龐陶婭

內(nèi)蒙古新聞出版廣電局微波傳輸總站 內(nèi)蒙古 呼和浩特市 010050

數(shù)字微波技術(shù)的發(fā)展前景

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微波是一種以空氣為媒介來(lái)進(jìn)行傳輸?shù)碾姶挪?，與衛(wèi)星和光纖并稱為通信傳輸三大技術(shù)手段。相較于衛(wèi)星和光纖通信傳輸方式，數(shù)字微波具備自身的屬性，社會(huì)需求較多，在一些特定的范圍內(nèi)成為人們備受關(guān)注的對(duì)象。雖然面臨著各種挑戰(zhàn)，未來(lái)數(shù)字微波仍會(huì)有廣闊的發(fā)展。

數(shù)字微波 技術(shù)進(jìn)步 優(yōu)點(diǎn) 發(fā)展前景

引言

通信傳輸技術(shù)，主要是由數(shù)字微波、衛(wèi)星和光纖所組成。自20世紀(jì)50年代以來(lái)，世界各國(guó)開(kāi)始研究微波傳輸技術(shù)，在不斷的技術(shù)革新中求突破，經(jīng)歷了從無(wú)到有，從模擬到數(shù)字，從數(shù)字的準(zhǔn)同步到同步的發(fā)展。微波傳輸技術(shù)發(fā)展的同時(shí)，設(shè)備也在更新?lián)Q代、日趨完善。

隨著通信傳輸技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)字微波正面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。但基于其諸多的優(yōu)點(diǎn)，未來(lái)數(shù)字微波通信仍是通信傳輸方式中不可或缺的一部分。

1 數(shù)字微波技術(shù)的概念

微波是一種以空氣為媒介來(lái)傳輸?shù)碾姶挪?，頻率在300MHz和300GHz之間，即波長(zhǎng)在1米到1毫米之間。因此，微波按波長(zhǎng)可分為特高頻的分米波、超高頻的厘米波以及極高頻的毫米波。

微波相較于其他電磁波，波長(zhǎng)相對(duì)較短，極易在空間傳輸中造成能量損耗。由于地球曲面的特性，微波只能直線傳播幾十千米。因此，在數(shù)字微波傳輸過(guò)程中，通常每隔一定的距離，為了解決微波視通問(wèn)題，需要設(shè)置一個(gè)微波中繼站。如果某地具有2個(gè)傳輸方向，因傳輸業(yè)務(wù)上下的需要，就需要設(shè)立微波分路站；若其中某地對(duì)多個(gè)方向傳輸微波信號(hào)，就必須設(shè)立微波樞紐站。這樣才能實(shí)現(xiàn)將微波信號(hào)放大、轉(zhuǎn)發(fā)并延伸的功能。每一對(duì)中繼站可視為一個(gè)小型的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)微波接力通信系統(tǒng)。如圖1所示。譬如在內(nèi)蒙古全境架設(shè)有微波通信干線網(wǎng)，干線網(wǎng)是由幾十個(gè)微波中繼站、分路站和樞紐站組成，從而實(shí)現(xiàn)微波信號(hào)的遠(yuǎn)距離、高質(zhì)量的傳輸，將廣播、電視的音視頻節(jié)目傳輸?shù)綎|部的鄂倫春和西部的額濟(jì)納，滿足全區(qū)廣大人民群眾的收聽(tīng)收看需求。

圖1 微波傳輸示意圖

2 數(shù)字微波技術(shù)的發(fā)展

20世紀(jì)50年代，微波通信技術(shù)開(kāi)始逐漸被世界各國(guó)開(kāi)發(fā)、研究、認(rèn)識(shí)并利用。美國(guó)的貝爾實(shí)驗(yàn)室研發(fā)并建設(shè)了首條模擬微波試驗(yàn)電路，開(kāi)創(chuàng)了模擬微波的先河。此后，加拿大、法國(guó)和意大利等國(guó)家相繼開(kāi)發(fā)并運(yùn)用了更加先進(jìn)的微波接力系統(tǒng)。

從1957年開(kāi)始，我國(guó)對(duì)模擬微波通信系統(tǒng)進(jìn)行研究開(kāi)發(fā)工作，相繼研發(fā)出60路、300路、600路以及960路微波系統(tǒng)。20世紀(jì)60年代末到70年代末，我國(guó)對(duì)PDH微波設(shè)備的研究探索，經(jīng)歷了從國(guó)外引進(jìn)再到自行研發(fā)建設(shè)的過(guò)程。

隨著微波通信的不斷發(fā)展，到20世紀(jì)80年代，微波系統(tǒng)開(kāi)始運(yùn)用更新的技術(shù)，促使微波通信傳輸形式和傳輸設(shè)備的數(shù)字化改造。在隨后的幾年，為了提升頻譜的使用效率，更高狀態(tài)的調(diào)制方式隨之被研發(fā)并運(yùn)用到實(shí)際工作中。

1986年，我國(guó)對(duì)模擬微波通信系統(tǒng)的研究，已經(jīng)從960路增加到1800路。隨后幾年，我國(guó)自行研制出了更高頻和更高速的模擬微波系統(tǒng)。

20世紀(jì)80年代末，ITU提出了統(tǒng)一歐洲和北美的SDH標(biāo)準(zhǔn)。SDH系統(tǒng)采用新的技術(shù)，使設(shè)備簡(jiǎn)約化。隨著SDH系統(tǒng)的應(yīng)用，數(shù)字微波通信出現(xiàn)。SDH系統(tǒng)的運(yùn)用大大加強(qiáng)了傳輸網(wǎng)絡(luò)的使用效率，因而，SDH微波系統(tǒng)得到了迅猛發(fā)展。

20世紀(jì)90年代初，我國(guó)在武漢市架設(shè)了自行研制的更高頻、更高速的模擬微波系統(tǒng)，模擬微波系統(tǒng)得到了長(zhǎng)驅(qū)的進(jìn)步，便捷、微型化的設(shè)備逐步取代老舊設(shè)備。

1992年起，我國(guó)也緊隨國(guó)際腳步，開(kāi)始研究SDH微波系統(tǒng)。之后的5年內(nèi)，經(jīng)歷了從國(guó)外引進(jìn)到自主開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)了我國(guó)SDH微波電路的突破。進(jìn)入21世紀(jì)，SDH微波電路已逐漸不再被大范圍使用。但是SDH微波在廣電行業(yè)仍發(fā)揮著舉足輕重的作用。

微波通信技術(shù)已經(jīng)在一些特定領(lǐng)域取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。目前，在西方發(fā)達(dá)國(guó)家大范圍使用高頻段微波傳輸數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，反映出數(shù)字微波技術(shù)在未來(lái)會(huì)更加全面發(fā)展。

3 數(shù)字微波技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

傳輸容量大、損耗極低和低成本的光纖通信工具已經(jīng)逐步成為一個(gè)國(guó)家的通信主干。然而，光纖通信不是盡善盡美，數(shù)字微波在通信方面具有相當(dāng)大的競(jìng)爭(zhēng)力。

3.1 設(shè)備安裝簡(jiǎn)易，建設(shè)速度快

光纖通信在建設(shè)時(shí)，需要進(jìn)行大規(guī)模的動(dòng)工；數(shù)字微波通信建設(shè)往往極其方便，放置微波設(shè)備的房間面積較小，易于安裝和維護(hù)。

3.2 能夠抵抗外來(lái)破壞因素

現(xiàn)今，影響公共安全的事件頻頻發(fā)生。特別是我國(guó)的個(gè)別地方經(jīng)常遭受各類(lèi)自然災(zāi)害的破壞，比如，地震、洪澇、泥石流和臺(tái)風(fēng)等，嚴(yán)重影響了人們的日常生活。

數(shù)字微波傳輸介質(zhì)是大氣空間，在傳播路徑上不易受破壞，外來(lái)因素影響相對(duì)較小。即使發(fā)生自然災(zāi)害或者人為破壞，事后恢復(fù)速度快，光纖通信則不具備鋪設(shè)條件。

3.3 受地理環(huán)境的限制較小

當(dāng)今，全球各國(guó)都在建設(shè)“智慧城市”。“智慧城市”的建設(shè)離不開(kāi)網(wǎng)絡(luò)。在網(wǎng)絡(luò)資源調(diào)配時(shí)，與光纖通信相抗衡的唯有數(shù)字微波通信技術(shù)。

光纖電纜鋪設(shè)成本過(guò)高，此外，電纜鋪設(shè)到地下需開(kāi)挖路面，在一些地區(qū)政府是不準(zhǔn)許的；微波通信站點(diǎn)建設(shè)只需在高樓樓頂架設(shè)設(shè)備即可。

在許多國(guó)家，廣袤的草原、森林、沙漠、山川、沼澤以及由于河流路面阻隔的地方，往往會(huì)考慮使用數(shù)字微波。數(shù)字微波以其特有的受地理?xiàng)l件制約小的特性，成為上述地區(qū)不可或缺的、唯一的信息傳播渠道，是光纖通信網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)有力的后盾。

3.4 配置容積小且能耗低

科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，使得數(shù)字微波傳輸設(shè)備擁有了更高的集成化和微型化，在整體鏈路上能耗變的更低。隨著社會(huì)的發(fā)展，大自然中的干擾源逐漸增多，由于數(shù)字微波的抗干擾能力更強(qiáng)，加快了其推廣利用。

4 數(shù)字微波技術(shù)的發(fā)展前景

相較于衛(wèi)星和光纖通信傳輸方式，數(shù)字微波具備其自身獨(dú)特屬性。未來(lái)，數(shù)字微波仍將會(huì)有非常廣泛的發(fā)展前景，主要從以下四個(gè)方面來(lái)體現(xiàn)。

4.1 快捷和大容量

采用正交頻分復(fù)用技術(shù)（OFDM）的移動(dòng)通信，對(duì)于高速寬帶互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)提出了進(jìn)一步發(fā)展要求。采取多種形態(tài)正交振幅調(diào)制技術(shù)（QAM）進(jìn)行調(diào)制的數(shù)字微波，快捷和大容量也是其發(fā)展的方向。4.2 高頻段

今后，更高的頻率波段是數(shù)字微波發(fā)展的方向。根據(jù)相關(guān)的信息，現(xiàn)在所利用的通信頻段已相當(dāng)?shù)膿矶?，因此，網(wǎng)速也變得更加的遲緩。微波傳輸設(shè)備廠家，為了應(yīng)對(duì)傳輸速度的遲緩，已向更高頻段的方向進(jìn)行技術(shù)研發(fā)。

4.3 更高集成化和微型化

根據(jù)通信技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)以及目前所存在的問(wèn)題可以判定，任何傳輸設(shè)備在幾十年之內(nèi)將更加的集成化和微型化。數(shù)字微波傳輸設(shè)備將使用體積更小、重量更輕、功率更大且能耗更低的集成電路，設(shè)備的天線將變的更小，有可能直接放在屋內(nèi)。

4.4 更低廉和更智能

世界格局的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)決定于智能化的步伐。數(shù)字微波技術(shù)利用無(wú)線技術(shù)等各種手段來(lái)降低其使用成本，進(jìn)而在人們的工作生活中被普遍使用。智能化的數(shù)字微波技術(shù)的應(yīng)用將根據(jù)客戶的需求以及任務(wù)之間隨意組合。

結(jié)束語(yǔ)

數(shù)字微波技術(shù)以其獨(dú)有的優(yōu)勢(shì)，在許多領(lǐng)域起著決定性作用，尤其在廣播電視行業(yè)，有不可磨滅的功勛且有力的推動(dòng)了廣電行業(yè)的不斷發(fā)展。隨著數(shù)字微波技術(shù)的深入研究以及應(yīng)用，進(jìn)一步加快了廣播電視產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)健康發(fā)展。

審稿人：王岳琪 內(nèi)蒙古新聞出版廣電局610臺(tái)正高級(jí)工程師

責(zé)任編輯：王學(xué)敏

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2096-0751（2016）11-0022-03

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