LMDS無線接入技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用
無線接入技術(shù)還是比較常用的,于是我研究了一下LMDS無線接入技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用,在這里拿出來和大家分享一下,希望對大家有用。LMDS可以采用蜂窩式的小區(qū)結(jié)構(gòu)覆蓋整個城域范圍。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,每個發(fā)射機(jī)經(jīng)點(diǎn)對多點(diǎn)無線鏈路與服務(wù)區(qū)內(nèi)的固定用戶通信。
每個蜂窩站的覆蓋區(qū)為5~7公里,若采用具有更高的發(fā)射功率、更強(qiáng)的接收靈敏度,可增加基站的覆蓋范圍,使覆蓋范圍達(dá)到10公里以上。由于LMDS覆蓋區(qū)可相互重疊,每個蜂窩的覆蓋區(qū)又可以劃分為多個扇區(qū),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、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。
LMDS系統(tǒng)的優(yōu)勢
與傳統(tǒng)的有線接入或者低頻段無線接入技術(shù)方式相比,LMDS具有以下優(yōu)勢:
1.工作頻帶寬、可提供寬帶接入
目前,各國分配的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)155Mb/s,能夠滿足廣大用戶對通信帶寬日益增長的需求。
2.運(yùn)營商啟動資金較小,后期擴(kuò)容能力強(qiáng),投資回收快
在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期,服務(wù)商只需小部分投資建立一個配置較簡單的基站,覆蓋若干用戶即可開始運(yùn)營。運(yùn)營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)收入時才需再增加資金投入,所以投資回收也很快。
3.業(yè)務(wù)提供速度快
LMDS系統(tǒng)實(shí)施時,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)。
4.在用戶發(fā)展方面極具靈活性
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)商可以隨時根據(jù)用戶需求進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計或動態(tài)分配系統(tǒng)資源,添加所需的設(shè)備,提供新的服務(wù),也不會因用戶變化而造成資金或設(shè)備的浪費(fèi)。
5.可提供質(zhì)優(yōu)價廉的多種業(yè)務(wù)
LMDS工作在毫米波波段、20~40GHz頻率上,被許可的頻率是24GHz、28GHz、31GHz、38GHz,其中以28GHz獲得的許可較多,該頻段具有較寬松的頻譜范圍,最有潛力提供多種業(yè)務(wù)。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)。
6.頻率復(fù)用度高、系統(tǒng)容量大
LMDS基站的容量很可能超過其覆蓋區(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"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。
LMDS系統(tǒng)的局限性
LMDS系統(tǒng)有如下局限性:
1.LMDS服務(wù)區(qū)覆蓋范圍較小,不適合遠(yuǎn)程用戶使用。LMDS采用無線通信單元來覆蓋半徑通常為2到5公里的地理區(qū)域。
2.由于工作頻率高,通信質(zhì)量受雨、雪等天氣影響較大。LMDS系統(tǒng)單元的大小受“降雨衰減”效應(yīng)(rainfade)的限制。降雨衰減指的是雨滴對微波的散射和吸收所造成的信號失真,它與微波爐中性食品變熱的過程屬同一現(xiàn)象。此外,墻壁、山丘乃至枝葉茂盛的樹木也會阻擋和反射信號并使信號失真,從而對單臺發(fā)射機(jī)形成相當(dāng)大的陰影區(qū)。
3.基站設(shè)備相對比較復(fù)雜,價格較貴,所以在用戶少時,平均每個用戶成本較高。LMDS自身的特點(diǎn),決定它更適合于大城市的城區(qū)或其他人口比較稠密的地區(qū)。
LMDS系統(tǒng)提供的業(yè)務(wù)
LMDS系統(tǒng)可提供多種業(yè)務(wù),可同時向用戶提供話音、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)?。具體如下:
1.話音業(yè)務(wù)
LMDS系統(tǒng)是一種高容量的點(diǎn)對多點(diǎn)微波傳輸技術(shù),可提供高質(zhì)量的話音服務(wù);和傳統(tǒng)的POTS業(yè)務(wù)相連,可實(shí)現(xiàn)PSTN主干網(wǎng)無線接入技術(shù)。
2.?dāng)?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),1.2~9.6kb/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),9.6kb/s~2Mb/s,這樣的數(shù)據(jù)接口通常是增值網(wǎng)絡(luò)本地接點(diǎn);高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),2~155Mb/s,BER低于10-9。提供這樣的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)必須有以太網(wǎng)和光纖分布數(shù)據(jù)接口。
3.視頻業(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、高速會議電視、遠(yuǎn)程教育、遠(yuǎn)程商業(yè)及用戶電視、VOD等。
LMDS在有線電視網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用
在CATV寬帶城域網(wǎng)的接入網(wǎng)中,固定無線接入技術(shù)雖不是主要的接入方式,但它是光纖接入方式必要有益的補(bǔ)充,在適當(dāng)情況下甚至可以完全替代光纖接入方式。在固定無線接入技術(shù)方式中,新興的LMDS接入技術(shù)與MMDS(多路多點(diǎn)分配業(yè)務(wù))和DBS(直播衛(wèi)星系統(tǒng))無線接入技術(shù)相比,可提供更高的帶寬和更多的寬帶交互式業(yè)務(wù)。在擁有HFC網(wǎng)絡(luò)的城市和地區(qū),利用已有的光纖網(wǎng)絡(luò)作為部署LMDS的網(wǎng)絡(luò)核心層(光纖骨干網(wǎng)絡(luò))來連接各個LMDS基站。由于接入網(wǎng)方式最終要實(shí)現(xiàn)光纖到樓(FTTB)、光纖到戶(FTTH),因此,LMDS憑借其優(yōu)勢完全可以充當(dāng)光纖接入網(wǎng)的的補(bǔ)充手段。通過光纖到小區(qū)、光纖到樓的接入方式連接LMDS基站,通過LMDS基站向覆蓋區(qū)內(nèi)的固定用戶提供各類寬帶交互式多媒體業(yè)務(wù)(包括各類窄帶業(yè)務(wù))。
在使用LMDS時,為了使帶寬不受限制,CATV網(wǎng)絡(luò)經(jīng)營者可以根據(jù)需要任意劃分使用頻段。假定有1100GHz,可將該頻寬中的500GHz用于數(shù)字廣播電視,600GHz用于雙向數(shù)據(jù),即使采用QPSK方式調(diào)制,該頻寬也可提供所有的DBS廣播信道;最高達(dá)1Gb的全部雙向數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),即提供比衛(wèi)星電視更豐富的電視節(jié)目,比銅軸電纜更多的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。CATV構(gòu)架起LMDS系統(tǒng)開始向用戶提供業(yè)務(wù)時,要考慮上下行鏈路采用何種設(shè)計方式。通常設(shè)計無線系統(tǒng)有三個主要的接入方式:時分多址(TDMA)、頻分多址(FDMA)和碼分多址(CDMA)。大多數(shù)廠商在提供LMDS下行鏈路的通信方式上都采用TDMA技術(shù),而上行鏈路的通信方式可選擇TDMA技術(shù)和FDMA技術(shù)。
LMDS成功的關(guān)鍵在于識別和服務(wù)于有潛在商業(yè)用戶的人口密集地區(qū),非常適合在市(城)區(qū)使用。CATV寬帶城域網(wǎng)正是面向并服務(wù)于工商貿(mào)產(chǎn)業(yè)區(qū)集中、人口密集、覆蓋地域緊湊的市(城)區(qū)域,而LMDS又具備無線通信特有的優(yōu)勢,即:實(shí)施迅速、投資降低、可靠性高等特點(diǎn),因此為CATV網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營者開展各類接入業(yè)務(wù)、發(fā)展寬帶用戶提供了高成效、低成本的有效方法,受到業(yè)界人士的廣泛關(guān)注。當(dāng)然,LMDS作為CATV接入網(wǎng)的發(fā)展情況最終還取決于市場。
LMDS在國外的發(fā)展情況
目前,在全球有多家廠商已推出了LMDS的產(chǎn)品,例如P-com、北電網(wǎng)絡(luò)、阿爾卡特、朗訊、惠普、休斯等。世界各地也陸續(xù)建立了一些LMDS的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),加拿大的MAXLINK公司建立了第一個LMDS商用網(wǎng)。許多國家已相繼分配了本國的LMDS頻段,同時出臺了有關(guān)LMDS運(yùn)營的管理辦法和技術(shù)要求。不少國家采取了拍賣頻譜和制定有利于運(yùn)營商的政策法規(guī),使其通過經(jīng)營LMDS進(jìn)入電信市場,促進(jìn)競爭。
目前,全美共有11個LMDS主要的運(yùn)營商,最大的四個是:ART、Next Link Communications、Teligent和Winstar公司。1998年12月,美國的Winstar公司第一個推出商用LMDS業(yè)務(wù),也備受LMDS支持者的關(guān)注,該公司是一家通過多種技術(shù)手段(主要是光纖、ADSL和LMDS)為中小型企業(yè)(SME)提供寬帶接入業(yè)務(wù)的公司。從1997年到1999年間,該公司從FCC獲得了多張適用于LMDS技術(shù)的寬帶無線接入頻率許可證,成為美國持有LMDS無線接入技術(shù)頻率許可證最多的公司。到2000年底,該公司已在美國60多個區(qū)域市場提供服務(wù)。截至2001年4月份,Winstar公司已經(jīng)擁有3萬個商業(yè)用戶,為100萬個終端用戶服務(wù),2000年收入超過7億美元。
在歐洲,隨著LMDS經(jīng)營許可證發(fā)放工作的結(jié)束,歐洲一些國家的經(jīng)營者開始推出LMDS業(yè)務(wù)服務(wù)。目前,F(xiàn)irstMark公司是歐洲最大的端對端寬帶因特網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)公司,已于2001年3月前在德國建立了一個3500公里的全國性的高速光纖網(wǎng)絡(luò),能連接18個國家的170多個城市,提供LMDS業(yè)務(wù)服務(wù),如德國、西班牙、葡萄牙、法國、盧森堡、荷蘭、比利時、英國、瑞士、奧地利、捷克、芬蘭等。1998年12月,日本加快了本地競爭進(jìn)程,著手寬帶固定無線接入技術(shù)許可證發(fā)放準(zhǔn)備工作。2001年主要發(fā)放的是2.4 GHz和38GHz頻段的經(jīng)營許可證。日本政府的計劃是在未來兩年,將寬帶用戶數(shù)量發(fā)展到500萬,到2005年,達(dá)到3000萬。
LMDS在中國的發(fā)展情況
LMDS技術(shù)1998年進(jìn)入中國,引起中國電信、中國移動、中國網(wǎng)通、聯(lián)通、吉通等各大運(yùn)營商的重視,他們紛紛申請頻點(diǎn),與國外一些產(chǎn)品制造商攜手,分別在廣州、上海、北京、武漢、杭州、大連、青島、深圳、珠海等地建立了規(guī)模不等的實(shí)驗(yàn)網(wǎng)。中國聯(lián)通1999年底成功開通LMDS試驗(yàn)網(wǎng)--中國聯(lián)通廣州試驗(yàn)網(wǎng),其他LMDS實(shí)驗(yàn)網(wǎng),包括中國電信-上海、中國移動-武漢、中國網(wǎng)通-北京也陸續(xù)開通。目前各網(wǎng)運(yùn)行良好,各運(yùn)營商都組織了專業(yè)測試部門進(jìn)行了各項(xiàng)性能指標(biāo)的測試。中國電信-綿陽、中國移動-貴陽、中國移動-西安的LMDS試驗(yàn)網(wǎng)也即將建成。
目前LMDS基本上還處于試用階段,而不少的制造商則把為LMDS開發(fā)的技術(shù)使用到2.5~2.7MHz和3.4~3.6MHz頻率的產(chǎn)品上,出現(xiàn)了新一代的無線接入技術(shù)。LMDS系統(tǒng)工作在10、24、26、28、31、38GHz頻段,在歐洲和北美已有多個頻段得到了批準(zhǔn)和使用,在中國,LMDS頻率標(biāo)準(zhǔn)還未出臺,但24~26GHz、38~40GHz已被批準(zhǔn)用于試驗(yàn)。
總的來看,寬帶無線接入技術(shù)代表了寬帶無線接入技術(shù)的一種新的不可忽視的發(fā)展趨勢,不僅敷設(shè)開通快,維護(hù)簡單,用戶較密時成本低,而且改變了本地電信業(yè)務(wù)的傳統(tǒng)觀念,最適合于新的電信競爭者與傳統(tǒng)電信公司和有線電視網(wǎng)絡(luò)公司展開有效的競爭,也可以作為電信公司和有線電視網(wǎng)絡(luò)公司有線接入的重要補(bǔ)充。LMDS系統(tǒng)對于寬帶業(yè)務(wù)的經(jīng)營者和用戶雙方都是一種多用途的具有良好成本效益的選擇方案,由于它能迅速而廉價地建立起來,因此對經(jīng)營者和用戶來說,特別有吸引力。