制約LMPS發(fā)展的4個主要因素
20GHZ以上的頻譜資源相對寬松,這為LMDS的應(yīng)用提供了有利條件。“我們國家
將會鼓勵LMDS寬帶無線接入的應(yīng)用,但目前還存在一些制約因素。”信息產(chǎn)業(yè)部無
線電管理局陳如明副局長表示。制約LMDS發(fā)展的主要因素包括:頻譜管理及分配、
產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、視距傳輸及昂貴的Ka頻段收發(fā)信終端。寬帶LMDS是基于24~31GHz頻段的
無線應(yīng)用;它有助于解決接入網(wǎng)帶寬不足問題。
LMDS將點(diǎn)對多點(diǎn)微波通信(PMP)技術(shù)和ATM技術(shù)有效結(jié)合,采用快速動態(tài)容量
分阿F-DCA的TDM/TDMA技術(shù);可以為每個用戶動態(tài)分配37Mbit/s的瞬時數(shù)據(jù);特
別適合于需要數(shù)據(jù)峰值超過10Mbit/s的用戶。ATM的使用為目前的應(yīng)用如語音、視
像以及將來的基于IP的應(yīng)用提供有效支持。這一系統(tǒng)為運(yùn)營商提供了機(jī)會;使他們
可以提供范圍更廣的業(yè)務(wù),提供類似以前只有光纖才能達(dá)到的峰值數(shù)據(jù)速率。
在基礎(chǔ)設(shè)施欠完善的國家,LMDS被認(rèn)為是一種廉價(jià)、低風(fēng)險(xiǎn)、靈活的系統(tǒng);數(shù)
天之內(nèi)就可以在寬范圍的本地區(qū)域開通各種業(yè)務(wù)。這種現(xiàn)代化的系統(tǒng)可以立即開通
運(yùn)行;不象傳統(tǒng)的方案往往需要數(shù)月或數(shù)年的時間。在基礎(chǔ)設(shè)施高度完善的國家,
LMDS除基本的應(yīng)用外;還可開展靈活、廉價(jià)的本地環(huán)路業(yè)務(wù);從而在本地環(huán)路和創(chuàng)
造性的企業(yè)解決方案方面增加競爭機(jī)會。
然而,LMDS離大規(guī)模商用化還有很多亟待解決的問題,目前影響LMDS發(fā)展的主
要因素包括:頻譜管理及分配、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、現(xiàn)距傳輸以及昂貴的Ka頻段收發(fā)信終端。
傳統(tǒng)頻譜管理方式限制了LMDS的應(yīng)用國際管理機(jī)構(gòu)在LMDS頻譜的分配方面已經(jīng)邁出
了第一步。截至目前為止,已有十六個國家發(fā)放了許可證,其它的許多國家也開始
籌備。該業(yè)務(wù)在加拿大、巴西和其它某些國家叫法有些不同,在這些國家被稱為LM
CS;即本地多點(diǎn)通信系統(tǒng)(Local Multiponet Communications System)。
目前還不存在頻譜分配方面的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。許多管理機(jī)構(gòu)正在授權(quán)允許進(jìn)行點(diǎn)到
多點(diǎn)(PMP)無線系統(tǒng)的運(yùn)營,如大范圍地區(qū)使用某一頻段的LMDS方案。這種情況下
許可證可以不受約束地被應(yīng)用到最佳通道;以適應(yīng)本地市場、設(shè)備功能和業(yè)務(wù)計(jì)劃。
在這樣一個被市場所驅(qū)動的分配方案中(目前在美國和其它一些國家的市場中被使
用),自然資源更充分地被利用。用戶、許可證持有者及管理機(jī)構(gòu)都能從中受益。
遺憾的是,并非所有的LMDS頻譜資源都是以這種方式分配的。在有些國家,目
前的政策只是點(diǎn)到點(diǎn)(PTP)寬帶無線技術(shù)的延伸,許多管理機(jī)構(gòu)正在以單個鏈接
(per-link)的方式進(jìn)行LMDS的頻譜分配。費(fèi)時及成本高昂削弱了這種分配方案的
實(shí)施。以下數(shù)字反映了一些已完成的分配方案和目前正在考慮的方案。
與點(diǎn)對點(diǎn)系統(tǒng)比起來,點(diǎn)對多點(diǎn)無線系統(tǒng)具有不同的特點(diǎn),因?yàn)樗峭ㄟ^中心
站對許多用戶終端提供業(yè)務(wù)。在中心站覆蓋的特定區(qū)域;通常具有多條RF通道以滿
足用戶需求。在包含多個中心站的大范圍地區(qū);許可證持有者通常會對頻譜投資進(jìn)
行再利用;選擇可以使用戶最大程度滿意并能帶來最大收益的業(yè)務(wù)方式。理想的分
配頻帶寬為1GHz。
點(diǎn)對多點(diǎn)與點(diǎn)對點(diǎn)系統(tǒng)的最佳通道方案也有很大的不同。點(diǎn)對多點(diǎn)系統(tǒng)將多條
用戶連接復(fù)用或聚合到高速數(shù)據(jù)通道;然后連接到中心站的一個或多個網(wǎng)絡(luò),中心
站的工作頻率有多種。一個典型的用戶終端可能只使用兩個頻率通道:一條用來發(fā)
送信號,另一條用來接收。對有些多點(diǎn)訪問協(xié)議,采取高帶寬的下行通道(中心站
到用戶)和低帶寬的上行通道(用戶到中心站)方案實(shí)施起來成本最低。但是如果
管理機(jī)構(gòu)采用對稱的頻率通道規(guī)劃,那么上行和下行帶寬需求的差異有可能導(dǎo)致頻
率的浪費(fèi)。
此外,LMDS系統(tǒng)可以通過對天線扇區(qū)的極化來重復(fù)使用頻率。它的基站采用4
個扇區(qū)進(jìn)行匹配;利用天線的極化特性來降低同一個地點(diǎn)不同扇區(qū)以及不同地點(diǎn)相
鄰扇區(qū)的干擾。假如一個扇區(qū)利用垂直極化方式;那么相鄰扇區(qū)能使用水平極化方
式,這樣在理論上,同一個地點(diǎn)能使用同一頻率。管理機(jī)構(gòu)如果將信道化的頻率分
配方案(channelized bandplans)強(qiáng)加于PMP許可證持有者;就會限制他們的靈活
性;削弱他們進(jìn)行降低成本、增加最終收益的能力。
作為頻段計(jì)劃數(shù)字(bandplanfigure)中共享的一個范例;ITU的無線電通信分
支機(jī)構(gòu)將聯(lián)合起草小組7D-9D組織到一起。該小組正在研究衛(wèi)星間業(yè)務(wù)和固定業(yè)務(wù)之
間的共享;其中包括25.25-27.5GHz頻段的LMDS業(yè)務(wù)。標(biāo)準(zhǔn)待定,影響互通多個工作
小組如數(shù)字視聽委員會(DAVIC)、活動圖像專家組(MPEG)、歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)委員會
(ETSI)等;已在產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)方面研究了多年。盡管這些標(biāo)準(zhǔn)中有些當(dāng)初是針對不同
的目的;但對LMDS體系而言具有潛在的適用性。到目前為止;在LMDS業(yè)界還沒有哪
項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)能被完全接受。在管理政策差異和LMDS體系的規(guī)劃方面;大量的關(guān)鍵性標(biāo)準(zhǔn)
還有待于制訂。
以前認(rèn)為,LMDS體系傾向于具有一些共同的體系結(jié)構(gòu)和接口。如圖2所示為DAVIC
為LMDS體系所定義的接口。示意圖的上半部分反映了DAVIC為電纜網(wǎng)絡(luò)所定義的模型;
下半部分為無線網(wǎng)絡(luò)模型。他們在定義網(wǎng)絡(luò)和用戶之間的連接時;對有線網(wǎng)絡(luò)而言
A4和A1接口是最重要的。如果將LMDS體系當(dāng)作是有線網(wǎng)絡(luò)的透明替代方案;則A4和A1
接口很可能按照現(xiàn)存的有線方案來定義。對于無線網(wǎng)絡(luò),A1、A1+和A2接口仍然在定義。
每個接口由一個協(xié)議棧所組成。棧中的每一層(從物理層到應(yīng)用層)都是一個
獨(dú)立的標(biāo)準(zhǔn)化候選項(xiàng)目。在許多情況下,語音、視頻和數(shù)據(jù)可以共用一個物理層。
中間層接口判斷QoS參數(shù),不同業(yè)務(wù)之間這些參數(shù)可能是共用的。然而實(shí)時語音與非
實(shí)時數(shù)據(jù)之間的差異會導(dǎo)致不同的適配方式,因?yàn)椴煌瑯I(yè)務(wù)對應(yīng)用層的定義各不相同。
A4接口將LMDS系統(tǒng)連接至中心網(wǎng)絡(luò)單元如 ATM交換機(jī)或廣域網(wǎng)。大多數(shù)系統(tǒng)方案
都已經(jīng)為這種連接安排了標(biāo)準(zhǔn)的通信接口如DS3或OC3。
A3接口是指LMDS接入節(jié)點(diǎn)與RF發(fā)送電路之間的中頻頻率(IF)連接。對于模擬點(diǎn)
對點(diǎn)無線技術(shù)而言,A3接口頻率通常是70或140MHz。而在LMDS中實(shí)現(xiàn)A3接口有許多途
徑,每一途徑取決于接入節(jié)點(diǎn)(access node)與戶外設(shè)備塊之間的功能平衡。在A3
接口領(lǐng)域,半導(dǎo)體技術(shù)的飛速發(fā)展推動其發(fā)生了實(shí)質(zhì)性的變化。更多的數(shù)字功能被轉(zhuǎn)
移到戶外設(shè)備。在A3接口中,有些系統(tǒng)使用基帶數(shù)字調(diào)制;有些使用7OMHz調(diào)制,還
有些使用L段(1.2GHz)多載波調(diào)制信號。針對A3接口的任何標(biāo)準(zhǔn)都將是不完善的;
并可能馬上就過時,因?yàn)闊o線系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)的變化實(shí)在太快。
無線A2接口通常被稱為“空中接口”。對于有些業(yè)務(wù)如手提電話或廣播;共同的
空中接口是必需的;因?yàn)橛脩魮碛薪K端設(shè)備而且有可能將手提電話從一個服務(wù)區(qū)域移
到另一區(qū)域。對于家LMDS這樣的固定業(yè)務(wù)系統(tǒng);對空中接口標(biāo)準(zhǔn)的需求不太明確。對
于早期實(shí)施的LMDS系統(tǒng);網(wǎng)絡(luò)終端中的RF元件可能由服務(wù)商提供和安裝,就像電纜機(jī)
頂盒由電纜業(yè)務(wù)服務(wù)商提供一樣。在用戶擁有終端設(shè)備之前,對A2接口進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化對
消費(fèi)者而言作用不大。
A1*接口與A3接口有許多共性,而A1*接口對成本更為敏感。同A3接口一樣,A1*接
口每一邊的功能都遵循半導(dǎo)體工業(yè)發(fā)展的摩爾定律(Moore's law)。
視距傳輸使網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃相對困難
由于LMDS工作在毫米波段,所以傳輸距離一般在2至4英里,并且要求中心站與遠(yuǎn)
端用戶站之間視距(line-of-sight)傳輸,為了避免阻擋,中心站可能不得不設(shè)置
在高于地面15-20m處,這在有些環(huán)境下應(yīng)用不利。這要求網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃者對覆蓋區(qū)域、地
形、氣候條件等因素都要作出充分地評估。
對于20GHz以上頻段的無線傳輸,降雨對視距傳輸有很大影響。
服務(wù)商在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃時要做到:
1:計(jì)算扇區(qū)天線和CPE天線之間的視距。
2:在28GHz頻段上模擬RF視距傳輸(LOS)。
3:沿鏈路檢測視距并盡量清除“Fresnel”區(qū)。
4:綜合多路輻射影響。
此外,這一頻段的放大器需要基于鎵砷技術(shù)的單片毫米波集成電路,要做到低成
本高性能不大容易,所以目前Ka頻段的手持收發(fā)信機(jī)價(jià)格昂貴,這也是制約LMDS發(fā)展
的一個重要因素。