宽带无线接入

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宽带无线接入(Broadband Wireless Access,BwA)

目录

什么是宽带无线接入[1]

  宽带无线接入是指把高效率的无线技术应用于宽带接入网络中,以无线方式提供宽带接入的技术。宽带无线接入的带宽通常大于2Mbps。

宽带无线接入的优势及适用范围[2]

  与传统的有线接入方式相比,宽带无线接入(MMDS和LMDS)具有如下优势。

  (1)工作频带宽,可提供宽带接入。尤其是LMDS的工作频段至少有1GHz,可支持高达155Mbit/s的用户数据接入。

  (2)启动资金较小,不需要进行大量的基础设施建设;初期投入少,仅在增加用户(即有业务收入)时才需增加资金投入。因此,即使在用户数较少的运营初期,运营商也能维系发展,在最大程度上降低了风险

  (3)提供服务速度快,无线系统安装、调试容易。系统建设周期大大缩短,可迅速为用户提供服务。

  (4)频率复用度高,系统容量大。尤其是LMDS基站的容量很可能超过其覆盖区内可能的用户总量,特别适合在高密度用户地区(如繁华的城市商贸区、技术开发区、写字楼群等)使用,而不用重新布线。

  (5)在发展方面极具灵活性。无线系统具有良好的可扩充性,可根据用户需求进行系统设计或动态分配系统资源,因而不会造成资金或设备的浪费。

  (6)提供优质价廉的多种业务。可同时向用户提供话音、数据、视频等综合业务,符合三网合一的发展趋势;还提供各类承载业务(如无线基站与控制器的连接),不必使用光纤和光端机

  (7)运营维护成本低。由于系统无线的特点,可省去大量的线路维护人员,降低运维成本。

宽带无线接入的分类[3]

  1)按照覆盖区域分类

  (1)无线个域网(Wireless Personal Area Network,WPAN)覆盖范围从几米到几十米,为不同设备间提供双向极短程通信的微微蜂窝网。例如:蓝牙(Blue Tooth)和Zigbee技术构建的网络。

  (2)无线局域网(Wireless Local Area Network,WLAN)覆盖范围从几十米到几百米,可为短距离范围内的用户提供无线接入服务。例如:日常生活中常见的WiFi网络。

  (3)无线城域网(Wireless Metropolitan Area Network,WMAN)覆盖范围从几百米到几十千米,可以支持QoS能力和一定范围移动性的接入能力。微波多路分配系统(Microwave Multipoint Distribution Systems,MMDS)、本地多点分配业务(Local Multipoint Distribution Service,LMDS)和WiMAX等技术都属于城域网范畴。

  (4)无线广域网覆盖范围更广,可以支持全球范围内广泛的移动性和无线宽带接入。例如:3G以及未来的4G都属于无线广域网

  2)按照移动性分类

  (1)移动宽带无线接入。移动宽带无线接入(Mobile Broadband Wireless Access,MBWA)可以为用户终端提供移动中宽带无线接入服务,目前典型的系统包括WCDMA、CDMA2000和TD—SCDMA为代表的第三代蜂窝移动通信系统,单用户能提供3Mb/s~7.2Mb/s的宽带接入能力。近来以WiMAX(IEEE802.16e-2005)和IEEE802.20标准为代表,MBWA得到发展,其目标是提供在120km/h(IEEE802.16e一2005)和250km/h(IEEE802.20)的高速移动速率下,提供高带宽接入服务,最大限度地满足用户未来数据传送的需求。作为短距宽带无线接入技术,wiFi支持游牧应用,也支持一定程度的移动应用。

  (2)固定宽带无线接入。固定宽带无线接入(Fix Broadband Wireless Access,FBWA)仅能为用户终端提供相对固定的宽带无线接入服务,近几年得到较快发展。早期以多路微波分配系统(MMDS)、本地多点分配业务(LMDS)为代表。WiFi也支持短距宽带无线接入应用,尤其是目前以IEEE802.16为标准的宽带无线接入系统WiMax已投入商用,可提供与有线接入质量相当的高速率无线接入服务,并最终为用户提供端到端的连接,未来将成为有线宽带接入方式的有力竞争者。

宽带无线接入的关键技术[4]

  相对于窄带无线接入技术仅能提供话音业务而言,宽带无线接入技术具有提供更丰富业务的能力。无线通信系统相较于有线通信系统而言,存在两个困难:无线频谱资源有限和无线传输环境恶劣。因此BWA技术的发展也都是围绕着提高单位频率传输速率和提高信号质量这两个方面开展。BWA的关键技术包括调制技术、天线技术和动态带宽分配技术等。

  (1)调制技术

  信息调制是提高数据传输距离的关键手段。早期的宽带无线接入技术多采用QPSK和FSK调制,调制效率为2~3bit/Symbol;目前宽带无线接入系统已经普遍采用16QAM和64QAM调制技术,调制效率提高为4~6bit/Symbol。少量的宽带无线接入系统还采用了OFDM技术,既可以增加系统容量,又可以增加一定的抗干扰能力。

  (2)天线技术

  无线的频谱资源始终是有限的,这就要求增加频率的复用效率。扇区天线技术在其中发挥着非常重要的作用,高复用效率要求扇区天线的主波束增益尽可能均匀,旁瓣尽可能低,另外扇区天线的角度也越来越小,从90°到30°,甚至小到12°。因此对天线设计提出了全新的要求。

  (3)动态带宽分配技术

  动态带宽分配可以提高无线接入单位带宽的利用率。而且还可以对不同业务、不同用户提供不同的QoS保证。

宽带无线接入系统[4]

  宽带无线接入系统一般由基站(BTS)和远端用户站(RT)组成,如图1所示。基站位于服务区中心,负责对远端站进行覆盖,并提供与核心网络的接口。基站将来自各个扇区用户的上行业务进行汇聚复用,提供给不同的业务节点;将来自不同业务节点的下行数据分送给各个扇区。远端站放在最靠近用户一侧,负责将用户通过无线方式连接至中心站并与骨干网相连,它可以提供多种业务接口,支持多种类型的业务应用。
Image:宽带无线接入系统框图.jpg

参考文献

  1. 吴辰文主编.现代计算机网络.清华大学出版社,2011.10.
  2. 互联网应用理论与实践教程.北京邮电大学出版社,2008.5.
  3. 赵利主编.现代通信网络及其关键技术.国防工业出版社,2011.06.
  4. 4.0 4.1 张傲,程淑玲,杨柳编著.三网融合下的FTTx网络.人民邮电出版社,2011.05.
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