誰影響了微波通信的傳輸距離(共5頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上誰影響了微波通信的傳輸距離？前言近年來，隨著業(yè)界各微波設(shè)備廠家對(duì)微波通信傳輸系統(tǒng)的重視，在產(chǎn)品開發(fā)上做出的多項(xiàng)技術(shù)提升，不斷推動(dòng)微波向IP技術(shù)化演進(jìn)，同時(shí)滿足微波通信在企業(yè)網(wǎng)絡(luò)中的大帶寬、高可靠、好運(yùn)維等重點(diǎn)需求。而定位于G比特大帶寬、百公里長距離的IP Long Haul微波，更是在核心網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中起到了替代光纖資源、備份重要光鏈路的優(yōu)勢(shì)。在微波傳輸技術(shù)方案的研討過程中，很多業(yè)界技術(shù)人員都在提到同一個(gè)問題，關(guān)于微波這兩個(gè)天線之間，究竟能傳多遠(yuǎn)，是30km還是60km或者100km，甚至更遠(yuǎn)？眾所周知，企業(yè)對(duì)于微波傳輸承載，無外乎最關(guān)心兩個(gè)問題：一是傳多少，二是傳多遠(yuǎn)。

2、在傳多少的問題上，近年來隨著微波的不斷IP化發(fā)展演進(jìn)，出現(xiàn)了新一代的長距離大帶寬無線通信產(chǎn)物-IP Long Haul微波系統(tǒng)，該系統(tǒng)單個(gè)天線能支持高達(dá)16Gbps的業(yè)務(wù)容量，且同時(shí)支持E1, STM-1, STM-4, FE, GE等業(yè)務(wù)的接入，想必這樣的傳輸容量對(duì)于企業(yè)的微波傳輸需求是完全綽綽有余的。然而，同一條鏈路的傳輸容量提升，必定會(huì)影響該鏈路的傳輸距離。概述通常我們所說的傳統(tǒng)微波通信距離一般為0.1km-50km不等，這樣的距離是單指一跳微波的傳輸距離，中間無任何反射板或天線等微波中繼器。而這里我們提到的IP Long Haul微波在實(shí)際部署中一跳距離可高達(dá)50km或以上，當(dāng)然這些值

3、都是建立在兩端天線間的鏈路是視通直線的條件下。由于微波是在大氣中作視線傳播實(shí)現(xiàn)的通信，所以電波在自由空間的輻射和傳播理論、惠更斯-費(fèi)涅耳原理、電波傳播的費(fèi)涅耳區(qū)的理論、電波的干涉和極化、電波可能會(huì)受到大氣不均勻體的反射、可能會(huì)受到大氣層中形成的倒布層的影響、可能會(huì)由于大氣的介質(zhì)梯度的不規(guī)則變化使電波出現(xiàn)超常態(tài)的超折射、電波在不同性質(zhì)平地面上的反射、在光滑球面上繞射、在刃型單障礙物、在多障物情況下的傳播、電波在大氣傳播受大氣中的雨、霧的吸收、衰減理論等等。這些的總合就夠成了微波在空間的傳播理論，當(dāng)然這些也是我們?cè)谖⒉ㄦ溌穼?shí)際部署中需要考慮的外界環(huán)境情況。除了上文提到的外界環(huán)境因素，我們還不得不重

4、點(diǎn)考慮微波設(shè)備本身的幾個(gè)重大因素。影響傳輸距離的五大主要因素主要影響因素：空間損耗、天線增益、饋線損耗、發(fā)射功率和接收靈敏度。ü 空間損耗：由自然界環(huán)境因素決定。ü 天線增益、饋線損耗、發(fā)射功率和接收靈敏度都是由微波設(shè)備決定。如上圖，一跳微波鏈路的傳輸，理論上看，至少需要保證如下公式：（發(fā)射功率 - 接收靈敏度 + 天線增益 - 饋線損耗）- 空間損耗 > 0當(dāng)然為保證微波傳輸?shù)膶?shí)時(shí)穩(wěn)定可靠，我們?cè)谧兓媚獪y(cè)的外界環(huán)境鏈路部署中會(huì)根據(jù)鏈路的長短來預(yù)留一定的衰落儲(chǔ)備。一般我們會(huì)考慮30-50dB不等，衰落儲(chǔ)備值越高，鏈路越能經(jīng)受住惡劣天氣的影響。1，空間損耗空間損耗，由自

5、然界因素決定。其主要包含這三類子因素：自由空間衰落、障礙物與地形、天氣（雨、雪、霧）。Ø 子因素1：自由空間衰落。電波隨在自由空間距離擴(kuò)散而產(chǎn)生的衰耗叫自由空間損耗。自由空間是理想的真空空間，在此空間中電波不會(huì)產(chǎn)生反射、折射和散射等現(xiàn)象。計(jì)算公式：自由空間衰落Ls（dB）=92.4+20logF+20logDF：發(fā)射頻率，單位GHz（注：這里提到的微波頻率一般都是指從6GHz開始，下文同義）D：傳輸距離，單位Km如：7GHz頻率信號(hào)傳輸30公里的損耗Ls=92.4+16.9+29.54=138.84 （dB）再看大氣對(duì)微波的衰減情況：大氣對(duì)微波的衰減隨頻段不同而不同，常用頻段中23

6、G衰減最大。大氣衰減和真空對(duì)微波的衰減都影響微波傳輸距離，且兩個(gè)都需要考慮。Ø 子因素2：障礙物與地形。l 這里所指的障礙物，并非是能夠擋住兩個(gè)天線之間直線鏈路的障礙物，而是指的能夠擋住兩個(gè)天線間反射路線的障礙物。 （因?yàn)閾踝∵@個(gè)直線鏈路了就根本無法通信，而擋住反射路線則可以抗有效反射，傳輸效果更佳）如圖：l 地形的影響，也是針對(duì)微波反射線路的一個(gè)籠統(tǒng)描述。我們大致將不同的地形按照反射系數(shù)從低到高分為如下四類： A類-山地或建筑物密集的城市（反射系數(shù)最小，最適合微波傳輸） B類丘陵，地面起伏比較平緩（反射系數(shù)較小，適合微波傳輸） C類平原（反射系數(shù)較大，微波傳輸較難） D類大面積的水

7、面（反射系數(shù)最大，最不適合微波傳輸）Ø 子因素3：天氣（雨、雪和霧）在天氣中，雨、雪、霧是影響微波傳輸?shù)闹饕蛩?。小水滴或冰?duì)微波會(huì)造成散射衰耗。雨對(duì)微波影響最大：10G以下雨對(duì)微波幾乎無影響；10G以上，頻率越大，則雨衰越嚴(yán)重。雪、霧對(duì)微波影響相對(duì)較小。2，天線增益天線增益，是指可衡量天線輻射能量的集中程度,表示天線在空間某點(diǎn)的功率與一理想(無方向性)天線在同一點(diǎn)的功率之比,單位為dBi。 計(jì)算公式： 其中 Gain 單位 dB F 發(fā)射頻率，單位 GHz D 天線口徑，單位 m(天線效率)=天線的輻射功率/天線的輸入功率由公式可知,當(dāng)頻率一定時(shí),天線口徑增加一倍,天線增益增加6d

8、B,當(dāng)天線口徑一定時(shí),頻率增加一倍,天線增益也增加6dB。結(jié)論：頻率越小，天線口徑越大，則天線的增益就越高，那么同等條件下，傳輸距離就越遠(yuǎn)。3，饋線損耗微波系統(tǒng)目前主要流行有兩種安裝方式：分離式安裝和直扣式安裝。當(dāng)直扣式安裝時(shí)，不需要饋線連接。而這里我們考慮的饋線損耗，主要是指在實(shí)際應(yīng)用中，當(dāng)天線口徑需要用到大于1.8米，或一個(gè)天線后面會(huì)同時(shí)連接多個(gè)發(fā)射模塊時(shí)，這時(shí)就需要用到分離式安裝，將微波發(fā)射模塊和微波天線連接起來。這里用來連接的就是我們通常所說的軟波導(dǎo)，其損耗非常小，一般不到1dB，又因?yàn)榘l(fā)射模塊安裝在室外天線旁，其長度也僅1m左右。結(jié)論：頻率越小，饋線長度越短，則饋線的損耗就越小，那么

9、同等條件下，傳輸距離就越遠(yuǎn)。4，發(fā)射功率發(fā)射功率是指射頻模塊饋給天線的功率值,可通過波導(dǎo)-同軸轉(zhuǎn)換后使用功率計(jì)測(cè)量得到。在微波設(shè)備中對(duì)于發(fā)射功率主要規(guī)定三個(gè)指標(biāo)：最大發(fā)射功率，最小發(fā)射功率和靜默功率。一般鏈路規(guī)劃中，更關(guān)注的是最大發(fā)射功率值。發(fā)射功率的單位為dBm。結(jié)論：頻率越小，調(diào)制模式越低，則發(fā)射功率就越高，那么同等條件下，傳輸距離就越遠(yuǎn)。當(dāng)然，不同廠家的射頻模塊，在同一頻率同一調(diào)制模式下，發(fā)射功率不盡相同。5，接收靈敏度接收靈敏度是指系統(tǒng)在達(dá)到一定誤碼率時(shí)接收功率的值。一般情況下，考察誤碼率為10-6，10-9時(shí)的值。該值越小，表示系統(tǒng)接收能力越強(qiáng)。由中頻解調(diào)芯片和射頻模塊共同決定，單位是dBm。結(jié)論：頻率越小，調(diào)制模式越低，波道帶寬越低，則接收靈敏度就越小，那么同等條件下，傳輸距離就越遠(yuǎn)。同波道帶寬下，所傳輸業(yè)務(wù)容量越小，則接收靈敏度就越小，那么傳輸距離就越遠(yuǎn)。當(dāng)然，不同廠家的微波系統(tǒng)，在相同頻率、波道帶寬、調(diào)制模式下，接收靈敏度不盡相同?？偨Y(jié)總的來說，微波傳輸距離主要由以上五大因素決定。很容易看出，空間損耗屬于自然環(huán)境因素，微波更適宜在城市山地丘陵等地形長距離傳輸，而