华为微波培训ppt课件.ppt

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1、微波培训华为微波Optix RTN600系列,四川通建设备部李轶普,了解数字微波通信的更多相关信息请参考：,电信网及计算机基础SDH基本原理数据通信原理信号与系统通信原理天线原理电磁场理论微波技术基础微波技术与天线,鸟欲高飞先振翅，人求上进先读书 !,在介绍华为微波产品之前，先请首次接触微波或者对微波设备不是非常熟悉的同事了解微波接力通信的原理。原理是一切设备的基础，熟悉原理才能快速定位、解决工程现场遇到的问题，从而减少不必要的绞尽脑汁、求医问药；节约了时间，从而节约了成本！,学习完此课程，您将会掌握：,1. 微波发展历史、微波传输的特点、前景（Page3）2.微波概念、站点分类（枢纽站、中继

2、站、终端站）拓扑图。 抗衰落分集技术、新技术应用（Page10）3.微波设备的组成、分类、框架。（Page42）4. IDU/ODU/中频电缆/馈线系统/合路器/天线，设备安装、天线调测、各部件功能。（Page63）5.华为微波分类、RTN620、ODU介绍。常用单板介绍。微波调测和配置，手持终端配置使用。（Page105）6. 故障处理、案例,一、微波发展历史、微波传输的特点、前景,微波通信技术问世已半个多世纪，最初的微波通信系统都是模拟制式的，它与当时的同轴电缆载波传输系统同为通信网长途传输干线的重要传输手段。我国的模拟微波通信技术的研究、开发、引进和应用始于1958 年，有很长的历史。7

3、0年代起研制出了中小容量(如8Mb/s、34Mb/s)的数字微波通信系统，这是通信技术由模拟向数字发展的必然结果。80 年代后期，随着同步数字系列(SDH)在传输系统中的推广应用，出现了N155Mb/s 的SDH 大容量数字微波通信系统。SDH 微波系统在90 年代得到了迅速发展。 现在数字微波通信和光纤通信、卫星通信一起被称为现代通信传输的三大主要手段。,国外发达国家的微波中继通信在长途通信网中所占的比例高达50%以上。据统计美国为66%，日本为50%，法国为54%。我国自1956年从东德引进第一套微波通信设备以来，经过仿制和自发研制过程，已经取得了很大的成就，在1976年的唐山大地震中，在

4、京津之间的同轴电缆全部断裂的情况下，六个微波通道全部安然无恙。九十年代的长江中下游的特大洪灾中，微波通信又一次显示了它的巨大威力。在当今世界的通信革命中，微波通信仍是最有发展前景的通信手段之一。,微波通信特点,1)微波通信要求应具备视距传输条件。2)传输距离长，能适应各种传播环境。3)通信容量适中（1E1-NxSTM-1）。4) 通信质量能够满足各种通信业务的需求。5)组网灵活方便。6)具有很强的抗自然灾害能力。7)投资省、见效快。,上述诸多优点不仅应用于城市市区的固定结点或临时结点和馈送路由，而且也用于很长的长途路由。 例如，俄罗斯的运营部门“俄罗斯电信”建设了一条非常长的SDH 数字微波接

5、力系统的长途路由（总长度超过8000km）。 加拿大用光纤和微波一起组成传送网，以克服地理条件的困难。 在大城市和市区，在建设数字节点和分配网络时，数字微波常常是可以与光缆相比的唯一的可供选择的方案。事实上，除了在大城市和小城镇内埋设地下电缆费用非常昂贵外，在闹市区开挖管道常常是很难得到批准的。这种情况在欧美发达国家表现尤为突出。据称，在欧美发达国家用于移动覆盖的传输中大约8090采用数字微波系统。 在世界上许多国家中，微波接力链路可能是可以穿越数千里林区、山区、大草原、沙漠、沼泽地和其他困难地域的唯一可用的大容量传输媒质。而且，由于功率消耗相当低，应用太阳能电源已经成为在这种条件严酷的地区应

6、用数字微波接力系统的一个重要因素。 由于微波电路不易人为破坏，不易受自然灾害的影响，因此微波系统是组成我国通信网的不可缺少的组成部分，是保证通信网安全所不可缺少的。,但微波也存在着相应的缺点：应具备视距传输条件，两站之间传输的距离不是很远；频率必须申请；通信质量受环境的影响较大；通信容量不能做到很大。,光纤、微波传输方式比较,数字微波的发展机遇,数字微波作为一种无线传输方式，在灵活性、抗灾性和移动性方面具有光纤传输所无法比拟的优点，这也是它的优势所在。 当前数字微波的发展机遇可以归纳如下：用于专网或作专网光纤传输的备份及补充，我国的专网如：广电、石油及天然气管道、煤炭、水利等，这些专网本身所需

7、的传输容量不大，一般一个STM-1 或几个STM-1,它们要么没建光纤通信电路，要么只建了单线的光纤通信链路，不具备电信光纤传输网络八纵八横的优势，所以它们必须建设SDH 或PDH 微波电路用于主传电信及数据业务或用于光纤传输系统在遇到自然灾害时的备用保护，以及由于种种原因不适合使用光纤的地段和场合。我国2G 及2.5G 移动通信基站覆盖中使用了众多的PDH 微波通信电路，随着3G 牌照的发放，传输容量将扩容；另外固话运行商的参与将欣起进一步的移动覆盖热，在光纤传输之后数字微波传输需求定有大幅增长，而且SDH 微波将有较大的需求随着我国电信产品，尤其是移动通信系统向海外拓展，数字微波传输产品也

8、随之出口。 总之，在当今世界的通信革命中，微波通信仍是具有独特优势的通信手段之一。任何一个通信网，不能只应用某一种传输方式，微波通信和光纤通信将实现优势互补，共同构建高可靠性的通信网络。,二、微波概念、站点分类（枢纽站、中继站、终端站）拓扑图。 抗衰落分集技术、新技术应用,微波通信是指用微波频率作载波携带信息，通过无线电波空间进行中继（接力）通信的方式。 “接力”是目前广泛使用于视距微波的通信方式。微波通信使用波长为1m至1mm（频率300MHZ300GHZ）的电磁波进行的通信。包括地面微波通信、对流层散射通信、卫星通信、空间通信及工作与微波波段的移动通信。 微波按波长不同可分为分米波，厘米波

9、，毫米波，分别对应于特高频UHF(0.33GHZ)、超高频SHF(330GHZ)、极高频EHF(30300GHZ),根据基带信号形式的不同，微波接力通信系统可分为模拟微波接力通信系统与数字微波接力通信系统。 用于传输频分多路-调频制（FDM-FM）基带信号的系统叫作模拟微波通信系统；用于传输数字基带信号的系统叫作数字微波通信系统 模拟系统采用频分多路复用（FDM），射频调制多采用调频制 数字微波接力系统采用时分多路复用(TDM)，射频调制在中小容量时，常采用移相键控（PSK）技术。,数字微波通信的特点,用于传输数字基带信号的系统叫作数字微波通信系统。特点：1， 抗干扰能力好，噪声不累集。2，

10、保密性强。3， 便于组成数字通讯网，兼容性好。4， 设备体积小，功耗低。5， 占用频带宽。 在同等传输带宽的情况下，数字微波通讯的传输容量小于模拟微波通讯。但随着调制技术的进步，这一不足正日益改善。,地面微波中继的应用场合：微波通讯组网灵活，建设周期短，成本低，特别适合于不便于铺设光缆的地区使用。1，作为光线传输的备份与补充。2，在农村，海岛等边远地区为用户提供基本业务的场合。3，城市内短距离支线连接。4，宽带无线接入。,终端站：处于微波线路的两端或分支线路终点。它只对一个方向收信和发信。 终端站可以上下所有的支路信号，并可以作为监控系统的集中监视站或主站。中间站：处于线路中间，只完成微波信号

11、的放大和转发，不上下话路。设备比较简单。再生中继站：处于线路中间，可以在本站上下部分支路。还可沟通干线上两方向间的通信。可作监控系统的主站或受控站。 再生中继站只能采用基带中继方式。枢纽站：处于干线上，完成数个方向的通信任务，可以上下全部或部分支路信号。监控系统中，枢纽站一般作为主站,在设计微波线路时,使相邻的第四微波站不要选择在第一、二两微波站的延长线上,自由空间的电波传播,自由空间是一个理想的无限大的真空空间，在此空间中电波不产生反射、 折射、和散射等物理现象，即能量没有被损耗。1。自由空间传播损耗 电波在自由空间传播时，会因其能量向空间扩散而产生衰耗。因此电波由天线辐射后，便向空间传播，

12、到达接收点的能量仅仅是总辐射能量的一部分。距离越长，收到的能量越少。正像一只发光的电灯泡，均匀向四周发光，距灯泡近的地方，单位面积收到的光能量就强；距灯泡远的地方，单位面积收到的能量越弱。 由电波随距离扩散而产生的衰耗叫自由空间损耗。其计算公式为：2。自由空间接收电平事实上，发收站之间电波传播所经历的空间并不是自由空间。在电波传播的过程中，地面会对电波产生反射，绕射和散射，空气中的水气和氧气会对电波产生吸收，雨会对电波产生散射和吸收。总之，传播电路上的介质和物体不同程度地对电波的幅度、相位和极化产生影响。,例已知微波设备发信功率为1W，工作频率为3800MHz，两站间距离45km，收、发天线增

13、益为39dB，馈线衰减每端为2dB，分路系统每端为1dB，求收信电平。解： Ls=-92.4-20lg d-20lg f =-92.4-20lg 45-20lg 3.8 =137.1 (dB)Pr= Pt+Gt+ Gr-（ Lft+ Lft）- LO =30+39+39-（2+1）+（2+1）- 137.1 = -35.1 (dBm)答：收信电平为-35.1dBm。,电波传播的衰落特性,1。衰落 是指接收电平随机起伏变化。即不规则的变化，忽大忽小。其原因 是多种多样的。 a).按衰落机理分类。 有散射衰落、K型衰落、波道型衰落和混合型衰落等。主要原因是电波空间的折射率随时间、地点、高度而变化，

14、也就是说：衰落与地形和时间有关。 b).按衰落时间分类。 快衰落：衰落持续时间为几毫秒几十秒。 慢衰落：衰落持续时间为几十秒数小时 c).按接收电平高低分类 上衰落：接收电平高于自由空间接收电平的衰落。最高达十几分贝。 下衰落：接收电平低于自由空间接收电平的衰落。最低达几十分贝。2。衰落的变化规律 a).频率越高，站距越长，衰落越严重。 b).夜间比白天严重，夏季比冬季严重。这是由于，白天在太阳阳光的照射下，空气 对流较好，大气比较均匀，空间不易形成粒子团。冬季比夏季气象变化缓慢。 c).晴天、无风的天气比阴天、风雨天气严重。因晴天、无风时，大气混合不均匀， 容易形成大气分层，且形成后不易消散

15、，这样容易形成多经传播，特别是晴天的早晨，容易形成大气波导。,d)。水上线路比陆地线路严重。因为水上线路容易产生温度随高度剧烈下降的折射条件，以致较易形成大气波导。此外水面线路反射系数大，容易形成反射性衰落。 e)。平原线路比山区线路严重。因平原线路容易形成大气分层现象，地面反射系数也较大。 f)。太阳升起与降落时，衰落也较严重。3。衰落产生的机理 a)大气吸收衰耗 任何物质的分子都是由带电粒子组成的，这些粒子都有其固有的电磁谐振频率，当通过这些物质的微波频率接近它们的谐振频率时，这些物质对微波产生共振吸收。统计表明大气吸收对微波频率在12GHz一下时，吸收小于1dB，和自由空间相比，可以忽略

16、。,b).雨雾引起的衰落 雨雾中的小水滴能对电磁波造成散射衰耗。 统计表明：雨雾对10GHz的微波产生的影响很小，可以忽略。但对10GHz以上的微波，不同的降雨量对微波的衰减产生较大的影响，甚至使通信中断。所以对10GHz以上的微波，必须对雨衰引起足够的重视。,c)。散射衰落 也叫起伏衰落。这种衰落是由于大气局部因压力、温度和湿度不同所形成的粒子团引起的介电常数与周围不同，而使电波产生散射。各散射波的振幅和相位随大气的变化而随机变化，其结果在接收点的合成场强随机变化。这是一种快衰落，持续时间很短，电平变化小，对主波影响小，不会造成通信中断。,d)。K型衰落 这是一种多经传输引起的干涉型衰落，它

17、是由于直射波与地面反射波(在某种情况下的绕射波和大气的反射波)到达接收端后因相位不同互相干涉造成的电波衰落。其相位干涉的程度与行程差有关，而在对流层中行程差是随K值(大气折射的重要参数)变化的，故称K型衰落。这种衰落尤其在线路经过水面湖面或平滑地面时特别严重，因气象条件的突然变化，竟会造成通信中断。 因此线路设计时，应力求避免时微波线路通过大面积的水面电路及开阔的平原地带。,e)。波道型衰落 由于各种气象条件的影响，如早晨地面被太阳晒热，夜间地面的冷却，以及海面和高气压地区都会形成大气中的不均匀结构。当电磁波通过对流层中这些不均匀层时将产生超折射现象，形成大气波道。 只要微波射线通过大气波导而

18、收发天线位于波导中时，则收信点的场强除衰减直射波和反射波外，还可能收到波导层内的反射波，形成严重的干涉型衰落，往往会造成通信中断。f）。混合型衰 是K型衰落，波导型衰落，闪烁型衰落和大气衰落的综合。尤其是水面线路。,克服衰落的方法,线路出现衰落现象，不但使电路终端信噪比降低，而且深衰落还会造成通信中断。为了微波接力通信的传输质量和可靠性，在设计时必须采取一定的抗衰落措施。 1。频率分集 采用两个或两个以上具有一定频率间隔的微波频率同时发送和接收同一信息，然后进行合成或选择，以减轻衰落的影响，这种工作方式叫频率分集。当采用两个微波频率时，称为两重频率分集。 频率分集的优点是效果明显，只需要一副天

19、馈线。缺点是频段利用率不高。 对频率分集的要求：频率相关性要小。这样正常情况下，接收任一波导的信号，衰落发生时，立即倒换到无衰落的波道上。 式中：f/f-两个频率之差与中心频率的比值。 公式中其它参数的取值范围如下： 2GHzf11GHz; 30kmd70km; f/f5. 超出这个范围将导致误差。该公式仅仅对于I5有效。,2。 空间分集 采用高低不同的两副或两落副以上的天线接收同一频率的信号，然后进行合成或选择一个强信号的通信方式。有几副天线就叫几重分集。 空间分集的优点是改善效果明显，节省频率资源。缺点是设备复杂，需要两套天馈线。 空间分集的关键是保证两副天线适当的、足够的高度差，以便当出

20、现衰落时两天线能近似地工作于反相关状态，此时能有效的克服衰落。 Fd-衰落概率为P时对应的衰落深度，db.,3。 角度分集 角度分集使指利用同一天线向相距角度的方向发送同一信号，在接收端采用两个天线分别接收主波信号，然后进行合成的通信的方式。 角度分集的特点：接收的两个主波信号不相关，分集效果明显，但技术复杂。4。 极化分集 极化分集是利用同一天线发射两种极化的同一信号，在接收端采用一个天线分别接收各自的极化信号，然后进行合成的通信的方式。5。混合分集 上述多种分集的组合。但一般都是将频率分集和空间分集组合起来，即发端用个不同的频率发送同一信号，收端用相隔一定距离的两副天线接收，然后合成。 混

21、合分集的抗衰落改善系数是两者的线性和。 无论那种分集方式，都是利用在不同的传播条件下，几个信号不相关或反相关，来改善分集效果的。,5。 利用地形地物阻挡反射波 通过最佳天线高度设计，使反射波被阻挡或使反射点移到反射系数小的地面上，以减少反射波的影响。,路径上刃形障碍物的阻挡损耗:,在传播路径上有刃形障碍物阻挡时(a)如果障碍物的尖峰恰好落在收发两端天线上（hc=0)时，附加损耗为dB；(b)当障碍物峰顶超出连线（hc为负)时，附加损耗很快增加；(c) 当障碍物顶峰在连线以下，且相对余隙hcF1大于.,附加损耗在0dB左右，实际传播损耗与自由空间损耗接近,刃形障碍物的阻挡使电波传播损耗增加,这个

22、增加的损耗叫做附加损耗,这将使自由空间条件下的收信点电平降低.,衰落的统计特性 统计表明，衰落和地形和站距有关。不同的地形和站距，其衰落的大小是不一样。1。站距d 总的规律是：站距越长，衰落越大；站距越短，衰落越小。因此，数字微波线路的接力段长度，应根据所采用设备的有关参数，工作频率、所经过的地形、气候条件、天线高度和有关测试数据来确定。一般来讲，传播条件好的地区，站距可以适当的长一些；而传播条件差的地区，站距不宜过长。 此外，还应考虑站距过长或过短会导致接收电平过低或过高。接收电平高于正常值时，相当于上衰落储备降低。接收电平低于正常值时，相当于下衰落储备降低。两种情况都会引起系统误码率增加，

23、甚至会使通信中断。 因此，线路设计时一定要使在无衰落时，接收机输入口电平与接收机正常输入电平差不超过6dB。当具体线路受地形或其它客观因素限制时，站距过长或过短一定要采取措施，如适当调整发信功率、改变天线大小或增加衰减等，以保证接收机正常工作。2。断面 数字微波接力通信线路的断面，根据地形、气候、天线高度和电波传播条件，可分为四种类型： A型：其断面由山岭、城市建筑物或两者混合组成。中间无宽敞的河谷和湖泊。这类断面的地面反射系数小于0.5。即由地面反射波引起的接收电平下降值不超过6dB.同时，大气比较干燥，大气不均匀引起的多经衰落概率也很小。,B型。其断面由起伏不大的丘陵地带组成，中间无宽敞的

24、河谷和湖泊。这类线路的等效反射系数小于0.7，即由地面反射波引起的接收电平值的下降小于10dB。 C型。其断面由平地、水网较多的地域组成。 这类断面是指平原地区，水网地较多，等效反射系数大于0.7的气候潮湿的断面。由地面反射波引起的接收电平下降超过10dB。由于水网地较多，大气不均匀层引起的多经衰落比较严重。 D型。指沿海路径，大部分跨水面的线路。这类线路的反射和大气不均匀层引起的衰落比上述三种线路要严重的多，是电波传播最差的线路。 微波线路设计的任务是：避开C、D类断面，选择A、B断面。若难以实现，则需加分集和均衡保护措施,或者选择具有抗多经衰落性能的设备。,微波新技术,为提高数字微波的传输

25、容量，微波研发人员采用了一系列高新技术： 高状态调制解调，64QAM/128QAM/256QAM/512QAM 交叉极化干扰抵消(XPIC)技术 自适应频域和时域均衡技术 高线性功率放大器和自动发射功率控制 大规模专用集成电路(ASIC)设计技术 分集技术 网管技术 新型高效纠错编码技术，如TCM(网格编码调制)、MLCM（多级编码调制）、RS 等； TCM系统比同样频谱和信息速率的未编码系统具有3-6dB的编码增益。,编码调制技术,微波是一种频带受限的传输媒质，根据ITU-R建议，我国在4-11 GHz频段大都采用的波道间隔为28-30 MHz及40 MHz(ITU-R相关的频率配置建议)。

26、要在有限的频带内传输SDH信号，必须采用更高状态的调制技术。SDH微波与PDH微波在相同的波道间隔下，所需调制状态数的区别见表。,交叉极化干扰抵消(XPIC)技术,为了进一步增加数字微波系统的容量，提高频谱利用率，在数字微波系统中还采用双极化频率复用技术，使单波道数据传输速率成倍增长。但在出现多径衰落时，交叉极化鉴别率(XPD)会降低，从而产生交叉极化干扰。为此，需要交叉极化抵消器，用以减小来自正交极化信号的干扰。自适应交叉极化干扰抵消技术的基本原理是从所传输信号相正交的干扰信道中取出部分信号，经过适当处理后与有用信号相加，用以抵消叠加在有用信号上的来自正交极化信号的干扰。原则上干扰抵消过程可

27、以在射频、中频或基带上进行。采用XPIC技术后，对干扰的抑制能力一般可达15 dB左右。,自适应频域和时域均衡技术,当系统采用多状态QAM调制方式时，要达到ITU-R所规定的性能指标，对多径衰落必须采取相应的对抗措施。考虑到ITU-R的新建议将不再给数字微波系统提供额外的差错性能配额，因此，必须采取强有力的抗衰落措施。在各种抗衰落技术中，除了分集接收技术外，最常用的技术是自适应均衡技术，包括自适应频域均衡技术和自适应时域均衡技术。频域均衡主要用于减少频率选择性衰落的影响，即利用中频通道插入的补偿网络的频率特性去补偿实际信道频率特性的畸变；时域自适应均衡用于消除各种形式的码间干扰，可用于最小相位

28、和非最小相位衰落，为消除正交干扰，可引进二维时域均衡器。,高线性功率放大器和自动发射功率控制,多状态调制技术对传输信道，特别是高功率放大器的线性提出了严格的要求。例如，对采用64QAM的系统而言，要求传输信道的三阶交调失真要比主信号至少低45 dB。若采用128QAM或256QAM调制技术，则要求更严。为满足系统总传输性能的要求，除了对微波高功放采取输出回退措施外，还要采取一些非线性的补偿技术，如加中频或射频失真器或采用前馈技术等来改善放大器的线性。高线性功率放大器和自动发射功率控制(ATPC)技术的关键是微波发信机的输出功率在ATPC的控制范围内自动地随接收端接收电平的变化而变化。采用ATP

29、C技术的优点是，降低了同一路由相邻系统的干扰，减小了衰落对系统的影响，降低了电源消耗，减小非线性失真。,分集技术,为了对抗多径衰落和降雨衰落的影响，将多个特性不相同的收信信号合成或切换，得到良好信号的技术称为分集技术。分集接收是对抗多径衰落、提高数字微波电路传输质量的重要手段。在SDH微波系统中，由于采用多状态调制方式，它们对频率选择性衰落更敏感，因而分集接收的应用要比模拟微波和中小容量数字微波系统更广泛得多。分集改善很大程度上取决于各分集支路的信号之间的不相关性。在微波接力系统中，常用的分集技术有频率分集、空间分集、角度分集、路由分集。,大规模专用集成电路(ASIC)设计技术,在数字微波设备

30、中大量使用大规模专用集成电路(ASIC)以大大减小设备的体积，提升设备的功能，使设备及微波电路的稳定性和安全性大大提高，从而降低维护强度。,网管技术 SDH网管系统采用标准化的管理体系，面向对象的信息管理方式，就是为了保证SDH传输网正常、高效地运行。可以进行系统状态测试、告警监视、故障定位、性能数据采集、网络物理配置、保护切换等功能。,三、微波设备的组成、分类、框架。,发信机中的高功率放大器用于把发送的射频信号提高到足够的电平，以满足经信道传输后的接收场强。 收信机中的低噪声放大器用于提高收信机的灵敏度。低噪声放大器用于放大微弱的射频信号，为下变频器提供具有足够变频电平的射频信号。必须采用噪

31、声系数低、非线性失真小的放大器件，才能获得所需的灵敏度。 未经调制的数字信号叫做数字基带信号，由于基带信号不能在无线微波信道中传输，必须将基带信号变换成频带信号的形式，即用基带信号对载波进行数字调制。调制之后得到的信号是中频信号。一般情况下，上行中频信号的频率是350MHz，下行中频信号的频率是140MHz，也有上行中频信号的频率是850MHz，下行中频信号的频率是70MHz。要通过微波传输，还需通过上变频将其变为射频信号上变频就是将中频信号与一个频率较高的本振信号进行混频的过程，然后取混频之后的上边带信号。下变频是上变频的逆过程，原理是一样的，只是取的是本振信号与微波信号的不同组合而已，取的

32、是混频之后的下边带信号。本振信号频率轻微漂移将引起发射信号和接收信号频率较大的漂移，因此它们的频率稳定度主要取决于本振信号的频率稳定度。 为避免上衰落导致饱和失真，还就具有自动增益控制功能。 上衰落是接收的信号不是小，而是太大，超出了放大器的动态范围，会造成放大器的饱和失真，而自动增益控制的作用是根据收到的信号的大小自动调整放大器的增益，使信号调整到其动态范围内。 微波通信天线一般为强方向性、高效率、高增益的反射面天线，常用的有抛物面天线、卡塞伦天线等，馈线系统是连接分路系统与天线的馈线和波导部件，它有多种安装方式。目前常用的是椭圆软波导。,(a)椭圆波导管（Elliptical wavegu

33、ide）,(b)矩软波导（Flexible TwistWaveguide）,椭圆软波导单位长度损耗较小，适宜长馈线使用；一般用于211GHz 的频段，是目前最常用的微波馈线。现在，在4GHz-15GHz 频段，广泛采用椭圆软波导作为馈线，因为它便于设计馈线的布局和便于安装。为了保护馈线，馈线中必须充以干燥气体。在安装椭圆波导时，必须按照产品的规范进行，否则要影响馈线的驻波比。椭圆软波导和分路系统的连接方法主要有以下两种：(1)波导型：采用硬波导、E 弯和H 弯或者软波导。(2)同轴型：采用同轴电缆。,矩软波导用做ODU 和天线的连接, 安装方便，又能保证连接精度,具有扭转的功能，缺点是损耗大。

34、,同轴电缆单位长度损耗较大，最好用于天线距收发信机较近的场合；一般用于2GHz 以下频段，目前已不大使用。,微波收发信机,微波收发信机是借助天馈线系统，用来接收、发射或转接微波信号的设备。它是微波接力通信系统的主要组成部分。 用于中继站时只有转接功能。中继方式有直接中继（射频转接）、外差中继（中频转接）和基带中继（基频转接或再生转接）三种方式。 基带中继具有上下电路功能，如将其基带接口用于上、下基带信号，即可作为微波链路的终端站，成为具有收发基带信号功能的收发信机。,微波中继站的中继方式可以分为直接中继(射频转接),外差中继(中频转接),基带中继(再生中继)三种方式,设备量少,电源功耗低,适于

35、不须上下话路的无人值守中继站。为克服传播衰落引起的电平波动，需要在 微波放大器上采取自动增益控制(AGC)。,与射频转接类似，省去了调制解调器，设备简单，电源功耗低。不能上下话路，不能消除噪声积累，只起到增加通信距离的作用。常用于模拟微波中继通信。,(b) 外差中继方式,采用数字接口，可消除噪声积累，可直接上下话路，微波终端站和中继站的设备可以通用，是目前数字微波通信中最常用的一种转接方式。,(c)基带中继方式,1、微波发信机 微波发信机用于将具有基带电平的基带信号转变成大功率的射频信号（中间要经过调制，变到中频，再进行上混频（也叫上变频）到射频，再通过天馈线系统发射出去，对中频和射频都要进行

36、放大，对应的器件分别叫做中频放大器和射频功率放大器）。信号主信道由调制器、中频放大器、上变频器和射频功率放大器组成。 基带信号的调制一般在中频(此处理解为用中频进行调制或调制到中频，微波通信中的中频一般为70MHz（有的系统为140MHz），其中基带信号叫做调制信号，70MHz的正弦波（或余弦波，是一样的，正弦波和余弦波只差90度的相位）叫载波，调制后的信号叫做以调信号)进行，模拟微波一般采用调频方式；数字微波则一般采用多相移相键控（2nPSK，n为正整数）或多元正交调幅方式（4nQAM，n为大于2的正整数）。,中频放大为上变频提供足够大的混频激励信号用以补偿变频损失； 上变频则将已调中频信号

37、变为射频信号并为射频功率放大器提供激励。 射频功率放大器最后将功率提高到所需水平。 时分数字微波信号可容忍非线性失真，因而可以充分利用放大器件的（饱和）功率。,发信机的主要性能指标,(1)工作频段目前我国干线微波使用的工作频段主要是4 和6GHz，7、8 和11GHz 频段常用于支线，13 GHz 以上频段一般用于接入层(如基站接入)。(2)输出功率输出功率是指发射机输出端口处的功率大小，一般输出功率从15 到30dBm。(3)频率稳定度发射机的每个波道都有一个标称的射频中心工作频率，工作频率的稳定度取决于发信本振源的频率稳定度。若发信机工作频率不稳定，有漂移，将使解调的有效信号幅度下降，误码

38、率增加。目前微波设备的本振频率稳定度一般在310ppm 左右。(4)发送频谱框架发送信号的频谱必须符合一定的限制，以避免占用过宽的带宽，对邻近波道产生过大干扰。这种对频谱的限制范围叫频谱框架。,2、微波收信机 微波收信机用于将携有基带信号的射频信号转变为具有标称基带电平的基带信号。 信号主信道由低噪声放大器、下变频器、中频放大器、解调器组成。 微波收信机是微波发信机处理过程相反的设备，因为系统是双向通信，在一个微波站中既要发送同时还要接收信号，因此通常把微波收信机和微波发信机合在一起叫做微波收发信机。 其信号的处理过程为把射频信号经过低噪声放大器进行放大（因为通常天线收下来的信号弱，不放大不能

39、处理），用下变频器把频率变到中频，然后送到解调器进行解调，解调器输出的为基带信号。,下变频器用于将射频信号变为频率固定的中频信号，对模拟信号，变频过程不应引入失真。 中频放大器决定收信机的主要放大量，及通频带带宽，其前置级也应采用低噪声器件，并具有自动增益控制。 解调器为调制器的逆过程，用于将已调中频信号还原为具有标称基带电平的基带信号。 微波收信机用于中继系统时，视中继方式的不同，其输出可分别送至基带接口、中频接口和射频接口，为中继系统的发信部分提供转接信号。,收信机的主要性能指标,(1)工作频段收信机是与发信机相互配合工作。对于一个中继段而言，前一个微波站的发信频率就是本收信机同一波道的收

40、信频率，频段使用同发信机。(2)收信本振的频率稳定度收信本振的频率稳定度的要求与发信机基本一致。通常在310ppm 左右。(3)噪声系数数字微波收信机的噪声系数一般为2.55dB，比模拟微波收信机的噪声系数小5 dB 左右。(4)通频带为了有效的抑制干扰、获得最佳信号传输，应该选择合适的通频带和通频带的幅频特性。接收机通频带特性主要由中频滤波器决定，一般数字微波设备的通频带可取传输码元速率的12 倍。(5)选择性为保证接收机只接收本波道信号，要求对通频带以外的各种信号干扰具有较强的抑制能力，尤其是要抑制邻近波道干扰、镜像干扰和本机收发之间的干扰等。(6)自动增益控制范围,以自由空间传输条件下的

41、收信电平为基准，当接收电平高于基准电平时，称为上衰落；低于基准电平时，称为下衰落。假定数字微波的上衰落为5dB，下衰落为-40dB，其动态范围为45dB。自动增益控制的要求是当收信电平在该范围内变化时，收信机的额定输出电平不变。,微波调制解调设备,微波调制解调设备是用基带信号对微波载频（或中频）进行二次调制及将微波信号（或下变频中频信号）进行解调的设备。是微波收、发信机的重要组成部分。 在微波发信机中，调制器把载有信息的基带信号（模拟或数字）转变为中频或射频载波的已调信号；已调制中频信号需经上变频再形成已调制射频信号。在微波收信机中，解调器的功能是完成调制的逆过程，即从接收到的已调载频（或已调

42、中频）中恢复出原来的基带信号。 模拟微波系统常采用调频方式，其输入基带信号可为多路模拟电话或模拟电视信号。数字微波多采用移相键控（PSK）和正交调幅（QAM）等多进制调制技术。,数字微波信号的调制过程,对数字基带信号的调制过程用数学方法可简单表示成：,采用MLCM 调制方式的微波帧开销,各厂家根据设备所传输的速率，所采用的调制方式和纠错方式，所需要的附加信息的种类安排帧结构，因此各厂家生产的设备的微波帧结构是不同的。在数字微波系统中，为了传输数字公务信息、路旁业务信息、ATPC 信息纠错用的比特、波道倒换等信息，需要在SDH 复用设备来的主数据流中插入一些附加比特，即微波帧附加开销（RFCOH

43、）。,数字微波设备分类,按照不同的分类方法，数字微波设备可以按照下面的方式分类：,一体式微波一般是trunk，俗称大微波，射频单元（RFU）、信号处理单元（SPU）、复接器等单元全在室内，室外仅有天线，特点是传输容量大，适用于骨干线路传输。但是，一体式微波的成本高。全室外型微波是所有单元都在室外，其优点是易于安装、节省机房空间，但是设备在室外，容易损坏。,Trunk 式微波示意图,全室外型微波示意图,分体式微波示意图,分体式微波由天线、室外单元（ODU）和室内单元（IDU）组成，天线和ODU之间一般用波导管连接，IDU 和ODU 之间通过中频电缆连接。中频电缆用于IDU 和ODU 之间的中频业

44、务信号和IDU/ODU 通讯控制信号的传输，并向ODU 供电。容量相对较小，安装维护方便，便于快速建网，是目前应用最广泛的微波设备。在后续章节，如无特殊说明，都是指分体式微波的。,四、 IDU/ODU/中频电缆/馈线系统/合路器/天线，设备安装、天线调测、各部件功能。,室内单元（Indoor Unit）,IDU 是的室内部分，完成业务接入、复接、中频处理、系统通信和控制等功能。IDU 是一套微波设备的主要部分，IDU 有中频板（IF board）、业务板（SDE、SD1、SLE、SL1、PH1 和PO1）、交叉板（PXC）和主控板（SCC）。,室外单元（Outdoor Unit）,ODU 用于

45、实现中频、射频信号转换，射频信号处理和放大。ODU 规格和射频频率相关，与传输容量无关。由于一个ODU 无法完整覆盖一个频段，因此通常情况下一个频段会被划分为A、B、C 3 个子频段，不同的子频段对应不同的ODU，不同的收发间隔也对应不同的ODU，高低站ODU 也不同。因此，ODU 种类频段数收发间隔数子频段数2（部分厂家不同传输容量的ODU 还不同）。目前，ODU 种类多，批量小，一般是小厂家生产，大厂家集成。ODU 是由发信机和收信机两部分构成，分别完成中频到射频的转换和射频到中频的转换。,IDU 内部的结构示意图,ODU 内部的结构示意图,微波天线,天线的作用是把发信机(ODU)发出的微

46、波能量定向辐射出去，把接收下来的微波能量传输给收信机(ODU)。常用微波天线有抛物面天线和卡塞格仑天线。国产微波天线直径一般分为：0.3 、0.6、1.2、1.6、2.0、2.5、3.2m 等；进口微波天线的直径一般分为： 0.3、 0.6、 1.2、1.8、2.4、3.0m 等。 天线种类多，每种直径的天线对于不同的频段有不同的规格，Ericsson Mini-link 有46 种天线。,抛物面天线,卡塞格仑天线,同一频段内的n 个波道可共用一面天线。,天线要求,在微波接力系统中，对天线的基本要求是天线效率高，旁瓣电平低，交叉极化鉴别率高，电压驻波比低，工作频带宽。(1)天线增益增益是天线的

47、一重要参数。在天线尺寸一定的情况下，天线增益大小直接反映了天线效率的高低。定义为面式天线与无方向性天线在某点产生相同电场的条件下，无方向性天线的输入功率Pio 与面式天线的输入功率Pi 之比。微波天线的天线增益为：,式中：D 为抛物面天线直径； 为工作波长； 为口面利用系数，它决定于天线的加工精度和有功损耗，通常取值在0.450.6 之间。一般天线指标中给出的是最大辐射方向(主瓣)的增益，用dBi 表示。,(2)半功率角(3dB 波束宽度),从主瓣方向向两边偏离，当偏离至功率下降一半的点，该点称为半功率点。两个半功率点之间的夹角为半功率角。,半功率角近似计算公式为：,可见当天线口径一定时，工作

48、频率越高，半功率角越小，能量集中程度越高；当工作频率一定时，天线口径越大，半功率角越小。,(3) 交叉极化鉴别率（XPD）,交叉极化鉴别率（XPD）的定义是指当发射天线只发射一个极化的信号时，在接收天线所接收到的同极化信号电平和正交极化信号电平之比。要求XPD高是为了抑制从正交极化信号来的干扰，特别是由于大容量微波接力系统（如SDH 微波系统）广泛应用同频正交极化频率复用技术来提高通信容量和节省宝贵的频谱资源，对XPD 的要求很严格（如要求XPD 大于40dB）。,式中： 对正常极化波的接收功率； 对异极化波的接收功率；,在实际微波电路上，由于存在多径传播效应及降水的效应，XPD 会劣化。在1

49、0GHz 以下频段，引起XPD 劣化的主要原因是多径传播效应。由于两个正交极化信号到达通信的到达角不同，以及地理气象条件对两个正交极化的影响是不完全相关的，造成在实际地理上XPD 是变化的，即使在没有衰落（甚至有上衰落）的时间内测得的XPD 也是呈对数正态规律分布，而不是一个固定值。,(4)天线防卫度 天线防卫度是指天线对某方向的接收能力相对于主瓣方向的接收能力的衰减程度。对180方向的防卫度也叫前/背比，在微波通信中是一个很主要的指标。(5)电压驻波比 天线与馈线连接阻抗要匹配，输入端驻波比一定要小。一般天线的驻波比在1.051.2 之间。,微波天线的分类,微波天线按安装方式分：挂式天线和座

50、式天线二种微波天线。按电气特性分：标准天线和高性能天线二种微波天线。标准天线和高性能天线的区别是高性能天线的前后比比标准天线大，一般大10dB 以上。,分路系统,一般情况下，微波通信总是几个波道共用一套天馈线系统，则就需要分路系统把它们分开。分合路系统由环形器、分路滤波器、终端负载及连接用波导段组成。分路滤波器装在机架内。分路滤波器是由带通滤波器构成，它只允许设计的某个频带通过，通频带以外的频率都不能通过。终端负载均用于发射波的吸收。环形器使信号按一定的方向前进。,分体式微波的安装和调整,分体式微波的安装可以分为两部分：室内部分和室外部分。室内部分的安装类似盒式设备的安装，所以主要讲一下室外部