Historia
połączenie mikrofalowe to system komunikacyjny, który wykorzystuje wiązkę fal radiowych w zakresie częstotliwości mikrofalowych do przesyłania informacji między dwoma stałymi miejscami na ziemi. Mają one kluczowe znaczenie dla wielu form komunikacji i mają wpływ na szeroką gamę branż. Nadawcy wykorzystują łącza mikrofalowe do wysyłania programów ze studia do lokalizacji nadajnika, która może być oddalona o Mile. Połączenia mikrofalowe przenoszą połączenia telefoniczne między stronami komórkowymi. Dostawcy usług bezprzewodowego Internetu wykorzystują łącza mikrofalowe, aby zapewnić swoim klientom szybki dostęp do Internetu bez potrzeby połączeń kablowych. Firmy telefoniczne transmitują połączenia między centrami przełączania przez łącza mikrofalowe, chociaż dość niedawno zostały one w dużej mierze wyparte przez Kable światłowodowe. Firmy i agencje rządowe wykorzystują je do zapewnienia sieci komunikacyjnych między pobliskimi obiektami w organizacji, takimi jak firma z kilkoma budynkami w mieście.
jednym z powodów, dla których łącza mikrofalowe są tak elastyczne, jest to, że są szerokopasmowe. Oznacza to, że mogą przenosić duże ilości informacji z dużą prędkością. Inną ważną cechą połączeń mikrofalowych jest to, że nie wymagają one żadnego sprzętu ani urządzeń między dwoma punktami końcowymi, więc instalacja połączenia mikrofalowego jest często szybsza i tańsza niż połączenie kablowe. Wreszcie, mogą być używane prawie wszędzie, o ile odległość, którą należy rozciągnąć, mieści się w zakresie działania sprzętu i między lokalizacjami jest czysta ścieżka (to znaczy nie ma stałych przeszkód). Mikrofale są również w stanie przenikać deszcz, mgłę i śnieg, co oznacza, że zła pogoda nie zakłóca transmisji.
proste jednokierunkowe łącze mikrofalowe zawiera cztery główne elementy: Nadajnik, Odbiornik, linie transmisyjne i anteny. Te podstawowe komponenty istnieją w każdym systemie łączności radiowej, w tym w telefonach komórkowych, radiach dwukierunkowych, sieciach bezprzewodowych i radiofonii komercyjnej. Ale technologia stosowana w połączeniach mikrofalowych różni się znacznie od tej stosowanej przy niższych częstotliwościach (dłuższych długościach fal) w widmie radiowym. Techniki i komponenty, które działają dobrze przy niskich częstotliwościach, nie są użyteczne przy wyższych częstotliwościach (krótszych długościach fal) stosowanych w połączeniach mikrofalowych. Na przykład zwykłe przewody i kable działają słabo jako przewodniki sygnałów mikrofalowych. Z drugiej strony, częstotliwości mikrofalowe pozwalają inżynierom korzystać z pewnych zasad, które są niepraktyczne do zastosowania przy niższych częstotliwościach. Jednym z przykładów jest użycie anteny parabolicznej lub „anteny” do skupiania mikrofalowej wiązki radiowej. Takie anteny mogą być zaprojektowane do pracy na znacznie niższych częstotliwościach, ale byłyby zbyt duże, aby były ekonomiczne dla większości celów.
w połączeniu mikrofalowym Nadajnik wytwarza sygnał mikrofalowy, który przenosi informacje, które mają być przekazane. Informacja ta-Wejście-Może być wszystko, co może być wysłane drogą elektroniczną, takie jak połączenie telefoniczne, programy telewizyjne lub radiowe, tekst, ruchome lub nieruchome obrazy, strony internetowe lub kombinacja tych mediów.
nadajnik ma dwa podstawowe zadania: generowanie energii mikrofalowej na wymaganym poziomie częstotliwości i mocy oraz modulowanie jej za pomocą sygnału wejściowego, aby przekazywał znaczące informacje. Modulacja odbywa się poprzez zmianę pewnych cech energii w odpowiedzi na wejście nadajnika. Miganie światłem do przesyłania wiadomości w kodzie Morse ’ a jest przykładem modulacji. Różne długości błysków (kropki i kreski) oraz odstępy między nimi ciemności przekazują informacje-w tym przypadku wiadomość tekstową.
drugą integralną częścią łącza mikrofalowego jest linia przesyłowa. Linia ta przenosi sygnał z nadajnika do anteny i, na końcu odbiorczym łącza, z anteny do odbiornika. W elektrotechnice linia przesyłowa to wszystko, co przewodzi prąd z jednego punktu do drugiego. Przewód lampy, linie energetyczne, przewody telefoniczne i kabel głośnikowy są powszechnymi liniami transmisyjnymi. Ale przy częstotliwościach mikrofalowych, te media nadmiernie osłabiają sygnał. W ich miejsce inżynierowie używają kabli koncentrycznych, a zwłaszcza pustych rur zwanych falowodami.
trzecią częścią systemu mikrofalowego są Anteny. Na końcu nadawania antena emituje sygnał mikrofalowy z linii transmisyjnej do wolnej przestrzeni. „Wolna przestrzeń” to termin inżyniera elektryka oznaczający pustkę lub pustkę między anteną nadawczą i odbiorczą. Nie jest to to samo, co „atmosfera”, ponieważ powietrze nie jest potrzebne do jakiegokolwiek rodzaju transmisji radiowej (dlatego radio działa w próżni kosmosu). W miejscu odbiornika antena skierowana w kierunku stacji nadawczej zbiera energię sygnału i przekazuje ją do linii transmisyjnej w celu przetworzenia przez odbiornik.
anteny stosowane w połączeniach mikrofalowych są wysoce kierunkowe, co oznacza, że ściśle skupiają przesyłaną energię i odbierają energię głównie z jednego konkretnego kierunku. Kontrastuje to z antenami używanymi w wielu innych systemach komunikacyjnych, takich jak nadawanie. Kierując energię nadajnika tam—gdzie jest ona potrzebna-w kierunku odbiornika-i koncentrując odbierany sygnał, ta cecha anten mikrofalowych umożliwia komunikację na duże odległości przy użyciu niewielkich ilości mocy.
pomiędzy antenami łącza znajduje się kolejny istotny element łącza mikrofalowego—droga odbierana przez sygnał przez ziemską atmosferę. Jasna ścieżka ma kluczowe znaczenie dla sukcesu łącza mikrofalowego. Ponieważ mikrofale poruszają się w zasadniczo prostych liniach, przeszkody stworzone przez człowieka (w tym możliwa przyszła konstrukcja), które mogą blokować sygnał, muszą zostać pokonane przez wysokie struktury ANTENOWE lub całkowicie omijane. Istnieją również naturalne przeszkody. Płaski teren może tworzyć niepożądane odbicia, opady mogą absorbować lub rozpraszać część energii mikrofalowej, a pojawienie się liści na wiosnę może osłabić nieznacznie silny sygnał, który był odpowiedni, gdy drzewa były nagie w zimie. Inżynierowie muszą wziąć pod uwagę wszystkie istniejące i potencjalne problemy podczas projektowania kuchenki mikrofalowej link.
na końcu łącza znajduje się komponent końcowy, odbiornik. Tutaj Informacje z sygnału mikrofalowego są wydobywane i udostępniane w oryginalnej formie. Aby to osiągnąć, odbiornik musi zdemodulować sygnał, aby oddzielić informacje od energii mikrofalowej, która ją przenosi. Odbiornik musi być w stanie wykryć bardzo małe ilości energii mikrofalowej, ponieważ sygnał traci znaczną część swojej siły podczas podróży.
cały ten proces odbywa się z prędkością bliską prędkości światła, więc transmisja jest praktycznie natychmiastowa nawet na duże odległości. Przy wszystkich swoich zaletach, połączenia mikrofalowe z pewnością będą ważnym budulcem światowej infrastruktury komunikacyjnej w nadchodzących latach.
SCHEMAT BLOKOWY łącza
ten schemat pochodzi z systemu połączeń mikrofalowych serii NEC 500 (około 1983) i pokazuje jedną ścieżkę bloku sprzętu. Blok „kierunek powrotu” jest odwrotnością tego wyszczególnionego na schemacie głównym.
przepisy prawne i licencje
każdy kraj ma różne wymagania dotyczące licencjonowania łączy radiowych mikrofalowych. W większości przypadków licencja ta dotyczy tylko nadajnika, ale w tym samym przypadku zapewnia ochronę regulacyjną dla wszelkich inteferencji, które mogą mieć wpływ na odbiornik mikrofalowy.
koszty licencji są zwykle związane z wielkością widma zajmowanego przez sygnał nadajnika-i często mają bezpośredni wpływ na niektóre koszty dzierżawy widma realizowane przez lokalny regulator, np.
bezpieczeństwo promieniowania mikrofalowego
aspekt bezpieczeństwa mikrofalowego promieniowania radiowego EMR jest również zdefiniowany przez normy i wytyczne, a często strefy „wykluczenia” narażenia człowieka istnieją wokół przedniej anteny anten mikrofalowych, rogów i anten dielektrycznych. Bezpieczeństwo personelu musi być również brane pod uwagę przy otwartych końcówkach falowodów i przełącznikach falowodowych z nieterminowanymi portami. Zapoznaj się z innymi materiałami w GHN na temat bezpieczeństwa EMR.
traktowanie bezpieczeństwa promieniowania mikrofalowego w konserwatywny sposób jest zawsze rozważne, nigdy nie patrz w dół otwartego falownika, nigdy nie stój przed anteną mikrofalową.
planowanie częstotliwości
w starszych systemach FDM (Frequency Division Multiplex) tylko jedna para częstotliwości była przydzielana do całej sieci łącza, z naprzemiennym układem izolacji polaryzacyjnej z bardziej odległych stacji w sieci. Oznaczało to, że na pojedynczej stacji mikrofal repeater nadajniki link działają na tej samej częstotliwości, ale z antenami skierowanymi w różnych kierunkach i z przeciwną polaryzacją anteny.
ta sama logika planowania częstotliwości nadal ma zastosowanie do nowoczesnych cyfrowych łączy radiowych mikrofalowych, z uważnym okiem na szerokość pasma / wyznacznik emisji. Planowanie częstotliwości może również mieć ograniczenia ze strony regulatora (FCC / ACMA / Ofcom / PTT), więc przed podjęciem jakichkolwiek zobowiązań wymagane są szeroko zakrojone konsultacje.
planowanie radiolokacji mikrofalowej
projektowanie i budowa sieci radiolokacji mikrofalowej opiera się na wielu czynnikach. Należą do nich:
- odległość między terminalami radiowymi mikrofalowymi;
- właściwości terenu, np. zbiorniki wodne, klify, lasy, śnieg;
- Częstotliwość pracy, często regulowana kosztami licencji, dostępnością częstotliwości, planowanymi odległościami, a nawet podatnością na blaknięcie deszczu;
- Zarządzanie zakłóceniami do odbiornika łącza mikrofalowego. Zazwyczaj zarządzane przez przydzielenie wyraźnej pary częstotliwości przez Regulator, ale w przypadku pasm częstotliwości „sprzedanych na aukcji” lub z delegacją, np. w komunikacji obronnej i dużych nośnikach, staje się to obowiązkiem zarządzania Licencjobiorcy/właściciela pasma;
- Rozmiar anten, właściwości linii zasilającej, potrzeba wież i masztów oraz anten o wysokim zysku – nawet stabilność (zarówno właściwości pochylenia, jak i skrętności) masztu nośnego musi być zaprojektowana, aby uniknąć niewłaściwego ukierunkowania wiązki anteny z powodu wiatru lub lodu na konstrukcji;
- zarządzanie wilgocią wewnątrz zewnętrznych falowodów;
- zarządzanie sprzętem, alarmami zasilania i bezpieczeństwa, zdalnym sterowaniem i systemami przewodów zamówieniowych.
- uprawnienia Rady, Samorządu Lokalnego, FAA, CASA i rozwoju społeczności regulujące wizualne i kontrolowane ingerencje w przestrzeń powietrzną;
- koszt sprzętu i analiza kosztów i korzyści, w tym konserwacja sprzętu;
- łącza łączności satelitarnej są również klasyfikowane jako łącza radiowe mikrofalowe, ale ze względu na ich minimalną ekspozycję na warunki atmosferyczne, tego typu łącza mikrofalowe mogą działać przy minimalnych marginesach zanikania, tj. o minimalnej awaryjności w poziomie mocy odbieranego sygnału;
- dostępność sprzętu, części zamiennych, konserwacji, sprzętu testowego i wykwalifikowanego personelu;
- tranzyty słoneczne dla odbiorników mikrofalowych w kierunku wschodnim lub zachodnim. Problem polega na tym, że” szum słońca „często przytłacza szerokopasmowe odbiorniki mikrofalowe, generując to, co nazywa się „przerwą w tranzycie słońca”. To samo dotyczy również łączności satelitarnej.
producenci urządzeń mikrofalowych
w żadnej konkretnej kolejności, należą do nich:
- – NEC
- Ericsson
- Nokia
- – Marelli
- – Marconi
- GT&I
- – GE
- – Phillips
- – Rohde & Schwartz
- – Kuhne
- – Codan
- – Alcatel
- – Fujitsu
- – Siemens
- – ATI
- – Hughes