幾種不同WiMAX無線環境下接入軟交換IAD性能測試
WiMAX技術作為無線寬帶城域網標準,在非視距傳輸及頻譜利用效率方面較以前的3.5GHzMMDS產品具有較大優勢。而作為下一代網絡的核心之一,基于IP網絡的軟交換技術在綜合業務接入、QoS等級保證方面也已經非常成熟,即將替代現有的PSTN設備。本文通過介紹幾種不同WiMAX無線環境下接入軟交換IAD性能測試的結果,為運營商“最后一公里”的綜合業務接入提供一種靈活、便捷的解決方案。
為實現各地提升城市形象、改善城市環境的目標,越來越多的通信、電力架空桿線等都將會入地,并且對于新城區、開發區等地方,在一開始規劃時,都不會允許有架空桿線的存在,這對于基礎電信運營商接入網的建設來說是一大難題。尤其是新進入的固網運營商,沒有任何接入網資源,即使市政部門允許建設地下管道,其投資不但非常昂貴,而且是不可逆的。因此,各運營商都在尋找新的接入手段來替代有線接入,而新的接入手段必須滿足方便、快捷、投資省的條件,才會被運營商們所接受。在WIMAX環境下,通過接入軟交換IAD為用戶提供語音及數據綜合業務便是一個非常好的解決方案。
網絡拓撲圖及測試環境
網絡拓撲結構如圖1所示
在本次測試中,室外型CPE距WiMAX基站約2公里左右,可滿足視距、非視距等不同的傳輸條件,IAD配置有一個RJ11和一個RJ45接口,可分別接入普通話機及數據終端設備,采用靜態公網IP地址認證的方式(IAD可采用DHCP、靜態IP、PPPoE等不同認證接入方式)。設置CPE上下行帶寬各為2Mbit/s。
當IAD用戶與PSTN用戶通信時,IAD用戶通過WIMAX無線鏈路接入IP承載網,由媒體網關控制器(華為SOFT3000)控制,將媒體流送至綜合媒體網關(華為UMG8900),UMG8900與PSTN程控交換機(華為CC08)之間具有直達電路,完成通信。
IAD用戶之間進行語音通信時則由媒體網關控制器(華為SOFT3000)控制,通過IP承載網完成通信。
不同信號環境下的測試結果
為達到最佳接入效果,WiMAX可根據不同的無線環境自動調節傳輸信號的調制方式。在信號條件較好的情況下(一般為純視距傳輸或少部分遮擋),采用頻譜利用率較高的QAM調制方式;在有部分遮擋時,采用QPSK調制方式;在完全遮擋,僅靠反射及折射方式傳播時,使用BPSK調制方式。
1CPE與基站之間視距傳輸,采用QAM調制方式
測試結果顯示,在CPE與基站之間純視距傳輸并采用QAM調制方式時,無線側的時延為29ms,無丟包。若不進行數據下載,通話效果良好,與普通的PSTN電話并無區別,單路語音所占的帶寬為90kHz左右。在測速網站上一邊下載數據(即時傳輸速率基本達到2Mbit/s),一邊通話時,由于IAD采用了QOS優先級保證機制,語音效果較danchun通話時基本無異。
此種環境下,中心站及CPE的接收信號強度一般為-78dBm以上,CINR值(載干比)一般在15以上。
2CPE與基站之間有遮擋但不很嚴重,采用QPSK調制方式
測試結果顯示,在CPE與基站之間有遮擋但不很嚴重時,采用QPSK調制方式,由于部分信號要經過折射、反射才能到達基站及CPE,無線側的時延為49ms,較QAM調制時要增加不少,但無丟包。此時通話效果仍然很良好,進行數據下載時仍能達到2Mbit/s,雖然在同時通話話音效果有些下降,但能接受。
此種環境下,中心站接收信號強度一般為-87dBm以上,CPE的接收信號強度則不能小于-82dBm,CINR值(載干比)一般在8-13之間。
3CPE與基站之間遮擋嚴重,僅靠反射、折射等其它方式傳播時,接收信號強度較弱,干擾較大,使用BPSK調制方式。
測試結果顯示,在CPE與基站之間有嚴重遮擋,采用BPSK調制方式時,無線側的時延為46ms,較QAM調制時要增加不少,與QPSK調制時相差不多,此時基站接收信號強度為-90dBm,CPE接收信號強度為-85dBm,為不丟包時的最小值(接收信號強度一旦小于以上兩個數據,并且CINR值小于6,將會產生丟包現象),并且下載速率已不能達到2Mbit/s,為1.2Mbit/s左右。此時單獨進行語音通話時效果仍然良好,但在下載數據的同時進行通話效果較差。
由于在BPSK調制方式下,基站及CPE的接收信號強度已經較弱,在天氣發生變化時(陰天及下雨時信號衰落較大),其接收信號強度及CINR值將會下降很快,極有可能會造成丟包及時延過大等問題,從而影響通話質量。因此,在接入語音用戶時,建議信號調制方式應盡量在QAM、QPSK下,CPE的接收信號強度要大于-81dBm,中心站的接收信號強度要大于-85dBm,CINR值要大于8。
總結
由于測試地點及環境較為固定,在實際應用中可能還會出現其它方面的一些問題,尤其是接入環境較差的條件下,接收信號強度及CINR值變會發生很大起伏。但從以上測試結果可以看出,由于采用了OFDM技術,在非視距傳輸及頻譜利用率方面,WiMAX同其它的MMDS3.5GHz產品相比具有很大的優勢,另外基于軟交換的IAD在時延及帶寬方面也具有良好的適應性,并且具有較強的QoS保證,因此WiMAX+軟交換IAD非常適合有線進入較為困難且成本較高的開發區、中小企業園區等地區,為解決運營商的“最后一公里”接入問題提供了一種很好的解決方案。
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