LMDS無線接入技術的實際應用
無線接入技術還是比較常用的,于是我研究了一下LMDS無線接入技術的實際應用,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)結構覆蓋整個城域范圍。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(或稱為基地站)在一定小區(qū)范圍的服務區(qū)管理用戶群,每個發(fā)射機經(jīng)點對多點無線鏈路與服務區(qū)內的固定用戶通信。
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、更強的接收靈敏度,可增加基站的覆蓋范圍,使覆蓋范圍達到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)務或服務。如通過采用多扇區(qū)、先進的調制方式、不同極化等途徑,可以進一步增加頻譜利用率、提高網(wǎng)絡容量。LMDS系統(tǒng)特別適于在高密度用戶地區(qū)使用,如繁華的城市商貿區(qū)、技術開發(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155Mb/s,能夠滿足廣大用戶對通信帶寬日益增長的需求。
2.運營商啟動資金較小,后期擴容能力強,投資回收快
在網(wǎng)絡建設初期,服務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營。運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)務提供速度快
LMDS系統(tǒng)實施時,不僅避免了有線接入開挖路面的高額補償費,而且設備安裝調試容易、建設周期大大縮短,因此可以迅速為用戶提供服務。
4.在用戶發(fā)展方面極具靈活性
LMDS系統(tǒng)具有良好的可擴展性,使容量擴充和新業(yè)務提供都很容易,服務商可以隨時根據(jù)用戶需求進行系統(tǒng)設計或動態(tài)分配系統(tǒng)資源,添加所需的設備,提供新的服務,也不會因用戶變化而造成資金或設備的浪費。
5.可提供質優(yōu)價廉的多種業(yè)務
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。LMDS的寬帶特性決定了它幾乎可以承載任何業(yè)務,包括話音、數(shù)據(jù)和圖像等業(yè)務。
6.頻率復用度高、系統(tǒng)容量大
LMDS基站的容量很可能超過其覆蓋區(qū)內可能的用戶業(yè)務總量,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服務區(qū)覆蓋范圍較小,不適合遠程用戶使用。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(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)射機形成相當大的陰影區(qū)。
3.基站設備相對比較復雜,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,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
LMDS系統(tǒng)可提供多種業(yè)務,可同時向用戶提供話音、數(shù)據(jù)及視頻綜合業(yè)務,還可以提供承載業(yè)務,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
LMDS系統(tǒng)是一種高容量的點對多點微波傳輸技術,可提供高質量的話音服務;和傳統(tǒng)的POTS業(yè)務相連,可實現(xiàn)PSTN主干網(wǎng)無線接入技術。
2.數(shù)據(jù)業(yè)務
LMDS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)業(yè)務包括低、中、高速3檔:低速數(shù)據(jù)業(yè)務,1.2~9.6kb/s,能處理開放協(xié)議的數(shù)據(jù),網(wǎng)絡允許從本地接入點接到增值業(yè)務網(wǎng);中速數(shù)據(jù)業(yè)務,9.6kb/s~2Mb/s,這樣的數(shù)據(jù)接口通常是增值網(wǎng)絡本地接點;高速數(shù)據(jù)業(yè)務,2~155Mb/s,BER低于10-9。提供這樣的數(shù)據(jù)業(yè)務必須有以太網(wǎng)和光纖分布數(shù)據(jù)接口。
3.視頻業(yè)務
LMDS能提供模擬和數(shù)字視頻業(yè)務,如遠程醫(yī)療、高速會議電視、遠程教育、遠程商業(yè)及用戶電視、VOD等。
LMDS在有線電視網(wǎng)絡中的應用
在CATV寬帶城域網(wǎng)的接入網(wǎng)中,固定無線接入技術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充,在適當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方式中,新興的LMDS接入技術與MMDS(多路多點分配業(yè)務)和DBS(直播衛(wèi)星系統(tǒng))無線接入技術相比,可提供更高的帶寬和更多的寬帶交互式業(yè)務。在擁有HFC網(wǎng)絡的城市和地區(qū),利用已有的光纖網(wǎng)絡作為部署LMDS的網(wǎng)絡核心層(光纖骨干網(wǎng)絡)來連接各個LMDS基站。由于接入網(wǎng)方式最終要實現(xiàn)光纖到樓(FTTB)、光纖到戶(FTTH),因此,LMDS憑借其優(yōu)勢完全可以充當光纖接入網(wǎng)的的補充手段。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)內的固定用戶提供各類寬帶交互式多媒體業(yè)務(包括各類窄帶業(yè)務)。
在使用LMDS時,為了使帶寬不受限制,CATV網(wǎng)絡經(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方式調制,該頻寬也可提供所有的DBS廣播信道;最高達1Gb的全部雙向數(shù)據(jù)業(yè)務,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。CATV構架起LMDS系統(tǒng)開始向用戶提供業(yè)務時,要考慮上下行鏈路采用何種設計方式。通常設計無線系統(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,而上行鏈路的通信方式可選擇TDMA技術和FDMA技術。
LMDS成功的關鍵在于識別和服務于有潛在商業(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)正是面向并服務于工商貿產(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:實施迅速、投資降低、可靠性高等特點,因此為CATV網(wǎng)絡運營者開展各類接入業(yè)務、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)界人士的廣泛關注。當然,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、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的實驗系統(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LMDS運營的管理辦法和技術要求。不少國家采取了拍賣頻譜和制定有利于運營商的政策法規(guī),使其通過經(jīng)營LMDS進入電信市場,促進競爭。
目前,全美共有11個LMDS主要的運營商,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,也備受LMDS支持者的關注,該公司是一家通過多種技術手段(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。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,2000年收入超過7億美元。
在歐洲,隨著LMDS經(jīng)營許可證發(fā)放工作的結束,歐洲一些國家的經(jīng)營者開始推出LMDS業(yè)務服務。目前,F(xiàn)irstMark公司是歐洲最大的端對端寬帶因特網(wǎng)網(wǎng)絡基礎結構公司,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,能連接18個國家的170多個城市,提供LMDS業(yè)務服務,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程,著手寬帶固定無線接入技術許可證發(fā)放準備工作。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,達到3000萬。
LMDS在中國的發(fā)展情況
LMDS技術1998年進入中國,引起中國電信、中國移動、中國網(wǎng)通、聯(lián)通、吉通等各大運營商的重視,他們紛紛申請頻點,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)模不等的實驗網(wǎng)。中國聯(lián)通1999年底成功開通LMDS試驗網(wǎng)--中國聯(lián)通廣州試驗網(wǎng),其他LMDS實驗網(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)運行良好,各運營商都組織了專業(yè)測試部門進行了各項性能指標的測試。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。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和使用,在中國,LMDS頻率標準還未出臺,但24~26GHz、38~40GHz已被批準用于試驗。
總的來看,寬帶無線接入技術代表了寬帶無線接入技術的一種新的不可忽視的發(fā)展趨勢,不僅敷設開通快,維護簡單,用戶較密時成本低,而且改變了本地電信業(yè)務的傳統(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)絡公司有線接入的重要補充。LMDS系統(tǒng)對于寬帶業(yè)務的經(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。