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結構覆蓋整個城域范圍。典型的LMDS系統利用地理上分散的類似蜂窩的配置,為由多個樞紐發射機(或稱為基地站)在一定小區范圍的服務區管理用戶群,每個發射機經點對多點無線鏈路與服務區內的固定用戶通信。
每個蜂窩站的覆蓋區為5~7公里,若采用具有更高的發射功率、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覆蓋區可相互重疊,每個蜂窩的覆蓋區又可以劃分為多個扇區,可以根據需要在該扇區提供特定業務或服務。如通過采用多扇區、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、提高網絡容量。LMDS系統特別適于在高密度用戶地區使用,如繁華的城市商貿區、技術開發區、寫字樓群、城市居民小區等。
LMDS系統的優勢
與傳統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據速率高達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,僅在用戶數量增加即有業務收入時才需再增加資金投入,所以投資回收也很快。
3.業務提供速度快
LMDS系統實施時,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.在用戶發展方面極具靈活性
LMDS系統具有良好的可擴展性,使容量擴充和新業務提供都很容易,服務商可以隨時根據用戶需求進行系統設計或動態分配系統資源,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.可提供質優價廉的多種業務
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務。LMDS的寬帶特性決定了它幾乎可以承載任何業務,包括話音、數據和圖像等業務。
6.頻率復用度高、系統容量大
LMDS基站的容量很可能超過其覆蓋區內可能的用戶業務總量,因此,LMDS系統很可能是一個"范圍"受限系統而不是"容量"受限系統。所以LMDS系統特別適于在高密度用戶地區使用。
LMDS系統的局限性
LMDS系統有如下局限性:
1.LMDS服務區覆蓋范圍較小,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,從而對單臺發射機形成相當大的陰影區。
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或其他人口比較稠密的地區。
LMDS系統提供的業務
LMDS系統可提供多種業務,可同時向用戶提供話音、數據及視頻綜合業務,還可以提供承載業務,如蜂窩系統或PCS/PCN基站之間的傳輸等。具體如下:
1.話音業務
LMDS系統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;和傳統的POTS業務相連,可實現PSTN主干網無線接入技術。
2.數據業務
LMDS系統的數據業務包括低、中、高速3檔:低速數據業務,1.2~9.6kb/s,能處理開放協議的數據,網絡允許從本地接入點接到增值業務網;中速數據業務,9.6kb/s~2Mb/s,這樣的數據接口通常是增值網絡本地接點;高速數據業務,2~155Mb/s,BER低于10-9。提供這樣的數據業務必須有以太網和光纖分布數據接口。
3.視頻業務
LMDS能提供模擬和數字視頻業務,如遠程醫療、高速會議電視、遠程教育、遠程商業及用戶電視、VOD等。
LMDS在有線電視網絡中的應用
在CATV寬帶城域網的接入網中,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(多路多點分配業務)和DBS(直播衛星系統)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務。在擁有HFC網絡的城市和地區,利用已有的光纖網絡作為部署LMDS的網絡核心層(光纖骨干網絡)來連接各個LMDS基站。由于接入網方式最終要實現光纖到樓(FTTB)、光纖到戶(FTTH),因此,LMDS憑借其優勢完全可以充當光纖接入網的的補充手段。通過光纖到小區、光纖到樓的接入方式連接LMDS基站,通過LMDS基站向覆蓋區內的固定用戶提供各類寬帶交互式多媒體業務(包括各類窄帶業務)。
在使用LMDS時,為了使帶寬不受限制,CATV網絡經營者可以根據需要任意劃分使用頻段。假定有1100GHz,可將該頻寬中的500GHz用于數字廣播電視,600GHz用于雙向數據,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的全部雙向數據業務,即提供比衛星電視更豐富的電視節目,比銅軸電纜更多的數據業務。CATV構架起LMDS系統開始向用戶提供業務時,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用戶的人口密集地區,非常適合在市(城)區使用。CATV寬帶城域網正是面向并服務于工商貿產業區集中、人口密集、覆蓋地域緊湊的市(城)區域,而LMDS又具備無線通信特有的優勢,即:實施迅速、投資降低、可靠性高等特點,因此為CATV網絡運營者開展各類接入業務、發展寬帶用戶提供了高成效、低成本的有效方法,受到業界人士的廣泛關注。當然,LMDS作為CATV接入網的發展情況最終還取決于市場。
LMDS在國外的發展情況
目前,在全球有多家廠商已推出了LMDS的產品,例如P-com、北電網絡、阿爾卡特、朗訊、惠普、休斯等。世界各地也陸續建立了一些LMDS的實驗系統,加拿大的MAXLINK公司建立了第一個LMDS商用網。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,使其通過經營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(SME)提供寬帶接入業務的公司。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多個區域市場提供服務。截至2001年4月份,Winstar公司已經擁有3萬個商業用戶,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經營許可證發放工作的結束,歐洲一些國家的經營者開始推出LMDS業務服務。目前,FirstMark公司是歐洲最大的端對端寬帶因特網網絡基礎結構公司,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絡,能連接18個國家的170多個城市,提供LMDS業務服務,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放準備工作。2001年主要發放的是2.4 GHz和38GHz頻段的經營許可證。日本政府的計劃是在未來兩年,將寬帶用戶數量發展到500萬,到2005年,達到3000萬。
LMDS在中國的發展情況
LMDS技術1998年進入中國,引起中國電信、中國移動、中國網通、聯通、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、珠海等地建立了規模不等的實驗網。中國聯通1999年底成功開通LMDS試驗網--中國聯通廣州試驗網,其他LMDS實驗網,包括中國電信-上海、中國移動-武漢、中國網通-北京也陸續開通。目前各網運行良好,各運營商都組織了專業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開發的技術使用到2.5~2.7MHz和3.4~3.6MHz頻率的產品上,出現了新一代的無線接入技術。LMDS系統工作在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務的傳統觀念,最適合于新的電信競爭者與傳統電信公司和有線電視網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絡公司有線接入的重要補充。LMDS系統對于寬帶業務的經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,因此對經營者和用戶來說,特別有吸引力。