浅谈数字微波通信及其优于光纤的特点和发展

蔡 凝

（吉林省广播电视厅652台，吉林 长春 130021）

数字微波通信是在微波传输过程当中使用数字信号处理技术的一种通信方式，它同时具备了微波通信投资很小、建线迅速、应用灵活等特点，还拥有抗干扰强、传输可靠、传输线路很长等优势。如今数字微波通信在中国国民经济建设中发挥着极大的作用。

一、我国数字微波通信发展经历了以下三个阶段

1 发展模拟微波的阶段

我国模拟微波通信技术的发展始于1958年，到20世纪70年代中，全数字化﹑全固态化﹑无人值守，三个技术问题始终没有得到解决，影响它的推广使用。

2 发展中、小容量数字微波的阶段

20世纪80年代初期我们已经掌握了中、小容量数字微波所有的技术，也逐步在通信专用网上实施应用。

图1 数字微波中继通信线路示意图

3 发展大容量数字微波的阶段

20世纪80年代末期，国家“七五”科技攻关项目提出，大容量数字微波通信将逐步进入系统的研发过程。

20世纪80年代中、后期，我国的数字微波发展受阻，光纤通信技术的推广成为了主要原因，而数字微波干线传输也逐步被光纤通信取代。因光纤通信具有超大的带宽、极低的损耗以及建设超低成本而成为了干线传输的主要方式，从而对数字微波产生强烈的冲击。从20世纪90年代开始，大容量光纤传输成为了我国信息道路建设的重要传输方式。在这样的现实面前，数字微波该如何发展已经是该领域研发和使用的单位及人员非常关心的问题。

二、微波传输与光纤传输相比有如下优势

1 能很好地应对突发情况

由于微波传输没有固体介质，所以铺设简单，在突发情况下可以迅速实现两地通信。例如唐山大地震、20世纪90年代特大洪涝灾害中，当别的通信手段均已失效时，微波传输及时地保证了通信的畅通，所以，微波传输抵御自然灾害的能力很强。

2 建设及维护的成本很低

在人烟稀少或地理环境复杂的山区、高原等地貌特征明显的地区铺设光缆难度很大、成本极高。相比之下，应用无线电传输的数字微波方式，设备安装简单迅速，一般只需2-3个工作日即可组建好一对包含中继器的微波设备。另一方面，在做网络规划时也无需过分考虑地貌特征，比光纤或光缆传输要经济有效。

3 容易建设

在同样路径下组建数字微波需要的时间要比组建光纤通信系统、同轴电缆系统短得多，而且基本不受地形条件影响。

4 高频段微波，可使用于城区内短距离支路，如13GHz、15GHz、18GHz几个频段的点对点微波通信系统﹑移动通信基站的连接。

5 无线光纤，可应用在宽带业务的接入中，是未来重要的发展方向。

6 解决了加密及抗干扰问题，可以应用于军事通信中

由于数字技术的应用，各种通信都可以转变为数字信号传输，所以数字微波通信让军队更加爱不释手，军方还将在未来向更高功率、更高频率等多种发展方向研发升级数字微波系统。

中继站也起到了非常大的作用，如图1所示这个示意图显示的是一条数字微波通信线路，它的主干线最长可以达到上千千米，另外有许多条支路，还包含了两端的终端站和大量分路站以及中继站，它们共同组成了一条数字微波中继通信的线路。

三、数字微波通信该如何发展

从电信技术的发展历史上能看出通信传输向来都是多手段的，不可能由某种传输方式包打天下，如今通信网的两个主流方式是移动通信及光纤通信，它们拥有巨大的用户市场和产业资源。它们的存在渐渐把数字微波逐出原有的领地，这是科技发展及进步所带来的必然结果。所以，要想继续发展数字微波技术，首先要接受现实，了解微波传输在当前市场的需求程度和存在价值，数字微波涉及的关键技术需要不断被突破，才会有更好的发展。

（1）高频段传输技术是指包括毫米波频段的10GHz以上的频段。由于电信主管部门所做的规划，即3GHz以下的频段给个人通信，而3～10GHz之间的频段已经非常拥挤。所以，数字微波通信要向高频段发展。

（2）兼容技术

电信主管部门在10GHz以下的频段中也划分了某些频段给数字微波通信使用，由于该频段内传播的条件好，设备已经成熟，这些频段要更好地利用，则需要利用抗干扰技术、扩频及跳频等技术来解决兼容问题。

（3）可使用在不同种类的用户组网和接口技术中。通过软件无线电技术，根据用户不同的组网要求完成各种接口功能从而使之成为一个公用的平台。

（4）利用数字专用集成电路、全数字化处理等技术降低建设成本并提高可靠性。

四、未来发展

20世纪80年代之前的通信网基本为中继线以卫星、微波等无线方式为主，用户线以市话电缆的有线方式为主。而未来通信网则是中继线以有线为主，用户线以无线为主。这就为数字微波通信带来了新的发展方向和新的机遇。

站在用户的角度来看，用户线可以分为固定型和移动型两类。移动通信均为移动型用户线，随着移动通信的发展，中国3G甚至4G用户都在快速增多，3G、4G数据业务也日益增多，这使得移动回传网络的传输带宽产生了极大的压力。当前3G以及HSPA的传送容量为10-20Mbit/s，而国内第一个4G单网元节点的传送容量超过了100Mbit/s，因此移动回传网面临着更高的挑战。全球移动回传网络均以微波传输为主，解决传输容量瓶颈的两种可行方案是选择光纤或大容量微波进行传输。因为微波传输技术能加快组网效率，并能有效减少其建设成本，所以微波传输技术必然成为全球移动回传网络的重要接入、传输方式。当前全世界有61%的基站通过微波连接。但是在我国，通过微波连接的3G节点只有不到5%。我国当前常用的微波传输主要是SDH和PDH，最高传输速率只有155Mbit/s，传送效率很低，极大地制约了微波技术在我国移动回传网络中的使用。如今的微波通信技术已经彻底解决了带宽和可靠性的瓶颈，5Gbit/s技术彻底解决带宽不足的问题，在刚刚过去的几年中，微波传输带宽逐年飞速增长，爱立信公司逐年推出了1.25Gbit/s和2.5Gbit/s 的无线单元，2011年以前这个数值就已经达到了5Gbit/s。实际使用时，微波系统的可靠性完全可以通过合理的微波链路设计从而保证足够的余量来提高。我国的人口密度非常高，随之而来的是人口密集区的基站密度也很高，所以对大容量的移动回传网络技术也提出了更高要求。同时，运营商为了在激烈的竞争中通过快速建网来占得先机，MBH的灵活迁移、快速安装就需要更多的技术支持来实现，而这恰好是短站距、大容量的E波段新一代微波传输系统所能解决的难题。最后，能否完善国家频率资源利用率需要进行详细的分析规划。第四代移动通信的应用及宽带业务的继续发展，将对固定无线接入提出更加高的要求，微波传输通信中点对多点及点对点方式的快速建设、调整、可用等方面一直作为相较于光网络非常大的优势。所以即便在4G甚至5G时代，被当做光网络的很好补充，它还是有很大的发展空间。在欧洲大陆，因为城市道路及土地被严格管理，不允许轻易被破坏，所以有近60%的通信都是通过微波传输的方式进行。

伴着中国经济迅速前行的步伐，精神文明建设的不断提高，假以时日，我国微波通信技术将得到大量的应用。与此同时，因为我国社会正处于转型时期，有其特别的发展机遇，随着经济快速发展，市场需求逐年增大，微波传输发展的土壤日益肥沃。我们有理由相信，在不远的将来我国微波通信会具有十分广阔的市场前景，数字微波也将得到更快发展。

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