固定無線接入系統介紹及在城域網中的應用

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1 固定無線接入的技術優(yōu)勢

固定無線接入系統一般由中心站(CS)、終端站(TS)和網管系統三大部分構成。其中,中心站和終端站通常又各自擁有室內和室外單元。室內單元(IDU)負責處理業(yè)務的適配和匯聚,連接不同的業(yè)務網。室外單元(ODU)為中心站和終端站之間提供射頻傳輸功能,一般安裝在建筑物的屋頂上。特殊情況下在中心站和終端站之間可以通過接力站(RS)進行中繼。與固定線路組成的城域網相比,無線接入具有下列優(yōu)勢:

1.1 無線接入不需要專門進行管道線路的鋪設,為一些光纜或電纜無法鋪設的區(qū)域提供了業(yè)務接入的可能,縮短了工程項目的時間,節(jié)約了管道線路的投資。

1.2 隨著接入技術的發(fā)展,無線接入設備可以同時解決數據及語音等多種業(yè)務的接入。

1.3 根據區(qū)域的業(yè)務量的增減靈活調整帶寬。

1.4 可十分方便的進行業(yè)務遷移、擴容。在臨時搭建業(yè)務點的應用中優(yōu)勢更加明顯。

2 固定無線接入技術特點

固定無線接入技術特點主要體現在多址方式、調制方式、雙工方式、對電路交換與分組交換支持、動態(tài)帶寬分配、空中無線協議、OFDM技術等幾方面。

2.1 多址方式 目前固定無線接入領域中有三種主要的多址方式——FDMA、TDMA和CDMA。單純采用FDMA作為多址接入方式已經很少見,目前的實用系統多采用TDMA方式或采用FDMA+TDMA方式。

2.2 調制方式 目前固定無線接入主要選擇采用以下幾種調制方式:QPSK、16QAM以及64QAM,分別適應不同帶寬及覆蓋范圍的需求。

2.3 雙工方式 固定無線接入系統是一個雙向傳輸的系統,根據設備組成原理的不同其雙工方式有TDD和FDD兩種。

2.4 對電路交換與分組交換的支持 在今后較長的時間內,電信運營商的主要任務仍是同時支持電路交換和包交換兩種網絡,特別是在接入網這一層,市場對基于電路交換方式的接入設備仍有一定需求,固定無線接入系統對電路交換的支持是很重要。

2.5 動態(tài)分配帶寬 固定無線接入系統要支持對帶寬的動態(tài)分配,帶寬只有連接請求以后才被分配。FDD方式,只能在上行或下行一個方向的總帶寬中對各個用戶進行動態(tài)分配,而TDD方式,可以實現在上、下行信道間的動態(tài)帶寬分配。

2.6 空中無線協議 目前空中協議有三種:DOCSIS、ATM和TDM。實際上這三種空中接口在物理層同屬TDMA方式,只是把業(yè)務數據填充的方法不同,空中處理多址接入的協議不同。

2.7 OFDM技術 OFDM(正交頻分復用)技術在無線接入領域的應用正在逐漸成為一種發(fā)展趨勢。OFDM具有良好的選頻衰落和抗多徑干擾能力,使得無線接入系統對于視距傳輸的要求降低,特別適用于日趨復雜的城市傳播環(huán)境。

3 固定無線接入的主要技術

固定無線接入的主要技術可分為LMDS和MMDS兩種。

3.1 LMDS 固定無線本地多點分配業(yè)務(LMDS)為人口稠密的市區(qū)通信提供了一種低成本、有效的解決方案,利用高容量的無線本地環(huán),能迅速為大量用戶區(qū)提供數據和話音業(yè)務,適用于商業(yè)大樓內的中小企業(yè)、小型辦公室和居家辦公的快速接入。

3.2 MMDS MMDS系統目前采用比較廣泛的是3.5GHz和5.8GHz頻段點對多點系統,主要特點是傳輸性能好,覆蓋范圍廣,技術成熟,具有良好的抗雨衰性能,擴容性強,組網靈活且成本壓力不大,是較為理想的無線接入手段。該系統射頻帶寬30MHz,適用于1E1+10Base-T的用戶。由于傳輸距離遠,適用于大面積覆蓋,迅速為用戶提供業(yè)務。

4 固定無線接入在城域網建設中的策略

4.1 固定無線接入應用策略 固定無線接入的頻段越低,可傳輸的信息速率越低,但非視距性能就越好,無線性能也越好。3.5GHz頻率使用由國家統一招標分配、中標后可以獨享某段頻率資源,該頻段的傳輸性能好、覆蓋范圍廣、技術相對簡單成熟、具有良好的抗雨衰性能、擴容性強、組網靈活且成本具有競爭力等特點,因而是較為理想的無線接入手段。26GHz頻段由國家分配給四大運營商作為商用試驗,5.8GHz是共用頻段,采用的是報備協調機制。如果某城市三種頻段都可以利用,則3.5GHz可以作為以話音業(yè)務為主的接入方式,5.8GHz帶寬較大,又是TDD體制,適合以IP業(yè)務為主,26GHz則適合覆蓋業(yè)務量大且業(yè)務集中的區(qū)域。在26GHz頻段由于雨衰大,對于降雨量較大的城市,應用26GHz頻段會使無線接入業(yè)務質量大打折扣。

一般情況下,基于IP協議的5.8GHz無線接入系統成本較低,基于電路型的3.5GHz系統的設備價格中等,而26GHz系統的設備價格高。因此,從投資收益的角度看,城域網的建設需選擇不同頻段和體制,應用于不同的場合

4.2 頻率規(guī)劃 頻率規(guī)劃是無線網絡設計規(guī)劃中最重要的環(huán)節(jié),它對網絡的性能產生重要的影響。有效的頻率規(guī)劃使每個小區(qū)可以使用更多頻率,構建網絡可以使用較少的小區(qū)數,減小上下行無線鏈路的干擾、提高網絡為用戶提供的業(yè)務服務質量。頻率規(guī)劃基本原則如下:

初期設計時,綜合考慮將來的小區(qū)規(guī)模和扇區(qū)數量,根據實際容量,分期建設,以節(jié)省投資;初期設計時,確定合理的扇區(qū)極化方向,當網絡升級時,扇區(qū)極化方向不變,以前的終端站不需要變化;不論極化方式如何,相鄰扇區(qū)使用不同頻率,同時相鄰扇區(qū)采用極化隔離來達到隔離度的要求;在給定帶寬的情況下,為得到更大的系統容量,采用信道分組方式,將射頻頻率分組,以滿足系統的抗干擾要求;載波帶寬和調制方式對系統性能有著很大的影響,因此,選擇適當的載波帶寬及調制技術十分關鍵;根據干擾源的距離、方位以及天線的方向圖等計算信噪比,從而配置合適的頻點、極化方式和復用次數;隨著用戶接入帶寬需求的增加,可通過采用基站扇區(qū)分裂方式,提高單基站的容量,提高投資效益。

綜合各種有利因素,如合理的頻率復用方案、相鄰扇區(qū)間用戶的合理劃分、單載頻內業(yè)務合理復用等,以使網絡在使用頻率資源最省的情況下,達到最大程度的用戶需求滿足。

4.3 基站選擇 固定無線接入系統站址的選擇工作需要考慮多種因素,合理的布局有利于降低整個網絡的建設成本。站址的選擇主要應注意以下幾個方面的問題:①用戶需求;②視距傳播;③可擴容性;④電磁環(huán)境;⑤與物業(yè)部門的合作。

4.4 干擾避免 根據國標規(guī)定,微波系統需要避免三個方面的干擾,即系統內部干擾、相鄰系統間的干擾以及來自系統外部的干擾。

5 結束語

城域網的有效建設不僅可以解決電信運營商目前所面對的接入“瓶頸”問題,也是未來國家信息基礎設施的發(fā)展重點和關鍵。解決好接入問題,就能在未來的市場競爭中贏得主動,并能在信息高速公路的競賽中處于優(yōu)勢。

固定無線接入系統的應用要因地制宜,發(fā)揮優(yōu)勢,依托已有的網絡,采用有線和無線相結合的原則;將固定無線接入作為光纖接入的一個重要、有效的補充手段,以更好地為電信用戶服務。

 

作者:李桂香   來源:中國期刊網
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