80GHz頻段E-Band微波應用介紹

12月4日，工信部正式向中國移動、中國電信、中國聯通頒發TD-LTE制式4G牌照，中國正式邁入4G時代。根據第三方分析機構GSMA intelligence的報告預測，到2017年底，全球將有超過128個國家部署約500張LTE網絡。 4G在提供更大的帶寬、給人們帶來更好的移動互聯網體驗的同時，也會讓運營商的移動承載網面臨挑戰。

隨著國內4G牌照的發放，LTE 網絡將會快速部署。但LTE基站的覆蓋范圍小，部署密度遠高于GSM基站和3G基站，LTE建設將面臨大量的新建站點需求，而部分新建站點光纖資源短缺，國內預計將有20％的新建站點光纖資源缺失，使得LTE基站業務回傳和PTN光纖網絡成環均面臨壓力。微波作為移動回傳的重要解決方案，能替代或作為光纖的補充，解決光纖短缺問題，實現LTE網絡快速部署。但是傳統微波頻段(6～42GHz)頻譜資源緊張，波道間隔小（國內目前最大波道間隔為28MHz），難以滿足LTE基站對承載網絡的大帶寬需求。在這種情況下，業界將眼光投向了能提供超大帶寬的E-Band微波。什么是E-Band微波，E-Band微波傳輸能提供多大帶寬，又適用于哪些應用場景呢？

E-Band頻段微波介紹

E-Band射頻波道配置

2000年，ITU-R和ETSI標準組織進行了高頻段71～76GHz和81～86GHz微波的劃分，這就是后來我們常說的E-Band。

圖1. E-Band射頻定義

同時，業界標準機構ITU-R、FCC、CEPT分別對E-Band的射頻波道配置做了相關的建議，信道劃分以250MHz和1.25GHz為主。 正是有了250MHz甚至更大的波道間隔資源，E-BAND微波單頻點能提供更大的帶寬，目前業界最大單頻點帶寬達2.5Gbps，未來甚至能提供10G的空口傳輸帶寬。

圖2. ETSI和FCC定義的E-Band射頻波道配置

E-Band微波傳輸距離

微波傳輸的距離同時受到自由空間損耗、大氣損耗和雨衰的影響，接下來我們重點分析下E-Band微波的傳輸性能：

自由空間損耗：

71GHz～76GHz的自由空間路徑損耗大約是130dB，81GHz～86GHz的自由空間損耗是131dB。這個值普遍高于傳統頻段下的自由空間損耗，這就直接造成E-Band的傳輸距離要遠小于其它傳統頻段。

大氣損耗：

在下面的大氣窗口圖中可以看到，在71GHz～86GHz這個范圍內，大氣對E-Band的衰耗是很低的，基本小于0.5dB/km。

圖3. 大氣衰耗圖示

雨衰：

對于10GHz以上的微波，雨衰會直接限制微波傳輸的距離。對于E-Band微波，在非常嚴重的情況下，如熱帶雨林降雨（100毫米/小時），雨衰在30dB/km左右，但這一般只發生在短時間內，而且在網絡設計時，可以通過預留余量來適應天氣變化。部分廠家還支持自適應調制功能：即可以通過降低調制模式來適應天氣的變化，配合QOS配置，保證高優先級業務可以正常通信，從而提升網絡可靠性。

E-Band基本不受云霧的的影響。即使是能見度為50米，密度為0.1g/立方米的濃霧，對E-Band也僅能產生0.4dB/km的衰落，基本可以忽略不計。