Prinsip Microwave Digital

Definisi Microwave (Gelombang Mikro)

Microwave (Gelombang Mikro) adalah jenis gelombang elektromagnetik dengan  rentang frekuensi gelombang mikro dari 300 MHz ke 300 GHz. Tapi Dalam komunikasi microwave, rentang frekuensi umumnya dari 3 GHz sampai 30 GHz.

Menurut karakteristik propagasi, microwave dapat dianggap sebagai gelombang pesawat. Gelombang pesawat tidak memiliki medan listrik dan medan magnet komponen membujur sepanjang arah propagasi. Lapangan dan medan magnet komponen listrik vertikal ke arah propagasi. Oleh karena itu, disebut gelombang elektromagnetik transversal dan TEM (Tranverse E;lector Magnetic)  gelombang  elektromagnetik pendek.

Perkembangan Microwave

Sebelum tahun 1980, microwave analog telah memainkan peran utama dalam komunikasi. Sejak tahun 1990, teknologi microwave digital telah berkembang pesat. Terlepas dari kemajuan teknologi, karakteristik sinyal digital, yaitu, menjaga rasio signal-to-noise yang baik, adalah faktor kunci yang menjamin kemampuan transmisi jarak jauh.

Sudah lebih dari 50 tahun sejak teknologi microwave dikembangkan. Sebagai skema transmisi radio di mana microwave band frekuensi sinyal mengadopsi line-of-sight tanah (LOS) propagasi, teknologi microwave telah mengalami transisi dari microwave analog ke microwave digital. Microwave analog dan sistem transmisi pembawa kabel koaksial dua metode utama yang digunakan dalam tahap awal untuk transmisi jarak jauh.

Transmisi Program TV yang paling awal di antara kota mengadopsi saluran transmisi microwave. Kapasitas peralatan kecil dan menengah digital microwave (8,34 Mbit / s) yang dikembangkan di tahun 1970-an telah berubah daun baru untuk digitalisasi microwave. Pada akhir 1980-an, keberhasilan pengembangan microwave digital SDH mengarah ke yang muncul dari kapasitas besar sistem microwave digital Nx155 Mbit / s. Berbicara tentang microwave analog, itu tidak lagi digunakan untuk membangun jaringan di akhir 1980-an, dan sekarang hanya digunakan di stasiun gunung yang dimiliki oleh Administrasi Negara Radio, Film dan Televisi Cina. 

Perkembangan Gelombang Mikro

Prinsip Komunikasi Microwave Digital

komunikasi microwave digital adalah cara transmisi informasi digital di atmosfer melalui microwave atau radio frekuensi (RF). komunikasi microwave mengacu pada komunikasi yang menggunakan microwave sebagai operator dengan mengadopsi modulasi digital.

Sinyal baseband dimodulasi ke frekuensi menengah (IF) pertama. Maka frekuensi menengah diubah menjadi frekuensi microwave.Sinyal baseband juga dapat dimodulasi langsung ke frekuensi microwave, tetapi metode hanya pergeseran fasa keying (PSK) modulasi berlaku. Teori medan elektromagnetik adalah dasar dimana teori komunikasi microwave dikembangkan.

Konsep Tentang Pengaturan Band Frekuensi Microwave.

Setelah memilih band frekuensi microwave, mengkonfigurasi saluran RF, yaitu dengan membagi pita frekuensi menjadi beberapa sub-band yang lebih kecil untuk memberikan spektrum yang dibutuhkan oleh pemancar. Kami menyebutnya sub-band saluran ini. Saluran ini biasanya ditunjukkan dengan frekuensi pusat masing-masing dan nomor urut. Bandwidth saluran tergantung pada spektrum dari sinyal yang ditransmisikan, atau tergantung pada kapasitas dan skema modulasi yang digunakan. Oleh karena itu, ketika mengkonfigurasi saluran RF, mengikuti prinsip-prinsip yang tercantum di bawah:

a.      Menggunakan keseluruhan batas  pita frekuensi radio

b.     Untuk satu stasiun radio, mempunyai  cukup jarak antara frekuensi  pengirim dan penerima  untuk menghindari gangguan pada receiver yang dibawa oleh pemancar.

c.    Dalam sistem multi-channel, memiliki jarak frekuensi antara dua saluran yang berdekatan,  untuk menghindari gangguan bersama.

d.    Memiliki jarak perlindungan(proteksi) di tepi pita frekuensi yang dialokasikan, untuk  menghindari gangguan pada pita frekuensi yang berdekatan.

e.     Sebagian besar saluran RF dikonfigurasi dengan jarak yang sama.

Menurut data dari sistem transmisi microwave,  RF konfigurasi dalam ITU-R F.746-3, jarak yang sama adalah skema dasar yang digunakan pertama untuk RF konfigurasi channel. Saluran jarak sering digunakan adalah 2,5 MHz dan 3,5 MHz, yang termasuk ke sistem Amerika Utara dan Eropa sistem masing-masing. Selama 3,5 MHz skema spasi kanal, diharapkan bahwa saluran jarak akan dibagi lagi menjadi 1,75 MHz, untuk mendukung kebutuhan transmisi kapasitas kecil 1xE1 atau 2xE1.

Band frekuensi yang digunakan pada transmisi microwave digital:

            

Band frekuensi Microwe digital dan konfigurasi RF

Ketentuan dalam setiap band frekuensi, jarak sub-band frekuensi, jarak Transmitting /  Receiving dan jarak chanel:

         

Ketentuan range frekuensi

             

Range frequency (7425M–7725M)

Modulasi Microwave Digital

Sinyal baseband digital adalah sinyal digital yang tidak termodulasi. Sinyal baseband tidak dapat langsung ditransmisikan melalui saluran radio microwave dan harus diubah menjadi sinyal pembawa (carrier) untuk transmisi microwave

                  

Konversi sinyal baseband digital sebelum ditransmisikan

Rumus berikut menunjukkan sinyal baseband digital dikonversi menjadi sinyal pita frekuensi digital:

                 

Struktur Frame Microwave

Dalam sistem microwave digital, untuk mengirimkan informasi digital dari saluran, Wayside Service (WS), bit yang digunakan oleh ATPC, dan saluran switching, bit tambahan yang disebut RFCOH akan ditambahkan ke dalam aliran data utama berasal dari peralatan SDH MUX. Pemasok merencanakan struktur rangka menurut tingkat transmisi, skema modulasi, metode koreksi kesalahan, dan jenis informasi tambahan yang diperlukan. Oleh karena itu, suplay sinyal yang berbeda mungkin memiliki struktur frame microwave yang berbeda pula. Angka ini menunjukkan struktur rangka yang mempekerjakan multilevel kode modulasi (MLCM).

RFCOH adalah penggabungan (multiplexing) ke dalam bentuk data STM-1 dan blok multiframe. Setiap multiframe memiliki enam baris dan setiap baris memiliki 3564 bit. Satu multiframe terdiri dari dua frame dasar. Setiap frame dasar memiliki 1776 bit. Sisa 12 bit yang digunakan untuk frame keselarasan

                     

RFCOH

        

Muliframe3564 bits

Topologi Jaringan Microwave Digital

         

Toplogi Jaringan Microwave Digital

Jenis Stasiun Microwave Digital

Stasiun microwave digital diklasifikasikan menjadi stasiun Pivot utama, add/drop stasiun relay, relay stasiun dan stasiun terminal.

1)   Terminal Stasiun: Hal ini mengacu pada stasiun microwave yang mentransmisikan layanan hanya dalam satu arah.

2)     Relay Stasiun: Ini mengacu pada stasiun microwave yang mentransmisikan layanan dalam dua arah dan diperlukan ditambahkan untuk memecahkan masalah yang ada di garis microwave komunikasi terlihat. Stasiun relay diklasifikasikan menjadi dua jenis, stasiun relay aktif dan stasiun relay pasif.

3)    Add/Drop Stasiun relay: Ini mengacu pada stasiun microwave yang mentransmisikan layanan dalam dua arah dan menambahkan / tetes layanan ditransmisikan.

4)      Pivotsal  Stasiun:  Ini mengacu pada stasiun microwave yang mentransmisikan layanan dalam tiga atau lebih dari tiga arah dan transfer jasa di saluran transmisi dalam arah yang berbeda. Hal ini juga disebut stasiun HUB.

          

Jenis stasiun microwave digital

Relay Stasiun

Relay stasiun terbagi dua jenis yaitu aktif dan pasif

               

Jenis relay stasiun

Aktif relay stasiun

·  a.    Radio Frequency relay stasiun

Aktif, sistem radio repeater bi-directional tanpa pergeseran frekuensi. Stasiun relay RF langsung menguatkan sinyal frekuensi radio

      b.  Regenerator relay station

Sebuah repeater frekuensi tinggi dengan performa tinggi. Regenerator relay stasiun  digunakan untuk memperpanjang jarak transmisi sistem komunikasi microwave, atau untuk membelokkan arah transmisi sinyal untuk menghindari penghalang dan menjamin kualitas sinyal tidak terdegradasi. Setelah regenerasi dan amplikasi lengkap, sinyal yang diterima diteruskan.

Pasif relay stasiun

·         Parabolic reflector passive relay stasiun

terdiri dari dua antena parabola yang dihubungkan oleh waveguide back to back.

Dua-parabola stasiun relay pasif sering menggunakan antena berdiameter besar untuk menyesuaikan antena yang membutuhkan banyak waktu dengan jarak kurang dari 5 km

                   

Pasif relay stasiun

Aplikasi Microwave Digital

Berberapa aplikasi dari sistem microwave digital adalah:

1)      Transmisi backhaul

2)      Sebagai back-up bagi link

3)      Untuk melengkapi jaringan optic

4)      Transmisi kondisi khusus (sungai, danau, kepulauan dll)

5)      Komunikasi darurat

6)      Akses VIP

Langkah Perencanaan Microwave Digital

Langkah 1 Tentukan rute sesuai dengan peta rekayasa.

a.   Kita harus memilih area yang tinggi sebanyak mungkin, seperti daerah perbukitan dan menghindari melewati permukaan air dan daerah datar dan luas yang tidak cocok untuk transmisi.

b.      Jalur transmisi harus menghindari rintangan pegunungan.

c.    Serta Jalur diupayakan mengikuti lintasan seperti jalur kereta api, jalan raya dan daerah lainnya dengan transportasi yang nyaman

Langkah 2  Pilih lokasi stasiun microwave.

a.      Jarak antara dua site tidak boleh terlalu jauh.

b.      Jarak antara dua stasiun relay harus sama, serta setiap bagian relay harus memiliki izin.

c.       Pilih rute Z untuk menghindari gangguan dalam jangkauan.

d.      Hindari gangguan dari layanan radio lainnya, seperti sistem komunikasi satelit, situs radar, stasiun TV, dan stasiun siaran

Langkah 3 Gambar lokasi cross-sectional.

a.       Gambar lokasi  cross-sectional berdasarkan data dari masing-masing site.

b.      Hitung ketinggian antena dan transmisi masing-masing site.

c.    Untuk garis yang memiliki refleksi yang kuat, menyesuaikan tinggi pemasangan antena untuk memblokir gelombang yang dipantulkan.

d.    Pertimbangkan path clearance, untuk daerah dataran tidak boleh lebih besar, dan daerah pegunungan tidak boleh lebih kecil

Langkah 4 Hitung parameter untuk konstruksi situs

a.       Hitung parameter terrain  pada  jalur dan site  yang sudah ditentukan.

b.      Hitung azimuth dan sudut elevasi antena, jarak antara site, free space transmission loss   dan level receiver, rain fading indeks, dan margin indeks line.

c.     Jika margin indeks line memenuhi syarat, rencanakan peralatan dan frekuensi, membuat anggaran perkiraan, dan memberikan gambar konstruksi.