Инфо-центр

О миллиметровом диапазоне

Особенности миллиметрового диапазона.

 

Общие положения

К миллиметровому диапазону относятся частоты от 30 до 300 ГГц, что соответствует длинам волн от 10 мм до 1 мм.

 

wavesscale

 

 

В настоящее время для использования радиочастот миллиметрового диапазона выделены следующие  поддиапазоны:

 

Q-band 40.5-43.5 ГГц
V-band 57-66 ГГц
E-band 71-76 ГГц, 81-86 ГГц, 92-95 ГГц

 

На дальность связи в миллиметровом диапазоне значительное влияние оказывает атмосферное затухание, связанное с поглощением энергии радиоволн молекулами различных веществ, в первую очередь воды и кислорода.

Локальный максимум ослабления приходится на частоту 60ГГц, соответствующую диапазону V-band. Частоты, диапазонов E-band и Q-band, напротив, попадают в «окна прозрачности».

oxyloss3

 

Оборудование диапазона 60ГГц возможно использовать только на относительно небольших расстояниях (не более 1-1.5 км). Высокое кислородное поглощение на этих частотах с одной стороны является недостатком, значительно ограничивающим дальность связи. С другой стороны данный эффект обеспечивает высокую электромагнитную совместимость и возможность использования на одной территории большого количества РЭС  с повторным использованием частот. 

Частоты диапазонов Q-Band и E-Band значительно более пригодны для организации радиотрасс большей дальности (до 10-15 км), так как атмосферное затухание в них сравнимо с традиционными СВЧ диапазонами. 

Использование оборудования миллиметрового диапазона возможно только на трассах с прямой оптической видимостью. В системах «точка-точка» используются остронаправленные антенны с высоким коэффициентом усиления, распространение радиоволн при этом подобно лазерному лучу. При планировании необходимо учитывать все возможные препятствия как на линии между антеннами приемопередатчиков, так и  в первой зоне Френеля.

Пыль, туман, дым и иные мелкодисперсные взвеси с размером частиц значительно меньше 3 мм не являются препятсвием для волн миллиметрового диапазона (длина волны 3 мм соответсвует верхней частотной границе выделенных в настоящее время поддиапазонов). В этом состоит одно из основных отличий РРЛ миллиметрового диапазона от атмосферных оптических систем связи, обеспечивающих сравнимые скорости передачи данных.

Основной проблемой для радиотрасс миллиметрового диапазона являются интенсивные атмосферные осадки. Наибольшее затухание вносят взвешенные частицы, размеры которых сравнимы с длиной волны (единицы миллиметров), что характерно для сильных ливней и снегопадов. 

 rainatt_f

Ожидаемые дальность и коэффициент доступности линии рассчитываются на основании типовых данных об интенсивности осадков для конкретного региона (карты/таблицы дождевых зон). 

rainatt 

 

Достоинства и недостатки решений  на базе оборудования миллиметрового диапазона

 (+) Достоинства

Гигабитные скорости

Высокие несущие частоты позволяют задействовать широкие полосы (вплоть до единиц ГГц), что позволяет обеспечить гигабитные скорости передачи данных с использованием относительно простых способов модуляции.

 Антенны с высоким коэффициентом усиления имеют достаточно компактные размеры.

Наиболее распростаненная конструкция – двухзеркальные антенны Кассегрена. Перспективным  направлением также является использование фазированных антенных решеток.

Типовые диаметры параболического зеркала (для диапазона E-band) – 30, 60, 90 см.

Типовая ширина ДН антенн радиомостов в миллиметровом диапазоне 1-2 градуса и менее. 

Высокая электромагнитная совместимость.

Узкие ДН с сочетании с отсутствием переотражений (даже от металлических поверхностей) обеспечивают весьма малое влияние друг на друга РЭС, даже находящихся в непосредственной близости друг от друга. 

(-) Недостатки

Зависимость от погодных условий.

Как было указано выше, основным недостатком оборудования миллиметрового диапазона, является зависимость от погодных условий.

Для частичной компенсации этой проблемы изготовителями оборудования предлагаются адаптивные механизмы, динамически меняющие в зависимости от погодных условий скорость передачи данных, ширину полосы, тип кодирования и модуляции. Подобные решения, в комбинации с  функционалом QoS гарантируют трансляцию приоритетного трафика практически в любых погодных условиях. 

adaptive

 

 

Необходимость точной юстировки антенн.

Весьма узкие диаграммы направленности  антенн (1-2 градуса и менее) предъявляют повышенные требования как к точности юстировки антенн, так и к жесткости конструкции, на которой монтируется оборудование. Недопустимы значительные отклонения при ветровой нагрузке, а также вследствие температурного расширения.

 

 


Документы, частоты, ГКРЧ

Решения ГКРЧ

В соответствии решениями  Государственной комиссии по радиочастотам №10-07-04-01 и №10-07-04-02 от 15 июля 2010 года «Об упрощении процедуры выделения полос радиочастот 71-76 ГГц/81-86 ГГц и 92-95 ГГц для использования радиорелейными станциями прямой видимости». Государственная комиссия по радиочастотам решила: «Выделить полосы радиочастот 71-76 ГГц/81-86 ГГц и 92-95 ГГц для применения на территории Российской Федерации РРС прямой видимости юридическими и физическими лицами Российской Федерации без оформления отдельных решений ГКРЧ для каждого конкретного юридического или физического лица».

 

В соответствии с условиями использования выделенных настоящими решениями ГКРЧ полос радиочастот, применение РРС прямой видимости может осуществляться «без оформления разрешений на использование радиочастот или радиочастотных каналов».

 

В соответствии с Решениями ГКРЧ, применяемые РРС не должны создавать вредных радиопомех другим РЭС, а также не могут требовать защиты от вредных помех со стороны этих РЭС.

Существенным условием является «соответствие технических характеристик применяемых РРС прямой видимости основным техническим характеристикам, указанным в приложении к настоящему решению». Одним из важнейших параметров является спектральная эффективность РЭС, которая должна быть не менее 1 Бит/с/Гц

 

 PDFiconE_BAND_GKRCH_TEXT

Текст Решений ГКРЧ с приложениями, pdf 148 kb

 

 

Основные технические характеристики радиорелейных станций,
использующих полосы радиочастот 71-76 ГГц и 81-86 ГГц

 

Наименование параметра

Значение параметра

Размерность параметра

Полоса радиочастот

71-76
81-86

ГГц
ГГц

Тип РРС

Цифровая

Максимальная мощность передатчика РРС

0,15

Вт

Спектральная эффективность, не менее

1

Бит/с/Гц

Относительная нестабильность частоты передатчика, не хуже В соответствии с нормами ГКРЧ на допустимые отклонения частоты радиопередатчиков всех категорий и назначений

Относительный уровень побочных излучений передатчика, не хуже В соответствии с нормами ГКРЧ на допустимые побочные излучения

Ширина полосы излучения и внеполосные излучения передатчика РРС В соответствии с нормами ГКРЧ на ширину полосы радиочастот и внеполосные излучения радиопередатчиков гражданского назначения

Чувствительность приёмника РРС, не хуже

-57

дБм

Относительная нестабильность частоты гетеродина приёмника РРС, не хуже

20´10-5

Избирательность приёмника по соседнему каналу, не хуже

45

дБ

Избирательность приёмника по зеркальному каналу, не хуже

60

дБ

Ширина диаграммы направленности антенны в горизонтальной и вертикальной плоскостях, не более

1

град

 


Публикации

pptMMWAVES_INTRO

Введение в миллиметровые системы связи. Презентация компании Siklu, рус.  ppt 3.46 Mb


Прочее