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3.5GHz固定無線接入FWA(Fixed Wireless Access)系統采用點對多點微波技術。該系統在傳統的電路型無線通信技術中融合了IP數據通信技術,主要提供大容量的語音和數據業務接入,也可以為窄帶無線系統和移動基站提供回傳連接。對于不便鋪設光纜的用戶、相對分散鋪設光纜不經濟的用戶以及對開通緊迫性很強的用戶,引入快速經濟固定無線接入系統可為用戶提供急需的接入服務,對解決“最后一公司”接入網的瓶頸問題,起到了有力的補充作用。因此具有廣泛的商業應用。價值和發展前景。
1 3.5GHz固定無線接入系統結構
系統構成一般包括中心站(CS)、終端站(TS)和網管系統三大部分。中心站和終端站又分別可分為室內單元(IDU)和室外單元(ODU)兩部分。3.5GHz固定無線接入系統是一種點到多點的分布式系統,TS用戶通過用戶接口網絡(UNI)與單個的用戶終端(TE)或者一個用戶駐地網(CPN)相連,中心站(CS)通過業務節點接口(SNI)與外部網絡相連。系統結構如圖1所示。
(1)中心站(CS)
中心站位于服務區中心,邏輯上可以分兩個部分:中心控制站(CCS)和中心射頻站(CRS)。中心控制站是業務匯聚部分,并提供到網絡側的接口;網絡側的接口一般有STM-1、10/100Base-T、E3/T3、n×E1等接口。中心站覆蓋的服務區一般分為多個扇區,每個CRS對應一個扇區,每個扇區可以對一個或多個遠端站提供服務。CCS將來自各個扇區不同θ用戶的上行業務量進行匯聚復用,提交不同的業務節點;將來自不同業務節點的下行業務量分送各個扇區。
(2)終端站(TS)
在3.5GHz固定無線接入系統中,終端站(TS)屬于遠端設備,設置在用戶駐地,為用戶提供系統的接入點并為用戶提供各種業務接口。可提供接口類型包括10Base-T、E1、n×64Kbps、FR、POTS或ISDN接口。
(3)接力站(RS)
接力站作為系統實現的可選項,用以轉發中心站和終端站之間的信號。RS天線可以采用扇區天線或小波束角定向天線。
(4)網管系統
3.5GHz固定無線接入系統一般采用基于圖形界面的網絡管理系統,系統可運行在MicrosoftWindows NT或UNIX平臺上。用戶使用系統可輕易地對網絡進行配置和管理。網管系統的功能一般包括配置管理、性能管理、故障管理、安全管理及計費信息的收集等。
2 系統性能特性
2.1 頻率使用
根據國家無線電管理避已頒布的3.5GHz頻段地面固定無線接入系統所用的頻率資源和相關頻率參數,其雙工方式為FDD,上行遠端站發射頻段為3399.50~3431.00MHz;下行基站發射頻段為3499.50~3531.00MHz;同一波道收發射頻頻率間隔100MHz。
2.2 調制方式和多址方式
調制方式主要包括GFSK、QPSK、8PSK、16QAM、64QAM等。調制方式不同調制效率Em(bit/s/Hz)不同,由以下公式給出:
Em=[(log2(M) ·R)/1+r]bit/s/Hz
其中,M為調制階數,R為編碼率,r為濾波器滾降系數。調制效率隨著調制階數的增大而增大。但是實際工程中,外界干擾對系統性能的影響將急劇增加,會降低系統的性能,因而可根據需要采用自適應調制技術或者根據具體情況選擇調制方式。在一個扇區可以采用多個調制方式混合使用,其目標是使得在任何一點都將采用盡可能高效的調制方式。也就是在一般情況下,根據傳輸質量和傳輸覆蓋范圍,離基站近的區域可以使用比較高效的調制方式,距離大時采用更可靠的方式。
常用多址技術有頻分多址(FDMA)、時分多址(TDMA)和碼分多址(CDMA)。根據3.5GHz固定無線接入的一些特殊情況,具體采用那一種多址方式,需要根據業務模式、技術成熟程度、性價比等來考慮。
傳統的FDMA效率較低,但是目前出現的W-OFDMA以及動態FDMA技術使得接入效率大為提高。OFDMA經過串并變換到各個正交子載波上后,并行碼元信號周期遠大于串行信息碼元周期,再加上保護間隔,使其能基本消除碼間干擾。因此與其他接入技術相同的高斯噪聲相比信道上能支持更高標準的干擾,而且在OFDMA時信道均衡非常容易,QPSK情況下不需均衡器。OFDMA現已被IEEE 802.16 TG3標準確立為唯一的傳輸方式。動態FDMA技術根據業務量調整調制解調器的參數,動態分配每個頻分信道的帶寬,在兩個不同極化的扇區中使用同一頻率以提高頻率利用率。但是OFDMA對相位噪聲非常敏感,對同步和前端放大器的線性要求更加嚴格;動態FDMA對調制解調和ODU要求嚴格。
CDMA主要基于擴頻通信的基本原理,使得傳輸信息的信號帶寬遠大于信息本身的帶寬,擴頻碼采用正交碼或準正交碼作地址碼實現碼分多址,CDMA主要應用在北美蜂窩標準IS-95、IMT-2000以及衛星通信等。CDMA的優點是容量大、抗互擾能力強、信號功率譜密度低、相關特性好,CPE峰值功率和平均功率的比值小,但是當PN碼正交性能欠佳或者干擾超過干擾容限時,性能將惡化,因此抗自擾能力相對欠缺。另外占用的信號頻帶寬,擴頻后的帶寬遠大于擴頻前的信息;地址碼數量大的限制,對大容量的通信也有一定的限制,因此在頻率資源有限的情況下,將帶來不少的麻煩。
TDMA是發達端對所發信號的時間參量進行分割,形成許多互不重疊的時隙。因此抗自擾能力極佳,而且對時隙的管理和分配通常要比對頻率的管理和分配簡單又經濟,這樣TDMA也具有較大的信息傳輸能力,易于實現帶宛動態分配,比較適合突發性較強的業務流量。但是TDMA抗互擾能力差,相鄰小區重復使用頻率受限制,因此系統容量低于CDMA,且CPE峰值功率和平均功率的比值相對CDMA非常大,對同步要求比較高。
2.3 扇區調制效率和容量計算
系統在服務區范圍內,一般通過劃分多個扇區對頻率進行再用以提高系統容量,而扇區在不同部分根據實際情況例如鏈路距離采用不同的調制方式,這使扇區的不同部分有不同的調制效率,因此有必要計算整個扇區的平均效率。那么扇區的平均調制效率計算如下:
這里∑是所有調制區域的加權。頻率再用率和扇區平均調制效率是通過具體劃后得出的,而且需要經過多次反復規劃后才可確定,以實現規劃得出的值為準,這個數值是可以變動的,目的是使其最大扇區容量達到最大。
固定無線接入網絡容量可以由以下公式給出:
每個基站頻率資源=運營商可用頻率資源×平均調制效率)
3 與其他寬帶接入技術的比較
目前全球寬帶網絡熱度空前高漲,各網絡運營商競相在各大市場構建寬帶IP城域網,提供低廉的高速IP接入服務,參與電信市場的競爭。而寬帶接入技術的種類也繁多,主要有以下幾種方式:
(1)光纖接入方式(FTTX)
光纖接入網有光纖到戶(FTTH)、光纖到大樓(FTTB)、光纖到路邊(FTTC)、光纖到小區(FTTZ)等多種形式。利用光纖傳輸介質,提供高帶寬、高可靠性和高抗干擾性的數據傳送,接入網常用形式有ATM VP自愈網、ATM無源光網絡(APON)等,還有SDH環網等傳統技術。APON的優勢在于:它結合了ATM多業務、多比特率支持能力和PON透明寬帶傳送能力業務的接入非常靈活。但是鋪設光纖相對投資較大、耗時較長,有些地方鋪設極為不便等問題,因此不少公司均發展XDSL傳輸系統。
(2)高速數字環路(XDSL)技術
基于XDSL技術的銅線接入技術適用于已有的電話基礎網絡,通過2B1Q、CAP(無載波調幅調相)、DMT(離散多音)等頻帶編碼技術,挖掘雙絞線高頻段帶寬的資源,通過帶寬倍增技術實現寬帶接入,滿足高數據通信需求,主要技術有ADSL、HDSL、VDSL等。VDSL的傳輸距離短,必須建立在FTTB基礎上,而ADSL線路較長,容易受外界干擾同,造成速率波動。
(3)光纖風軸混合網絡(HFC)
基于同軸電纜接入的HFC方式是在傳統同軸CATV技術基礎上發展起來的,利用頻分復用技術實現模擬電視、數字電視、電話和數據同時傳送。系統成本比光纖環路低,并有銅線及比絞線無法比擬的傳輸帶寬,適合當前模擬制式的高質量視頻業務市場和CATV網使用。但是當前HFC都是單向的,要實現雙向通信,其改造的費用非常高昂,難度也非常大。
(4)LMDS技術
LMDS工作在10GHz以上,可用頻帶寬,高達1GHz,可以承載幾乎任何通信業務,包括話音、數據、圖像及多媒體等。可提供多種通信系統一般具有的優勢,如建設成本低、啟動資金較小、建設周期短、投資回收快、網絡運行和維護費用低等特點。但是服務覆蓋范圍相對較小,一般為2~4km,不適合遠程用戶使用(在同樣傳輸距離的情況下自由空間損耗比3.5GHz固定無線接入至少低2dB)。通信質量受雨、雪等天氣影響較大,大暴雨還可能引起無線通信鏈路的中斷。
(5)3.5GHz寬帶固定無線接入方式
3.5GHz寬帶無線接入方式以蜂窩式覆蓋,半徑10km左右,適合各種用戶接入。3.5GHz固定無線接入和其他接入技術相比,具有許多獨特的優越性,具體如下:
·工程項目建設方便、快捷
無線系統與有線系統相比,很大的優勢在于工程的啟動與實施非常迅速。開通快,建設周期短,組網靈活,用戶終端設備簡單,投資省。尤其在大城市,有線工程往往要經過市政等部分的審批,因為對道路、綠地等環境破壞較大,而且施工量大,要受到多種因素的制約。
信息產業部已于2001年6~8月就重慶、武漢、南京、廈門和青島五城市的3.5GHz固定無線接入頻率和經營許可進行了招標。現即將在全國32個城市進行招標,預計3.5GHz固定無線接入的市場將于今年啟動。隨著電信格局即將發生的巨大變化,3.5GHz固定無線接入系統的競爭也更趨激烈。
3.5GHz固定無線接入FWA(FixedWirelessAccess)系統采用點對多點微波技術。該系統在傳統的電路型無線通信技術中融合了IP數據通信技術,主要提供大容量的語音和數據業務接入,也可以為窄帶無線系統和移動基站提供回傳連接。對于不便鋪設光纜的用戶、相對分散鋪設光纜不經濟的用戶以及對開通緊迫性很強的用戶,引入快速經濟固定無線接入系統可為用戶提供急需的接入服務,對解決“最后一公司”接入網的瓶頸問題,起到了有力的補充作用。因此具有廣泛的商業應用。價值和發展前景。
13.5GHz固定無線接入系統結構
系統構成一般包括中心站(CS)、終端站(TS)和網管系統三大部分。中心站和終端站又分別可分為室內單元(IDU)和室外單元(ODU)兩部分。3.5GHz固定無線接入系統是一種點到多點的分布式系統,TS用戶通過用戶接口網絡(UNI)與單個的用戶終端(TE)或者一個用戶駐地網(CPN)相連,中心站(CS)通過業務節點接口(SNI)與外部網絡相連。系統結構如圖1所示。
(1)中心站(CS)
中心站位于服務區中心,邏輯上可以分兩個部分:中心控制站(CCS)和中心射頻站(CRS)。中心控制站是業務匯聚部分,并提供到網絡側的接口;網絡側的接口一般有STM-1、10/100Base-T、E3/T3、n×E1等接口。中心站覆蓋的服務區一般分為多個扇區,每個CRS對應一個扇區,每個扇區可以對一個或多個遠端站提供服務。CCS將來自各個扇區不同θ用戶的上行業務量進行匯聚復用,提交不同的業務節點;將來自不同業務節點的下行業務量分送各個扇區。
(2)終端站(TS)
在3.5GHz固定無線接入系統中,終端站(TS)屬于遠端設備,設置在用戶駐地,為用戶提供系統的接入點并為用戶提供各種業務接口。可提供接口類型包括10Base-T、E1、n×64Kbps、FR、POTS或ISDN接口。
(3)接力站(RS)
接力站作為系統實現的可選項,用以轉發中心站和終端站之間的信號。RS天線可以采用扇區天線或小波束角定向天線。
(4)網管系統
3.5GHz固定無線接入系統一般采用基于圖形界面的網絡管理系統,系統可運行在MicrosoftWindowsNT或UNIX平臺上。用戶使用系統可輕易地對網絡進行配置和管理。網管系統的功能一般包括配置管理、性能管理、故障管理、安全管理及計費信息的收集等。
2系統性能特性
2.1頻率使用
根據國家無線電管理避已頒布的3.5GHz頻段地面固定無線接入系統所用的頻率資源和相關頻率參數,其雙工方式為FDD,上行遠端站發射頻段為3399.50~3431.00MHz;下行基站發射頻段為3499.50~3531.00MHz;同一波道收發射頻頻率間隔100MHz。
2.2調制方式和多址方式
調制方式主要包括GFSK、QPSK、8PSK、16QAM、64QAM等。調制方式不同調制效率Em(bit/s/Hz)不同,由以下公式給出:
Em=[(log2(M)·R)/1+r]bit/s/Hz
其中,M為調制階數,R為編碼率,r為濾波器滾降系數。調制效率隨著調制階數的增大而增大。但是實際工程中,外界干擾對系統性能的影響將急劇增加,會降低系統的性能,因而可根據需要采用自適應調制技術或者根據具體情況選擇調制方式。在一個扇區可以采用多個調制方式混合使用,其目標是使得在任何一點都將采用盡可能高效的調制方式。也就是在一般情況下,根據傳輸質量和傳輸覆蓋范圍,離基站近的區域可以使用比較高效的調制方式,距離大時采用更可靠的方式。
常用多址技術有頻分多址(FDMA)、時分多址(TDMA)和碼分多址(CDMA)。根據3.5GHz固定無線接入的一些特殊情況,具體采用那一種多址方式,需要根據業務模式、技術成熟程度、性價比等來考慮。
傳統的FDMA效率較低,但是目前出現的W-OFDMA以及動態FDMA技術使得接入效率大為提高。OFDMA經過串并變換到各個正交子載波上后,并行碼元信號周期遠大于串行信息碼元周期,再加上保護間隔,使其能基本消除碼間干擾。因此與其他接入技術相同的高斯噪聲相比信道上能支持更高標準的干擾,而且在OFDMA時信道均衡非常容易,QPSK情況下不需均衡器。OFDMA現已被IEEE802.16TG3標準確立為唯一的傳輸方式。動態FDMA技術根據業務量調整調制解調器的參數,動態分配每個頻分信道的帶寬,在兩個不同極化的扇區中使用同一頻率以提高頻率利用率。但是OFDMA對相位噪聲非常敏感,對同步和前端放大器的線性要求更加嚴格;動態FDMA對調制解調和ODU要求嚴格。
CDMA主要基于擴頻通信的基本原理,使得傳輸信息的信號帶寬遠大于信息本身的帶寬,擴頻碼采用正交碼或準正交碼作地址碼實現碼分多址,CDMA主要應用在北美蜂窩標準IS-95、IMT-2000以及衛星通信等。CDMA的優點是容量大、抗互擾能力強、信號功率譜密度低、相關特性好,CPE峰值功率和平均功率的比值小,但是當PN碼正交性能欠佳或者干擾超過干擾容限時,性能將惡化,因此抗自擾能力相對欠缺。另外占用的信號頻帶寬,擴頻后的帶寬遠大于擴頻前的信息;地址碼數量大的限制,對大容量的通信也有一定的限制,因此在頻率資源有限的情況下,將帶來不少的麻煩。
TDMA是發達端對所發信號的時間參量進行分割,形成許多互不重疊的時隙。因此抗自擾能力極佳,而且對時隙的管理和分配通常要比對頻率的管理和分配簡單又經濟,這樣TDMA也具有較大的信息傳輸能力,易于實現帶宛動態分配,比較適合突發性較強的業務流量。但是TDMA抗互擾能力差,相鄰小區重復使用頻率受限制,因此系統容量低于CDMA,且CPE峰值功率和平均功率的比值相對CDMA非常大,對同步要求比較高。
2.3扇區調制效率和容量計算
系統在服務區范圍內,一般通過劃分多個扇區對頻率進行再用以提高系統容量,而扇區在不同部分根據實際情況例如鏈路距離采用不同的調制方式,這使扇區的不同部分有不同的調制效率,因此有必要計算整個扇區的平均效率。那么扇區的平均調制效率計算如下:
這里∑是所有調制區域的加權。頻率再用率和扇區平均調制效率是通過具體劃后得出的,而且需要經過多次反復規劃后才可確定,以實現規劃得出的值為準,這個數值是可以變動的,目的是使其最大扇區容量達到最大。
固定無線接入網絡容量可以由以下公式給出:
每個基站頻率資源=運營商可用頻率資源×平均調制效率)
3與其他寬帶接入技術的比較
目前全球寬帶網絡熱度空前高漲,各網絡運營商競相在各大市場構建寬帶IP城域網,提供低廉的高速IP接入服務,參與電信市場的競爭。而寬帶接入技術的種類也繁多,主要有以下幾種方式:
(1)光纖接入方式(FTTX)
光纖接入網有光纖到戶(FTTH)、光纖到大樓(FTTB)、光纖到路邊(FTTC)、光纖到小區(FTTZ)等多種形式。利用光纖傳輸介質,提供高帶寬、高可靠性和高抗干擾性的數據傳送,接入網常用形式有ATMVP自愈網、ATM無源光網絡(APON)等,還有SDH環網等傳統技術。APON的優勢在于:它結合了ATM多業務、多比特率支持能力和PON透明寬帶傳送能力業務的接入非常靈活。但是鋪設光纖相對投資較大、耗時較長,有些地方鋪設極為不便等問題,因此不少公司均發展XDSL傳輸系統。
(2)高速數字環路(XDSL)技術
基于XDSL技術的銅線接入技術適用于已有的電話基礎網絡,通過2B1Q、CAP(無載波調幅調相)、DMT(離散多音)等頻帶編碼技術,挖掘雙絞線高頻段帶寬的資源,通過帶寬倍增技術實現寬帶接入,滿足高數據通信需求,主要技術有ADSL、HDSL、VDSL等。VDSL的傳輸距離短,必須建立在FTTB基礎上,而ADSL線路較長,容易受外界干擾同,造成速率波動。
(3)光纖風軸混合網絡(HFC)
基于同軸電纜接入的HFC方式是在傳統同軸CATV技術基礎上發展起來的,利用頻分復用技術實現模擬電視、數字電視、電話和數據同時傳送。系統成本比光纖環路低,并有銅線及比絞線無法比擬的傳輸帶寬,適合當前模擬制式的高質量視頻業務市場和CATV網使用。但是當前HFC都是單向的,要實現雙向通信,其改造的費用非常高昂,難度也非常大。
(4)LMDS技術
LMDS工作在10GHz以上,可用頻帶寬,高達1GHz,可以承載幾乎任何通信業務,包括話音、數據、圖像及多媒體等。可提供多種通信系統一般具有的優勢,如建設成本低、啟動資金較小、建設周期短、投資回收快、網絡運行和維護費用低等特點。但是服務覆蓋范圍相對較小,一般為2~4km,不適合遠程用戶使用(在同樣傳輸距離的情況下自由空間損耗比3.5GHz固定無線接入至少低2dB)。通信質量受雨、雪等天氣影響較大,大暴雨還可能引起無線通信鏈路的中斷。
(5)3.5GHz寬帶固定無線接入方式
3.5GHz寬帶無線接入方式以蜂窩式覆蓋,半徑10km左右,適合各種用戶接入。3.5GHz固定無線接入和其他接入技術相比,具有許多獨特的優越性,具體如下:
·工程項目建設方便、快捷
無線系統與有線系統相比,很大的優勢在于工程的啟動與實施非常迅速。開通快,建設周期短,組網靈活,用戶終端設備簡單,投資省。尤其在大城市,有線工程往往要經過市政等部分的審批,因為對道路、綠地等環境破壞較大,而且施工量大,要受到多種因素的制約。
關鍵詞:核心網絡;LMDS;無線接入平臺
Key words: core network; LMDS; wire access platform
中圖分類號:TP39 文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2010)33-0315-02
1本地多點分配接入系統的基本涵義
本地多點分配業務系統LMDS(Local Multi-point Distribution Service)定位為寬帶固定無線接入技術,是固定寬帶無線接入技術的典型代表。LMDS這幾個字母的含義如下:L是本地的意思,指在一個小區的覆蓋范圍內,在其頻率范圍限度內,信號的傳播特性,實驗顯示,LMDS,的基站發射機的范圍最大達5km;M是多點的意思,由基站到用戶的信號是以點到多點或廣播方式發送,而由用戶到基站的信號回傳則以點對點的方式傳送;D是分配的意思,指信號的分配方式,它可同時包括話音,數據,因特網服務和圖象服務,將不同的信號分配到不同的用戶;S是業務的意思,制網絡運營商與用戶之間在業務上是提供與使用關系,即用戶從LMDS,網絡所能得到的業務服務完全取決于網絡運營商對業務的選擇。
寬帶固定無線接入技術LMDS,以點對多點的廣播信號傳送方式為電信運營商提供高速率,大容量,點對多點的高可靠性全雙工的寬帶無線接入手段。它是利用無線信道代替有線電纜以無線通信方式解決從數據骨干網,本地交換機到用戶之間的接入問題,是利用地面轉接站而不是衛星來轉發數據,是實現用戶遠端到骨干網的寬帶無線接入,包括語言、數據和圖像的傳輸,也可作為因特網的接入網。能為電信運營商提供經濟快捷,有效的網絡服務,近幾年發展很快,與傳統的有線接入或者低頻段無線接入方式相比,具有比有線設備部署快,初期投資小,組網靈活,支持多業務綜合接入等優勢。
2本地多點分配接入系統的基本特點
本地多點分配接入系統LMDS由一系列蜂窩狀的無線發射樞紐組成,每個蜂窩由點對多點的基站和用戶站構成。一般來講,LMDS主要有以下幾個特點:一是單個基站所能覆蓋的范圍有限。根據所采用頻率的高低,LMDS的覆蓋半徑一般為3-7km。在天氣晴朗的情況下,其覆蓋范圍會顯著提高;但是在陰雨天覆蓋范圍受雨衰變的影響,頻率越高,影響反而就越大。因此該技術主要應用于本地接入,是提供主干網到戶的一種很好的解決技術措施。二是從基站到用戶的下行信號采用點到多點的方式,這也是“多點分配”的含義所在。用戶到基站的上行傳送可以采用頻分多址方式,也可以采用時分多址方式。三是提供的業務比較廣泛。LMDS可以提供包括窄帶話音到寬帶數據等各種業務。用戶能夠從LMDS網絡得到的業務,完全取決于運營者對業務的選擇。
3本地多點分配接入系統結構
一般來講,一個典型的本地多點分配接入系統LMDS系統通常由基站設備、BS、用戶端設備、CPE、和網管系統組成。從本質上講,LMDS提供了一個從用戶到核心網絡的接入平臺。基站設備主要提供LMDS系統至核心網絡的接口,完成信號在核心網絡至無線傳輸之間的轉換并負責無線資源的管理,基站設備包括與核心網絡相連的接口模塊調制與解調模塊和通常置于樓頂的微波收發模塊,到核心網的接口可以是ATM接口,也可以是IP接口。基站可以采用全向天線覆蓋,也可以扇區化,從而增加系統容量用戶側設備的配置差異較大,隨應用的需求而不同。一般來說,用戶側設備由室外單元,定向天線和微波收發設備和室內單元,含調制解調器和至用戶設備的接模塊所組成。此外網管系統具有系統配置、業務管理、報警和故障診斷,性能分析和安全管理等功能也是LMDS的重要組成部分。
LMDS系統作為固定寬帶無線接入系統,典型地由四個部分組成:基礎骨干網基站,用戶終端站,網管運營中心。骨干網絡平臺可由ATM、IP、ATM+IPSONET/SDH/WDM等技術構成。負責與現有網絡之間的互連互通,如PSTN、FRCATV網等,從而使LMDS能夠提供幾乎所有現存網絡提供的業務LMDS。以點對多點的廣播信號傳送方式為電信運營商提供高速率、大容量、點對多點的高可靠性全雙工的寬帶無線接入手段。它是利用無線信道代替有線電纜以無線通信方式解決從數據骨干網,本地交換機到用戶之間的接入問題,是利用地面轉接站而不是衛星來轉發數據,是實現用戶遠端到骨干網的寬帶無線接入。包括語音、數據和圖像的傳輸,也可作為因特網的接入網。
LMDS系統能為電信運營商提供經濟快捷、有效的網絡服務,近幾年發展很快。具有比有線設備部署快、初期投資小、組網靈活、支持多業務綜合接入等優勢。特別對電信運營商來說,最吸引人之處,在于它實現了和現有網絡的零接觸,可以迅速回收資金,并能快速占領市場,隨著無線接入技術的發展,尤其新電信運營商的加入和對最后一公里網絡建設的重視,以及人們對數據業務的關注,目前寬帶無線接入技術的市場需求很旺盛。
4本地多點分配接入系統的技術要素
本地多點分配接入系統LMDS的技術要素主要包括工作頻段配置與分配、拓撲結構、多地址方式以及調制方式。限于篇幅限制,這里僅對前兩種進行闡述。
4.1 工作頻段配置與分配目前LMDS的應用頻段分配世界上尚無統一標準,國外一些頻率管理機構正在逐步允許運營商進行點到多點PMP的無線系統的運營。如在某一范圍內使用某一頻段構建LMDS商業網絡。我國信息產業部于2001年下發了《關于26GHz頻段FDD方式本地多點分配業務LMDS頻率規劃試行》的通知,決定將24.45-27GHz頻段的部分頻率作為FDD方式LMDS的使用頻率,中心站BS發射頻段為24.507-25.515GHz,終端站CPE發射頻段為,25.757-26.765GHz,收發頻率間隔為1250MHz,基本頻道帶寬為3.5MHz、7MHz、14MHz、28MHz。可根據具體業務需求將基本信道合并使用。
不少國家已經規劃了LMDS的應用頻段,美國聯邦通信委員會FCC將LMDS的頻譜分為兩段。其中,27.5-28.35GHz,29.10-29.25GHz,31.075-31.225GHz,為A段,總的頻率帶寬為1150MHz,31.225-31.300GHz為B段,共計150MHz的頻率帶寬。除了美國外,世界各國也開始意識到LMDS的發展潛力,一些國家也相繼分配了LMDS頻譜。
一般來講,LMDS工作在毫米波段,大致集中在20-40GHz的頻段上。目前國際上對28GHz的頻段的應用較為廣泛,可用帶寬至少為1GHz,相對較為寬松。但是,對具體運營商而言,其擁有的頻譜帶寬依然有限,為了提高系統的容量,處于不同地理位置的中心站需要重復使用相同的頻率,頻率的重復使用體現在兩個方面。首先,同一中心站的不同扇區和不同中心站的相鄰扇區之間,通過同一頻率的正交極化隔離技術,及隔離信道配置頻率復用技術來充分利用頻率資源;其次,在同一扇區內通過采用鄰頻多載波技術來大大提高網絡的容量。
4.2 拓撲結構LMDS系統的拓撲結構與局域網類似,可以有星型和環型兩種主要結構形式。目前星型結構居于主流地位,絕大多數設備廠家都支持星型結構,也有些廠家推出了環型結構的解決方案。星型結構是指基站采用全向或扇區天線與采用定向天線的遠端用戶終端直接進行微波通信。環型結構是指相鄰服務節點之間采用定向天線彼此進行微波通信,中央節點處于網絡樞紐位置,負責微波環路上業務量的匯聚和轉接。環型LMDS可以方便地實現鏈路自愈功能。同時采用點點相連方式,如果環路組織合適,有可能部分解決星型LMDS中的覆蓋盲區問題。
總體來講,星型拓撲結構適合于用戶比較稀少、地理位置比較復雜的環境。
本地多點分配接入系統LMDS寬帶無線接入技術代表了寬帶接入技術的一種新的不可忽視的發展趨勢。不僅敷設開通快,維護簡單,用戶較密時成本低,而且改變了本地電信業務的傳統觀念,最適合于新的電信競爭者與傳統電信公司和有線電視網絡公司展開有效的競爭,也可以作為電信公司和有線電視網絡公司有線接人的重要補充。LMDS系統對于寬帶業務的經營者和用戶雙方都是一種多用途的具有良好成本效益的選擇方案,由于它能迅速而廉價地建立起來,因此對經營者和用戶來說,特別有吸引力,應用前景非常廣闊。
參考文獻:
系統指標 McWiLL為全IP架構[1]。McWiLL寬帶無線接入技術能夠在最大范圍內支持固定或移動模式下的多種多媒體功能;其功能的主要內容包括語音、數據、漫游以及切換功能。移動終端速度每小時將能夠達到100千米以上,最高將每小時能夠達到120千米。速度可達120km/h。
一、McWiLL端到端網絡架構
McWiLL寬帶無線接入技術能夠較大程度的提升系統抗干擾能力能力,其抗干擾能力可屏蔽比信號強的多的干擾,最大將達到20db。軟件無線電 McWiLL系統中,基站、用戶終端的射頻收發機與基帶電路的接口都是高速A/D或D/A變換器[2]。整個的基帶數據全部是使用數據信號處理器處理。McWiLL系統由終端設備、無線系統以及網元管理系統EMS三個部分組成[3]。cWiLL寬帶無線接入端到端的網絡架構可參照圖1所示。
cWiLL寬帶無線接入端到端的網絡架構參照圖1
McWiLL寬帶無線接入系統中的手機已經其他終端結束客戶端設備和無線網絡的連接,如圖1所示,基站系統使用用戶終端和其他主要線路進行的連結。語音業務匯聚網關SAG與NGN配合提供大容量語音通信功能[4]。
二、McWiLL系統的優勢
McWiLL系統設計充分考慮了我國的國情,在無線覆蓋、同頻組網、寬窄帶業務融合、產品成熟度等方面優勢明顯。
1.鏈路預算高
McWiLL寬帶無線接入技術使用了網絡通信業先進的的天線技術;其利用信號范圍內的波束賦形來提高預算,使8陣元自動化天線系統的子鏈達8dB,上行鏈路將達9dB。另外,信令協議是根據自動天線系統屬性進行進行的設計,能將McWiLL的鏈路預算維持在不小于160db的范圍內;McWiLL寬帶無線接入技術的鏈路預算和其他同類產品相比高出15dB左右。 比較高的鏈路預算,賦予了McWiLL寬帶無線接入技術以下優勢:其一是McWiLL系統無線信號的的覆蓋范圍要大大超出其他同類產品的覆蓋范圍,假如本產品與其他產品的覆蓋區域不異,兩者相比之下,McWiLL系統所需要的基站要少的多,而且McWiLL系統的建網速度更快,維護起來也更加簡便;其二:McWiLL系統可以比同類產品擁有更多的衰落裕量,以此來增強NLOS性能,擴大信號覆蓋范圍已經室內的信號質量。
2.真正1x1同頻組網
在現代無線電頻率資源很短缺,所以很被人們所珍視;然而需要BWA系統正常運作,將要為其提供大量的無線電頻率資源,與語音通信系統相比,BWA系統運作所需的無線電頻率將是其十倍;由此可以看出,無線電頻率的需求量過大將是制約BWA系統的瓶頸,所以說實現1x1同頻組網意義重大。 McWiLLMcWiLL寬帶無線接入技術是智能天線零陷技術以及其他相關技術取長補短融合而成的技術,使得McWiLL寬帶無線接入技術在實際中能夠1x1同頻組網。McWiLL寬帶無線接入技術所需要的頻率資源不多,僅要5MHz,就能夠大范圍組網,而且其大范圍的同頻組網還能夠正常平穩的運行。性能穩定。
3.超大語音業務容量及提供寬窄帶融合業務
McWiLL寬帶無線接入技術能夠使語音與數據服務有效融合,其中語音服務使用了較為特別的處理方式,可以很大程度的防止VoIP導致的高昂的帶寬支出與語音質量變差的情況。BWA系統只需要5MHz,就可以為其供應15Mbps的數據存儲量,其中包括語音數據、寬帶數據以及其他數據。達到語音與寬帶數據服務能夠同時同地進行。McWiLL寬帶無線接入技術能夠使一張網絡,就享受到移動數據接收、語音服務和其他用的語音與數據接入業務。隨著我國社會主義市場經濟的發展,運營商能夠根據運營情況與客戶需求適度調整業務模式,通過這種方式來滿足客戶日益增長的服務需求。將McWiLLMcWiLL寬帶無線接入技術使用于農村,能夠非常好的滿足我國農村通信需求,讓農村的群眾也能夠上網,接收外界的信息。
三、McWiLL寬帶無線接入技術應用
以McWiLL寬帶無線接入技術在蘇XX區所轄氣井區域的通信網絡應用為例。選擇地點為蘇XX區塊兩座集氣站所轄氣井區域,將無線通信網將所所選擇的整個區域覆蓋。建立2個 McWiLL 寬帶無線技術基站;其作用是:采集對所選區域內的氣井的數據,以及氣井的語音、監控視頻數據。對 McWiLL 網絡的仿真采用了 CRC-Predict4 模型;對蘇 XX 區塊無線覆蓋仿真模擬圖2。
圖 2 蘇 XX 區塊無線覆蓋仿真模擬圖
從仿真模擬圖觀察到,蘇XX區塊兩座集氣站所轄氣井區域的地勢平坦。區域內植物較少,幾乎無限制在空間傳播。可以看到移動臺市區室內與室外,車截臺市區與郊區,移動臺車內的場強數值。
四、結語
McWiLL寬帶無線接入技術是由我國自主研制的無線寬帶接入技術,實踐證明也適合我國的國情,但McWiLL寬帶無線接入技術的應用還不夠廣。所以我國要加大力度推廣McWiLL寬帶無線接入技術,促進McWiLL產業化。
參考文獻
[1]溫斌.林波.劉昀.McWiLL 寬帶無線接入技術及應用[M]. 北京:人民郵電出版社,2009.
隨著社會經濟的不斷發展和進步,電網的覆蓋面積不斷增加,改善了人們的生活水平,提高了人們的生活質量。電力企業的持續供電能力和供電穩定性,是影響電力企業市場競爭力的主要原因,為此,電力企業結合電網的基本情況,展開智能電網的建設,實現對電網內部的各個組分的監控、管理和控制,進而推動電網的穩定運行。
一、無線接人技術概述
無線接入技術是實現無線通信的關鍵,主要是通過無線介質將終端和網絡節點進行連接,進而實現網絡間的信息傳遞功能,通常情況下,無線接入技術的應用,需要遵循相關協議。借由無線接入技術的應用,可以轉變傳統的信息傳遞方式,提高信息傳遞的質量與效率,尤其是智能電網中無線接入技術的應用。可以進一步提高智能電網的運行安全,其中3.5GHz固定寬帶無線接入技術、LMDS技術、WLAN技術等不斷得到完善和應用,進一步推動了無線接人技術的發展和進步,為智能電網的發展提供基礎。
二、智能電網中的IsDN無線接人技術研究
1.ISDN簡述
ISDN是綜合業務數據網的簡稱.ISDN無線接入方式.實現數字交換和數字傳輸。為智能電網的通信網絡提供經濟、有效和準確的數據接人方式,使得智能電網的運行質量和運行效率得到提升。而且,ISDN無線接人方式,可以完成對語音、文字、數據甚至視頻的傳輸,主要是通過將這些影像資料進行數字化。由于ISDN主要是采用數字化的形式。使得ISDN成為一個具有全數字化的接人方式。將其應用到配電網中。可以將其與相關工作人員的智能終端進行數字連接,進而完成數據傳輸,通過ISDN無線接人方式,可以有效改善數據傳輸量、簡述數據失真情況,實現智能電網的發展和進步。
2.ISDN的優勢與特性
ISDN具有高速的數據傳輸質量。而且具有多種復用通道,可以實現多種數據的傳輸,借由ISDN無線接入,使得數據傳輸的質量得到全面的提升,大大改善了數據傳輸過程中出現失真的情況,保障智能電網的安全。而且,智能電網中的ISDN終端具有可移動性。使得智能電網中的信息傳遞不受時間、地點和空間的限制,推動智能電網的穩定運行。最為重要的是,ISDN接入方式的應用,可以有效降低智能電網通信網絡的構建成本。此外,ISDN的特性主要有:
(1)通信W絡中的所有信號都是建立在數字化的基礎上,也就可以理解為,信號是數字化的形式,并借由這種形式完成數據的交換。
(2)具有綜合能力,支持各類音頻、文字、圖像等綜合業務,并完成這部分信號的交換和傳輸。
(3)ISDN主要采用標準的入網接口,使得智能電網的運行質量和運行效果得到提升。
中圖分類號:TN929.5 文獻標識碼:A 文章編號:1671-7597(2013)22-0093-01
隨著用戶對無線業務服務質量要求的提升,如何在不降低網絡性能的基礎上減少無線網絡的能耗,成為有關學者探究的熱點。本文深入分析了移動通信無線接入網能耗結構,探究了適合WCDMA的無線接入網節能的幾種技術。
1 無線接入網絡的能耗結構
依據有關調查數據顯示,無線接入網絡的能耗結構是多層次的,其中在運行過程中基站的能耗占據主要地位。例如,某通信公司的有關能耗的統計中,基站耗能占據無線接入網絡耗能的58%,移動用戶耗能大約占了20%。由此可以看出,基站所消耗的能量在無線接入網能量消耗中占主要部分。所以,研究LTE接入網絡、3G網絡的節能,關鍵在于減少基站對能量的消耗,具體地說是減少基站中耗能量高儀器的能耗。為了更清晰地了解基站各個部分的耗能詳情,筆者對一般情況下GSM基站能耗的結構進行了分析。這種分析思路的原因是GSM基站的數據比較容易通過公用資源渠道獲取,最重要的是LTE的Node、WCDMA的能耗結構和GSM基站具有很高的相似度。比如,一個安裝有12個發射機的GSM設備,其用電功率為3802瓦,每個發射機的運行功率為200瓦,而每個發射機中有60瓦消耗于非工作狀態,生育的140瓦消耗在輸出過程中。輸出功率經過放大器之后,其實只有40瓦,而最后經過天線發射出去的實際功率只有10瓦。很容易算出,基站中放大設備消耗了整能量的70%。如果放大設備的效率是28%的話,基站最終的總效率只有3.1%。用這種方式算的話,一個3G的基站,功率放大設備的功率雖然可以達到45%,但基站最終的效率也不足12%。
可見,減少功率放大設備的能耗是控制基站節能技術的關鍵。日前,最先進的功率放大設備的整體效率也只有60%,基站中的物理條件成為限制功率放大設備的主要因素。基于功率放大設備效率提升很難實現,在現實中出現了一些替代性的控制方法,其中最常用且最易操作的方法就是在沒有輸出任務時,關掉功率當大設備(簡稱PA),很多通信基站都采用該種方法實現節能目的。比如,關閉功率放大設備后,代表這期間關掉了PAs、發射天線及載頻,進而實現了對基站及所有PAs的關閉。
2 無線接入網絡節能技術應用
最近,有關學者對無線接入網絡節能技術進行了深入研究,有些機構已經開始了環保型無線接入網的科研活動。筆者對有關科研成果中無線網絡接入法進行了總結,歸納出如下技術方法。
2.1 關閉基站中能耗大的設備
關閉功率放大設備屬于時域節能法。換句話說,就是在無線接入網基站沒有業務時,將其功率放大器關閉。采取此方法的依據是LTE的結構特點,LTE是依靠聯系在一起的時間幀來控制網絡信道的,每一個時間幀又包含有一系列的控制信道子偵和數據信號,子偵根據傳遞規則不斷傳送出參考信號該參考信號能獲得下行鏈路中的負載信息,在業務量很好或無業務時,參考信號的數目自動減少,功率放大設備在打開狀態下的時間就會減少。按照這一規律,時間域通常所用的節能方式是間隔性發送技術,及在間隔性發送技術基礎上創新的間隔性接收技術。間隔性接收技術只適用于下行鏈路無業務的情況。需要提出的是,在LTE中,有的控制活動需參考信號的幫扶,因為控制過程中參考信號過少的話,會降低用戶設備的接受能力。
在基站中,除了功率放大設備耗能比較大外,還有載頻設備。關閉載頻是在頻域減少能量消耗的技術,主要有減少載頻聚合及降低帶寬方法兩種形式。載頻聚合法,是將載頻和平為一組,由相同功率的放大設備控制這一組載頻。在這組載頻未被用到時,可關閉其對應的功率放大設備。載頻聚合法適用于具備載頻聚合功能且每個載頻都自己獨立的放大設備的基站,使用條件限制很多,不適合推廣使用。降低帶寬法,是隨著帶寬負載的變化,在等同密度、等同頻譜條件下,帶寬越低,所消耗的能量就越少。基站的業務量隨著人們一天的活動習慣差異很大,一個配置為S666的ZXG10B-8018基站,在9至23點之間,因為區域內人們的活動比較多,業務量一直較高,在這種情況下,需要多個載頻運行,才能滿足需求。傳統接入網中,需要所有載頻全天候保持開啟狀態,每個載頻只要處于運行中,不管承載業務量的多少,都需要耗費功率。在業務量很少時,開啟過多的載頻是非常沒必要的,只會造成不必要的能量損耗。所以,可將一些負載較少的載頻呼叫轉移至無法管理或負載較高載頻上,就可以將不必要的載頻進行關閉,從而實現節能目的。關閉載頻的節能方案,倡導在業務量少的情況下關閉載頻,該技術操作便捷,并且運用過程中不需要增添任何硬件,屬于經濟適用型,被相關學者廣泛研究。
2.2 調整網絡結構
為降低傳輸過程中能源的消耗,研究者提出建設一個全新的無線網絡結構,也就是在基站與UE之間安裝一個只具備接收能力的綠色天線。當UE給基站傳遞信息時,會通過無線網絡先傳送到該綠色天線上,再借助電纜線把信號傳遞到基站,基站回饋信息知UE時,就無需經過綠色天線。雖然該結構不能增加UE及基站的覆蓋區域,也不能減少基站的能耗,但它可大幅降低UE的發射功率,用另一種方式實現了節能目的,并且減少了UE的輻射能力及污染度,對周圍用戶的身體健康也是十分有利的。用UE做中繼的技術方法,減少了傳輸一比特信息消耗的能量,在保證一定傳輸速率及信噪比的情況下,依據一定的對競價方案,選擇適合的UE為中繼傳輸,可有效減少基站的發射功率,從而實現降低能耗的目的。在該原理的基礎上,會有越來越多的節能技術被研制出來。把基于MIMO的波束成形、中繼、可認知等技術應用于無線落網節能措施中的發展態勢越來越明顯。
總之,關閉基站法、改變網絡結構法在WCDMA的無線接入網節能技術中均取得了良好的節能成效,但由于技術不太成熟,在實際運用中都具有自身的一些弊端,需要有關學者通過探究與創新,不斷推動技術升級,為WCDMA的無線接入網節能提供更先進、更高效的技術支持。
參考文獻
隨著鐵路列車向高速化與準高速化方向的邁迸,為保證行車安全,實現有效的人機控制和提高運輸效率,要求建立一個功能更加完善的,技術構成更加先進的鐵路通信網,同時為滿足出行的旅客在列車上享受如同在辦公室環境下的信息交流,就必須打破常規的鐵路通信網的接入方式,采用先進的現代化的有線和無線通信的傳輸和接入方式,實現鐵路通信網的升級,適應信息社會的發展,發揮鐵路通信網在國民經濟中的社會效益和經濟效益。
一、鐵路接入網技術的現狀
由于鐵路列車具有高速運動的特點,因而無線(移動通信)接入網在鐵路通信網中占有相當大的比重當然,固定位置的車站(場)單位以及各種固定設施之間的通信方式,首選方案仍是采用SDH光同步數字傳輸設備進行組建,同時應考慮采用ATM交換以及網絡IP通信等先進技術來構成通信主干網及光纖用戶接入網。比如采用“雙纖單向環”接入方式,其不僅具有高速、安全、傳輸質量高、價格合理等光纖通信特有的優點,而且還具有路由迂回設備備用等特點,從而具備自愈合功能,并使系統的可靠性大大提高另外,采用遠端用戶單元(RSU)和數字環路載波(DLC)設備,組網更靈活、方便。組網的過程中要把投資與效益綜合統籌來考慮,使系統不僅滿足現在乃至幾年內鐵路通信的需求,而且還能夠為出行的旅客及地面用戶提供先進的電信業務,并且還需具備便于擴容的功能。
按照通信網被分為主干網,局域網和接入網等三部分的構思來看,鐵路通信網也可以通過上述劃分方法進行。就鐵路的通信網來看,接入網占有相當大的比重,包括有線接入網和無線接入網兩大部分。鐵路有線接入網的情況與電信的接入網相似,鐵道部已建成可覆蓋全國大中城市的鐵路互聯網,它是由鐵路部門依托于基礎鐵路電信網,組織建設的可以支持眾多信息服務的具有多媒體通信能力的全國范圍的計算機網絡,鐵道部作為我國第六個面向大眾的計算機信息互聯網絡單位,為鐵路通信全面走向市場成為可能。
二、無線接入技術
無線接入網是在接入網中部分或全部引人無線傳輸媒介,為用戶提供固定終端業務和移動終端業務。無線接入可分為固定接入和移動接入兩大類,其基本結構由控制器、基站和用戶終端設備構成。應用技術主要包括微波1點多址技術、蜂窩技術和微蜂窩技術等。無線接入由于其靈活方便易于建設,目前已得廣泛應用。
集群通信系統是一種功能強大的專用移動通信系統,是通信與微處理機技術、程控交換技術、計算機網絡技術緊密結合的產物。它集交換、控制、通信于一體,通過無線撥號的方式把一組信道自動最優地動態分配給系統內部用戶,最大限度地利用系統資源和頻率資源,降低系統內呼損提高服務質量。由于它具有群呼、組呼、強插、強拆等功能,特別適合于調度指揮以及應急、搶險等場合,并較好地解決了通信頻率合理分配的問題,因而倍受專業運營管理部門的青睞,被確定為現行鐵路移動通信方式的首選類型。
三、鐵路無線接入網現狀
鐵路通信網是為旅客和鐵路公務、應急搶險、行車維修等人員提供及時可靠的通信,以提高服務等級和運輸效率。保證列車的安全,達到高效運營而建立的,它是一種集列車公務通信和區間移動作業通信為一體的列車移動通信系統。但是鐵路結構自身的特點,決定了該系統與公用移動通信網和區域性的專業移動通信網的差別,它是一種屬于線面結合以線為主的鏈狀網。
鐵路接入網系統能為鐵路各專業的遠程監控系統和各單位信息管理系統提供2M、64K數據、ISDN、自動電話和音頻等主要業務。主要有四個特點:一是組網方式靈活,保證了鐵路現代通信的高可靠性要求;二是在電路和接口配置上可以根據鐵路每站業務的不同而做到按需配置,在同類業務可以在OLT處做到交叉整合向上一級傳輸,節約電路和投資;在自動電話業務中以V5接口提供高集成比用戶接入,為鐵路及鐵通在自動電話業務需求上有足夠的支持且投資較低;四是在各種低、高速數據節點、視頻業務節點和租用線等多業務節點方面鐵路光接入網系統適合現有我國鐵路各車站的信息管理和文化傳播。
四、鐵路無線接入網未來的發展趨勢
隨著改革的進一步深入和社會信息化的進展,不僅要求鐵路通信網具有更強的保障鐵路安全運營的通信功能,以適應高速列車通信的需求,而且要以鐵道部的全程全網的優勢全力發展電信增值服務及經營與中國電信業務范圍一樣的電信業務,參與同中國電信的競爭,使旅客和網絡覆蓋區的廣大用戶方便地享受信息的服務。比如,隨時隨地的提供鐵路客貨運輸資訊信息、訂購火車票等服務,在列車就能享受語音、傳真、數據、視頻、移動通信及internet等服務。
隨著改革的進一步深入和社會信息化的進展,不僅要求鐵路通信網具有更強的保障鐵路安全運營的通信功能,以適應高速列車通信的需求,而且要以鐵道部的全程全網的優勢全力發展電信增值服務及經營與中國電信業務范圍一樣的電信業務,這就要求應用先進的移動通信技術,對鐵路通信網進行改造,建立新的通信系統。一方面,從有線接入部分來看,客運專線正在我國蓬勃發展,高速鐵路綜合調度系統需要數字網絡技術的支持;較大的站間距需區間接人技術;列車運行控制系統的信息要通過光纖網絡傳輸通信的實時性和各種非通話信息的快速發展都要求更大的光纖容量。多波長光網絡技術方面支持全光網絡的技術正在飛速發展,可以為鐵路通信網絡提供很好的技術參考。
鐵路通信網未來的發展趨勢應該是向著與公用網相融合的方向,并達到與公用網的統一。從而使得用戶無論在運行中的列車上,還是在鐵路網的覆蓋區域,均能夠通過鐵路通信網進行如同辦公室一樣方便的信息交流,如進行電話聯絡,寬帶的數據通信和圖像傳輸,Internet接入等。而要滿足這一要求,集群移動通信系統已經遠遠不夠,GSM-R和現行的CDMA技術也不能達到這一要求,從現在的發展情況看,惟有第三代的CDMA技術才可能擔當起這一重任,因此,鐵路通信網的無線接入部分今后的發展方向也必須是朝著第三代的CDMA方向。當然,并不是說第三代的CDMA技術就可以直接用來完成未來的鐵路無線接入系統的功能,如同GSM-R一樣,必須將鐵路通信所必備的功能(如群呼、組呼、優先級別、強插、強拆等功能)融入這一技術之中,形成具有鐵路通信特有要求的公用無線通信接入網。
結束語:總而言之,無線接入網技術作為現代受人青睞的技術,不僅很好的提高了鐵路通信的質量和效率,并且有效節省了提升社會效益和企業經濟效益,隨著科技的不斷進步,將會有更多先進的技術運用在鐵路通信工程中。
參考文獻
二、研究背景
2012年上半年,隨著河源市WCDMA網絡用戶的發展,由于WCDMA網絡使用頻段較GSM高,覆蓋穿透力較差,原有通過GSM共站建設的WCDMA站點已無法滿足用戶的覆蓋需求。出現了較多的室內弱覆蓋投訴,由于投訴點較多且分布不一,為在保證網絡質量的基礎上進一步降低網絡建設成本,根據各覆蓋場景的實際情況,對各類覆蓋方案進行了嘗試,并總結出各類場景的特點及性價比最高的覆蓋方案。
三、各種場景下無線接入技術的應用分析
3.1室內外綜合覆蓋技術應用
應用背景:由于部分建筑物群較為密集,樓層較為平均。現有基站的功率、方向角、下傾角較為單一的原由,信號不能多面墻體達到深度覆蓋要求或者使用容量不夠。使用傳統室內分布方式進行覆蓋又投資巨大。
3.1.1技術分析
主要概念:通過室內分布系統、室外覆蓋天線覆蓋相結合的分散覆蓋方式,主要通過信號功分或單獨設立(光纖拉遠)的方法獲得信號源,以克服由于基站功率、方向角、下傾角無法靈活調整的缺點,達到解決目標單體樓宇或者樓群的樓層深度覆蓋問題。在日常的應用中主要采用美化天線盡可能減少物業投訴。
3.1.2應用場景分析
室內外綜合覆蓋主要應用于大中型樓盤、城中村、校園、工業園區等。
3.2毫微基站FEMTO技術應用
應用背景:由于部分區域宏蜂窩直接穿透室內很困難,通過網絡優化無法解決信號覆蓋問題。較之用戶對移動接入的質量和速度要求越來越高,傳統的室分分布方式在節省資源(與固網相結合)、信號質量上已無法滿足高端用戶群。
3.2.1技術分析
1.Femto定義:一種小型、低功率3G基站接入技術,面向家庭及辦公室、會議室等室內場景使用;2.Femto作用:借助固定寬帶接入為室內環境提供3G移動業務,是3G網絡在室內覆蓋的補充手段。是固網寬帶在3G的延伸,是典型的固定、移動融合產品;能夠在一定范圍內進行精確定位,推動內容服務,對于商場、會所有很大的廣告作用。3.Femto特點:設備體積小巧,覆蓋半徑一般為5-20米;其提供3G語音的成本接近于VoIP的成本;提供3G數據比特成本接近固網寬帶。可在大網統一計費費率基礎上提供基于家庭/企業等Femto覆蓋區域的精確位置計費。
3.2.2應用場景分析
高檔小區、高級會所、大型商場、會議室。
3.3室內型微型直放站應用
3.3.1技術分析
應用背景:由于部分區域,占地面積小,位置較為偏僻但又具備一定的人流量。諸如此種雞肋站點使用基站或者拉遠進行覆蓋設備和傳輸成本相應較高,工程建設存在一種尷尬狀態。
微型直放站,具有無線轉發,雙向放大基站上、下行鏈路信號,有效擴展覆蓋范圍和填補移動通信覆蓋盲區的功能。設備能有效放大帶內載頻信號,濾除其它無關信號,避免小區干擾,提高話音質量并擴大覆蓋范圍。
3.4.2應用場景分析
主要應用于已完成裝修或因物業問題室內線路無法布局的熱點區域。與傳統的網絡布線相比,施工周期短、系統投資少,同時施工便利。
3.5MDAS多業務數字分布式系統技術應用
應用背景:部分酒店無法布線,使用傳輸的室分方式無法施工;由于人們對電磁信號較為敏感,布放饋線的方式覆蓋遇到較多的物業阻撓。這些場景使用傳統覆蓋方式無法進行深度覆蓋和建設。
3.5.1技術分析
MDAS:多業務數字分布式系統技術,是一種多網融合傳輸技術,可提供2G、3G、WLAN及寬帶信號共網傳輸。用戶入戶線采用網線傳輸,可新布放或利用家庭寬帶線路。
3.5.2應用場景分析
酒店、公寓、城中村
3.6TADS三網接入分布式系統技術應用
應用背景:部分酒店、家庭無法進行布線的區域,現有的資源如網線等又無法滿足施工要求的區域要進行信號深度覆蓋較為困難。
3.6.1技術分析
TADS:Triple-Access Distribution System,三網接入分布式系統。借助龐大且成熟的有線電視網絡實現移動信號深度覆蓋的一種解決方案。
1、確保CATV信號的無干擾傳輸;
2、實現2G&3G信號的深度覆蓋;
3、實現網絡信號的引入(WIFI);
3.6.2應用場景分析
中圖分類號:TN925.93
隨著互聯網應用和智能終端的廣泛使用,能夠隨時隨地的使用無線因特網成了人們生活、工作、學習的追求。因此,無線數據技術的發展,無線接入技術逐漸成為各個領域通信的重要課題。無線接入技術從服務上可以分為固定無線接入和移動無線接入服務兩種,能夠通過陸上微波系統、移動通信系統以及衛星通訊系統來實現。以下是計算機局域網建設中的幾種無線接入技術和改進的相應措施。
1 局域網中的無線接入技術
1.1 本地多點分配(LMDS)
LMDS是一種本地多點分配的無線通信技術,它將一個需要提供業務的地區劃分為若干服務區,每個服務區內設基站,基站設備經點到多點無線鏈路與服務區內的用戶端通信,每個服務區理論覆蓋范圍為幾公里至十幾公里,并可相互重疊。LMDS屬于無線固定接入手段,而它最大的特點在于寬帶特性,可用頻譜往往達1GHz以上,速度能與光纖相比擬,所以有“無線光纖”之稱。本地多點分配的單個基站能覆蓋的最大范圍,由于會受到工作是頻率電波特性的限制,所以單個的基站所能覆蓋的區域應小于5公里。另外下行傳輸是以多點的傳播方式傳送的,將基站發出的信號發送至各個用戶,用戶也從運營商的業務應用中實現上行鏈路接續。
基站的管理系統主要負責完成無線傳輸與光纖骨干網之間信號的轉換。在基站的整體設計中若包括了本地的交換,則在基站所覆蓋的區域范圍內,不同的用戶之間信息交換就不需要到光纖骨干網才能做交換,提高線路資源利用率,如果沒有本地交換,在基站所覆蓋的范圍內,所有的用戶信息則得通過干線傳到管理中去完成。
1.2 多路多點分配(MMDS)
MMDS適用于用戶分布很分散的情況,是局域網無線接入技術的重要組成部分。MMDS最顯著的特點就是各個降頻器本振點可以不同,可由用戶自選頻點,即多點本振,所以,各降頻器變頻后的信號,可以分別落在電視標準頻道。隨著聲音技術和數字圖像技術的發展對傳輸數據有了更高的要求,所以模擬多路多點正在向數字化邁進。MMDS的主要優點是設備的成本低,原器件已相當成熟,但不足之處就是帶寬有限,只有200MHz。LMDS 技術雖然作為語音、視頻和話音的無線高速接入,但是由于成本較高,因此,從多路多點入手尋找更成熟可靠的技術非常重要。采用數字壓縮技術的MMDS進行無線高速接入技術,最終能解決MMDS頻道容量少的缺陷。
1.3 寬帶碼分多址(WCDMA)
WCDMA是采用碼分多址復用方法的寬帶擴頻無線接口,其頻譜利用率和數據傳送能力非常強,數據速率在2Mbit/s到384kbit/s之間。WCDMA支持AMR編解碼技術,提高系統容量,提供開放的Iub接口,利用WCDMA接入技術,能夠實現輕松無線傳輸。較上述兩種接入方式,WCDMA具有的系統容量更大、話音質量更優質、頻譜的效率更高、數據的傳輸速率更快等多種優點,而且還能夠在其他系統中平滑的過度功能。WCDMA技術能夠利用有效的帶寬,這不僅僅能快速的處理圖像數據、聲音信息、以及互聯網的快速介入,該技術與其他技術的結合還能夠處理真實的動態圖像等。
1.4 藍牙技術(BLUEPAC)
計算機局域網的藍牙無線接入技術,是利用藍牙能夠無線傳輸的技術,通過藍牙的無線接口來實現網絡的接入,實現藍牙設備接入網絡的過程,最終達到藍牙設備能夠無線上網的功能。藍牙網絡的基本單元是微微網(Piconet),由主設備(Master)單元和從設備(Slave)單元構成。一個微微網中,有一個主設備單元和最多7個從設備單元。一般來講,藍牙前端部分是由單片機和藍牙的模塊組成,組成了藍牙的收、發模塊,其主要的功能是利用藍牙協議與另外的藍牙設備建立起無線連接,最終達到藍牙設備間的無線傳輸;而后端部分則是有TCP/IP 協議芯片和單片機組成。接入到因特網之后,再根據協議,與服務器連接,這個過程實現了數據的遠程傳輸。這樣,通過藍牙接入點就可實現從藍牙網接入到因特網,最終完成藍牙協議與TCP/IP協議的轉換。藍牙接入點為其他藍牙設備提供了無線上網的途徑。
1.5 移動蜂窩技術
目前,在無線接入技術中與其它方案相比較,利用移動蜂窩技術完成無線接入,具有覆蓋范圍廣,信號強,數據安全性能好等優點。計算機局域網中的用戶通過無線接入終端模塊與移動蜂窩的數據控制信道建立鏈接,完成空中通信繩路建立。移動蜂窩技術以成熟的接入管理系統確保了用戶的接入,但由于其技術設備投入量較大,維護管理成本高,因此采用此技術可考慮租用運營商的信道方式進行。
2 無線接入技術的發展趨勢
計算機局域網的建設對無線接入的要求不斷提高,要求更快、更安全低成本完成網絡接入功能,因此,在網絡構架上和技術上都必須有相應的改進。
2.1 網絡結構的改進
無線基站主要負責將網絡數字信號轉化成空中接口信號,用戶端將接收從到的信號轉換成網絡的標準數字信號,把數字信號通過空中傳輸到基站,再接入互聯網絡。因此,一方面,由于用戶終端的發射功率小,采用小區域接入的網絡管理后,多個根節點交換機需要進匯接處理,增強整體網絡接入處理之后連接入互聯網絡。另一方面,為了使局域網建設中無線接入充分利用網絡資源多,減少系統設備和管理的復雜程度,要在區域的無線接入端,即根節點處設置根節點交換機,實現用戶數據的交換。
2.2 技術的改進
隨著網絡結構的改變,則對相應的配套技術也必須跟進。比如,根節點交換機的使用,要求系統必須具備更高水平的管理能力來服務用戶。其中建立用戶數據庫成了重要環節,這樣就能解決服務范圍內的通信來計費,對于有漫游的用戶,提供更為方便的漫游計費策略。所以,利用移動網絡系統管理技術,建立歸屬位置寄存器數據庫和拜訪位置寄存器數據庫,實現無線接入的全網功能,才能讓用戶在真正意義上體會到任意移動、快速、方便地入網,得到滿意的通信服務。
近年來,計算機局域網的無線接入技術在中國逐步興起,并且市場規模也在迅速擴大,且日益受到各個部門及單位的重視。通過一定的技術交流和技術改進相互了解,我國的無線接入技術也會得到斷普及和提高。但仍有很長的一段路要走,需要不斷的提高服務質量。
參考文獻:
[1]張武斌.局域網與網絡安全技術[J].電腦知識與技術,2008.
中圖分類號:TP393文獻標識碼:A文章編號:1009-2374(2010)06-0032-02
一、系統概述
(一)目的和意義
中國水電集團公司承建的京滬高速鐵路土建三標段JHTJ-3標段,正線全長266.617公里。本標段位于山東省濟南、泰安、曲阜、滕州、棗莊市和江蘇省徐州境內,路基長94.190km;橋梁99座,總長161.574km;隧道9座,總長10.229km。
為進一步加大監管力度,加強對轄區內所有施工現場的管理,規范施工行為,中國水電集團公司高速鐵路土建工程三標段項目經理部建立了施工現場實時監控、遠程指揮系統。該系統的建成,使管理者更加規范的管理施工現場,了解現場生產、設備施工情況,并在項目部監控中心對現場施工情況進行實時調度。施工現場實時監控、遠程指揮管理技術在集團公司所承接的工程中首次應用、在中國的鐵路建設施工中也是首次應用。通過監控系統可以實時動態地匯報被監測點的情況,及時發現質量、安全和施工工藝等方面的問題并進行處理;完成重大危險源的監測和評估,正確及時采取相應措施啟動相關應急預案;獲得完整備份資料用于事后進行分析調查。成功地運用該技術,可確保京滬高鐵工程的順利實施,可在保證工程質量、安全的前提下降低施工成本,同時也將提升企業施工技術水平,增強企業核心競爭力,實現項目管理信息及時、準確、全面,為更大規模管理探索高效運轉模式。
(二)無線接入技術概述
京滬高鐵無線監控系統是京滬高鐵視頻監控系統的子系統,它針對無法架設光纜的監控點(隧道、架橋機),采用技術先進的無線傳輸方式,來進行圖像傳輸,通過無線監控實時了解各個工區內隧道施工、橋梁施工現場作業面內發生的情況,并可依據網絡傳回的圖像進行指揮調度。
AirStream寬帶無線接入解決方案作為光纖網絡的延伸和補充,能提供高速、大容量的數據語音業務,實現業務的快速接入,并協助運營商快速占領市場,同時提供各種視頻監控信息的可靠傳輸機制。AirStream系列寬帶無線接入設備,是新一代遠程、大容量無線數據通信接入系統,支持點對點、點對多點4.9~5.8GHz無線組網應用。它采用完全自主研發的Turbo Link高性能TDMA空中多址協議,支持最大40Mbps的業務凈傳輸流量,可與骨干傳輸網、業務網相連,高速、實時地傳遞多路數據、圖像、話音(E1/VoIP)等多媒體信息,以靈活快捷的方式組成點對點或點對多點無線通信網絡。系統由中心點(AP)、用戶站(CPE)和網管系統組成,系統完全采用電信級設計,性能優異,部署靈活,功能豐富,是組建寬帶無線接入網絡的理想選擇。
二、系統設計目標、原則、依據
(一)設計目標
在進行監控系統設計的時候,基于系統的基本需求,本著架構合理、安全可靠、產品主流、低成本、低維護量等作為出發點,以達到先進、安全、可靠、高效的系統解決方案為目標。
(二)設計原則
本設計以行業標準作為設計依據,結合用戶的具體情況,用最佳設計方案體現最高的性能價格比,是本方案設計的指導思想,也是本方案設計的基本出發點和追求的目標。
(三)設計依據
本方案設計根據甲方常規要求,并遵循以下國家相關部門制定的設計規范要求。
本次工程建設符合以下規范:
《中華人民共和國公共行業標準》(GA/T70-94);
《安全防范工程程序與要求》(GA/T75-94);
《民用建筑電器設計規范》(JGJ/T16-92);
《工業電視系統工程設計規范》(GBJ115-87);
《電視系統視頻指標》(CCTR RECOMMANDATION 472-3);
《電器裝置安裝工程線路施工及驗收規范》(BG50168-92);
《電業安全工作規程》(DL-408-91);
《工業企業通信設計規范》(GBJ42-81);
《民用閉路監視電視系統工程技術規范》(GB50198);
《安全防范系統通用圖形符號》(GA/T74-94);
《安全防范工程概預算編制辦法》(GA/T70-94);
《低壓配電裝置安裝工程及線路設計規范》(GBJ54-83)。
三、隧道視頻監控方案
下面以鳳凰臺隧道為例介紹一下本方案的實現方法。
隧道內前端攝像機把圖像信號攝入后,視頻信號經視頻服務器轉換為數字信號,通過5.8G無線微波傳輸鏈路(作業面非直線或干擾大需加中繼)傳送到隧道口最近的光纜傳輸節點,傳輸節點經過光纜將視頻信號傳輸至監控中心。
(一)系統設備配置方案
1.隧道內發射端為一可移動小車,能隨著作業面推進而移動,在“發射端”處安裝:攝像機、視頻服務器、Air Stream AS5800B/T系列。
2.隧道口設一接收端,光纜敷設至接收端,在“接收端”處安裝:Air Stream AS5800B/R系列、光纖收發器。
3.為保證設備正常工作,電源必須24小時供電,設備取電根據現場實際情況,采取就近原則,例如:隧道內可從工作面照明光源處取。
4.如隧道施工作業面非直線或信號干擾太大,需根據實際情況在隧道內加設Air Stream AS5800B系列產品作為中繼。
5.需在各個支撐架上采取避雷措施。
6.隨著隧道內掘進面的不斷深入,洞內的鋼筋臺車和澆筑臺車林立的鋼架對無線信號吸收、遮擋嚴重,故需要設備技術先進,穩定性好,鏈路傳輸穩定,必要時還需要加裝中繼,以保證信號的穩定。
系統圖如下:
無線主站、無線遠端、視頻編碼器分別配置為三個固定IP,在同一網段內(本例中主站IP為*.*.*.3,遠端為*.*.*.4,編碼器為*.*.*.2.網關都為*.*.*.1掩碼為255.255.255.248,可用IP為5個,為以后增加中繼預留)。防爆高速球機、編碼器、無線遠端安裝在隧道最前端的鋼筋臺車上,天線對準洞口。無線主站、光收發器裝在洞口,經光纜接入到城域網。中心平臺根據IP地址和前端建立連接,在主控中心的大屏上便可看到隧道內的實時圖像。洞內天線的安裝要對正洞口,盡量無遮擋,同時不能妨礙工程車輛進出。前端設備要做好防護、固定,還要保證供電(從鋼筋臺車上取電)。
(二)安裝及設置
編碼器的IP為*.*.*.2 掩碼255.255.255.248 網關*.*.*.1(具體設置根據實際的編碼器,此處略)。
無線設備采用深圳蘭斯特的WQ-5800工業級野外全天候微波數字監控系統(本例中使用的是定向天線)。該設備在本例中成對使用,分為無線網橋和AP,遠端為AP,主站為網橋。以下是網橋的安裝設置。
1.電器安裝。狀態指示燈:從上往下1、電源指示燈,2、LAN燈,3、W-LAN燈。
通電后機側信號透視窗口1、3燈亮,當網線將無線網橋與電腦連通后,LAN燈亮。(注:網線為交叉線)如果以上燈不亮則表示連接不正常,須檢查是否通電,網線是否插好。
2.無線網橋登錄。打開網頁瀏覽器,輸入網橋的IP地址(網橋的出廠IP地址已設好,默認IP:192.168.1.1,電腦IP設成同一網段), 按下ENTER鍵,彈出的登錄界面。輸入用戶名和密碼(默認的用戶名和密碼為空),按“確定”進入無線網橋設置頁面。
3.System設置。在頁面左邊的導航菜單里選擇System,頁面顯示的是網橋當前的設置和狀態。
4.Wireless設置。在頁面左邊的導航菜單里選擇Wireless,右邊頁面顯示設備當前狀態,其中signal為當前信號強度,100%表示信號無損失。
注:SSID必須一致才能通信。
Wireless Mode:選擇網橋的工作模式;Channel:選擇通訊頻道;Transmission Rate:選擇傳輸速率。默認設置為Automatic;802.11 Mode:選擇相應的傳輸協議;Setting ACK_A Timeout:設置信號的有效時間,與發射接收兩地距離有直接關系。
設置完畢后點擊“Save”保存后彈出重啟界面;點擊“Reboot”,網橋重新啟動。重新啟動后新的設置生效。
5.LAN設置。點擊LAN:
IP Address Mode:選擇“static”模式;IP Address:*.*.*.3;Subnet Mask:255.255.255.248;Default Gateway: *.*.*.1。
設置完畢后點擊“Save”保存后彈出重啟界面,點擊“Reboot”,網橋重新啟動。重新啟動后新的設置生效。
(三)注意事項
調試過程中,請注意SSID,是否正確(收發必需一致),Channel(信道)是否一致。設定IP地址是否在同一網段或沖突。注意調試電腦的IP是否與設備IP在同一IP段中。
這樣網橋的設置便完成了。同樣將AP配置好。設備安裝完成后,可用筆記本接到網橋上測試(交叉網線),IP設成*.*.*.5掩碼255.255.255.248網關*.*.*.1。此時應能ping通編碼器,且時延很小。本例中可用瀏覽器登錄到編碼器查看實時圖像,并且可控制云臺。然后再登錄到網橋,選擇Wireless 查看signal當前信號強度,本例中為100%,如過小應調整天線角度,直至最大。調整好后將網橋接通城域網,再從外網登錄測試。測試完畢后,在中心平臺上添加該攝像頭,主控中心便可看到隧道內的圖像了。至此,隧道內施工面實時監控攝像機系統安裝成功。
一.引言
WiMAX全稱為World Interoperability for Microwave Access,即全球微波接入互操作性,是目前國際上受到廣泛關注的無線寬帶接入技術。該技術基于IEEE 802.16系列標準,是一項無線城域網(WMAN)技術,最初用于實現無線寬帶接入,從而可以替代現有的線纜和DSL連接方式提供最后一英里的無線寬帶接入。在20MHz信道帶寬、64QAM調制、最高的信道編碼效率下,WiMAX的理論最高速率可達到75Mbit/s。 根據是否支持移動特性,802.16的空中接口標準又可分為固定寬帶無線接入空中接口標準和移動寬帶無線接入空中接口標準。
如今,數據傳輸寬帶化、業務多樣化已成為通信發展的大趨勢,核心網已經具備了超高速和超大容量等特征,因此寬帶接入網建設就成了首先要解決的重要問題。其中,無線寬帶接入更是以其組網靈活迅速、升級維護方便等優點贏得了業界的青睞。WiMAX被視為下一代無線通信技術,對社會經濟可持續發展所發揮的巨大作用,已被社會各界認可和重視。隨著全球更多的頻段向 WiMAX 開放,更多的設備通過互操作性認證以及 CPE 價格的下降, WiMAX 的商業部署已經在全球范圍內啟動,政府管理部門都在以積極務實的態度,積極研究和推進無線寬帶技術的試驗工作。WiMAX技術將使城區和城市變成一個無線城域網,為用戶提供便攜的室外寬帶無線接入服務。
二.WiMAX的應用領域
在一個小范圍地區,只要一座無線電發送基站,就可以把廣播節目傳送給鄰近地區的全部用戶,那么,是否能夠從一個基站的高架天線,實現對鄰近地區的雙向寬帶數據服務?這就是無線寬帶城域網的任務。在WiMAX環境中,使用移動手持終端設備進行實時視頻播放將不再是空想。如今,WiMAX的應用模式從最基本的固定寬帶無線接入到游牧式(nomadic)接入再發展到終端可移動的便攜式、支持低速移動性的便攜形式,并最終將支持有QoS保障的高速移動寬帶無線接入。
1.雙絞線或者同軸電纜、光纖和PDH/SDH微波的替代和補充
DSL 與CableModem 等寬帶接入服務由于受技術特性等客觀條件的限制,在服務范圍上有其各自的局限。一些DSL 與CableModem 服務有效覆蓋范圍以外,較少受距離和社區密度影響的場所和一些臨時性的聚集地,通過無限網絡在城市中實現互聯網訪問、移動商務的應用、以及企業內部的綜合信息服務,WiMAX技術更是大有用武之地。經濟欠發達地區可能沒有事先部署雙絞線或者同軸電纜,如果重新布線,則受用戶密度的制約,成本也高;另外,像故宮這類的文物單位,顯而易見,重新布線也是不被允許的。因此,WiMAX可以用較短的時間、及其低廉的成本實現無線寬帶的覆蓋,也比DSL或者Cable接入方式擁有更大地靈活性。
2.電信級點對點寬帶無線
(1)基站互聯:可用做蜂窩通信的回程,在部署一個較大區域的無線接入網絡時,可以利用WiMAX基站之間的無線鏈接,進一步延伸網絡覆蓋的范圍。
(2)各行業的寬帶接入:對于在家庭和企業、單位部署了Wi-Fi的用戶,可能會臨時移動到Wi-Fi覆蓋范圍之外,這時候IEEE802.16e作為IEEE802.16d的擴展,可以保證移動用戶在Wi-Fi網絡和WiMAX網絡中平滑漫游,這樣客戶端可以自動選擇利用Wi-Fi還是WiMAX,從而保證了其最佳的鏈接方式。當然家庭和企業、單位的用戶可以直接用WiMAX做無線寬帶的接入。
3.其他手段難以實施的場景
(1)ISP應用:無線通信的ISP們,可以用WiMAX做大范圍、低成本的快速覆蓋。
(2)WiMAX也可用做Wi-Fi “熱點”(Hop Spots)回程,在一個區域部署Wi-Fi “熱點”,熱點與互聯網之間的遠距離鏈接則由WiMAX完成,從而延伸了“熱點”的使用范圍。
因此,WiMAX作為城市無線寬帶網,可使城市安全、遠程醫療、衛生保健、遠程教育、城市交通、金融行業、物流企業等許多行業從中受益。
三.WiMAX的發展前景
WiMAX技術,作為繼3G和WLAN之后被業界寄予高度厚望技術,已經得到了快速、迅猛的發展,目前WiMAX已經從概念推廣期邁入了實際應用期。
WiMAX本身就是一個潛力無限的龐大市場,在未來的十年,全球對WiMAX設備的需求量將極其驚人。而且,大規模的需求經濟也將使成本大大下降,WiMAX的應用領域也將隨之繼續擴大。WiMAX是繼以太網之后,網絡技術發展的里程碑,無論設備廠商、電信企業還是消費者,都會從WiMAX中感受到一場疾風驟雨的互聯網技術革命。它將創造出一個更龐大、無處不在的寬帶信息網絡,并且更加有力的促進信息經濟的發展。
可以預見,WiMAX在未來五年內將逐步盛行。據高科技咨詢機構 In-Stat/MDR的最新研究報告顯示,預計WiMAX到2009,全球將有3%的寬帶用戶采用基于WiMAX技術的寬帶無線接入服務;而在城市里,WiMAX在寬帶市場的份額將達到15%;此外,WiMAX作為一種低成本的寬帶技術,只要建立一座基地臺,就可為方圓31英里的用戶提供寬帶存取服務,是相當具有經濟效益的無線通信網絡技術,因而,WiMAX比較適合于發展中國家的新興市場和偏遠的地區。
然而,WiMAX也面臨著很多的問題和挑戰。
WiMAX面臨的最大問題是缺乏全球統一頻率,這對WiMAX能否得到廣泛應用起著決定性的作用。 由于世界各國的頻譜分配現狀和無線電管治政策差異很大,因而各個地區傾向的WiMAX頻譜也有很大差異。顯然,要在全球范圍內統一WiMAX頻譜是很困難的。這導致了兩個問題:一、制造商必須為不同地區制造不同頻譜的設備;二、使WiMAX無法實現全球漫游。
盡管WiMAX網絡覆蓋面積是3G基站的10倍,傳輸速度可達3G的30倍,并具有一定的技術優勢,但是WiMAX技術面臨著來自不斷完善的3G系統的嚴峻挑戰。從技術自身角度來看,WiMAX還不具備公眾移動通信網絡的廣域漫游、安全特性、終端便攜等移動特性;WiMAX的產業規模以及技術和設備成熟性還遠遠難以和3G相抗衡,其推廣期也將滯后于已經開始啟動的3G技術。
市場前景不明確。在發達國家,除邊遠地區外,WiMAX成本不占優勢,甚至難與手機網絡竟爭,各大運營商擁有數以百萬計的客戶和出色的品牌,它們可以通過對原有網絡系統的升級,來提供與WiMAX大致相同的服務;在欠發達國家.部署WiMAX的巨額投資可能令其難以實施。
四.結束語
WiMAX技術發展至今,雖然出現了很多問題和挑戰,但是隨著技術和標準的發展,涉及頻段從較高頻段發展到較低頻段,應用場景也將從固定、游牧逐步發展到自由移動,給用戶提供了可高速接入、自由移動的美好應用藍圖。發揮不同技術的個性,綜合布局,解決不同區域、不同用戶群對帶寬及業務的不同需求,從而發揮無線通信網絡的整體優勢和綜合能力。因此無線通信未來的發展趨勢表現為:各種無線技術互補發展,各盡所長,向接入多元化、網絡一體化、應用綜合化的寬帶無線網絡發展,并逐步實現和寬帶固定網絡的有機融合。
但融合之初,不同陣營中的主導者都在積極地適應和推動市場需求的發展,爭取在未來移動寬帶的發展過程中爭取獲得先機。用戶的需求是多種多樣的,沒有哪一種技術可以單獨滿足用戶在不同場景下的不同需求,因此未來網絡的發展將是融合的趨勢,不同數據速率,不同覆蓋范圍的各種技術將綜合起來滿足用戶和市場的需求。
參考文獻