LMDS網(wǎng)絡第三代設備改善業(yè)務性能

相關專題: 無線 5G
P-Com 有限公司技術總監(jiān)John Wood




  如今,電信市場中的經(jīng)營者們越來越注重他們的投資策略。他們更加希望資本支出能夠在短期內(nèi)帶來相應的投資回報。新技術和新設備只有能夠提高業(yè)務的性能,才能滿足運營商的要求。本地多點分配接入系統(tǒng) (LMDS)就是這樣一種迅速發(fā)展起來的新技術,它的新特性和基于新特性的新一代產(chǎn)品能夠滿足運營商日益增長的容量需求。由于最近核心技術的新發(fā)展,使得最新一代(第三代)的LMDS系統(tǒng)在運營性能和成本方面已經(jīng)大大超過第一代系統(tǒng)。



一、“最后一公里”的接入


  國際和國內(nèi)的電信業(yè)務是通過高容量的光纖鏈路傳輸?shù),城?zhèn)內(nèi)的傳輸網(wǎng)絡稱為“城域網(wǎng)”(MAN),其體系結構往往是基于SONET/SDH 環(huán)型網(wǎng),一般包括光纖和微波無線鏈路。 SONET/SDH 環(huán)型網(wǎng)能夠提供高可靠性、高容量的傳輸網(wǎng)絡體系結構。這種網(wǎng)絡雖然能夠傳輸千兆比特的數(shù)據(jù),但是還缺少從MAN環(huán)型網(wǎng)到客戶家中這“最后一公里”的連接,因此無法為客戶提供寬帶服務。對于這種連接,所選擇的技術主要限于有線和無線解決方案。


  有線解決方案包括將光纖延長至客戶的樓房內(nèi),提供同軸電纜連接或在現(xiàn)有的電話雙絞線上提供DSL。光纖連接通常是不經(jīng)濟的,除非客戶的樓房與MAN環(huán)型網(wǎng)的距離不超過500英尺。同軸電纜的解決方案同光纖一樣,由于要挖開路面,所以需要申請道路占用權。目前的同軸電纜設備一般只能支持512kbit/s 的業(yè)務。當雙絞線狀態(tài)良好時,就能夠支持DSL,但一般也只能支持 512kbit/s 的業(yè)務。


  市場的需求一般可以分為客戶的需求和業(yè)務的需求。從上面的數(shù)據(jù)可以看出,DSL和同軸電纜業(yè)務只適合于住宅區(qū)用戶和SOHO應用的場合。而小型企業(yè)和更大的用戶群需要更高容量的技術,然而專用光纖解決方案的成本效率并不高。



二、傳輸環(huán)型主干網(wǎng)的固定無線接入


  當客戶與MAN傳輸網(wǎng)絡連接時,固定無線接入仍然是最快和最具有成本效益的方式。與同軸電纜和DSL技術相比,固定無線接入能夠提供更高容量的連接,并且可以覆蓋更長的距離。同光纖相比,固定無線接入的成本極其低廉,而且可以在很短的時間內(nèi)完成部署。 固定無線接入有多種無線解決方案可供選擇,但對于提供寬帶業(yè)務而言,一般采用10GHz以上的頻率,以便為通信鏈路提供更多的可用頻譜。LMDS運營商的許可證的頻譜一般是2 x 112MHz。像3.5GHz這樣頻帶的運營商,其許可證的頻譜一般只有2 x 30MHz?紤]到相鄰基站頻譜再用的需要,運營商往往只能使用10MHz的信道來連接某一小區(qū)中的所有客戶。


  1.第一代 LMDS 系統(tǒng)


  第一代系統(tǒng)是基于點對點的微波解決方案,它改善了打包的性能,從而降低了網(wǎng)絡中心系統(tǒng)的成本。第一代系統(tǒng)空中傳輸?shù)母袷绞菚r分復用(TDM)遠端站采用頻分多址(FDMA)接入,能夠為客戶提供穩(wěn)定、可靠的連接。對于對稱的固定比特率業(yè)務的傳輸,例如語音和電視會議,這種傳輸方式是非常有效的。但對于突發(fā)數(shù)據(jù)通信來說,頻譜的利用率不高,同多個點到點的鏈路相比,平均只能節(jié)約50%的開銷。


  2.第二代 LMDS 技術


  采用時分多址(TDMA)技術開發(fā)的LMDS解決方案,能夠滿足互聯(lián)網(wǎng)通信容量可變的要求,同時也能夠滿足日益增長的數(shù)據(jù)業(yè)務的需求,而不僅僅是固定比特率業(yè)務或者電路交換業(yè)務的需求。采用該解決方案,能夠使一個扇區(qū)內(nèi)的多個CPE共享上行鏈路的頻率信道。這樣就能夠更加有效地進行頻譜分配,并按照CPE的實際需要分配帶寬,此外,通過采用爭用方案和技術,還能夠在通信的空閑期將信道容量重新分配給其他用戶。上述這些動態(tài)分配方案和技術能夠更加有效地共享扇區(qū)內(nèi)的信道容量,從而提高了總的有效容量。


  由于一些實際中的實現(xiàn)問題,對于給定的調(diào)制電平,TDMA的效率不如FDMA。在每一數(shù)據(jù)子幀的數(shù)據(jù)頭中都需要編排同步頭。此外,為了避免數(shù)據(jù)碰撞,在到達解調(diào)器的每個數(shù)據(jù)子幀之間還必須留有一定的保護時間。由于這些實現(xiàn)問題,降低了數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼w效率。


  典型的第二代設備 只采用QPSK調(diào)制方式,并且將容量限制在16Mbit/s 扇區(qū),通過這種方式來降低成本。對于小型企業(yè)來說,這種方式也許足以支持小型的系統(tǒng),但對于大型企業(yè)的寬帶服務來說,就顯得無能為力了。


  有些設備也只限于在28MHz 的信道上運行。這就意味著即便扇區(qū)只有很少量的用戶,整個28MHz 信道也要被完全占用。


  3.第三代 LMDS 的特性


  優(yōu)化頻譜利用效率,就能夠確保最有效地利用可用頻譜,并用于用戶的連接。這將最大限度地提高每個扇區(qū)中的CPE數(shù)量,從而降低每個用戶的總鏈路費用。


  我們已經(jīng)看出,最佳接入方式的選擇取決于各個通信類型的特點。理想的接入解決方案是將FDMA和TDMA結合起來,這樣就能夠滿足扇區(qū)內(nèi)的每個直接用戶的需求。TDMA適合于小帶寬的用戶,尤其適合具有突發(fā)特性的通信業(yè)務。對于具有多個互聯(lián)網(wǎng)用戶和電話線路的大型客戶,其通信特點是數(shù)據(jù)的比特率基本恒定,因此,理想的解決方案是FDMA。由于租用線路的比特速率具有必須滿足的固定要求,所以非常適于采用FDMA方式。


  同時為了支持多媒體業(yè)務,系統(tǒng)基于ATM傳輸方式,而不是TDM方式。這不但使系統(tǒng)具有更高的靈活性,能夠提供包括語音、數(shù)據(jù)和視頻在內(nèi)的各種業(yè)務,而且能夠在通往客戶住所的傳輸網(wǎng)絡中對不同等級業(yè)務的服務質(zhì)量(QoS)進行管理。這使得網(wǎng)絡運營商能夠更好地控制和監(jiān)視網(wǎng)絡性能,確保其符合客戶服務等級協(xié)議(SLA)。與基于分組的系統(tǒng)不同,ATM傳輸模式考慮到了不同種類的通信對延遲敏感度的差異,確保語音傳輸?shù)葘r間延遲敏感的通信業(yè)務在線路分配中享有優(yōu)先權。在提供電信服務的實際經(jīng)營中,最為核心的問題是投資利潤率(ROI)的最大化,同時最大程度地減少初始資本支出。初始資本支出包括LMDS基站的安裝和部署。假定,在市中心部署四個提供全向覆蓋的扇區(qū)基站可以為全部客戶提供服務。在有些情況下可能只需要一個扇區(qū),因為工商區(qū)可能只位于一個較小的局部區(qū)域,一個山坡上的基站可能就足以覆蓋全城,或者需要三個獨立的重疊扇區(qū)來擴大覆蓋區(qū)域。


  因此,當只需要針對一個扇區(qū)的運行進行設備設計和優(yōu)化時,就能夠減少初始資本支出,并隨著與系統(tǒng)連接的客戶數(shù)量的增加進行設備擴容。


三、運營情況對比


  根據(jù)第三代產(chǎn)品的特性,我們就3.5GHz 的點到多點和LMDS頻率的運營情況進行了分析對比。針對配置基站和CPE的總資本支出建立了分析模型。模型中的基站成本包括安裝和空載傳輸(返回信程),并且基站成本作為每個CPE的額外成本分配。投資利潤率(ROI)等于每個CPE的總資本支出除以每月的服務收入。3.5GHz 的設備能夠支持低容量的服務,因而能夠為居民住戶、SOHO和小型企業(yè)提供服務。3.5GHz 設備所采用的射頻(RF)技術的成本低于LMDS頻率的成本,但低容量服務所收取的每月的服務費用也較低。


  可以看出,對這兩種解決方案來說,所提供的容量越高,投資利潤率就越高。另外,還可以看出LMDS設備的投資利潤率(ROI)的范圍與3.5GHz 設備的投資利潤率范圍是非常相近的。


  當客戶與MAN傳輸網(wǎng)絡連接時,固定無線接入仍然是最快和最具有成本效益的方式。與同軸電纜或DSL解決方案相比,它能夠為客戶提供更高的容量。LMDS 技術已經(jīng)從第一代多點到點的技術一直發(fā)展到目前的水平,即優(yōu)化的點到多點的系統(tǒng)。為了滿足日益增長的對”最后一公里”的寬帶連接的需求及多媒體業(yè)務的需求,P-Com 公司 對接入技術、傳輸協(xié)議和打包方式也進行了精心設計和開發(fā)。盡管高微波頻率的技術比低頻率技術的成本高,但它能夠支持更高的容量,因此經(jīng)營者能夠獲得同等甚至更高的投資利潤率。




----《通信世界》

   

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