数字微波通信的基本特征是什么?它的发展趋势如何?
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数字微波通信(digital microwave communication)基于时分复用技术的一类多路数字通信体制。可以用来传输电话信号,也可以用来传输数据信号与图像信号。与数字微波通信相对应的是它的前身——模拟微波通信,它是基于频分复用技术的一类多路通信体制,主要用来传输模拟电话信号和模拟电视信号(见载波通信)。数字微波通信具有两大技术特征:①它所传送的信号是按照时隙位置分列复用而成的统一数字流,具有综合传输的性质。②它利用微波信道来传送信息,拥有很宽的通过频带,可以复用大量的数字电话信号,可以传送电视图像或高速数据等宽带信号。由于微波电磁信号按直线传播,数字微波(模拟微波也如此)通信可以按直视距离设站(站距约50千米),因此,建设起来比较容易。特别在丘陵山区或其他地理条件比较恶劣的地区,数字微波通信具有一定的优越性。在整个国家通信的传输体系中,数字微波通信也是重要的辅助通信手段。
微波通信技术问世已半个多世纪,它是在微波频段通过地面视距进行信息传播的一种无线通信手段。最初的微波通信系统都是模拟制式的,它与当时的同轴电缆载波传输系统同为通信网长途传输干线的重要传输手段,例如我国城市间的电视节目传输主要依靠的就是微波传输。70年代起研制出了中小容量(如8Mb/s、34Mb/s)的数字微波通信系统,这是通信技术由模拟向数字发展的必然结果。80年代后期,随着同步数字系列(SDH)在传输系统中的推广应用,出现了N×155Mb/s的SDH大容量数字微波通信系统。现在,数字微波通信和光纤、卫星一起被称为现代通信传输的三大支柱。 随着技术的不断发展,除了在传统的传输领域外,数字微波技术在固定宽带接入领域也越来越引起人们的重视。工作在28GHz频段的LMDS(本地多点分配业务)已在发达国家大量应用,预示数字微波技术仍将拥有良好的市场前景。
微波属于通信的一种传输方式,对于数字微波通信技术来说,便是以微波为途径,然后完成对数字信息的传输。同时,通过对电波空间的利用,可以对各类不具关联性的信息实现传送。发展至今,数字微波通信技术成为了一项应用广泛的技术。该技术具备多方面的作用,比如完成电话信号、数据信号及图像信号的传输等。
一、数字微波通信技术的发展
微波通信技术问世已半个多世纪,它是在微波频段通过地面视距进行信息传播的一种无线通信手段。
最初的微波通信系统都是模拟制式的,它与当时的同轴电缆载波传输系统同为通信网长途传输干线的重要传输手段,随着技术的不断发展,除了在传统的传输领域外,数字微波技术在固定宽带接入领域也越来越引起人们的重视。工作在28GHz频段的LMDS已在发达国家大量应用,预示数字微波技术仍将拥有良好的市场前景。
二、数字微波通信技术的特点分析
数字微波通信技术具备多方面的特点,具体表现如下:
1、抗干扰。
数字微波通信技术具备强烈的抗干扰能力,不会有线路噪声累积。数字信号所具备的再生功能,可以使数字微波当中继通信的线路噪声避免逐站累积。如果由于干扰让数字信号发生误码,则在以后传输中要想使误码问题得到有效解决,则非常困难。因此,误码便会呈现逐站积累的趋势。
2、保密性。
数字信号极易进行加密,数字微波通信设备有扰码电路的应用,同时可以结合具体情况完成加密电路的设置。并且,基于数字微波通信当中,所应用的天线具备非常强烈的方向性。因此在与数字微波射线方向发生偏离的情况下,是无法获取微波信号的。
3、节能降耗。
由于数字微波通信设备不会占用很多空间,因此具备节能降耗的特点。
4、易构建数字通信网。
基于数字微波通信技术系统当中,能够进行数字信息的传递,并且,还能够通过对计算机的应用,对不同种类的信息进行控制及传递。
三、数字微波通信技术的发展分析
(一)数字微波通信技术的发展现状
初始阶段,微波通信系统均为模拟制式,与同轴电缆载波传输系统具有相似性,均为通信网长途传输干线的主要传输模式。大致上分析,在我国,城市之间电视节目的传输便是借助微波传输的。到了20世纪80年代末,在传输系统过程中,同步数字系列的应用越来越广泛,同时数字微波通信系统的容量也越来越大。随着科学技术的突飞猛进,在固定宽带接入领域当中,数字微波通信技术得到了广泛的应用。由此表明,数字微波通信技术具备优良的发展前景。
(二)数字微波通信技术的发展方向
由于数字微波通信技术本身具备的不同特点,其发展方向也呈现了多样化的特点,具体表现如下:
1、实现QAM调制级数的提高。对于目前的数字微波通信技术来说,要想使其频谱利用率得到有效提高,一般需要利用多电平QAM,即为正交幅度调制。现状下,主要使用的为512QAM,未来可能会使用1024QAM或2048QAM。以此作为基础,在信道滤波器的设计方面也有了更高的要求,要求其余弦滚降系数可以维持在一定的程度。
2、网格编码调制技术与维特比检测技术的应用。要想使系统误码率实现有效降低,便需要使用具有复杂特点的纠错编码技术。但是,利用该技术会降低频带的利用效率。因此,网格编码调制技术便在其中起到了实质性的处理作用。在使用网格编码调制技术的基础上,还需要使用维特比算法完成解码。就目前而言,在高速数字信号传输过程中,使用该类解码算法具有一定的难度。
3、自适应时域均衡技术的应用。要想使码间干扰率得到有效降低,便需要使用自适应时域均衡技术,该技术具备高性能及全数字化等多方面的优势。同时,使用该技术还能够使正交干扰与多径衰落等问题在一定程度上实现有效避免。
4、多载波并联传输技术的应用。要想使发信码元的速率实现有效降低,同时使传播色散造成的影响实现有效避免,应用多载波并联传输技术便有着实质性的作用。同时,该技术还可以使瞬断率实现有效降低,一般降低至改变前的1/10。另外,随着数字微波通信技术的发展,发信功放非线性预校正等也能够得到极为广泛的应用。
四、数字微波通信技术的应用探究
数字微波通信具备多方面的特征,包括组网便利、建设周期短及耗费成本较低等。现状下,数字微波通信技术应用广泛,并且具备多方面的作用,具体表现如下:
1、可当作干线光纤传输的备份及补充。一般情况下,当干线光纤传输系统遭遇自然灾害时,点对点的SDH微波及PDH微波可以完成及时有效的修复。
2、能够为用户提供基本的业务信息。在农村、海岛一些偏远地区中,数字微波通信技术能够得到有效应用,进一步为用户提供基本的业务信息。
3、可在城市内的短距离支线连接中应用。包括了通信节点间的连接、基站控制器和基站间的联通等。
4、能够实现宽带无线接入。宽带无线接入技术作为一种优良的通信技术,具备快捷且方便的特点,在高速数据业务竞争中,该技术也具备一定的应用价值。比如LMDS技术,即为本地多点分配业务技术,该技术具备快速启动的优势,只需耗费较低的建设费用,便能够在很短的时间内使组网实现有效完成。
用户终端,直接为用户所使用的终端设备,如自动电话机、电传机、计算机、调度电话等。
交换机。这是用于功能单元、信道或电路的暂时组合以保证所需通信动作的设备,用户可通过交换机进行呼叫连接,建立暂时的通信信道或电路。这种交换可以是模拟交换,也可以是数字交换。目前,大容量干线绝大部分采用数字程控交换机。
数字电话终端复用设备(即数字终端机)。其基本功能是把来自交换机的多路信号变换为时分多路数字信号,送往数字微波传输信道,以及把数字微波传输信道收到的时分多路数字信号反变换为交换机所需的信号,送至交换机。对于PDH系统,一般采用编码调制数字电话终端机,它还包括二次群和高次群复接器、保密机及其他数字接口设备,按工作性质不同,它可以组成数字终端或数字分路终端机。而对于SDH系统,则采用SDH数字复用设备,简称SDH设备,它由一些基本功能块灵活地组成不同类型的总的设备。图中的数字分路终端机可由分插复用器(ADM)来替代。
微波站。按工作性质不同,它可分成数字微波终端站、数字微波中继站和数字微波分路站。有两个以上方向的上,下话路的微波站则称之为数字微波枢纽站。SDH微波终端站的发送端完成主信号的发信基带处理(包括CMI/NRZ变换、SDH开销的插入与提取,微波帧开销的插入及旁路业务的提取等)、调制(包括纠错编码、扰码及发信差分编码等)、发信混频及发信功率放大等;终端站的收信端完成主信号的低噪声接收(根据需要可含分集接收及分集合成)、解调(含中频频域均衡、基带或中频时域均衡、收信差分译码、解扰码、纠错译码等)、收信基带处理(含旁路业务的提取、微波帧开销的插入与提取石DH开销的插入与提取、NRZ/CMI变换等)。在公务联络方面,终端站具有全线公务和选站公务两种能力。在网络管理方面,终端站可以通过软件设定为网管主站或主站,收集各站汇报过来的信息,监视线路运行质量,执行网管系统配置管理及遥控、遥测指令,需要时还可通过Q3接口与电信管理网(TMN)连接。终端站基带接口与SDH复用设备连接,用于上、下低价支路信号。终端站还具有备用倒换功能,包括倒换基准的识别,倒换指令的发送与接收,倒换动作的启动与证实等。
数字微波中继站。主要完成信号的双向接收和转发。有调制、解调设备的中继站,称再生中继站。需要上、下话路的中继站称微波分路站,它必须与SDH的分插复用设备连接。再生中继站具有全线公务联络能力,以及向网管系统汇报站信息。线路运行质量的能力,并可执行网管系统的配置管理及进行遥控及遥测。再生中继站也可以上、下旁路业务信号。二、数字微波采用的关键技术