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本地多点分配接入系统——LMDS

2/14/2005来源:接入系统人气:8583

本地多点分配接入系统——LMDS 当前,随着国际电信市场的迅速发展,目前各国的核心网络建设均初具规模,基 本可满足当前通信的需求。而突出的矛盾体现在接入网方面,即用户与核心网络的连 接部分。这一问题是通信向宽带、智能、个人化发展的关键。 Internet的高速普及与多媒体技术的飞速发展,用户对带宽的要求越来越高,传 统的铜线、电缆,已完全不能满足传输的要求,更新成本又往往是用户所不愿负担的。 理论上,全光缆接入网络将是比较完美的解决方案,但实现上对接入网络的要求过高, 即使在发达国家也还远远未能实现。据最近的统计资料,在美国460万商业大楼中, 光纤到大楼只有1%;而事实上,商业、企业中约95%以上的商业企业是少于20个雇 员的中、小型企业,向这类中小型商业用户提供光纤接入,经济上并不合算。 随着无线通信技术的迅速发展,一种提供的通信容量接近于有线光纤的新型无线 通倍技术异军突起,这就是本地多点分配业务——LMDS。 1 LMDS含义 LMDS(Local Multipoint Distribute Service)——本地多点分配接入系统是 一种崭新的宽带无线接入技术,1998年被美国电信界评选为十大新兴通信技术之一。 由于该技术利用高容量点对多点微波传输,可以提供双向话音、数据及视频图像业务, 能够实现从Nx64kbs/到2mb/s,甚至高达155Mb/s的用户接入速率,具有很高的可 靠性,号称是一种“无线光纤”技术。 LMDS工作在10GHz以上,一般在毫米波的波段附近,可用的带宽达到1GHz以上, 几乎可以提供任何种类的业务,支持话音、数据和图像业务,并支持ATM、TCP/IP和 MPEG 2等标准。由于LMDS具有更高带宽和双向数据传输的特点,可提供多种宽带交互 式数据及多媒体业务,克服传统本地环路的瓶颈,满足用户对高速数据和图像通信日 益增长的需求,因此是解决通信网接入网问题的利器。尤其是LMDS具备无线通信将有 的优势,即:实施迅速、投资降低、可靠性高,因此为电信运营商开展业务、发展用 户提供了高成效、低成本的有效方法,受到电信业界人士的极大关注。 2 LMDS系统结构 LMDS系统包括基站和用户端设备两部分,基站直接进入电倍骨干网络,或核心 网络。为了使LMDS系统能够提供多样化的综合业务,此核心网络可以由光纤传输网、 ATM交换或 IP交换或IP+ATM架构而成的核心交换平台以及与因特网(Internet)、 公共电话网(PSTN)的互连模块等组成。由于LMDS直接支持ATM协议(无线ATM),通 过使用无线ATM协议,可以使键路效率得到提高。 2.1 基站 基站负责进行用户端的覆盖,并提供骨干网络的接口,包括PSTN、Internet、 Frame Relay、ATM、ISDN等。基站实现信号在基础骨干网络与无线传输之间的转换。 基站设备包括与基础骨干网络相连的接口模块、调制与解调模块以及通常置于楼顶 或塔顶的微波收发模块。 LMDS系统的基站采用多扇区覆盖,使用在一定角度范围内聚焦的喇叭天线来覆 盖用户端设备。多扇区基站可以更有效地利用频谱,进一步扩大系统容量。LMDS系 统根据采用天线的不同,可划分为15度、22.5度、30度、45度、60度、90度的扇区, 即最少4个扇区,最多可达24个扇区。基站至用户端的下行链路采用TDM模式。 LMDS系统可以采用的调制方式为相移键控PSK(包括BPSK、DQPSK、QPSK等)和 正交幅度调输QAM(包括4-QAM)。目前可以提供6昂AQM、16QAM等大大提高频道利 用率的调制技术。这样,QAM等大大提高频道利用率的调制技术。这样,LMDS就可 提供更高的扇区容量,使每扇区达200Mb/s。现在一个单独的P-COM LMDS网络容 量已经可以超过4.8Gb/S。 2.2 用户端 用户端包括室外单元(含定向天线、微波收发设备)和室内单元[含调制与解 调模块以及与用户室内设备相连的网络接口模块(NIU)],通常采用口径很小的 室外走向天线用户端网络接口单元NIU为各种用户业务提供接口,并完成复用/解 复用功能。P-COM的LMDS用户设备(CPE)的接口形式(NIU模拟)可以十分丰富, 有E1、POTS、10BaseT、部分E1、帧中继、ATM、ISDN、Nx64kb/s等,因此可以支 持多种应用。用户端设备可以设在大型单位中(如办公楼、医院、学校、企业) 供许多用户共享,也可以置于小单位以提供数据、图像或电话业务。用户可以根 据具体位置与业务需求情况,配置合适的用户端设备。 多个用户端设备可通过时分多址(TDMA)、频分多址(FDMA)等多址方式与 基站进行通信。FDMA对干大量的连续非突发性数据接入较为合适,TDMA则适于支 持多个突发性或低速率数据用户的接入。LMDS运营者应根据用户业务的特点及分 布来选取适合的多址方式。 P-COM可在同一系统同时提供FDMA和TDMA接入方式:TDMA接入方式提供按需 分配带宽,FDMA接入方式使用于租用线服务。另外,P-COM可提供双模式远端站, 即在一个远端站提供FDMA和 TDMA接入方式,同时利用两种接入方式的优势。 3 LMDS系统服务范围 LMDS属于无线访问的一种新的形式,可以采用LMDS蜂窝式的小区结构覆盖整 个城域范围。典型的LMDS系统利用地理上分散的类似蜂窝的配置,为由多个枢纽 发射机(或称为基地站)在一定小区范围的服务区管理用户群,每个发射机经点 对多点无线键路与服务区内的固定用户通倍。每个蜂窝站的覆盖区为5~7km,若 采用具有更高的发射功率、更强的接收灵敏度,可增加基站的覆盖范围,使覆盖 范围达到10km以上。 由于LMDS覆盖区可相互重叠。每个蜂窝的覆盖区又可以划分为多个扇区,可 以根据需要在该扇区提供特定业务或服务。如通过采用多扇区、先进的调制方式 (如P-COM采用的64QAM)、不同极化等途径,可以进一步增加频谱利用率、提高 网络容量。P-COM独到的自动发射功率控制(ATPC)技术,减少了多小区之间干 扰,增加频率效率超过40%,更高效率地增大了地区LMDS系统的总容量。LMDS系 统特别适于在高密度用户地区使用,如繁华的城市商贸区、技术开发区、写字楼 群、城市居民小区等。 4 应用 CMDS可提供多种业务,可同时向用户提供话音、数据及视频综合业务,还可以 提供承载业务,如蜂窝系统或PCS/PCN基站之间的传输等。 (1)话音业务 LMDS系统是一种高容量的点对多点微波传输技术,可提供高质量的话音服务;和 传统的POTS业务相连,可实现PSTN主干网无线接入。 (2)数据业务 LMDS系统的数据业务包括低、中、高速 3档: 低速数据业务,1.2~9.6kb/s,能处理开放协议的数据,网络允许从本地接入 点接到增值业务网; 中速数据业务,9.6kb/s~2Mb/s,这样的数据接口通常是增值网络本地接点; 高速数据业务,2~155Mb/s,BER低于10-9。提供这样的数据业务必须有以太 网和光纤分布数据接口。 (3)视像业务 LMDS能提供模拟和数字视频业务,如远程医宁、高速会议电视、远程教育、远 程商业及用户电视、VOD等。 5 电信运营商建立LMDS系统的优势 P-COM公司的 LMDS系统主要提供给无线宽带载波服务商,因为它非常适用于 市区使用。同时,LMDS又具有其它接入方式不具备的优势: (1)运营商初始投资小。和传统有线接入方式不同的是,有线接入工程需要大 量初期投资以用于基础设施建设,而LMDS系统的很大部分资金转移至用户端设备(C PE),这样运营者所需的初期投资较少,仅在增加用户即有业务收入时才需再增加 资金投入。因此即使初期用户较少,运营者也可维系发展,这样便最大程度地降低 了风险。 (2)业务提供速度快。和有线接入方式相比,LMDS系统实施时不仅避免了有线 接入开挖路面的高额补偿费,而且设备安装调试容量、建设周期大大缩短,因此可 以迅速为用户提供服务(通常只需短短几个月的时间)。 (3)投资无沉淀。 LMDS极具灵活性,可根据用户需求进行系统设计或动态分 配系统资源,不会因用户变化(如用户迁移或流失)而造成资金或设备的浪费。 1999年1月7号,P-COM公司已成功地完成为Winstar通讯公司点对多点无线接入 解决方案提供的本地多点分配业务LMDS系统的测试,并率先在美国华盛顿特区提供 商业服务。到1999年年底,P-COM公司的LMDS系统将在美国50个主要城市投入商用 运行。