Mikrovalovna pečica je brezžična komunikacijska tehnologija, ki uporablja visokofrekvenčne žarke radijskih valov za zagotavljanje visokohitrostnih brezžičnih povezav, ki lahko pošiljajo in prejemajo glasovne, video in podatkovne podatke.

Mikrovalovne povezave se pogosto uporabljajo za komunikacijo od točke do točke, ker njihova majhna valovna dolžina omogoča, da jih antene priročnih velikosti usmerjajo v ozke žarke, ki jih je mogoče usmeriti neposredno na sprejemno anteno. To omogoča, da bližnja mikrovalovna oprema uporablja enake frekvence, ne da bi se medsebojno motila, kot to počnejo nizkofrekvenčni radijski valovi. Druga prednost je, da visoka frekvenca mikrovalov daje mikrovalovnemu pasu zelo veliko nosilnost informacij; mikrovalovni pas ima pasovno širino 30-krat večjo od preostalega radijskega spektra pod njim.

Mikrovalovni radijski prenos se pogosto uporablja v komunikacijskih sistemih od točke do točke na površini Zemlje, v satelitskih komunikacijah in v radijskih komunikacijah v globokem vesolju. Drugi deli mikrovalovnega radijskega pasu se uporabljajo za radarje, radijsko-navigacijske sisteme, senzorske sisteme in radijsko astronomijo.

Višji del radijskega elektromagnetnega spektra s frekvencami je nad 30 GHz in pod 100 GHz, se imenujejo "milimetrski valovi", ker se njihove valovne dolžine prikladno izmerijo v milimetrih, njihove valovne dolžine pa znašajo od 10 mm do 3.0 mm. Radijske valove v tem pasu zemeljska atmosfera in delci v njej običajno močno oslabijo, zlasti v mokrem vremenu. Tudi v širokem pasu frekvenc okoli 60 GHz radijski valovi močno oslabijo molekularni kisik v ozračju. Elektronske tehnologije, potrebne v milimetrskem valovnem pasu, so prav tako veliko bolj zapletene in težje izdelati kot mikrovalovne pasove, zato so stroški milimetrskih valov na splošno višji.

Zgodovina mikrovalovnih komunikacij
James Clerk Maxwell je s pomočjo svojih slavnih "Maxwellovih enačb" napovedal obstoj nevidnih elektromagnetnih valov, katerih del so mikrovalovi, leta 1865. Leta 1888 je Heinrich Hertz prvi dokaz obstoja takih valov z izgradnjo naprave, ki proizvajajo in zaznavajo mikrovalove v ultrafrekvenčnem območju. Hertz je ugotovil, da so rezultati njegovega eksperimenta potrdili Maxwellovo napoved, vendar ni videl nobene praktične uporabe teh nevidnih valov. Kasneje so dela drugih privedla do izuma brezžičnih komunikacij, ki temeljijo na mikrovalovih. K temu delu so sodelovali Nikola Tesla, Guglielmo Marconi, Samuel Morse, sir William Thomson (kasneje Lord Kelvin), Oliver Heaviside, Lord Rayleigh in Oliver Lodge.

Mikrovalovna povezava nad Rokavskim prelivom, 1931

Leta 1931 je ameriško-francoski konzorcij pokazal eksperimentalno mikrovalovno relejno povezavo čez Rokavski preliv z uporabo 10-metrskih posod, enega najstarejših mikrovalovnih komunikacijskih sistemov. Podatki o telefoniji, telegrafu in telefaksu so bili posredovani prek žarkov 3 GHz 1.7 milj med Doverjem v Veliki Britaniji in Calaisom v Franciji. Vendar ni mogel konkurirati poceni podmorskim kablom in načrtovani komercialni sistem ni bil nikoli zgrajen.

V petdesetih letih se je sistem mikrovalovnih relejnih povezav AT&T Long Lines povečal, da je prenašal večino ameriškega telefonskega prometa na dolge razdalje, pa tudi signale medcelinskega televizijskega omrežja. Prototip se je imenoval TDX in je bil preizkušen s povezavo med New Yorkom in Murray Hillom, lokacijo Bell Laboratories leta 1950. Sistem TDX je bil postavljen med New Yorkom in Bostonom leta 1946.

Sodobne komercialne mikrovalovne povezave
Brezžični mikrovalovni komunikacijski stolp

Komunikacijski stolp za mikrovalovne pečice

Mikrovalovna povezava je komunikacijski sistem, ki uporablja žarek radijskih valov v frekvenčnem območju mikrovalov za prenos videa, zvoka ali podatkov med dvema lokacijama, ki sta lahko oddaljena le nekaj metrov ali metrov do nekaj milj ali kilometrov. Primeri komercialnih mikrovalovnih povezav podjetja CableFree si lahko ogledate tukaj. Sodobne mikrovalovne povezave lahko prenašajo do 400Mbps v 56MHz kanalu z uporabo 256QAM modulacije in tehnik stiskanja IP glave. Razdalje delovanja mikrovalovnih povezav so odvisne od velikosti (ojačanja) antene, frekvenčnega pasu in zmogljivosti povezave. Razpoložljivost jasne vidne črte je ključnega pomena za mikrovalovne povezave, za katere mora biti dovoljena ukrivljenost Zemlje

Brezžična FOR2 mikrovalovna povezava 400 Mb / s

Televizijske postaje običajno uporabljajo mikrovalovne povezave za prenos programov po državi, na primer, ali od zunanje oddaje nazaj v studio. Mobilne enote so lahko nameščene na kamero, kar kameram omogoča prosto gibanje brez vlečnih kablov. Te pogosto opazimo na stikih športnih igrišč na sistemih Steadicam.

Načrtovanje mikrovalovnih povezav
● Brezžične mikrovalovne povezave je treba načrtovati ob upoštevanju naslednjih parametrov:
● Zahtevana razdalja (km / milje) in zmogljivost (Mbps)
● Želeni cilj razpoložljivosti (%) za povezavo
● Razpoložljivost jasne vidne črte (LOS) med končnimi vozlišči
● Stolpi ali jarboli, če so potrebni za doseganje jasnega LOS
● Dovoljeni frekvenčni pasovi, specifični za regijo / državo
● Okoljske omejitve, vključno z dežjem, ki zbledi
● Stroški licenc za zahtevane frekvenčne pasove

Frekvenčni pasovi mikrovalov

Mikrovalne signale pogosto delimo v tri kategorije:

ultra visoke frekvence (UHF) (0.3-3 GHz);
super visoka frekvenca (SHF) (3–30 GHz); in
izredno visoke frekvence (EHF) (30-300 GHz).
Poleg tega so frekvenčni pasovi mikrovalov označeni s posebnimi črkami. Oznake Radijske zveze Velike Britanije so navedene spodaj.
Frekvenčni pasovi mikrovalov
Oznaka Frekvenčno območje
● L pas 1 do 2 GHz
● S pas od 2 do 4 GHz
● Pas C od 4 do 8 GHz
● X pas od 8 do 12 GHz
● Ku pas 12 do 18 GHz
● K pas 18 do 26.5 GHz
Ka pas 26.5 do 40 GHz
● Q-pas od 30 do 50 GHz
● U pas od 40 do 60 GHz
● V pas 50 do 75 GHz
● E pas 60 do 90 GHz
● W pas od 75 do 110 GHz
● F pas od 90 do 140 GHz
● D pas od 110 do 170 GHz

Izraz "pas P" se včasih uporablja za ultra visoke frekvence pod pasom L. Za druge opredelitve glejte Oznake črk mikrovalovnih pasov

Spodnje mikrovalovne frekvence se uporabljajo za daljše povezave, regije z višjim dežjem pa zbledijo. Nasprotno pa se višje frekvence uporabljajo za krajše povezave in regije z nižjim bledenjem dežja.

Rain Fade na mikrovalovnih povezavah

Fade dežja mikrovalovne povezave Deževno bledanje se nanaša predvsem na absorpcijo mikrovalovnega radijskega frekvenčnega (RF) signala z atmosferskim dežjem, snegom ali ledom in izgube, ki so še posebej pogoste pri frekvencah nad 11 GHz. Nanaša se tudi na poslabšanje signala zaradi elektromagnetnih motenj prednjega roba nevihtne fronte. Dež lahko zbledi zaradi padavin na lokaciji navzgor ali navzdol. Ni pa treba deževati na lokaciji, da bi jo dež zbledel, saj lahko signal prehaja skozi padavine veliko kilometrov stran, še posebej, če ima satelitski krožnik nizek kot gledanja. Od 5 do 20 odstotkov zmanjšanja dežja ali oslabitve satelitskega signala lahko povzročijo tudi dež, sneg ali led na odsevniku antene navzgor ali navzdol, navzgor ali navznoter. Zmanjšanje dežja ni omejeno na satelitske povezave navzgor ali navzdol, lahko pa tudi vpliva na zemeljske povezave mikrovalov (tiste na zemeljski površini).

Možni načini za premagovanje učinkov dežnega bledenja so raznolikost lokacij, nadzor moči navzgornje povezave, kodiranje s spremenljivo hitrostjo, sprejemne antene, večje (tj. Večji ojaček) od zahtevane velikosti za običajne vremenske razmere, in hidrofobne prevleke.

Raznolikost v mikrovalovnih povezavah

Primer 1 + 0 nezaščitene mikrovalovne povezave

V prizemnih mikrovalovnih povezavah se shema raznolikosti nanaša na metodo za izboljšanje zanesljivosti sporočilnega signala z uporabo dveh ali več komunikacijskih kanalov z različnimi značilnostmi. Raznolikost igra pomembno vlogo v boju proti bledenju in vmešavanju v kanale ter pri preprečevanju napak. Temelji na dejstvu, da posamezni kanali doživljajo različne stopnje bledenja in motenj. V sprejemniku se lahko prenaša in / ali sprejema in kombinira več različic istega signala. Lahko pa se doda odvečna koda za odpravljanje napak naprej in se različni deli sporočila prenesejo po različnih kanalih. Tehnike raznolikosti lahko izkoristijo širjenje več poti, kar povzroči povečanje raznolikosti, pogosto merjene indecibele.

Za prizemne mikrovalovne povezave so značilni naslednji razredi shem raznolikosti:
● Nezaščitene: Mikrovalovne povezave, kjer ni raznolikosti ali zaščite, so razvrščene kot nezaščitene in tudi kot 1 + 0. Nameščen je en komplet opreme, brez raznolikosti ali varnostne kopije
● Vroče stanje pripravljenosti: nameščena sta dva sklopa mikrovalovne opreme (ODU-ji ali aktivni radijski sprejemniki), ki sta običajno povezani z isto anteno in nastavljeni na isti frekvenčni kanal. Eden je "izklopljen" ali v stanju pripravljenosti, na splošno z aktivnim sprejemnikom, vendar oddajnikom utišanim. Če aktivna enota odpove, se izklopi in aktivira enoto v stanju pripravljenosti. Vroče stanje pripravljenosti je okrajšana kot HSB in se pogosto uporablja v konfiguracijah 1 + 1 (ena aktivna in ena pripravljenost).
● Frekvenčna raznolikost: signal se prenaša po več frekvenčnih kanalih ali širi po širokem spektru, na katerega vpliva frekvenčno selektivno bledenje. Mikrovalovne radijske povezave pogosto uporabljajo več aktivnih radijskih kanalov in en zaščitni kanal za samodejno uporabo zbledelih kanalov. To je znano kot zaščita N + 1
● Vesoljska raznolikost: signal se prenaša na več različnih poti širjenja. V primeru žičnega prenosa je to mogoče doseči s prenosom prek več žic. V primeru brezžičnega prenosa je to mogoče doseči z antensko raznolikostjo z uporabo več oddajnih anten (oddajna raznolikost) in / ali več sprejemnih anten (sprejemna raznolikost).
● Raznolikost polarizacije: Več različic signala se prenaša in sprejema prek anten z različno polarizacijo. Na strani sprejemnika je uporabljena tehnika kombiniranja raznolikosti.

Odporen odporen na različne poti

V prizemnih mikrovalovnih sistemih od točke do točke v območju od 11 GHz do 80 GHz je mogoče namestiti vzporedno varnostno povezavo skupaj z večjo pasovno širino, ki je nagnjena k dežju. V tej ureditvi se lahko izračuna, da ima primarna povezava, kot je 80 GHz 1 Gbit / s full duplex mikrovalovni most, 99.9-odstotno stopnjo razpoložljivosti v obdobju enega leta. Izračunana 99.9-odstotna stopnja razpoložljivosti pomeni, da povezava morda ne bo delovala skupno deset ali več ur na leto, ko vrhovi deževnih neviht prehajajo čez območje. Vzporedno s primarno povezavo je mogoče namestiti sekundarno spodnjo pasovno širino, na primer 5.8 GHz most, ki temelji na 100 Mbit / s, pri čemer usmerjevalniki na obeh koncih nadzorujejo samodejno preusmeritev na most 100 Mbit / s, ko primarna povezava 1 Gbit / s ne deluje. zaradi dežja zbledi. S to ureditvijo se lahko namestijo visokofrekvenčne povezave od točke do točke (23 GHz +) na servisnih lokacijah veliko kilometrov dlje, kot bi jih bilo mogoče vročiti z eno samo povezavo, ki v enem letu zahteva 99.99% uptime.

Samodejno kodiranje in modulacija (ACM)

Prilagodljivo kodiranje in modulacija mikrovalov (ACM)

Prilagoditev povezave ali prilagodljivo kodiranje in modulacija (ACM) je izraz, ki se uporablja v brezžičnih komunikacijah za označevanje ujemanja parametrov modulacije, kodiranja in drugih signalov in protokolov s pogoji na radijski povezavi (npr. Izguba poti, motnje zaradi signali, ki prihajajo iz drugih oddajnikov, občutljivost sprejemnika, razpoložljiva meja moči oddajnika itd.). EDGE na primer uporablja algoritem za prilagoditev hitrosti, ki prilagaja modulacijsko-kodirno shemo (MCS) glede na kakovost radijskega kanala in s tem bitno hitrost in robustnost prenosa podatkov. Postopek prilagajanja povezave je dinamičen, parametri signala in protokola pa se spreminjajo, ko se spreminjajo pogoji radijske povezave.

Cilj prilagodljive modulacije je izboljšati operativno učinkovitost mikrovalovnih povezav s povečanjem omrežne zmogljivosti nad obstoječo infrastrukturo - hkrati pa zmanjšati občutljivost na vplive okolja.
Prilagodljiva modulacija pomeni dinamično spreminjanje modulacije brez napak, da bi povečali prepustnost v trenutnih pogojih širjenja. Z drugimi besedami, sistem lahko v razmerah vedra neba deluje z največjo prepustnostjo in ga zmanjša
postopoma pod dežjem bledi. Na primer, povezava se lahko spremeni iz 256QAM v QPSK, da ohrani "povezavo živo", ne da bi izgubila povezavo. Pred razvojem samodejnega kodiranja in modulacije so morali oblikovalci mikrovalov oblikovati pogoje v najslabšem primeru, da bi se izognili izpadu povezav. Prednosti uporabe ACM vključujejo:
● Večje dolžine povezav (razdalja)
● Uporaba manjših anten (prihranek prostora na jamborju, pogosto potreben tudi v stanovanjskih območjih)
● Večja razpoložljivost (zanesljivost povezave)

Samodejni nadzor moči oddajnika (ATPC)

Mikrovalne povezave CableFree imajo ATPC, ki samodejno poveča moč oddajanja v pogojih "Fade", kot so močne padavine. ATPC lahko uporabite ločeno za ACM ali skupaj, da povečate čas delovanja, stabilnost in razpoložljivost povezave. Ko so pogoji »zbledelosti« (padavin) mimo, sistem ATPC znova zmanjša prenosno moč. To zmanjša obremenitev mikrovalovnih ojačevalnikov, kar zmanjša porabo energije, proizvodnjo toplote in poveča pričakovano življenjsko dobo (MTBF)

Uporabe mikrovalovnih povezav
Hrbtenične povezave in komunikacija „Last Mile“ za operaterje celičnih omrežij
Hrbtne povezave za ponudnike internetnih storitev (ISP) in brezžične ponudnike internetnih storitev (WISP)
Korporativne mreže za gradnjo do stavbe in spletna mesta
Telekomunikacije pri povezovanju oddaljenih in regionalnih telefonskih central z večjimi (glavnimi) centralami brez potrebe po bakrenih / optičnih vlaknih
Oddajna televizija s standardi HD-SDI in SMPTE

Podjetje

Zaradi razširljivosti in prilagodljivosti tehnologije Microwave lahko izdelke Microwave uporabimo v številnih poslovnih aplikacijah, vključno s povezljivostjo med stavbami, obnovo po katastrofi, odvečnostjo omrežja in začasno povezljivostjo za aplikacije, kot so podatki, glas in podatki, video storitve, medicinsko slikanje , CAD in inženirske storitve ter obvoz fiksne telefonije.

Backhaul mobilnega operaterja

Microwave Backhaul v celičnih omrežjih

Mikrovalovne povezave so dragoceno orodje pri mobilni mobilni operaterji: Mikrovalna tehnologija se lahko uporabi za zagotavljanje tradicionalnih PDH 16xE1 / T1, STM-1 in STM-4 ter sodobnih IP Gigabit Ethernet povezav za povratne povezave in mobilnih omrežij Greenfield. Mikrovalovna pečica je veliko hitrejša za namestitev in nižja skupni stroški lastništva za operaterje celičnih omrežij v primerjavi z uvajanjem ali zakupom optičnih omrežij

Omrežja z nizko zakasnitvijo
Različice mikrovalovnih povezav CableFree z nizko zakasnitvijo uporabljajo tehnologijo z nizko zakasnitvijo z mikrovalovnimi povezavami, pri čemer se na drugem koncu, razen zakasnitve širjenja Line of Sight, med prenosom in sprejemanjem paketov zavzame minimalna zamuda. Hitrost mikrovalovnega širjenja po zraku je približno 40% večja kot pri optičnih vlaknih, kar strankam omogoči takojšnje 40-odstotno zmanjšanje zakasnitve v primerjavi z optičnimi vlakni. Poleg tega optične inštalacije skoraj nikoli niso v ravni črti, saj je glede na postavitev stavbe, ulične kanale in zahtevo po uporabi obstoječe telekomunikacijske infrastrukture lahko trak optičnih vlaken 100% daljši od neposredne poti vidne črte med dvema končnima točkama. Izdelki z mikrovalovno pečico z nizko zakasnitvijo brez kabla so zato priljubljeni v aplikacijah z nizko zakasnitvijo, kot je trgovanje z visoko frekvenco in druge namene.

Za dodatne informacije o mikrovalovni pečici

Če želite izvedeti več o tehnologiji mikrovalovnih povezav in kako lahko CableFree pomaga pri vašem brezžičnem omrežju, prosimo Pomoč strankam

Nazaj:MIMO tehnologija za mikrovalovne povezave

Naprej:XPIC - Preklic motenj navzkrižne polarizacije

Pustite sporočilo

Seznam sporočilo

Komentarji Nalaganje ...