本地多點(diǎn)分配接入系統(tǒng)——LMDS

本地多點(diǎn)分配接入系統(tǒng)——LMDS
    當(dāng)前，隨著國(guó)際電信市場(chǎng)的迅速發(fā)展，目前各國(guó)的核心網(wǎng)絡(luò)建設(shè)均初具規(guī)模，基
本可滿足當(dāng)前通信的需求。而突出的矛盾體現(xiàn)在接入網(wǎng)方面，即用戶與核心網(wǎng)絡(luò)的連
接部分。這一問(wèn)題是通信向?qū)拵�、智能、個(gè)人化發(fā)展的關(guān)鍵。
    Internet的高速普及與多媒體技術(shù)的飛速發(fā)展，用戶對(duì)帶寬的要求越來(lái)越高，傳
統(tǒng)的銅線、電纜，已完全不能滿足傳輸?shù)囊�求，更新成本又往往是用戶所不愿�?fù)擔(dān)的。
理論上，全光纜接入網(wǎng)絡(luò)將是比較完美的解決方案，但實(shí)現(xiàn)上對(duì)接入網(wǎng)絡(luò)的要求過(guò)高，
即使在發(fā)達(dá)國(guó)家也還遠(yuǎn)遠(yuǎn)未能實(shí)現(xiàn)。據(jù)最近的統(tǒng)計(jì)資料，在美國(guó)460萬(wàn)商業(yè)大樓中，
光纖到大樓只有1％；而事實(shí)上，商業(yè)、企業(yè)中約95％以上的商業(yè)企業(yè)是少于20個(gè)雇
員的中、小型企業(yè)，向這類(lèi)中小型商業(yè)用戶提供光纖接入，經(jīng)濟(jì)上并不合算。
    隨著無(wú)線通信技術(shù)的迅速發(fā)展，一種提供的通信容量接近于有線光纖的新型無(wú)線
通倍技術(shù)異軍突起，這就是本地多點(diǎn)分配業(yè)務(wù)——LMDS。
1  LMDS含義
    LMDS（Local Multipoint Distribute Service）——本地多點(diǎn)分配接入系統(tǒng)是
一種嶄新的寬帶無(wú)線接入技術(shù)，1998年被美國(guó)電信界評(píng)選為十大新興通信技術(shù)之一。
由于該技術(shù)利用高容量點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)微波傳輸，可以提供雙向話音、數(shù)據(jù)及視頻圖像業(yè)務(wù)，
能夠?qū)崿F(xiàn)從Nx64kbs／到2mb／s，甚至高達(dá)155Mb／s的用戶接入速率，具有很高的可
靠性，號(hào)稱(chēng)是一種“無(wú)線光纖”技術(shù)。
     LMDS工作在10GHz以上，一般在毫米波的波段附近，可用的帶寬達(dá)到1GHz以上，
幾乎可以提供任何種類(lèi)的業(yè)務(wù)，支持話音、數(shù)據(jù)和圖像業(yè)務(wù)，并支持ATM、TCP／IP和
MPEG 2等標(biāo)準(zhǔn)。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。尤其是LMDS具備無(wú)線通信將有
的優(yōu)勢(shì)，即：實(shí)施迅速、投資降低、可靠性高，因此為電信運(yùn)營(yíng)商開(kāi)展業(yè)務(wù)、發(fā)展用
戶提供了高成效、低成本的有效方法，受到電信業(yè)界人士的極大關(guān)注。
2  LMDS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
     LMDS系統(tǒng)包括基站和用戶端設(shè)備兩部分，基站直接進(jìn)入電倍骨干網(wǎng)絡(luò)，或核心
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)以及與因特網(wǎng)（Internet）、
公共電話網(wǎng)（PSTN）的互連模塊等組成。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，可以使鍵路效率得到提高。
2.1  基站
    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、
Frame Relay、ATM、ISDN等�；�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。
基站設(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)模塊以及通常置于樓頂
或塔頂?shù)奈⒉ㄊ瞻l(fā)模塊。
    LMDS系統(tǒng)的基站采用多扇區(qū)覆蓋，使用在一定角度范圍內(nèi)聚焦的喇叭天線來(lái)覆
蓋用戶端設(shè)備。多扇區(qū)基站可以更有效地利用頻譜，進(jìn)一步擴(kuò)大系統(tǒng)容量。LMDS系
統(tǒng)根據(jù)采用天線的不同，可劃分為15度、22.5度、30度、45度、60度、90度的扇區(qū)，
即最少4個(gè)扇區(qū)，最多可達(dá)24個(gè)扇區(qū)�；�站至用戶端的下行鏈路采用TDM模式。
    LMDS系統(tǒng)可以采用的調(diào)制方式為相移鍵控PSK（包括BPSK、DQPSK、QPSK等）和
正交幅度調(diào)輸QAM（包括4-QAM）。目前可以提供6昂AQM、16QAM等大大提高頻道利
用率的調(diào)制技術(shù)。這樣，QAM等大大提高頻道利用率的調(diào)制技術(shù)。這樣，LMDS就可
提供更高的扇區(qū)容量，使每扇區(qū)達(dá)200Mb／s�，F(xiàn)在一個(gè)單獨(dú)的P－COM LMDS網(wǎng)絡(luò)容
量已經(jīng)可以超過(guò)4.8Gb／S。
2.2  用戶端
    用戶端包括室外單元（含定向天線、微波收發(fā)設(shè)備）和室內(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（NIU）]，通常采用口徑很小的
室外走向天線用戶端網(wǎng)絡(luò)接口單元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。P－COM的LMDS用戶設(shè)備（CPE）的接口形式（NIU模擬）可以十分豐富，
有E1、POTS、10BaseT、部分E1、幀中繼、ATM、ISDN、Nx64kb／s等，因此可以支
持多種應(yīng)用。用戶端設(shè)備可以設(shè)在大型單位中（如辦公樓、醫(yī)院、學(xué)校、企業(yè)）
供許多用戶共享，也可以置于小單位以提供數(shù)據(jù)、圖像或電話業(yè)務(wù)。用戶可以根
據(jù)具體位置與業(yè)務(wù)需求情況，配置合適的用戶端設(shè)備。
    多個(gè)用戶端設(shè)備可通過(guò)時(shí)分多址（TDMA）、頻分多址（FDMA）等多址方式與
基站進(jìn)行通信。FDMA對(duì)干大量的連續(xù)非突發(fā)性數(shù)據(jù)接入較為合適，TDMA則適于支
持多個(gè)突發(fā)性或低速率數(shù)據(jù)用戶的接入。LMDS運(yùn)營(yíng)者應(yīng)根據(jù)用戶業(yè)務(wù)的特點(diǎn)及分
布來(lái)選取適合的多址方式。
    P－COM可在同一系統(tǒng)同時(shí)提供FDMA和TDMA接入方式：TDMA接入方式提供按需
分配帶寬，F(xiàn)DMA接入方式使用于租用線服務(wù)。另外，P－COM可提供雙模式遠(yuǎn)端站，
即在一個(gè)遠(yuǎn)端站提供FDMA和
    TDMA接入方式，同時(shí)利用兩種接入方式的優(yōu)勢(shì)。
3  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(lèi)似蜂窩的配置，為由多個(gè)樞紐
發(fā)射機(jī)（或稱(chēng)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)線鍵路與服務(wù)區(qū)內(nèi)的固定用戶通倍。每個(gè)蜂窩站的覆蓋區(qū)為5～7km，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10km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
（如P－COM采用的64QAM）、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。P－COM獨(dú)到的自動(dòng)發(fā)射功率控制（ATPC）技術(shù)，減少了多小區(qū)之間干
擾，增加頻率效率超過(guò)40％，更高效率地增大了地區(qū)LMDS系統(tǒng)的總?cè)萘�。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。
4  應(yīng)用
    CMDS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?br />    （1）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)；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。
    （2）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)，1.2～9.6kb／s，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)，9.6kb／s～2Mb／s，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)，2～155Mb／s，BER低于10－9。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。
    （3）視像業(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)寧、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。
5  電信運(yùn)營(yíng)商建立LMDS系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)
    P－COM公司的  LMDS系統(tǒng)主要提供給無(wú)線寬帶載波服務(wù)商，因?yàn)樗�非常適用于
市區(qū)使用。同時(shí)，LMDS又具有其它接入方式不具備的優(yōu)勢(shì)：
    （1）運(yùn)營(yíng)商初始投資小。和傳統(tǒng)有線接入方式不同的是，有線接入工程需要大
量初期投資以用于基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，而LMDS系統(tǒng)的很大部分資金轉(zhuǎn)移至用戶端設(shè)備（C
PE），這樣運(yùn)營(yíng)者所需的初期投資較少，僅在增加用戶即有業(yè)務(wù)收入時(shí)才需再增加
資金投入。因此即使初期用戶較少，運(yùn)營(yíng)者也可維系發(fā)展，這樣便最大程度地降低
了風(fēng)險(xiǎn)。
    （2）業(yè)務(wù)提供速度快。和有線接入方式相比，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)試容量、建設(shè)周期大大縮短，因此可
以迅速為用戶提供服務(wù)（通常只需短短幾個(gè)月的時(shí)間）。
    （3）投資無(wú)沉淀。 LMDS極具靈活性，可根據(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，不會(huì)因用戶變化（如用戶遷移或流失）而造成資金或設(shè)備的浪費(fèi)。
    1999年1月7號(hào)，P－COM公司已成功地完成為Winstar通訊公司點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)無(wú)線接入
解決方案提供的本地多點(diǎn)分配業(yè)務(wù)LMDS系統(tǒng)的測(cè)試，并率先在美國(guó)華盛頓特區(qū)提供
商業(yè)服務(wù)。到1999年年底，P－COM公司的LMDS系統(tǒng)將在美國(guó)50個(gè)主要城市投入商用
運(yùn)行。