一、引述
1、本地多點分配業務(LMDS)的定義
關于本地多點分配業務(LMDS,Local Multipoint Distribution Service)的定義,在我國通信行業標準YD/T 1034《接入網名詞術語》和YD/T 1186《接入網技術要求--26GHz本地多點系統(LMDS)》中,從不同技術角度分別給出了定義,具體詳見下表1-1中。
表 1-1:本地多點分配業務(LMDS)的定義
依據YD/T 1186的定義,本地多點分配業務(LMDS)是一種提供點對多點通信的固定式寬帶無線接入技術,屬于固定無線接入(FWA)網的范疇。這里的“固定”是指用戶終端的相對固定,或非常有限的移動性;這里的“無線”是指業務節點(SN)到用戶節點接口(UNI)間采用的是無線傳輸手段。
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2、本地多點分配業務(LMDS)的淵源
早期的LMDS是一種用于模擬電視分配的單向廣播式系統,當時稱之為“多路微波分配系統(Multichnnel Microwave Distribution System)”。該技術起源于20世紀80年代末美國Cellular Vision公司Bernard Bossard提出的用于電視分配的蜂窩系統。1991年1月,美國聯邦通信委員會(FCC)授予Cellular Vision公司優先許可證,允許其在紐約提供單向模擬廣播電視業務。我國曾在上世紀末引進了該技術,并發布有廣電行業標準GY/T 132-1998《多路微波分配系統技術要求》(標準已廢止了,表明該技術已淘汰了)。隨著無線數字技術的發展和人們對交互式業務的需求,LMDS系統通過引入反向傳輸鏈路,逐漸演變成為一個以數字式雙向業務為主的寬帶無線接入系統。
3、本地多點分配業務(LMDS)的特點
LMDS的技術特點主要有:可提供很高的通信帶寬,蜂窩式的組網結構配置其覆蓋性較好,可提供多種業務。尤其適用于分散用戶(如農村、礦點等)或不便于敷設線纜場景的用戶的業務接入。LMDS也有一定的局限性:系統服務區覆蓋范圍較小,不適合遠程大規模用戶使用;由于工作頻率高,通信質量受雨、雪等天氣影響較大;基站設備相對比較復雜,價格較貴,所以在用戶較少的地域,用戶的平均成本比較高。
二、系統的業務特性
1、業務的承載能力
LMDS系統應能提供面向連接的業務(主要針對傳統電路方式的業務、以電路仿真提供的業務或基于ATM方式的業務)和無連接的業務(基于IP方式提供的業務),其包括的業務種類詳見下表2-1。LMDS固定無線接入可以基于ATM方式、電路方式或IP方式等來提供上述業務。系統在支持不同業務時,都應具備相應的業務質量保證(CoS、ToS和QoS等)機制來保證業務的正常運行。
表 2-1:LMDS系統承載的業務
2、業務的種類
在理論上,LMDS系統可以支持現有的各種話音和數據通信業務;由于系統采用微波頻段,具有高帶寬,因此,利用LMDS也提供視頻業務。其業務提供詳見下表2-2中。
表2-2:LMDS系統提供的業務
三、系統組成與系統參考模型
本地多點分配業務(LMDS)系統組成與系統參考模型,可如下圖2-0所示。通常是由中心站(CS)或稱基站、終端站(TS)或稱遠端站和網管系統組成。特殊情況下,CS與TS可以通過接力站(RS)進行中繼。
圖 2-0:本地多點分配業務(LMDS)系統組成與系統參考模型
1、中心站(CS)
CS可分為兩部分:中心控制站(CCS)或稱室內單元(IDU)和中心射頻站(CRS)或若在室外安裝時可稱室外單元(ODU)。CCS是業務匯聚和控制部分,并提供到網絡側的接口。CRS是基帶和射頻之間的收發轉換設備,完成上下變頻、微波放大、發送和接收等功能。一個CCS可以控制多個CRS,CCS和CRS可以集成設置,也可以分立設置。
CS所覆蓋的服務區可以劃分為多個扇區,CRS天線一般使用扇區天線,每個CRS天線對應一個扇區,對扇區內的一個或多個TS提供服務。CCS可以將來自各個扇區不同用戶的上行業務量進行匯聚服務,提交不同的業務節點;并將來自不同業務節點的下轄業務量通過CRS分送至各個扇區的TS。
2、終端站(TS)
終端站(TS)置于用戶駐地,可服務一個或多個用戶終端設備。其射頻收發設備和業務控制部分可以分離實現,也可以集成實現。TS使用小波束角定向天線。TS在上行方向上將來自用戶駐地網的業務適配、匯聚,通過無線鏈路傳送到CS,在下行方向上提取本站業務,分配給終端用戶。
3、接力站(RS)
RS作為系統實現的可選項,用以轉發CS和TS間的信號,以延長CS和TS間的距離,通常建議RS設備按照同頻轉接方式進行配置。
4、網管系統
網管系統完成設備的配置、故障、性能、安全的管理,以及計費信息的采集。系統應實現集中的維護管理。
四、系統的相關技術特性
本地多點分配業務(LMDS)系統其工作頻率在24~38 GHz頻段,屬于毫米波的波段范圍,可用頻譜在1 GHz以上。在不同國家或地區,無線電監管部門分配給LMDS的具體工作頻段及頻帶寬度有所不同。在我國,無線電管理部門規定采用頻分復用(FDD)方式的LMDS系統的工作頻段為26 GHz,其中中心站發射頻段為24.507~25.515 GHz,終端站發射頻段為25.757~26.765 GHz,收發頻率間隔為1 250 MHz,基本頻道帶寬為3.5 MHz、7 MHz、14 MHz和28 MHz,可根據具體業務需求將基本信道合并使用。由于指配了如此高的射頻頻率及信道帶寬,LMDS系統實現從64 kbit/s到2 Mbit/s,甚至高達155 Mbit/s的用戶接入速率。
實際上,LMDS系統的中心站(CS)到終端站(TS)的下行鏈路可采用時分復用(TDM)或頻分復用(FDM)的方式。上行鏈路的多址方式為時分多址(TDMA)或頻分多址(FDMA)。在業務量大、穩定、突發少的情況下,FDMA方式比TDMA方式更為有效;而在業務量呈現突發特性的情況下,TDMA方式比FDMA方式有效,可以實現靈活的帶寬分配和統計復用。運營商應根據用戶業務特點及分布選取合適的多址方式。LMDS可采用多種調制方式,如相移鍵控(PSK)或正交幅度調制(QAM)等。
與蜂窩電話類似,LMDS系統采用蜂窩小區來覆蓋所有的終端用戶。每個小區的覆蓋半徑為3~5 km左右,最大不超過10 km。與蜂窩電話不同的是,LMDS系統的終端用戶是固定的,不需要支持移動用戶,因此不需要考慮復雜的越區切換問題。
我國通信行業標準YD/T 1186《接入網技術要求--26GHz本地多點系統(LMDS)》和YD/T 5143《26GHz本地多點分配系統(LMDS)工程設計規范》,分別規定了我國LMDS系統的相關技術要求和工程建設要求。
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