宽带无线接入技术

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摘要：宽带无线接入具有工作频带宽，启动资金小，提供服务快，频率利用率高，系统容量大，运营维护成本低等优点，故近来相继涌现了LMDS、LMCS、MMDS、MVDS等多种宽带无线接入系统。本文在介绍这些系统的基础上，着重介绍了备受关注的LMDS系统的网络构成、应用和存在的问题。

　　随着电信业开放和竞争的日趋加剧，国际和国内电信业都进入了一个新的发展时期。国际上，许多我家在接入网上引入竞争，并在多个频段，如欧盟建议各成员国在3.5GHz和26GHz频段开放点对多点接入许可证，其中26GHz主要用于本地多点分配系统LMDS。在国内，在电话普及到家庭的同时，人们和社会对通信的要求、已从传统的窄带电话、传真、数据等业务逐渐向高速数据、可视电话、视频点播（vod）等宽带业务领域延伸，尤其是随着新运营商的加入和对最后1公里网络建设和重视，以及人们对数据业务越来越多的关注，目前无线接入市场上呈现了旺盛的需求，上述这些动向都为提供宽带业务的宽带无线接入方式（宽带接入网）创造了极好时机。

　　一、宽带无线接入系统和宽带无线接入技术

　　目前，较为一致的看法是，宽带无线接入系统可分为4类：第1类系统能提供的数据速率为2Mb/s，典型产品有爱立信的Airline系统。第2类有本地多点分配系统（LMDS），本地多点通信系统（LMCS）,微波多路分配系统（MMDS）和多点电视分配系统（MVDS）4种。而MVDS则是宽带无线接入的新应用。但是，最引起人们重视的是LMDS，它应用最多，呼声最高。第3类是宽带无线本地局域网B-LAN。第4类是根据欧洲标准的系统数据速率制定的HIPEX Access标准研制生产的设备，此标准提出的系统数据速率可达25Mb/s。

　　其中，第2类的MMDS和LMDS是在成熟的微波的传输技术下发展起来的，所采用的调制方式与微波传输相似，主要为相移键控PSK和正交幅度调制QAM。不同之处是MMDS和LMDS均采用一点多址方式，微波传输则常采用点对点方式。

　　1.MMDS

　　MMDS网络结构呈点对多点分布，并能提供宽带业务的一种无线系统。它适用于中小企业和集团用户。MMDS可透明传输IP业务，在基站与网络之间的接口可采用T1/E1、100Base-T和OC-3等标准，在用户端的接口可采用E2和10Base-T等，该系统在业务上可为用户提供Internet的接入，本地用户的数据交换、话音业务和VOD视频点播等业务。

　　MMDS最初用于传输单向电视和网络广播，1970年FCC在2.5GHz频段上划分出200MHz给无线电信运营商。该频段可划分出31个信道，每信道带宽6MHz。虽然MMDS的技术不断改革，但是，还是最近1公里高速数据接入技术的进步促进了MMDS的发展。1998年9月，FCC批准运营商可以采用双向的数据业务传输，允许更加灵活地使用分配给它的频谱。同时MMDS的数字化发展也使得它更具竞争力，MMDS适用于用户分布很分散的情况----范围可达40公里。但是，由于信道数的限制，对运营商而言，用开发更高调制技术的方式来提高应用频谱是一个冒险，这是限制该系统在大型商业区应用的最重要的因素。而且，大的覆盖范围也容易引起该系统小区之间的干扰。随着技术的进步，一些生产厂商已开始对原有MMDS系统进行改进、使之能够实现双向点到多点的宽带传输。

　　与点对多点的LMDS相比，MMDS更适用于用户相对分散，容量较小的地区。从成本上来讲，MMDS低于LMDS。目前，作为无线式电缆电视的微波传输所使用的单向MMDS在全球的应用已较广泛，估计到今年，全球用户数可达1000-1300万。新发展的宽带双向MMDS业已在一些地区建立了试验网，适合为用户较分散的地区提供宽带接入。

　　2.LMDS　

　　LMDS是首先由美国开发的一种宽带无线接入系统。该系统不支持移动业务。与MMDS系统相比，LMDS具有更高带宽和双向数据传输的特点，可以提供多种宽带交互式数据业务及话音和图像业务。因此人们逐渐将眼光投入带宽达到1GHz，几乎可以提供任何种类的业务。该系统采用小区制技术，根据各国使用频率的不同，其服务范围约为1-3英里。又由于融合了电话和高速数据业务，因而具有很大的市场潜力。运营商利用这种技术只需购买所需的网元就可以向用户提供无线宽带服务。LMDS是面对用户服务的系统，特别适用于突发性数据业务和高速Internet接入。

　　（1）LMDS网络结构

　　LMDS网络主要由网络运行中心（NOC）、光纤基础设施、基站和用户站设备组成。NOC包括网络管理系统设备，它管理着用户网的大部分领域，多个NOC可以互连。

　　光纤基础设施一般包括SONETOC-3和DS-3链路、中心局（CO）设备，ATM和IP交换机系统，与Intenret及PSTN的互连。

　　基站是进行光纤基础设施向无线基础设施的转换，基站设备包括与光纤终端的网络端口、调制解调功能、微波传输和接收设备。可不含本地交换机。如果含有本地交换机，则连到基站的用户无需进入光纤基础设施即可与另一个用户通信，这就表示计费、信道接入管理、登记和认证等是在基站内进行的。另一种基站结构只提供与光纤基础设施的简单连接。此时所有业务都接向光纤基础设施中的ATM交换机或CO设备。如果连接到同一基站的两个用户希望建立通信，那么通信在中心地点完成，计费、认证、登记和业务管理功能都在中心地点完成。

　　用户站设备因供货厂商不同而相差甚远，但一般都包括安装在户外的微波设备和安装在户内的提供调制解调器、控制、用户站接口功能的数字设备。用户站接口功能的数字设备。用户站设备可以通过TDMA、FDMA、CDMA方式接入网络。不同用户站地点要求不同的设备结构。

　　（2）LMDS的应用

　　目前，许多厂商（如新桥网络、北电网络和博世、朗讯、惠普、休斯等）已相继推出了LMDS产品。世界许多地方也陆续建立了它的商用网。世界上很多国家对本国LMDS频段进行了分配，同时出台了运营LMDS的管理办法和技术要求。不少国家采取了拍卖频谱、制定有利于运营商的政策、法规，使其通过运营LMDS而进入电信市场，进网促进竞争。目前，我国数据网络骨干网的建设正加速进行，一些地区已经初具规模，各电信运营商已开始着手接入网的建设。LMDS以前述诸特点引起了业内人士的广泛关注。

　　1999年7月，中国的第一套LMDS实验网在广州市开通。这套由P-COM公司为中国联通公司建立的LMDS网络标志着中国接入网发展的新起点。现在，中国联通LMDS试验网正处在测试阶段，如果试验成功，LMDS也许会在中国掀起一次通信技术发展的高潮。最近，江苏省邮政局也在论证利用LMDS构成全省邮政数据网的可能。上海电信已在进行建立宽带无线接入试验网的准备。

　　基于LMDS服务范围能达到1-3英里，能为用户提供最高速率达155Mb/s的高速接入业务，很多人认为使用LMDS技术比使用DSL技术能更快，成本更低。这一观点使得欧洲各国网络运营商纷纷申请宽带接入许可证，但也有人认为开宽带无线接入业务，要考虑的问题很多，除技术外，还有市场需求、产品性能、价格标准等很多因素。例如美国FCC在1998年就发放了LMDS许可证，至今在此系统覆盖下的企业还不足5％。据预测，到2003年才可能达到20％。

　　尽管宽带无线接入系统发展形势不错，但是基于文中提到它们的种种不足，我们建议，放慢这一系统的发展速度，或者仅作有计划的技术跟踪。

　　更何况，基于IMT-2000、UMTS、UPT的第三代移动通信系统和光无线通信技术也可提供宽带无线接入业务。北电网络的INAS-智能多业务接入系统是从智能化程度高而获得的新一代宽带无线接入系统。该系统能提供世界上最高速率的端口和千兆比特的ATM带宽，从而为DSL接入平台确定了新标准，同时消除了普通DSL接入多路复用器（DSLAM）的诸多限制。因此，目前我们宜在信息产业部的规划下，少量试点，作技术跟踪性建网。不能被眼前火热的市场需求鼓动。要多考虑点问题，要等待一下。

　　三、宽带无线接入网的优缺点

　　1.与传统的有线接入方式相比，宽带无线接入具有如下优点：

　　（1）工作频带宽，可提供通信信号的宽带接入，尤其是本地多点分配系统LMDS。因为，它可支持高达155Mb/s的用户数据接入。

　　（2）启动资金小。不需要进行大量的基础设施建设，初期投资少，仅在增加用户时才需要增加资金投入。因此，即使在用户数较少的运营初期，运营商也能维系发展，因而在最大程度上降低了投资建网的风险。

　　（3）提供服务快。无线接入系统安装，调试容易。较之有线宽带接入系统，其建设周期缩短，并可迅速为用户提供服务。

　　（4）频率复用率高，系统容量大。尤其是LMDS基站的容量很可能超过其覆盖区内可能的用户总量，特别适合在高密度用户地区（如繁华的城市商贸区，技术开发区、写字楼群等）使用，而不用重新布线。

　　（5）具有良好的可扩容性。宽带无线接入可根据用户需求进行系统设计或动态分配系统资源，而不会造成资金或设备的浪费，且在发展方面极具灵活性。

　　（6）能提供优质、低廉的，诸如话音、数据、视频等综合业务。

　　（7）运维成本低。相对“有线”接入而言，可省去大量的线路维护人员，降低了运维成本。

　　2.宽带无线接入存在的缺点：

　　（1）由于LMDS等工作于毫米波段，基站天线与用户天线之间必须保持视通，才能保证可靠通信。

　　（2）由于毫米波的雨衰效应严重，故在多雨地区使用这些接入系统尚需测试和验证。这些测试和验证结果将直接影响基站选址、覆盖和基站数量以及系统可靠性。

　　（3）这些系统的设备性能尚不理想，供应量不足。以LMDS为例，该系统设备最大难点在于高频无线器件的开发和生产。

　　（4）国际上还没有一个统一的技术标准，例如各国使用的LMDS频段就不一致，双工方式也不相同，从而导致产品不能相互通用。

　　（5）设备价格也较高。这些都直接影响了它们的推广。

　　值得欣慰的是，欧洲和IEEE均表示要开展这方面的研究，以形成一个统一标准。一些大的设备生产商，如Nortel、西门子等公司正积极研制有关设备，也许不久的将来，能提供质优、低廉的新产品。