Технологија микроталасних веза

 

Увод у микроталасну пећницу

 

Пример инсталације микроталасне везе без кабла

Микроталасна је бежична комуникациона технологија која користи високофреквентне снопове радио-таласа за обезбеђивање бежичних веза велике брзине које могу да шаљу и примају глас, видео и податке.

Микроталасне везе се широко користе за комуникацију од тачке до тачке, јер њихова мала таласна дужина омогућава антенама погодне величине да их усмере у уске зраке, који се могу усмерити директно на пријемну антену. Ово омогућава микроталасној опреми у близини да користи исте фреквенције без међусобног ометања, као што то чине радио таласи ниже фреквенције. Још једна предност је што висока фреквенција микроталаса даје микроталасном опсегу веома велики капацитет ношења информација; микроталасни опсег има пропусни опсег 30 пута већи од остатка радио-спектра испод њега.

Микроталасни радио пренос се обично користи у системима од тачке до тачке на површини Земље, у сателитским комуникацијама и у радио комуникацијама дубоког свемира. Остали делови микроталасног радио опсега користе се за радаре, радио-навигационе системе, сензорске системе и радио-астрономију.

Виши део радио-електромагнетног спектра са фреквенцијама изнад 30 ГХз и испод 100 ГХз, називају се „милиметарски таласи“, јер се њихове таласне дужине прикладно мере у милиметрима, а таласне дужине се крећу од 10 мм до 3.0 мм. Радиоталаси у овом опсегу су обично јако ослабљени земаљском атмосфером и честицама које се у њој налазе, посебно током влажног времена. Такође, у широком опсегу фреквенција око 60 ГХз, радио таласи су снажно ослабљени молекуларним кисеоником у атмосфери. Електронске технологије потребне у милиметарском таласном опсегу такође су много сложеније и теже се производе од оних у микроталасном опсегу, па су стога трошкови милиметарских таласних радија углавном већи.

Историја микроталасне комуникације
Јамес Цлерк Маквелл, користећи своје чувене „Маквеллове једначине“, предвидео је постојање невидљивих електромагнетних таласа, чији су део и микроталаси, 1865. Године 1888. Хајнрих Херц је први који је показао постојање таквих таласа изградњом апарата који је произвели и открили микроталасе у региону ултра високих фреквенција. Хертз је препознао да су резултати његовог експеримента потврдили Маквеллово предвиђање, али није видео никакве практичне примене за ове невидљиве таласе. Каснији радови других довели су до проналаска бежичних комуникација, заснованих на микроталасним пећницама. У овом раду учествовали су Никола Тесла, Гуглиелмо Марцони, Самуел Морсе, сер Виллиам Тхомсон (касније Лорд Келвин), Оливер Хеависиде, Лорд Раилеигх и Оливер Лодге.

Микроталасна веза преко Ла Манцхеа, 1931

1931. америчко-француски конзорцијум демонстрирао је експерименталну микроталасну релејну везу преко Ламанша користећи посуђе од 10 стопа (3 метра), један од најранијих микроталасних комуникационих система. Подаци о телефонији, телеграфу и телефаксу преношени су преко снопа од 1.7 ГХз 40 миља између Довера у Великој Британији и Цалаиса у Француској. Међутим, није могао да се такмичи са јефтиним подморским тарифама, а планирани комерцијални систем никада није изграђен.

Током педесетих година прошлог века систем АТ&Т Лонг Линес микроталасних релејних веза порастао је тако да преноси већину америчког телефонског саобраћаја на велике удаљености, као и сигнале интерконтиненталне телевизијске мреже. Прототип се звао ТДКС и тестиран је на вези између Њујорка и Мареја Хила, локације Белл Лабораториес 1950. Систем ТДКС постављен је између Њујорка и Бостона 1946. године.

Савремене комерцијалне микроталасне везе
Микроталасна комуникациона кула без кабла

Микроталасна комуникациона кула

Микроталасна веза је комуникациони систем који користи сноп радио таласа у микроталасном опсегу фреквенција за пренос видео записа, звука или података између две локације, које могу бити удаљене од неколико стопа или метара до неколико миља или километара. Примере комерцијалних микроталасних веза компаније ЦаблеФрее можете видети овде. Савремене микроталасне везе могу да преносе до 400Мбпс у 56МХз каналу користећи 256КАМ модулацију и технике компресије заглавља ИП. Удаљеност рада микроталасних веза одређује се величином (појачањем) антене, фреквенцијским опсегом и капацитетом везе. Доступност јасне линије вида пресудна је за микроталасне везе за које мора бити дозвољена закривљеност Земље

Безжични ФОР2 микроталасни линк 400Мбпс

Везе микроталаса обично користе телевизијски емитери за пренос програма широм земље, на пример, или из спољашњег емитовања натраг у студио. Мобилне јединице могу се монтирати на камеру, што омогућава камерама слободу кретања без вучених каблова. Они се често виде на додирним линијама спортских терена на Стеадицам системима.

Планирање микроталасних веза
● Микроталасне везе без кабла морају се планирати узимајући у обзир следеће параметре:
● Потребна удаљеност (км / миље) и капацитет (Мбпс)
● жељени циљ доступности (%) за везу
● Доступност јасне видне линије (ЛОС) између крајњих чворова
● Куле или јарболи ако су потребни за постизање јасног ЛОС-а
● Дозвољени опсези фреквенција специфични за регион / државу
● Околна ограничења, укључујући кишу бледе
● Трошкови лиценци за потребне опсеге фреквенција
 
 

Фреквенцијски опсези микроталаса

Микроталасни сигнали су често подељени у три категорије:

ултра високе фреквенције (УХФ) (0.3-3 ГХз);
супер високе фреквенције (СХФ) (3-30 ГХз); и
изузетно високе фреквенције (ЕХФ) (30-300 ГХз).
Поред тога, опсези фреквенција микроталаса означени су одређеним словима. Ознаке Радио-друштва Велике Британије дате су у наставку.
Фреквентни опсези микроталаса
Ознака Распон фреквенција
● Л опсег 1 до 2 ГХз
● С опсег од 2 до 4 ГХз
● Ц опсег 4 до 8 ГХз
● Кс опсег од 8 до 12 ГХз
● Ку опсег од 12 до 18 ГХз
● К опсег од 18 до 26.5 ГХз
Ка опсег 26.5 до 40 ГХз
● К опсег 30 до 50 ГХз
● У опсег од 40 до 60 ГХз
● В опсег од 50 до 75 ГХз
● Е опсег 60 до 90 ГХз
● В опсег од 75 до 110 ГХз
● Ф опсег од 90 до 140 ГХз
● Д опсег 110 до 170 ГХз

Термин „П опсег“ се понекад користи за ултра високе фреквенције испод Л опсега. За остале дефиниције, погледајте Ознаке слова микроталасних трака

Доње фреквенције микроталаса се користе за дуже везе, а региони са вишом кишом бледе. Супротно томе, веће фреквенције се користе за краће везе и регије са нижим слабљењем кише.

Киша бледи на микроталасним везама

Фаде киша микроталасне везе Киша се превасходно односи на апсорпцију микроталасног радио фреквенцијског (РФ) сигнала атмосферском кишом, снегом или ледом и губицима који су посебно раширени на фреквенцијама изнад 11 ГХз. Такође се односи на деградацију сигнала изазвану електромагнетним сметњама предње ивице олујног фронта. Изблеђивање кише може бити узроковано падавинама на узлазној или одводној локацији. Међутим, не треба падати киша на месту да би на њу утицала бледа киша, јер сигнал може проћи кроз падавине много миља далеко, посебно ако сателитска антена има мали угао гледања. Од 5 до 20 процената слабљења кише или слабљења сателитског сигнала такође може бити узроковано кишом, снегом или ледом на рефлектору антене за узлазну или доњу везу, радоме или напојној сирени. Фаде кише није ограничен на сателитске везе или везе, такође може утицати на земаљске тачке до тачке микроталасне везе (оне на земљиној површини).

Могући начини за превазилажење ефеката бледења су разноврсност локација, контрола снаге узлазне везе, кодирање променљиве брзине, пријемне антене веће (тј. Веће појачање) од потребне величине за нормалне временске услове и хидрофобни премази.

Разноликост микроталасних веза
 

Пример незаштићене микроталасне везе 1 + 0

У земаљским микроталасним везама, шема разноврсности односи се на метод за побољшање поузданости сигнала поруке коришћењем два или више комуникационих канала са различитим карактеристикама. Разноликост игра важну улогу у сузбијању бледења и мешања заједничког канала и избегавању рафала грешака. Заснован је на чињеници да појединачни канали доживљавају различите нивое блеђења и сметњи. Вишеструке верзије истог сигнала могу се преносити и / или примати и комбиновати у пријемнику. Алтернативно, може се додати сувишни код за исправљање грешака унапред и различити делови поруке пренети преко различитих канала. Технике разноврсности могу да искористе ширење више стаза, што резултира добитком разноликости, често мереним индецибелима.

Следеће класе шема разноликости су типичне за земаљске микроталасне везе:
● Незаштићени: Микроталасне везе где нема разноликости или заштите класификоване су као незаштићене и такође као 1 + 0. Инсталиран је један сет опреме, без разноликости или резервне копије
● Вруће стање приправности: Инсталирају се два сета микроталасне опреме (ОДУ или активни радио) који су углавном повезани на исту антену, подешени на исти фреквенцијски канал. Један је „искључен“ или је у режиму мировања, углавном са активним пријемником, али одашиљачем искљученим. Ако активна јединица закаже, искључује се и активира се јединица у стању приправности. Хот Стандби је скраћено ХСБ и често се користи у конфигурацијама 1 + 1 (једна активна, једна у стању приправности).
● Фреквенцијска разноликост: Сигнал се преноси помоћу неколико фреквенцијских канала или се шири широким спектром на који утиче фреквенцијско селективно блеђење. Микроталасне радио везе често користе неколико активних радио канала плус један заштитни канал за аутоматску употребу било којим избледелим каналом. Ово је познато као Н + 1 заштита
● Разноликост простора: Сигнал се преноси на неколико различитих путева ширења. У случају жичаног преноса, то се може постићи преношењем преко више жица. У случају бежичног преноса, то се може постићи разноврсношћу антене помоћу више антена предајника (разноврсност преноса) и / или више пријемних антена (разноврсност пријема).
● Разноликост поларизације: Више верзија сигнала се преноси и прима преко антена са различитом поларизацијом. На страни пријемника примењује се техника комбиновања разноликости.

Отпоран на отпор различитог пута

У земаљским микроталасним системима од тачке до тачке у опсегу од 11 ГХз до 80 ГХз, паралелна резервна веза може се инсталирати заједно са везом пропусног опсега склоном киши која бледи. У овом аранжману, примарна веза као што је пуни дуплекс микроталасни мост од 80 ГХз 1 Гбит / с може се израчунати тако да има стопу доступности од 99.9% током периода од једне године. Израчуната стопа доступности од 99.9% значи да веза може да опада кумулативно укупно десет или више сати годишње како врхови кишних олуја прелазе преко тог подручја. Секундарна доња ширина опсега везе, попут моста од 5.8 Мбит / с на основу 100 ГХз, може се инсталирати паралелно са примарном везом, при чему рутери на оба краја контролишу аутоматско пребацивање на мост од 100 Мбит / с када је примарна веза од 1 Гбит / с спуштена услед кише која бледи. Коришћењем овог аранжмана, везе високе тачке до тачке (23 ГХз +) могу се инсталирати за сервисирање локација много километара даље него што би се могло пружити са једном везом која захтева 99.99% времена непрекидног рада током једне године.

Аутоматско кодирање и модулација (АЦМ)
 

Микроталасно прилагодљиво кодирање и модулација (АЦМ)

Прилагођавање везе или Адаптиве Цодинг анд Модулатион (АЦМ) је термин који се користи у бежичним комуникацијама да означи подударање модулације, кодирања и других параметара сигнала и протокола са условима на радио-вези (нпр. Губитак путање, сметње услед сигнали који долазе из других предајника, осетљивост пријемника, расположива граница снаге предајника итд.). На пример, ЕДГЕ користи алгоритам прилагођавања брзине који прилагођава шему модулације и кодирања (МЦС) у складу са квалитетом радио канала, а тиме и брзином преноса података и робусношћу преноса података. Процес прилагођавања везе је динамичан и параметри сигнала и протокола се мењају како се мењају услови радио везе.

Циљ прилагодљиве модулације је побољшање оперативне ефикасности микроталасних веза повећањем мрежног капацитета у односу на постојећу инфраструктуру - истовремено смањујући осетљивост на сметње околине.
Прилагодљива модулација значи динамичко мењање модулације на начин без грешака како би се повећала пропусност под тренутним условима ширења. Другим речима, систем може да ради са максималном пропусношћу у условима ведрог неба и да га смањује
постепено под кишом бледи. На пример, веза се може променити са 256КАМ наниже у КПСК како би „веза остала жива“ без губитка везе. Пре развоја аутоматског кодирања и модулације, дизајнери микроталасних пећница морали су да дизајнирају за „најгоре случајеве“ како би избегли прекид везе. Предности употребе АЦМ укључују:
● Веће дужине везе (удаљеност)
● Коришћење мањих антена (штеди простор на јарболу, такође често потребан у стамбеним насељима)
● Већа доступност (поузданост везе)

Аутоматска контрола снаге преноса (АТПЦ)

Микроталасне везе без кабла имају АТПЦ који аутоматски повећава снагу преноса током „Фаде“ услова као што су обилне кише. АТПЦ се може користити одвојено за АЦМ или заједно како би се максимализовало време трајања везе, стабилност и доступност. Када се заврше „бледи“ услови (кише), АТПЦ систем поново смањује снагу преноса. Ово смањује стрес на микроталасним појачалима снаге, што смањује потрошњу енергије, производњу топлоте и повећава очекивани век трајања (МТБФ)

Употреба микроталасних веза
Оквирне везе и комуникација „Ласт Миле“ за операторе мобилне мреже
Оквирне везе за добављаче Интернет услуга (ИСП) и бежичне ИСП (ВИСП)
Корпоративне мреже за изградњу до зграде и локације кампуса
Телекомуникације, у повезивању даљинске и регионалне телефонске централе са већим (главним) централама без потребе за бакарним / оптичким влакнима.
Емитована телевизија са ХД-СДИ и СМПТЕ стандардима

предузеће

Због скалабилности и флексибилности микроталасне технологије, микроталасни производи се могу применити у многим пословним апликацијама, укључујући повезивање од зграде до зграде, опоравак од катастрофе, редундантност мреже и привремену повезаност за апликације као што су подаци, глас и подаци, видео услуге, медицинске слике , ЦАД и инжењерске услуге и заобилазница фиксне телефоније.

Бацкхаул мобилног оператера
 

Микроталасни повратни саобраћај у ћелијским мрежама

Микроталасне везе су драгоцено средство у мобилном преносном саобраћају: Микроталасна технологија се може применити како би се обезбедиле традиционалне ПДХ 16кЕ1 / Т1, СТМ-1 и СТМ-4, као и модерна ИП Гигабит Етхернет веза за бацкхаул и Греенфиелд мобилне мреже. Микроталасна је много бржа за инсталирање и смањује укупне трошкове власништва за операторе ћелијске мреже у поређењу са постављањем или закупом оптичких мрежа

Мреже са малим кашњењем
Верзије микроталасних веза са ниским кашњењем ЦаблеФрее користи технологију микроталасних веза са малим кашњењем, са апсолутно минималним кашњењем између пакета који се преносе и примају на другом крају, осим кашњења ширења Лине оф Сигхт. Брзина ширења микроталаса кроз ваздух је приближно 40% већа него код оптичких влакана, што купцима омогућава тренутно смањење кашњења од 40% у поређењу са оптичким влакнима. Поред тога, оптичке инсталације готово никада нису у правој линији, са реалношћу распореда зграда, уличних канала и захтевом да се користи постојећа телекомуникациона инфраструктура, оптичка влакна могу бити 100% дужа од директне линије видљивости између две крајње тачке. Стога су микроталасни производи са ниским кашњењем без кабла популарни у апликацијама са ниским кашњењем, као што су трговање високим фреквенцијама и друге намене.

За даље информације о микроталасној пећници

Да бисте сазнали више о технологији микроталасних веза и како ЦаблеФрее може помоћи у вашој бежичној мрежи, молимо вас Kontaktirajte nas

Остави поруку 

Листа порука