接入網(wǎng)絡(luò)：大有作為的無(wú)線接入網(wǎng)

2019-11-05 02:41:43

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供稿：網(wǎng)友

　　現(xiàn)代通信是朝著數(shù)字化、個(gè)人化、綜合化(多媒體)、智能化、風(fēng)格化發(fā)展，并且，要實(shí)現(xiàn)電話網(wǎng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)、圖像網(wǎng)三網(wǎng)合一。不論何種通信業(yè)務(wù)，不論是何種網(wǎng)絡(luò)，最終是要把信息傳送到用戶，也就是說(shuō)，無(wú)論是傳統(tǒng)電話、ip電話，還是各種各樣的數(shù)據(jù)或視頻通信，都有一個(gè)共同的問(wèn)題，那就是如何接入到用戶。
　　
　　1.無(wú)線接入網(wǎng)
　　眾所周知，本地交換機(jī)(端局機(jī))至用戶之間的線路，叫本地環(huán)路(用戶環(huán)路呀用戶線)。這線路要占市話網(wǎng)投資50%以上甚至還多，而引起的故障卻占70%以上，而傳統(tǒng)上是用雙絞銅線，只能傳話音和低速數(shù)據(jù)，這本地環(huán)路已成為現(xiàn)代高速通信發(fā)展的“瓶頸”。
　　
　　ITU-T在建議G963中，建議提出接入網(wǎng)AN(access Network)新概念：“由于現(xiàn)有的本地網(wǎng)絡(luò)上處于向其他的交換與傳送技術(shù)的演變之中，需要引進(jìn)一個(gè)新的概念，這就是接入網(wǎng)”。
　　
　　ITU-T在1995年7月對(duì)接入網(wǎng)定義為：“用戶接入網(wǎng)是由業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)接口和相關(guān)用戶網(wǎng)絡(luò)接口之間的一系列傳送實(shí)體(諸如線路設(shè)施和傳輸設(shè)施)所組成的為傳遞電信業(yè)務(wù)提供所需傳送承載能力的實(shí)施系統(tǒng)”。接入網(wǎng)包括傳輸系統(tǒng)、復(fù)用設(shè)備、用戶與網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備以及數(shù)字交叉連接設(shè)備等。
　　
　　接入網(wǎng)可以部分(主分線器或分線器至用戶)或全部(端局機(jī)至用戶)替代本地環(huán)路，所以，有人把接入網(wǎng)稱為本地環(huán)路。接入網(wǎng)接傳輸介質(zhì)分為有線接入網(wǎng)和無(wú)線接入網(wǎng)。有線接入網(wǎng)最早用線纜接入，后來(lái)用光纖與同軸混合接入(HFC)、光纖接入和XDSL(HDSL、ADLS)等。
　　
　　無(wú)線接入網(wǎng)是大有作為的。因?yàn)樗M網(wǎng)靈活、擴(kuò)容方便、維護(hù)費(fèi)用和運(yùn)營(yíng)成本低、安裝快捷、系統(tǒng)簡(jiǎn)單、覆蓋范圍廣，可適用于市區(qū)、市郊、農(nóng)村(包括沙漠、海島、高原等地形)。而且，可靠性和話音質(zhì)量都很好。所以，無(wú)線接入網(wǎng)可以替代本地環(huán)路，可以用于有線鋪設(shè)極困難的地方。更為重要的是，要實(shí)現(xiàn)任何人能隨時(shí)隨地不受時(shí)空限制與世界上其他任何人進(jìn)行通信(個(gè)人通信)，沒(méi)有無(wú)線接入網(wǎng)是不可能實(shí)現(xiàn)的。
　　
　　無(wú)線接入網(wǎng)是用無(wú)線通信系統(tǒng)全部或部分替代傳統(tǒng)的本地環(huán)路，所以，無(wú)線接入網(wǎng)又稱為無(wú)線本地環(huán)路WLL(Wireless Local Loop)或無(wú)線用戶系統(tǒng)WSS(Wireless Subscriber System)。無(wú)線接入網(wǎng)按用戶終端分為固定無(wú)線接入網(wǎng)FWA(Fixed Wireless Access)和移動(dòng)無(wú)線接入網(wǎng)MWA(Mobiled Wireless Access)。在固定無(wú)線接入網(wǎng)中，用戶終端固定或只是在辦公室、會(huì)議室或家中等場(chǎng)所作有限移動(dòng)。相反，在移定無(wú)線接入網(wǎng)中，用戶終端是移動(dòng)的。固定無(wú)線接入不需要移動(dòng)控制和越區(qū)切換功能，從而節(jié)省投資，相應(yīng)地，固定無(wú)線接入網(wǎng)被大量使用，有的文章索性只提及FWA。
　　
　　2.無(wú)線接入網(wǎng)組成
　　一般來(lái)說(shuō)，無(wú)線接入網(wǎng)是由網(wǎng)絡(luò)治理系統(tǒng)NMS(Network Management System)、基站控制器(Base Station Contriller)、基站BS(Base Station)和用戶站SS(Subscriber Station)組成。用戶站也稱為無(wú)線網(wǎng)絡(luò)終端RNT(Radio Network Terminal)。也可以不把NWS歸入系統(tǒng)之中。
　　
　　NMS是一個(gè)操作維護(hù)中心，負(fù)責(zé)無(wú)線接入系統(tǒng)的設(shè)備故障診斷和操作維修，網(wǎng)絡(luò)操作與網(wǎng)絡(luò)治理，為網(wǎng)絡(luò)治理與規(guī)劃提供數(shù)據(jù)及統(tǒng)計(jì)。BSC是實(shí)現(xiàn)有線與無(wú)線信令代碼的轉(zhuǎn)換，提供與交換機(jī)、網(wǎng)絡(luò)治理系統(tǒng)、基站的接口，并對(duì)無(wú)線信道的分配進(jìn)行控制，并對(duì)基站監(jiān)測(cè)，一個(gè)BSC可以控制多個(gè)BS(基站)，BSC可以安裝在電話交換局內(nèi)，也可以安裝在電話交換局外。基站BS由收發(fā)信機(jī)和控制單元組成，通過(guò)無(wú)線接口與用戶站SS連接，通過(guò)有線或無(wú)線鏈路與控制器BSC相連接，并完成無(wú)線接口的認(rèn)證和保密、無(wú)線資源治理和用戶單元登記、路由選擇等多種功能，一個(gè)基站覆蓋半徑可以是500米至50米(微區(qū))或500米到5公里(微區(qū))，也可以是5公里到50公里(宏區(qū))，這決定所采用的接入方式。用戶站是一個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)終端，它提供電話、數(shù)據(jù)、傳真等標(biāo)準(zhǔn)接口，而與基站是通過(guò)無(wú)線接口相連接。用戶站分為單用戶站和多用戶站兩種，用戶站與用戶終端相連，用戶終端可以是固定用戶(雙音頻電話機(jī)、計(jì)算機(jī)、傳真機(jī)等)，也可以是手機(jī)，用戶終端是手機(jī)時(shí)，用戶終端也就是用戶站。需要指出的是，雖然無(wú)線接入系統(tǒng)是由四部分組成，但是，不同廠家提供的系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上是不同的，就是同一廠家按接入方式不同推出的系統(tǒng)也是有差別的。
　　
　　無(wú)線接入網(wǎng)按傳輸速率可分為窄帶無(wú)線接入網(wǎng)(數(shù)據(jù)速率低于64kb/s)，中寬帶無(wú)線接入網(wǎng)(數(shù)據(jù)速率大于64kb/s而小于2Mb/s)和寬帶無(wú)線接入網(wǎng)(數(shù)據(jù)速率大于2Mb/s)。窄帶和中寬帶無(wú)線接入是基于電路交換的，它們的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是很類似，并且用圖一可以代表，而寬帶無(wú)線接入是基于分組交換的，是一點(diǎn)到多點(diǎn)的結(jié)構(gòu)。
　　
　　3.無(wú)線接入網(wǎng)的接口
　　對(duì)于一個(gè)無(wú)線接入系統(tǒng)是存在多種接口，那就是交換機(jī)與基站控制器接口，基站控制器與基站的接口，基站與用戶站的接口，用戶站與用戶終端的接口，還有基站控制器與網(wǎng)絡(luò)治理系統(tǒng)的Q3接口。
　　
　　本地交換機(jī)與基站控制器的連接，物理上可以采用雙絞銅線、同軸電纜、微波線路或光纖等，其接口方式目前有兩種，一種是用戶線接口方式(Z接口)，另一種是數(shù)字中繼線(E1)接口方式(V5接口)，Z接口是簡(jiǎn)單、靈活、可與各種交換機(jī)接口，V5接口把交換機(jī)與接入設(shè)備之間的摸擬連接改變?yōu)閿?shù)字連接，V5接口具有開(kāi)放性，可解決過(guò)去的設(shè)備費(fèi)用高、數(shù)字業(yè)務(wù)發(fā)展難的缺點(diǎn)。V5接口可以支持多種接入，包括支持綜合業(yè)務(wù)。
　　
　　表1 V5.1和V5.2?比較
　　V5.1　　　　　　　　　　　　　　　　　　V5.2
　　1條E1(2048kb/s)鏈路　　　　　　　　　　1至16條E1鏈路
　　E1時(shí)隙與業(yè)務(wù)通道一一對(duì)應(yīng)，無(wú)集成功能　　　　時(shí)隙動(dòng)態(tài)分配，支持集成功能
　　不支持ISDN-PRA接入　　　　　　　　　支持ISDN-PRA接入
　　無(wú)故障鏈路切換保護(hù)　　　　　　　　　有故障鏈路切換保護(hù)
　　只對(duì)單路治理　　　　　　　　　　　可對(duì)多路治理
　　V5接口是1993年由ETSI頒布，1994年ITU定義V5接口分為V5.1和V5.2。V5是建立在E1接口基礎(chǔ)上，用一個(gè)時(shí)隙傳送公共控制信號(hào)，其他時(shí)隙傳業(yè)務(wù)信號(hào)。V5.1由單個(gè)2048kb/s鏈路構(gòu)成，V5.2由1-16個(gè)2048kb/s鏈路構(gòu)成(表一)。V5支持的業(yè)務(wù)有電話、ISPN和專用線業(yè)務(wù)等。
　　
　　基站控制器與基站之間的接口，物理上可用雙絞銅線、同軸電纜、光纖等，而不同的產(chǎn)品采用不同協(xié)議，大多數(shù)為專用協(xié)議，基站與用戶站之間采用無(wú)線全雙工通信方式，即用頻分雙工(FDD)和時(shí)分雙工(TDD)，它們的接口是空中接口，包含無(wú)線接口、信令與語(yǔ)言編碼及傳輸內(nèi)容，而無(wú)線空中接口包括無(wú)線頻道劃分、無(wú)線調(diào)制方式、多址雙工方式、發(fā)射功率及控制等。空中接口是隨著采用無(wú)線接入方式不同而相異。用戶站與用戶終端的接口是采用標(biāo)準(zhǔn)的與PSTN用戶線接口，也就是滿足Z接口標(biāo)準(zhǔn)接口和T接口標(biāo)準(zhǔn)。應(yīng)該指出，在無(wú)線接入網(wǎng)的多種接口中，V5接口和空中接口是極為重要的。
　　
　　4.接入方式
　　ITU-T于1995年定義無(wú)線接入網(wǎng)，所以，有人就認(rèn)為“無(wú)線接入網(wǎng)市場(chǎng)從1996年起動(dòng)”,其實(shí)不然。早在70年代就有一點(diǎn)多址的無(wú)線接入系統(tǒng)，即被稱為第一代系統(tǒng)。時(shí)至今日，無(wú)線接入網(wǎng)的接入方式有多種，原則上可以說(shuō)，各種現(xiàn)有的無(wú)線通信方式均可作為無(wú)線接入方式，但是，現(xiàn)有的無(wú)線通信方式都不具備V5接口，而又不能提供與有線接入一樣的話音質(zhì)量，所以，往往不能直接用于無(wú)線接入，而必須加以改造或?qū)ｉT設(shè)計(jì)，專門設(shè)計(jì)制造的無(wú)線接入網(wǎng)稱為專用無(wú)線本地環(huán)路，用戶是固定的，這個(gè)系統(tǒng)稱固定無(wú)線接入網(wǎng)，朗訊(現(xiàn)AT&T)的WSS系統(tǒng)、阿爾卡特的A9500系統(tǒng)、大唐集團(tuán)的WL-3.0系統(tǒng)和DSC采用CDMA技術(shù)的Airspan系統(tǒng)屬于此類。第二類是由原來(lái)的通信系統(tǒng)改造(即簡(jiǎn)化)而來(lái)，不論是專門設(shè)計(jì)還是簡(jiǎn)化原來(lái)的系統(tǒng)，所用的無(wú)線技術(shù)(即接入方式)大致有：
　　
　　(1) 利用跳頻技術(shù)。以色列TADITAN Telecommumicatons Ltd.推出的Multi Gain Wireless系統(tǒng)是代表性的用跳頻技術(shù)的無(wú)線接入系統(tǒng)。系統(tǒng)工作頻率為900MHz至2.7GHz，覆蓋范圍為500米(全向)至10公里(扇形)。
　　
　　(2) 利用微波技術(shù)。常用一點(diǎn)多址技術(shù)，屬于固定無(wú)線接入，系統(tǒng)由連接本地交換機(jī)的中心站、外圍站和中繼站組成。產(chǎn)品有加拿大的SR-500、ALcatel的A9800、NEC的DMMSS，大唐集團(tuán)的PMP1560等。系統(tǒng)工作頻率1.5GHz 、1.9GHz和2.4GHz，覆蓋范圍可以是5-60公里，也可以是600公里(通過(guò)中繼站)。
　　
　　(3) 利用衛(wèi)星通信技術(shù)。衛(wèi)星通信是利用衛(wèi)星作中繼，（圖略）按衛(wèi)星軌道分有靜止軌道衛(wèi)星(GEO)通信，中軌道衛(wèi)星(MFO)通信和低軌道衛(wèi)星(LEO)通信，而按地球站天線直徑分為A站、B站、C站和E站及甚小口徑地球站VSAT(Very Small Aperture Terminal)。VSAT系統(tǒng)由VSAT主站、衛(wèi)星和VSAT站組成，VSAT主站作基站用并兼網(wǎng)絡(luò)治理中心，VSAT站作用戶站用，目前全球已建成180多個(gè)VSAT系統(tǒng)，我國(guó)有70多個(gè)VSAT系統(tǒng)。休斯網(wǎng)系統(tǒng)公司的Direcpc是典型的利用VSAT系統(tǒng)作接入。衛(wèi)星通信工作頻率有C波段(如4/6GHz)、Ku波段(如11GHz/14GHz)、Ka波段(如20/30GHz)，衛(wèi)星通信有許多特點(diǎn)，如對(duì)距離和氣象條件不敏感和覆蓋面大。
　　
　　(4) 基于蜂窩技術(shù)。用模擬(AMPS NMT、 ETACS)和數(shù)字蜂窩(GSM800，DAMPS，CDMAONE，PDC等)技術(shù)中任何一種經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)化均可以構(gòu)成無(wú)線接入網(wǎng)，可以是直接接入PSTN交換機(jī)的固定網(wǎng)，如諾基亞的GSMWLL系統(tǒng)，也可以是通過(guò)移動(dòng)交換機(jī)接入PSNT的移動(dòng)網(wǎng)，如北電網(wǎng)絡(luò)的ProximityG900，還可以是混合網(wǎng)，如Motorola的CDMA WILL系統(tǒng)，CDMA 無(wú)線接入有優(yōu)越性，所以基于CDMA的無(wú)線接入系統(tǒng)較多，聞名的系統(tǒng)除Motorola的CDMA WLL系統(tǒng)外，有AT&T公司的Airloop系統(tǒng)，DSC公司的AIRSPAN系統(tǒng)，Qualcomm公司的QCTEL、Granger公司的CD2000等。
　　
　　(5) 采用大區(qū)制技術(shù)。大區(qū)制技術(shù)有功率大、覆蓋范圍大、系統(tǒng)投資少等特點(diǎn)，用大區(qū)制技術(shù)構(gòu)成的無(wú)線接入網(wǎng)可用于人口分散的地區(qū)，AT&T的WSS是采用大區(qū)制技術(shù)的無(wú)線接入系統(tǒng)，WSS使用AMPS頻段是支持

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