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摘要：本地多點分配系統(tǒng)（LMDS）利用點對多點的覆蓋，可實現(xiàn)包括高速因特網接入、電路（TDM）/電路仿真業(yè)務（CES）、虛擬專用網和VoIP等多種寬帶固定無線接入應用。本文介紹了該業(yè)務的技術特點、系統(tǒng)組網結構、服務范圍及業(yè)務運營前景。
關鍵詞：寬帶固定無線數(shù)據(jù)接入、技術特點、組網結構、運營前景
1 無線接入技術概述
目前有線數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)占據(jù)數(shù)據(jù)接入業(yè)務的大多數(shù)市場份額。與有線數(shù)據(jù)接入相比，一方面，無線數(shù)據(jù)接入技術傳輸帶寬受頻率資源限制，穩(wěn)定性受氣侯影響，具有它的不足之處；另一方面，無線數(shù)據(jù)接入具有有線數(shù)據(jù)接入無法比擬的優(yōu)勢，尤其是近期發(fā)展起來的寬帶固定無線數(shù)據(jù)接入業(yè)務更是被眾多運營商看好。首先，寬帶固定無線接入系統(tǒng)建設速度快，又可以按需安裝，這大大減低了運營商的投資風險，而其它諸如cable接入、以太網接入等有線數(shù)據(jù)接入方式要求運營商在初期大規(guī)模投入，建設或改造現(xiàn)有有線網絡，投資風險很大；其次，對于ＡＤＳＬ方式，由于基于雙絞線的網絡技術，目前的有效長度只有3~4公里，直線距離則更短一些，大對數(shù)電纜內選線利用率較低，部分線路尚且涉及技術改造。因此寬帶無線接入組網方案在數(shù)據(jù)運營領域的份額將會急劇提升，就如同現(xiàn)網的移動電話業(yè)務與固定電話業(yè)務相比。很可能在不遠的將來，方便快捷的無線數(shù)據(jù)會部分取代現(xiàn)有的有線數(shù)據(jù)業(yè)務，最終組建并實現(xiàn)寬帶無線IP多媒體業(yè)務。
2 LMDS系統(tǒng)簡介
隨著個人通信業(yè)務的發(fā)展，由WAP、GPRS、WLAN等技術帶動的無線因特網已全面啟動，而且其增長速度將遠遠超過當年的有線因特網�，F(xiàn)在，人們對無線因特網帶寬需求的進一步提高，寬帶固定無線接入技術正日益被人們所關注。目前的寬帶固定無線接入系統(tǒng)稱本地多點分配接入系統(tǒng)ＬＭＤＳ（Local Multipoint Distribute Systern）。ＬＭＤＳ從所使用的頻帶上看分為兩類，一類是占用３．５ＧＨｚ、５．８ＧＨｚ、１０．５ＧＨｚ等較低頻段的系統(tǒng)，另外一類是占用２６ＧＨｚ、２８ＧＨｚ、３８ＧＨｚ等高頻段的系統(tǒng)。低頻段無線接入系統(tǒng)的特色在于受雨雪等氣侯影響小，覆蓋范圍一般在8~１０公里以上，但是帶寬較小；高頻段無線接入系統(tǒng)的特色在于可用帶寬較大，但覆蓋范圍一般在3~５公里以內，適合商務熱點地區(qū)的使用。
LMDS組網靈活方便、使用及維護成本相對較低，是一種非常有前途的寬帶固定無線接入解決方案，其主要技術特點如下：
2.1 頻率資源豐富
由于20GHz以上的頻率資源極為豐富，因此在頻率資源的保證下，LMDS理論上可以提供所有業(yè)務，并可以支持所有的話音和數(shù)據(jù)傳輸標準。
2.2 蜂窩式覆蓋
LMDS系統(tǒng)應用的特點是采用多個類似蜂窩的小區(qū)結構實現(xiàn)城域覆蓋，每個蜂窩站的覆蓋區(qū)為2～10公里，覆蓋區(qū)可相互重疊。每個小區(qū)由一個中心站（CS）和可多達上百的終端站（TS）組成。每個小區(qū)通常分成若干個扇區(qū)，每個扇區(qū)可根據(jù)容量、帶寬的需求可配置若干個載頻。同時，依靠合理的頻率規(guī)劃，在多個小區(qū)之間實現(xiàn)頻率復用可大大減少對頻率資源的需求，明顯提高LMDS系統(tǒng)的容量。
2.3 調制手段靈活
目前LMDS系統(tǒng)中的調制方式有三種，QPSK(4QAM)、16QAM和64QAM，它們在LMDS系統(tǒng)中的應用特點如表1所示：
由上表可以看出ＱＰＳＫ和１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭ調制技術各有優(yōu)缺點，調制效率的提高要求解調信噪比也相應提高，這會減小系統(tǒng)的有效覆蓋范圍。因此在制定具體方案時要根據(jù)實際情況來擇優(yōu)選用。目前還出現(xiàn)了自適應調制技術，使得寬帶無線接入系統(tǒng)可以根據(jù)當前通信環(huán)境的信噪比情況自動設定調制方式，使系統(tǒng)能更好的適應傳輸環(huán)境的變化，保持無線通信鏈路的通暢；某些先進的系統(tǒng)甚至支持在同一無線鏈路中，針對不同的用戶時隙設定不同調制方式的新技術，這樣的寬帶無線接入系統(tǒng)既能兼顧與中心站相距較遠的用戶接入（比如可以采用ＱＰＳＫ），又可以兼顧近距離用戶的高容量需求（比如采用６４ＱＡＭ）。
2.4 使用了先進的動態(tài)帶寬分配技術
由于LMDS支持動態(tài)帶寬分配（DBA）和超額預定（Overbooking）技術，使得LMDS系統(tǒng)帶寬的利用率成倍增加同時，仍然能保證用戶的服務質量（QOS）。一般情況下，在應用動態(tài)帶寬分配和超額預定功能前，每個用戶只能享用固定帶寬 （即實際帶寬 = MCR）；而應用動態(tài)帶寬分配后，引入了峰值速率（PCR），可以使用戶得到比保證速率（MCR）更高的帶寬（MCR ≤ 實際帶寬 ≤ PCR），在減少用戶IP包傳輸時延的同時，也提高了網絡整體帶寬的利用率；應用超額預定后，可以大大節(jié)省帶寬，提高系統(tǒng)的用戶接入總數(shù)，用戶仍然得到比保證速率（MCR）更高的帶寬（MCR ≤ 實際帶寬 ≤ PCR）。
總的來說，LMDS接入技術增加了對最終用戶的服務質量（QOS）的保障，和普通LAN接入相比，可以大大提高用戶滿意度，從而增強市場競爭力。
2.5 接口類型豐富
LMDS可支持ATM、TCP/IP、MPEG2等標準，支持10/100Base-T、T1/ E1、X21、OC-3/ STM-1、BRIISDN(2B+D)、POTS(analog)等多種用戶接口類型。考慮到用戶需求的多樣性，LMDS系統(tǒng)可在同一終端站提供不同的用戶接口，如一個終端站內設備同時可提供2個10BaseT接口，2個E1接口等。
2.6 提供業(yè)務種類多
LMDS系統(tǒng)不僅可提供低速、中速和高速數(shù)據(jù)（IP、FR、ATM）業(yè)務：包括高速因特網接入、虛擬專用網和VoIP等多種應用；還可提供電路（TDM）/電路仿真業(yè)務（CES）：包括高質量的話音服務、電路專線、PBX接入、移動基站互連、ISDN等多種應用。它可在覆蓋范圍內實現(xiàn)點對多點雙向傳輸話音、視頻和圖像信號等多種寬帶交互式數(shù)據(jù)及多媒體業(yè)務。LMDS能提供模擬和數(shù)字視頻業(yè)務、 實時影像新聞服務、網上金融交易服務、網上銀行（投資理財）服務、網上視頻教學、網上醫(yī)療服務/醫(yī)療教學、高清晰視頻點播服務、網絡視頻會議、可視電話、信息廣播技術、快速全面的軟件服務（軟件下載和各種ASP應用）、語音影象Email服務、高速網站鏡像服務及更加豐富的商品宣傳業(yè)務。它的服務范圍主要考慮政府機構辦公樓、寫字樓、大型企業(yè)、高新技術企業(yè)所在地、星級酒店（主要考慮會議、會展、客戶信息服務等）、住宅區(qū)、娛樂場所。
2.7 網絡建設投資少，開通快，運營成本低
據(jù)一般估算，由于節(jié)省了中間介質的投入，其投資要比建立光纖接入低20％左右，可以在極短的時間內開通。網絡擴容也十分方便，可減少設備的初次過量配置，組網機動靈活且易于管理。而且，LMDS系統(tǒng)建設周期短，數(shù)據(jù)傳輸質量高，其信號質量與可靠性與其它技術相比甚至更好。尤其適用于光接入網因用戶密度或成本原因而不經濟的地區(qū)。此外，LMDS系統(tǒng)的用戶端設備相對簡單、易于安裝，也是該技術的一個明顯優(yōu)勢。
3 LMDS系統(tǒng)的組網結構
LMDS系統(tǒng)一般采取一種點到多點的拓撲結構，其主要系統(tǒng)構成為CS（包括中心控制站CCS和中心射頻站CRS）、TS和網管系統(tǒng)組成。每個CS都可容納數(shù)量非常多的有可視路徑的TS。LMDS結構緊湊，CS、TS體積小，便于安裝。CS、TS室外射頻單元采用集成天線，為滿足覆蓋范圍的需要，系統(tǒng)還能提供標準天線與高增益天線，如圖1所示：
3.1 CS結構
每個CS都由若干獨立的扇區(qū)組成，CS多數(shù)采用多扇區(qū)覆蓋，即使用在一定角度范圍內聚焦的扇區(qū)天線覆蓋TS。這些扇區(qū)在圍繞CS的360°范圍內提供15°到90°的覆蓋范圍。扇區(qū)由一個或多個室內單元(IDUs)和一個一體化的射頻/天線室外單元(ODU)組成。CS室內、室外單元之間距離一般不超過100米。
CS負責對TS進行覆蓋，并提供與核心網絡的多種業(yè)務接口。一般情況下，CS網絡側提供ATM 、STM-1及E1接口，分別用于ATM、基于TDM電路業(yè)務的連接。作為電信級的設備，為滿足可靠性，CS的主控單元部分、電源單元部分需采用1+1配置來保證，其余部分用1+0配置即可。CS的每個射頻/天線ODU包括聚焦喇叭天線，水平波束角度根據(jù)扇區(qū)的大小分為15°、22.5°、30°、45°、60°和90°等多種類型。中心站可提供室內及室外型機柜，滿足不同安裝環(huán)境的需要。
3.2 TS結構
每一個TS也由室外單元（含定向天線、射頻單元）和室內單元(調制解調單元以及與用戶室內設備相連的業(yè)務接口單元)組成。TS通常采用口徑很小的室外定向天線；室內單元可提供多種類型的用戶業(yè)務接口。TS支持ATPC功能，動態(tài)范圍不小于40dB，可工作于開環(huán)、閉環(huán)兩種方式。TS的室內、室外單元之間距離一般不超過70米，可提供多種安裝方式滿足不同環(huán)境的需要，如1個室外單元可連接多個室內單元等。
3.3 系統(tǒng)網管構成
網管設備主要分為網絡級和網元級兩種，它可直接或通過本地網與CS相連，及時完成對系統(tǒng)的操作維護、性能監(jiān)測、軟件下載等功能。網絡級網管是指基于工作站的集中式網管系統(tǒng)；網元級網管是指基于PC平臺的本地網管系統(tǒng)，包含便攜電腦和網管軟件。
本地網管應符合SNMP的網管系統(tǒng)標準，主要用于系統(tǒng)測試、開通及現(xiàn)場維護，可在本地或遠端對CS及TS進行管理。適用于試驗系統(tǒng)及小規(guī)模LMDS網絡的管理，可完成以下功能：
（1） 完成配置功能
對CS的各種參數(shù)進行基本配置、E1 /TI租用線路連接配置、IP 連接配置、E1 仿真線路連接、配置、ISDN連接、可對各應用資源進行監(jiān)控,分配,管理、包括配置網絡同步時鐘。
（2） 實現(xiàn)性能監(jiān)控功能
可以監(jiān)控以CS為中心,包括各用戶端的運行情況, 包括各種連接, 告警狀態(tài)等、可以自動記錄系統(tǒng)全部運行情況, 并作數(shù)據(jù)備份、每隔數(shù)秒對無線鏈路及業(yè)務性能進行統(tǒng)計、性能統(tǒng)計能以圖形顯示。
（3） 具備數(shù)據(jù)備份和恢復功能
當系統(tǒng)進行維護或升級時，可方便地對系統(tǒng)參數(shù)進行備份及恢復。
（4） 提供軟件下載功能
利用軟件對系統(tǒng)進行下載升級功能，方便簡單。
�。�5） 自動顯示系統(tǒng)備份狀態(tài)功能
自動顯示系統(tǒng)備份模塊工作狀態(tài)等。
本地網管可在本地或遠端對CS及TS進行管理。
如為本地連接，則本地網管與CS通過 10 Base T接口 直接連接。
若為遠端連接，則本地網管可通過ATM PVC（帶內方式）或IP網絡（帶外方式）實現(xiàn)與CS的遠端連接。
3.4 頻率規(guī)劃
早在2001年國家無線電管理委員會已在南京、武漢、廈門、青島、重慶等五個城市進行了3.5GHz頻段招標的試點工作，并于2003年初擴大了招標范圍，進行了包括各省會城市在內的32個城市的3.5GHz頻段的招標工作。
而5.8GHz頻段作為國際通用的開放頻段，在我國許多城市已作為LMDS的接入頻率在使用。
目前，信息產業(yè)部已經就我國26GHz的LMDS的頻率規(guī)劃作出規(guī)定：中心站發(fā)射頻率：24.507-25.515GHz；遠端站發(fā)射頻率：25.757-26.765GHz；收發(fā)間隔：1250MHz；信道帶寬：28MHz/14MHz/7MHz/3.5MHz。各大運營商分分在進行這個頻段開展LMDS的試驗工作，相信明年將會大規(guī)模投入使用。
當然，LMDS系統(tǒng)也有它的不足之處，它的弱點是由于采用無線信道且只能視距傳輸，因而抗干擾能力較差，雨、雪、樹葉等都會對信號產生影響。為了避免阻擋，位于城區(qū)的CS必須設置在高層建筑的樓頂，這在應用上會有帶來某些不方便，因此，有些情況下可通過增加一跳無源微波接力站進行轉接來實現(xiàn)。
4 寬帶無線接入業(yè)務運營前景展望
綜上所述，LMDS有著廣闊的應用前景。首先，LMDS可作為固定網運營商快速滿足用戶對寬帶接入的需求，可進行高速數(shù)據(jù)、IP業(yè)務及視像的傳輸，同時可作為光纖接入網的應急與補充。其次，LMDS還可作為新的電信運營商包括移動通信運營商進行快速組網的有力手段。最后，LMDS也可用于廣播電視領域進行視像傳輸。在我國，LMDS的研制開發(fā)和應用也已經起步。作為一種新興的寬帶無線接入手段，LMDS為新興的網絡運營商提供了經濟、快速、寬帶大容量雙向數(shù)據(jù)傳輸手段。為運營商"在最后一公里"寬帶接入和交互式多媒體應用提供了經濟和簡便的解決方案，有著廣闊的市場應用前景。
同時，寬帶無線接入技術是一種新的解決方案，為運營商和用戶提供了一種新的選擇。 從運營商角度看，一方面國內電信運營格局正從壟斷走向多元競爭。對于運營商來講，寬帶固定無線接入系統(tǒng)投資少、建網周期短、提供業(yè)務快，因此，是個不錯的選擇。另一方面，國外電信運營商進入中國市場是不可避免的。運用寬帶無線接入技術進行寬帶數(shù)據(jù)接入業(yè)務實現(xiàn)運營是其極為重要的一種運營方式，這必將進一步加劇國內運營商在寬帶無線接入領域內的競爭，促進寬帶無線接入設備的開發(fā)和應用。從制造商的角度看，由于無線接入設備只有針對城市市場才能有較大的利潤空間和市場容量，因而紛紛開發(fā)寬帶無線數(shù)據(jù)接入產品，以獲得一定的市場份額。
鑒于上述，由于國內數(shù)據(jù)接入業(yè)務發(fā)展的強勁需求，各類寬帶接入手段發(fā)展迅速，其中寬帶固定無線接入系統(tǒng)以其靈活性、快捷性成為運營商的新寵。特別值得指出的是，無線接入系統(tǒng)只需較低的初期投入就可以實現(xiàn)整個城域的覆蓋，可有效地降低電信運營者的投資門檻，增強資金的抗風險能力。例如，國家明確了開放3．5GHz用于接入手段的政策，目前運營頻率招標工作正在逐步開展中。無論是傳統(tǒng)的基礎電信運營商，還是新興的增值業(yè)務運營商，都在積極參與國家的頻點應標工作，以確保自己的通信業(yè)務需求。
總之，寬帶固定無線接入技術作為有線接入技術的有益補充，代表了寬帶接入技術的一種新的不可忽視的發(fā)展趨勢。它在市場需求的驅動下正在日益走向成熟，相信在不久的將來將會得到廣范的應用。
----《西部通信》
