宽带无线接入技术的发展

2005/1/20 已阅读已点赞

摘要 介绍了我国各种宽带无线接入技术的发展现状,给出了主流IEEE802.16标准的基本技术特征,分析了宽带无线接入的发展趋势。

关键词 BWA WLAN IEEE802.16

一、引言

随着因特网的飞速发展,各种宽带接入技术开始涌现。其中,以ADSL为代表的有线接入技术发展最为迅速,ADSL已经成为家庭用户宽带接入的主要手段。宽带无线接入技术虽然没有像ADSL技术那样成为主流的接入手段,但是由于它自身的优点,在整个宽带市场中也占据了一席之地,网络规模逐年扩张。本文将对我国宽带无线接入技术的发展进行介绍。

二、宽带无线接入的发展现状

  与传统仅提供窄带话音业务的无线接入技术不同,宽带无线接入技术(BWA)面向的主要应用是IP数据接入和话音接入。BWA的出现源于Internet的发展和用户对宽带数据需求的不断增长。各个国家从1999年开始纷纷为BWA分配频率,其中主要包括2.5GHz,3.5GHz,5GHz,24GHz,26GHz等频段。北美国家主要分配了2.5GHz,欧洲的国家则主要分配了3.5GHz频率资源。20GHz以上的宽带无线接入技术统称为本地多点分配技术(LMDS)。我国为BWA分配的频率资源包括3.5GHz,5.8GHz,26GHz LMDS,其中5.8GHz为扩频通信系统、宽带无线接入系统、高速无线局域网、蓝牙系统等共享的频段,其余两个频带则是宽带无线接入专有频带。

  1.FBWA技术

  在全球固定宽带无线接入(FBWA)网络中。3.5GHz固定无线接入是部署最多的网络。由于其工作的频段低,传播特性好,覆盖范围远,因此受到了运营商的青睐。我国在该频段共分配了2×30MHz的频率,采取了评选招标的方式为不同运营商分配了频率。在一期和二期招标中,除了基础运营商外,多个中小ISP也获得了频率许可,如中电华通、厦门金桥、中信网络等。这些公司主要利用3.5G系统提供中小企业的Internet接入服务。其中,部分公司的业务发展较好,用户形成了一定规模。在第三期招标中,有五大基础运营商中标,包括中国电信、中国网通、中国移动、中国联通和中国铁通。这些运营商在获得频率许可的城市都已经开始了网络建设。

  与同类技术相比,3.5GHz频段可用的频率资源较少。我国政府在二期和三期招标中,将可用频率划分成了3个10.5MHz的频率块,在每个城市,每个运营商仅可以申请一个频率块,也就是说在每个城市最多有三个运营商可以同时利用3.5GHz频率资源提供无线接入服务。目前,绝大多数设备采用了3.5MHz信道带宽,这实际上就意味着运营商在一个地区只能用三个频点组网,对大规模组网形成了一定的难度。

  与3.5GHz固定无线接入技术相比,LMDS由于工作频率较高,可用频率多,因此带宽大。但是LMDS要求必须视距传播,对基站和远端站选址提出了要求。且该频段无线传输很容易受到降雨的影响,造成在网络规划时必须为了保证可用性而牺牲传输距离。因此,LMDS的应用远不如3.5GHz固定无线接入那么广泛。

  对于LMDS频率资源的分配,我国没有采取频率招标方式,而是采取了指配方式,批准了中国网通、中国电信、中国移动和中国联通四大运营商在指定的城市开展商用试验,分别对不同环境下的LMDS组网进行了试验。LMDS设备信道带宽以28MHz和14MHz居多,单扇区单载波可以提供30m以上的速率,因此面向的用户群主要是业务需求较大的企业客户。运营商利用LMDS技术为大客户提供综合接入,解决基站互连、数据接入等。LMDS技术在我国的发展一直比较平稳,技术的因素和设备成本因素一定程度上限制了LMDS的应用。

  2.WLAN技术

  无线局域网(WLAN)是一种局域网技术,与有线局域网的不同主要体现在便携性上。WLAN技术近两年发展较为迅速,由于IEEE802.11的标准成功解决了空中接口兼容性问题,促进了无线局域网终端和接入点(AP)的互通,因此WLAN设备成本下降很快,应用也非常广泛。WLAN在企业网中和公众网中都有应用,主要面向个人用户,公众热点一般部署在商旅人士经常出入的场所或数据业务需求较大的公共场合,如机场、会议中心、展览馆、宾馆等。

  从全球WLAN的运营来看,国外很多地区尤其是欧洲、北美等已经部署了很多WLAN热点,可以为用户提供方便的接入服务。我国的热点建设从2002年开始,截止到2004年上半年,各运营商投入运营的热点数量共约1700多个,其中以中国移动的热点数据多。虽然WLAN的公众热点数在增多,但是对于WLAN技术,由于每个AP的覆盖范围有限,因此整个热点内AP的互联也需要有线网络设施的支撑,对网络整体投资有一定的要求,WLAN的运营模式和盈利模式仍然有很多值得探讨的问题。

  表1是对以上谈到的几种无线接入技术的比较。每种无线接入技术由于其工作频段、技术特点的不同,应用的场合也不同。

表1 几种无线接入技术的比较

3.5GHz固定无线接入

LMDS

WLAN

工作频带

3.5GHz

26GHz

2.4GHz ISM频段或者5.8GHz频段

技术特点

系统容量低,覆盖范围远,不支持任何移动性

系统容量大,要求视距传输,不支持任何移动性

覆盖半径在100m以内,支持游牧性

标准和设备的成熟度

空中接口不开放,设备实现方式有多种,包括电路型,纯IP型与混合型

空中接口不开放,设备实现较统一,主要采用ATM实现方式

空中接口开放,标准成熟,设备空中接口可以互通

业务

主要面向企业用户的中低速数据业务

主要面向企业用户的综合接入

主要面向个人用户提供数据业务

应用场合

弥补新运营商有线资源的匮乏,利用无线接入安装迅速,部署快的优点,争取用户

弥补新运营商有线资源的匮乏,面向带宽需求大的客户群

适应移动商务用户对游牧状态下的宽带接入需求

三、IEEE802.16标准

  IEEE802.16标准在2004年引起了人们很大的关注。其实,IEEE早在1999年就已经成立了802.16工作组,负责进行固定无线接入空中接口标准的规范,但是并没有引起人们的注意。直到802.16开始转向制定支持移动特性的无线接入标准,以及推动IEEE802.16应用的WiMAX论坛的成立,加之多个大公司的强力支持,情况就发生了很大变化,802.16尤其是802.16e技术引起了很大的关注和争议。

  1.技术特征

  目前,IEEE802.16主要的标准包括802.16d和802.16e,其中802.16d是固定无线接入的标准,802.16e则是支持移动特性的标准。

  802.16d的初衷是统一固定无线接入的空中接口。该标准可以应用于2-11GHz非视距(NLOS)传输和10-66GHz视距(LOS)传输,已经于2004年6月

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