姚 彥
清華大學電子工程系微波與數字通信國家重點實驗室
一、引言
首先，需要說明的是：什么是數字微波通信?早期的數字微波通信專門指數字微波中繼通信，即在微波頻段利用視距和中繼的方法傳輸數字信息的一種無線通信手段。近十幾年來，無線通信得到很大的發展，也產生一些新的傳輸方式。但是根據同行的一般理解，可以這樣說，數字微波通信不是衛星通信、不是散射通信，也不是移動通信；而是在微波頻段通過地面視距傳播進行數字信息傳輸的一種無線通信手段，既包括點對點數字微波，也包括點對多點數字微波。
從本世紀70年代中、后期發展起來的數字微波通信，到今天為止已經經歷了20多年的歷程。作為對人類的通信建設起到過重要作用的數字微波通信技術，曾經和衛星、光纖一起被稱為現代通信傳輸的三大支柱，有過自己的輝煌歲月，但也遇到了挑戰和冷落，在這世紀之交的時刻，在全球通信網面臨重大彎革的浪潮中，如何正確總結數字微波技術的起落，找到自己的市場定位，對數字微波技術今后的發展是十分重要的。
本文結合作者在這個領域的親身經歷，談一些自己的看法，供國內同行參考，不當之處敬請批評指正。
二、我國數字微波通信發展的歷史回顧
1、模擬微波的發展階段。我國的模擬微波通信技術的研究、開發、引進和應用始于1958年，有很長的歷史。郵電部也先后完成了300路、600路和960路模擬微波通信系統的研制和開發。但是到70年代中，有三個技術問題始終沒有得到解決，影響它的推廣使用。這三個技術問題是：(1)全數字化，(2)全固態化，(3)無人值守。隨著經濟建設和國防建設的發展，許多專用通信網(如：石油、電力、水利、礦山和部隊等)要求傳輸數據、對信息進行加密、工作高度可靠、運行維護方便，這就要求微波通信必須實現全數字化、全固態化和無人值守，而滿足這些要求的新一代微波通信系統，即數字微波通信系統被提到日程上來了。
2、中、小容量數字微波的發展階段。我國數字微波通信真正有影響的研究、開發是從川漢輸氣工程開始的。這是由四機部主持的一項國家重點工程，分為“北方點”和“南方點”。北方點由石家莊19所牽頭，包括：北京大學、北京廣播器材廠、北京電控廠等，主攻6GHz120路系統；南方點由清華大學綿陽分校牽頭，包括：重慶716廠、綿陽730廠等，主攻2GHz120路系統。以上系統經過二年多的努力攻關，于1978年3月在石家莊的全國總聯試中取得成功，并先后轉入工廠生產。以川漢輸氣工程為應用背景的二次群數字微波通信系統研制成功，在我國數字微波通信的發展史上是具有劃時代意義的事件，它成套地突破了一系列關鍵技術，培養了一大批研究開發人才，為我國專用通信網的全數字化改造作出了重大貢獻。隨后，四機部又組織了6GHz480路和2GHz480路數字微波通信系統的研制、開發，并于1983年4月在石家莊進行全國總聯試，取得成功。這些成果標志著我國在80年代初期已經系統地掌握了中、小容量數字微波的全套技術，并且已經在某些專用通信網上得到推廣應用。
3、大容量數字微波的發展階段。80年代后期，在國家“七五”科技攻關項目中，安排了大容量數字微波通信系統的研制和開發。由郵電部主持，安排郵電部西安4所和電子部石家莊54所承擔6GHz1920路16QAM系統，清華大學承擔11GHz1920路16QAM系統和140Mb/s64QAM中頻系統。經過各個單位的努力，以上工作在90年代初先后完成并通過了國家主管部門的驗收，由于種種原因，在國家“八五”計劃中沒有繼續安排大容量數字微波的攻關項目，使得上述成果的推廣應用受到很大的影響。
三、數字微波通信面臨的挑戰
80年代中、后期，我國的數字微波發展受阻。原因是多方面的：如國產設備和國際上的先進產品存在較大差距、缺乏競爭力；又如國家對數字微波技術及產業的投入不足，研究和生產單位處境艱難等等；但是更主要的原因是由于光纖通信的興起，數字微波的干線傳輸功能已逐步被光纖所代替。
光纖通信的興起是20世紀最重大的科技事件。自從70年代提出光纖傳輸理論，80年代走向實用化以來，光纖通信得到很大的發展。光纖通信以其巨大帶寬、超低損耗和較低成本而成為干線傳輸的主要手段，并對數字微波形成巨大的沖擊。從本世紀90年代以來，以大容量光纖傳輸作為國家信息高速公路的主要傳輸手段，已經成為不可抗拒的歷史潮流。在這種背景之下，數字微波向何處去?數字微波還有沒有發展的天地?這些都是從事該領域研究、開發、生產和使用的單位及人員十分關心的問題。
四、數字微波通信的發展機遇
數字微波作為一種無線傳輸方式，在靈活性、抗災性和移動性方面具有光纖傳輸所無法比擬的優點，這也是它的優勢所在。
當前數字微波的發展機遇是否可以歸納如下：
·干線光纖傳輸的備份及補充，如：點對點的SDH微波、PDH微波等，主要用于干線光纖傳輸系統在遇到自然災害時的緊急修復，以及由于種種原因不適合使用光纖的地段和場合。·點對多點微波通信系統，有用戶線型和中繼線型兩大類，微波頻段的無線用戶環也可以屬于這一類，主要用于農村、海島等邊遠地區和專用通信網，但也遇到光纖通信的激烈競爭。
·微波擴頻數據傳輸系統，如：點對點24GHz擴頻微波，點對多點24GHz擴頻微波數據網等，主要問題是干擾協調問題。
·高頻段微波，如：13，15，18GHz幾個頻段的點對點微波通信系統，可以用于城市內的短距離支線，如移動通信基站的連接。
·本地多點分配業務(LMDS)，工作在28GHz頻段，用于未來的寬帶業務接入，被稱為無線光纖。
·軍用數字微波通信系統，主要解決抗干擾和加密等問題。
五、如何發展數字微波通信技術
人類電信技術的發展歷史告訴我們：(1)通信傳輸是一個非常活躍的技術領域，經常處于發展變化之中；(2)通信傳輸向來都是多手段的，不可能由某種傳輸方式包打天下。但是，在一定時期內，要讓某種傳輸技術得到較好的發展，還必須在當前市場中有正確的定位，突破一些關鍵技術，并且能夠很好預測今后的發展趨勢。下面就如何發展數字微波通信技術談談個人的一些看法。］
1、市場定位
光纖通信和移動通信已成為當前通信網的兩大主流，并形成十分巨大的產業和用戶市場。數字微波是在企圖扮演通信網傳輸主角的情況下開始發展的，但是很不幸，還沒有等這個“嬰兒”長大，光纖通信和移動通信就成長為巨人，并且在空間和頻段上把數字微波逐出原有的領地。這是技術的競爭，是不以人們意志為轉移的。那么，在當前的情況下，數字微波的市場定位到底是什么?
本人認為，在當前情況下，數字微波要得到發展，必須放下架子，甘當配角，當好光纖通信和移動通信的配角。搞技術的人往往都希望當主角，寧可在小市場當主角，也不愿在大市場當配角，這樣就會失去許多發展的機遇。
2、關鍵技術
當前數字微波要注重突破一些關鍵技術：
·高頻段傳輸技術。這里說的高頻段，是指10GHz以上的頻段，包括毫米波頻段。根據電信主管部門的規劃，3GHz以下頻段要分配給移動和個人通信，而3～10GHz的頻段也已十分擁擠。因此，數字微波要及時調整發展方向，向高頻段進軍。
·在現有頻段上的兼容技術。由于10GHz以下的頻段傳播條件較好，器件比較成熟，主管部門也劃分了某些頻段給數字微波使用，因此現有的頻段也不要輕易放棄，但在技術上要較好解決兼容問題。如：
(1)16QAM和64QAM等高效率調制技術；
(2)定向及扇區天線技術；
(3)擴頻及跳頻抗干擾技術；
(4)糾錯技術。
·適用于各種用戶的組網及接口技術。采用軟件無線電技術，使數字微波通信系統是一個較為通用的平臺，能夠根據用戶的不同要求進行組網，并完成各種接口功能。
·提高可靠性及降低成本的技術。如：微波單片集成、全數字化處理、數字專用集成電路等。］
3、發展趨勢
20世紀80年代以前的通信網基本框架：中繼線以無線為主(微波、衛星)，在天上；用戶線以有線為主(市話電纜)，在地下。未來通信網的基本框架；中繼線以有線為主(光纜)，在地下；用戶線以無線為主，在天上。這就給數字微波的今后發展提供了十分廣闊的天地。
從最終用戶的角度，用戶線可以分為二類；移動型和固定型。移動型的用戶線肯定是移動通信的天下，而固定型的用戶線是數字微波可以涉及的一個陣地。特別是寬帶業務的發展和第三代移動通信的應用，會對寬帶業務的固定無線接入提出需求，數字微波是有很大的發展前景的。
六、結論
看準市場，站穩腳跟，抓住機遇，預測未來，迎接數字微波發展的第二個春天。在較大差距、缺乏競爭力；又如國家對數字微波技術及產業的投入不足，研究和生產單位處境艱難等等；但是更主要的原因是由于光纖通信的興起，數字微波的干線傳輸功能已逐步被光纖所代替。
