一、寬帶接入的現(xiàn)狀
傳統(tǒng)電信運(yùn)營(yíng)企業(yè)一直在追求一種理想的接入手段,就是基于光纖的接入網(wǎng)。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看,這無疑是最理想的解決方案。然而,要真正實(shí)現(xiàn)光纖到戶,需要解決技術(shù)上和建設(shè)投資上的雙重難題,這還要有相當(dāng)一段路要走。中國(guó)電信現(xiàn)在只能選擇光纖+xDSL技術(shù)來過渡;廣電則選擇HFC(混合光纖同軸系統(tǒng))作為到寬帶網(wǎng)絡(luò)的過渡;作為目前以經(jīng)營(yíng)移動(dòng)通信業(yè)務(wù)為主的中國(guó)移動(dòng),沒有像中國(guó)電信和廣電那樣龐大的用戶線,也沒有在城區(qū)已形成相當(dāng)規(guī)模的光纖網(wǎng)絡(luò),所以要切入寬帶接入網(wǎng)市場(chǎng),必須充分利用自己在無線領(lǐng)域擁有廣泛用戶群體和豐富的運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn),利用無線寬帶接入技術(shù),選擇LMDS或無線ATM作為突破點(diǎn)。
二、LMDS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理
LMDS(本地多點(diǎn)分配業(yè)務(wù)系統(tǒng))是一種嶄新的寬帶無線接入技術(shù),1998年被美國(guó)電信界評(píng)選為十大新興通信技術(shù)之一。該技術(shù)利用高容量點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)微波傳輸,能夠?qū)崿F(xiàn)從n×64kbit/s到2Mbit/s,甚至高達(dá)155Mbit/s的用戶接入速率,而且具有很高的可靠性。
LMDS工作在10MHz以上毫米波波段,可用的帶寬達(dá)到1GHz以上,幾乎可以提供任何種類的業(yè)務(wù),支持話音、數(shù)據(jù)和圖像業(yè)務(wù),并支持ATM、TCP/IP和MPEG2等標(biāo)準(zhǔn)。由于LMDS具有高帶寬和雙向數(shù)據(jù)傳輸?shù)奶攸c(diǎn),所以可提供多種寬帶交互式數(shù)據(jù)及多媒體業(yè)務(wù),滿足用戶對(duì)高速數(shù)據(jù)和圖像的需求。
一個(gè)完善的LMDS網(wǎng)絡(luò)是由4部分組成的:骨干網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行中心、服務(wù)區(qū)中的基站系統(tǒng)和服務(wù)區(qū)中的用戶端設(shè)備。
基礎(chǔ)骨干網(wǎng)絡(luò)又稱為核心網(wǎng)絡(luò)。為了使LMDS系統(tǒng)能夠提供多樣化的綜合業(yè)務(wù),此核心網(wǎng)絡(luò)可以由光纖傳輸網(wǎng)、ATM交換或IP交換或IP+ATM架構(gòu)而成的核心交換平臺(tái)以及與Internet、公共電話網(wǎng)(PSTN)的互連模塊等組成。
基站直接進(jìn)入電信骨干網(wǎng)絡(luò)或核心網(wǎng)絡(luò)。LMDS由于直接支持無線ATM協(xié)議,所以鏈路效率得到提高;矩(fù)責(zé)用戶端的覆蓋,并提供骨干網(wǎng)絡(luò)的接口,包括PSTN、Internet、Frame Relay、ATM、ISDN等;緦(shí)現(xiàn)信號(hào)在基礎(chǔ)骨干網(wǎng)絡(luò)與無線傳輸之間的轉(zhuǎn)換;驹O(shè)備包括與基礎(chǔ)骨干網(wǎng)絡(luò)相連的接口模塊、調(diào)制與解調(diào)模塊以及通常置于樓頂或塔頂?shù)奈⒉ㄊ瞻l(fā)模塊。基站采用多扇區(qū)覆蓋,使用在一定角度范圍內(nèi)聚焦的喇叭天線來覆蓋用戶端設(shè)備。多扇區(qū)基站可以更有效地利用頻譜,進(jìn)一步擴(kuò)大系統(tǒng)容量。LMDS系統(tǒng)根據(jù)采用天線的不同,可劃分為15°、22.5°、30°、45°、60°、90°的扇區(qū),即最少4個(gè)扇區(qū),最多可達(dá)24個(gè)扇區(qū);局劣脩舳说南滦墟溌凡捎肨DM模式。
LMDS系統(tǒng)可以采用的調(diào)制方式為相移鍵控PSK(包括BPSK、DQPSK、QPSK等)和正交幅度調(diào)QAM(包括4QAM)。目前可以提供6QAM、16QAM等大大提高頻道利用率的調(diào)制技術(shù)。這樣,LMDS就可提供更高的扇區(qū)容量,使每扇區(qū)達(dá)200Mbit/s。
用戶端設(shè)備的配置差異較大,不同的設(shè)備供應(yīng)商有不同的選擇,一般說來,都包括室外單元(含定向天線、微波收發(fā)設(shè)備)與室內(nèi)單元(含調(diào)制與解調(diào)模塊以及與用戶室內(nèi)設(shè)備相連的網(wǎng)絡(luò)接口模塊)。通常采用口徑很小的室外走向天線用戶端網(wǎng)絡(luò)接口單元NIU為各種用戶業(yè)務(wù)提供接口,并完成復(fù)用/解復(fù)用功能。多個(gè)用戶端設(shè)備可通過時(shí)分多址(TDMA)、頻分多址(FDMA)等多址方式與基站進(jìn)行通信。FDMA對(duì)于大量的連續(xù)非突發(fā)性數(shù)據(jù)接入較為合適,TDMA則適于支持多個(gè)突發(fā)性或低速率數(shù)據(jù)用戶的接入。
網(wǎng)管系統(tǒng)負(fù)責(zé)告警與故障診斷、系統(tǒng)配置、計(jì)費(fèi)、系統(tǒng)性能分析和安全管理等功能。與傳統(tǒng)微波技術(shù)不同的是,LMDS系統(tǒng)還可以以組成蜂窩網(wǎng)絡(luò)的形式運(yùn)作,向特定區(qū)域提供業(yè)務(wù)。當(dāng)由多基站提供區(qū)域覆蓋時(shí),需要進(jìn)行頻率復(fù)用與極化方式規(guī)劃、無線鏈路計(jì)算、覆蓋與干擾的仿真與優(yōu)化等工作。
LMDS屬于無線訪問的一種新的形式,可以采用LMDS蜂窩式的小區(qū)結(jié)構(gòu)覆蓋整個(gè)城域范圍。典型的LMDS系統(tǒng)利用地理上分散的類似蜂窩的配置,為由多個(gè)樞紐發(fā)射機(jī)(或稱為基地站)在一定小區(qū)范圍的服務(wù)區(qū)管理用戶群,每個(gè)發(fā)射機(jī)經(jīng)點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)無線鍵(eric3)路與服務(wù)區(qū)內(nèi)的固定用戶通信。每個(gè)蜂窩站的覆蓋區(qū)為5-7km,若采用具有更高的發(fā)射功率、更強(qiáng)的接收靈敏度的發(fā)射機(jī),可增加基站的覆蓋范圍,使覆蓋范圍達(dá)到10km以上。
由于LMDS覆蓋區(qū)可相互重疊,每個(gè)蜂窩的覆蓋區(qū)又可以劃分為多個(gè)扇區(qū),所以可以根據(jù)需要在該扇區(qū)提供特定業(yè)務(wù)或服務(wù)。如通過采用多扇區(qū)、先進(jìn)的調(diào)制方式(如P-COM采用的64QAM)、不同極化等途徑,可以進(jìn)一步增加頻譜利用率、提高網(wǎng)絡(luò)容量。LMDS系統(tǒng)特別適于在高密度用戶地區(qū)使用,如繁華的城市商貿(mào)區(qū)、技術(shù)開發(fā)區(qū)、寫字樓群、城市居民小區(qū)等。
三、LMDS技術(shù)的應(yīng)用
LMDS可提供多種業(yè)務(wù),可同時(shí)向用戶提供話音、數(shù)據(jù)及視頻綜合業(yè)務(wù),還可以提供承載業(yè)務(wù),如蜂窩系統(tǒng)或PCS/PCN基站之間的傳輸?shù)取?br /> 話音業(yè)務(wù) LMDS系統(tǒng)是一種高容量的點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)微波傳輸技術(shù),可提供高質(zhì)量的話音服務(wù);與傳統(tǒng)的POTS業(yè)務(wù)相連,可實(shí)現(xiàn)PSTN主干網(wǎng)無線接入。
數(shù)據(jù)業(yè)務(wù) LMDS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)包括低、中、高速3檔:低速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)(1.2-9.6kbit/s)能處理開放協(xié)議的數(shù)據(jù),網(wǎng)絡(luò)允許從本地接入點(diǎn)接到增值業(yè)務(wù)網(wǎng);中速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)(9.6kbit/s-2Mbit/s)的數(shù)據(jù)接口通常是增值網(wǎng)絡(luò)的本地接點(diǎn);高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)(2-155Mbit/s,BER低于10-9)的提供必須有以太網(wǎng)和光纖分布數(shù)據(jù)接口。
視像業(yè)務(wù) LMDS能提供模擬和數(shù)字視頻業(yè)務(wù),如遠(yuǎn)程醫(yī)療、高速會(huì)議電視、遠(yuǎn)程教育、遠(yuǎn)程商業(yè)及用戶電視、VOD等。
四、LMDS的優(yōu)勢(shì)
LMDS系統(tǒng)主要提供給無線寬帶載波服務(wù)商,與傳統(tǒng)的有線接入或者低頻段無線接入方式相比,LMDS具有以下優(yōu)勢(shì):
頻帶寬 目前,各國(guó)分配的LMDS工作頻帶帶寬至少有1000MHz,可支持的用戶接入數(shù)據(jù)速率高達(dá)155Mbit/s,能夠滿足廣大用戶對(duì)通信帶寬日益增長(zhǎng)的需求。
啟動(dòng)資金小,擴(kuò)容能力強(qiáng),投資回收快 在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期,服務(wù)商只需少量投資建立一個(gè)配置較簡(jiǎn)單的基站,覆蓋若干用戶即可開始運(yùn)營(yíng)。運(yùn)營(yíng)者所需的初期投資較少,僅在用戶數(shù)量增加即有業(yè)務(wù)收入時(shí)才需再增加資金投入,所以投資回收也很快。
業(yè)務(wù)提供速度快 LMDS系統(tǒng)實(shí)施時(shí),不僅避免了有線接入開挖路面的高額補(bǔ)償費(fèi),而且設(shè)備安裝調(diào)試容易,建設(shè)周期大大縮短,因此可以迅速為用戶提供服務(wù)。
具靈活性 LMDS系統(tǒng)具有良好的可擴(kuò)展性,使容量擴(kuò)充和新業(yè)務(wù)提供都很容易,服務(wù)商可以隨時(shí)根據(jù)用戶需求進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)或動(dòng)態(tài)分配系統(tǒng)資源,添加所需的設(shè)備,提供新的服務(wù),也不會(huì)因用戶變化而造成資金或設(shè)備的浪費(fèi)。
承載業(yè)務(wù)多 LMDS的寬帶特性決定了它幾乎可以承載任何業(yè)務(wù),包括話音、數(shù)據(jù)和圖像等業(yè)務(wù)。
頻率復(fù)用度高,系統(tǒng)容量大 LMDS基站的容量很可能超過覆蓋區(qū)內(nèi)可能的用戶業(yè)務(wù)總量,因此,LMDS系統(tǒng)很可能是一個(gè)“范圍”受限系統(tǒng)而不是“容量”受限系統(tǒng)。所以LMDS系統(tǒng)特別適于在高密度用戶地區(qū)使用。
五、中國(guó)移動(dòng)選擇LMDS的優(yōu)勢(shì)
中國(guó)移動(dòng)目前以GSM數(shù)字移動(dòng)電話業(yè)務(wù)為主,擁有數(shù)量龐大的基站、鐵塔等資源,縣城及以上城市基站分布密集,一般基站相距在400-600m,完全能夠覆蓋絕大多數(shù)的寬帶用戶群體。因此,使用LMDS作為寬帶接入的手段,具有其他電信運(yùn)營(yíng)商無法比擬的優(yōu)勢(shì):(1)在接入段不需要擁有大量的市政管理資源來敷設(shè)光纜等線路設(shè)施,能夠直接部署;(2)利用現(xiàn)有的大量GSM基站設(shè)施如鐵塔、電源、傳輸?shù)荣Y源,只需安裝LMDS無線收發(fā)設(shè)備,即可迅速為用戶提供業(yè)務(wù),建設(shè)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)快于有線接入;網(wǎng)絡(luò)部署靈活,LMDS的系統(tǒng)容量可以通過改變扇區(qū)角度的大小靈活增減,系統(tǒng)擴(kuò)容簡(jiǎn)單,設(shè)備易于拆卸和安裝,有利于按照業(yè)務(wù)需求來改變網(wǎng)絡(luò)部署,從而節(jié)約設(shè)備投資;維護(hù)成本低,由于無有線傳輸線路,可大大減少維護(hù)工作量,縮小維護(hù)人員規(guī)模,節(jié)約維護(hù)成本。
寬帶業(yè)務(wù)的發(fā)展速度將是迅猛的,這是市場(chǎng)需求所決定的。盡管目前國(guó)內(nèi)寬帶業(yè)務(wù)市場(chǎng)還很不成熟,但積極關(guān)注和參與寬帶接入是十分重要的。中國(guó)移動(dòng)除了要積極參與3G移動(dòng)寬帶技術(shù)和業(yè)務(wù)的發(fā)展外,筆者認(rèn)為,寬帶無線固定接入也將是中國(guó)移動(dòng)新的、十分重要的市場(chǎng)切入手段,相信不久的將來,中國(guó)移動(dòng)會(huì)成為中國(guó)寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)市場(chǎng)中的重要運(yùn)營(yíng)者。
摘自《現(xiàn)代通信》2002.5