微波知识培训

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特 高 频 TV
超 高 频 卫星 通信 微波 中继
毫 米 波
光 波
广播
广播 TV
主 要 用 途
无线
航行
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)
射频传输的两种基本形式
广播
点-点视距微波
Broadcasting

Microwave links
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。
MII MII
RX_IQ
.
-48V
基带接口(R/T) 来自FPGA的PLL 时钟 监控 PVG710 接口 接口 中频接口(T/R) IP101A_A IP101A_B 88E1512 BCM54640E 350M 140M 阻抗变换 阻抗变换
XPIC-RX-140M-H
710_CLK 50M
监控 接口 RX_ASK(5.5M) TX_ASK(10M)
IF
microwave
IF
Base band
BB : Base band IF : Intermediate Frequency RF : Radio Frequency (300MHz - 30 GHz)
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
发送天线 基带
辅助接 口单元
控制 单元
时钟 单元
电源 单元
网管数据
参考时钟输入 参考时钟输出
-48V
系统技术框图
其他厂家单盘介绍
中频电 缆接口
XPIC信号补偿 输入、输出口
ODU电 源开关
指示灯
调制解调盘
指示灯
1~16路E1
17~32路E1 MDR68接口
E1业务盘
LC 光接口
STM1业务盘
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:
-48V
电源模块
+5V
.
19.44M 50M
DC/DC DC/DC DC/DC
3.3V 1.8V
监控激光器 监控AD9524
注:FPGA的GPIO有160个左右,还有 30多个左右可做监控管脚用
4
1.2V
调试口 3*4 6 JTAG
OSC OSC
4 2
STM1
SFP 调试口
DDS_CLK(50M)
应用举例二
全球微波厂商
三、微波系统设备组成
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
网管系统和IDU设备(1+0, 1U)
0.6m天线和ODU(直接安装, 1+0)
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
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。
第一级输入 25M VCXO 第二级输入 CLOCK (AD9524)
时钟 接口
AUX_CLK(50M) HS_CLK(202M) 710_CLK(50M)
SGMII
SGMII(3)
SGMII(4) SGMII(5)
PHY 88E1512
SFP
基带接口(T/R) TX_IQ
XPIC-IF
MIIA MIIB
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
调 制 中 放 频 上 变 频 功 放 滤 波
滤 波
放 大
下 变 频
中 频
解 调
基带
接收天线
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。
二、微波设备的基本原理
调制原理
微波传输系统的基本构成
天线系统 Tx Rx
Receiver
Mod
IF Carrier Modulation
Transmitter
Dem
IF Signal Recovery
Up converter RF channel
Down converter in IF
Base band
时钟 接口
GPIO
FLASH
SDRAM
EP4CE10F 异步GPI接口(T/R)
配置接口 GMII SPI Protection Bus
5 12 4
JTAG
REF_CLK 50M
SYNCE_OUT(25M) 调试口
NP_RTC(25M) R_CLK(50M) T_CLK(50M) SGMII_REF(25M)
28 30
GPIO
CPU(IP3210)
串口
P O R T 1
PHY
RJ45
SNMP
SA_CLK 101M
8b DDR2 MT47H128M8
16b DDR2 MT47H64M16RT-25E 16b DDR2 MT47H64M16RT-25E
8 bit 异步GPI接口(R/T) Data port E1/T1 32 bit Data port BCM85620 PLA
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

传输媒介 抗自然灾害能力 光纤 弱



自由空间 强
灵活性
建设费用 建设周期 传输速率
较低
高 长 频带宽、速率高

低 短 频带窄、速率低
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。
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。
MDC/MDIO
MDC/MDIO
CPU
FPGA
ASK
来自从盘
中频放大
XPIC-RX-140M-V 去从盘
多工器(合路器) TO ODU
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。
CLK
4*RJ45
SGMII-PLA
SPI
GMII BCM85620
UART 串口 调试口
PORT2
PHY
PORT3
PHY
SFP
SGMII(0) SGMII(1) SGMII(2)
PHY IP101A
4口千兆 PHY BCM54640E MII 4*RJ45
PHY IP101A
MII
调试口
2*JTAG
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
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
中兴
IDU 620
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
IDU E1\FE/GE\ST M-1 业务接 口单元 交叉 单元 中频 单元 中频信号 O&M信号 –48V
异步数据 外部告警 (AUX)
应用场合 ◆ 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
Байду номын сангаас
应用举例一
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。

Maximum coverage One programme per radio channel Applications: Radio (LW, MW, SW, FM); TV etc ...
Radio beam One multiplex per radio channel Applications: Civiliars and military telecommunication networks
微波:频率为300MHz~300GHz范围内的电磁波
频率 30 KHz 300 3MHz 30 300 3GHz 30 300 3 T Hz 10Km 波长
VLF VHF UHF SHF EHF
1
100m
10
1
100mm
10
1
100m
LF
MF
HF
名称
特 长 波 航行
长 波
中 波
短 波
甚 高 频 FM 广播 TV
微波知识培训
亿邦通信武汉研发中心 杜超
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《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
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。
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