Mikroaaltolinkki

Wikipedia

Mikroaaltolinkki on mikroaaltoja hyödyntävä tiedonsiirtomenetelmä, jota käytetään siirtämään tietoa langattomasti kahden tai useamman paikan välillä. Viestin lähettäminen ja vastaanottaminen suoritetaan linkkiradioilla. Linkkiradiot ovat useimmiten parabolisia, tarkoin suunnattuja lautasantenneja. Lähetettävä signaali muunnetaan sopivalle taajuudelle ja lähetetään radioteitse vastaanottavalle linkkiradiolle. Mikroaaltolinkkijärjestelmän yhteys toteutetaan yleensä kaksisuuntaisena, jolloin molemmat linkkiradiot voivat sekä lähettää että vastaanottaa signaalia. Radiolinkit voidaan jakaa näköyhteys-, satelliitti-, sironta- ja ionosfäärilinkkeihin.

Mikroaaltojen välittämiseen käytetään yleisimmin taajuuksia välillä 2-40 GHz. Pääsääntöisesti antenneilla tulee olla kiinteä näköyhteys, mutta mikroaaltojen kaareutuvan luonteen takia tämä ei ole aina välttämätöntä. Mikroaaltolinkkijärjestelmässä käytettävien radiotaajuuksien valintaan vaikuttavat linkkiradioiden etäisyys toisistaan, vaimennus sekä tarvittava kaistanleveys. Radiolinkkien edut ovat yhteyksien nopea pystyttäminen, soveltuvuus vaikeisiinkin maasto olosuhteisiin. Haittoja on esimerkiksi signaalin vaimentuminen ja alttius häiriöille, sekä kaapeliverkkoja pienemmät siirtokapasiteetit.

Näköyhteyslinkkejä hyödynnetään mm. yleisradiojakeluverkossa, matkapuhelinverkkojen tukiasemissa sekä toimipisteiden välissä. Pidempien yhteyksien muodostamisessa käytetään, joko ionosfääri-, sironta- tai satelliittilinkkejä.

Radioaallot, joiden taajuus on alle 30 MHz, voivat heijastua ionosfääristä. Kun aalto saadaan heijastumaan uudelleen maanpinnasta, voidaan ionosfääriheijastuksella siirtää tietoa maapallon ympäri. Heijastukseen vaikuttavat kuitenkin keskeisesti auringon aktiivisuus, maantieteellinen sijainti sekä vuorokauden- ja vuodenaika.

Sironta on seurausta ilmakehän epätasaisuuksista, jotka mahdollistavat signaalin siirtämisen horisontin taakse, jopa 2000 kilometrin päähän. Sirontaa tapahtuu 300 MHz - 10 GHz taajuusalueilla.

Satelliittilinkit toimivat suurilta osin vain digitaalisen signaalin toistimina ja analogisen signaalin vahvistimina kahden maassa sijaitsevan radiolinkin välissä. Satelliitti vastaanottaa lähetetyn datan toisella taajuuskaistalla (uplink), ja toistaa tai vahvistaa signaalin käyttäen eri taajuuskaistaa (downlink). Kahta eri taajuuskaistaa käytetään, jotta vastaanotettava ja lähetettävä signaali eivät häiritsisi toisiaan. Uplink-taajuus on suurempi ja vaatii enemmän tehoa lähettimiltä, joiden toteuttaminen satelliitteihin olisi ongelmallisempaa, kuin maa-asemille. Satelliittien lähetys ja vastaanottokanavia kutsutaan transponder-kanaviksi.

Mikroaaltolinkkien hyödyntämät satelliitit on sijoitettu avaruuteen maahan nähden kahdella tavalla.

Kun satelliitti pysyy maahan nähden paikoillaan, se on sijoitettu geostationääriselle radalle. Satelliitteja ei voida sijoittaa maasta nähden päällekkäin. Lisäksi toimittaessa samalla taajuudella viereisen satelliitin kanssa, tulee häiriöiden välttämiseksi käyttää eri kulmia satelliittien sijoittelemisessa maahan nähden. 4/6 GHz taajuuskaistalla tämä tarkoittaa 4 asteen kulmaa ja 3 asteen kulmaa käytettäessä 12/14 GHz taajuuskaistaa. 35784 kilometrin korkeudella sijaitseva satelliitti kiertää maan 24 tunnissa ja niitä hyödynnettäessä voidaan käyttää suuntaavia antenneja, joiden suuntaus täytyy toteuttaa vain kerran. Tyypillinen käyttökohde geostationääriselle satelliitille on mm. säähavaitsemistehtävät.

Satelliiteista, jotka kiertävät maata matalilla ja nopeammilla kiertoradoilla käytetään lyhennettä LEO (Low Earth Orbit). LEO satelliitteja on kiertoradalla useita ja vähintään yksi satelliitti on näkyvissä aina maanpinnan kohdasta riippumatta. Antenneina hyödynnetään yleensä ympärisäteileviä antenneja, jotka mahdollistavat pienempien antennitehojen käyttämisen. LEO-satelliittien keskeisimmät käyttökohteet ovat televisiokuvan levitys, paikanmääritys (GPS) ja pitkänmatkan puhelinyhteydet.