固定無線接入標準化應用及存在問題

趙蘋　信息產業(yè)部電信研究院通信標準研究所



　　摘要 文章首先介紹了固定無線接入技術的網絡結構、當前國內固定無線接入技術（按照頻段進行區(qū)分）的標準化情況、信息產業(yè)部無線電管理局對頻率分配和管制的情況以及3.5 GHz固定無線接入的招標情況；分析了固定無線接入的市場現(xiàn)狀，各運營商的業(yè)務需求和固定無線接入目前存在的一些問題，包括運營、市場和技術上的一些問題；最后介紹了固定無線接入的發(fā)展前景。


　　關鍵詞 本地多點分配業(yè)務 固定無線接入 頻譜


　　1 引言


　　作為寬帶接入的一種手段，固定無線接入目前得到了較快的發(fā)展。按照頻段區(qū)分，目前代表性的寬帶固定無線接入技術主要有高頻段（24 GHz以上）的本地多點分配業(yè)務（local multipoint distribution services，LMDS）技術、低頻段（3.5 GHz）固定無線接入和公用頻段（5.8 GHz）技術。隨著芯片技術的進步使得設備集成度提高，調制技術的發(fā)展使得設備調制效率提高以及軟件技術的發(fā)展，寬帶固定無線接入的通信質量大為提高，成本降低。無線接入技術的成熟對于新型的運營商來說，是一個契機，這些運營商由于沒有傳統(tǒng)的有線接入網，可以利用固定無線接入建立自己的接入網，實現(xiàn)全業(yè)務的接入。


　　2 固定無線接入的網絡結構


　　不同頻段的固定無線接入技術的組網均采用一種類似蜂窩的服務區(qū)結構，將一個需要提供業(yè)務的地區(qū)劃分為若干服務區(qū)，每個服務區(qū)內設基站，基站設備經點到多點無線鏈路與服務區(qū)內的用戶端通信。固定無線接入系統(tǒng)一般由中心站、終端站和網管系統(tǒng)三大部分構成，特殊情況下在中心站和終端站之間可以通過接力站進行中繼。與終端站相接的用戶（通過UNI）可以是單個的用戶終端(TE)，也可以是一個用戶駐地網（CPN）。根據不同的需求，遠端站可以有不同的配置，例如提供不同的用戶側業(yè)務接口（2 048 kbit/s接口，POTS接口，10/100Base-T接口等）；中心站可以根據上聯(lián)的網絡和業(yè)務需求，配置不同的接口，例如ATM接口、2 048 kbit/s接口、10/100Base-T接口和V5接口等。


　　3 固定無線接入技術的標準化


　　當前在中國已經有行業(yè)標準對3.5 GHz固定無線接入和26 GHz的LMDS固定無線接入進行了規(guī)范，5.8 GHz固定無線接入的行業(yè)規(guī)范正在啟動之中。


　　標準規(guī)定3.5 GHz固定無線接入系統(tǒng)應采用FDD方式，其工作頻率為：終端站發(fā)射頻段為3 400～3 430 MHz，中心站發(fā)射頻段為3 500～3 530 MHz，同一波道發(fā)射頻率和接收頻率之間的間隔為100 MHz。3.5 GHz固定無線接入系統(tǒng)可采用的波道配置方案有4種，基本信道帶寬分別為：1.75 MHz、3.5 MHz、7 MHz、14 MHz。


　　3.5 GHz無線接入系統(tǒng)由4部分組成：中心站、終端站、接力站和網管系統(tǒng)，其中中心站一般是多扇區(qū)的。3.5 GHz固定無線接入系統(tǒng)覆蓋范圍一般可以達到7～8 km，屬于準視距傳輸。從業(yè)務能力來看，主要提供數(shù)據、話音等業(yè)務，還可以用于各種移動網絡的移動基站的互聯(lián)。3.5 GHz系統(tǒng)工作在3.5 GHz頻段，該頻段傳輸性能較好，覆蓋范圍廣，技術比較成熟，抗雨衰能力較強；由于該頻段的頻譜資源較少，只有30×2 MHz的帶寬，只能傳輸中低速率，主要用于企業(yè)客戶。


　　根據26 GHz LMDS的行業(yè)標準，系統(tǒng)采用FDD方式（現(xiàn)在也出現(xiàn)了以TDD作為雙工方式的26 GHz LMDS，但是由于信息產業(yè)部無線電管理局（以下簡稱無線電管理局）沒有分配相應的頻率，因此本文只介紹FDD方式），其工作頻率為：中心站發(fā)射頻段為24 507～25 515 MHz，終端站發(fā)射頻段為25 757～26 765 MHz，同一波道收發(fā)頻率間隔為1 250 MHz。26 GHz LMDS可以采用4種波道配置方案，基本波道帶寬為：3.5 MHz、7 MHz、14 MHz和28 MHz，可以根據具體業(yè)務需求將基本信道合并使用。


　　LMDS的組成與3.5 GHz一致。該系統(tǒng)頻譜資源比較多，可以傳輸較高的速率，可提供很寬的帶寬（達1 GHz以上），因此LMDS具有更高帶寬和雙向數(shù)據傳輸?shù)奶攸c，可以提供多種寬帶交互式數(shù)據業(yè)務及話音和圖像業(yè)務。LMDS是面對用戶服務的系統(tǒng)，特別適用于突發(fā)性數(shù)據業(yè)務和高速Internet接入，但是由于工作在較高的頻段（24～39 GHz），受氣候影響大，抗雨衰性能較差，因此技術較復雜，成本較高。


　　5.725～5.85 GHz頻段是2003年7月2日信息產業(yè)部剛剛批準的點對點或點對多點擴頻通信系統(tǒng)、高速無線局域網、寬帶無線接入系統(tǒng)、藍牙設備及車輛無線自動識別系統(tǒng)等無線電臺站的共用頻段，原則上用于公眾網無線接入通信，運營企業(yè)只要取得相應的基礎電信業(yè)務經營許可即可。但由于5.8 GHz不光是可以用于固定無線接入，還可以用于其他幾種場合，各種5.8 GHz系統(tǒng)之間可能存在干擾，因此對于這個頻段的規(guī)劃和使用，除了考慮其他的固定無線接入必須考慮的技術問題，還應對當?shù)氐目罩袩o線電進行測試，以免出現(xiàn)強烈的干擾。


　　4 固定無線接入頻譜分配管制及招標應用


　　目前中國對固定無線接入的頻率分配采用評選（招標）方式，由政府部門直接指配頻率的方式已不適應通信業(yè)務發(fā)展、頻率有效利用和競爭的需要。無線電管理局已經對3.5 GHz和26 GHz頻段的頻率進行了分配。


　　4.1 3.5 GHz一期招標及建設回顧


　　信息產業(yè)部于2001年6月對南京、廈門、青島、武漢、重慶5個城市行政區(qū)域進行了3.5 GHz頻段固定無線接入系統(tǒng)頻率使用權(第一批)的招標試點。3.5 GHz一期招標采用的是2：3：4的頻分方案，即以3.5 MHz為單位，在每個城市共分出7 MHz、10.5 MHz、14 MHz小中大三段頻段，以形成三家運營商競爭的局面。但由于許多大的運營商在投標的時候都只考慮14 MHz頻段，競爭過于集中，造成青島出現(xiàn)了一個廢標。同時，從技術上看，7 MHz的頻段太窄不好利用，一些中小運營商得到此頻率后也比較難開展相關的業(yè)務。圖1給出了2001年3.5 GHz固定無線接入的招標結果，中國移動和中華通信獲得了第一期所有5個城市的各一個標的，中國衛(wèi)通、普天、三江航天和廈門金橋各得到一個標的。
一期建設情況是中國移動和中華通信的投資比例最大，大概是總投入的70%，其中中華通信的投資達到了50％，這與中華通信對自身的定位有關系，其主要業(yè)務是做IP接入，它希望以無線接入為切入點，作為國內主要的寬帶接入運營商。中國移動的投資相對小一些，其主要是將無線接入用于移動基站的互聯(lián)。其他幾個運營商由于只有一個城市的建設和經營權，因此投入不是很大。






　　4.2 3.5GHz二期招標情況


　　2003年2月底，信息產業(yè)部發(fā)布了3.5 GHz二期招標結果。此次招標是就32個城市的 3.5 GHz頻段固定無線接入系統(tǒng)使用頻率擴大招標。根據一期的經驗，此次將30 MHz左右的頻段一分為三，每個頻段10.5 MHz。運營商可以根據自己的需求投標自己所需的頻段，這樣也杜絕了廢標的產生。二期招標結果是中國電信、中國網通、中國移動、中國聯(lián)通、中國衛(wèi)通、中國鐵通、中華通信、中信網絡和金橋網絡等9家企業(yè)獲得了相應城市固定無線接入頻率的使用權。具體數(shù)量見圖2所示，其中中華通信獲得了25個，中國聯(lián)通為23個，中國網通獲得了南方地區(qū)的主要城市，中國電信獲得了天津、沈陽在內的9個北方城市。此次中國鐵通比較失意，想利用3.5 GHz無線接入解決放號問題的規(guī)劃也就此終結。






　　4.3 26 GHz的本地多點分配系統(tǒng)頻率分配


　　目前信息產業(yè)部已經正式批準中國移動、中國聯(lián)通、中國電信和中國網通四家運營商開展26 GHz LMDS接入網業(yè)務的運營。在此之前，中國聯(lián)通、中國網通、中國移動已建設了26 GHz LMDS實驗局，獲得了很多經驗。無線電管理局目前還在根據各個運營商上報的試點城市進行頻率分配。


　　4.4 5.8 GHz頻率分配


　　5.8 GHz是一個共用頻段，無需分配頻率，對于固定無線接入這種模式還沒有真正的大規(guī)模商用，但是一些運營商，如中國鐵通和中國網通已在考慮將這個頻段用于寬帶接入。


　　4.5 市場現(xiàn)狀


　　3.5 GHz二期招標結果的發(fā)布標志著固定無線接入正式進入了寬帶市場的激烈競爭之中，無論是從3.5 GHz一期的建設情況來看，還是從二期各運營商的選型測試來看，目前設備提供商都比較多，如Airspan、奧維通、中興、瑞瀾公司、VYYO等。而且都能提供比較全面的設備類型，既有提供全業(yè)務的系統(tǒng)，也有提供IP業(yè)務的系統(tǒng)，適應不同運營商、不同業(yè)務的需求。26 GHz LMDS的設備提供商也比較多，有P-COM、愛立信、奧維通、Airspan等，可以選擇的設備類型也比較豐富。5.8 GHz的廠商也比較多，但是由于沒有相關的標準，目前5.8 GHz固定無線接入系統(tǒng)設備不如3.5 GHz和26 GHz成熟，主要提供的業(yè)務類型是IP業(yè)務，一般不支持全業(yè)務。


　　從目前的情況來看，中國聯(lián)通的3.5 GHz的業(yè)務模式以視頻會議為主。對于中國移動來說，目前主要的業(yè)務需求還是和一期一樣，用于基站電路的互聯(lián)和解決CMnet網絡的落地。對于3.5 GHz一期和二期招標的最大贏家——中華通信來說，主要業(yè)務模式就是IP接入，向客戶提供基于IP的各種業(yè)務，例如企業(yè)VPN、接入因特網、局域網互聯(lián)等。對于中國電信和中國網通來說，都將無線接入作為進入對方接入市場的一種最快的手段，其主要的業(yè)務就是提供電話和IP接入。


　　不同的運營商網絡不同，業(yè)務范圍不同，面對的用戶群也不同，設備商需要了解運營商的網絡情況、發(fā)展思路、服務對象，幫助運營商找到合理的盈利模式。


　　5 目前存在的問題


　　對于寬帶無線接入來說，目前最主要的問題就是建立一個良性的固定無線接入產業(yè)鏈。一個好的產業(yè)鏈由許多因素構成，并且這些因素之間的制約關系十分復雜，例如市場信心和市場規(guī)模決定設備成本，反過來，設備成本又決定運營收益，收益又決定投資回報期，而這個時間的長短反過來又影響了整個市場的規(guī)模和信心等。但是無論如何業(yè)務決定了運營期間是否能夠盈利，業(yè)務決定了技術方案，業(yè)務才能帶動整個產業(yè)健康循環(huán)。目前整個業(yè)務可以分成兩類：電路（TDM）業(yè)務和IP寬帶接入業(yè)務。對于電路業(yè)務來說已經有了較好的運營模式，但是對于IP寬帶接入業(yè)務來說，并沒有比較成功的運營模式。雖然IP寬帶業(yè)務，可以向用戶提供IP電話、作為話吧和網吧的接入，還有向企業(yè)提供VPN服務，這些業(yè)務還不是很豐富，不能達到豐厚的盈利。目前最為重要的是，由于沒有一個運營商已經建立了一個非常完善的IP寬帶業(yè)務平臺，固定無線接入作為寬帶接入技術的一種，為了不重蹈有線寬帶網絡的“泡沫”，應該建立一個可運營的寬帶盈利模式。


　　導致目前寬帶業(yè)務發(fā)展困境的一個重要因素就是沒有應用，沒有合理的網絡資費。因此除了建立一個可運營、可管理的寬帶接入網絡外，必須建立一種使運營商和內容提供商能夠緊密合作，實現(xiàn)雙贏的運營機制。首先，應該由寬帶運營商建立一個完善的寬帶業(yè)務平臺，實現(xiàn)集中的業(yè)務管理、用戶管理、計費管理和財務管理；其次，就是內容提供商將應用系統(tǒng)接入寬帶業(yè)務平臺，并且依托該平臺為用戶提供服務；第三，就是由寬帶運營商負責業(yè)務推廣和用戶發(fā)展，內容提供商集中精力進行業(yè)務開發(fā)、制作、維護和支持；第四，就是所有的寬帶服務通過寬帶運營商統(tǒng)一出口給用戶，集中受理；第五，內容提供商和寬帶運營商分別對用戶所享受的服務進行計費，或者利用寬帶運營商統(tǒng)一的計費平臺進行計費，最終由寬帶運營商統(tǒng)一向客戶收取費用，然后按照一定比例和內容提供商進行分成。


　　除了運營問題之外，固定無線接入技術的成熟性和成本也是決定它能否大規(guī)模商用，并且獲得很好的收益的一個重要因素。對于3.5 GHz固定無線接入來說，可用的頻段較少，系統(tǒng)容量不是很大，但是技術成熟，設備成本較低，設備供應商也較多，有一定的競爭力。對于26 GHz LMDS來說，由于工作在較高的頻段，因此抗雨衰的能力不是很好，是一個視距系統(tǒng)，應選擇比較適合其特點的地域開展業(yè)務，同時雖然目前基于FDD系統(tǒng)的技術比較成熟，但是成本還是比較高，覆蓋范圍比較小，影響了它的適用范圍。對于5.8 GHz固定無線接入來說，5.8 GHz是一個公共頻段，可以支持幾種應用模式，在考慮使用這個頻段作為固定無線接入手段的時候，最需要考慮的就是抗干擾能力，很多5.8 GHz的點到點微波系統(tǒng)已經在使用，并且絕大部分都是使用擴頻系統(tǒng)；另外，由于沒有對5.8 GHz進行頻率規(guī)劃，不同運營商的5.8 GHz系統(tǒng)之間也會產生較大的干擾，因此5.8 GHz固定無線接入應首先考慮如何避免這些干擾。


　　另外，固定無線接入系統(tǒng)應提供QoS管理和用戶管理，這樣才能保證運營服務質量，但目前在這方面尚需進一步完善。




參考文獻


1 YD/T1158-2001.接入網技術要求——3.5GHz固定無線接入


2 YD/T 1186-2002.接入網技術要求——26GHz LMDS本地多點分配系統(tǒng)




----《電信科學》