接 入 網(wǎng) 中 的 微 波 無 線電

與 移 動 無 線 電 系 統(tǒng) 不 同， 過 去 微 波 無 線 電 僅 在 非 常 有 限 的 程 度
上 可 供 私 人 用 戶 使 用。 頻 率 分 配 一 直 牢 牢 地 掌 握 在 公 用 網(wǎng) 經(jīng) 營 者
或 其 管 理 組 織 的 手 中。 隨 著 通 信 市 場 的 自 由 化， 這 一 局 而 已 得 到
改 觀。 例 如 目 前 在 德 國， 博 世 (Bosch) 電 信 公 司 向 移 動 無 線 電 網(wǎng) 絡(luò)
經(jīng) 營 者 提 供 的 微 波 設(shè) 備 就 比 德 國 郵 電 部 電 信 公 司 多。

由 于 長 途 傳 輸 網(wǎng) 絡(luò) 的 基 礎(chǔ) 設(shè) 施 (為 所 有 權(quán) 要 求 而 建 立) 通 常 已 經(jīng)
存 在， 新 的 網(wǎng) 絡(luò) 經(jīng) 營 者 和 業(yè) 務(wù) 提 供 者 的 要 求 主 要 集 中 在 用 戶 接 入
網(wǎng)。

新 的 接 入 網(wǎng) 微 波 產(chǎn) 品

博 世 (Bosch) 電 信 公 司 已 研 制 出 點(diǎn) 對 多 點(diǎn) 微 波 系 統(tǒng) (PMP 系 統(tǒng))， 作
為 接 入 網(wǎng) 的 經(jīng) 濟(jì) 解 決 方 案 。 這 些 系 統(tǒng) 由 基 站 和 若 干 用 戶 終 端 組
成， 它 們 一 起 構(gòu) 成 有 單 獨(dú) 獨(dú) 立 鏈 路 的 星 狀 網(wǎng) 絡(luò)。

基 站 和 終 端 各 由 一 室 內(nèi) 單 元 和 一 室 外 單 元 組 成。 室 外 單 元 由 天
線 和 收 發(fā) 信 機(jī) 構(gòu) 成； 室 內(nèi) 單 元 中 有 數(shù) 字 信 號 處 理 模 塊 和 用 戶 及 網(wǎng)
絡(luò) 接 口。 室 內(nèi) 室 外 單 元 由 一 根 同 軸 電 纜 互 連。

接 入 網(wǎng) 的 規(guī) 章 和 標(biāo) 準(zhǔn) 化 程 序 尚 未 達(dá) 到 高 級 階 段， 因 此 就 會 有 一
些 不 同 的 解 決 方 案 和 賣 主 特 定 的 產(chǎn) 品。 不 過 我 們 已 經(jīng) 發(fā) 現(xiàn)， 客 戶
對 這 些 系 統(tǒng) 應(yīng) 用 潛 力 的 興 趣 要 濃 于 對 技 術(shù) 解 決 方 案 的 興 趣。 對 允
許 應(yīng) 用 軟 件 配 置 和 可 擴(kuò) 展 性 方 面 限 制 極 少 的 構(gòu) 想 尤 其 感 興 趣。

這 些 為 接 入 網(wǎng) 研 制 的 PMP 系 統(tǒng) 考 慮 了 所 有 這 些 方 面， 并 具 有 下
列 主 要 特 性：

• 模 塊 化 硬 件 設(shè) 計
• 至 終 端 和 基 站 的 標(biāo)
  準(zhǔn) 化 及 開 放 接 口
• 軟 件 可 選 比 特 率 和 使 無 線 電 頻 譜 自 動 適 應(yīng)
  選 擇 的 比 特 率
• 用 戶 比 特 率 的 個 別 尋 址
• 對 未 來 業(yè) 務(wù) 的
  簡 單 擴(kuò) 展
• ATM 兼 容 性。

工 作 頻 率 和 覆 蓋 距 離

PMP 系 統(tǒng) 的 模 塊 化 設(shè) 計 使 傳 輸 網(wǎng) 絡(luò) 的 微 波 頻 率 和 比 特 率 可 以 調(diào)
整， 以 滿 足 客 戶 及 網(wǎng) 絡(luò) 要 求。 將 信 號 處 理 模 塊 和 各 種 頻 率 變 換 裝
置 組 合 起 來， 就 可 實(shí) 現(xiàn) 這 一 目 標(biāo)。 在 歐 洲， 發(fā) 放 許 可 證 的 討 論 圍 繞
著 2－3 GHz、10 GHz 和 26 GHz 頻 段 的 分 配。

PMP 系 統(tǒng) 的 覆 蓋 距 離 與 氣 候 約 束 條 件 及 所 用 的 工 作 頻 率 密 切 相
關(guān)， 這 與 所 有 的 微 波 系 統(tǒng) 相 同。 在 2 GHz， 距 離 最 高 可 達(dá) 20 km， 但 隨
著 頻 率 的 增 加， 距 離 就 會 縮 短。 在 10 GHz， 可 能 為 10 km； 高 于 20
GHz， 距 離 限 于 約 5 km。 這 些 限 制 是 由 于 降 雨 和 濕 度 增 加 了 大 氣 衰
減。 另 一 方 面， 在 城 市 網(wǎng) 絡(luò) 中， 高 頻 率 的 短 距 離 倒 成 了 一 個 優(yōu) 點(diǎn)，
因 為 在 一 定 的 距 離， 相 鄰 小 區(qū) 的 頻 率 可 以 復(fù) 用， 而 不 會 產(chǎn) 生 任 何
干 擾。

與 頻 率 范 圍 最 高 為 1.8 GHz 的 移 動 無 線 電 系 統(tǒng) (GSM、DECT、 CT、PMR
等) 不 同， 對 于 較 高 頻 率 的“固 定 無 線 電 業(yè) 務(wù)”， 終 端 和 基 站 之 間 的
視 距 內(nèi) 多 少 有 點(diǎn) 地 物 干 擾 雜 波。 在 高 于 約 3 GHz 的 頻 率， 就 不 會 有
干 擾 進(jìn) 入 視 距。

接 入 方 法 和 調(diào) 制 解 調(diào) 器 技 術(shù)

PMP 系 統(tǒng) 適 用 于 接 入 網(wǎng) 中 的 單 一 或 多 小 區(qū) 系 統(tǒng)。 要 在 位 于 交 換
局 附 近 的 中 心 站 或 網(wǎng) 絡(luò) 節(jié) 點(diǎn) 和 終 端 間 進(jìn) 行 通 信， 就 需 要 多 接 入 方
法。 整 個 系 統(tǒng) 的 性 能、 效 率 和 靈 活 性 在 很 大 程 度 上 取 決 于 接 入 方
法 的 選 擇 。

基 站 和 終 端 間 的 接 入 可 以 在“時 間 域” (時 分 多 址 連 接 TDMA)、“頻
率 域” (頻 分 多 址 連 接 FDMA) 或 通 過 特 殊 的 用 戶 碼 (碼 分 多 址 連 接
CDMA) 進(jìn) 行。TDMA 和 CDMA 簡 單 并 有 成 本 效 益， 但 在 較 高 比 特 率 和 大 系
統(tǒng) 容 量 時 有 缺 陷。 它 們 對 移 動 無 線 電 網(wǎng) 絡(luò) 的 漫 游 和 切 換 功 能 更 有
利。

經(jīng) 過 詳 細(xì) 的 分 析，Bosch 通 信 公 司 最 終 決 定 采 用 傳 統(tǒng) 的 FDMA 方 法，
它 能 應(yīng) 付 高 比 特 率 和 大 系 統(tǒng) 容 量， 沒 有 任 何 不 足 之 處。 通 過 向 一
特 定 頻 段 分 析 一 傳 輸 信 道， 系 統(tǒng) 可 確 保 透 明 和 雙 向 傳 輸， 即 傳 輸
與 網(wǎng) 絡(luò) 上 所 提 供 的 業(yè) 務(wù) 無 關(guān)。 甚 至 與 ATM 傳 輸 結(jié) 合 也 是 可 能 的， 沒
有 問 題 的。

除 接 入 方 法 外， 調(diào) 制 解 調(diào) 器 技 術(shù) 是 決 定 PMP 系 統(tǒng) 性 能 的 一 個 重
要 因 素。 根 據(jù) 其 在 微 波 和 衛(wèi) 星 通 信 的 各 種 用 途 中 研 制 高 效 調(diào) 制 解
調(diào) 器 和 編 碼 系 統(tǒng) 方 面 的 經(jīng) 驗(yàn)，Bosch 公 司 為 PMP 系 統(tǒng) 開 發(fā) 了 數(shù) 字 調(diào) 制
解 調(diào) 器。 這 種 調(diào) 制 解 調(diào) 器 使 用 業(yè) 經(jīng) 證 實(shí) 的 相 移 鍵 控 (PSK) 方 法， 有
高 達(dá) 16 個 調(diào) 制 狀 態(tài) 對 干 擾 不 敏 感， 另 外 還 使 用 了 先 進(jìn) 的 信 道 編 碼
(有 Viterbi 解 碼 的 卷 積 編 碼、 格 編 碼 和 可 供 選 擇 的 里 德 — 所 羅 門 編
碼)。

這 一 創(chuàng) 新 技 術(shù) 包 含 了 頻 譜 效 率 和 調(diào) 制 方 法 穩(wěn) 定 性 之 間 的 折 衷；
它 允 許 以 低 誤 碼 率 最 佳 使 用 帶 寬。 軟 件 可 選 擇 的 動 態(tài) 比 特 率 可 適
應(yīng) 局 部 要 求。 這 導(dǎo) 致 了 系 統(tǒng) 的 高 度 靈 活 性。 通 過 小 區(qū) 扇 形 化 和 使
用 兩 個 極 化 方 向， 整 個 系 統(tǒng) 的 容 量 就 很 容 易 得 到 擴(kuò) 展。

微 波 和 天 線 技 術(shù)

PMP 系 統(tǒng) 基 于 完 全 獨(dú) 立 的 調(diào) 制 解 調(diào) 器 和 微 波 功 能。 這 便 于 適 應(yīng)
將 來 標(biāo) 準(zhǔn) 和 信 道 安 排。 由 于 調(diào) 制 解 調(diào) 器 的 靈 敏 度 高， 所 要 求 的 射
頻 功 率 電 平 范 圍 較 窄 (終 端 射 頻 功 率：10 dBm； 基 站 射 頻 功 率：26
dBm)。

PMP 系 統(tǒng) 的 天 線 設(shè) 想 滿 足 下 列 要 求：

• 基 站 具 有 全 向 或 扇
  形 化 輻 射 圖 形， 旁 瓣 衰 減 高
• 終 端 為 小 型 化 設(shè) 計。 為 了 盡 量
  減 少 干 擾 輻 射 的 效 應(yīng)， 旁 瓣 衰 減 也 很 高。

Bosch 電 信 公 司 為 終 端 和 基 站 開 發(fā) 了 具 有 扇 形 輻 射 圖 形 的 平 面
天 線。 其 核 心 為 微 帶 技 術(shù)， 提 供 輻 射 元 及 其 饋 線 網(wǎng) 絡(luò)。 這 種 設(shè) 計 可
簡 單 地 適 應(yīng) 客 戶 要 求， 如 定 向 高 增 益 特 性 或 不 同 扇 形 化 角 度 的 模
塊 化 扇 形 安 排。 因 此， 要 產(chǎn) 生 具 有 很 陡 坡 度 的 扇 形 圖 是 比 較 簡 單
的； 這 樣 就 能 實(shí) 現(xiàn) 高 度 扇 形 區(qū) 化 和 大 的 系 統(tǒng) 容 量。

這 些 平 面 天 線 與 我 們 所 熟 悉 的 用 于 衛(wèi) 星 電 視 接 收 的 拋 物 面 天
線 相 比， 還 有 其 它 優(yōu) 點(diǎn)： 小 型 化、 設(shè) 計 優(yōu) 良 和 制 造 成 本 低。 這 種 天
線 甚 至 在 天 線 罩 中 也 綜 合 了 微 波 技 術(shù)， 一 副 18 GHz 平 面 天 線 的 大
小 (長 度 和 寬 度) 仍 小 于 一 張 德 國 工 業(yè) 標(biāo) 準(zhǔn) (DIN) 的 A4 紙。 天 線 罩 深
度 為 6－8 cm。

網(wǎng) 絡(luò) 管 理

沒 有 強(qiáng) 有 力 的 網(wǎng) 絡(luò) 管 理 系 統(tǒng)， 現(xiàn) 有 的 電 信 網(wǎng) 就 不 能 有 效 地 運(yùn)
作。 這 在 更 大 程 度 上 適 用 于 新 的 接 入 網(wǎng)。 運(yùn) 營 成 本 遠(yuǎn) 超 過 硬 件 投
資 成 本。

Bosch 電 信 公 司 開 發(fā) 并 提 供 電 信 網(wǎng) 絡(luò) 的 網(wǎng) 絡(luò) 管 理 系 統(tǒng)， 該 系 統(tǒng) 已
經(jīng) 過 試 驗(yàn) 和 試 用， 名 為 NSU。 新 的 PMP 系 統(tǒng) 也 可 以 結(jié) 合 NSU 系 統(tǒng)， 進(jìn)
行 完 全 自 動 化 的 監(jiān) 控。

PMP 系 統(tǒng) 的 應(yīng) 用

目 前 ， 蜂 窩 區(qū) 移 動 無 線 電 系 統(tǒng) 以 及 某 些 情 況 下， 農(nóng) 村 微 波 系 統(tǒng)
被 用 于 用 戶 接 入 網(wǎng) 的 現(xiàn) 場 試 驗(yàn)。 這 些 系 統(tǒng) 的 主 要 要 求 (手 機(jī) 的 移 動
性 和 傳 輸 系 統(tǒng) 的 距 離) 對 基 礎(chǔ) 設(shè) 施 有 很 高 的 需 求。 因 此， 每 業(yè) 務(wù) 信
道 的 成 本 很 高。 由 于 這 些 網(wǎng) 絡(luò) 中 的 困 難 傳 播 條 件， 最 大 比 特 率 和
傳 輸 性 能 受 到 限 制。

由 于 這 些 原 因， 最 近 已 提 出 無 線 傳 輸 系 統(tǒng) 的 新 建 議。 典 型 的 例
子 有 歐 洲 數(shù) 字 無 繩 通 信 (DECT) 和 這 里 所 介 紹 的 PMP 系 統(tǒng)， 稱 作 固 定
無 線 電 接 入 系 統(tǒng) (FRA)。 兩 者 的 業(yè) 務(wù) 信 道 成 本 都 很 低， 它 為 新 業(yè) 務(wù)
開 拓 了 令 人 感 興 趣 的 應(yīng) 用。

PMP 系 統(tǒng) 可 用 于 要 求 迅 速 部 署 且 不 依 賴 于 現(xiàn) 有 基 礎(chǔ) 設(shè) 施 的 時
候， 并 能 用 64 kbit/s 至 約 8 Mbit/s 比 特 率 工 作 的 通 信 鏈 路。

典 型 的 應(yīng) 用 有：

• 用 2 線 組 站、 ISDN 式 數(shù) 據(jù) 鏈 路， 經(jīng) 由 一
  靈 活 的 接 入 多 路 復(fù) 用 器 連 接 用 戶
• PABX 的 網(wǎng) 絡(luò) 接 入
  
• DECT 分 系 統(tǒng) 的 饋 線
• 局 域 網(wǎng) (LAN) 接 入； 例 如 使 用 8
  Mbit/s 網(wǎng) 橋
• 提 供 租 用 業(yè) 務(wù)； 例 如 2×4 Mbit/s
• 提 供 多 媒 體
  業(yè) 務(wù) (遠(yuǎn) 程 工 作、 視 頻 點(diǎn) 播 等)。

令 人 感 興 趣 的 應(yīng) 用 產(chǎn) 生 于 PMP 系 統(tǒng) 與 其 它 用 戶 網(wǎng) 絡(luò) (如 DECT 系 統(tǒng))
的 結(jié) 合。 于 是 PMP 系 統(tǒng) 就 可 通 過 一 局 部 移 動 部 件 得 到 擴(kuò) 展。 這 種 變
體 允 許 經(jīng) 濟(jì) 地 建 立 密 集 用 戶 網(wǎng)。

除 傳 輸 性 能 外， 無 線 電 通 信 中 的 保 密 在 今 天 也 是 非 常 重 要 的。
這 在 交 換 極 機(jī) 密 數(shù) 據(jù) 時 (如 由 律 師、 醫(yī) 生 或 銀 行) 尤 為 重 要。Bosch 電
信 公 司 在 PMP 系 統(tǒng) 中 所 使 用 的 數(shù) 字 技 術(shù) 具 有 尖 端 的 保 密 特 性， 已
經(jīng) 提 供 能 與 無 繩 電 話 相 比 擬 的 高 度 保 密。 也 可 根 據(jù) 慣 例 使 用 加 密
單 元 對 數(shù) 據(jù) 進(jìn) 行 保 護(hù)。 這 樣 保 密 就 可 達(dá) 到 軍 事 要 求。 此 外， 終 端 還
配 備 了 用 戶 識 別 模 塊 (SIM)。

展 望

Bosch 電 信 公 司 目 前 正 在 德 國 和 歐 洲 進(jìn) 行 幾 個 PMP 系 統(tǒng) 的 現(xiàn) 場 試
驗(yàn)。 同 時， 系 統(tǒng) 的 開 發(fā) 也 在 繼 續(xù)。 我 們 正 努 力 在 更 高 級 別 上 綜 合 信
號 處 理 模 塊， 另 外 的 頻 率 范 圍 模 塊 和 其 它 軟 件 功 能。 今 日 可 獲 得
的 技 術(shù) 最 適 宜 于 傳 輸 8 Mbit/s 以 下 的 低 比 特 率。Bosch 電 信 公 司 正 在
開 發(fā) 每 傳 輸 鏈 路 34 或 51 Mbit/s 比 特 率 的 PMP 系 統(tǒng)， 以 滿 足 對 接 入 網(wǎng)
寬 帶 鏈 路 不 斷 增 長 的 需 求。

信 源 編 碼 (諸 如 MPEG 4 的 視 頻 壓 縮 處 理) 的 新 進(jìn) 展 也 可 使 無 線 電
信 道 傳 輸 高 質(zhì) 量 的 標(biāo) 準(zhǔn) 活 動 圖 像。 對 于 接 入 網(wǎng) 的 這 些 要 求 和 其 它
尚 未 發(fā) 覺 的 要 求 都 源 自 于 新 業(yè) 務(wù)， 它 們 將 擴(kuò) 展 PMP 系 統(tǒng) 的 應(yīng) 用， 使
其 超 越 現(xiàn) 在 的 觀 念。

艾 姆 斯 特·弗 格 曼，微 波 系 統(tǒng) 產(chǎn) 品 集 團(tuán) 總 監(jiān)，博 世 (Bosch) 電 信 有
限 公 司，德 國 斯 圖 加 特