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摘要：本地多點分配系統(tǒng)（LMDS）利用點對多點的覆蓋，可實現(xiàn)包括高速因特網(wǎng)接入、電路（TDM）/電路仿真業(yè)務(wù)（CES）、虛擬專用網(wǎng)和VoIP等多種寬帶固定無線接入應(yīng)用。本文介紹了該業(yè)務(wù)的技術(shù)特點、系統(tǒng)組網(wǎng)結(jié)構(gòu)、服務(wù)范圍及業(yè)務(wù)運營前景。
關(guān)鍵詞：寬帶固定無線數(shù)據(jù)接入、技術(shù)特點、組網(wǎng)結(jié)構(gòu)、運營前景
1 無線接入技術(shù)概述
目前有線數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)占據(jù)數(shù)據(jù)接入業(yè)務(wù)的大多數(shù)市場份額。與有線數(shù)據(jù)接入相比，一方面，無線數(shù)據(jù)接入技術(shù)傳輸帶寬受頻率資源限制，穩(wěn)定性受氣侯影響，具有它的不足之處；另一方面，無線數(shù)據(jù)接入具有有線數(shù)據(jù)接入無法比擬的優(yōu)勢，尤其是近期發(fā)展起來的寬帶固定無線數(shù)據(jù)接入業(yè)務(wù)更是被眾多運營商看好。首先，寬帶固定無線接入系統(tǒng)建設(shè)速度快，又可以按需安裝，這大大減低了運營商的投資風(fēng)險，而其它諸如cable接入、以太網(wǎng)接入等有線數(shù)據(jù)接入方式要求運營商在初期大規(guī)模投入，建設(shè)或改造現(xiàn)有有線網(wǎng)絡(luò)，投資風(fēng)險很大；其次，對于ＡＤＳＬ方式，由于基于雙絞線的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，目前的有效長度只有3~4公里，直線距離則更短一些，大對數(shù)電纜內(nèi)選線利用率較低，部分線路尚且涉及技術(shù)改造。因此寬帶無線接入組網(wǎng)方案在數(shù)據(jù)運營領(lǐng)域的份額將會急劇提升，就如同現(xiàn)網(wǎng)的移動電話業(yè)務(wù)與固定電話業(yè)務(wù)相比。很可能在不遠(yuǎn)的將來，方便快捷的無線數(shù)據(jù)會部分取代現(xiàn)有的有線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，最終組建并實現(xiàn)寬帶無線IP多媒體業(yè)務(wù)。
2 LMDS系統(tǒng)簡介
隨著個人通信業(yè)務(wù)的發(fā)展，由WAP、GPRS、WLAN等技術(shù)帶動的無線因特網(wǎng)已全面啟動，而且其增長速度將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過當(dāng)年的有線因特網(wǎng)�，F(xiàn)在，人們對無線因特網(wǎng)帶寬需求的進(jìn)一步提高，寬帶固定無線接入技術(shù)正日益被人們所關(guān)注。目前的寬帶固定無線接入系統(tǒng)稱本地多點分配接入系統(tǒng)ＬＭＤＳ（Local Multipoint Distribute Systern）。ＬＭＤＳ從所使用的頻帶上看分為兩類，一類是占用３．５ＧＨｚ、５．８ＧＨｚ、１０．５ＧＨｚ等較低頻段的系統(tǒng)，另外一類是占用２６ＧＨｚ、２８ＧＨｚ、３８ＧＨｚ等高頻段的系統(tǒng)。低頻段無線接入系統(tǒng)的特色在于受雨雪等氣侯影響小，覆蓋范圍一般在8~１０公里以上，但是帶寬較��；高頻段無線接入系統(tǒng)的特色在于可用帶寬較大，但覆蓋范圍一般在3~５公里以內(nèi)，適合商務(wù)熱點地區(qū)的使用。
LMDS組網(wǎng)靈活方便、使用及維護(hù)成本相對較低，是一種非常有前途的寬帶固定無線接入解決方案，其主要技術(shù)特點如下：
2.1 頻率資源豐富
由于20GHz以上的頻率資源極為豐富，因此在頻率資源的保證下，LMDS理論上可以提供所有業(yè)務(wù)，并可以支持所有的話音和數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)。
2.2 蜂窩式覆蓋
LMDS系統(tǒng)應(yīng)用的特點是采用多個類似蜂窩的小區(qū)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)城域覆蓋，每個蜂窩站的覆蓋區(qū)為2～10公里，覆蓋區(qū)可相互重疊。每個小區(qū)由一個中心站（CS）和可多達(dá)上百的終端站（TS）組成。每個小區(qū)通常分成若干個扇區(qū)，每個扇區(qū)可根據(jù)容量、帶寬的需求可配置若干個載頻。同時，依靠合理的頻率規(guī)劃，在多個小區(qū)之間實現(xiàn)頻率復(fù)用可大大減少對頻率資源的需求，明顯提高LMDS系統(tǒng)的容量。
2.3 調(diào)制手段靈活
目前LMDS系統(tǒng)中的調(diào)制方式有三種，QPSK(4QAM)、16QAM和64QAM，它們在LMDS系統(tǒng)中的應(yīng)用特點如表1所示：
由上表可以看出ＱＰＳＫ和１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭ調(diào)制技術(shù)各有優(yōu)缺點，調(diào)制效率的提高要求解調(diào)信噪比也相應(yīng)提高，這會減小系統(tǒng)的有效覆蓋范圍。因此在制定具體方案時要根據(jù)實際情況來擇優(yōu)選用。目前還出現(xiàn)了自適應(yīng)調(diào)制技術(shù)，使得寬帶無線接入系統(tǒng)可以根據(jù)當(dāng)前通信環(huán)境的信噪比情況自動設(shè)定調(diào)制方式，使系統(tǒng)能更好的適應(yīng)傳輸環(huán)境的變化，保持無線通信鏈路的通暢；某些先進(jìn)的系統(tǒng)甚至支持在同一無線鏈路中，針對不同的用戶時隙設(shè)定不同調(diào)制方式的新技術(shù)，這樣的寬帶無線接入系統(tǒng)既能兼顧與中心站相距較遠(yuǎn)的用戶接入（比如可以采用ＱＰＳＫ），又可以兼顧近距離用戶的高容量需求（比如采用６４ＱＡＭ）。
2.4 使用了先進(jìn)的動態(tài)帶寬分配技術(shù)
由于LMDS支持動態(tài)帶寬分配（DBA）和超額預(yù)定（Overbooking）技術(shù)，使得LMDS系統(tǒng)帶寬的利用率成倍增加同時，仍然能保證用戶的服務(wù)質(zhì)量（QOS）。一般情況下，在應(yīng)用動態(tài)帶寬分配和超額預(yù)定功能前，每個用戶只能享用固定帶寬 （即實際帶寬 = MCR）；而應(yīng)用動態(tài)帶寬分配后，引入了峰值速率（PCR），可以使用戶得到比保證速率（MCR）更高的帶寬（MCR ≤ 實際帶寬 ≤ PCR），在減少用戶IP包傳輸時延的同時，也提高了網(wǎng)絡(luò)整體帶寬的利用率；應(yīng)用超額預(yù)定后，可以大大節(jié)省帶寬，提高系統(tǒng)的用戶接入總數(shù)，用戶仍然得到比保證速率（MCR）更高的帶寬（MCR ≤ 實際帶寬 ≤ PCR）。
總的來說，LMDS接入技術(shù)增加了對最終用戶的服務(wù)質(zhì)量（QOS）的保障，和普通LAN接入相比，可以大大提高用戶滿意度，從而增強(qiáng)市場競爭力。
2.5 接口類型豐富
LMDS可支持ATM、TCP/IP、MPEG2等標(biāo)準(zhǔn)，支持10/100Base-T、T1/ E1、X21、OC-3/ STM-1、BRIISDN(2B+D)、POTS(analog)等多種用戶接口類型。考慮到用戶需求的多樣性，LMDS系統(tǒng)可在同一終端站提供不同的用戶接口，如一個終端站內(nèi)設(shè)備同時可提供2個10BaseT接口，2個E1接口等。
2.6 提供業(yè)務(wù)種類多
LMDS系統(tǒng)不僅可提供低速、中速和高速數(shù)據(jù)（IP、FR、ATM）業(yè)務(wù)：包括高速因特網(wǎng)接入、虛擬專用網(wǎng)和VoIP等多種應(yīng)用；還可提供電路（TDM）/電路仿真業(yè)務(wù)（CES）：包括高質(zhì)量的話音服務(wù)、電路專線、PBX接入、移動基站互連、ISDN等多種應(yīng)用。它可在覆蓋范圍內(nèi)實現(xiàn)點對多點雙向傳輸話音、視頻和圖像信號等多種寬帶交互式數(shù)據(jù)及多媒體業(yè)務(wù)。LMDS能提供模擬和數(shù)字視頻業(yè)務(wù)、 實時影像新聞服務(wù)、網(wǎng)上金融交易服務(wù)、網(wǎng)上銀行（投資理財）服務(wù)、網(wǎng)上視頻教學(xué)、網(wǎng)上醫(yī)療服務(wù)/醫(yī)療教學(xué)、高清晰視頻點播服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)視頻會議、可視電話、信息廣播技術(shù)、快速全面的軟件服務(wù)（軟件下載和各種ASP應(yīng)用）、語音影象Email服務(wù)、高速網(wǎng)站鏡像服務(wù)及更加豐富的商品宣傳業(yè)務(wù)。它的服務(wù)范圍主要考慮政府機(jī)構(gòu)辦公樓、寫字樓、大型企業(yè)、高新技術(shù)企業(yè)所在地、星級酒店（主要考慮會議、會展、客戶信息服務(wù)等）、住宅區(qū)、娛樂場所。
2.7 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)投資少，開通快，運營成本低
據(jù)一般估算，由于節(jié)省了中間介質(zhì)的投入，其投資要比建立光纖接入低20％左右，可以在極短的時間內(nèi)開通。網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容也十分方便，可減少設(shè)備的初次過量配置，組網(wǎng)機(jī)動靈活且易于管理。而且，LMDS系統(tǒng)建設(shè)周期短，數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量高，其信號質(zhì)量與可靠性與其它技術(shù)相比甚至更好。尤其適用于光接入網(wǎng)因用戶密度或成本原因而不經(jīng)濟(jì)的地區(qū)。此外，LMDS系統(tǒng)的用戶端設(shè)備相對簡單、易于安裝，也是該技術(shù)的一個明顯優(yōu)勢。
3 LMDS系統(tǒng)的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)
LMDS系統(tǒng)一般采取一種點到多點的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其主要系統(tǒng)構(gòu)成為CS（包括中心控制站CCS和中心射頻站CRS）、TS和網(wǎng)管系統(tǒng)組成。每個CS都可容納數(shù)量非常多的有可視路徑的TS。LMDS結(jié)構(gòu)緊湊，CS、TS體積小，便于安裝。CS、TS室外射頻單元采用集成天線，為滿足覆蓋范圍的需要，系統(tǒng)還能提供標(biāo)準(zhǔn)天線與高增益天線，如圖1所示：
3.1 CS結(jié)構(gòu)
每個CS都由若干獨立的扇區(qū)組成，CS多數(shù)采用多扇區(qū)覆蓋，即使用在一定角度范圍內(nèi)聚焦的扇區(qū)天線覆蓋TS。這些扇區(qū)在圍繞CS的360°范圍內(nèi)提供15°到90°的覆蓋范圍。扇區(qū)由一個或多個室內(nèi)單元(IDUs)和一個一體化的射頻/天線室外單元(ODU)組成。CS室內(nèi)、室外單元之間距離一般不超過100米。
CS負(fù)責(zé)對TS進(jìn)行覆蓋，并提供與核心網(wǎng)絡(luò)的多種業(yè)務(wù)接口。一般情況下，CS網(wǎng)絡(luò)側(cè)提供ATM 、STM-1及E1接口，分別用于ATM、基于TDM電路業(yè)務(wù)的連接。作為電信級的設(shè)備，為滿足可靠性，CS的主控單元部分、電源單元部分需采用1+1配置來保證，其余部分用1+0配置即可。CS的每個射頻/天線ODU包括聚焦喇叭天線，水平波束角度根據(jù)扇區(qū)的大小分為15°、22.5°、30°、45°、60°和90°等多種類型。中心站可提供室內(nèi)及室外型機(jī)柜，滿足不同安裝環(huán)境的需要。
3.2 TS結(jié)構(gòu)
每一個TS也由室外單元（含定向天線、射頻單元）和室內(nèi)單元(調(diào)制解調(diào)單元以及與用戶室內(nèi)設(shè)備相連的業(yè)務(wù)接口單元)組成。TS通常采用口徑很小的室外定向天線；室內(nèi)單元可提供多種類型的用戶業(yè)務(wù)接口。TS支持ATPC功能，動態(tài)范圍不小于40dB，可工作于開環(huán)、閉環(huán)兩種方式。TS的室內(nèi)、室外單元之間距離一般不超過70米，可提供多種安裝方式滿足不同環(huán)境的需要，如1個室外單元可連接多個室內(nèi)單元等。
3.3 系統(tǒng)網(wǎng)管構(gòu)成
網(wǎng)管設(shè)備主要分為網(wǎng)絡(luò)級和網(wǎng)元級兩種，它可直接或通過本地網(wǎng)與CS相連，及時完成對系統(tǒng)的操作維護(hù)、性能監(jiān)測、軟件下載等功能。網(wǎng)絡(luò)級網(wǎng)管是指基于工作站的集中式網(wǎng)管系統(tǒng)；網(wǎng)元級網(wǎng)管是指基于PC平臺的本地網(wǎng)管系統(tǒng)，包含便攜電腦和網(wǎng)管軟件。
本地網(wǎng)管應(yīng)符合SNMP的網(wǎng)管系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)，主要用于系統(tǒng)測試、開通及現(xiàn)場維護(hù)，可在本地或遠(yuǎn)端對CS及TS進(jìn)行管理。適用于試驗系統(tǒng)及小規(guī)模LMDS網(wǎng)絡(luò)的管理，可完成以下功能：
（1） 完成配置功能
對CS的各種參數(shù)進(jìn)行基本配置、E1 /TI租用線路連接配置、IP 連接配置、E1 仿真線路連接、配置、ISDN連接、可對各應(yīng)用資源進(jìn)行監(jiān)控,分配,管理、包括配置網(wǎng)絡(luò)同步時鐘。
（2） 實現(xiàn)性能監(jiān)控功能
可以監(jiān)控以CS為中心,包括各用戶端的運行情況, 包括各種連接, 告警狀態(tài)等、可以自動記錄系統(tǒng)全部運行情況, 并作數(shù)據(jù)備份、每隔數(shù)秒對無線鏈路及業(yè)務(wù)性能進(jìn)行統(tǒng)計、性能統(tǒng)計能以圖形顯示。
（3） 具備數(shù)據(jù)備份和恢復(fù)功能
當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)或升級時，可方便地對系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行備份及恢復(fù)。
（4） 提供軟件下載功能
利用軟件對系統(tǒng)進(jìn)行下載升級功能，方便簡單。
（5） 自動顯示系統(tǒng)備份狀態(tài)功能
自動顯示系統(tǒng)備份模塊工作狀態(tài)等。
本地網(wǎng)管可在本地或遠(yuǎn)端對CS及TS進(jìn)行管理。
如為本地連接，則本地網(wǎng)管與CS通過 10 Base T接口 直接連接。
若為遠(yuǎn)端連接，則本地網(wǎng)管可通過ATM PVC（帶內(nèi)方式）或IP網(wǎng)絡(luò)（帶外方式）實現(xiàn)與CS的遠(yuǎn)端連接。
3.4 頻率規(guī)劃
早在2001年國家無線電管理委員會已在南京、武漢、廈門、青島、重慶等五個城市進(jìn)行了3.5GHz頻段招標(biāo)的試點工作，并于2003年初擴(kuò)大了招標(biāo)范圍，進(jìn)行了包括各省會城市在內(nèi)的32個城市的3.5GHz頻段的招標(biāo)工作。
而5.8GHz頻段作為國際通用的開放頻段，在我國許多城市已作為LMDS的接入頻率在使用。
目前，信息產(chǎn)業(yè)部已經(jīng)就我國26GHz的LMDS的頻率規(guī)劃作出規(guī)定：中心站發(fā)射頻率：24.507-25.515GHz；遠(yuǎn)端站發(fā)射頻率：25.757-26.765GHz；收發(fā)間隔：1250MHz；信道帶寬：28MHz/14MHz/7MHz/3.5MHz。各大運營商分分在進(jìn)行這個頻段開展LMDS的試驗工作，相信明年將會大規(guī)模投入使用。
當(dāng)然，LMDS系統(tǒng)也有它的不足之處，它的弱點是由于采用無線信道且只能視距傳輸，因而抗干擾能力較差，雨、雪、樹葉等都會對信號產(chǎn)生影響。為了避免阻擋，位于城區(qū)的CS必須設(shè)置在高層建筑的樓頂，這在應(yīng)用上會有帶來某些不方便，因此，有些情況下可通過增加一跳無源微波接力站進(jìn)行轉(zhuǎn)接來實現(xiàn)。
4 寬帶無線接入業(yè)務(wù)運營前景展望
綜上所述，LMDS有著廣闊的應(yīng)用前景。首先，LMDS可作為固定網(wǎng)運營商快速滿足用戶對寬帶接入的需求，可進(jìn)行高速數(shù)據(jù)、IP業(yè)務(wù)及視像的傳輸，同時可作為光纖接入網(wǎng)的應(yīng)急與補(bǔ)充。其次，LMDS還可作為新的電信運營商包括移動通信運營商進(jìn)行快速組網(wǎng)的有力手段。最后，LMDS也可用于廣播電視領(lǐng)域進(jìn)行視像傳輸。在我國，LMDS的研制開發(fā)和應(yīng)用也已經(jīng)起步。作為一種新興的寬帶無線接入手段，LMDS為新興的網(wǎng)絡(luò)運營商提供了經(jīng)濟(jì)、快速、寬帶大容量雙向數(shù)據(jù)傳輸手段。為運營商"在最后一公里"寬帶接入和交互式多媒體應(yīng)用提供了經(jīng)濟(jì)和簡便的解決方案，有著廣闊的市場應(yīng)用前景。
同時，寬帶無線接入技術(shù)是一種新的解決方案，為運營商和用戶提供了一種新的選擇。 從運營商角度看，一方面國內(nèi)電信運營格局正從壟斷走向多元競爭。對于運營商來講，寬帶固定無線接入系統(tǒng)投資少、建網(wǎng)周期短、提供業(yè)務(wù)快，因此，是個不錯的選擇。另一方面，國外電信運營商進(jìn)入中國市場是不可避免的。運用寬帶無線接入技術(shù)進(jìn)行寬帶數(shù)據(jù)接入業(yè)務(wù)實現(xiàn)運營是其極為重要的一種運營方式，這必將進(jìn)一步加劇國內(nèi)運營商在寬帶無線接入領(lǐng)域內(nèi)的競爭，促進(jìn)寬帶無線接入設(shè)備的開發(fā)和應(yīng)用。從制造商的角度看，由于無線接入設(shè)備只有針對城市市場才能有較大的利潤空間和市場容量，因而紛紛開發(fā)寬帶無線數(shù)據(jù)接入產(chǎn)品，以獲得一定的市場份額。
鑒于上述，由于國內(nèi)數(shù)據(jù)接入業(yè)務(wù)發(fā)展的強(qiáng)勁需求，各類寬帶接入手段發(fā)展迅速，其中寬帶固定無線接入系統(tǒng)以其靈活性、快捷性成為運營商的新寵。特別值得指出的是，無線接入系統(tǒng)只需較低的初期投入就可以實現(xiàn)整個城域的覆蓋，可有效地降低電信運營者的投資門檻，增強(qiáng)資金的抗風(fēng)險能力。例如，國家明確了開放3．5GHz用于接入手段的政策，目前運營頻率招標(biāo)工作正在逐步開展中。無論是傳統(tǒng)的基礎(chǔ)電信運營商，還是新興的增值業(yè)務(wù)運營商，都在積極參與國家的頻點應(yīng)標(biāo)工作，以確保自己的通信業(yè)務(wù)需求。
總之，寬帶固定無線接入技術(shù)作為有線接入技術(shù)的有益補(bǔ)充，代表了寬帶接入技術(shù)的一種新的不可忽視的發(fā)展趨勢。它在市場需求的驅(qū)動下正在日益走向成熟，相信在不久的將來將會得到廣范的應(yīng)用。
----《西部通信》
