Tehnologie de undă milimetrică E-Band

Introducere în tehnologia undei milimetrice pentru banda E și banda V

Rezumat MMW

Millimeter Wave (MMW) este o tehnologie pentru conexiuni wireless de mare viteză (10Gbps, 10 Gigabit pe secundă), ideală pentru zonele urbane. Folosind cuptorul cu microunde de înaltă frecvență în banda E (70-80GHz) și spectrul 58GHZ la 60GHz (banda V), legăturile pot fi desfășurate dens în orașele aglomerate fără interferențe și fără a fi nevoie de săpături pentru cabluri și fibre optice, care pot fi costisitor, lent și extrem de perturbator. În schimb, linkurile MMW pot fi implementate în câteva ore și mutate și reutilizate pe diferite site-uri pe măsură ce cerințele de rețea evoluează.

CableFree MMW Millimeter Wave Link instalat în Emiratele Arabe Unite

Istoria MMW

În 2003, Comisia Federală pentru Comunicații din America de Nord (FCC) a deschis mai multe benzi de undă milimetrică de înaltă frecvență (MMW), și anume în intervalele 70, 80 și 90 gigahertz (GHz), pentru uz comercial și public. Datorită cantității mari de spectru (aproximativ 13 GHz) disponibilă în aceste benzi, radiourile cu unde milimetrice au devenit rapid cea mai rapidă soluție radio punct-la-punct (pt-la-pt) de pe piață. Produsele de transmisie radio care oferă rate de date full-duplex de până la 1.25 Gbps, la niveluri de disponibilitate ale claselor de transport de 99.999% și pe distanțe de aproape un kilometru sau mai multe sunt disponibile astăzi. Datorită prețurilor eficiente din punct de vedere al costurilor, aparatele de radio MMW au potențialul de a transforma modele de afaceri pentru furnizorii de telefonie mobilă backhaul și pentru conectivitatea de acces „Last-Mile” de metrou / întreprindere.

Context de reglementare
Deschiderea spectrului de 13 GHz neutilizat anterior în intervalele de frecvență 71 ... 76 GHz, 81 ... 86 GHz și 92 ... 95 GHz, pentru uz comercial, și a serviciilor fără fir fixe de înaltă densitate în Statele Unite în octombrie 2003 este considerată o hotărâre reper de către Comisia Federală pentru Comunicații (FCC). Din punct de vedere tehnologic, această hotărâre a permis pentru prima dată comunicarea fără fir cu viteză completă a liniei și viteza gigabit full-duplex pe distanțe de un kilometru sau mai mult, la niveluri de disponibilitate din clasa operatorilor de transport. La momentul deschiderii spectrului pentru uz comercial, președintele FCC, Michael Powell, a anunțat decizia ca deschizând o „nouă frontieră” în serviciile și produsele comerciale pentru poporul american. De atunci, au fost deschise noi piețe pentru înlocuirea sau extinderea fibrelor, rețelele de acces wireless „Last-Mile” punct-la-punct și accesul la internet în bandă largă la tarife de date gigabit și nu numai.

Semnificația alocărilor de 70 GHz, 80 GHz și 90 GHz nu poate fi exagerată. Aceste trei alocări, denumite în mod colectiv banda E, cuprind cea mai mare cantitate de spectru eliberată vreodată de FCC pentru utilizare comercială autorizată. Împreună, spectrul de 13 GHz mărește cantitatea de benzi de frecvență aprobate de FCC cu 20%, iar aceste benzi combinate reprezintă de 50 de ori lățimea de bandă a întregului spectru celular. Cu o lățime de bandă totală de 5 GHz disponibilă la 70 GHz și, respectiv, 80 GHz și 3 GHz la 90 GHz, gigabit Ethernet și rate de date mai mari pot fi ușor acceptate cu arhitecturi radio relativ simple și fără scheme complexe de modulație. Cu caracteristicile de propagare fiind puțin mai slabe decât cele de pe benzile cu microunde utilizate pe scară largă și caracteristicile meteorologice bine caracterizate care permit înțelegerea estompării ploii, distanțele de legătură de câteva mile pot fi realizate cu încredere.

Decizia FCC a pus, de asemenea, bazele unui nou sistem de licențiere bazat pe internet. Această schemă de licențiere online permite înregistrarea rapidă a unei legături radio și oferă protecție de frecvență la o taxă redusă de câteva sute de dolari. Multe alte țări din întreaga lume deschid în prezent spectrul MMW pentru uz public și comercial, în urma hotărârii de referință a FCC. În cadrul acestei lucrări vom încerca să explicăm semnificația benzilor de 70 GHz, 80 GHz și 90 GHz și să arătăm cum aceste noi alocări de frecvență vor remodela potențial transmisia cu rată de date ridicată și modelele de afaceri asociate.

Piețe țintă și aplicații pentru conectivitate de acces „Last-Mile” de mare capacitate
Numai în Statele Unite, există aproximativ 750,000 de clădiri comerciale cu peste 20 de angajați. În mediile de afaceri extrem de conectate la internet de astăzi, majoritatea acestor clădiri au nevoie de conectivitate la internet cu o rată de date ridicată. Deși este cu siguranță adevărat că multe companii sunt satisfăcute în prezent cu o viteză mai mică T1 / E1 la 1.54 Mbps sau respectiv 2.048 Mbps sau orice altă formă de conexiune DSL cu viteză mai mică, un număr în creștere rapidă de companii necesită sau solicită DS- Conectivitate 3 (45 Mbps) sau conexiuni cu fibră de viteză mai mare. Cu toate acestea, și aici începe problema, potrivit unui studiu foarte recent realizat de Vertical Systems Group, doar 13.4% din clădirile comerciale din Statele Unite sunt conectate la o rețea de fibră. Cu alte cuvinte, 86.6% din aceste clădiri nu au conexiune de fibră, iar chiriașii de clădiri se bazează pe închirierea circuitelor de cupru cu fir cu viteză mai mică de la furnizorii de telefonie alternativi sau alternativi (ILEC sau CLEC). Astfel de costuri pentru o conexiune de cupru cu fir de viteză mai mare, cum ar fi o conexiune DS-45 de 3 Mbps, pot rula cu ușurință până la 3,000 USD pe lună sau mai mult.

Un alt studiu interesant realizat de Cisco în 2003 a dezvăluit că 75% din clădirile comerciale din SUA care nu sunt conectate la fibră se află la mai puțin de o milă de o conexiune de fibră. Cu toate acestea, în ciuda cererii tot mai mari de transmisie de mare capacitate în aceste clădiri, costul asociat cu așezarea fibrelor nu permite foarte des „închiderea blocajului de transmisie”. De exemplu, costurile de așezare a fibrelor în marile orașe metropolitane din SUA pot rula până la 250,000 de dolari pe milă, iar în multe dintre cele mai mari orașe din SUA există chiar și un moratoriu pentru așezarea de fibre noi din cauza întreruperilor masive asociate traficului. Cifrele de conectivitate a fibrelor la clădirile comerciale din multe orașe europene sunt mult mai grave și unele studii sugerează că doar aproximativ 1% din clădirile comerciale sunt conectate la fibră.

Mulți analiști din industrie sunt de acord că există o piață largă și în prezent slab deservită pentru conectivitatea de acces wireless „Last Mile” pe distanțe scurte, cu condiția ca tehnologia de bază să permită niveluri de disponibilitate la nivelul operatorilor. Sistemele radio MMW sunt perfect potrivite pentru a îndeplini aceste cerințe tehnice. În plus, capacitatea ridicată și sistemele MMW disponibile comercial au scăzut drastic în stabilirea prețurilor în ultimii ani. În comparație cu așezarea unui kilometru de fibră într-un oraș metropolitan important din SUA sau din Europa, utilizarea unui radio MMW gigabit Ethernet capabil să ruleze până la 10% din costurile fibrelor. Această structură de stabilire a prețurilor face ca economia conectivității gigabit să fie atractivă, deoarece structura de capital necesară și perioada de rentabilitate a investiției (ROI) rezultată sunt scurtate drastic. În consecință, multe aplicații cu o rată de date ridicată care nu au putut fi deservite economic în trecut din cauza costurilor ridicate de infrastructură ale fibrelor de șanț pot fi acum deservite și sunt fezabile din punct de vedere economic atunci când se utilizează tehnologia radio MMW. Printre aceste aplicații se numără:
● Extensii și înlocuiri de fibre CLEC și ILEC
● Backhaul Metro Ethernet și închiderea inelului de fibră
● Extensii LAN fără fir pentru campus
● Copierea de rezervă a fibrelor și diversitatea căilor în rețelele de campus
● Recuperare în caz de dezastru
● Conectivitate SAN de mare capacitate
● Redundanță, portabilitate și securitate pentru securitatea internă și militare
● Backhaul celular 3G și / sau WIFI / WiMAX în rețele urbane dense
● Legături portabile și temporare pentru video de înaltă definiție sau transport HDTV

De ce să folosim tehnologia E-Band MMW?

Dintre cele trei benzi de frecvență deschise, benzile de 70 GHz și 80 GHz au atras cei mai interesați de producătorii de echipamente. Concepute pentru a coexista, alocările de 71 ... 76 GHz și 81 ... 86 GHz permit lățimea de bandă de transmisie full-duplex de 5 GHz; suficient pentru a transmite cu ușurință un semnal gigabit Ethernet full-duplex (GbE) chiar și cu cele mai simple scheme de modulație. Designul avansat Wireless Excellence a reușit chiar să utilizeze banda inferioară de 5 GHz, numai de la 71 ... 76 GHz, pentru a transporta un semnal GbE full duplex. Mai târziu, se arată un avantaj clar în utilizarea acestei abordări atunci când vine vorba de implementarea tehnologiei MMW aproape de site-uri astronomice și în țări din afara SUA Cu conversie directă de date (OOK) și diplexoare cu costuri reduse, relativ simple și, astfel, eficiente din punct de vedere al costurilor și se pot realiza arhitecturi radio de înaltă fiabilitate. Cu coduri de modulație mai eficiente din punct de vedere spectral, se poate atinge o transmisie full-duplex chiar mai mare la 10 Gbps (10 GigE) până la 40 Gbps.

Alocarea de 92… 95 GHz este mult mai dificilă de lucrat, deoarece această parte a spectrului este segmentată în două porțiuni inegale, care sunt separate de o bandă de excludere îngustă de 100 MHz între 94.0… 94.1 GHz. Se poate presupune că această parte a spectrului va fi probabil utilizată pentru aplicații interioare de capacitate mai mare și cu rază mai mică. Această alocare nu va fi discutată în continuare în această carte albă.

În condiții meteorologice clare, distanțele de transmisie la 70 GHz și 80 GHz depășesc multe mile datorită valorilor scăzute de atenuare atmosferică. Cu toate acestea, Figura 1 arată că, chiar și în aceste condiții, atenuarea atmosferică variază semnificativ în funcție de frecvență [1]. La frecvențe convenționale de microunde mai mici și până la aproximativ 38 GHz, atenuarea atmosferică este rezonabilă de scăzută, cu valori de atenuare de câteva zecimi de decibel pe kilometru (dB / km). La aproximativ 60 GHz absorbția de către moleculele de oxigen provoacă o creștere mare a atenuării. Această creștere mare a absorbției de oxigen limitează serios distanțele de transmisie radio ale produselor radio de 60 GHz. Cu toate acestea, dincolo de vârful de absorbție a oxigenului de 60 GHz, se deschide o fereastră mai largă de atenuare scăzută, unde atenuarea scade înapoi la valori de aproximativ 0.5 dB / km. Această fereastră de atenuare scăzută este denumită în mod obișnuit banda E. Valorile atenuării benzii E sunt apropiate de atenuarea experimentată de radiourile comune cu microunde. Peste 100 GHz, atenuarea atmosferică crește în general și, în plus, există numeroase benzi de absorbție moleculară cauzate de absorbția O2 și H2O la frecvențe mai mari. Pe scurt, fereastra de atenuare atmosferică relativ scăzută între 70 GHz și 100 GHz face ca frecvențele benzii E să fie atractive pentru transmisia fără fir de mare capacitate. Figura 1 arată, de asemenea, modul în care ploaia și ceața influențează atenuarea în microunde, unde milimetrice și benzi optice cu infraroșu care pornesc în jur de 200 terahertz (THz) și care sunt utilizate în sistemele de transmisie FSO. La rate de precipitații diferite și specifice, valorile de atenuare se modifică ușor, cu creșterea frecvențelor de transmisie. Relația dintre ratele de precipitații și distanțele de transmisie va fi examinată în continuare în secțiunea următoare. Atenuarea legată de ceață poate fi neglijată practic la frecvențe de undă milimetrică, crescând cu câteva ordine de mărime între unda milimetrică și banda de transmisie optică: Principalul motiv pentru care sistemele FSO la distanță mai mare încetează să funcționeze în condiții de ceață.

Distanțe de transmisie pentru banda E
Ca și în cazul tuturor propagărilor radio de înaltă frecvență, atenuarea ploii determină de obicei limitele practice ale distanțelor de transmisie. Figura 2 arată că sistemele radio care funcționează în banda de frecvență a benzii E pot experimenta o atenuare mare având în vedere prezența ploii [2]. Din fericire, cea mai intensă ploaie tinde să cadă în părți limitate ale lumii; în principal țările subtropicale și ecuatoriale. În perioadele de vârf, pot fi observate rate de precipitații de peste șapte inci / oră (180 mm / oră) pentru perioade scurte de timp. În Statele Unite și Europa, ratele maxime de precipitații înregistrate sunt de obicei mai mici de patru inci / oră (100 mm / oră). O astfel de rată de precipitații determină atenuări ale semnalului de 30 dB / km și, în general, apare numai în timpul scurgerilor de nori. Aceste explozii de nori sunt evenimente de ploaie care apar în zone relativ mici și localizate și într-un nor de ploaie cu diametru mai mare de intensitate mai mică. Deoarece exploziile de nori sunt, de asemenea, asociate în mod obișnuit cu evenimente meteorologice severe care se deplasează rapid peste legătură, întreruperile de ploaie tind să fie scurte și sunt problematice doar pe legăturile de transmisie pe distanțe mai mari.

Atenuare a valurilor milimetrice și a ploii V-band E-Band

Zonele de ploaie ale UIT Bandă E-Band globală cu valuri milimetrice

Uniunea Internațională a Telecomunicațiilor (UIT) și alte organizații de cercetare au colectat decenii de date privind precipitațiile din întreaga lume. În general, caracteristicile ploilor și relațiile dintre rata precipitațiilor, durata statistică a ploii, dimensiunile picăturilor de ploaie etc. sunt bine înțelese [3] și prin utilizarea acestor informații este posibil să se proiecteze legături radio pentru a depăși chiar și cele mai grave evenimente meteorologice sau pentru a prezice durata întreruperilor legate de vreme pe legăturile radio pe distanțe mai mari care funcționează la frecvențe specifice. Schema de clasificare a zonei de ploaie a UIT arată ratele statistice de precipitații preconizate în ordine alfabetică. În timp ce zonele care suferă cele mai puține precipitații sunt clasificate ca „Regiunea A”, cele mai ridicate rate de precipitații sunt în „Regiunea Q.” O hartă globală a zonei de ploaie a UIT și o listă a ratelor de precipitații în anumite regiuni ale lumii sunt prezentate în Figura 3 de mai jos.

 Harta MMW Rain Fade pentru SUA E-band V-band

Figura 3: Clasificarea UIT a zonei de ploaie a diferitelor regiuni din întreaga lume (sus) și ratele statistice efective ale precipitațiilor în funcție de durata evenimentului de ploaie

Figura 4 prezintă o hartă mai detaliată pentru America de Nord și Australia. Merită menționat faptul că aproximativ 80% din teritoriul continental al SUA se încadrează în zona de ploaie K și mai jos. Cu alte cuvinte, pentru a funcționa la un nivel de disponibilitate de 99.99%, marja de estompare a unui sistem radio trebuie să fie proiectată pentru a rezista la o rată maximă de precipitații de 42 mm / oră. Cele mai ridicate rate de precipitații din America de Nord pot fi observate în Florida și de-a lungul coastei Golfului, iar aceste regiuni sunt clasificate în zona de ploaie N. În general, Australia are mai puține ploi decât America de Nord. Părți uriașe ale acestei țări, inclusiv linia de coastă sudică mai populată, sunt situate în zonele de ploaie E și F (<28 mm / h).

Pentru a simplifica, combinând rezultatele din Figura 2 (rata de precipitații vs. atenuare) și folosind diagramele de precipitații ITU prezentate în Figurile 3 și 4, este posibil să se calculeze disponibilitatea unui anumit sistem radio care funcționează într-o anumită parte a lumii . Calculele teoretice bazate pe datele privind precipitațiile din Statele Unite, Europa și Australia arată că echipamentele de transmisie radio 70/80 GHz pot realiza conectivitate GbE la un nivel de disponibilitate statistic de 99.99 ... 99.999% pe distanțe apropiate de o milă sau chiar dincolo. Pentru o disponibilitate mai mică de 99.9%, distanțele care depășesc 2 mile pot fi realizate în mod obișnuit. Când configurați rețeaua într-o topologie inelară sau de plasă, distanțele efective se dublează în unele cazuri pentru aceeași cifră de disponibilitate datorită naturii dense, grupate a celulelor de ploaie abundentă și redundanței căii pe care o oferă topologiile inel / plasă.

MMW Rain Fade Map Australia E-Band V_Band

Figura 4: Clasificarea zonei de ploaie a UIT pentru America de Nord și Australia

Un beneficiu puternic al tehnologiei MMW față de alte soluții fără fir de mare capacitate, cum ar fi optica spațiului liber (FSO), este că frecvențele MMW nu sunt afectate de alte deficiențe de transmisie, cum ar fi ceața sau furtunile de nisip. Ceața groasă, de exemplu, cu un conținut de apă lichidă de 0.1 g / m3 (aproximativ 50 m vizibilitate) are atenuare de doar 0.4 dB / km la 70/80 GHz [4]. În aceste condiții, un sistem FSO va avea o atenuare a semnalului mai mare de 250 dB / km [5]. Aceste valori extreme de atenuare arată de ce tehnologia FSO poate furniza doar cifre de disponibilitate ridicate pe distanțe mai mici. Sistemele radio cu bandă E nu sunt afectate în mod similar de praf, nisip, zăpadă și alte deficiențe ale căilor de transmisie.

Tehnologii wireless alternative cu rată ridicată de date
Ca alternative la tehnologia fără fir E-band, există un număr limitat de tehnologii viabile capabile să susțină conectivitate cu viteză mare de date. Această secțiune a cărții albe oferă o scurtă prezentare generală.

Cablu fibra optica

Cablul cu fibră optică oferă cea mai largă lățime de bandă dintre orice tehnologie de transmisie practică, permițând transmiterea unor rate de date foarte mari pe distanțe mari. Deși mii de kilometri de fibre sunt disponibile în întreaga lume și în special în rețelele interurbane și interurbane, accesul „Last-Mile” rămâne limitat. Datorită costurilor inițiale substanțiale și adesea prohibitiv de mari asociate cu săparea tranșeelor ​​și așezarea fibrelor terestre, precum și problemelor legate de dreptul la trecere, accesul la fibre poate fi dificil până la imposibil. Întârzierile lungi sunt, de asemenea, frecvente, nu numai din cauza procesului fizic de șanțare a fibrelor, ci și din cauza obstacolelor cauzate de impactul asupra mediului și a potențialelor obstacole birocratice implicate într-un astfel de proiect. Din acest motiv, multe orașe din întreaga lume interzic șanțurile de fibre din cauza perturbării traficului din interiorul orașului și a inconvenientului general pe care procesul de șanțare îl provoacă publicului.

Soluții radio cu microunde

Radiourile cu microunde fixe punct-la-punct pot suporta rate de date mai mari, cum ar fi full-duplex Fast Ethernet de 100 Mbps sau până la 500 Mbps per purtător în intervale de frecvență cuprinse între 4-42 GHz. Cu toate acestea, în benzile cu microunde mai tradiționale spectrul este limitat, adesea canalele de spectru aglomerate și autorizate sunt foarte înguste în comparație cu spectrul de bandă E.

Cuptor cu microunde și unde milimetrice MMW Spectrum V-band și E-band

Figura 5: Comparație între radiourile cu microunde cu viteză mare de date și o soluție radio de 70/80 GHz.

În general, canalele de frecvență disponibile pentru acordarea licențelor nu sunt adesea mai mari de 56 megahertz (MHz), ci de obicei 30 MHz sau mai mici. În unele benzi, pot fi disponibile canale largi de 112 MHz capabile să suporte 880 Mbps per purtător, dar numai în benzi de frecvență mai mari, potrivite pentru distanțe scurte. În consecință, aparatele de radio care funcționează în aceste benzi la viteze de date mai mari trebuie să utilizeze arhitecturi de sistem extrem de complexe care utilizează scheme de modulație de până la 1024 Modulație de amplitudine în quadratură (QAM). Astfel de sisteme extrem de complexe au ca rezultat distanțe restrânse, iar randamentul este încă limitat la viteze de date la 880 Mbps pe cele mai mari canale. Datorită cantității limitate de spectru disponibile în aceste benzi, modelelor mai largi ale lățimii antenei și sensibilității modulației QAM ridicate față de orice tip de interferență, implementarea mai densă a soluțiilor tradiționale de microunde în zonele urbane sau metropolitane este extrem de problematică. O comparație a spectrului vizual între benzile tradiționale de microunde și abordarea 70/80 GHz este prezentată în Figura 5.

Soluții radio cu unde milimetrice de 60 GHz (bandă V)
Alocările de frecvență în cadrul spectrului de 60 GHz și, în special, alocările între 57… 66 GHz, variază semnificativ în diferite regiuni ale lumii. FCC din America de Nord a lansat un bloc mai larg de spectru de frecvențe între 57… 64 GHz, care oferă o lățime de bandă suficientă pentru funcționarea full-duplex GbE. Alte țări nu au respectat această hotărâre specială și aceste țări au acces doar la alocări de frecvență mult mai mici și adesea canalizate în banda de spectru de 60 GHz. Cantitatea limitată de spectru disponibil în afara SUA nu permite construirea de soluții radio de 60 GHz eficiente din punct de vedere al costurilor la rate de date ridicate în țări europene, precum Germania, Franța și Anglia, doar pentru a menționa câteva. Cu toate acestea, chiar și în SUA, limitarea reglementată a puterii de transmisie, împreună cu caracteristicile de propagare relativ slabe datorate absorbției atmosferice ridicate de către moleculele de oxigen (a se vedea Figura 1), limitează distanțele tipice ale legăturii la mai puțin de jumătate de kilometru. Pentru a obține o performanță de 99.99 ... 99.999% a disponibilității sistemului, pentru părți mari ale teritoriului continental american, distanța este în general limitată la puțin mai mult de 500 de metri (500 de metri). FCC a clasificat spectrul de 60 GHz drept spectru fără licență. Spre deosebire de alocările cu frecvență mai mare de 70/80 GHz, funcționarea sistemelor radio de 60 GHz nu necesită aprobare sau coordonare legală. Pe de o parte, utilizarea tehnologiei fără licență este foarte populară în rândul utilizatorilor finali, dar în același timp nu există protecție împotriva interferențelor, fie accidentale, fie intenționate. Pe scurt, în special în SUA, utilizarea spectrului de 60 GHz poate fi o alternativă potențial viabilă pentru implementări pe distanțe scurte, dar tehnologia nu este o alternativă reală pentru distanțele de legătură de peste 500 de metri și când este necesară disponibilitatea sistemului de 99.99 ... 99.999%.

Optică spațiu liber (FSO, Optical Wireless)
Tehnologia optică a spațiului liber (FSO) utilizează tehnologia laser în infraroșu pentru a transmite informații între locații îndepărtate. Tehnologia permite transmiterea unor rate de date foarte mari de 1, 5 Gbps și peste. Tehnologia FSO este în general o tehnologie de transmisie foarte sigură, nu este foarte predispusă la interferențe datorită caracteristicilor extrem de înguste ale fasciculului de transmisie și este, de asemenea, fără licență la nivel mondial.

Din păcate, transmisia semnalelor în benzile optice cu infraroșu este afectată drastic de ceață, unde absorbția atmosferică poate depăși 130 dB / km [5]. În general, orice fel de condiții meteorologice care afectează vizibilitatea dintre două locații (de exemplu, nisip, praf), va avea de asemenea impact asupra performanței sistemului FSO. Evenimentele de ceață și furtunile de praf / nisip pot fi, de asemenea, foarte localizate și dificil de prezis și, în consecință, predicția disponibilității sistemului FSO este mai dificilă. Spre deosebire de evenimentele de ploaie extremă, care au o durată foarte scurtă, ceața și furtunile de praf / nisip pot dura și timpuri foarte lungi (ore sau chiar zile, mai degrabă decât minute). Acest lucru poate duce la întreruperi extrem de lungi pentru sistemele FSO care funcționează în astfel de condiții.

Din punct de vedere practic și atunci când se iau în considerare disponibilitatea numerelor de 99.99 ... 99.999%, toate cele de mai sus pot limita tehnologia FSO la distanțe de doar câteva sute de metri (300 de metri); în special în zonele de coastă sau predispuse la ceață, precum și în regiunile care suferă furtuni de nisip / praf. Pentru a menține 100% conectivitate atunci când implementați sisteme FSO în aceste tipuri de medii, se recomandă o tehnologie alternativă de cale.

Majoritatea experților din industrie sunt de acord că tehnologia FSO poate oferi o alternativă interesantă și potențial ieftină în conectarea fără fir a unor locații la distanță pe distanțe mai mici. Cu toate acestea, fizica atenuării semnalului în spectrul infraroșu va restrânge întotdeauna această tehnologie la distanțe foarte mici.

O scurtă comparație a tehnologiilor de transmisie cu viteză ridicată a datelor discutate și disponibile în comerț și a factorilor cheie de performanță a acestora este prezentată în tabelul 1.

MMW Comparativ cu alte tehnologii fără fir

Tabelul 1: Diagramă de comparație a tehnologiilor de transmisie prin cablu și de transmisie fără fir cu viteză mare de date disponibile în comerț

Soluții disponibile în comerț cu valuri milimetrice
Portofoliul de produse cu undă milimetrică CableFree include soluții radio punct-la-punct care operează de la 100 Mbps până la 10 Gbps (10 Gigabit Ethernet) în spectrul licențiat de bandă E de 70 GHz și până la 1 Gbps în spectrul fără licență de 60 GHz. Sistemele sunt disponibile cu diferite dimensiuni de antenă pentru a satisface cerințele de disponibilitate ale clienților pe distanțe specifice de implementare la cele mai competitive prețuri ale oricărui producător de radio E-band din industrie. Soluțiile radio de bandă E ale Wireless Excellence funcționează numai în banda de frecvență inferioară de 5 GHz a spectrului licențiat de bandă E de 70/80 GHz, mai degrabă decât transmiterea simultană atât în ​​benzile de 70 GHz, cât și în cele de 80 GHz. Ca rezultat, produsele Wireless Excellence nu sunt predispuse la restricții potențiale de desfășurare în apropierea siturilor astronomice sau a instalațiilor militare din Europa, unde armata folosește părți ale benzii de 80 GHz pentru comunicații militare. Sistemele sunt ușor de instalat și, datorită alimentării cu tensiune redusă de 48 volți curent continuu (Vdc), nu este necesar un electrician certificat pentru instalarea sistemului. Fotografiile produselor Wireless Excellence sunt prezentate în Figura 6 de mai jos.

CableFree MMW Link Implementat în Emiratele Arabe Unite

Figura 6: Radiourile fără cablu MMW sunt compacte și extrem de integrate. Versiunea antenei de 60cm este prezentată

Rezumat și concluzii
Pentru a rezolva cerințele de interconectivitate de rețea de mare capacitate de astăzi, sunt disponibile soluții wireless extrem de fiabile, care oferă performanțe asemănătoare fibrelor la o fracțiune din costul stabilirii fibrelor sau al închirierii conexiunilor de fibră de mare capacitate. Acest lucru este important nu doar din punct de vedere al performanței / costului, ci și din cauza faptului că conexiunile de fibră din rețelele de acces „Last-Mile” nu sunt încă foarte răspândite și ultimele studii arată că în Statele Unite doar 13.4% din clădirile comerciale cu mai mult de 20 de angajați sunt conectați la fibră. Aceste cifre sunt chiar mai mici în multe alte țări.

Există mai multe tehnologii pe piață care pot oferi conectivitate gigabit pentru a conecta locații de rețea la distanță. Soluțiile de bandă E licențiate în gama de frecvențe 70/80 GHz prezintă un interes deosebit, deoarece pot oferi cele mai mari cifre de disponibilitate la clasa operatorilor de transport la distanțe de operare de 1.6 km și mai mult. În Statele Unite, o hotărâre FCC de referință din 2003 a deschis acest spectru pentru uz comercial și un sistem de licențiere a luminii low cost bazat pe internet permite utilizatorilor să obțină o licență pentru funcționare în câteva ore. Alte țări au deja și / sau sunt în prezent în proces de deschidere a spectrului de bandă E pentru uz comercial. Sistemele radio fără licență de 60 GHz și sistemele optice de spațiu liber (FSO) pot oferi, de asemenea, conectivitate Ethernet gigabit, dar la niveluri de disponibilitate mai ridicate de 99.99 ... 99.999%, ambele soluții sunt capabile să funcționeze doar la distanțe reduse. Ca o simplă regulă generală și pentru majoritatea părților din Statele Unite, soluțiile de 60 GHz pot oferi aceste niveluri de disponibilitate ridicate numai atunci când sunt implementate la distanțe sub 500 de metri (500 metri).

Referinte
● UIT-R P.676-6, „Atenuarea prin gaze atmosferice”, 2005.
● UIT-R P.838-3, „Model specific de atenuare a ploii pentru utilizare în metodele de predicție”, 2005.
● UIT-R P.837-4, „Caracteristicile precipitațiilor pentru modelarea propagării”, 2003.
● UIT-R P.840-3, „Atenuarea datorată norilor și ceații”, 1999.

Pentru mai multe informații despre E-Band Millimeter Wave

Pentru mai multe informații despre E-Band MMW, vă rugăm Contactați-ne

Lăsaţi un mesaj 

Lista de mesaje