寬帶固定無線接入技術及其比較

2019-11-05 02:18:32

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供稿：網友

　　　　100多年以來，電信網技術已發生了翻天覆地的變化，無論是交換還是傳輸，大約每隔10～20年就會有新的技術和系統誕生。然而這種迅速更新和變化只發生在電信網的核心，即長途網和中繼網部分。而電信網的邊緣部分，即從本地交換機到用戶之間的接入網一直是電信網領域中技術變化最慢、耗資最大、成本最敏感、法規影響最大和運行環境最惡劣的老大難領域。
　　
　　　　國際電聯標準部（ITU—T）根據近年來電信網的發展演變趨勢，提出了接入網的概念。
　　
　　　　從整個電信網的角度講，可以將全網劃分為公用網和用戶駐地網（CPN）兩大塊，其中CPN屬用戶所有，因而，通常意義的電信網指公用電信網部分。公用電信網又可以劃分為長途網、中繼網和接入網3部分。長途網和中繼網合并稱為核心網。相對于核心網，接入網介于本地交換機和用戶之間，主要完成使用戶接入到核心網的任務，接入網由業務節點接口（SNI）和用戶網絡接口（UNI）之間一系列傳送設備組成。
　　
　　　　然而近年來，以互聯網為代表的新技術革命正在深刻地改變傳統的電信概念和體系結構，隨著各國接入網市場的逐漸開放，電信管制政策的放松，競爭的日益加劇和擴大，新業務需求的迅速出現，有線技術（包括光纖技術）和無線技術的發展，接入網開始成為人們關注的焦點。在巨大的市場潛力驅動下，產生了各種各樣的接入網技術，然而至今尚無一種接入技術可以滿足所有應用的需要，接入技術的多元化是接入網的一個基本特征。接入技術可以分為有線接入技術和無線接入技術兩大類。
　　
　　　　骨干網的帶寬由于光潛的大量采用而相對充足，限制帶寬需求的主要瓶徑在接入段。光接入網是發展寬帶接入的長遠解決方案，但目前這種方式還存在工程造價太高，建設速度慢等缺點，而且對于部分網絡運行企業來說，不具備本地網絡資源，在這種情況下，要進入和占領接入市場，采用寬帶無線接入技術是一個比較合適的切入點。目前主要有四種寬帶無線接入技術：MMDS、 LMDS、直播衛星系統和不可見光纖無線系統。
　　
　　一、MMDS接入技術
　　
　　　　MMDS(Multichannel Microwave Distribution System )多路微波分配系統已成為有線電視系統的重要組成部分，MMDS是以傳送電視節目為目的，模擬MMDS只能傳8套節目，隨著數字圖像/聲音技術和對高速數據的社會需求的出現，模擬MMDS正在向數字MMDS過渡。美國的數字MMDS由于有31個頻點，可以傳送MPEG-2壓縮的上百套電視節目和聲音廣播節目。它還可以在此基礎上增加單向或雙向的高速英特網業務。
　　
　　　　MMDS的頻率是2.5～2.7MHz。它的優點是：雨衰可以忽略不計；器件成熟；設備成本低。它的不足是帶寬有限，僅200MHz。許多通信公司看中用LMDS技術來作為數據、話音和視頻的雙向無線高速接入網。但由于MMDS的成本遠低于LMDS，技術也更成熟，因而通信公司愿意從MMDS入手。它們正在通過數字MMDS開展無線雙向高速數據業務，主要是雙向無線高速英特網業務。
　　
　　　　最近，我國有的大城市已經成功地建成了數字MMDS系統，并且已經投入使用。不僅傳送多套電視節目，同時還將傳送高速數據，成為我國數字MMDS應用的先驅。數字MMDS不應該單純為了多傳電視節目，而應該充分發揮數字系統的功能，同時傳送高速數據，開展增值業務。高速數據業務能促進地區經濟的發展，同時也為MMDS經營者帶來更大的經濟效益。因為數據業務的收入遠高于電視業務的收入。
　　
　　二、LMDS接入技術
　　
　　　　本地多點分配業務LMDS (Local Multipoint Distribution Service) 工作在20~40GHz頻帶上，傳輸容量可與光纖比擬，同時又兼有無線通信經濟和易于實施等優點。
　　
　　　　LMDS基于MPEG技術，從微波視頻分布系統(Microwave Video Distribution System， MVDS)發展而來。作為一種新興的寬帶無線接入技術，LMDS為“最后一公里”寬帶接入和交互式多媒體應用提供經濟和簡便的解決方案，它的寬帶屬性使其可以提供大量電信服務和應用。
　　
　　一個完整的LMDS系統由四部分組成，分別是本地光纖骨干網、網絡運營中心(NOC)、基站系統、用戶端設備(CPE)。
　　
　　LMDS的特點是：
　　
　　　　1）LMDS的帶寬可與光纖相比擬，實現無線“光纖”到樓，可用頻帶至少1GHz。與其他接入技術相比，LMDS是最后一公里光纖的靈活替代技術。
　　
　?。?）光纖傳輸速率高達Gb/s，而LMDS傳輸速率可達155Mb/s，穩居第二。
　　
　　（3） LMDS可支持所有主要的話音和數據傳輸標準，如ATM、TCP/IP、MPEG-2等。
　　
　　（4） LMDS工作在毫米波波段、20~ 40GHz頻率上，被許可的頻率是24GHz、28GHz、31GHz、38GHz，其中以28GHz獲得的許可較多，該頻段具有較寬松的頻譜范圍，最有潛力提供多種業務。
　　
　　LMDS的缺點是：
　　
　　（1）傳輸距離很短，僅5～6Km左右，因而不得不采用多個小蜂窩結構來覆蓋一個城市。
　　
　?。?）多蜂窩系統復雜。
　　
　?。?）設備成本高。
　　
　?。?）雨衰太大，降雨時很難工作。
　　
　　　　目前LMDS基本上還處于試用階段，而不少的制造商則把為LMDS開發的技術使用到2.5～2.7MHz和3.4～3.6MHz頻率的產品上，出現了新一代的無線雙向寬帶接入技術。
　　
　　　　LMDS系統工作在10、24、26、28、31、38GHz頻段，在歐洲和北美已有多個頻段得到了批準和使用，在中國，LMDS頻率標準還未出臺，但24~26GHz、38~40GHz已被批準用于試驗。
　　
　　三、衛星通信接入技術
　　
　　　　在我國復雜的地理條件下，采用衛星通信技術是一種有效方案。在廣播電視領域中，直播衛星電視是利用工作在專用衛星廣播頻段的廣播衛星，將廣播電視節目或聲音廣播直接送到家庭的一種廣播方式。
　　
　　　　隨著Internet的快速發展，利用衛星的寬帶IP多媒體廣播解決Internet帶寬的瓶頸問題，通過衛星進行多媒體廣播的寬帶IP系統逐漸引起了人們的重視，寬帶IP系統提供的多媒體（音頻、視頻、數據等）信息和高速Internet接入等服務已經在商業運營中取得一定成效。由于衛星廣播具有覆蓋面大，傳輸距離遠，不受地理條件限制等優點，利用衛星通信作為寬帶接入網技術，將有很大的發展前景。目前，已有網絡使用衛星通信的VSAT技術，發揮其非對稱特點，即上行檢索使用地面電話線或數據電路，而下行則以衛星通信高速率傳輸，可用于提供ISP的雙向傳輸。
　　
　　　　衛星通信在Internet接入網中的應用，在國外已很廣泛，而我國也從1999年起，開始利用美國休斯公司DirecPC技術解決Internet下載瓶頸問題。另外，雙威通信網絡與首創公司已達成協議，雙方各自利用無線接入技術和光纜等專線資源，共同為用戶提供寬帶互聯網接入服務。這標志著衛星傳送已進入首都信息平臺。其上行通過現有的163撥號或專線TCP/IP網絡傳送，下行信息通過54MHz衛星帶寬廣播發送，這樣用戶可享受比傳統Modem高出8倍的速率，達到400kb/s的瀏覽速度、3Mb/s的下載速度，為用戶節省60%以上的上網時間，還可以享受寬帶視頻、音頻多點傳送服務。衛星通信技術用于Internet的前景非常看好，相信不久之后，新一代低成本的雙向IPVSAT將投入市場。
　　
　　四、不可見光纖無線系統
　　
　　　　不可見光纖無線系統是一種采用連續點串接網絡結構組成自愈環工作的寬帶無線接入系統，兼有SDH自愈環的高可用性能和無線接入的靈活配置特性，可應用于28GHz、29GHz、31GHz和38GHz等毫米波段。系統通路帶寬為50MHz，前向糾錯采用RS和格柵碼調制。當通路調制采用32QAM時，可以提供155Mb/s全雙工SDH信號接口,用戶之間通過標準155Mb/s, 1310nm單模光纖接口互連；當通路調制采用8psk時，可以提供兩個100Mb/s全雙工快速以太網信號接口，用戶之間通過標準100Mb/s,1310nm多模光纖接口互連。
　　
　　　　該系統不同于多點的LMDS，采用環形拓撲結構，當需要擴容時，可以分拆環或在POP點增加新環。系統的頻譜效率很高，運營者可重復使用一對射頻信道給業務區的所有用戶提供服務。該系統采用有效的動態功率電平調節和向前糾錯技術，具有優良的抗雨衰能力?？蔀橛脩籼峁拵nternet接入，增值業務，會議電視，遠程教學，VoIP，專線服務以及傳統的電話服務等，是一種在企事業市場上有競爭力的新技術。
　　
　　　　總的來看，寬帶無線接入技術代表了寬帶接入技術的一種新的不可忽視的發展趨勢，不僅敷設開通快，維護簡單，用戶較密時成本低，而且改變了本地電信業務的傳統觀念，最適合于新的電信競爭者與傳統電信公司和有線電視網絡公司展開有效的競爭，也可以作為電信公司和有線電視網絡公司有線接入的重要補充。

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