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摘要 首先給出了越來越受關(guān)注的3.5GHz系統(tǒng)的模型，接著詳細(xì)介紹了3.5GHz無線接入系統(tǒng)的功能、接口技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)，最后給出了3.5GHz無線接入系統(tǒng)的基本技術(shù)參數(shù)指標(biāo)。
關(guān)鍵詞 3.5GHz 無線接入 動(dòng)態(tài)帶寬分配
目前，在移動(dòng)接入層的建設(shè)中光纜線路未能到達(dá)的地方，大多數(shù)都采用PDH微波電路作為光纜傳輸系統(tǒng)的補(bǔ)充。隨著各種新業(yè)務(wù)的不斷推出，尤其是數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的開展，移動(dòng)公司對(duì)接入網(wǎng)提出了新的要求，不僅業(yè)務(wù)接入點(diǎn)的分布難以預(yù)測，而且還會(huì)對(duì)開通時(shí)間提出苛刻的要求。為了應(yīng)對(duì)這種挑戰(zhàn)，在今后的接入網(wǎng)中若能根據(jù)需要，靈活地引進(jìn)適當(dāng)?shù)臒o線系統(tǒng)將會(huì)對(duì)建設(shè)十分有利，因?yàn)闊o線系統(tǒng)具有建設(shè)速度快、不受道路條件影響等優(yōu)點(diǎn)，能比光纜系統(tǒng)更好地適應(yīng)上述需求。
1、3.5GHz無線接入系統(tǒng)模型
3.5GHz無線接入作為接入網(wǎng)解決方案，通過城域網(wǎng)接入移動(dòng)IP骨干網(wǎng)(即CMNet)，為用戶提供Internet接入、VPN、集團(tuán)IP電話、IP增值、LAN互連、會(huì)議電視等業(yè)務(wù)。其系統(tǒng)模型如圖1所示。
2、功能描述
2.1 系統(tǒng)組成
如圖2所示，3.5GHz無線接入系統(tǒng)采用了點(diǎn)到多點(diǎn)的結(jié)構(gòu)(PMP)，采用扇區(qū)蜂窩制完成區(qū)域的覆蓋，其傳輸質(zhì)量基本達(dá)到光纜的傳輸質(zhì)量水平。系統(tǒng)包括中心站、終端站和網(wǎng)管系統(tǒng)三大部分。與終端站相接的用戶(通過UNI接口)可以是單個(gè)用戶終端(TE)，也可以是一個(gè)用戶駐地網(wǎng)(CPN)。
CS：中心站 TS：終端站 CCS：中心控制站 RS：接力站 CRS：中心射頻站 TE/CPN：終端設(shè)備/用戶駐地網(wǎng) SNI：業(yè)務(wù)接點(diǎn)接口 UNI：用戶網(wǎng)絡(luò)接口
圖2 3.5GHz無線接入系統(tǒng)的組成
(1)中心站
中心站的作用是完成業(yè)務(wù)的匯聚和分發(fā)，提供到網(wǎng)絡(luò)側(cè)和空中的接口，完成基帶和射頻收發(fā)處理等。中心站所覆蓋的服務(wù)區(qū)域一般劃分成多個(gè)扇區(qū)，每個(gè)扇區(qū)天線對(duì)應(yīng)一個(gè)扇區(qū)，為扇區(qū)內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)終端服務(wù)。
(2)終端站
終端站置于用戶駐地，可服務(wù)于一個(gè)或多個(gè)用戶終端設(shè)備，其射頻收發(fā)設(shè)備和業(yè)務(wù)控制部分是采用分立方式實(shí)現(xiàn)的。
終端站使用小波束角定向天線，它在上行方向?qū)碜杂脩艚K端或用戶駐地網(wǎng)的業(yè)務(wù)適配、匯聚，通過無線鏈路傳送到中心站；在下行方向提取本站業(yè)務(wù)，分配給終端用戶。
(3)網(wǎng)管系統(tǒng)
網(wǎng)管系統(tǒng)的作用是完成設(shè)備的基本配置、故障、性能、安全管理以及計(jì)費(fèi)等信息的采集。
2.2 主要功能描述
3.5GHz無線接入系統(tǒng)是基于IP平臺(tái)并兼顧少量E1電路連接設(shè)計(jì)的，其標(biāo)準(zhǔn)開放的結(jié)構(gòu)使電信服務(wù)商能為客戶提供一系列的數(shù)據(jù)語音通信服務(wù)，包括帶寬出租和數(shù)據(jù)傳送、Internet接入、VPN、集團(tuán)IP電話、專線業(yè)務(wù)、視頻業(yè)務(wù)、WLAN接入、機(jī)動(dòng)服務(wù)、應(yīng)急備份等和其他基于IP的增值業(yè)務(wù)。
2.3 其他功能描述
(1)動(dòng)態(tài)帶寬分配
按需分配帶寬的機(jī)制提供以1kbit/s為單位的靈活帶寬分配。帶寬預(yù)留功能可以為敏感或高級(jí)別的業(yè)務(wù)預(yù)留空中時(shí)間。系統(tǒng)可以對(duì)每個(gè)終端分別設(shè)置最小保證帶寬和最大帶寬，系統(tǒng)還可以通過空中帶寬分配算法進(jìn)行IP業(yè)務(wù)帶寬在不同終端之間的動(dòng)態(tài)共享。動(dòng)態(tài)帶寬分配可使無論是電路還是分組類的信道都支持話音和數(shù)據(jù)的傳輸。終端站的電路業(yè)務(wù)端口和IP業(yè)務(wù)端口通過網(wǎng)管可以任意分配帶寬，IP業(yè)務(wù)端口下的接入用戶基于IEEE 802.3的方式進(jìn)行帶寬動(dòng)態(tài)共享，此外還可進(jìn)行端口下的用戶管理，支持同一中心站所帶的不同終端站之間的動(dòng)態(tài)帶寬分配和同一終端站中不同接口之間的動(dòng)態(tài)帶寬分配。對(duì)于電路業(yè)務(wù)，采用網(wǎng)管指配的方式進(jìn)行靜態(tài)帶寬分配；對(duì)于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，采用網(wǎng)管指配的方式規(guī)定最小空中傳輸帶寬，并且根據(jù)各端口的業(yè)務(wù)流量在空中實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)帶寬分配。
(2)網(wǎng)管系統(tǒng)
網(wǎng)管系統(tǒng)采用分級(jí)管理、用戶鑒權(quán)、數(shù)據(jù)56DES加密等多種方法有效地保護(hù)用戶信息安全和提高系統(tǒng)安全性，可實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的監(jiān)控管理、配置和維護(hù)功能。采用帶內(nèi)集中網(wǎng)管，支持SNMPv2協(xié)議，并可隨時(shí)查看網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀況；支持本地、遠(yuǎn)程軟件升級(jí)，可以在本地對(duì)中心站進(jìn)行操作維護(hù)，也可以在網(wǎng)管中心進(jìn)行管理；可對(duì)網(wǎng)絡(luò)側(cè)端口、用戶側(cè)端口、無線鏈路和特定連接的性能加以統(tǒng)計(jì)分析。
網(wǎng)管系統(tǒng)具有良好的安全性，提供無線密碼保護(hù)、用戶認(rèn)證和過濾、分級(jí)管理等多種安全保護(hù)方式。
2.4 業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)方式
(1)Internet接入
由于Internet業(yè)務(wù)為典型的IP數(shù)據(jù)應(yīng)用，只需將中心站的以太口接入Internet接口，終端站的以太口接入用戶端的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)端口或HUB端口(多個(gè)用戶)，再配以適當(dāng)?shù)腎P地址，即可開展業(yè)務(wù)。在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中配置用戶管理、認(rèn)證和計(jì)費(fèi)系統(tǒng)，提供用戶登錄、認(rèn)證和授權(quán)(AAA)、用戶管理、用戶計(jì)費(fèi)、業(yè)務(wù)選擇、安全管理等功能。
(2)虛擬專用網(wǎng)(VPN)
可以在同一個(gè)中心站的多個(gè)終端站之間、多個(gè)中心站之間實(shí)現(xiàn)VPN。
●用戶鑒別(Authentication)：防止IP地址欺騙。
●數(shù)據(jù)加密(Data Encryption)：可以使用多種加密算法對(duì)鏈路上的數(shù)據(jù)進(jìn)行加密傳輸，防止第三方對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行截取。使用IKE(Internet密鑰交換)實(shí)現(xiàn)密鑰協(xié)商和交換。
(3)集團(tuán)IP電話
由公用網(wǎng)給出的一個(gè)E1可提供VoIP網(wǎng)絡(luò)中滿負(fù)載300個(gè)語音話路的需要。
(4)專線業(yè)務(wù)
●DDN專線：通過TDMoIP設(shè)備，將同步比特流置于數(shù)據(jù)包中，加入IP包頭組成IP數(shù)據(jù)包，IP數(shù)據(jù)包通過IP網(wǎng)絡(luò)被傳送到目的地。在接收方，源比特流被重組，去掉IP頭，恢復(fù)比特流和時(shí)鐘信號(hào)。它可以提供N×64kbit/s或2048kbit/s E1速率的專線服務(wù)。通過對(duì)IP包優(yōu)先級(jí)設(shè)置和改變包延時(shí)可以保證良好的QoS。
●企業(yè)互連、局域網(wǎng)互聯(lián)：典型的IP數(shù)據(jù)應(yīng)用非常適合在本系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)。只需將中心站的以太端口和各終端站的以太端口接入企業(yè)網(wǎng)、局域網(wǎng)接口，再配以適當(dāng)?shù)腎P地址，即可開展業(yè)務(wù)。
●基于IP的會(huì)議電視業(yè)務(wù)：在用戶端安裝會(huì)議電視終端，以3.5GHz無線接入系統(tǒng)為會(huì)議電視業(yè)務(wù)提供IP寬帶連接。
(5)視頻業(yè)務(wù)
●網(wǎng)上兩點(diǎn)(多點(diǎn))PC的視頻業(yè)務(wù)；
●監(jiān)視系統(tǒng)；
●單向或雙向監(jiān)測。通過IP網(wǎng)絡(luò)，利用計(jì)算機(jī)終端傳輸實(shí)時(shí)視頻、音頻和數(shù)據(jù)。
3、接口技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)
3.1 網(wǎng)絡(luò)側(cè)接口和標(biāo)準(zhǔn)
(1)100BaseT接口
10BaseT或1OOBase-TX或100Base-FX接口支持全雙工和半雙工方式，接口協(xié)議還符合IEEE802.3的相關(guān)規(guī)定并支持接口的自動(dòng)協(xié)商過程。
(2)電路型接口
可提供E1或部分E1業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)接口。E1接口和部分E1接口性能指標(biāo)滿足ITU-T建議G.703的要求。
(3)網(wǎng)管接口
中心站設(shè)備具有匯集終端站設(shè)備網(wǎng)管信息的功能，中心站設(shè)備與管理網(wǎng)的接口在邏輯上獨(dú)立于業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)接口。
網(wǎng)管接口協(xié)議支持的MIB庫包括網(wǎng)管系統(tǒng)配置提供網(wǎng)絡(luò)側(cè)接口和用戶側(cè)接口的配置管理功能、具有為不同接口的用戶分配帶寬的功能、需要提供一組描述接口對(duì)象的MIB。
網(wǎng)管系統(tǒng)提供對(duì)無線通信的管理維護(hù)功能，提供描述空中接口對(duì)象及MAC協(xié)議對(duì)象的MIB。也可針對(duì)自己的設(shè)備增加私有的MIB。
3.2 用戶側(cè)接口和標(biāo)準(zhǔn)
(1)10BaseT接口
10BaseT或100Base-TX或100Base-FX接口支持全雙工和半雙工方式，接口協(xié)議符合IEEE802.3的相關(guān)規(guī)定并支持接口的自動(dòng)協(xié)商過程。
(2)電路型接口
可提供E1或部分E1業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)接口，E1接口和部分E1接口性能指標(biāo)滿足ITU-T建議G.703的要求。
中心站及終端站接口類型見表1。
[table]
中心站接口類型 | |
10/100 Base T | 網(wǎng)絡(luò)側(cè)接口 |
終端站接口類型 | |
10/100 Base T | 具有10/100BaseT接口 |
V.35 | 根據(jù)用戶要求，提供外掛的接口 |
E1/T1，F(xiàn)ractional | 根據(jù)用戶要求，提供外掛的接口 |
N×64kbit/s | 根據(jù)用戶要求，提供外掛的接口 |
ISDN | 根據(jù)用戶要求，提供外掛的接口 |
4、3.5GHz無線接入系統(tǒng)指標(biāo)
3.5GHz無線接入系統(tǒng)的基本技術(shù)參數(shù)指標(biāo)見表2。
[table]
信道帶寬(MHz) | 3.5 | |||||
峰值傳輸容量(Mbit/s) | 9.2 | |||||
在頻段內(nèi)的波道間隔 | 3.5 | |||||
射頻指標(biāo) | 下行頻率：3499.500-3531.000MHz | |||||
頻譜利用率 | 2.92bit/s/Hz | |||||
凈負(fù)荷頻譜利用率 | 2.62bit/s/Hz | |||||
點(diǎn)到多點(diǎn)凈數(shù)據(jù)吞吐量(Mbit/s) | 13.8 | |||||
可用射頻頻段 | 2×31.5MHz | |||||
頻段可調(diào)范圍 | 上行(終端站發(fā)射)頻段為3399.50-3431.00MHz | |||||
下行(中心站發(fā)射)頻段為3499.50-3531.00MHz | ||||||
目前使用頻段 | 下行頻率：3499.500-3531.000MHz | |||||
上行頻率：3399.500-3431.000MHz | ||||||
傳輸性能指標(biāo) | 中心站 | 終端站 | ||||
天線口發(fā)信功率 | 25dBm | 25dBm | ||||
天線增益 | 21dBi | 15dBi | ||||
天線極化方式 | 水平極化、垂直極化 | |||||
殘余誤碼率 | BER=1×10-9 | |||||
頻率復(fù)用方式 | 同一扇區(qū)鄰頻復(fù)用，對(duì)角扇區(qū)同頻復(fù)用，隔扇區(qū)同頻復(fù)用 | |||||
單扇區(qū)最多終端站數(shù) | | 128 | ||||
單扇區(qū)忙時(shí)最大用戶數(shù) | | 128 | ||||
扇區(qū)用戶最大數(shù)據(jù)吞吐量(Mbit/s) | | 13.8 | ||||
單中心站扇區(qū)數(shù) | 1、2、4、6、8、12 | | ||||
扇區(qū)角度 | 360°、180°、90°、60°、45°、30° | |||||
最大覆蓋范圍 | 10km | |||||
動(dòng)態(tài)功率控制 | 中心站20dBm,終端站40dBm | |||||
動(dòng)態(tài)帶寬分配 | 支持動(dòng)態(tài)帶寬分配，顆粒度為1kbit/s | |||||
接收靈敏度 | -84dBm | -76dBm | ||||
噪聲系數(shù) | ≤4dB | |||||
抗鄰頻干擾能力 | ≤-12dB | |||||
頻率穩(wěn)定度 | 25ppm | |||||
運(yùn)行環(huán)境 | ||||||
溫度 | 室內(nèi)：0℃～+45℃ | 室外：-40℃～+55℃ | ||||
相對(duì)濕度 | ||||||
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