什么是本地多點分配業務(LMDS)接入

LMDS技術的含義
LMDS（LocalMultipointDistributeService）是本地多點分配接入系統是一種嶄新的寬帶無線接入技術，1998年被美國電信界評選為十大新興通信技術之一。由于該技術利用高容量點對多點微波傳輸，可以提供雙向話音、數據及視頻圖像業務，能夠實現從Nx64kbs到2Mbps，甚至高達155Mbps的用戶接入速率，具有很高的可靠性，號稱是一種“無線光纖”技術。

LMDS“本地多點分配業務”中各個詞都有其自身的含義。所謂“本地”其實就是指單個基站所能夠覆蓋的范圍。LMDS因為受工作頻率和電波傳播特性的限制，單個基站在城市環境中所覆蓋的半徑通常小于5公里；“多點”是指信號由基站到用戶端是以點對多點的方式傳送的，而信號由用戶端到基站則是以點對點的方式傳送；“分配”是指基站將發出的信號（可能同時包括話音、數據及Internet、視頻業務）分別分配至各個用戶；“業務”是指系統運營者與用戶之間的業務提供與使用關系，即用戶從LMDS網絡所能得到的業務完全取決于運營者對業務的選擇。

LMDS工作在10GHz以上，一般在毫米波的波段附近，可用的帶寬達到1GHz以上，幾乎可以提供任何種類的業務，支持話音、數據和圖像業務，并支持ATM、TCP／IP和MPEG2等標準。由于LMDS具有更高帶寬和雙向數據傳輸的特點，可提供多種寬帶交互式數據及多媒體業務，克服傳統的本地環路的瓶頸，滿足用戶對高速數據和圖像通信日益增長的需求，因此是解決通信網接入問題的利器。

LMDS采用一種類似蜂窩的服務區結構，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。每個服務區覆蓋范圍為幾公里至十幾公里，并可相互重疊。

目前各國的核心網絡建設均初具規模，基本可滿足當前通信的需求。而突出的矛盾體現在接入網方面，即用戶與核心網絡的連接部分。這一問題是通信向寬帶、智能、個人化發展的關鍵，因此我國也把研究、發展和建設接入網列為重要任務。

從技術上來說，按照使用的媒介不同，接入網可劃分為有線接入網和無線接入網，無線接入分為移動無線接入和固定無線接入。移動無線接入就例如我們熟悉的移動電話接人等，用戶是可移動的，而固定無線接入與此正好相反，用戶基本是固定不動的。按照這樣的分類標準，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。

隨著Internet的高速普及與多媒體技術的飛速發展，用戶對帶寬的要求越來越高，有線接入手段無法跟上發展的速度：傳統的銅線、電纜，已完全不能滿足傳輸的要求，如果添加額外的調制和壓縮設備，成本又往往是用戶所不愿負擔的；全光纜網絡將是比較完美的解決方案，但對基礎網絡的要求過高，即使在發達國家也還需要一段時間才能實現；折衷的光纖電纜混合方案（HFC）在很多國家并不適合，因為光纖與電纜往往掌握在不同的部門手中，由于法規的限制及各自利益的保護，混合使用難于實現。

普通的無線接入系統均是窄帶系統，工作在450MHz、800MHz等，針對低速的話音和數據業務。而LMDS的寬帶特性，決定它幾乎可以承載任何種類的業務，包括話音、數據和圖像等，如下：

（1）話音業務

LMDS系統可提供高質量的話盲服務，而且沒有時延。系統可提供標準接口，如RJ－11。

（2）數據業務

LMDS的數據業務包括低速數據業務、中速數據業務和高速數據業務。具體數據速率可支持1.2kbit／S－155Mhit／S，并支持多種協議，包括幀中繼、ATM、TCP／IP等。

（3）圖像業務

LMDS可支持模擬和數字圖像業務，可提供的圖像信道包括150條遠程節目、10條本地節目，還可提供最少10條PPV節目信道。系統的信號可以從衛星來，也可以是本地制作的；可以是加密的，也可以未加密。

1.技術原理

LMDS是以點對多點的固定無線通訊方式，提供寬頻及雙向的語音、數據、與視訊等傳輸，有別于傳統點對點（PointtoPoint）的微波傳輸。LMDS采用較高的頻率（通常為10～43GHz）為傳輸介質，是一個快速、有彈性和具有效益性的寬頻網路。LMDS網路設備包含指向性天線（directionalantenna）、區域性基地臺、Set-topBox、用戶天線，在用戶端與用戶端間以無線區域回路的網路架構，只需在用戶端架設一具小型的碟形天線做為接收器而無需額外的配線。

LMDS建構方式限于微波傳輸視線無障礙基礎，傳輸范圍不能太遠約3～5哩，可提供高達8萬個用戶端單一節點的傳輸。LMDS以家庭與商業用戶所使用的公用或私人網路應用為主要市場，雖然國外的LMDS技術已經相當成熟，但直到2000年國內才開始注意到此技術。

2.技術優點

在理想的狀況下，LMDS的通訊可信度及傳輸效能可與光纖相當。它提供一般用戶最高達35Mbps至58Mbp的下行速度，而商業用戶則更高可達51.85～155.52Mbps。因此也有人把LMDS比喻為除了銅纜線及同軸電纜外，布建至企業或家庭中的「ThirdWire」。除了上述寬帶特性，LMDS還具有無線系統所固有的優點，如建設成本低，項目啟動快，建設周期短，維護費用低等。

前期投資比例較小，后期擴容能力強，投資回收快——LMDS系統的投資包括中心基站設備，用戶端設備，網管系統和其它附加費用。由于LMDS是一種利用基站覆蓋用戶端設備的體制，所以在網絡初期，只需小部分投資建立一個配置較簡單的基站，覆蓋若干用戶即可開始運營。隨著用戶數量的增加，可提高基站的配置，增加用戶端設備，逐步擴容，逐步追加投資。所以投資回收也很快。

可以根據用戶需要進行建設，在網絡正是投入運營之前，往往很難準確推算用戶的業務需求發展情況，傳統接入網絡中，用戶對帶寬和新業務的不斷的需求往往使服務商深感頭疼。而LMDS系統的基站、扇區覆蓋體制，用戶端設備的模塊化結構，使容量擴充和新業務提供都很容易，服務商可以隨時根據用戶要求，添加所需的設備，提供新的服務。

3.技術缺點

LMDS的致命缺點是在訊號傳輸上會有發射器和接收器之間一條直射的傳輸限制，如果中間有過多的障礙物阻擋訊號傳送，就會影響傳輸品質。另外，LMDS使用約30GHz的頻段作為傳輸媒介，因該頻段屬于Ka頻段，故對于樹木、建筑物等障礙物的穿透能力較弱，而且有嚴重的雨衰效應，只有在與基地臺建立直線傳輸線路時才會有較佳的通訊品質。

LMDS系統結構
一個完善的LMDS網絡是由四部分組成的：骨干網絡、網絡運行中心（NOC）、服務區中的基站系統和服務區中的用戶端設備。各個基站的數據送入骨干網絡，完成話音交換、ATM交換、IP交換等，并連入國際出口。為管理服務區的設備和用戶，系統往往設立網絡運行中心（NOC）。

通常，LMDS設備廠商提供服務區的設備，包括基站系統、用戶端設備以及網絡運行中心的軟件，而骨干網絡作為基礎設施，由電信服務商建設。

基礎骨干網絡又稱為核心網絡。為了使LMDS系統能夠提供多樣化的綜合業務，此核心網絡可以由光纖傳輸網、ATM交換或IP交換或IP+ATM架構而成的核心交換平臺以及與Internet、公共電話網（PSTN）的互連模塊等組成。

基站直接進入電信骨干網絡或核心網絡。由于LMDS直接支持ATM協議（無線ATM），通過使用無線ATM協議，可以使鏈路效率得到提高?；矩撠熯M行用戶端的覆蓋，并提供骨干網絡的接口，包括PSTN、Internet、FrameRelay、ATM、ISDN等?；緦崿F信號在基礎骨干網絡與無線傳輸之間的轉換。

基站設備包括與基礎骨干網絡相連的接口模塊、調制與解調模塊以及通常置于樓頂或塔頂的微波收發模塊。

LMDS系統的基站采用多扇區覆蓋，使用在一定角度范圍內聚焦的喇叭天線來覆蓋用戶端設備。多扇區基站可以更有效地利用頻譜，進一步擴大系統容量。LMDS系統根據采用天線的不同，可劃分為15度、22.5度、30度、45度、60度、90度的扇區，即最少4個扇區，最多可達24個扇區?；局劣脩舳说南滦墟溌凡捎肨DM模式。

LMDS系統可以采用的調制方式為相移鍵控PSK（包括BPSK、DQPSK、QPSK等）和正交幅度調QAM。目前可以提供6AQM、16QAM等大大提高頻道利用率的調制技術。這樣，LMDS就可提供更高的扇區容量，使每扇區達200Mbps。

用戶端設備的配置差異較大，不同的設備供應商有不同的選擇。一般說來都包括室外單元（含定向天線、微波收發設備）與室內單元（含調制與解調模塊以及與用戶室內設備相連的網絡接口模塊）。通常采用口徑很小的室外走向天線用戶端網絡接口單元NIU為各種用戶業務提供接口，并完成復用／解復用功能。

多個用戶端設備可通過時分多址（TDMA）、頻分多址（FDMA）等多址方式與基站進行通信。FDMA對干大量的連續非突發性數據接入較為合適，TDMA則適于支持多個突發性或低速率數據用戶的接入。LMDS運營者應根據用戶業務的特點及分布來選取適合的多址方式。

網管系統是負責完成告警與故障診斷、系統配置、計費、系統性能分析和安全管理等功能。與傳統微波技術不同的是，LMDS系統還可以以組成蜂窩網絡的形式運作，向特定區域提供業務。當由多基站提供區域覆蓋時，需要進行頻率復用與極化方式規劃、無線鏈路計算、覆蓋與干擾的仿真與優化等工作。

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LMDS基站系統負責進行用戶端的覆蓋，并提供骨干網絡的接口，包括PSTN、Internet、FrameRelay、ATM、ISDN等?；鞠到y還必須支持冗余配置，即使用兩套設備互為熱備份，由控制系統自動檢測鏈路情況、誤碼水平等判據，一旦達到門限，則進行切換。用戶端設備包括室外安裝的微波發射、接收裝置和室內的網絡接口單元(NIU)，NIU為用戶提供各種業務接口，并完成復用/解復用功能。同時，LMDS系統的一大優勢是可根據用戶情況進行網絡擴充，為網絡容量的擴充提供了多種方法。