科普:什么是微波通信?

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今天我要给大家介绍的,是微波通信。

 

我们在日常生活中,随处可以看到移动通信基站。大概是这样的:

 

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或者这样的:

 

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但是,如果你细心观察的话,会发现,在有些大楼的楼顶上,除了基站,还会有一些像“大鼓”一样的设备。

 

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在荒郊野外,可能更加容易看到:

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白色圆型那个

 

这些“大鼓”,就是我们通常所说的“微波设备”。更准确一点,是“微波通信天线”。

 

拉近距离来看,是这样的:

 

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微波通信,英文是Microwave Communication,是指使用微波(Microwave)作为载波,携带信息,进行中继通信的方式。

 

微波,是频率范围300MHz~3THz的电磁波(1THz=1000GHz),也就是说,波长范围是1米~0.1毫米(光速=波长×频率)。

 

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微波通信并没有使用微波的全部频率,而是主要使用3GHz-40Ghz这个范围。

 

工程师们将部分微波波段进行了定义,并且单独命名,例如我们经常听说的Ka波段、Ku波段、C波段等。

 

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常用微波波段的划分

 

人类使用微波进行通信的历史并不算短。

 

早在1931年,从英国多佛尔到法国加莱,就建立了世界上第一条超短波通信线路,横跨了英吉利海峡。

 

二战之后,微波通信获得了迅速发展和广泛应用。

 

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1945年,美军的微波通信设备

 

1947年,著名的美国贝尔实验室在纽约和波士顿之间,建立了世界上第一条模拟微波通信线路。

 

到了50年代末,澳大利亚、英国、加拿大、法国、意大利和日本等国家,都在本国的主干路由上安装了微波接力通信系统。

 

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1955年时,英国的微波骨干网线路

 

我国的微波通信研究启动比较晚,开始于60年代。与此同时,模拟微波逐渐被淘汰,人类逐渐进入了数字微波通信时代。

 

数字微波通信,又分为PDH(准同步)和SDH(同步)两个阶段。相信之前看过小枣君传输网科普文章的同学,一定不会觉得陌生。

 

80年代后期至本世纪初,SDH在传输系统中占据统治地位,微波通信技术发展非常迅速。

 

目前微波通信技术也和有线通信技术一样,进入了IP时代。

 

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如今,虽然以光纤通信为主的有线传输网络占据主导,但是某些特殊应用场景下,我们仍然离不开微波通信方式。例如偏远地区,布设有线传输难度太大或成本过高,又或者发生自然灾害,光纤传输遭到损坏。

 

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应急通信车上面的微波设备

 

相比于光纤通信来说,微波仍然具有很多无法替代的优势。例如成本低,抗灾害能力强等。

 

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需要注意的是,我们通常说有三大传输系统:光纤通信、微波通信、卫星通信。实际上,卫星通信也是微波通信的一种,只是比较特别而已,待会我们会详细说到。

 

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卫星通信

 

电磁波通信,一般可以分为广播方式和点对点方式。我们的微波通信,属于后者。

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