寬帶無線接入技術淺析

大唐無線通信公司

李養(yǎng)哲

寬帶無線接入新技術——LMDS


　　本地多點分布業(yè)務又稱為本地多路分配業(yè)務(Local Multipoint Distribution Services,縮寫成LMDS)是一種新興的寬帶無線接入技術。它利用無線信道代替有線電纜，以無線通信方式解決從數(shù)據(jù)骨干網、本地交換機到用戶之間的接入問題。采用微波技術提供業(yè)務，工作在26GHz附近頻段。目前，全世界各電信廠商都積極進行LMDS技術的深入研究和開發(fā)，并且受到眾多電信運營商的青睞。無疑，LMDS的出現(xiàn)必將對寬帶無線接入技術帶來一場新的革命


　　系統(tǒng)構成


　　LMDS屬于無線接入系統(tǒng)，采用蜂窩小區(qū)結構覆蓋整個用戶區(qū)域�；�站位于小區(qū)的中心，由天線、射頻單元及室內單元構成，負責進行用戶端的覆蓋，并提供骨干網絡的接口。為了適應多元化的骨干網絡，幾乎所有的LMDS系統(tǒng)都能夠提供綜合性的業(yè)務接入平臺，因此，基站往往采用ATM+IP相結合的接入方式，并提供ATM和IP網絡接口。根據(jù)調制方式的不同，基站所覆蓋的范圍也有所不同，16QAM和QPSK方式下傳輸距離通常為1和5公里左右。用戶站分布于基站的各個扇區(qū)范圍之內，包括室內單元和室外單元兩部分。大多數(shù)LMDS系統(tǒng)的用戶站與基站采用TDMA多址方式進行通信。用戶站往往具有更為豐富的業(yè)務接口，接入帶寬從64Kbps到36Mbps不等，完全可滿足用戶的多業(yè)務和不同帶寬的需求。
　　技術特點


　　與傳統(tǒng)的有線接入方式相比，LMDS具有以下不可替代的特點：


　　1. 高的數(shù)據(jù)接入帶寬


　　由于LMDS工作在24 ~~ 28GHz頻段內，空中可用頻譜GHz以上，支持高達155Mbps的用戶數(shù)據(jù)接入。我國已對26GHz的頻譜資源進行了規(guī)劃，規(guī)定每載波的頻寬為3.5MHz,7MHz,14MHz，28MHz等,由于LMDS采用了多項先進技術增強了系統(tǒng)的頻譜利用率，因此14MHz單載波的傳輸速率可高達36Mbps。


　　2. 覆蓋范圍廣、容量大


　　采用蜂窩小區(qū)的覆蓋方式，每個小區(qū)又可劃分為多個扇區(qū)，通過采用不同的極化方式和高效的頻率規(guī)劃軟件，增加了不同扇區(qū)之間的頻率復用系數(shù)，從而擴展了LMDS的覆蓋范圍、提升了系統(tǒng)的容量。


　　3. 豐富的接入業(yè)務


　　高的數(shù)據(jù)接入帶寬、豐富的業(yè)務接口以及對多協(xié)議如：幀中繼、ATM、TCP/IP等的支持使得LMDS系統(tǒng)幾乎支持包括所有語音、數(shù)據(jù)、視頻在內的綜合業(yè)務。


　　4. 擴容便利、易于維護


　　LMDS系統(tǒng)采用模塊化設計，運營商可隨時根據(jù)用戶的需求，增加相應的網絡模塊，提升系統(tǒng)容量。功能強勁的網絡管理軟件以及告警指示可迅速進行故障定位，維護網絡正常運行。


除擁有各自的專有技術外，大多數(shù)廠商的LMDS設備都具備以下相同的技術特點，以獲得高的頻譜利用率、光纖級的傳輸質量、良好的環(huán)境適應能力和出色的服務質量：


　　自適應調制解調。如16QAM和QPSK雙調制解調方式，能夠適應不同帶寬和覆蓋范圍的需求。當空中鏈路惡化時，可自動切換調制解調方式，以確保傳輸質量。


　　自動發(fā)射功率控制。通過實時監(jiān)控基站的接收電平，可自動控制終端站發(fā)射功率，便于無線鏈路的維護并能很好地抵抗雨衰對系統(tǒng)的影響。


　　先進的余弦數(shù)字滾降濾波器。提高了頻率復用系數(shù)，增加了網絡的容量。


　　基于ATM或IP的空中接口協(xié)議�？沙浞掷�用頻譜資源，提高了頻譜利用率，同時還使上下行鏈路具有超強的動態(tài)帶寬分配能力并能保證端到端的QoS。


　　優(yōu)先級隊列。采用精確的優(yōu)先級算法，具有不同服務等級（CoS）的數(shù)據(jù)被映射致相應的隊列內，從而優(yōu)化數(shù)據(jù)的處理并提高處理效率。
業(yè)務接口及應用


　　豐富的業(yè)務接口可使系統(tǒng)具有靈活的組網方式，同時還可向用戶提供豐富的業(yè)務。LMDS系統(tǒng)在基站通�？商峁〢TM/STM-1、100BaseT和E3等骨干接口，支持E1/E3電路仿真、IP over ATM和IP等業(yè)務。用戶站具有10/100BaseT、E1、V.35和幀中繼等多種接口，與用戶的CPE設備接口完全兼容。LMDS系統(tǒng)具有靈活的業(yè)務支持能力，這為運營商在外圍設備的選取及系統(tǒng)的組網帶來了極大的便利。具體而言，LMDS支持以下綜合業(yè)務：


　　1. 語音業(yè)務


　　目前，傳統(tǒng)的電話仍占據(jù)著語音業(yè)務的主導地位，LMDS系統(tǒng)采用E1接口及TDM業(yè)務，便可迅速地完成用戶的小交換機（PABX）到PSTN前置交換機的接入。對于發(fā)展迅速的VOIP業(yè)務，用戶的語音網關可直接通過LMDS的以太網口接入IP骨干內，具有低延時、高的通話質量等特點。


　　2. 數(shù)據(jù)業(yè)務


　　包括高速局域網、廣域網互連、虛擬專網（VPN）和高速Internet接入等數(shù)據(jù)業(yè)務。根據(jù)接入骨干網的類型和用戶接口的不同，LMDS系統(tǒng)可通過多種方式實現(xiàn)上述業(yè)務：


　　ATM骨干。基站根據(jù)不同的適配協(xié)議，采用仿真E1/E3和IP over ATM完成用戶數(shù)據(jù)到ATM骨干的接入。通常基站利用155M的光接口與ATM設備相連。用戶站多為E1、V35、幀中繼和以太網等接口，主要用做LAN/WAN互連及VPN業(yè)務。


　　IP骨干。基站通過100BaseT接口與核心路由器相連，用戶站一般只采用以太網接口，適于LAN互連、VPN、高速Internet接入等業(yè)務。一些LMDS設備還支持802.1Q VLAN標準，更增強了用戶網絡的安全性。


　　3. 視頻業(yè)務


　　可為諸如遠程醫(yī)療、遠程教育、高速會議電視、電子商務、VOD等視頻業(yè)務提供高質量、安全可靠的傳輸通道。
下圖描繪了LMDS系統(tǒng)的綜合應用。






圖1：LMDS系統(tǒng)的應用


　　運營模式


　　從運營的角度出發(fā)，運營商采用LMDS系統(tǒng)可在城域網的建設中靈活的接入IP網絡、ATM網絡、SDH網絡，為不同帶寬需求和業(yè)務需求的用戶提供最佳的無線解決方案，適合全新的業(yè)務需求和容量需求，為廣大的大中型商業(yè)用戶提供了更高的容量和更為充分的帶寬資源。








圖2：LMDS系統(tǒng)運營模式


　　如上圖所示，小的商業(yè)網吧、SOHO等用戶業(yè)務多為Internet接入，帶寬一般為N*64Kbps到2Mbps，可采用專線、幀中繼或IP等多種靈活的接入方式。而對于大的住宅小區(qū)、商業(yè)寫字樓這類綜合業(yè)務居多，且?guī)�寬需求大的用戶，采用IP方式接入，不但可提供10Mbps至36Mbps高的業(yè)務帶寬，而且能夠保證端到端的QoS，業(yè)務開通迅速，增強了電信運營商的市場競爭力，使其能夠快速地占領用戶市場�？偟膩碇v，LMDS系統(tǒng)具體有以下多種盈利模式：


　　在大中城市寬帶業(yè)務用戶密集地區(qū)，快速為大客戶提供綜合業(yè)務接入


　　延伸城域網接入范圍，增加接入網絡容量


　　安全可靠、為企業(yè)的信息化提供虛擬專用網絡（VPN）


　　為企業(yè)客戶提供租用線業(yè)務


　　移動通信的基站和基站控制器互聯(lián)


　　大唐電信的R3000 LMDS系統(tǒng)采用多載波TDMA方式，每扇區(qū)可支持4個14MHz載波共用一個ODU，每載波支持36Mbps的業(yè)務速率，專有的空中接口協(xié)議具有高效的動態(tài)帶寬分配性能，動態(tài)帶寬分配可在每一幀的數(shù)據(jù)中體現(xiàn)出來，最小顆粒度僅為128bit，隨著26GHz頻譜的開放，LMDS系統(tǒng)必將獲得廣泛的應用。



由CHINA通信網組稿