Tehnologija milimetarskog vala E-pojasa

Uvod u tehnologiju milimetarskih valova za E-opseg i V-pojas

Sažetak MMW-a

Milimetarski val (MMW) tehnologija je za velike brzine (10 Gbps, 10 Gigabit u sekundi) bežičnih veza velikog kapaciteta, idealna za urbana područja. Korištenjem visokofrekventnih mikrovalnih pećnica u spektru E-opsega (70-80 GHz) i 58 GHz do 60 GHz (V-opseg), veze se mogu gusto rasporediti u zagušenim gradovima bez smetnji i bez potrebe za kopanjem kabela i optičkih vlakana, što može biti skupo, sporo i vrlo ometajuće. Suprotno tome, MMW veze mogu se implementirati za nekoliko sati, te premještati i ponovno koristiti na različitim web mjestima kako se mrežni zahtjevi razvijaju.

MMW milimetarska valovna veza bez kabela instalirana u UAE

Povijest MMW-a

Godine 2003. Sjevernoamerička savezna komisija za komunikacije (FCC) otvorila je nekoliko opsega milimetarskih valova visoke frekvencije (MMW), naime u rasponima od 70, 80 i 90 gigaherca (GHz), za komercijalnu i javnu upotrebu. Zbog velike količine spektra (otprilike 13 GHz) dostupnog u tim opsezima, radio milimetrski valovi brzo su postali najbrže radio rješenje od točke do točke (pt-to-pt) na tržištu. Danas su dostupni proizvodi za radio prijenos koji nude full duplex brzine prijenosa podataka do 1.25 Gbps, na razini dostupnosti klase prijevoznika od 99.999% i na udaljenostima od jedne milje ili više. Zbog isplativih cijena, MMW radijski uređaji mogu transformirati poslovne modele za pružatelje mobilnih usluga backhaula i pristupnu vezu metroa / poduzeća „Last-Mile“.

Pozadina propisa
Otvaranje 13 GHz prethodno neiskorištenog spektra u frekvencijskim opsezima 71 ... 76 GHz, 81 ... 86 GHz i 92 ... 95 GHz, za komercijalnu upotrebu i fiksne bežične usluge velike gustoće u Sjedinjenim Državama u listopadu 2003. godine smatra se orijentacijska presuda Federalne komisije za komunikacije (FCC). S tehnološkog gledišta, ova je presuda prvi put dopustila bežične komunikacije pune linije i full duplex gigabitne brzine na udaljenostima od jedne milje ili više na razini dostupnosti klase prijevoznika. U vrijeme otvaranja spektra za komercijalnu upotrebu, predsjednik FCC-a Michael Powell najavio je presudu kao otvaranje "nove granice" u komercijalnim uslugama i proizvodima za američki narod. Od tada su otvorena nova tržišta za zamjenu ili proširenje vlakana, bežične pristupne mreže "Last-Mile" od točke do točke i širokopojasni pristup internetu brzinom prijenosa podataka i šire.

Značaj dodijeljenih 70 GHz, 80 GHz i 90 GHz ne može se precijeniti. Ova tri izdvajanja, koja se zajednički nazivaju E-opsegom, obuhvaćaju najveću količinu spektra koju je FCC ikad objavio za licenciranu komercijalnu upotrebu. Zajedno, 13 GHz spektra povećava količinu frekvencijskih opsega odobrenih od FCC-a za 20% i ti opsezi zajedno predstavljaju 50 puta veću širinu pojasa od cijelog staničnog spektra. S ukupno 5 GHz širine pojasa dostupne na 70 GHz, odnosno 80 GHz, odnosno 3 GHz na 90 GHz, gigabitni Ethernet i veće brzine prijenosa podataka lako se mogu prilagoditi s relativno jednostavnim radio arhitekturama i bez složenih modulacijskih shema. Budući da su karakteristike širenja samo nešto gore od karakteristika široko korištenih mikrovalnih pojaseva i dobro karakterizirane vremenske karakteristike koje omogućuju razumijevanje slabljenja kiše, mogu se pouzdano shvatiti udaljenosti od nekoliko milja.

Presuda FCC-a također je postavila temelje za novu shemu licenciranja zasnovanu na Internetu. Ova mrežna shema licenciranja omogućuje brzu registraciju radio veze i pruža zaštitu frekvencije uz nisku jednokratnu naknadu od nekoliko stotina dolara. Mnoge druge zemlje širom svijeta trenutno otvaraju MMW spektar za javnu i komercijalnu upotrebu, nakon značajne presude FCC-a. U ovom ćemo radu pokušati objasniti značaj opsega od 70 GHz, 80 GHz i 90 GHz i pokazati kako će ta nova raspodjela frekvencija potencijalno preoblikovati prijenos brzine prijenosa podataka i povezane poslovne modele.

Ciljana tržišta i aplikacije za pristupnu povezanost velikog kapaciteta "Last-Mile"
Samo u Sjedinjenim Državama postoji otprilike 750,000 20 komercijalnih zgrada s više od 1 zaposlenih. U današnjem poslovnom okruženju koje je jako povezano s Internetom, većina ovih zgrada treba internetsku vezu s velikom brzinom prijenosa podataka. Iako je zasigurno točno da su mnoga poduzeća trenutno zadovoljna sporijom brzinom T1 / E1.54 pri 2.048 Mbps odnosno 3 Mbps, ili bilo kojim drugim oblikom sporije DSL veze, sve veći broj poduzeća zahtijeva ili zahtijeva DS- 45 (13.4 Mbps) veze ili brže vlaknaste veze. Međutim, tu počinju problemi, prema najnovijem istraživanju grupe Vertical Systems Group, samo je 86.6% komercijalnih zgrada u Sjedinjenim Državama povezano na svjetlovodnu mrežu. Drugim riječima, 45% ovih zgrada nema optičku vezu, a stanari zgrada oslanjaju se na iznajmljivanje bakrenih krugova sporije brzine od postojećih ili alternativnih davatelja usluga telefonije (ILEC ili CLEC). Takvi troškovi za brzu žičanu bakrenu vezu, poput DS-3 veze brzine 3,000 Mbps, mogu lako doseći XNUMX USD mjesečno ili više.

Još jedno zanimljivo istraživanje koje je Cisco proveo 2003. godine otkrilo je da se 75% komercijalnih zgrada u SAD-u koje nisu povezane s vlaknima nalaze na udaljenosti od jedne milje od vlakana. Međutim, usprkos rastućoj potražnji za prijenosom velikog kapaciteta u ove zgrade, troškovi povezani s polaganjem vlakana vrlo često ne omogućuju „zatvaranje uskog grla u prijenosu“. Primjerice, troškovi polaganja vlakana u glavnim gradskim gradovima SAD-a mogu doseći i 250,000 1 USD po milji, a u mnogim najvećim američkim gradovima postoji čak i moratorij na polaganje novih vlakana zbog povezanih masovnih poremećaja u prometu. Podaci o povezanosti vlakana i komercijalnih zgrada u mnogim su europskim gradovima daleko lošiji, a neke studije sugeriraju da je samo oko XNUMX% komercijalnih zgrada povezano s vlaknima.

Mnogi se analitičari u industriji slažu da postoji veliko i trenutno nedovoljno dostupno tržište bežičnog povezivanja za pristup "Last Mile" na kratke udaljenosti, pod uvjetom da osnovna tehnologija omogućava razinu dostupnosti klase prijevoznika. MMW radio sustavi su savršeno prikladni za ispunjavanje ovih tehničkih zahtjeva. Uz to, MMW sustavi velikog kapaciteta i komercijalno dostupni drastično su opali u cijenama tijekom posljednjih nekoliko godina. U usporedbi s polaganjem samo jedne milje vlakana u glavnom gradskom gradu SAD-a ili Europe, upotreba gigabitnog Ethernet MMW radija može potrajati i do 10% troškova vlakana. Ova struktura cijena ekonomiju gigabitne povezanosti čini atraktivnom jer su potrebni raspored kapitala i rezultirajuće razdoblje povrata ulaganja (ROI) drastično skraćeni. Slijedom toga, mnoge aplikacije s velikom brzinom prijenosa podataka koje se u prošlosti nisu mogle ekonomično posluživati ​​zbog visokih infrastrukturnih troškova raskopa vlakana sada se mogu poslužiti i ekonomski su izvedive kada se koristi radio tehnologija MMW. Među tim aplikacijama su:
● CLEC i ILEC produženja i zamjene vlakana
● Metro Ethernet backhaul i zatvaranje vlaknastih prstenova
● Bežična LAN proširenja u kampusu
● Razlika u sigurnosnim kopijama i putovima u mrežama kampusa
● Oporavak od katastrofe
● SAN veze velikog kapaciteta
● Višak, prenosivost i sigurnost za domovinsku sigurnost i vojsku
● 3G mobilni i / ili WIFI / WiMAX povratni promet u gustim urbanim mrežama
● Prijenosne i privremene veze za prijenos video zapisa visoke razlučivosti ili HDTV

Zašto koristiti E-Band MMW tehnologiju?

Od tri otvorena frekvencijska opsega, opsezi od 70 GHz i 80 GHz privukli su najviše zainteresiranih od strane proizvođača opreme. Dizajnirani da koegzistiraju, raspodjele od 71 ... 76 GHz i 81 ... 86 GHz omogućuju 5 GHz propusnosti opsega punog dupleksa; dovoljno da lako prenosi full-duplex gigabitni Ethernet (GbE) signal čak i uz najjednostavnije modulacijske sheme. Napredni dizajn Wireless Excellence čak je uspio koristiti niži opseg od 5 GHz, od samo 71 ... 76 GHz, za prijenos punog duplex GbE signala. Kasnije se pokazuje jasna prednost korištenja ovog pristupa kada je riječ o uvođenju MMW tehnologije u blizini astronomskih nalazišta i u zemljama izvan SAD-a s izravnom pretvorbom podataka (OOK) i jeftinim diplekserima, relativno jednostavnim i stoga isplativim i mogu se postići visoko pouzdane radijske arhitekture. S spektralno učinkovitijim modulacijskim kodovima može se postići još veći full-duplex prijenos brzinom od 10 Gbps (10GigE) do 40Gbps.

S dodjeli 92 ... 95 GHz daleko je teže raditi jer je ovaj dio spektra segmentiran u dva nejednaka dijela koja su odvojena uskim opsegom isključenja od 100 MHz između 94.0 ... 94.1 GHz. Može se pretpostaviti da će se ovaj dio spektra vjerojatnije koristiti za veće kapacitete i kraće domete u zatvorenom. O ovom se rasporedu neće dalje raspravljati u ovom bijelom radu.

Pod jasnim vremenskim uvjetima, udaljenosti prijenosa na 70 GHz i 80 GHz premašuju mnogo kilometara zbog niskih atmosferskih vrijednosti slabljenja. Međutim, slika 1 pokazuje da čak i pod tim uvjetima prigušenje atmosfere značajno varira s učestalošću [1]. Na uobičajenim, nižim mikrovalnim frekvencijama i do otprilike 38 GHz, atmosfersko slabljenje je relativno nisko s vrijednostima slabljenja od nekoliko desetina decibela po kilometru (dB / km). Na oko 60 GHz apsorpcija molekulama kisika uzrokuje veliki skok slabljenja. Ovo veliko povećanje apsorpcije kisika ozbiljno ograničava udaljenost radioprijenosa od 60 GHz radio proizvoda. Međutim, nakon vrha apsorpcije kisika od 60 GHz otvara se širi prozor s malim prigušenjem gdje prigušenje pada natrag na vrijednosti oko 0.5 dB / km. Ovaj prozor slabog slabljenja obično se naziva E-pojasom. Vrijednosti slabljenja E-pojasa bliske su slabljenju koje imaju uobičajeni mikrovalni radio. Iznad 100 GHz, atmosfersko slabljenje općenito se povećava, a uz to postoje i brojni molekularni apsorpcijski pojasevi uzrokovani apsorpcijom O2 i H2O na višim frekvencijama. Ukratko, to je relativno niski atmosferski prigušni prozor između 70 GHz i 100 GHz koji čini frekvencije E-pojasa atraktivnim za bežični prijenos velikog kapaciteta. Slika 1 također pokazuje kako kiša i magla utječu na slabljenje mikrovalnih, milimetarskih i infracrvenih optičkih pojaseva koji počinju oko 200 teraherca (THz) i koji se koriste u FSO prijenosnim sustavima. Pri različitim i specifičnim stopama kiše vrijednosti prigušenja se malo mijenjaju, s povećanjem frekvencija prijenosa. Povezanost stope kiše i udaljenosti prijenosa detaljno će se ispitati u sljedećem odjeljku. Slabljenje povezano s maglom u osnovi se može zanemariti na frekvencijama milimetarskih valova, povećavajući se za nekoliko reda veličine između milimetarskog vala i optičkog opsega prijenosa: Glavni razlog zašto FSO sustavi na veće udaljenosti prestaju raditi pod maglovitim uvjetima.

Udaljenost prijenosa za E-pojas
Kao i kod cijelog visokofrekventnog širenja radija, slabljenje kiše tipično određuje praktična ograničenja udaljenosti prijenosa. Slika 2 pokazuje da radio sustavi koji rade u frekvencijskom opsegu E pojasa mogu imati veliko slabljenje s obzirom na prisutnost kiše [2]. Srećom, najintenzivnija kiša uglavnom pada u ograničenim dijelovima svijeta; uglavnom suptropske i ekvatorijalne zemlje. U vrhuncu vremena mogu se primijetiti stope kiše veće od 180 mm / sat tijekom kraćih vremenskih razdoblja. U Sjedinjenim Američkim Državama i Europi maksimalne količine oborina obično su manje od četiri inča / sat (100 mm / h). Takva brzina kiše uzrokuje slabljenje signala od 30 dB / km, a općenito se događa samo tijekom kratkih naleta oblaka. Ovi naleti oblaka kišni su događaji koji se pojavljuju u relativno malim i lokaliziranim područjima te u kišnom oblaku manjeg intenziteta, većeg promjera. Budući da su naleti oblaka također tipično povezani s teškim vremenskim događajima koji se brzo kreću preko veze, prekidi kiše imaju tendenciju da budu kratki i problematični su samo na prijenosnim vezama na većim udaljenostima.

V-pojasni E-pojas milimetarskog vala i kiše

ITU kišni opseg milimetarskog vala E-pojas V-pojas

Međunarodna unija za telekomunikacije (ITU) i druge istraživačke organizacije prikupile su desetljeća podataka o kišama iz cijelog svijeta. Općenito, karakteristike kiše i odnosi između brzine kiše, statističkog trajanja kiše, veličine padavina kiše itd. Dobro su razumljivi [3] i korištenjem ovih podataka moguće je osmisliti radio veze kako bi se prevladale i najgore vremenske pojave ili predvidile trajanja vremenskih propusta na radijskim vezama na većim udaljenostima koji rade na određenim frekvencijama. Shema klasifikacije ITU kišnih zona prikazuje očekivane statističke stope kiša po abecednom redu. Iako su područja koja imaju najmanje kiše klasificirana kao „Regija A“, najviša količina kiše je u „Regiji Q.“ Globalna karta kišne zone ITU-a i popis stopa padalina u određenim regijama svijeta prikazan je na slici 3 dolje.

 MMW karta nestajanja kiše za američki E-pojas V-pojas

Slika 3: Klasifikacija ITU kišnih zona različitih regija širom svijeta (vrh) i stvarne statističke stope kiša u ovisnosti o trajanju kišnog događaja

Slika 4 prikazuje detaljniju kartu za Sjevernu Ameriku i Australiju. Vrijedno je spomenuti da otprilike 80% teritorija kontinentalnog dijela SAD-a spada u kišnu zonu K i ispod. Drugim riječima, da bi radio na razini dostupnosti od 99.99%, granica blijeđenja radijskog sustava mora biti dizajnirana da podnese maksimalnu brzinu kiše od 42 mm / sat. Najveće stope padalina u Sjevernoj Americi mogu se primijetiti na Floridi i duž obale zaljeva, a ove regije su klasificirane pod kišnu zonu N. Općenito, Australija ima manje kiše od Sjeverne Amerike. Ogromni dijelovi ove zemlje, uključujući i naseljeniju liniju južne obale, nalaze se u kišnim zonama E i F (<28 mm / h).

Da bismo pojednostavili, kombiniranjem rezultata na slici 2 (brzina padalina u odnosu na slabljenje) i korištenjem ITU tablica kiše prikazanih na slikama 3 i 4, moguće je izračunati dostupnost određenog radijskog sustava koji radi u određenom dijelu svijeta . Teoretski izračuni na temelju podataka o kišama za Sjedinjene Države, Europu i Australiju pokazuju da oprema za radijski prijenos od 70/80 GHz može postići GbE povezanost na statističkoj razini dostupnosti od 99.99 ... 99.999% na udaljenostima blizu jedne milje ili čak više. Za manju dostupnost od 99.9% mogu se rutinski postići udaljenosti veće od 2 milje. Prilikom konfiguriranja mreže u topologiji prstena ili mreže, efektivne se udaljenosti udvostručuju u nekim slučajevima za istu vrijednost dostupnosti zbog guste, klasterne prirode jakih kišnih stanica i redundancije puta koju pružaju topologije prstena / mreže.

MMW kiša nestaje karta Australija E-Band V_Band

Slika 4: Klasifikacija ITU kišnih zona za Sjevernu Ameriku i Australiju

Jedna od snažnih prednosti tehnologije MMW u odnosu na ostala bežična rješenja velikog kapaciteta, poput optike slobodnog prostora (FSO), jest ta što na frekvencije MMW-a ne utječu druga oštećenja prijenosa poput magle ili pješčanih oluja. Na primjer, gusta magla s udjelom tekuće vode od 0.1 g / m3 (vidljivost oko 50 m) ima slabljenje od samo 0.4 dB / km na 70/80 GHz [4]. Pod tim uvjetima, FSO sustav će osjetiti slabljenje signala više od 250 dB / km [5]. Ove ekstremne vrijednosti prigušenja pokazuju zašto FSO tehnologija može pružiti podatke o visokoj dostupnosti samo na kraćim udaljenostima. Na radio sustave e-pojasa slično ne utječu prašina, pijesak, snijeg i druga oštećenja putova prijenosa.

Alternativne bežične tehnologije velike brzine prijenosa podataka
Kao alternativa bežičnoj tehnologiji E-pojasa, postoji ograničen broj održivih tehnologija koje mogu podržati povezivanje s velikom brzinom prijenosa podataka. Ovaj odjeljak bijelog rada daje kratki pregled.

Optički kabel

Optički kabel nudi najširu propusnost od bilo koje praktične tehnologije prijenosa, omogućujući prijenos vrlo visokih brzina prijenosa podataka na velike udaljenosti. Iako su tisuće milja vlakana dostupne širom svijeta, a posebno u dalekim i međugradskim mrežama, pristup "Last-Mile" i dalje je ograničen. Zbog značajnih i često prekomjerno visokih troškova unaprijed povezanih s kopanjem rovova i polaganjem zemaljskih vlakana, kao i zbog problema s prvenstvom prolaza, pristup vlaknima može biti teško i nemoguće. Česta su i duga kašnjenja, ne samo zbog fizičkog procesa iskopa vlakana, već i zbog zapreka uzrokovanih utjecajima na okoliš i potencijalnih birokratskih prepreka koje su uključene u takav projekt. Iz tog razloga, mnogi gradovi širom svijeta zabranjuju rovove zbog prekida u gradskom prometu i općih neugodnosti koje postupak rovova uzrokuje javnosti.

Rješenja za mikrovalne radije

Fiksni mikrotalasni radio od točke do točke mogu podržati veće brzine prijenosa podataka, poput full-duplex 100 Mbps Fast Etherneta ili do 500 Mbps po nosaču u frekvencijskim rasponima između 4-42 GHz. Međutim, u tradicionalnijim mikrovalnim opsezima spektar je ograničen, često zagušen i tipični licencirani kanali spektra vrlo su uski u usporedbi sa spektrom E-pojasa.

MM-spektar mikrovalnog i milimetarskog vala VW-spektar i E-pojas

Slika 5: Usporedba mikrovalnih radija s velikom brzinom prijenosa podataka i radio rješenja 70/80 GHz.

Općenito, frekvencijski kanali dostupni za licenciranje često nisu veći od 56 megaherca (MHz), ali obično 30 MHz ili manje. U nekim opsezima mogu biti dostupni široki kanali od 112 MHz koji mogu podržati 880 Mb / s po nosaču, ali samo u opsezima viših frekvencija pogodnih za kratke udaljenosti. Slijedom toga, radiji koji rade u tim opsezima s višim brzinama prijenosa podataka moraju koristiti vrlo složene arhitekture sustava koji koriste modulacijske sheme do 1024 kvadraturno-amplitudne modulacije (QAM). Takvi vrlo složeni sustavi rezultiraju ograničenim udaljenostima, a propusnost je i dalje ograničena na brzine prijenosa podataka na 880Mbps u najvećim kanalima. Zbog ograničene količine spektra dostupnog u ovim opsezima, šireg uzorka širine snopa antene i osjetljivosti visoke QAM modulacije na bilo koju vrstu smetnji, gušće korištenje tradicionalnih mikrovalnih rješenja u urbanim ili gradskim područjima izuzetno je problematično. Usporedba vizualnog spektra između tradicionalnih mikrovalnih pojasa i pristupa od 70/80 GHz prikazana je na slici 5.

Radio rješenja za milimetarske valove od 60 GHz (V-pojas)
Dodjela frekvencija unutar spektra od 60 GHz, a posebno između 57 ... 66 GHz, značajno se razlikuje u različitim regijama svijeta. Sjevernoamerički FCC objavio je širi blok frekvencijskog spektra između 57 ... 64 GHz koji pruža dovoljnu širinu pojasa za full-duplex GbE rad. Druge zemlje nisu slijedile ovu određenu presudu i te zemlje imaju pristup samo mnogo manjim i često kanaliziranim dodjelama frekvencija unutar opsega spektra od 60 GHz. Ograničena količina raspoloživog spektra izvan SAD-a ne omogućava izgradnju isplativih radijskih rješenja od 60 GHz pri visokim brzinama prijenosa podataka u Europi, zemljama poput Njemačke, Francuske i Engleske, da spomenemo samo neke. Međutim, čak i u SAD-u, regulirano ograničenje snage prijenosa, zajedno s relativno lošim karakteristikama širenja zbog velike atmosferske apsorpcije molekulama kisika (vidi sliku 1.), ograničava tipične udaljenosti veze na manje od pola milje. Da bi se postigla izvedba klase prijevoznika od 99.99 ... 99.999% dostupnosti sustava, za velike dijelove kontinentalnog teritorija SAD-a udaljenost je uglavnom ograničena na nešto više od 500 metara (500 metara). FCC je spektar od 60 GHz kategorizirao kao spektar bez dozvole. Za razliku od raspodjele više frekvencije 70/80 GHz, rad 60 GHz radio sustava ne zahtijeva zakonsko odobrenje ili koordinaciju. S jedne strane, upotreba nelicencirane tehnologije vrlo je popularna među krajnjim korisnicima, ali istodobno nema zaštite od smetnji, bilo slučajnih ili namjernih. Ukratko, posebno u SAD-u, upotreba spektra od 60 GHz može biti potencijalno održiva alternativa za primjene na kratkim udaljenostima, ali tehnologija nije prava alternativa za udaljenosti veza veće od 500 metara i kada je potrebno 99.99 ... 99.999% dostupnosti sustava.

Slobodna optika (FSO, optička bežična mreža)
Tehnologija optičkog slobodnog prostora (FSO) koristi infracrvenu lasersku tehnologiju za prijenos podataka između udaljenih mjesta. Tehnologija omogućuje prijenos vrlo visokih brzina prijenosa podataka od 1 Gbps i više. FSO tehnologija općenito je vrlo sigurna tehnologija prijenosa, nije vrlo sklona smetnjama zbog izuzetno uskih karakteristika snopa prijenosa, a također je i bez licenci u svijetu.

Nažalost, na prijenos signala u infracrvenim optičkim pojasevima drastično utječe magla, gdje atmosferska apsorpcija može premašiti 130 dB / km [5]. Općenito, bilo koja vrsta vremenskih uvjeta koja utječe na vidljivost između dva mjesta (npr. Pijesak, prašina), također će utjecati na performanse FSO sustava. Događaji u magli i oluje od prašine i pijeska također mogu biti vrlo lokalizirani i teško ih je predvidjeti, pa je stoga predviđanje dostupnosti FSO sustava teže. Za razliku od ekstremnih kišnih događaja, koji su vrlo kratkog trajanja, magla i prašina / pješčane oluje također mogu trajati vrlo dugo (sati ili čak dani, a ne minute). To može rezultirati izuzetno dugim prekidima rada sustava FSO koji rade pod takvim uvjetima.

S praktičnog gledišta, a uzimajući u obzir brojeve dostupnosti od 99.99 ... 99.999%, sve gore navedeno može ograničiti FSO tehnologiju na udaljenosti od samo nekoliko stotina metara (300 metara); posebno u obalnim područjima ili područjima koja su sklona magli, kao i u regijama koje doživljavaju oluje od pijeska / prašine. Da bi se održala 100% povezanost prilikom postavljanja FSO sustava u ove vrste okruženja, preporučuje se tehnologija alternativnog puta.

Većina industrijskih stručnjaka slaže se da FSO tehnologija može ponuditi zanimljivu i potencijalno jeftinu alternativu za bežično povezivanje udaljenih mjesta na kraćim udaljenostima. Međutim, fizika slabljenja signala u infracrvenom spektru uvijek će ograničiti ovu tehnologiju na vrlo kratke udaljenosti.

Kratka usporedba raspravljanih i komercijalno dostupnih tehnologija prijenosa velike brzine podataka i njihovih ključnih pokretača izvedbe prikazana je u tablici 1.

MMW U usporedbi s drugim bežičnim tehnologijama

Tablica 1: Tablica usporedbe komercijalno dostupnih tehnologija bežičnog prijenosa i bežičnog prijenosa podataka s velikom brzinom prijenosa podataka

Komercijalno dostupna rješenja za milimetarske valove
Portfelj proizvoda milimetarskog vala CableFree uključuje radio rješenja od točke do točke koja rade od 100 Mbps do 10 Gbps (10 Gigabit Ethernet) brzine u licenciranom spektru E-pojasa od 70 GHz i do 1 Gbps u nelicenciranom spektru od 60 GHz. Sustavi su dostupni s različitim veličinama antena kako bi zadovoljili zahtjeve kupca o dostupnosti na određenim udaljenostima postavljanja po najkonkurentnijim cijenama bilo kojeg proizvođača radio-e-pojasa u industriji. E-band radio rješenja Wireless Excellencea rade u donjem frekvencijskom opsegu od 5 GHz u licenciranom spektru E-opsega od 70/80 GHz, umjesto u simultanom prijenosu u opsezima 70 GHz i 80 GHz. Kao rezultat toga, proizvodi Wireless Excellence nisu skloni potencijalnim ograničenjima primjene u blizini astronomskih mjesta ili vojnih instalacija u Europi, gdje vojska dijelove opsega od 80 GHz koristi za vojne komunikacije. Sustavi se lako mogu instalirati, a zbog niskonaponskog napajanja od 48 volti istosmjerne struje (Vdc) za instalaciju sustava nije potreban ovlašteni električar. Fotografije proizvoda Wireless Excellence prikazane su na slici 6 dolje.

MMW veza bez kabela postavljena u UAE

Slika 6: MMW radio bez kabela kompaktni su i visoko integrirani. Prikazana verzija antene od 60 cm

Sažetak i zaključak
Da bi se riješili današnji zahtjevi za međusobnom povezanošću velikog kapaciteta, dostupna su vrlo pouzdana bežična rješenja koja pružaju slične karakteristikama vlakana uz djelić cijene polaganja vlakana ili najma vlakana veza velikog kapaciteta. To je važno ne samo sa stajališta performansi / troškova, već i zato što optičke veze u pristupnim mrežama "Last-Mile" još uvijek nisu jako raširene, a najnovija istraživanja otkrivaju da je u Sjedinjenim Državama samo 13.4% komercijalnih zgrada s više od 20 zaposlenika povezano je s vlaknima. Ti su brojevi još niži u mnogim drugim zemljama.

Na tržištu postoji nekoliko tehnologija koje mogu pružiti gigabitnu vezu za povezivanje udaljenih mrežnih mjesta. Licencirana rješenja E-opsega u frekvencijskom opsegu 70/80 GHz su od posebnog interesa jer mogu pružiti najviše podatke o dostupnosti u klasi prijevoznika na radnim udaljenostima od 1.6 km (2003 km) i više. U Sjedinjenim Državama, prekretnica FCC-a iz 60. godine otvorila je ovaj spektar za komercijalnu upotrebu, a internetska shema licenciranja s niskim troškovima omogućava korisnicima da dobiju licencu za rad u roku od nekoliko sati. Druge zemlje već imaju i / ili su trenutno u procesu otvaranja spektra E-pojasa za komercijalnu upotrebu. Nelicencirani radijski uređaji od 99.99 GHz i optički sustavi s slobodnim prostorom (FSO) također mogu pružiti gigabitnu Ethernet vezu, ali na višim razinama dostupnosti klase nosača od 99.999 ... 60%, oba ova rješenja mogu raditi samo na smanjenim udaljenostima. Kao jednostavno pravilo i za većinu dijelova Sjedinjenih Država, rješenja od 500 GHz mogu pružiti ove visoke razine dostupnosti samo kada su raspoređena na udaljenostima manjim od 500 metara (XNUMX metara).

Reference
● ITU-R P.676-6, „Umanjenje atmosferskim plinovima“, 2005. (prijevod)
● ITU-R P.838-3, „Specifični model ublažavanja kiše za upotrebu u metodama predviđanja“, 2005.
● ITU-R P.837-4, “Karakteristike oborina za modeliranje širenja”, 2003.
● ITU-R P.840-3, „Umanjenje zbog oblaka i magle“, 1999.

Za više informacija o milimetarskom valu E-pojasa

Za više informacija o E-Band MMW, molimo Kontaktirajte Nas

Ostavite poruku 

Lista Poruka