LMDS系统在宽带无线接入技术的应用

随着通信和计算机技术的发展，信息产业在国民经济中的作用日益突出，开展宽带电信业务势在必行。加 快接入网的数字化、宽带化和智能化建设，已经成为我国电信网建设发展的一项紧迫任务。近几年出现的宽带 接入技术有高速数字环路（xDSL）、光纤接入（FTTH）、光纤同轴混合接入（HFC）和宽带无线接入（LMDS和 MMDS）等。
1　LMDS宽带无线接入技术
*LMDS即本地多点分配业务，是一种能接入话音、数据和视频等多种业务的宽带点对多点接入系统。LMDS系 统利用毫米波传输，工作在20-40GHz频段上，可提供高达155.52Mbps的用户接入速率，号称是一种“无线光纤 ”的接入系统。此外，LMDS系统支持所有主要的话音和数据传输标准，如ATM、TCP/IP、MPEG-2等。
*LMDS系统采用类似蜂窝式的结构配置，由一个或多个有理分布可覆盖所需地域的基站组成，基站的收发信 机经点到多点无线链路与服务区的固定用户通信。每个基站都可支持4到24个独立的扇区，并通过高速骨干链路 连接至公共交换平台上。
LMDS系统分为用户远端站、基站、骨干网和网管中心四个部分，同时也可将这几部分看成接入层、边缘层 和中心层的组合。接入层是用户站接入业务处，在硬件上指用户端设备，包括室外单元、网络接口单元和调制 解调模块。边缘层实现信号在骨干网和无线传输间转换，并提供相应的QOS和COS，主要包括节点发送/接收无线 单元和连接到ATM或L2/L3边缘交换机的基本信道组。中心层经有效的传送、交换和分配带宽来优化成本，是采 用SDH传输技术，ATM或IP或ATM+IP交换技术的交换平台，提供与PSTN、INTERNET和其它专用网的互连接口。
2　LMDS系统的典型应用
*在数据通信网中的应用：LMDS系统作为数据通信网的接入部分，起连接业务节点接口和用户网络接口的桥梁作用。此应用是传统电信运营商在已有网络的基础上，作为光纤接入的补充手段，短期内满足用户对宽带业务需求的有效方式。上海电信就相关技术进行了试验。试验网以正运行的上海ATM宽带平台为基础，采用基于ATM信元复用的连续载波在基站和用户站间的传输数据。试验对视频点播、会议电视和INTERNET接入等业务进行了测试，结果表明LMDS系统可作为宽带ATM网一种灵活的接入方式，为宽带用户提供良好的服务。
*在移动通信网中的应用：在GSM移动网中，基站控制器（BSC）经光纤与基站收发信号（BTS）相连，光纤虽具有带宽的特点，但铺设施工困难，不利于网络拓扑结构的变化。采用LMDS系统实现BSC和BTS间的互连，既保留了光纤连接带宽的的优点，又缩短了系统建设的周期，实现了BSC和BTS间的“软连接”，并为网络拓扑结构的进一步优化提供了便利。
*构建本地信息环路：以LMDS系统的骨干网为基础，采用合理的组网技术构建高速交换平台，通过自己建设、网站镜像或从外面引进信息等丰富本地信息业务，并租用电信部门出口线路实现本地环路与INTERNET的互连。考虑到本地信息交换平台需为用户提供多样化的服务，且未来网络中的主要业务将来自IP，所以采用IP核心网，同时外加ATM交换层，即实现了与LMDS系统空中ATM接口的一致性，又有效支持各种类型的业务（如DDN、FRN等）。
该应用常被人们称为新兴电信运营商的“绝活”。面对拥有大量基础设施和用户的老运营商，新兴运营商采用LMDS技术，可以实现一次性投入少、开通快、组网灵活和扩容方便等优势，LMDS系统的宽带性和廉价性也符合目前用户对宽带业务的需求。西安移动通信分公司已就此进行了一系列的规划和试验，其目标是建设西安市公共网络交换平台和多样化的本地信息平台，一期工程采用四个LMDS基站覆盖整个西安市，骨干网采用LMDS高速交换技术，解决了IP over ATM问题。采用LMDS核心即符合未来网络业务IP主流化的趋势，又能提供目前广泛使用的DDN业务、帧中继业务和各种ATM特定业务。根据预算，一期工程计划投入200万美元，而用户需求调查表明在短期内即可接入企业用户500点，个人用户5万户，本地ISP网站20个，具有很好的经济效益。
*在广播电视网中的应用：Celluar Vision公司在纽约建成了一个28GHz的LMDS广播视像系统。该系统是目前世界上最成熟的LMDS系统，主要为用户提供多频道的电视节目，价格低于其竞争对手30％，到1997年底已拥有用户12000个。此系统能提供48Mbps的下行数据速率，由于开通较早，系统本身是单向的，用户需通过PSTN实现上行链路连接。现在利用LMDS系统构建本地交互式电视分配网在技术上已没有任何问题。
*构建综合业务接入网：建设集话音、数据和视像于一体的综合业务接入网，既符合“三网合一”的趋势，又可满足用户对多媒体业务的需求。通常认为实现接入网的全光化（FTTH）是构建综合业务接入网的最佳解决方案。但采用全光接入网在目前仍有很多困难，如光纤的建设和运营成本昂贵，光纤的铺设涉及市政、交通和环境等方面等。在美国，目前460万幢商业大楼中实现光纤到大楼的仅占1％。可见要实现FTTH仍有很长的一段路。LMDS系统可支持的最高接入速率达155Mbps，能够满足用户对通信带宽日益增长的需求，而它启动资金少，开通速度快和扩容灵活等优点对不具备光纤接入能力的运营商来讲，无疑是和短期内拓展宽带业务，满足市场需求的有力手段。
3　我国建设LMDS系统应注重的问题
用户需求分析：我国目前电话和互联网的普及率较低，用户需求更多的是电话和视像业务，所以运营商应将其服务对象定位在为住宅用户提供基本的话音和数据接入以及INTERNET接入。在西安市的调查结果表明，LMDS系统的用户群体为个人用户、企业用户和宽带多媒体用户。其中个人用户是主体，入网目的是接入INTERNET，速率要求为100kbps以上，对资费较敏感，能否为他们提供廉价而快速的INTERNET接入是运营商在这块市场上能否成功的要害。企业用户的需求集中在企业虚拟专网（VPN）和INTERNET接入上。他们对带宽的要求非常高，通常在5Mbps以上，并需要使用ATM技术保证所需的QOS。多媒体用户目前是一个较小的群体，在带宽和延迟方面都苛刻的要求，接入方式为纯ATM，这部分用户数量虽少，但对整个网络上的其他用户具有很好的示范作用。
设备选型分析：这里对美国p-com公司和加拿大NewBridge公司的产品做一番比较。P-COM公司的LMDS设备特点体现在无线传输上，如更高的发射功率和调制阶数；直接支持ATM协议：同时提供FDMA和TDMA接入方式；提供自动发射功率控制等。但P-COM公司产品在网络接口方面做理不够，多种业务模块有待开发。相对而言NewBridge公司的产品特点体现在网络上，如基站本身具有交换功能，提供端到端的多种业务传输和多种接入方式以及跨平台网管系统；基于ATM传输协议，支持动态占用带宽等。业务接入模块直接面向用户，假如运营商不能提供用户所需的接口，就会在竞争中失去用户，所以我们倾向于NewBridge公司的LMDS设备。
投资风险分析：LMDS系统的投资风险主要表现在技术和运营上。技术风险是目前我国无线频率委员会尚未规定LMDS系统的使用频点上。运营上的风险表现为两个方面：（1）LMDS系统的商业运营时间很短，无确切的运营数据和经验可寻；（2）LMDS系统采用较高频段的微波，传输质量易受雨雪天气的影响，全基站和用户站之间只能进行视距传输。根据加利福尼亚洲LMDS系统传播条件的研究表明，在一个小区范围内有近35％的用户处于阴影区，接收信号有困难。而目前我国正处于城市建设的高速发展中，很难保证基站和用户站间的视距传输，给网络的运营带来了极大的压力。
4　结论
LMDS系统以其投资少、开通快、组网灵活和扩容方便等优点，成为近几年来通信界研究和宣传的新热点。由于技术上的优越性和商业上的潜在价值，LMDS系统在未来的几年中很有可能迅速崛起。作为一项新技术，要在全世界范围推广和普及，仍有很长的路要走，需在以下几个方面做进一步的工作：
（1）组织有实力的通信设备提供商进行LMDS系统要害技术的研究，非凡是毫米波收发技术和基于GaAs技术的毫米波集成电路，为开发低成本的LMDS收发信台奠定基础。
（2）电信运营商和研究机构应在已有试验网和商用网的基础上，加大对LMDS系统的传播环境和传播条件的硬件，积累LMDS网络的运营数据和经验。
（3）国家标准制定部门应尽快推出LMDS系统和MPLS技术的国家标准。
（4）国家无线频率委员会应尽早确定我国LMDS系统的答应工作频点。