LMDS—一種新興的無線寬帶接入技術

2019-11-03 09:07:40

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供稿：網友

曾婉
　　摘要 LMDS(LOCAL MULTipOINT DESTRIBUTION SERVICE)本地多點分配系統是近年來新興的一種寬帶接入技術。介紹了LMDS系統構成、技術要點；闡述了LMDS的優勢、應用實例以及對LMDS的思考。

　　關鍵詞 LMDS TDMA FDMA 寬帶接入系統構成

　　LMDS本地多點分配系統是近年來新興的一種寬帶無線固定接入技術。由于它具有建設周期短，投資回收快，也類型豐富等特點，倍受眾多電信運營商、生產廠家的矚目。

1 LMDS系統構成

　　一個LMDS系統通常由3部分組成：網管系統、服務區中的基站系統、服務區中的遠端站。LMDS系統構成如圖1所示。

　　其中基站和遠端站又分別為室內單元(IDU)和室外單元(ODU)兩步分。室內單元提供與業務相關的部分，如業務的適配和匯聚；室外單元提供基站和遠端站之間的射頻傳輸功能，一般安置在建筑物的屋頂上。

　　基站實現信號在基礎骨干網或核心網絡與無線傳輸之間的轉換。基站設備包括與基礎骨干網絡或核心網絡相連的接口模塊、調制解調模塊以及通常置于樓頂的微波收發模塊。

　　核心網絡可以由光纖傳輸網、ATM交換、IP交換或IP＋ATM架構而成的核心交換平臺，以及與因特網(INTERNET)、公用電話網(PSTN)的互連模塊等組成。

　　遠端站設在用戶駐地，遠端站室內單元可連接用戶交換機、路由器等用戶駐地網設備，為用戶終端提供PSTN、電路仿真和高速IP接入。

　　網管中心用于管理服務區內的設備和用戶。LMDS一般有較完整的網管系統支持，能實現自動功率控制、本地和遠端軟件下載、自動故障匯報、遠程管理、自動性能測試等功能，這些功能一方面可以方便對網絡的本地和遠程進行監控，另一方面又可降低系統維護費用。

2 LMDS技術要點

(1)調制和編碼方式

　　LMDS系統可以采用的調制方式為移相鍵控PSK(包括BPSK、DQPSK、QPSK等)和正交幅度調制QAM(包括4-QAM)。目前可以提供16QAM、64QAM等大大提高頻道利用率的調制技術。

　　在數據編碼方面，LMDS采用了一些數字圖像的編碼方式和糾錯方式，有利于提高頻率資源的利用率和系統的容錯能力。

(2)可提供極高的帶寬

　　LMDS系統是一種以點對多點的廣播信號傳達方式提供高速率、大容量、點對多點的高可靠寬帶接入手段。LMDS一般工作在10GHz以上，在毫米波的波段附近，可用頻帶為1GHz以上。常用頻段如表1所示：

　　與XDSL、ISDN、CATV等技術相比，LMDS帶寬最寬。LMDS工作頻段決定了它必須采用視距(LOS,LINE OF SIGHT)傳輸，且距離一般不超過10km。

(3)蜂窩式的結構配置

　　蜂窩式的結構配置可覆蓋整個城域范圍。LMDS系統的基站采用多扇區覆蓋，使用在一定角度范圍內聚焦的喇叭天線來覆蓋用戶端設備。根據天線的不同，可劃分為15度、22.5度、30度、45度、60度、90度的扇區，最多可達24個扇區。從具體實觀看，90度扇區天線最多。

　　LMDS扇區半徑一般為3－5km。可以提供很高的扇區容量，采用多載波扇區時，每扇區達200Mbit/s。一個單獨的P-COM LMDS基站容量最高可達到4.8Gbit/s。

(4)多址方式

　　在服務區內，基站和遠端站可全雙工通信。基站和遠端站之間下行復用方式為TDM和FDM；上行多址方式為TDMA、FDMA或CDMA方式，目前多數設備采用TDMA和FDMA方式。

(5)幾乎可提供任何種類的業務

　　LMDS可以支持話音、數據和圖像業務，并支持ATM、TCP/IP和MPEG2等標準。LMDS可承載高質量的語音服務，而且沒有延遲，用戶與系統之間的接口通常是RJ-11電話標準。LMDS還可提供低、中、高速數據業務；低速數據業務為1.2－9.6kbit/s，中速為9.6kbit/s-2Mbit/s，高速為2－155Mbit/s，要用100Mbit/s的快速以太網和光纖分布數據接口(FDDI)。LMDS克服了傳統本地環路的瓶頸，可承載多種寬帶交互式數據及多媒體業務。

3 LMDS的優勢

　　LMDS具有多方面優勢，是頗具有潛力的寬帶接入技術。

(1)在投資方面，LMDS具有網絡建設投資少、開通快、建設周期短、運營成本低等有點。據一般估算，由于節省了中間介質的投入，其投資要比建設光纖接入低20%左右，而且可以在極短的時間內開通。

(2)工作頻帶寬，可提供寬帶接入，用戶的接入速率可到達155Mbit/s。

(3)LMDS網絡配置靈活，又多種調制方式和頻段設備可供選擇；設備多種中心站接口(NXE1,E3,155Mbit/s)和外圍站接口(如E1,幀中繼，ISND，ATM，10Mbit/s以太網等)。

(4)由于LMDS具有高速率和高可靠性，小提及低功耗的外圍站設備便于安裝，這種技術極適用于高密度用戶地區(如繁華的城市商貿區、技術開發區、寫字樓群、城市居民小區)。

4 LMDA 存在的問題

　　由于LMDS技術處于發展的初級階段，因此有一些技術問題尚待解決。

(1)LMDS高頻段受雨霧天氣影響大。由于雨滴的大小與LMDS的波長尺寸可比，容易引起信號的散射，LMDS的覆蓋距離會因降雨滴狀態的改變而變小，因此在規劃服務區時必須考慮降雨因素。

(2)由于需要視距傳輸，建筑物、樹上的樹葉上等各種環境因素對LMDS的影響較大。處于建設中的城區，新建建筑物的出現有可能影響LMDS的無線傳輸，以至給維護帶來難度。

(3)目前LMDS空中接口存在多種物理層和MAC傳輸層標準，難以達成統一。由于時機未成熟，我國尚未頒布LMDS標準。

5 LMDS應用實例

　　目前，LMDS已被歐洲、北美洲及亞洲的許多國家所采用。韓國、日本、美國、加拿大以及歐洲等國家和地區正進行LMDS實驗網建設。美國聯邦通信委員會(FCC)已將高速寬帶無線接入網作為美國進入21世紀一項重要的研究開發與產品制造項目，早在1988年就頒布了一系列推廣和使用LMDS的優惠政策，各電信廠商積極進行LMDS的深入研究和開發。

　　我國的電信運營商也不失時宜地采用了LMDS技術。1999年5月，中國聯通廣東分公司與美國P-COM公司簽定建立LMDS試驗網合作協議。一年多來，試驗網成功運營。據介紹，中國聯通計劃在100多個城市采用LMDS技術進行無線數據網建設，傳輸IP電話及其他數據業務。

　　當今，中國網通LMDS寬帶無線接入試驗網覆蓋了北京東部的以國貿、漢威大廈威中心的商貿區和西部的以國際企業、通泰大廈威中心的金融區。通常可以用SDH光纖傳輸或ATM城域網連接幾個基站而組成一個完整的寬帶城域/接入網。但在這次試驗中，中國網通將基站直接構架在IP寬帶城域網上，并宣稱成功地實驗了與中國網通高速互聯網CNCNET、中國網通VOIP以及中國電信公共電話的互連互通。中國網通還宣稱，在LMDS寬帶接入試驗網上，成功地進行了會議電視、VOD點播、IP電話、高速上網等多媒體業務和透明電路的演示。

　　現在，為中國的LMDS試驗網中提供了設備的供應商有Alcatel,P-COM,CommVerge(Trition),EriCSSin等。

6 對LMDS的思考

　　當前，通信網絡正朝寬帶化的趨勢發展。國內的寬帶接入市場競爭相當激烈，中國電信對比其它電信運營商的優勢之一是：在城域骨干網與小區之間已光纖化。但LMDS一旦技術成熟，其它電信運營商在城域骨干網與小區之間以更低的成本成功采用有"無線光纖"美譽的LMDS，中國電信在寬帶市場面臨的競爭將更白熱化。中國電信必須密切關注LMDS的試驗和應用發展，在網絡建設和營銷策略等方面要有相應的措施，并且在時機成熟的時候，可考慮把LMDS作為有線接入的補充。

摘自《廣東通信市場》

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