微波通信具有傳輸容量大、長途傳輸質(zhì)量穩(wěn)定、投資少、建設周期短、維護方便等特點,得到了廣泛的應用。而建立在微波通信和數(shù)字通信基礎(chǔ)上的數(shù)字微波通信,同時具有數(shù)字通信和微波通信的優(yōu)點,更是受到各國的普遍重視。
微波通信簡介所謂微波通信,主要是指以微波為信息傳遞載體的一種通信技術(shù)。微波通信的載體是微波,它是屬于電波的一種。微波頻率極高,其頻率范圍一般在300MHz~300GHz,對應的波長在1m到1mm之間。
電波在傳播信息時,總是會受到各種氣候或者地形的影響,導致傳播的信息不準確,但是微波卻沒有這樣的問題。微波在傳播信息時,氣候的變化不會對它造成任何的影響。用于通信的電波一般是波長很短的電磁波,它雖然波長很短,但是傳播卻很穩(wěn)定。
正是由于微波的波長短,所以在傳遞消息時,它才不那么容易被外界環(huán)境所干擾,抗干擾能力極強。在一些地理條件比較惡劣的地區(qū),常用微波進行通信。它能夠?qū)ψ匀粸暮M行有效的預警,提示人們做出相應的應急措施。
微波自身的頻率很高,受高頻率的影響,它傳播的速度非???。在空氣中傳播信息,始終保持平穩(wěn)高速的前進。如果空氣中有什么阻礙信息傳播的東西,微波也會自動中斷對信息的傳播,不會隨意胡亂的傳播,提高了信息傳播的保密性。所以,現(xiàn)代的大部分通信都會使用微波進行對信息的傳播。
1931年出現(xiàn)了最初的調(diào)幅制微波通信設備,它工作在1.667GHz。
二次世界大戰(zhàn)后,由于雷達的發(fā)展,也使微波技術(shù)和微波中繼通信得到迅速的發(fā)展。
1947年貝爾實驗室在紐約和波士頓之間建設了世界上第一條模擬微波試驗電路TD-X。該電路用真空管作信號放大,采用頻率調(diào)制(FM)方式。
1950年4GHz的TD-2系統(tǒng)首次實現(xiàn)承載商用電話業(yè)務。此后又發(fā)展為每個波道可通1200路電話,共有10個雙向波道的TD-3系統(tǒng)。
1960年出現(xiàn)了具有8個波道,每個波道容量為2200路電話或一個彩色電視節(jié)目再加幾百路電話的6GHz寬頻帶系統(tǒng)。
70年代,調(diào)頻制微波通信已把每個波道的電話容量擴大到2700路。隨著通信領(lǐng)域各種通信方式的出現(xiàn)和數(shù)據(jù)交換對通信的要求,促進了微波通信的迅速發(fā)展。
1979年,日本商用系統(tǒng)的波道容量達到3600個話路。到1980年,美國商用系統(tǒng)AR6A系統(tǒng)采用單邊帶調(diào)制技術(shù),在6GHz頻帶的30MHz波道帶寬內(nèi)安排6000路。
我國的微波通信研究始于20世紀60年代。在1957年就開始了60路及300路模擬微波通信系統(tǒng)的開發(fā)研究工作。1964年開始600路微波的研究工作。1966年開發(fā)960路微波系統(tǒng)。1986年,完成了1800路模擬微波的開發(fā)工作(國家六五科技攻關(guān)項目)。運用這些研究成果,全國建設了2萬多公里的模擬微波電路。
1979年我國建設了第一條干線PDH微波電路(京漢電路,由電力部于從國外引進)。1986年我國自行研制的4GHz 34Mbps PDH微波系統(tǒng)建于福建省福州與廈門之間。1987~1989年原郵電部建設了京滬6GHz 140Mbps PDH微波電路。
1992年我國自行研制的6GHz 140Mbps PDH微波系統(tǒng)(國家七五科技攻關(guān)成果)建于湖北省武昌與陽邏之間。我國第一條SDH微波電路是在1995年由吉林廣電廳負責引進并建造的,1995-1996年原郵電部開始引進并建設SDH微波電路,1997年我國自行研制的6GHz SDH微波電路(國家九五科技攻關(guān)成果)在山東通過鑒定驗收。
微波通信的特點1、頻率高、頻帶寬、信號容量大:與中波、短波相比,微波波段頻率高、頻帶寬(300MHz-300GHz),微波波段的通信設備的通頻帶可以做的很寬,所以傳輸容量大。采用數(shù)字微波,結(jié)合壓縮技術(shù),可同時傳輸幾十套彩色電視節(jié)目。
2、直線傳播:在微波波段,電磁波的能量主要按直線傳播,由于微波的波長很短,具有近似光波的傳播特性。
3、微波通信傳輸質(zhì)量高:在微波波段,天電干擾、工業(yè)干擾以及太陽黑子的變化基本上對它不起作用,更不受電離層變化的影響,因此傳輸質(zhì)量高,性能穩(wěn)定。
4、抵御自然災害和人為破壞的能力強:由于微波的技術(shù)特點,能很好的抵御人為的破壞。在發(fā)生自然災害時,微波站的特殊位置就會發(fā)揮出獨有的優(yōu)勢。如:地震、洪水等。
5、應對突發(fā)事件的能力強:隨著微波技術(shù)的發(fā)展,微波設備集成度更高,移動性更強,能實現(xiàn)在事件現(xiàn)場對某一固定微波站信號的傳送,保證信號及時、可靠地傳輸,保證時效性。
6、受地理環(huán)境的限制?。何⒉娐芳纯煞接挚煽绾?,在山區(qū)、人煙稀少的地區(qū),敷設光纜非常困難,而且成本高,但微波受地理條件限制小,可很好地解決傳輸問題。
7、建設和維護成本相對較低:微波投資小,建設速度快,成本低。
微波通信分為民用微波通信和軍用微波通信兩種。
民用微波通信主要是移動通信業(yè)務,微波通信在受到干擾之后會對通信信號的品質(zhì)產(chǎn)生影響。微波通信干擾因素包括人為因素和自然因素兩方面。
自然因素主要包括大氣噪聲以及云雨散射等,人為因素則是電子通信設備之間產(chǎn)生的信號干擾,同時是人為可以進行控制的干擾。尤其是在無線移動通信中,微波通信信號在受到干擾之后會出現(xiàn)失真或畸變,從而影響通信質(zhì)量,嚴重的甚至會導致通信系統(tǒng)損壞。
軍用微波通信環(huán)境下,微波通信所受到的干擾更加復雜和嚴重。
1、由于軍用設備的匹配程度較低,加上數(shù)量非常龐大,各種設備之間會出現(xiàn)嚴重的相互干擾現(xiàn)象。同時,由于軍用設備的研發(fā)工作非常分散,導致各種設備在研發(fā)中難以有效實現(xiàn)統(tǒng)籌協(xié)調(diào),因此,無論是在軍事演習還是在實戰(zhàn)過程中,各種微波通信設備相互干擾是必然會出現(xiàn)的。
2、由于我國的軍用設備中已經(jīng)有一部分超過了服役年限,設備更新?lián)Q代的周期較長,而且一些新投入的設備在電磁標準方面與過去的設備存在較大差異,導致軍用環(huán)境下微波通信受到了嚴重干擾。
3、敵方的微波通信干擾手段也是一個重要干擾因素。比如,在伊拉克戰(zhàn)爭及阿富汗戰(zhàn)爭中,西方國家就大量采用了電子信息供給手段,對微波通信形成了非常嚴重干擾。
微波通信抗干擾策略1、對微波通信電子設備的電路進行改進設計
對微波通信的電子設備,包括相應的電氣設備的設計,需要對電路回路的面積進行嚴格控制,但是必須確保設備的性能。因為在干擾現(xiàn)象下,共模干擾與茶末干擾的引發(fā)因素中,電路回路過于復雜是一個非常重要的原因。
在供電過程中,電路回路過于復雜就會導致形成感應電動勢,進而引起不同設備之間產(chǎn)生相互干擾。對此,必須減少微波通信電子設備的電路回路面積,從而減少感應電動勢產(chǎn)生的影響,最終從設備本身實現(xiàn)對微波通信干擾的有效控制。
2、屏蔽電壓器設備的電磁干擾
變壓器設備在微波通信領(lǐng)域中的應用非常廣泛,而變壓器漏感現(xiàn)象是引發(fā)電磁干擾的重要因素之一。
從根本來看,變壓器設備的漏感問題能夠與相關(guān)電路回路共同作用形成變壓器次級和初級,從而產(chǎn)生極強的微波通信電磁干擾源,同時,還會向周圍設備發(fā)出信號。因此,必須對微波通信環(huán)境下變壓器設備的電磁干擾進行有效屏蔽處理。同時,還需要對變壓器設備的電路回路面積進行有效控制,盡可能壓縮其有效面積,降低變壓器設備對微波通信質(zhì)量產(chǎn)生的干擾。
3、實行必要的阻抗匹配
在高頻電子線路中,相鄰的導向一旦出現(xiàn)通電電流值相等、電流方向相反等情況,就很可能在相同外界環(huán)境下,將各自所產(chǎn)生的磁場相互抵消。
對微波通信來說,尤其是非常重要的應用領(lǐng)域,如果設備存在一定的干擾風險,就可以結(jié)合高頻電子線路的規(guī)律,在信號傳輸中應用雙線傳輸?shù)姆绞剑軌蛴行У窒姶鸥蓴_。同時,如果設備中外部導線的長度大于微波波長1/4的條件下,就需要對設備的導線采用一定的阻抗匹配,從而避免出現(xiàn)駐波現(xiàn)象,同時避免微波通信強干擾現(xiàn)象的出現(xiàn)。
4、強化電磁兼容降低微波通信干擾
針對微波通信干擾問題,需要對民用、軍用以及工業(yè)用的電磁頻段進行合理規(guī)劃和整合設置,具體情況需要結(jié)合我國現(xiàn)行的關(guān)于電磁波頻譜運用的相關(guān)標準,同時參考國際通用的相關(guān)標準進行運用。
另外,還需要加強對微波通信相關(guān)行業(yè)強化電磁兼容知識開展大力的宣傳,指導相關(guān)部門嚴格依照國家有關(guān)的技術(shù)標準開展業(yè)務。從而有效強化電磁兼容,避免混亂的電磁信號干擾微波通信信號。
微波通信技術(shù)的應用與光纖通信和衛(wèi)星通信相比較,微波通信有很多的優(yōu)勢。它所需要的成本很低,而且建設方便,使用便捷,抗干擾能力非常強。無論是在經(jīng)濟發(fā)達的城市,還是地形崎嶇的偏遠山區(qū),都可以順利進行通信。目前,我國在微波通信的應用方面主要有以下幾個方面。
1、對光纖和衛(wèi)星傳輸進行補充
在一些偏遠的地區(qū),由于受到地形的影響,很容易發(fā)生各種災害,如地震、洪水、泥石流等。而這種地區(qū)如果使用光纖進行通信,很容易在傳輸信息時遇到阻礙。如果使用衛(wèi)星進行通信,也沒有很強的信號。這時候就可以使用微波進行通信,它可以對光纖通信系統(tǒng)和衛(wèi)星通信系統(tǒng)進行修復,幫助它們正常完成對信息的傳輸。這就是對光纖和衛(wèi)星傳輸進行了補充。
2、在城市內(nèi)進行短距離通信
微波通信有一個最大的特點,就是頻率非常寬。在科學家經(jīng)過幾十年的研究中,發(fā)現(xiàn)了降低微波頻率的方法,那就是需要使用頻帶壓縮技術(shù)。
可以在各個城市之間建立一種短距離的支線連接,支線連接內(nèi)部要有三個重要的組成。首先要設立各個連接之間的節(jié)點,然后在節(jié)點的內(nèi)部安裝上控制器,控制節(jié)點內(nèi)部信息的傳播速度。最后再將它們都設立在局域網(wǎng)內(nèi),實現(xiàn)真正的無線聯(lián)網(wǎng)功能,這就是短距離的通信。
3、為偏遠地區(qū)提供通信
偏遠地區(qū)一般都是指遠離城市和農(nóng)村的地區(qū),這類地區(qū)往往都有一個共同點,就是地形崎嶇,人們生活環(huán)境惡劣。在這些地區(qū)使用光纖或者衛(wèi)星通信,往往沒有很強的信號,導致信息傳播速率不高。面對這樣的情況,可以采用微波通信的方式。在偏遠地區(qū)建立專門的通信網(wǎng)絡,開通數(shù)字微波通信系統(tǒng)即可。
4、實現(xiàn)無線寬帶接入
在現(xiàn)代的大部分家庭中,都會使用寬帶連接。其實,寬帶連接也是一種無線通信技術(shù),屬于微波通信的一種。無線連接使用的非常廣泛,它是建立在固定連接基礎(chǔ)上的一種應用。相對于光纖和衛(wèi)星來說,無線連接的成本非常低,而且不會受到其他信號的干擾,傳播速度非常快,實用力很強。
微波通信技術(shù)的發(fā)展趨勢隨著科技的不斷發(fā)展和用戶對電視廣播要求的逐漸提高,數(shù)字微波通信必定取代模擬微波通信,并伴隨著科技的腳步不斷的向前發(fā)展。
1、將微波通信的發(fā)展與廣播電視的發(fā)展相結(jié)合
廣播電視微波通信屬于地面?zhèn)鬏?,主要服務于公益性的廣播電視業(yè)務,為各市縣的轉(zhuǎn)播臺、發(fā)射臺、廣電局輸送中央以及省臺重要的節(jié)目。微波通信不斷改造進步的目的是為了更好的服務社會,為群眾傳遞知識,增大電視的覆蓋范圍,傳播有價值的新聞信息,宣傳黨和政府的方針和政策。
另外,數(shù)字微波通信也能對國家無線覆蓋工程的藍圖更好的配合,微波通信的接收站選址過程一般都是市縣高山和郊區(qū)上與無線的發(fā)射臺站位于同一個地方,由于數(shù)字微波通信保密性強的特性,能安全、快捷、方便為無線發(fā)射提供優(yōu)質(zhì)信號源,也就配合國家針對無線覆蓋工程藍圖。
將微波通信的發(fā)展與各項因素相結(jié)合不僅可以促進微波通信的發(fā)展也可以將新技術(shù)更好的應用,這樣相輔相成是微波通信的價值最大限度的提高。
2、將有線和無線相結(jié)合將會是微波通信的新出路
雖然與光線傳輸和衛(wèi)星通信相比,微波通信的地位受到了威脅,但是面對高科技和新技術(shù),微波通信以其獨特的穩(wěn)定性和保密性仍然發(fā)揮這自己無可替代的光芒,尤其是在播出黨和國家的政令方面,可以保證即讓人民知曉又不會被國外別有用心的人竊取,做到安全保密有效的信息傳輸,顯示出了衛(wèi)星和光纜傳輸不可替代的優(yōu)越性。
所以新型微波通信的發(fā)展趨勢將是將有線傳輸和無線傳輸結(jié)合起來,在保證廣播電視發(fā)揮其功效的前提下,將衛(wèi)星通信和光纜傳輸?shù)谋憷院臀⒉ㄍㄐ诺谋C苄韵嘟Y(jié)合為黨和國家安全的傳遞信息,為電視用戶提供優(yōu)質(zhì)的服務。
3、合理利用資源為微波通信的可持續(xù)發(fā)展做準備
由于我國地大物博幅員遼闊,各省情況相距較大,因地制宜的發(fā)展微波通信,是微波通信的必然選擇。各省必須根據(jù)自己廣播電視事業(yè)的情況,選擇建立數(shù)字微波通信的規(guī)模和地址,做到既要符合安全保密又要可以持續(xù)利用,從廣度上來說是要滿足所有廣播電視用戶的需要。這就要求波道的配置要可以利用增加模塊的單元來完成設備升級和擴容,爭取可以在現(xiàn)有資源的基礎(chǔ)上最大利用,達到經(jīng)濟效益最大化最終達到可持續(xù)發(fā)展的目的。
2018-06-27 11:32:47 1416 http://www.yiqi.com/citiao/detail_826.html 熱門標簽: