探秘微波通信：从楼顶 “大鼓” 到通信黑科技的深度解析
探秘微波通信：从楼顶 “大鼓” 到通信黑科技的深度解析
在我们生活的周围，移动通信基站随处可见，然而，不知道你是否留意过，在一些大楼楼顶或者荒郊野外，有一种形似 “大鼓” 的神秘设备，它们其实就是微波通信天线，背后隐藏着的微波通信技术，正悄然影响着我们的通信世界。
微波通信，英文为 Microwave Communication，它以微波作为载波来携带信息，实现中继通信。微波是频率处于 300MHz - 3THz 的电磁波，波长范围在 1 米 - 0.1 毫米 ，而实际微波通信主要使用 3GHz - 40Ghz 的频率范围。工程师们还对部分微波波段进行了特别定义与命名，如 Ka 波段、Ku 波段、C 波段等。
人类运用微波通信的历史源远流长。早在 1931 年，英国多佛尔到法国加莱就建立起世界上第一条超短波通信线路。二战后，微波通信迎来了快速发展和广泛应用。1947 年，美国贝尔实验室在纽约和波士顿之间搭建了第一条模拟微波通信线路。我国微波通信研究起步于 60 年代，随着时代发展，模拟微波逐渐被数字微波取代，历经 PDH 和 SDH 阶段，如今微波通信也迈入了 IP 时代。
尽管当下以光纤通信为主的有线传输网络占据主导地位，但在某些特殊场景下，微波通信依旧不可或缺。比如在偏远地区，铺设有线传输成本过高、难度极大；或是遭遇自然灾害，光纤传输受损时，微波通信就能发挥关键作用。与光纤通信相比，微波通信成本更低，抗灾害能力更强。卫星通信本质上也是微波通信的一种特殊形式，它借助地球同步卫星，将 “微波中继站” 置于太空，极大地拓展了微波通信的距离，理论上仅需 3 颗卫星就能实现地球上任意两个中继站的通信。
微波通信之所以采用点对点方式，是由微波的特性决定的。微波频率高、波长短，绕射和穿透能力差，在地表传输衰减大、距离短，且无法利用电离层反射传播，几乎只能进行视距传输。视距传输不仅易受山体、建筑物阻挡，还受地球表面弧度限制，通常微波天线挂在正常高度铁塔上，传输距离仅 50 公里。因此，远距离传输就需要设置微波中继转接站，像接力赛跑一样，一站接一站将信号传递下去。
微波设备一般由 IDU、ODU、中频电缆、天线等部分构成。IDU 即室内单元，负责业务接入、复分接和调制解调，把业务信号转换为中频模拟信号。ODU 是室外单元，承担信号的变频和放大任务。天线则负责将射频信号转换为电磁波发射出去，或者接收电磁波并转换为射频信号。微波天线除了常见的 “大鼓” 形状，还有抛物面天线和卡塞格伦天线，卫星通信常用的 “大锅” 就属于这类天线。室外微波设备安装方式有 ODU 和天线分开的分离式，以及两者扣在一起的直扣式。当存在两个 ODU 用于热备份或频分时，还会有合路器进行功率分配或合成。
微波通信站点分为终端站、中继站、枢纽站，中继站和枢纽站涉及信号转发，转发方式有无源和有源两种。无源方式包括无源反射板和背靠背天线；有源方式则有再生中继、中频中继和射频中继，有源方式虽效果好，但成本高且故障点多。
微波通信作为通信领域的重要一员，凭借其独特的优势和特性，在特殊场景下发挥着不可替代的作用。从过去到现在，它不断发展演变，未来也将继续在通信技术的舞台上发光发热，为我们的通信生活带来更多的便利和可能。