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1、Training R1A TZY1广东和新科技有限公司Wireless Transmission无线传输Transmission & Transport NetworksTraining R1A TZY2广东和新科技有限公司第一章第一章 微波通信的基本介绍微波通信的基本介绍第二章第二章 微波通信的基本原理微波通信的基本原理第三章第三章 微波调制方式微波调制方式第四章第四章 微波频率规划微波频率规划第五章第五章 微波中继站微波中继站第六章第六章 微波设备及维护简介微波设备及维护简介第七章第七章 无线光通信无线光通信FSOTransmission & Transport NetworksTrain
2、ing R1A TZY3广东和新科技有限公司微波的基本概念微波Microwave:微波是全部电磁波频谱的一个有限频段，频率在300MHz到300GHz之间(波长在1m到1mm之间)，微波一般称为厘米波。同一频段内电磁波有大致相同的传播特性，不同频段则差异较大。例如中长波绕射能力强，可沿地面传播，短波由电离层反射能力强，多利用电离层反射来进行远距离通信，而微波却只能在大气对流层中象光波一样作直线传播，即所谓的视距传播，其绕射能力弱，传播过程中遇到不均匀介质时，将产生折射与反射现象。微波通信通常有地面微波接力通信、微波一点多址通信、卫星通信和微波散射通信。在这里主要讨论的是地面微波接力通信。Tra
3、nsmission & Transport NetworksTraining R1A TZY4广东和新科技有限公司LFMFHFVHFUHFSHFEHFMicrowave 10Km10Km1Km1Km100m100m10m10m1m1m10cm10cm1cm1cm1mm1mmf f30KHz30KHz 300KHz300KHz 3MHz3MHz 30MHz30MHz 300MHz300MHz 3GHz3GHz 30GHz30GHz 300GHz300GHzInfra-red rayVisiblelight微波信号的频率范围Transmission & Transport NetworksTrai
4、ning R1A TZY5广东和新科技有限公司BroadcastingnMaximum coveragenOne programme per radio channelnApplications: Radio (LW, MW, SW, FM); TV etc .射频传输的两种基本形式射频传输的两种基本形式Microwave linksnRadio beamnOne multiplex per radio channelnApplications: Civiliars and military telecommunication networks广播点点视距微波Transmission & Tr
5、ansport NetworksTraining R1A TZY6广东和新科技有限公司通常把频率300MHz300GHz的射频无线信号称为微波信号利用微波作为载体的通信称为微波通信基带传输信号为数字信号的微波通信是数字微波通信一般基带信号处理在中频完成，再通过频率变换到微波频段也可以在微波频段直接调制，但调制限于PSK微波通信的理论基础是电磁场理论微波通信Transmission & Transport NetworksTraining R1A TZY7广东和新科技有限公司第一章第一章 微波通信的基本介绍微波通信的基本介绍第二章第二章 微波通信的基本原理微波通信的基本原理第三章第三章 微波调制
6、方式微波调制方式第四章第四章 微波频率规划微波频率规划第五章第五章 微波中继站微波中继站第六章第六章 微波设备及维护简介微波设备及维护简介第七章第七章 无线光通信无线光通信FSOTransmission & Transport NetworksTraining R1A TZY8广东和新科技有限公司几个基本概念自由空间的电波传播各种衰落及抗衰落技术微波通信对设计的要求干扰信号Transmission & Transport NetworksTraining R1A TZY9广东和新科技有限公司电波的干涉及极化矩形波导的场结构惠更斯费涅耳原理费涅耳椭球面费涅耳区定义费涅耳半径Transmissio
7、n & Transport NetworksTraining R1A TZY10广东和新科技有限公司电波的干涉和极化Transmission & Transport NetworksTraining R1A TZY11广东和新科技有限公司矩形波导中H10模的场结构aH10H10模是波导中传输的电模是波导中传输的电磁波主模，截至波长最长磁波主模，截至波长最长为为2a2a。向左图那样放置波导，它向左图那样放置波导，它的电力线与地面垂直。的电力线与地面垂直。所以这样的极化方式称垂所以这样的极化方式称垂直极化直极化V VVerticalVerticalH=HorizontalH=Horizontalb
8、Transmission & Transport NetworksTraining R1A TZY12广东和新科技有限公司 惠更斯费涅耳原理Transmission & Transport NetworksTraining R1A TZY13广东和新科技有限公司惠更斯惠更斯费涅耳原理费涅耳原理光和电磁波都是一种振动，一个点源的振动传递给邻近的质点后，就形成了二次波源、三次波源等等。如果点源发出的波是球面波，那么由点源形成的二次波前面也是球面波、三次、四次.波前面也是球面波。在微波通信中，当发信天线的尺寸远小于微波中继距离时，可将发射天线看成是一个点源。Transmission & Transp
9、ort NetworksTraining R1A TZY14广东和新科技有限公司互易定理的概念:在线性和各向同性的媒质中，任何无线电路上，当发射天线互换时，不会影响电路的传输特性；或者发射机移到接收点，而接收机同时移到发射点时，则接收性能不变。根据这个原理，对流层是电波的主要传输媒质空间，它就是具有线性和各向同性的媒质，因此在其中就可以简化工程计算。惠更斯费涅耳原理Transmission & Transport NetworksTraining R1A TZY15广东和新科技有限公司费涅耳椭球面假定有一个微波中继段发信点为T，收信点为R，站间距为d，平面上一个动点P到两个定点（T、R）的距离
10、若为一个常数，则此点的轨迹为一个椭圆。在空间此动点的轨迹是一个旋转椭球面。对于电波传播，这个常数当为d+/2时，得到的椭球面称为第一费涅耳椭球面；常数为d+2/2时，得到的椭球面称为第二费涅耳椭球面.常数为d+N/2时，得到的椭球面称为第N费涅耳椭球面.Transmission & Transport NetworksTraining R1A TZY16广东和新科技有限公司d1d2dd1 + d2 - d = /2第一费涅耳椭球面第一费涅耳椭球面: :费涅耳椭球面Transmission & Transport NetworksTraining R1A TZY17广东和新科技有限公司费涅耳区定
11、义(The Fresnel Zone Definition)(The Fresnel Zone Definition)Transmission & Transport NetworksTraining R1A TZY18广东和新科技有限公司The signal power is distributed in the space surrounding the direct line of sightLine of sight1st zone费涅耳区费涅耳区 The Fresnel Zone:如果前述定义的一系列费涅耳椭球面，与我们从T或R点出发认定的某一波前面相交割，在交割的界面上我们就可以得
12、到一系列的圆和环，中心是一个圆，称为第一费涅耳区。其外的圆环（外圆减内圆得到的圆环）称为第二个费涅耳区，再往外的圆环称为第三费涅耳区、第四费涅耳区.第N费涅耳区。这些圆和环我们可以把它们近似地看成，都为在垂直于地面且垂直与T与R间射线的平面区域图形。The First Fresnel Zone费涅耳区定义(The Fresnel Zone Definition)Transmission & Transport NetworksTraining R1A TZY19广东和新科技有限公司The First Fresnel ZoneTotal received signalDirect signal1
13、st zoneReflected signal180 180 /2费涅耳区定义(The Fresnel Zone Definition)Transmission & Transport NetworksTraining R1A TZY20广东和新科技有限公司1st zone+2nd zone-The Second Fresnel ZoneThe signal power is distributed in the space surrounding the direct line of sightLine of sight费涅耳区定义(The Fresnel Zone Definition)T
14、ransmission & Transport NetworksTraining R1A TZY21广东和新科技有限公司Total received signalDirect signal2nd zone1st zoneReflected signal180180 The Second Fresnel Zone费涅耳区定义(The Fresnel Zone Definition)Transmission & Transport NetworksTraining R1A TZY22广东和新科技有限公司Line of sight1st zone+2nd zone-3rd zone+The sign
15、al power is distributed in the space surrounding the direct line of sightThe Third Fresnel Zone费涅耳区定义(The Fresnel Zone Definition)Transmission & Transport NetworksTraining R1A TZY23广东和新科技有限公司经有关研究知道：在电波的传播空间中，在接收点的合成场强，当费涅耳区号趋近于无限多时，就接近于自由空间场强；由第一费涅耳区在接收点的场强,接近于全部有贡献的费涅区在接收点的自由空间场强的2倍;相邻费涅耳区在收信点处产生的
16、场强的相位相反；若以第一费涅耳区为参考,则奇数区产生的场强是使接收点的场强增强,偶数区产生的场强是使接收点的场强减弱。费涅耳区的能量分布:费涅耳区定义(The Fresnel Zone Definition)Transmission & Transport NetworksTraining R1A TZY24广东和新科技有限公司费涅耳半径费涅耳半径费涅耳半径费涅耳半径 TheFresnelRadius:我们把费涅区上的任意一点到R-T连线的距离称为费涅耳区半径，用F表示。当这一点为第一费涅耳区上的点时，此半径称为第一费涅耳区半径。第二.第N个费涅耳区半径表达式：Fn=(n)1/2xF1上式中：
17、F1为第一费涅耳半径。Transmission & Transport NetworksTraining R1A TZY25广东和新科技有限公司费涅耳半径(The Fresnel Radius)(The Fresnel Radius)F1=（d1d2/d）1/2F2=（2d1d2/d）1/2 = (2)1/2 F1 .Fn=（nd1d2/d）1/2 = (n)1/2 F1Transmission & Transport NetworksTraining R1A TZY26广东和新科技有限公司d1d2dd1 x d2f x drF = =17.3 x rF in meter d, d1, d2
18、in km f in GHzrFThe First Fresnel RadiusC xd1 x d2f x d费涅耳半径(The Fresnel Radius)(The Fresnel Radius)Transmission & Transport NetworksTraining R1A TZY27广东和新科技有限公司几个基本概念自由空间的电波传播各种衰落及抗衰落技术微波通信对设计的要求干扰信号Transmission & Transport NetworksTraining R1A TZY28广东和新科技有限公司自由空间的定义自由空间损耗的定义自由空间损耗的计算Transmission &
19、 Transport NetworksTraining R1A TZY29广东和新科技有限公司自由空间的定义自由空间自由空间 Free Space:又称为理想介质空间，它相当于真空状态的理想空间。在这个空间中充满均匀的、理想的介质，它的导电率=0，介电常数=0=10-9/36F/m(法拉/米)，导磁系数=0=410-7H/m（亨/米）。Transmission & Transport NetworksTraining R1A TZY30广东和新科技有限公司自由空间损耗的定义自由空间损耗Freespaceloss:在自由空间传播的电磁波不产生反射、折射、吸收和散射等现象，即总能量未被损耗。但电波
20、在自由空间传播时，会因能量向空间扩散而衰耗，这如空中一只孤独的灯泡所发出的光，均匀地向四周扩散。显然距离光源越远的地方，单位面积上的能量就越少。这种电波的扩散衰耗就称为自由空间损耗。Transmission & Transport NetworksTraining R1A TZY31广东和新科技有限公司Free Space LossA=92.4+20logd d+20logf fWhered d=distanceinkmf f=frequencyinGHz(refertoisotropicantennas)0dfD D 或或 f f 增加增加一倍，损耗将增加一倍，损耗将增加6 dB 自由空间传
21、输损耗(FreeSpaceBasicTransmissionLoss)Transmission & Transport NetworksTraining R1A TZY32广东和新科技有限公司自由空间传输损耗(FreeSpaceBasicTransmissionLoss) P = 发射功率发射功率(TX Power)PTXPowerLevelDistanceGTXGRX PRX G = 天线增益天线增益(Antenna Gain)A0A0 = 自由空间损耗自由空间损耗(Free Space Loss)M接收门限接收门限(Receiver Threshold)M = 衰落储备衰落储备(Fadin
22、g Margin)GPGTransmission & Transport NetworksTraining R1A TZY33广东和新科技有限公司几个基本概念自由空间的电波传播各种衰落及抗衰落技术微波通信对设计的要求干扰信号Transmission & Transport NetworksTraining R1A TZY34广东和新科技有限公司衰落大气吸收衰减雨雾衰减对流层对微波传播的影响地面反射对微波传播的影响数字微波的抗衰落技术Transmission & Transport NetworksTraining R1A TZY35广东和新科技有限公司衰落衰落衰落的定义衰落的定义:微波是直射波
23、传播，接收点的场强是直射空间波与地面反射波的迭加。传播介质是地面上的低空大气层和路由上的地面、地物。当时间（季节、昼夜等）和气象（雨、雾、雪待）条件发生变化时，大气的温度、温率、压力和地面反射点的位置、反射系数等也将发生变化。这必然引起接收点场强的高低起伏变化。这种现象，叫做电波传播的衰落现象。显然，衰落现象具有很大的随机性。衰落的大小仍由衰落因子VdB来表征，衰落的原因主要归结为大气和地面效应。Transmission & Transport NetworksTraining R1A TZY36广东和新科技有限公司衰落衰落快衰落快衰落Rapid fading和慢衰落和慢衰落Slow fadi
24、ng(按持续时间划分按持续时间划分):慢衰落：持续时间长的叫慢衰落，其持续时间一般长达数分种到几小时。快衰落：持续时间短的叫快衰落，一般发生在几秒到几分钟之间。上衰落上衰落Up fading和下衰落和下衰落Down fading(按接收点场强的高低划分按接收点场强的高低划分):上衰落：高于自由空间电平值的叫上衰落下衰落：低于自由空间的电平值的叫下衰落多径衰落多径衰落Multipath fading和闪烁衰落和闪烁衰落(按衰落发生的物理成因划分按衰落发生的物理成因划分):闪烁衰落：主要是因为大气局部微小扰动引起电波射束散射所造成，各散射波的振幅小，相位着大气变化而随机变化。结果它们在接收点的合成
25、振幅变化很小，对主波影响不大，因此，这种衰落对视距微波接力电路的稳定性影响不大。多径衰落：主要是由于多径传播造成的，它是视距传播信道深衰落的主要原因。所谓多径传播，就是电波离开发射天线后，通过两条以上的不同路径到达接收天线的传播现象。衰落的种类衰落的种类Transmission & Transport NetworksTraining R1A TZY37广东和新科技有限公司衰落衰落现象规律:波长短，距离长，衰落严重跨水面，平原，衰落严重夏秋季衰落频繁昼夜交替时，午夜容易出现深衰落雨过天晴及雾散容易出现快衰落Transmission & Transport NetworksTraining R1
26、A TZY38广东和新科技有限公司由于气体分子的谐振引起对电波的吸收。这种作用对15GHZ（即2CM）以上的微波才有明显作用，低于此频率的可不考虑。在微波规划时，可用下图的曲线来计算。Radio FrequencyGHz1050100100050010001001010,10,01H2OO2O2H2OH2O15 CH2O 7,5 g/m31013 hPa 25 g/m3Attenuation Coefficient dB / km大气吸收衰减Attenuation due to Gases：Transmission & Transport NetworksTraining R1A TZY39广
27、东和新科技有限公司由于雨、雾、雪能对电波能量的吸收，微小水滴产生导电电流和定向辐射能量的散射。这种作用对6GHZ以上（即波长5CM以下）的微波才有明显作用，长于此波长的可不考虑。一般情况10GHz以下频段，雨雾衰落还不太严重，通常在两站间的这种衰落仅有几个dB。但10GHZ以上频段，中继段间的距离将受到降雨衰耗的限制，不能过长。在微波规划时，可用下图的曲线来计算。雨雾衰减Attenuation due to Rain and FogTransmission & Transport NetworksTraining R1A TZY40广东和新科技有限公司Attenuation due to Ra
28、in(雨雾衰减）Radio frequency (GHz)TropicalDownpourHeavyRainMediumHeavyRainLightRainDrizzle0.412410203050100150雨雾瞬时强度雨雾瞬时强度(Instantaneous Rain Intensity) (mm/h)0.010.111050雨雾吸收系数雨雾吸收系数(Rain Absorption Coefficient) (dB/km)51020501002.4 dB/km7 GHz38 GHz5.9 dB/km37 dB/km38 GHzTransmission & Transport Network
29、sTraining R1A TZY41广东和新科技有限公司Rain drops real shape:HVTransmission & Transport NetworksTraining R1A TZY42广东和新科技有限公司传输距离与降雨，天线口径和极化方式的关系雨雾衰减Attenuation due to Rain and FogTransmission & Transport NetworksTraining R1A TZY43广东和新科技有限公司 在10GHZ频段以下，雨雾损耗并不显得特别严重，对一个中继段可能会引入几个分贝。 在10GHZ以上频段，中继间隔主要受降雨损耗的限制，如对
30、13GHZ以上频段，100mm/小时的降雨会引起7dB/km的损耗，所以在13GHZ，15GHZ频段，一般最大中继距离在10km左右，在广东地区需要控制在3公里以内。 在20GHZ以上频段，由于降雨损耗影响，中继间距只能有几公里越高频段雨衰越高频段雨衰越厉害！越厉害！高频段可以高频段可以做用户级传做用户级传输输雨雾衰减 Attenuation due to Rain and FogAttenuation due to Rain and FogTransmission & Transport NetworksTraining R1A TZY44广东和新科技有限公司全球降雨划分为 H, K, N,
31、 P 四个区域。平均降雨量在32 mm, 42 mm, 95mm 和 145 mm 每小时 。中断概率 0.001% ，考虑降雨微波设备的理论单跳传输距离雨雾衰减 Attenuation due to Rain and FogAttenuation due to Rain and FogTransmission & Transport NetworksTraining R1A TZY45广东和新科技有限公司微波信号的K型衰落:对流层结构的不均匀产生的折射和反射。我们知道介电常数决定电磁波的传播速度。而空气的介电常数取决于大气压力，温度，湿度。介电常数的空间梯度变化导致电波传输射线弯曲。使得到达
32、接收天线的信号能量降低。这就是所谓的K型衰落。气象条件变化通常比较是缓慢的，因此受其影响产生的衰落是慢衰落。对流层对微波传播的影响Transmission & Transport NetworksTraining R1A TZY46广东和新科技有限公司因为大气折射的影响，波在传播过程中，实际上是弯曲的。大气折射的最后效果可看成电磁波在一个等效半径为的地球上空沿直线传播。即：=KRR为实际地球半径。K值的实际测量平均值为4/3左右。但实际地段的K值和该地段的气象有关，可以在较大范围内变化，影响视距传播。R哇！微波是哇！微波是弯着走的弯着走的大气折射（ refraction in the atmo
33、sphere ）:对流层对微波传播的影响Transmission & Transport NetworksTraining R1A TZY47广东和新科技有限公司大气折射（ refraction in the atmosphere ）依据波在大气中折射原理依据波在大气中折射原理,无线波束是弯曲的无线波束是弯曲的,通常是向通常是向下弯曲下弯曲(Due to refraction in the atmosphere the radio beam is bent, normally slightly downwards)弯曲影响是通过弯曲影响是通过K型因子来表示型因子来表示(The bending
34、effect is described by the k-factor)K=4/3是标准大气是标准大气(k = 4/3 corresponds to the “standard” atmosphere)对流层对微波传播的影响Transmission & Transport NetworksTraining R1A TZY48广东和新科技有限公司微波传播(MicrowavePropagation)k 1正折射正折射k = 1无折射无折射k 1 non-minimal phase fadingAF0FAAAFor A1 = A2A max dB = + 6A min dB = - A F =111
35、12- A+ A228 = T=AA221- T1ReflectionA ,T22A ,T11 1 minimal-phase fadingTransmission & Transport NetworksTraining R1A TZY120广东和新科技有限公司二径传输模型Rummler的二径传输模型的二径传输模型Transmission & Transport NetworksTraining R1A TZY121广东和新科技有限公司 大容量微波大容量微波: : 要求调制要求调制,解调简单解调简单,频率利用率高，信号星座点频率利用率高，信号星座点分布合理以保证传输质量所以常采用分布合理以保
36、证传输质量所以常采用QAM调制方式调制方式 中小容量微波中小容量微波: : 要求调制方式对器件的线性要求不高要求调制方式对器件的线性要求不高,所以常采用所以常采用, 象象FSK,PSK等的恒包络调制等的恒包络调制数字微波调制技术Transmission & Transport NetworksTraining R1A TZY122广东和新科技有限公司1、调制技术和限带传输为了提高频谱利用率，广泛采用多电平QAM调制技术。ITUR建议的411G波道间隔2840MH.在如此有限的带宽内传输高速数据流，多电平QAM是必然的选择。但是随着调制电平数量的增加，对于信道的要求也越加苛刻。设备对各种干扰的敏
37、感程度也会加剧。限制发射频谱的带宽也是一种有效利用现有频率资源的技术措施。通常采用升余玄滚降滤波器限制发送谱。目前微波设备使用性能稳定技术成熟的64QAM和128QAM调制技术。2、自适应均衡技术为对抗多经衰落，采用分集接收以外，还必须采取时域和频域自适应均衡器。频域均衡用来减少信道频率选择性衰落的影响；也就是在设备中插入频率补偿网络。时域均衡用来消除码间干扰。3、XPIC技术出现衰落时，天线的极化鉴别率会降低。因此需要极化干扰对消电路消除极化干扰。4、高线性功率放大器和ATPC对于64QAM系统而言，功放要求很好的线性。IP3要求至少为45DB。这就对放大器提出严格的要求。功率倒退和采用发信
38、功放非线性预校正是有效降低放大器线性要求的技术手段。这些先进的手段在NEC微波设备中都得到应用。5、低损耗DUP邻接型天线收发公用器是NEC独有的新型DPU器件，极大的改善了大容量微波系统的系统指标。在71系统，这种公用器的插入损耗6.6dB.数字微波调制技术Transmission & Transport NetworksTraining R1A TZY123广东和新科技有限公司QPSKQPSK调制调制: :其中其中g(t)为升余弦脉冲为升余弦脉冲当当时时,上述信号即成为上述信号即成为16QAM调制调制如果把正交通道的信号延时半个码元的时间如果把正交通道的信号延时半个码元的时间,那上述那上述
39、的调制方式又分别成为的调制方式又分别成为OQPSK,或或SQAMPSK调制Transmission & Transport NetworksTraining R1A TZY124广东和新科技有限公司这里介绍的只是一个实现数字调制的典型例子。实际上实现的方式很多：采用数字逻辑电路的选择门等。平衡调制器对元器件的挑选很严格，容易产生载波泄漏。PSK调制的实现方式Transmission & Transport NetworksTraining R1A TZY125广东和新科技有限公司PSK调制Transmission & Transport NetworksTraining R1A TZY126广
40、东和新科技有限公司利用同相和正交的载波传输数字信息，编码逻辑载波恢复时的相位含糊问题。QAM调制技术Transmission & Transport NetworksTraining R1A TZY127广东和新科技有限公司64QAM & 128QAMTransmission & Transport NetworksTraining R1A TZY128广东和新科技有限公司16QAM调制原理Transmission & Transport NetworksTraining R1A TZY129广东和新科技有限公司无论是器件还是传输的原因，实际上对应传输信码的矢量端点都不会是一个理想的点。QAM
41、调制随着调制电平数量的增加，在限定发射功率的情况下判断难度加大，尽管可以实现512QAM甚至1024QAM的调制方式，实际应用的限于128QAM以下。Transmission & Transport NetworksTraining R1A TZY130广东和新科技有限公司恒包络调制当当时时,为为PSK调制调制当当为为FSK调制调制此类调制通称为功率此类调制通称为功率-频谱有效调制频谱有效调制.要求相位要求相位连续性好，即频谱效率高抗误码性能好。连续性好，即频谱效率高抗误码性能好。如如MSK,GMSK,TFM等都是认为性能较好常用等都是认为性能较好常用的调制方式。的调制方式。Transmiss
42、ion & Transport NetworksTraining R1A TZY131广东和新科技有限公司它的主要作用不在于节省发射功放的功率消耗。对于周边电磁环境简洁，线路RF信道数量不多干扰不严重的线路，不一定使用ATPC。Improvementofsystemgainagainstrainattenuation.Improvementinupfadingcharacteristics.ImprovementinresidualBERcharacteristics.ReductionofinterferencetoneighboringsystemsReductionofinterfere
43、ncetootherroutesATPC Training R1A TZY132广东和新科技有限公司第一章第一章 微波通信的基本介绍微波通信的基本介绍第二章第二章 微波通信的基本原理微波通信的基本原理第三章第三章 微波调制方式微波调制方式第四章第四章 微波频率规划微波频率规划第五章第五章 微波中继站微波中继站第六章第六章 微波设备及维护简介微波设备及维护简介第七章第七章 无线光通信无线光通信FSOTransmission & Transport NetworksTraining R1A TZY133广东和新科技有限公司微波信号的频率范围LFMFHFVHFUHFSHFEHFMicrowave 1
44、0Km10Km1Km1Km100m100m10m10m1m1m10cm10cm1cm1cm1mm1mmf f30KHz30KHz 300KHz300KHz 3MHz3MHz 30MHz30MHz 300MHz300MHz 3GHz3GHz 30GHz30GHz 300GHz300GHzInfra-red rayVisiblelightTransmission & Transport NetworksTraining R1A TZY134广东和新科技有限公司85432102013040501.52.5区域网长距离干线网区域和本地网，边际网 2834Mbit/s34140155Mbit/s2834
45、140155Mbit/s3.311 GHzGHz微波频率资源的使用Transmission & Transport NetworksTraining R1A TZY135广东和新科技有限公司Channel numberFrequencyF3F1F2Fo12n1nLower half bandUpper half bandCenter frequencyFo: Center frequency2频率规划Transmission & Transport NetworksTraining R1A TZY136广东和新科技有限公司 One frequency pair per channelOne f
46、requency pair per channelTxRxTxRxChannelChannel11nn11nn频率规划Transmission & Transport NetworksTraining R1A TZY137广东和新科技有限公司Cross-polarization of the same channel performed at each hop111111HVH链路中的交叉极化配置频率重复利用：二频制Transmission & Transport NetworksTraining R1A TZY138广东和新科技有限公司频率收发频差(MHz)用途4-7161,154,245长
47、距离干线126,161，154，199,266,311，长距离干线11-13266中，短距离308,420,490,315，720，728中，短距离340，1092.51008,1010,1560中，短距离600,1050,1232,1008,1200,中，短距离855,1008短距，离城区1008短距，离城区812短距，离城区700,1260短距，离城区微波设备主要工作频段Transmission & Transport NetworksTraining R1A TZY139广东和新科技有限公司第一章第一章 微波通信的基本介绍微波通信的基本介绍第二章第二章 微波通信的基本原理微波通信的基本原
48、理第三章第三章 微波调制方式微波调制方式第四章第四章 微波频率规划微波频率规划第五章第五章 微波中继站微波中继站第六章第六章 微波设备及维护简介微波设备及维护简介第七章第七章 无线光通信无线光通信FSOTransmission & Transport NetworksTraining R1A TZY140广东和新科技有限公司微波站Transmission & Transport NetworksTraining R1A TZY141广东和新科技有限公司站站接力式的中继方式完成传输Site FSite ESite CSite DSite BSite ATransmission & Transpo
49、rt NetworksTraining R1A TZY142广东和新科技有限公司微波站分类终端站终端站中继站中继站枢纽站枢纽站 背靠背天线背靠背天线 反射板反射板有源有源无源无源 再生中继再生中继 中频中继中频中继 射频中继射频中继Transmission & Transport NetworksTraining R1A TZY143广东和新科技有限公司射频直放站：射频直放站：射频直放站是一种有源、双向、无频移射频中继系统。由于它直接在射频上将信号放大，所以称之为射频直放站再生中继站：再生中继站：再生中继站是一种高性能的高频率转发器。它可以用来扩大微波通信系统的距离限制，或者用来偏转传输方向，
50、以绕过视线障碍物，不会引起信号质量恶化。接收的信号经过完全的再生和放大，然后转发。Active Repeaters有源中继站Active repeatersTransmission & Transport NetworksTraining R1A TZY144广东和新科技有限公司双抛物面无源中继站双抛物面无源中继站 Parabolic reflectors：由两个抛物面天线背对背地用一段波导管连接而组成反射板式无源中继站反射板式无源中继站 Plane reflectors：一块表面具有一定的平滑度、且在适当的有效面积并相对于两通信点有合适的角度(通常小于120）和距离的金属板，也是一个微波无源
51、中继站。无源中继站Passive repeatersTransmission & Transport NetworksTraining R1A TZY145广东和新科技有限公司双抛物面无源中继站Passive repeater with two parabolic reflectorsL1PTG1L2G2L3G3L4PRG4L5PT：发射机输出功率（简称发射功率）PR：接收机输入端的信号功率（简称接收功率）L1：发射机到天线间的馈线损耗L2、4：无源中继站至两通信点的自由空间损耗L3：无源中继站天线间的馈线损耗L5：接收天线至接收机间的馈线损耗G1、G2、G3、G4：分别为四个微波天线的增益T
52、ransmission & Transport NetworksTraining R1A TZY146广东和新科技有限公司Site2Site1无源站无源站 空间损耗空间损耗dBdB92.492.420logF(GHz)20logF(GHz)20logd120logd192.492.4+ 20logF(GHz) + 20logF(GHz) +20logd2+20logd2假定假定:d1=16Km d2=4Km d=d1+d2=20Km:d1=16Km d2=4Km d=d1+d2=20Kmd1d2双抛物面无源中继站Transmission & Transport NetworksTraining
53、 R1A TZY147广东和新科技有限公司加无源中继站的自由空间损耗加无源中继站的自由空间损耗:F=10GLdB92.420logF(GHz)20logd192.4+ 20logF(GHz) +20logd2 =92.4+20+23.5+92.4+20+14=262.3dB不需要增加无源中继站的自由空间损耗不需要增加无源中继站的自由空间损耗:F=10GLdB92.420logF(GHz)20logd =92.4+20+26=138.4dB无源转发的空间损耗增加了无源转发的空间损耗增加了=262.3-138.4=123.9dB 要达到与相同距离单跳一致的接收电平，每面天线的增益必须增加至少要达到
54、与相同距离单跳一致的接收电平，每面天线的增益必须增加至少62dB。然而，直径超过然而，直径超过3米的天线运输和安装调试都有的一定难度。米的天线运输和安装调试都有的一定难度。在条件允许的情况下：尽量选用高的工作频率，因为相同口径的天线，频率的在条件允许的情况下：尽量选用高的工作频率，因为相同口径的天线，频率的高低与其增益成正比；尽量使无源站到其中一端站的距离小于高低与其增益成正比；尽量使无源站到其中一端站的距离小于1Km。双抛物面无源中继站Transmission & Transport NetworksTraining R1A TZY148广东和新科技有限公司例例2:d1=19Km,d2=1K
55、m,d=d1+d2=20Km加无源中继站的自由空间损耗加无源中继站的自由空间损耗:F=10GLdB92.420logF(GHz)20logd192.4+ 20logF(GHz) +20logd2 =92.4+20+25.6+92.4+20+0=250.4dB不需要增加无源中继站的自由空间损耗不需要增加无源中继站的自由空间损耗:F=10GLdB92.420logF(GHz)20logd =92.4+20+26=138.4dB无源转发的空间损耗增加了无源转发的空间损耗增加了=250.4-138.4=112dB 尽量选用高的工作频率，因为相同口径的天线，频率的高低与其增益成正比。尽量选用高的工作频率
56、，因为相同口径的天线，频率的高低与其增益成正比。在条件允许的情况下，尽量使无源站的一端站距小于在条件允许的情况下，尽量使无源站的一端站距小于1Km的原因。的原因。双抛物面无源中继站Transmission & Transport NetworksTraining R1A TZY149广东和新科技有限公司这种情况往往用大口径天线，天线调整要借助于仪表。费时较长近端距离要小于近端距离要小于4KM双面天线无源中继站Transmission & Transport NetworksTraining R1A TZY150广东和新科技有限公司Passiverepeaterwithplanereflecto
57、r反射板式无源中继站Transmission & Transport NetworksTraining R1A TZY151广东和新科技有限公司无源中继站反射板式无源中继站反射板式无源中继站Plane reflectors双面天线无源中继站双面天线无源中继站Parabolic reflectorsTransmission & Transport NetworksTraining R1A TZY152广东和新科技有限公司全程自由空间损耗为：（km）（km）其中a为反射板有效面积(m2)面积面积A反射板式无源中继站利用微波信号的反射特性克服特殊的路由障碍G=n4G=n4/ /2Acos2Acos入
58、射角80满足以上条件，效率90%无源反射板 Transmission & Transport NetworksTraining R1A TZY153广东和新科技有限公司第一章第一章 微波通信的基本介绍微波通信的基本介绍第二章第二章 微波通信的基本原理微波通信的基本原理第三章第三章 微波调制方式微波调制方式第四章第四章 微波频率规划微波频率规划第五章第五章 微波中继站微波中继站第六章第六章 微波设备及维护简介微波设备及维护简介第七章第七章 无线光通信无线光通信FSOTransmission & Transport NetworksTraining R1A TZY154广东和新科技有限公司微波设备
59、的分类微波设备的分类按照线路中继距离可分为长距离接入和短距离接入2大类，目前移动运营商作为基站接入用途的微波设备基本都是短距离的微波设备。按照设备的所采用的同步模式可分为PDH和SDH2大类；微波设备的传输容量微波设备的传输容量PDH微波设备的传输容量一般为8M、16M、34MSDH微波设备的传输容量一般为155M或2x155M微波设备的业务接口微波设备的业务接口早期的PDH微波设备一般只能提供E1接口，4E（8M）、8E1（16M）、16E1(34M)现在一些新型的PDH设备出了可提供E1接口以外，还可以提供10/100Base-T以太网接口目前主流的短距离SDH微波设备提供的业务接口一般是
60、155M光接口，根据需要可增加相应的接口单元板提供E1接口或以太网接口。Transmission & Transport NetworksTraining R1A TZY155广东和新科技有限公司广东移动在网使用的几个主要微波设备品牌：PDH微波：NEC、加州、P-COM、爱立信SDH微波：NEC、爱立信、京信、阿尔卡特、地杰目前各微波厂家的短距离微波硬件组合方式大致相同，主要包括以下几大部分：室外部分：微波天线、微波收发信机（ODU）。室内部分：调制解调单元、业务接口单元，这两部分通常集成在一个机盒里，通常将其叫做IDU。中频同轴电缆：维护人员通常称之为馈线，起到连接ODU、IDU的作用，通
61、过IDU向ODU供电。各个厂家设备中频接口允许微波馈线插入的衰耗有所差异，如果需要更换馈线，尽可能使用相同型号的馈线。相同尺寸、不同频段的天线其增益是不一样的，如果需要更换天线，一定要换用同频段的天线。Transmission & Transport NetworksTraining R1A TZY156广东和新科技有限公司微波设备日常安装维护的特别注意事项：微波室外部分的施工维护需要进行高空作业，特别需要注意采取安全防护措施，必须佩带安全带、安全帽，使用前必须检查确认安全带、安全帽完好。雷雨天气严禁进行登高作业。室内施工维护作业必须注意用电安全，不能佩带手表、手链等金属品进行取电作业。Tra
62、nsmission & Transport NetworksTraining R1A TZY157广东和新科技有限公司第一章第一章 微波通信的基本介绍微波通信的基本介绍第二章第二章 微波通信的基本原理微波通信的基本原理第三章第三章 微波调制方式微波调制方式第四章第四章 微波频率规划微波频率规划第五章第五章 微波中继站微波中继站第六章第六章 微波设备及维护简介微波设备及维护简介第七章第七章 无线光通信无线光通信FSOTransmission & Transport NetworksTraining R1A TZY159广东和新科技有限公司 FSO能支持155Mbps10Gbps的传输速率，目前商
63、用设备的传输速率为155Mbps； FSO传输距离可达24公里，但通常在一公里有稳定的传输效果。 由于激光具有直线性和窄波束的特点，FSO主要用于点对点视距传输。使用时，要求通信两点间必须无阻碍，任何对光束的遮挡都将对通信造成影响。同时，要求两端设备对准且固定牢稳，以保证对光信号的直接有效接收。 由于采用激光通信，信号方向性强，能量集中，不向空中其它方向产生辐射，因此，FSO系统不会同频干扰，即使链路交叉也不影响通信，因此，同一地点可以装多套FSO设备。 FSO是物理层传输设备，以光为传输媒介，任何传输协议均可容易地叠加上去，对语音、数据、图像等业务可以实现透明传送。 Transmission
64、 & Transport NetworksTraining R1A TZY160广东和新科技有限公司FSOFSO的一些优点：的一些优点： 1）快速链路部署。FSO的无线接收器大小如同一部保安摄像机，可以轻而易举地安装在屋顶、屋内甚至窗外。 2）无需频谱许可证。无线光通讯因设备间没有信号的相互干扰，故无需像无线电通讯（如微波、LMDS）那样申请频率许可证。 3）安全保密性强。FSO的波束很窄，定向性非常好，非可视光，夜间也无法发现，因此无法探测到链路的位置，更不存在窃听的可能性。并且用户到集线器之间的链路通常是加密的，安全保密性较强。 4）协议透明。FSO以光为传输媒介，任何传输协议均可容易地叠
65、加上去，对语音、数据、图像等业务可以做到透明传送。 FSO的设置施工简单，短时间内可实现点对点大容量通信，因此，对于大容量的临时线路，以及灾害后的通信恢复工程是一种有效的选择。FSOFSO的缺点：的缺点： 1）FSO 由于在空气中传输衰减大，在大雾天等天气情况不好的时候可能无法使用，只适合短距离传输。 2）FSO两端设备需要严格视通，容易受环境因素影响造成通信中断。 3）FSO两端的设备需要精确对准，不适合铁塔之类的场合安装使用。Transmission & Transport NetworksTraining R1A TZY161广东和新科技有限公司FSOFSO通信技术的发展通信技术的发展
66、为克服恶劣天气对光传播的影响，目前有FSO厂家研究使用 T-RAY频段，这一频段与红外光极其接近。工作在这一频段的FSO设备可以将无线电波和可见光的优点结合起来，在浓雾天气中也可以高速传输数据。目前，T-RAY频段的光通信设备还在研制阶段。 同时，另一类工作在W频段的无线通信设备已经面世。 W频段微波设备也有其弱点：大雾奈何不了它，但雨天对它则有很明显的影响。因此，在部署这类设备前，要分析当地降雨的年平均分布规律。显而易见，在终年无雨的地区，W频段设备是最佳选择，在常年没有雾的地区，用FSO最合适。除此之外，把二种设备结合起来使用是最现实的选择。 现在，已有厂商推出了结合FSO技术和W频段无线技术的复合型产品，在极端天气出现时，设备可自动在FSO和W频段模式间切换。在一般天气里，两类设备同时运行，其中一台作为冗余备份，这一方面可将可靠性从单台的99%提高到99.99%，另一方面还可防止意外的光线遮挡。Transmission & Transport Networks
