本地多点分配接入系统——LMDS

发布: 2010-10-20 14:27 | 作者: | 来源: | 字体: 小中大

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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。