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虚拟光纤宽频技术LMDS简介



         一、LMDS技术简介

    目前各国的光纤骨干核心网络建设均初具规模,基本可满足当前通信的需求。因此在光纤网络的建设中最受关注的是“最后一公里”(Last mile)技术的比较,解决网络接入部分带宽不足的瓶颈问题成为人们网络建设的重点。ADSL,VDSL,ATM无源光,LMDS等宽带接入手段是倍受关注的新兴的接入网解决方案,其中LMDS(区域多点传输服务, Local Multipoint Distribution Services,是一种工作于毫米波段的宽带无线接入系统)技术具有高带宽高速率、网络架设快、投入成本低、扩容迁移方便等特点,为众多电信运营商提供了接入网建设方案的新途径。

    1.技术原理

    LMDS是以点对多点的固定无线通讯方式,提供宽频及双向的语音、数据、与视讯等传输,有别于传统点对点(Point to Point)的微波传输。LMDS采用较高的频率(通常为10~43GHz)为传输介质,是一个快速、有弹性且具效益性的宽频网路。LMDS网路设备包含指向性天线(directional antenna)、区域性基地台、Set-top Box、用户天线,在用户端与伺服端间以无线区域回路的网路架构,只需在用户端架设一具小型的碟形天线做为接收器而无需额外的配线。

    LMDS建构方式限于微波传输视线无障碍基础,传输范围不能太远约3-5哩,可提供高达8万个用户端单一节点的传输。LMDS以家庭与商业用户所使用的公用或私人网路应用为主攻市场,虽然国外的LMDS技术已经相当成熟,但直到2000年国内才开始注意到此技术。

    2.技术优点

    在理想的状况下,LMDS的通讯可信度及传输效能可与光纤相当。它提供一般用户最高达35Mbps至58Mbp的下行速度,而商业用户则更高可达51.85-155.52Mbps。这是放眼目前全球所有通讯技术中只有FTTH才能比拟的。因此也有人把LMDS比喻为除了铜缆线及同轴电缆外,布建至企业或家庭中的「Third Wire」。除了上述宽带特性,LMDS还具有无线系统所固有的优点,如建设成本低,项目启动快,建设周期短,维护费用低等:

    项目启动快,工程完成快——无线系统与有线系统相比,很大的优势在于工程的启动与实施非常迅速。一般而言LMDS网路架设上约需六个月,比HFC的2-4年快许多。尤其在大城市,有线工程往往要经过市政等部门的审批,因为对道路、绿地等环境破坏较大,而且施工量大,要受到多种因素的制约。

    前期投资比例较小,后期扩容能力强,投资回收快——LMDS系统的投资包括中心基站设备,用户端设备,网管系统和其它附加费用。由于LMDS是一种利用基站覆盖用户端设备的体制,所以在网络初期,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。随着用户数量的增加,可提高基站的配置,增加用户端设备,逐步扩容,逐步追加投资。所以投资回收也很快。

    可以根据用户需要进行建设——在网络正是投入运营之前,往往很难准确推算用户的业务需求发展情况,传统接入网络中,用户对带宽和新业务的不断的需求往往使服务商深感头疼。而LMDS系统的基站、扇区覆盖体制,用户端设备的模块化结构,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要求,添加所需的设备,提供新的服务。

    网络运行、维护费用比较低——这是无线系统自身固有的优势。

    3.技术缺点

    以成本来比较(以美国为例),对于每位用户的网路建置成本HFC、DSL、LMDS分别为400美元、650美元及1,000美元,LMDS明显较贵。其次LMDS的致命缺点是在讯号传输上会有发射器和接收器之间一条直射的传输限制,如果中间有过多的障碍物阻挡讯号传送,就会影响传输品质。另外,LMDS使用约30GHz的频段作为传输媒介,因该频段属于Ka频段,故对于树木、建筑物等障碍物的穿透能力较弱,而且有严重的雨衰效应,只有在与基地台建立直线传输线路时才会有较佳的通讯品质。

    二、LMDS与其他技术之比较

    1.LMDS与MMDS

    LMDS与MMDS(MultiChannel Multipoint Distribution System)为现有无线通讯网路之二大技术主流。两者都是以微波的方式,将讯号传送到用户的接收天线上,以解决HFC 网路用户端布设钜额成本和冗长建设时间的缺点,只不过MMDS为单向传输惯用于影像广播服务,不适用于宽频之多媒体服务,主要是应用在行动电话的大型通讯网路系统中,包括城市与城市之间,以及州与州之间的无线网路系统多是采用MMDS。而LMDS技术,则属于区域性的无线技术,可被应用在城市内,郊区等小范围的通讯网路。

    比较项目 频段 讯号传送距离 传输路径 接取介面 调变方式 频宽分配方法
    LMDS 10-43GHz 3-5哩 双向 TDMA, FDMA, QPSK, 4QAM, 16QAM IP, ATM
    MMDS 2.5-2.7 20-30哩 几乎为单向 TDM,TDMA QPSK, 4QAM, 16QAM IP, ATM

    2.与其他last mile接取技术

    目前last mile技术仍以DSL、HFC、LMDS为主流,这三类技术各有其优势及目标客户,DSL的课题仍在于如何克服线路品质的问题,HFC则因频宽共享的缺点必须致力于在品质及成本的之间取舍;至于LMDS,必须谨慎选择目标市场和所提供服务的搭配。

    从另一个角度看,LMDS和DSL虽是两种相互竞争的技术,但却具有互补性,两项接续技术的组合极有可能是城市区宽频网路之最佳选择。举例来说,LMDS基地台可利用SONET或直接拉线的方式和骨干网路连接,接著LMDS收发器让网路端和用户端进行双向的资料传输,最后再以DSL线路将这些资料分送到每个用户端。但是考虑基地台架设成本的前提下,LMDS与DSL的组合较适合在人口稠密的城市区内建设,在美国便有一些新兴电信业者采用这种组合来抢占人口高度集中区的电信市场。

    三、国内外厂商

    目前市场上,研制和生产LMDS设备的厂商多集中于北美,如Lucent、Nortel Networks、Cisco、New- Bridge、Huges、Ericsson、P-COM公司等。主要是由于北美国家对LMDS的浓厚的兴趣,尤其是1998年3月FCC对频率许可证的公开拍卖更掀起了LMDS热潮。许可证拍卖后,中标公司开始着手建网工作,其中拥有多个市场LMDS许可证的Winstar公司从1998年年中开始,在美国的华盛顿特区、洛杉矶等大城市进行了LMDS系统安装。

    在我国,大型电信部门的数据网络骨干网的建设已经初具规模,各电信运营商已开始着手接入网的建设。LMDS以其大容量,多业务,易建设、见效快等明显优势引起了我国业内人士的广泛关注。

    1999年5月,中国联通公司广东分公司与P-COM公司共同签定了建立LMDS试验网的合作协议,开始LMDS在中国的首次试验。整阶段试验历时10个月,2000年2月,受中国联通广东分公司委托,信息产业部通信计量中心所属信息产业部北京电话交换设备质量监督检验中心对该试验网进行验收测试,验证该网是否符合我国电信网的技术要求,以及其运行的可靠性,验收结果为全部合格。

    另一家大公司爱立信与上海技术研究所在上海也成功地进行了LMDS现场试验,试验中利用爱立信的LMDS解决方案——MINI-LINKBAS无线宽带接入系统与用户骨干网相连,进行了实际应用实验。这些试验标志着我国LMDS接入网络的成功开通,为今后大范围选用LMDS系统提供了可靠的依据。

    看准LMDS宽带无线接入市场前景广阔,我国LMDS的研制开发也已经起步。据悉国内目前已有大唐电信已经研制和生产了基于LMDS技术的R-2000系列产品。其LMDS无线宽带全业务接入系统已经在广东开始安装实验,该产品可通过软件设定不同的调制方式,以满足用户的不同带宽需求。基站容量最大可达4.8Gbps,每个扇区数据吞吐量最大可达200Mbps,一个远端用户终端最大传输容量可达40Mb,选配不同的用户接口可提供全面的接入服务,一个基站最大可提供2048E1容量。此外,他们研制生产的R2000无线局域网也在湖南株洲投入使用。该产品融合了天线分集和DSP调制、解调技术,可以完成60米至200米的办公室环境的网络连接,也可完成几十公里的远程网络连接,能迅速建立起一个无线局域网,并支持移动设备上网。

    作为一种新兴的宽带无线接入手段,LMDS为新兴的网络服务商提供了经济、快速、宽带大容量双向数据传输手段。为运营商“最后一公里”宽带接入和交互式多媒体应用提供了经济和简便的解决方案,有着广阔的市场前景。


    发布人:Crystal 来自:中国通信网