本地多點分配業務寬頻無線接入技術分析(轉)

本地多點分配業務寬頻無線接入技術分析(轉)[@more@]

　　一、概述

　　科技進步從來都是交通運輸業發展的強大推動力，特別是自18世紀後半葉運輸業應用蒸汽動力率先推動了英國工業革命開始，科技進步不斷推動傳統運輸方式的升級和新運輸方式的產生，極大地促進了交通運輸業的進步和發展。當今，新技術革命更是為交通運輸業的發展帶來了新的生機。

　　隨著社會的發展，對資訊的需求越來越大，提供高速大容量的資訊己成為通訊技術的一個重要課題，特別是隨著因特網的高速發展，人們對寬頻業務的需求也越來越高。現今的技術已經解決了核心網路部分的高速寬頻交換技術，對於使用者而言，提供高速寬頻業務的瓶頸存在於接入網部分，即所謂的“最後一公里”。窄帶的接入方式，己成為高速上網和寬頻業務發展的主要瓶頸。目前迫切需要為使用者接入部分提供高速寬頻接入技術。

　　相對於其他的接入技術而言，寬頻無線接入技術，具有初期投資少、網路建設週期短、提供業務迅速、資源可重複利用等獨特優勢和廣泛的應用前景。寬頻無線接入技術已成為當今通訊網路發展最快的領域之一。主要的寬頻無線接入技術有三類，即已經投入使用的MMDS（多路多點分配業務）和DBS（直播衛星系統）以及正在興起的LMDS（本地多點分配業務），而LMDS又是這一領域中最熱門的技術。

　　LMDS是一種微波的寬頻技術。由於該技術利用高容量點對多點微波傳輸，透過毫米波進行傳輸，它幾乎可以提供任何種類的業務，支援雙向話音、資料及影片影像業務，能夠實現從64kbit/s到2Mbit/s，甚至高達155 Mbit/s的使用者接入速率,具有很高的可靠性，被比喻為“無線光纖”技術,可在較近的距離實現雙向傳輸話音、資料影像、影片、會議電視等寬頻業務,並支援ATM、TCP/IP和MPEG-2。

　　LMDS中各個詞都有其自身的含義：local（本地）是指單個基站所能夠覆蓋的範圍，LDMS因為受工作頻率電波傳播特性的限制,單個基站在城市環境中所覆蓋的半徑通常小於5km；multipoint（多點）是指訊號由基站到使用者端是以點對多點的廣播方式傳送的,而訊號由使用者端到基站則是以點對點的方式傳送；distribution（分配）是指基站將發出的訊號（可能同時包括話音、資料及Internet、影片業務）分別分配至各個使用者；service（業務）是指系統運營者與使用者之間的業務提供與使用關係，即使用者從LMDS網路所能得到的業務完全取決於運營者對業務的選擇。

　　二、LMDS系統網路結構

　　一個完整的LMDS系統包括網路執行中心(NOC)、骨幹網路、基站系統、遠端站四大部分。

　　（1）網路執行中心。網路執行中心以軟體平臺為基礎，它負責管理多個區域的使用者網路，完成包括故障診斷和告警、系統配置管理、計費管理、效能分析管理、安全管理等基本功能。大型的LMDS系統應有多個網路執行中心，分為中心管理和多個本地管理。

　　（2）骨幹網路。骨幹網路可以由光纖傳輸網、ATM交換或IP交換架構成的核心交換平臺以及與Internet、公用電話網等的互連模組組成。各個基站的訊號送入骨幹網路，完成各種業務交換等。

　　（3）基站系統。基站是骨幹網路與遠端站的介面，它能實現骨幹網路與遠端站之間的訊號傳送和轉換。基站可以設計成包含本地交換功能，也可以設計成不包括本地交換功能，可以是全向基站，也可以是多扇區基站。

　　（4）遠端站。遠端站起承上（基站）啟下（固定使用者）的作用。基站系統到遠端站是下行鏈路，採用分時多工(TDM）方式，遠端站到基站系統是上行鏈路，採用分時多重進接（TDMA）方式或分頻多重進接（FDMA）方式,TDMA適用於突發性或低速率資料的接入，FDMA適用於連續資料的接入。

　　三、LMDS的技術特點

　　（1）LMDS在10GHz以上的頻段上工作，這一頻段的技術實現難度大，過去很少使用，頻帶較為寬鬆，可用頻帶至少1GHz，較適合寬頻資料傳輸；目前，大部分國家的LMDS頻譜分配一般集中在24 , 26,28,31和38 GHz等幾個頻段，其中27.5~29.5 GHz最為集中，差不多80%的國家都將木國的頻譜分配在這一頻段之內。

　　（2）服務區內一般劃分扇區，對射頻進行再用，從而增加使用者的可用頻寬，通常採用正交極化的方式來減少相鄰扇區之間的干擾。在服務區內部，遠端站和基站之間以全雙工的方式進行通訊，其中遠端站的上行鏈路可採用TDMA、FDMA或者CDMA方式，目前多數裝置採用TDMA、FDMA，下行鏈路則採用TDM或CDM方式。多址方式的選擇與系統運營商的業務狀況、業務發展策略和目標市場有關。對於企業使用者，業務流量不大時，可以使用FDMA方式；對於突發性較強的業務流量，則選擇TDMA方式；

　　（3）LMDS系統調製方式分為正交移相鍵控（QPSK）和正交幅度調製（QAM）兩種，其中QAM主要採用4-QAM, 16-QAM,64-QAM等；上、下行的調製方式可根據具體情況選擇QPSK,16QAM或64QAM。若採用16QAM，相同頻段可以支援的容量是QPSK的2.3倍;如果採用64QAM則為3.5倍。但是調製技術越複雜，存相同條件下覆蓋的範圍越小，成本也會相應增加。

　　（4）基站室外單元和遠端站之間的空中介面一般採用10GHz 以上的頻帶，這決定了LMDS基站和遠端站之間只能採用視距（LOS）傳輸，建築物等各種環境因素對LDMS的影響較大。對於發展中的城市，新興建築物的出現有可能影響LDMS的無線傳輸，給運營和維護帶來困難。

　　四、LMDS系統的典型應用領域

　　（1）LMDS在資料通訊網中的應用

　　LMDS系統作為資料通訊網的接入部分，起連線業務節點介面和使用者網路介面的橋樑作用。此應用是傳統電信運營商在已有網路的基礎上，作為光纖接入的補充手段，短期內滿足使用者對寬頻業務需求的有效方式。上海試驗網以上海ATM寬頻平臺為基礎，採用基於ATM信元複用的連續載波在基站和使用者站間的傳輸資料。試驗對影片點播、會議電視和INTERNET接入等業務進行了測試，結果表明LMDS系統可作為寬頻ATM網一種靈活的接入方式，為寬頻使用者提供良好的服務。

　　（2）LMDS在蜂窩業務中的應用

　　許多蜂窩業務運營商希望能夠不斷擴大其業務範圍，而且迫切地利用新商機。LMD系統能夠真正在一個扇區內快速地動態分配功能，因此可以支援移動網的傳輸幹線，而且同時可以為企業客戶在其扇區範圍內提供新型寬頻業務。

　　（3）LMDS構建本地資訊環路

　　以LMDS系統的骨幹網為基礎，採用合理的組網技術構建高速交換平臺，透過自己建設、網站映象或從外面引進資訊等豐富本地資訊業務，並租用電信部門出口線路實現本地環路與INTERNET的互連。考慮到本地資訊交換平臺需為使用者提供多樣化的服務，且未來網路中的主要業務將來自IP，所以採用IP核心網，同時外加ATM交換層，即實現了與LMDS系統空中ATM介面的一致性，又有效支援各種型別的業務（如DDN、FRN等）。該應用對新興運營商可以實現一次性投入少、開通快、組網靈活和擴容方便等優勢，LMDS系統的寬頻性和廉價性也符合目前使用者對寬頻業務的需求。

　　（4）LMDS在廣播電視網中的應用

　　Celluar Vision公司在紐約建成了一個28GHz的LMDS廣播視像系統。該系統是目前世界上最成熟的LMDS系統，主要為使用者提供多頻道的電視節目，價格低於其競爭對手30%，到1997年底已擁有使用者12000個。此係統能提供48Mbps的下行資料速率，由於開通較早，系統本身是單向的，使用者需透過PSTN實現上行鏈路連線。現在利用LMDS系統構建本地互動式電視分配網在技術上已沒有任何問題。

　　（5）LMDS構建綜合業務接入網

　　建設集話音、資料和視像於一體的綜合業務接入網，既符合“三網合一”的趨勢，又可滿足使用者對多媒體業務的需求。通常認為實現接入網的全光化（FTTH）是構建綜合業務接入網的最佳解決方案。但採用全光接入網在目前仍有很多困難，如光纖的建設和運營成本昂貴，光纖的鋪設涉及市政、交通和環境等方面等。LMDS系統可支援的最高接入速率達155Mbps，能夠滿足使用者對通訊頻寬日益增長的需求，而它啟動資金少，開通速度快和擴容靈活等優點對不具備光纖接入能力的運營商來講，無疑是和短期內擴充寬頻業務，滿足市場需求的有力手段。

　　五、LMDS發展狀況及前景展望

　　LMDS技術最初是由美國Cellular Vision公司開發的，1991年得到了該技術的試驗許可證，現已在紐約建成執行一個LMDS網路，主要提供多頻道電視服務。1999年1月7日，P-COM與Winstar公司共同宣佈，世界上第一套商用LMDS系統投人正式執行，利用P-COM公司的LMDS系統，為使用者提供高速Internet接人、會議電視、影片點播、LAN互連以及話音服務，取得了非常好的商業效果。目前，很多通訊裝置製造廠商已經推出或即將推出LMDS的產品，如阿爾卡特、愛立信等等。並且在世界各地也陸續建設了一些LMDS技術或商用試驗系統。在國內，各電信運營商也都紛紛著手接人網的建設。1999年7月，由P-COM公司為中國聯通建立了我國第一套LMDS實驗網。此後，中國網通、中國移動等相繼講行了LMDS實驗網的工作。

　　由此看來，基於毫米波通訊、圖象處理、超大規模積體電路等技術的發展與應用，LMDS接入系統在具體的技術問題解決方面已經日趨成熟;毫無疑問，寬頻無線接入系統是今後網路發展的熱點，而在這一領域，LMDS是實現寬頻通訊的捷徑，它在中國及全球已經得到了很大的重視，具有非常廣闊的市場前景。