Millimeter Wave (MMW) adalah teknologi untuk sambungan nirkabel kapasitas tinggi berkecepatan tinggi (10Gbps, 10 Gigabit per detik), ideal untuk daerah perkotaan. Menggunakan gelombang mikro frekuensi tinggi dalam spektrum E-Band (70-80GHz) dan 58GHZ hingga 60GHz (V-Band), tautan dapat digunakan secara padat di kota-kota padat tanpa gangguan, dan tanpa perlu menggali kabel dan serat optik, yang dapat mahal, lambat, dan sangat mengganggu. Sebaliknya, tautan MMW dapat digunakan dalam hitungan jam, dan dipindahkan serta digunakan kembali di situs yang berbeda seiring berkembangnya persyaratan jaringan.

CableFree MMW Millimeter Wave Link dipasang di UEA

Sejarah MMW

Pada tahun 2003 Komisi Komunikasi Federal Amerika Utara (FCC) membuka beberapa pita frekuensi milimeter-gelombang (MMW) frekuensi tinggi, yaitu pada rentang 70, 80, dan 90 gigahertz (GHz), untuk penggunaan komersial dan publik. Karena banyaknya spektrum (kira-kira 13 GHz) yang tersedia di pita-pita ini, radio gelombang milimeter dengan cepat menjadi solusi radio point-to-point (pt-to-pt) tercepat di pasar. Produk transmisi radio yang menawarkan kecepatan data dupleks penuh hingga 1.25 Gbps, pada tingkat ketersediaan kelas operator 99.999%, dan jarak dekat satu mil atau lebih tersedia saat ini. Karena harga yang hemat biaya, radio MMW berpotensi mengubah model bisnis untuk penyedia backhaul seluler dan konektivitas akses metro / perusahaan "Last-Mile".

Latar Belakang Peraturan
Pembukaan spektrum frekuensi 13 GHz yang sebelumnya tidak digunakan di rentang frekuensi 71… 76 GHz, 81… 86 GHz dan 92… 95 GHz, untuk penggunaan komersial, dan layanan nirkabel tidak bergerak kepadatan tinggi di Amerika Serikat pada bulan Oktober 2003 dianggap sebagai keputusan penting oleh Federal Communications Commission (FCC). Dari sudut pandang teknologi, keputusan ini diperbolehkan untuk pertama kalinya, kecepatan jalur penuh dan komunikasi nirkabel kecepatan gigabit dupleks penuh dalam jarak satu mil atau lebih pada tingkat ketersediaan kelas operator. Pada saat membuka spektrum untuk penggunaan komersial, Ketua FCC Michael Powell mengumumkan keputusan itu sebagai pembukaan "perbatasan baru" dalam layanan dan produk komersial untuk rakyat Amerika. Sejak saat itu, pasar baru untuk penggantian atau ekstensi serat, jaringan akses nirkabel "Last-Mile" point-to-point, dan akses Internet broadband dengan kecepatan data gigabit dan seterusnya telah dibuka.

Signifikansi alokasi 70 GHz, 80 GHz dan 90 GHz tidak bisa dilebih-lebihkan. Ketiga alokasi ini, secara kolektif disebut sebagai E-band, terdiri dari jumlah spektrum terbesar yang pernah dirilis oleh FCC untuk penggunaan komersial berlisensi. Bersama-sama, spektrum 13 GHz meningkatkan jumlah pita frekuensi yang disetujui FCC sebesar 20% dan gabungan pita ini mewakili 50 kali lebar pita dari seluruh spektrum seluler. Dengan total bandwidth 5 GHz yang tersedia masing-masing pada 70 GHz dan 80 GHz, dan 3 GHz pada 90 GHz, gigabit Ethernet dan kecepatan data yang lebih tinggi dapat dengan mudah diakomodasi dengan arsitektur radio yang relatif sederhana dan tanpa skema modulasi yang rumit. Dengan karakteristik propagasi yang hanya sedikit lebih buruk dibandingkan dengan gelombang mikro yang digunakan secara luas, dan karakteristik cuaca yang dikarakterisasi dengan baik yang memungkinkan untuk dipahami pudarnya hujan, jarak tautan beberapa mil dapat direalisasikan dengan percaya diri.

Keputusan FCC juga meletakkan dasar bagi skema perizinan baru berbasis Internet. Skema lisensi online ini memungkinkan pendaftaran cepat dari sebuah tautan radio dan memberikan proteksi frekuensi dengan biaya satu kali yang rendah beberapa ratus dolar. Banyak negara lain di seluruh dunia saat ini membuka spektrum MMW untuk penggunaan umum dan komersial, mengikuti keputusan penting FCC. Dalam makalah ini kami akan mencoba menjelaskan pentingnya pita 70 GHz, 80 GHz dan 90 GHz, dan menunjukkan bagaimana alokasi frekuensi baru ini berpotensi membentuk ulang transmisi data rate tinggi dan model bisnis terkait.

Target Pasar dan Aplikasi untuk Konektivitas Akses "Last-Mile" Kapasitas Tinggi
Di Amerika Serikat saja, ada sekitar 750,000 bangunan komersial dengan 20+ karyawan. Dalam lingkungan bisnis yang sangat terhubung ke Internet saat ini, sebagian besar bangunan ini memerlukan konektivitas Internet dengan kecepatan data tinggi. Meskipun memang benar bahwa banyak bisnis saat ini puas dengan kecepatan yang lebih lambat T1 / E1 masing-masing pada 1.54 Mbps atau 2.048 Mbps, atau bentuk lain dari koneksi DSL kecepatan yang lebih lambat, sejumlah bisnis yang berkembang pesat membutuhkan atau menuntut DS- Konektivitas 3 (45 Mbps) atau koneksi fiber berkecepatan lebih tinggi. Namun, dan di sinilah masalahnya dimulai, menurut studi terbaru oleh Vertical Systems Group, hanya 13.4% bangunan komersial di Amerika Serikat yang terhubung ke jaringan fiber. Dengan kata lain, 86.6% dari gedung ini tidak memiliki sambungan fiber, dan penyewa gedung mengandalkan penyewaan sirkuit kabel tembaga berkecepatan lebih lambat dari penyedia telepon umum atau penyedia telepon alternatif (ILEC atau CLEC). Biaya tersebut untuk koneksi kabel tembaga berkecepatan lebih tinggi seperti koneksi DS-45 3 Mbps, dapat dengan mudah mencapai $ 3,000 per bulan atau lebih.

Studi menarik lainnya yang dilakukan oleh Cisco pada tahun 2003 mengungkapkan bahwa 75% bangunan komersial AS yang tidak terhubung ke serat berada dalam jarak satu mil dari koneksi serat. Namun, meskipun permintaan untuk transmisi berkapasitas tinggi ke gedung-gedung ini terus meningkat, biaya yang terkait dengan pemasangan serat seringkali tidak memungkinkan untuk “menutup kemacetan transmisi”. Misalnya, biaya pemasangan serat di kota-kota metropolitan utama AS dapat mencapai $ 250,000 per mil, dan di banyak kota terbesar di AS bahkan ada moratorium untuk pemasangan serat baru karena gangguan lalu lintas besar yang terkait. Angka konektivitas serat ke bangunan komersial di banyak kota Eropa jauh lebih buruk dan beberapa penelitian menunjukkan bahwa hanya sekitar 1% bangunan komersial yang terhubung ke serat.

Banyak analis industri setuju bahwa ada pasar yang besar dan saat ini kurang terlayani untuk konektivitas akses nirkabel jarak pendek "Last Mile" asalkan teknologi yang mendasari memungkinkan tingkat ketersediaan kelas operator. Sistem radio MMW sangat cocok untuk memenuhi persyaratan teknis ini. Selain itu, sistem MMW berkapasitas tinggi dan tersedia secara komersial telah secara drastis turun harga selama beberapa tahun terakhir. Jika dibandingkan dengan memasang serat hanya satu mil di kota metropolitan utama AS atau Eropa, penggunaan radio MMW berkemampuan Ethernet gigabit dapat berjalan serendah 10% dari biaya serat. Struktur harga ini membuat ekonomi konektivitas gigabit menarik karena tata letak modal yang diperlukan dan periode Return on Investment (ROI) yang dihasilkan dipersingkat secara drastis. Akibatnya, banyak aplikasi kecepatan data tinggi yang tidak dapat dilayani secara ekonomis di masa lalu karena tingginya biaya infrastruktur untuk pembuatan parit fiber sekarang dapat dilayani dan layak secara ekonomi jika menggunakan teknologi radio MMW. Diantara aplikasi tersebut adalah:
● Ekstensi dan penggantian serat CLEC dan ILEC
● Backhaul Metro Ethernet dan penutupan cincin serat
● Ekstensi LAN kampus nirkabel
● Pencadangan serat dan keragaman jalur dalam jaringan kampus
● Pemulihan Bencana
● Konektivitas SAN kapasitas tinggi
● Redundansi, portabilitas, dan keamanan untuk Keamanan Dalam Negeri dan Militer
● Backhaul seluler 3G dan / atau WIFI / WiMAX di jaringan perkotaan yang padat
● Tautan portabel dan sementara untuk video definisi tinggi atau transportasi HDTV

Mengapa menggunakan Teknologi MMW E-Band?

Dari tiga pita frekuensi yang dibuka, pita 70 GHz dan 80 GHz paling diminati oleh produsen peralatan. Dirancang untuk berdampingan, alokasi 71… 76 GHz dan 81… 86 GHz memungkinkan bandwidth transmisi dupleks penuh 5 GHz; cukup untuk dengan mudah mengirimkan sinyal gigabit Ethernet (GbE) dupleks penuh bahkan dengan skema modulasi yang paling sederhana. Desain Wireless Excellence yang canggih bahkan berhasil menggunakan pita 5 GHz yang lebih rendah, dari 71… 76 GHz saja, untuk mengirimkan sinyal GbE dupleks penuh. Kelak, keuntungan yang jelas ditunjukkan dalam menggunakan pendekatan ini dalam hal penerapan teknologi MMW dekat dengan situs astronomi dan di negara-negara di luar AS Dengan konversi data langsung (OOK) dan diplexer berbiaya rendah, relatif sederhana dan dengan demikian hemat biaya dan arsitektur radio andal yang tinggi dapat dicapai. Dengan kode modulasi yang lebih efisien secara spektral, transmisi dupleks penuh yang lebih tinggi pada 10 Gbps (10GigE) hingga 40Gbps dapat dicapai.

Alokasi 92… 95 GHz jauh lebih sulit untuk dikerjakan karena bagian spektrum ini tersegmentasi menjadi dua bagian yang tidak sama yang dipisahkan oleh pita pengecualian sempit 100 MHz antara 94.0… 94.1 GHz. Dapat diasumsikan bahwa bagian spektrum ini kemungkinan besar akan digunakan untuk kapasitas yang lebih tinggi dan aplikasi dalam ruangan yang lebih pendek. Alokasi ini tidak akan dibahas lebih lanjut dalam buku putih ini.

Dalam kondisi cuaca cerah, jarak transmisi pada 70 GHz dan 80 GHz melebihi beberapa mil karena nilai redaman atmosfer yang rendah. Namun, Gambar 1 menunjukkan bahwa bahkan dalam kondisi ini redaman atmosfer bervariasi secara signifikan dengan frekuensi [1]. Pada frekuensi gelombang mikro konvensional yang lebih rendah dan hingga sekitar 38 GHz, redaman atmosfer cukup rendah dengan nilai atenuasi beberapa sepersepuluh desibel per kilometer (dB / km). Pada sekitar 60 GHz, absorpsi oleh molekul oksigen menyebabkan lonjakan besar pada atenuasi. Peningkatan besar penyerapan oksigen ini secara serius membatasi jarak transmisi radio dari produk radio 60 GHz. Namun, di luar puncak penyerapan oksigen 60 GHz, jendela atenuasi rendah yang lebih lebar terbuka di mana atenuasi turun kembali ke nilai sekitar 0.5 dB / km. Jendela atenuasi rendah ini biasanya disebut sebagai E-band. Nilai atenuasi E-band mendekati atenuasi yang dialami oleh radio gelombang mikro umum. Di atas 100 GHz, redaman atmosfer umumnya meningkat dan selain itu terdapat banyak pita penyerapan molekul yang disebabkan oleh penyerapan O2 dan H2O pada frekuensi yang lebih tinggi. Singkatnya, ini adalah jendela atenuasi atmosfer yang relatif rendah antara 70 GHz dan 100 GHz yang membuat frekuensi E-band menarik untuk transmisi nirkabel berkapasitas tinggi. Gambar 1 juga menunjukkan bagaimana hujan dan kabut mempengaruhi redaman gelombang mikro, gelombang milimeter dan pita optik inframerah yang dimulai sekitar 200 terahertz (THz) dan yang digunakan dalam sistem transmisi FSO. Pada berbagai tingkat curah hujan dan spesifik nilai redaman berubah sedikit, dengan meningkatnya frekuensi transmisi. Hubungan antara kecepatan curah hujan dan jarak transmisi akan dibahas lebih lanjut pada bagian berikut. Atenuasi terkait kabut pada dasarnya dapat diabaikan pada frekuensi gelombang milimeter, meningkat beberapa kali lipat antara gelombang milimeter dan pita transmisi optik: Alasan utama mengapa sistem FSO jarak jauh berhenti bekerja dalam kondisi berkabut.

Jarak Transmisi untuk E-Band
Seperti semua propagasi radio frekuensi tinggi, redaman hujan biasanya menentukan batas praktis pada jarak transmisi. Gambar 2 menunjukkan bahwa sistem radio yang beroperasi pada rentang frekuensi E-band dapat mengalami redaman yang besar mengingat adanya hujan [2]. Untungnya, hujan paling deras cenderung turun di beberapa bagian dunia tertentu; terutama negara subtropis dan ekuator. Pada waktu puncak curah hujan lebih dari tujuh inci / jam (180 mm / jam) dapat diamati untuk periode waktu yang singkat. Di Amerika Serikat dan Eropa, curah hujan maksimum yang dialami biasanya kurang dari empat inci / jam (100 mm / jam). Curah hujan seperti itu menyebabkan redaman sinyal sebesar 30 dB / km, dan umumnya hanya terjadi selama semburan awan singkat. Semburan awan ini adalah peristiwa hujan yang muncul di wilayah yang relatif kecil dan terlokalisasi dan dalam intensitas yang lebih rendah, awan hujan berdiameter lebih besar. Karena semburan awan juga biasanya dikaitkan dengan peristiwa cuaca buruk yang bergerak cepat melintasi tautan, pemadaman hujan cenderung singkat dan hanya bermasalah pada tautan transmisi jarak jauh.

Gelombang Milimeter dan Peredam Hujan V-band E-Band

Zona Hujan ITU Global Milimeter Wave E-Band V-Band

International Telecommunications Union (ITU) dan organisasi penelitian lainnya telah mengumpulkan puluhan tahun data curah hujan dari seluruh dunia. Secara umum, karakteristik curah hujan dan hubungan antara curah hujan, statistik durasi hujan, ukuran tetesan hujan, dll telah dipahami dengan baik [3] dan dengan menggunakan informasi ini dimungkinkan untuk merekayasa hubungan radio untuk mengatasi bahkan peristiwa cuaca terburuk atau untuk memprediksi durasi pemadaman terkait cuaca pada sambungan radio jarak jauh yang beroperasi pada frekuensi tertentu. Skema klasifikasi zona hujan ITU menunjukkan statistik curah hujan yang diharapkan dalam urutan abjad. Sementara wilayah yang mengalami curah hujan paling sedikit diklasifikasikan sebagai "Wilayah A", tingkat curah hujan tertinggi ada di "Wilayah Q." Peta zona hujan ITU global dan daftar tingkat curah hujan di wilayah tertentu di dunia ditunjukkan pada Gambar 3 di bawah ini.

Peta Fade Hujan MMW untuk USA E-band V-band

Gambar 3: Klasifikasi zona hujan ITU dari berbagai wilayah di seluruh dunia (atas) dan statistik curah hujan aktual sebagai fungsi dari durasi kejadian hujan

Gambar 4 menunjukkan peta yang lebih rinci untuk Amerika Utara dan Australia. Perlu disebutkan bahwa sekitar 80% wilayah Kontinental AS termasuk dalam zona hujan K dan di bawahnya. Dengan kata lain, untuk beroperasi pada tingkat ketersediaan 99.99%, margin fade sistem radio harus dirancang untuk menahan curah hujan maksimum 42 mm / jam. Tingkat curah hujan tertinggi di Amerika Utara dapat diamati di Florida dan di sepanjang Pantai Teluk, dan wilayah ini diklasifikasikan dalam zona hujan N. Secara umum, Australia mengalami curah hujan lebih sedikit daripada Amerika Utara. Sebagian besar negara ini termasuk garis pantai Selatan yang lebih padat terletak di zona hujan E dan F (<28 mm / jam).

Untuk menyederhanakan, dengan menggabungkan hasil Gambar 2 (curah hujan vs. atenuasi) dan menggunakan grafik curah hujan ITU yang ditunjukkan pada Gambar 3 dan 4, dimungkinkan untuk menghitung ketersediaan sistem radio tertentu yang beroperasi di bagian dunia tertentu. . Perhitungan teoritis berdasarkan data curah hujan untuk Amerika Serikat, Eropa dan Australia menunjukkan bahwa peralatan transmisi radio 70/80 GHz dapat mencapai konektivitas GbE pada tingkat ketersediaan statistik 99.99… 99.999% untuk jarak yang mendekati satu mil atau bahkan lebih. Untuk ketersediaan 99.9% yang lebih rendah, jarak yang melebihi 2 mil dapat dicapai secara rutin. Saat mengonfigurasi jaringan dalam topologi ring atau mesh, jarak efektif berlipat ganda dalam beberapa kasus untuk angka ketersediaan yang sama karena sifat padat, pengelompokan sel hujan lebat dan redundansi jalur yang disediakan topologi ring / mesh.

Peta Pudar Hujan MMW Australia E-Band V_Band

Gambar 4: Klasifikasi zona hujan ITU untuk Amerika Utara dan Australia

Salah satu manfaat kuat teknologi MMW dibandingkan solusi nirkabel berkapasitas tinggi lainnya seperti free space optics (FSO) adalah frekuensi MMW tidak terpengaruh oleh gangguan transmisi lain seperti kabut atau badai pasir. Kabut tebal, misalnya, dengan kandungan air cair 0.1 g / m3 (jarak pandang sekitar 50 m) hanya memiliki atenuasi 0.4 dB / km pada 70/80 GHz [4]. Dalam kondisi ini, sistem FSO akan mengalami pelemahan sinyal lebih dari 250 dB / km [5]. Nilai redaman ekstrim ini menunjukkan mengapa teknologi FSO hanya dapat memberikan angka ketersediaan tinggi dalam jarak yang lebih pendek. Sistem radio E-band juga tidak terpengaruh oleh debu, pasir, salju, dan gangguan jalur transmisi lainnya.

Teknologi Nirkabel Kecepatan Data Tinggi Alternatif
Sebagai alternatif dari teknologi nirkabel E-band, terdapat sejumlah teknologi yang mampu mendukung konektivitas data rate tinggi. Bagian kertas putih ini memberikan gambaran singkat.

Kabel Serat Optik

Kabel serat optik menawarkan bandwidth terluas dari semua teknologi transmisi praktis, memungkinkan kecepatan data yang sangat tinggi untuk ditransmisikan dalam jarak jauh. Meskipun ribuan mil serat tersedia di seluruh dunia dan khususnya dalam jaringan jarak jauh dan antar kota, akses "Last-Mile" tetap terbatas. Karena biaya di muka yang substansial dan sering kali sangat tinggi yang terkait dengan penggalian parit dan pemasangan serat terestrial, serta masalah hak jalan, akses serat mungkin sulit menjadi tidak mungkin. Penundaan yang lama juga sering terjadi, tidak hanya karena proses fisik pembuatan parit fiber, tetapi juga karena kendala yang disebabkan oleh dampak lingkungan dan potensi kendala birokrasi yang terlibat dalam proyek semacam itu. Karena alasan ini, banyak kota di dunia melarang pembuatan parit fiber karena mengganggu lalu lintas dalam kota dan ketidaknyamanan umum yang ditimbulkan oleh proses pembuatan parit kepada publik.

Solusi Radio Microwave

Radio gelombang mikro titik-ke-titik tetap dapat mendukung kecepatan data yang lebih tinggi seperti Fast Ethernet 100 Mbps dupleks penuh atau hingga 500 Mbps per operator dalam rentang frekuensi antara 4-42 GHz. Namun, dalam pita gelombang mikro yang lebih tradisional, spektrumnya terbatas, seringkali padat dan saluran spektrum berlisensi tipikal sangat sempit jika dibandingkan dengan spektrum Pita-E.

Microwave dan Gelombang Milimeter MMW Spectrum V-band dan E-band

Gambar 5: Perbandingan antara radio gelombang mikro dengan kecepatan data tinggi dan solusi radio 70/80 GHz.

Secara umum, saluran frekuensi yang tersedia untuk lisensi seringkali tidak lebih dari 56 megahertz (MHz), tetapi biasanya 30 MHz atau di bawahnya. Pada beberapa pita, saluran 112MHz lebar yang mampu mendukung 880Mbps per operator mungkin tersedia, tetapi hanya pada pita frekuensi yang lebih tinggi yang cocok untuk jarak pendek. Akibatnya, radio yang beroperasi di pita-pita ini pada kecepatan data yang lebih tinggi harus menggunakan arsitektur sistem yang sangat kompleks yang menerapkan skema modulasi hingga 1024 Quadrature Amplitude Modulation (QAM). Sistem yang sangat kompleks tersebut menghasilkan jarak yang terbatas, dan throughput masih terbatas pada kecepatan data hingga 880Mbps di saluran terbesar. Karena jumlah spektrum yang terbatas yang tersedia di pita-pita ini, pola lebar berkas antena yang lebih lebar, dan sensitivitas modulasi QAM yang tinggi terhadap segala jenis gangguan, penyebaran solusi gelombang mikro tradisional yang lebih padat di daerah perkotaan atau metropolitan sangat bermasalah. Perbandingan spektrum visual antara pita gelombang mikro tradisional dan pendekatan 70/80 GHz ditunjukkan pada Gambar 5.

Solusi Radio Gelombang Milimeter 60 GHz (V-Band)
Alokasi frekuensi dalam spektrum 60 GHz, dan khususnya alokasi antara 57… 66 GHz, sangat bervariasi di berbagai wilayah di dunia. FCC Amerika Utara telah merilis blok spektrum frekuensi yang lebih luas antara 57… 64 GHz yang menyediakan bandwidth yang cukup untuk operasi GbE dupleks penuh. Negara-negara lain tidak mengikuti keputusan khusus ini dan negara-negara ini hanya memiliki akses ke alokasi frekuensi yang jauh lebih kecil dan seringkali tersalurkan dalam pita spektrum 60 GHz. Jumlah terbatas spektrum yang tersedia di luar AS tidak memungkinkan untuk membangun solusi radio 60 GHz yang hemat biaya dengan kecepatan data tinggi di Eropa, negara-negara seperti Jerman, Prancis, dan Inggris hanyalah beberapa di antaranya. Namun, bahkan di AS, batasan yang diatur dalam daya transmisi, ditambah dengan karakteristik propagasi yang relatif buruk karena penyerapan atmosfer yang tinggi oleh molekul oksigen (lihat Gambar 1), membatasi jarak penghubung tipikal hingga kurang dari setengah mil. Untuk mencapai kinerja kelas kapal induk 99.99… 99.999% ketersediaan sistem, untuk sebagian besar wilayah AS di kontinental, jarak biasanya dibatasi sedikit lebih dari 500 yard (500 meter). FCC telah mengkategorikan spektrum 60 GHz sebagai spektrum bebas lisensi. Berbeda dengan alokasi frekuensi 70/80 GHz yang lebih tinggi, pengoperasian sistem radio 60 GHz tidak memerlukan persetujuan atau koordinasi hukum. Di satu sisi, penggunaan teknologi tanpa lisensi sangat populer di kalangan pengguna akhir, tetapi pada saat yang sama tidak ada perlindungan terhadap interferensi, baik yang tidak disengaja maupun yang disengaja. Singkatnya, terutama di AS, penggunaan spektrum 60 GHz dapat menjadi alternatif yang berpotensi untuk penerapan jarak pendek, tetapi teknologi tersebut bukanlah alternatif nyata untuk jarak sambungan di luar 500 meter dan bila diperlukan ketersediaan sistem 99.99… 99.999%.

Optik Ruang Kosong (FSO, Optik Nirkabel)
Teknologi free space optic (FSO) menggunakan teknologi laser infra merah untuk mengirimkan informasi antar lokasi yang jauh. Teknologi ini memungkinkan transmisi kecepatan data yang sangat tinggi sebesar 1. 5 Gbps dan seterusnya. Teknologi FSO umumnya merupakan teknologi transmisi yang sangat aman, tidak terlalu rentan terhadap gangguan karena karakteristik pancaran transmisi yang sangat sempit, dan juga bebas lisensi di seluruh dunia.

Sayangnya, transmisi sinyal dalam pita optik infra merah dipengaruhi secara drastis oleh kabut, di mana penyerapan atmosfer dapat melebihi 130 dB / km [5]. Secara umum, segala jenis kondisi cuaca yang mempengaruhi jarak pandang antara dua lokasi (misalnya pasir, debu), juga akan mempengaruhi kinerja sistem FSO. Kejadian kabut dan badai debu / pasir juga bisa sangat terlokalisasi dan sulit untuk diprediksi, dan akibatnya, prediksi ketersediaan sistem FSO menjadi lebih sulit. Tidak seperti peristiwa hujan ekstrim yang durasinya sangat singkat, kabut dan debu / badai pasir juga dapat berlangsung dalam waktu yang sangat lama (berjam-jam atau bahkan berhari-hari, bukan menit). Hal ini dapat mengakibatkan pemadaman yang sangat lama untuk sistem FSO yang beroperasi dalam kondisi seperti itu.

Dari sudut pandang praktis, dan ketika mempertimbangkan jumlah ketersediaan 99.99… 99.999%, semua hal di atas dapat membatasi teknologi FSO ke jarak hanya beberapa ratus yard (300 meter); terutama di daerah pesisir atau daerah rawan kabut, serta di daerah yang mengalami badai pasir / debu. Untuk mempertahankan konektivitas 100% saat menerapkan sistem FSO di lingkungan semacam ini, disarankan menggunakan teknologi jalur alternatif.

Mayoritas pakar industri setuju bahwa teknologi FSO dapat menawarkan alternatif yang menarik dan berpotensi murah dalam menghubungkan lokasi terpencil secara nirkabel dengan jarak yang lebih pendek. Namun, fisika pelemahan sinyal dalam spektrum inframerah akan selalu membatasi teknologi ini pada jarak yang sangat pendek.

Perbandingan singkat dari teknologi transmisi kecepatan data tinggi yang didiskusikan dan tersedia secara komersial serta pendorong kinerja utamanya ditunjukkan pada Tabel 1.

MMW Dibandingkan dengan teknologi nirkabel lainnya

Tabel 1: Bagan perbandingan teknologi kabel dan transmisi nirkabel kecepatan data tinggi yang tersedia secara komersial

Solusi Gelombang Milimeter yang Tersedia Secara Komersial
Portofolio produk CableFree Millimeter-wave mencakup solusi radio titik-ke-titik yang beroperasi dari kecepatan 100 Mbps hingga 10 Gbps (10 Gigabit Ethernet) dalam spektrum E-band berlisensi 70 GHz dan hingga 1 Gbps dalam spektrum 60 GHz tanpa izin. Sistem ini tersedia dengan ukuran antena yang berbeda untuk memenuhi persyaratan ketersediaan pelanggan melalui jarak penerapan tertentu dengan harga paling kompetitif dari setiap produsen radio E-band di industri. Solusi radio E-band Wireless Excellence beroperasi pada pita frekuensi 5 GHz yang lebih rendah dari spektrum pita E 70/80 GHz berlisensi saja, daripada transmisi simultan di pita 70 GHz dan 80 GHz. Hasilnya, produk Wireless Excellence tidak rentan terhadap potensi pembatasan penyebaran di dekat situs astronomi atau instalasi militer di Eropa, di mana militer menggunakan bagian dari pita 80 GHz untuk komunikasi militer. Sistem ini mudah digunakan, dan karena tegangan rendah arus searah 48 volt (Vdc), tidak diperlukan teknisi listrik bersertifikat untuk memasang sistem. Foto-foto produk Wireless Excellence ditunjukkan pada Gambar 6 di bawah ini.

CableFree MMW Link Diterapkan di UEA

Gambar 6: Radio MMW CableFree kompak dan sangat terintegrasi. Versi antena 60cm ditampilkan

Ringkasan dan Kesimpulan
Untuk mengatasi persyaratan interkonektivitas jaringan berkapasitas tinggi saat ini, solusi nirkabel yang sangat andal tersedia yang memberikan kinerja seperti serat dengan biaya yang lebih rendah daripada pemasangan serat atau sewa sambungan serat berkapasitas tinggi. Hal ini penting tidak hanya dari sudut pandang kinerja / biaya, tetapi juga karena koneksi fiber di jaringan akses “Last-Mile” masih belum tersebar luas dan studi terbaru mengungkapkan bahwa di Amerika Serikat hanya 13.4% bangunan komersial dengan lebih dari 20 karyawan terhubung ke fiber. Angka-angka ini bahkan lebih rendah di banyak negara lain.

Ada beberapa teknologi di pasaran yang dapat menyediakan konektivitas gigabit untuk menghubungkan lokasi jaringan jarak jauh. Solusi E-band berlisensi dalam rentang frekuensi 70/80 GHz sangat menarik karena dapat memberikan angka ketersediaan kelas operator tertinggi pada jarak operasi satu mil (1.6 km) dan seterusnya. Di Amerika Serikat, sebuah keputusan penting FCC tahun 2003 telah membuka spektrum ini untuk penggunaan komersial dan skema lisensi ringan berbiaya rendah berbasis Internet memungkinkan pengguna mendapatkan lisensi untuk operasi dalam beberapa jam. Negara lain sudah memiliki dan / atau sedang dalam proses membuka spektrum E-band untuk penggunaan komersial. Radio 60 GHz tanpa izin dan sistem free-space optics (FSO) juga dapat menyediakan konektivitas Ethernet gigabit, tetapi pada tingkat ketersediaan kelas operator 99.99… 99.999% yang lebih tinggi, kedua solusi ini hanya mampu beroperasi pada jarak yang dikurangi. Sebagai pedoman sederhana dan untuk sebagian besar wilayah Amerika Serikat, solusi 60 GHz dapat memberikan tingkat ketersediaan tinggi ini hanya saat diterapkan pada jarak di bawah 500 yard (500 meter).

Referensi
● ITU-R P.676-6, “Atenuasi oleh Gas Atmosfer,” 2005.
● ITU-R P.838-3, “Model Atenuasi Spesifik untuk Hujan untuk Digunakan dalam Metode Prediksi,” 2005.
● ITU-R P.837-4, “Karakteristik Curah Hujan untuk Pemodelan Propagasi,” 2003.
● ITU-R H.840-3, “Atenuasi Karena Awan dan Kabut,” 1999.

Untuk Informasi Lebih Lanjut tentang Gelombang Milimeter E-Band

Untuk informasi lebih lanjut tentang E-Band MMW, Silakan Hubungi Kami

prev:Paket Saluran OFCOM untuk E-band 70GHz-80GHz

Berikutnya:Mengupgrade Tautan Microwave Dragonwave

Tinggalkan pesan

Daftar pesan

Komentar Loading ...