historie
mikrovlnné spojení je komunikační systém, který používá paprsek rádiových vln v mikrovlnném frekvenčním rozsahu k přenosu informací mezi dvěma pevnými místy na zemi. Jsou rozhodující pro mnoho forem komunikace a ovlivňují širokou škálu průmyslových odvětví. Provozovatelé vysílání používají mikrovlnné odkazy k odesílání programů ze studia do umístění vysílače, což může být na míle daleko. Mikrovlnné spoje přenášejí mobilní telefonní hovory mezi mobilními weby. Poskytovatelé bezdrátových internetových služeb používají mikrovlnné odkazy, aby svým klientům poskytli vysokorychlostní přístup k Internetu bez nutnosti kabelového připojení. Telefonní společnosti přenášejí hovory mezi přepínacími centry přes mikrovlnné spoje, i když poměrně nedávno byly do značné míry nahrazeny kabely z optických vláken. Společnosti a vládní agentury je používají k poskytování komunikačních sítí mezi blízkými zařízeními v rámci organizace, jako je společnost s několika budovami ve městě.
jedním z důvodů, proč jsou mikrovlnné spoje tak adaptabilní, je to, že jsou širokopásmové. To znamená, že mohou pohybovat velkým množstvím informací vysokou rychlostí. Další důležitou kvalitou mikrovlnných spojů je to, že nevyžadují žádné vybavení ani zařízení mezi dvěma koncovými body, takže instalace mikrovlnného spojení je často rychlejší a levnější než kabelové připojení. Nakonec je lze použít téměř kdekoli, pokud je vzdálenost, která má být překlenuta, v provozním rozsahu zařízení a mezi místy je jasná cesta (tj. Mikrovlny jsou také schopny proniknout do deště, mlhy a sněhu, což znamená, že špatné počasí nenarušuje přenos.
jednoduché jednosměrné mikrovlnné spojení zahrnuje čtyři hlavní prvky: vysílač, přijímač, přenosové vedení a antény. Tyto základní komponenty existují v každém radiokomunikačním systému, včetně mobilních telefonů, obousměrných rádií, bezdrátových sítí a komerčního vysílání. Technologie používaná v mikrovlnných spojích se však výrazně liší od technologie používané při nižších frekvencích (delší vlnové délky) v rádiovém spektru. Techniky a komponenty, které dobře fungují při nízkých frekvencích, nejsou použitelné při vyšších frekvencích (kratších vlnových délkách) používaných v mikrovlnných spojích. Například běžné vodiče a kabely fungují špatně jako vodiče mikrovlnných signálů. Na druhé straně mikrovlnné frekvence umožňují technikům využít určitých principů, které jsou nepraktické při nižších frekvencích. Jedním z příkladů je použití parabolické nebo“ dish “ antény pro zaostření mikrovlnného rádiového paprsku. Takové antény mohou být navrženy tak, aby fungovaly na mnohem nižších frekvencích, ale byly by příliš velké na to, aby byly pro většinu účelů ekonomické.
v mikrovlnném spojení vysílač vytváří mikrovlnný signál, který nese informace, které mají být sděleny. Tato informace-vstup – může být cokoli, co lze zasílat elektronickými prostředky, jako je telefonní hovor, televizní nebo rozhlasové programy, text, pohyblivé nebo statické obrázky, webové stránky nebo kombinace těchto médií.
vysílač má dvě základní úlohy: generování mikrovlnné energie na požadované frekvenci a úrovni výkonu a její modulaci vstupním signálem tak, aby předával smysluplné informace. Modulace se provádí změnou některých charakteristik energie v reakci na vstup vysílače. Blikající světlo pro přenos zprávy v Morseově abecedě je příkladem modulace. Různé délky záblesků (tečky a pomlčky) a intervaly tmy mezi nimi sdělují informace-v tomto případě textovou zprávu.
druhou nedílnou součástí mikrovlnného spojení je přenosové vedení. Tato linka přenáší signál z vysílače do antény a na přijímacím konci spojení z antény do přijímače. V elektrotechnice je přenosové vedení cokoli, co vede proud z jednoho bodu do druhého. Kabel lampy, elektrické vedení, telefonní dráty a kabel reproduktoru jsou běžné přenosové vedení. Ale při mikrovlnných frekvencích tato média nadměrně oslabují signál. Na jejich místě inženýři používají koaxiální kabely a zejména duté trubky nazývané vlnovody.
třetí částí mikrovlnného systému jsou antény. Na vysílacím konci vysílá anténa mikrovlnný signál z přenosového vedení do volného prostoru. „Volný prostor“ je termín elektrotechnika pro prázdnotu nebo prázdnotu mezi vysílací a přijímací anténou. Není to totéž jako „atmosféra“, protože vzduch není nutný pro žádný typ rádiového přenosu(což je důvod, proč rádio pracuje ve vakuu vesmíru). V místě přijímače anténa směřující k vysílací stanici shromažďuje energii signálu a přivádí ji do přenosového vedení pro zpracování přijímačem.
antény používané v mikrovlnných spojích jsou vysoce směrové, což znamená, že pevně zaostřují přenášenou energii a přijímají energii hlavně z jednoho specifického směru. To kontrastuje s anténami používanými v mnoha jiných komunikačních systémech, jako je vysílání. Směrováním energie vysílače tam—kde je potřeba—směrem k přijímači-a soustředěním přijímaného signálu umožňuje tato charakteristika mikrovlnných antén komunikaci na velké vzdálenosti pomocí malého množství energie.
mezi anténami spojení leží další důležitý prvek mikrovlnného spojení-cesta, kterou signál prochází zemskou atmosférou. Jasná cesta je rozhodující pro úspěch mikrovlnného spojení. Protože mikrovlny cestují v podstatě přímými liniemi, musí být umělé překážky (včetně možné budoucí konstrukce), které by mohly blokovat signál, buď překonány vysokými anténními strukturami, nebo se jim zcela vyhnout. Existují také přírodní překážky. Plochý terén může vytvářet nežádoucí odrazy, srážky mohou absorbovat nebo rozptýlit část mikrovlnné energie a vznik listů na jaře může oslabit okrajově silný signál, který byl dostatečný, když byly stromy v zimě holé. Inženýři musí při navrhování mikrovlnného spojení vzít v úvahu všechny stávající a potenciální problémy.
na konci odkazu je konečná součást, přijímač. Zde jsou informace z mikrovlnného signálu extrahovány a zpřístupněny v původní podobě. K dosažení tohoto cíle musí přijímač demodulovat signál, aby oddělil informace od mikrovlnné energie, která je nese. Přijímač musí být schopen detekovat velmi malé množství mikrovlnné energie, protože signál ztrácí na své cestě velkou část své síly.
celý tento proces probíhá v blízkosti rychlosti světla, takže přenos je prakticky okamžitý i na velké vzdálenosti. Se všemi jejich výhodami jsou mikrovlnné spoje jistě důležitými stavebními kameny světové komunikační infrastruktury pro nadcházející roky.
Link blokové schéma
tento diagram je z řady nec 500 mikrovlnný spojovací systém (circa 1983) a ukazuje jednu cestu zařízení bloku. Blok „směr návratu“ je opakem bloku popsaného v hlavním diagramu.
regulační a licenční
každá země má různé požadavky na licencování mikrovlnných rádiových spojení. Ve většině případů se tato licence týká pouze vysílače, ale ve stejném případě nabízí regulační ochranu všem inteferencím, které mohou ovlivnit mikrovlnný přijímač.
licenční náklady jsou obvykle spojeny s velikostí spektra obsazeného signálem vysílače-a jsou často přímo ovlivněny některými náklady na pronájem spektra realizovanými místním regulátorem, např.
bezpečnost mikrovlnného záření
bezpečnostní aspekt mikrovlnného radiového EMR záření je také definován normami a pokyny a často existují zóny „vyloučení“ expozice člověka kolem přední části antén mikrovlnných parabol, rohů a dielektrických antén. Bezpečnost personálu musí být také zvážena kolem otevřených konců vlnovodu a přepínačů vlnovodu s neomezenými porty. Podívejte se na další materiál na GHN o bezpečnosti EMR.
konzervativní zacházení s bezpečností mikrovlnného záření je vždy obezřetné, nikdy se nedívejte dolů na otevřený vlnovod, nikdy nestůjte před mikrovlnnou anténou.
frekvenční plánování
ve starších mikrovlnných rádiových spojovacích systémech s frekvenčním rozdělením multiplexu (FDM) byl do celé spojovací sítě přidělen pouze jeden pár frekvencí se střídavým uspořádáním polarizační izolace od vzdálenějších stanic v síti. To znamenalo, že na jedné mikrovlnné opakovací stanici, propojovací vysílače pracují na stejné frekvenci, ale s anténami namířenými v různých směrech, a s opačnou polarizací antény.
stejná logika plánování frekvence stále platí pro moderní digitální mikrovlnné rádiové spojení s pečlivým okem na šířku pásma / označení „emisí“. Plánování frekvence může mít také omezení ze strany regulátora (FCC / ACMA / Ofcom / PTT), takže před přijetím jakýchkoli závazků je nutná rozsáhlá konzultace.
plánování mikrovlnného rádiového spojení
návrh a konstrukce mikrovlnné rádiové sítě je založena na řadě faktorů. Patří mezi ně:
- vzdálenost mezi mikrovlnnými rádiovými terminály;
- vlastnosti terénu, např. vodní útvary, útesy, lesy, sníh;
- frekvence provozu, často se řídí licenčními náklady,dostupností frekvence, plánovanými vzdálenostmi a dokonce náchylností k vyblednutí deště;
- řízení rušení přijímače mikrovlnného spojení. Obecně řízeno přidělením jasného frekvenčního páru regulátorem, ale pro kmitočtová pásma „prodaná v aukci“ nebo s delegací, např.;
- vyblednutí, rozptyl a vícecestné zkreslení;
- Velikost antén, vlastnosti přívodního vedení, potřeba věží a stožárů a antény s vysokým ziskem – dokonce i stabilita (jak sklon, tak torzní vlastnosti) nosného stožáru musí být navržena tak, aby se zabránilo nesprávnému nasměrování anténního paprsku v důsledku větru nebo ledu na konstrukci;
- řízení vlhkosti uvnitř vnějších vlnovodů;
- Správa zařízení, napájecích a bezpečnostních alarmů, spínání dálkového ovládání a objednávání drátových systémů.
- Rady, místní samosprávy, FAA, CASA a společenství povolení rozvoje upravující vizuální a řízené narušení vzdušného prostoru;
- náklady na vybavení a analýza nákladů včetně údržby zařízení;
- satelitní komunikační spojení jsou také klasifikována jako mikrovlnná rádiová spojení, ale vzhledem k jejich minimálnímu vystavení atmosférickým podmínkám mohou tyto typy mikrovlnných spojů pracovat s minimálními okraji vyblednutí, tj. mají minimální pohotovostní sílu v úrovni přijatých sil signálu;
- dostupnost vybavení, náhradních dílů, údržby, zkušebního zařízení a kvalifikovaného personálu;
- sluneční tranzity pro mikrovlnné přijímače směřující na východní nebo západní obzory. Problém je v tom, že „sluneční šum“ často přemůže širokopásmové mikrovlnné přijímače, generování toho, co se nazývá „výpadek tranzitu slunce“. Totéž platí i pro satelitní komunikační spojení.
výrobci mikrovlnných spojovacích zařízení
v žádném konkrétním pořadí, mezi ně patří:
- – NEC
- – Ericsson
- – Nokia
- – Marelli
- – Marconi
- – GT&E
- – GE
- – Phillips
- – Rohde & Schwartz
- – Codan
- – Alcatel
- – Fujitsu
- – Siemens
- – ATI
- – Hughes