在當初只知開放卻缺乏規(guī)范與計劃的情況下,從業(yè)者想要拓展業(yè)務也無例可循,其中數(shù)字微波通信系統(tǒng)就是一個很明顯的案例。政府并沒有規(guī)定業(yè)者不能使用微波,所以說只要提出規(guī)劃申請書,經過審核顯示無互相干擾后即可獲得使用權,但是目前國內在無線電頻的使用上相當混亂,在交通部絲毫沒有意愿想要大力整頓無線電頻市場的情況下,縱使許多國內外經營微波通訊的廠商想要幫忙也只能從現(xiàn)有的窘況中試圖突破。
何謂數(shù)字微波通信
一般人對于數(shù)字微波這個名詞都是一知半解,就算聽過也無法深入了解,到底什么是微波通信呢?什么又是數(shù)字微波呢?以下筆者就嘗試已較簡單的方式介紹給大家。
目前zui常被應用于軍事通信上的就是一般大家常說的微波,所謂微波是指頻率大過于1GHz的電波。如果應用較小的發(fā)射功率(約一瓦)配合定向高增益微波天線,再于每隔10~50英哩(約為16~80KM)的距離設置一個中繼站就可以架構起微波通信系統(tǒng)。數(shù)字微波設備所接收與傳送的是數(shù)字信號,數(shù)字微波采用正交調幅(QAM)或移相鍵送(PSK)等調幅方式,傳送語音、數(shù)據或是影像等數(shù)字信號。與類此微波比較起來,數(shù)字微波具有較佳的通信品質,而且在長距離的傳送過程中比較不會有雜音累積。
微波傳播類型
微波傳播的類型可分為兩種,一是自由空間傳播(Free Space Transmission),也就是在收發(fā)二地之間沒有任何阻隔,也沒有任何其它的影響(包括反射、折射、繞射、散射或吸收)下傳播,不過這種環(huán)境在現(xiàn)實生活中很少會出現(xiàn);另一種則是視線傳播。當然如果是在的狀況下,視線傳播與自由空間傳播并無顯著的差別,不過因為視線傳播有將大氣層折射與地面物反射等影響因素列入考量,所以在現(xiàn)實的環(huán)境中使用時就會與自由空間傳播產生極大的差異。
自由空間傳播是假設微波傳輸?shù)膬牲c之間沒有物體阻擋,而且除了兩點間直線上不能有阻礙物體外,直線附近的某一個范圍內也必須避免物體存在才行,因為微波天線雖具有良好的指向性,但它所發(fā)射的信號路徑到底不是一條單純的直線,它所發(fā)射的波面( Front)是會逐漸擴大的,若這些散逸的電波遇到物體阻擋,就會變成經由反射路徑達到接發(fā)點,反射路徑與直線路徑因為長度不等,所以到達接收點的相位自然有差,這就是“干擾”的形成,這種干擾偶爾會對傳播有利,但通常它都是有害的,所以若是以自由空間傳播的方式進行則電波傳播路徑的直線周圍必須預留相當大的空間,這些空間被稱之為“空城”(Clearance)。
但是若使用視線傳播則不然,當二地相距數(shù)10KM,其中有無山林房屋阻擋常常無法憑視覺決定,再加上地面本身就是彎曲的視線,視線是否會被地弧所阻也是問題之一,不過上述這些問題都可以藉由的地面測量圖及實地現(xiàn)場勘測后繪制的地圖來解決(目前以林務局航空測量所可繪制的五分之一空照圖zui為),在預定收發(fā)兩點間畫一直線即可判斷二地之間會受到所少阻礙。
既然已經知道阻礙點在哪就可以在該點上增設中繼站,等于是在兩點間傳輸?shù)娜讨蟹侄芜M行傳播。當然也有些情形是不能增設中繼站,像是中間遇到海洋阻隔時就不能設中繼站。這時只能利用高空自然產生的散射波來傳播。
數(shù)字微波通訊的優(yōu)點
數(shù)字微波通訊的優(yōu)點有三:
伸縮性大:數(shù)字微波通信容量zui少可以用十幾個波道傳播,當然容量需求大時也可以用幾百個到幾千個波道傳播。
建構容易:架設數(shù)字微波傳播徑路所需的時間較同軸電纜、光纖通信系統(tǒng)短,且受地形或障礙物影響較小。
運用靈活:如果有移動性的需要,無論軍用或是商用數(shù)字微波通信裝備架設起來都十分方便,且通信效率也相當高。
由于數(shù)字微波是采用無線電傳輸,因此基本的設備架設簡單、安裝起來也相當簡易快速,通常只要二到三個工作天就可以架設好一組具有中繼器(HOP)的微波通訊設備,所謂的中繼器是指一個站與另一個站之間的收發(fā)終端機,在網絡規(guī)劃上較有線傳輸容易,且能降低施工和維修上的成本。
以現(xiàn)今有線電纜的傳輸來說,系統(tǒng)業(yè)者向中華電信公司租專線,如果線路無法到達基地站或是發(fā)生故障,施工與設計上便會受到嚴重的影響。而數(shù)字微波系統(tǒng)大多附有網管的軟體設計,能夠監(jiān)控各個站與站之間產品的使用狀況,也能清楚偵測故障的現(xiàn)象,且該系統(tǒng)可以彈性變革使用基地站的地點,目前*國家業(yè)者大多用此系統(tǒng)作為基地站與基地站間主要聯(lián)網設備之一。
由于數(shù)字微波通訊容易受到一些非法頻率使用的干擾或是氣候的影響,所以在設計時就必須將這些絲素列入考量才不會發(fā)生傳播上的障礙。
數(shù)字微波的經營業(yè)者在早期必須先規(guī)劃站與站之間的聯(lián)網系統(tǒng)架設,如此才能掌握整個區(qū)域微波傳輸網絡的狀況,在完成各站微波傳輸路徑分析后,就能確知各站所需要的設備與器材,如此一來不旦有利于業(yè)者向有關數(shù)字微波通訊zui容易受到天氣的干擾,特別是雨季的侵蝕。單位提出頻率、頻道、頻帶的申請,也可以應付中華電信公司專線不足的使用情況,以免因未能事先規(guī)劃而發(fā)生措手不及的狀況。
過去中國臺灣使用數(shù)字微波系統(tǒng)的單位,除了中華電信之外,尚有政府單位,如*、臺電、三家電視臺及警政單位等等,不過由于這些單位所使用的數(shù)字微波系統(tǒng)大多是使用原廠的規(guī)格,并沒有經過特別的設計上,而且它們的系統(tǒng)使用量也比現(xiàn)今民營傳輸需求要少很多,所以民營業(yè)者在數(shù)字微波系統(tǒng)的整體考量可能不太適合參考這些單位過去的經驗。
數(shù)字微波在軍事上的應用發(fā)展
目前各單位在數(shù)字微波通訊的使用上是以*zui為頻繁,所以筆者在此所提到的區(qū)域網絡通信系統(tǒng)便是以*在國防上的應用為例。
由于微波頻帶寬廣,竊聽侵入不易,因此保密性高,再加上架設又簡便,所以軍事價值相當高。一般*所稱為區(qū)域網絡通信系統(tǒng)是以作戰(zhàn)地區(qū)劃分的,在作戰(zhàn)地區(qū)內設置通信中繼站,彼此靠著微波相互連接形成網絡,中繼站的設置型態(tài)可以是固定式機動式。固定式中繼站可涵蓋作戰(zhàn)區(qū)域中大部分的范圍,而機動式中繼站則可視作戰(zhàn)需要機動更換中繼站的位置,彌補固定式中繼站的不足,但如果是在攻勢作戰(zhàn)的情況下,就無法設定固定式中繼站,此時則須*依賴機動式中繼站連結網絡訊息。
在區(qū)域網絡通信系統(tǒng)中,各級指揮單位可靠著*所在位置附近的中繼站連接進入網絡,指揮官可以透過區(qū)域網絡直接傳達命令,同時一般區(qū)域網絡通常具有搜尋、使用者設定、轉移、取消用戶號碼及網絡其他功能。由于數(shù)字科技之運用,各種的通信皆可透過數(shù)字技術轉成數(shù)字信號,因此數(shù)字微波系統(tǒng)始終讓*愛不擇手,未來*還將朝向高頻率、高功率及高方向性的發(fā)展方向研發(fā)更新的數(shù)字微波系統(tǒng)。