та гнучкості технології мікрохвильовки, продукти мікрохвильовки можна застосовувати у багатьох корпоративних програмах, включаючи підключення від будівлі до будівлі, аварійне відновлення, надмірність мережі та тимчасове підключення для таких програм, як дані, голос та дані, відео послуги, медичні зображення , САПР та інженерні послуги, а також байпас фіксованого зв'язку.

Перевезення мобільного оператора

Мікрохвильовий зворотний транспорт у стільникових мережах

Мікрохвильові посилання є цінним інструментом мобільного оператора зворотного зв'язку: мікрохвильова технологія може бути розгорнута для забезпечення традиційних PDH 16xE1 / T1, STM-1 та STM-4, а також сучасних IP-мереж Gigabit Ethernet для зворотного зв'язку та мобільних мереж Greenfield. Мікрохвильова піч набагато швидше встановлюється і знижує загальну вартість власності для операторів стільникової мережі порівняно з розгортанням або орендою волоконно-оптичних мереж

Мережі з низькою затримкою
Версії кабельних каналів з низькою затримкою мікрохвильових каналів використовують технологію мікрохвильових ліній низької затримки, з абсолютно мінімальною затримкою між пакетами, що передаються та приймаються на іншому кінці, за винятком затримки розповсюдження Line of Sight. Швидкість поширення мікрохвильової печі по повітрю приблизно на 40% вища, ніж через волоконну оптику, що дає клієнтам негайне зменшення затримки на 40% порівняно з волоконною оптикою. Крім того, волоконно-оптичні установки майже ніколи не знаходяться по прямій, з урахуванням реалізації плану будівлі, вуличних каналів та вимоги використовувати існуючу телекомунікаційну інфраструктуру, пропускна здатність волокна може бути на 100% довшою, ніж пряма лінія видимості між двома кінцевими точками. Отже, бездротові мікрохвильові вироби з низькою затримкою популярні в програмах з низькою затримкою, таких як торгівля високими частотами та інших цілях.

Для отримання додаткової інформації про мікрохвильову піч

Щоб дізнатись більше про технологію мікрохвильових зв’язків та про те, як CableFree може допомогти у роботі з бездротовою мережею, будь ласка Зв'яжіться з нами

Попередня:Технологія MIMO для мікрохвильових посилань

далі:XPIC - скасування перехресної поляризації

Залишити повідомлення

список повідомлень

Коментарі Завантаження ...