Tecnologia de onda milimétrica E-Band

Introdução à tecnologia de ondas milimétricas para banda E e banda V

Resumo MMW

Millimeter Wave (MMW) é uma tecnologia para links sem fio de alta velocidade (10 Gbps, 10 Gigabit por segundo) de alta capacidade, ideal para áreas urbanas. Usando micro-ondas de alta frequência no espectro E-Band (70-80GHz) e 58GHZ a 60GHz (V-Band), os links podem ser implantados densamente em cidades congestionadas sem interferência e sem a necessidade de cavar para cabos e fibras ópticas, que podem ser caro, lento e altamente prejudicial. Por outro lado, os links MMW podem ser implantados em horas e movidos e reutilizados em locais diferentes conforme os requisitos de rede evoluem.

CableFree MMW Millimeter Wave Link instalado nos Emirados Árabes Unidos

História do MMW

Em 2003, a Comissão Federal de Comunicações da América do Norte (FCC) abriu várias bandas de ondas milimétricas de alta frequência (MMW), nomeadamente nas gamas de 70, 80 e 90 gigahertz (GHz), para uso comercial e público. Devido à vasta quantidade de espectro (cerca de 13 GHz) disponível nessas bandas, os rádios de ondas milimétricas se tornaram rapidamente a solução de rádio ponto a ponto (ponto a ponto) mais rápida do mercado. Produtos de transmissão de rádio que oferecem taxas de dados full-duplex de até 1.25 Gbps, em níveis de disponibilidade de classe de operadora de 99.999% e em distâncias próximas a uma milha ou mais estão disponíveis hoje. Devido ao preço econômico, os rádios MMW têm o potencial de transformar modelos de negócios para provedores de backhaul móvel e conectividade de acesso “Last-Mile” metropolitana / empresarial.

Fundo Regulatório
A abertura de 13 GHz de espectro não utilizado anteriormente nas faixas de frequência de 71 a 76 GHz, 81 a 86 GHz e 92 a 95 GHz, para uso comercial, e serviços sem fio fixos de alta densidade nos Estados Unidos em outubro de 2003 é considerada uma decisão histórica da Federal Communications Commission (FCC). Do ponto de vista tecnológico, essa regra permitiu, pela primeira vez, comunicações sem fio full-line speed e full-duplex gigabit-speed em distâncias de uma milha ou mais em níveis de disponibilidade de classe de operadora. No momento da abertura do espectro para uso comercial, o presidente da FCC, Michael Powell, anunciou a decisão como a abertura de uma “nova fronteira” em serviços e produtos comerciais para o povo americano. Desde então, foram abertos novos mercados para substituição ou extensão de fibra, redes de acesso “Last-Mile” sem fio ponto a ponto e acesso à Internet de banda larga com taxas de dados gigabit e além.

A importância das alocações de 70 GHz, 80 GHz e 90 GHz não pode ser exagerada. Essas três alocações, coletivamente chamadas de E-band, compreendem a maior quantidade de espectro já liberada pela FCC para uso comercial licenciado. Juntos, os 13 GHz de espectro aumentam a quantidade de bandas de frequência aprovadas pela FCC em 20% e essas bandas combinadas representam 50 vezes a largura de banda de todo o espectro celular. Com um total de 5 GHz de largura de banda disponível a 70 GHz e 80 GHz, respectivamente, e 3 GHz a 90 GHz, a Ethernet gigabit e taxas de dados mais altas podem ser facilmente acomodadas com arquiteturas de rádio relativamente simples e sem esquemas de modulação complexos. Com as características de propagação sendo apenas ligeiramente piores do que aquelas nas bandas de micro-ondas amplamente utilizadas e características climáticas bem caracterizadas permitindo que o enfraquecimento da chuva seja entendido, distâncias de link de várias milhas podem ser realizadas com segurança.

A decisão da FCC também lançou as bases para um novo esquema de licenciamento baseado na Internet. Esse esquema de licenciamento online permite o registro rápido de um link de rádio e fornece proteção de frequência por um custo único de algumas centenas de dólares. Muitos outros países ao redor do mundo estão abrindo o espectro MMW para uso público e comercial, seguindo a decisão histórica da FCC. Neste artigo, tentaremos explicar a importância das bandas de 70 GHz, 80 GHz e 90 GHz e mostrar como essas novas alocações de frequência irão potencialmente remodelar a transmissão de alta taxa de dados e modelos de negócios associados.

Mercados-alvo e aplicativos para conectividade de acesso de “última milha” de alta capacidade
Só nos Estados Unidos, existem cerca de 750,000 edifícios comerciais com mais de 20 funcionários. Nos ambientes de negócios altamente conectados à Internet de hoje, a maioria desses prédios precisa de conectividade com a Internet de alta taxa de dados. Embora seja certamente verdade que muitas empresas estão atualmente satisfeitas em ter um T1 / E1 de velocidade mais lenta a 1.54 Mbps ou 2.048 Mbps, respectivamente, ou qualquer outra forma de conexão DSL de velocidade mais lenta, um número crescente de empresas está exigindo ou exigindo DS- 3 conectividade (45 Mbps) ou conexões de fibra de alta velocidade. No entanto, e é aqui que começam os problemas, de acordo com um estudo muito recente da Vertical Systems Group, apenas 13.4% dos edifícios comerciais nos Estados Unidos estão ligados a uma rede de fibra. Em outras palavras, 86.6% desses prédios não têm conexão de fibra, e os locatários dos prédios dependem do aluguel de circuitos de cobre com fio de velocidade mais lenta dos provedores de telefonia existentes ou alternativos (ILECs ou CLECs). Esses custos para uma conexão de cobre com fio de alta velocidade, como uma conexão DS-45 de 3 Mbps, podem chegar facilmente a US $ 3,000 por mês ou mais.

Outro estudo interessante conduzido pela Cisco em 2003 revelou que 75% dos edifícios comerciais dos Estados Unidos que não estão conectados à fibra estão a menos de uma milha de uma conexão de fibra. No entanto, apesar da crescente demanda por transmissão de alta capacidade para esses edifícios, o custo associado à colocação da fibra muitas vezes não permite “fechar o gargalo da transmissão”. Por exemplo, os custos de instalação de fibra nas principais cidades metropolitanas dos EUA podem chegar a US $ 250,000 por milha, e em muitas das maiores cidades dos EUA há até uma moratória para instalação de nova fibra devido às enormes interrupções de tráfego associadas. Os números de conectividade de fibra para edifícios comerciais em muitas cidades europeias são muito piores e alguns estudos sugerem que apenas cerca de 1% dos edifícios comerciais estão ligados a fibra.

Muitos analistas do setor concordam que existe um mercado grande e atualmente mal atendido para conectividade de acesso de "Última Milha" sem fio de curta distância, desde que a tecnologia subjacente permita níveis de disponibilidade de classe de operadora. Os sistemas de rádio MMW são perfeitamente adequados para atender a esses requisitos técnicos. Além disso, os preços dos sistemas MMW de alta capacidade e disponíveis comercialmente caíram drasticamente nos últimos dois anos. Em comparação com a instalação de apenas uma milha de fibra em uma grande cidade metropolitana dos Estados Unidos ou Europa, o uso de um rádio MMW com capacidade Ethernet gigabit pode chegar a 10% dos custos da fibra. Essa estrutura de preços torna a economia da conectividade de gigabits atraente porque o layout de capital necessário e o período de retorno sobre o investimento (ROI) resultante são drasticamente reduzidos. Consequentemente, muitas aplicações de alta taxa de dados que não podiam ser atendidas economicamente no passado devido aos altos custos de infraestrutura da fibra de abertura de valas agora podem ser atendidas e são economicamente viáveis ​​ao usar a tecnologia de rádio MMW. Entre essas aplicações estão:
● Extensões e substituições de fibra CLEC e ILEC
● Backhaul Metro Ethernet e fechos de anel de fibra
● Extensões LAN sem fio do campus
● Backup de fibra e diversidade de caminhos em redes de campus
● Recuperação de desastres
● Conectividade SAN de alta capacidade
● Redundância, portabilidade e segurança para Segurança Interna e Militar
● Celular 3G e / ou backhaul WIFI / WiMAX em densas redes urbanas
● Links portáteis e temporários para vídeo de alta definição ou transporte HDTV

Por que usar a tecnologia E-Band MMW?

Das três bandas de frequência abertas, as bandas de 70 GHz e 80 GHz atraíram os maiores interessados ​​dos fabricantes de equipamentos. Projetadas para coexistir, as alocações de 71 a 76 GHz e 81 a 86 GHz permitem 5 GHz de largura de banda de transmissão full-duplex; o suficiente para transmitir facilmente um sinal Gigabit Ethernet (GbE) full-duplex, mesmo com os esquemas de modulação mais simples. O design avançado do Wireless Excellence conseguiu até mesmo usar a banda inferior de 5 GHz, de 71 a 76 GHz apenas, para transportar um sinal GbE full duplex. Posteriormente, uma clara vantagem é mostrada no uso dessa abordagem quando se trata da implantação da tecnologia MMW perto de locais astronômicos e em países fora dos EUA. Com conversão direta de dados (OOK) e diplexadores de baixo custo, relativamente simples e, portanto, eficientes em termos de custos e arquiteturas de rádio altamente confiáveis ​​podem ser alcançadas. Com códigos de modulação mais eficientes do ponto de vista espectral, uma transmissão full-duplex ainda mais alta a 10 Gbps (10GigE) de até 40 Gbps pode ser alcançada.

A alocação de 92 a 95 GHz é muito mais difícil de trabalhar porque esta parte do espectro é segmentada em duas partes desiguais que são separadas por uma estreita banda de exclusão de 100 MHz entre 94.0 e 94.1 GHz. Pode-se presumir que esta parte do espectro será mais provavelmente usada para aplicações internas de maior capacidade e menor alcance. Essa alocação não será discutida posteriormente neste white paper.

Em condições de tempo claro, as distâncias de transmissão a 70 GHz e 80 GHz excedem muitas milhas devido aos baixos valores de atenuação atmosférica. No entanto, a Figura 1 mostra que mesmo sob essas condições a atenuação atmosférica varia significativamente com a frequência [1]. Em frequências de micro-ondas convencionais mais baixas e até cerca de 38 GHz, a atenuação atmosférica é razoavelmente baixa com valores de atenuação de alguns décimos de decibel por quilômetro (dB / km). Por volta dos 60 GHz, a absorção pelas moléculas de oxigênio causa um grande aumento na atenuação. Este grande aumento da absorção de oxigênio limita seriamente as distâncias de transmissão de rádio de produtos de rádio de 60 GHz. No entanto, além do pico de absorção de oxigênio de 60 GHz, uma janela mais ampla de baixa atenuação se abre, onde a atenuação cai para valores em torno de 0.5 dB / km. Esta janela de baixa atenuação é comumente referida como E-band. Os valores de atenuação da banda E são próximos à atenuação experimentada por rádios de microondas comuns. Acima de 100 GHz, a atenuação atmosférica geralmente aumenta e, além disso, existem inúmeras bandas de absorção molecular causadas pela absorção de O2 e H2O em frequências mais altas. Em resumo, é a janela de atenuação atmosférica relativamente baixa entre 70 GHz e 100 GHz que torna as frequências da banda E atraentes para transmissão sem fio de alta capacidade. A Figura 1 também mostra como a chuva e a neblina impactam a atenuação em bandas ópticas de microondas, ondas milimétricas e infravermelho que começam em torno de 200 terahertz (THz) e que são usadas em sistemas de transmissão FSO. Em taxas de precipitação variadas e específicas, os valores de atenuação mudam ligeiramente, com o aumento das frequências de transmissão. A relação entre taxas de precipitação e distâncias de transmissão será examinada mais detalhadamente na seção seguinte. A atenuação relacionada com o nevoeiro pode basicamente ser desprezada nas frequências de ondas milimétricas, aumentando em várias ordens de magnitude entre a onda milimétrica e a banda de transmissão óptica: A principal razão pela qual os sistemas FSO de longa distância param de funcionar em condições de nevoeiro.

Distâncias de transmissão para E-Band
Como acontece com toda propagação de rádio de alta frequência, a atenuação da chuva normalmente determina os limites práticos das distâncias de transmissão. A Figura 2 mostra que os sistemas de rádio operando na faixa de freqüência da banda E podem sofrer grande atenuação devido à presença de chuva [2]. Felizmente, a chuva mais intensa tende a cair em partes limitadas do mundo; principalmente os países subtropicais e equatoriais. Em horários de pico, taxas de precipitação de mais de sete polegadas / hora (180 mm / hora) podem ser observadas por curtos períodos de tempo. Nos Estados Unidos e na Europa, as taxas máximas de precipitação experimentadas são normalmente inferiores a quatro polegadas / hora (100 mm / h). Essa taxa de precipitação causa atenuações de sinal de 30 dB / km e geralmente ocorre apenas durante rajadas de nuvens curtas. Essas explosões de nuvens são eventos de chuva que aparecem em áreas relativamente pequenas e localizadas e em uma nuvem de chuva de menor intensidade e diâmetro maior. Uma vez que rajadas de nuvens também são normalmente associadas a eventos climáticos severos que se movem rapidamente através do link, interrupções de chuva tendem a ser curtas e só são problemáticas em links de transmissão de longa distância.

Banda E de banda V de onda milimétrica e atenuação de chuva

Banda V Banda V de Zonas de Chuva Global de Ondas Milimétricas da ITU

A União Internacional de Telecomunicações (ITU) e outras organizações de pesquisa coletaram décadas de dados de precipitação em todo o mundo. Em geral, as características da chuva e as relações entre a taxa de chuva, a duração estatística da chuva, os tamanhos das gotas de chuva, etc. são bem compreendidos [3] e, usando essas informações, é possível projetar links de rádio para superar até mesmo os piores eventos climáticos ou prever a duração das interrupções relacionadas ao clima em links de rádio de longa distância operando em frequências específicas. O esquema de classificação da zona de chuva da ITU mostra as taxas estatísticas de chuva esperadas em ordem alfabética. Embora as áreas que experimentam menos chuvas sejam classificadas como “Região A”, as maiores taxas de chuvas estão na “Região Q.” Um mapa global da zona de chuva da ITU e uma lista das taxas de precipitação em regiões específicas do mundo são mostrados na Figura 3 abaixo.

 Mapa MMW Rain Fade para banda V da banda E dos EUA

Figura 3: classificação da zona de chuva da ITU de diferentes regiões ao redor do mundo (topo) e taxas estatísticas reais de chuva em função da duração do evento de chuva

A Figura 4 mostra um mapa mais detalhado para a América do Norte e Austrália. Vale a pena mencionar que cerca de 80% do território continental dos Estados Unidos cai na zona de chuva K e abaixo. Em outras palavras, para operar em um nível de disponibilidade de 99.99%, a margem de desvanecimento de um sistema de rádio deve ser projetada para suportar uma taxa máxima de chuva de 42 mm / hora. As maiores taxas de chuva na América do Norte podem ser observadas na Flórida e ao longo da Costa do Golfo, e essas regiões são classificadas na zona de chuva N. Em geral, a Austrália sofre menos chuva do que a América do Norte. Grandes partes deste país, incluindo a linha costeira do sul, mais populosa, estão localizadas nas zonas de chuva E e F (<28 mm / h).

Para simplificar, combinando os resultados da Figura 2 (taxa de precipitação vs. atenuação) e usando os gráficos de precipitação ITU mostrados nas Figuras 3 e 4, é possível calcular a disponibilidade de um determinado sistema de rádio operando em uma determinada parte do mundo . Cálculos teóricos baseados em dados de precipitação para os Estados Unidos, Europa e Austrália mostram que o equipamento de transmissão de rádio de 70/80 GHz pode alcançar conectividade GbE em um nível de disponibilidade estatística de 99.99… 99.999% em distâncias próximas a uma milha ou até mais. Para uma disponibilidade inferior de 99.9%, distâncias superiores a 2 milhas podem ser alcançadas rotineiramente. Ao configurar a rede em uma topologia em anel ou malha, as distâncias efetivas dobram em alguns casos para o mesmo valor de disponibilidade devido à natureza densa de agrupamento de células de chuva pesada e a redundância de caminho que as topologias em anel / malha fornecem.

MMW Rain Fade Map Austrália E-Band V_Band

Figura 4: Classificação da zona de chuva ITU para a América do Norte e Austrália

Um grande benefício da tecnologia MMW sobre outras soluções sem fio de alta capacidade, como a óptica do espaço livre (FSO), é que as frequências MMW não são afetadas por outros problemas de transmissão, como neblina ou tempestades de areia. Névoa espessa, por exemplo, com um conteúdo de água líquida de 0.1 g / m3 (visibilidade de cerca de 50 m) tem apenas 0.4 dB / km de atenuação em 70/80 GHz [4]. Sob essas condições, um sistema FSO experimentará uma atenuação de sinal de mais de 250 dB / km [5]. Esses valores de atenuação extremos mostram porque a tecnologia FSO só pode fornecer números de alta disponibilidade em distâncias mais curtas. Os sistemas de rádio de banda E também não são afetados por poeira, areia, neve e outras deficiências do caminho de transmissão.

Tecnologias alternativas sem fio de alta taxa de dados
Como alternativas à tecnologia sem fio de banda E, há um número limitado de tecnologias viáveis ​​capazes de suportar conectividade de alta taxa de dados. Esta seção do white paper fornece uma breve visão geral.

Cabo de fibra ótica

O cabo de fibra ótica oferece a largura de banda mais ampla de qualquer tecnologia de transmissão prática, permitindo que taxas de dados muito altas sejam transmitidas por longas distâncias. Embora milhares de milhas de fibra estejam disponíveis em todo o mundo e em particular em redes de longa distância e entre cidades, o acesso “Last-Mile” permanece limitado. Devido aos custos iniciais substanciais e muitas vezes proibitivamente elevados associados à escavação de trincheiras e colocação de fibra terrestre, bem como a problemas de direito de passagem, o acesso à fibra pode ser difícil ou impossível. Longos atrasos também são frequentes, não apenas por causa do processo físico de abertura de valas da fibra, mas também devido a obstáculos causados ​​por impactos ambientais e potenciais obstáculos burocráticos envolvidos em tal projeto. Por esse motivo, muitas cidades em todo o mundo estão proibindo a abertura de valas por causa da interrupção do tráfego no centro da cidade e da inconveniência geral que o processo de abertura de valas causa ao público.

Soluções de rádio de micro-ondas

Rádios de micro-ondas ponto a ponto fixos podem suportar taxas de dados mais altas, como full-duplex 100 Mbps Fast Ethernet ou até 500 Mbps por portadora em faixas de frequência entre 4-42 GHz. No entanto, nas bandas de microondas mais tradicionais, o espectro é limitado, muitas vezes congestionado e os canais de espectro licenciados típicos são muito estreitos quando comparados ao espectro da Banda-E.

Espectro MMW de banda V e banda E de microondas e ondas milimétricas

Figura 5: Comparação entre rádios de microondas de alta taxa de dados e uma solução de rádio de 70/80 GHz.

Em geral, os canais de frequência disponíveis para licenciamento geralmente não ultrapassam 56 megahertz (MHz), mas normalmente são 30 MHz ou menos. Em algumas bandas, canais amplos de 112 MHz capazes de suportar 880 Mbps por portadora podem estar disponíveis, mas apenas em bandas de frequência mais altas adequadas para distâncias curtas. Conseqüentemente, os rádios que operam nessas bandas em taxas de dados mais altas precisam empregar arquiteturas de sistema altamente complexas, empregando esquemas de modulação de até 1024 Modulação de Amplitude em Quadratura (QAM). Esses sistemas altamente complexos resultam em distâncias restritas e a taxa de transferência ainda é limitada a taxas de dados de 880 Mbps nos canais maiores. Devido à quantidade limitada de espectro disponível nessas bandas, aos padrões de largura de feixe da antena mais ampla e à sensibilidade da alta modulação QAM para qualquer tipo de interferência, a implantação mais densa de soluções tradicionais de microondas em áreas urbanas ou metropolitanas é extremamente problemática. Uma comparação de espectro visual entre as bandas de microondas tradicionais e a abordagem de 70/80 GHz é mostrada na Figura 5.

Soluções de rádio de onda milimétrica de 60 GHz (banda V)
As alocações de frequência dentro do espectro de 60 GHz e, em particular, as alocações entre 57 a 66 GHz, variam significativamente em diferentes regiões do mundo. A FCC norte-americana lançou um bloco mais amplo de espectro de frequência entre 57 a 64 GHz que fornece largura de banda suficiente para operação full-duplex GbE. Outros países não seguiram esta regra específica e esses países só têm acesso a alocações de frequência muito menores e muitas vezes canalizadas dentro da banda do espectro de 60 GHz. A quantidade limitada de espectro disponível fora dos Estados Unidos não permite a construção de soluções econômicas de rádio de 60 GHz com altas taxas de dados na Europa, países como Alemanha, França e Inglaterra, apenas para mencionar alguns. No entanto, mesmo nos Estados Unidos, a limitação regulamentada na potência de transmissão, juntamente com as características de propagação relativamente pobres devido à alta absorção atmosférica pelas moléculas de oxigênio (ver Figura 1), limita as distâncias típicas do link a menos de meia milha. Para alcançar um desempenho de classe de transportadora de 99.99… 99.999% da disponibilidade do sistema, para grandes partes do território continental dos EUA, a distância é geralmente limitada a pouco mais de 500 jardas (500 metros). A FCC classificou o espectro de 60 GHz como um espectro livre de licença. Ao contrário das alocações de 70/80 GHz de frequência mais alta, a operação de sistemas de rádio de 60 GHz não requer aprovação legal ou coordenação. Por um lado, o uso de tecnologia não licenciada é muito popular entre os usuários finais, mas ao mesmo tempo não há proteção contra interferência, seja acidental ou intencional. Em resumo, especialmente nos EUA, o uso do espectro de 60 GHz pode ser uma alternativa potencialmente viável para implantações de curta distância, mas a tecnologia não é uma alternativa real para distâncias de link além de 500 metros e quando a disponibilidade do sistema de 99.99 a 99.999% é necessária.

Óptica do Espaço Livre (FSO, Optical Wireless)
A tecnologia óptica de espaço livre (FSO) usa tecnologia de laser infravermelho para transmitir informações entre locais remotos. A tecnologia permite a transmissão de taxas de dados muito altas de 1 Gbps e além. A tecnologia FSO é geralmente uma tecnologia de transmissão muito segura, não é muito propensa a interferências devido às características do feixe de transmissão extremamente estreitas e também não tem licença mundial.

Infelizmente, a transmissão de sinais nas bandas ópticas do infravermelho é drasticamente afetada pela névoa, onde a absorção atmosférica pode ultrapassar 130 dB / km [5]. Em geral, qualquer tipo de condição climática que afete a visibilidade entre dois locais (por exemplo, areia, poeira) também afetará o desempenho do sistema FSO. Eventos de neblina e tempestades de areia / poeira também podem ser muito localizados e difíceis de prever e, conseqüentemente, a previsão da disponibilidade do sistema FSO é mais difícil. Ao contrário dos eventos extremos de chuva, que têm duração muito curta, a neblina e as tempestades de areia / poeira também podem durar muito tempo (horas ou mesmo dias em vez de minutos). Isso pode resultar em interrupções extremamente longas para os sistemas FSO que operam sob tais condições.

De um ponto de vista prático, e ao considerar números de disponibilidade de 99.99… 99.999%, todos os itens acima podem limitar a tecnologia FSO a distâncias de apenas algumas centenas de jardas (300 metros); especialmente em áreas costeiras ou com tendência a nevoeiro, bem como em regiões que sofrem tempestades de areia / poeira. Para manter 100% de conectividade ao implantar sistemas FSO nesses tipos de ambientes, uma tecnologia de caminho alternativo é recomendada.

A maioria dos especialistas do setor concorda que a tecnologia FSO pode oferecer uma alternativa interessante e potencialmente barata na conexão sem fio de locais remotos em distâncias mais curtas. No entanto, a física da atenuação do sinal no espectro infravermelho sempre restringirá essa tecnologia a distâncias muito curtas.

Uma breve comparação das tecnologias de transmissão de alta taxa de dados discutidas e comercialmente disponíveis e seus principais drivers de desempenho é mostrada na Tabela 1.

MMW em comparação com outras tecnologias sem fio

Tabela 1: Gráfico de comparação de tecnologias de transmissão fixa e sem fio de alta taxa de dados disponíveis comercialmente

Soluções de ondas milimétricas disponíveis comercialmente
O portfólio de produtos CableFree Millimeter-wave inclui soluções de rádio ponto a ponto operando de 100 Mbps a 10 Gbps (10 Gigabit Ethernet) velocidades no espectro de banda E de 70 GHz licenciado e até 1 Gbps no espectro de 60 GHz não licenciado. Os sistemas estão disponíveis com diferentes tamanhos de antenas para atender aos requisitos de disponibilidade do cliente em distâncias específicas de implantação com os preços mais competitivos de qualquer fabricante de rádio de banda E do setor. As soluções de rádio de banda E do Wireless Excellence operam na banda de frequência inferior de 5 GHz do espectro da banda E de 70/80 GHz licenciado apenas, em vez de transmissão simultânea nas bandas de 70 GHz e 80 GHz. Como resultado, os produtos Wireless Excellence não estão sujeitos a potenciais restrições de implantação perto de locais astronômicos ou instalações militares na Europa, onde os militares estão usando partes da banda de 80 GHz para comunicações militares. Os sistemas são fáceis de implantar e, devido à alimentação de energia de baixa tensão de 48 volts de corrente contínua (Vdc), nenhum eletricista certificado é necessário para instalar o sistema. As fotografias dos produtos Wireless Excellence são mostradas na Figura 6 abaixo.

Link MMW sem cabo implantado nos Emirados Árabes Unidos

Figura 6: Os rádios MMW CableFree são compactos e altamente integrados. Versão de antena de 60 cm mostrada

Síntese e Conclusões
Para resolver os requisitos atuais de interconectividade de rede de alta capacidade, soluções sem fio altamente confiáveis ​​estão disponíveis, fornecendo desempenho semelhante ao da fibra por uma fração do custo de instalar ou alugar conexões de fibra de alta capacidade. Isso é importante não só do ponto de vista de desempenho / custo, mas também porque as conexões de fibra em redes de acesso “Last-Mile” ainda não são muito difundidas e os estudos mais recentes revelam que nos Estados Unidos apenas 13.4% dos edifícios comerciais com mais de 20 funcionários estão conectados à fibra. Esses números são ainda mais baixos em muitos outros países.

Existem várias tecnologias no mercado que podem fornecer conectividade gigabit para conectar locais de rede remotos. As soluções licenciadas de banda E na faixa de frequência de 70/80 GHz são de interesse particular porque podem fornecer os maiores números de disponibilidade de classe de operadora em distâncias operacionais de 1.6 km e além. Nos Estados Unidos, uma decisão histórica da FCC de 2003 abriu este espectro para uso comercial e um esquema de licenciamento de luz de baixo custo baseado na Internet permite que os usuários obtenham uma licença para operação em poucas horas. Outros países já têm e / ou estão atualmente em processo de abertura do espectro da banda E para uso comercial. Rádios de 60 GHz não licenciados e sistemas ópticos de espaço livre (FSO) também podem fornecer conectividade Ethernet gigabit, mas em níveis de disponibilidade de classe de operadora mais altos de 99.99 a 99.999%, ambas as soluções só são capazes de operar em distâncias reduzidas. Como regra prática simples e para a maior parte dos Estados Unidos, as soluções de 60 GHz podem fornecer esses níveis de alta disponibilidade apenas quando implantadas em distâncias abaixo de 500 jardas (500 metros).

Referências
● ITU-R P.676-6, “Attenuation by Atmospheric Gases,” 2005.
● ITU-R P.838-3, “Modelo de atenuação específico para chuva para uso em métodos de predição,” 2005.
● ITU-R P.837-4, “Characteristics of Precipitation for Propagation Modeling,” 2003.
● ITU-R P.840-3, “Attenuation Due to Clouds and Fog”, 1999.

Para obter mais informações sobre a onda milimétrica de banda E

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