History
mikroaaltolinkki on viestintäjärjestelmä, joka käyttää mikroaaltotaajuusalueella olevaa radioaaltojen sädettä välittämään tietoa kahden kiinteän paikan välillä maapallolla. Ne ovat ratkaisevan tärkeitä monille viestintämuodoille ja vaikuttavat moniin eri teollisuudenaloihin. Lähetystoiminnan harjoittajat käyttävät mikroaaltolinkkejä lähettääkseen ohjelmia studiosta lähettimen sijaintiin, joka saattaa olla kilometrien päässä. Mikroaaltolinkit välittävät kännykkäpuheluita matkapuhelinkohtien välillä. Langattomien Internet-palvelujen tarjoajat käyttävät mikroaaltolinkkejä tarjotakseen asiakkailleen nopean Internet-yhteyden ilman kaapeliyhteyksiä. Puhelinyhtiöt välittävät puheluita vaihtokeskusten välillä mikroaaltoyhteyksillä, vaikka melko äskettäin ne on suurelta osin korvattu valokaapeleilla. Yritykset ja valtion virastot käyttävät niitä tietoliikenneverkkojen tarjoamiseen läheisten laitosten välillä organisaatiossa, kuten yrityksessä, jolla on useita rakennuksia kaupungissa.
yksi syy mikroaaltoyhteyksien muuntautumiskykyyn on se, että ne ovat laajakaistaisia. Se tarkoittaa, että he voivat siirtää suuria määriä tietoa suurilla nopeuksilla. Toinen tärkeä laatu mikroaaltouuni linkkejä on, että ne eivät vaadi laitteita tai tilat välillä kaksi päätepistettä, joten asennus mikroaaltouuni linkki on usein nopeampi ja halvempi kuin kaapeliliitäntä. Lopuksi niitä voidaan käyttää lähes missä tahansa, kunhan suunnattava etäisyys on laitteiden toiminta-alueella ja paikkojen välillä on selkeä polku (eli ei kiinteitä esteitä). Mikroaallot pystyvät läpäisemään myös sateen, sumun ja lumen, jolloin huono sää ei häiritse lähetyksiä.
yksinkertainen yksisuuntainen mikroaaltolinkki sisältää neljä pääelementtiä: lähettimen, vastaanottimen, siirtolinjat ja antennit. Näitä peruskomponentteja on kaikissa radioviestintäjärjestelmissä, kuten matkapuhelimissa, kaksisuuntaisissa radioissa, langattomissa verkoissa ja kaupallisissa lähetyksissä. Mikroaaltolinkkeihin käytetty tekniikka eroaa kuitenkin huomattavasti radiospektrin matalammilla taajuuksilla (pidemmillä aallonpituuksilla) käytetystä tekniikasta. Tekniikoita ja komponentteja, jotka toimivat hyvin matalilla taajuuksilla, ei voida käyttää korkeammilla taajuuksilla (lyhyemmillä aallonpituuksilla), joita käytetään mikroaaltolinkeissä. Esimerkiksi tavalliset johdot ja kaapelit toimivat huonosti mikroaaltosignaalien johtimina. Toisaalta mikroaaltotaajuudet antavat insinööreille mahdollisuuden hyödyntää tiettyjä periaatteita, joita on epäkäytännöllistä soveltaa alemmilla taajuuksilla. Yksi esimerkki on parabolisen eli ”lautasen” antennin käyttö mikroaaltoradiosäteen tarkentamiseen. Tällaiset antennit voidaan suunnitella toimimaan paljon pienemmillä taajuuksilla, mutta ne olisivat liian suuria ollakseen taloudellisia useimpiin tarkoituksiin.
mikroaaltolinkissä lähetin tuottaa mikroaaltosignaalin, joka kuljettaa välitettävää tietoa. Nämä tiedot-syöte-voivat olla mitä tahansa, mikä voidaan lähettää sähköisesti, kuten puhelinsoitto, televisio-tai radio-ohjelmat, teksti, liikkuvat tai Liikkumattomat kuvat, verkkosivut tai näiden viestimien yhdistelmä.
lähettimellä on kaksi perustehtävää: mikroaaltoenergian tuottaminen vaaditulla taajuudella ja tehotasolla sekä sen modulointi tulosignaalilla niin, että se välittää mielekästä informaatiota. Modulaatio saadaan aikaan vaihtelemalla jotain energian ominaisuutta vasteena lähettimen tulolle. Valon vilkkuminen viestin välittämiseksi Morsetuksella on esimerkki modulaatiosta. Välähdysten eripituiset (pisteet ja viivat) ja niiden väliset pimeysvälit Välittävät tiedon—tässä tapauksessa tekstiviestin.
mikroaaltoyhteyden toinen kiinteä osa on siirtolinja. Tämä linja kuljettaa signaalin lähettimestä antenniin ja linkin vastaanottopäässä antennista vastaanottimeen. Sähkötekniikassa voimajohdolla tarkoitetaan kaikkea, mikä johtaa virtaa pisteestä toiseen. Lampunjohto, voimajohdot, puhelinjohdot ja kaiutinkaapeli ovat yleisiä voimajohtoja. Mutta mikroaaltotaajuuksilla nuo mediat heikentävät liikaa signaalia. Niiden tilalla insinöörit käyttävät koaksiaalikaapeleita ja erityisesti aaltoputkiksi kutsuttuja onttoja putkia.
mikroaaltojärjestelmän kolmas osa on antennit. Lähettävässä päässä antenni lähettää mikroaaltosignaalin siirtolinjasta vapaaseen tilaan. ”Vapaa tila” on sähköinsinöörin termi lähettävän ja vastaanottavan antennin väliselle tyhjyydelle tai tyhjyydelle. Se ei ole sama asia kuin ”ilmakehä”, koska ilmaa ei tarvita mihinkään radiolähetykseen (minkä vuoksi radio toimii ulkoavaruuden tyhjiössä). Vastaanottimen paikalla lähetysasemaa kohti osoittava antenni kerää signaalienergian ja syöttää sen siirtolinjaan vastaanottimen käsiteltäväksi.
mikroaaltolinkeissä käytettävät antennit ovat hyvin suunnattuja, eli ne tarkentavat lähetetyn energian tiiviisti ja vastaanottavat energiaa pääasiassa yhdestä tietystä suunnasta. Tämä eroaa antenneista, joita käytetään monissa muissa viestintäjärjestelmissä, kuten lähetyksissä. Suuntaamalla lähettimen energia sinne, missä sitä tarvitaan—vastaanottimeen päin—ja keskittämällä vastaanotettu signaali, tämä mikroaaltoantennien ominaisuus mahdollistaa viestinnän pitkillä etäisyyksillä käyttäen pieniä määriä voimaa.
linkin antennien välissä sijaitsee toinen tärkeä mikroaaltolinkin Elementti—signaalin kulkema reitti Maan ilmakehän läpi. Selkeä polku on kriittinen mikroaaltouuni linkin onnistumiseen. Koska mikroaallot kulkevat pääosin suorina linjoina, ihmisen aiheuttamat esteet (mukaan lukien mahdollinen tuleva rakentaminen), jotka saattavat estää signaalin, on joko voitettava korkeilla antennirakenteilla tai vältettävä kokonaan. Myös luonnollisia esteitä on. Tasainen maasto voi luoda ei-toivottuja heijastuksia, sademäärä voi imeä tai hajottaa joitakin mikroaaltouuni energiaa, ja syntyminen lehtien keväällä voi heikentää marginaalisesti vahva signaali, joka oli riittävä, kun puut olivat paljaita talvella. Insinöörien on otettava kaikki olemassa olevat ja mahdolliset ongelmat huomioon mikroaaltolinkkiä suunniteltaessa.
linkin päässä on lopullinen komponentti, vastaanotin. Tässä mikroaaltosignaalin tiedot poimitaan ja asetetaan saataville alkuperäisessä muodossaan. Tämän saavuttamiseksi vastaanottimen on demoduloitava signaali erottaakseen informaation sitä kantavasta mikroaaltoenergiasta. Vastaanottimen on pystyttävä havaitsemaan hyvin pieniä määriä mikroaaltoenergiaa, koska signaali menettää matkallaan suuren osan vahvuudestaan.
tämä koko prosessi tapahtuu lähellä valonnopeutta, joten siirto on käytännössä hetkellinen pitkilläkin matkoilla. Kaikkine etuineen mikroaaltoyhteydet ovat varmasti tärkeitä rakennuspalikoita maailman tietoliikenneinfrastruktuurissa tulevina vuosina.
Linkkilohkokaavio
tämä kaavio on NEC 500-sarjan mikroaaltolinkkijärjestelmästä (noin 1983) ja näyttää yhden laitteen lohkopolun. ”Return direction” – lohko on pääkaaviossa kuvatun käänteislohko.
Regulatory and Licensing
jokaisella maalla on vaihteleva vaatimus mikroaaltoradiolinkkien lisensoinnille. Useimmissa tapauksissa tämä lisenssi koskee vain lähettimen, mutta samassa tapauksessa, se tarjoaa sääntelyä suojaa inteference, joka voi vaikuttaa mikroaaltouuni vastaanotin.
lisenssikustannukset liittyvät yleensä lähettimen signaalin käytössä olevan taajuuden kokoon – ja niihin vaikuttavat usein suoraan jotkin paikallisen sääntelyviranomaisen, esim.FCC: n, ACMA: n, PTT: n jne., toteuttamat taajuuksien vuokrauskustannukset.
mikroaaltosäteilyn turvallisuus
mikroaaltoradion EMR-säteilyn turvallisuusnäkökulma määritellään myös standardeissa ja ohjeissa, ja usein ihmisen altistuksen ”poissulkuvyöhykkeitä” on mikroaaltoantennien, sarvien ja dielektristen antennien etuosan ympärillä. Henkilöstön turvallisuus on otettava huomioon myös avointen aaltoputkipäiden ja aaltoputkikytkimien yhteydessä, joissa on päättymättömät portit. KS.muu GHN-aineisto EMR-turvallisuudesta.
mikroaaltosäteilyn turvallisuuden hoitaminen konservatiivisella tavalla on aina varovaista, älä koskaan katso alas avointa aaltoputkea, älä koskaan seiso mikroaaltoantennin edessä.
Taajuussuunnittelu
vanhemmassa Taajuusjaossa Multiplex (FDM) – mikroaaltoradiolinkkijärjestelmässä koko linkkiverkolle osoitettiin vain yksi taajuuspari, jolloin verkon kaukaisemmilta asemilta eristettiin vuorotellen polarisaatio. Tämä tarkoitti sitä, että yhden mikroaaltotoistimen asemalla linkkilähettimet toimivat samalla taajuudella, mutta eri suuntiin osoittavilla antenneilla ja vastakkaisella antennipolarisaatiolla.
sama taajuussuunnittelulogiikka pätee edelleen nykyaikaisiin digitaalisiin mikroaaltoradiolinkeihin, ”emission” kaistanleveyttä / tunnuslukua tarkkaillen. Taajuussuunnittelussa voi olla myös rajoituksia sääntelyviranomaiselta (FCC / ACMA / Ofcom / PTT), joten tarvitaan laaja kuuleminen ennen sitoumusten tekemistä.
Mikroaaltoradiolinkkiverkon suunnittelu
mikroaaltoradiolinkkiverkon suunnittelu ja rakentaminen perustuu useisiin tekijöihin. Näitä ovat:
- mikroaaltoradioliittimien välinen etäisyys;
- maaston ominaisuudet, esim.vesistöt, kalliot, metsät, lumi;
- käyttötiheys, johon vaikuttavat usein lupakustannukset, taajuuden saatavuus, suunnitellut etäisyydet ja jopa alttius sateen häviämiselle;
- häiriöiden hallinta mikroaaltolinkkivastaanottimeen. Hallinnoidaan yleensä siten, että sääntelyviranomainen jakaa selkeän taajuusparin, mutta taajuusalueilla, jotka ”myydään huutokaupassa” tai delegoidaan (esim. Puolustusviestintä ja suuret lentoyhtiöt), tästä tulee taajuusalueen lisenssinhaltijan/omistajan hallinnointivastuu.;
- häipyminen, hajonta ja monitievääristymä;
- antennien koko, syöttölinjan ominaisuudet, tornien ja mastojen tarve sekä suurtehoantennien tarve – jopa tukimaston vakaus (sekä kallistuksen että vääntöominaisuuksien) on suunniteltava siten, että antennisäde ei kohdistu väärin tuulen tai rakenteen jään vuoksi;
- kosteuden hallinta ulkoisten aaltoputkien sisällä;
- laitteet, teho-ja turvahälyttimet, kaukosäätimen kytkentä ja tilauslankajärjestelmät.
- neuvoston, paikallishallinnon, FAA: n, CASA: n ja yhteisön kehittämisluvat, jotka koskevat visuaalisia ja valvottuja ilmatilaloukkauksia;
- laitteistokustannukset ja kustannushyötyanalyysi, mukaan lukien laitteiden huolto;
- Satelliittiviestintäyhteydet luokitellaan myös mikroaaltoradiolinkeiksi, mutta ottaen huomioon niiden vähäinen altistuminen ilmakehän olosuhteille, tämäntyyppiset mikroaaltoyhteydet voivat toimia minimaalisilla häivytysmarginaaleilla, ts. niillä on minimaalinen valmius vastaanotetun signaalin vahvuuteen;
- laitteiden, varaosien, kunnossapidon, testilaitteiden ja ammattitaitoisen henkilökunnan saatavuus;
- auringon läpiviennit mikroaaltolinkkivastaanottimille, jotka suunnataan itäiseen tai läntiseen horisonttiin. Tässä on kyse siitä, että” auringon melu ”usein hukuttaa laajakaistaiset mikroaaltovastaanottimet, jolloin syntyy niin sanottu ”sun transit-katkos”. Sama sopimus myös satelliittiyhteyksistä.
Mikroaaltolinkkilaitteiden valmistajat
ei erityistä järjestystä, näitä ovat:
- – NEC
- – Ericsson
- – Nokia
- – Marelli
- – Marconi
- – GT&E
- – GE
- – Phillips
- – Rohde & Schwartz
- – Kuhne
- – Codan
- – Alcatel
- – Fujitsu
- – Siemens
- – ATI
- – Hughes