接入網絡：大有作為的無線接入網

2019-11-05 02:41:43

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供稿：網友

　　現代通信是朝著數字化、個人化、綜合化(多媒體)、智能化、風格化發展，并且，要實現電話網、數據網、圖像網三網合一。不論何種通信業務，不論是何種網絡，最終是要把信息傳送到用戶，也就是說，無論是傳統電話、ip電話，還是各種各樣的數據或視頻通信，都有一個共同的問題，那就是如何接入到用戶。
　　
　　1.無線接入網
　　眾所周知，本地交換機(端局機)至用戶之間的線路，叫本地環路(用戶環路呀用戶線)。這線路要占市話網投資50%以上甚至還多，而引起的故障卻占70%以上，而傳統上是用雙絞銅線，只能傳話音和低速數據，這本地環路已成為現代高速通信發展的“瓶頸”。
　　
　　ITU-T在建議G963中，建議提出接入網AN(access Network)新概念：“由于現有的本地網絡上處于向其他的交換與傳送技術的演變之中，需要引進一個新的概念，這就是接入網”。
　　
　　ITU-T在1995年7月對接入網定義為：“用戶接入網是由業務節點接口和相關用戶網絡接口之間的一系列傳送實體(諸如線路設施和傳輸設施)所組成的為傳遞電信業務提供所需傳送承載能力的實施系統”。接入網包括傳輸系統、復用設備、用戶與網絡接口設備以及數字交叉連接設備等。
　　
　　接入網可以部分(主分線器或分線器至用戶)或全部(端局機至用戶)替代本地環路，所以，有人把接入網稱為本地環路。接入網接傳輸介質分為有線接入網和無線接入網。有線接入網最早用線纜接入，后來用光纖與同軸混合接入(HFC)、光纖接入和XDSL(HDSL、ADLS)等。
　　
　　無線接入網是大有作為的。因為它組網靈活、擴容方便、維護費用和運營成本低、安裝快捷、系統簡單、覆蓋范圍廣，可適用于市區、市郊、農村(包括沙漠、海島、高原等地形)。而且，可靠性和話音質量都很好。所以，無線接入網可以替代本地環路，可以用于有線鋪設極困難的地方。更為重要的是，要實現任何人能隨時隨地不受時空限制與世界上其他任何人進行通信(個人通信)，沒有無線接入網是不可能實現的。
　　
　　無線接入網是用無線通信系統全部或部分替代傳統的本地環路，所以，無線接入網又稱為無線本地環路WLL(Wireless Local Loop)或無線用戶系統WSS(Wireless Subscriber System)。無線接入網按用戶終端分為固定無線接入網FWA(Fixed Wireless Access)和移動無線接入網MWA(Mobiled Wireless Access)。在固定無線接入網中，用戶終端固定或只是在辦公室、會議室或家中等場所作有限移動。相反，在移定無線接入網中，用戶終端是移動的。固定無線接入不需要移動控制和越區切換功能，從而節省投資，相應地，固定無線接入網被大量使用，有的文章索性只提及FWA。
　　
　　2.無線接入網組成
　　一般來說，無線接入網是由網絡治理系統NMS(Network Management System)、基站控制器(Base Station Contriller)、基站BS(Base Station)和用戶站SS(Subscriber Station)組成。用戶站也稱為無線網絡終端RNT(Radio Network Terminal)。也可以不把NWS歸入系統之中。
　　
　　NMS是一個操作維護中心，負責無線接入系統的設備故障診斷和操作維修，網絡操作與網絡治理，為網絡治理與規劃提供數據及統計。BSC是實現有線與無線信令代碼的轉換，提供與交換機、網絡治理系統、基站的接口，并對無線信道的分配進行控制，并對基站監測，一個BSC可以控制多個BS(基站)，BSC可以安裝在電話交換局內，也可以安裝在電話交換局外?；綛S由收發信機和控制單元組成，通過無線接口與用戶站SS連接，通過有線或無線鏈路與控制器BSC相連接，并完成無線接口的認證和保密、無線資源治理和用戶單元登記、路由選擇等多種功能，一個基站覆蓋半徑可以是500米至50米(微區)或500米到5公里(微區)，也可以是5公里到50公里(宏區)，這決定所采用的接入方式。用戶站是一個無線網絡終端，它提供電話、數據、傳真等標準接口，而與基站是通過無線接口相連接。用戶站分為單用戶站和多用戶站兩種，用戶站與用戶終端相連，用戶終端可以是固定用戶(雙音頻電話機、計算機、傳真機等)，也可以是手機，用戶終端是手機時，用戶終端也就是用戶站。需要指出的是，雖然無線接入系統是由四部分組成，但是，不同廠家提供的系統在結構上是不同的，就是同一廠家按接入方式不同推出的系統也是有差別的。
　　
　　無線接入網按傳輸速率可分為窄帶無線接入網(數據速率低于64kb/s)，中寬帶無線接入網(數據速率大于64kb/s而小于2Mb/s)和寬帶無線接入網(數據速率大于2Mb/s)。窄帶和中寬帶無線接入是基于電路交換的，它們的系統結構是很類似，并且用圖一可以代表，而寬帶無線接入是基于分組交換的，是一點到多點的結構。
　　
　　3.無線接入網的接口
　　對于一個無線接入系統是存在多種接口，那就是交換機與基站控制器接口，基站控制器與基站的接口，基站與用戶站的接口，用戶站與用戶終端的接口，還有基站控制器與網絡治理系統的Q3接口。
　　
　　本地交換機與基站控制器的連接，物理上可以采用雙絞銅線、同軸電纜、微波線路或光纖等，其接口方式目前有兩種，一種是用戶線接口方式(Z接口)，另一種是數字中繼線(E1)接口方式(V5接口)，Z接口是簡單、靈活、可與各種交換機接口，V5接口把交換機與接入設備之間的摸擬連接改變為數字連接，V5接口具有開放性，可解決過去的設備費用高、數字業務發展難的缺點。V5接口可以支持多種接入，包括支持綜合業務。
　　
　　表1 V5.1和V5.2?比較
　　V5.1　　　　　　　　　　　　　　　　　　V5.2
　　1條E1(2048kb/s)鏈路　　　　　　　　　　1至16條E1鏈路
　　E1時隙與業務通道一一對應，無集成功能　　　　時隙動態分配，支持集成功能
　　不支持ISDN-PRA接入　　　　　　　　　支持ISDN-PRA接入
　　無故障鏈路切換保護　　　　　　　　　有故障鏈路切換保護
　　只對單路治理　　　　　　　　　　　可對多路治理
　　V5接口是1993年由ETSI頒布，1994年ITU定義V5接口分為V5.1和V5.2。V5是建立在E1接口基礎上，用一個時隙傳送公共控制信號，其他時隙傳業務信號。V5.1由單個2048kb/s鏈路構成，V5.2由1-16個2048kb/s鏈路構成(表一)。V5支持的業務有電話、ISPN和專用線業務等。
　　
　　基站控制器與基站之間的接口，物理上可用雙絞銅線、同軸電纜、光纖等，而不同的產品采用不同協議，大多數為專用協議，基站與用戶站之間采用無線全雙工通信方式，即用頻分雙工(FDD)和時分雙工(TDD)，它們的接口是空中接口，包含無線接口、信令與語言編碼及傳輸內容，而無線空中接口包括無線頻道劃分、無線調制方式、多址雙工方式、發射功率及控制等?？罩薪涌谑请S著采用無線接入方式不同而相異。用戶站與用戶終端的接口是采用標準的與PSTN用戶線接口，也就是滿足Z接口標準接口和T接口標準。應該指出，在無線接入網的多種接口中，V5接口和空中接口是極為重要的。
　　
　　4.接入方式
　　ITU-T于1995年定義無線接入網，所以，有人就認為“無線接入網市場從1996年起動”,其實不然。早在70年代就有一點多址的無線接入系統，即被稱為第一代系統。時至今日，無線接入網的接入方式有多種，原則上可以說，各種現有的無線通信方式均可作為無線接入方式，但是，現有的無線通信方式都不具備V5接口，而又不能提供與有線接入一樣的話音質量，所以，往往不能直接用于無線接入，而必須加以改造或專門設計，專門設計制造的無線接入網稱為專用無線本地環路，用戶是固定的，這個系統稱固定無線接入網，朗訊(現AT&T)的WSS系統、阿爾卡特的A9500系統、大唐集團的WL-3.0系統和DSC采用CDMA技術的Airspan系統屬于此類。第二類是由原來的通信系統改造(即簡化)而來，不論是專門設計還是簡化原來的系統，所用的無線技術(即接入方式)大致有：
　　
　　(1) 利用跳頻技術。以色列TADITAN Telecommumicatons Ltd.推出的Multi Gain Wireless系統是代表性的用跳頻技術的無線接入系統。系統工作頻率為900MHz至2.7GHz，覆蓋范圍為500米(全向)至10公里(扇形)。
　　
　　(2) 利用微波技術。常用一點多址技術，屬于固定無線接入，系統由連接本地交換機的中心站、外圍站和中繼站組成。產品有加拿大的SR-500、ALcatel的A9800、NEC的DMMSS，大唐集團的PMP1560等。系統工作頻率1.5GHz 、1.9GHz和2.4GHz，覆蓋范圍可以是5-60公里，也可以是600公里(通過中繼站)。
　　
　　(3) 利用衛星通信技術。衛星通信是利用衛星作中繼，（圖略）按衛星軌道分有靜止軌道衛星(GEO)通信，中軌道衛星(MFO)通信和低軌道衛星(LEO)通信，而按地球站天線直徑分為A站、B站、C站和E站及甚小口徑地球站VSAT(Very Small Aperture Terminal)。VSAT系統由VSAT主站、衛星和VSAT站組成，VSAT主站作基站用并兼網絡治理中心，VSAT站作用戶站用，目前全球已建成180多個VSAT系統，我國有70多個VSAT系統。休斯網系統公司的Direcpc是典型的利用VSAT系統作接入。衛星通信工作頻率有C波段(如4/6GHz)、Ku波段(如11GHz/14GHz)、Ka波段(如20/30GHz)，衛星通信有許多特點，如對距離和氣象條件不敏感和覆蓋面大。
　　
　　(4) 基于蜂窩技術。用模擬(AMPS NMT、 ETACS)和數字蜂窩(GSM800，DAMPS，CDMAONE，PDC等)技術中任何一種經過簡化均可以構成無線接入網，可以是直接接入PSTN交換機的固定網，如諾基亞的GSMWLL系統，也可以是通過移動交換機接入PSNT的移動網，如北電網絡的ProximityG900，還可以是混合網，如Motorola的CDMA WILL系統，CDMA 無線接入有優越性，所以基于CDMA的無線接入系統較多，聞名的系統除Motorola的CDMA WLL系統外，有AT&T公司的Airloop系統，DSC公司的AIRSPAN系統，Qualcomm公司的QCTEL、Granger公司的CD2000等。
　　
　　(5) 采用大區制技術。大區制技術有功率大、覆蓋范圍大、系統投資少等特點，用大區制技術構成的無線接入網可用于人口分散的地區，AT&T的WSS是采用大區制技術的無線接入系統，WSS使用AMPS頻段是支持

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