微波是常見的無線通信技術，以其遠距離、大容量、部署快捷、抗損強的特點被廣泛應用于各類通信系統的中繼和回傳。持續的移動寬帶的承載需求，常規6GHz~38GHz的微波頻譜資源已經被迅速消耗殆盡，微波通信向更高頻段擴展已成為必然趨勢。E-Band微波早在2001年和2003年被ITU-R（國際電聯無線組織）所發布，主要包括”60GHz”和”80GHz”的高頻段微波通信，60GHz免費頻段較早為軍方和行業客戶使用，對運營商來說，80GHz微波頻段將會是重要的無線傳輸手段。

E-Band天然實現微波傳輸大帶寬

圖1：ITU-R建議的微波通信頻段

E-Band微波80GHz頻段由71G~76G/81G~86G頻譜資源構成的，既是目前民用微波通信領域發布的最高傳送頻段，也是迄今為止 ITU-R一次性發放的頻譜資源中波道間隔最大的一次。從上圖1可以看出，80GHz E-Band頻段擁有10GHz的收發間隔（TR間隔），以及總共5GHz的可調制帶寬。按照1Hz傳送1bit這樣最基本的傳送能力計算，5GHz的頻帶寬度使得空口G比特（Gbps）級高速率傳輸成為可能，這是以往常規低頻段的微波無法實現的。

圖二：E-Band微波波導間隔示意圖

常規頻段微波通信系統（6GHz-38GHz）傳送高帶寬的代價是很大的。主要采用的調制波道間隔為3.5MHz~56MHz，要傳輸數百兆帶寬的業務就必須采用高階調制模式。按照目前常規的最大波道間隔56MHz的和最高的調制模式256QAM，一條微波鏈路空口的標準傳輸容量也僅能達到 430Mbps左右。若要傳輸更大容量的業務，就需要多條微波鏈路捆綁使用，無疑帶來了更高的成本和更復雜的系統配置。

E-Band具有更寬的可調制波道間隔，故E-Band頻段的微波通信系統天然具有傳輸G比特以上業務容量的能力。以ECC（歐洲電子通信委員會）對80GHz頻段的定義為例，其建議的最小波道間隔為250MHz，整個5GHz的可用調制頻段劃被分成了19個子頻段，傳輸業務時使用的波道間隔可以是 1~4個250MHz子頻段的組合，當最多4個250MHz子頻段組合在一起時，可調波道間隔最大可以達到1GHz，采用一定的更高階調制方式后，E- Band微波可以實現1~5Gbps的高容量空口傳輸。

E-Band微波傳播的環境影響分析

與傳統微波頻段類似，自然界的大氣（氧氣）吸收和雨衰也會對E-Band微波通信系統產生一定的影響。

E-BAND微波大氣吸收損耗圖

從上圖的高頻段無線信號大氣吸收損耗圖示可以看出，6GHz-38GHz的常規微波頻段正常情況下的氧氣吸收損耗大概在0.1dB/km左右，隨著頻率的增高，氧氣吸收的影響也逐漸加劇，在60GHz頻段附近達到一個高峰約14dB/km，隨后的70GHz-80GHz頻段附近，氧氣吸收回落到了與常規頻段接近的程度，約為0.35dB/km，對微波通信系統而言已基本可接受，這也是70GHz-80GHz頻段被建議規模用于電信運營商的E-Band微波的重要原因之一。此外，由于80GHz頻段屬于高頻信號，雨衰的影響相對會嚴重一些，25毫米/小時的大雨量會導致約10dB /km的衰耗，50毫米/小時的暴雨大概會導致約20dB/km的衰耗，而150毫米/小時的特大暴雨則可能導致高達約50dB/km的衰耗。不過，通常情況來說，只有赤道附近的N雨區和P雨區的國家和區域每年降雨有0.01%的可能超過100毫米/小時，所以雨衰對E-Band微波通信系統的嚴重影響只限在赤道附近降雨量豐富的某些特定國家和區域，地球上絕大多數區域因為降雨帶來的衰落基本均可以接受。

對E-Band頻段的微波通信系統，按照ITU（國際電聯）定義的雨區進行規劃統計可以發現，在除N雨區和P雨區之外的其它地區，在年可用度要求為99.9％的條件下傳送1Gbps業務，一跳微波天線之間的通信距離可以達到5km左右；若年可用度要求增加到99.999%，傳輸距離也能夠確保達到1.5km左右。所以環境對E-Band微波的影響有限，E-Band微波的應用場景還是十分廣泛的。

E-Band微波通信系統的應用及發展趨勢

近年來，隨著無線通信網絡從GSM、UMTS發展到LTE，回傳網絡所需要的承載帶寬需求大幅增長。對電信運營商而言，E-BAND微波的應用無疑拓寬了無線傳輸緊張的頻率資源，特別是對于無線網絡未來大量部署的LTE基站，E-BAND能以更寬的頻譜資源滿足其超大帶寬的承載需求。需要說明的是，為適應短距離密集業務點傳輸的需求，E-BAND微波產品均設計成全室外形態（Fully Outdoor），以便于實現靈活的“零站址”安裝。

E-BAND微波在LTE無線回傳中的應用

頻譜開放和使用情況

常規頻段的微波通信不僅面臨頻譜資源逐漸耗盡的問題，其高昂的牌照（License）購買或租賃費用也給用戶帶來了巨大的成本壓力。有鑒于此，為推動電信運營商等用戶更好地進行寬帶網絡建設，做為常規微波頻段補充的E-BAND微波，從目前已開放其使用的各國調研來看，頻譜資源以象征性的低使用費（Light-license）為主。目前，在北美、歐洲、中東、南非和亞太的部分國家都已經開放了E-Band頻段的使用，各國運營商也紛紛開始進行 E-BAND微波用于無線下一代無線網絡回傳的試驗。

規模化商用面臨的問題

對71GHz-86GHz待商用的E-BAND頻段來說，當前面臨著標準和產業鏈不成熟的問題。

現有標準僅對波段劃分、系統性能指標和天線指標三個方面做了初始定義，對業務層的規劃，特別是密集部署的鄰道干擾等實際應用問題尚未有規范和經驗數據。同時由于E-Band微波技術最初是應用于軍事和汽車行業，對電信行業來說尚處于產業啟動階段，目前只有極少數企業提供商用部件，產品質量不可靠、價格昂貴且市場供應不穩定，當前還難以適應大規模商用部屬的需求。

此外，E-BAND微波的天線波束角會比較狹窄，天線對調的難度和工程要求較高，除前面提到的大氣吸收和雨衰影響外，設備對風速和振動造成的影響也相對敏感，這對工程安裝和維護也帶來了更高的要求。

最后，對E-BAND頻譜資源的規劃和應用仍然存有不同的看法，從是否開放，到如何更加經濟高效地利用和管理，各國政府目前的政策和態度仍然未達成一致，這也在某種程度上延緩了E-BAND微波產業化的發展步伐。

發展趨勢展望

常規頻段的分體式微波以其成熟的技術、較低的成本和豐富的工程應用經驗，長期是主流的承載方案，但E-Band微波隨著移動寬帶的發展必將成為其強有力的補充。業界對E-Band發展前景普通樂觀，領先的微波廠家已經能做到64QAM的高調，使得僅用2個250MHz波道的組合即可實現 2.5Gbps的極高空口傳輸速率。在主流運營商沃達豐和主流廠商華為等聯合推動下，目前標準化和產品商用化的速度在不斷加快。業界普遍預期E-BAND微波將會在2013年左右實現規模商用部署，成長為移動寬帶承載舞臺上一顆耀眼的明星。
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