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系统集成
无线通信

摘要


无线通信主要包括微波通信和卫星通信。微波是一种无线电波,它传送的距离一般只有几十千米。但微波的频带很宽,通信容量很大。微波通信每隔几十千米要建一个微波中继站。卫星通信是利用通信卫星作为中继站在地面上两个或多个地球站之间或移动体之间建立微波通信联系。长江数据的无线通信主要包括:卫星通讯、微波通讯、集群通讯、3G/4G 移动通讯。

架构

要点


卫星通讯

卫星通信,简单地说,就是地球上(包括地面、水面、和低层大气中)的无线电通信站之间利用人造卫星作为中继站而进行的通信。静止通信卫星是指卫星的轨道是圆形且在赤道平面上,卫星离地面 35786.6 公里,其飞行的方向和角速度与地球的自转相同,从地面上任一点看去,卫星是"静止"不动的。这种对地静止的同步卫星简称为静止卫星。一颗通信卫星天线的波束所覆盖的地球表面区域内的各个地球站都可以通过该卫星中继转发信号进行通信。在一个通信卫星上一般装有几十个转发器,每个转发器能同时接收和转发来自多个地球站的微波信号。卫星通信系统就是一种无线远程通信网。卫星通信与其它远程通信技术手段相比,具有以下一些差别和优点:

  • 通信距离远,覆盖面积大,不受地理条件限制,建站成本与通信距离无关;
  • 可以广播方式工作,便于实现多址通信;
  • 通信容量大,通信质量高,能传送的业务类型多;
  • 配置灵活,便于扩容;

一个卫星通信系统的组成包括主站,作为中继站的通信卫星和各远端站。通信双方一端为发讯站,另一端为收讯站。发讯站到卫星的空间路径称为信道的上行链路,收讯站到卫星的空间路径则称为信道的下行链路,两者合起来就构成一条卫星通信链路。

微波通讯

微波通信是在微波频段,通过地面视距进行信息传播的一种无线通信手段。所谓微波是指频率在 300MHz 至 300GHz 范围内的电磁波。 微波不像无线电广播那样从一个点向许多地点发送信号,微波通信是一个点到点的通信系统,当两点间直线距离内无障碍物的时候就可以使用微波通信。

微波通信设备对于无线通信的基站互联具有较好的适应性,体积小、重量轻、安装容易。其室外单元和天线可直接安装于无线基站的轻型铁塔上,使用十分简便。配置也比较灵活,工作频段和发射功率可以很容易的调整,我们在现场根据现场的需要来进行调整即可,通信容量和备份配置也是多种多样,可供用户选择。

长江数据微波通讯集成应用主要是由天线、软波导、室外单元(ODU)、馈线、避雷器、室内跳线、室内单元(IDU)组成。

  • 天线:根据系统频率,传输距离,和系统的需求,可以被配置为不同直径的天线。天线还分为垂直极化和水平极化两种,一般多采用垂直极化天线。
  • 软波导:除了 0.3m 的天线不使用软波导采用硬连接以外,其余各型号的天线均使用软波导叫软连接,软波导就是起到一个连接天线和 ODU 的作用。
  • 室外单元(ODU):微波的大部分功能,例如通信处理和微博容量大小等都是由室外单元来完成的。室外单元的容量卡决定了这跳微波的容量,与市内单元的 E1 输出口数量相对。
  • 馈线:微波的馈线分为两种型号:RG-7 和 RG-11。 RG-7 馈线的最大传输距离为 200 米,RG-11 馈线的最大传输距离为 300 米。另外,馈线需要做接地。
  • 室内单元(IDU):室内单元起到一个控制的作用,主要是处理 E1 的分配,告警信息的处理。市内单元数据卡存储着本端设备自开通以来的工作情况、功率和频率等信息。

集群通讯

集群通信系统属于专用移动通信系统,它是一种专用高级指挥调度系统,其特点是系统内所有可用信道为系统内的全体用户共享,具有自动选择信道功能。它是共享资源、分担费用、共用信道设备及服务的多用途、高效能的无线调度通信系统。由于集群系统主要侧重于指挥、联络、调度,其应用需求可遍及铁道运输、公路交通、民航航运、公安消防以及重大事件与突发事件应对等各行各业的方方面面。集群通讯功能包括:

  • 组呼和群呼功能:对用户进行分组,分为一组的用户可以使用同一个信道进行呼叫,组内的其他用户都可以收到,从而很容易完成同一个行动小组内的通信,并且不受其他的影响。RA 支持延迟进入的模式,也就是小组成员可以随时加入小组,进行呼叫和接收。 群呼功能就是"一呼百应"的模式,一个用户发起呼叫,全网用户都可以接收,并且只占用一个信道,这尤其适合大型集会等场合的调度指挥,是一般移动通信无法完成的。
  • 用户优先级:不同等级的用户具有不同的优先级,高等级的用户可以进行强拆和强插,也就是可以随时中断低等级用户的通信,从而有效的保证高等级用户的通信。这样可以保证在信道比较忙的时候,有效的保证高等级用户的信息发出(例如中心站的指挥信息,现场用户的实时信息等)。不会像公网那样因为信道阻塞而无法通信。
  • 单站模式和脱网直呼:设备在设计的过程中考虑了多种冗余、备份并支持降级使用功能。在基站和控制中心失去联系的情况下,基站自动转为单站模式,只要基站能保证供电,在这种情况下,同一基站覆盖范围的终端用户仍能保持通话,可以实现组呼等功能;并且可以启动备份的无线链路,从而保证基站与控制中心的连接。 终端还具有脱网直呼的功能,在接收不到基站的信号的时候,可以转为对讲模式,保证用户之间的通信。
  • 大区制组网:实施大区制低密度组网,一个基站可以覆盖几十公里的范围,因而只要少数几个基站就可以完成对一个地区的覆盖,如果在对基站进行备份和独立的电源设计,抗毁性高,可以有效的保证应急情况下的通信。 如果一个地区通信中断,还可以以移动基站等的形式进行覆盖,一个单载波移动基站,体积小,供电省,覆盖距离大,可以保证一定区域内有效地调度指挥等功能。

3G/4G 移动通讯

如果说 2G、3G 通信对于人类信息化的发展是微不足道的话,那么未来的4G 通信却给了我们真正的沟通自由,并将彻底改变我们的生活方式甚至社会形态。

  • 通信速度更快 :专家则预估,第四代移动通信系统可以达到 10Mbps 至 20Mbps,甚至最高可以达到每秒高达 100Mbps 速度传输无线信息,这种速度将相当于目前手机的传输速度的 1 万倍左右。
  • 网络频谱更宽:要想使 4G 通信达到 100Mbps 的传输,通信营运商必须在 3G 通信网络的基础上,进行大幅度的改造和研究,以便使 4G 网络在通信带宽上比 3G 网络的蜂窝系统的带宽高出许多。据研究,每个 4G 信道将占有 100MHz 的频谱,相当于 W-CDMA 3G 网路的 20 倍。
  • 通信更加灵活 4G通信将使我们不仅可以随时随地通信,更可以双向下载传递资料、图画、影像、以及网上联线对打游戏。
  • 智能性能更高:不仅表现在 4G 通信的终端设备的设计和操作具有智能化,例如对菜单和滚动操作的依赖程度将大大降低,更重要的是 4G 手机可以实现许多难以想象的功能。4G 手机可以被看作是一台手提电视,用来看体育比赛之类的各种现场直播。
  • 兼容性能更平滑 :移动通信系统应当具备全球漫游,接口开放,能跟多种网络互联,终端多样化以及能从第二代平稳过渡等特点。
  • 提供各种增值服务 :4G移动通信系统技术则以正交多任务分频技术(OFDM)最受瞩目,利用这种技术人们可以实现例如无线区域环路(WLL)、数字音讯广播(DAB)等方面的无线通信增值服务。
  • 实现更高质量的多媒体通信: 4G 通信能满足第三代移动通信尚不能达到的在覆盖范围、通信质量、造价上支持的高速数据和高分辨率多媒体服务的需要。
  • 频率使用效率更高:由于利用了几项不同的技术,第四代移动通信无线频率的使用比第二代和第三代系统有效得多。据估计,这种有效性可以让更多的人使用与以前相同数量的无线频谱做更多的事情,并且效率更高。研究人员说,下载速率有可能达到 5Mbps 到 10Mbps。
  • 通信费用更加便宜 4G 通信具有兼容性好,灵活性搞,部署迅速,成本可控等特点, 4G 通信的无线即时连接等某些服务费用将比 3G 通信更加便宜。

价值


无线通信这一技术已深入到人们生活和工作的各个方面,包括日常使用的手机、无线电话等,其中 3G、WLAN、UWB、蓝牙、宽带卫星系统、数字电视都是 21 世纪最热门的无线通信技术的应用。随着无线通信应用逐渐增多,它将扩展有线局域网或在某些情况下取而代之。在未来信息无所不在的时代,无线通信将依靠其无法比拟的灵活性,可移动性和极强的可扩容性,使人们真正享受到简单、方便、快捷的连接。在互联网高速发展的今天,无线通信将是未来发展的趋势,必将最终代替传统的有线网络。