LMDS－－中国移动宽带接入的利器

侯克刚
　　一、宽带接入的现状

　　传统电信运营企业一直在追求一种理想的接入手段，就是基于光纤的接入网。从长远来看，这无疑是最理想的解决方案。然而，要真正实现光纤到户，需要解决技术上和建设投资上的双重难题，这还要有相当一段路要走。中国电信现在只能选择光纤+xDSL技术来过渡；广电则选择HFC（混合光纤同轴系统）作为到宽带网络的过渡；作为目前以经营移动通信业务为主的中国移动，没有像中国电信和广电那样庞大的用户线，也没有在城区已形成相当规模的光纤网络，所以要切入宽带接入网市场，必须充分利用自己在无线领域拥有广泛用户群体和丰富的运营经验，利用无线宽带接入技术，选择LMDS或无线ATM作为突破点。

　　二、LMDS系统结构及工作原理

　　LMDS（本地多点分配业务系统）是一种崭新的宽带无线接入技术，1998年被美国电信界评选为十大新兴通信技术之一。该技术利用高容量点对多点微波传输，能够实现从n×64kbit/s到2Mbit/s，甚至高达155Mbit/s的用户接入速率，而且具有很高的可靠性。

　　LMDS工作在10MHz以上毫米波波段，可用的带宽达到1GHz以上，几乎可以提供任何种类的业务，支持话音、数据和图像业务，并支持ATM、TCP/IP和MPEG2等标准。由于LMDS具有高带宽和双向数据传输的特点，所以可提供多种宽带交互式数据及多媒体业务，满足用户对高速数据和图像的需求。

　　一个完善的LMDS网络是由4部分组成的：骨干网络、网络运行中心、服务区中的基站系统和服务区中的用户端设备。

　　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。LMDS由于直接支持无线ATM协议，所以链路效率得到提高。基站负责用户端的覆盖，并提供骨干网络的接口，包括PSTN、Internet、Frame Relay、ATM、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、调制与解调模块以及通常置于楼顶或塔顶的微波收发模块。基站采用多扇区覆盖，使用在一定角度范围内聚焦的喇叭天线来覆盖用户端设备。多扇区基站可以更有效地利用频谱，进一步扩大系统容量。LMDS系统根据采用天线的不同，可划分为15°、22.5°、30°、45°、60°、90°的扇区，即最少4个扇区，最多可达24个扇区。基站至用户端的下行链路采用TDM模式。

　　LMDS系统可以采用的调制方式为相移键控PSK（包括BPSK、DQPSK、QPSK等）和正交幅度调QAM（包括4QAM）。目前可以提供6QAM、16QAM等大大提高频道利用率的调制技术。这样，LMDS就可提供更高的扇区容量，使每扇区达200Mbit/s。

　　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）。通常采用口径很小的室外走向天线用户端网络接口单元NIU为各种用户业务提供接口，并完成复用/解复用功能。多个用户端设备可通过时分多址（TDMA）、频分多址（FDMA）等多址方式与基站进行通信。FDMA对于大量的连续非突发性数据接入较为合适，TDMA则适于支持多个突发性或低速率数据用户的接入。

　　网管系统负责告警与故障诊断、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键（eric3）路与服务区内的固定用户通信。每个蜂窝站的覆盖区为5-7km，若采用具有更高的发射功率、更强的接收灵敏度的发射机，可增加基站的覆盖范围，使覆盖范围达到10km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，所以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（如P-COM采用的64QAM）、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。

　　三、LMDS技术的应用

　　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；与传统的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（1.2-9.6kbit/s）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（9.6kbit/s-2Mbit/s）的数据接口通常是增值网络的本地接点；高速数据业务（2-155Mbit/s,BER低于10^-9）的提供必须有以太网和光纤分布数据接口。

　　视像业务　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。

　　四、LMDS的优势

　　LMDS系统主要提供给无线宽带载波服务商，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：

　　频带宽　目前，各国分配的LMDS工作频带带宽至少有1000MHz，可支持的用户接入数据速率高达155Mbit/s，能够满足广大用户对通信带宽日益增长的需求。

　　启动资金小，扩容能力强，投资回收快　在网络建设初期，服务商只需少量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。

　　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，建设周期大大缩短，因此可以迅速为用户提供服务。

　　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。

　　承载业务多　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。

　　频率复用度高，系统容量大　LMDS基站的容量很可能超过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。

　　五、中国移动选择LMDS的优势

　　中国移动目前以GSM数字移动电话业务为主，拥有数量庞大的基站、铁塔等资源，县城及以上城市基站分布密集，一般基站相距在400-600m，完全能够覆盖绝大多数的宽带用户群体。因此，使用LMDS作为宽带接入的手段，具有其他电信运营商无法比拟的优势：（1）在接入段不需要拥有大量的市政管理资源来敷设光缆等线路设施，能够直接部署；（2）利用现有的大量GSM基站设施如铁塔、电源、传输等资源，只需安装LMDS无线收发设备，即可迅速为用户提供业务，建设速度远远快于有线接入；网络部署灵活，LMDS的系统容量可以通过改变扇区角度的大小灵活增减，系统扩容简单，设备易于拆卸和安装，有利于按照业务需求来改变网络部署，从而节约设备投资；维护成本低，由于无有线传输线路，可大大减少维护工作量，缩小维护人员规模，节约维护成本。

　　宽带业务的发展速度将是迅猛的，这是市场需求所决定的。尽管目前国内宽带业务市场还很不成熟，但积极关注和参与宽带接入是十分重要的。中国移动除了要积极参与3G移动宽带技术和业务的发展外，笔者认为，宽带无线固定接入也将是中国移动新的、十分重要的市场切入手段，相信不久的将来，中国移动会成为中国宽带数据业务市场中的重要运营者。

　　摘自《现代通信》2002.5