2019年，可謂是毫米波的大躍升之年。在雷達(dá)、汽車、5G等眾多領(lǐng)域，毫米波都展現(xiàn)了自身身影。本文中，將主要為大家講解毫米波點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信系統(tǒng)，以幫助大家進(jìn)一步了解毫米波以及該類型通信系統(tǒng)特點(diǎn)。

根據(jù)用戶對(duì)數(shù)據(jù)量需求的分析要求通信系統(tǒng)具有更高的帶寬，新的通信系統(tǒng)技術(shù)將要比以往任何時(shí)候具有更高的傳輸速率。

具有寬帶、高吞吐量的技術(shù)中，光纖傳輸被認(rèn)為是目前的最高標(biāo)準(zhǔn)。然而，光纖并不是無(wú)與倫比的，尤其是經(jīng)濟(jì)因素。毫米波無(wú)線技術(shù)可以提供更高的帶寬并且克服了光纖存在的維護(hù)和經(jīng)濟(jì)成本等缺點(diǎn)。

毫米波頻率一般是指30GHz~300GHz，波長(zhǎng)在1-10mm之間。在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和通信設(shè)備方面，常用的無(wú)線頻段實(shí)在38GHz ,60GHz周圍，近期，發(fā)現(xiàn)具有更高潛力的可作為無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和通信目的的公共頻率在70GHz，80GHz附近。

下圖顯示DC-100GHz范圍內(nèi)可作為通信頻段的頻率范圍：

在英國(guó)，已經(jīng)有三個(gè)頻段分配給商業(yè)應(yīng)用：

57-66GHz：60GHz毫米波V波段由OFCOM授權(quán)使用，由于大氣中的氧氣吸收作用和頻譜管理嚴(yán)格規(guī)定，該頻段只適合短程的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、點(diǎn)對(duì)多通信。57-64GHz這個(gè)頻段是經(jīng)過(guò)許可和監(jiān)管的，而64-66GHz這個(gè)頻段是未許可需自由協(xié)調(diào)使用的。

71 - 76GHz 和81 - 86GHz: 70GHz and 80GHz 毫米波E波段由OFCOM授權(quán)使用，被認(rèn)為是最適合于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、點(diǎn)對(duì)多的毫米波無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和通信傳輸。每個(gè)頻段有5GHz的帶寬范圍，比現(xiàn)有可用通信頻段所有加起來(lái)都寬，每一個(gè)5GHz頻段可以作為一個(gè)單獨(dú)的連續(xù)的無(wú)線傳輸通道，并且被允許有效使用整個(gè)頻段。這樣我們即使使用簡(jiǎn)單的調(diào)制技術(shù)，吞吐數(shù)據(jù)量都將會(huì)提升至1-3Gbps，如OOK(開(kāi)關(guān)鍵控)或BPSK(二進(jìn)制相移鍵控)。吞吐速率將會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于現(xiàn)有低頻段和使用復(fù)雜調(diào)制的通信系統(tǒng)，并且在不久之后這些頻段也將會(huì)使用復(fù)雜的調(diào)制技術(shù)提高速率。

在美國(guó)，除上述頻段，還有一個(gè)頻段是可用的：

92-95GHz，毫米波W波段是由FCC 15部分以未授權(quán)形式僅供室內(nèi)使用，他可以用作室外點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信的是由FCC 101部分規(guī)定的94 - 94.1 ghz之外的部分。相比其他頻段W波段不能夠有效使用。

無(wú)線城域以太網(wǎng)

企業(yè)和校園設(shè)施網(wǎng)絡(luò)

手機(jī)網(wǎng)絡(luò)回程

分布式天線系統(tǒng)：

分布式天線系統(tǒng)通過(guò)中央天線使區(qū)域范圍覆蓋網(wǎng)絡(luò)連通。毫米波點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信可以通過(guò)安裝幾個(gè)遠(yuǎn)程天線主機(jī)站在一些鋪設(shè)光纖并不實(shí)用的地區(qū)來(lái)提高數(shù)據(jù)吞吐量。這些遠(yuǎn)程天線和毫米波鏈路組合可以使用大型的企業(yè)建筑，龐大的用戶基礎(chǔ)將使帶寬得到有效利用。毫米波信號(hào)無(wú)線傳輸DAS鏈路是最理想的解決方案。

毫米波無(wú)線系統(tǒng)可應(yīng)用于以下場(chǎng)所：

· 災(zāi)難恢復(fù)

· 金融/銀行

· 高清電視廣播

· 醫(yī)療保健

· 零售

· 運(yùn)輸

· 視頻監(jiān)控

性能：

1)帶寬和可擴(kuò)展能力

毫米波的主要好處在于較低的射頻頻率頻譜帶寬5GHz在每個(gè)E波段范圍都是可用的，這將導(dǎo)致當(dāng)前的1.25Gbps全雙工潛在的10Gbps全雙工吞吐量成為可能性。一旦市場(chǎng)需求增加和更好的實(shí)現(xiàn)調(diào)制技術(shù)，頻譜使用效率將會(huì)更高可以滿足更大的速率要求。

相比于低頻的信號(hào)波束寬度將會(huì)減小，在相同的區(qū)域內(nèi)，毫米波傳輸將非常狹窄，聚焦光束允許在小范圍相鄰波束使用相同的頻率。以70GHz和20GHz相比，前者將是后者頻率密度的15倍，這樣毫米波頻率更適合于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)、環(huán)和密集中心、拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)，低頻信號(hào)將無(wú)法影響前交叉信號(hào)干擾將成為一個(gè)重要的限制因素。

2)傳播和信號(hào)衰減

一般來(lái)說(shuō)，毫米波鏈路可在10公里以內(nèi)任何地方根據(jù)設(shè)備規(guī)格和環(huán)境條件因素使用。毫米波的傳播性質(zhì)就像其他無(wú)線網(wǎng)絡(luò)一樣影響最大的是空氣濕度，大氣中的氧氣也是一大因素，但是在60GHz范圍幾乎可以忽略不計(jì)，每公里只有0.2dB衰減。

水蒸氣的影響取決于空氣中水滴的密度和數(shù)量，衰減范圍在0-3Db/公里，這些因素影響相對(duì)較低，只有在5公里以上才會(huì)考慮。

在70GHz 80GHz頻段，水汽，以雨的形式，在信號(hào)衰減中扮演者重要的角色。降雨量，以mm/hour計(jì)，信號(hào)的衰減根據(jù)雨量的不同而變化，雨量越大強(qiáng)度越小。信號(hào)的傳播距離與損耗成反比，而發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間距離如果增加一倍，衰減將增加兩倍。雖然毫米波相當(dāng)依賴降雨量的影響，但成功的解決方案甚至可以應(yīng)用在大雨地區(qū)。