現(xiàn)代通信及微波中繼通信傳輸技術(shù)探析

摘 要：為現(xiàn)代通信傳輸?shù)闹匾侄沃?，微波通信在微波接力、移?dòng)、廣電、衛(wèi)星等通信領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。此外，與其他通信方式相比，微波通信還具有建設(shè)周期短、人為影響因素小、跨越地形障礙比較便捷等特點(diǎn)。所以，微波通信作為光纖通信的補(bǔ)充，其在特殊地段發(fā)揮著重要的作用。本文從微波通信技術(shù)的簡(jiǎn)要介紹入手，重點(diǎn)分析闡述了傳統(tǒng)通信技術(shù)的特點(diǎn)和微波通信技術(shù)的革新等內(nèi)容，以供同行參考。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代通信；光纖通信；微波中繼通信

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.24.100

1 引言

光纖通信具有容量大、成本低等優(yōu)點(diǎn)，能抗電磁干擾，與同軸電纜相比可以大量節(jié)約有色金屬和能源。每芯光纖通話(huà)路數(shù)高達(dá)百萬(wàn)路，中繼距離達(dá)到100km。我國(guó)近幾年來(lái)光纖通信已得到了快速發(fā)展，我國(guó)已經(jīng)不再敷設(shè)同軸電纜進(jìn)行長(zhǎng)途通信，新的工程將全部采用光纖通信新技術(shù)。光纖通信的主要發(fā)展方向是單模長(zhǎng)波光纖通信、大容量數(shù)字傳輸技術(shù)和相干光通信。微波中繼通信分為模擬微波中繼通信和數(shù)字微波中繼通信兩類(lèi)，模擬微波中繼通信雖然出現(xiàn)早、技術(shù)成熟，但正逐漸被數(shù)字微波中繼通信所取代。目前數(shù)字微波中繼通信已成為通信領(lǐng)域中一種重要的傳輸手段，并與衛(wèi)星通信、光纖通信一起成為當(dāng)今三大通信傳輸技術(shù)[1]。

2 現(xiàn)代通信技術(shù)

2.1 衛(wèi)星通信

我國(guó)自20世紀(jì)70年代起，開(kāi)始將衛(wèi)星通信用于國(guó)際通信業(yè)務(wù)，從1985年起開(kāi)始國(guó)內(nèi)衛(wèi)星通信。目前已有多顆同步通信衛(wèi)星與近200個(gè)國(guó)家和地區(qū)開(kāi)通了國(guó)際衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)。

衛(wèi)星通信的發(fā)展趨勢(shì)是采用數(shù)字調(diào)制和時(shí)分多址。向更高頻段發(fā)展，采用多波束衛(wèi)星和星上處理等新技術(shù)。地面系統(tǒng)的主要發(fā)展趨勢(shì)是小型化。衛(wèi)星通信系統(tǒng)根據(jù)軌道的不同可分為同步軌道和中、低軌道系統(tǒng)，但系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)相同。衛(wèi)星通信的特點(diǎn)是通信距離遠(yuǎn)，覆蓋面積廣，不受地理?xiàng)l件限制，且可以大容量傳輸，建設(shè)周期短、可靠性高等。

2.2 光纖通信

光纖通信與電纜通信相比具有容量大、傳輸距離長(zhǎng)、抗電磁干擾性能好，并可以大量節(jié)省有色金屬。光纖的全稱(chēng)是光導(dǎo)纖維，是用石英玻璃制成的纖維絲（直徑約0.1mm）在實(shí)際應(yīng)用上是幾條或幾百條光線絞合成光纜。光纖通信特點(diǎn)：（1）傳輸頻帶寬、通信容量大。載波頻率越高，通信容量越大。目前使用的光波頻率比微波頻率高出百倍，通信容量可增加103～104倍。光纖通信適合于高速、寬帶信息的傳輸。（2）損耗低、中繼距離遠(yuǎn)目前制造的石英玻璃纖維絲純凈度極高，故其損耗極低。從而在通信線路中可以減少中繼站數(shù)量，可以達(dá)到100km以上的無(wú)中繼傳輸距離。同樣速率的同軸電纜通信，無(wú)中繼站距離僅為1.6km左右。（3）抗干擾能力強(qiáng)、無(wú)串話(huà)，光纖是非導(dǎo)體、無(wú)電感，不受電磁干擾。因而在光纖通信中就不存在串話(huà)現(xiàn)象。（4）保密性強(qiáng)光纖內(nèi)傳播的光波基本不輻射，難以竊聽(tīng)，所以光纖通信和其它通信方式相比有更好的保密性。（5）線徑細(xì)、重量輕光纖直徑很小，制成光纜比電纜細(xì)而輕，便于敷設(shè)。衛(wèi)星通信的特點(diǎn)是通信距離遠(yuǎn)，覆蓋面大，不受地形條件限制，傳輸容量大，可靠性高。

2.3 移動(dòng)通信

移動(dòng)通信是現(xiàn)代通信中發(fā)展最為迅速的一種通信手段。近10年來(lái)，在微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的推動(dòng)下，移動(dòng)通信從過(guò)去簡(jiǎn)單的無(wú)線對(duì)講或廣播方式發(fā)展成為一個(gè)把有線、無(wú)線融為一體，固定、移動(dòng)相互連通的全國(guó)規(guī)模，全球范圍的通信系統(tǒng)。

移動(dòng)通信的發(fā)展方向是數(shù)字化、微型化和標(biāo)準(zhǔn)化。目前世界上存在多種不同的技術(shù)體制，互不兼容，因此標(biāo)準(zhǔn)化成為當(dāng)務(wù)之急。數(shù)字化的關(guān)鍵是調(diào)制、糾錯(cuò)編碼和話(huà)音編碼方式的確定。微型化的目標(biāo)是研制重量非常輕的多媒體個(gè)人攜帶手機(jī)。

移動(dòng)通信是的現(xiàn)代通信中發(fā)展最為迅速的一種通信手段，它是固定通信的延伸，也是實(shí)現(xiàn)人類(lèi)理想通信必不可少的手段。

2.4 微波中繼通信

微波中繼通信始于20世紀(jì)60年代，它較一般電纜通信具有易架設(shè)，建設(shè)周期短等優(yōu)點(diǎn)。它是目前通信的主要手段之一，主要用來(lái)傳輸長(zhǎng)途電話(huà)和電視節(jié)目[2]。

微波通信的發(fā)展方向是采用數(shù)字通信方式，為了增加容量，提高頻譜利用率，現(xiàn)已出現(xiàn)3256QAM23、1024QAM等超多電平調(diào)制的數(shù)字微波。在40MHz的標(biāo)準(zhǔn)頻道間隔內(nèi)可傳送1920～7680路PCM數(shù)字電話(huà)，趕上和超過(guò)模擬微波通信容量。盡管微波通信受到光纖通信的嚴(yán)重挑戰(zhàn)，但目前仍是長(zhǎng)途通信的一個(gè)重要傳輸手段。合路器是微波傳輸系統(tǒng)的室外器件，它是一個(gè)三端口網(wǎng)絡(luò)，一個(gè)端口連接微波天線，一個(gè)為主路端口，連接主用的室外設(shè)備單元（ODU），另一支路為輔路，連接備用ODU，主路與輔路間一般采用不等的功率分配。

波導(dǎo)型微波合路器由于具有插損小，能承受較大的功率，使用方便靈活，可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，而廣泛用于上述微波傳輸系統(tǒng)中。目前，國(guó)內(nèi)外常見(jiàn)的波導(dǎo)型微波合路器普遍采用孔縫耦合方式，在公共波導(dǎo)壁上開(kāi)一個(gè)或多個(gè)孔縫使兩個(gè)相鄰波導(dǎo)中的能量耦合，通過(guò)調(diào)節(jié)孔縫的尺寸、數(shù)量及其相對(duì)位置可獲得相應(yīng)功率分配比的微波合路器。這種微波合路器的主要缺點(diǎn)在于，按一定功率分配比，要實(shí)現(xiàn)較寬的工作帶寬，所需的孔或縫數(shù)量會(huì)較多，從而使得合路器長(zhǎng)度很長(zhǎng)，不能滿(mǎn)足現(xiàn)在微波中繼通信集成化，小型化的需求。由于數(shù)量眾多的孔或縫帶來(lái)了加工的難度和誤差，而且用于微波通信中的高頻無(wú)源器件，對(duì)加工的精度要求很高，一般誤差要控制在0.02mm以?xún)?nèi)，所以要加工眾多的孔或縫，保證該誤差精度的加工工藝來(lái)滿(mǎn)足電性能指標(biāo)要求，帶來(lái)了較高的成本，且在大批量生產(chǎn)中，由于加工較為復(fù)雜，精度要求比較高，產(chǎn)品的一致性不能很好的保證。目前現(xiàn)行的方案還有的缺點(diǎn)是，需要設(shè)計(jì)主路和輔路新的功率分配比的時(shí)候，孔或縫的數(shù)量尺寸等變化較大，設(shè)計(jì)需要改動(dòng)較大，給產(chǎn)品設(shè)計(jì)者帶來(lái)了很大的麻煩。

3 小結(jié)

微波通信技術(shù)在問(wèn)世的半個(gè)多實(shí)際以來(lái)已經(jīng)取得了巨大的發(fā)展，成為和光纖、衛(wèi)星并列的世界三大信息傳播技術(shù)之一，不同于衛(wèi)星的遠(yuǎn)距離傳輸、光纖因需要鋪設(shè)光纜而造成的工程量巨大，維修難度大，微波通信可以方便的連接各個(gè)不同點(diǎn)，組成點(diǎn)和線相結(jié)合的通信網(wǎng)絡(luò)，并且建設(shè)速度很快，維修也很方便，相信在不久的將來(lái)，微波通信技術(shù)必將向著更大容量、更高速度、更高頻段、更高集成化、微型化、智能化、更低成本的方向，獲得更大更迅速的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]同先鋒.新型微波通信技術(shù)探析[J].大科技，2014（31）.

[2]張震宇.新型微波通訊技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用研究[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2017（04）：42.

作者簡(jiǎn)介：蔣超（1987-），男，江蘇常州人，本科，助理工程師，從事微波射頻電路方面的研究。