详述3.5GHz宽带无线接入技术（上）

2019-11-05 02:27:01

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供稿：网友

　　近几年，由于中国宽带接入网的竞争日益加剧，如何解决宽带接入问题，一直是困扰各个运营商，非凡是新的运营商的问题。为此，人们的眼光从有线网接入转向采用多种方式接入， LMDS、3.5GHz等无线宽带接入系统成为人们关注的新领域。目前已有一些公司，如中华通信公司、中国电信、中国移动、中国联通等公司采用3.5GHz无线接入网为集团用户提供宽带业务。3.5GHz频段无线接入组网灵活，前期投入较低，成本回收较快；由于无需管道和电线杆的基建支持，路由限制小，因此建网比较简单，能迅速提供服务。3.5GHz无线接入设备搬迁十分方便快捷，若加以有效的频率复用，能提供全面覆盖的接入服务。3.5GHz无线接入作为光纤接入的一种补充，将有效地解决了部分中小用户对高速的数据传输的需求。
　　
　　一、3.5GHz宽带无线接入系统配置
　　3.5GHz频率宽带无线接入系统一般由基站、远端站和网管系统三大部分组成,其中，基站和远端站又分别可分为室内单元（IDU）和室外单元（ODU）两部分。室内单元是与提供业务相关的部分，如：业务适配和汇聚。室外单元提供基站和远端站之间的射频传输功能，一般安装在建筑物的屋顶上。
　　
　　基站位于服务区中心，它覆盖的服务区一般分为多个扇区。每个扇区可以对一个或多个远端站提供服务。基站室内单元将来自各个扇区不同用户的上行业务量进行汇聚复用，提交不同的业务节点，将来自不同业务节点的下行业务量分送至各个扇区。网络侧的接口一般有STM-1、10Base-T、E1等接口。
　　
　　远端站设置在用户驻地，远端站室内单元连接用户终端或用户小交换机、路由器等用户驻地网设备。目前，在实用化的3.5GHz宽带无线接入产品中，用户侧接口的速率也相对低一些，可提供接口类型包括10Base-T、E1、N×64kb/s、FR、POTS或ISDN接口，对普通电话业务的支持一般要通过E1电路仿真加PBX的方式来提供通道。
　　
　　基站覆盖的服务区一般划分为若干个扇区，基站天线为扇区天线，从而将服务区划分为若干个扇区。从具体实现上看，90度角扇区天线居多。远端天线为定向天线，定向天线接收来自本扇区天线的信号。
　　
　　网管系统主要用来治理网络，它由计算机和相应的软件组成。
　　
　　二、3.5GHz宽带无线接入的频段选择
　　目前，中国3.5GHz频段地面固定无线接入系统在每个城市中可使用的带宽为31.5MHz，被三家运营商平分后每个网络仅可使用10.5MHz的带宽来组网。由于带宽窄、频点少，且每个网络所使用的频率中都有一部分与其它网络属于邻频，中间没有保护带，因此如何采用频率优化方案将各个运营商内外的频率干扰解决好，将有限的频率资源利用好，如何将10.5MHz频率资源的3.5 GHz地面固定无线接入网络建设好，让其发挥最大的经济效益和社会效益，是所有电信运营商十分关注的问题。
　　
　　信息产业部行业标准YD/T1158-2001《接入网技术要求――3.5GHz固定无线接入》规定3.5GHz频段地面固定无线接入系统可使用的频率资源共31.5×2MHz，目前，我国为3.5GHz固定无线接入划分了30MHz×2的带宽，其相关的频率参数如下：
　　
　　上行(终端站发射)频段为：3399.50-3431.00MHz。
　　
　　下行(基站发射)频段为：3499.50-3531.00MHz。
　　
　　上、下行收发频率间隔：100MHz。
　　
　　可配置的信道间隔分别为：1.75MHz、3.5MHz、7MHz、14MHz。
　　
　　从规避频率干扰及频率优化的角度考虑，虽然上述规定中可采用的信道配置方案有4种，但实际上在10.5MHz带宽情况下，运营商只能选择1.75MHz、3.5MHz两种带宽的设备进行组网。
　　
　　在每个基站进行多扇区无缝覆盖时，1.75MHz带宽设备可将10.5MHz频率资源分为两组或三组，在一个基站内可组成2、3、4、6、8、9、10、12等扇区进行组网；3.5MHz带宽设备可将10.5MHz频率资源分为三组，在一个基站内可组成3、6、9、12等扇区进行组网，因此，3.5MHz载波带宽设备的频率复用能力及组网灵活性不如1.75MHz 载波带宽设备好。
　　
　　在多基站多扇区组网时，1.75MHz带宽设备每扇区可使用5.25MHz频率资源，可安排三个载频工作。一旦产生不同运营商间相邻载频干扰，此时受影响的只是一个1.75MHz载频。3.5MHz带宽设备每扇区可使用3.5MHz频率资源，可安排一个载频工作。一旦产生不同运营商间相邻载频干扰，此时受影响的是一个3.5MHz载频，而导致整个扇区受到干扰。
　　
　　从每扇区频率资源利用上看，3.5MHz带宽设备每扇区可用频率资源比1.75MHz带宽设备可用频率资源少1.75MHz，不能充分利用频率资源。
　　
　　从每扇区组网投资上看，1.75MHz带宽设备每扇区初期可安排一个1.75MHz载波，以后根据该扇区用户容量的需要，再增加载波数量。具有动态、平滑投资特点。3.5MHz带宽设备每扇区只能安排一个3.5MHz载波，一次性投资较大，不能随用户容量的增加平滑增加投资，组网的灵活性、经济性不如1.75MHz带宽设备。
　　
　　当然，从每载波的频率利用率看，在调制方式相同条件下，3.5MHz带宽设备的频率利用率要高于1.75MHz带宽设备。不同设备厂家的3.5GHz设备调制方式各不相同，有的3.5GHz设备采用1.75MHz载波带宽，其调制方式是高效率64QAM调制方式，有的3.5GHz设备采用3.5MHz载波带宽，其调制方式是16QAM或QPSK调制方式，其总的传输速率可能还不如1.75MHz带宽设备高。
　　
　　三、3.5GHz宽带无线接入提供的业务
　　3.5GHz宽带无线接入主要提供以下业务
　　
　　1．面向连接业务
　　
　　它主要针对传统电路方式的业务或以电路仿真方式提供的业务。主要针对以下应用：
　　
　　（1）普通电话业务；
　　
　　（2）ISDN2B＋D或30B＋D业务；
　　
　　（3）低于E1的电路承载业务，如64kbit／s子速率、N×64kbit／s等；
　　
　　（4）对应于目前DDN所提供的速率等级；
　　
　　（5）E1或高于E1的数字电路承载业务等。
　　
　　2．无连接业务
　　
　　它是针对基于ip方式提供的应用，如基于IP方式的实时业务、因特网接入（www浏览、E－mail、高速文件传送等）、局域网互联、虚拟专用网VPN等。
　　
　　3.5GHz固定无线接入可以基于电路方式、IP方式、ATM方式或组合方式来提供上述业务，无论采用何种方式，都具备相应的业务质量保证（CoS、ToS、QoS等）机制来保证业务的正常运行。3.5GHz固定无线接入系统假如提供普通电话业务，它支持V5协议。V5协议可以终结在中心站，也可以终结在终端站。
　　
　　3.5GHz宽带无线接入系统终端站可带一个至多个用户。当所带用户数量为一个时，终端站的全部业务带宽由该用户所独享。系统可支持的单用户最大业务速率至少能达到512kbit／s。系统单终端站支持的最大业务速率至少能达到512kbit／s。系统能根据用户业务需求或运营商的要求对用户所占用的业务带宽以及业务优先级别进行设定，并根据业务的优先级进行流量治理和控制，确保不同等级业务的QoS。系统能监视用户业务信道，对用户业务流量和性能进行统计监测，用于计费信息的提供，并确保系统资源的合法使用。
　　
　　四、3.5GHz宽带无线接入用户信息安全保证
　　3.5GHz宽带无线接入系统采用点到多点结构，下行方向上各终端站共享无线传输媒质，因此必须有效实现不同用户之间信息的隔离，解决用户信息安全性的问题。
　　
　　系统可以采用以下方式保护用户信息，提高安全性：
　　
　　1．用户鉴权（Authentica?tion）――在终端站登录网络时，采用安全检验机制，对用户身份进行验证，防止未注册用户接入系统；通信过程中链路中断时，在恢复过程中，应进行用户鉴权。
　　
　　2．数据加密（DataEncryption）――用数据传输专利号，为防止数据被第三方截取，系统通过高层协议对数据进行加密，推荐采用较常用的加密算法，密钥的分配和传输应保证足够的可靠性。
　　
　　3．授权（Authorization）――系统可以授权不同等级的用户。根据授权等级，用户具有访问不同网络资源的权限。
　　
　　五、3.5GHz宽带无线接入技术与LMDS接入技术比较与分析
　　3.5GHz无线接入和LMDS均属于固定接入技术，以点对多点无线方式支持固定用户的接入，不支持慢游功能。
　　
　　从系统配置来说，3.5GHz固定无线接入和LMDS是相同的，不同的是它们的工作频段、覆盖范围、系统容量、业务能力和适用范围等方面。
　　
　　1．工作频段
　　
　　3.5GHz无线接入工作在3.5GHz四周，而LMDS工作在10GHz段以上。目前实用化的LMDS产品主要工作频段有24GHz、26GHz、28GHz、38GHz等。
　　
　　2．覆盖范围
　　
　　从无线的工作原理上来看，频率越高，信号随距离的衰耗就越快，衍射能力也降低，也就是说绕过障碍物（如建筑物、植物、雨滴等）的能力降低，这两方面的因素决定了两种技术不同的覆盖能力，3.5GHz固定无线接入技术的覆盖范围一般可达10km,而LMDS的典型覆盖范围为3～5km，而且LMDS工作在毫米波波段，信号波长尺寸与雨滴大小可比，降雨对信号传输影响很大，雨衰严重，据统计，在降雨量25mm/hour时，LMDS信号衰减达8～15db/km，而对于3.5GHz无线信号，其衰减低于0.1db/km。因此LMDS不适用于降雨量大的地区，而3.5GHz固定无线接入则无这些顾虑。另外，障碍物的影响对3.5GHz固定无线接入要小一些，属于准视距传输，而LMDS的高工作频段决定了它的基站和远端站之间只能视距传输，不能有障碍物的阻隔，对于发展中的城市，新建筑物的频繁出现有可能影响LMDS的无线传输，给运营、维护带来困难，这是网络组织中必须要考虑到的因素。
　　
　　3．系统容量
　　
　　频率越高，可用带宽也就越高。目前，我国为3.5GHz固定无线接入划分了30MHz×2的带宽，对于LMDS虽然没有划分频谱，但从国外频谱划分来看，可用带宽在1GHz以上。在采用相同的调制技术的

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