本地多点分配接入系统的现状与发展

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的现状与发展（徐国庆）
1本地多点分配接入系统（LMDS）
    简介
    宽带网络和无线接人是未来通信网络的两个重要发展方向。传统的电信公司和CATV公
司为了实现网络的宽带化，采用xDSL、HFC、SDH及APON等有线线路设备和技术，组建本地
宽带网络。但这些方案和技术都因其昂贵的成本、漫长的工期而难以大规模地展开。基于
本地无线多点分布技术的无线宽带网络是一种崭新的宽带接入方案，它将是交换网的接入
网扩容的有效手段。
    随着通信网络技术和应用需求的迅速发展，连接亚洲和太平洋地区的信息高速公路已
初具规模，基于光纤和其它高速传输系统连接了亚太地区的主要城市和经济中心，但真正
能够融人信息高速公路并从中获益的仅是那些电信运营公司和其它类型的大公司，广大的
中小型商业用户和居民尚未真正接入这信息高速公路。究其原因，主要有二：①原有接入
网络成为通信的瓶颈；②现有的有线传输方案成本昂贵。因此，要实现商业用户和居民通
信的宽带化，必须改造通信网的瓶颈——接入网，建设本地骨干传输系统，真正实现通信
网的宽带化。
    LMDS是众多本地宽带传输方案中成本低廉、功能丰富的一种方案。它采用蜂窝无线传
输网络拓扑结构，能够为用户同时提供电话、电视、高速数据和多媒体业务等多种综合业
务。LMDS是第一种采用交换技术的本地接入系统，是真正能够为用户同时提供电话和CATV
服务的双向宽带网络，是实现信息经济的重要手段。
2 LMDS发展背景
    LMDS的首例商业应用开始于1991年。当时美国FCC责成CellularVision公司在纽约组
建一个无线CATV网络，工作频段是28GHz。CellularVision公司根据应用要求，采用了FM
调制技术建立了全球第一个商用LMDS系统，其容量为49个电视频道。当时的这个网络与MM
DS系统极为相似。有了组织第一代LMDS系统的成功经验，CellularVision公司紧接着开发
了第二代LMDS系统。与第一代模拟系统不同的是，第二代LMDS系统采用了全新的数字技术，
真正实现了交互式通信，是一个双向的交换宽带传输网络。理论上，LMDS拥有相同容量的
上、下行传输链路，这种对称传输容量的能力将许多潜在的应用和服务变为现实，如会议
电视、VOD、Internet高速接入和具有高度灵活性的计算机网络。
3 LMDS技术简介
    一个典型的商用LMDS系统的上、下行容量可达155.52Mb／s。这样的传输能力完全能
够支持话音、视频和高速数据业务。实际的业务承载能力分别取决于视频、话音和数据业
务分配的相应带宽。假设在1GHz的频宽上，如果把全部的带宽都用来传输视频信号，可同
时传输288路电视节目；如果将全部的带宽都用来传输话音业务，可同时提供18400个DSO
传输信道。在实际应用中，传输的将是混合视频、话音及数据的综合业务。
    值得注意的是，LMDS的巨大容量，完全能够提供E1电路租赁业务进行无线的E1接入。
并且LMDS支持现有的通信传输协议，如ATM、TCP/IP和MPEG-2等。
    目前比较成熟的数字化LMDS产品首推Texas Instrument公司生产的MultiPoint系统。
它于1994年已完成了测试。另外，HP和Standford Telecommunications也在合作开发商用
LMDS系统。
    LMDS主要工作于频谱利用率较低的27.5－29.5GHz频带。在过去，这一频段主要应用
于宇宙太空测试和军事应用。由于低频段信道业务拥挤，严重制约了通信业务的开展。因
而许多国家都将27-31GHz频段划分用于LMDS系统，希望能够解决低频段业务拥挤的现状，
并在众多的电信公司和CATV公司之间引入竞争。例如，加拿大政府于1996年将25.35～28.35
GHz的频段划分给LMDS；美国则通过频段拍卖，将27.5～28.35GHz和29.1～29.25GHz应用
于LMDS系统。在亚洲，泰国为LMDS分配了2GHz的带宽，足见泰国政府对LMDS的重视。其它
如韩国等国家，也相继效仿美国对LMDS的工作频段进行了划分。
    典型的LMDS类似于现在的蜂窝网，它由多个蜂窝小区组成，单个小区的覆盖区直径为
2～10km。每个小区包括基站和用户接口设备。通常，基站可以是全向或分扇区，根据用
户的需要为该小区或扇区提供特定的服务；用户接口设备包括无钱收发设备及接口设备。
用户端的无钱收发设备小巧，接口设备可以连接多种用户设备，如计算机、电话和电视等。
LMDS安装简单、扩容方便，维护费用较低。
    在28GHz频段上，无线信号的传输特性与光传输特性极为相似，这种传输特性给系统
的实现带来了很多困难。这些影响包括有：信号衰耗大，干扰强，需要无阻挡的视距传输，
而且LMDS雨衰大，特别容易受恶劣天气的影响。不过，通过调节信号发射功率，LMDS可以
获得地面有线线路的传输质量，其误码率可以达到10－9；通过改变天线的极化方向，结
合QAM等先进的调制技术，可以将干扰降低到最低，同时获得100％的频谱利用率。
    LMDS适合于直径在10km以内的区域传输应用。根据实际的应用需求，LMDS小区可以分
为多个扇区，为各扇区提供特定的服务。LMDS营运商可以根据资金投入的大小、业务需求
的紧迫性，逐步建设LMDS系统，避免网络建设的一步到位，从而降低网络的初期投资。这
种模块化的拓扑结构，大大降低了系统的初期投资，为网络的建设和后期扩容提供了方便。
网络营运商可以有计划的逐步覆盖区域用户，最终达到覆盖所有用户的目的。
5 LMDS在中国电信网中的应用前景
    根据信息产业部2000年规划和2010年远景发展目标，到2000年，全国电话用户将突破
1亿户。接入网的建设首先必须满足这部分电话用户的需求；同时，数据通信用户数也在
大幅度增长，公众多媒体业务的发展也呈现兴旺的局面。这些业务的发展需要N－ISDN提
供的64、128kb／s的速率接人，同时，对更高速率的接入也提出了迫切的要求。纵观当前
中国电信网的发展，已实现了骨干传输和交换的数字化，但用户接入网仍以模拟铜线为主
要传输媒体，已经成为现代电信网的瓶颈。这同国民经济持续发展、人民生活需求不断提
高极不适应，因此接入网的数字化、宽带化和智能化已成为当前电信网发展建设的重要任
务。
    LMDS采用基于蜂窝形式的无线方式组建宽带本地网，与其它有线组网和改造方案相比，
它具有建设周期短、投资小、维护简单、容易升级等优点，各电信部门在进行本地网的改
造和建设时，可以进行有计划的试点或试验，并不断地总结和推广，不断地完善这一系统，
最终充分地利用27～29GHz这一空闲频段，不断完善我国的信息基础设施。