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無線局域網基礎知識:微波簡史

來源:互聯網  2008-05-31 18:32:21  評論

微波的發展是與無線通信的發展是分不開的。1901年馬克尼使用800KHz中波信號進行了從英國到北美紐芬蘭的世界上第一次橫跨大西洋的無線電波的通信試驗,開創了人類無線通信的新紀元。無線通信初期,人們使用長波及中波來通信。20世紀20年代初人們發現了短波通信,直到20世紀60年代衛星通信的興起,它一直是國際遠距離通信的主要手段,並且對目前的應急和軍事通信仍然很重要。

用于空間傳輸的電波是一種電磁波,其傳播的速度等于光速。無線電波可以按照頻率或波長來分類和命名。我們把頻率高于300MHz的電磁波稱爲微波。由于各波段的傳播特性各異,因此,可以用于不同的通信系統。例如,中波主要沿地面傳播,繞射能力強,適用于廣播和海上通信。而短波具有較強的電離層反射能力,適用于環球通信。超短波和微波的繞射能力較差,可作爲視距或超視距中繼通信。

微波的發展曆史(一)

微波通信是二十世紀50年代的産物。由于其通信的容量大而投資費用省(約占電纜投資的五分之一),建設速度快,抗災能力強等優點而取得迅速的發展。20世紀40年代到50年代産生了傳輸頻帶較寬,性能較穩定的微波通信,成爲長距離大容量地面幹線無線傳輸的主要手段,模擬調頻傳輸容量高達2700路,也可同時傳輸高質量的彩色電視,而後逐步進入中容量乃至大容量數字微波傳輸。80年代中期以來,隨著頻率選擇性色散衰落對數字微波傳輸中斷影響的發現以及一系列自適應衰落對抗技術與高狀態調制與檢測技術的發展,使數字微波傳輸産生了一個革命性的變化。非凡應該指出的是80年代至90年代發展起來的一整套高速多狀態的自適應編碼調制解調技術與信號處理及信號檢測技術的迅速發展,對現今的衛星通信,移動通信,全數字HDTV傳輸,通用高速有線/無線的接入,乃至高質量的磁性記錄等諸多領域的信號設計和信號的處理應用,起到了重要的作用。

國外發達國家的微波中繼通信在長途通信網中所占的比例高達50%以上。據統計美國爲66%,日本爲50%,法國爲54%。我國自1956年從東德引進第一套微波通信設備以來,經過仿制和自發研制過程,已經取得了很大的成就,在1976年的唐山大地震中,在京津之間的同軸電纜全部斷裂的情況下,六個微波通道全部安然無恙。九十年代的長江中下遊的特大洪災中,微波通信又一次顯示了它的巨大威力。在當今世界的通信革命中,微波通信仍是最有發展前景的通信手段之一。

衛星通信方面,從1945年克拉克提出三顆對地球同步的衛星可覆蓋全球的設想以來,衛星通信真正成爲現實經曆了20年左右的時間。先是諸多低軌衛星的試驗,而1957年10月4日原蘇聯成功發射的世界上第一顆距地球高度約1600km的人造地球衛星,實現了對地球的通信,這是衛星通信曆史上的一個重要裏程碑;1965年4月6日發射的「晨鳥」(EarlyBird)號靜止衛星標志著衛星通信真正進入了實際商用階段,並納入了世界上最大的商業衛星組織INTELSAT的第一代衛星系統IS-I。GEO商用衛星通信以INTELSAT衛星系統爲典型,從1965年IS-I以來,至今正式商用的衛星系統曆經八代12種,目前正在研制第九代衛星系統IS-IX,預計2001年發射。

微波的發展曆史(二)

移動通信方面,它的發展至今大約經曆了五個階段:第一階段爲20年代初到50年代末,主要用于船艦及軍用,采用短波頻段及電子管技術,至該階段末期財出現150MHz的單工汽車公用移動電話系統MTS,第二階段未50年代到60年代,此時頻段擴展到UHF450MHz,器件技術已經向半導體過度,大都爲移動環境中的專用系統,並解決了移動電話與公用電話的接續問題;第三階段爲70年代初到80年代,此時頻段已經擴展到800MHz,美國進行了AMPS試驗,第四階段爲80年代到90年代中,第二代數字移動通信興起並且大規模的發展,並逐步向個人通信發展。出現了D-AMPS、TACS、ETACS、GSM/DCS、cdmaOne、PDC、PHS、DECTPACS、PCS等各類系統,頻段擴至900MHz到1800MHz,而且除了公衆移動電話系統以外,無線尋呼系統,無繩電話系統,集群系統等各類移動通信手段適應用戶與市場需求同時興起;第五階段爲90年代中期到現在,隨著數據通信與多媒體的業務需求的發展,適應移動數據,移動計算機及移動多媒體的第三代移動通信開始興起cdma2000,WCDMA,LAS-cdma等相應的標准應允而生。無線通信技術前景一片光明。

近十年來,國內信息網絡的發展對通信基礎設施提出了越來越高的要求。各種網絡接入技術越來越受到人們的重視。網絡接入大致上可分爲網絡接入和單機接入兩類。許多技術如DDN、xDSL、56K、ISDN、微波、幀中繼、衛星通信等都成爲人們的關注對象。迄今,盡管中國電信基礎建設取得了極大的發展,但是仍無法滿足網絡迅速發展的迫切需要。因此,無線微波擴頻通信以其建設快速簡便等優勢成爲建立廣域網連接的另一重要方式,並在一些城市中(如北京)形成一定規模,是國內城市通信基礎設施的有效補充,引起了很多網絡建設單位的愛好。微波擴頻通信目前在國內的重要應用領域之一是企事業單位組建Intranet並接入ISP。一般接入速率爲64K-2Mbps,使用頻段爲2.4G-2.4835GHz,該頻段屬于工業自由輻射頻段,也是國內目前唯一不需要無委會批准的自由頻段。

微波的發展是與無線通信的發展是分不開的。1901年馬克尼使用800KHz中波信號進行了從英國到北美紐芬蘭的世界上第一次橫跨大西洋的無線電波的通信試驗,開創了人類無線通信的新紀元。無線通信初期,人們使用長波及中波來通信。20世紀20年代初人們發現了短波通信,直到20世紀60年代衛星通信的興起,它一直是國際遠距離通信的主要手段,並且對目前的應急和軍事通信仍然很重要。   用于空間傳輸的電波是一種電磁波,其傳播的速度等于光速。無線電波可以按照頻率或波長來分類和命名。我們把頻率高于300MHz的電磁波稱爲微波。由于各波段的傳播特性各異,因此,可以用于不同的通信系統。例如,中波主要沿地面傳播,繞射能力強,適用于廣播和海上通信。而短波具有較強的電離層反射能力,適用于環球通信。超短波和微波的繞射能力較差,可作爲視距或超視距中繼通信。 微波的發展曆史(一)   微波通信是二十世紀50年代的産物。由于其通信的容量大而投資費用省(約占電纜投資的五分之一),建設速度快,抗災能力強等優點而取得迅速的發展。20世紀40年代到50年代産生了傳輸頻帶較寬,性能較穩定的微波通信,成爲長距離大容量地面幹線無線傳輸的主要手段,模擬調頻傳輸容量高達2700路,也可同時傳輸高質量的彩色電視,而後逐步進入中容量乃至大容量數字微波傳輸。80年代中期以來,隨著頻率選擇性色散衰落對數字微波傳輸中斷影響的發現以及一系列自適應衰落對抗技術與高狀態調制與檢測技術的發展,使數字微波傳輸産生了一個革命性的變化。非凡應該指出的是80年代至90年代發展起來的一整套高速多狀態的自適應編碼調制解調技術與信號處理及信號檢測技術的迅速發展,對現今的衛星通信,移動通信,全數字HDTV傳輸,通用高速有線/無線的接入,乃至高質量的磁性記錄等諸多領域的信號設計和信號的處理應用,起到了重要的作用。   國外發達國家的微波中繼通信在長途通信網中所占的比例高達50%以上。據統計美國爲66%,日本爲50%,法國爲54%。我國自1956年從東德引進第一套微波通信設備以來,經過仿制和自發研制過程,已經取得了很大的成就,在1976年的唐山大地震中,在京津之間的同軸電纜全部斷裂的情況下,六個微波通道全部安然無恙。九十年代的長江中下遊的特大洪災中,微波通信又一次顯示了它的巨大威力。在當今世界的通信革命中,微波通信仍是最有發展前景的通信手段之一。 衛星通信方面,從1945年克拉克提出三顆對地球同步的衛星可覆蓋全球的設想以來,衛星通信真正成爲現實經曆了20年左右的時間。先是諸多低軌衛星的試驗,而1957年10月4日原蘇聯成功發射的世界上第一顆距地球高度約1600km的人造地球衛星,實現了對地球的通信,這是衛星通信曆史上的一個重要裏程碑;1965年4月6日發射的「晨鳥」(EarlyBird)號靜止衛星標志著衛星通信真正進入了實際商用階段,並納入了世界上最大的商業衛星組織INTELSAT的第一代衛星系統IS-I。GEO商用衛星通信以INTELSAT衛星系統爲典型,從1965年IS-I以來,至今正式商用的衛星系統曆經八代12種,目前正在研制第九代衛星系統IS-IX,預計2001年發射。 微波的發展曆史(二)   移動通信方面,它的發展至今大約經曆了五個階段:第一階段爲20年代初到50年代末,主要用于船艦及軍用,采用短波頻段及電子管技術,至該階段末期財出現150MHz的單工汽車公用移動電話系統MTS,第二階段未50年代到60年代,此時頻段擴展到UHF450MHz,器件技術已經向半導體過度,大都爲移動環境中的專用系統,並解決了移動電話與公用電話的接續問題;第三階段爲70年代初到80年代,此時頻段已經擴展到800MHz,美國進行了AMPS試驗,第四階段爲80年代到90年代中,第二代數字移動通信興起並且大規模的發展,並逐步向個人通信發展。出現了D-AMPS、TACS、ETACS、GSM/DCS、cdmaOne、PDC、PHS、DECTPACS、PCS等各類系統,頻段擴至900MHz到1800MHz,而且除了公衆移動電話系統以外,無線尋呼系統,無繩電話系統,集群系統等各類移動通信手段適應用戶與市場需求同時興起;第五階段爲90年代中期到現在,隨著數據通信與多媒體的業務需求的發展,適應移動數據,移動計算機及移動多媒體的第三代移動通信開始興起cdma2000,WCDMA,LAS-cdma等相應的標准應允而生。無線通信技術前景一片光明。   近十年來,國內信息網絡的發展對通信基礎設施提出了越來越高的要求。各種網絡接入技術越來越受到人們的重視。網絡接入大致上可分爲網絡接入和單機接入兩類。許多技術如DDN、xDSL、56K、ISDN、微波、幀中繼、衛星通信等都成爲人們的關注對象。迄今,盡管中國電信基礎建設取得了極大的發展,但是仍無法滿足網絡迅速發展的迫切需要。因此,無線微波擴頻通信以其建設快速簡便等優勢成爲建立廣域網連接的另一重要方式,並在一些城市中(如北京)形成一定規模,是國內城市通信基礎設施的有效補充,引起了很多網絡建設單位的愛好。微波擴頻通信目前在國內的重要應用領域之一是企事業單位組建Intranet並接入ISP。一般接入速率爲64K-2Mbps,使用頻段爲2.4G-2.4835GHz,該頻段屬于工業自由輻射頻段,也是國內目前唯一不需要無委會批准的自由頻段。
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