淺談數字微波通信及其優于光纖的特點和發展

蔡 凝

（吉林省廣播電視廳652臺，吉林 長春 130021）

數字微波通信是在微波傳輸過程當中使用數字信號處理技術的一種通信方式，它同時具備了微波通信投資很小、建線迅速、應用靈活等特點，還擁有抗干擾強、傳輸可靠、傳輸線路很長等優勢。如今數字微波通信在中國國民經濟建設中發揮著極大的作用。

一、我國數字微波通信發展經歷了以下三個階段

1 發展模擬微波的階段

我國模擬微波通信技術的發展始于1958年，到20世紀70年代中，全數字化﹑全固態化﹑無人值守，三個技術問題始終沒有得到解決，影響它的推廣使用。

2 發展中、小容量數字微波的階段

20世紀80年代初期我們已經掌握了中、小容量數字微波所有的技術，也逐步在通信專用網上實施應用。

圖1 數字微波中繼通信線路示意圖

3 發展大容量數字微波的階段

20世紀80年代末期，國家“七五”科技攻關項目提出，大容量數字微波通信將逐步進入系統的研發過程。

20世紀80年代中、后期，我國的數字微波發展受阻，光纖通信技術的推廣成為了主要原因，而數字微波干線傳輸也逐步被光纖通信取代。因光纖通信具有超大的帶寬、極低的損耗以及建設超低成本而成為了干線傳輸的主要方式，從而對數字微波產生強烈的沖擊。從20世紀90年代開始，大容量光纖傳輸成為了我國信息道路建設的重要傳輸方式。在這樣的現實面前，數字微波該如何發展已經是該領域研發和使用的單位及人員非常關心的問題。

二、微波傳輸與光纖傳輸相比有如下優勢

1 能很好地應對突發情況

由于微波傳輸沒有固體介質，所以鋪設簡單，在突發情況下可以迅速實現兩地通信。例如唐山大地震、20世紀90年代特大洪澇災害中，當別的通信手段均已失效時，微波傳輸及時地保證了通信的暢通，所以，微波傳輸抵御自然災害的能力很強。

2 建設及維護的成本很低

在人煙稀少或地理環境復雜的山區、高原等地貌特征明顯的地區鋪設光纜難度很大、成本極高。相比之下，應用無線電傳輸的數字微波方式，設備安裝簡單迅速，一般只需2-3個工作日即可組建好一對包含中繼器的微波設備。另一方面，在做網絡規劃時也無需過分考慮地貌特征，比光纖或光纜傳輸要經濟有效。

3 容易建設

在同樣路徑下組建數字微波需要的時間要比組建光纖通信系統、同軸電纜系統短得多，而且基本不受地形條件影響。

4 高頻段微波，可使用于城區內短距離支路，如13GHz、15GHz、18GHz幾個頻段的點對點微波通信系統﹑移動通信基站的連接。

5 無線光纖，可應用在寬帶業務的接入中，是未來重要的發展方向。

6 解決了加密及抗干擾問題，可以應用于軍事通信中

由于數字技術的應用，各種通信都可以轉變為數字信號傳輸，所以數字微波通信讓軍隊更加愛不釋手，軍方還將在未來向更高功率、更高頻率等多種發展方向研發升級數字微波系統。

中繼站也起到了非常大的作用，如圖1所示這個示意圖顯示的是一條數字微波通信線路，它的主干線最長可以達到上千千米，另外有許多條支路，還包含了兩端的終端站和大量分路站以及中繼站，它們共同組成了一條數字微波中繼通信的線路。

三、數字微波通信該如何發展

從電信技術的發展歷史上能看出通信傳輸向來都是多手段的，不可能由某種傳輸方式包打天下，如今通信網的兩個主流方式是移動通信及光纖通信，它們擁有巨大的用戶市場和產業資源。它們的存在漸漸把數字微波逐出原有的領地，這是科技發展及進步所帶來的必然結果。所以，要想繼續發展數字微波技術，首先要接受現實，了解微波傳輸在當前市場的需求程度和存在價值，數字微波涉及的關鍵技術需要不斷被突破，才會有更好的發展。

（1）高頻段傳輸技術是指包括毫米波頻段的10GHz以上的頻段。由于電信主管部門所做的規劃，即3GHz以下的頻段給個人通信，而3～10GHz之間的頻段已經非常擁擠。所以，數字微波通信要向高頻段發展。

（2）兼容技術

電信主管部門在10GHz以下的頻段中也劃分了某些頻段給數字微波通信使用，由于該頻段內傳播的條件好，設備已經成熟，這些頻段要更好地利用，則需要利用抗干擾技術、擴頻及跳頻等技術來解決兼容問題。

（3）可使用在不同種類的用戶組網和接口技術中。通過軟件無線電技術，根據用戶不同的組網要求完成各種接口功能從而使之成為一個公用的平臺。

（4）利用數字專用集成電路、全數字化處理等技術降低建設成本并提高可靠性。

四、未來發展

20世紀80年代之前的通信網基本為中繼線以衛星、微波等無線方式為主，用戶線以市話電纜的有線方式為主。而未來通信網則是中繼線以有線為主，用戶線以無線為主。這就為數字微波通信帶來了新的發展方向和新的機遇。

站在用戶的角度來看，用戶線可以分為固定型和移動型兩類。移動通信均為移動型用戶線，隨著移動通信的發展，中國3G甚至4G用戶都在快速增多，3G、4G數據業務也日益增多，這使得移動回傳網絡的傳輸帶寬產生了極大的壓力。當前3G以及HSPA的傳送容量為10-20Mbit/s，而國內第一個4G單網元節點的傳送容量超過了100Mbit/s，因此移動回傳網面臨著更高的挑戰。全球移動回傳網絡均以微波傳輸為主，解決傳輸容量瓶頸的兩種可行方案是選擇光纖或大容量微波進行傳輸。因為微波傳輸技術能加快組網效率，并能有效減少其建設成本，所以微波傳輸技術必然成為全球移動回傳網絡的重要接入、傳輸方式。當前全世界有61%的基站通過微波連接。但是在我國，通過微波連接的3G節點只有不到5%。我國當前常用的微波傳輸主要是SDH和PDH，最高傳輸速率只有155Mbit/s，傳送效率很低，極大地制約了微波技術在我國移動回傳網絡中的使用。如今的微波通信技術已經徹底解決了帶寬和可靠性的瓶頸，5Gbit/s技術徹底解決帶寬不足的問題，在剛剛過去的幾年中，微波傳輸帶寬逐年飛速增長，愛立信公司逐年推出了1.25Gbit/s和2.5Gbit/s 的無線單元，2011年以前這個數值就已經達到了5Gbit/s。實際使用時，微波系統的可靠性完全可以通過合理的微波鏈路設計從而保證足夠的余量來提高。我國的人口密度非常高，隨之而來的是人口密集區的基站密度也很高，所以對大容量的移動回傳網絡技術也提出了更高要求。同時，運營商為了在激烈的競爭中通過快速建網來占得先機，MBH的靈活遷移、快速安裝就需要更多的技術支持來實現，而這恰好是短站距、大容量的E波段新一代微波傳輸系統所能解決的難題。最后，能否完善國家頻率資源利用率需要進行詳細的分析規劃。第四代移動通信的應用及寬帶業務的繼續發展，將對固定無線接入提出更加高的要求，微波傳輸通信中點對多點及點對點方式的快速建設、調整、可用等方面一直作為相較于光網絡非常大的優勢。所以即便在4G甚至5G時代，被當做光網絡的很好補充，它還是有很大的發展空間。在歐洲大陸，因為城市道路及土地被嚴格管理，不允許輕易被破壞，所以有近60%的通信都是通過微波傳輸的方式進行。

伴著中國經濟迅速前行的步伐，精神文明建設的不斷提高，假以時日，我國微波通信技術將得到大量的應用。與此同時，因為我國社會正處于轉型時期，有其特別的發展機遇，隨著經濟快速發展，市場需求逐年增大，微波傳輸發展的土壤日益肥沃。我們有理由相信，在不遠的將來我國微波通信會具有十分廣闊的市場前景，數字微波也將得到更快發展。

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