LMDS系統在寬帶無線接入技術的應用

2019-11-05 02:26:42

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供稿：網友

　　隨著通信和計算機技術的發展，信息產業在國民經濟中的作用日益突出，開展寬帶電信業務勢在必行。加快接入網的數字化、寬帶化和智能化建設，已經成為我國電信網建設發展的一項緊迫任務。近幾年出現的寬帶接入技術有高速數字環路（xDSL）、光纖接入（FTTH）、光纖同軸混合接入（HFC）和寬帶無線接入（LMDS和 MMDS）等。
　　
　　1　LMDS寬帶無線接入技術
　　*LMDS即本地多點分配業務，是一種能接入話音、數據和視頻等多種業務的寬帶點對多點接入系統。LMDS系統利用毫米波傳輸，工作在20-40GHz頻段上，可提供高達155.52Mbps的用戶接入速率，號稱是一種“無線光纖 ”的接入系統。此外，LMDS系統支持所有主要的話音和數據傳輸標準，如ATM、TCP/ip、MPEG-2等。
　　
　　*LMDS系統采用類似蜂窩式的結構配置，由一個或多個有理分布可覆蓋所需地域的基站組成，基站的收發信機經點到多點無線鏈路與服務區的固定用戶通信。每個基站都可支持4到24個獨立的扇區，并通過高速骨干鏈路連接至公共交換平臺上。
　　
　　LMDS系統分為用戶遠端站、基站、骨干網和網管中心四個部分，同時也可將這幾部分看成接入層、邊緣層和中心層的組合。接入層是用戶站接入業務處，在硬件上指用戶端設備，包括室外單元、網絡接口單元和調制解調模塊。邊緣層實現信號在骨干網和無線傳輸間轉換，并提供相應的QOS和COS，主要包括節點發送/接收無線單元和連接到ATM或L2/L3邊緣交換機的基本信道組。中心層經有效的傳送、交換和分配帶寬來優化成本，是采用SDH傳輸技術，ATM或IP或ATM+IP交換技術的交換平臺，提供與PSTN、INTERNET和其它專用網的互連接口。
　　
　　2　LMDS系統的典型應用
　　*在數據通信網中的應用：LMDS系統作為數據通信網的接入部分，起連接業務節點接口和用戶網絡接口的橋梁作用。此應用是傳統電信運營商在已有網絡的基礎上，作為光纖接入的補充手段，短期內滿足用戶對寬帶業務需求的有效方式。上海電信就相關技術進行了試驗。試驗網以正運行的上海ATM寬帶平臺為基礎，采用基于ATM信元復用的連續載波在基站和用戶站間的傳輸數據。試驗對視頻點播、會議電視和INTERNET接入等業務進行了測試，結果表明LMDS系統可作為寬帶ATM網一種靈活的接入方式，為寬帶用戶提供良好的服務。
　　
　　*在移動通信網中的應用：在GSM移動網中，基站控制器（BSC）經光纖與基站收發信號（BTS）相連，光纖雖具有帶寬的特點，但鋪設施工困難，不利于網絡拓撲結構的變化。采用LMDS系統實現BSC和BTS間的互連，既保留了光纖連接帶寬的的優點，又縮短了系統建設的周期，實現了BSC和BTS間的“軟連接”，并為網絡拓撲結構的進一步優化提供了便利。
　　
　　*構建本地信息環路：以LMDS系統的骨干網為基礎，采用合理的組網技術構建高速交換平臺，通過自己建設、網站鏡像或從外面引進信息等豐富本地信息業務，并租用電信部門出口線路實現本地環路與INTERNET的互連?？紤]到本地信息交換平臺需為用戶提供多樣化的服務，且未來網絡中的主要業務將來自IP，所以采用IP核心網，同時外加ATM交換層，即實現了與LMDS系統空中ATM接口的一致性，又有效支持各種類型的業務（如DDN、FRN等）。
　　
　　該應用常被人們稱為新興電信運營商的“絕活”。面對擁有大量基礎設施和用戶的老運營商，新興運營商采用LMDS技術，可以實現一次性投入少、開通快、組網靈活和擴容方便等優勢，LMDS系統的寬帶性和廉價性也符合目前用戶對寬帶業務的需求。西安移動通信分公司已就此進行了一系列的規劃和試驗，其目標是建設西安市公共網絡交換平臺和多樣化的本地信息平臺，一期工程采用四個LMDS基站覆蓋整個西安市，骨干網采用LMDS高速交換技術，解決了IP over ATM問題。采用LMDS核心即符合未來網絡業務IP主流化的趨勢，又能提供目前廣泛使用的DDN業務、幀中繼業務和各種ATM特定業務。根據預算，一期工程計劃投入200萬美元，而用戶需求調查表明在短期內即可接入企業用戶500點，個人用戶5萬戶，本地ISP網站20個，具有很好的經濟效益。
　　
　　*在廣播電視網中的應用：Celluar Vision公司在紐約建成了一個28GHz的LMDS廣播視像系統。該系統是目前世界上最成熟的LMDS系統，主要為用戶提供多頻道的電視節目，價格低于其競爭對手30％，到1997年底已擁有用戶12000個。此系統能提供48Mbps的下行數據速率，由于開通較早，系統本身是單向的，用戶需通過PSTN實現上行鏈路連接。現在利用LMDS系統構建本地交互式電視分配網在技術上已沒有任何問題。
　　
　　*構建綜合業務接入網：建設集話音、數據和視像于一體的綜合業務接入網，既符合“三網合一”的趨勢，又可滿足用戶對多媒體業務的需求。通常認為實現接入網的全光化（FTTH）是構建綜合業務接入網的最佳解決方案。但采用全光接入網在目前仍有很多困難，如光纖的建設和運營成本昂貴，光纖的鋪設涉及市政、交通和環境等方面等。在美國，目前460萬幢商業大樓中實現光纖到大樓的僅占1％?？梢娨獙崿FFTTH仍有很長的一段路。LMDS系統可支持的最高接入速率達155Mbps，能夠滿足用戶對通信帶寬日益增長的需求，而它啟動資金少，開通速度快和擴容靈活等優點對不具備光纖接入能力的運營商來講，無疑是和短期內拓展寬帶業務，滿足市場需求的有力手段。
　　
　　3　我國建設LMDS系統應注重的問題
　　用戶需求分析：我國目前電話和互聯網的普及率較低，用戶需求更多的是電話和視像業務，所以運營商應將其服務對象定位在為住宅用戶提供基本的話音和數據接入以及INTERNET接入。在西安市的調查結果表明，LMDS系統的用戶群體為個人用戶、企業用戶和寬帶多媒體用戶。其中個人用戶是主體，入網目的是接入INTERNET，速率要求為100kbps以上，對資費較敏感，能否為他們提供廉價而快速的INTERNET接入是運營商在這塊市場上能否成功的要害。企業用戶的需求集中在企業虛擬專網（VPN）和INTERNET接入上。他們對帶寬的要求非常高，通常在5Mbps以上，并需要使用ATM技術保證所需的QOS。多媒體用戶目前是一個較小的群體，在帶寬和延遲方面都苛刻的要求，接入方式為純ATM，這部分用戶數量雖少，但對整個網絡上的其他用戶具有很好的示范作用。
　　
　　設備選型分析：這里對美國p-com公司和加拿大NewBridge公司的產品做一番比較。P-COM公司的LMDS設備特點體現在無線傳輸上，如更高的發射功率和調制階數；直接支持ATM協議：同時提供FDMA和TDMA接入方式；提供自動發射功率控制等。但P-COM公司產品在網絡接口方面做理不夠，多種業務模塊有待開發。相對而言NewBridge公司的產品特點體現在網絡上，如基站本身具有交換功能，提供端到端的多種業務傳輸和多種接入方式以及跨平臺網管系統；基于ATM傳輸協議，支持動態占用帶寬等。業務接入模塊直接面向用戶，假如運營商不能提供用戶所需的接口，就會在競爭中失去用戶，所以我們傾向于NewBridge公司的LMDS設備。
　　
　　投資風險分析：LMDS系統的投資風險主要表現在技術和運營上。技術風險是目前我國無線頻率委員會尚未規定LMDS系統的使用頻點上。運營上的風險表現為兩個方面：（1）LMDS系統的商業運營時間很短，無確切的運營數據和經驗可尋；（2）LMDS系統采用較高頻段的微波，傳輸質量易受雨雪天氣的影響，全基站和用戶站之間只能進行視距傳輸。根據加利福尼亞洲LMDS系統傳播條件的研究表明，在一個小區范圍內有近35％的用戶處于陰影區，接收信號有困難。而目前我國正處于城市建設的高速發展中，很難保證基站和用戶站間的視距傳輸，給網絡的運營帶來了極大的壓力。
　　
　　4　結論
　　LMDS系統以其投資少、開通快、組網靈活和擴容方便等優點，成為近幾年來通信界研究和宣傳的新熱點。由于技術上的優越性和商業上的潛在價值，LMDS系統在未來的幾年中很有可能迅速崛起。作為一項新技術，要在全世界范圍推廣和普及，仍有很長的路要走，需在以下幾個方面做進一步的工作：
　　
　?。?）組織有實力的通信設備提供商進行LMDS系統要害技術的研究，非凡是毫米波收發技術和基于GaAs技術的毫米波集成電路，為開發低成本的LMDS收發信臺奠定基礎。
　　
　　（2）電信運營商和研究機構應在已有試驗網和商用網的基礎上，加大對LMDS系統的傳播環境和傳播條件的硬件，積累LMDS網絡的運營數據和經驗。
　　
　?。?）國家標準制定部門應盡快推出LMDS系統和MPLS技術的國家標準。
　　
　?。?）國家無線頻率委員會應盡早確定我國LMDS系統的答應工作頻點。

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