Technologie d'onde millimétrique de bande E

Introduction à la technologie des ondes millimétriques pour les bandes E et V

Résumé MMW

Millimeter Wave (MMW) est une technologie de liaisons sans fil haute capacité à haut débit (10 Gbps, 10 Gigabit par seconde), idéale pour les zones urbaines. En utilisant des micro-ondes haute fréquence dans le spectre de la bande E (70-80 GHz) et de 58 GHz à 60 GHz (bande V), les liaisons peuvent être déployées de manière dense dans les villes encombrées sans interférence, et sans avoir besoin de creuser des câbles et des fibres optiques, qui peuvent être coûteux, lent et très perturbateur. En revanche, les liens MMW peuvent être déployés en quelques heures, puis déplacés et réutilisés sur différents sites à mesure que les exigences du réseau évoluent.

CableFree MMW Millimeter Wave Link installé aux EAU

Histoire de MMW

En 2003, la Commission fédérale américaine des communications (FCC) a ouvert plusieurs bandes d'ondes millimétriques à haute fréquence (MMW), notamment dans les gammes 70, 80 et 90 gigahertz (GHz), à des fins commerciales et publiques. En raison de la grande quantité de spectre (environ 13 GHz) disponible dans ces bandes, les radios à ondes millimétriques sont rapidement devenues la solution radio point à point (pt à pt) la plus rapide du marché. Des produits de transmission radio offrant des débits de données en duplex intégral jusqu'à 1.25 Gbit / s, à des niveaux de disponibilité de classe opérateur de 99.999% et sur des distances proches d'un mile ou plus sont disponibles aujourd'hui. Grâce à une tarification rentable, les radios MMW ont le potentiel de transformer les modèles commerciaux pour les fournisseurs de liaisons mobiles et la connectivité d'accès au «dernier kilomètre» métropolitain / entreprise.

Contexte réglementaire
L'ouverture de 13 GHz de spectre précédemment inutilisé dans les gammes de fréquences 71… 76 GHz, 81… 86 GHz et 92… 95 GHz, à des fins commerciales, et des services hertziens fixes à haute densité aux États-Unis en octobre 2003 est considérée comme un décision historique de la Federal Communications Commission (FCC). D'un point de vue technologique, cette décision autorisait pour la première fois des communications sans fil à pleine vitesse de ligne et en duplex intégral à vitesse gigabit sur des distances d'un mile ou plus à des niveaux de disponibilité de classe opérateur. Au moment de l'ouverture du spectre à un usage commercial, le président de la FCC, Michael Powell, a annoncé que la décision ouvrait une «nouvelle frontière» dans les services et produits commerciaux pour le peuple américain. Depuis lors, de nouveaux marchés pour le remplacement ou l'extension de la fibre, les réseaux d'accès sans fil point à point «Last-Mile» et l'accès Internet haut débit à des débits gigabits et au-delà ont été ouverts.

L'importance des attributions de 70 GHz, 80 GHz et 90 GHz ne peut être surestimée. Ces trois allocations, collectivement appelées bande E, représentent la plus grande quantité de spectre jamais diffusée par la FCC pour une utilisation commerciale autorisée. Ensemble, les 13 GHz de spectre augmentent la quantité de bandes de fréquences approuvées par la FCC de 20% et ces bandes combinées représentent 50 fois la largeur de bande de l'ensemble du spectre cellulaire. Avec un total de 5 GHz de bande passante disponible à 70 GHz et 80 GHz, respectivement, et 3 GHz à 90 GHz, Gigabit Ethernet et des débits de données plus élevés peuvent facilement être adaptés avec des architectures radio relativement simples et sans schémas de modulation complexes. Avec des caractéristiques de propagation légèrement pires que celles des bandes hyperfréquences largement utilisées et des caractéristiques météorologiques bien caractérisées permettant de comprendre l'évanouissement par la pluie, des distances de liaison de plusieurs miles peuvent être réalisées en toute confiance.

La décision de la FCC a également jeté les bases d'un nouveau système de licence basé sur Internet. Ce système de licence en ligne permet un enregistrement rapide d'une liaison radio et fournit une protection de fréquence pour une faible charge ponctuelle de quelques centaines de dollars. De nombreux autres pays dans le monde ouvrent actuellement le spectre MMW à un usage public et commercial, suite à la décision historique de la FCC. Dans cet article, nous tenterons d'expliquer l'importance des bandes 70 GHz, 80 GHz et 90 GHz, et montrerons comment ces nouvelles attributions de fréquences vont potentiellement remodeler la transmission à haut débit et les modèles commerciaux associés.

Marchés cibles et applications pour la connectivité d'accès haute capacité «dernier kilomètre»
Aux États-Unis seulement, il y a environ 750,000 20 immeubles commerciaux avec plus de 1 employés. Dans les environnements commerciaux hautement connectés à Internet d'aujourd'hui, la majorité de ces bâtiments ont besoin d'une connectivité Internet à haut débit. S'il est certainement vrai que de nombreuses entreprises sont actuellement satisfaites d'avoir une vitesse T1 / E1.54 plus lente à 2.048 Mbps ou 3 Mbps, respectivement, ou toute autre forme de connexion DSL à vitesse plus lente, un nombre rapidement croissant d'entreprises exigent ou exigent DS- Connectivité 45 (13.4 Mbps) ou connexions fibre optique plus rapides. Cependant, et c'est là que les problèmes commencent, selon une étude très récente de Vertical Systems Group, seuls 86.6% des bâtiments commerciaux aux États-Unis sont connectés à un réseau fibre. En d'autres termes, 45% de ces immeubles n'ont pas de connexion par fibre optique, et les locataires de l'immeuble comptent sur la location de circuits en cuivre filaires à vitesse plus lente auprès des fournisseurs de téléphonie titulaires ou alternatifs (ESLT ou ESLC). Ces coûts pour une connexion en cuivre filaire plus rapide, comme une connexion DS-3 à 3,000 Mbps, peuvent facilement atteindre XNUMX $ par mois ou plus.

Une autre étude intéressante menée par Cisco en 2003 a révélé que 75% des bâtiments commerciaux américains qui ne sont pas connectés à la fibre se trouvent à moins d'un mile d'une connexion par fibre. Cependant, malgré la demande croissante de transport à haute capacité dans ces bâtiments, le coût associé à la pose de la fibre ne permet très souvent pas de «fermer le goulot d'étranglement du transport». Par exemple, les coûts de pose de la fibre dans les grandes villes métropolitaines des États-Unis peuvent atteindre 250,000 1 $ par mile, et dans de nombreuses grandes villes des États-Unis, il existe même un moratoire sur la pose d'une nouvelle fibre en raison des perturbations massives du trafic associées. Les chiffres de la connectivité de la fibre vers les bâtiments commerciaux dans de nombreuses villes européennes sont bien pires et certaines études suggèrent que seulement XNUMX% environ des bâtiments commerciaux sont connectés à la fibre.

De nombreux analystes du secteur s'accordent à dire qu'il existe un marché important et actuellement mal desservi pour la connectivité d'accès sans fil à courte distance «Last Mile», à condition que la technologie sous-jacente permette des niveaux de disponibilité de classe opérateur. Les systèmes radio MMW sont parfaitement adaptés pour répondre à ces exigences techniques. En outre, les prix des systèmes MMW à haute capacité et disponibles dans le commerce ont considérablement baissé au cours des deux dernières années. Par rapport à la pose d'un kilomètre seulement de fibre dans une grande ville métropolitaine des États-Unis ou d'Europe, l'utilisation d'une radio MMW compatible Gigabit Ethernet peut atteindre 10% des coûts de fibre. Cette structure de prix rend les aspects économiques de la connectivité gigabit attrayants, car la configuration du capital requise et la période de retour sur investissement (ROI) qui en résulte sont considérablement raccourcies. Par conséquent, de nombreuses applications à haut débit de données qui ne pouvaient pas être desservies de manière économique dans le passé en raison des coûts d'infrastructure élevés de la fibre de tranchée peuvent maintenant être desservies et sont économiquement réalisables en utilisant la technologie radio MMW. Parmi ces applications figurent:
● Extensions et remplacements de fibre pour les ESLC et les ESLT
● Backhaul Ethernet Metro et fermetures d'anneau fibre
● Extensions LAN sans fil du campus
● Sauvegarde par fibre et diversité de chemins dans les réseaux de campus
● Reprise après sinistre
● Connectivité SAN haute capacité
● Redondance, portabilité et sécurité pour la sécurité intérieure et l'armée
● Backhaul 3G cellulaire et / ou WIFI / WiMAX dans les réseaux urbains denses
● Liens portables et temporaires pour la vidéo haute définition ou le transport HDTV

Pourquoi utiliser la technologie MMW E-Band?

Parmi les trois bandes de fréquences ouvertes, les bandes 70 GHz et 80 GHz ont attiré le plus l'intérêt des équipementiers. Conçues pour coexister, les attributions 71… 76 GHz et 81… 86 GHz autorisent une bande passante de transmission de 5 GHz en duplex intégral; assez pour transmettre facilement un signal Gigabit Ethernet (GbE) en duplex intégral, même avec les schémas de modulation les plus simples. La conception avancée de l'excellence sans fil a même réussi à utiliser la bande inférieure de 5 GHz, de 71 à 76 GHz uniquement, pour transporter un signal GbE en duplex intégral. Plus tard, l'utilisation de cette approche présente un net avantage lorsqu'il s'agit de déployer la technologie MMW à proximité de sites astronomiques et dans des pays hors des États-Unis avec une conversion directe de données (OOK) et des diplexeurs à faible coût, relativement simples et donc rentables et des architectures radio hautement fiables peuvent être obtenues. Avec des codes de modulation plus efficaces du point de vue spectral, une transmission full-duplex encore plus élevée à 10 Gbps (10GigE) jusqu'à 40 Gbps peut être atteinte.

L'attribution 92… 95 GHz est beaucoup plus difficile à utiliser car cette partie du spectre est segmentée en deux parties inégales séparées par une bande d'exclusion étroite de 100 MHz entre 94.0… 94.1 GHz. On peut supposer que cette partie du spectre sera plus probablement utilisée pour des applications intérieures de plus grande capacité et de plus courte portée. Cette allocation ne sera pas abordée plus en détail dans ce livre blanc.

Par temps clair, les distances de transmission à 70 GHz et 80 GHz dépassent de nombreux kilomètres en raison des faibles valeurs d'atténuation atmosphérique. Cependant, la figure 1 montre que même dans ces conditions, l'atténuation atmosphérique varie considérablement avec la fréquence [1]. Aux fréquences micro-ondes conventionnelles plus basses et jusqu'à environ 38 GHz, l'atténuation atmosphérique est raisonnablement faible avec des valeurs d'atténuation de quelques dixièmes de décibel par kilomètre (dB / km). À environ 60 GHz, l'absorption par les molécules d'oxygène provoque un pic d'atténuation important. Cette forte augmentation de l'absorption d'oxygène limite sérieusement les distances de transmission radio des produits radio 60 GHz. Cependant, au-delà du pic d'absorption d'oxygène de 60 GHz, une fenêtre de faible atténuation plus large s'ouvre, où l'atténuation redescend à des valeurs d'environ 0.5 dB / km. Cette fenêtre de faible atténuation est communément appelée bande E. Les valeurs d'atténuation de la bande E sont proches de l'atténuation ressentie par les radios micro-ondes courantes. Au-dessus de 100 GHz, l'atténuation atmosphérique augmente généralement et il existe en outre de nombreuses bandes d'absorption moléculaire causées par l'absorption d'O2 et H2O à des fréquences plus élevées. En résumé, c'est la fenêtre d'atténuation atmosphérique relativement faible entre 70 GHz et 100 GHz qui rend les fréquences en bande E attrayantes pour la transmission sans fil à haute capacité. La figure 1 montre également comment la pluie et le brouillard ont un impact sur l'atténuation dans les bandes optiques micro-ondes, ondes millimétriques et infrarouges qui commencent autour de 200 térahertz (THz) et qui sont utilisées dans les systèmes de transmission FSO. À des taux de pluviométrie variés et spécifiques, les valeurs d'atténuation changent légèrement, avec des fréquences de transmission croissantes. La relation entre les taux de précipitations et les distances de transmission sera examinée plus en détail dans la section suivante. L'atténuation liée au brouillard peut fondamentalement être négligée aux fréquences d'onde millimétrique, augmentant de plusieurs ordres de grandeur entre l'onde millimétrique et la bande de transmission optique: La principale raison pour laquelle les systèmes FSO à plus longue distance cessent de fonctionner dans des conditions de brouillard.

Distances de transmission pour la bande E
Comme pour toute propagation radio haute fréquence, l'atténuation de la pluie détermine généralement les limites pratiques des distances de transmission. La figure 2 montre que les systèmes radio fonctionnant dans la gamme de fréquences de la bande E peuvent subir une forte atténuation compte tenu de la présence de pluie [2]. Heureusement, les pluies les plus intenses ont tendance à tomber dans des régions limitées du monde; principalement les pays subtropicaux et équatoriaux. Aux heures de pointe, des précipitations supérieures à sept pouces / heure (180 mm / heure) peuvent être observées pendant de courtes périodes. Aux États-Unis et en Europe, les taux de précipitations maximaux enregistrés sont généralement inférieurs à quatre pouces / heure (100 mm / h). Un tel taux de pluie provoque des atténuations de signal de 30 dB / km et ne se produit généralement que pendant de courtes rafales de nuages. Ces éclats de nuages ​​sont des événements de pluie qui apparaissent dans des zones relativement petites et localisées et dans un nuage de pluie de plus faible intensité et de plus grand diamètre. Étant donné que les éclats de nuages ​​sont généralement associés à des événements météorologiques violents qui se déplacent rapidement sur la liaison, les pannes de pluie ont tendance à être de courte durée et ne posent problème que sur les liaisons de transmission à plus longue distance.

Bande E en bande V d'atténuation des ondes millimétriques et de la pluie

UIT Rain Zones Global Millimeter Wave E-Band Bande V

L'Union internationale des télécommunications (UIT) et d'autres organismes de recherche ont collecté des décennies de données pluviométriques du monde entier. En général, les caractéristiques des précipitations et les relations entre le taux de pluie, la durée statistique de la pluie, la taille des gouttes de pluie, etc. sont bien comprises [3] et en utilisant ces informations, il est possible de créer des liaisons radio pour surmonter même les pires événements météorologiques ou pour prévoir les durées des pannes liées aux conditions météorologiques sur les liaisons radio à longue distance fonctionnant à des fréquences spécifiques. Le système de classification des zones de pluie de l'UIT montre les taux de précipitations statistiques attendus par ordre alphabétique. Alors que les zones qui connaissent le moins de précipitations sont classées dans la «Région A», les taux de précipitations les plus élevés se trouvent dans la «Région Q.» Une carte mondiale des zones pluviales de l'UIT et une liste des taux de précipitations dans des régions spécifiques du monde sont présentées dans la figure 3 ci-dessous.

 Carte MMW Rain Fade pour la bande V des États-Unis en bande E

Figure 3: Classification UIT des zones de pluie de différentes régions du monde (en haut) et taux de précipitations statistiques réels en fonction de la durée de l'événement de pluie

La figure 4 montre une carte plus détaillée de l'Amérique du Nord et de l'Australie. Il est intéressant de mentionner qu'environ 80% du territoire continental américain tombe dans la zone de pluie K et au-dessous. En d'autres termes, pour fonctionner à un niveau de disponibilité de 99.99%, la marge d'évanouissement d'un système radio doit être conçue pour résister à un taux de pluie maximum de 42 mm / heure. Les taux de précipitations les plus élevés en Amérique du Nord peuvent être observés en Floride et le long de la côte du Golfe, et ces régions sont classées sous la zone de pluie N. En général, l'Australie subit moins de pluie que l'Amérique du Nord. De vastes parties de ce pays, y compris la côte sud la plus peuplée, sont situées dans les zones de pluie E et F (<28 mm / h).

Pour simplifier, en combinant les résultats de la figure 2 (taux de précipitations par rapport à l'atténuation) et en utilisant les graphiques des précipitations de l'UIT illustrés aux figures 3 et 4, il est possible de calculer la disponibilité d'un système radio particulier fonctionnant dans une certaine partie du monde. . Les calculs théoriques basés sur les données pluviométriques aux États-Unis, en Europe et en Australie montrent que les équipements de transmission radio 70/80 GHz peuvent atteindre une connectivité GbE à un niveau de disponibilité statistique de 99.99… 99.999% sur des distances proches d'un mile ou même au-delà. Pour une disponibilité inférieure de 99.9%, des distances supérieures à 2 miles peuvent être régulièrement atteintes. Lors de la configuration du réseau dans une topologie en anneau ou maillage, les distances effectives doublent dans certains cas pour le même chiffre de disponibilité en raison de la nature dense et groupée des cellules de pluie lourdes et de la redondance de chemin fournie par les topologies en anneau / maillage.

MMW Rain Fade Map Australie E-Band V_Band

Figure 4: Classification UIT des zones de pluie pour l'Amérique du Nord et l'Australie

Un avantage important de la technologie MMW par rapport aux autres solutions sans fil à haute capacité comme l'optique en espace libre (FSO) est que les fréquences MMW ne sont pas affectées par d'autres altérations de transmission telles que le brouillard ou les tempêtes de sable. Un brouillard épais, par exemple, avec une teneur en eau liquide de 0.1 g / m3 (visibilité d'environ 50 m) n'a qu'une atténuation de 0.4 dB / km à 70/80 GHz [4]. Dans ces conditions, un système FSO subira une atténuation du signal de plus de 250 dB / km [5]. Ces valeurs d'atténuation extrêmes montrent pourquoi la technologie FSO ne peut fournir des chiffres de haute disponibilité que sur des distances plus courtes. De même, les systèmes radio en bande E ne sont pas affectés par la poussière, le sable, la neige et autres altérations des voies de transmission.

Technologies sans fil alternatives à haut débit
Comme alternatives à la technologie sans fil en bande E, il existe un nombre limité de technologies viables capables de prendre en charge une connectivité à haut débit. Cette section du livre blanc fournit un bref aperçu.

Câble de fibre optique

Le câble à fibre optique offre la bande passante la plus large de toutes les technologies de transmission pratiques, permettant de transmettre des débits de données très élevés sur de longues distances. Bien que des milliers de kilomètres de fibre soient disponibles dans le monde et en particulier dans les réseaux long-courriers et interurbains, l'accès au «dernier kilomètre» reste limité. En raison des coûts initiaux substantiels et souvent prohibitifs associés au creusement de tranchées et à la pose de fibre terrestre, ainsi que des problèmes d'emprise, l'accès par fibre peut être difficile, voire impossible. De longs retards sont également fréquents, non seulement en raison du processus physique de tranchée de la fibre, mais aussi en raison des obstacles causés par les impacts environnementaux et les obstacles bureaucratiques potentiels impliqués dans un tel projet. Pour cette raison, de nombreuses villes du monde entier interdisent le creusement de tranchées en fibre en raison de la perturbation de la circulation dans le centre-ville et des inconvénients généraux que le processus de creusement entraîne pour le public.

Solutions radio micro-ondes

Les radios hyperfréquences point à point fixes peuvent prendre en charge des débits de données plus élevés tels que le Fast Ethernet 100 Mbps en duplex intégral ou jusqu'à 500 Mbps par porteuse dans des plages de fréquences comprises entre 4 et 42 GHz. Cependant, dans les bandes de micro-ondes plus traditionnelles, le spectre est limité, souvent encombré et les canaux de spectre sous licence typiques sont très étroits par rapport au spectre de la bande E.

Spectre MMW à micro-ondes et à ondes millimétriques Bande V et bande E

Figure 5: Comparaison entre des radios micro-ondes à haut débit et une solution radio 70/80 GHz.

En général, les canaux de fréquences disponibles pour l'octroi de licences ne dépassent souvent pas 56 mégahertz (MHz), mais généralement 30 MHz ou moins. Dans certaines bandes, des canaux larges de 112 MHz capables de prendre en charge 880 Mbps par porteuse peuvent être disponibles, mais uniquement dans des bandes de fréquences plus élevées adaptées aux courtes distances. Par conséquent, les radios fonctionnant dans ces bandes à des débits de données plus élevés doivent utiliser des architectures de système très complexes employant des schémas de modulation allant jusqu'à 1024 modulation d'amplitude en quadrature (QAM). Ces systèmes extrêmement complexes entraînent des distances restreintes, et le débit est toujours limité aux débits de données à 880 Mbps dans les plus grands canaux. En raison de la quantité limitée de spectre disponible dans ces bandes, des diagrammes de largeur de faisceau d'antenne plus larges et de la sensibilité de la modulation QAM élevée à tout type d'interférence, un déploiement plus dense des solutions micro-ondes traditionnelles dans les zones urbaines ou métropolitaines est extrêmement problématique. Une comparaison visuelle du spectre entre les bandes de micro-ondes traditionnelles et l'approche 70/80 GHz est illustrée à la figure 5.

Solutions radio à ondes millimétriques 60 GHz (bande V)
Les attributions de fréquences dans le spectre de 60 GHz, et en particulier les attributions entre 57 et 66 GHz, varient considérablement selon les régions du monde. La FCC nord-américaine a publié un bloc de spectre de fréquences plus large entre 57 et 64 GHz qui fournit une bande passante suffisante pour un fonctionnement GbE en duplex intégral. D'autres pays n'ont pas suivi cette décision particulière et ces pays n'ont accès qu'à des attributions de fréquences beaucoup plus petites et souvent canalisées dans la bande de fréquences des 60 GHz. La quantité limitée de spectre disponible en dehors des États-Unis ne permet pas de construire des solutions radio 60 GHz rentables à des débits de données élevés en Europe, dans des pays comme l'Allemagne, la France et l'Angleterre pour n'en citer que quelques-uns. Cependant, même aux États-Unis, la limitation réglementée de la puissance de transmission, associée aux caractéristiques de propagation relativement médiocres en raison de l'absorption atmosphérique élevée par les molécules d'oxygène (voir figure 1), limite les distances de liaison typiques à moins d'un demi-mile. Pour atteindre des performances de classe opérateur de 99.99… 99.999% de disponibilité du système, pour une grande partie du territoire continental américain, la distance est généralement limitée à un peu plus de 500 mètres (500 mètres). La FCC a classé le spectre 60 GHz comme un spectre sans licence. Contrairement aux attributions de fréquences 70/80 GHz plus élevées, le fonctionnement des systèmes radio 60 GHz ne nécessite pas d'approbation ou de coordination légale. D'une part, l'utilisation de technologies sans licence est très populaire parmi les utilisateurs finaux, mais en même temps, il n'y a pas de protection contre les interférences, qu'elles soient accidentelles ou intentionnelles. En résumé, en particulier aux États-Unis, l'utilisation du spectre 60 GHz peut être une alternative potentiellement viable pour les déploiements sur de courtes distances, mais la technologie n'est pas une véritable alternative pour les distances de liaison au-delà de 500 mètres et lorsque la disponibilité du système de 99.99 à 99.999% est requise.

Optique d'espace libre (FSO, optique sans fil)
La technologie optique d'espace libre (FSO) utilise la technologie laser infrarouge pour transmettre des informations entre des sites éloignés. La technologie permet de transmettre des débits de données très élevés de 1 Gbps et au-delà. La technologie FSO est généralement une technologie de transmission très sécurisée, elle n'est pas très sujette aux interférences en raison des caractéristiques extrêmement étroites du faisceau de transmission et est également sans licence dans le monde entier.

Malheureusement, la transmission des signaux dans les bandes optiques infrarouges est considérablement affectée par le brouillard, où l'absorption atmosphérique peut dépasser 130 dB / km [5]. En général, tout type de conditions météorologiques ayant un impact sur la visibilité entre deux endroits (par exemple sable, poussière), aura également un impact sur les performances du système FSO. Les événements de brouillard et les tempêtes de poussière / sable peuvent également être très localisés et difficiles à prévoir, et par conséquent, la prédiction de la disponibilité du système FSO est plus difficile. Contrairement aux événements de pluies extrêmes, qui sont de très courte durée, le brouillard et les tempêtes de poussière / sable peuvent également durer très longtemps (des heures voire des jours plutôt que des minutes). Cela peut entraîner des pannes extrêmement longues pour les systèmes FSO fonctionnant dans de telles conditions.

D'un point de vue pratique, et si l'on considère des nombres de disponibilité de 99.99… 99.999%, tout ce qui précède peut limiter la technologie FSO à des distances de seulement quelques centaines de mètres (300 mètres); en particulier dans les zones côtières ou sujettes au brouillard, ainsi que dans les régions qui connaissent des tempêtes de sable / poussière. Pour maintenir une connectivité à 100% lors du déploiement de systèmes FSO dans ces types d'environnements, une technologie alternative est recommandée.

La majorité des experts du secteur conviennent que la technologie FSO peut offrir une alternative intéressante et potentiellement peu coûteuse pour la connexion sans fil de sites distants sur des distances plus courtes. Cependant, la physique de l'atténuation du signal dans le spectre infrarouge limitera toujours cette technologie à de très courtes distances.

Une brève comparaison des technologies de transmission à haut débit discutées et disponibles dans le commerce et de leurs principaux facteurs de performance est présentée dans le tableau 1.

MMW par rapport à d'autres technologies sans fil

Tableau 1: Tableau de comparaison des technologies de transmission filaire et sans fil à haut débit disponibles dans le commerce

Solutions d'ondes millimétriques disponibles dans le commerce
Le portefeuille de produits CableFree à ondes millimétriques comprend des solutions radio point à point fonctionnant de 100 Mbps à 10 Gbps (10 Gigabit Ethernet) dans le spectre de bande E de 70 GHz sous licence et jusqu'à 1 Gbps dans le spectre de 60 GHz sans licence. Les systèmes sont disponibles avec différentes tailles d'antenne pour répondre aux exigences de disponibilité du client sur des distances de déploiement spécifiques aux prix les plus compétitifs de tout fabricant de radio bande E du secteur. Les solutions radio en bande E de Wireless Excellence fonctionnent uniquement dans la bande de fréquences inférieure de 5 GHz du spectre de bande E 70/80 GHz sous licence, plutôt que dans la transmission simultanée dans les bandes 70 GHz et 80 GHz. En conséquence, les produits Wireless Excellence ne sont pas sujets à d'éventuelles restrictions de déploiement à proximité de sites astronomiques ou d'installations militaires en Europe, où l'armée utilise des parties de la bande 80 GHz pour les communications militaires. Les systèmes sont faciles à déployer et, en raison de l'alimentation électrique basse tension de 48 volts de courant continu (Vdc), aucun électricien certifié n'est requis pour l'installation du système. Des photographies des produits Wireless Excellence sont illustrées à la figure 6 ci-dessous.

CableFree MMW Link déployé aux EAU

Figure 6: Les radios MMW CableFree sont compactes et hautement intégrées. Version d'antenne de 60 cm illustrée

Résumé et conclusions
Pour répondre aux exigences actuelles d'interconnectivité de réseau à haute capacité, des solutions sans fil hautement fiables sont disponibles, offrant des performances similaires à celles de la fibre à une fraction du coût de pose de la fibre ou de la location de connexions de fibre de haute capacité. Ceci est important non seulement du point de vue performances / coût, mais aussi parce que les connexions fibre dans les réseaux d'accès «Last-Mile» ne sont pas encore très répandues et les dernières études révèlent qu'aux États-Unis, seuls 13.4% des bâtiments commerciaux avec plus de 20 employés sont connectés à la fibre. Ces chiffres sont encore plus faibles dans de nombreux autres pays.

Il existe plusieurs technologies sur le marché qui peuvent fournir une connectivité gigabit pour connecter des sites réseau distants. Les solutions sous licence en bande E dans la gamme de fréquences 70/80 GHz sont particulièrement intéressantes car elles peuvent fournir les chiffres de disponibilité de classe opérateur les plus élevés à des distances de fonctionnement de 1.6 km et au-delà. Aux États-Unis, une décision historique de la FCC de 2003 a ouvert ce spectre à un usage commercial et un système de licences légères à faible coût basé sur Internet permet aux utilisateurs d'obtenir une licence d'exploitation en quelques heures. D'autres pays ont déjà ouvert et / ou sont en train d'ouvrir le spectre de la bande E à des fins commerciales. Les radios 60 GHz sans licence et les systèmes optiques d'espace libre (FSO) peuvent également fournir une connectivité Gigabit Ethernet, mais à des niveaux de disponibilité de classe opérateur de 99.99 à 99.999% plus élevés, ces deux solutions ne peuvent fonctionner qu'à des distances réduites. En règle générale, et pour la plupart des régions des États-Unis, les solutions 60 GHz peuvent fournir ces niveaux de haute disponibilité uniquement lorsqu'elles sont déployées à des distances inférieures à 500 mètres (500 mètres).

Bibliographie
● UIT-R P.676-6, «Atténuation par les gaz atmosphériques», 2005.
● UIT-R P.838-3, «Modèle d'atténuation spécifique pour la pluie à utiliser dans les méthodes de prévision», 2005.
● UIT-R P.837-4, «Caractéristiques des précipitations pour la modélisation de la propagation», 2003.
● UIT-R P.840-3, «Atténuation due aux nuages ​​et au brouillard», 1999.

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