Teknolojia ya Wimbi ya Milimita ya E-Band

Utangulizi wa Teknolojia ya Wimbi ya Milimita kwa E-Band na V-Band

Muhtasari wa MMW

Millimeter Wave (MMW) ni teknolojia ya mwendo wa kasi (10Gbps, 10 Gigabit kwa sekunde) viungo vyenye waya visivyo na waya, bora kwa maeneo ya mijini. Kutumia microwave ya kiwango cha juu katika E-Band (70-80GHz) na 58GHZ hadi 60GHz (V-Band) wigo, viungo vinaweza kupelekwa sana katika miji iliyosongamana bila kuingiliwa, na bila hitaji la kuchimba nyaya na macho ya nyuzi, ambayo inaweza kuwa gharama kubwa, polepole na yenye usumbufu. Kwa upande mwingine, viungo vya MMW vinaweza kutumiwa kwa masaa, na kuhamishwa na kutumiwa tena kwenye wavuti tofauti wakati mahitaji ya mtandao yanabadilika.

Kiungo cha Wimbi cha Milimita cha CableFree kilichowekwa katika UAE

Historia ya MMW

Mnamo 2003 Tume ya Mawasiliano ya Shirikisho la Amerika Kaskazini (FCC) ilifungua bendi kadhaa za kiwango cha juu cha millimeter-wave (MMW), ambazo ni katika safu za 70, 80, na 90 gigahertz (GHz), kwa matumizi ya kibiashara na ya umma. Kwa sababu ya idadi kubwa ya wigo (takriban 13 GHz) inayopatikana katika bendi hizi, redio za mawimbi ya millimeter zimekuwa suluhisho la redio ya kasi-kwa-uhakika (pt-to-pt) kwenye soko. Bidhaa za usafirishaji wa redio zinazotoa viwango vya data-duplex kamili hadi 1.25 Gbps, kwa viwango vya upatikanaji wa darasa la wabebaji wa 99.999%, na kwa umbali karibu na maili moja au zaidi zinapatikana leo. Kwa sababu ya bei ya gharama nafuu, redio za MMW zina uwezo wa kubadilisha modeli za biashara kwa watoa huduma za backhaul za rununu na metro / biashara ya "Mwisho wa Maili".

Usuli wa Udhibiti
Kufunguliwa kwa wigo wa 13 GHz wa wigo uliotumiwa hapo awali katika 71… 76 GHz, 81… 86 GHz na 92… masafa ya GHz 95, kwa matumizi ya kibiashara, na huduma za waya zisizo na waya za kiwango cha juu huko Merika mnamo Oktoba 2003 inachukuliwa kama uamuzi wa kihistoria na Tume ya Mawasiliano ya Shirikisho (FCC). Kutoka kwa mtazamo wa kiteknolojia uamuzi huu uliruhusu kwa mara ya kwanza, kasi kamili ya laini na mawasiliano kamili ya duplex ya gigabit-kasi isiyo na waya kwa umbali wa maili moja au zaidi katika viwango vya upatikanaji wa darasa la wabebaji. Wakati wa kufungua wigo wa matumizi ya kibiashara, Mwenyekiti wa FCC Michael Powell alitangaza uamuzi huo kama kufungua "mipaka mpya" katika huduma za kibiashara na bidhaa kwa watu wa Amerika. Tangu wakati huo, masoko mapya ya uingizwaji wa nyuzi au ugani, mitandao ya ufikiaji isiyo na waya ya "Mwisho wa Maili", na ufikiaji wa mtandao mpana katika viwango vya data ya gigabit na zaidi imefunguliwa.

Umuhimu wa mgao wa 70 GHz, 80 GHz na 90 GHz hauwezi kupuuzwa. Mgao huu matatu, kwa pamoja hujulikana kama E-bendi, inajumuisha idadi kubwa zaidi ya wigo uliowahi kutolewa na FCC kwa matumizi ya leseni ya kibiashara. Pamoja, 13 GHz ya wigo huongeza kiwango cha bendi zilizoidhinishwa na FCC na 20% na bendi hizi pamoja zinawakilisha mara 50 ya upana wa wigo mzima wa seli. Kwa jumla ya 5 GHz ya bandwidth inapatikana kwa 70 GHz na 80 GHz, mtawaliwa, na 3 GHz kwa 90 GHz, gigabit Ethernet na viwango vya juu vya data vinaweza kukaliwa kwa urahisi na usanifu rahisi wa redio na bila mipango tata ya moduli. Pamoja na sifa za uenezi kuwa mbaya kidogo tu kuliko zile za bendi za mikrowevu zinazotumiwa sana, na sifa za hali ya hewa zilizo na sifa nzuri inayoruhusu kufifia kwa mvua kueleweka, umbali wa umbali wa maili kadhaa unaweza kutekelezwa kwa ujasiri.

Uamuzi wa FCC pia uliweka msingi wa mpango mpya wa leseni ya mtandao. Mpango huu wa leseni mkondoni unaruhusu usajili wa haraka wa kiunga cha redio na hutoa ulinzi wa masafa kwa malipo ya wakati mmoja ya dola mia chache. Nchi zingine nyingi ulimwenguni kwa sasa zinafungua wigo wa MMW kwa matumizi ya umma na biashara, kufuatia uamuzi wa kihistoria wa FCC. Ndani ya karatasi hii tutajaribu kuelezea umuhimu wa bendi za 70 GHz, 80 GHz na 90 GHz, na kuonyesha jinsi mgao huu mpya wa masafa utakavyoweza kurekebisha usambazaji wa kiwango cha juu cha data na mifano ya biashara inayohusiana.

Masoko Lengo na Maombi ya Uwezo wa Kuingia wa Uwezo wa Juu "Mwisho wa Maili"
Nchini Merika peke yake, kuna takriban majengo 750,000 ya kibiashara na wafanyikazi 20+. Katika mazingira ya leo ya biashara yaliyounganishwa sana na mtandao, majengo haya mengi yanahitaji muunganisho wa kiwango cha juu cha data. Ingawa ni kweli kwamba biashara nyingi kwa sasa zinaridhika na kuwa na polepole T1 / E1 kwa 1.54 Mbps au 2.048 Mbps, mtawaliwa, au aina nyingine yoyote ya unganisho la DSL, idadi inayokua kwa kasi ya biashara inahitaji DS - Uunganisho wa 3 (45 Mbps) au unganisho la nyuzi za kasi zaidi. Walakini, hapa ndipo shida zinaanza, kulingana na utafiti wa hivi karibuni wa Vertical Systems Group, ni 13.4% tu ya majengo ya kibiashara huko United Sates yameunganishwa na mtandao wa nyuzi. Kwa maneno mengine, 86.6% ya jengo hili halina unganisho la nyuzi, na wapangaji wa jengo hutegemea kukodisha nyaya za shaba zenye waya polepole kutoka kwa watoa huduma wa sasa au mbadala wa simu (ILECs au CLECs). Gharama kama hizo kwa muunganisho wa shaba yenye waya wa kasi zaidi kama unganisho la 45 Mbps DS-3, zinaweza kukimbia kwa $ 3,000 kwa mwezi au zaidi.

Utafiti mwingine wa kupendeza uliofanywa na Cisco mnamo 2003 ulifunua kuwa 75% ya majengo ya kibiashara ya Merika ambayo hayajaunganishwa na fiber ni ndani ya maili moja ya unganisho la nyuzi. Walakini, licha ya kuongezeka kwa mahitaji ya usafirishaji wa uwezo mkubwa katika majengo haya, gharama inayohusishwa na kuwekewa nyuzi mara nyingi hairuhusu "kufunga kifuniko cha maambukizi". Kwa mfano, gharama za kuwekewa nyuzi katika miji mikubwa ya Merika inaweza kufikia $ 250,000 kwa maili, na katika miji mikubwa zaidi ya Amerika kuna hata kusitisha kuwekewa nyuzi mpya kwa sababu ya usumbufu mkubwa wa trafiki. Fibre kwa takwimu za uunganishaji wa jengo la kibiashara katika Miji mingi ya Uropa ni mbaya zaidi na tafiti zingine zinaonyesha kwamba karibu 1% tu ya majengo ya biashara yameunganishwa na nyuzi.

Wachambuzi wengi wa tasnia wanakubali kuwa kuna soko kubwa na la sasa ambalo halijahifadhiwa kwa muunganisho wa ufikiaji wa waya wa muda mfupi wa "Maili ya Mwisho" mradi teknolojia ya msingi inaruhusu viwango vya upatikanaji wa darasa la wabebaji. Mifumo ya redio ya MMW inafaa kabisa kutimiza mahitaji haya ya kiufundi. Kwa kuongezea, uwezo wa hali ya juu na mifumo ya MMW inayopatikana kibiashara imepungua sana kwa bei kwa miaka michache iliyopita. Ikilinganishwa na kuwekewa maili moja tu ya nyuzi katika jiji kuu la Amerika au jiji la Uropa, matumizi ya redio yenye uwezo wa gigabit Ethernet ya MMW inaweza kukimbia chini ya 10% ya gharama za nyuzi. Muundo huu wa bei hufanya uchumi wa muunganisho wa gigabit uvutie kwa sababu mpangilio unaohitajika wa mtaji na kipindi cha Kurudisha Uwekezaji (ROI) kimefupishwa sana. Kwa hivyo, maombi mengi ya kiwango cha juu cha data ambayo hayangeweza kutumiwa kiuchumi hapo zamani kwa sababu ya gharama kubwa za miundombinu ya kutiririsha nyuzi sasa zinaweza kutumiwa na zinawezekana kiuchumi wakati wa kutumia teknolojia ya redio ya MMW. Miongoni mwa maombi haya ni:
● CLEC na upanuzi wa nyuzi za ILEC na uingizwaji
● Backhaul ya Metro Ethernet na kufungwa kwa pete ya nyuzi
● Viongezeo vya LAN vya chuo bila waya
● Hifadhi ya nyuzi na utofauti wa njia katika mitandao ya vyuo vikuu
● Kupona kwa Maafa
● Uunganisho wa kiwango cha juu cha SAN
● Upungufu, uwekaji na usalama kwa Usalama wa Nchi na Jeshi
● 3G ya rununu na / au WIFI / WiMAX inarudisha nyuma kwenye mitandao minene ya mijini
● Viungo vya kubebeka na vya muda wa video ya ufafanuzi wa hali ya juu au usafirishaji wa HDTV

Kwa nini utumie Teknolojia ya E-Band MMW?

Kati ya bendi tatu za masafa zilizofunguliwa, bendi za 70 GHz na 80 GHz zimevutia zaidi wazalishaji wa vifaa. Iliyoundwa ili kuishi pamoja, mgao wa 71… 76 GHz na 81… 86 GHz huruhusu 5 GHz ya bandwidth kamili ya usambazaji wa duplex; kutosha kusambaza kwa urahisi ishara kamili ya duplex gigabit Ethernet (GbE) hata na mipango rahisi ya moduli. Ubunifu wa hali ya juu wa Ubora wa Wireless hata umeweza kutumia bendi ya chini ya 5 GHz, kutoka 71… 76 GHz tu, kusafirisha ishara kamili ya duplex GbE. Baadaye, faida iliyo wazi inaonyeshwa kwa kutumia njia hii linapokuja suala la kupelekwa kwa teknolojia ya MMW karibu na tovuti za angani na katika nchi zilizo nje ya Merika Kwa ubadilishaji wa data wa moja kwa moja (OOK) na vibadilishaji vya bei ya chini, rahisi na hivyo gharama nafuu na usanifu wa redio wa kuaminika unaweza kupatikana. Na misimbo ya moduli inayofaa zaidi, usafirishaji kamili zaidi wa duplex kwenye 10 Gbps (10GigE) hadi 40Gbps inaweza kufikiwa.

Ugawaji wa 92… 95 GHz ni ngumu zaidi kufanya kazi nayo kwa sababu sehemu hii ya wigo imegawanywa katika sehemu mbili zisizo sawa ambazo zimetenganishwa na bendi nyembamba ya kutengwa ya 100 MHz kati ya 94.0… 94.1 GHz. Inaweza kudhaniwa kuwa sehemu hii ya wigo itatumika zaidi kwa uwezo wa juu na anuwai fupi ya matumizi ya ndani. Mgao huu hautajadiliwa zaidi katika karatasi hii nyeupe.

Chini ya hali wazi ya hali ya hewa, umbali wa maambukizi katika 70 GHz na 80 GHz huzidi maili nyingi kwa sababu ya viwango vya chini vya kupunguza anga. Walakini, Kielelezo 1 kinaonyesha kuwa hata chini ya hali hizi upunguzaji wa anga unatofautiana sana na masafa [1]. Kwa kawaida, masafa ya chini ya microwave na hadi takriban 38 GHz, upunguzaji wa anga ni duni sana na maadili ya kupunguza sehemu ya kumi ya decibel kwa kilomita (dB / km). Karibu ngozi ya GHz 60 na molekuli za oksijeni husababisha spike kubwa katika upunguzaji. Ongezeko hili kubwa la ngozi ya oksijeni hupunguza sana umbali wa usafirishaji wa redio ya bidhaa za redio 60 GHz. Walakini, zaidi ya kilele cha ngozi ya oksijeni ya 60 GHz dirisha pana la upunguzaji linafungua ambapo upunguzaji hupungua hadi maadili karibu 0.5 dB / km. Dirisha hili la kupunguza chini hujulikana kama E-bendi. Thamani za kupunguza bendi ya E ziko karibu na upunguzaji unaopatikana na redio za kawaida za microwave. Juu ya 100 GHz, upunguzaji wa anga huongezeka kwa jumla na kwa kuongeza kuna bendi nyingi za kunyonya Masi zinazosababishwa na ngozi ya O2 na H2O katika masafa ya juu. Kwa muhtasari, ni dirisha la chini la upunguzaji wa anga kati ya 70 GHz na 100 GHz ambayo inafanya masafa ya E-band kuvutia kwa usambazaji mkubwa wa waya. Kielelezo 1 pia kinaonyesha jinsi mvua na ukungu huathiri upunguzaji wa microwave, millimeter-wave na infrared bendi za macho zinazoanza karibu 200 terahertz (THz) na ambazo hutumiwa katika mifumo ya usambazaji ya FSO. Kwa viwango anuwai na maalum viwango vya kupunguza viwango vya mabadiliko hubadilika kidogo, na kuongezeka kwa masafa ya maambukizi. Uhusiano kati ya viwango vya mvua na umbali wa usafirishaji utachunguzwa zaidi katika sehemu ifuatayo. Upunguzaji unaohusiana na ukungu unaweza kimsingi kupuuzwa katika masafa ya mawimbi ya millimeter, ikiongezeka kwa maagizo kadhaa ya ukubwa kati ya mawimbi ya millimeter na bendi ya usafirishaji wa macho: Sababu kuu kwa nini mifumo ya umbali wa FSO huacha kufanya kazi chini ya hali ya ukungu.

Umbali wa Kusambaza kwa E-Band
Kama ilivyo na uenezaji wote wa redio ya hali ya juu, upunguzaji wa mvua kawaida huamua mipaka ya vitendo kwa umbali wa usafirishaji. Kielelezo 2 kinaonyesha kuwa mifumo ya redio inayofanya kazi katika masafa ya E-band inaweza kupata upunguzaji mkubwa kutokana na uwepo wa mvua [2]. Kwa bahati nzuri, mvua kali zaidi huwa inanyesha katika sehemu ndogo za ulimwengu; hasa nchi za kitropiki na ikweta. Wakati wa kilele viwango vya mvua vya zaidi ya inchi saba / saa (180 mm / saa) vinaweza kuzingatiwa kwa muda mfupi. Nchini Merika na Ulaya, kiwango cha juu cha kiwango cha mvua kinachopatikana kawaida huwa chini ya inchi nne / saa (100 mm / hr). Kiwango kama hicho cha mvua husababisha upunguzaji wa ishara ya 30 dB / km, na kwa ujumla hufanyika tu wakati wa wingu fupi. Milipuko hii ya wingu ni matukio ya mvua ambayo huonekana ndani ya maeneo madogo na ya ndani na ndani ya kiwango kidogo, wingu kubwa la mvua. Kwa kuwa milipuko ya wingu pia huhusishwa na hafla kali za hali ya hewa ambazo huenda haraka kwenye kiunga, kukatika kwa mvua huwa fupi na kuna shida tu kwenye viungo vya kusafirisha umbali mrefu.

Wimbi la Milimita na Udhibiti wa Mvua V-bendi E-Band

Kanda za mvua za ITU Global Millimeter Wave E-Band V-Band

Jumuiya ya Mawasiliano ya Kimataifa (ITU) na mashirika mengine ya utafiti yamekusanya data za mvua ya miongo kadhaa kutoka kote ulimwenguni. Kwa ujumla, sifa za mvua na uhusiano kati ya kiwango cha mvua, muda wa mvua wa takwimu, ukubwa wa matone ya mvua, nk zinaeleweka vizuri [3] na kwa kutumia habari hii inawezekana kutengeneza viungo vya redio kushinda hata hafla mbaya za hali ya hewa au kutabiri muda wa kukatika kwa hali ya hewa kwenye viungo vya redio vya umbali mrefu vinavyofanya kazi kwa masafa maalum. Mpango wa uainishaji wa ukanda wa mvua wa ITU unaonyesha viwango vya mvua vinavyotarajiwa vya takwimu kwa mpangilio wa herufi. Wakati maeneo ambayo hupata mvua ndogo huainishwa kama "Mkoa A," viwango vya juu zaidi vya mvua ni katika "Mkoa wa Q." Ramani ya ukanda wa mvua wa ITU ulimwenguni na orodha ya viwango vya mvua katika mikoa maalum ya ulimwengu imeonyeshwa kwenye Mchoro 3 hapa chini.

 Ramani ya MMW Fade ya Mvua kwa bendi ya USA E-bendi V

Kielelezo 3: Uainishaji wa ukanda wa mvua wa ITU wa mikoa tofauti ulimwenguni (juu) na viwango halisi vya mvua kama takwimu ya kazi ya muda wa tukio la mvua

Kielelezo 4 kinaonyesha ramani ya kina kwa Amerika ya Kaskazini na Australia. Inafaa kutaja kuwa karibu asilimia 80 ya eneo la Bara la Amerika huanguka katika eneo la mvua K na chini. Kwa maneno mengine, kufanya kazi kwa kiwango cha upatikanaji wa 99.99%, pambizo la mfumo wa redio lazima iliyoundwa iliyoundwa kuhimili kiwango cha juu cha mvua cha 42 mm / saa. Viwango vya juu zaidi vya mvua katika Amerika ya Kaskazini vinaweza kuzingatiwa huko Florida na kando ya Pwani ya Ghuba, na mikoa hii imeainishwa chini ya eneo la mvua N. Kwa jumla, Australia hupata mvua kidogo kuliko Amerika ya Kaskazini. Sehemu kubwa za nchi hii pamoja na laini ya pwani ya Kusini yenye wakazi wengi iko katika maeneo ya mvua E na F (<28 mm / h).

Ili kurahisisha, kwa kuchanganya matokeo ya Kielelezo 2 (kiwango cha mvua dhidi ya kupunguza) na kutumia chati za mvua za ITU zilizoonyeshwa kwenye Takwimu 3 na 4, inawezekana kuhesabu upatikanaji wa mfumo fulani wa redio unaofanya kazi katika sehemu fulani ya ulimwengu . Mahesabu ya nadharia kulingana na data ya mvua kwa Merika, Ulaya na Australia zinaonyesha kuwa vifaa vya kupitishia redio 70/80 GHz vinaweza kufikia unganisho wa GbE kwa kiwango cha upatikanaji wa takwimu ya 99.99… 99.999% kwa umbali karibu na maili moja au hata zaidi. Kwa upatikanaji wa chini wa 99.9%, umbali unaozidi maili 2 unaweza kupatikana kwa kawaida. Wakati wa kusanidi mtandao katika pete au topeolojia ya matundu, umbali mzuri mara mbili katika hali zingine kwa idadi sawa ya upatikanaji kwa sababu ya mnene, hali ya mkusanyiko wa seli nzito za mvua na upunguzaji wa njia unaotolewa na topolojia za matundu.

Ramani ya MMW Fade Ramani Australia E-Band V_Band

Kielelezo 4: Uainishaji wa eneo la mvua la ITU kwa Amerika Kaskazini na Australia

Faida moja kali ya teknolojia ya MMW juu ya suluhisho zingine zenye uwezo wa juu kama vile macho ya nafasi ya bure (FSO) ni kwamba masafa ya MMW hayaathiriwi na shida zingine za usafirishaji kama ukungu au dhoruba za mchanga. Ukungu mnene, kwa mfano, na kioevu cha maji ya 0.1 g / m3 (karibu mwonekano wa m 50) ina upungufu wa 0.4 dB / km kwa 70/80 GHz [4]. Chini ya hali hizi, mfumo wa FSO utapata upunguzaji wa ishara ya zaidi ya 250 dB / km [5]. Thamani hizi kali za kudhoofisha zinaonyesha kwa nini teknolojia ya FSO inaweza tu kutoa takwimu za upatikanaji wa juu kwa umbali mfupi. Mifumo ya redio ya bendi ya E vile vile haiathiriwa na vumbi, mchanga, theluji na shida zingine za njia ya usafirishaji.

Teknolojia Mbadala ya Kiwango cha Juu cha Takwimu
Kama njia mbadala za teknolojia ya waya isiyo na waya ya E-band, kuna idadi ndogo ya teknolojia inayofaa inayoweza kusaidia kuunganishwa kwa kiwango cha juu cha data. Sehemu hii ya karatasi nyeupe inatoa muhtasari mfupi.

Cable ya Fiber-Optic

Cable ya fiber-optic inatoa upanaji mkubwa wa teknolojia yoyote inayofaa ya usafirishaji, ikiruhusu viwango vya juu sana vya data kusambazwa kwa umbali mrefu. Ingawa maelfu ya maili ya nyuzi hupatikana ulimwenguni na haswa katika mitandao ndefu ya kuvuta na baina ya jiji, ufikiaji wa "Mwisho wa Maili" unabaki mdogo. Kwa sababu ya gharama kubwa na mara nyingi zinazozuia juu zinazohusiana na kuchimba mifereji na kuweka nyuzi za ardhini, na maswala ya njia ya kulia, ufikiaji wa nyuzi unaweza kuwa ngumu kutowezekana. Ucheleweshaji mrefu pia ni mara kwa mara, sio tu kwa sababu ya mchakato wa mwili wa kutiririsha nyuzi, lakini pia kwa sababu ya vizuizi vinavyosababishwa na athari za mazingira na vizuizi vya urasimu vinavyohusika katika mradi kama huo. Kwa sababu hii, miji mingi ulimwenguni inakataza kutiririsha nyuzi kwa sababu ya kuvurugika kwa trafiki ya jiji la ndani na usumbufu wa jumla wa mchakato wa mfereji kwa umma.

Ufumbuzi wa Radio ya Microwave

Redio za microwave za uhakika-kwa-uhakika zinaweza kusaidia viwango vya juu vya data kama kamili-duplex 100 Mbps Fast Ethernet au hadi 500 Mbps kwa kila mbebaji katika masafa ya kati ya 4-42 GHz. Walakini, katika bendi za jadi za microwave wigo ni mdogo, mara nyingi msongamano na njia za wigo wenye leseni ni nyembamba sana ikilinganishwa na wigo wa E-Band.

Microwave na Millimeter Wimbi MMW Spectrum V-bendi na E-bendi

Kielelezo 5: Kulinganisha kati ya redio za kiwango cha juu cha data ya microwave na suluhisho la redio la 70/80 GHz.

Kwa ujumla, njia za masafa zinazopatikana kwa leseni mara nyingi sio zaidi ya megahertz 56 (MHz), lakini kawaida 30 MHz au chini. Katika bendi zingine, njia pana za 112MHz zinazoweza kusaidia 880Mbps kwa kila mbebaji zinaweza kupatikana, lakini tu katika bendi za masafa ya juu zinazofaa kwa umbali mfupi. Kwa hivyo, redio zinazofanya kazi katika bendi hizi kwa viwango vya juu vya data zinapaswa kuajiri usanifu wa mfumo ngumu sana unaotumia miradi ya moduli hadi 1024 Quadrature Amplitude Modulation (QAM). Mifumo ngumu sana kama hiyo inasababisha umbali uliozuiliwa, na upitishaji bado umezuiliwa kwa viwango vya data hadi 880Mbps kwenye njia kubwa zaidi. Kwa sababu ya idadi ndogo ya wigo unaopatikana katika bendi hizi, mifumo pana ya upeanaji wa antena, na unyeti wa mwendo wa juu wa QAM kuelekea aina yoyote ya usumbufu, upelekaji denser wa suluhisho za jadi za microwave katika maeneo ya miji au mji mkuu ni shida sana. Ulinganisho wa wigo wa kuona kati ya bendi za jadi za microwave na njia ya 70/80 GHz imeonyeshwa kwenye Kielelezo 5.

60 GHz (V-Band) Suluhisho za Redio za Wimbi za Milimita
Mgawanyo wa mara kwa mara ndani ya wigo wa 60 GHz, na haswa mgao kati ya 57… 66 GHz, hutofautiana sana katika maeneo tofauti ya ulimwengu. Amerika ya Kaskazini FCC imetoa wigo mpana wa wigo wa masafa kati ya 57… 64 GHz ambayo hutoa bandwidth ya kutosha kwa operesheni kamili ya duplex GbE. Nchi zingine hazijafuata uamuzi huu na nchi hizi zina ufikiaji wa mgao mdogo sana na mara nyingi unaotumiwa kati ya bendi ya wigo wa 60 GHz. Kiasi kidogo cha wigo unaopatikana nje ya Amerika hairuhusu ujenzi wa gharama nafuu suluhisho za redio za 60 GHz kwa viwango vya juu vya data huko Uropa, nchi kama Ujerumani, Ufaransa na England kutaja chache tu. Walakini, hata huko Amerika, kiwango cha juu cha nguvu ya usafirishaji, pamoja na sifa duni za uenezi kwa sababu ya ngozi ya juu ya anga na molekuli za oksijeni (angalia Kielelezo 1), inazuia umbali wa kawaida wa kiunga chini ya nusu maili. Ili kufanikisha utendaji wa kiwango cha wabebaji wa 99.99… 99.999% upatikanaji wa mfumo, kwa sehemu kubwa za eneo la bara la Amerika, umbali kwa ujumla umepunguzwa kwa zaidi ya yadi 500 (mita 500). FCC imeainisha wigo wa 60 GHz kama wigo usio na leseni. Tofauti na mgao wa juu wa 70/80 GHz, utendaji wa mifumo ya redio 60 GHz hauhitaji idhini ya kisheria au uratibu. Kwa upande mmoja utumiaji wa teknolojia isiyo na leseni ni maarufu sana kati ya watumiaji wa mwisho, lakini wakati huo huo hakuna kinga dhidi ya kuingiliwa, iwe kwa bahati mbaya au kwa kukusudia. Kwa muhtasari, haswa nchini Merika, matumizi ya wigo wa 60 GHz inaweza kuwa njia mbadala inayofaa kwa upelekaji wa umbali mfupi, lakini teknolojia sio mbadala halisi kwa umbali wa kiunga zaidi ya mita 500 na wakati 99.99… 99.999% upatikanaji wa mfumo unahitajika.

Optics ya Nafasi ya Bure (FSO, Optical Wireless)
Teknolojia ya nafasi ya bure ya macho (FSO) hutumia teknolojia ya infrared laser kupeleka habari kati ya maeneo ya mbali. Teknolojia inaruhusu kupitisha viwango vya juu sana vya data ya 1. 5 Gbps na zaidi. Teknolojia ya FSO kwa ujumla ni teknolojia ya usafirishaji salama sana, sio rahisi kukabiliwa na usumbufu kwa sababu ya sifa nyembamba sana za usafirishaji, na pia haina leseni ulimwenguni.

Kwa bahati mbaya, usafirishaji wa ishara kwenye bendi za macho za infrared huathiriwa sana na ukungu, ambapo ngozi ya anga inaweza kuzidi 130 dB / km [5]. Kwa ujumla, hali yoyote ya hali ya hewa inayoathiri uonekano kati ya maeneo mawili (kwa mfano mchanga, vumbi), pia itaathiri utendaji wa mfumo wa FSO. Matukio ya ukungu na dhoruba za vumbi / mchanga pia vinaweza kuwekwa ndani sana na ni ngumu kutabiri, na kwa hivyo, utabiri wa upatikanaji wa mfumo wa FSO ni ngumu zaidi. Tofauti na matukio ya mvua kali, ambayo ni mafupi sana kwa muda, ukungu na vumbi / dhoruba za mchanga pia zinaweza kudumu kwa muda mrefu sana (masaa au hata siku badala ya dakika). Hii inaweza kusababisha kukatika kwa muda mrefu sana kwa mifumo ya FSO inayofanya kazi chini ya hali kama hizo.

Kutoka kwa mtazamo wa vitendo, na wakati wa kuzingatia idadi ya upatikanaji wa 99.99… 99.999%, yote hapo juu yanaweza kupunguza teknolojia ya FSO kwa umbali wa yadi mia chache tu (mita 300); haswa katika maeneo ya ufuo wa pwani au ukungu, na pia katika maeneo ambayo hupata dhoruba za mchanga / vumbi. Ili kudumisha uunganisho wa 100% wakati wa kupeleka mifumo ya FSO katika aina hizi za mazingira, teknolojia mbadala ya njia inapendekezwa.

Wataalam wengi wa tasnia wanakubali kuwa teknolojia ya FSO inaweza kutoa njia mbadala ya kupendeza na ya bei rahisi katika kuunganisha bila waya maeneo ya mbali kwa umbali mfupi. Walakini, fizikia ya kupunguza ishara katika wigo wa infrared daima itazuia teknolojia hii kwa umbali mfupi sana.

Ulinganisho mfupi wa teknolojia za usambazaji wa kiwango cha juu zilizojadiliwa na zinazopatikana kibiashara na madereva yao muhimu ya utendaji imeonyeshwa kwenye Jedwali 1.

MMW Ikilinganishwa na teknolojia zingine zisizo na waya

Jedwali 1: Kulinganisha chati ya kiwango cha juu cha data inayopatikana kwa waya na teknolojia za usafirishaji wa waya

Ufumbuzi wa Milimita-Wimbi Inayopatikana Kibiashara
Jalada la bidhaa ya mawimbi ya CableFree Millimeter inajumuisha suluhisho za redio za uhakika kutoka kwa 100 Mbps hadi 10 Gbps (10 Gigabit Ethernet) kasi katika wigo wa leseni ya 70 GHz E-band na hadi 1Gbps katika wigo wa 60 GHz isiyo na leseni. Mifumo inapatikana na saizi tofauti za antena kukidhi mahitaji ya upatikanaji wa mteja kwa umbali maalum wa kupelekwa kwa bei za ushindani zaidi za mtengenezaji yeyote wa redio ya E-band kwenye tasnia. Ufumbuzi wa redio ya E-band ya Ubora wa Wireless hufanya kazi katika bendi ya chini ya 5 GHz ya wigo wa leseni 70/80 GHz E-bendi tu, badala ya usambazaji wa wakati mmoja katika bendi zote za 70 GHz na 80 GHz. Kama matokeo, bidhaa za Ubora wa Wireless hazielekei kwa vizuizi vya kupelekwa karibu na tovuti za angani au mitambo ya kijeshi huko Uropa, ambapo jeshi linatumia sehemu za bendi ya 80 GHz kwa mawasiliano ya kijeshi. Mifumo ni rahisi kupeleka, na kwa sababu ya malisho ya nguvu ya chini ya volts 48 ya sasa ya moja kwa moja (Vdc), hakuna fundi umeme aliyethibitishwa anayehitajika kwa kusanikisha mfumo. Picha za bidhaa bora za wireless zinaonyeshwa kwenye Mchoro 6 hapa chini.

Kiungo cha CableFree MMW Kupelekwa katika UAE

Kielelezo 6: Redio za CableFree MMW zinaendana na zimeunganishwa sana. Toleo la antena ya 60cm limeonyeshwa

Muhtasari na Hitimisho
Ili kusuluhisha mahitaji ya leo ya uunganishaji wa mtandao wenye uwezo mkubwa, suluhisho za kuaminika zisizo na waya zinapatikana kutoa utendaji kama wa nyuzi kwa sehemu ya gharama ya kuweka nyuzi au kukodisha unganisho la nyuzi nyingi. Hii ni muhimu sio tu kutoka kwa utendaji / mtazamo wa gharama, lakini pia kwa sababu unganisho la nyuzi katika mitandao ya ufikiaji wa "Mwisho wa Maili" bado haijaenea sana na tafiti za hivi karibuni zinafunua kuwa huko Merika tu 13.4% ya majengo ya biashara yaliyo na zaidi ya Wafanyakazi 20 wameunganishwa na nyuzi. Nambari hizi ni za chini hata katika nchi zingine nyingi.

Kuna teknolojia kadhaa kwenye soko ambazo zinaweza kutoa unganisho la gigabit kuunganisha maeneo ya mitandao ya mbali. Suluhisho za bendi ya E-leseni katika masafa ya 70/80 GHz zinavutia sana kwa sababu zinaweza kutoa takwimu za juu zaidi za upatikanaji wa kiwango cha wabebaji kwa umbali wa maili moja (1.6 km) na zaidi. Nchini Merika uamuzi wa kihistoria wa FCC wa 2003 umefungua wigo huu kwa matumizi ya kibiashara na mpango wa leseni nyepesi wa bei ya chini unaotegemea mtandao huruhusu watumiaji kupata leseni ya kufanya kazi ndani ya masaa machache. Nchi zingine labda tayari zina na / au sasa ziko katika mchakato wa kufungua wigo wa bendi ya E kwa matumizi ya kibiashara. Redio 60 za GHz zisizo na leseni na mifumo ya bure ya macho (FSO) zinaweza pia kutoa unganisho la gigabit Ethernet, lakini kwa juu 99.99… Viwango vya upatikanaji wa darasa la wabebaji, suluhisho hizi zote zina uwezo wa kufanya kazi kwa umbali uliopunguzwa. Kama sheria rahisi ya kidole gumba na kwa sehemu nyingi za Merika, suluhisho za 99.999 GHz zinaweza kutoa viwango hivi vya upatikanaji tu wakati wa kupelekwa kwa umbali chini ya yadi 60 (mita 500).

Marejeo
● ITU-R Uk. 676-6, "Upunguzaji na Gesi za Anga," 2005.
● ITU-R P.838-3, "Mfano Maalum wa Kuzuia Mvua kwa Matumizi ya Njia za Utabiri," 2005.
● ITU-R P. 837-4, "Tabia za Kunyesha kwa Uundaji wa Uenezi," 2003.
● ITU-R Uk. 840-3, "Kuzuia kwa sababu ya Mawingu na ukungu," 1999.

Kwa habari zaidi juu ya Wimbi la Milimeter la E-Band

Kwa habari zaidi juu ya E-Band MMW, Tafadhali Wasiliana nasi

Acha ujumbe 

Orodha ujumbe