宽带无线接入技术浅析

2019-11-03 18:55:00

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供稿：网友

大唐无线通信公司
李养哲宽带无线接入新技术——LMDS

　　本地多点分布业务又称为本地多路分配业务(Local Multipoint Distribution Services,缩写成LMDS)是一种新兴的宽带无线接入技术。它利用无线信道代替有线电缆，以无线通信方式解决从数据骨干网、本地交换机到用户之间的接入问题。采用微波技术提供业务，工作在26GHz附近频段。目前，全世界各电信厂商都积极进行LMDS技术的深入研究和开发，并且受到众多电信运营商的青睐。无疑，LMDS的出现必将对宽带无线接入技术带来一场新的革命

　　系统构成

　　LMDS属于无线接入系统，采用蜂窝小区结构覆盖整个用户区域。基站位于小区的中心，由天线、射频单元及室内单元构成，负责进行用户端的覆盖，并提供骨干网络的接口。为了适应多元化的骨干网络，几乎所有的LMDS系统都能够提供综合性的业务接入平台，因此，基站往往采用ATM+IP相结合的接入方式，并提供ATM和IP网络接口。根据调制方式的不同，基站所覆盖的范围也有所不同，16QAM和QPSK方式下传输距离通常为1和5公里左右。用户站分布于基站的各个扇区范围之内，包括室内单元和室外单元两部分。大多数LMDS系统的用户站与基站采用TDMA多址方式进行通信。用户站往往具有更为丰富的业务接口，接入带宽从64Kbps到36Mbps不等，完全可满足用户的多业务和不同带宽的需求。　　技术特点

　　与传统的有线接入方式相比，LMDS具有以下不可替代的特点：

　　1. 高的数据接入带宽

　　由于LMDS工作在24 ~~ 28GHz频段内，空中可用频谱GHz以上，支持高达155Mbps的用户数据接入。我国已对26GHz的频谱资源进行了规划，规定每载波的频宽为3.5MHz,7MHz,14MHz，28MHz等,由于LMDS采用了多项先进技术增强了系统的频谱利用率，因此14MHz单载波的传输速率可高达36Mbps。

　　2. 覆盖范围广、容量大

　　采用蜂窝小区的覆盖方式，每个小区又可划分为多个扇区，通过采用不同的极化方式和高效的频率规划软件，增加了不同扇区之间的频率复用系数，从而扩展了LMDS的覆盖范围、提升了系统的容量。

　　3. 丰富的接入业务

　　高的数据接入带宽、丰富的业务接口以及对多协议如：帧中继、ATM、TCP/IP等的支持使得LMDS系统几乎支持包括所有语音、数据、视频在内的综合业务。

　　4. 扩容便利、易于维护

　　LMDS系统采用模块化设计，运营商可随时根据用户的需求，增加相应的网络模块，提升系统容量。功能强劲的网络管理软件以及告警指示可迅速进行故障定位，维护网络正常运行。

除拥有各自的专有技术外，大多数厂商的LMDS设备都具备以下相同的技术特点，以获得高的频谱利用率、光纤级的传输质量、良好的环境适应能力和出色的服务质量：

　　自适应调制解调。如16QAM和QPSK双调制解调方式，能够适应不同带宽和覆盖范围的需求。当空中链路恶化时，可自动切换调制解调方式，以确保传输质量。

　　自动发射功率控制。通过实时监控基站的接收电平，可自动控制终端站发射功率，便于无线链路的维护并能很好地抵抗雨衰对系统的影响。

　　先进的余弦数字滚降滤波器。提高了频率复用系数，增加了网络的容量。

　　基于ATM或IP的空中接口协议。可充分利用频谱资源，提高了频谱利用率，同时还使上下行链路具有超强的动态带宽分配能力并能保证端到端的QoS。

　　优先级队列。采用精确的优先级算法，具有不同服务等级（CoS）的数据被映射致相应的队列内，从而优化数据的处理并提高处理效率。业务接口及应用

　　丰富的业务接口可使系统具有灵活的组网方式，同时还可向用户提供丰富的业务。LMDS系统在基站通常可提供ATM/STM-1、100BaseT和E3等骨干接口，支持E1/E3电路仿真、IP over ATM和IP等业务。用户站具有10/100BaseT、E1、V.35和帧中继等多种接口，与用户的CPE设备接口完全兼容。LMDS系统具有灵活的业务支持能力，这为运营商在外围设备的选取及系统的组网带来了极大的便利。具体而言，LMDS支持以下综合业务：

　　1. 语音业务

　　目前，传统的电话仍占据着语音业务的主导地位，LMDS系统采用E1接口及TDM业务，便可迅速地完成用户的小交换机（PABX）到PSTN前置交换机的接入。对于发展迅速的VOIP业务，用户的语音网关可直接通过LMDS的以太网口接入IP骨干内，具有低延时、高的通话质量等特点。

　　2. 数据业务

　　包括高速局域网、广域网互连、虚拟专网（VPN）和高速Internet接入等数据业务。根据接入骨干网的类型和用户接口的不同，LMDS系统可通过多种方式实现上述业务：

　　ATM骨干。基站根据不同的适配协议，采用仿真E1/E3和IP over ATM完成用户数据到ATM骨干的接入。通常基站利用155M的光接口与ATM设备相连。用户站多为E1、V35、帧中继和以太网等接口，主要用做LAN/WAN互连及VPN业务。

　　IP骨干。基站通过100BaseT接口与核心路由器相连，用户站一般只采用以太网接口，适于LAN互连、VPN、高速Internet接入等业务。一些LMDS设备还支持802.1Q VLAN标准，更增强了用户网络的安全性。

　　3. 视频业务

　　可为诸如远程医疗、远程教育、高速会议电视、电子商务、VOD等视频业务提供高质量、安全可靠的传输通道。下图描绘了LMDS系统的综合应用。

图1：LMDS系统的应用

　　运营模式

　　从运营的角度出发，运营商采用LMDS系统可在城域网的建设中灵活的接入IP网络、ATM网络、SDH网络，为不同带宽需求和业务需求的用户提供最佳的无线解决方案，适合全新的业务需求和容量需求，为广大的大中型商业用户提供了更高的容量和更为充分的带宽资源。

图2：LMDS系统运营模式

　　如上图所示，小的商业网吧、SOHO等用户业务多为Internet接入，带宽一般为N*64Kbps到2Mbps，可采用专线、帧中继或IP等多种灵活的接入方式。而对于大的住宅小区、商业写字楼这类综合业务居多，且带宽需求大的用户，采用IP方式接入，不但可提供10Mbps至36Mbps高的业务带宽，而且能够保证端到端的QoS，业务开通迅速，增强了电信运营商的市场竞争力，使其能够快速地占领用户市场。总的来讲，LMDS系统具体有以下多种盈利模式：

　　在大中城市宽带业务用户密集地区，快速为大客户提供综合业务接入

　　延伸城域网接入范围，增加接入网络容量

　　安全可靠、为企业的信息化提供虚拟专用网络（VPN）

　　为企业客户提供租用线业务

　　移动通信的基站和基站控制器互联

　　大唐电信的R3000 LMDS系统采用多载波TDMA方式，每扇区可支持4个14MHz载波共用一个ODU，每载波支持36Mbps的业务速率，专有的空中接口协议具有高效的动态带宽分配性能，动态带宽分配可在每一帧的数据中体现出来，最小颗粒度仅为128bit，随着26GHz频谱的开放，LMDS系统必将获得广泛的应用。

由CHINA通信网组稿

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