数字微波通信二十年

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一、引言首先，需要说明的是：什么是数字微波通信?早期的数字微波通信专门指数字微波中继通信，即在微波频段利用视距和中继的方法传输数字信息的一种无线通信手段。近十几年来，无线通信得到很大的发展，也产生一些新的传输方式。但是根据同行的一般理解，可以这样说，数字微波通信不是卫星通信、不是散射通信，也不是移动通信；而是在微波频段通过地面视距传播进行数字信息传输的一种无线通信手段，既包括点对点数字微波，也包括点对多点数字微波。
从本世纪70年代中、后期发展起来的数字微波通信，到今天为止已经经历了20多年的历程。作为对人类的通信建设起到过重要作用的数字微波通信技术，曾经和卫星、光纤一起被称为现代通信传输的三大支柱，有过自己的辉煌岁月，但也遇到了挑战和冷落，在这世纪之交的时刻，在全球通信网面临重大弯革的浪潮中，如何正确总结数字微波技术的起落，找到自己的市场定位，对数字微波技术今后的发展是十分重要的。
本文结合作者在这个领域的亲身经历，谈一些自己的看法，供国内同行参考，不当之处敬请批评指正。

二、我国数字微波通信发展的历史回顾
1、模拟微波的发展阶段。我国的模拟微波通信技术的研究、开发、引进和应用始于1958年，有很长的历史。邮电部也先后完成了300路、600路和960路模拟微波通信系统的研制和开发。但是到70年代中，有三个技术问题始终没有得到解决，影响它的推广使用。这三个技术问题是：(1)全数字化，(2)全固态化，(3)无人值守。随着经济建设和国防建设的发展，许多专用通信网(如：石油、电力、水利、矿山和部队等)要求传输数据、对信息进行加密、工作高度可靠、运行维护方便，这就要求微波通信必须实现全数字化、全固态化和无人值守，而满足这些要求的新一代微波通信系统，即数字微波通信系统被提到日程上来了。
2、中、小容量数字微波的发展阶段。我国数字微波通信真正有影响的研究、开发是从川汉输气工程开始的。这是由四机部主持的一项国家重点工程，分为“北方点”和“南方点”。北方点由石家庄19所牵头，包括：北京大学、北京广播器材厂、北京电控厂等，主攻6GHz120路系统；南方点由清华大学绵阳分校牵头，包括：重庆716厂、绵阳730厂等，主攻2GHz120路系统。以上系统经过二年多的努力攻关，于1978年3月在石家庄的全国总联试中取得成功，并先后转入工厂生产。以川汉输气工程为应用背景的二次群数字微波通信系统研制成功，在我国数字微波通信的发展史上是具有划时代意义的事件，它成套地突破了一系列关键技术，培养了一大批研究开发人才，为我国专用通信网的全数字化改造作出了重大贡献。随后，四机部又组织了6GHz480路和2GHz480路数字微波通信系统的研制、开发，并于1983年4月在石家庄进行全国总联试，取得成功。这些成果标志着我国在80年代初期已经系统地掌握了中、小容量数字微波的全套技术，并且已经在某些专用通信网上得到推广应用。
3、大容量数字微波的发展阶段。80年代后期，在国家“七五”科技攻关项目中，安排了大容量数字微波通信系统的研制和开发。由邮电部主持，安排邮电部西安4所和电子部石家庄54所承担6GHz1920路16QAM系统，清华大学承担11GHz1920路16QAM系统和140Mb/s64QAM中频系统。经过各个单位的努力，以上工作在90年代初先后完成并通过了国家主管部门的验收，由于种种原因，在国家“八五”计划中没有继续安排大容量数字微波的攻关项目，使得上述成果的推广应用受到很大的影响。

三、数字微波通信面临的挑战
80年代中、后期，我国的数字微波发展受阻。原因是多方面的：如国产设备和国际上的先进产品存在较大差距、缺乏竞争力；又如国家对数字微波技术及产业的投入不足，研究和生产单位处境艰难等等；但是更主要的原因是由于光纤通信的兴起，数字微波的干线传输功能已逐步被光纤所代替。
光纤通信的兴起是20世纪最重大的科技事件。自从70年代提出光纤传输理论，80年代走向实用化以来，光纤通信得到很大的发展。光纤通信以其巨大带宽、超低损耗和较低成本而成为干线传输的主要手段，并对数字微波形成巨大的冲击。从本世纪90年代以来，以大容量光纤传输作为国家信息高速公路的主要传输手段，已经成为不可抗拒的历史潮流。在这种背景之下，数字微波向何处去?数字微波还有没有发展的天地?这些都是从事该领域研究、开发、生产和使用的单位及人员十分关心的问题。

四、数字微波通信的发展机遇
数字微波作为一种无线传输方式，在灵活性、抗灾性和移动性方面具有光纤传输所无法比拟的优点，这也是它的优势所在。
当前数字微波的发展机遇是否可以归纳如下：
·干线光纤传输的备份及补充，如：点对点的SDH微波、PDH微波等，主要用于干线光纤传输系统在遇到自然灾害时的紧急修复，以及由于种种原因不适合使用光纤的地段和场合。·点对多点微波通信系统，有用户线型和中继线型两大类，微波频段的无线用户环也可以属于这一类，主要用于农村、海岛等边远地区和专用通信网，但也遇到光纤通信的激烈竞争。
·微波扩频数据传输系统，如：点对点2?4GHz扩频微波，点对多点2?4GHz扩频微波数据网等，主要问题是干扰协调问题。
·高频段微波，如：13，15，18GHz几个频段的点对点微波通信系统，可以用于城市内的短距离支线，如移动通信基站的连接。
·本地多点分配业务(LMDS)，工作在28GHz频段，用于未来的宽带业务接入，被称为无线光纤。
·军用数字微波通信系统，主要解决抗干扰和加密等问题。

五、如何发展数字微波通信技术
人类电信技术的发展历史告诉我们：(1)通信传输是一个非常活跃的技术领域，经常处于发展变化之中；(2)通信传输向来都是多手段的，不可能由某种传输方式包打天下。但是，在一定时期内，要让某种传输技术得到较好的发展，还必须在当前市场中有正确的定位，突破一些关键技术，并且能够很好预测今后的发展趋势。下面就如何发展数字微波通信技术谈谈个人的一些看法。
1、市场定位
光纤通信和移动通信已成为当前通信网的两大主流，并形成十分巨大的产业和用户市场。数字微波是在企图扮演通信网传输主角的情况下开始发展的，但是很不幸，还没有等这个“婴儿”长大，光纤通信和移动通信就成长为巨人，并且在空间和频段上把数字微波逐出原有的领地。这是技术的竞争，是不以人们意志为转移的。那么，在当前的情况下，数字微波的市场定位到底是什么?
本人认为，在当前情况下，数字微波要得到发展，必须放下架子，甘当配角，当好光纤通信和移动通信的配角。搞技术的人往往都希望当主角，宁可在小市场当主角，也不愿在大市场当配角，这样就会失去许多发展的机遇。
2、关键技术
当前数字微波要注重突破一些关键技术：
·高频段传输技术。这里说的高频段，是指10GHz以上的频段，包括毫米波频段。根据电信主管部门的规划，3GHz以下频段要分配给移动和个人通信，而3～10GHz的频段也已十分拥挤。因此，数字微波要及时调整发展方向，向高频段进军。
·在现有频段上的兼容技术。由于10GHz以下的频段传播条件较好，器件比较成熟，主管部门也划分了某些频段给数字微波使用，因此现有的频段也不要轻易放弃，但在技术上要较好解决兼容问题。如：
(1)16QAM和64QAM等高效率调制技术；
(2)定向及扇区天线技术；
(3)扩频及跳频抗干扰技术；
(4)纠错技术。
·适用于各种用户的组网及接口技术。采用软件无线电技术，使数字微波通信系统是一个较为通用的平台，能够根据用户的不同要求进行组网，并完成各种接口功能。
·提高可靠性及降低成本的技术。如：微波单片集成、全数字化处理、数字专用集成电路等。
3、发展趋势
20世纪80年代以前的通信网基本框架：中继线以无线为主(微波、卫星)，在天上；用户线以有线为主(市话电缆)，在地下。未来通信网的基本框架；中继线以有线为主(光缆)，在地下；用户线以无线为主，在天上。这就给数字微波的今后发展提供了十分广阔的天地。
从最终用户的角度，用户线可以分为二类；移动型和固定型。移动型的用户线肯定是移动通信的天下，而固定型的用户线是数字微波可以涉及的一个阵地。特别是宽带业务的发展和第三代移动通信的应用，会对宽带业务的固定无线接入提出需求，数字微波是有很大的发展前景的。

六、结论
看准市场，站稳脚跟，抓住机遇，预测未来，迎接数字微波发展的第二个春天。

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