E-riba millimeetri laine tehnoloogia

E-riba ja V-riba millimeeterlainete tehnoloogia tutvustus

MMW kokkuvõte

Millimeeterlaine (MMW) on kiire (10Gbps, 10 Gigabit sekundis) suure võimsusega traadita ühenduste tehnoloogia, mis sobib ideaalselt linnapiirkondadesse. Kasutades kõrgsageduslikku mikrolaineahju E-riba (70–80 GHz) ja 58 GHz kuni 60 GHz (V-riba) spektris, saab ülekoormatud linnades tihedalt ilma häireteta linke paigutada, ilma et oleks vaja kaevata kaableid ja kiudoptilisi seadmeid. kulukas, aeglane ja väga häiriv. Seevastu MMW linke saab juurutada tundidega ning teisaldada ja uuesti kasutada erinevates saitides, kui võrgunõuded arenevad.

AÜE-sse on paigaldatud CableFree MMW millimeetri lainelink

MMW ajalugu

2003. aastal avas Põhja-Ameerika föderaalne sidekomisjon (FCC) kaubanduslikuks ja avalikuks kasutamiseks mitu kõrgsageduslikku millimeeterlaine (MMW) sagedusala, nimelt vahemikus 70, 80 ja 90 gigahertsi (GHz). Tänu nendes ribades saadaolevale suurele spektrihulgale (umbes 13 GHz) on millimeetrilaineraadio muutunud kiiresti turu kiireimaks punktist punkti (pt-pt) raadiolahenduseks. Täna on saadaval raadiosaateseadmed, mis pakuvad täisdupleksset andmesidekiirust kuni 1.25 Gbps, kandjaklasside kättesaadavuse tasemel 99.999% ja kaugustel, mis on lähedased ühe miili kaugusele. Tänu tasuvale hinnakujundusele on MMW raadioaparaatidel võimalik muuta ärimudeleid mobiilsidevõrgu pakkujate ja metroo / ettevõtte "Last-Mile" juurdepääsu ühenduvuse jaoks.

Regulatiivne taust
Varem kasutamata spektri 13 GHz avamist sagedusalades 71… 76 GHz, 81… 86 GHz ja 92… 95 GHz ärilistel eesmärkidel kasutamiseks mõeldud ja suure tihedusega traadita fikseeritud teenuste jaoks Ameerika Ühendriikides 2003. aasta oktoobris peetakse föderaalse sidekomisjoni (FCC) märkimisväärne otsus. Tehnoloogilisest vaatenurgast võimaldas see otsus esmakordselt täieliku liini kiirust ja täisdupleksse gigabitikiirusega traadita sidet ühe miili või pikema vahemaa tagant vedajate klassi kättesaadavuse tasemel. Spektri äriliseks kasutamiseks avamise ajal kuulutas FCC esimees Michael Powell otsuse avaneva ameeriklaste jaoks "uue piiri" kaubandusteenuste ja -toodete jaoks. Sellest ajast alates on avatud uued kiudude asendamise või laiendamise, punkt-punkti traadita „Viimase miili” juurdepääsuvõrkude ja lairiba Interneti-ühenduse gigabitise andmeedastuskiirusega ja kaugemalgi.

70 GHz, 80 GHz ja 90 GHz eraldiste olulisust ei saa üle hinnata. Need kolm eraldist, mida üheskoos nimetatakse E-ribadeks, hõlmavad suurimat spektri hulka, mille FCC on kunagi litsentsitud äriliseks kasutamiseks vabastanud. Koos suurendab 13 GHz spekter FCC poolt heaks kiidetud sagedusribade hulka 20% ja need ribad kokku esindavad 50 korda kogu kärgspektri ribalaiust. Kuna kokku on saadaval 5 GHz ribalaius vastavalt sagedustel 70 GHz ja 80 GHz ning 3 GHz sagedustel 90 GHz, saab gigabaidise Etherneti ja suurema andmeedastuskiiruse suhteliselt lihtsate raadioarhitektuuridega ja keeruliste modulatsiooniskeemideta hõlpsasti ära mahutada. Kuna levimiskarakteristikud on vaid veidi halvemad kui laialt kasutatavate mikrolaineahelate omadused ja hästi iseloomustatud ilmastikutingimused, mis võimaldavad mõista vihma, saab enesekindlalt realiseerida mitme miili sidekaugused.

FCC otsus pani aluse ka uuele Interneti-põhisele litsentsimissüsteemile. See veebipõhine litsentsimisskeem võimaldab raadioside kiiret registreerimist ja pakub sageduskaitset madala mõnesaja dollarise ühekordse tasu eest. Paljud teised riigid üle maailma avavad praegu MMW spektri avalikuks ja äriliseks kasutamiseks, järgides FCC olulist otsust. Selles artiklis püüame selgitada sagedusribade 70 GHz, 80 GHz ja 90 GHz olulisust ning näidata, kuidas need uued sageduse jaotused võivad suure andmeedastuskiirusega edastamist ja sellega seotud ärimudeleid ümber kujundada.

Sihtturud ja rakendused suure läbilaskevõimega "Viimase miili" juurdepääsu ühenduvuse jaoks
Ainuüksi Ameerika Ühendriikides on umbes 750,000 20 ärihoonet, kus töötab üle 1 töötaja. Tänapäeva Interneti-ühendusega ärikeskkonnas vajab enamik neist hoonetest kiiret Interneti-ühendust. Kuigi on tõsi, et paljud ettevõtted on praegu rahul aeglasema kiirusega T1 / E1.54 vastavalt 2.048 Mbps või 3 Mbps või mis tahes muu aeglasema kiirusega DSL-ühendusega, nõuab kiiresti kasvav arv ettevõtteid DS-i 45 (13.4 Mbps) ühenduvus või suurema kiirusega kiudühendused. Kuid ja siit probleemid alguse saavadki, on Vertical Systems Groupi värske uuringu kohaselt ühendatud kiudoptilise võrguga ainult 86.6% Ameerika Ühendriikide ärihoonetest. Teisisõnu, 45% nendest hoonetest puudub kiudühendus ning hoone rentnikud toetuvad madalama kiirusega traadiga vaskjuhtmete rentimisele olemasolevatelt või alternatiivsetelt telefoniteenuse pakkujatelt (ILEC või CLEC). Sellised kiirema traadiga vaskühenduse, nagu 3 Mbps DS-3,000 ühenduse, kulud võivad hõlpsasti ulatuda XNUMX dollarini kuus või rohkem.

Veel üks huvitav uuring, mille Cisco viis läbi 2003. aastal, näitas, et 75% USA ärihoonetest, mis pole kiududega ühendatud, asuvad kiuühendusest ühe miili kaugusel. Vaatamata kasvavale nõudlusele nende hoonete suure võimsuse ülekande järele ei võimalda kiudude paigaldamisega seotud kulud sageli ülekande kitsaskohta sulgeda. Näiteks võivad USA suuremate suurlinnade kiudude paigaldamise kulud ulatuda kuni 250,000 1 dollarini miili kohta ja paljudes USA suuremates linnades on uute kiudude paigaldamise suhtes isegi moratoorium seoses sellega kaasnevate tohutute liiklushäiretega. Kiudude ja ärihoonete ühenduvusnäitajad on paljudes Euroopa linnades palju halvemad ja mõned uuringud näitavad, et kiududega on ühendatud ainult umbes XNUMX% ärihoonetest.

Paljud valdkonna analüütikud nõustuvad, et lähiliinide traadita „Viimase miili” juurdepääsühenduste jaoks on suur ja praegu alaealine turg, tingimusel et aluseks olev tehnoloogia võimaldab operaatoriklassi kättesaadavust. MMW raadiosüsteemid sobivad ideaalselt nende tehniliste nõuete täitmiseks. Lisaks on suure võimsusega ja kaubanduslikult saadaval olevad MMW-süsteemid viimase paari aasta jooksul hinnakujunduses drastiliselt langenud. Võrreldes vaid ühe miili kiudude paigutamisega USA või Euroopa suurlinna suurlinna, võib gigabitise Etherneti võimelise MMW-raadio kasutamine kulutada kuni 10% kiudainekuludest. Selline hinnastruktuur muudab gigabaidise ühenduvuse ökonoomika atraktiivseks, kuna nõutav kapitali paigutus ja sellest tulenev investeeringutasuvuse periood on oluliselt lühenenud. Järelikult saab paljusid suure andmeedastuskiirusega rakendusi, mida minevikus ei olnud kiudude kaevamise kõrgete infrastruktuurikulude tõttu võimalik majanduslikult teenindada, ja need on MMW raadiotehnoloogia kasutamisel majanduslikult teostatavad. Nende rakenduste hulgas on:
● CLEC ja ILEC kiudude pikendused ja asendused
● Metro Etherneti tagasikäik ja kiudrõngaste sulgurid
● Traadita ülikoolilinnaku LAN-laiendused
● Kiudude varundamine ja tee mitmekesisus ülikoolilinnaku võrkudes
● Katastroofi taastamine
● Suure võimsusega SAN-ühenduvus
● Sisejulgeoleku ja sõjaväe koondamine, teisaldatavus ja turvalisus
● 3G-mobiilsidevõrgu ja / või WIFI / WiMAX-tagasiside tihedas linnavõrgus
● Kaasaskantavad ja ajutised lingid kõrglahutusega video või HDTV transportimiseks

Miks kasutada E-Band MMW tehnoloogiat?

Kolmest avatud sagedusribast on seadmetootjad enim huvitanud 70 GHz ja 80 GHz ribasid. Kooseksisteerimiseks kavandatud eraldised 71… 76 GHz ja 81… 86 GHz võimaldavad 5 GHz täisdupleksse ülekande ribalaiust; piisavalt, et edastada ka dupleksgigabitise Etherneti (GbE) signaali ka kõige lihtsamate modulatsiooniskeemide korral. Täiustatud traadita võrgu tippklassi disain suutis dupleks GbE signaali edastamiseks kasutada isegi madalamat 5 GHz sagedusriba, ainult vahemikus 71… 76 GHz. Hiljem ilmneb selle lähenemise kasutamisel selge eelis, kui tegemist on MMW-tehnoloogia kasutuselevõtuga astronoomiliste paikade lähedal ja riikides väljaspool USA-d. Otsese andmete teisendamise (OOK) ja odavate diflexerite abil, suhteliselt lihtsad ja seega kulutõhusad ja on võimalik saavutada kõrge usaldusväärne raadioarhitektuur. Spetsiaalselt tõhusamate modulatsioonikoodide abil on võimalik saavutada veelgi kõrgem täisdupleksne edastus kiirusega 10 Gbps (10GigE) kuni 40Gbps.

Jaotusega 92… 95 GHz on palju raskem töötada, kuna see spektriosa on jaotatud kaheks ebavõrdseks osaks, mis on eraldatud kitsa 100 MHz välistamisribaga vahemikus 94.0… 94.1 GHz. Võib arvata, et seda spektriosa kasutatakse tõenäolisemalt suurema läbilaskevõimega ja lühema leviala siseruumides kasutamiseks. Seda jaotust käesolevas valges raamatus edasi ei arutata.

Selgetes ilmastikutingimustes ületavad ülekandekaugused sagedustel 70 GHz ja 80 GHz paljude miilide tõttu madalate atmosfääri sumbuvuste tõttu. Kuid joonis 1 näitab, et isegi nendes tingimustes varieerub atmosfääri sumbumine sagedusega oluliselt [1]. Tavapärastel madalamatel mikrolainesagedustel ja kuni umbes 38 GHz on atmosfääri sumbumine mõistlikult madal, kui sumbuvuse väärtus on paar kümnendikku detsibelli kilomeetri kohta (dB / km). Ligikaudu 60 GHz neeldumine hapniku molekulide mõjul põhjustab nõrgenemise suurt kasvu. See hapniku neeldumise suur suurenemine piirab tõsiselt 60 GHz raadiosaadete raadiosaate kaugusi. Kuid pärast 60 GHz hapniku neeldumise piiki avaneb laiema madala sumbumisega aken, kus sumbumine langeb tagasi väärtusele umbes 0.5 dB / km. Seda madala sumbumisega akent nimetatakse tavaliselt E-ribaks. E-riba sumbuvuse väärtused on lähedased summutusele, mida kogevad tavalised mikrolaineraadiod. Üle 100 GHz suureneb atmosfääri sumbumine tavaliselt ja lisaks on arvukalt molekulaarse neeldumisriba, mis on põhjustatud O2 ja H2O neeldumisest kõrgematel sagedustel. Kokkuvõtteks võib öelda, et just suhteliselt madal atmosfääri sumbumisaken vahemikus 70 GHz kuni 100 GHz muudab E-riba sagedused suure võimsusega traadita edastuse jaoks atraktiivseks. Joonisel 1 on ka näidatud, kuidas vihma ja udu mõju summutamine mikrolaineahjus, millimeetri laine ja infrapuna optilistes ribades, mis algavad umbes 200 terahertsist (THz) ja mida kasutatakse FSO ülekandesüsteemides. Erinevate ja spetsiifiliste vihmasageduste korral muutuvad sumbuvuse väärtused veidi, ülekandesageduste kasvades. Sademete määra ja ülekandekauguste suhet uuritakse lähemalt järgmises osas. Uduga seotud sumbumist võib põhimõtteliselt unarusse jätta millimeetri laine sagedustel, mis suurenevad mitu suurusjärku millimeetri laine ja optilise edastusvahemiku vahel: peamine põhjus, miks pikema kaugusega FSO süsteemid udustes tingimustes lakkavad töötamast.

E-riba edastamiskaugused
Nagu kogu kõrgsagedusliku raadiosageduse leviku puhul, määrab vihmade summutamine tavaliselt ülekandekauguste praktilised piirid. Joonis 2 näitab, et raadiosüsteemid, mis töötavad E-riba sagedusalas, võivad vihma esinemise korral kogeda suurt sumbumist [2]. Õnneks kipub kõige intensiivsem vihm sadama maailma piiratud osades; peamiselt subtroopilised ja ekvatoriaalsed riigid. Tippajal võib lühikese aja jooksul täheldada sademete määra üle seitsme tolli / tunnis (180 mm / tunnis). Ameerika Ühendriikides ja Euroopas on maksimaalne sademete määr tavaliselt alla nelja tolli tunnis (100 mm / h). Selline sademete hulk põhjustab signaali sumbumist 30 dB / km ja esineb tavaliselt ainult lühikeste pilvepuhangute ajal. Need pilvepuhangud on vihmasündmused, mis ilmnevad suhteliselt väikestes ja lokaliseeritud piirkondades ning väiksema intensiivsusega, suurema läbimõõduga vihmapilves. Kuna pilvepuhangud on tavaliselt seotud ka raskete ilmastikunähtustega, mis liiguvad kiiresti üle lingi, on vihmahäired tavaliselt lühikesed ja on problemaatilised ainult pikema kaugusega ülekandelinkide korral.

Millimeeterlaine ja vihmasummutusega V-riba E-riba

ITU vihmavööndite globaalse millimeetri laine E-riba V-riba

Rahvusvaheline Telekommunikatsiooniliit (ITU) ja teised uurimisorganisatsioonid on kogu maailmas kogunud aastakümnete jooksul vihmasadu. Üldiselt on sademete karakteristikud ja vihmasageduse, statistilise vihma kestuse, vihmahulga suuruse jne vahelised seosed hästi mõistetavad [3] ja selle teabe abil on võimalik raadioühendusi konstrueerida ka kõige halvemate ilmastikuolude ületamiseks või ennustada kindlatel sagedustel töötavate pikemaajaliste raadioühenduste ilmastikuolude katkemise kestus. ITU vihmavööndi klassifitseerimisskeem näitab eeldatavaid statistilisi vihmasajusid tähestiku järjekorras. Kui piirkonnad, kus on kõige vähem sademeid, klassifitseeritakse A-piirkonda, on kõrgeim sademete hulk Q-piirkonnas. ITU vihmavööndi ülemaailmne kaart ja sademete määra loetelu konkreetsetes maailma piirkondades on toodud allpool joonisel 3.

 MMW Rain Fade kaart USA E-riba V-ribale

Joonis 3: ITU vihmavööndi klassifikatsioon kogu maailmas (ülemine osa) ja tegelikud statistilised sademete määrad vihmasündmuse kestuse funktsioonina

Joonis 4 näitab Põhja-Ameerika ja Austraalia üksikasjalikumat kaarti. Tasub mainida, et umbes 80% USA mandriosa territooriumist langeb vihmavööndisse K ja alla selle. Teisisõnu, selleks, et töötada 99.99% kättesaadavuse tasemel, peab raadiosüsteemi hääbumisvaru olema kavandatud nii, et see taluks maksimaalset sademete määra 42 mm / tunnis. Põhja-Ameerikas võib kõige rohkem sademeid täheldada Floridas ja Pärsia lahe rannikul ning need piirkonnad on klassifitseeritud vihmavööndi N. Üldiselt on Austraalias vähem vihma kui Põhja-Ameerikas. Selle riigi tohutud osad, sealhulgas rohkem asustatud lõunarannik, asuvad vihmavööndites E ja F (<28 mm / h).

Lihtsustades on joonise 2 (vihmasagedus vs sumbumine) tulemuste kombineerimise ja joonistel 3 ja 4 näidatud ITU sademekaartide abil võimalik arvutada teatavas maailma piirkonnas töötava konkreetse raadiosüsteemi kättesaadavus . Ameerika Ühendriikide, Euroopa ja Austraalia sademete andmetel põhinevad teoreetilised arvutused näitavad, et 70/80 GHz raadiosaateseadmed suudavad saavutada GbE-ühenduvuse statistilise kättesaadavuse tasemel 99.99… 99.999% ühe miili lähedal või isegi kaugemal. Madalama 99.9% -lise kättesaadavuse korral on tavapäraselt võimalik saavutada 2 miili ületavaid vahemaid. Võrgu konfigureerimisel rõngas- või võrgutopoloogias kahekordistuvad efektiivsed vahemaad mõnel juhul sama kättesaadavuse näitaja jaoks tugevate vihmarakkude tiheda, klastrilise olemuse ja rõnga / võrgusilma topoloogiate pakutava liiasuse tõttu.

MMW Rain Fade Map Austraalia E-bänd V_Band

Joonis 4: ITU vihmavööndi klassifikatsioon Põhja-Ameerikas ja Austraalias

MMW-tehnoloogia üks suur eelis teiste suure võimsusega traadita lahenduste, näiteks vaba ruumioptika (FSO) ees on see, et muud ülekandehäired, nagu udu või liivatormid, ei mõjuta MMW-sagedusi. Näiteks paksu udu vedela veesisaldusega 0.1 g / m3 (nähtavus umbes 50 m) summutamine sagedusel 0.4/70 GHz on vaid 80 dB / km [4]. Nendes tingimustes nõrgeneb FSO-süsteemi signaali sumbumine üle 250 dB / km [5]. Need äärmised sumbumisväärtused näitavad, miks FSO tehnoloogia suudab pakkuda kõrgeid kättesaadavusnäitajaid vaid lühematel vahemaadel. E-riba raadiosüsteeme ei mõjuta tolm, liiv, lumi ja muud ülekandeteede kahjustused.

Alternatiivsed suure andmeedastuskiirusega traadita tehnoloogiad
E-riba traadita tehnoloogia alternatiividena on piiratud arv elujõulisi tehnoloogiaid, mis suudavad toetada suure andmeedastuskiirusega ühenduvust. Valge raamatu selles osas antakse lühike ülevaade.

Kiudoptiline kaabel

Kiudoptiline kaabel pakub kõige praktilisemat ülekandetehnoloogiat kõige laiema ribalaiusega, võimaldades edastada pikki vahemaid väga suure andmeedastuskiirusega. Kuigi kogu maailmas on saadaval tuhandeid miile kiudaineid, eriti kaug- ja linnadevahelistes võrkudes, on „Viimase miili” juurdepääs endiselt piiratud. Kaevikute kaevamise ja maapealsete kiudude ladumisega seotud märkimisväärsete ja sageli ülemäära suurte eelkulude ning ka teekonnaprobleemide tõttu võib kiudude kättesaadavus olla keeruline või võimatu. Pikad viivitused on samuti sagedased mitte ainult kiudude kaevamise füüsilise protsessi tõttu, vaid ka keskkonnamõjude põhjustatud takistuste ja sellise projektiga seotud võimalike bürokraatlike takistuste tõttu. Sel põhjusel keelavad paljud linnad üle kogu maailma kiudude kaevamise, kuna linnalähedane liiklus on häiritud ja kaevetööde käigus avalikkusele tekivad üldised ebamugavused.

Mikrolaineahju raadiolahendused

Fikseeritud punkt-punkt mikrolaineraadiod suudavad toetada suuremat andmeedastuskiirust, nagu täisdupleksne 100 Mbps Fast Ethernet või kuni 500 Mbps kandja kohta sagedusvahemikus 4-42 GHz. Traditsioonilisemates mikrolaineahelates on spekter piiratud, sageli on ülekoormatud ja tüüpilised litsentsitud spektrikanalid on E-riba spektriga võrreldes väga kitsad.

Mikrolaineahjud ja millimeeterlaine MMW Spectrum V-riba ja E-riba

Joonis 5: suure andmeedastuskiirusega mikrolaineraadio ja 70/80 GHz raadiolahenduse võrdlus.

Üldiselt pole litsentsimiseks saadaval olevad sageduskanalid sageli suuremad kui 56 megahertsi (MHz), kuid tavaliselt 30 MHz või alla selle. Mõnes sagedusribas võivad olla saadaval laiad 112MHz kanalid, mis suudavad toetada 880Mbps kandja kohta, kuid ainult lühemate vahemaade jaoks sobivates sagedusribades. Sellest tulenevalt peavad nendes ribades suurema andmeedastuskiirusega töötavad raadiod kasutama väga keerukaid süsteemiarhitektuure, kasutades modulatsiooniskeeme kuni 1024 kvadratuuramplituudmodulatsioonini (QAM). Selliste väga keerukate süsteemide tulemuseks on piiratud vahemaa ja läbilaskevõime piirdub endiselt andmeedastuskiirusega kuni 880 Mbps suuremates kanalites. Kuna nendes sagedusribades on piiratud spektri hulk, antenni laiemad laiusmustrid ja kõrge QAM-modulatsiooni tundlikkus igasuguste häirete suhtes, on traditsiooniliste mikrolainelahenduste tihedam kasutuselevõtt linnades või suurlinnades äärmiselt problemaatiline. Visuaalse spektri võrdlus traditsiooniliste mikrolaineahelate ja 70/80 GHz lähenemise vahel on näidatud joonisel 5.

60 GHz (V-riba) millimeeterlaine raadiolahendused
Sageduse jaotused 60 GHz spektri piires, eriti jaotused vahemikus 57… 66 GHz, erinevad maailma erinevates piirkondades märkimisväärselt. Põhja-Ameerika FCC on välja lasknud laiema sagedusspektri vahemikus 57… 64 GHz, mis tagab täisdupleksse GbE tööks piisava ribalaiuse. Teised riigid ei ole seda konkreetset otsust järginud ja nendel riikidel on juurdepääs 60 GHz spektripiirkonnas ainult palju väiksematele ja sageli kanaliseeritud sageduse jaotustele. Piiratud kättesaadava spektri hulk väljaspool USA-d ei võimalda Euroopas, näiteks Saksamaal, Prantsusmaal ja Inglismaal, kiirete andmeedastuskiirusega kulutasuvate 60 GHz raadiolahenduste ehitamist. Kuid isegi USA-s piirab ülekandevõimsuse reguleeritud piirang koos hapnikumolekulide suure atmosfääriimavuse tõttu suhteliselt halbade levimistunnustega (vt joonis 1) tüüpilisi ühenduslülisid vähem kui poole miilini. Operaatoriklassi jõudluse saavutamiseks 99.99… 99.999% süsteemi kättesaadavusest on USA mandriosa suurtes osades vahemaa üldiselt piiratud veidi üle 500 jardiga (500 meetrit). FCC on 60 GHz spektri liigitanud litsentsivabaks spektriks. Erinevalt kõrgema sagedusega 70/80 GHz eraldistest ei vaja 60 GHz raadiosüsteemide töö seaduslikku heakskiitu ega kooskõlastamist. Ühelt poolt on litsentseerimata tehnoloogia kasutamine lõppkasutajate hulgas väga populaarne, kuid samal ajal puudub kaitse juhusliku või tahtliku häirete eest. Kokkuvõtlikult võib öelda, et eriti USA-s võib 60 GHz spektri kasutamine olla potentsiaalselt otstarbekas alternatiiv lühikese kauguse kasutuselevõtuks, kuid tehnoloogia pole reaalne alternatiiv ühenduslülide kaugusele üle 500 meetri ja kui süsteemi olemasolu on vajalik 99.99… 99.999%.

Vaba ruumi optika (FSO, optiline juhtmeta)
Vaba ruumi optika (FSO) tehnoloogia kasutab infrapuna lasertehnoloogiat teabe edastamiseks kaugemate asukohtade vahel. Tehnoloogia võimaldab edastada väga suurt andmeedastuskiirust 1 Gbps ja rohkem. FSO tehnoloogia on üldiselt väga turvaline ülekandetehnoloogia, eriti kitsaste ülekandekiire omaduste tõttu ei ole see häiretele eriti aldis ning on ka ülemaailmselt litsentsivaba.

Kahjuks mõjutab udu drastiliselt signaalide edastamist infrapuna optilistes ribades, kus atmosfääri neeldumine võib ületada 130 dB / km [5]. Üldiselt mõjutab FSO süsteemi toimimist ka igasugune ilmastikutingimus, mis mõjutab nähtavust kahe asukoha vahel (nt liiv, tolm). Udu sündmused ja tolmu / liivatormid võivad samuti olla väga lokaliseeritud ja neid on raske ennustada ning seetõttu on FSO süsteemi kättesaadavuse prognoosimine keerulisem. Erinevalt äärmuslikest vihmasündmustest, mille kestus on väga lühike, võivad udu ja tolmu / liivatormid kesta ka väga kaua (pigem tunde või isegi päevi kui minuteid). Selle tagajärjel võivad sellistes tingimustes töötavad FSO süsteemid olla äärmiselt pikad.

Praktilisest seisukohast lähtudes ja kui arvestada kättesaadavusnumbritega 99.99… 99.999%, võib kõik ülaltoodud piirata FSO tehnoloogiat vaid mõnesaja jardi (300 meetri) kaugusega; eriti rannikuäärsetes või uduohtlikes piirkondades, samuti piirkondades, kus esineb liiva / tolmu. 100% ühenduvuse säilitamiseks FSO süsteemide juurutamisel sellistesse keskkondadesse on soovitatav kasutada alternatiivset rajatehnoloogiat.

Enamik valdkonna eksperte nõustub, et FSO tehnoloogia võib pakkuda huvitavat ja potentsiaalselt odavat alternatiivi kaugemate kohtade juhtmeta ühendamiseks lühemate vahemaade tagant. Infrapunaspektri signaali sumbumise füüsika piirab seda tehnoloogiat alati väga lühikeste vahemaadega.

Arutletud ja kaubanduslikult saadaval oleva suure andmeedastuskiirusega edastustehnoloogiate ja nende peamiste jõudlustegurite lühike võrdlus on toodud tabelis 1.

MMW Võrreldes teiste traadita tehnoloogiatega

Tabel 1: kaubanduslikult saadaval oleva suure andmeedastuskiirusega juhtme- ja traadita edastustehnoloogiate võrdlusdiagramm

Kaubanduslikult saadaval olevad millimeeterlaine lahendused
CableFree Millimeter-wave laine tooteportfell sisaldab punktist punkti raadiolahendusi, mis töötavad kiirusel 100 Mbps kuni 10 Gbps (10 Gigabit Ethernet) litsentsitud 70 GHz E-riba spektris ja kuni 1 Gbps litsentseerimata 60 GHz spektris. Süsteemid on saadaval erineva suurusega antennidega, et rahuldada kliendi saadavuse nõudeid konkreetsete kasutamiskauguste juures ja mis tahes tööstusharu E-riba raadiotootja konkurentsivõimelisemas hinnapunktis. Wireless Excellence'i E-riba raadiolahendused töötavad ainult litsentseeritud 5/70 GHz E-riba spektri madalamas 80 GHz sagedusalas, mitte üheaegselt nii 70 GHz kui 80 GHz sagedusribas. Seetõttu ei ole traadita ühenduse tippkvaliteediga toodete suhtes võimalikke kasutuselevõtu piiranguid astronoomiliste objektide või sõjaväerajatiste lähedal Euroopas, kus sõjavägi kasutab 80 GHz sagedusriba osi sõjaliseks kommunikatsiooniks. Süsteeme on lihtne juurutada ja 48-voldise alalisvoolu (Vdc) madalpinge toite tõttu pole süsteemi paigaldamiseks vaja sertifitseeritud elektrikut. Wireless Excellence'i toodete fotod on toodud allpool joonisel 6.

AÜE-s on kasutusel kaablivaba MMW-link

Joonis 6: CableFree MMW raadiod on kompaktsed ja väga integreeritud. Näidatud on 60 cm antenni versioon

Kokkuvõte ja järeldused
Tänapäevaste suure läbilaskevõimega võrgu ühenduvusnõuete lahendamiseks on saadaval ülimalt usaldusväärsed traadita lahendused, mis tagavad kiudulaadse jõudluse murdosa kiudude paigaldamise või suure võimsusega kiudühenduste rentimise kuludest. See on oluline mitte ainult jõudluse / kulude seisukohast, vaid ka seetõttu, et kiudühendused „Viimase miili” juurdepääsuvõrkudes ei ole endiselt eriti laialt levinud ning uusimad uuringud näitavad, et Ameerika Ühendriikides on ainult 13.4% enam kui Kiududega on ühendatud 20 töötajat. Paljudes teistes riikides on need arvud veelgi väiksemad.

Turul on mitu tehnoloogiat, mis suudavad pakkuda kaugvõrgu asukohtade ühendamiseks gigabaidist ühendust. Litsentsitud E-riba lahendused sagedusalas 70/80 GHz pakuvad erilist huvi, kuna need suudavad pakkuda kõrgeima kandja klassi kättesaadavusnäitajaid ühe miili (1.6 km) ja kaugemal. Ameerika Ühendriikides on FCC 2003. aasta tähelepanuväärne otsus avanud selle spektri äriliseks kasutamiseks ja Interneti-põhine odavate kergete litsentsimissüsteemidega saavad kasutajad mõne tunni jooksul tegevuslitsentsi. Teistes riikides kas juba on ja / või on praegu käimas E-ribade spektri avamine kaubanduslikuks kasutamiseks. Litsentseerimata 60 GHz raadiod ja vaba ruumi optika (FSO) süsteemid võivad pakkuda ka gigabitist Etherneti ühenduvust, kuid kõrgema 99.99… 99.999% kandeklassi kättesaadavustaseme korral on mõlemad need lahendused võimelised töötama ainult väiksematel vahemaadel. Lihtsa rusikareeglina ja enamikus Ameerika Ühendriikides suudavad 60 GHz lahendused pakkuda neid kõrge kättesaadavuse tasemeid ainult siis, kui neid kasutatakse kaugemal kui 500 jardi (500 meetrit).

viited
● ITU-R P.676-6, „Summutamine atmosfäärigaaside poolt”, 2005.
● ITU-R P.838-3, „Prognoosimeetodites kasutamiseks mõeldud vihma spetsiifiline sumbumismudel“, 2005.
● ITU-R P.837-4, “Sademete modelleerimise sademete omadused”, 2003.
● ITU-R P.840-3, „Pilvede ja udu põhjustatud sumbumine”, 1999.

Lisateavet E-riba millimeetri laine kohta

E-riba MMW kohta lisateabe saamiseks palun Võta meiega ühendust

Jäta sõnum 

Sõnumite nimekiri