數(shù)字微波的特點(diǎn)及其應(yīng)用

鄭令坤

1 數(shù)字微波通信概念簡(jiǎn)述

微波是指以300MHz～300GHz的頻率，波長(zhǎng)在1m與1mm之間的電磁波。微波通信就是指利用微波作為載體，攜帶信息通過(guò)空間點(diǎn)播的形式無(wú)線傳輸數(shù)據(jù)，是無(wú)線通信方式之一。當(dāng)它攜帶的信息是微波信號(hào)時(shí)稱(chēng)為模擬微波通信，若它攜帶的是數(shù)字信息時(shí)則稱(chēng)為數(shù)字微波通信，也叫數(shù)字微波通訊。

數(shù)字微波通信在多路數(shù)字通信體系中以時(shí)分復(fù)用技術(shù)作為基礎(chǔ)，是模擬微波通信的再生產(chǎn)品。與模擬微波通信相對(duì)，模擬微波通信是基于頻分復(fù)用技術(shù)的多路數(shù)字通信體系，主要是傳輸模擬電話信號(hào)與模擬電視信號(hào)，而數(shù)字微波通信的作用是傳輸電話通信、數(shù)據(jù)信號(hào)和圖像信號(hào)。

2 數(shù)字微波通信的特征

數(shù)字微波通信是用微波作為傳輸載體以數(shù)字信號(hào)形式進(jìn)行傳輸，其特征可以分為技術(shù)特征與使用特征兩方面。

2.1 技術(shù)特征

在傳輸技術(shù)中，運(yùn)用多路信號(hào)共用一個(gè)信號(hào)渠道，以便提高信號(hào)渠道的利用率。而數(shù)字微波通信所有的傳輸信號(hào)方式是時(shí)隙位置分列，與其相反的是多路分離技術(shù)，該技術(shù)的應(yīng)用原理是將共用一個(gè)信道分離為各路信號(hào)。在現(xiàn)代社會(huì)各方面的應(yīng)用中，因?yàn)樗鶖y帶傳輸信息的頻譜寬度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于一個(gè)信道的通過(guò)頻帶寬度，為了不造成信道的頻道資源被浪費(fèi)，在許多場(chǎng)合，人們大多數(shù)采用多路分離技術(shù)。尤其是光纖傳輸技術(shù)，其通過(guò)頻帶寬度是一路彩色電視信號(hào)的頻譜寬度的幾百倍，更是一路電話信號(hào)的頻譜寬度的幾十萬(wàn)倍。當(dāng)然，多路分離技術(shù)主要分為以下三種：頻分復(fù)用、時(shí)分復(fù)用、碼分復(fù)用。

數(shù)字微波通信利用微波信道來(lái)傳遞信息。因?yàn)槲⒉ㄐ盘?hào)是按照直線傳播的，所以，數(shù)字微波通信同樣也是如此，按照直視的距離設(shè)置中繼站是比較便捷的，尤其是在海拔不同的丘陵地區(qū)和地況比較復(fù)雜的地區(qū)，在此條件下，數(shù)字微波通信的建設(shè)會(huì)更加方便。

2.2 使用特征

2.2.1 穩(wěn)定性高，線路噪聲少

數(shù)字微波通信相比其他的通信方式最大的優(yōu)勢(shì)在于其有良好的穩(wěn)定性，不同于其他通信技術(shù)，數(shù)字微波通信技術(shù)中的數(shù)字信號(hào)是可再生的。數(shù)字微波信號(hào)的傳遞主要在于中繼站，其大多數(shù)采用的是可再生中繼方式，如果在信號(hào)傳輸過(guò)程中受到其他因素干擾，如生活中的工業(yè)干擾、地理干擾及太陽(yáng)黑子的運(yùn)動(dòng)對(duì)數(shù)字微波通信的干擾是極小的，只要該干擾沒(méi)有對(duì)信碼的判斷造成影響，中繼站就可以對(duì)其收到的信號(hào)進(jìn)行整理，將干擾部分清除，然后傳遞出與始發(fā)段相同的干凈波形，繼續(xù)向下一個(gè)中繼站發(fā)出,每一個(gè)中繼站傳遞的信息是最初的數(shù)字信息，因此信號(hào)線路的噪聲就不會(huì)累積。

2.2.2 方便組建數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)

數(shù)字微波通信是通過(guò)傳遞數(shù)字信號(hào)來(lái)傳播信息，該數(shù)字信息可以與其他數(shù)字通信網(wǎng)相連，計(jì)算機(jī)可以通過(guò)控制數(shù)字信息的交換進(jìn)而控制通信，更方便進(jìn)行控制與傳遞。

2.2.3 信息保密強(qiáng)

數(shù)字微波通信實(shí)際上是指數(shù)字信息與微波信息的傳遞，所以，一方面因?yàn)閿?shù)字信息的高保密性，其可以通過(guò)許多其他方式進(jìn)行加密。比如，除在設(shè)備中采用擾碼電路這種方式外，可以根據(jù)用戶(hù)自身對(duì)保密強(qiáng)度的要求加入相應(yīng)加密電路。因此，在某種意義上，數(shù)字微波通信相比其他的通信方式會(huì)顯得更易于加密。另一方面，在微波通信中使用天線的方向性好，只要是偏離微波射線方向的微波信號(hào)是無(wú)法接受的，它只會(huì)接受微波射線方向相同的微波信號(hào)，因此，其他的微波信號(hào)無(wú)法對(duì)微波信號(hào)進(jìn)行干擾，保護(hù)了信息的安全性與保密性。

2.2.4 抗自然災(zāi)害能力強(qiáng)

數(shù)字微波通信靈活，在建設(shè)中應(yīng)用的是點(diǎn)與點(diǎn)之間的連接，相比電纜之間依靠介質(zhì)來(lái)連接，數(shù)字微波通信顯得更加靈活。而且，當(dāng)遇到災(zāi)難時(shí)，有很大的可靠性。當(dāng)遇到地震等突發(fā)性災(zāi)難時(shí)仍舊可以傳遞信息，不會(huì)導(dǎo)致信息中斷或信息卡頓，具有很強(qiáng)的靈活性。同時(shí)，靈活性還體現(xiàn)在可以克服地形困難方面，數(shù)字微波通信可以跨越沼澤等地理情況比較復(fù)雜的地方。

3 數(shù)字微波通訊的應(yīng)用價(jià)值

從上文對(duì)數(shù)字微波的特點(diǎn)介紹中，可以知道在現(xiàn)代社會(huì)中運(yùn)用數(shù)字微波通信的必要性與重要性。雖然數(shù)字微波通信在一些方面存在不足，需要進(jìn)一步去完善，但相比其他的通信技術(shù)，數(shù)字微波通信具有更強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，因此，在未來(lái)的發(fā)展中，數(shù)字微波通信具有重大的應(yīng)用價(jià)值和廣泛的應(yīng)用前景。

3.1 數(shù)字微波通信克服了光纖有線通信的諸多弱點(diǎn)

隨著現(xiàn)代通信技術(shù)的快速發(fā)展，光纖有線通信漸漸進(jìn)入人們的視野，人們也慢慢接受了光纖有線通信方式，無(wú)論是有線電視還是電腦網(wǎng)絡(luò)，光纖的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。在生活中，人們隨處可見(jiàn)的電線桿，就是光纖有線通信的一種。由于在日常生活中，大家見(jiàn)到的通信方式大多數(shù)是光纖有線通信，人們總會(huì)認(rèn)為光纖有線通信會(huì)取代數(shù)字微波通信，這種說(shuō)法是行不通的，因?yàn)樵谠S多方面數(shù)字微波通信遠(yuǎn)遠(yuǎn)強(qiáng)于光纖有線通信。當(dāng)然，也不可以否認(rèn)光纖有線通信的優(yōu)點(diǎn)：傳播容量大、傳輸距離遠(yuǎn)、光纜的適應(yīng)性強(qiáng)、壽命強(qiáng)等。但同樣它也存在致命的缺點(diǎn)：光纖的質(zhì)地脆弱、供電困難、建設(shè)費(fèi)用大，等等。尤其在抗災(zāi)方面能力很弱，比如，在遭遇地震、洪災(zāi)、風(fēng)災(zāi)等自然災(zāi)害時(shí)，光纖有線通信的建立都十分困難。然而，數(shù)字微波通信就克服了許多光纖有線通信無(wú)法攻克的困難，數(shù)字微波通信具有極強(qiáng)的靈活性，它在軍事應(yīng)用及應(yīng)付災(zāi)難時(shí)有十分重要的地位，比如，無(wú)論是軍事上的指揮系統(tǒng)，還是車(chē)輛、飛機(jī)和船艇的通信都在應(yīng)用數(shù)字微波通信技術(shù)，由此可見(jiàn)，數(shù)字微波通信技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值超乎想象。

3.2 數(shù)字微波通信能解決衛(wèi)星通信解決不了的問(wèn)題

隨著航天技術(shù)的發(fā)展，人們的眼光不僅限于地球，開(kāi)發(fā)外太空成為一個(gè)新目標(biāo)。衛(wèi)星通信技術(shù)的出現(xiàn)，擴(kuò)寬了人們的視野。衛(wèi)星通信的優(yōu)點(diǎn)在于它的覆蓋面積大，很少會(huì)受到陸地災(zāi)害影響，通信范圍廣，等等。比如，現(xiàn)在的衛(wèi)星導(dǎo)航、衛(wèi)星電視等。雖然衛(wèi)星通信有許多強(qiáng)大的功能，但衛(wèi)星通信的成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他通信方式，甚至可以達(dá)到其他通信方式的幾十倍乃至幾百倍。而且，當(dāng)使用者處于山上或有遮擋物的地方時(shí)會(huì)出現(xiàn)信號(hào)強(qiáng)度變?nèi)酰踔列盘?hào)中斷等現(xiàn)象。當(dāng)在軍事上應(yīng)用衛(wèi)星通信技術(shù)時(shí)，可能會(huì)受到敵方衛(wèi)星的干擾和破壞，并且衛(wèi)星的使用壽命短，花大成本用在壽命短的衛(wèi)星通信與數(shù)字微波通信相比，數(shù)字微波通信的應(yīng)用前景更加顯著。數(shù)字微波通信的傳輸更穩(wěn)定，在軍事上不會(huì)受到敵方干擾。在海島，邊遠(yuǎn)地區(qū)及人煙稀少的地方，信號(hào)強(qiáng)弱并不會(huì)受到很大影響，因此，在軍事上數(shù)字微波通信是主要應(yīng)用手段。

光纖有線通信、衛(wèi)星通信、數(shù)字微波通信是現(xiàn)代社會(huì)中最主要的三種通信方式，從上文的比較中可以發(fā)現(xiàn)，三者各有各的優(yōu)點(diǎn)，當(dāng)然也存在各自的不足，并不存在誰(shuí)取代誰(shuí)的說(shuō)法。三者之間的優(yōu)缺點(diǎn)互補(bǔ)，可以促進(jìn)社會(huì)更快的發(fā)展。

4 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)上文對(duì)數(shù)字微波通信優(yōu)點(diǎn)的分析可以看出，數(shù)字微波通信擁有巨大的發(fā)展前景。雖然數(shù)字微波通信也存在許多不足，但當(dāng)它的優(yōu)缺點(diǎn)相比時(shí)，人們更看重的是它的優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)槿秉c(diǎn)可以進(jìn)一步完善。因此，在未來(lái)，隨著通信技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)字微波通信具有更大的發(fā)展前景。