无线固定宽带技术----LMDS

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无线固定宽带技术----LMDS


    Internet的高速普及与多媒体技术的飞速发展，使用户对带宽的要求愈来愈高，有线接入手段无法跟上发展的速度：传统的铜线电缆，已完全不能满足传输的要求，如果添加额外的调制和压缩设备，成本又往往是用户所不愿意负担的；全光缆网络是比较完美的解决方案，但对基础网络的要求过高，即使在发达国家也还需要一段时间才能实现；折衷的光纤电缆混合方案(HFC)在很多国家并不适合，因为光纤与电缆往往掌握在不同的部门手中，由于法规的限制及各自利益的保护，混合使用难于实现。
     
     而随着无线通信技术的迅速发展，一种提供容量接近于有线光纤的新型无线通信技术异军突起，这就是本地多点分配业务----LMDS。
     
     初识LMDS
     
     LMDS（Local Multipoint Distribute Service，本地多点分配业务）是一种崭新的宽带无线接入技术，在不同国家或地区，电信管理部门分配给LMDS的具体工作频段及频带宽度有所不同，其中大约有80％左右的国家将27.5GHz～29.5GHz定为LMDS频段。
     
     普通的无线接入系统都是窄带系统，工作在450MHz、800MHz等频段，针对低速的语音和数据业务。而LMDS属于无线固定接入手段，它的最大特点在于其宽带特性，LMDS 工作在24～38GHz频段，一般在毫米波的波段附近，可用频谱往往达到1GHz以上。由于该技术利用高容量点对多点微波传输，通过毫米波进行传输，它几乎可以提供任何种类的业务，支撑双向话音、数据及视频图像业务，能够实现从64Kbps到2Mbps，甚至高达155Mbps的用户接入速率，具有很高的可靠性，被称为是一种“无线光纤”技术。
     
     LMDS系统可以提供高质量的话音服务，而且没有时延。系统可提供标准接口，如RJ－11等；LMDS 的数据业务可以包括低速数据业务、中速数据业务和高速数据业务。具体速率可支撑1.2K～ 155Mbps，并支撑多种协议，包括帧中继、ATM、TCP/IP等；并支撑MPEG 2等标准。LMDS还可支撑模拟和数字图像业务。
     
     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。
     
     LMDS的标准制定
     
     标准化是LMDS发展中越来越重要的问题。目前，有关标准化工作在ATM论坛、DAVIC、ETSI、 ITU 等组织的工作下进行，大多数标准化组织都采用ATM信元作为基本无线传输机制。
     
     LMDS“本地多点分配业务”中各个词都有其自身的含义。
     
     所谓“本地”其实就是指单个基站所能够覆盖的范围，LMDS因为受工作频率电波传播特性的限制，单个基站在城市环境中所覆盖的半径通常小于5公里；“多点”是指信号由基站到用户端是以点对多点的广播方式传送的，而信号由用户端到基站则是以点对点的方式传送；“分配”是指基站将发出的信号（可能同时包括话音、数据及Internet、视频业务）分别分配至各个用户；“业务”是指系统运营者与用户之间的业务提供与使用关系，即用户从LMDS网络所能得到的业务完全取决于运营者对业务的选择。
     
     LMDS系统的组成
     
     一个完善的LMDS网络是由四部分组成的：骨干网络、网络运行中心(NOC)、服务区中的基站系统和服务区中的用户端设备。各个基站的数据送入骨干网络，完成话音交换、ATM交换、IP交换等，并连入国际出口。为管理服务区的设备和用户，系统往往设立网络运行中心(NOC)。
     
     通常，LMDS设备厂商提供服务区的设备，包括基站系统、用户端设备以及网络运行中心的App，而骨干网络作为基础设施，由电信服务商建设。
     
     LMDS系统通常由四个部分组成：基础骨干网络、基站、用户端设备以及网管系统。
     
     基础骨干网络又称为核心网络。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Internet、公共电话网 (PSTN)的互连模块等组成。
     
     基站直接进入电信骨干网络或核心网络。由于LMDS直接支撑ATM协议（无线ATM），通过使用无线 ATM协议，可以使链路效率得到提高。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 、ATM、帧中继、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、调制与解调模块及通常置于楼顶或塔顶的微波收发模块。
     
     用户端设备的配置差异较大，不同的设备供应商有不同的选择。一般说来都包括室外单元（含定向天线、微波收发设备）与室内单元（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）。
     
     网管系统是负责完成告警与故障诊断、系统配置、计费、系统性能分析和安全管理等功能。与传统微波技术不同的是，LMDS系统还可以组成蜂窝网络的形式运作，向特定区域提供业务。当由多基站提供区域覆盖时，需要进行频率复用与极化方式规划、无线链路计算、覆盖与干扰的仿真与优化等工作。
     
     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链路与服务区内的固定用户通信。每个蜂窝站的覆盖区为5～7公里，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10公里以上。
     
     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、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。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。
     
     LMDS 的应用
     
     LMDS 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。
     
     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，并可以和传统的 POTS业务相连，可实现PSTN主干网无线接入。
     
     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，1.2～9.6kbps，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，9.6kbps～2Mbps，这样的数据接口通常是增值网络本地接点；
     
     高速数据业务，2～155Mbps，提供这样的数据业务必须有以太网和光纤分布数据接口。
     
     视频业务
     
     LMDS 能提供模拟和数字视频业务，如远程医疗、高速会议电视、远程教育、远程商业及用户电视、VOD等。
     
     建立LMDS系统的优势与其局限
     
     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，与传统的有线接入或者低频段无线接入方式相比， LMDS具有以下优势：
     
     1．工作频带宽，可提供宽带接入。目前，各国分配的LMDS工作频带带宽至少有1000MHz，可支撑的用户接入数据速率高达155Mbps，能够满足广大用户对通信带宽日益增长的需求。
     
     2．运营商启动资金较小，后期扩容能力强，投资回收快。在网络建设初期，服务商只需小部分投资建立一个配置较简单的基站，覆盖若干用户即可开始运营。运营者所需的初期投资较少，仅在用户数量增加即有业务收入时才需再增加资金投入，所以投资回收也很快。
     
     3．业务提供速度快。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易、建设周期缩短，因此可以迅速为用户提供服务。
     
     4．在用户发展方面极具灵活性。LMDS系统具有良好的可扩展性，使容量扩充和新业务提供都很容易，服务商可以随时根据用户需求进行系统设计或动态分配系统资源，添加所需的设备，提供新的服务，也不会因用户变化而造成资金或设备的浪费。
     
     5．可提供质优价廉的多种业务。LMDS的宽带特性决定了它几乎可以承载任何业务，包括话音、数据和图像等业务。
     
     6．频率复用度高、系统容量大。LMDS基站的容量很可能超过其覆盖区内可能的用户业务总量，因此，LMDS系统很可能是一个“范围”受限系统而不是“容量”受限系统。所以LMDS系统特别适于在高密度用户地区使用。
     
     7．网络运行、维护费用比较低。
     
     另一方面，LMDS系统也有其局限性：
     
     1． LMDS服务区覆盖范围较小，不适合远程用户使用。
     
     2． 由于工作频率高，通信质量受雨、雪等天气影响较大。
     
     3． 基站设备相对比较复杂，价格较贵，所以在用户少时，平均每个用户成本较高。
     
     总而言之，LMDS系统对于宽带业务的经营者和用户双方都是一种多用途的具有良好成本效益的选择方案，由于它能迅速而低价地建立起来，因此对经营者和用户来说，特别有吸引力。