E-Band Millimeter Wave Technology

Introduzzjoni għat-Teknoloġija tal-Mewġ tal-Millimetru għal E-Band u V-Band

Sommarju tal-MMW

Mewġa millimetrika (MMW) hija teknoloġija għal links bla wajers ta 'veloċità għolja (10Gbps, 10 Gigabit kull sekonda), ideali għal żoni urbani. Bl-użu ta 'frekwenza għolja microwave fl-E-Band (70-80GHz) u 58GHZ sa 60GHz (V-Band) l-ispettru, links jistgħu jiġu skjerati b'mod dens fi bliet ikkonġestjonati mingħajr interferenza, u mingħajr il-bżonn ta' tħaffir għal kejbils u fibra ottika, li jistgħu jkunu għalja, bil-mod u li tfixkel ħafna. B'kuntrast, il-links MMW jistgħu jintużaw f'ħinijiet, u jiġu mċaqalqa u użati mill-ġdid fuq siti differenti hekk kif jevolvu r-rekwiżiti tan-netwerk.

CableFree MMW Millimeter Wave Link installat fl-UAE

Storja tal-MMW

Fl-2003 il-Kummissjoni Federali tal-Komunikazzjonijiet ta ’l-Amerika ta’ Fuq (FCC) fetħet diversi meded ta ’frekwenza għolja millimetri-mewġa (MMW), jiġifieri fil-meded 70, 80, u 90 gigahertz (GHz), għal użu kummerċjali u pubbliku. Minħabba l-ammont vast ta ’spettru (bejn wieħed u ieħor 13 GHz) disponibbli f’dawn il-meded, radji b’mewġ millimetri malajr saru s-soluzzjoni tar-radju mgħaġġla minn punt għal punt (pt-sa-pt) fis-suq. Prodotti ta 'trasmissjoni bir-radju li joffru rati ta' dejta full-duplex sa 1.25 Gbps, f'livelli ta 'disponibbiltà ta' klassi ta 'trasportatur ta' 99.999%, u fuq distanzi viċin mil wieħed jew aktar huma disponibbli llum. Minħabba l-ipprezzar kost-effettiv, ir-radji MMW għandhom il-potenzjal li jittrasformaw il-mudelli tan-negozju għall-fornituri tal-backhaul mobbli u l-konnettività tal-aċċess "Last-Mile" tal-metro / intrapriża.

Sfond Regolatorju
Il-ftuħ ta '13 GHz ta' spettru li qabel ma kienx użat fil-meded ta 'frekwenza 71 ... 76 GHz, 81 ... 86 GHz u 92 ... 95 GHz, għal użu kummerċjali, u servizzi fissi bla fili ta' densità għolja fl-Istati Uniti f'Ottubru 2003 huwa meqjus bħala deċiżjoni importanti mill-Kummissjoni Federali tal-Komunikazzjonijiet (FCC). Mil-lat teknoloġiku din id-deċiżjoni ppermettiet għall-ewwel darba, veloċità sħiħa tal-linja u komunikazzjonijiet mingħajr fili b'veloċità gigabit full-duplex fuq distanzi ta 'mil jew aktar f'livelli ta' disponibbiltà tal-klassi tat-trasportatur. Fil-ħin tal-ftuħ tal-ispettru għall-użu kummerċjali, il-President tal-FCC Michael Powell ħabbar is-sentenza bħala li tiftaħ "fruntiera ġdida" f'servizzi u prodotti kummerċjali għall-poplu Amerikan. Minn dakinhar, infetħu swieq ġodda għas-sostituzzjoni jew l-estensjoni tal-fibra, netwerks ta 'aċċess "Last-Mile" mingħajr fili minn punt sa punt, u aċċess għall-Internet broadband b'rati ta' dejta gigabit u lil hinn.

Is-sinifikat ta 'l-allokazzjonijiet ta' 70 GHz, 80 GHz u 90 GHz ma jistax jiġi esaġerat. Dawn it-tliet allokazzjonijiet, kollettivament imsejħa E-band, jinkludu l-akbar ammont ta 'spettru li qatt ġie rilaxxat mill-FCC għal użu kummerċjali liċenzjat. Flimkien, it-13 GHz ta 'spettru jżid l-ammont ta' frekwenzi ta 'frekwenza approvati mill-FCC b'20% u dawn il-meded flimkien jirrappreżentaw 50 darba l-wisa' tal-frekwenza ta 'l-ispettru ċellulari kollu. B'total ta '5 GHz ta' bandwidth disponibbli f'70 GHz u 80 GHz, rispettivament, u 3 GHz f'90 GHz, gigabit Ethernet u rati ta 'dejta ogħla jistgħu faċilment jiġu akkomodati b'arkitetturi tar-radju relattivament sempliċi u mingħajr skemi ta' modulazzjoni kumplessi. Bil-karatteristiċi tal-propagazzjoni jkunu kemmxejn agħar minn dawk fil-faxex tal-majkrowejv użati ħafna, u l-karatteristiċi tat-temp ikkaratterizzati tajjeb li jippermettu li tinftiehem ix-xita fade, distanzi ta 'rabta ta' bosta mili jistgħu jiġu realizzati b'mod kunfidenti.

Id-deċiżjoni tal-FCC poġġiet ukoll il-pedamenti għal skema ġdida ta 'liċenzjar ibbażata fuq l-Internet. Din l-iskema ta 'liċenzjar onlajn tippermetti reġistrazzjoni mgħaġġla ta' konnessjoni bir-radju u tipprovdi protezzjoni ta 'frekwenza bi ħlas baxx ta' darba ta 'ftit mijiet ta' dollari. Bosta pajjiżi oħra madwar id-dinja bħalissa qegħdin jiftħu l-ispettru MMW għall-użu pubbliku u kummerċjali, wara s-sentenza importanti tal-FCC. Fi ħdan dan id-dokument se nippruvaw nispjegaw is-sinifikat tal-meded ta '70 GHz, 80 GHz u 90 GHz, u nuru kif dawn l-allokazzjonijiet ta' frekwenza ġodda potenzjalment ifasslu mill-ġdid it-trażmissjoni ta 'rata ta' dejta għolja u mudelli ta 'negozju assoċjati.

Swieq fil-Mira u Applikazzjonijiet għal Konnettività ta 'Aċċess "Last-Mile" ta' Kapaċità Għolja
Fl-Istati Uniti biss, hemm madwar 750,000 bini kummerċjali b'aktar minn 20 impjegat. Fl-ambjenti tan-negozju tal-lum imqabbdin ħafna mal-Internet il-maġġoranza ta 'dawn il-binjiet jeħtieġu konnettività għolja tal-Internet b'rata ta' dejta. Filwaqt li huwa ċertament minnu li bosta negozji bħalissa huma sodisfatti li għandhom veloċità aktar baxxa T1 / E1 b'1.54 Mbps jew 2.048 Mbps, rispettivament, jew kwalunkwe forma oħra ta 'konnessjoni DSL b'veloċità aktar baxxa, numru li qed jikber malajr ta' negozji qed jeħtieġu jew jitolbu DS- Konnettività ta '3 (45 Mbps) jew konnessjonijiet tal-fibra b'veloċità ogħla. Madankollu, u hawn huwa fejn jibdew il-problemi, skond studju reċenti ħafna minn Vertical Systems Group, 13.4% biss tal-bini kummerċjali fl-Istati Uniti huma konnessi ma 'netwerk tal-fibra. Fi kliem ieħor, 86.6% ta 'dawn il-bini m'għandhom l-ebda konnessjoni tal-fibra, u l-inkwilini tal-bini jiddependu fuq il-kiri ta' ċirkwiti tar-ram bil-fili b'veloċità aktar baxxa mill-fornituri tat-telefonija eżistenti jew alternattivi (ILECs jew CLECs). Spejjeż bħal dawn għal konnessjoni tar-ram bil-fili b'veloċità ogħla bħal konnessjoni DS-45 ta '3 Mbps, jistgħu faċilment imorru għal $ 3,000 fix-xahar jew aktar.

Studju interessanti ieħor imwettaq minn Cisco fl-2003 wera li 75% tal-bini kummerċjali ta ’l-Istati Uniti li mhumiex konnessi mal-fibra huma f’mil ta’ konnessjoni tal-fibra. Madankollu, minkejja d-domanda dejjem tikber għal trażmissjoni ta 'kapaċità għolja f'dawn il-bini, l-ispiża assoċjata mat-tqegħid tal-fibra ħafna drabi ma tippermettix "l-għeluq tal-konġestjonijiet tat-trażmissjoni". Pereżempju, l-ispejjeż tat-tqegħid tal-fibra fi bliet metropolitani maġġuri ta ’l-Istati Uniti jistgħu jdumu sa $ 250,000 kull mil, u f’ħafna mill-akbar bliet ta’ l-Istati Uniti hemm saħansitra moratorju fuq it-tqegħid ta ’fibra ġdida minħabba l-interruzzjonijiet massivi tat-traffiku assoċjati. Il-figuri tal-konnettività tal-fibra għall-bini kummerċjali f'ħafna Bliet Ewropej huma ferm agħar u xi studji jissuġġerixxu li madwar 1% biss tal-bini kummerċjali huma konnessi mal-fibra.

Bosta analisti ta 'l-industrija jaqblu li hemm suq kbir u bħalissa mhux servut għal konnettività ta' aċċess bla wajers "Last Mile" mingħajr fili fuq distanzi qosra sakemm it-teknoloġija sottostanti tippermetti livelli ta 'disponibbiltà ta' klassi ta 'trasportatur. Is-sistemi tar-radju MMW huma adattati perfettament biex jissodisfaw dawn ir-rekwiżiti tekniċi. Barra minn hekk, kapaċità għolja u sistemi MMW disponibbli kummerċjalment naqsu drastikament fl-ipprezzar matul l-aħħar ftit snin. Meta mqabbel mat-tqegħid ta 'mil wieħed biss ta' fibra f'belt metropolitana maġġuri ta 'l-Istati Uniti jew ta' l-Ewropa, l-użu ta 'gigabit Ethernet kapaċi radju MMW jista' jmur sa 10% ta 'l-ispejjeż tal-fibra. Din l-istruttura tal-ipprezzar tagħmel l-ekonomija tal-konnettività tal-gigabit attraenti minħabba li t-tqassim tal-kapital meħtieġ u l-perjodu li jirriżulta minn Ritorn fuq Investiment (ROI) huma mqassra drastikament. Konsegwentement, bosta applikazzjonijiet ta 'rata għolja ta' dejta li ma setgħux jiġu servuti ekonomikament fil-passat minħabba l-ispejjeż għoljin tal-infrastruttura tat-trinka tal-fibra issa jistgħu jiġu servuti u huma ekonomikament fattibbli meta tintuża t-teknoloġija tar-radju MMW. Fost dawn l-applikazzjonijiet hemm:
● Estensjonijiet u sostituzzjonijiet tal-fibra CLEC u ILEC
● Metro Ethernet backhaul u għeluq taċ-ċirku tal-fibra
● Estensjonijiet LAN bla fili tal-kampus
● backup tal-fibra u diversità tal-passaġġ fin-netwerks tal-kampus
● Irkupru minn Diżastru
● Konnettività SAN ta 'kapaċità għolja
● Redundancy, portabilità u sigurtà għas-Sigurtà Interna u l-Militari
● 3G ċellulari u / jew WIFI / WiMAX backhaul f'netwerks urbani densi
● Rabtiet li jistgħu jinġarru u temporanji għal vidjo ta 'definizzjoni għolja jew trasport HDTV

Għaliex tuża t-Teknoloġija E-Band MMW?

Mit-tliet meded ta 'frekwenza miftuħa, il-meded ta' 70 GHz u 80 GHz ġibdu l-aktar interessati mill-manifatturi tat-tagħmir. Iddisinjati biex jeżistu flimkien, l-allokazzjonijiet 71 ... 76 GHz u 81 ... 86 GHz jippermettu 5 GHz ta 'wisa' tal-banda ta 'trasmissjoni full-duplex; biżżejjed biex jittrasmetti faċilment sinjal gigabit Ethernet full-duplex (GbE) anke bl-aktar skemi ta 'modulazzjoni sempliċi. Id-disinn avvanzat ta 'Eċċellenza Wireless anke rnexxielu juża l-medda t'isfel ta' 5 GHz, minn 71 ... 76 GHz biss, biex jittrasporta sinjal full duplex GbE. Aktar tard, jintwera vantaġġ ċar fl-użu ta 'dan l-approċċ meta niġu għall-iskjerament tat-teknoloġija MMW qrib siti astronomiċi u f'pajjiżi barra mill-Istati Uniti B'konverżjoni diretta tad-dejta (OOK) u diplexers bi prezz baxx, relattivament sempliċi u b'hekk kosteffiċjenti u arkitetturi tar-radju affidabbli u għolja jistgħu jinkisbu. B'kodiċi ta 'modulazzjoni aktar effiċjenti b'mod spettrali, tista' tintlaħaq trasmissjoni full-duplex saħansitra ogħla f'10 Gbps (10GigE) sa 40Gbps.

L-allokazzjoni ta '92 ... 95 GHz hija ferm iktar diffiċli biex taħdem magħha minħabba li din il-parti ta' l-ispettru hija segmentata f'żewġ porzjonijiet mhux ugwali li huma separati b'medda ta 'esklużjoni dejqa ta' 100 MHz bejn 94.0 ... 94.1 GHz. Wieħed jista 'jassumi li din il-parti ta' l-ispettru x'aktarx tintuża għal kapaċità ogħla u applikazzjonijiet ta 'firxa iqsar fuq ġewwa. Din l-allokazzjoni mhux se tiġi diskussa aktar f'din il-white paper.

Taħt kundizzjonijiet ċari tat-temp, id-distanzi tat-trasmissjoni f'70 GHz u 80 GHz jaqbżu ħafna mili minħabba valuri baxxi ta 'attenwazzjoni atmosferika. Madankollu, il-Figura 1 turi li anke taħt dawn il-kundizzjonijiet l-attenwazzjoni atmosferika tvarja b'mod sinifikanti bil-frekwenza [1]. Fi frekwenzi konvenzjonali tal-majkrowejv aktar baxxi u sa bejn wieħed u ieħor 38 GHz, l-attenwazzjoni atmosferika hija raġonevolment baxxa b’valuri ta ’attenwazzjoni ta’ ftit għaxra ta ’decibel kull kilometru (dB / km). F'madwar 60 GHz l-assorbiment mill-molekuli ta 'l-ossiġenu jikkawża żieda kbira fl-attenwazzjoni. Din iż-żieda kbira ta 'assorbiment ta' ossiġnu tillimita serjament id-distanzi tat-trasmissjoni bir-radju ta 'prodotti tar-radju ta' 60 GHz. Madankollu, lil hinn mill-quċċata ta 'assorbiment ta' ossiġnu ta '60 GHz tinfetaħ tieqa ta' attenwazzjoni baxxa usa 'fejn l-attenwazzjoni tinżel lura għal valuri ta' madwar 0.5 dB / km. Din it-tieqa ta 'attenwazzjoni baxxa hija komunement imsejħa E-band. Il-valuri ta 'attenwazzjoni tal-medda E huma qrib l-attenwazzjoni esperjenzata minn radji komuni tal-majkrowejv. 'Il fuq minn 100 GHz, l-attenwazzjoni atmosferika ġeneralment tiżdied u barra minn hekk hemm bosta faxex ta' assorbiment molekulari kkawżati mill-assorbiment ta 'O2 u H2O fi frekwenzi ogħla. Fil-qosor, hija t-tieqa ta 'attenwazzjoni atmosferika relattivament baxxa bejn 70 GHz u 100 GHz li tagħmel il-frekwenzi tal-medda E attraenti għal trasmissjoni bla fili ta' kapaċità għolja. Il-Figura 1 turi wkoll kif ix-xita u ċ-ċpar jaffettwaw l-attenwazzjoni fil-faxex ottiċi tal-majkrowejv, mill-mewġ millimetriku u infra-aħmar li jibdew madwar 200 terahertz (THz) u li jintużaw f'sistemi ta 'trasmissjoni FSO. B’rati ta ’xita varji u speċifiċi, il-valuri ta’ attenwazzjoni jinbidlu ftit, bi frekwenzi ta ’trasmissjoni dejjem jiżdiedu. Ir-relazzjoni bejn ir-rati ta 'xita u d-distanzi ta' trasmissjoni se tiġi eżaminata aktar fit-taqsima li ġejja. L-attenwazzjoni relatata maċ-ċpar tista 'bażikament tiġi ttraskurata fi frekwenzi tal-mewġ millimetriku, u tiżdied b'diversi ordnijiet ta' kobor bejn il-mewġ millimetru u l-medda ta 'trasmissjoni ottika: Ir-raġuni ewlenija għaliex sistemi ta' FSO ta 'distanza itwal jieqfu jaħdmu taħt kondizzjonijiet ta' ċpar.

Distanzi ta 'Trażmissjoni għall-E-Band
Bħal kull propagazzjoni bir-radju bi frekwenza għolja, l-attenwazzjoni tax-xita tipikament tiddetermina l-limiti prattiċi fuq id-distanzi tat-trasmissjoni. Il-Figura 2 turi li s-sistemi tar-radju li joperaw fil-firxa tal-frekwenza tal-medda E jistgħu jesperjenzaw attenwazzjoni kbira minħabba l-preżenza tax-xita [2]. Fortunatament, ix-xita l-aktar intensa għandha tendenza li taqa 'f'partijiet limitati tad-dinja; prinċipalment il-pajjiżi subtropikali u ekwatorjali. Fl-aqwa ħinijiet rati ta 'xita ta' aktar minn seba 'pulzieri / siegħa (180 mm / siegħa) jistgħu jiġu osservati għal perjodi qosra ta' żmien. Fl-Istati Uniti u fl-Ewropa, ir-rati massimi ta 'xita esperjenzati huma tipikament inqas minn erba' pulzieri / siegħa (100 mm / siegħa). Tali rata ta 'xita tikkawża attenwazzjoni tas-sinjal ta' 30 dB / km, u ġeneralment isseħħ biss waqt tifqigħ qasir ta 'sħab. Dawn it-tifqigħ tas-sħab huma avvenimenti ta 'xita li jidhru f'żoni relattivament żgħar u lokalizzati u fi sħaba tax-xita b'dijametru akbar ta' intensità aktar baxxa. Peress li l-isplużjonijiet tas-sħab huma wkoll tipikament assoċjati ma 'avvenimenti tat-temp severi li jiċċaqalqu malajr tul il-link, il-waqgħat tax-xita għandu t-tendenza li jkun qasir u huwa problematiku biss fuq links ta' trasmissjoni fuq distanza itwal.

Mewġa millimetrika u Attenwazzjoni tax-Xita V-band E-Band

Żoni tax-Xita ITU Globali Mewġa Milimetrika E-Band V-Band

L-Unjoni Internazzjonali tat-Telekomunikazzjonijiet (ITU) u organizzazzjonijiet oħra ta ’riċerka ġabru għexieren ta’ snin ta ’dejta dwar ix-xita mid-dinja kollha. B’mod ġenerali, il-karatteristiċi tax-xita u r-relazzjonijiet bejn ir-rata ta ’xita, it-tul ta’ żmien statistiku tax-xita, id-daqsijiet tal-waqgħat tax-xita, eċċ. Huma mifhuma sew [3] u billi tuża din l-informazzjoni huwa possibbli li jiġu inġinjati links tar-radju biex jingħelbu anke l-agħar avvenimenti tat-temp jew li wieħed ibassar it-tul ta 'waqfien relatat mat-temp fuq konnessjonijiet tar-radju fuq distanza itwal li joperaw fi frekwenzi speċifiċi. L-iskema ta 'klassifikazzjoni taż-żona tax-xita ITU turi r-rati ta' xita statistika mistennija f'ordni alfabetiku. Filwaqt li żoni li jesperjenzaw l-inqas xita huma kklassifikati bħala "Reġjun A", l-ogħla rati ta 'xita huma fir- "Reġjun Q." Mappa globali taż-żona tax-xita ITU u lista tar-rati ta ’xita f’reġjuni speċifiċi tad-dinja huma murija fil-Figura 3 hawn taħt.

 MMW Rain Fade Map għall-USA E-band V-band

Figura 3: Klassifikazzjoni taż-żona tax-xita ITU ta 'reġjuni differenti madwar id-dinja (fuq) u rati statistiċi attwali ta' xita bħala funzjoni tat-tul tal-avveniment tax-xita

Il-Figura 4 turi mappa aktar dettaljata għall-Amerika ta ’Fuq u l-Awstralja. Ta 'min isemmi li madwar 80% tat-territorju Kontinentali ta' l-Istati Uniti jaqa 'fiż-żona ta' xita K u inqas. Fi kliem ieħor, biex topera f'livell ta 'disponibbiltà ta' 99.99%, il-marġni ta 'fade ta' sistema tar-radju għandu jkun iddisinjat biex jiflaħ għal rata massima ta 'xita ta' 42 mm / siegħa. L-ogħla rati ta ’xita fl-Amerika ta’ Fuq jistgħu jiġu osservati fi Florida u tul il-Kosta tal-Golf, u dawn ir-reġjuni huma kklassifikati taħt iż-żona ta ’xita N. Ġeneralment, l-Awstralja tesperjenza inqas xita mill-Amerika ta’ Fuq. Partijiet kbar ta ’dan il-pajjiż inkluża l-linja tal-kosta tan-Nofsinhar aktar popolata jinsabu fiż-żoni tax-xita E u F (<28 mm / h).

Biex tissimplifika, billi tgħaqqad ir-riżultati tal-Figura 2 (rata ta ’xita kontra attenwazzjoni) u tuża l-mapep ta’ xita tal-ITU murija fil-Figuri 3 u 4, huwa possibbli li tiġi kkalkulata d-disponibbiltà ta ’sistema tar-radju partikolari li topera f’ċerta parti tad-dinja. . Kalkoli teoretiċi bbażati fuq dejta ta ’xita għall-Istati Uniti, l-Ewropa u l-Awstralja juru li t-tagħmir ta’ trasmissjoni bir-radju 70/80 GHz jista ’jikseb konnettività GbE f’livell ta’ disponibbiltà statistika ta ’99.99 ... 99.999% fuq distanzi qrib mil jew saħansitra lil hinn. Għal disponibbiltà aktar baxxa ta '99.9%, distanzi li jaqbżu 2 mili jistgħu jintlaħqu bħala rutina. Meta tkun qed tikkonfigura n-netwerk f'ċirku jew topoloġija tal-malji, id-distanzi effettivi jirdoppjaw f'xi każijiet għall-istess ċifra ta 'disponibbiltà minħabba n-natura densa u miġbura ta' ċelloli ta 'xita tqila u r-ridundanza tal-passaġġ li jipprovdu t-topoloġiji taċ-ċirku / malja.

MMW Rain Fade Map Awstralja E-Band V_Band

Figura 4: Klassifikazzjoni taż-żona tax-xita ITU għall-Amerika ta ’Fuq u l-Awstralja

Benefiċċju qawwi wieħed tat-teknoloġija MMW fuq soluzzjonijiet oħra bla wajers ta 'kapaċità għolja bħall-ottika ta' spazju ħieles (FSO) huwa li l-frekwenzi MMW mhumiex affettwati minn indebolimenti oħra tat-trasmissjoni bħal ċpar jew maltempati tar-ramel. Ċpar oħxon, pereżempju, b'kontenut ta 'ilma likwidu ta' 0.1 g / m3 (viżibilità ta 'madwar 50 m) għandu attenwazzjoni ta' 0.4 dB / km f'70/80 GHz [4]. Taħt dawn il-kundizzjonijiet, sistema FSO tesperjenza attenwazzjoni tas-sinjal ta 'aktar minn 250 dB / km [5]. Dawn il-valuri ta 'attenwazzjoni estremi juru għaliex it-teknoloġija FSO tista' tipprovdi biss figuri ta 'disponibbiltà għolja fuq distanzi iqsar. Is-sistemi tar-radju tal-faxxa-E huma bl-istess mod mhux affettwati mit-trab, ramel, borra u indebolimenti oħra tal-passaġġ tat-trasmissjoni.

Teknoloġiji Alternattivi ta 'Rata ta' Dejta Għolja Alternattiva
Bħala alternattivi għat-teknoloġija bla wajers tal-medda E, hemm numru limitat ta ’teknoloġiji vijabbli li kapaċi jsostnu konnettività ta’ rata għolja ta ’dejta. Din it-taqsima tal-white paper tipprovdi ħarsa qasira.

Kejbil tal-fibra ottika

Il-kejbil tal-fibra ottika joffri l-iktar wisa ’ta’ frekwenza wiesgħa minn kwalunkwe teknoloġija ta ’trasmissjoni prattika, li jippermetti li rati ta’ dejta għoljin ħafna jiġu trasmessi fuq distanzi twal. Għalkemm eluf ta 'mili ta' fibra huma disponibbli mad-dinja kollha u b'mod partikolari f'netwerks fit-tul u bejn il-bliet, l-aċċess "Last-Mile" jibqa 'limitat. Minħabba spejjeż bil-quddiem sostanzjali u ta 'spiss għoljin projbittivament assoċjati ma' tħaffir ta 'trinek u tqegħid ta' fibra terrestri, kif ukoll kwistjonijiet ta 'dritt ta' passaġġ, l-aċċess għall-fibra jista 'jkun diffiċli sa impossibbli. Dewmien twil huwa frekwenti wkoll, mhux biss minħabba l-proċess fiżiku tat-tħaffir tal-fibra, iżda wkoll minħabba ostakli kkawżati minn impatti ambjentali u ostakli burokratiċi potenzjali involuti f'tali proġett. Għal din ir-raġuni, bosta bliet madwar id-dinja qed jipprojbixxu t-tħaffir tal-fibra minħabba tfixkil fit-traffiku ġewwa l-belt u l-inkonvenjent ġenerali li l-proċess tat-trinek jikkawża lill-pubbliku.

Soluzzjonijiet tar-Radju Microwave

Radji fissi tal-majkrowend minn punt għal punt jistgħu jappoġġjaw rati ta ’dejta ogħla bħal full-duplex 100 Mbps Fast Ethernet jew sa 500 Mbps għal kull trasportatur f’firxiet ta’ frekwenza bejn 4-42 GHz. Madankollu, fil-meded tal-majkrowejv aktar tradizzjonali l-ispettru huwa limitat, spiss konġestjonat u kanali tal-ispettru liċenzjati tipiċi huma dojoq ħafna meta mqabbla mal-ispettru tal-Banda-E.

Microwave u Millimeter Wave MMW Spectrum V-band u E-band

Figura 5: Tqabbil bejn ir-radji tal-majkrowejv b'rata għolja ta 'dejta u soluzzjoni tar-radju 70/80 GHz.

Ġeneralment, il-kanali tal-frekwenza disponibbli għal-liċenzjar spiss ma jkunux aktar minn 56 megahertz (MHz), iżda tipikament 30 MHz jew inqas. F'xi meded, kanali wiesgħa ta '112MHz kapaċi jsostnu 880Mbps għal kull trasportatur jistgħu jkunu disponibbli, iżda biss f'meded ta' frekwenza ogħla adattati għal distanzi qosra. Konsegwentement, ir-radji li joperaw f'dawn il-meded b'rati ta 'dejta ogħla għandhom jużaw arkitetturi tas-sistema kumplessi ħafna li jużaw skemi ta' modulazzjoni sa 1024 Quadrature Amplitude Modulation (QAM). Sistemi kumplessi ħafna bħal dawn jirriżultaw f'distanzi ristretti, u l-fluss għadu limitat għal rati ta 'dejta għal 880Mbps fl-akbar kanali. Minħabba l-ammont limitat ta 'spettru disponibbli f'dawn il-meded, ix-xejriet usa' tal-wisa 'tar-raġġ tal-antenna, u s-sensittività ta' modulazzjoni QAM għolja lejn kwalunkwe tip ta 'interferenza, skjerament aktar dens ta' soluzzjonijiet tradizzjonali tal-majkrowejv f'żoni urbani jew metropolitani huwa estremament problematiku. Paragun tal-ispettru viżiv bejn il-meded tal-majkrowejv tradizzjonali u l-approċċ 70/80 GHz huwa muri fil-Figura 5.

Soluzzjonijiet tar-Radju tal-Mewġ Millimetru ta '60 GHz (V-Band)
Allokazzjonijiet ta 'frekwenza fi ħdan l-ispettru ta' 60 GHz, u b'mod partikolari allokazzjonijiet bejn 57 ... 66 GHz, ivarjaw b'mod sinifikanti f'reġjuni differenti tad-dinja. L-FCC ta 'l-Amerika ta' Fuq ħarġet blokka usa 'ta' spettru ta 'frekwenza bejn 57 ... 64 GHz li tipprovdi wisa' ta 'frekwenza suffiċjenti għal operazzjoni full-duplex GbE. Pajjiżi oħra ma segwewx din id-deċiżjoni partikolari u dawn il-pajjiżi għandhom aċċess biss għal allokazzjonijiet ta 'frekwenza ħafna iżgħar u spiss kanalizzati fi ħdan il-medda ta' l-ispettru ta '60 GHz. L-ammont limitat ta 'spettru disponibbli barra mill-Istati Uniti ma jippermettix soluzzjonijiet tar-radju ta' 60 GHz kosteffettivi f'rati ta 'dejta għoljin fl-Ewropa, pajjiżi bħall-Ġermanja, Franza u l-Ingilterra biex insemmu biss ftit. Madankollu, anke fl-Istati Uniti, il-limitazzjoni regolata fil-qawwa tat-trasmissjoni, flimkien mal-karatteristiċi ta 'propagazzjoni relattivament fqar minħabba assorbiment atmosferiku għoli minn molekuli ta' ossiġnu (ara l-Figura 1), tillimita d-distanzi tipiċi ta 'rabta għal inqas minn nofs mil. Biex tikseb prestazzjoni ta 'klassi ta' trasportatur ta '99.99 ... 99.999% disponibbiltà tas-sistema, għal partijiet kbar tat-territorju kontinentali ta' l-Istati Uniti, id-distanza hija ġeneralment limitata għal ftit aktar minn 500 tarzna (500 metru). FCC ikkategorizza l-ispettru ta '60 GHz bħala spettru mingħajr liċenzja. B'differenza mill-allokazzjonijiet ta 'frekwenza ogħla 70/80 GHz, it-tħaddim ta' sistemi tar-radju 60 GHz ma jeħtieġx approvazzjoni jew koordinazzjoni legali. Minn naħa waħda l-użu ta 'teknoloġija mingħajr liċenzja huwa popolari ħafna fost l-utenti finali, iżda fl-istess ħin m'hemm l-ebda protezzjoni kontra l-interferenza, kemm aċċidentali kif ukoll intenzjonali. Fil-qosor, speċjalment fl-Istati Uniti, l-użu tal-ispettru ta '60 GHz jista' jkun alternattiva potenzjalment vijabbli għal skjeramenti fuq distanza qasira, iżda t-teknoloġija mhix alternattiva reali għal distanzi ta 'konnessjoni' l fuq minn 500 metru u meta tkun meħtieġa 99.99 ... 99.999% disponibbiltà tas-sistema.

Ottika ta 'Spazju Ħieles (FSO, Optical Wireless)
It-teknoloġija ta 'l-ispazju ħieles (FSO) tuża teknoloġija tal-lejżer infra-aħmar biex tittrasmetti informazzjoni bejn postijiet remoti. It-teknoloġija tippermetti t-trasmissjoni ta 'rati ta' dejta għoljin ħafna ta '1. 5 Gbps u lil hinn. It-teknoloġija FSO hija ġeneralment teknoloġija ta 'trasmissjoni sigura ħafna, mhix suxxettibbli ħafna għal interferenza minħabba l-karatteristiċi ta' raġġ ta 'trasmissjoni estremament dejqa, u hija wkoll ħielsa mil-liċenzja mad-dinja kollha.

Sfortunatament, it-trasmissjoni tas-sinjali fil-meded ottiċi infra-aħmar hija affettwata drastikament miċ-ċpar, fejn l-assorbiment atmosferiku jista 'jaqbeż il-130 dB / km [5]. B'mod ġenerali, kwalunkwe tip ta 'kundizzjoni tat-temp li taffettwa l-viżibilità bejn żewġ postijiet (eż. Ramel, trab), se jkollha impatt ukoll fuq il-prestazzjoni tas-sistema FSO. Avvenimenti ta 'ċpar u maltempati ta' trab / ramel jistgħu wkoll ikunu lokalizzati ħafna u diffiċli biex jitbassru, u konsegwentement, it-tbassir tad-disponibbiltà tas-sistema FSO huwa aktar diffiċli. B'differenza minn avvenimenti ta 'xita estrema, li huma qosra ħafna fit-tul, iċ-ċpar u t-trab / ir-ramel jistgħu wkoll idumu żminijiet twal ħafna (sigħat jew saħansitra ġranet minflok minuti). Dan jista 'jirriżulta f'waqfiet twal ħafna għas-sistemi FSO li joperaw taħt kundizzjonijiet bħal dawn.

Mil-lat prattiku, u meta tikkunsidra n-numri ta 'disponibbiltà ta' 99.99 ... 99.999%, dan kollu jista 'jillimita t-teknoloġija FSO għal distanzi ta' ftit mijiet ta 'tarzni (300 metru) biss; speċjalment f'żoni kostali jew suxxettibbli għaċ-ċpar, kif ukoll f'reġjuni li jesperjenzaw maltempati ta 'ramel / trab. Biex iżżomm konnettività ta '100% meta tuża sistemi FSO f'dawn it-tipi ta' ambjenti, hija rakkomandata teknoloġija ta 'passaġġ alternattiv.

Il-maġġoranza tal-esperti tal-industrija jaqblu li t-teknoloġija FSO tista 'toffri alternattiva interessanti u potenzjalment irħisa fil-konnessjoni mingħajr fili ta' postijiet remoti fuq distanzi iqsar. Madankollu, il-fiżika tal-attenwazzjoni tas-sinjal fl-ispettru infra-aħmar dejjem tirrestrinġi din it-teknoloġija għal distanzi qosra ħafna.

Paragun qasir tat-teknoloġiji ta 'trasmissjoni ta' rata għolja ta 'dejta diskussi u disponibbli kummerċjalment u s-sewwieqa ewlenin tal-prestazzjoni tagħhom jidher fit-Tabella 1.

MMW Imqabbel ma 'teknoloġiji mingħajr fili oħra

Tabella 1: Tabella ta 'paragun tat-teknoloġiji ta' trasmissjoni mingħajr fili ta 'rata għolja ta' dejta disponibbli kummerċjalment

Soluzzjonijiet ta 'Mewġ millimetriku Disponibbli Kummerċjalment
Il-portafoll tal-prodotti CableFree Millimeter-wave jinkludi soluzzjonijiet tar-radju punt sa punt li joperaw minn veloċitajiet ta ’100 Mbps sa 10 Gbps (10 Gigabit Ethernet) fl-ispettru tal-banda E liċenzjat 70 GHz u sa 1Gbps fl-ispettru bla liċenzja ta’ 60 GHz. Is-sistemi huma disponibbli b'daqsijiet ta 'antenni differenti biex jissodisfaw ir-rekwiżiti tad-disponibbiltà tal-klijent fuq distanzi speċifiċi ta' skjerament fl-iktar punti kompetittivi tal-prezz ta 'kwalunkwe manifattur tar-radju tal-medda E fl-industrija. Is-soluzzjonijiet tar-radju E-band ta ’Wireless Excellence joperaw fil-frekwenza ta’ 5 GHz aktar baxxa ta ’l-ispettru liċenzjat ta’ 70/80 GHz E-band biss, aktar milli trasmissjoni simultanja kemm fil-medda ta ’70 GHz kif ukoll ta’ 80 GHz Bħala riżultat, il-prodotti ta 'Eċċellenza Wireless mhumiex suxxettibbli għal restrizzjonijiet ta' skjerament potenzjali qrib siti astronomiċi jew installazzjonijiet militari fl-Ewropa, fejn il-militar qed juża partijiet tal-medda ta '80 GHz għal komunikazzjonijiet militari. Is-sistemi huma faċli biex jintużaw, u minħabba l-alimentazzjoni ta 'enerġija ta' vultaġġ baxx ta '48 volt kurrent dirett (Vdc), l-ebda elettriċista ċċertifikat mhu meħtieġ għall-installazzjoni tas-sistema. Ritratti tal-prodotti ta 'Eċċellenza Bla Wajer jidhru fil-Figura 6 hawn taħt.

CableFree Link MMW Skjerat fl-UAE

Figura 6: Ir-radji MMF CableFree huma kompatti u integrati ħafna. Verżjoni ta 'l-antenna ta' 60cm murija

Sommarju u Konklużjonijiet
Biex tissolva r-rekwiżiti tal-lum ta ’interkonnettività ta’ netwerk ta ’kapaċità għolja, huma disponibbli soluzzjonijiet mingħajr fili affidabbli ħafna li jipprovdu prestazzjoni simili għal fibra bi frazzjoni tal-ispiża tat-tqegħid tal-fibra jew il-kiri ta’ konnessjonijiet tal-fibra ta ’kapaċità għolja. Dan huwa importanti mhux biss mil-lat tal-prestazzjoni / spejjeż, iżda wkoll minħabba li l-konnessjonijiet tal-fibra fin-netwerks ta ’aċċess“ Last-Mile ”għadhom mhumiex mifruxa ħafna u l-aħħar studji juru li fl-Istati Uniti 13.4% biss tal-bini kummerċjali b’aktar minn 20 impjegat huma konnessi mal-fibra. Dawn in-numri huma saħansitra aktar baxxi f'ħafna pajjiżi oħra.

Hemm diversi teknoloġiji fis-suq li jistgħu jipprovdu konnettività gigabit biex tikkonnettja postijiet ta 'netwerking remoti. Soluzzjonijiet liċenzjati tal-medda E fil-medda ta ’frekwenza 70/80 GHz huma ta’ interess partikolari minħabba li jistgħu jipprovdu l-ogħla figuri ta ’disponibbiltà ta’ klassi ta ’trasportatur f’distanzi operattivi ta’ mil (1.6 km) u lil hinn. Fl-Istati Uniti deċiżjoni importanti tal-2003 tal-FCC fetħet dan l-ispettru għall-użu kummerċjali u skema ta 'liċenzjar ħafif ta' prezz baxx ibbażata fuq l-Internet tippermetti lill-utenti jiksbu liċenzja għall-operazzjoni fi ftit sigħat. Pajjiżi oħra jew diġà għandhom u / jew bħalissa jinsabu fil-proċess li jiftħu l-ispettru tal-medda E għal użu kummerċjali. Radji bla liċenzja ta '60 GHz u sistemi ta' ottika ta 'spazju ħieles (FSO) jistgħu wkoll jipprovdu konnettività gigabit Ethernet, iżda f'livelli ogħla ta' disponibbiltà ta '99.99 ... 99.999% ta' klassi ta 'trasportatur, dawn iż-żewġ soluzzjonijiet huma kapaċi joperaw biss f'distanzi mnaqqsa. Bħala regola sempliċi u għal ħafna partijiet ta 'l-Istati Uniti, soluzzjonijiet ta' 60 GHz jistgħu jipprovdu dawn il-livelli ta 'disponibbiltà għolja biss meta jkunu skjerati f'distanzi taħt il-500 tarzna (500 metru).

Referenzi
● ITU-R P.676-6, "Attenuation by Atmospheric Gases", 2005.
● ITU-R P.838-3, "Mudell Speċifiku ta 'Attenwazzjoni għax-Xita għall-Użu fil-Metodi ta' Tbassir," 2005.
● ITU-R P.837-4, "Karatteristiċi tal-Preċipitazzjoni għall-Immudellar tal-Propagazzjoni," 2003.
● ITU-R P.840-3, "Attenwazzjoni Minħabba Sħab u Ċpar," 1999.

Għal Aktar Informazzjoni dwar E-Band Millimeter Wave

Għal aktar informazzjoni dwar E-Band MMW, Jekk jogħġbok Ikkuntatjana

Ħalli messaġġ 

Lista messaġġ