80GHz頻段E-Band微波應(yīng)用介紹

12月4日，工信部正式向中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)電信、中國(guó)聯(lián)通頒發(fā)TD-LTE制式4G牌照，中國(guó)正式邁入4G時(shí)代。根據(jù)第三方分析機(jī)構(gòu)GSMA intelligence的報(bào)告預(yù)測(cè)，到2017年底，全球?qū)⒂谐^(guò)128個(gè)國(guó)家部署約500張LTE網(wǎng)絡(luò)。 4G在提供更大的帶寬、給人們帶來(lái)更好的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)體驗(yàn)的同時(shí)，也會(huì)讓運(yùn)營(yíng)商的移動(dòng)承載網(wǎng)面臨挑戰(zhàn)。

隨著國(guó)內(nèi)4G牌照的發(fā)放，LTE 網(wǎng)絡(luò)將會(huì)快速部署。但LTE基站的覆蓋范圍小，部署密度遠(yuǎn)高于GSM基站和3G基站，LTE建設(shè)將面臨大量的新建站點(diǎn)需求，而部分新建站點(diǎn)光纖資源短缺，國(guó)內(nèi)預(yù)計(jì)將有20％的新建站點(diǎn)光纖資源缺失，使得LTE基站業(yè)務(wù)回傳和PTN光纖網(wǎng)絡(luò)成環(huán)均面臨壓力。微波作為移動(dòng)回傳的重要解決方案，能替代或作為光纖的補(bǔ)充，解決光纖短缺問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)LTE網(wǎng)絡(luò)快速部署。但是傳統(tǒng)微波頻段(6～42GHz)頻譜資源緊張，波道間隔?。▏?guó)內(nèi)目前最大波道間隔為28MHz），難以滿足LTE基站對(duì)承載網(wǎng)絡(luò)的大帶寬需求。在這種情況下，業(yè)界將眼光投向了能提供超大帶寬的E-Band微波。什么是E-Band微波，E-Band微波傳輸能提供多大帶寬，又適用于哪些應(yīng)用場(chǎng)景呢？

E-Band頻段微波介紹

E-Band射頻波道配置

2000年，ITU-R和ETSI標(biāo)準(zhǔn)組織進(jìn)行了高頻段71～76GHz和81～86GHz微波的劃分，這就是后來(lái)我們常說(shuō)的E-Band。

圖1. E-Band射頻定義

同時(shí)，業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)ITU-R、FCC、CEPT分別對(duì)E-Band的射頻波道配置做了相關(guān)的建議，信道劃分以250MHz和1.25GHz為主。 正是有了250MHz甚至更大的波道間隔資源，E-BAND微波單頻點(diǎn)能提供更大的帶寬，目前業(yè)界最大單頻點(diǎn)帶寬達(dá)2.5Gbps，未來(lái)甚至能提供10G的空口傳輸帶寬。

圖2. ETSI和FCC定義的E-Band射頻波道配置

E-Band微波傳輸距離

微波傳輸?shù)木嚯x同時(shí)受到自由空間損耗、大氣損耗和雨衰的影響，接下來(lái)我們重點(diǎn)分析下E-Band微波的傳輸性能：

自由空間損耗：

71GHz～76GHz的自由空間路徑損耗大約是130dB，81GHz～86GHz的自由空間損耗是131dB。這個(gè)值普遍高于傳統(tǒng)頻段下的自由空間損耗，這就直接造成E-Band的傳輸距離要遠(yuǎn)小于其它傳統(tǒng)頻段。

大氣損耗：

在下面的大氣窗口圖中可以看到，在71GHz～86GHz這個(gè)范圍內(nèi)，大氣對(duì)E-Band的衰耗是很低的，基本小于0.5dB/km。

圖3. 大氣衰耗圖示

雨衰：

對(duì)于10GHz以上的微波，雨衰會(huì)直接限制微波傳輸?shù)木嚯x。對(duì)于E-Band微波，在非常嚴(yán)重的情況下，如熱帶雨林降雨（100毫米/小時(shí)），雨衰在30dB/km左右，但這一般只發(fā)生在短時(shí)間內(nèi)，而且在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)時(shí)，可以通過(guò)預(yù)留余量來(lái)適應(yīng)天氣變化。部分廠家還支持自適應(yīng)調(diào)制功能：即可以通過(guò)降低調(diào)制模式來(lái)適應(yīng)天氣的變化，配合QOS配置，保證高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)可以正常通信，從而提升網(wǎng)絡(luò)可靠性。

E-Band基本不受云霧的的影響。即使是能見(jiàn)度為50米，密度為0.1g/立方米的濃霧，對(duì)E-Band也僅能產(chǎn)生0.4dB/km的衰落，基本可以忽略不計(jì)。