固定無(wú)線接入系統(tǒng)及其在城域網(wǎng)中的應(yīng)用介紹

1 固定無(wú)線接入的技術(shù)優(yōu)勢(shì)
固定無(wú)線接入系統(tǒng)一般由中心站（CS）、終端站（TS）和網(wǎng)管系統(tǒng)三大部分構(gòu)成。其中，中心站和終端站通常又各自擁有室內(nèi)和室外單元。室內(nèi)單元（IDU）負(fù)責(zé)處理業(yè)務(wù)的適配和匯聚，連接不同的業(yè)務(wù)網(wǎng)。室外單元（ODU）為中心站和終端站之間提供射頻傳輸功能，一般安裝在建筑物的屋頂上。特殊情況下在中心站和終端站之間可以通過(guò)接力站（RS）進(jìn)行中繼。與固定線路組成的城域網(wǎng)相比，無(wú)線接入具有下列優(yōu)勢(shì)：
1.1 無(wú)線接入不需要專門進(jìn)行管道線路的鋪設(shè)，為一些光纜或電纜無(wú)法鋪設(shè)的區(qū)域提供了業(yè)務(wù)接入的可能，縮短了工程項(xiàng)目的時(shí)間，節(jié)約了管道線路的投資。
1.2 隨著接入技術(shù)的發(fā)展，無(wú)線接入設(shè)備可以同時(shí)解決數(shù)據(jù)及語(yǔ)音等多種業(yè)務(wù)的接入。
1.3 根據(jù)區(qū)域的業(yè)務(wù)量的增減靈活調(diào)整帶寬。
1.4 可十分方便的進(jìn)行業(yè)務(wù)遷移、擴(kuò)容。在臨時(shí)搭建業(yè)務(wù)點(diǎn)的應(yīng)用中優(yōu)勢(shì)更加明顯。
2 固定無(wú)線接入技術(shù)特點(diǎn)
固定無(wú)線接入技術(shù)特點(diǎn)主要體現(xiàn)在多址方式、調(diào)制方式、雙工方式、對(duì)電路交換與分組交換支持、動(dòng)態(tài)帶寬分配、空中無(wú)線協(xié)議、OFDM技術(shù)等幾方面。
2.1 多址方式 目前固定無(wú)線接入領(lǐng)域中有三種主要的多址方式——FDMA、TDMA和CDMA。單純采用FDMA作為多址接入方式已經(jīng)很少見(jiàn)，目前的實(shí)用系統(tǒng)多采用TDMA方式或采用FDMA+TDMA方式。
2.2 調(diào)制方式 目前固定無(wú)線接入主要選擇采用以下幾種調(diào)制方式：QPSK、16QAM以及64QAM，分別適應(yīng)不同帶寬及覆蓋范圍的需求。
2.3 雙工方式 固定無(wú)線接入系統(tǒng)是一個(gè)雙向傳輸?shù)南到y(tǒng)，根據(jù)設(shè)備組成原理的不同其雙工方式有TDD和FDD兩種。
2.4 對(duì)電路交換與分組交換的支持 在今后較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，電信運(yùn)營(yíng)商的主要任務(wù)仍是同時(shí)支持電路交換和包交換兩種網(wǎng)絡(luò)，特別是在接入網(wǎng)這一層，市場(chǎng)對(duì)基于電路交換方式的接入設(shè)備仍有一定需求，固定無(wú)線接入系統(tǒng)對(duì)電路交換的支持是很重要。
2.5 動(dòng)態(tài)分配帶寬 固定無(wú)線接入系統(tǒng)要支持對(duì)帶寬的動(dòng)態(tài)分配，帶寬只有連接請(qǐng)求以后才被分配。FDD方式，只能在上行或下行一個(gè)方向的總帶寬中對(duì)各個(gè)用戶進(jìn)行動(dòng)態(tài)分配，而TDD方式，可以實(shí)現(xiàn)在上、下行信道間的動(dòng)態(tài)帶寬分配。
2.6 空中無(wú)線協(xié)議 目前空中協(xié)議有三種：DOCSIS、ATM和TDM。實(shí)際上這三種空中接口在物理層同屬TDMA方式，只是把業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)填充的方法不同，空中處理多址接入的協(xié)議不同。
2.7 OFDM技術(shù) OFDM（正交頻分復(fù)用）技術(shù)在無(wú)線接入領(lǐng)域的應(yīng)用正在逐漸成為一種發(fā)展趨勢(shì)。OFDM具有良好的選頻衰落和抗多徑干擾能力，使得無(wú)線接入系統(tǒng)對(duì)于視距傳輸?shù)囊蠼档?，特別適用于日趨復(fù)雜的城市傳播環(huán)境。
3 固定無(wú)線接入的主要技術(shù)
固定無(wú)線接入的主要技術(shù)可分為L(zhǎng)MDS和MMDS兩種。
3.1 LMDS 固定無(wú)線本地多點(diǎn)分配業(yè)務(wù)(LMDS)為人口稠密的市區(qū)通信提供了一種低成本、有效的解決方案，利用高容量的無(wú)線本地環(huán)，能迅速為大量用戶區(qū)提供數(shù)據(jù)和話音業(yè)務(wù)，適用于商業(yè)大樓內(nèi)的中小企業(yè)、小型辦公室和居家辦公的快速接入。
3.2 MMDS MMDS系統(tǒng)目前采用比較廣泛的是3.5GHz和5.8GHz頻段點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)系統(tǒng)，主要特點(diǎn)是傳輸性能好，覆蓋范圍廣，技術(shù)成熟，具有良好的抗雨衰性能，擴(kuò)容性強(qiáng)，組網(wǎng)靈活且成本壓力不大，是較為理想的無(wú)線接入手段。該系統(tǒng)射頻帶寬30MHz，適用于1E1+10Base-T的用戶。由于傳輸距離遠(yuǎn)，適用于大面積覆蓋，迅速為用戶提供業(yè)務(wù)。
4 固定無(wú)線接入在城域網(wǎng)建設(shè)中的策略
4.1 固定無(wú)線接入應(yīng)用策略 固定無(wú)線接入的頻段越低，可傳輸?shù)男畔⑺俾试降停且暰嘈阅芫驮胶茫瑹o(wú)線性能也越好。3.5GHz頻率使用由國(guó)家統(tǒng)一招標(biāo)分配、中標(biāo)后可以獨(dú)享某段頻率資源，該頻段的傳輸性能好、覆蓋范圍廣、技術(shù)相對(duì)簡(jiǎn)單成熟、具有良好的抗雨衰性能、擴(kuò)容性強(qiáng)、組網(wǎng)靈活且成本具有競(jìng)爭(zhēng)力等特點(diǎn)，因而是較為理想的無(wú)線接入手段。26GHz頻段由國(guó)家分配給四大運(yùn)營(yíng)商作為商用試驗(yàn)，5.8GHz是共用頻段，采用的是報(bào)備協(xié)調(diào)機(jī)制。如果某城市三種頻段都可以利用，則3.5GHz可以作為以話音業(yè)務(wù)為主的接入方式，5.8GHz帶寬較大，又是TDD體制，適合以IP業(yè)務(wù)為主，26GHz則適合覆蓋業(yè)務(wù)量大且業(yè)務(wù)集中的區(qū)域。在26GHz頻段由于雨衰大，對(duì)于降雨量較大的城市，應(yīng)用26GHz頻段會(huì)使無(wú)線接入業(yè)務(wù)質(zhì)量大打折扣。
一般情況下，基于IP協(xié)議的5.8GHz無(wú)線接入系統(tǒng)成本較低，基于電路型的3.5GHz系統(tǒng)的設(shè)備價(jià)格中等，而26GHz系統(tǒng)的設(shè)備價(jià)格高。因此，從投資收益的角度看，城域網(wǎng)的建設(shè)需選擇不同頻段和體制，應(yīng)用于不同的場(chǎng)合
4.2 頻率規(guī)劃 頻率規(guī)劃是無(wú)線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)規(guī)劃中最重要的環(huán)節(jié)，它對(duì)網(wǎng)絡(luò)的性能產(chǎn)生重要的影響。有效的頻率規(guī)劃使每個(gè)小區(qū)可以使用更多頻率，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)可以使用較少的小區(qū)數(shù)，減小上下行無(wú)線鏈路的干擾、提高網(wǎng)絡(luò)為用戶提供的業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量。頻率規(guī)劃基本原則如下：
初期設(shè)計(jì)時(shí)，綜合考慮將來(lái)的小區(qū)規(guī)模和扇區(qū)數(shù)量，根據(jù)實(shí)際容量，分期建設(shè)，以節(jié)省投資；初期設(shè)計(jì)時(shí)，確定合理的扇區(qū)極化方向，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)升級(jí)時(shí)，扇區(qū)極化方向不變，以前的終端站不需要變化；不論極化方式如何，相鄰扇區(qū)使用不同頻率，同時(shí)相鄰扇區(qū)采用極化隔離來(lái)達(dá)到隔離度的要求；在給定帶寬的情況下，為得到更大的系統(tǒng)容量，采用信道分組方式，將射頻頻率分組，以滿足系統(tǒng)的抗干擾要求；載波帶寬和調(diào)制方式對(duì)系統(tǒng)性能有著很大的影響，因此，選擇適當(dāng)?shù)妮d波帶寬及調(diào)制技術(shù)十分關(guān)鍵；根據(jù)干擾源的距離、方位以及天線的方向圖等計(jì)算信噪比，從而配置合適的頻點(diǎn)、極化方式和復(fù)用次數(shù)；隨著用戶接入帶寬需求的增加，可通過(guò)采用基站扇區(qū)分裂方式，提高單基站的容量，提高投資效益。
綜合各種有利因素，如合理的頻率復(fù)用方案、相鄰扇區(qū)間用戶的合理劃分、單載頻內(nèi)業(yè)務(wù)合理復(fù)用等，以使網(wǎng)絡(luò)在使用頻率資源最省的情況下，達(dá)到最大程度的用戶需求滿足。
4.3 基站選擇 固定無(wú)線接入系統(tǒng)站址的選擇工作需要考慮多種因素，合理的布局有利于降低整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)成本。站址的選擇主要應(yīng)注意以下幾個(gè)方面的問(wèn)題：①用戶需求；②視距傳播；③可擴(kuò)容性；④電磁環(huán)境；⑤與物業(yè)部門的合作。
4.4 干擾避免 根據(jù)國(guó)標(biāo)規(guī)定，微波系統(tǒng)需要避免三個(gè)方面的干擾，即系統(tǒng)內(nèi)部干擾、相鄰系統(tǒng)間的干擾以及來(lái)自系統(tǒng)外部的干擾。
5 結(jié)束語(yǔ)
城域網(wǎng)的有效建設(shè)不僅可以解決電信運(yùn)營(yíng)商目前所面對(duì)的接入“瓶頸”問(wèn)題，也是未來(lái)國(guó)家信息基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展重點(diǎn)和關(guān)鍵。解決好接入問(wèn)題，就能在未來(lái)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中贏得主動(dòng)，并能在信息高速公路的競(jìng)賽中處于優(yōu)勢(shì)。
固定無(wú)線接入系統(tǒng)的應(yīng)用要因地制宜，發(fā)揮優(yōu)勢(shì)，依托已有的網(wǎng)絡(luò)，采用有線和無(wú)線相結(jié)合的原則；將固定無(wú)線接入作為光纖接入的一個(gè)重要、有效的補(bǔ)充手段，以更好地為電信用戶服務(wù)。