微波知识培训(2)

接收方向信号： 中频单元对来自ODU的信号进行分离处理，获得中心频率为140MHz的模拟中频信号和中心频率为5.5MHz的O&M信号。对接收到的中心频率为5.5MHz的O&M信号进行FSK解调，通过FPGA的GPA接口送给CPU控制单元；对接收到的中心频率为140MHz的模拟中频信号通过PVG710变频到基带信号，再经过BCM85620的解调变成数字信号给FPGA去处理。
下变频器用于将射频信号变为频率固定的中频信号，对模拟信号，变频过程不应引入失真。 中频放大器决定收信机的主要放大量，及通频带带宽，其前置级也应采用低噪声器件，并具有自动增益控制。 解调器为调制器的逆过程，用于将已调中频信号还原为具有标称基带电平的基带信号。 微波收信机用于中继系统时，视中继方式的不同，其输出可分别送至基带接口、中频接口和射频接口，为中继系统的发信部分提供转接信号。
10Km 1 100m 10 1 100mm 10 1 100m
特 长 波
长 波
特 高 频
甚 高 频
中 波
频带窄、速率低
数字微波的发展机遇
数字微波作为一种无线传输方式，在灵活性、抗灾性和移动性方面具有光纤传输所无法比拟的优点，这也是它的优势所在。 当前数字微波的发展机遇可以归纳如下：用于专网或作专网光纤传输的备份及补充，我国的专网如：广电、石油及天然气管道、煤炭、水利等，这些专网本身所需的传输容量不大，一般一个STM-1 或几个STM-1,它们要么没建光纤通信电路，要么只建了单线的光纤通信链路，不具备电信光纤传输网络八纵八横的优势，所以它们必须建设SDH 或PDH 微波电路用于主传电信及数据业务或用于光纤传输系统在遇到自然灾害时的备用保护，以及由于种种原因不适合使用光纤的地段和场合。我国2G 及2.5G 移动通信基站覆盖中使用了众多的PDH 微波通信电路。
光网络补网：移动基站接收无线信号后，要将信号回传到BSC 以 进入核心网进行传输，移动基站的回程传输。在传输光网络和BSC 之间，由于地理位置等其他原因，不便于铺设光缆，则需要采用 微波传输的方式。
应用举例二
全球微波厂商
三、微波系统设备组成
网管系统和IDU设备(1+0, 1U)
0.6m天线和ODU(直接安装, 1+0)
但微波也存在着相应的缺点：应具备视距传输条件，两站之间传输的距离不是很远；频率必须申请；通信质量受环境的影响较大；通信容量不能做到很大。
光纤、微波传输方式比较
光 纤
微 波
传输媒介
光纤
自由空间
抗自然灾害能力
弱
强
灵活性
较低
高
建设费用
高
低
建设周期
长
短
传输速率
频带宽、速率高
微波的定义
微波Microwave: 微波是一种电磁波，微波射频为300MHz～300GHz，是全部电磁波频谱的一个有限频段。 微波一般称为厘米波。 根据微波传播的特点，可视其为平面波。 平面波沿传播方向是没有电场和磁场纵向分量的，所以称为横电磁波，记为TEM波。有时我们把这种电磁波简称为电波。
微波频率划分
了解数字微波通信的更多相关信息请参考：
《电信网及计算机基础》 《SDH基本原理》 《数据通信原理》 《信号与系统》 《通信原理》 《天线原理》 《电磁场理论》 《微波技术基础》 《微波技术与天线》
一、微波发展历史、微波传输的特点、前景
微波通信技术问世已半个多世纪，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。我国的模拟微波通信技术的研究、开发、引进和应用始于1958 年，有很长的历史。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。SDH 微波系统在90 年代得到了迅速发展。 现在数字微波通信和光纤通信、卫星通信一起被称为现代通信传输的三大主要手段。
◆ 电信运营商 电信、联通、移动及广电等基础运营商 ◆ 公共事业专网 电力、水力、石油、煤炭、矿山、林业、大型工地等专网 ◆政府专网 银行、税务、交通、运输等专网 应急通信 ◆ 军队专网 驻地网 应急通信
应用场合
应用举例一
微波传输系统的基本构成
Mod
Transmitter
Receiver
Dem
Down converter in IF
IF Signal Recovery
IF Carrier Modulation
Up converter RF channel
Tx
Rx
天线系统
IF
microwave
IF
BB : Base band
ODU组成
ODU主要包括功放模块（微波模块）、双工 器、ODU中频盘和电源模块盘。
中频放大为上变频提供足够大的混频激励信号用以补偿变频损失； 上变频则将已调中频信号变为射频信号并为射频功率放大器提供激励。 射频功率放大器最后将功率提高到所需水平。 时分数字微波信号可容忍非线性失真，因而可以充分利用放大器件的（饱和）功率。
终端站：处于微波线路的两端或分支线路终点。它只对一个方向收信和发信。 终端站可以上下所有的支路信号，并可以作为监控系统的集中监视站或主站。 中间站：处于线路中间，只完成微波信号的放大和转发，不上下话路。设备比较简单。 再生中继站：处于线路中间，可以在本站上下部分支路。还可沟通干线上两方向间的通信。可作监控系统的主站或受控站。 再生中继站只能采用基带中继方式。 枢纽站：处于干线上，完成数个方向的通信任务，可以上下全部或部分支路信号。 监控系统中，枢纽站一般作为主站
IDU 620
中兴
华为
采用的是业务盘、系统盘、调制解调盘分立的方式
系统框图
系统技术框图
其他厂家单盘介绍
调制解调盘
中频电缆接口
XPIC信号补偿输入、输出口
ODU电源开关
指示灯
E1业务盘
1～16路E1
17～32路E1 MDR68接口
指示灯
STM1业务盘
LC 光接口
系统控制盘
我司目前规划开发的产品，单盘式。 其单盘框图如下图所示：
国外发达国家的微波中继通信在长途通信网中所占的比例高达50%以上。据统计美国为66%，法国为54%。我国自1956年从东德引进第一套微波通信设备以来，经过仿制和自发研制过程，已经取得了很大的成就，在1976年的唐山大地震中，在京津之间的同轴电缆全部断裂的情况下，六个微波通道全部安然无恙。九十年代的长江中下游的特大洪灾中，微波通信又一次显示了它的巨大威力。在当今世界的通信革命中，微波通信仍是最有发展前景的通信手段之一。
短 波
超 高 频
毫 米பைடு நூலகம்波
光 波
频率
波长
名称
主 要 用 途
航行
无线
航行
广播
广播
FM
广播
T V
T V
T V
卫星 通信 微波 中继
Broadcasting
Maximum coverage One programme per radio channel Applications: Radio (LW, MW, SW, FM); TV etc ...
ODU
7~38G ODU
系统设备组成
编号
名 称
说 明
1
GND
接地柱
2
RSSI
收信信号强度指示（直流电压），供调整天线时参考
3
IF
中频接口， N(Female),用中频电缆与IDU连接
4
射频接口
波导接口，用于7GHz ～ 23GHz频段，直接与天线连接。
接口介绍说明
♦N 型连接器（阴头） 中频接口用于ODU 到IDU 的连接，为IDU 提供140MHz 中频 信号。从I DU接收-48VDC 和350MHz 发信中频和OOK信号 （发送5.5M，接收10.7M）。 ♦ 调整天线的测试端口(BNC 接口) 利用RSSI 端口，对接收信号的功率进行监测，按照输出的 直流电压于接收信号功率的对应关系进行天线对准。 ♦射频接口 在ODU 的射频出口处安装了圆形的法兰适配器，便于ODU 与天线的连接。 ♦ 接地柱 使用接地螺丝进行接地保护。
开发的产品面板结构类似于上图
具体介绍
发送方向信号： 数据进入调制解调芯片BCM85620的GPM模块（ 振荡器和解调器混合模块），传给基带调制单元。基带调制解调单元对数据进行信道编码、数字调制等数字信号处理，然后进行D/A转换，成为IQ基带信号。中频单元（PVG710）对IQ基带信号做模拟调制、信号放大等处理，形成中频频率为350MHz的模拟中频发送信号，同时对IDU与ODU之间的O&M信号进行FSK调制，形成频率为10.7MHz的模拟O&M信号，中心频率为350MHz的模拟中频信号、中心频率为10.7MHz的模拟O&M信号、-48V DC的电压信号通过中频馈线送给ODU。
在大城市和市区，在建设数字节点和分配网络时，数字微波常常是可以与光缆相比的唯一的可供选择的方案。事实上，除了在大城市和小城镇内埋设地下电缆费用非常昂贵外，在闹市区开挖管道常常是很难得到批准的。这种情况在欧美发达国家表现尤为突出。据称，在欧美发达国家用于移动覆盖的传输中大约80％－90％采用数字微波系统。 在世界上许多国家中，微波接力链路可能是可以穿越数千里林区、山区、大草原、沙漠、沼泽地和其他困难地域的唯一可用的大容量传输媒质。而且，由于功率消耗相当低，应用太阳能电源已经成为在这种条件严酷的地区应用数字微波接力系统的一个重要因素。 由于微波电路不易人为破坏，不易受自然灾害的影响，因此微波系统是组成我国通信网的不可缺少的组成部分，是保证通信网安全所不可缺少的。
微波设备由室内单元 (IDU)、室外单元 (ODU)、 网管系统、同轴电缆和天线组成
一跳系统之间的通信
IDU的作用
IDU主要把业务数据、辅助数据、网管及交换数据按一 定数据格式复接成帧，传给调制解调模块，调制解调模 块再完成基带调制解调、中频变频等功能。
行业内其他厂家的IDU构架
IDU 610
射频传输的两种基本形式
Microwave links
Radio beam One multiplex per radio channel Applications: Civiliars and military telecommunication networks
广播
点－点视距微波
微波通信特点
1) 微波通信要求应具备视距传输条件。 2) 传输距离长，能适应各种传播环境。 3) 通信容量适中（1E1-NxSTM-1）。 4) 通信质量能够满足各种通信业务的需求。 5) 组网灵活方便。 6) 具有很强的抗自然灾害能力。 7) 投资省、见效快。
滤波
解调
接收天线
调制
中放
上变频
功放
滤波
调制
中频
上变频
功放
滤波
发送天线
基带
基带
地面微波中继的应用场合： 微波通讯组网灵活，建设周期短，成本低，特别适合于不便于铺设光缆的地区使用。 1，作为光线传输的备份与补充。 2，在农村，海岛等边远地区为用户提供基本业务的场合。 3，城市内短距离支线连接。 4，宽带无线接入。
Base band
Base band
IF : Intermediate Frequency
RF : Radio Frequency (300MHz - 30 GHz)
调制原理
二、微波设备的基本原理
数字微波信号的调制过程
对数字基带信号的调制过程用数学方法可简单表示成：
微波原理框图
放大
下变频
中频
数字微波传输常用频段包括： 7/8/11/13/15/18/23/26/32/38 GHz（ITU-R建议规定）
微波：频率为300MHz～300GHz范围内的电磁波
30 KHz 300 3MHz 30 300 3GHz 30 300 3 T Hz