Міліметровыя хвалі (MMW) - гэта тэхналогія для высакахуткасных (10 Гбіт/с, 10 гігабіт у секунду) бесправадных злучэнняў вялікай ёмістасці, ідэальна падыходзіць для гарадскіх раёнаў. Выкарыстоўваючы высокачашчынную мікрахвалевую сетку ў дыяпазоне E (70-80 ГГц) і дыяпазоне ад 58 ГГц да 60 ГГц (V-дыяпазон), можна шчыльна разгарнуць каналы сувязі ў перагружаных гарадах без перашкод і без неабходнасці шукаць кабелі і оптавалакно, што можа быць дарагім, павольным і вельмі разбуральным. Наадварот, спасылкі MMW можна разгарнуць за некалькі гадзін, а таксама перамяшчаць і выкарыстоўваць паўторна на розных сайтах па меры развіцця сеткавых патрабаванняў.

CableFree MMW Millimeter Wave Link усталяваны ў ААЭ

Гісторыя MMW

У 2003 годзе Паўночнаамерыканская федэральная камісія па сувязі (FCC) адкрыла некалькі дыяпазонаў высокачашчынных міліметровых хваль (MMW), а менавіта ў дыяпазонах 70, 80 і 90 гігагерц (ГГц), для камерцыйнага і грамадскага выкарыстання. З-за велізарнай колькасці спектру (прыкладна 13 ГГц), даступнага ў гэтых дыяпазонах, радыёстанцыі міліметровага дыяпазону хутка сталі самым хуткім радыёрашэннем кропка-кропка (pt-to-pt) на рынку. Сёння даступныя прадукты радыёперадачы, якія забяспечваюць поўнадуплексную хуткасць перадачы даных да 1.25 Гбіт/с пры ўзроўні даступнасці аператарскага класа 99.999% і на адлегласці, блізкія да адной мілі і больш. Дзякуючы эканамічна эфектыўным цэнах, радыёстанцыі MMW маюць патэнцыял для трансфармацыі бізнес-мадэляў для пастаўшчыкоў мабільнай сувязі і падключэння метро/прадпрыемстваў да «апошняй мілі».

Нарматыўная база
Адкрыццё 13 ГГц раней невыкарыстоўванага спектру ў дыяпазонах частот 71…76 ГГц, 81…86 ГГц і 92…95 ГГц для камерцыйнага выкарыстання і паслуг стацыянарнай бесправадной сувязі з высокай шчыльнасцю ў Злучаных Штатах у кастрычніку 2003 г. разглядаецца як знамянальная пастанова Федэральнай камісіі сувязі (FCC). З тэхналагічнага пункту гледжання гэтае рашэнне ўпершыню дазволіла бесправадную сувязь на поўнай хуткасці лініі і поўнадуплекснай гігабітнай хуткасці на адлегласці адной мілі і больш пры ўзроўні даступнасці аператарскага класа. Падчас адкрыцця спектру для камерцыйнага выкарыстання старшыня FCC Майкл Паўэл абвясціў пастанову як адкрыццё «новай мяжы» ў камерцыйных паслугах і прадуктах для амерыканскага народа. З тых часоў былі адкрыты новыя рынкі для замены або пашырэння оптавалакна, бесправадных сетак доступу «кропка-кропка» «Апошняя міля» і шырокапалоснага доступу ў Інтэрнэт на гігабітнай хуткасці перадачы дадзеных і вышэй.

Немагчыма пераацаніць значэнне размеркавання частот 70 ГГц, 80 ГГц і 90 ГГц. Гэтыя тры размеркавання, якія разам называюцца E-дыяпазонам, складаюць найбольшую колькасць спектру, калі-небудзь выпушчанага FCC для ліцэнзійнага камерцыйнага выкарыстання. Разам спектр у 13 ГГц павялічвае колькасць частотных дыяпазонаў, зацверджаных FCC, на 20%, і гэтыя дыяпазоны разам у 50 разоў перавышаюць прапускную здольнасць усяго спектру сотавай сувязі. З агульнай прапускной здольнасцю 5 ГГц, даступнай на частатах 70 ГГц і 80 ГГц адпаведна, і 3 ГГц на частаце 90 ГГц, гігабітны Ethernet і больш высокія хуткасці перадачы дадзеных могуць быць лёгка прыстасаваны да адносна простых архітэктур радыё і без складаных схем мадуляцыі. З характарыстыкамі распаўсюджвання толькі крыху горшымі, чым у шырока выкарыстоўваных мікрахвалевых дыяпазонах, і добра ахарактарызаванымі характарыстыкамі надвор'я, якія дазваляюць зразумець згасанне дажджу, можна з упэўненасцю рэалізаваць адлегласць сувязі ў некалькі міль.

Пастанова FCC таксама заклала аснову для новай схемы ліцэнзавання ў Інтэрнэце. Гэтая схема онлайн-ліцэнзавання дазваляе хуткую рэгістрацыю радыёканала і забяспечвае абарону частоты пры нізкай аднаразовай аплаце ў некалькі сотняў долараў. Многія іншыя краіны па ўсім свеце ў цяперашні час адкрываюць спектр MMW для грамадскага і камерцыйнага выкарыстання пасля знакавай пастановы FCC. У гэтым артыкуле мы паспрабуем растлумачыць значэнне дыяпазонаў 70 ГГц, 80 ГГц і 90 ГГц і пакажам, як гэтыя новыя размеркаванні частот патэнцыйна зменяць высокую хуткасць перадачы дадзеных і звязаныя з імі бізнес-мадэлі.

Мэтавыя рынкі і прыкладанні для падлучэння доступу да «апошняй мілі» вялікай ёмістасці
Толькі ў Злучаных Штатах налічваецца каля 750,000 20 камерцыйных будынкаў, у якіх працуюць больш за 1 чалавек. У сучасных бізнес-асяроддзях з вялікім падключэннем да Інтэрнэту большасць гэтых будынкаў патрабуе падлучэння да Інтэрнэту з высокай хуткасцю перадачы дадзеных. Нягледзячы на тое, што многія прадпрыемствы ў цяперашні час задаволеныя меншай хуткасцю T1/E1.54 2.048 Мбіт/с або 3 Мбіт/с, адпаведна, або любой іншай формай нізкахуткаснага DSL-злучэння, імкліва расце колькасць прадпрыемстваў, якія патрабуюць або патрабуюць падключэння DS-45 (13.4 Мбіт/с) або больш хуткаснага оптавалаконнага злучэння. Аднак вось тут і пачынаюцца праблемы: згодна з нядаўнім даследаваннем Vertical Systems Group, толькі 86.6% камерцыйных будынкаў у Злучаных Штатах падключаны да валаконна-валаконнай сеткі. Іншымі словамі, 45 % гэтых будынкаў не маюць валаконна-аптычнага злучэння, і арандатары будынкаў разлічваюць на арэнду правадных медных каналаў больш нізкай хуткасці ў дзеючых або альтэрнатыўных пастаўшчыкоў тэлефаніі (ILEC або CLEC). Такія выдаткі на больш хуткае правадное меднае злучэнне, напрыклад, злучэнне DS-3 3,000 Мбіт/с, могуць лёгка дасягнуць XNUMX долараў у месяц і больш.

Яшчэ адно цікавае даследаванне, праведзенае кампаніяй Cisco ў 2003 г., паказала, што 75% камерцыйных будынкаў у ЗША, не падключаных да оптавалакна, знаходзяцца ў межах адной мілі ад оптавалакна. Аднак, нягледзячы на які расце попыт на высокую магутнасць перадачы ў гэтыя будынкі, кошт, звязаны з пракладкай оптавалакна, вельмі часта не дазваляе «закрыць вузкае месца перадачы». Напрыклад, выдаткі на пракладку оптавалакна ў буйных мегаполісах ЗША могуць дасягаць 250,000 1 долараў за мілю, а ў многіх буйнейшых гарадах ЗША нават існуе мараторый на пракладку новага оптавалакна з-за звязаных з гэтым масавых парушэнняў руху. Паказчыкі падлучэння оптавалакна да камерцыйных будынкаў у многіх еўрапейскіх гарадах значна горшыя, і некаторыя даследаванні паказваюць, што толькі каля XNUMX% камерцыйных будынкаў падлучаны да оптавалакна.

Многія галіновыя аналітыкі сыходзяцца ў меркаванні, што існуе вялікі і ў цяперашні час недастаткова забяспечаны рынак бесправаднога падключэння «Апошняя міля» на кароткія адлегласці пры ўмове, што базавая тэхналогія забяспечвае ўзровень даступнасці аператарскага класа. Радыёсістэмы MMW цалкам адпавядаюць гэтым тэхнічным патрабаванням. Акрамя таго, за апошнія пару гадоў рэзка знізіліся цэны на камерцыйна даступныя сістэмы MMW высокай ёмістасці. Калі параўноўваць з пракладкай усяго адной мілі оптавалакна ў буйным мегаполісе ЗША ці Еўропы, выкарыстанне радыё MMW з падтрымкай гігабітнага Ethernet можа каштаваць усяго 10% ад кошту оптавалакна. Такая структура цэнаўтварэння робіць эканоміку гігабітнага злучэння прывабнай, таму што неабходнае размяшчэнне капіталу і выніковы перыяд вяртання інвестыцый (ROI) значна скарачаюцца. Такім чынам, многія прыкладанні з высокай хуткасцю перадачы дадзеных, якія ў мінулым не маглі абслугоўвацца эканамічна з-за высокіх інфраструктурных выдаткаў на пракладку валакна, цяпер могуць абслугоўвацца і з'яўляюцца эканамічна мэтазгоднымі пры выкарыстанні радыётэхналогіі MMW. Сярод гэтых прыкладанняў:
●Пашырэнне і замена валакна CLEC і ILEC
●Транспартная сувязь Metro Ethernet і замыканні валаконных кольцаў
●Пашырэнні бесправадной лакальнай сеткі кампуса
●Рэзервовае капіраванне валакна і разнастайнасць шляхоў у сетках кампуса
● Аварыйнае аднаўленне
● Высокая ёмістасць падлучэння SAN
● Рэзерваванне, партатыўнасць і бяспека для нацыянальнай бяспекі і арміі
●Сотавая сувязь 3G і/або WIFI/WiMAX у шчыльных гарадскіх сетках
●Пераносныя і часовыя спасылкі для перадачы відэа высокай выразнасці або HDTV

Навошта выкарыстоўваць тэхналогію E-Band MMW?

З трох адкрытых дыяпазонаў частот найбольшую цікавасць у вытворцаў абсталявання выклікалі дыяпазоны 70 ГГц і 80 ГГц. Распрацаваныя для сумеснага існавання дыяпазоны 71…76 ГГц і 81…86 ГГц дазваляюць прапускаць 5 ГГц поўнадуплекснай перадачы; дастаткова для лёгкай перадачы поўнадуплекснага сігналу гігабітнага Ethernet (GbE) нават з самымі простымі схемамі мадуляцыі. Палепшаная канструкцыя Wireless Excellence нават здолела выкарыстоўваць ніжні дыяпазон 5 ГГц, толькі з 71…76 ГГц, для перадачы поўнадуплекснага сігналу GbE. Пазней выяўляецца відавочная перавага выкарыстання гэтага падыходу, калі справа даходзіць да разгортвання тэхналогіі MMW паблізу астранамічных сайтаў і ў краінах за межамі ЗША. З дапамогай прамога пераўтварэння даных (OOK) і недарагіх дыплексераў можна стварыць адносна простыя і, такім чынам, эканамічна эфектыўныя і высоканадзейныя радыёархітэктуры. З больш спектральна эфектыўнымі кодамі мадуляцыі можа быць дасягнута яшчэ больш высокая поўнадуплексная перадача з хуткасцю 10 Гбіт/с (10GigE) да 40 Гбіт/с.

З размеркаваннем 92…95 ГГц значна складаней працаваць, таму што гэтая частка спектру падзелена на дзве няроўныя часткі, падзеленыя вузкай паласой выключэння 100 МГц паміж 94.0…94.1 ГГц. Можна выказаць здагадку, што гэтая частка спектру, хутчэй за ўсё, будзе выкарыстоўвацца для прымянення ўнутры памяшканняў з большай магутнасцю і меншым радыусам дзеяння. Гэта размеркаванне не будзе абмяркоўвацца далей у гэтай тэхнічнай кнізе.

Пры ясных умовах надвор'я адлегласці перадачы на 70 ГГц і 80 ГГц перавышаюць шмат міль з-за нізкіх значэнняў згасання ў атмасферы. Аднак малюнак 1 паказвае, што нават у гэтых умовах атмасфернае паслабленне значна змяняецца з частатой [1]. Пры звычайных больш нізкіх мікрахвалевых частотах і прыкладна да 38 ГГц атмасфернае згасанне дастаткова нізкае са значэннямі згасання ў некалькі дзесятых дэцыбелаў на кіламетр (дБ/км). Каля 60 ГГц паглынанне малекуламі кіслароду выклікае вялікі ўсплёск згасання. Гэта вялікае павелічэнне паглынання кіслароду сур'ёзна абмяжоўвае адлегласці радыёперадачы радыёпрадуктаў 60 ГГц. Аднак за межамі піка паглынання кіслароду на частаце 60 ГГц адкрываецца больш шырокае акно нізкага згасання, дзе згасанне зноў падае да значэнняў каля 0.5 дБ/км. Гэта акно нізкага згасання звычайна называюць электронным дыяпазонам. Значэнні згасання ў электронным дыяпазоне блізкія да згасання, якое адчуваюць звычайныя мікрахвалевыя радыёпрыёмнікі. Вышэй за 100 ГГц згасанне ў атмасферы звычайна павялічваецца, і, акрамя таго, узнікаюць шматлікія малекулярныя паласы паглынання, выкліканыя паглынаннем O2 і H2O на больш высокіх частотах. Падводзячы вынік, гэта адносна нізкае акно згасання ў атмасферы паміж 70 ГГц і 100 ГГц, што робіць частоты Е-дыяпазону прывабнымі для бесправадной перадачы высокай ёмістасці. На малюнку 1 таксама паказана, як дождж і туман уплываюць на згасанне ў мікрахвалевых, міліметровых і інфрачырвоных аптычных дыяпазонах, якія пачынаюцца каля 200 тэрагерц (ТГц) і выкарыстоўваюцца ў сістэмах перадачы FSO. Пры рознай і пэўнай колькасці ападкаў значэнні згасання нязначна змяняюцца з павелічэннем частоты перадачы. Сувязь паміж колькасцю ападкаў і адлегласцямі перадачы будзе разгледжана ў наступным раздзеле. Паслабленнем, звязаным з туманам, у асноўным можна занядбаць на частотах міліметровых хваль, якія павялічваюцца на некалькі парадкаў паміж міліметровымі хвалямі і дыяпазонам аптычнай перадачы: гэта асноўная прычына, чаму сістэмы FSO на большай адлегласці перастаюць працаваць ва ўмовах туману.

Адлегласці перадачы для E-Band
Як і ва ўсіх відах высокачашчыннага радыё, згасанне ў дажджы звычайна вызначае практычныя абмежаванні на адлегласці перадачы. Малюнак 2 паказвае, што радыёсістэмы, якія працуюць у дыяпазоне частот Е-дыяпазону, могуць адчуваць вялікае згасанне пры наяўнасці дажджу [2]. На шчасце, найбольш інтэнсіўныя дажджы, як правіла, выпадаюць у абмежаваных частках свету; пераважна субтрапічныя і экватарыяльныя краіны. У час пік колькасць ападкаў складае больш за сем цаляў/гадзіну (180 мм/гадзіну) на працягу кароткіх перыядаў часу. У Злучаных Штатах і Еўропе максімальная колькасць ападкаў звычайна складае менш за чатыры цалі/гадзіну (100 мм/гадзіну). Такая хуткасць ападкаў выклікае згасанне сігналу на 30 дБ/км і, як правіла, адбываецца толькі падчас кароткіх разрываў воблачнасці. Гэтыя ўсплёскі аблокаў - гэта дажджы, якія з'яўляюцца ў адносна невялікіх і лакалізаваных раёнах і ў межах дажджавога воблака меншай інтэнсіўнасці і большага дыяметра. Паколькі ўсплёскі аблокаў таксама звычайна звязаны з суровымі пагоднымі з'явамі, якія хутка перамяшчаюцца па лініі сувязі, адключэнні ў дажджы, як правіла, кароткія і ўзнікаюць праблематычна толькі на больш працяглых лініях перадачы.

Міліметровыя хвалі і аслабленне ў дажджы V-дыяпазон E-дыяпазон

ITU Rain Zones Глабальны міліметровы дыяпазон E-дыяпазону V-дыяпазону

Міжнародны саюз электрасувязі (МСЭ) і іншыя навукова-даследчыя арганізацыі сабралі дадзеныя аб колькасці ападкаў за дзесяцігоддзі з усяго свету. Увогуле, характарыстыкі ападкаў і ўзаемасувязь паміж колькасцю ападкаў, статыстычнай працягласцю дажджу, памерамі кропель дажджу і г.д. добра вывучаны [3], і з дапамогай гэтай інфармацыі можна спраектаваць радыёлініі для пераадолення нават горшых пагодных з'яў або прагназаваць працягласць адключэнняў, звязаных з надвор'ем, на больш аддаленых радыёлініях, якія працуюць на пэўных частотах. Схема класіфікацыі дажджавых зон ITU паказвае чаканыя статыстычныя нормы ападкаў у алфавітным парадку. У той час як раёны з найменшай колькасцю ападкаў класіфікуюцца як «Рэгіён А», самая высокая колькасць ападкаў у «Рэгіёне Q». Глабальная карта зоны дажджоў ITU і спіс колькасці ападкаў у пэўных рэгіёнах свету паказаны на малюнку 3 ніжэй.

MMW Rain Fade Map для V-дыяпазону электроннага дыяпазону ЗША

Малюнак 3: Класіфікацыя зон дажджу ITU для розных рэгіёнаў свету (уверсе) і фактычныя статыстычныя нормы ападкаў у залежнасці ад працягласці дажджу

На малюнку 4 паказана больш падрабязная карта Паўночнай Амерыкі і Аўстраліі. Варта адзначыць, што прыкладна 80% кантынентальнай тэрыторыі ЗША трапляе ў зону дажджоў K і ніжэй. Іншымі словамі, каб працаваць з узроўнем даступнасці 99.99%, запас замірання радыёсістэмы павінен быць распрацаваны так, каб вытрымліваць максімальную хуткасць ападкаў 42 мм/гадзіну. Найбольшую колькасць ападкаў у Паўночнай Амерыцы можна назіраць у Фларыдзе і ўздоўж узбярэжжа Мексіканскага заліва, і гэтыя рэгіёны класіфікуюцца ў зоне дажджоў N. У цэлым у Аўстраліі ападкаў менш, чым у Паўночнай Амерыцы. Вялізныя часткі гэтай краіны, уключаючы больш населеную паўднёвае ўзбярэжжа, знаходзяцца ў зонах дажджоў E і F (<28 мм/г).

Для спрашчэння, аб'яднаўшы вынікі малюнка 2 (хуткасць ападкаў у параўнанні з аслабленнем) і выкарыстоўваючы дыяграмы ападкаў МСЭ, паказаных на малюнках 3 і 4, можна вылічыць даступнасць пэўнай радыёсістэмы, якая працуе ў пэўнай частцы свету. Тэарэтычныя разлікі, заснаваныя на дадзеных аб колькасці ападкаў для Злучаных Штатаў, Еўропы і Аўстраліі, паказваюць, што радыёперадаючае абсталяванне 70/80 ГГц можа дасягнуць сувязі GbE са статыстычным узроўнем даступнасці 99.99…99.999% на адлегласцях, блізкіх да адной мілі і нават больш. Для больш нізкай даступнасці 99.9% можна звычайна дасягнуць адлегласці больш за 2 мілі. Пры канфігурацыі сеткі ў кальцавой або ячэістай тапалогіі эфектыўныя адлегласці ў некаторых выпадках падвойваюцца для аднолькавага паказчыка даступнасці з-за шчыльнага, кластарнага характару моцных дажджавых ячэек і празмернасці шляху, якую забяспечваюць кальцавая/сеткавая тапалогіі.

MMW Rain Fade Карта Аўстраліі E-Band V_Band

Малюнак 4: Класіфікацыя дажджавых зон ITU для Паўночнай Амерыкі і Аўстраліі

Адной з важкіх пераваг тэхналогіі MMW у параўнанні з іншымі бесправаднымі рашэннямі вялікай ёмістасці, такімі як оптыка свабоднай прасторы (FSO), з'яўляецца тое, што на частоты MMW не ўплываюць іншыя парушэнні перадачы, такія як туман або пясчаныя буры. Напрыклад, густы туман з утрыманнем вадкай вады 0.1 г/м3 (бачнасць каля 50 м) мае аслабленне ўсяго 0.4 дБ/км на 70/80 ГГц [4]. У гэтых умовах сістэма FSO будзе адчуваць згасанне сігналу больш чым на 250 дБ/км [5]. Гэтыя экстрэмальныя значэнні згасання паказваюць, чаму тэхналогія FSO можа забяспечыць высокія паказчыкі даступнасці толькі на меншых адлегласцях. На радыёсістэмы электроннага дыяпазону таксама не ўплывае пыл, пясок, снег і іншыя пагаршэнні шляху перадачы.

Альтэрнатыўныя бесправадныя тэхналогіі высокай хуткасці перадачы дадзеных
У якасці альтэрнатывы бесправадной тэхналогіі E-band існуе абмежаваная колькасць жыццяздольных тэхналогій, здольных падтрымліваць злучэнне з высокай хуткасцю перадачы дадзеных. У гэтым раздзеле тэхнічнага дакумента змяшчаецца кароткі агляд.

Валаконна-аптычны кабель

Валаконна-аптычны кабель прапануе самую шырокую прапускную здольнасць сярод любой практычнай тэхналогіі перадачы, што дазваляе перадаваць даныя на вялікія адлегласці з вельмі высокай хуткасцю. Хаця тысячы міль оптавалакна даступныя па ўсім свеце і, у прыватнасці, у міжгародніх і далёкіх сетках, доступ «апошняй мілі» застаецца абмежаваным. З-за значных і часта надзвычай высокіх першапачатковых выдаткаў, звязаных з капаннем траншэй і пракладкай наземнага оптавалакна, а таксама з-за праблем з правам адводу, доступ да оптавалакна можа быць цяжкім або немагчымым. Таксама часта здараюцца працяглыя затрымкі не толькі з-за фізічнага працэсу траншэі валакна, але і з-за перашкод, выкліканых уздзеяннем навакольнага асяроддзя і магчымых бюракратычных перашкод, звязаных з такім праектам. Па гэтай прычыне многія гарады па ўсім свеце забараняюць пракладку траншэй для валакна з-за перабояў у гарадскім руху і агульных нязручнасцей, якія працэс раскопкі прычыняе насельніцтву.

Рашэнні мікрахвалевага радыё

Стацыянарныя мікрахвалевыя радыёстанцыі "кропка-кропка" могуць падтрымліваць больш высокія хуткасці перадачы дадзеных, такія як поўнадуплексны 100 Мбіт/с Fast Ethernet або да 500 Мбіт/с на носьбіт у дыяпазоне частот 4-42 ГГц. Аднак у больш традыцыйных мікрахвалевых дыяпазонах спектр абмежаваны, часта перагружаны, а тыповыя ліцэнзаваныя каналы спектру вельмі вузкія ў параўнанні са спектрам электроннага дыяпазону.

Мікрахвалевы і міліметровы MMW спектр V-дыяпазону і E-дыяпазону

Малюнак 5: Параўнанне паміж мікрахвалевымі радыёстанцыямі з высокай хуткасцю перадачы дадзеных і радыёпрыёмнікам 70/80 ГГц.

Як правіла, частотныя каналы, даступныя для ліцэнзавання, часта не перавышаюць 56 мегагерц (МГц), але звычайна 30 МГц або ніжэй. У некаторых дыяпазонах могуць быць даступныя шырокія каналы 112 МГц, здольныя падтрымліваць 880 Мбіт/с на нясучую, але толькі ў больш высокіх частотных дыяпазонах, прыдатных для кароткіх адлегласцей. Такім чынам, радыёстанцыі, якія працуюць у гэтых дыяпазонах з больш высокімі хуткасцямі перадачы дадзеных, павінны выкарыстоўваць вельмі складаную сістэмную архітэктуру з выкарыстаннем схем мадуляцыі да 1024 квадратурнай амплітуднай мадуляцыі (QAM). Такія надзвычай складаныя сістэмы прыводзяць да абмежавання адлегласцей, а прапускная здольнасць па-ранейшаму абмежавана хуткасцю перадачы дадзеных да 880 Мбіт/с у самых вялікіх каналах. З-за абмежаванага спектру, даступнага ў гэтых дыяпазонах, больш шырокай дыяграмы прамяня антэны і адчувальнасці высокай мадуляцыі QAM да любога роду перашкод, больш шчыльнае разгортванне традыцыйных мікрахвалевых рашэнняў у гарадах і мегаполісах надзвычай праблематычна. Візуальнае параўнанне спектру паміж традыцыйнымі мікрахвалевымі дыяпазонамі і падыходам 70/80 ГГц паказана на малюнку 5.

60 ГГц (V-дыяпазон) Рашэнні для радыё ў міліметровым дыяпазоне
Размеркаванне частот у дыяпазоне 60 ГГц, і ў прыватнасці размеркаванне паміж 57…66 ГГц, значна адрозніваецца ў розных рэгіёнах свету. Паўночнаамерыканская FCC выпусціла больш шырокі блок частотнага спектру паміж 57…64 ГГц, які забяспечвае дастатковую прапускную здольнасць для поўнадуплекснай працы GbE. Іншыя краіны не прытрымліваліся гэтага канкрэтнага рашэння, і гэтыя краіны маюць доступ толькі да значна меншых і часта каналізаваных размеркаванняў частот у дыяпазоне 60 ГГц. Абмежаваная колькасць даступнага спектру за межамі ЗША не дазваляе ствараць эканамічна эфектыўныя рашэнні для радыёсувязі 60 ГГц з высокімі хуткасцямі перадачы дадзеных у такіх еўрапейскіх краінах, як Германія, Францыя і Англія, і гэта толькі некаторыя з іх. Аднак нават у ЗША рэгламентаванае абмежаванне магутнасці перадачы ў спалучэнні з адносна дрэннымі характарыстыкамі распаўсюджвання з-за высокага паглынання малекуламі кіслароду ў атмасферы (гл. малюнак 1) абмяжоўвае тыповую адлегласць сувязі да менш чым паўмілі. Для дасягнення прадукцыйнасці аператарскага класа 99.99…99.999% гатоўнасці сістэмы, для вялікіх частак кантынентальнай тэрыторыі ЗША, адлегласць звычайна абмежавана крыху больш за 500 ярдаў (500 метраў). FCC аднесла спектр 60 ГГц да катэгорыі безліцэнзійнага спектру. У адрозненне ад размеркавання больш высокіх частот 70/80 ГГц, эксплуатацыя радыёсістэм 60 ГГц не патрабуе юрыдычнага дазволу або ўзгаднення. З аднаго боку, выкарыстанне неліцэнзійных тэхналогій вельмі папулярна сярод канчатковых карыстальнікаў, але ў той жа час няма ніякай абароны ад умяшання, як выпадковага, так і наўмыснага. Падводзячы вынік, асабліва ў ЗША, выкарыстанне спектру 60 ГГц можа быць патэнцыйна жыццяздольнай альтэрнатывай для разгортвання на кароткіх адлегласцях, але гэтая тэхналогія не з'яўляецца рэальнай альтэрнатывай для адлегласцяў сувязі больш за 500 метраў і калі патрабуецца 99.99…99.999% даступнасці сістэмы.

Оптыка вольнай прасторы (FSO, аптычная бесправадная сувязь)
Тэхналогія аптычнай вольнай прасторы (FSO) выкарыстоўвае інфрачырвоную лазерную тэхналогію для перадачы інфармацыі паміж аддаленымі месцамі. Тэхналогія дазваляе перадаваць вельмі высокія хуткасці даных 1 Гбіт / с і вышэй. Тэхналогія FSO, як правіла, з'яўляецца вельмі бяспечнай тэхналогіяй перадачы, не вельмі схільная перашкодам з-за надзвычай вузкага прамяня перадачы, а таксама не мае ліцэнзій ва ўсім свеце.

На жаль, на перадачу сігналаў у інфрачырвоным аптычным дыяпазоне рэзка ўплывае туман, дзе атмасфернае паглынанне можа перавышаць 130 дБ/км [5]. Увогуле, любыя ўмовы надвор'я, якія ўплываюць на бачнасць паміж двума месцамі (напрыклад, пясок, пыл), таксама паўплываюць на працу сістэмы FSO. Туманы і пылавыя/пяшчаныя буры таксама могуць быць вельмі лакалізаванымі і іх цяжка прадбачыць, і, адпаведна, прагназаваць даступнасць сістэмы FSO больш складана. У адрозненне ад экстрэмальных дажджоў, якія вельмі кароткія па працягласці, туман і пыльныя/пясчаныя буры таксама могуць працягвацца вельмі доўга (гадзіны ці нават дні, а не хвіліны). Гэта можа прывесці да надзвычай працяглых адключэнняў сістэм FSO, якія працуюць у такіх умовах.

З практычнага пункту гледжання і калі разглядаць лічбы даступнасці 99.99…99.999%, усё вышэйпералічанае можа абмежаваць тэхналогію FSO адлегласцямі ўсяго ў некалькі сотняў ярдаў (300 метраў); асабліва ў прыбярэжных або туманных раёнах, а таксама ў рэгіёнах, дзе назіраюцца пясчаныя/пыльныя буры. Каб падтрымліваць 100% сувязь пры разгортванні сістэм FSO у такіх асяроддзях, рэкамендуецца выкарыстоўваць тэхналогію альтэрнатыўнага шляху.

Большасць галіновых экспертаў сыходзяцца ў меркаванні, што тэхналогія FSO можа прапанаваць цікавую і патэнцыйна недарагую альтэрнатыву ў бесправадным падключэнні аддаленых месцаў на меншых адлегласцях. Аднак фізіка згасання сігналу ў інфрачырвоным спектры заўсёды будзе абмяжоўваць гэтую тэхналогію вельмі кароткімі адлегласцямі.

Кароткае параўнанне абмяркоўваемых і камерцыйна даступных тэхналогій перадачы дадзеных з высокай хуткасцю перадачы дадзеных і іх ключавых драйвераў прадукцыйнасці паказана ў табліцы 1.

MMW У параўнанні з іншымі бесправаднымі тэхналогіямі

Табліца 1: Параўнальная табліца камерцыйна даступных тэхналогій правадной і бесправадной перадачы дадзеных з высокай хуткасцю перадачы дадзеных

Камерцыйна даступныя рашэнні для міліметровых хваль
Партфель прадуктаў CableFree Millimeter Wave ўключае радыёрашэнні кропка-кропка, якія працуюць са хуткасцямі ад 100 Мбіт/с да 10 Гбіт/с (10 Gigabit Ethernet) у ліцэнзійным дыяпазоне частот 70 ГГц і да 1 Гбіт/с у неліцэнзійным спектры 60 ГГц. Сістэмы даступныя з рознымі памерамі антэн, каб задаволіць патрабаванні заказчыка да даступнасці на пэўных адлегласцях разгортвання па найбольш канкурэнтаздольнай цане сярод любога вытворцы радыёэлектроннага дыяпазону ў галіны. Рашэнні радыёдыяпазону Wireless Excellence працуюць толькі ў ніжняй паласе частот 5 ГГц ліцэнзаванага спектру 70/80 ГГц, а не адначасова перадаюцца ў дыяпазонах 70 ГГц і 80 ГГц. У выніку прадукты Wireless Excellence не схільныя патэнцыйным абмежаванням па разгортванні побач з астранамічнымі аб'ектамі або ваеннымі аб'ектамі ў Еўропе, дзе вайскоўцы выкарыстоўваюць частку дыяпазону 80 ГГц для ваеннай сувязі. Сістэмы простыя ў разгортванні, і з-за нізкага напружання 48 вольт пастаяннага току (Vdc) для ўстаноўкі сістэмы не патрабуецца сертыфікаваны электрык. Фатаграфіі прадуктаў Wireless Excellence паказаны на малюнку 6 ніжэй.

Спасылка CableFree MMW разгорнута ў ААЭ

Малюнак 6: Радыёстанцыі CableFree MMW кампактныя і добра інтэграваныя. Паказана версія антэны 60 см

Заключэнне і высновы
Каб задаволіць сучасныя патрабаванні да ўзаемасувязі паміж сеткамі высокай ёмістасці, даступныя высоканадзейныя бесправадныя рашэнні, якія забяспечваюць прадукцыйнасць, падобную да оптавалакна, за долю кошту пракладкі оптавалакна або арэнды оптавалаконных злучэнняў высокай ёмістасці. Гэта важна не толькі з пункту гледжання прадукцыйнасці/кошту, але таксама таму, што валаконна-валаконныя злучэнні ў сетках доступу «Апошняя міля» ўсё яшчэ не вельмі шырока распаўсюджаны, а апошнія даследаванні паказваюць, што ў Злучаных Штатах толькі 13.4% камерцыйных будынкаў маюць больш чым 20 супрацоўнікаў падключаны да оптавалакна. У многіх іншых краінах гэтыя лічбы яшчэ ніжэй.

На рынку існуе некалькі тэхналогій, якія могуць забяспечыць гігабітнае злучэнне для падлучэння аддаленых сеткавых месцаў. Ліцэнзійныя рашэнні E-дыяпазону ў дыяпазоне частот 70/80 ГГц уяўляюць асаблівую цікавасць, таму што яны могуць забяспечыць самыя высокія паказчыкі даступнасці аператарскага класа на працоўных адлегласцях у адну мілю (1.6 км) і далей. У Злучаных Штатах эпахальная пастанова FCC ад 2003 г. адкрыла гэты спектр для камерцыйнага выкарыстання, а схема ліцэнзавання нізкага асвятлення ў Інтэрнэце дазваляе карыстальнікам атрымаць ліцэнзію на працу на працягу некалькіх гадзін. Іншыя краіны ўжо маюць і/або зараз знаходзяцца ў працэсе адкрыцця спектру электроннага дыяпазону для камерцыйнага выкарыстання. Неліцэнзійныя радыёстанцыі 60 ГГц і сістэмы аптыкі свабоднай прасторы (FSO) таксама могуць забяспечваць падключэнне да гігабітнага Ethernet, але пры больш высокіх узроўнях даступнасці аператарскага класа 99.99…99.999% абодва гэтыя рашэнні здольныя працаваць толькі на невялікіх адлегласцях. У якасці простага эмпірычнага правіла для большасці раёнаў Злучаных Штатаў рашэнні 60 ГГц могуць забяспечыць такі высокі ўзровень даступнасці толькі пры разгортванні на адлегласці менш за 500 ярдаў (500 метраў).

Спасылкі
●ITU-R P.676-6, «Паслабленне атмасфернымі газамі», 2005 г.
●ITU-R P.838-3, «Спецыфічная мадэль аслаблення для дажджу для выкарыстання ў метадах прагназавання», 2005.
●ITU-R P.837-4, «Характарыстыкі ападкаў для мадэлявання распаўсюджвання», 2003 г.
●ITU-R P.840-3, «Аслабленне з-за аблокаў і туману», 1999.

Для атрымання дадатковай інфармацыі аб электронным дыяпазоне міліметровых хваль

Для атрымання дадатковай інфармацыі аб E-Band MMW, калі ласка кантакт

Папярэдняя:Планы OFCOM-канала для E-дыяпазону 70GHz-80GHz

далей:Абнаўленне мікрахвалевых спасылак Dragonwave

Пакінь паведамленне

спіс паведамленняў

Каментары Загрузка ...