本地多點分配業務(LMDS,Local Multipoint Distribution Service)是一種網絡拓撲結構為點對多點通信系統,屬于固定式寬帶無線接入技術,可為用戶提供寬帶業務的接入。我國通信行業標準YD/T 5143《26GHz本地多點分配系統(LMDS)工程設計規范》,規范了LMDS系統的工程建設要求。下述對YD/T 5143標準的相關建設要求的內容做一介紹,若要詳細了解該標準具體內容的請查閱下附件。需要說明的是,我國并沒有編制發布LMDS系統的工程施工與驗收要求的標準。
附件:YD/T 5143-2005《26GHz本地多點分配系統(LMDS)工程設計規范》
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一、系統組成及組網要求
1、系統組成
本地多點分配業務(LMDS)系統主要由中心站(CS),終端站(TS)和網管系統組成。特殊情況下,可用接力站(RS)進行中心站信號中繼(工程實際使用中較少)。中心站邏輯上由中心控制站(CCS)和中心射頻站(CRS)構成。中心控制站可控制多個中心射頻站,宜根據工程應用情況合理選取。終端站置于用戶駐地,由業務控制部分和射頻收發部分組成,終端站一般采用小口徑的微波定向天線。接力站應根據中心站覆蓋情況合理選取。網管系統一般基于SNMP網絡管理協議,可通過專用ATM PVC進行網管信息的傳輸。LMDS系統具體技術要求及性能指標等應符合的標準匯總于下表1-1中。
表 1-1:LMDS系統具體技術要求及性能指標等應符合的標準情況
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2、組網要求
LMDS系統應采用多扇區蜂窩覆蓋方式組網。中心站根據采用天線的不同,可劃分為15°、22.5°、30°、45°、60°、90°的扇區,工程建設初期宜采用90°的扇區。LMDS系統采用高頻微波傳輸信號,應滿足視距傳輸要求,中心站與終端站之間宜視通。微波線路余隙應大于第一費涅爾區半徑,其微波線路余隙和第一費涅爾區半徑的計算應參考GB/T 14617.3。
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ATM交換傳送技術的選擇有ATM over SDH和ATM over Optical兩種。對QoS要求較高的業務,宜采用ATM over SDH;僅需支持純IP業務時,在LMDS設備支持的前提下,宜采用ATM over Optical。ATM over Optical可不使用傳輸設備,節省工程投資,但對全程QoS保證不利。原因有:ATM的路由保護倒換是在數據鏈路層實現的,倒換時間一般是秒級;而SDH的保護倒換是在物理層實現的,倒換時間一般是毫秒級。
二、系統的無線性能要求
1、系統的射頻性能要求
目前的LMDS系統空間接口都是各廠商開發的專用接口。但我國無線電管理部門已指配了其使用頻段,工作頻段為26GHz,即:終端站發射頻段為25 757~26 765MHz;中心站發射頻段為24 507~25 515MHz。其頻道配置為3.5 MHz、7 MHz、14 MHz和28 MHz機器組合。
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在建設LMDS系統時,宜在擬用系統支持的頻率復用模式的原則指導下,根據各種實際情況,分工程前期的頻率規劃與工程后期的網絡優化調整兩個步驟來實現LMDS系統頻率的合理配置。目前LMDS系統頻率配置與復用方式主要有4頻點/單極化、2頻點/雙極化和4頻點/雙極化三種方式,詳見圖2-1。實際上這幾種頻率復用模式僅僅具有理論上的指導意義,其原因是:實際工程中,由于LMDS系統的工作頻段受雨衰影響,其網絡設計覆蓋范圍是在考慮雨衰因素的條件下得出的,所以在大部分不下雨的時間內,各中心站的覆蓋范圍有一部分是相互重疊的,而且各中心站的覆蓋范圍還要受微波視通條件的影響,再加上工程建設實際需要與現實條件的限制,中心站的分布絕對不可能是規則的。因此建議在建設LMDS系統時,在擬用系統支持的頻率復用模式的原則指導下,根據各種實際情況,分工程前期的頻率規劃與工程后期的網絡優化調整兩個步驟來實現LMDS系統頻率的合理配置是必要的。LMDS系統的擴容方式包括扇區分裂、疊加可用頻率和增加中心站等。在建設初期可優先考慮增加中心站的擴容方式,后期建設可依據實際考慮其他擴容方式。
圖2-1:LMDS系統頻率配置與復用方式
LMDS系統采用的雙工通信方式有FDD和TDD兩種,我國工程設計中常采用FDD方式。LMDS系統的多址接入方式有FDMA、TDMA和DS-CDMA三種。FDMA適合電路業務,TDMA適合數據業務。設計時應根據LMDS系統擬提供的業務情況進行選取。目前,商用的LMDS系統一般都基于ATM承載平臺的,ATM本身對多業務具有良好的適應性,從而間接拓展了多址方式的多業務適應能力。不同的多址方式對用戶端容量(或可稱為帶寬)的影響是不同的。FDMA方式的用戶端帶寬是由其頻帶寬度決定的,是靜態的。TDMA方式的系統帶寬由各用戶端共享,是動態的(一般來說是保證最低帶寬,峰值帶寬受其他用戶業務量影響)。
其LMDS系統空間接口應支持無線ATM協議。無線ATM協議即通過ATM與無線技術的結合,在無線系統上支持端到端的ATM技術。與標準ATM信元相比,無線ATM信元增加了信元系列號和循環糾錯碼。信元系列號和循環糾錯碼只在無線鏈路中發揮作用,在進入有線鏈路ATM層前將自動去掉。
LMDS系統采用的調制方式主要有QPSK(4QAM)、16QAM、64QAM等),上、下行可采用不同的調制方式。LMDS系統必須采用上行自動發射功率控制技術(ATPC)以降低干擾發生的概率及提高頻率復用效率,ATPC技術的動態范圍應大于35 dB,調整速度應不小于20 dB/s。
2、系統的傳播性能要求
LMDS系統覆蓋預測應估計系統視通要求對覆蓋可通率(中心站覆蓋區域內與中心站可視通的建筑占覆蓋區域內所有建筑的百分比)的影響。LMDS系統的無線信號空間傳輸,實際上是高頻微波傳輸。雨衰對其的影響,與雨衰對一般高頻微波傳輸性能的影響完全一致。其特性可遵循GB/T 14617.3《陸地移動業務和固定業務傳播特性 第三部分:視距微波接力通信系統傳播特性》。工程設計中宜從覆蓋區的氣象部門獲得1分鐘降雨強度參數用于計算。僅能獲得5分鐘降雨強度參數時,相應的折算方法應按GB/T 14617.3的要求進行。如兩者皆不可得時,建議采用GB/T 14617.3的雨區降雨強度參數參考值。我國大部分城市屬于N、M、K雨區。在高質量應用(系統可用度要求99. 99%),標準降雨參數的前提下,N、M、K雨區26 GHz LMDS設備的水平極化覆蓋半徑參考值如表2-2所示。
表 2-2:N、M、K雨區26 GHz LMDS設備的水平極化覆蓋半徑參考值
三、系統支的等效帶寬要求
LMDS系統上下行的數據帶寬可以不同。既可采用對稱的上下行數據帶寬,又可采用不對稱的上下行數據帶寬(上下行數據帶寬之和稱為吞吐量)。對于純數據業務,宜采用不對稱的上下行數據帶寬;對于電路業務,宜采用對稱的上下行數據帶寬。LMDS系統應支持動態數據帶寬分配(可基于幀、基于信元等技術),以滿足其支持的業務大多數具有上下行不對稱和業務突發性強的特點。根據設備制式的不同,動態數據帶寬分配的方式也不同。TDD系統應支持上、下行之間的數據帶寬分配;TDMA系統應支持不同終端站之間的動態數據帶寬分配;下行數據帶寬的動態分配一般都應支持。對VBR/UBR業務,動態帶寬分配帶來的帶寬增益比宜為4﹕1~10﹕1,LMDS系統工程建設中應充分利用動態帶寬分配。
LMDS系統網絡設計時,宜考慮系統普遍采用動態數據帶寬分配、ATM系統具有統計復用功能和IP業務的上下行不平衡性及突發性等因素,對IP業務進行帶寬等效。LMDS終端站應具有l0BASE-T Ethernet接口,此類業務宜保證最低數據帶寬為2 Mbps(根據相關測試,2 Mbps的等效帶寬足以保證MPEG-1的VOD業務)。系統容量的取定通常遵循下表3所示的原則。
表 3:LMDS系統容量的取定原則
四、系統的其它設計要求
YD/T 5143中,還給出了LMDS系統的網絡同步欲定時要求、網管系統要求(其網絡管理系統功能要求通常滿足下表4的要求)、設備配置與安裝要求、等等。具體請間標準原文,即本文附件。
表4:LMDS系統的網管系統功能要求
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