History
een microgolfverbinding is een communicatiesysteem dat radiogolven in het microgolffrequentiebereik gebruikt om informatie over te brengen tussen twee vaste locaties op aarde. Zij zijn van cruciaal belang voor vele vormen van communicatie en hebben een impact op een breed scala van industrieën. Omroepen gebruiken microgolfverbindingen om programma ‘ s van de studio naar de locatie van de zender te sturen, die mijlenver weg kan zijn. Microgolfverbindingen voeren mobiele telefoongesprekken tussen mobiele sites. Aanbieders van draadloze internetdiensten gebruiken microgolfverbindingen om hun klanten snelle internettoegang te bieden zonder dat er kabelverbindingen nodig zijn. Telefoonbedrijven verzenden gesprekken tussen schakelcentra via microgolfverbindingen, hoewel ze vrij recent grotendeels zijn verdrongen door Glasvezelkabels. Bedrijven en overheidsinstanties gebruiken ze om communicatienetwerken aan te bieden tussen nabijgelegen faciliteiten binnen een organisatie, zoals een bedrijf met meerdere gebouwen in een stad.
een van de redenen waarom microgolfverbindingen zo aanpasbaar zijn, is dat het om breedband gaat. Dat betekent dat ze grote hoeveelheden informatie met hoge snelheden kunnen verplaatsen. Een andere belangrijke kwaliteit van microgolfverbindingen is dat er geen apparatuur of faciliteiten tussen de twee aansluitpunten nodig zijn, zodat het installeren van een microgolfverbinding vaak sneller en goedkoper is dan een kabelverbinding. Tot slot kunnen ze bijna overal worden gebruikt, zolang de te overbruggen afstand binnen het werkingsbereik van de apparatuur ligt en er een duidelijk pad is (dat wil zeggen geen vaste obstakels) tussen de locaties. Microgolven kunnen ook regen, mist en sneeuw binnendringen, wat betekent dat slecht weer de transmissie niet verstoort.
een eenvoudige microgolfverbinding bestaat uit vier belangrijke elementen: een zender, een ontvanger, transmissielijnen en antennes. Deze basiscomponenten bestaan in elk radiocommunicatiesysteem, met inbegrip van cellulaire telefoons, tweerichtingsradio ‘ s, draadloze netwerken en commerciële omroep. Maar de technologie die wordt gebruikt in microgolfverbindingen verschilt aanzienlijk van die welke wordt gebruikt bij de lagere frequenties (langere golflengten) in het radiospectrum. Technieken en componenten die goed werken bij lage frequenties zijn niet bruikbaar bij de hogere frequenties (kortere golflengten) die worden gebruikt in microgolfverbindingen. Gewone draden en kabels functioneren bijvoorbeeld slecht als geleiders van microgolfsignalen. Aan de andere kant, microgolffrequenties kunnen ingenieurs profiteren van bepaalde principes die onpraktisch zijn toe te passen op lagere frequenties. Een voorbeeld is het gebruik van een parabolische of “schotel” antenne om een microgolfstraal te richten. Dergelijke antennes kunnen worden ontworpen om te werken op veel lagere frequenties, maar ze zouden te groot zijn om zuinig te zijn voor de meeste doeleinden.
in een microgolfverbinding produceert de zender een microgolfsignaal dat de te communiceren informatie bevat. Die informatie-de input – kan alles zijn dat langs elektronische weg kan worden verzonden, zoals een telefoongesprek, televisie-of radioprogramma ‘s, tekst, bewegende of stilstaande beelden, webpagina’ s of een combinatie van die media.
de zender heeft twee fundamentele taken: het genereren van microgolfenergie op de vereiste frequentie en vermogensniveau, en het moduleren met het ingangssignaal zodat het zinvolle informatie overbrengt. Modulatie wordt bereikt door een bepaalde eigenschap van de energie te variëren in reactie op de input van de zender. Het knipperen van een licht om een bericht in Morse Code te verzenden is een voorbeeld van modulatie. De verschillende lengtes van de flitsen( de stippen en streepjes), en de intervallen van duisternis tussen hen, brengen de informatie—in dit geval een sms-bericht.
het tweede deel van een microgolfverbinding is een transmissielijn. Deze lijn draagt het signaal van de zender naar de antenne en, aan het ontvangende uiteinde van de verbinding, van de antenne naar de ontvanger. In de elektrotechniek is een transmissielijn alles wat stroom van het ene punt naar het andere leidt. Lampkabel, elektriciteitsleidingen, telefoondraden en luidsprekerkabel zijn gemeenschappelijke transmissielijnen. Maar bij microgolffrequenties, verzwakken die media het signaal overdreven. In hun plaats, ingenieurs gebruiken coaxiale kabels en, vooral, holle buizen genoemd golfgeleiders.
het derde deel van het microgolfsysteem bestaat uit de antennes. Aan het zendeinde zendt de antenne het microgolfsignaal uit van de transmissielijn naar de vrije ruimte. “Vrije ruimte” is de term van de elektrotechnicus voor de leegte of leegte tussen de zend-en ontvangstantennes. Het is niet hetzelfde als “de atmosfeer”, omdat lucht niet nodig is voor elk type radiotransmissie (daarom werkt radio in het vacuüm van de ruimte). Op de plaats van de ontvanger, een antenne gericht op het zendstation verzamelt de signaalenergie en voert het in de transmissielijn voor verwerking door de ontvanger.
antennes die in microgolfverbindingen worden gebruikt, zijn zeer gericht, wat betekent dat ze de overgedragen energie strak richten en energie hoofdzakelijk uit één specifieke richting ontvangen. Dit contrasteert met antennes die in veel andere communicatiesystemen worden gebruikt, zoals omroep. Door de energie van de zender te richten waar het nodig is-naar de ontvanger—en door het ontvangen signaal te concentreren, maakt dit kenmerk van microgolfantennes communicatie over lange afstanden mogelijk met behulp van kleine hoeveelheden stroom.
tussen de antennes van de verbinding ligt een ander essentieel element van de microgolfverbinding—het pad dat het signaal door de atmosfeer van de aarde aflegt. Een duidelijk pad is cruciaal voor het succes van de microwave link. Aangezien microgolven in hoofdzakelijk rechte lijnen reizen, moeten door de mens gemaakte obstakels (inclusief mogelijke toekomstige bouw) die het signaal kunnen blokkeren ofwel worden overwonnen door hoge antennestructuren of helemaal worden vermeden. Natuurlijke obstakels bestaan ook. Vlak terrein kan ongewenste reflecties te creëren, neerslag kan absorberen of verstrooien een deel van de microgolfenergie, en de opkomst van gebladerte in het voorjaar kan een marginaal sterk signaal verzwakken, die voldoende was geweest toen de bomen kaal in de winter. Ingenieurs moeten rekening houden met alle bestaande en potentiële problemen bij het ontwerpen van een microgolfverbinding.
aan het einde van de link bevindt zich het laatste onderdeel, de ontvanger. Hier wordt informatie uit het microgolfsignaal geëxtraheerd en in zijn oorspronkelijke vorm beschikbaar gesteld. Om dit te bereiken, moet de ontvanger het signaal demoduleren om de informatie te scheiden van de microgolfenergie die het vervoert. De ontvanger moet in staat zijn om zeer kleine hoeveelheden microgolfenergie te detecteren, omdat het signaal veel van zijn kracht verliest op zijn reis.
dit hele proces vindt plaats bij de snelheid van het licht, zodat de transmissie vrijwel onmiddellijk is, zelfs over lange afstanden. Met al hun voordelen, microgolfverbindingen zijn zeker belangrijke bouwstenen van ‘ s werelds communicatie-infrastructuur voor de komende jaren.
Link Block Diagram
dit diagram is afkomstig van een microgolfverbindingssysteem uit de NEC 500-serie (circa 1983) en toont één pad van het apparatuurblok. Het blok “return direction”is het omgekeerde van dat in het hoofddiagram.
voorschriften en vergunningen
elk land heeft een wisselende eis voor het verlenen van vergunningen voor microgolfradioverbindingen. In de meeste gevallen is deze licentie alleen gericht op de zender, maar in hetzelfde geval, het biedt regelgevende bescherming aan elke inteference die van invloed kan zijn op de microgolfontvanger.
licentiekosten zijn meestal gekoppeld aan de grootte van het spectrum dat door het zendsignaal wordt ingenomen – en worden vaak direct beïnvloed door enkele van de spectrumlease-kosten die door de lokale regelgever worden gerealiseerd, zoals FCC, ACMA, PTT ‘ s enz.
veiligheid van microgolfstraling
een veiligheidsaspect van EMR-straling van microgolfstraling wordt ook gedefinieerd door normen en richtlijnen, en vaak bestaan er ‘uitsluitingszones’ rond de voorkant van microgolfantennes, hoorns en diëlektrische antennes. De veiligheid van het personeel moet ook in acht worden genomen rond open golfgeleideruiteinden en golfgeleiderschakelaars met onafgesloten poorten. Raadpleeg ander materiaal bij de GHN over EMR-veiligheid.
de veiligheid van microgolfstraling op een conservatieve manier behandelen is altijd verstandig, kijk nooit naar een open golfgeleider en ga nooit voor een microgolfantenne staan.
frequentieplanning
In de oudere Frequency Division Multiplex (FDM) microgolfradio link-systemen werd slechts één paar frequenties toegewezen aan het hele netwerk, met een afwisselende polarisatie-isolatie van verder afgelegen stations in het netwerk. Dit betekende dat bij een enkel microgolfrepeaterstation de linkzenders op dezelfde frequentie werken, maar met antennes in verschillende richtingen gericht, en met tegengestelde antennepolarisatie.
dezelfde logica voor frequentieplanning geldt nog steeds voor moderne digitale microgolfradioverbindingen, waarbij de “emissie” – bandbreedte / – aanduiding van nabij wordt gevolgd. Frequentieplanning kan ook beperkingen hebben van de Regelgever (FCC / ACMA / Ofcom / PTT ‘ s), dus uitgebreid overleg is vereist voordat enige toezeggingen kunnen worden gedaan.
planning van radioverbindingen met microgolven
het ontwerp en de bouw van een netwerk voor radioverbindingen met microgolven is gebaseerd op een aantal factoren. Deze omvatten:
- afstand tussen microgolfradio-aansluitingen;
- terreineigenschappen, b.v. waterlichamen, kliffen, bossen, sneeuw;
- bedrijfsfrequentie, vaak afhankelijk van vergunningskosten, beschikbaarheid van frequenties, geplande afstanden en zelfs vatbaarheid voor regenval;
- Storingsbeheer voor de microgolfverbinding-ontvanger. In het algemeen beheerd door de regelgever een duidelijk frequentiepaar toe te wijzen, maar voor frequentiebanden die “op een veiling worden verkocht” of met delegatie, bijvoorbeeld Defensiecommunicatie en grote luchtvaartmaatschappijen, wordt dit de beheerverantwoordelijkheid van de licentiehouder/eigenaar van de band.;
- Vervagen, dispersie en multipath vervorming;
- Grootte van de antennes, de voedingslijn eigenschappen, nodig voor de torens en masten, en voor high gain antennes – zelfs de stabiliteit (zowel het tilt-en torsie-eigenschappen) van de ondersteuning van de mast moet worden ontworpen om te voorkomen dat de antenne wordt mis-geregisseerd door wind of ijs op de structuur;
- Management van vocht in externe golfgeleiders;
- Beheer van apparatuur, power en beveiliging alarm, afstandsbediening schakelen en om de draad systemen.
- Raad, Lokale Overheid, FAA, CASA en ontwikkeling van de gemeenschap machtigingen inzake visuele en gecontroleerd luchtruim binnendringen;
- Kosten van apparatuur en de kosten-baten analyse, inclusief het onderhoud van apparatuur;
- Satelliet communicatie links zijn ook geclassificeerd als een magnetron radio links, maar gezien hun minimale blootstelling aan atmosferische condities, deze soort van magnetron links kan werken bij een minimale fade marges, dat wil zeggen dat minimaal de contingentie in het niveau van de ontvangen signaalsterkte;
- beschikbaarheid van apparatuur, reserveonderdelen, onderhoud, testapparatuur en geschoold personeel;
- Zonnetransits voor microgolfverbindingsontvangers gericht op de oostelijke of westelijke horizon. Het probleem hier is dat de” zon lawaai ” zal vaak overweldigen breedband magnetron ontvangers, het genereren van wat wordt genoemd een ‘sun transit uitval’. Zelfde deal voor satelliet communicatieverbindingen ook.
fabrikanten van Microgolfverbindingsapparatuur
in willekeurige volgorde.:
- – NEC
- – Ericsson
- – Nokia
- – Marelli
- – Marconi
- – GT&E
- GE
- – Phillips
- – Rohde & Schwartz
- – Kuhne
- – Codan
- – Alcatel
- – Fujitsu
- – Siemens,
- – ATI,
- – Hughes