一文看懂微波通信（入门篇）

　　微波通信，英文是Microwave Communication，是指使用微波（Microwave）作为载波，携带信息，进行中继通信的方式。

　　微波天线GHz），也就是说，波长范围是1米~0.1毫米（光速=波长×频率）。

　　事实上，微波通信并没用微波的全部频率。它主要使用3GHz-40Ghz这个范围。

　　工程师们将部分微波波段进行了定义，并且单独命名，例如我们大家常常听说的Ka波段、Ku波段、C波段等。

　　早在1931年，从英国多佛尔到法国加莱，就建立了世界上第一条超短波通信线路，横跨了英吉利海峡。

　　1947年，著名的美国贝尔实验室在纽约和波士顿之间，建立了世界上第一条模拟微波通信线年代末，澳大利亚、英国、加拿大、法国、意大利和日本等国家，都在本国的主干路由上安装了微波接力通信系统。

　　我国的微波通信研究启动比较晚，开始于60年代。与此同时，模拟微波逐渐被淘汰，人类逐渐进入了数字微波通信时代。

　　数字微波通信，又分为PDH（准同步）和SDH（同步）两个阶段。相信之前看过小枣君传输网科普文章的同学，一定不会感觉陌生。

　　80年代后期至本世纪初，SDH在传输系统中占据统治地位，微波通信技术发展非常迅速。

　　如今，虽然以光纤通信为主的有线传输网络占据主导，但是某些特殊应用场景下，我们仍就离不开微波通信方式。

　　例如偏远地区，布设有线传输难度太大或成本过高，就会采用微波进行数据回传。

　　对于有些专网通信用户，例如电网、铁路等，也会较多采用微波通信作为远距离孤立站点的数据传输手段。

　　总而言之，相比于光纤通信来说，微波仍然具有很多无法替代的优势，所以会长期在一线服役。

　　需要注意的是，我们一般说有三大传输系统：光纤通信、微波通信、卫星通信。实际上，卫星通信也是微波通信的一种，只是比较特别而已，待会我们会详细说到。

　　电磁波通信，通常能分为广播方式和点对点方式。我们的微波通信，属于后者。

　　这种类型的电磁波，绕射能力很差，穿透力很差，在地表传输时，衰减很大，传输距离短。

　　我们知道，电磁波除了在地面沿空气传播之外，还可通过天空中电离层反射的方式来进行远距离传播。

　　但微波仍旧没办法利用这样的形式。还是因为微波的频率太高，以至于电离层无法有效反射（只能穿透）。

　　什么是视距传输？就是发送天线和接收天线之间没有障碍物阻挡，可以相互“看见”的传输。

　　视距传输，除了容易受山体或建筑物等影响之外，还会受到地球表面弧度的限制。

　　地球是一个球体，地球的表面是有弧度的。微波天线发出的微波，经过一定距离之后，就会被地球表面所阻挡，无法继续传播。

　　因此，微波通信存在距离限制。通常来说，如果微波天线挂在正常高度的铁塔上，它的传输距离就是50公里。

　　如果要进行远距离传输，就一定要进行“接力”，也就是说，需要设置微波中继转接站。

　　微波中继转接站接收到前一站的微波信号，加以放大等处理，再转发到下一站去，就像接力赛跑一样，直到抵达最终收信端。

　　也正是因为这个传输特点，微波通信经常被称为微波中继通信，或微波接力通信。

　　那么，你一定想到了，为什么我们不干脆把中继站挂到天上去呢？是的，这就是卫星通信。

　　借助地球同步卫星，将“微波中继站”挂在太空中，可是最大化地扩大微波通信的距离。

　　地球同步卫星距离地面36000公里，可以覆盖地球表面积的三分之一，理论上来说，只需要3颗卫星，就能保证地球上任意两个中继站进行通信。

　　中频是指发射机将信号载波变换成发射频率，或者将接收频率变换成基带的一个中间频率，一般由系统架构决定。

　　IDU负责完成业务接入、复分接和调制解调，在室内将业务信号转换成中频模拟信号。

　　天线就不用说了，将射频信号转换成电磁波，向空中进行辐射。或者接收电磁波，转换成射频信号，送给ODU。

　　微波天线除了大家看到的这种“大鼓”一样的，还有抛物面天线和卡塞格伦天线。

　　一种是ODU和天线分开的分离式安装，还有一种是ODU和天线扣在一起的直扣式安装。

　　当存在两个ODU时（用于1+1 HSB热备份，或者1+1 FD频分），还会有一个合路器，用于功率分配或合成。

　　1+1 HSB热备份（一个主用，一个备用，以防ODU故障造成业务中断）：

　　可以看到，上图中，有两种方式的天线。一种是直接挂在铁塔上，还有一种是借助了无源反射板，将信号进行了一个反射。

　　中继站和枢纽站，都会涉及到信号转发（中继）。中继的方式，分为无源和有源。无源除了刚才我们图里看到的无源反射板之外，还有背靠背天线。

　　所谓的“有源”，就是有能量源、电源，也就是说，通过外部能源进行了加强。虽然效果会更好，但是成本更高，而且故障点更多。

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