LMDS應(yīng)用于智能小區(qū)

張燕春



　　以計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)為代表的信息技術(shù)的高速發(fā)展正在改變?nèi)藗兊纳�活和行為方式，住宅業(yè)作為與社會(huì)經(jīng)濟(jì)、人民生活密切相關(guān)的行業(yè)，必須突破傳統(tǒng)的發(fā)展模式，適應(yīng)整個(gè)社會(huì)網(wǎng)絡(luò)化、信息化的發(fā)展，隨著中國(guó)成功加入WTO，我國(guó)的住宅業(yè)也會(huì)逐步介入到世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展大環(huán)境中。在國(guó)外，智能網(wǎng)絡(luò)家居常被稱為“smart home”，北美和歐洲等地已開(kāi)發(fā)了這種智能網(wǎng)絡(luò)家居社區(qū)，國(guó)內(nèi)智能小區(qū)建設(shè)已經(jīng)起步，將來(lái)的智能住宅不僅會(huì)成為建筑材料業(yè)、房地產(chǎn)業(yè)新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)，還有可能給競(jìng)爭(zhēng)激烈的IT行業(yè)開(kāi)辟一個(gè)新戰(zhàn)場(chǎng)。


　　如何保證信息實(shí)時(shí)、可靠、安全地傳輸是智能小區(qū)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的一個(gè)重要問(wèn)題，為了讓小區(qū)居民可以方便快捷地享受高速Internet的各種信息，實(shí)現(xiàn)視頻/音頻數(shù)據(jù)的傳輸、網(wǎng)上購(gòu)物、遠(yuǎn)程教學(xué)等，智能小區(qū)寬帶接入是實(shí)現(xiàn)所有這些服務(wù)的重要保障。在眾多的寬帶接入技術(shù)中，LMDS（Local Multi-Point Distribution Services，本地多點(diǎn)分配業(yè)務(wù)）異軍突起，成為寬帶無(wú)線接入技術(shù)的一枝獨(dú)秀，為電信部門提供可與光纖通信相媲美的無(wú)線寬帶接入服務(wù)。



一、LMDS的特點(diǎn)


　　接入網(wǎng)按照使用的媒介不同，可劃分為有線接入網(wǎng)和無(wú)線接入網(wǎng)，無(wú)線接入分為移動(dòng)無(wú)線接入和固定無(wú)線接入。我們所熟悉的移動(dòng)電話接入屬于移動(dòng)無(wú)線接入，用戶是可移動(dòng)的，而固定無(wú)線接入與此正好相反，用戶基本是固定不動(dòng)的。LMDS就屬于無(wú)線固定接入，其工作頻段大致在24GHz～40GHz（具體工作頻段由無(wú)線電管理部門決定），可用頻譜往往達(dá)1GHz以上。


　　1．LMDS有許多特點(diǎn)使它成為智能小區(qū)寬帶接入技術(shù)中極具潛力的一種技術(shù)。


　　●項(xiàng)目啟動(dòng)快，工程建設(shè)簡(jiǎn)單。LMDS占據(jù)無(wú)線接入系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)，可以迅速地啟動(dòng)和實(shí)施工程項(xiàng)目，而且無(wú)需大費(fèi)周折埋線和布線，對(duì)道路和小區(qū)環(huán)境影響較小。


　　●根據(jù)用戶需求進(jìn)行擴(kuò)建。LMDS系統(tǒng)的模塊化和可升級(jí)性結(jié)構(gòu)使得容量擴(kuò)充和新業(yè)務(wù)提供都很容易，服務(wù)商可以隨時(shí)根據(jù)用戶要求，添加所需的設(shè)備，提供新的服務(wù)，擴(kuò)大服務(wù)覆蓋區(qū)域。


　　●前期啟動(dòng)資金小，后期投資回收快。LMDS系統(tǒng)的投資包括中心基站設(shè)備，用戶端設(shè)備，網(wǎng)管系統(tǒng)和其它附加費(fèi)用，它無(wú)需把大量資金花費(fèi)在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)上，所以在網(wǎng)絡(luò)初期，只需小部分投資建立一個(gè)配置較簡(jiǎn)單的基站，覆蓋若干用戶即可開(kāi)始運(yùn)營(yíng)，隨著用戶數(shù)量的增加，可提高基站的配置和數(shù)量以及用戶端設(shè)備。


　　●網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行和管理、維護(hù)費(fèi)用比較低。


　　2．雖然LMDS具備了上述眾多誘人的優(yōu)點(diǎn)，但作為一種無(wú)線技術(shù)，它也不可避免地存在一些缺陷。


　　●由于工作頻率高，通信質(zhì)量受雨、雪等天氣和樹(shù)葉遮擋影響較大，因而雨衰是影響LMDS系統(tǒng)性能的重要因素。


　　●LMDS工作頻段決定了它必須采用視距（LOS，Line of Sight）傳輸，因此覆蓋范圍較小，不適合遠(yuǎn)程和離散用戶使用。


　　雖然LMDS具有如上的缺點(diǎn)，但智能小區(qū)通常位于城郊，小區(qū)居民相對(duì)比較集中，小區(qū)面積不會(huì)太大，所以LMDS的覆蓋范圍（大約為3~5公里）可以基本滿足要求；對(duì)于LMDS的視距傳輸限制，可以在實(shí)際系統(tǒng)中采用小區(qū)重疊，架高發(fā)送天線以及增加安裝反射器等措施擴(kuò)大覆蓋面積，提高接收率。



二、LMDS主要技術(shù)與原理


　　LMDS可配置成兩種通信模式：PTP（Point To Point）和PMP（Point to Multi Point），在實(shí)際系統(tǒng)中，既可單獨(dú)采用一種模式，也可結(jié)合使用，具體視用戶的地理位置以及對(duì)帶寬的需求而定。由于LMDS是一個(gè)無(wú)線的通信系統(tǒng)，因此它的大部分技術(shù)都跟無(wú)線技術(shù)相關(guān)。


　　1．小區(qū)制


　　LMDS利用高頻微波技術(shù)在一定范圍內(nèi)（通常為一個(gè)小區(qū)），發(fā)送和接受雙向的寬帶信號(hào)，類似于窄帶的蜂窩移動(dòng)電話系統(tǒng)，LMDS采用的也是小區(qū)制，多個(gè)小區(qū)由光纖鏈路連接，小區(qū)之間互相重疊（通常為15%）。小區(qū)內(nèi)的基站采用扇區(qū)覆蓋，接收和發(fā)送天線的角度有90度、45度、30度、22.5度和15度，其對(duì)應(yīng)的小區(qū)扇區(qū)數(shù)為4扇區(qū)、8扇區(qū)、12扇區(qū)、16扇區(qū)和24扇區(qū)，實(shí)際應(yīng)用中以4扇區(qū)居多，而且相鄰扇區(qū)之間通過(guò)正交極化（水平極化：Horizontal Polarization和垂直極化：Vertical Polarization ）的方式減小干擾。


　　2．多址方式


　　無(wú)線通信系統(tǒng)中共享有效帶寬主要有三種接入方式：TDMA、FDMA和CDMA。在LMDS系統(tǒng)中，上行鏈路（從用戶到基站）主要采用TDMA和FDMA兩種多址方式，下行鏈路（從基站到用戶）主要采用TDMA方式。FDMA適合大量連續(xù)非突發(fā)性數(shù)據(jù)的接入，TDMA則適合支持多個(gè)突發(fā)性或低速率數(shù)據(jù)用戶的接入，某些生產(chǎn)廠商同時(shí)提供兩種多址方式，是為了方便運(yùn)營(yíng)商根據(jù)用戶業(yè)務(wù)的特點(diǎn)及分布來(lái)選擇多址方式。


　　3．調(diào)制方式


　　基站采用QPSK、16QAM、64QAM等高效調(diào)制方式，用戶站的調(diào)制方式也采用QPSK、16QAM和64QAM方式，具體采用哪種調(diào)制方式根據(jù)所需的接入速率和服務(wù)質(zhì)量而定。


　　4．LMDS系統(tǒng)容量和接入速率


　　LMDS每扇區(qū)的下行容量最大可達(dá)到200Mbit/s，上行容量可達(dá)40Mbit/s，基站容量可達(dá)4.8Gbit/s，它支持各種接入速率，從n×64kbit/s到155Mbit/s都可實(shí)現(xiàn)，高容量帶寬能提供各種寬帶交互式數(shù)據(jù)及多媒體業(yè)務(wù)。



三、LMDS系統(tǒng)組成


　　一個(gè)LMDS網(wǎng)絡(luò)主要由四部分組成：網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行中心（NOC）、光纖骨干網(wǎng)絡(luò)、基站設(shè)備和用戶端設(shè)備（CPE）。


　　1．為管理服務(wù)區(qū)的所有設(shè)備和用戶，需要設(shè)立網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行中心（NOC），NOC的網(wǎng)絡(luò)管理功能包括故障管理、配置管理、計(jì)費(fèi)管理、性能管理和安全管理。


　　2．基站設(shè)備可分為室內(nèi)單元、室外單元、天線以及連接室內(nèi)單元與室外單元的中頻電纜四部分，它可以實(shí)現(xiàn)信號(hào)在光纖骨干網(wǎng)和無(wú)線本地網(wǎng)之間的轉(zhuǎn)換，可提供與骨干網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)接口，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的調(diào)制和解調(diào)，實(shí)現(xiàn)微波的發(fā)射和接收，有的基站設(shè)計(jì)方案中還包括本地交換功能。如果LMDS具備本地交換功能，則系統(tǒng)內(nèi)的用戶之間相互通信時(shí)無(wú)需經(jīng)過(guò)骨干網(wǎng)，這意味著該通信方式下的計(jì)費(fèi)、注冊(cè)、身份驗(yàn)證等只發(fā)生在系統(tǒng)內(nèi)部。


　　3．用戶端設(shè)備（CPE）的配置因廠家不同而不同，通常包括室外安裝的微波發(fā)射和接收裝置以及室內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)接口單元（NIU），NIU為各種用戶業(yè)務(wù)提供接口，并完成復(fù)用／解復(fù)用功能。



四、國(guó)內(nèi)外LMDS應(yīng)用情況


　　美國(guó)是最早研究LMDS的國(guó)家之一，1998年FCC對(duì)頻率許可證的拍賣掀起了LMDS的熱潮，當(dāng)時(shí)的授權(quán)頻譜為28GHz～31GHz，總帶寬為1.3GHz，分A頻譜塊（1.150MHz）和B頻譜塊（150MHz）。許可證拍賣后，中標(biāo)公司開(kāi)始著手建網(wǎng)，1997年1月7日，美國(guó)的P-COM與Winstar公司共同宣布，世界上第一套商用LMDS系統(tǒng)投入運(yùn)行，利用P-COM公司的LMDS設(shè)備，Winstar為用戶提供高速Internet接入、視頻點(diǎn)播、語(yǔ)音、有線電視、LAN互連等服務(wù)，取得了非常好的效果。在亞洲有日本、韓國(guó)、菲律賓、泰國(guó)和香港使用LMDS技術(shù)為用戶提供寬帶接入服務(wù)，在歐洲LMDS發(fā)展也較好。


　　我國(guó)的LMDS雖然尚處起步階段，但自從1999年由聯(lián)通和P-COM合作在廣州市開(kāi)通的第一套LMDS試驗(yàn)網(wǎng)以來(lái)，全國(guó)范圍內(nèi)的LMDS試驗(yàn)網(wǎng)隨之轟轟烈烈地展開(kāi)了。2000年9月開(kāi)始，中國(guó)電信在上海，網(wǎng)通在北京，中國(guó)移動(dòng)在武漢等相繼地進(jìn)行了LMDS的試驗(yàn)測(cè)試工作，最后的測(cè)試結(jié)果表明，LMDS具有不受地形限制、實(shí)施簡(jiǎn)單和建設(shè)周期短等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，是解決“最后一公里”瓶頸問(wèn)題的有效方案，具有廣闊的發(fā)展前景。在我國(guó)真正推行LMDS寬帶接入方案時(shí)要根據(jù)當(dāng)?shù)氐慕涤昵闆r、地形地貌、小區(qū)用戶需求等特征綜合考慮。



　　隨著我國(guó)城市建設(shè)的不斷推進(jìn)，智能小區(qū)在整個(gè)住宅行業(yè)的地位將日益突出，寬帶接入為我們營(yíng)造一個(gè)舒適安全、信息暢通的生活環(huán)境提供了重要保障，不管是有線寬帶接入還是無(wú)線寬帶接入，運(yùn)營(yíng)商應(yīng)在充分了解了市場(chǎng)需求、因地制宜規(guī)劃的基礎(chǔ)之上，努力為用戶提供最簡(jiǎn)單、最可靠、最具潛力的接入方案，以贏得更多的市場(chǎng)。




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