微波接力通信

微波接力通信

微波接力通信,利用300MHz以上頻段的電磁波,在對流層的視距範圍內的傳播,進行無線電通信的一種方式。通常使用分米波段和厘米波段。這種通信方式受地形和天線高度的限制,兩站之間的通信距離僅為50公里左右。因此利用這種通信方式進行長距離通信,必須建立一系列將接收到的信號加以變頻和放大的中繼站,接力式地傳輸到終端站。

主要構成

微波接力通信設備微波接力通信設備

微波接力通信,一條微波通信幹線包括終端站和若干箇中繼站。終端站的設備有天線、發射機、接收機和載波終端設備,中繼站一般只有天線、發射機和接收機。

天線都採用定向天線,增益約為40分貝。目前用得最多的有喇叭拋物面天線和卡塞格林雙反射面天線,用高頻同軸電纜或波導管與發射機或接收機相連。在一個微波站內,同一傳輸方向的收發,可以單獨裝設發射天線和接收天線,也可以共用一副天線。微波傳輸一般採用線極化(水平極化、垂直極化)波,因而相鄰波道或收發之間可採用不同的極化波。收發頻率和極化的合理配置,良好的天饋線系統極化去耦防衛度,應保證波道間和收發信系統間不因干擾而影響通信質量。

發射機由調製器、發信本地振盪源、發信混頻器和微波功率放大器等主要部件組成。調製器在模擬微波通信系統中多為調頻制,即用載波電話機輸出的模擬群頻信號控制器中副載頻的頻率,以形成調頻信號;在數字微波通信系統中則用調相制或正交調幅制,即用脈碼調製設備輸出的,由數位化話音信號組成的高次群數位訊號控制調製器中副載頻的相位,以形成調相或正交調幅信號。發信本地振盪源,一般採用晶振倍頻方式或直接微波空腔振盪方式產生的高穩定度單一微波。發信混頻器則將調製器輸出的調製信號與發信本振頻率進行混頻,使調製信號由中頻搬移到所需的微波頻段,再經功率放大器放大到發射機額定的輸出功率。

接收機由本地振盪源、收信混頻器、中頻放大器和解調器組成。收信本地振盪源的工作原理和採用的技術同發信本地振盪源類似。收信混頻器將接收到的微波信號和收信本地振盪信號差相轉為中頻,再經中頻放大器放大,然後送至解調器。解調器的功能和發射機的調製器相反,即把調製信號還原為原來的模擬群頻信號或數字脈碼調製高次群信號,然後再經這些基帶信號的相應復用設備還原為話音信號。

電視節目的傳送,在模擬微波通信系統中直接將視頻信號送入調製器進行調製;在數字微波通信系統中,則首先要經過模數轉換,將視頻信號碼化,然後再送入調製器。其他非電話業務(如傳真、電報、數據等)都在話路中傳輸,分別經相應的數據機或復用設備併入話器。

微波接力通信系統的中繼方式有兩類。第一類,是將中繼站收到的前一站信號,經解調後,再進行調製,然後放大,轉發至下一站。第二類是將中繼站收到的前一站信號,不經解調、調製,直接進行變頻,變換為另一微波頻段,再經放大發射至下一站。

通信特點

微波接力通信的通信容量大,建設費用低,不受地形限制,抗災害性強,能滿足各種電信業務(電話、廣播、傳真、電視、電報、數據)的傳輸質量要求。是通信網的重要組成部分。

發展歷史

20世紀50年代出現使用1GHz以下頻段的小容量微波接力通信系統。稍後,發展了2GHz和4GHz頻段,每波道可傳輸300~960個話路或一路電視(加伴音)的通信系統。60~70年代,採用長壽命行波管和微波積體電路等新器件,發展了4~6GHz波段,每波道可以傳輸2700個話路或一路彩色電視加四路伴音的大容量微波通信系統。70年代以來,隨著通信網的逐步數位化,數字微波接力通信系統也開始迅速發展,並獲得日益廣泛的套用。

中國自1958年開始研製2GHz頻段,每波道60話路的微波接力通信設備。其後,又研製4GHz頻段,每波道600話路和960話路的微波接力通信設備。70年代初,建成以北京為中心,連線27個省會城市的微波幹線。目前,大容量模擬微波接力通信已成為中國長途電信網的重要組成部分,中小容量的數字微波系統也在油田、礦山、電力幹線上廣泛套用。

技術特徵

主要是:
①高頻段的開發和數位化。10~20GHz 頻段的數字微波系統已投入使用。 40GHz頻段也已用於城市內電視中繼傳輸系統。調製方式有脈碼調製-調頻(PCM-FM)或脈碼調製-移相鍵控(PCM-PSK)以及脈碼調製-正交調幅(PCM-QAM)等。在大容量數字微波通信系統中,由多經傳輸引起的衰落,不但使信噪比變壞,而且產生幅度失真和相位失真,導致誤碼率惡化。因此,除採用空間分集、頻率分集等抗衰落措施外,還發展了自適應均衡技術,用以減小失真的影響。

②數-模兼容技術的套用。在原模擬微波系統上利用話路基帶上下頻段,開拓話上數據和話下數據,或把模擬波道直接改造為數字波道。

③設備固態化和低功耗。大功率砷化鎵場效應管的出現,微波積體電路和微帶技術的套用,實現了接收-發射機的全固態化和集成化,使微波接力通信系統的可靠性更高,適應性更強,而且它的總功耗僅為幾十瓦,有利於使用新能源(太陽能電池、風力發電、燃料電池等)。

④提高微波頻譜的有效利用率。調頻制已達到每個波道傳輸3600話路,而採用單邊帶調幅,則可使每個波道傳輸6000話路,數字微波通信也由於採用8psk和16QAM等調製方式,使每個波道傳輸碼率達到2×34Mb/s和140Mb/s。

⑤中繼站的無人值守和系統的自動化管理。器件的長壽命、設備的高可靠性和微秒級波道轉換開關的出現,為中繼站的無人值守創造了條件。藉助於遙信、告警系統和計算機,不但可以監視全系統的運行情況,而且可以實現自動化管理。一個終端站(或樞紐站)一般可以管理幾十個以至上百個中繼站,從而提高了工作效率,降低了維護費用。

⑥天線和饋線的發展。早期採用透鏡天線,20世紀50年代中期開始採用喇叭拋物面天線,此後陸續出現雙反射型的卡塞格林天線、多波段天線(4、6、7GHz頻段共用,或4、6、11GHz頻段共用)和安德魯天線系統。安德魯天線系統採用在反射拋物面上加邊,內放微波吸收材料的方法,可抑制旁瓣輻射達20dB左右。近幾年發展的圓號角型天線,無論在寬頻帶性能上,背向輻射防衛度上和天線本身駐波比指標上,都優於前面幾種天線,是一種很有發展前途的天線。2GHz以下的頻段,多採用同軸型饋線;2GHz以上的頻段,則多套用波導饋線。矩形波導饋線,波型傳輸穩定,但衰耗較大,適用於短饋線系統;圓波導饋線,衰耗雖小,但必須直線裝設;橢圓波導饋線,其衰耗介於上述兩者之間,可以製成整根軟波導管,安裝方便,是一種良好的饋線。

管理規定

設定使用微波接力通信台站管理規定

第一條為合理、有效地利用微波頻率資源,防止微波接力通信台站與同頻段其它無線電通信台站之間的相互干擾,根據《中華人民共和國無線電管理條例》的有關規定,制定本規定。

第二條本規定適用於設定、使用1000MHZ以上微波接力通信台站、一點多址微波通信台站和多路微波分配系統(MMDS)等類型的無線電固定台站

第三條微波頻率是有限的寶貴資源,應採取部門共用的原則,不按部門或系統分配專用頻段。

第四條建設微波接力通信台站,其路由選擇、台站設定、波道配置等技術指標應符合有關規定,並根據通信容量、通信距離、調製方式等因素進行合理安排。

第二章審批許可權第五條設定、使用對境外及港澳台地區通信的微波接力通信台站;設定、使用跨省(自治區、直轄市)通信的微波接力通信台站;中央國家機關(含其在京直屬單位)設定、使用的微波接力通信台站;在3400~7125MHZ頻段內設定、使用的微波接力通信台站,由國家無線電管理委員會辦公室審批。第六條除上述以外的省內通信的微波接力通信台站,由台站所在省(自治區、直轄市)無線電管理委員會辦公室審批,並報國家無線電管理委員會辦公室備案。第七條在邊境地區設定的微波接力通信台站,如需與其他國家進行頻率協調,由國家無線電管理委員會辦公室組織實施。

第三章申請和初審第八條由國家無線電管理委員會辦公室審批的微波接力通信台站的申請和初審程式是:(一)設定、使用微波接力通信台站的單位應在微波接力通信台站開始土建前一年向國家無線電管理委員會辦公室提出申請並提交為適應電磁兼容分析計算所需要的技術參數(包括設定微波接力通信台站的理由、通信任務、通信容量、調製方式、擬使用的頻段、擬建微波電路的路由圖和各微波站的站址、經緯度、天線高度等);(二)申請設台單位在向國家無線電管理委員會辦公室提交申請及上述資料時,應同時抄送該微波電路經由的各相關省(自治區、直轄市)無線電管理委員會辦公室;(三)國家無線電管理委員會辦公室在收到用戶申請及完整資料之日起開始進行審查並在兩周內向相關省(自治區、直轄市)無線電管理委員會辦公室和有關部門發出徵詢意見函;(四)國家無線電管理委員會辦公室按軍地協調有關規定,與全軍無線電管理委員會辦公室進行必要的協調;(五)初審的內容是:
1、是否符合我國頻率劃分表和微波通信波道配置與頻率使用的規定;
2、是否符合城市建設規劃要求,微波通道是否暢通;
3、與已批准過和正在審批的同頻段衛星地球站、微波台站及其他業務台站之間是否存在相互干擾;
4、是否需要與其他國家進行頻率協調;(六)各相關省(自治區、直轄市)無線電管理委員會辦公室和有關部門在收到徵詢意見函的3個月內將對第八條第(五)款第2和3項的審查意見報國家無線電管理委員會辦公室;(七)如果在上述期限內國家無線電管理委員會辦公室未收到審查意見或推遲期限的要求,則認為該無線電管理委員會辦公室或部門沒有意見;(八)國家無線電管理委員會辦公室在收到用戶的申請報告及完整資料之日起6個月內完成上述協調和初審工作,答覆用戶是否同意建設微波接力通信台站,發出頻率預指配通知或提出不同意設定該台站的理由。同時抄送相關省(自治區、直轄市)無線電管理委員會辦公室和相關部門。

第九條由省(自治區、直轄市)無線電管理委員會審批的微波接力通信台站的申請和初審程式是:(一)設定、使用微波接力通信台站的單位應在微波接力通信台站開始土建前一年向相關省(自治區、直轄市)無線電管理委員會辦公室提出申請並提交為適應電磁兼容分析計算所需要的技術參數(包括設定微波電路的理由、通信任務、通信容量、調製方式、擬使用的頻段、擬建微波電路的路由圖和各微波站的站址、經緯度、天線高度等);(二)相關省(自治區、直轄市)無線電管理委員會辦公室在收到用戶申請及完整資料之日起開始進行審查並在兩周內向相關單位發出徵詢意見的協調函;(三)初審的內容同上述第八條第五款;(四)各相關單位應在收到協調函的兩個月內將其意見報省(自治區、直轄市)無線電管理委員會辦公室,逾期即認為已完成與該單位的協調;(五)各省(自治區、直轄市)無線電管理委員會辦公室在初審的同時,將用戶申請及完整資料報國家無線電管理委員會辦公室,國家無線電管理委員會辦公室在接到該資料後審查該微波接力通信台站是否對中央國家機關(含其在京直屬單位)已建或正在辦理審批手續及正處於協調階段的微波接力通信台站產生干擾。如有干擾,國家無線電管理委員會辦公室在3個月內將審查意見函復有關省(自治區、直轄市)無線電管理委員會辦公室;(六)各省(自治區、直轄市)無線電管理委員會辦公室應主動與鄰省(自治區、直轄市)無線電管理委員會辦公室協調。對此類協調,被尋求協調的無線電管理委員會辦公室應於3個月內予以答覆,逾期即認為已完成協調;(七)各省(自治區、直轄市)無線電管理委員會辦公室在收到用戶申請及完整資料之日起6個月內完成上述協調和初審工作,答覆用戶是否同意建設微波接力通信台站,發出頻率預指配通知或提出不同意設定該台站的理由。同時報送國家無線電管理委員會辦公室,抄送相關省(自治區、直轄市)無線電管理委員會辦公室和相關單位。

第四章審批第十條申請單位應在收到相關無線電管理委員會辦公室的頻率預指配通知後兩個月內向該無線電管理委員會辦公室提交電磁環境測試報告;“設定無線電台站申請表”和“微波站技術資料申報表”。

第十一條如不需要進一步協調,國家無線電管理委員會辦公室或省(自治區、直轄市)無線電管理委員會辦公室將在1個月內通知申請單位獲取正式批覆檔案,交納頻率占用費。國家無線電管理委員會辦公室在發出正式批覆檔案的同時,抄送相關的省(自治區、直轄市)無線電管理委員會辦公室和相關的中央國家機關(含其在京直屬單位)。省(自治區、直轄市)無線電管理委員會辦公室應在發出正式批覆檔案的同時,抄報國家無線電管理委員會辦公室和抄送有關的省(自治區、直轄市)無線電管理委員會辦公室。如需進一步協調,本條所述日期可以適當延長。

第十二條臨時設站(一)臨時設定、使用微波接力通信台站的使用期限一般不超過6個月;(二)臨時設定、使用微波接力通信台站,應參照本規定前述各條的有關規定,在啟用日期30天之前,提交申請和完整的技術資料,進行必要的審查和協調,並辦理臨時設台手續,交納頻率占用費。

第五章執照的辦理第十三條由國家無線電管理委員會辦公室批准設定的各類微波接力通信台站,其申請單位自收到正式批覆檔案之日起3個月內到國家無線電管理委員會辦公室辦理電台執照。第十四條由省(自治區、直轄市)無線電管理委員會辦公室批准設定的微波接力通信台站,其申請單位自收到正式批覆檔案之日起3個月內到相關省(自治區、直轄市)無線電管理委員會辦公室辦理電台執照。

第六章變更和取消第十五條微波接力通信台站在建設過程中和建成使用後,其技術特性發生任何變更,均應重新報經相關無線電管理委員會辦公室審批。第十六條經國家和省(自治區、直轄市)無線電管理委員會辦公室審批的微波接力通信台站,如自批准之日起12個月內未能開通使用且又未申請延期的,由所批准的無線電管理委員會辦公室收回頻率。

第七章處罰及其它第十七條對於違反本規定者,國家無線電管理委員會辦公室或省(自治區、直轄市)無線電管理委員會辦公室應依據《中華人民共和國無線電管理條例》及其有關規定給予處罰。第十八條軍用微波接力通信台站設定使用的管理辦法,另行制定。第十九條本規定由國家無線電管理委員會辦公室負責解釋。第二十條本規定自發布之日起施行。

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