微波接力通信系统又称“
微波中继通信系统”,“
地面微波接力通信系统”。用频率为1000〜30000MHz的电磁波依靠地面视距接力站转接进行远距离通信的系统。相邻两个接力站之间的距离通常为40〜60km。当地形有利时,两接力站之间的距离可加大,但是一般不超过100〜150km。具有通信容量大、外界电磁干扰小、电波传播稳定等优点。根据基带信号形成不同可分为模拟微波接力通信系统和
数字微波接力通信系统。前者采用频分制同时传送多路信号,射频调制多采用调频制;后者采用时分制传送多路信号,射频调制多采用数字调相制或正交调幅制,与前者相比较具有传输质量高、终端设备经济、保密性能好等优点,但是也存在占用频带较宽,频带利用率不髙的缺点。
组成
微波接力通信系统是由一系列
微波站组成。微波站可分为终端站、中继站和分转3 种。终端站是线路两端点的站或有支线时的支线终点站。终端站只对一个方向收发,全上下话路。中继站只完成信号的放大与转接。中继方式可分为基带转接、中频转接和微波转接。一般接力站可无人值守,并由终端站对它们进行遥测和遥控。分路站是能上下话路又有转接功能的中继站。
特点
微波接力通信系统典型的工作频段有2GHz,4 GHz,6 GHz,7 GHz,8 GHz,11 GHz,15 GHz,20 GHz等。它具通信频带宽,通信容量大,它不受天电和工业干扰以及太阳黑子变化的影响,通信的可靠性较高,传输质量好,同时与其他波长较长的无线通信以及有线通信相比,能较方便地克服地形带来的不便,有较大的灵活性,且成本较低,施工周期短和便 于维护等。尤其适用于自然条件不利或遭受自然灾害的地区,以及网络结构发生变化的时候,在公网和专网中占有重要地位。
分类
根据基带信号的不同,微波接力通信系统可分为模拟接力通信系统与数字接力通信系统。模拟系统采用
频分多路复用,调制方式必须是线性调制,一般射频调制采用调频制。但随着数字网的发展,模拟系统已逐渐被数字系统所替代。数字微波接力系统采用时分多路复用,射频调制在中小容量时,常采用移相键控;在大容量时,常采用多进制移相键控和多进制正交调幅等技术。
数字微波 由于数字微波接力通信具有抗干扰能力强、无噪声积累,其数字信号又便于存储、处理、加密和交换,便于接入
综合业务数字网,且设备便于固体化、功耗低、体积小。因此,数字微波接力通信已取代模拟微波接力通信。
数字微波接力通信中使用的
同步数字系列(SDH)是新一代传输网体制,它是通信容量不断迅速增长的产物,它具有传输容量大、组网灵活、长途传输质量优良等突出优点,因此已被广泛采用。为了使今后的数字微波接力通信适应新一代传输网体制的要求,
数字微波接力通信系统的SDH体制正在逐布改造,取代原来所使用的PDH(
准同步数字系列)体制。
提高SDH微波传输容量和性能的关键是对超高电平调制、高性能时域和频域均衡、高交叉极化鉴别度天线和交叉极化抵消器等技术的研究。
发展趋向
主要是:
①高频段的开发和数字化。10~20GHz 频段的数字微波系统已投入使用。 40GHz频段也已用于城市内电视中继传输系统。调制方式有脉码调制-调频(PCM-FM)或脉码调制-移相键控(PCM-PSK)以及脉码调制-正交调幅(PCM-QAM)等。在大容量数字微波通信系统中,由多经传输引起的衰落,不但使信噪比变坏,而且产生幅度失真和相位失真,导致误码率恶化。因此,除采用空间分集、频率分集等抗衰落措施外,还发展了自适应均衡技术,用以减小失真的影响。
②数-模兼容技术的应用。在原模拟微波系统上利用话路基带上下频段,开拓话上数据和话下数据,或把模拟波道直接改造为数字波道。
③设备固态化和低功耗。大功率砷化镓场效应管的出现,
微波集成电路和微带技术的应用,实现了接收-发射机的全固态化和集成化,使微波接力通信系统的可靠性更高,适应性更强,而且它的总功耗仅为几十瓦,有利于使用新能源(太阳能电池、风力发电、燃料电池等)。
④提高微波频谱的有效利用率。调频制已达到每个波道传输3600话路,而采用单边带调幅,则可使每个波道传输6000话路,数字微波通信也由于采用8PSK和16QAM等调制方式,使每个波道传输码率达到2×34Mb/s和140Mb/s。
⑤中继站的无人值守和系统的自动化管理。器件的长寿命、设备的高可靠性和微秒级波道转换开关的出现,为中继站的无人值守创造了条件。借助于遥信、告警系统和计算机,不但可以监视全系统的运行情况,而且可以实现自动化管理。一个终端站(或枢纽站)一般可以管理几十个以至上百个中继站,从而提高了工作效率,降低了维护费用。
⑥天线和馈线的发展。早期采用透镜天线,20世纪50年代中期开始采用喇叭
抛物面天线,此后陆续出现双反射型的卡塞格林天线、多波段天线(4、6、7GHz频段共用,或4、6、11GHz频段共用)和安德鲁天线系统。安德鲁天线系统采用在反射抛物面上加边,内放
微波吸收材料的方法,可抑制旁瓣辐射达20dB左右。近几年发展的圆号角型天线,无论在宽频带性能上,背向辐射防卫度上和天线本身驻波比指标上,都优于前面几种天线,是一种很有发展前途的天线。2GHz以下的频段,多采用同轴型馈线;2GHz以上的频段,则多应用波导馈线。矩形波导馈线,波型传输稳定,但衰耗较大,适用于短馈线系统;圆波导馈线,衰耗虽小,但必须直线装设;椭圆波导馈线,其衰耗介于上述两者之间,可以制成整根软波导管,安装方便,是一种良好的馈线。