數(shù)字微波基礎(chǔ)知識

1、數(shù)字微波基礎(chǔ)知識培訓(xùn)數(shù)字微波基礎(chǔ)知識培訓(xùn)微波產(chǎn)品部微波產(chǎn)品部200703 微微 波波 基基 礎(chǔ)礎(chǔ)現(xiàn)代通信傳輸現(xiàn)代通信傳輸:數(shù)字微波通信和光纖通信、衛(wèi)星通信數(shù)字微波通信數(shù)字微波通信:以微波作為載體，傳送基帶數(shù)字信號微波頻率微波頻率:300MHz30GHz傳輸方式傳輸方式:視距傳輸光纖通信光纖通信衛(wèi)星通信衛(wèi)星通信數(shù)字微波數(shù)字微波微微 波波 基基 礎(chǔ)礎(chǔ)由室內(nèi)單元由室內(nèi)單元IDU（調(diào)制解調(diào)）和室外單元（調(diào)制解調(diào)）和室外單元ODU（微波收發(fā)信）兩部分組成（微波收發(fā)信）兩部分組成配對通信系統(tǒng)，無主從關(guān)系，一個配對即為一跳配對通信系統(tǒng)，無主從關(guān)系，一個配對即為一跳IDU和和ODU之間的通信由中頻電纜來完成之

2、間的通信由中頻電纜來完成基本構(gòu)成基本構(gòu)成微微 波波 基基 礎(chǔ)礎(chǔ)基本構(gòu)成基本構(gòu)成微微 波波 基基 礎(chǔ)礎(chǔ)信信源源信信源源編編碼碼發(fā)發(fā)信信基基帶帶調(diào)調(diào)制制發(fā)發(fā)信信中中頻頻濾濾波波上上變變頻頻功功率率放放大大微微波波濾濾波波同步系統(tǒng)同步系統(tǒng)同步系統(tǒng)同步系統(tǒng)收收信信信信源源解解碼碼收收信信基基帶帶解解調(diào)調(diào)收收信信中中頻頻濾濾波波下下變變頻頻低低噪噪聲聲放放大大微微波波濾濾波波雙雙工工器器自由空間自由空間設(shè)備原理框圖設(shè)備原理框圖微微 波波 基基 礎(chǔ)礎(chǔ)對于用戶來說，IDU可以說是直接面對用戶的傳輸碼型？傳輸速率？接口類型？如何網(wǎng)管？供電方式？根據(jù)我們的設(shè)備，如何回答上述問題微微 波波 基基 礎(chǔ)礎(chǔ)對于用戶來說

3、，ODU對他的影響是頻率的申購和帶寬占用的考慮對于工程安裝來說則必須考慮微波信號的傳輸。微微 波波 基基 礎(chǔ)礎(chǔ)樞紐站端站端站中繼站端站數(shù)字微波中繼通信示意圖端站中繼站微微 波波 基基 礎(chǔ)礎(chǔ)頻率配置頻率配置微微 波波 基基 礎(chǔ)礎(chǔ)什么是波道？什么是波道？f傳輸方式傳輸方式(1) 地面波傳播(2) 直射波傳播(3) 空間波傳播電離層(4) 散射波傳播散射體微微 波波 基基 礎(chǔ)礎(chǔ)視距傳播的理想化幾何模型 自由空間傳輸視距與天線高度的關(guān)系自由空間傳輸視距與天線高度的關(guān)系d7.14h 60555045393223傳輸距離（千米）70605040302010天線高度（米）微微 波波 基基 礎(chǔ)礎(chǔ)衰落現(xiàn)象衰落現(xiàn)

4、象 慢衰落和快衰落慢衰落和快衰落 上衰落和下衰落上衰落和下衰落 閃爍衰落和多徑衰落閃爍衰落和多徑衰落微微 波波 基基 礎(chǔ)礎(chǔ)微微 波波 基基 礎(chǔ)礎(chǔ) 衰落原因衰落原因1、傳輸衰落傳輸衰落2 2、雨霧衰減、雨霧衰減3 3、大氣吸收衰減、大氣吸收衰減微微 波波 基基 礎(chǔ)礎(chǔ)衰落分類衰落分類圖圖. 多徑傳播模型多徑傳播模型多徑衰落多徑衰落微微 波波 基基 礎(chǔ)礎(chǔ)抗衰落技術(shù)抗衰落技術(shù)微微 波波 基基 礎(chǔ)礎(chǔ)分集接收分集接收頻率分集空間分集自適應(yīng)均衡技術(shù)自適應(yīng)均衡技術(shù)頻域自適應(yīng)均衡器橫向濾波器設(shè)備和波道備份設(shè)備和波道備份微微 波波 基基 礎(chǔ)礎(chǔ)f2f1發(fā)射機(jī)1發(fā)射機(jī)2接收機(jī)1接收機(jī)2 將要傳輸?shù)男畔⒁圆煌妮d頻發(fā)射

5、出去，且載頻之間的間將要傳輸?shù)男畔⒁圆煌妮d頻發(fā)射出去，且載頻之間的間隔夠大，在接收端進(jìn)行合成或選擇，以減輕衰落的影響。隔夠大，在接收端進(jìn)行合成或選擇，以減輕衰落的影響。頻率分集頻率分集微微 波波 基基 礎(chǔ)礎(chǔ)接收機(jī)1接收機(jī)2發(fā)射機(jī)1h 在接收端安裝幾個不同高度的天線，利用電磁波到達(dá)各個天線的行程不在接收端安裝幾個不同高度的天線，利用電磁波到達(dá)各個天線的行程不同來減少或消除衰落的影響，這種方法稱為空間分集。同來減少或消除衰落的影響，這種方法稱為空間分集。空間分集空間分集微微 波波 基基 礎(chǔ)礎(chǔ)-40dBm-50dBm-60dBm-70dBm-40dBm-50dBm-60dBm-70dBm-40dB

6、m-50dBm-60dBm-70dBm信道1接收信號信道2接收信號兩信道的合成信號微微 波波 基基 礎(chǔ)礎(chǔ)自適應(yīng)均衡技術(shù)自適應(yīng)均衡技術(shù) 均衡器指的是起補(bǔ)償作用的濾波器，按研究的角度或領(lǐng)域，可分為均衡器指的是起補(bǔ)償作用的濾波器，按研究的角度或領(lǐng)域，可分為頻域均衡器和時域均衡器兩大類。頻域均衡器和時域均衡器兩大類。 v 中頻自適應(yīng)均衡器 針對帶內(nèi)幅頻特性失真的波形，產(chǎn)生一個逆特性補(bǔ)償，以消針對帶內(nèi)幅頻特性失真的波形，產(chǎn)生一個逆特性補(bǔ)償，以消除多徑衰落的影響。除多徑衰落的影響。v 橫向均衡器 在時間域內(nèi)，補(bǔ)償前后兩個相鄰脈沖的碼間干擾，以使波形失真在時間域內(nèi)，補(bǔ)償前后兩個相鄰脈沖的碼間干擾，以使波形失

7、真最小。最小。 微微 波波 基基 礎(chǔ)礎(chǔ)As(f)Ax(f)fIFfnf均衡后的幅頻特性fr理想幅頻特性頻選性衰落中頻自適應(yīng)均衡器中頻自適應(yīng)均衡器微微 波波 基基 礎(chǔ)礎(chǔ)單相脈沖t0t0+Tst0+2TsT0-TsT0-2Ts橫向均衡器橫向均衡器接收后信號微微 波波 基基 礎(chǔ)礎(chǔ)數(shù)字微波系統(tǒng)中存在的干擾源數(shù)字微波系統(tǒng)中存在的干擾源電路熱噪聲電路熱噪聲電子器件內(nèi)部噪聲電子器件內(nèi)部噪聲物體熱輻射噪聲（由物體熱輻射激起）物體熱輻射噪聲（由物體熱輻射激起）宇宙干擾宇宙干擾天電干擾（由大氣層中電荷放電所激起）天電干擾（由大氣層中電荷放電所激起）工業(yè)干擾（來自電氣設(shè)備的電磁輻射）工業(yè)干擾（來自電氣設(shè)備的電磁輻射

8、）電臺干擾電臺干擾接收機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生的各類干擾接收機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生的各類干擾 微微 波波 基基 礎(chǔ)礎(chǔ)常用的提高系統(tǒng)抗干擾性能方法常用的提高系統(tǒng)抗干擾性能方法增大發(fā)射信號功率 優(yōu)點：效果明顯優(yōu)點：效果明顯 缺點：受到體積、重量、耗電量等的限制，會加劇對其它電臺或線路的干擾。缺點：受到體積、重量、耗電量等的限制，會加劇對其它電臺或線路的干擾。 利用定向天線進(jìn)行空間選擇優(yōu)點：有助于提高有信號的強(qiáng)度，抑制其它方位上的干擾。優(yōu)點：有助于提高有信號的強(qiáng)度，抑制其它方位上的干擾。 缺點：需要龐大的天線缺點：需要龐大的天線利用窄帶濾波器進(jìn)行頻率選擇優(yōu)點：目前通信系統(tǒng)抗干擾的最基本手段優(yōu)點：目前通信系統(tǒng)抗干擾的最基本手段

9、缺點：工藝復(fù)雜，工作頻率比較高時很難保證滿意的衰減特性。缺點：工藝復(fù)雜，工作頻率比較高時很難保證滿意的衰減特性。另外，還可以通過改善調(diào)制和解調(diào)的方法，采用糾錯和檢錯技術(shù)等方法來提高系統(tǒng)的抗干擾性能。微微 波波 基基 礎(chǔ)礎(chǔ)選擇調(diào)制方式主要考慮的幾個因素：選擇調(diào)制方式主要考慮的幾個因素：頻譜利用率抗干擾能力對傳輸失真的適應(yīng)能力抗衰落能力設(shè)備的復(fù)雜程度微微 波波 基基 礎(chǔ)礎(chǔ)二相相移鍵控調(diào)制（二相相移鍵控調(diào)制（BPSKBPSK） 設(shè)備簡單，但頻譜利用率低，適合小容量的數(shù)字系統(tǒng)。設(shè)備簡單，但頻譜利用率低，適合小容量的數(shù)字系統(tǒng)。四相相移鍵控調(diào)制（四相相移鍵控調(diào)制（QPSKQPSK）采用正交技術(shù)，頻譜利用率

10、是采用正交技術(shù)，頻譜利用率是BPSK方式的兩倍，適合于中容量系統(tǒng)。方式的兩倍，適合于中容量系統(tǒng)。正交幅相調(diào)制（正交幅相調(diào)制（16QAM16QAM、64QAM64QAM等）等）頻譜利用率是頻譜利用率是4PSK方式的兩倍，設(shè)備復(fù)雜程度也相當(dāng)于它的兩倍，適用于大容量系統(tǒng)。方式的兩倍，設(shè)備復(fù)雜程度也相當(dāng)于它的兩倍，適用于大容量系統(tǒng)。數(shù)字微波通信常用的調(diào)制方式：數(shù)字微波通信常用的調(diào)制方式：微微 波波 基基 礎(chǔ)礎(chǔ)Eb/N0(BER=110-6)dB(=0.5) b/s Hz1015202PSK4PSK8PSK16QAM64QAM256QAMITU-TITU-T推薦的兩種數(shù)字速率系列和復(fù)接等級：推薦的兩種數(shù)

11、字速率系列和復(fù)接等級：2.048Mbit/s2.048Mbit/s為基群的為基群的PCM30PCM30標(biāo)準(zhǔn)系列標(biāo)準(zhǔn)系列（中國和西歐各國）（中國和西歐各國）1.544Mbit/s1.544Mbit/s為基群的為基群的PCM24PCM24標(biāo)準(zhǔn)系列標(biāo)準(zhǔn)系列（日、美等國）（日、美等國）1.5 準(zhǔn)同步數(shù)字系列PDH簡介PDHPDH微波傳輸容量系列微波傳輸容量系列微微 波波 基基 礎(chǔ)礎(chǔ)容量系列容量系列系系 列列群群 號號話話 路路 數(shù)數(shù)數(shù)數(shù) 碼碼 率（率（Mbit/s）30路系列路系列基基 群群302.048二二 次次 群群1208.448三三 次次 群群48034.368四四 次次 群群1920139.

12、26424路系列路系列基基 群群241.544二二 次次 群群966.312三三 次次 群群480（日）（日）32.064672（美）（美）44.736四四 次次 群群1440（日）（日）97.7284031（美）（美）274.1761 SDH產(chǎn)生的技術(shù)背景產(chǎn)生的技術(shù)背景 SDH是什么是什么同步數(shù)字傳輸體制。類似于同步數(shù)字傳輸體制。類似于PDH， 均為數(shù)字信號傳輸體制。均為數(shù)字信號傳輸體制。 產(chǎn)生的社會背景：產(chǎn)生的社會背景：1）信息社會要求：）信息社會要求： 通信網(wǎng)傳輸、交換、處理大量信息，向數(shù)字化、綜通信網(wǎng)傳輸、交換、處理大量信息，向數(shù)字化、綜 合化、智能化、個人化發(fā)展。合化、智能化、個人化

13、發(fā)展。2）作為通信網(wǎng)的承載體傳輸網(wǎng)要求：）作為通信網(wǎng)的承載體傳輸網(wǎng)要求： 寬帶化寬帶化信息高速公路信息高速公路 規(guī)范化規(guī)范化世界性統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)接口世界性統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)接口1.5 同步數(shù)字系列SDH簡介1.2 PDH的固有缺陷：的固有缺陷： 作為傳統(tǒng)的數(shù)字傳輸體制，作為傳統(tǒng)的數(shù)字傳輸體制，PDH具有以具有以 下固有的缺陷：下固有的缺陷：1、接口方面、接口方面 電接口電接口只有地區(qū)性的電接口規(guī)范，無只有地區(qū)性的電接口規(guī)范，無 世界標(biāo)準(zhǔn)。世界標(biāo)準(zhǔn)。 PDH有有2種速率等級：種速率等級：歐洲和中國歐洲和中國（2Mb/s）、日本、北美日本、北美（1.5Mb/s）。 光接口光接口無光接口規(guī)范，各廠家獨自開無光接

14、口規(guī)范，各廠家獨自開 發(fā)。發(fā)。 設(shè)備間互連困難設(shè)備間互連困難 2、復(fù)用方式：、復(fù)用方式： 復(fù)用復(fù)用/解復(fù)用的方式，決定高速信號上解復(fù)用的方式，決定高速信號上/下低速下低速 信號的方便性。信號的方便性。 PDH采用采用異步復(fù)用異步復(fù)用方式：方式： 低速信號在高速信號中的位置無規(guī)律性，即無低速信號在高速信號中的位置無規(guī)律性，即無 預(yù)知性，即預(yù)知性，即不能從高速信號中直接分離低速信號不能從高速信號中直接分離低速信號。從高速信號插從高速信號插/分低速信號要分低速信號要一級一級一級一級進(jìn)行，進(jìn)行，層層的復(fù)用層層的復(fù)用/解復(fù)用增加了信號的解復(fù)用增加了信號的損傷損傷，不利于大容量傳輸。，不利于大容量傳輸。1

15、40Mb/s34Mb/s34Mb/s8Mb/s8Mb/s2Mb/s解解解復(fù)復(fù)復(fù)用用用復(fù)復(fù)復(fù)用用用140Mb/s3、運行維護(hù)功能（、運行維護(hù)功能（OAM）：）： OAM決定設(shè)備維護(hù)成本決定設(shè)備維護(hù)成本，與信號幀中開銷（冗余）與信號幀中開銷（冗余） 字節(jié)的數(shù)量有關(guān)；字節(jié)的數(shù)量有關(guān)； PDH信號幀中信號幀中用于用于OAM的的開銷少，開銷少，OAM功能弱，功能弱， 系統(tǒng)安全性差系統(tǒng)安全性差4、無統(tǒng)一的網(wǎng)管接口，無法形成統(tǒng)一的無統(tǒng)一的網(wǎng)管接口，無法形成統(tǒng)一的TMN因此，因此，PDH體制不適應(yīng)大容量傳輸網(wǎng)的組建，體制不適應(yīng)大容量傳輸網(wǎng)的組建，SDH體制體制應(yīng)運而升。應(yīng)運而升。SDHSDH微波傳輸容量系列微波傳輸容量系列微微 波波 基基 礎(chǔ)礎(chǔ)容量系列容量系列SDHSONET等等 級級速速 率率 （Mbit/s）等等 級級速速 率率 （Mbit/s） STS-151.840STM-1155.520STS-3155