无线传输网络优化的分析介绍

无线传输是通过大气进行传输的方式，包括微波、红外和激光三种传输技术。这些传输技术对于通信距离很远或在受到山河阻隔、地形复杂、敷设电缆有困难的地方（高山或岛屿）特别有用。

无线通信网络通常选用2.4GHz频段或5.2GHz频段；这两个频段是全世界开放的公共通信频段，采用IEEE802.11g传输协议。由于是大家可以使用的频段，因此常会发生通信干扰，此外，无线电波传播受天气条件的影响较大，常会发生传输信号不稳定问题。因此只能作为特殊情况下的一种补充方式。

红外线传输链路由一对发送/接收设备组成。收发器必须处于视线范围内（即中间无光线传输障碍物）。红外传输系统有很强的方向性，难以窃听、插入数据和进行人为干扰。但是易受可见光谱影响，传输距离不能很远。在几公里范围内传送几个Mbit/s的数据率是可行的。

激光传输链路由一对激光收发器组成。与红外传输链路类似，主要差别是可见光谱的影响较少和激光硬件会发生少量射线，使用不当时可能会损伤眼睛。

红外线和激光对环境条件的影响很敏感，例如雨、雾和可见光等的影响，适宜用于传输距离较近的地方。

微波传送在无线数据通信中占有重要地位。微波的频率范围为300MHz～300GHz，主要使用的是2～40GHz的频率范围。图4-87是电信领域使用的电磁波频谱图。

图4-87 电信领域使用的电磁波频谱图

微波在空间主要是直线传播，即中间无电波传输障碍物，但它可以穿透电离层进入宇宙空间。因此微波通信有两种主要方式，即地面微波接力通信和卫星通信。

1.地面微波接力通信

由于微波在空间是直线传播的，而地球表面是个曲面，因此传播距离受到了限制，采用20～30m高的天线塔，通信终端间的直接传输距离约为50km。但若采用100m高的天线塔，传播距离可增大到100km。为能实现更远距离的通信，可在两个通信终端之间建立若干个中继站。中继站把前一站送来的信号经过接收放大后再转发到下一站，故称为微波“接力”通信系统。大多数长途通信使用4～6GHz的频率范围。各国使用的微波设备的信道容量为960路、1200路、1800路和2700路电话等数种。我国的微波接力通信设备大多为960路。

微波接力通信可传输电话、图像和数据等信息，主要特点如下：

1）微波波段的频率很高，其可用频带范围也很宽，因此通信信道的容量很大。

2）工业干涉和天电干扰极微，因此通信质量高。(www.xing528.com)

3）微波接力通信的建设投资少，见效快。

4）使用大量中继站时，维护、使用成本较高。

5）微波通信的隐蔽性和保密性较差。

2.卫星通信

为克服地球表面曲面限制微波通信距离，人们把中继转发器放到距地面3.6万km高空的地球同步卫星上。因此，卫星通信实际也是一种微波接力通信系统，使用的是放在卫星上的无人值守的微波通信中继站。

卫星通信的最大特点是通信距离远，通信费用与通信距离无关。地球同步卫星上发射的电磁波能量可覆盖地球上1.8万多公里的跨度范围。只要在地球赤道上空3.6万km高度的同步轨道上等距离设置相隔120°的3颗卫星，就能实现覆盖全球通信，如图4-88所示。

卫星通信的频带很宽，信号受到的干扰也很小，通信稳定。一个典型的通信卫星通常拥有12～20个转发器，每个转发器的频带宽度为36～50MHz，可用于传送50Mbit/s的数据或800路64kbit/s的数字化语音信道。

卫星通信系统需要一个或多个较大口径的抛物面收发天线地面中心站，用来管理整个卫星通信网。在地面各个通信点上各设有一个小口径的VSAT（Very Small Aperture Terminal）地球通信站，这种大量小站的天线直径不超过1m，价格便宜，携带方便。

为管理好VSAT卫星通信网之间的通信，所有VSAT之间的数据通信都要经过地面中心站建立呼叫连接，在建立连接后，两个小站之间的通信就可以直接通过卫星转发器进行转发，而不必再经过地面中心站。

卫星通信的另一个特点是有较大的传播延时，为0.25～0.3s，平均为0.27s。但是这点延时与发送延时、数据打包和数据包排队发送等延时相比，仅是一小部分。

图4-88 利用3颗同步卫星进行全球通信