Mikrobølgeovn er en trådløs kommunikationsteknologi med synsfelt, der bruger højfrekvente stråler af radiobølger til at levere trådløse højhastighedsforbindelser, der kan sende og modtage tale-, video- og datainformation.

Mikrobølgeforbindelser bruges i vid udstrækning til punkt-til-punkt-kommunikation, fordi deres lille bølgelængde tillader antenner i praktisk størrelse at dirigere dem i smalle stråler, som kan peges direkte på den modtagende antenne. Dette gør det muligt for mikrobølger i nærheden at bruge de samme frekvenser uden at forstyrre hinanden, som radiobølger med lavere frekvens gør. En anden fordel er, at den høje frekvens af mikrobølger giver mikrobølgebåndet en meget stor informationskapacitet; mikrobølgebåndet har en båndbredde 30 gange så meget som resten af radiospektret under det.

Mikrobølgeradiotransmission bruges almindeligvis i punkt-til-punkt kommunikationssystemer på jordens overflade, i satellitkommunikation og i dyb rumradiokommunikation. Andre dele af mikrobølgeradiobåndet bruges til radarer, radionavigationssystemer, sensorsystemer og radioastronomi.

Den højere del af det radio-elektromagnetiske spektrum med frekvenser er over 30 GHz og under 100 GHz kaldes "millimeterbølger", fordi deres bølgelængder let måles i millimeter, og deres bølgelængder varierer fra 10 mm ned til 3.0 mm. Radiobølger i dette bånd dæmpes normalt stærkt af den jordiske atmosfære og partikler indeholdt i det, især under vådt vejr. Også i et bredt frekvensbånd omkring 60 GHz dæmpes radiobølgerne stærkt af molekylært ilt i atmosfæren. De elektroniske teknologier, der er nødvendige i millimeterbølgebåndet, er også meget mere komplekse og sværere at fremstille end mikrobølgebåndets, hvorfor omkostningerne ved Millimeter Wave Radios generelt er højere.

Historie med mikrobølgekommunikation
James Clerk Maxwell forudsagde ved hjælp af sine berømte ”Maxwells ligninger” eksistensen af usynlige elektromagnetiske bølger, hvoraf mikrobølger er en del, i 1865. I 1888 blev Heinrich Hertz den første til at demonstrere eksistensen af sådanne bølger ved at bygge et apparat, der produceret og opdaget mikrobølger i det ultrahøjfrekvente område. Hertz erkendte, at resultaterne af hans eksperiment validerede Maxwells forudsigelse, men han så ikke nogen praktiske anvendelser af disse usynlige bølger. Senere arbejde fra andre førte til opfindelsen af trådløs kommunikation baseret på mikrobølger. Bidragydere til dette arbejde omfattede Nikola Tesla, Guglielmo Marconi, Samuel Morse, Sir William Thomson (senere Lord Kelvin), Oliver Heaviside, Lord Rayleigh og Oliver Lodge.

Mikrobølgeforbindelse over den engelske kanal, 1931

I 1931 demonstrerede et amerikansk-fransk konsortium et eksperimentelt mikrobølgerelæ-link over den engelske kanal ved hjælp af 10 fods retter, et af de tidligste mikrobølgekommunikationssystemer. Telefoni-, telegraf- og faxdata blev transmitteret over 3 GHz-bjælkerne 1.7 miles mellem Dover, UK og Calais, Frankrig. Men det kunne ikke konkurrere med billige undersøiske kabelfrekvenser, og der blev aldrig bygget et planlagt kommercielt system.

I løbet af 1950'erne voksede AT & T Long Lines-systemet med mikrobølgerelæforbindelser til at bære størstedelen af amerikansk langdistancetrafik samt interkontinentale tv-netværkssignaler. Prototypen blev kaldt TDX og blev testet med en forbindelse mellem New York City og Murray Hill, placeringen af Bell Laboratories i 1946. TDX-systemet blev oprettet mellem New York og Boston i 1947.

Moderne kommercielle mikrobølgelinks
Kabelfrit mikrobølge kommunikationstårn

Mikrobølgeovn kommunikationstårn

Et mikrobølgelink er et kommunikationssystem, der bruger en stråle af radiobølger i mikrobølgefrekvensområdet til at transmittere video, lyd eller data mellem to placeringer, som kan være fra få meter eller meter til flere miles eller kilometer fra hinanden. Eksempler på kommercielle mikrobølgeforbindelser fra CableFree kan ses her. Moderne mikrobølgelinks kan bære op til 400 Mbps i en 56 MHz-kanal ved hjælp af 256QAM-modulering og IP-headerkomprimeringsteknikker. Driftsafstande for mikrobølgeforbindelser bestemmes af antennstørrelse (forstærkning), frekvensbånd og linkkapacitet. Tilgængeligheden af klar linje af syn er afgørende for mikrobølgeforbindelser, som jordens krumning skal tillades for

CableFree FOR2 mikrobølgeforbindelse 400 Mbps

Mikrobølgeforbindelser bruges almindeligvis af fjernsynsudsendere til at sende programmer over et land, for eksempel eller fra en ekstern udsendelse tilbage til et studie. Mobilenheder kan monteres på kamera, hvilket giver kameraerne frihed til at bevæge sig uden bageste kabler. Disse ses ofte på berøringslinjerne på sportsbaner på Steadicam-systemer.

Planlægning af mikrobølgelinks
● Kabelfrie mikrobølgeforbindelser skal planlægges under hensyntagen til følgende parametre:
● Nødvendig afstand (km / miles) og kapacitet (Mbps)
● Ønsket tilgængelighedsmål (%) for linket
● Tilgængelighed af Clear Line of Sight (LOS) mellem slutknudepunkter
● Tårne eller master, hvis det kræves for at opnå en klar LOS
● Tilladte frekvensbånd, der er specifikke for region / land
● Miljømæssige begrænsninger, herunder regn falmer
● Licensomkostninger til krævede frekvensbånd

Mikrobølgefrekvensbånd

Mikrobølgesignaler er ofte opdelt i tre kategorier:

ultrahøj frekvens (UHF) (0.3-3 GHz);
superhøj frekvens (SHF) (3-30 GHz); og
ekstremt høj frekvens (EHF) (30-300 GHz).
Derudover er mikrobølgefrekvensbånd betegnet med specifikke bogstaver. Betegnelserne fra Radio Society of Great Britain er angivet nedenfor.
Mikrobølgefrekvensbånd
Betegnelse Frekvensområde
● L-bånd 1 til 2 GHz
● S-bånd 2 til 4 GHz
● C-bånd 4 til 8 GHz
● X-bånd 8 til 12 GHz
● Ku-bånd 12 til 18 GHz
● K-bånd 18 til 26.5 GHz
Ka-bånd 26.5 til 40 GHz
● Q-bånd 30 til 50 GHz
● U-bånd 40 til 60 GHz
● V-bånd 50 til 75 GHz
● E-bånd 60 til 90 GHz
● W-bånd 75 til 110 GHz
● F-bånd 90 til 140 GHz
● D-bånd 110 til 170 GHz

Udtrykket “P-bånd” bruges undertiden til ultrahøje frekvenser under L-båndet. For andre definitioner, se Bogstavbetegnelser for mikrobølgebånd

Lavere mikrobølgefrekvenser bruges til længere forbindelser, og regioner med højere regn falmer. Omvendt bruges højere frekvenser til kortere forbindelser og regioner med lavere regnblegning.

Regn falmer på mikrobølgelinks

Mikrobølgeforbindelse Rain FadeRain fade refererer primært til absorptionen af et mikrobølgeradiofrekvenssignal (RF) signal fra atmosfærisk regn, sne eller is og tab, som er særligt udbredte ved frekvenser over 11 GHz. Det henviser også til nedbrydning af et signal forårsaget af den elektromagnetiske interferens fra forkanten af en stormfront. Regnefading kan skyldes nedbør ved uplink- eller downlink-placeringen. Det behøver dog ikke at regne et sted for at blive påvirket af regnblegning, da signalet kan passere nedbør mange miles væk, især hvis parabolantenne har en lav kigningsvinkel. Fra 5 til 20 procent af regnblegning eller satellitsignal dæmpning kan også være forårsaget af regn, sne eller is på uplink eller downlink antenne reflektor, radome eller feed horn. Regnefade er ikke begrænset til satellit-uplinks eller downlinks, det kan også påvirke jordbundne punkt-til-punkt mikrobølgeforbindelser (dem på jordens overflade).

Mulige måder at overvinde virkningerne af regnblegning er steddiversitet, uplink-effektkontrol, variabel hastighedskodning, modtageantenner større (dvs. højere forstærkning) end den krævede størrelse til normale vejrforhold og hydrofobe belægninger.

Mangfoldighed i mikrobølgeovne

Eksempel på et 1 + 0 ubeskyttet mikrobølgelink

I jordbaserede mikrobølgeforbindelser henviser et diversitetsskema til en metode til forbedring af pålideligheden af et meddelelsessignal ved anvendelse af to eller flere kommunikationskanaler med forskellige karakteristika. Mangfoldighed spiller en vigtig rolle i bekæmpelsen af falmning og co-channel interferens og undgå fejl bursts. Det er baseret på det faktum, at individuelle kanaler oplever forskellige niveauer af falmning og interferens. Flere versioner af det samme signal kan transmitteres og / eller modtages og kombineres i modtageren. Alternativt kan en redundant fremadrettet fejlkorrektionskode tilføjes, og forskellige dele af meddelelsen transmitteres over forskellige kanaler. Mangfoldighedsteknikker kan udnytte multipath-udbredelsen, hvilket resulterer i en diversitetsgevinst, ofte målt indecibels.

Følgende klasser af mangfoldighedsordninger er typiske i terrestriske mikrobølgelinks:
● Ubeskyttet: Mikrobølgeforbindelser, hvor der ikke er mangfoldighed eller beskyttelse, klassificeres som Ubeskyttet og også som 1 + 0. Der er et sæt udstyr installeret og ingen mangfoldighed eller backup
● Hot Standby: To sæt mikrobølgeudstyr (ODU'er eller aktive radioer) er installeret, som regel forbundet med den samme antenne, indstillet til den samme frekvenskanal. Den ene er "slukket" eller i standbytilstand, normalt med modtageren aktiv, men transmitteren er slået fra. Hvis den aktive enhed fejler, slukkes den, og standbyenheden aktiveres. Hot Standby forkortes som HSB og bruges ofte i 1 + 1-konfigurationer (en aktiv, en standby).
● Frekvensdiversitet: Signalet transmitteres ved hjælp af flere frekvenskanaler eller spredt over et bredt spektrum, der påvirkes af frekvensselektiv fading. Mikrobølgeradiolink bruger ofte flere aktive radiokanaler plus en beskyttelseskanal til automatisk brug af enhver falmet kanal. Dette er kendt som N + 1-beskyttelse
● Rumdiversitet: Signalet transmitteres over flere forskellige formeringsveje. I tilfælde af kabelforbundet transmission kan dette opnås ved transmission via flere ledninger. I tilfælde af trådløs transmission kan den opnås ved antennediversitet ved hjælp af flere sendeantenner (sendediversitet) og / eller flere modtageantenner (modtagelsesdiversitet).
● Polarisationsdiversitet: Flere versioner af et signal transmitteres og modtages via antenner med forskellig polarisering. En mangfoldighedskombinerende teknik anvendes på modtagersiden.

Diverse sti elastisk failover

I jordbaserede mikrobølgesystemer fra 11 GHz til 80 GHz kan der installeres et parallel backuplink sammen med en regnbåndsforbindelse med højere båndbreddeforbindelse. I dette arrangement kan et primært link såsom en 80 GHz 1 Gbit / s fuld duplex mikrobølgebro beregnes til at have en tilgængelighedsgrad på 99.9% i løbet af et år. Den beregnede tilgængelighedsgrad på 99.9% betyder, at forbindelsen muligvis er nede i en kumulativ total på ti eller flere timer om året, når toppe af regnvejr passerer over området. Et sekundært link med lavere båndbredde såsom en 5.8 GHz-baseret 100 Mbit / s-bro kan installeres parallelt med det primære link, hvor routere i begge ender styrer automatisk failover til 100 Mbit / s-broen, når det primære 1 Gbit / s-link er nede på grund af regn falmer. Ved hjælp af dette arrangement kan højfrekvente punkt-til-punkt-forbindelser (23GHz +) installeres på servicesteder mange kilometer længere end der kunne betjenes med et enkelt link, der kræver 99.99% oppetid i løbet af et år.

Automatisk kodning og modulering (ACM)

Mikrobølgeovn adaptiv kodning og modulering (ACM)

Linkadaptation, eller Adaptive Coding and Modulation (ACM), er et udtryk, der bruges i trådløs kommunikation til at angive, at modulation, kodning og andre signal- og protokolparametre er tilpasset til forholdene på radiolinket (f.eks. Pathloss, interferens pga. signaler, der kommer fra andre sendere, modtagerens følsomhed, den tilgængelige sendereffektmargen osv.). For eksempel bruger EDGE en hastighedsadaptationsalgoritme, der tilpasser modulerings- og kodningsskemaet (MCS) i henhold til kvaliteten af radiokanalen og dermed bithastigheden og robustheden af datatransmission. Processen med linktilpasning er dynamisk, og signal- og protokolparametrene ændres, når radiolinkforholdene ændres.

Målet med Adaptive Modulation er at forbedre driftseffektiviteten af mikrobølgeforbindelser ved at øge netværkskapaciteten over den eksisterende infrastruktur - samtidig med at følsomheden over for miljøinterferenser reduceres.
Adaptiv modulering betyder dynamisk variation af moduleringen på en fejlfri måde for at maksimere kapaciteten under øjeblikkelige formeringsforhold. Med andre ord kan et system fungere ved sin maksimale kapacitet under klare himmelforhold og mindske det
gradvist under regn falmer. For eksempel kan et link skifte fra 256QAM ned til QPSK for at holde “link i live” uden at miste forbindelsen. Forud for udviklingen af automatisk kodning og modulering var mikrobølgedesignere nødt til at designe for "worst case" -forhold for at undgå linkafbrydelse Fordelene ved at bruge ACM inkluderer:
● Længere ledlængder (afstand)
● Brug af mindre antenner (sparer mastplads, også ofte krævet i boligområder)
● Højere tilgængelighed (link pålidelighed)

Automatisk transmission Power Control (ATPC)

CableFree-mikrobølgeforbindelser har ATPC, som automatisk øger transmissionskraften under "Fade" -forhold som kraftig regn. ATPC kan bruges separat til ACM eller sammen for at maksimere linkets oppetid, stabilitet og tilgængelighed. Når "fade" -forholdene (regn) er forbi, reducerer ATPC-systemet sendekraften igen. Dette reducerer belastningen på mikrobølgeeffektforstærkerne, hvilket reducerer strømforbruget, varmeproduktion og øger forventet levetid (MTBF)

Anvendelse af mikrobølgelinks
Backbone links og “Last Mile” kommunikation til mobilnetværksoperatører
Rygradslinks til internetudbydere (ISP'er) og trådløse internetudbydere (WISP'er)
Virksomhedsnetværk til bygning til bygning og campus
Telekommunikation, ved at forbinde fjerntliggende og regionale telefonveksler til større (hoved) centraler uden behov for kobber / optiske fiberledninger.
Broadcast TV med HD-SDI og SMPTE standarder

Enterprise

På grund af mikrobølgeteknologiens skalerbarhed og fleksibilitet kan mikrobølgeovnsprodukter implementeres i mange virksomhedsapplikationer, herunder tilslutning fra bygning til bygning, katastrofegendannelse, netværksredundans og midlertidig tilslutning til applikationer som data, tale og data, videotjenester, medicinsk billeddannelse , CAD- og ingeniørtjenester og bypass-bytrafik.

Mobile Carrier Backhaul

Mikrobølgeovn-eftersyn i mobilnetværk

Mikrobølgelinks er et værdifuldt værktøj i Mobile Carrier Backhaul: Mikrobølgeteknologi kan anvendes til at levere traditionel PDH 16xE1 / T1, STM-1 og STM-4 og moderne IP Gigabit Ethernet-backhaul-forbindelse og Greenfield-mobilnetværk. Mikrobølgeovn er langt hurtigere at installere og sænke de samlede ejeromkostninger for mobilnetværksoperatører sammenlignet med implementering eller leasing af fiberoptiske netværk

Net med lav latens
CableFree versioner med lav latens på mikrobølgelinks bruger brug med lav latens mikrobølge link teknologi, med absolut minimal forsinkelse mellem pakker, der transmitteres og modtages i den anden ende, undtagen Line of Sight udbredelsesforsinkelse. Hastigheden ved mikrobølgeudbredelse gennem luften er ca. 40% højere end gennem fiberoptik, hvilket giver kunderne en øjeblikkelig 40% reduktion i latenstid sammenlignet med fiberoptik. Derudover er fiberoptiske installationer næsten aldrig i en lige linje, med realiteterne i bygningslayout, gaskanaler og krav om at bruge eksisterende telekommunikationsinfrastruktur, fiberkørslen kan være 100% længere end den direkte Line of Sight-sti mellem to slutpunkter. Derfor er kabelfrie mikrobølgeprodukter med lav latens populære i applikationer med lav latens, såsom handel med høj frekvens og andre anvendelser.

For yderligere information om mikrobølgeovn

For at finde ud af mere om Microwave Link Technology og hvordan CableFree kan hjælpe med dit trådløse netværk, bedes du venligst Kontakt os

forrige:MIMO-teknologi til mikrobølgelinks

Næste:XPIC - Annullering af interferens på tværs af polarisering

Læg en besked

Message List

Kommentarer Loading ...