LMDS－－中國移動寬帶接入的利器

侯克剛
　　一、寬帶接入的現(xiàn)狀


　　傳統(tǒng)電信運營企業(yè)一直在追求一種理想的接入手段，就是基于光纖的接入網(wǎng)。從長遠來看，這無疑是最理想的解決方案。然而，要真正實現(xiàn)光纖到戶，需要解決技術(shù)上和建設投資上的雙重難題，這還要有相當一段路要走。中國電信現(xiàn)在只能選擇光纖+xDSL技術(shù)來過渡；廣電則選擇HFC（混合光纖同軸系統(tǒng)）作為到寬帶網(wǎng)絡的過渡；作為目前以經(jīng)營移動通信業(yè)務為主的中國移動，沒有像中國電信和廣電那樣龐大的用戶線，也沒有在城區(qū)已形成相當規(guī)模的光纖網(wǎng)絡，所以要切入寬帶接入網(wǎng)市場，必須充分利用自己在無線領(lǐng)域擁有廣泛用戶群體和豐富的運營經(jīng)驗，利用無線寬帶接入技術(shù)，選擇LMDS或無線ATM作為突破點。


　　二、LMDS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理


　　LMDS（本地多點分配業(yè)務系統(tǒng)）是一種嶄新的寬帶無線接入技術(shù)，1998年被美國電信界評選為十大新興通信技術(shù)之一。該技術(shù)利用高容量點對多點微波傳輸，能夠?qū)崿F(xiàn)從n×64kbit/s到2Mbit/s，甚至高達155Mbit/s的用戶接入速率，而且具有很高的可靠性。


　　LMDS工作在10MHz以上毫米波波段，可用的帶寬達到1GHz以上，幾乎可以提供任何種類的業(yè)務，支持話音、數(shù)據(jù)和圖像業(yè)務，并支持ATM、TCP/IP和MPEG2等標準。由于LMDS具有高帶寬和雙向數(shù)據(jù)傳輸?shù)奶攸c，所以可提供多種寬帶交互式數(shù)據(jù)及多媒體業(yè)務，滿足用戶對高速數(shù)據(jù)和圖像的需求。


　　一個完善的LMDS網(wǎng)絡是由4部分組成的：骨干網(wǎng)絡、網(wǎng)絡運行中心、服務區(qū)中的基站系統(tǒng)和服務區(qū)中的用戶端設備。


　　基礎骨干網(wǎng)絡又稱為核心網(wǎng)絡。為了使LMDS系統(tǒng)能夠提供多樣化的綜合業(yè)務，此核心網(wǎng)絡可以由光纖傳輸網(wǎng)、ATM交換或IP交換或IP+ATM架構(gòu)而成的核心交換平臺以及與Internet、公共電話網(wǎng)（PSTN）的互連模塊等組成。


　　基站直接進入電信骨干網(wǎng)絡或核心網(wǎng)絡。LMDS由于直接支持無線ATM協(xié)議，所以鏈路效率得到提高�；�站負責用戶端的覆蓋，并提供骨干網(wǎng)絡的接口，包括PSTN、Internet、Frame Relay、ATM、ISDN等。基站實現(xiàn)信號在基礎骨干網(wǎng)絡與無線傳輸之間的轉(zhuǎn)換�；�站設備包括與基礎骨干網(wǎng)絡相連的接口模塊、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�；�站采用多扇區(qū)覆蓋，使用在一定角度范圍內(nèi)聚焦的喇叭天線來覆蓋用戶端設備。多扇區(qū)基站可以更有效地利用頻譜，進一步擴大系統(tǒng)容量。LMDS系統(tǒng)根據(jù)采用天線的不同，可劃分為15°、22.5°、30°、45°、60°、90°的扇區(qū)，即最少4個扇區(qū)，最多可達24個扇區(qū)。基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)QAM（包括4QAM）。目前可以提供6QAM、16QAM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200Mbit/s。


　　用戶端設備的配置差異較大，不同的設備供應商有不同的選擇，一般說來，都包括室外單元（含定向天線、微波收發(fā)設備）與室內(nèi)單元（含調(diào)制與解調(diào)模塊以及與用戶室內(nèi)設備相連的網(wǎng)絡接口模塊）。通常采用口徑很小的室外走向天線用戶端網(wǎng)絡接口單元NIU為各種用戶業(yè)務提供接口，并完成復用/解復用功能。多個用戶端設備可通過時分多址（TDMA）、頻分多址（FDMA）等多址方式與基站進行通信。FDMA對于大量的連續(xù)非突發(fā)性數(shù)據(jù)接入較為合適，TDMA則適于支持多個突發(fā)性或低速率數(shù)據(jù)用戶的接入。


　　網(wǎng)管系統(tǒng)負責告警與故障診斷、系統(tǒng)配置、計費、系統(tǒng)性能分析和安全管理等功能。與傳統(tǒng)微波技術(shù)不同的是，LMDS系統(tǒng)還可以以組成蜂窩網(wǎng)絡的形式運作，向特定區(qū)域提供業(yè)務。當由多基站提供區(qū)域覆蓋時，需要進行頻率復用與極化方式規(guī)劃、無線鏈路計算、覆蓋與干擾的仿真與優(yōu)化等工作。


　　LMDS屬于無線訪問的一種新的形式，可以采用LMDS蜂窩式的小區(qū)結(jié)構(gòu)覆蓋整個城域范圍。典型的LMDS系統(tǒng)利用地理上分散的類似蜂窩的配置，為由多個樞紐發(fā)射機（或稱為基地站）在一定小區(qū)范圍的服務區(qū)管理用戶群，每個發(fā)射機經(jīng)點對多點無線鍵（eric3）路與服務區(qū)內(nèi)的固定用戶通信。每個蜂窩站的覆蓋區(qū)為5-7km，若采用具有更高的發(fā)射功率、更強的接收靈敏度的發(fā)射機，可增加基站的覆蓋范圍，使覆蓋范圍達到10km以上。


　　由于LMDS覆蓋區(qū)可相互重疊，每個蜂窩的覆蓋區(qū)又可以劃分為多個扇區(qū)，所以可以根據(jù)需要在該扇區(qū)提供特定業(yè)務或服務。如通過采用多扇區(qū)、先進的調(diào)制方式（如P-COM采用的64QAM）、不同極化等途徑，可以進一步增加頻譜利用率、提高網(wǎng)絡容量。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)開發(fā)區(qū)、寫字樓群、城市居民小區(qū)等。


　　三、LMDS技術(shù)的應用


　　LMDS可提供多種業(yè)務，可同時向用戶提供話音、數(shù)據(jù)及視頻綜合業(yè)務，還可以提供承載業(yè)務，如蜂窩系統(tǒng)或PCS/PCN基站之間的傳輸?shù)取?br />　　話音業(yè)務　LMDS系統(tǒng)是一種高容量的點對多點微波傳輸技術(shù)，可提供高質(zhì)量的話音服務；與傳統(tǒng)的POTS業(yè)務相連，可實現(xiàn)PSTN主干網(wǎng)無線接入。


　　數(shù)據(jù)業(yè)務　LMDS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)業(yè)務包括低、中、高速3檔：低速數(shù)據(jù)業(yè)務（1.2-9.6kbit/s）能處理開放協(xié)議的數(shù)據(jù)，網(wǎng)絡允許從本地接入點接到增值業(yè)務網(wǎng)；中速數(shù)據(jù)業(yè)務（9.6kbit/s-2Mbit/s）的數(shù)據(jù)接口通常是增值網(wǎng)絡的本地接點；高速數(shù)據(jù)業(yè)務（2-155Mbit/s,BER低于10^-9）的提供必須有以太網(wǎng)和光纖分布數(shù)據(jù)接口。


　　視像業(yè)務　LMDS能提供模擬和數(shù)字視頻業(yè)務，如遠程醫(yī)療、高速會議電視、遠程教育、遠程商業(yè)及用戶電視、VOD等。


　　四、LMDS的優(yōu)勢


　　LMDS系統(tǒng)主要提供給無線寬帶載波服務商，與傳統(tǒng)的有線接入或者低頻段無線接入方式相比，LMDS具有以下優(yōu)勢：


　　頻帶寬　目前，各國分配的LMDS工作頻帶帶寬至少有1000MHz，可支持的用戶接入數(shù)據(jù)速率高達155Mbit/s，能夠滿足廣大用戶對通信帶寬日益增長的需求。


　　啟動資金小，擴容能力強，投資回收快　在網(wǎng)絡建設初期，服務商只需少量投資建立一個配置較簡單的基站，覆蓋若干用戶即可開始運營。運營者所需的初期投資較少，僅在用戶數(shù)量增加即有業(yè)務收入時才需再增加資金投入，所以投資回收也很快。


　　業(yè)務提供速度快　LMDS系統(tǒng)實施時，不僅避免了有線接入開挖路面的高額補償費，而且設備安裝調(diào)試容易，建設周期大大縮短，因此可以迅速為用戶提供服務。


　　具靈活性　LMDS系統(tǒng)具有良好的可擴展性，使容量擴充和新業(yè)務提供都很容易，服務商可以隨時根據(jù)用戶需求進行系統(tǒng)設計或動態(tài)分配系統(tǒng)資源，添加所需的設備，提供新的服務，也不會因用戶變化而造成資金或設備的浪費。


　　承載業(yè)務多　LMDS的寬帶特性決定了它幾乎可以承載任何業(yè)務，包括話音、數(shù)據(jù)和圖像等業(yè)務。


　　頻率復用度高，系統(tǒng)容量大　LMDS基站的容量很可能超過覆蓋區(qū)內(nèi)可能的用戶業(yè)務總量，因此，LMDS系統(tǒng)很可能是一個“范圍”受限系統(tǒng)而不是“容量”受限系統(tǒng)。所以LMDS系統(tǒng)特別適于在高密度用戶地區(qū)使用。


　　五、中國移動選擇LMDS的優(yōu)勢


　　中國移動目前以GSM數(shù)字移動電話業(yè)務為主，擁有數(shù)量龐大的基站、鐵塔等資源，縣城及以上城市基站分布密集，一般基站相距在400-600m，完全能夠覆蓋絕大多數(shù)的寬帶用戶群體。因此，使用LMDS作為寬帶接入的手段，具有其他電信運營商無法比擬的優(yōu)勢：（1）在接入段不需要擁有大量的市政管理資源來敷設光纜等線路設施，能夠直接部署；（2）利用現(xiàn)有的大量GSM基站設施如鐵塔、電源、傳輸?shù)荣Y源，只需安裝LMDS無線收發(fā)設備，即可迅速為用戶提供業(yè)務，建設速度遠遠快于有線接入；網(wǎng)絡部署靈活，LMDS的系統(tǒng)容量可以通過改變扇區(qū)角度的大小靈活增減，系統(tǒng)擴容簡單，設備易于拆卸和安裝，有利于按照業(yè)務需求來改變網(wǎng)絡部署，從而節(jié)約設備投資；維護成本低，由于無有線傳輸線路，可大大減少維護工作量，縮小維護人員規(guī)模，節(jié)約維護成本。


　　寬帶業(yè)務的發(fā)展速度將是迅猛的，這是市場需求所決定的。盡管目前國內(nèi)寬帶業(yè)務市場還很不成熟，但積極關(guān)注和參與寬帶接入是十分重要的。中國移動除了要積極參與3G移動寬帶技術(shù)和業(yè)務的發(fā)展外，筆者認為，寬帶無線固定接入也將是中國移動新的、十分重要的市場切入手段，相信不久的將來，中國移動會成為中國寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務市場中的重要運營者。


　　摘自《現(xiàn)代通信》2002.5