科普：什么是微波通信

为什么要采用点对点方式？这主要是由微波的特性决定的。

微波的特性，就是频率高，波长短。

这种类型的电磁波，绕射能力很差，穿透力很差，在地表传输时，衰减很大，传输距离短。

我们知道，电磁波除了在地面沿空气传播之外，还可以利用天空中电离层反射的方式进行远距离传播。

但微波仍然无法利用这种方式。还是因为微波的频率太高，以至于电离层无法有效反射（只能穿透）。

所以，微波传输几乎只能进行视距传输。什么是视距传输？就是发送天线和接收天线之间没有障碍物阻挡，可以相互“看见”的传输。

视距传输，除了容易受山体或建筑物等影响之外，还会受到地球表面弧度的限制。

地球是一个球体，地球的表面是有弧度的。微波天线发出的微波，经过一定距离之后，就会被地球表面所阻挡，无法继续传播。

因此，微波通信存在距离限制。通常来说，如果微波天线挂在正常高度的铁塔上，它的传输距离就是50公里。

如果要进行远距离传输，就必须进行“接力”，也就是说，需要设置微波中继转接站。

微波中继转接站接收到前一站的微波信号，加以放大等处理，再转发到下一站去，就像接力赛跑一样，直到抵达最终收信端。

也正是因为这个传输特点，微波通信经常被称为微波中继通信，或微波接力通信。

根据上面的内容，我们可以知道，微波天线距离地面越高越好。

那么，你一定想到了，为什么我们不干脆把中继站挂到天上去呢？是的，这就是卫星通信。

借助地球同步卫星，将“微波中继站”挂在太空中，可是最大化地扩大微波通信的距离。

地球同步卫星距离地面36000公里，可以覆盖地球表面积的三分之一，理论上来说，只需要3颗卫星，就能保证地球上任意两个中继站进行通信。

接下来我们具体看一下微波设备的组成。

一般来说，微波设备主要由IDU、ODU、中频电缆、天线等部分组成。

微波设备

IDU是室内单元，Indoor Unit。ODU是室外单元，Outdoor Unit。

中频是指发射机将信号载波变换成发射频率，或者将接收频率变换成基带的一个中间频率，一般由系统架构决定。

而射频，就是天线发射出去的、在空中传播的电磁波信号频率。

IDU负责完成业务接入、复分接和调制解调，在室内将业务信号转换成中频模拟信号。

华为的IDU（型号RTN950）

ODU负责完成信号的变频和放大。

中兴的ODU，也叫AOU（All Outdoor Unit）

天线就不用说了，将射频信号转换成电磁波，向空中进行辐射。或者接收电磁波，转换成射频信号，送给ODU。

微波天线

微波天线除了大家看到的这种“大鼓”一样的，还有抛物面天线和卡塞格伦天线。

卫星通信就是用的这类天线，俗称“大锅”。

室外微波设备的安装方式，也分为两种。

一种是ODU和天线分开的分离式安装，还有一种是ODU和天线扣在一起的直扣式安装。

当存在两个ODU时（用于1+1 HSB热备份，或者1+1 FD频分），还会有一个合路器，用于功率分配或合成。

1+1 HSB热备份（一个主用，一个备用，以防ODU故障造成业务中断）：

我们可以看看完整的微波单站系统结构图：

可以看到，上图中，有两种方式的天线。一种是直接挂在铁塔上，还有一种是借助了无源反射板，将信号进行了一个反射。

这里，我们就要提到转发方式了。

微波通信里，站点分为三种：终端站、中继站、枢纽站。

中继站和枢纽站，都会涉及到信号转发（中继）。中继的方式，分为无源和有源。无源除了刚才我们图里看到的无源反射板之外，还有背靠背天线。

反射板

背靠背无源中继站

而有源的话，就分为再生中继、中频中继和射频中继。所谓的“有源”，就是有能量源、电源，也就是说，通过外部能源进行了加强。虽然效果会更好，但是成本更高，而且故障点更多。

好啦，关于微波通信的科普介绍，就到这里。