微波射頻網(wǎng)[微波系統(tǒng)基礎(chǔ)知識

1、微波系統(tǒng)基礎(chǔ)知識宋巍宋巍目錄 一.微波基礎(chǔ)知識 二.產(chǎn)品介紹 三.工程應(yīng)用一.微波基礎(chǔ)理論 1、數(shù)字微波通信是什么 2、數(shù)字微波傳輸?shù)奶攸c 3、微波的傳輸方式 4、微波傳播的極化特性1、數(shù)字微波通信是什么 微波是指波長為1m 1mm，即頻率從300MHz 300GHz范圍內(nèi)的電磁波，微波通信就是利用微波作為載體來攜帶信息并通過空間電波進(jìn)行傳輸?shù)囊环N無線通信方式。當(dāng)攜帶的信息是模擬信號時稱為模擬微波，攜帶的信息是數(shù)字信號時稱為數(shù)字微波通信 數(shù)字微波是數(shù)字通信與微波通信的結(jié)合模式。以微波作為載體，傳送取值（或狀態(tài)）是離散的、可數(shù)的脈沖形式信號的基帶數(shù)字信號。 2、數(shù)字微波傳輸?shù)奶攸c 1）、抗干擾能

2、力強(qiáng)，線路噪聲不累積 由數(shù)字通信原理得知，數(shù)字信號是可以再生的，因此數(shù)字微波通信中的中繼站大多采用再生中繼方式，只要中繼站接收到的信號干擾沒有大到對信嗎判決產(chǎn)生影響的程度，經(jīng)過判決識別后，就可以把干擾清除掉，再生出與發(fā)端一樣的干凈波形，向下一站轉(zhuǎn)發(fā)，正是數(shù)字信號的再生使數(shù)字微波中繼通信的線路噪聲不逐站積累。但必須指出的是，一旦干擾對數(shù)字信號造成了誤碼，那么在以后的傳輸過程中被糾正過來的可能性很小，因此誤碼是逐站累積的 。2、數(shù)字微波傳輸?shù)奶攸c 2）、保密性強(qiáng) 數(shù)字微波中繼通信的保密性強(qiáng)表現(xiàn)在兩個方面；一是數(shù)字信號易于加密，除了在設(shè)備中已采用擾碼電路外，還可以根據(jù)要求加入相應(yīng)的加密電路。二是微波

3、通信中使用的天線方向性好，因此偏離微波射線方向是接收不到微波信號的 2、數(shù)字微波傳輸?shù)奶攸c 3）、便于組成數(shù)字通信網(wǎng) 數(shù)字微波通信系統(tǒng)中傳輸?shù)氖菙?shù)字信息，便于與各種數(shù)字通信網(wǎng)相連，并且可以用計算機(jī)控制各種信息的交換 2、數(shù)字微波傳輸?shù)奶攸c 4）、設(shè)備體積小，功耗低 數(shù)字微波中繼通信設(shè)備體積小，功耗低的主要表現(xiàn)在兩個方面：一是因為傳輸?shù)氖菙?shù)字信號，所以設(shè)備中大量采用集成電路，使得設(shè)備的體積變小，電源的損耗降低；二是數(shù)字信號的抗干擾能力強(qiáng)，這樣就可以減小微波設(shè)備的發(fā)信功率，從而使功放體積變小，功耗降低 2、數(shù)字微波傳輸?shù)奶攸c 5）、占用頻帶寬 數(shù)字通信比模擬通信占用的信道頻帶寬。以電話通信為例，一

4、路模擬電話通常占用4kHz帶寬，而一路數(shù)字電話（速率為64kbit/s）在理想情況下至少需要32kHz的傳輸帶寬，這是模擬電話帶寬的8倍，因此在同等傳輸帶寬的情況下，數(shù)字微波通信系統(tǒng)的傳輸容量要小于模擬微波通信系統(tǒng)。目前隨著新的調(diào)制技術(shù)的發(fā)展以及頻帶壓縮技術(shù)的應(yīng)用，數(shù)字微波通信系統(tǒng)的這一不足正在得到改善。 3、微波的傳輸方式 1) 、地面波傳播 電波沿著大地與空氣的分界面?zhèn)鞑?地面波傳播3、微波的傳輸方式 2) 直射波傳播：到達(dá)接收點的電波有兩路，一路是經(jīng)地面反射后到達(dá)接收天線的地面反射波，另一路是由發(fā)射天線直接到達(dá)接收天線的直射波，后者也叫視距內(nèi)的直射空間波 直射波傳播3、微波的傳輸方式 3

5、) 空間波傳播：電波離開天線后，射向高空傳播，經(jīng)過大氣上空電離層的反射，折回到接收點。當(dāng)頻率很高時，射向電離層的電波將穿越電離層，去而不返 空間波傳播電離層3、微波的傳輸方式 4) 散射傳播：電波離開反射天線后，當(dāng)遇到低空大氣層或電離層中的不均勻介質(zhì)時，發(fā)生散射，其中只有一部分電波到達(dá)接收點 散射波傳播散射體4、微波傳播的極化特性 無線電波是由隨時間變化的電場和磁場所組成，電場和磁場相互依存，相互轉(zhuǎn)化，形成統(tǒng)一的時變電磁場體系，時變電磁場以波動的形式在空間存在和運動，因此稱為電磁波或無線電波。 無線電波具有一定的極化特性，所謂波的極化就是指電場矢量E在空間的取向，無線電波有三種不同的極化形式。

6、4、微波傳播的極化特性 1)線極化：指電場矢量E的端點隨時間t的變化軌跡保持在一條直線上。若這條直線與地面平行，則稱為水平極化；若與地面垂直，稱為垂直極化；水平極化和垂直極化是彼此相互正交的兩個函數(shù)。如圖所示。 垂直極化和水平極化EE4、微波傳播的極化特性 2)圓極化：指電場矢量E的端點隨時間t的變化軌跡為一個圓，從垂直于傳播方向的任意固定平面上向傳播方向觀察，若電場矢量E的旋轉(zhuǎn)變化方向為順時針，稱為右旋極化；反之，稱為左旋極化，左旋極化和右旋極化是兩個彼此正交的函數(shù)。 4、微波傳播的極化特性 3)橢圓極化：是極化波的一般形式，線極化波和園極化波都可以看做是橢圓極化波的特殊形式 二.產(chǎn)品介紹1

7、、京信微波設(shè)備的組成2、京信公司目前有哪些微波產(chǎn)品 1、京信微波設(shè)備的組成 京信數(shù)字微波傳輸系統(tǒng)由：室外單元（ODU）、室內(nèi)單元（IDU）、天線、中頻電纜組成 ;其中：ODU用來變頻及放大 、IDU用來數(shù)據(jù)處理和調(diào)制解調(diào) 、天線負(fù)責(zé)微波信號的接收和發(fā)射 、中頻電纜負(fù)責(zé)室外單元（ODU）和室內(nèi)單元（IDU）之間的信號連接 。1、京信微波設(shè)備的組成 一跳京信數(shù)字微波系統(tǒng)組成框圖如下 ：IDUODU天線中頻電纜IDUODU天線中頻電纜ODUIDUIDUODU2、京信公司目前微波產(chǎn)品介紹 PDH系列：室內(nèi)型（8E1、17E1、32E1），室外型（17E1）； SDH系列：室內(nèi)型（STM-1、ADM），

8、室外型（STM-1）; IP微波系列：室內(nèi)型（17E1+IP混傳、32E1+IP混傳、34M純IP、100M/155M/165M純IP）；室外型（100M純IP、300M一體化）； PTN微波（100M、700M一體化）； 微波XRRU（GSM、WCDMA、CDMA） 以上幾類業(yè)務(wù)的微波設(shè)備可以根據(jù)當(dāng)?shù)責(zé)o委的頻率分配，可以工作在7/8/11/13/15/18/23/26GHz頻段。1）、PDH系列微波產(chǎn)品 PDH 系列傳輸容量豐富，涵蓋了目前所有PDH 應(yīng)用空間，包括4E1，8E1，17E1，32E1 和64E1 8E1 系列典型產(chǎn)品(室內(nèi)機(jī)型)17E1 系列典型產(chǎn)品（室內(nèi)機(jī)型）1）、PDH系

9、列微波產(chǎn)品 PDH系列微波產(chǎn)品主要特點有 1）、可變?nèi)萘啃停壕哂腥萘靠勺児δ?，結(jié)構(gòu)緊湊，用戶通過軟件設(shè)置容量，操作簡便 2）、全能型：可以支持1+0 設(shè)備平滑升級到1+1 設(shè)備，結(jié)構(gòu)緊湊 3）、中繼型：擁有了中繼連接以及交叉切換的功能，革新了微波傳統(tǒng)的中繼方式 4）、高密度型：提供高密度E1 端口，可直連更多數(shù)量的用戶E1 接口 5）、室外型：針對無機(jī)房應(yīng)用，全密封外殼可耐受嚴(yán)酷的室外工作環(huán)境，結(jié)構(gòu)小巧緊湊 2）、SDH產(chǎn)品系列 為適應(yīng)不斷增長的數(shù)字傳輸需求，推出自主研發(fā)的MASE Link SDH 大容量微波多業(yè)務(wù)傳輸平臺平臺設(shè)計，系列開發(fā)，支持多種業(yè)務(wù)類型不同業(yè)務(wù)模塊更換，節(jié)省整機(jī)投資 業(yè)

10、務(wù)模塊包括STM-1 模塊、ADM 模塊、純IP 模塊、IP 與E1 混合模塊等包括1+0 無保護(hù)和1+1 有保護(hù)兩種系統(tǒng)配置，為客戶提供可靠靈活的無線傳輸解決方案。 目前推出的SDH 系列典型產(chǎn)品有： 1)、STM-1型：標(biāo)準(zhǔn)STM-1 接口，很好的和其他SDH光網(wǎng)設(shè)備互通，滿足ITU-G.703標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)再生段開銷處理，復(fù)用段告警透傳，不影響其他光網(wǎng)的線路保護(hù)； 2）、集成型：在STM-1 傳輸功能上，集成了TM、ADM 的功能，功能強(qiáng)，投資??；3）、IP系列產(chǎn)品 京信的IP系列產(chǎn)品有：純IP系列和E1+IP系列兩大類 純IP系列產(chǎn)品：可以提供從8M300M 不同容量的IP 數(shù)據(jù)傳輸； E

11、1+IP系列產(chǎn)品：提供不同容量的E1 數(shù)據(jù)和IP 數(shù)據(jù)的混合傳輸；其中E1數(shù)據(jù)和IP數(shù)據(jù)共享其帶寬 4）、微波GRRU系列產(chǎn)品 在光纖資源缺乏的覆蓋場景，采用大容量數(shù)字微波傳輸GRRU 業(yè)務(wù)，與我公司的GRRU-1022 型GSM 數(shù)字射頻拉遠(yuǎn)系統(tǒng)一起，為移動運營商提供采用無線傳輸手段來完成信號覆蓋的解決方案，實現(xiàn)有線傳輸鏈路的備份和替代。 三.工程應(yīng)用 1、數(shù)字微波設(shè)備的主要應(yīng)用場景 2、在工程設(shè)計中常用到的，計算自由空間損耗、天線增益、接收電平儲備量及中斷概率的計算公式 3、數(shù)字微波系統(tǒng)的安裝調(diào)試流程 4、微波工程開通需要的測試工具光 纖微 波傳輸媒介光纖自由空間抗自然災(zāi)害能力弱強(qiáng)靈活性較

12、低高建設(shè)費用高低建設(shè)周期長短傳輸速率頻帶寬、速率高頻帶窄、速率低微波應(yīng)用方式微波應(yīng)用方式1、數(shù)字微波設(shè)備的主要應(yīng)用場景 移動基站回程傳輸：在野外的移動基站在接收無線信號之后，要將信號回傳到BSC以進(jìn)入核心網(wǎng)進(jìn)行傳輸，這個過程就叫做移動基站的回程傳輸。 光網(wǎng)絡(luò)補(bǔ)網(wǎng)：在傳輸光網(wǎng)絡(luò)和BSC之間，由于地理位置等其他原因，不便于鋪設(shè)光纜，則需要采用微波傳輸?shù)姆绞健?重要鏈路備份：在兩個主要傳輸站點之間，為了防止在光纜斷裂的情況下，將對信息傳輸?shù)挠绊懡档阶畹忘c，將微波傳輸作為光傳輸?shù)囊环N備份。 企業(yè)專網(wǎng)：由于某些特殊行業(yè)的限制，比如石油傳輸管道，或者電視信號在野外的中繼，由于條件限制，不能鋪設(shè)光纜，則需要

13、采用微波傳輸。 應(yīng)急通信：在保障戰(zhàn)備、搶險救災(zāi)、出現(xiàn)恐怖事件和通信網(wǎng)故障時，能臨時、機(jī)動地提供應(yīng)急服務(wù)的通信方式 。2、在工程設(shè)計中常用到的，計算自由空間損耗、天線增益、接收電平儲備量及中斷概率的計算公式 自由空間損耗的計算：L0=32.420lgd 20lgf 式中，d為站距（Km）； f為工作頻率（GHz）。 天線增益的計算：Ga 10 log 10(Df / c)2 式中，D為天線口徑（m）；f為工作頻率 (Hz)；c為光速(m/s)； 為天線效率，對拋物面天線而言，一般為0.50.7之間。 接收電平儲備量：F=Pt+G-L-Prth-X 式中，F(xiàn) 為衰落儲備（dB）；Pt為發(fā)射功率（d

14、Bm）；G為收發(fā)天線的增益之和；L為無衰落時的路徑損耗（dB）；Prth為接收機(jī)門限接收電平（dBm）；X 為允許的干擾惡化量（dB）。3、數(shù)字微波系統(tǒng)的安裝調(diào)試流程3、數(shù)字微波系統(tǒng)的安裝調(diào)試流程 1）、把安裝架固定在天線抱桿上；2）、將天線固定在U型固定架上；3）、確定天線的方位和極化方式和站型資料一致。4）、將ODU安裝在ODU安裝架上 ；5）、ODU的機(jī)殼接地；6）、安裝天饋避雷器并接地；7）、安裝IDU并作好接地；8）、安裝IDU和ODU的連接中頻電纜并固定。9）、檢測供電和電源設(shè)備要求是否相符，10）、做好各室外接頭的防水 4、微波工程開通需要的測試工具 筆記本電腦（最好帶有DB9串

15、口）、誤碼測試儀、CIT調(diào)測線，萬用表 、尖嘴鉗 、斜口鉗 、電烙鐵（可選）、焊錫絲、固定扳手、十字螺絲刀、一字螺絲刀、試電筆、安全帶、內(nèi)六角扳手、手電筒點對點的典型配置A站B站天線 1副O(jiān)DU 1臺IDU 1臺中頻電纜1根天線 1副O(jiān)DU 1臺IDU 1臺中頻電纜1根標(biāo)準(zhǔn)配置序號設(shè)備名稱設(shè)備型號數(shù)量1天線22ODUMLODU P13ODUMLODU N14IDUMLIDU086125中頻電纜低成本，適合于低端市場高級配置序號設(shè)備名稱設(shè)備型號數(shù)量1天線22ODUMLODU 13ODUMLODU 14IDUMLIDU 25中頻電纜具有更多的容量選擇，適合于高端市場全室外配置序號設(shè)備名稱設(shè)備型號數(shù)量1天線22ODUMLODU P13ODUMLODU P14IDUMLMDU0825中頻電纜建設(shè)成本低，適合于低端市場及應(yīng)急傳輸大容量配置序號設(shè)備名稱設(shè)備型號數(shù)量1天線22ODUMLODU P13ODUMLODU P14IDUMLIDU15525中頻電纜傳輸容量大，適合于