微波通信在光纖通信發(fā)展之前,為通信大容量、長(zhǎng)距離的傳輸系統(tǒng)發(fā)揮了極大的作用,微波通信技術(shù)也由模擬演進(jìn)到數(shù)字,由準(zhǔn)同步數(shù)字系列(PDH)發(fā)展到同步數(shù)字系列(SDH)等。其應(yīng)用由專用網(wǎng)到公用網(wǎng),從傳輸電話信號(hào)到電視信號(hào),再到分組數(shù)字信號(hào)等。
一、國(guó)際上微波通信技術(shù)的發(fā)展
在國(guó)際上,微波通信是從上個(gè)世紀(jì)初開始的,1931年國(guó)際上出現(xiàn)了最初的調(diào)幅微波通信系統(tǒng),它的工作頻率為1.667 GHz。在第二次世界大戰(zhàn)后,由于雷達(dá)技術(shù)的發(fā)展,使微波技術(shù)和微波中繼通信得到迅速的發(fā)展。從1947年開始,相繼實(shí)現(xiàn)了4GHz、480路電話和一個(gè)電視波道的多路微波中繼通信系統(tǒng);13GHz、具有6個(gè)寬頻帶雙向波道,每個(gè)高頻波道可通一路電視節(jié)目或600路電話的調(diào)頻多路微波通信系統(tǒng);每個(gè)波道可通1200路電話,共有10個(gè)雙向波道的微波通信系統(tǒng);具有8個(gè)波道,每個(gè)波道容量為2200路電話或一個(gè)彩色電視節(jié)目再加幾百路電話的6GHz寬頻帶系統(tǒng);到20世紀(jì)70年代,調(diào)頻微波通信已把每個(gè)波道的電話容量擴(kuò)大到2700路。隨著通信領(lǐng)域各種通信方式的出現(xiàn)和數(shù)據(jù)交換對(duì)通信的要求,微波通信技術(shù)得到了迅速發(fā)展。自1965年來,各國(guó)相繼投入了對(duì)2、4、6、8、11、13、15、20 GHz及毫米波段的數(shù)字微波通信系統(tǒng)的研究,其調(diào)制方式相繼出現(xiàn)2PSK、4PSK、8PSK(移相鍵控),以及16QAM、64QAM、256QAM(正交調(diào)幅)等新型的調(diào)制和解調(diào)方式,其傳輸速率可達(dá)幾百Mb/s。
二、我國(guó)微波通信的發(fā)展
中國(guó)微波通信始于1956年從當(dāng)時(shí)的民主德國(guó)引進(jìn)的第一套微波通信設(shè)備,經(jīng)過了仿制和自主研制的發(fā)展過程。
1、模擬微波系統(tǒng)的發(fā)展
1956年中國(guó)從當(dāng)時(shí)的民主德國(guó)引進(jìn)第一套微波通信設(shè)備,同年郵電部籌建郵電科學(xué)研究院,并組建了微波研究室。從引進(jìn)和消化國(guó)外的微波先進(jìn)技術(shù)開始,到獨(dú)立開發(fā)研究工作。先后完成了60路、600路、960路和1800路模擬微波通信系統(tǒng)的研制和開發(fā)。其中60路微波通信系統(tǒng)是中國(guó)微波通信的起步,實(shí)現(xiàn)了從無到有的過程。這四種容量的微波系統(tǒng)發(fā)展歷程匯總于下表2-1中。
表2-1:我國(guó)模擬微波系統(tǒng)的發(fā)展歷程
2、我國(guó)中、小容量數(shù)字微波系統(tǒng)的發(fā)展
20世紀(jì)70年代初,中國(guó)開始數(shù)字微波技術(shù)的研究工作。20世紀(jì)70年代中,開始研制2GHz、4GHz、6GHz、7GHz系列的數(shù)模兼容全固態(tài)微波通信設(shè)備,該系列設(shè)備為全國(guó)通信建設(shè)提供了靈活方便的新型傳輸工具。1978年郵電部門研制成碼速為8.488M的二相相移鍵控中頻調(diào)相的120路數(shù)字微波設(shè)備,供專業(yè)通信網(wǎng)使用。
中國(guó)數(shù)字微波通信真正有影響的研究和開發(fā)是從川漢輸氣工程開始的。這是由四機(jī)部主持的一項(xiàng)國(guó)家重點(diǎn)工程,分為“北方點(diǎn)”和“南方點(diǎn)”,其含義詳見下表2-2。經(jīng)過兩年多的努力攻關(guān),于1978年3月在石家莊的全國(guó)總聯(lián)試中取得成功,并先后轉(zhuǎn)入工廠生產(chǎn)。以川漢輸氣工程為應(yīng)用背景的二次群數(shù)字微波通信系統(tǒng)研制成功,在中國(guó)數(shù)字微波通信的發(fā)展史上具有劃時(shí)代的意義,它突破了一系列關(guān)鍵技術(shù),培養(yǎng)了一大批研究開發(fā)人才,為中國(guó)專用通信網(wǎng)的全數(shù)字化改造作出了重大貢獻(xiàn)。隨后,四機(jī)部又組織了6GHz 480路和2GHz 480路數(shù)字微波通信系統(tǒng)的研制、開發(fā),并于1983年4月在石家莊進(jìn)行全國(guó)總聯(lián)試,取得成功。這些成果標(biāo)志著中國(guó)在20世紀(jì)80年代初期已經(jīng)系統(tǒng)地掌握了中、小容量數(shù)字微波的全套技術(shù),并且已經(jīng)在某些專用通信網(wǎng)上得到推廣應(yīng)用。
表2-2:關(guān)于“北方點(diǎn)”和“南方點(diǎn)”
3、大容量數(shù)字微波系統(tǒng)的發(fā)展階段
20世紀(jì)80年代后期,國(guó)家“七五”科技攻關(guān)項(xiàng)目中安排了大容量數(shù)字微波通信系統(tǒng)的研制和開發(fā)。由郵電部主持,郵電部第四研究所牽頭承擔(dān)了“6GHz 1920路大容量數(shù)字微波通信系統(tǒng)”的攻關(guān)研制工作,主攻6GHz大容量數(shù)字微波長(zhǎng)距離干線系統(tǒng),同時(shí)進(jìn)行11GHz大容量短距離數(shù)字微波系統(tǒng)攻關(guān)研制工作,采取研究所與院校緊密合作方式攻關(guān),合作單位有清華大學(xué)、浙江大學(xué)及郵電部第五研究所等。郵電部第四研究所完成了6GHz 1920路大容量數(shù)字微波2+1波道(2工作波道+1備份波道)全套軟硬件系統(tǒng)國(guó)家鑒定與現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)驗(yàn)收,清華大學(xué)承擔(dān)了11GHz 1920路16 QAM系統(tǒng)和140Mps 64QAM中頻系統(tǒng)。研究成果達(dá)到了當(dāng)時(shí)國(guó)際上最有競(jìng)爭(zhēng)力的大容量數(shù)字微波廠商同類產(chǎn)品的先進(jìn)技術(shù)水平。6GHz 1920路大容量全套骨干系統(tǒng)成功參加與完成了1989年第一屆全國(guó)歸國(guó)留學(xué)生成果展覽會(huì)展覽與演示任務(wù),隨后在20世紀(jì)90年代初完成了國(guó)家鑒定室內(nèi)測(cè)試及野外現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)驗(yàn)收。該系統(tǒng)的研制成功是中國(guó)在大容量數(shù)字微波傳輸技術(shù)上取得的一項(xiàng)重大突破,達(dá)到20世紀(jì)80年代中期同類系統(tǒng)的國(guó)際先進(jìn)水平。但后來由于種種原因,在國(guó)家“八五”計(jì)劃中沒有繼續(xù)安排大容量數(shù)字微波的攻關(guān)項(xiàng)目,使得上述成果的推廣應(yīng)用受到很大的影響。
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三、我國(guó)微波通信應(yīng)用的發(fā)展
我國(guó)自1956年從當(dāng)時(shí)的東德引進(jìn)第一套微波通信設(shè)備以來,經(jīng)過仿制和自發(fā)研制過程,取得了巨大成就,使我國(guó)的微波通信技術(shù)得到了很好的應(yīng)用,極大的促進(jìn)了我國(guó)傳輸系統(tǒng)的建設(shè)、應(yīng)用和發(fā)展。我國(guó)其微波通信系統(tǒng)具體的應(yīng)用發(fā)展歷程詳見下表3中。
表3:我國(guó)微波通信系統(tǒng)的應(yīng)用發(fā)展歷程
但隨著光纖通信的飛速發(fā)展,微波通信在中國(guó)的通信傳輸?shù)匚话l(fā)生了根本性的變化,并逐漸被光纖傳輸所替代,世紀(jì)之交時(shí)是微波通信的發(fā)展開始邊緣化。
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