történelem
a mikrohullámú kapcsolat olyan kommunikációs rendszer, amely a mikrohullámú frekvenciatartományban lévő rádióhullámok sugárzását használja az információ továbbítására a Föld két rögzített helye között. Ezek döntő fontosságúak a kommunikáció számos formája szempontjából, és az iparágak széles körét érintik. A műsorszolgáltatók mikrohullámú linkeket használnak, hogy programokat küldjenek a stúdióból az adó helyére, amely mérföldekre lehet. A mikrohullámú kapcsolatok mobiltelefon-hívásokat továbbítanak a cellák között. A vezeték nélküli internetszolgáltatók mikrohullámú linkeket használnak, hogy ügyfeleiknek nagy sebességű Internet-hozzáférést biztosítsanak kábelcsatlakozás nélkül. A telefontársaságok mikrohullámú kapcsolatokon keresztül továbbítják a kapcsolóközpontok közötti hívásokat, bár a közelmúltban nagyrészt kiszorították őket száloptikai kábelek. A vállalatok és a kormányzati szervek arra használják őket, hogy kommunikációs hálózatokat biztosítsanak egy szervezet közeli létesítményei között, például egy városon belül több épülettel rendelkező vállalat között.
az egyik oka annak, hogy a mikrohullámú kapcsolatok annyira alkalmazkodóak, hogy szélessávúak. Ez azt jelenti, hogy nagy mennyiségű információt tudnak nagy sebességgel mozgatni. A mikrohullámú kapcsolatok másik fontos tulajdonsága, hogy nem igényelnek felszerelést vagy létesítményeket a két végpont között, így a mikrohullámú kapcsolat telepítése gyakran gyorsabb és olcsóbb, mint a kábelcsatlakozás. Végül szinte bárhol használhatók, mindaddig, amíg a kitágítandó távolság a berendezés működési tartományán belül van, és a helyek között tiszta út (azaz nincs szilárd akadály). A mikrohullámok képesek behatolni az esőbe, a ködbe és a hóba is, ami azt jelenti, hogy a rossz időjárás nem zavarja az átvitelt.
az egyszerű egyirányú mikrohullámú kapcsolat négy fő elemet tartalmaz: adó, vevő, távvezetékek és antennák. Ezek az alapvető összetevők minden rádiókommunikációs rendszerben léteznek, beleértve a mobiltelefonokat, a kétirányú rádiókat, a vezeték nélküli hálózatokat és a kereskedelmi műsorszórást. A mikrohullámú összeköttetésekben alkalmazott technológia azonban jelentősen eltér a rádióspektrum alacsonyabb frekvenciáin (hosszabb hullámhosszon) alkalmazott technológiától. Az alacsony frekvenciákon jól működő technikák és alkatrészek nem használhatók a mikrohullámú összeköttetésekben használt magasabb frekvenciákon (rövidebb hullámhosszon). Például a szokásos vezetékek és kábelek rosszul működnek mikrohullámú jelek vezetőjeként. Másrészt a mikrohullámú frekvenciák lehetővé teszik a mérnökök számára, hogy kihasználják azokat az elveket, amelyeket alacsonyabb frekvenciákon nem lehet alkalmazni. Az egyik példa egy parabolikus vagy “edény” antenna használata a mikrohullámú rádiónyaláb fókuszálására. Az ilyen antennákat úgy lehet megtervezni, hogy sokkal alacsonyabb frekvenciákon működjenek, de túl nagyok lennének ahhoz, hogy a legtöbb célra gazdaságosak legyenek.
mikrohullámú összeköttetésben az adó mikrohullámú jelet állít elő, amely a közlendő információt hordozza. Ez az információ—a bemenet-bármi lehet, ami elektronikus úton továbbítható, például telefonhívás, televízió-vagy rádióműsorok, szöveg, mozgó vagy állóképek, weboldalak, vagy ezeknek a médiumoknak a kombinációja.
az adónak két alapvető feladata van: mikrohullámú energia előállítása a kívánt frekvencián és teljesítményszinten, valamint a bemeneti jellel történő modulálása úgy, hogy értelmes információkat továbbítson. A modulációt úgy érik el, hogy az adó bemenetére reagálva változtatják az energia néhány jellemzőjét. A fény villogása az üzenet morze-kódban történő továbbításához a moduláció példája. A villanások különböző hossza (pontok és kötőjelek), valamint a köztük lévő sötétség intervallumai közvetítik az információt—ebben az esetben szöveges üzenetet.
a mikrohullámú összeköttetés második szerves része egy távvezeték. Ez a vonal továbbítja a jelet az adóról az antennára, a kapcsolat fogadó végén pedig az antennáról a vevőre. Az elektrotechnikában a távvezeték bármi, ami áramot vezet egyik pontról a másikra. A lámpakábel, az elektromos vezetékek, a telefonvezetékek és a hangszórókábel közös távvezetékek. De mikrohullámú frekvenciákon ezek a médiumok túlzottan gyengítik a jelet. Helyükön a mérnökök koaxiális kábeleket használnak, különösen üreges csöveket, amelyeket hullámvezetőknek neveznek.
a mikrohullámú rendszer harmadik része az antennák. Az adó végén az antenna a távvezetékből a mikrohullámú jelet szabad helyre bocsátja ki. A” szabad tér ” a villamosmérnök kifejezése az adó-és vevőantennák közötti ürességre vagy ürességre. Ez nem ugyanaz, mint a” légkör”, mert a levegő nem szükséges semmilyen típusú rádióátvitelhez (ezért működik a rádió a világűr vákuumában). A vevő helyén az adóállomás felé mutató antenna összegyűjti a jel energiáját, és betáplálja a távvezetékbe a Vevő általi feldolgozás céljából.
a mikrohullámú összeköttetésekben használt antennák erősen irányítottak, ami azt jelenti, hogy szorosan fókuszálják az átvitt energiát, és főleg egy adott irányból vesznek energiát. Ez ellentétben áll a sok más kommunikációs rendszerben, például a műsorszórásban használt antennákkal. Azáltal, hogy az adó energiáját oda irányítja, ahol szükséges—a vevő felé -, és a vett jelet koncentrálja, a mikrohullámú antennák ezen jellemzője lehetővé teszi a kommunikációt nagy távolságokon, kis mennyiségű energia felhasználásával.
a kapcsolat antennái között fekszik a mikrohullámú kapcsolat másik létfontosságú eleme—a jel által a Föld légkörén keresztül vezető út. A világos út kritikus fontosságú a mikrohullámú kapcsolat sikere szempontjából. Mivel a mikrohullámok lényegében egyenes vonalban haladnak, az ember által okozott akadályokat (beleértve a lehetséges jövőbeli konstrukciókat is), amelyek blokkolhatják a jelet, vagy magas antennaszerkezetekkel kell legyőzni, vagy teljesen el kell kerülni. Természetes akadályok is vannak. A sík terep nemkívánatos visszaverődéseket okozhat, a csapadék elnyelheti vagy szétszórhatja a mikrohullámú energia egy részét, a tavaszi lombozat megjelenése pedig gyengítheti a csekély erős jelet, amely megfelelő volt, amikor a fák télen csupaszok voltak. A mérnököknek figyelembe kell venniük az összes meglévő és lehetséges problémát a mikrohullámú kapcsolat tervezésekor.
a link végén található a végső komponens, a vevő. Itt a mikrohullámú jelből származó információkat kinyerik és eredeti formájában elérhetővé teszik. Ennek megvalósításához a Vevőnek demodulálnia kell a jelet, hogy elkülönítse az információt az azt hordozó mikrohullámú energiától. A Vevőnek képesnek kell lennie arra, hogy nagyon kis mennyiségű mikrohullámú energiát érzékeljen, mert a jel az út során nagy részét elveszíti.
ez az egész folyamat a fénysebesség közelében zajlik, így az átvitel gyakorlatilag azonnali, még nagy távolságokon is. Minden előnyükkel, a mikrohullámú kapcsolatok biztosan fontos építőkövei lesznek a világ kommunikációs infrastruktúrájának az elkövetkező években.
Link blokkdiagram
ez a diagram egy NEC 500 sorozatú mikrohullámú link rendszerből származik (1983 körül), és egy berendezés blokk útját mutatja. A” visszatérési irány ” blokk a fő diagramban részletezett fordítottja.
szabályozási és engedélyezési
minden országban eltérő követelmények vonatkoznak a mikrohullámú rádiókapcsolatok engedélyezésére. A legtöbb esetben ez a licenc csak az adóra vonatkozik, de ugyanabban az esetben szabályozási védelmet nyújt minden olyan inteferenciának, amely befolyásolhatja a mikrohullámú vevőt.
a Licencköltségek általában az adójel által elfoglalt spektrum méretéhez kapcsolódnak – és gyakran közvetlenül befolyásolják a helyi szabályozó által realizált spektrum bérleti költségek, pl.
mikrohullámú Sugárzásbiztonság
a mikrohullámú rádió EMR sugárzásának biztonsági szempontját szabványok és irányelvek is meghatározzák, és gyakran az emberi expozíciós kizárási zónák vannak a mikrohullámú antennák, szarvak és dielektromos antennák elülső része körül. A személyzet biztonságát szintén figyelembe kell venni a nyitott hullámvezető végek és a nem megszakított portokkal rendelkező hullámvezető kapcsolók körül. Lásd a GHN más anyagát az EMR biztonságáról.
a mikrohullámú sugárzás biztonságának konzervatív kezelése mindig körültekintő, soha ne nézzen le nyitott hullámvezetőt, soha ne álljon mikrohullámú antenna elé.
frekvencia tervezés
a régebbi frekvenciaosztásos Multiplex (FDM) mikrohullámú rádiókapcsolati rendszerekben csak egyetlen frekvenciapárt osztottak ki a teljes összekötő hálózathoz, váltakozó polarizációs izolációs elrendezéssel a hálózat távolabbi állomásaitól. Ez azt jelentette, hogy egyetlen mikrohullámú átjátszó állomáson az összekötő adók ugyanazon a frekvencián működnek, de különböző irányba mutató antennákkal, ellentétes antenna polarizációval.
ugyanez a frekvenciatervezési logika továbbra is érvényes a modern digitális mikrohullámú rádiókapcsolatokra, szorosan figyelemmel az ’emissziós’ sávszélességre / jelölőre. A frekvenciatervezésnek korlátozásai is lehetnek a szabályozó részéről (FCC / ACMA / Ofcom / PTT-k), ezért bármilyen kötelezettségvállalás megtétele előtt széles körű konzultációra van szükség.
mikrohullámú rádiókapcsolat tervezése
a mikrohullámú rádiókapcsolat-hálózat tervezése és építése számos tényezőn alapul. Ezek a következők:
- mikrohullámú rádióterminálok közötti távolság;
- terep tulajdonságok, pl víztestek, sziklák, erdők, hó;
- a működés gyakorisága, amelyet gyakran az engedélyezési költségek, a frekvencia rendelkezésre állása, a tervezett távolságok, sőt az eső elhalványulásának hajlama is szabályoznak;
- interferencia kezelése a mikrohullámú kapcsolat vevőhöz. Általában úgy kezelik, hogy a szabályozó egyértelmű frekvenciapárt oszt ki, de az aukción értékesített vagy átruházott frekvenciasávok, például védelmi kommunikáció vagy nagy hordozók esetében ez a sáv engedélyesének/tulajdonosának irányítási felelősségévé válik;
- Fading, diszperziós és többutas torzítás;
- az antennák mérete, a tápvezeték tulajdonságai, a tornyok és az árbocok szükségessége, valamint a nagy nyereségű antennák esetében – még a tartóoszlop stabilitását (mind a dőlés, mind a torziós tulajdonságokat) úgy kell megtervezni, hogy elkerüljék az antennasugár téves irányítását a szél vagy a jég miatt a szerkezeten;
- a külső hullámvezetők belsejében lévő nedvesség kezelése;
- a külső hullámvezetők kezelése;
- berendezések, tápellátás és biztonsági riasztások, távvezérlő kapcsolás és rendelési vezetékes rendszerek.
- Tanács, Helyi Önkormányzat, FAA, CASA és közösségi fejlesztési engedélyek, amelyek szabályozzák a vizuális és ellenőrzött légtér behatolását;
- a berendezések költsége és a költség-haszon elemzés, beleértve a berendezések karbantartását;
- a műholdas kommunikációs kapcsolatokat mikrohullámú rádiókapcsolatnak is minősítik, de mivel minimális a légköri viszonyoknak való kitettségük, az ilyen típusú mikrohullámú kapcsolatok minimális fade margókkal működhetnek, azaz minimális készenléti képességgel rendelkeznek a vett jel erősségének szintjén;
- berendezések, pótalkatrészek, karbantartó, tesztelő berendezések és szakképzett személyzet rendelkezésre állása;
- nap tranzitok a keleti vagy nyugati horizontra néző mikrohullámú összekötő vevőkészülékekhez. A kérdés itt az, hogy a” napzaj “gyakran elárasztja a szélessávú mikrohullámú vevőket, generálva az úgynevezett “sun transit leállást”. Ugyanez vonatkozik a műholdas kommunikációs kapcsolatokra is.
mikrohullámú összekötő berendezések gyártói
nincs külön sorrendben, ezek a következők:
- – NEC
- – Ericsson
- – Nokia
- – Marelli
- – Marconi
- – GT&E
- – GE
- – Phillips
- – Rohde & Schwartz
- – Kuhne
- – kodan
- – Alcatel
- – Fujitsu
- – Siemens
- – ATI
- – Hughes