本地多点分配业务(LMDS)

tian7163

随着经济全球化和信息网络化进程的加快，对世界各国均产生了较为深刻的影响。信息基础设施以前所未有的速度和规模向前发展。信息化也正以前所未有的速度渗透到人类社会的各个方面，深刻地改变着人类的生存环境。人们对更迅速地获取各类信息的需求不断增长，与此同时则需要更多的通信接入手段和更大的网络接入带宽。而无线多点分配业务（LMDS）则是能够提供灵活、机动接入网路和业务综合利用的比较适宜的应用平台。由于这类固定无线接入以其初期投资小、建设快、维护费用低等特点，很受青睐，尤其它还非常适合那种不易铺设线缆（或光纤）、地形复杂、用户密度大及数据速率要求高的场合。


1 接入网与用户驻地网


　　从通信的全程全网的角度看，根据ITU-T的定义，固定网的全网可划分为公用电信网和用户驻地网（CPN），其中CPN的这部分应属通信用户所有。通常将市话端局、局间中继网和长途网一起统称为核心网（CN），将端局至CPN之间的网路部分称为接入网（AN）。国际电联的建议是以ISDN网为基础来考虑的，因此CPN即是用户终端到网路接口之间的全部机线部分，对ISDN网而言，即为NT1与NT2之间的参考点。
　　由于无线传输不需有线那样的物理传输媒体，因此无线LMDS业务并不完全尊照上述的接入网路概念，无线LMDS可以即可提供作为接入网的部分，也可作为AN加CPN同时提供用户服务，在用户部分把硬件设备作成一体。LMDS可以采用FM、TDM等调制方式，也可以采用OFDM（正交频分复用）等技术，但用于ISDN网则必须符合其网路性能接口要求。


2 宽带与窄带业务应用


　　本来信息占用的带宽和传输信息的速率是不同的概念，但是他们之间又有着密切联系。在模拟网路时代，为保持所传递的信号失真在允许的范围之内，必须有足够的频带宽度，例如一般的３类传真和普通的话音带宽均为300-3400Hz，传送一路彩色电视则需要6MHz的模拟带宽；而通信网实现数字化后，普通话音可采用64kbit/s速率的PCM方式或32kbit/s的ADPCM方式传送。根据ITU关于数据速率的定义：


低速 <10 kbit/s


中速 10-64 kbit/s


高速 64-2048 kbit/s


极高速 2048-20000 kbit/s


　　目前实用中，有时把高速64-2048 kbit/s称为中宽带，严格地讲这仍属窄带的范畴，２Ｍbit/s以上的极高速才指的是“宽带”。


　　现代通信的发展是网络和信息源均实现数字化，通信业务多样化，这就要求通信网必须具有从低到高不同的业务接口速率。通信发展近百年来基本上提供的是窄带的服务，包括我国以及一些发达国家在内，至今绝大部分的业务量仍是窄带业务，而且是话音为主。近些年来，由于互联网业务的飞速发展，可以说这是人们所始料不及的，这使得传统的窄带电路交换网络在传送中高速以上数据时暴露出了明显的弱点，形成了用户接入的瓶颈。而由于互联网及宽带多媒体的发展与应用，又出现了远程医疗、远程教育、视频点播等宽带业务，对宽带通信的需求越来越迫切。未来宽带无线多媒体业务还可能包括如互联网衍生的基于IP的业务、新型的移动Web浏览业务、自动投送业务(话音／视频／图象)、双向Email文字／图象／短视频剪辑业务、双向音频光盘／视频／图象业务、实时性视频会议和大容量文件传递业务等。这些业务都需要有宽带数据网络平台来支撑。因此各类用户和各运营商都在积极寻求相应的无线宽带接入手段。当然这也是需要有一个较长时间的发展和演进过程。


3 LMDS 可用频谱资源及典型系统


　　3.１　低频段（中高速率）LＭＤＳ


　　LＭＤＳ采用点(主站或基站)对多点(远端站或用户站)的组网方式，基站可直接连入广域网。远端站向客户端提供多种接口类型，如以太网接口、ATM接口、帧中继接口及 El等。采用多扇区覆盖，服务区半径可达5－１０公里以上，使用一定角度范围内聚焦的喇叭天线，覆盖客户端设备。通常采用PSK、QAM调制方式并利用多扇区技术，可充分利用频率资源，扇区角度有 15o、30o、45o、60o、90o等。适合中高速数据传送、LAN互连、VPN等业务，其优点是提供的业务速率高且可按需动态分配、建设快、维护费用低。


　　根据信息产业部无线电管理局[2000]88文，现规划将3400～3430MHz/3500～3530MHz共2×30MHz频带作FDD方式中无线接入使用，若经试验证明FWA系统与卫星C扩展频段有频率共用可能，并确定其共用条件后，将来也有可能根据市场需求，研究和确定在3400～3600MHz频段内实施与卫星系统的频率共用；为平衡和满足众多电信运营商对此有限资源的需求，我国在2001年采用评选（招标）方式进行分配了五个城市（南京、厦门、青岛、武汉、重庆）。另外，我国为满足无线接入业务发展的需求，决定仍保留1.5 GHz原划分频段和指配的一点对多点微波系统，该频段的一些系统已在我国操作使用多年，主要用于话音业务，也可传低速数据。


３.2 .高频段（宽带）LMDS


　　本地多点分配业务(LMDS)是一种新出现的毫米波宽带无线接入技术，可提供双向数据、语音和视频业务，同时可支撑速率为ISDN－BRI、E1和E3的电话业务和专用数据业务。LMDS可提供对称业务与不对称业务，如交互式电视和高速数据。另外可以提供互联网接入，还可以用于局域网的互连。LMDS所使用的频段较高，技术实现难度较大，其发展在很大程度上取决于能否开发出高性能、低成本的26GHz收发信机，这一频段的放大器需要基于镓砷技术的单片毫米波集成电路，还有App无线电及智能天线技术等。


　　根据信息产业部无线电管理局 [2001]652号文，高频段宽带无线接入目前仅考虑了26GHz的LMDS。近几年来，我国对26GHz及38GHz这两段频谱组织了一些运营商与制造厂家联合分别在广州、上海、北京、重庆、武汉、杭州、大连、青岛、深圳、珠海、绵阳等地进行了系统试验，经分析研究首先确定取雨衰性能相对较好的26GHz频段作LMDS主用频谱，38GHz频段作频率协调更短距离高密度运用。其基本频带宽度亦按3.5MHz×N方式递增。26GHz频段的试行FDD频谱限界规划为中心站下行24.507～25.515GHz，远端站上行25.757～26.765GHz。。


4 LMDS发展前景和建议


　　4．1 由于信息技术和互联网业务的飞速发展，作为基础设施的宽带网络建设必须要加强，而不是削弱。随着互联网业务和多媒体业务的迅速发展，无线宽带需求必然逐步增大。但因为目前存在有多种宽带接入手段，无线宽带业务在很大程度上仍是作为有线和光纤手段的补充。另外还有用户对无线宽带业务认知的程度和价格等因素，尤其是现阶段互联网宽带内容极其有限，用户也不能指望像普通信息查询上网那样便宜的资费去调用流媒体实时观看VOD节目等，所以目前建设宽带业务仍处于发展初期阶段，应积极研发可靠而价廉的新技术同时要积极培育市场；但作为宽带数据业务传递手段当前则应积极发展并满足一些急需的单位、一些大中企事业单位、电信运营单位的骨干中继网以及大中型社区服务网等建设的发展和需求。关于宽带网的建设、运营、管理和计费等问题，不论国际、国内目前都还缺乏成熟经验，需要认真从实践中总结经验，逐步走向规范化。


　　对于低频段的LMDS则应考虑充分利用频谱资源，选择先进的系统设备尽量满足中低速数据和话音用户的需求。


4．2 LMDS技术目前尚属研发、试用阶段，


　　新技术、新设备不断出现如近两年国际上热火朝天研发的采用OFDM技术（即正交频分复用）的10GHz以下点对多点系统已达到实用阶段，此类系统在抗无线电通信中常见的多径干扰和频率选择性衰落能力都非常强，而且频率利用律高、价格低，较有竞争力。另外，由于各国对LMDS的频率划分不统一，同时国际上有多家企业组织研发生产，目前尚未形成统一的国际标准，设备价格尚高。还有就是在技术上毫米波段随着频率的增高（如38GHz）受雨衰的影响大。因此，建议加强具有我国自主常识产权的LMDS高低端系统设备的研发投入，LMDS技术的推广应用有可能对该产业发展有较大影响。我国在微波技术领域有相当水平，网络建设也不太落后，建议运营业和制造业等各大企业，对发展新技术、新产品、新业务加大投入，密切配合，使企业都有发展后劲。


　　4．3 宽带接入技术也是我国的十五规划的发展重点之一，系统的标准化工作国内外均在逐步发展完善之中，预计我国在一两年后会大量应用。目前急需进一步加强设备体制的标准规范工作和该频段的无线电频谱资源使用规划工作，尤其是3.5GHz频段具有良好的无线传播特性，非常宝贵，现只有上下30MHz的带宽，为充分有效地利用该段频谱，应积设立课题极研究和协调与卫星及无线电定位等频率共用的问题，扩展这段频谱，满足对此频段中无线接入的巨大需求压力。