無(wú)線固定寬帶技術(shù)----LMDS

相關(guān)專題: 無(wú)線 毫米波 5G
無(wú)線固定寬帶技術(shù)----LMDS

Internet的高速普及與多媒體技術(shù)的飛速發(fā)展,使用
戶對(duì)帶寬的要求愈來(lái)愈高,有線接入手段無(wú)法跟上發(fā)展的速度:傳統(tǒng)的銅線電纜,已完全不能滿足
傳輸?shù)囊,如果添加額外的調(diào)制和壓縮設(shè)備,成本又往往是用戶所不愿意負(fù)擔(dān)的;全光纜網(wǎng)絡(luò)是
比較完美的解決方案,但對(duì)基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的要求過(guò)高,即使在發(fā)達(dá)國(guó)家也還需要一段時(shí)間才能實(shí)現(xiàn);折
衷的光纖電纜混合方案(HFC)在很多國(guó)家并不適合,因?yàn)楣饫w與電纜往往掌握在不同的部門(mén)手中,
由于法規(guī)的限制及各自利益的保護(hù),混合使用難于實(shí)現(xiàn)。



而隨著無(wú)線通信技術(shù)的迅速發(fā)展,一種提供容量接近于有線光纖的新型無(wú)線通信技術(shù)異軍突起,這
就是本地多點(diǎn)分配業(yè)務(wù)----LMDS。



初識(shí)LMDS



LMDS(Local Multipoint Distribute Service,本地多點(diǎn)分配業(yè)務(wù))是一種嶄新的寬帶無(wú)線接
入技術(shù),在不同國(guó)家或地區(qū),電信管理部門(mén)分配給LMDS的具體工作頻段及頻帶寬度有所不同,其
中大約有80%左右的國(guó)家將27.5GHz~29.5GHz定為L(zhǎng)MDS頻段。



普通的無(wú)線接入系統(tǒng)都是窄帶系統(tǒng),工作在450MHz、800MHz等頻段,針對(duì)低速的語(yǔ)音和數(shù)據(jù)業(yè)
務(wù)。而LMDS屬于無(wú)線固定接入手段,它的最大特點(diǎn)在于其寬帶特性,LMDS 工作在24~38GHz頻
段,一般在毫米波的波段附近,可用頻譜往往達(dá)到1GHz以上。由于該技術(shù)利用高容量點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)微
波傳輸,通過(guò)毫米波進(jìn)行傳輸,它幾乎可以提供任何種類的業(yè)務(wù),支持雙向話音、數(shù)據(jù)及視頻圖像
業(yè)務(wù),能夠?qū)崿F(xiàn)從64Kbps到2Mbps,甚至高達(dá)155Mbps的用戶接入速率,具有很高的可靠性,被稱
為是一種“無(wú)線光纖”技術(shù)。



LMDS系統(tǒng)可以提供高質(zhì)量的話音服務(wù),而且沒(méi)有時(shí)延。系統(tǒng)可提供標(biāo)準(zhǔn)接口,如RJ-11等;LMDS
的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)可以包括低速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、中速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。具體速率可支持1.2K~
155Mbps,并支持多種協(xié)議,包括幀中繼、ATM、TCP/IP等;并支持MPEG 2等標(biāo)準(zhǔn)。LMDS還可支持
模擬和數(shù)字圖像業(yè)務(wù)。



由于LMDS具有更高帶寬和雙向數(shù)據(jù)傳輸?shù)奶攸c(diǎn),可提供多種寬帶交互式數(shù)據(jù)及多媒體業(yè)務(wù),克服
傳統(tǒng)本地環(huán)路的瓶頸,滿足用戶對(duì)高速數(shù)據(jù)和圖像通信日益增長(zhǎng)的需求,因此是解決通信網(wǎng)接入網(wǎng)
問(wèn)題的利器。



LMDS的標(biāo)準(zhǔn)制定



標(biāo)準(zhǔn)化是LMDS發(fā)展中越來(lái)越重要的問(wèn)題。目前,有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化工作在ATM論壇、DAVIC、ETSI、 ITU
等組織的工作下進(jìn)行,大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化組織都采用ATM信元作為基本無(wú)線傳輸機(jī)制。



LMDS“本地多點(diǎn)分配業(yè)務(wù)”中各個(gè)詞都有其自身的含義。



所謂“本地”其實(shí)就是指單個(gè)基站所能夠覆蓋的范圍,LMDS因?yàn)槭芄ぷ黝l率電波傳播特性的限
制,單個(gè)基站在城市環(huán)境中所覆蓋的半徑通常小于5公里;“多點(diǎn)”是指信號(hào)由基站到用戶端是以
點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的廣播方式傳送的,而信號(hào)由用戶端到基站則是以點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的方式傳送;“分配”是指基站
將發(fā)出的信號(hào)(可能同時(shí)包括話音、數(shù)據(jù)及Internet、視頻業(yè)務(wù))分別分配至各個(gè)用戶;“業(yè)
務(wù)”是指系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)者與用戶之間的業(yè)務(wù)提供與使用關(guān)系,即用戶從LMDS網(wǎng)絡(luò)所能得到的業(yè)務(wù)完全
取決于運(yùn)營(yíng)者對(duì)業(yè)務(wù)的選擇。



LMDS系統(tǒng)的組成



一個(gè)完善的LMDS網(wǎng)絡(luò)是由四部分組成的:骨干網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行中心(NOC)、服務(wù)區(qū)中的基站系統(tǒng)和
服務(wù)區(qū)中的用戶端設(shè)備。各個(gè)基站的數(shù)據(jù)送入骨干網(wǎng)絡(luò),完成話音交換、ATM交換、IP交換等,并
連入國(guó)際出口。為管理服務(wù)區(qū)的設(shè)備和用戶,系統(tǒng)往往設(shè)立網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行中心(NOC)。



通常,LMDS設(shè)備廠商提供服務(wù)區(qū)的設(shè)備,包括基站系統(tǒng)、用戶端設(shè)備以及網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行中心的軟件,
而骨干網(wǎng)絡(luò)作為基礎(chǔ)設(shè)施,由電信服務(wù)商建設(shè)。



LMDS系統(tǒng)通常由四個(gè)部分組成:基礎(chǔ)骨干網(wǎng)絡(luò)、基站、用戶端設(shè)備以及網(wǎng)管系統(tǒng)。



基礎(chǔ)骨干網(wǎng)絡(luò)又稱為核心網(wǎng)絡(luò)。為了使LMDS系統(tǒng)能夠提供多樣化的綜合業(yè)務(wù),此核心網(wǎng)絡(luò)可以由
光纖傳輸網(wǎng)、ATM交換或IP交換或IP+ATM架構(gòu)而成的核心交換平臺(tái)以及與Internet、公共電話網(wǎng)
(PSTN)的互連模塊等組成。



基站直接進(jìn)入電信骨干網(wǎng)絡(luò)或核心網(wǎng)絡(luò)。由于LMDS直接支持ATM協(xié)議(無(wú)線ATM),通過(guò)使用無(wú)線
ATM協(xié)議,可以使鏈路效率得到提高。基站負(fù)責(zé)進(jìn)行用戶端的覆蓋,并提供骨干網(wǎng)絡(luò)的接口,包括
PSTN、Internet 、ATM、幀中繼、ISDN等。基站實(shí)現(xiàn)信號(hào)在基礎(chǔ)骨干網(wǎng)絡(luò)與無(wú)線傳輸之間的轉(zhuǎn)
換;驹O(shè)備包括與基礎(chǔ)骨干網(wǎng)絡(luò)相連的接口模塊、調(diào)制與解調(diào)模塊及通常置于樓頂或塔頂?shù)奈⒉?br />收發(fā)模塊。



用戶端設(shè)備的配置差異較大,不同的設(shè)備供應(yīng)商有不同的選擇。一般說(shuō)來(lái)都包括室外單元(含定向
天線、微波收發(fā)設(shè)備)與室內(nèi)單元(含調(diào)制與解調(diào)模塊以及與用戶室內(nèi)設(shè)備相連的網(wǎng)絡(luò)接口模
塊)。



網(wǎng)管系統(tǒng)是負(fù)責(zé)完成告警與故障診斷、系統(tǒng)配置、計(jì)費(fèi)、系統(tǒng)性能分析和安全管理等功能。與傳統(tǒng)
微波技術(shù)不同的是,LMDS系統(tǒng)還可以組成蜂窩網(wǎng)絡(luò)的形式運(yùn)作,向特定區(qū)域提供業(yè)務(wù)。當(dāng)由多基
站提供區(qū)域覆蓋時(shí),需要進(jìn)行頻率復(fù)用與極化方式規(guī)劃、無(wú)線鏈路計(jì)算、覆蓋與干擾的仿真與優(yōu)化
等工作。



LMDS系統(tǒng)服務(wù)范圍



LMDS 屬于無(wú)線訪問(wèn)的一種新的形式,可以采用LMDS蜂窩式的小區(qū)結(jié)構(gòu)覆蓋整個(gè)城域范圍。典型的
LMDS系統(tǒng)利用地理上分散的類似蜂窩的配置,為由多個(gè)樞紐發(fā)射機(jī)(或稱為基地站)在一定小區(qū)
范圍的服務(wù)區(qū)管理用戶群,每個(gè)發(fā)射機(jī)經(jīng)點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)無(wú)線鏈路與服務(wù)區(qū)內(nèi)的固定用戶通信。每個(gè)蜂窩
站的覆蓋區(qū)為5~7公里,若采用具有更高的發(fā)射功率、更強(qiáng)的接收靈敏度,可增加基站的覆蓋范
圍,使覆蓋范圍達(dá)到10公里以上。



由于LMDS覆蓋區(qū)可相互重疊,每個(gè)蜂窩的覆蓋區(qū)又可以劃分為多個(gè)扇區(qū),可以根據(jù)需要在該扇區(qū)
提供特定業(yè)務(wù)或服務(wù)。如通過(guò)采用多扇區(qū)、先進(jìn)的調(diào)制方式、不同極化等途徑,可以進(jìn)一步增加頻
譜利用率、提高網(wǎng)絡(luò)容量。LMDS系統(tǒng)特別適于在高密度用戶地區(qū)使用,如繁華的城市商貿(mào)區(qū)、技
術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)、寫(xiě)字樓群、城市居民小區(qū)等。



LMDS 的應(yīng)用



LMDS 可提供多種業(yè)務(wù),可同時(shí)向用戶提供話音、數(shù)據(jù)及視頻綜合業(yè)務(wù),還可以提供承載業(yè)務(wù),如
蜂窩系統(tǒng)或PCS/PCN基站之間的傳輸?shù)取?



話音業(yè)務(wù)



LMDS 系統(tǒng)是一種高容量的點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)微波傳輸技術(shù),可提供高質(zhì)量的話音服務(wù),并可以和傳統(tǒng)的
POTS業(yè)務(wù)相連,可實(shí)現(xiàn)PSTN主干網(wǎng)無(wú)線接入。



數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)



LMDS 系統(tǒng)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)包括低、中、高速 3 檔。



低速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),1.2~9.6kbps,能處理開(kāi)放協(xié)議的數(shù)據(jù),網(wǎng)絡(luò)允許從本地接入點(diǎn)接到增值業(yè)務(wù)
網(wǎng);



中速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),9.6kbps~2Mbps,這樣的數(shù)據(jù)接口通常是增值網(wǎng)絡(luò)本地接點(diǎn);



高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),2~155Mbps,提供這樣的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)必須有以太網(wǎng)和光纖分布數(shù)據(jù)接口。



視頻業(yè)務(wù)



LMDS 能提供模擬和數(shù)字視頻業(yè)務(wù),如遠(yuǎn)程醫(yī)療、高速會(huì)議電視、遠(yuǎn)程教育、遠(yuǎn)程商業(yè)及用戶電
視、VOD等。



建立LMDS系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)與其局限



LMDS 系統(tǒng)主要提供給無(wú)線寬帶載波服務(wù)商,因?yàn)樗浅_m用于市區(qū)使用。同時(shí),與傳統(tǒng)的有線接
入或者低頻段無(wú)線接入方式相比, LMDS具有以下優(yōu)勢(shì):



1.工作頻帶寬,可提供寬帶接入。目前,各國(guó)分配的LMDS工作頻帶帶寬至少有1000MHz,可支持
的用戶接入數(shù)據(jù)速率高達(dá)155Mbps,能夠滿足廣大用戶對(duì)通信帶寬日益增長(zhǎng)的需求。



2.運(yùn)營(yíng)商啟動(dòng)資金較小,后期擴(kuò)容能力強(qiáng),投資回收快。在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期,服務(wù)商只需小部分投
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)。運(yùn)營(yíng)者所需的初期投資較少,僅在用
戶數(shù)量增加即有業(yè)務(wù)收入時(shí)才需再增加資金投入,所以投資回收也很快。



3.業(yè)務(wù)提供速度快。LMDS系統(tǒng)實(shí)施時(shí),不僅避免了有線接入開(kāi)挖路面的高額補(bǔ)償費(fèi),而且設(shè)備安
裝調(diào)試容易、建設(shè)周期大大縮短,因此可以迅速為用戶提供服務(wù)。



4.在用戶發(fā)展方面極具靈活性。LMDS系統(tǒng)具有良好的可擴(kuò)展性,使容量擴(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)用戶需求進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)或動(dòng)態(tài)分配系統(tǒng)資源,添加所需的設(shè)備,提供新的
服務(wù),也不會(huì)因用戶變化而造成資金或設(shè)備的浪費(fèi)。



5.可提供質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的多種業(yè)務(wù)。LMDS的寬帶特性決定了它幾乎可以承載任何業(yè)務(wù),包括話音、數(shù)
據(jù)和圖像等業(yè)務(wù)。



6.頻率復(fù)用度高、系統(tǒng)容量大。LMDS基站的容量很可能超過(guò)其覆蓋區(qū)內(nèi)可能的用戶業(yè)務(wù)總量,因
此,LMDS系統(tǒng)很可能是一個(gè)“范圍”受限系統(tǒng)而不是“容量”受限系統(tǒng)。所以LMDS系統(tǒng)特別適于
在高密度用戶地區(qū)使用。



7.網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行、維護(hù)費(fèi)用比較低。



另一方面,LMDS系統(tǒng)也有其局限性:



1. LMDS服務(wù)區(qū)覆蓋范圍較小,不適合遠(yuǎn)程用戶使用。



2. 由于工作頻率高,通信質(zhì)量受雨、雪等天氣影響較大。



3. 基站設(shè)備相對(duì)比較復(fù)雜,價(jià)格較貴,所以在用戶少時(shí),平均每個(gè)用戶成本較高。



總而言之,LMDS系統(tǒng)對(duì)于寬帶業(yè)務(wù)的經(jīng)營(yíng)者和用戶雙方都是一種多用途的具有良好成本效益的選
擇方案,由于它能迅速而廉價(jià)地建立起來(lái),因此對(duì)經(jīng)營(yíng)者和用戶來(lái)說(shuō),特別有吸引力。 (網(wǎng)絡(luò)世
界)


   

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