固定無(wú)線(xiàn)接入系統及其在城域網(wǎng)中的應用介紹

1 固定無(wú)線(xiàn)接入的技術(shù)優(yōu)勢
固定無(wú)線(xiàn)接入系統一般由中心站（CS）、終端站（TS）和網(wǎng)管系統三大部分構成。其中，中心站和終端站通常又各自擁有室內和室外單元。室內單元（IDU）負責處理業(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(xiàn)路組成的城域網(wǎng)相比，無(wú)線(xiàn)接入具有下列優(yōu)勢：
1.1 無(wú)線(xiàn)接入不需要專(zhuān)門(mén)進(jìn)行管道線(xiàn)路的鋪設，為一些光纜或電纜無(wú)法鋪設的區域提供了業(yè)務(wù)接入的可能，縮短了工程項目的時(shí)間，節約了管道線(xiàn)路的投資。
1.2 隨著(zhù)接入技術(shù)的發(fā)展，無(wú)線(xiàn)接入設備可以同時(shí)解決數據及語(yǔ)音等多種業(yè)務(wù)的接入。
1.3 根據區域的業(yè)務(wù)量的增減靈活調整帶寬。
1.4 可十分方便的進(jìn)行業(yè)務(wù)遷移、擴容。在臨時(shí)搭建業(yè)務(wù)點(diǎn)的應用中優(yōu)勢更加明顯。
2 固定無(wú)線(xiàn)接入技術(shù)特點(diǎn)
固定無(wú)線(xiàn)接入技術(shù)特點(diǎn)主要體現在多址方式、調制方式、雙工方式、對電路交換與分組交換支持、動(dòng)態(tài)帶寬分配、空中無(wú)線(xiàn)協(xié)議、OFDM技術(shù)等幾方面。
2.1 多址方式 目前固定無(wú)線(xiàn)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)用系統多采用TDMA方式或采用FDMA+TDMA方式。
2.2 調制方式 目前固定無(wú)線(xiàn)接入主要選擇采用以下幾種調制方式：QPSK、16QAM以及64QAM，分別適應不同帶寬及覆蓋范圍的需求。
2.3 雙工方式 固定無(wú)線(xiàn)接入系統是一個(gè)雙向傳輸的系統，根據設備組成原理的不同其雙工方式有TDD和FDD兩種。
2.4 對電路交換與分組交換的支持 在今后較長(cháng)的時(shí)間內，電信運營(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)對基于電路交換方式的接入設備仍有一定需求，固定無(wú)線(xiàn)接入系統對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(xiàn)接入系統要支持對帶寬的動(dòng)態(tài)分配，帶寬只有連接請求以后才被分配。FDD方式，只能在上行或下行一個(gè)方向的總帶寬中對各個(gè)用戶(hù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)分配，而TDD方式，可以實(shí)現在上、下行信道間的動(dòng)態(tài)帶寬分配。
2.6 空中無(wú)線(xiàn)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)數據填充的方法不同，空中處理多址接入的協(xié)議不同。
2.7 OFDM技術(shù) OFDM（正交頻分復用）技術(shù)在無(wú)線(xiàn)接入領(lǐng)域的應用正在逐漸成為一種發(fā)展趨勢。OFDM具有良好的選頻衰落和抗多徑干擾能力，使得無(wú)線(xiàn)接入系統對于視距傳輸的要求降低，特別適用于日趨復雜的城市傳播環(huán)境。
3 固定無(wú)線(xiàn)接入的主要技術(shù)
固定無(wú)線(xiàn)接入的主要技術(shù)可分為L(cháng)MDS和MMDS兩種。
3.1 LMDS 固定無(wú)線(xiàn)本地多點(diǎn)分配業(yè)務(wù)(LMDS)為人口稠密的市區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(xiàn)本地環(huán)，能迅速為大量用戶(hù)區提供數據和話(huà)音業(yè)務(wù)，適用于商業(yè)大樓內的中小企業(yè)、小型辦公室和居家辦公的快速接入。
3.2 MMDS MMDS系統目前采用比較廣泛的是3.5GHz和5.8GHz頻段點(diǎn)對多點(diǎn)系統，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，擴容性強，組網(wǎng)靈活且成本壓力不大，是較為理想的無(wú)線(xiàn)接入手段。該系統射頻帶寬30MHz，適用于1E1+10Base-T的用戶(hù)。由于傳輸距離遠，適用于大面積覆蓋，迅速為用戶(hù)提供業(yè)務(wù)。
4 固定無(wú)線(xiàn)接入在城域網(wǎng)建設中的策略
4.1 固定無(wú)線(xiàn)接入應用策略 固定無(wú)線(xiàn)接入的頻段越低，可傳輸的信息速率越低，但非視距性能就越好，無(wú)線(xiàn)性能也越好。3.5GHz頻率使用由國家統一招標分配、中標后可以獨享某段頻率資源，該頻段的傳輸性能好、覆蓋范圍廣、技術(shù)相對簡(jiǎn)單成熟、具有良好的抗雨衰性能、擴容性強、組網(wǎng)靈活且成本具有競爭力等特點(diǎn)，因而是較為理想的無(wú)線(xiàn)接入手段。26GHz頻段由國家分配給四大運營(yíng)商作為商用試驗，5.8GHz是共用頻段，采用的是報備協(xié)調機制。如果某城市三種頻段都可以利用，則3.5GHz可以作為以話(huà)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)集中的區域。在26GHz頻段由于雨衰大，對于降雨量較大的城市，應用26GHz頻段會(huì )使無(wú)線(xiàn)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(xiàn)接入系統成本較低，基于電路型的3.5GHz系統的設備價(jià)格中等，而26GHz系統的設備價(jià)格高。因此，從投資收益的角度看，城域網(wǎng)的建設需選擇不同頻段和體制，應用于不同的場(chǎng)合
4.2 頻率規劃 頻率規劃是無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )設計規劃中最重要的環(huán)節，它對網(wǎng)絡(luò )的性能產(chǎn)生重要的影響。有效的頻率規劃使每個(gè)小區可以使用更多頻率，構建網(wǎng)絡(luò )可以使用較少的小區數，減小上下行無(wú)線(xiàn)鏈路的干擾、提高網(wǎng)絡(luò )為用戶(hù)提供的業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量。頻率規劃基本原則如下：
初期設計時(shí)，綜合考慮將來(lái)的小區規模和扇區數量，根據實(shí)際容量，分期建設，以節省投資；初期設計時(shí)，確定合理的扇區極化方向，當網(wǎng)絡(luò )升級時(shí)，扇區極化方向不變，以前的終端站不需要變化；不論極化方式如何，相鄰扇區使用不同頻率，同時(shí)相鄰扇區采用極化隔離來(lái)達到隔離度的要求；在給定帶寬的情況下，為得到更大的系統容量，采用信道分組方式，將射頻頻率分組，以滿(mǎn)足系統的抗干擾要求；載波帶寬和調制方式對系統性能有著(zhù)很大的影響，因此，選擇適當的載波帶寬及調制技術(shù)十分關(guān)鍵；根據干擾源的距離、方位以及天線(xiàn)的方向圖等計算信噪比，從而配置合適的頻點(diǎn)、極化方式和復用次數；隨著(zhù)用戶(hù)接入帶寬需求的增加，可通過(guò)采用基站扇區分裂方式，提高單基站的容量，提高投資效益。
綜合各種有利因素，如合理的頻率復用方案、相鄰扇區間用戶(hù)的合理劃分、單載頻內業(yè)務(wù)合理復用等，以使網(wǎng)絡(luò )在使用頻率資源最省的情況下，達到最大程度的用戶(hù)需求滿(mǎn)足。
4.3 基站選擇 固定無(wú)線(xiàn)接入系統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 )的建設成本。站址的選擇主要應注意以下幾個(gè)方面的問(wèn)題：①用戶(hù)需求；②視距傳播；③可擴容性；④電磁環(huán)境；⑤與物業(yè)部門(mén)的合作。
4.4 干擾避免 根據國標規定，微波系統需要避免三個(gè)方面的干擾，即系統內部干擾、相鄰系統間的干擾以及來(lái)自系統外部的干擾。
5 結束語(yǔ)
城域網(wǎng)的有效建設不僅可以解決電信運營(yíng)商目前所面對的接入“瓶頸”問(wèn)題，也是未來(lái)國家信息基礎設施的發(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)競爭中贏(yíng)得主動(dòng)，并能在信息高速公路的競賽中處于優(yōu)勢。
固定無(wú)線(xiàn)接入系統的應用要因地制宜，發(fā)揮優(yōu)勢，依托已有的網(wǎng)絡(luò )，采用有線(xiàn)和無(wú)線(xiàn)相結合的原則；將固定無(wú)線(xiàn)接入作為光纖接入的一個(gè)重要、有效的補充手段，以更好地為電信用戶(hù)服務(wù)。