无线接入网

http://www.bianceng.cn/Network/wxwl/200805/10504.htm
无线接入网按出现年代分，有70年代的第一代系统，即一点到多点微波系统，有80年代的第二代系统，即基于模拟蜂窝的系统，有90年代的第三代系统，即基于数字蜂窝的系统。应该指出，这三代系统都是属于窄带无线接入。所以，可以把宽带无线接入网作为第四代。诚然，无线接入网也可以按使用频段和多址方式等分类。而人们常常只提到按用户终端的分类，而最为关注的是固定无线接网。
　　一、无线接入网所用无线技术
　　原则上可以说，各种现有无线通信，诸如，单信道系统、扩频无线通信系统、微波系统、卫星通信系统、移动通信(包含蜂窝和集群、无绳电话)等，均可以作为无线接入技术，但是，它们都不具备V5接口，成本高，而又不能提供高质量话音，所以，往往不能直接用于无线接入，而必须加以改造或专门设计。因此，无线接入网的系统可以分为两大类，第一类是专门设计制造的系统，称为专用无线本地环路，用户是固定的，这种类型的接入网也称为固定接入网，朗讯的WSS系统、阿尔卡特的A9500系统、大唐的WL—30系统，DSC公司采用CDMA技术的Airspan 系统是属此类；第二类，是由原来的系统改装(简化)而来，但与原来的系统有差别，比方说，无线接入网是全部或部分替有线本地环路，应具备通话质量高、可靠性高、保密性强、容量大，而成本要低、维护方便等，而移动通信通话质量、可靠性、保密性等要求低些，相反，系统造价高。诚然，随着移动通话的发展，通话质量也会提高，可靠性和保密性也会得到改善。
　　不论是专门设计还是改装原来的系统，所用无线技术主要有以下几种：
　　1、利用跳频无线系统
以色列Tadira Tele communications Ltd 推出的无线本地环路系统Multi Gain Wireless就是利用跳频无线系统。1996年初，广州进行了MultiGain Weiewless系统的演示。
　　2、利用微波技术
微波技术是接入网最早用的技术，70年代第一代无线接入网就是利用微波技术，先是用模拟的，很快发展为数字的。常用微波一点多址技术。而构成的接入网属于固定接入网，系统由连接本地交换机的中心站(又叫基站)、外围站(用户站)和中继站组成。加拿大SRT公司的SR500是最为大家所知道的典型系统。此类产品很多，诸如，Alcatel 公司的A9800系统，NEC公司的DMMASS、大唐的PMP1560、IRC公司的JUL，系统工作频率为15GHz，19GHz，24HGz，也向更高频率发展。系统覆盖范围可以是5—60公里(不加中继站)，也可以是500——600公里(加中继站)。农村、沙漠、山区和海岛是此类产品用武之地。
　3、利用卫星通信技术
众所周知，卫星通信按轨道分有静止轨道卫星(GEO)通信、中轨道卫星(MEO)通信和低轨道卫星(LEO)通信；而按地球站天线直径大小又分为A站、B站、C站、E站及甚小口径地球站VSAT(Very Small Aperture Termimal)；卫星通信工作频率为C波段(4／6GHz)KU波段(重点是11／14GHz)，Ka波段(20／30GHz)。卫星通信是利用卫星作中继站，所以，利用卫星通信也可构成无线接入网，而且，是固定接入网，其特点是覆盖面大，对距离和气候条件不敏感，VSAT系统用于组建接入网是最典型，VAST主站作基站用，VAST边远站作用户站用，我国公用网用VSAT系统，专用网也有VSAT系统。北方网络推出的Proximity S1000是该公司系列接入网产品之一，该产品“揉合了卫星及陆地的通信系统，能为全球用户提供话音、数据及传真服务。”
　　4、采用大区制技术
大区制技术有功率大、覆盖范围大、系统投资少等特点，采用大区制技术构成的无线接入网可用于人口分散的地区，而工作频率可以是450MHz，也可以是800MHz等，AT＆T推出的WSS系统使用标准的AMPS频段(824——849MHz／869——894MHz)及其扩展频带，是利用大区制技术的无线接入网，WSS支持固定用户，但是，可以根据用户需要支持移动用户。
　　5基于蜂窝技术
模拟蜂窝(AMPS、NMT、TACS等)和数字蜂窝(GSM900，DCS1800、DAMPS、PDC和Cdma one等)技术中任何一种标准经过改装和简化都可以构成无线接入网，可以是直接接入交换网(PSTN／ISDN)的固定网，(如诺基亚的GSM WLL系统)用户终端是固定的，网络结构简单。也可以是通过移动交换机接入到交换网。用户是手机或车载台，网络结构复杂，还可以是混合型接入网，用户终端是固定终端，也可以是手机或车载台。Motorola 公司的CDMA WiLL系统，友利来公司的CSW系列，就是混合型接入网，在原移动通信网上使用固定无线终端FWT(Fixed Wireless Terminal)构成无线接入网也是混合网，Telular公司在湖南衡阳的Tel ETACS网上开通固定接入业务就是一例。
　　基于蜂窝技术的无线接入网工作频率有450NHz，800MHz，900MHz，1800MHz和1900MHz等。基于模拟网的有爱立信RAS1000和Motorola的Teledensity系统等，而基于数字网的GSM和CDMA标准为多，特别是基于CDMA标准的接入网特别多，诸如，DSC公司的Airspan 系统Litespan系统、multisρan，Motorola公司的CDMA WiLL系统，朗讯公司的CDMA AirLoop系统、Qualcomm(高通)公司的Qctel系统，中国大唐的φDMA—WLL系统等。有文章说，“Qualcomm公司有QcTel(CDMA)无线本地环路提供高质量水平的话音、数据和传真通信，是同类无线本地回路系统中成本效益最好的。”我认为，大唐的SCDMA—WLL系统“是CDMA技术与现代高科技相结合的全新技术”的体现，它具有目前国际上最高频谱利用率、最低发射功率的特点，该系统“使用了智能天线，(SmarL Antenna)、同步CDMA(Synchronous CDMA)、软无线电(Software Radio)等国际上最前沿的通信技术。”SCDMA—WLL系统工作频段为1785——1805MHZ，双工方式为TDD，多址方式为CDMA＋SDMA，调制方式为DQPSK，这个系统应受到国内业界人士的重视。(☆ 编程入门网---www.bianceng.cn ☆)
6、基于无绳电话技术
基于无绳电话技术而构成无线接入网的有欧洲的DECT和CT2，美国的PACS和日本的PHS等。我们都知道，无绳电话技术原来是为家庭和办公室而设计的，发射功率低，覆盖范围不大，用这种技术而形成的无线接入网是固定接入网。其中采用DECT标准的最多，1998年有报道说，“目前全部公用WLL中31％采用DECT”。典型产品有Motorola与BellCore合作开发的TeleDensity系统、爱立信的DRA—1900系统，ADL的corDECT系统，西门子的DECTlink系统，中国华为ETS1900系统，Alcatel的A9500系统，UTstarcom的Airstar系统等，也有采用CT2标准的，如轨道移动通信公司的LinkteLct2系统和北方网络的Proximity 1800系统，还有采用PHS标准的，松下的AirsTAR_WLL系统、富士通的FWL—P300型WLL系统，日立的PN1000型WLL系统是采用PHS标准，我国采用DECT和PHS标准构成接入网，因为它们的容量大，DECT又可与蜂窝系统兼容，而PHS具有智能功能等特点。还有，“它们能在一个地点共同使用一个无线频段。”但是，随着无线接入网大发展，采用GSM和CDMA标准的越来越多。而用无线电话技术(特别DECT标准)的无线接入网相对比例减少。
　　7、基于集群技术
集群通信系统被CCIR命名为Trunking Commuication Sgstem。我国曾译为中继系统，1987年起改译为集群通信系统。集群系统的主要特点是：共用频率、共用设备、共享覆盖区、共享通信业务、分担费用、可与有线电话网互联、可进行数据、话音、传真等多种业务、有调度指挥和移动通信、交换、中继功能等。集群系统发射功率大，覆盖面也大，基于集群技术，可以构成固定无线接入网，也可以构成移动无线接入网及混合型无线接入网，诺基亚新开发的800MHz ACTIONET模拟集群系统加上诺基亚R72终端，可以向偏远地区提供话音和数据，系统成为无线接入网。ACT10NET是欧洲最典型的模拟集群系统，而欧洲的数字集群系统TETRA更受全球重视，可以肯定，基于TETRA标准的无线接入网更为人看好。基于集群技术的接入网工作频率有8000MHz、900MHz、甚高频、超高频等。
　　8、宽带无线接入网
无线接入网是无线通信技术和交换技术发展的产物，也是通信业务发展的产物。现在，有线ATM技术高速发展成为宽带交换网的核心技术，无线ATM技术发展也快。而电信业务已由单一的话音发展为话音、数据、图像和多媒体，发达国家的人们已不满足窄带接入网，于是，宽带无线接入网成为无线接入网的发展方向。
      
      对于宽带无线接入网，世界上已有三种标准，那就是1EEE标准、ATM论坛标准和欧洲ETSI的标准。1EEE于1998年提出1EEE8024L标准，是有线LAN标准1EEE8024的一部分，1990年改1EEE8024L为1EEE80211标准。
　　欧洲ETSI宽带无线接入网络小组研究考察无线接入网的用途，得出结论，用途不同，需要的数据速率不同，诸如，电视点播需要15至6Mb／s，网上浏览需要2Mb／s，接入企业网需要10Mb／s，LAN互联需要25Mb／s。因此，宽带接入网的产品，目前大致有四类，第一类是提供2Mb／s速率的产品，如爱立信的Airline系统，微波一点多址系统也可以提供2Mb／s速率，第二类是用本地多点分配系统LMDS(Local multipoint distribution system)。LMDS和本地多点通信系统LMCS(Local Multipiont commumcation system)，多点电视分配系统MVDS(Multipoint video distuibutlon system,微波多点分配系统MMDS(Multichannel Microwave Distrlbution system)是引起全球关注的宽带无线新应用，但是，最引起人们重视的是LMDS、LMDS首先由美国Cellular visim公司开发，如今，加拿大新桥网络、北电网络、法国阿尔卡特、德国博世、美国朗讯、惠普、休斯等多家公司提供LMDS，全球最大的数字微波生产商(美国P—COM)前不久在北京推出最新研制的LMDS系统，LMDS系统由基站、用户端设备、用户设备和网络管理系统组成。基站和用户端都是由室外单元(微波收发信机和天线)与室内单元(调制解调器)组成，它们之间通过空中接口相连，LDMA是一点多址方式运作，类似于微波一点多址，但与传统微波一点多址不同，LDMA可以组成蜂窝网络的形式运作。LDMS工作频段有24GHz，28GHz，31GHz、38GHz和40GHz，在美国，LMDS使用频段为275HGZ——2835GHZ，和291——295GHz，在欧洲，LMDS正在试用405——425GHz，LMDS不支持移动业务，可支持固定话音、数据、图像业务和ATM、TCP／IP及MPEG2等标准，能提供接入速率为Nx64Kb／s至2Mb／s，甚至高达155Mb／s，工作频带带宽至少有1000MHz。LMDS是新技术，应该引起业界人士重视。要重视LMDS在Internet和高速数据通信的应用。第三类是无线 局域网和无线ATM。无线局域网WLAN和无线ATM有两个标准，即1EEE80211和无线ATM论坛标准。1993年在国际电联(ITU)有人提出无线ATM(Wireless ATM)的概念。1996年6月，ATM论坛(ATM Forum)正式成立无线ATM工作组，负责无线ATM标准化工作及系统规划。隶属于无线ATM的无线移动ATM(WMATM)的研究工作已在欧美展开，德国、瑞典、意大利等欧洲国家已投入巨资，德国国家信息研究中心已提出一个方案，旨在应用TCP／IP叠加在无线ATM层上，以提供有线／无线宽带Internet业务，并已取得研究成果，美国也提出过无线ATM实验方案。无线ATM是一种刚刚起步的宽带无线技术，其基本技术是无线接入和移动ATM。目前用无线ATM构成无线接入网尚未见产品，但是，发展趋势是令人可喜的。无线局域网WLAN(Wireless Local Area Network)在10多年前已有试验网，无线局域网的特点是结构简单、组网灵活，网络可移动，而比有线局域网成本低、效率高，典型的无线局域网WLAN是在一个固定点(称为接入点)安装收发信机，接入点与PSTN相连通过标准的以太电缆，而与用户设备相连是空中接口。接入速率为1Mb／s至10MB／s，甚至更高。无线局域网工作频率以900MHz为佳，但该频段已过于拥挤，于是工作于24GHz及毫米波60GHz。频率越高，覆盖面越小。覆盖面大小与接入点安装结构有关，一般来说，每个接入点的覆盖半径为30米到300米。第四类是用欧洲电信标准协会ETSI制定的标准。1992年ETSI提出HipER ALN标准第一项，而当前，EISI根据ACTS计划宣布新标准以替代HCPERLAN标准，新标准提供接入速率超过25Mb／s，新标准包括多个宽带无线接入项目，而接入速率随工作频率不同而相异，在60GHz时提供速率可达155Mb／s。第五类是利用光无线通信技术。光无线通信是新概念，在我们的脑海中原来只有光的有线通信(光纤通信)，光纤通信是将红外线信号在光纤中传播。红外光信号在有线(光纤)中，可以传播，那么在无线(大气)中也可以传播，在大气中传播就成为光无线通信(optical Wireless communication)，光纤通信中的红外光源(发光管和激光管)也可利用光无线通信。光无线通信的接收机用的光电检测管可用PIN或APD(雪崩管)，光无线系统可以用于点对点通信，也可构成光无线局域网(OWLAN)，国外对光无线系统进行多个试验，其中有传输距离40米，数据速率为1Gb／s的试验。光无线系统实用之后，宽带无线接入增添了新的一项。
　　宽带无线接入是无线接入网的发展方向，而速率为2Mb／s以上实用系统，除了LMDS以外，尚不多见于报道，宽带无线接入有三个标准是有利于系统实用化，但是，频率和多址方式、调制方式、时延等的技术问题困扰宽带无线接入网的发展。不过，宽带无线接入网的发展趋势总是向前迈进。据报告，到2000年，2Mb／s的系统会有多个，以致形成竞争使价格降低。LMDS系统也会在2001年提供10Mb／s的速率，而到2002年根据欧洲ETSI提出的标准而生产的产品问世，提供速率高达25Mb／s，也就是说，宽带无线接入网将会在今后几年内陆续推出。
　　二、无线接入网在我国的概况
　　我国是发展中国家，通信业不十分发达，而根据国家的宏伟目标，我国要大力发展通信业，无线接入网在我国很有市场；尤其是我国幅员辽阔，地形复杂，山区地形占全国70％左右，12亿多人口有88亿在农村，要发展农村的通信业，特别是山区和岛屿的通信业，需要大量的无线接入网；城市中因管线紧张等因素也需要无线接入网，所以，无线接入网在我国十分重要。为此，原邮电部电信总局和中国联通进行了无线接入网的试验，试验了多家公司的产品，为实用化积累了经验，试验之后，一些省、市、自治区建设无线接入网。
　　无线接入网是1996年起在全球得到应用，一些产品也是近几年大量推向市场。我国在无线接入网的产品与世界先进水平相差不大，既有模拟无线接入网，也有数字无线接入网，可以说，在无线接入网方面，我国的生产厂家已成为群体。诸如，大唐的WL30—F，WL30—S，SCDMA—WLL，中兴的EXWLL，ZXDWLL，华为的ETS450／800，DMC800／1900，巨龙的WLL04，武汉邮电科学研究院的WSLA—I和WSLA—II等都是典型的无线接入网产品，山西、重庆、湖北、陕西、甘肃、江西、浙江、安徽、广西、吉林、辽宁、河南、浙江等已将国产无线接入网安装在电信网上，不过，我国的国产无线接入网都是窄带的，研制宽带无线接入网并尽快地实用化是值得业界人士重视，否则，加入世贸组织后，电信网发展要宽节无线接入网时，中国人拿不出产品，只好拱手把宽带无线接入网的市场给外国人占领。
　　占用无线电频段是无线接入网的一大缺点。我国根据各类无线接入网所用的频率不同，规划了用于无线接入网的频率，大致情况是，4605——4620MHz(下行)／4505——4520MHz(上行)和4641——467715MHz(下行)／4541—457175MHz(上行)用于FDD方式农村无线接入系统，但不是农村无线接入系统专用频段。1900——1920MHz频段用于TDD方式的公众网或专用网无线接入系统，信息产业部并规定1900——1915MHz用于PHS技术，1905——1920MHz频段用于DECT技术。对于1880——1900MHz／1960——1980MHz频率用于无线接入系统的问题，信息产业部无线管理局有新规定，指出原邮电部电信总局在北京、天津、上海、广州、深圳、福州、厦门的无线接入网使用的1895——1900／1975——1980MHZ和中国联通在天津、成都、重庆的接入网使用的1890——1895／1970——1975MHZ使用至2002年底，1800——1805MHZ频段用于TDD方式的公众网或专用网无线接入系统，信息产业部已允许SCDMA以上可使用该频段。此外，原国家无委曾批准1785——1850MHz为SCDMAWLL的实验频率、3470——3480MHz为Airloop的实验频率，204725——206125MHz／222225——223625MHz为Airspan的实验频率，至于利用卫星通信、一点多址等技术构成无线接入网的频率和宽带无线接入网的频率，尚未见新规定。可以肯定，随着无线接入网在我国的广泛应用，特别是随着新业务和新的无线接入技术的发展，国家对无线接入网使用的频率会有新规定。
　　我国有国产无线接入网用的产品，信息产业部又规划了频率，无线接入网在我国有广大市场，无线接入网应发展很快。但是，无线接入网也有自身的缺点，诸如，受环境变化大、占有无线频段，话音质量比有线差等，这里存在人们是否接受无线接入网的问题。所以，应宣传无线接入网的优点，更为重要的是改善话音质量。

 

　　无线接入技术发展很快，宽带无线接入网实用化是眼前的事，而我国对无线ATM、无线局域网、光无线通信等的研究起步晚，因此，为了发展民族通信，我认为，应该强强联合研制宽带无线接入技术。