LMDS寬帶無線接入技術的應用

相關專題: 無線 毫米波

錢誠 羅新民 汪凱

  摘要 首先介紹了LMDS技術的概況、系統(tǒng)組成和網絡結構;接著討論了LMDS系統(tǒng)在接入領域的幾種典型應

用;最后結合國內外建設LMDS試驗或商用系統(tǒng)的經驗,提出了我國建設LMDS系統(tǒng)時應注意的幾個問題。


  關鍵詞 接入網 LMDS系統(tǒng) LMDS的應用


  隨著通信和計算機技術的發(fā)展,信息產業(yè)在國民經濟中的作用日益突出,開展寬帶電信業(yè)務勢在必行。加

快接入網的數(shù)字化、寬帶化和智能化建設,已經成為我國電信網建設發(fā)展的一項緊迫任務。近幾年出現(xiàn)的寬帶

接入技術有高速數(shù)字環(huán)路(xDSL)、光纖接入(FTTH)、光纖同軸混合接入(HFC)和寬帶無線接入(LMDS和

MMDS)等。


  1 LMDS寬帶無線接入技術


  *LMDS即本地多點分配業(yè)務,是一種能接入話音、數(shù)據(jù)和視頻等多種業(yè)務的寬帶點對多點接入系統(tǒng)。LMDS系

統(tǒng)利用毫米波傳輸,工作在20-40GHz頻段上,可提供高達155.52Mbps的用戶接入速率,號稱是一種“無線光纖

”的接入系統(tǒng)。此外,LMDS系統(tǒng)支持所有主要的話音和數(shù)據(jù)傳輸標準,如ATM、TCP/IP、MPEG-2等。


  *LMDS系統(tǒng)采用類似蜂窩式的結構配置,由一個或多個有理分布可覆蓋所需地域的基站組成,基站的收發(fā)信

機經點到多點無線鏈路與服務區(qū)的固定用戶通信。每個基站都可支持4到24個獨立的扇區(qū),并通過高速骨干鏈路

連接至公共交換平臺上。


  LMDS系統(tǒng)分為用戶遠端站、基站、骨干網和網管中心四個部分,同時也可將這幾部分看成接入層、邊緣層

和中心層的組合。接入層是用戶站接入業(yè)務處,在硬件上指用戶端設備,包括室外單元、網絡接口單元和調制

解調模塊。邊緣層實現(xiàn)信號在骨干網和無線傳輸間轉換,并提供相應的QOS和COS,主要包括節(jié)點發(fā)送/接收無線

單元和連接到ATM或L2/L3邊緣交換機的基本信道組。中心層經有效的傳送、交換和分配帶寬來優(yōu)化成本,是采

用SDH傳輸技術,ATM或IP或ATM+IP交換技術的交換平臺,提供與PSTN、INTERNET和其它專用網的互連接口。


  2 LMDS系統(tǒng)的典型應用


  *在數(shù)據(jù)通信網中的應用:LMDS系統(tǒng)作為數(shù)據(jù)通信網的接入部分,起連接業(yè)務節(jié)點接口和用戶網絡接口的橋梁作用。此應用是傳統(tǒng)電信運營商在已有網絡的基礎上,作為光纖接入的補充手段,短期內滿足用戶對寬帶業(yè)務需求的有效方式。上海電信就相關技術進行了試驗。試驗網以正運行的上海ATM寬帶平臺為基礎,采用基于ATM信元復用的連續(xù)載波在基站和用戶站間的傳輸數(shù)據(jù)。試驗對視頻點播、會議電視和INTERNET接入等業(yè)務進行了測試,結果表明LMDS系統(tǒng)可作為寬帶ATM網一種靈活的接入方式,為寬帶用戶提供良好的服務。


  *在移動通信網中的應用:在GSM移動網中,基站控制器(BSC)經光纖與基站收發(fā)信號(BTS)相連,光纖雖具有帶寬的特點,但鋪設施工困難,不利于網絡拓撲結構的變化。采用LMDS系統(tǒng)實現(xiàn)BSC和BTS間的互連,既保留了光纖連接帶寬的的優(yōu)點,又縮短了系統(tǒng)建設的周期,實現(xiàn)了BSC和BTS間的“軟連接”,并為網絡拓撲結構的進一步優(yōu)化提供了便利。


  *構建本地信息環(huán)路:以LMDS系統(tǒng)的骨干網為基礎,采用合理的組網技術構建高速交換平臺,通過自己建設、網站鏡像或從外面引進信息等豐富本地信息業(yè)務,并租用電信部門出口線路實現(xiàn)本地環(huán)路與INTERNET的互連。考慮到本地信息交換平臺需為用戶提供多樣化的服務,且未來網絡中的主要業(yè)務將來自IP,所以采用IP核心網,同時外加ATM交換層,即實現(xiàn)了與LMDS系統(tǒng)空中ATM接口的一致性,又有效支持各種類型的業(yè)務(如DDN、FRN等)。


  該應用常被人們稱為新興電信運營商的“絕活”。面對擁有大量基礎設施和用戶的老運營商,新興運營商采用LMDS技術,可以實現(xiàn)一次性投入少、開通快、組網靈活和擴容方便等優(yōu)勢,LMDS系統(tǒng)的寬帶性和廉價性也符合目前用戶對寬帶業(yè)務的需求。西安移動通信分公司已就此進行了一系列的規(guī)劃和試驗,其目標是建設西安市公共網絡交換平臺和多樣化的本地信息平臺,一期工程采用四個LMDS基站覆蓋整個西安市,骨干網采用LMDS高速交換技術,解決了IP over ATM問題。采用LMDS核心即符合未來網絡業(yè)務IP主流化的趨勢,又能提供目前廣泛使用的DDN業(yè)務、幀中繼業(yè)務和各種ATM特定業(yè)務。根據(jù)預算,一期工程計劃投入200萬美元,而用戶需求調查表明在短期內即可接入企業(yè)用戶500點,個人用戶5萬戶,本地ISP網站20個,具有很好的經濟效益。


  *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(tǒng)。該系統(tǒng)是目前世界上最成熟的LMDS系統(tǒng),主要為用戶提供多頻道的電視節(jié)目,價格低于其競爭對手30%,到1997年底已擁有用戶12000個。此系統(tǒng)能提供48Mbps的下行數(shù)據(jù)速率,由于開通較早,系統(tǒng)本身是單向的,用戶需通過PSTN實現(xiàn)上行鏈路連接,F(xiàn)在利用LMDS系統(tǒng)構建本地交互式電視分配網在技術上已沒有任何問題。


  *構建綜合業(yè)務接入網:建設集話音、數(shù)據(jù)和視像于一體的綜合業(yè)務接入網,既符合“三網合一”的趨勢,又可滿足用戶對多媒體業(yè)務的需求。通常認為實現(xiàn)接入網的全光化(FTTH)是構建綜合業(yè)務接入網的最佳解決方案。但采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(huán)境等方面等。在美國,目前460萬幢商業(yè)大樓中實現(xiàn)光纖到大樓的僅占1%?梢娨獙崿F(xiàn)FTTH仍有很長的一段路。LMDS系統(tǒng)可支持的最高接入速率達155Mbps,能夠滿足用戶對通信帶寬日益增長的需求,而它啟動資金少,開通速度快和擴容靈活等優(yōu)點對不具備光纖接入能力的運營商來講,無疑是和短期內拓展寬帶業(yè)務,滿足市場需求的有力手段。


  3 我國建設LMDS系統(tǒng)應注意的問題


  用戶需求分析:我國目前電話和互聯(lián)網的普及率較低,用戶需求更多的是電話和視像業(yè)務,所以運營商應將其服務對象定位在為住宅用戶提供基本的話音和數(shù)據(jù)接入以及INTERNET接入。在西安市的調查結果表明,LMDS系統(tǒng)的用戶群體為個人用戶、企業(yè)用戶和寬帶多媒體用戶。其中個人用戶是主體,入網目的是接入INTERNET,速率要求為100kbps以上,對資費較敏感,能否為他們提供廉價而快速的INTERNET接入是運營商在這塊市場上能否成功的關鍵。企業(yè)用戶的需求集中在企業(yè)虛擬專網(VPN)和INTERNET接入上。他們對帶寬的要求非常高,通常在5Mbps以上,并需要使用ATM技術保證所需的QOS。多媒體用戶目前是一個較小的群體,在帶寬和延遲方面都苛刻的要求,接入方式為純ATM,這部分用戶數(shù)量雖少,但對整個網絡上的其他用戶具有很好的示范作用。


  設備選型分析:這里對美國p-com公司和加拿大NewBridge公司的產品做一番比較。P-COM公司的LMDS設備特點體現(xiàn)在無線傳輸上,如更高的發(fā)射功率和調制階數(shù);直接支持ATM協(xié)議:同時提供FDMA和TDMA接入方式;提供自動發(fā)射功率控制等。但P-COM公司產品在網絡接口方面做理不夠,多種業(yè)務模塊有待開發(fā)。相對而言NewBridge公司的產品特點體現(xiàn)在網絡上,如基站本身具有交換功能,提供端到端的多種業(yè)務傳輸和多種接入方式以及跨平臺網管系統(tǒng);基于ATM傳輸協(xié)議,支持動態(tài)占用帶寬等。業(yè)務接入模塊直接面向用戶,如果運營商不能提供用戶所需的接口,就會在競爭中失去用戶,所以我們傾向于NewBridge公司的LMDS設備。


  投資風險分析:LMDS系統(tǒng)的投資風險主要表現(xiàn)在技術和運營上。技術風險是目前我國無線頻率委員會尚未規(guī)定LMDS系統(tǒng)的使用頻點上。運營上的風險表現(xiàn)為兩個方面:(1)LMDS系統(tǒng)的商業(yè)運營時間很短,無確切的運營數(shù)據(jù)和經驗可尋;(2)LMDS系統(tǒng)采用較高頻段的微波,傳輸質量易受雨雪天氣的影響,全基站和用戶站之間只能進行視距傳輸。根據(jù)加利福尼亞洲LMDS系統(tǒng)傳播條件的研究表明,在一個小區(qū)范圍內有近35%的用戶處于陰影區(qū),接收信號有困難。而目前我國正處于城市建設的高速發(fā)展中,很難保證基站和用戶站間的視距傳輸,給網絡的運營帶來了極大的壓力。


  4 結論


  LMDS系統(tǒng)以其投資少、開通快、組網靈活和擴容方便等優(yōu)點,成為近幾年來通信界研究和宣傳的新熱點。由于技術上的優(yōu)越性和商業(yè)上的潛在價值,LMDS系統(tǒng)在未來的幾年中很有可能迅速崛起。作為一項新技術,要在全世界范圍推廣和普及,仍有很長的路要走,需在以下幾個方面做進一步的工作:


 。1)組織有實力的通信設備提供商進行LMDS系統(tǒng)關鍵技術的研究,特別是毫米波收發(fā)技術和基于GaAs技術的毫米波集成電路,為開發(fā)低成本的LMDS收發(fā)信臺奠定基礎。


 。2)電信運營商和研究機構應在已有試驗網和商用網的基礎上,加大對LMDS系統(tǒng)的傳播環(huán)境和傳播條件的硬件,積累LMDS網絡的運營數(shù)據(jù)和經驗。


 。3)國家標準制定部門應盡快推出LMDS系統(tǒng)和MPLS技術的國家標準。


 。4)國家無線頻率委員會應盡早確定我國LMDS系統(tǒng)的允許工作頻點。


摘自《無線電通信技術》2001.5
   

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