E-Band Millimeter Wave տեխնոլոգիա

Millimeter Wave տեխնոլոգիայի ներածություն E-Band- ի և V-Band- ի համար

MMW ամփոփում

Millimeter Wave (MMW) բարձր արագությամբ (10 Գբիթ / վրկ, 10 Գիգաբիթ վայրկյանում) բարձր հզորությամբ անլար կապի տեխնոլոգիա է, որը իդեալական է քաղաքային բնակավայրերի համար: Օգտագործելով բարձր հաճախականության միկրոալիքային վառարան E-Band (70-80GHz) և 58GHZ- ից 60GHz (V-Band) սպեկտրում, հղումները կարող են խիտ տեղակայվել գերբեռնված քաղաքներում `առանց միջամտության, և առանց մալուխների և մանրաթելային օպտիկայի փորման անհրաժեշտության, ինչը կարող է լինել: ծախսատար, դանդաղ և խիստ խանգարող: Ընդհակառակը, MMW հղումները կարող են տեղակայվել ժամերի ընթացքում, և տեղափոխվել և նորից օգտագործվել տարբեր կայքերում, երբ ցանցի պահանջները զարգանում են:

CableFree MMW Millimeter Wave Link տեղադրված է ԱՄԷ-ում

MMW պատմություն

2003 թ.-ին Հյուսիսային Ամերիկայի Կապի Դաշնային Հանձնաժողովը (FCC) բացեց մի քանի բարձր հաճախականության միլիմետրային ալիքի (MMW) տիրույթներ, մասնավորապես `70, 80 և 90 գիգահերց (ԳՀց) տիրույթներում` առևտրային և հանրային օգտագործման համար: Այս տիրույթներում առկա սպեկտրի հսկայական քանակի (մոտավորապես 13 ԳՀց) շնորհիվ, միլիմետրային ալիքային ռադիոկայաններն արագորեն դարձել են շուկայում կետից-կետ (pt-to-pt) ամենաարագ ռադիո լուծումը: Այսօր մատչելի են ռադիոհաղորդիչ արտադրանքները, որոնք լրիվ դուպլեքս տվյալների արագություն են տրամադրում մինչև 1.25 Գբիթ / վրկ, փոխադրողի դասի հասանելիության 99.999% մակարդակներում և մեկ մղոնից ավելի կամ ավելի հեռավորության վրա: Արդյունավետ գնագոյացման շնորհիվ MMW ռադիոընկերությունները հնարավորություն ունեն փոխակերպելու բիզնես մոդելները բջջային կապի մատակարարների մատակարարների և մետրոյի / ձեռնարկության «Վերջին մղոն» մուտքի կապի համար:

Կարգավորող ֆոն
13-ի հոկտեմբերին ԱՄՆ-ում 71… 76 ԳՀց, 81… 86 ԳՀց և 92… 95 ԳՀց հաճախականությունների տիրույթներում նախկինում չօգտագործված սպեկտրի 2003 ԳՀց բացումը կոմերցիոն օգտագործման և բարձր խտության ֆիքսված անլար ծառայությունների համար կապի դաշնային հանձնաժողովի (FCC) կողմից նշանակված որոշումը: Տեխնոլոգիական տեսանկյունից այս որոշումը թույլ տվեց առաջին անգամ լրիվ գծի արագություն և լրիվ դուպլեքս գիգաբիթ արագությամբ անլար հաղորդակցություններ մեկ մղոնի կամ ավելի հեռավորությունների վրա ՝ կրիչի դասի մատչելիության մակարդակներում: Առևտրային օգտագործման սպեկտրը բացելու պահին FCC- ի նախագահ Մայքլ Փաուելը հայտարարեց, որ այդ որոշումը բացվում է «նոր սահման» առևտրային ծառայությունների և ապրանքների ամերիկյան ժողովրդի համար: Այդ ժամանակից ի վեր բացվել են մանրաթելերի փոխարինման կամ ընդլայնման, կետ առ կետ անլար «Վերջին մղոն» մուտքի ցանցերի և լայնաշերտ ինտերնետ հասանելիության գիգաբիթ տվյալների արագությամբ և ավելի նոր շուկաներ:

70 ԳՀց, 80 ԳՀց և 90 ԳՀց հատկացումների նշանակությունը չի կարելի գերագնահատել: Այս երեք հատկացումները, որոնք հավաքականորեն կոչվում են E-band, կազմում են առավելագույն քանակի սպեկտր, որը երբևէ թողարկվել է FCC- ի կողմից լիցենզավորված առևտրային օգտագործման համար: Միասին, 13 ԳՀց սպեկտրը 20% -ով մեծացնում է FCC- ի կողմից հաստատված հաճախականության տիրույթների քանակը, և այդ գոտիները միասին վերցված ներկայացնում են 50 անգամ ամբողջ բջջային սպեկտրի թողունակությունը: Ընդհանուր 5 ԳՀց թողունակությամբ, համապատասխանաբար 70 ԳՀց և 80 ԳՀց, և 3 ԳՀց 90 ԳՀց հաճախականությամբ, գիգաբիթանոց Ethernet- ը և տվյալների ավելի բարձր տեմպերը հեշտությամբ կարող են տեղավորվել համեմատաբար պարզ ռադիոկանգառներով և առանց բարդ մոդուլացման սխեմաների: Քանի որ տարածման բնութագրերը մի փոքր ավելի վատ են, քան լայնորեն օգտագործված միկրոալիքային ժապավեններում, և լավ բնութագրվող եղանակային հատկությունները, որոնք թույլ են տալիս հասկանալ անձրևը, մթնոլորտի մի քանի մղոն հեռավորությունը վստահորեն կարելի է գիտակցել:

FCC- ի որոշումը հիմք դրեց նաև ինտերնետի վրա հիմնված լիցենզավորման նոր սխեմայի: Լիցենզավորման առցանց այս սխեման թույլ է տալիս արագ գրանցել ռադիոհաղորդիչը և ապահովում է հաճախականության պաշտպանություն մի քանի հարյուր դոլար ցածր միանվագ գանձմամբ: Երկրագնդի շատ այլ երկրներ ներկայումս բացում են MMW սպեկտրը հանրային և առևտրային օգտագործման համար, հետևելով FCC- ի նշանակալից որոշմանը: Այս հոդվածի շրջանակներում մենք կփորձենք բացատրել 70 ԳՀց, 80 ԳՀց և 90 ԳՀց տիրույթների նշանակությունը և ցույց տալ, թե ինչպես են այս նոր հաճախականությունների բաշխումները պոտենցիալ կերպով վերափոխելու տվյալների բարձր արագության փոխանցումը և դրա հետ կապված բիզնես մոդելները:

Թիրախային շուկաներ և բարձր հզորությամբ «Վերջին կիլոմետր» մուտքի միացման ծրագրեր
Միայն Միացյալ Նահանգներում կա շուրջ 750,000 առևտրային շենք ՝ 20+ աշխատակիցներով: Այսօրվա խիստ ինտերնետային կապ ունեցող գործարար միջավայրում այս շենքերի մեծամասնությունը տվյալների բարձր մակարդակի ինտերնետային կապի կարիք ունի: Չնայած, անկասկած, ճիշտ է, որ շատ ձեռնարկություններ ներկայում բավարարված են ունենալ ավելի դանդաղ T1 / E1 ՝ համապատասխանաբար 1.54 Մբիթ / վրկ կամ 2.048 Մբիթ / վրկ արագությամբ, կամ ավելի դանդաղ արագությամբ DSL կապի որևէ այլ ձև, արագ աճող թվով բիզնեսներ պահանջում կամ պահանջում են DS- 3 (45 Մբիթ / վրկ) միացում կամ ավելի բարձր արագությամբ մանրաթելային միացումներ: Այնուամենայնիվ, և այստեղից են սկսվում խնդիրները, ըստ Vertical Systems Group- ի վերջերս կատարված ուսումնասիրության, Միացյալ Նահանգների առևտրային շենքերի միայն 13.4% -ն է միացված մանրաթելային ցանցին: Այլ կերպ ասած, այս շենքի 86.6% -ը չունի մանրաթելային կապ, և շենքի վարձակալները ապավինում են գործող կամ այլընտրանքային հեռախոսակապի մատակարարներից (ILEC կամ CLEC) ավելի դանդաղ արագությամբ լարային պղնձե շղթաներ վարձակալելուն: Ավելի բարձր արագությամբ լարային պղնձի միացման համար նման ծախսերը, ինչպիսիք են 45 Մբիթ / վրկ DS-3 միացումը, կարող են հեշտությամբ տևել ամսական 3,000 ԱՄՆ դոլար կամ ավելի:

2003-ին Cisco- ի կողմից կատարված մեկ այլ հետաքրքիր ուսումնասիրություն պարզեց, որ ԱՄՆ առևտրային շենքերի 75% -ը, որոնք կապված չեն մանրաթելից, գտնվում են մանրաթելային կապից մեկ մղոնի վրա: Այնուամենայնիվ, չնայած այդ շենքեր բարձր հզորության փոխանցման աճող պահանջարկին, մանրաթելերի տեղադրման հետ կապված ծախսերը շատ հաճախ թույլ չեն տալիս «փակել փոխանցման խցանը»: Օրինակ, ԱՄՆ մայրաքաղաքային խոշոր քաղաքներում մանրաթել դնելու ծախսերը կարող են տևել մինչև $ 250,000 մեկ մղոնի վրա, իսկ ԱՄՆ խոշորագույն շատ քաղաքներում կա նույնիսկ նոր մանրաթել դնելու մորատորիում `կապված դրա երթևեկի զանգվածային խափանումների հետ: Բազմաթիվ եվրոպական քաղաքներում առևտրային շենքերի կապակցման ցուցանիշները շատ ավելի վատն են, և որոշ ուսումնասիրությունների համաձայն `առևտրային շենքերի միայն 1% -ն է միացված մանրաթելին:

Արդյունաբերության շատ վերլուծաբաններ համաձայն են, որ կա կարճաժամկետ անլար «Վերջին մղոն» մուտքի միացման մեծ և ներկայումս անբավարար շուկա, պայմանով, որ հիմքում ընկած տեխնոլոգիան թույլ է տալիս կրիչի դասի մատչելիության մակարդակներ: MMW ռադիոհամակարգերը կատարելապես հարմար են այդ տեխնիկական պահանջները կատարելու համար: Բացի այդ, վերջին մի քանի տարիների ընթացքում բարձր հզորությամբ և առևտրայինորեն հասանելի MMW համակարգերը կտրուկ իջել են գների մակարդակում: Երբ համեմատվում է ընդամենը մեկ մղոն մանրաթել դնելու ԱՄՆ կամ եվրոպական խոշոր մայրաքաղաքում, գիգաբիթանոց Ethernet ունակ MMW ռադիոյի օգտագործումը կարող է տևել մանրաթելային ծախսերի 10% -ից ցածր: Գնային այս կառուցվածքը գիգաբիթ կապի տնտեսագիտությունը գրավիչ է դարձնում, քանի որ անհրաժեշտ կապիտալի դասավորությունը և արդյունքում ստացված ներդրման եկամտի (ROI) ժամանակահատվածը կտրուկ կրճատվում են: Հետևաբար, տվյալների բարձր մակարդակի շատ ծրագրեր, որոնք անցյալում չէին կարող տնտեսապես սպասարկվել ՝ խրամուղային մանրաթելերի բարձր ենթակառուցվածքային ծախսերի պատճառով, այժմ կարող են սպասարկվել և տնտեսապես հնարավոր են MMW ռադիոտեխնոլոգիայի օգտագործման ժամանակ: Այս ծրագրերի շարքում են.
● CLEC և ILEC մանրաթելերի երկարացում և փոխարինում
● Metro Ethernet- ի հետադարձ կապի և մանրաթելային օղակների փակումներ
● Համալսարանի անլար LAN- ի ընդլայնումներ
● Համալսարանային ցանցերում մանրաթելերի կրկնօրինակում և ուղիների բազմազանություն
● Աղետի վերականգնում
● բարձր հզորությամբ SAN ​​կապակցում
Home Ազգային անվտանգության և ռազմական ոլորտի ավելորդություն, տեղափոխելիություն և անվտանգություն
G 3G բջջային և (կամ) WIFI / WiMAX հետադարձ կապ քաղաքային խիտ ցանցերում
● Բարձր հստակությամբ տեսանյութերի կամ HDTV տրանսպորտի համար շարժական և ժամանակավոր հղումներ

Ինչու՞ օգտագործել E-Band MMW տեխնոլոգիան:

Բացված երեք հաճախականությունների տիրույթներից 70 ԳՀց և 80 ԳՀց տիրույթները առավել հետաքրքրություն են առաջացրել սարքավորումների արտադրողների կողմից: Համատեղ գոյության համար ՝ 71… 76 ԳՀց և 81… 86 ԳՀց հատկացումներ թույլ են տալիս 5 ԳՀց լրիվ դուպլեքս փոխանցման թողունակություն; բավական է լրիվ դուպլեքս գիգաբիթանոց Ethernet (GbE) ազդանշան հեշտությամբ փոխանցելու նույնիսկ ամենապարզ մոդուլացման սխեմաներով: Անլար Գերազանցության առաջադեմ դիզայնը նույնիսկ հասցրեց օգտագործել ցածր 5 ԳՀց տիրույթը, միայն 71… 76 ԳՀց-ից, լրիվ դուպլեքս GbE ազդանշան տեղափոխելու համար: Հետագայում ակնհայտ առավելություն է ցուցաբերվում այս մոտեցման օգտագործման հարցում, երբ խոսքը վերաբերում է MMW տեխնոլոգիայի տեղակայմանը աստղագիտական ​​տեղանքներին և ԱՄՆ-ից դուրս գտնվող երկրներում. Տվյալների ուղղակի փոխակերպմամբ (OOK) և ցածր գնով diplexers, համեմատաբար պարզ և, այդպիսով, ծախսարդյունավետ: և հնարավոր է հասնել բարձր հուսալի ռադիոյի ճարտարապետության: Ավելի սպեկտրալ առումով արդյունավետ մոդուլացման կոդերով կարելի է հասնել նույնիսկ ավելի բարձր լրիվ դուպլեքս փոխանցման 10 Գբիթ / վրկ (10GigE) մինչև 40 Գբիթ / վրկ:

92… 95 ԳՀց հատկացումը շատ ավելի դժվար է աշխատել, քանի որ սպեկտրի այս մասը բաժանված է երկու անհավասար մասերի, որոնք բաժանված են նեղ 100 ՄՀց բացառման տիրույթով `94.0 .94.1 XNUMX ԳՀց-ի սահմաններում: Կարելի է ենթադրել, որ սպեկտրի այս հատվածը, ամենայն հավանականությամբ, կօգտագործվի ավելի բարձր հզորության և ավելի փոքր տիրույթի ներսի ծրագրերի համար: Այս հատկացումը այլևս չի քննարկվի այս սպիտակ գրքում:

Եղանակի հստակ պայմաններում 70 ԳՀց և 80 ԳՀց փոխանցման հեռավորությունները գերազանցում են շատ մղոնները ՝ մթնոլորտային թուլացման ցածր արժեքների պատճառով: Այնուամենայնիվ, Նկար 1-ը ցույց է տալիս, որ նույնիսկ այս պայմաններում մթնոլորտային թուլացումը զգալիորեն տատանվում է ըստ հաճախականության [1]: Պայմանական, ավելի ցածր միկրոալիքային վառարանների հաճախականություններում և մինչև մոտավորապես 38 ԳՀց հաճախականությամբ մթնոլորտային թուլացումը բավականին ցածր է `մեկ կիլոմետրում դեբիբելի մի քանի տասներորդի թուլացման արժեքներով (դԲ / կմ): Մոտավորապես 60 ԳՀց – ով թթվածնի մոլեկուլների կլանումը հանգեցնում է թուլացման մեծ աճի: Թթվածնի կլանման այս մեծ աճը լրջորեն սահմանափակում է 60 ԳՀց ռադիո արտադրանքի ռադիոհաղորդման հեռավորությունները: Այնուամենայնիվ, 60 ԳՀց թթվածնի կլանման գագաթից այն կողմ բացվում է ավելի ցածր ցածր թուլացման պատուհան, որտեղ թուլացումը վերադառնում է մինչև 0.5 դբ / կմ արժեքների: Lowածր թուլացման այս պատուհանը սովորաբար անվանում են E-band: E-band- ի թուլացման արժեքները մոտ են ընդհանուր միկրոալիքային ռադիոընդունիչների կողմից թուլացմանը: 100 ԳՀց-ից բարձր, մթնոլորտի թուլացումը, ընդհանուր առմամբ, մեծանում է, և բացի այդ, կան բազմաթիվ մոլեկուլային կլանման գոտիներ, որոնք առաջանում են ավելի բարձր հաճախականություններում O2 և H2O կլանման արդյունքում: Ամփոփելով, 70 ԳՀց-ից և 100 ԳՀց-ի միջև համեմատաբար ցածր մթնոլորտային թուլացման պատուհանն է, որ E-band հաճախականությունները գրավիչ է դարձնում բարձր հզորության անլար փոխանցման համար: Նկար 1-ը նաև ցույց է տալիս, թե ինչպես են անձրևն ու մառախուղը ազդում թուլացմանը միկրոալիքային վառարանում, միլիմետրային ալիքի և ինֆրակարմիր օպտիկական օպտիկական տիրույթներում, որոնք սկսվում են 200 տերահերցից (THz) և օգտագործվում են FSO փոխանցման համակարգերում: Անձրևների տարբեր և հատուկ տեմպերով թուլացման արժեքները փոքր-ինչ փոխվում են `հաղորդման հաճախականությունների ավելացմամբ: Տեղումների քանակի և հաղորդման հեռավորությունների միջև կապը հետագայում կքննարկվի հետևյալ բաժնում: Մառախուղի հետ կապված թուլացումը հիմնականում կարող է անտեսվել միլիմետրային ալիքի հաճախականություններում `ավելացնելով միլիմետրային ալիքի և օպտիկական փոխանցման գոտու մեծության մի քանի կարգով. Հիմնական պատճառն այն է, որ ավելի երկար հեռավորության վրա գտնվող FSO համակարգերը դադարում են աշխատել մառախլապատ պայմաններում:

Փոխանցման հեռավորությունները E-Band- ի համար
Ինչպես բարձր հաճախականությամբ ռադիոյի տարածման դեպքում, անձրևի թուլացումը սովորաբար որոշում է հաղորդման հեռավորությունների գործնական սահմանները: Նկար 2-ը ցույց է տալիս, որ ռադիոհամակարգերը, որոնք գործում են E-band հաճախականության տիրույթում, կարող են մեծ թուլացում զգալ `հաշվի առնելով անձրևի առկայությունը [2]: Բարեբախտաբար, ամենաուժեղ անձրևը ձգտում է տեղալ աշխարհի սահմանափակ մասերում. հիմնականում մերձարևադարձային և հասարակածային երկրները: Պիկ ժամանակներում կարճ ժամանակահատվածում կարելի է դիտել ավելի քան յոթ դյույմ / ժամ (180 մմ / ժամ) անձրևի տեմպեր: Միացյալ Նահանգներում և Եվրոպայում անձրևների առավելագույն արագությունը սովորաբար կազմում է չորս դյույմ / ժամից պակաս (100 մմ / ժամ): Անձրևի նման արագությունը առաջացնում է 30 դբ / կմ ազդանշանի թուլացում, և, ընդհանուր առմամբ, տեղի է ունենում միայն կարճ ամպի պայթյունների ժամանակ: Այս ամպերի պոռթկումները անձրևային իրադարձություններ են, որոնք ի հայտ են գալիս համեմատաբար փոքր և տեղայնացված տարածքներում և ավելի ցածր ուժգնությամբ, ավելի մեծ տրամագծով անձրևոտ ամպի սահմաններում: Քանի որ ամպերի պայթյունները սովորաբար կապված են ծանր եղանակային իրադարձությունների հետ, որոնք արագորեն անցնում են կապի միջով, անձրևի ընդհատումները սովորաբար կարճ են և խնդրահարույց են միայն ավելի երկար հեռավորության վրա հաղորդող կապանքների վրա:

Միլիմետր ալիք և անձրևի թուլացում V-band E-Band

ITU անձրևային գոտիներ Global Millimeter Wave E-Band V-Band

Հեռահաղորդակցության միջազգային միությունը (ITU) և այլ հետազոտական ​​կազմակերպություններ հավաքել են տասնամյակների անձրևի վերաբերյալ տվյալներ ամբողջ աշխարհից: Ընդհանուր առմամբ, անձրևի բնութագրերը և փոխհարաբերությունները անձրևի մակարդակի, անձրևի վիճակագրության տևողության, անձրևի անկման չափերի և այլնի միջև լավ հասկանալի են [3], և այդ տեղեկատվության օգտագործմամբ հնարավոր է ինժեներացնել ռադիոհաղորդակցությունները ՝ նույնիսկ ամենավատ եղանակային իրադարձությունները հաղթահարելու կամ կանխատեսելու համար: որոշակի հաճախականություններով աշխատող ավելի երկար հեռավորության վրա գտնվող ռադիոհաղորդակցությունների եղանակի հետ կապված անջատումների տևողությունը: ITU անձրևի գոտու դասակարգման սխեման այբբենական կարգով ցույց է տալիս սպասվող վիճակագրական անձրևի տեմպերը: Չնայած նվազագույն տեղումներ ունեցող շրջանները դասվում են որպես «Տարածաշրջան A», բայց անձրևների ամենաբարձր ցուցանիշները գրանցվում են «Տարածաշրջան Q» –ում: Համաշխարհային ITU անձրևային գոտու քարտեզը և աշխարհի որոշակի տարածաշրջաններում անձրևների մակարդակի ցուցակը ներկայացված են ստորև նկար 3-ում:

 MMW Rain Fade քարտեզ ԱՄՆ-ի E-band V-band- ի համար

Գծապատկեր 3. Աշխարհի տարբեր տարածաշրջանների ITU անձրևային գոտու դասակարգումը (վերև) և անձրևի փաստացի վիճակագրական տեմպերը ՝ որպես անձրևի իրադարձության տևողության ֆունկցիա

Նկար 4-ը ցույց է տալիս ավելի մանրամասն քարտեզ Հյուսիսային Ամերիկայի և Ավստրալիայի համար: Հարկ է նշել, որ ԱՄՆ մայրցամաքային տարածքի մոտավորապես 80% -ը ընկնում է անձրևների K գոտում և ներքևում: Այլ կերպ ասած, 99.99% մատչելիության մակարդակում աշխատելու համար ռադիոհամակարգի մարող լուսանցքը պետք է նախագծված լինի `առավելագույն անձրևի 42 մմ / ժամ դիմակայելու համար: Հյուսիսային Ամերիկայում անձրևների ամենաբարձր մակարդակը կարելի է դիտել Ֆլորիդայում և Gulfոցի ափի երկայնքով, և այդ շրջանները դասակարգվում են անձրևային գոտու տակ: Ընդհանուր առմամբ, Ավստրալիան ավելի քիչ անձրև է ունենում, քան Հյուսիսային Ամերիկան: Այս երկրի հսկայական հատվածները, ներառյալ հարավային հարավային ափամերձ գիծը, տեղակայված են E և F անձրևային գոտիներում (<28 մմ / ժամ):

Պարզեցնելու համար, Նկար 2-ի (անձրևի արագությունն ընդդեմ թուլացման) արդյունքների համադրմամբ և 3-րդ և 4-րդ նկարներում ցույց տրված անձրևային աղյուսակների օգտագործմամբ, հնարավոր է հաշվարկել որոշակի ռադիոհամակարգի առկայությունը, որը գործում է աշխարհի որոշակի մասում: , ԱՄՆ-ի, Եվրոպայի և Ավստրալիայի անձրևային տվյալների վրա հիմնված տեսական հաշվարկները ցույց են տալիս, որ 70/80 ԳՀց ռադիոհաղորդիչ սարքավորումները կարող են հասնել GbE կապի վիճակագրական մատչելիության մակարդակում ՝ 99.99… 99.999% վիճակագրական հասանելիության մեկ մղոն կամ նույնիսկ ավելի հեռավորության վրա: 99.9% ցածր մատչելիության համար պարբերաբար կարելի է հասնել 2 մղոնից ավելի հեռավորությունների: Ringանցը օղակի կամ ցանցի տոպոլոգիայում կազմաձևելիս արդյունավետ հեռավորությունները որոշ դեպքերում կրկնապատկվում են նույն առկայության համար `ծանր անձրևային բջիջների խիտ, կլաստերային բնույթի և օղակի / ցանցի տոպոլոգիաների ուղու ավելորդության պատճառով:

MMW Rain Fade Map Australia Australia E-Band V_Band

Նկար 4. ITU անձրևային գոտու դասակարգումը Հյուսիսային Ամերիկայի և Ավստրալիայի համար

MMW տեխնոլոգիայի ուժեղ առավելությունն անլար այլ լուծումների նկատմամբ, ինչպիսին է ազատ տարածության օպտիկան (FSO), այն է, որ MMW հաճախականությունները չեն ազդում փոխանցման այլ խանգարումներից, ինչպիսիք են մառախուղը կամ ավազային փոթորիկները: Խիտ մառախուղը, օրինակ, հեղուկ ջրի պարունակությամբ 0.1 գ / մ 3 (մոտ 50 մ տեսանելիություն) ունի 0.4 դբ / կմ թուլացում 70/80 ԳՀց-ում [4]: Այս պայմաններում ԱԴS համակարգը կզգա ավելի քան 250 դԲ / կմ ազդանշանի թուլացում [5]: Այս ծայրահեղ թուլացման արժեքները ցույց են տալիս, թե ինչու FSO տեխնոլոգիան կարող է տրամադրել բարձր մատչելիության ցուցանիշներ միայն ավելի փոքր հեռավորությունների վրա: E-band ռադիոհամակարգերը նմանապես չեն ազդում փոշու, ավազի, ձյան և հաղորդման ուղու այլ խանգարումների վրա:

Այլընտրանքային բարձր տվյալների փոխարժեքի անլար տեխնոլոգիաներ
Որպես E-band անլար տեխնոլոգիայի այլընտրանք, գոյություն ունի սահմանափակ թվով կենսունակ տեխնոլոգիաներ, որոնք կարող են աջակցել տվյալների բարձր արագության կապակցությանը: Սպիտակ թղթի այս բաժինը տալիս է կարճ ակնարկ:

Օպտիկամանրաթելային մալուխ

Օպտիկամանրաթելային մալուխն առաջարկում է փոխանցման ցանկացած գործնական տեխնոլոգիայի ամենալայն թողունակությունը `թույլ տալով տվյալների շատ բարձր արագություններ փոխանցվել երկար հեռավորությունների վրա: Չնայած հազարավոր մղոններ օպտիկամանրաթելային մատչելի է ամբողջ աշխարհում, մասնավորապես, երկարատև և միջքաղաքային ցանցերում, «Վերջին մղոնի» հասանելիությունը մնում է սահմանափակ: Խրամուղիներ փորելու և ցամաքային մանրաթելեր դնելու հետ կապված էական և հաճախ արգելող բարձր ծախսերի, ինչպես նաև աջակողմյան խնդիրների պատճառով մանրաթելերի հասանելիությունը դժվար թե անհնար լինի: Հաճախակի են նաև երկար ձգձգումները ոչ միայն խրամատային մանրաթելերի ֆիզիկական գործընթացի պատճառով, այլ նաև շրջակա միջավայրի վրա ազդեցության և նման նախագծում ներգրավված բյուրոկրատական ​​հնարավոր խոչընդոտների պատճառած խոչընդոտների պատճառով: Այդ պատճառով աշխարհի շատ քաղաքներ արգելում են մանրաթելերի խրամատավորումը ՝ կապված ներքաղաքային երթևեկի խափանման և հասարակության համար խրամատների գործընթացների ընդհանուր անհարմարության հետ:

Միկրոալիքային ռադիոյի լուծումներ

Միկրոալիքային վառարանների կետ առ կետ ֆիքսված ռադիոընդունիչները կարող են ապահովել տվյալների ավելի բարձր տեմպեր, ինչպիսիք են լրիվ դուպլեքս 100 Մբիթ / վրկ արագ Ethernet կամ մինչև 500 Մբիթ / վրկ մեկ կրիչի համար `4-42 ԳՀց հաճախականությունների միջակայքում: Այնուամենայնիվ, ավելի ավանդական միկրոալիքային գոտիներում սպեկտրը սահմանափակ է, հաճախ գերբեռնված և տիպիկ արտոնագրված սպեկտրի ալիքները շատ նեղ են, երբ համեմատվում են E-Band սպեկտրի հետ:

Միկրոալիքային վառարան և Millimeter Wave MMW Spectrum V-band և E-band

Նկար 5. Համեմատություն տվյալների բարձր արագությամբ միկրոալիքային ռադիոընդունիչների և 70/80 ԳՀց ռադիոհամակարգի միջև

Ընդհանուր առմամբ, լիցենզավորման համար մատչելի հաճախականության ալիքները հաճախ ոչ ավելի, քան 56 մեգահերց են (ՄՀց), բայց սովորաբար 30 ՄՀց կամ ցածր են: Որոշ տիրույթներում կարող են հասանելի լինել 112 ՄՀց լայն ալիքներ, որոնք ունակ են մեկ կրիչի վրա ապահովել 880 Մբիթ / վրկ, բայց միայն ավելի փոքր հաճախությունների համար հարմար բարձր հաճախականությունների տիրույթներում: Հետևաբար, այս տիրույթներում գործող տվյալների բարձր տեմպերով աշխատող ռադիոընդունիչները պետք է օգտագործեն համակարգի շատ բարդ ճարտարապետություններ, որոնք օգտագործում են մինչև 1024 քառակուսի ամպլիտուդի մոդուլյացիայի (QAM) մոդուլացման սխեմաներ: Նման խիստ բարդ համակարգերը հանգեցնում են սահմանափակ հեռավորությունների, և թողունակությունը դեռ սահմանափակվում է տվյալների արագությամբ ՝ ամենամեծ ալիքներում մինչև 880 Մբիթ / վրկ: Այս տիրույթներում առկա սպեկտրի սահմանափակ քանակի պատճառով, ալեհավաքի ավելի լայն ճառագայթային նմուշները և բարձր QAM մոդուլյացիայի զգայունությունը ցանկացած տեսակի միջամտության նկատմամբ, քաղաքային կամ մայրաքաղաքային տարածքներում միկրոալիքային ավանդական լուծումների ավելի խիտ տեղակայումը խիստ խնդրահարույց է: Տեսողական սպեկտրի համեմատությունը միկրոալիքային վառարանի ավանդական նվագախմբերի և 70/80 ԳՀց մոտեցման միջև ներկայացված է Նկար 5-ում:

60 ԳՀց (V-Band) միլիմետր ալիքային ռադիո լուծումներ
60 ԳՀց սպեկտրի շրջանակներում հաճախականությունների հատկացումները, և մասնավորապես `57… 66 ԳՀց-ի սահմաններում, աշխարհի տարբեր տարածաշրջաններում զգալիորեն տարբերվում են: Հյուսիսային Ամերիկայի FCC- ն թողարկել է հաճախականության սպեկտրի ավելի լայն զանգված `57… 64 ԳՀց-ի սահմաններում, որն ապահովում է բավարար թողունակություն` լրիվ դուպլեքս GbE աշխատանքի համար: Այլ երկրներ չեն հետևել այս հատուկ որոշմանը, և այդ երկրներին հասանելի է միայն 60 ԳՀց սպեկտրի տիրույթում շատ ավելի փոքր և հաճախ շեղված հաճախականությունների բաշխումը: ԱՄՆ-ից դուրս մատչելի սպեկտրի սահմանափակ քանակը թույլ չի տալիս կառուցել ծախսարդյունավետ 60 ԳՀց ռադիո լուծումներ տվյալների բարձր արագությամբ Եվրոպայում, երկրներում, ինչպիսիք են Գերմանիան, Ֆրանսիան և Անգլիան, միայն մի քանիսը նշելու համար: Այնուամենայնիվ, նույնիսկ ԱՄՆ – ում փոխանցման էներգիայի կարգավորվող սահմանափակումը, զուգորդված տարածման համեմատաբար թույլ հատկություններով ՝ թթվածնի մոլեկուլների կողմից բարձր մթնոլորտային կլանման պատճառով (տե՛ս նկար 1), սահմանափակում է տիպային կապի հեռավորությունները մինչև կես մղոնից պակաս: ԱՄՆ-ի մայրցամաքային տարածքի մեծ մասերի համար կրիչի դասի `99.99… 99.999% համակարգի մատչելիության հասնելու համար, ընդհանուր առմամբ, հեռավորությունը սահմանափակվում է 500 բակերից մի փոքր ավելի (500 մետր): FCC- ն 60 ԳՀց սպեկտրը դասակարգել է որպես լիցենզիա չունեցող սպեկտր: Ի տարբերություն 70/80 ԳՀց ավելի բարձր հաճախականության հատկացումների, 60 ԳՀց ռադիոհամակարգերի աշխատանքը չի պահանջում իրավական հաստատում կամ համաձայնեցում: Մի կողմից, չարտոնագրված տեխնոլոգիայի օգտագործումը շատ տարածված է վերջնական օգտագործողների շրջանում, բայց միևնույն ժամանակ, չկա պաշտպանություն միջամտությունից ՝ պատահական կամ միտումնավոր: Ամփոփելով, հատկապես ԱՄՆ-ում, 60 ԳՀց սպեկտրի օգտագործումը կարող է լինել պոտենցիալ կենսունակ այլընտրանք կարճ հեռավորությունների տեղակայման համար, բայց տեխնոլոգիան իրական այլընտրանք չէ 500 մետրից այն կողմ հեռավորության համար, և երբ պահանջվում է 99.99… 99.999% համակարգի առկայություն:

Ազատ տարածության օպտիկա (FSO, օպտիկական անլար)
Ազատ տիեզերական օպտիկայի (FSO) տեխնոլոգիան օգտագործում է ինֆրակարմիր լազերային տեխնոլոգիան ՝ հեռավոր վայրերի միջև տեղեկատվություն փոխանցելու համար: Տեխնոլոգիան թույլ է տալիս փոխանցել տվյալների շատ բարձր տեմպեր ՝ 1. 5 Գբիթ / վրկ և ավելի: FSO տեխնոլոգիան ընդհանուր առմամբ փոխանցման շատ անվտանգ տեխնոլոգիա է, չափազանց նեղ է միջամտության ՝ փոխանցման ծայրահեղ նեղ փնջի բնութագրերի պատճառով, և նաև աշխարհում զերծ է լիցենզիայից:

Unfortunatelyավոք, ինֆրակարմիր օպտիկական գոտիների ազդանշանների փոխանցման վրա կտրուկ ազդում է մառախուղը, որտեղ մթնոլորտային կլանումը կարող է գերազանցել 130 դբ / կմ [5]: Ընդհանուր առմամբ, ցանկացած տեսակի եղանակային պայմաններ, որոնք ազդում են երկու վայրերի միջև տեսանելիության վրա (օրինակ ՝ ավազ, փոշի), ազդելու են նաև ԱԴS համակարգի աշխատանքի վրա: Մառախուղի դեպքերը և փոշու / ավազի փոթորիկները կարող են նաև տեղայնացվել և դժվար կանխատեսվել, և, հետևաբար, ԱԴՍ համակարգի առկայության կանխատեսումն ավելի բարդ է: Ի տարբերություն ծայրահեղ անձրևային իրադարձությունների, տևողությունը շատ կարճ է, մառախուղն ու փոշին / ավազային փոթորիկները կարող են նաև տևել շատ երկար ժամանակներ (ժամեր կամ նույնիսկ օրեր, քան րոպեներ): Դա կարող է հանգեցնել ծայրահեղ երկար անջատումների ԱԴS համակարգերի համար, որոնք գործում են նման պայմաններում:

Գործնական տեսանկյունից, և 99.99… 99.999% առկայության համարները դիտարկելիս, վերը նշված բոլորը կարող են սահմանափակել FSO տեխնոլոգիան ընդամենը մի քանի հարյուր բակեր (300 մետր) հեռավորությունների վրա. հատկապես ափամերձ կամ մշուշոտ տարածքներում, ինչպես նաև ավազի / փոշու փոթորիկներ ապրող շրջաններում: Այս տեսակի միջավայրերում FSO համակարգեր տեղակայելիս 100% կապը պահպանելու համար առաջարկվում է այլընտրանքային ճանապարհի տեխնոլոգիա:

Արդյունաբերության մասնագետների մեծամասնությունը համաձայն է, որ FSO տեխնոլոգիան կարող է առաջարկել հետաքրքիր և պոտենցիալ էժան այլընտրանք ավելի փոքր հեռավորության վրա հեռավոր վայրերը անլար կապելու հարցում: Այնուամենայնիվ, ինֆրակարմիր սպեկտրում ազդանշանի թուլացման ֆիզիկան միշտ կսահմանափակի այս տեխնոլոգիան շատ կարճ հեռավորությունների վրա:

Քննարկված և առևտրայինորեն մատչելի տվյալների բարձր մակարդակի փոխանցման տեխնոլոգիաների և դրանց հիմնական կատարողականի կարճ համեմատությունը ներկայացված է Աղյուսակ 1-ում:

MMW Համեմատած այլ անլար տեխնոլոգիաների հետ

Աղյուսակ 1. Առևտրային տվյալների բարձր արագությամբ մետաղալարերի և անլար փոխանցման տեխնոլոգիաների համեմատական ​​աղյուսակ

Առևտրայինորեն մատչելի միլիմետր-ալիքային լուծումներ
CableFree Millimeter ալիքի արտադրանքի պորտֆելը պարունակում է կետային կետի ռադիո լուծումներ, որոնք գործում են 100 Մբիթ / վրկից մինչև 10 Գբիթ / վրկ (10 Գիգաբիթ Ethernet) արագությամբ լիցենզավորված 70 ԳՀց էլեկտրոնային տիրույթի սպեկտրում և մինչև 1 Գբիթ / վրկ արտոնագրված 60 ԳՀց սպեկտրում: Համակարգերը մատչելի են ալեհավաքի տարբեր չափսերով `արդյունաբերության ցանկացած E-band ռադիոարտադրողի առավել մրցակցային գների կետերում տեղակայման հատուկ հեռավորությունների վրա հաճախորդի մատչելիության պահանջները բավարարելու համար: Անլար գերազանցության էլեկտրոնային տիրույթի ռադիո լուծումները գործում են միայն լիցենզավորված 5/70 ԳՀց էլեկտրոնային տիրույթի սպեկտրի 80 ԳՀց հաճախականության ցածր տիրույթում, այլ ոչ թե 70 ԳՀց և 80 ԳՀց տիրույթներում միաժամանակյա փոխանցում: Արդյունքում, Wireless Excellence- ի արտադրանքը հակված չէ տեղակայման հնարավոր սահմանափակումներին `մոտակայքում գտնվող Եվրոպայում գտնվող աստղագիտական ​​տեղակայություններին կամ ռազմական կայանքներին, որտեղ ռազմական կապերն օգտագործում են 80 ԳՀց տիրույթի մասեր: Համակարգերը տեղակայվում են հեշտությամբ, և 48 վոլտ ուղղակի հոսանքի (Vdc) ցածր լարման էլեկտրասնուցման շնորհիվ համակարգը տեղադրելու համար ոչ մի վավերացված էլեկտրիկ չի պահանջվում: Անլար գերազանցության արտադրանքի լուսանկարները ներկայացված են ստորև նկար 6-ում:

CableFree MMW հղումը տեղադրված է ԱՄԷ-ում

Նկար 6. CableFree MMW ռադիոկայանները կոմպակտ և բարձր ինտեգրված են: Cուցադրված է 60 սմ ալեհավաքի տարբերակը

Ամփոփում եւ եզրակացություններ
Այսօրվա բարձր հզորության ցանցի փոխկապակցման պահանջները լուծելու համար մատչելի են բարձր հուսալի անլար լուծումներ `ապահովելով մանրաթելային նմանատիպ աշխատանք` մանրաթելերի տեղադրման կամ բարձր հզորությամբ մանրաթելային կապի վարձակալության մի մասի դիմաց: Դա կարևոր է ոչ միայն կատարման / ծախսերի տեսանկյունից, այլ նաև այն պատճառով, որ «Վերջին մղոն» մուտքային ցանցերում մանրաթելային կապերը դեռ շատ տարածված չեն, և վերջին ուսումնասիրությունները ցույց են տալիս, որ Միացյալ Նահանգներում առևտրային շենքերի միայն 13.4% -ն է ավելի 20 աշխատակից միացված է մանրաթելին: Այս թվերն ավելի ցածր են շատ այլ երկրներում:

Շուկայում կան մի քանի տեխնոլոգիաներ, որոնք կարող են ապահովել գիգաբիթ կապակցություն `հեռավոր ցանցային վայրերը միացնելու համար: 70/80 ԳՀց հաճախականության տիրույթում արտոնագրված էլեկտրոնային գոտու լուծումները հատկապես հետաքրքրություն են առաջացնում, քանի որ դրանք կարող են ապահովել կրիչի դասի առկայության ամենաբարձր ցուցանիշները մեկ մղոն (1.6 կմ) և ավելի հեռավորության վրա գործող հեռավորություններում: ԱՄՆ-ում 2003 թվականի նշանակալի FCC որոշումը բացել է այս սպեկտրը առևտրային օգտագործման համար, և ինտերնետի վրա հիմնված ցածր լույսի լիցենզավորման սխեման թույլ է տալիս օգտվողներին մի քանի ժամվա ընթացքում շահագործման լիցենզիա ստանալ: Այլ երկրներ կա՛մ արդեն ունեն և (կա՛մ) ներկայում գտնվում են E-band սպեկտրը առեւտրային օգտագործման համար բացելու գործընթացում: Չլիցենզավորված 60 ԳՀց ռադիոընդունիչները և ազատ տարածության օպտիկական համակարգերը (FSO) կարող են նաև ապահովել գիգաբիթ Ethernet կապ, բայց ավելի բարձր 99.99… 99.999% կրիչի դասի մատչելիության մակարդակներում, այս երկու լուծումներն էլ ընդունակ են գործել միայն կրճատված հեռավորությունների վրա: Որպես պարզ կանոն և Միացյալ Նահանգների մեծ մասի համար, 60 ԳՀց լուծումները կարող են ապահովել այդ բարձր մատչելիությունը միայն 500 բակերից (500 մետր) հեռավորության վրա տեղակայվելիս:

Սայլակ
● ITU-R P.676-6, «Մթնոլորտային գազերի թուլացում», 2005 թ.
● ITU-R P.838-3, «Անձրևի հատուկ նոսրացման մոդելը կանխատեսման մեթոդներում օգտագործելու համար», 2005 թ.
● ITU-R P.837-4, «Տեղումների բնութագրերը տարածման մոդելավորման համար», 2003:
● ITU-R P.840-3, «Թուլացում ամպերի և մառախուղի պատճառով», 1999:

Լրացուցիչ տեղեկությունների համար `E-Band Millimeter Wave

E-Band MMW- ի վերաբերյալ լրացուցիչ տեղեկությունների համար խնդրում ենք Հետադարձ Կապ

Թողնել հաղորդագրություն 

հաղորդագրություն ցուցակ