7.1接入網(wǎng)概述

7.2有線寬帶接入網(wǎng)

7.3無線寬帶接入網(wǎng)

第7章寬帶接入網(wǎng)

7.1.1接入網(wǎng)的產(chǎn)生

接入網(wǎng)(AccessNetwork，AN)又稱用戶接入網(wǎng)，是指骨干網(wǎng)絡到用戶終端之間的所有設備，位于電信網(wǎng)的末端，其長度一般為幾百米到幾公里，因而被形象地稱為信息高速公路的“最后一公里”。

接入網(wǎng)由用戶環(huán)路發(fā)展而來。傳統(tǒng)的電信網(wǎng)是以電話業(yè)務為主而設計的，由長途網(wǎng)和本地網(wǎng)組成，從本地交換機到用戶一般使用銅雙絞線作為傳輸介質(zhì)，中間經(jīng)交接箱和分線盒等配線及引入線與用戶終端相連，稱為用戶環(huán)路。傳統(tǒng)的用戶環(huán)路網(wǎng)絡結(jié)構如圖7.1所示。7.1接?入?網(wǎng)?概?述圖7.1傳統(tǒng)的用戶環(huán)路網(wǎng)絡結(jié)構接入網(wǎng)的產(chǎn)生原因包括以下三個方面：

(1)銅雙絞線的缺陷。本地交換端局與用戶電話之間的雙絞線主要用于傳輸音頻信號和低速數(shù)字信號。以前的電信業(yè)務以電話為主，數(shù)據(jù)量小。同時，這種結(jié)構在主干段需要大量銅纜，不僅占用大量通信管道，而且故障率和維護費用高。這種網(wǎng)絡的帶寬窄，只有4kHz，不利于提供新的寬帶業(yè)務。金屬電纜傳輸損耗比較大，使得交換機覆蓋半徑較小，一般小于5km。除此之外，金屬電纜接入網(wǎng)由于受損耗、串音、噪聲和分支的影響而引起信號失真，傳輸質(zhì)量達不到數(shù)字化傳輸?shù)囊蟆?/p>

(2)核心網(wǎng)絡的高速發(fā)展。公用電信網(wǎng)絡在傳統(tǒng)上被劃分為三個部分，即長途網(wǎng)(長途端局以上的部分)、中繼網(wǎng)(長途端局與市局或市局之間的部分)、用戶接入網(wǎng)(端局與用戶之間的部分)?，F(xiàn)在更傾向于將長途網(wǎng)和中繼網(wǎng)放在一起，稱為核心網(wǎng)(CoreNetwork，CN)，將余下部分稱為接入網(wǎng)(AccessNetwork，AN)或用戶環(huán)路，主要完成用戶接入核心網(wǎng)的任務。

接入網(wǎng)相對核心網(wǎng)而言，其技術手段差別很大。隨著數(shù)字通信技術的進步，電信網(wǎng)正朝著數(shù)字化、寬帶化、智能化和綜合化方向發(fā)展。程控交換、光纜、衛(wèi)星、數(shù)字微波、SDH、ATM、IP、DWDM等大量新技術的采用，已使得電信網(wǎng)傳輸產(chǎn)生了質(zhì)的變化。當今核心網(wǎng)被比做信息高速公路的“最后一公里”，并被認為是信息高速公路中難度最高、耗資最大的一部分，是信息基礎建設的“瓶頸”。

(3)業(yè)務的需求。電信網(wǎng)經(jīng)過多年的發(fā)展，其業(yè)務發(fā)生了巨大的變化，特別是隨著Internet的爆炸式發(fā)展，在Internet上的商業(yè)應用和多媒體等服務也得以迅猛推廣。要享受Internet上的各種服務，用戶必須以某種方式接入網(wǎng)絡。通信業(yè)務的多樣化及各種復用設備、數(shù)字交叉連接設備等多項技術的引入，要求傳統(tǒng)的用戶環(huán)路增加復用、集中、交叉連接以及管理功能，這是一個網(wǎng)絡應具有的功能，因此接入網(wǎng)應運而生。7.1.2接入網(wǎng)的功能結(jié)構與分層模型

1．接入網(wǎng)的功能結(jié)構

接入網(wǎng)的功能結(jié)構如圖7.2所示。接入網(wǎng)有5個基本功能組，即用戶口功能(UPF)、業(yè)務口功能(SPF)、核心功能(CF)、傳送功能(TF)和接入網(wǎng)系統(tǒng)管理功能(AN-SMF)。圖7.2接入網(wǎng)的功能結(jié)構

1)用戶口功能(UPF)

用戶口功能將特定用戶網(wǎng)絡接口(UNI)規(guī)定的要求適配到核心功能。AN可以支持多個不同的接入和需要特定功能的用戶網(wǎng)絡接口。UPF主要包括A/D轉(zhuǎn)換、信令轉(zhuǎn)換、UNI功能的終接、UNI的激活/去激活、UNI承載通路/承載能力的處理、UNI的測試、維護、管理和控制功能。

2)業(yè)務口功能(SPF)

業(yè)務口功能將特定業(yè)務節(jié)點接口(SNI)規(guī)定的要求適配到公共承載體，以便在核心功能中處理并選擇用于接入網(wǎng)的系統(tǒng)管理功能的有關信息。SPF主要包括SNI功能的終接，將承載要求、實時管理和操作要求映射到核心功能，主要涉及SPF所需的協(xié)議映射、SNI測試和SPF的維護、管理及控制功能。

3)核心功能(CF)

核心功能位于UPF和SPF之間，將單個用戶端口承載或業(yè)務端口承載的要求適配到公共承載體，包括依據(jù)所要求的協(xié)議適配以及通過接入網(wǎng)傳送復用要求進行協(xié)議承載處理。核心功能可分布于整個接入網(wǎng)內(nèi)，主要包括接入承載處理、承載通路集中、信令和分組信息復用、對ATM傳送承載的電力進行仿真、管理和控制。

4)傳送功能(TF)

傳送功能為接入網(wǎng)中不同位置的公共承載體的傳送提供通道，并對所用相關傳輸介質(zhì)進行適配。TF主要包括復用功能、業(yè)務疏導和配置的交叉連接功能、管理功能和物理媒介功能。

5)接入網(wǎng)系統(tǒng)管理功能(AN-SMF)

接入網(wǎng)系統(tǒng)管理功能協(xié)調(diào)接入網(wǎng)中的UPF、SPF、CF和TF的指配、操作和管理，還負責協(xié)調(diào)用戶終端(經(jīng)UNI)和業(yè)務節(jié)點(經(jīng)SNI)的操作功能。AN-SMF主要包括配置和控制、指配協(xié)調(diào)、故障檢測和指示、信息和性能數(shù)據(jù)收集、安全控制、對UPF及經(jīng)SNI的SN的實時管理及操作要求的協(xié)調(diào)、資源管理功能。AN-SMF通過維護管理(Q3)接口與電信管理網(wǎng)(TMN)通信，以便接收監(jiān)視/接收控制信息。

2．接入網(wǎng)的分層模型

接入網(wǎng)的功能結(jié)構是基于ITU-TG.803協(xié)議中定義的分層模型。該模型用來定義接入網(wǎng)中同等實體間的相互配合。接入網(wǎng)的通信協(xié)議分層模型如圖7.3所示。圖7.3接入網(wǎng)通信協(xié)議分層模型由圖7.3可知，接入網(wǎng)的傳遞網(wǎng)分為接入承載處理功能層(AF)、電路層(CL)、傳輸通道層(TP)、傳輸媒質(zhì)層(TM)，再加上層管理和系統(tǒng)管理，構成了一個立體模型。接入網(wǎng)相鄰層之間符合客戶/服務器的關系。每一層為相鄰的上層提供服務，同時又使用相鄰下層提供的服務。下面對構成傳送層模型的電路層、傳輸通道層和傳輸媒質(zhì)層分別進行說明。

(1)電路層。電路層是在電路接入點之間進行信息傳送的功能層。它獨立于傳輸通道層，直接向用戶提供通信業(yè)務，如電路交換業(yè)務、分組交換業(yè)務及租用線業(yè)務等。不同的電路層可根據(jù)提供的業(yè)務來識別。

(2)傳輸通道層。傳輸通道層是在傳輸通道層接入點之間進行信息傳送的功能層，可以支持一個或多個電路層，為其提供傳送服務。傳輸通道層獨立于傳輸媒質(zhì)層。

(3)傳輸媒質(zhì)層。傳輸媒質(zhì)層可進一步分為段層和物理媒質(zhì)層。段層是在段層接入點之間進行信息傳送的功能層，能支持一個或多個傳輸通道層，如SDH和PDH通道等。物理媒質(zhì)層是實際傳輸媒質(zhì)的功能層，如光纖、金屬線對、同軸電纜或無線電燈，以支持段層網(wǎng)絡。

以上各層中的每一層均可分解為三個基本功能：適配、終接和交叉連接。7.1.3接入網(wǎng)的接口

1．用戶網(wǎng)絡接口(UNI)

用戶網(wǎng)絡接口(UNI)位于接入網(wǎng)的用戶側(cè)，是用戶終端設備與接入網(wǎng)絡之間的接口，支持各種業(yè)務的接入。對不同的業(yè)務采用不同的接入方式，對應不同的接口類型。UNI分為獨立式和共享式。共享式UNI能支持多個邏輯用戶端口功能。例如，在使用ATM的情況下，一個UNI可以支持多個邏輯接入，每個邏輯接入通過不同的SNI接到不同的業(yè)務節(jié)點。UNI主要包括模擬二線音頻接口、N-ISDN接口、B-ISDN接口、各種數(shù)據(jù)接口和寬帶業(yè)務接口。

2．業(yè)務節(jié)點接口(SNI)

業(yè)務節(jié)點接口(SNI)位于接入網(wǎng)的業(yè)務側(cè)，是接入網(wǎng)與SN之間的接口。SNI對于不同的用戶業(yè)務提供相對應的接口類型，使其能與交換機連接。

SNI有針對交換機的模擬接口(Z接口)及數(shù)字接口(V接口)、針對節(jié)點機的各種數(shù)據(jù)接口和針對寬帶業(yè)務的各種接口。V接口經(jīng)歷了從V1接口到V5接口的發(fā)展，V1～V4接口的標準化程度不高，通用性差，其應用受到了限制。V5接口是本地交換機和接入網(wǎng)之間適應范圍廣、標準化程度高的新型數(shù)字接口，是一個完全開放式的接口。它能同時支持多種用戶接入業(yè)務，使不同廠商的設備在接口上互通，已得到廣泛應用。V5接口包括支持窄帶接入類型的V5.1和V5.2接口及可支持現(xiàn)有所有窄帶和寬帶接入類型的VB5接口。

3．維護管理(Q3)接口

維護管理(Q3)接口是接入網(wǎng)(AN)與電信管理網(wǎng)(TMN)的接口。把接入的管理納入整個電信管理網(wǎng)管理范疇中，使電信管理網(wǎng)(TMN)通過Q3接口可實施對接入網(wǎng)的操作、維護、管理功能，在不同網(wǎng)元之間相互協(xié)調(diào)，從而提供用戶所需要的接入和接入承載能力。7.1.4接入網(wǎng)的分類

接入網(wǎng)的分類方法有多種，例如可以按傳輸媒質(zhì)、拓撲結(jié)構、使用技術、接口標準、業(yè)務帶寬、業(yè)務種類等進行分類。

按傳輸媒質(zhì)的不同，接入網(wǎng)可分為有線接入網(wǎng)和無線接入網(wǎng)兩大類。其中，有線接入網(wǎng)又分為銅線接入網(wǎng)(XDSL)、混合光纖/同軸電纜接入網(wǎng)(HFC)、光纖接入網(wǎng)、電力線接入網(wǎng)、以太網(wǎng)接入網(wǎng)；而無線接入網(wǎng)又分為固定無線接入網(wǎng)和移動無線接入網(wǎng)兩類，其中移動無線接入網(wǎng)有蜂窩通信、地面微波通信和衛(wèi)星通信等不同形式。7.2.1銅線接入網(wǎng)

到目前為止，全球電信運營商的用戶有90%以上仍然是通過雙絞線接入電信網(wǎng)的，這部分的總投資達數(shù)千億美元。在光纖到戶短期內(nèi)還無法真正實現(xiàn)的情況下，開發(fā)基于雙絞線的寬帶接入技術，既可以延長雙絞線的壽命，又可以降低接入成本，對電信運營商和用戶都極有吸引力。習慣上將各種基于雙絞線的寬帶接入技術統(tǒng)稱為xDSL，其中ADSL技術是目前最有活力的一種寬帶接入技術，是大多數(shù)傳統(tǒng)電信運營商從銅線接入到寬帶光纖接入的首選過渡技術。7.2有線寬帶接入網(wǎng)

1．工作原理及接入?yún)⒖寄Ｐ?/p>

ADSL技術是一種以普通電話雙絞線作為傳輸媒介，實現(xiàn)高速數(shù)據(jù)接入的技術。其最遠傳輸距離可達4～5km，下行傳輸速率最高可達6～8Mb/s，上行傳輸速率最高可達768kb/s，速度比傳統(tǒng)的56kb/s模擬調(diào)制解調(diào)器快100多倍，這也是傳輸速率達128kb/s的窄帶ISDN所無法比擬的。為實現(xiàn)普通雙絞線上互不干擾地同時執(zhí)行電話業(yè)務與高速數(shù)據(jù)傳輸，ADSL采用FDM(頻分復用)和離散多音(DiscreteMultitone，DMT)調(diào)制技術。傳統(tǒng)電話通信目前僅利用了雙絞線20kHz以下的傳輸頻帶，20kHz以上頻帶的傳輸能力處于空閑狀態(tài)。ADSL采用FDM技術，將雙絞線上的可用頻帶劃分為三部分：上行信道頻帶為25～138kHz，主要用于發(fā)送數(shù)據(jù)和控制信息；下行信道頻帶為138～1104kHz；傳統(tǒng)電話業(yè)務仍然占用20kHz以下的低頻段。ADSL就是采用這種方式，利用雙絞線的空閑頻帶，才實現(xiàn)了全雙工數(shù)據(jù)通信，如圖7.4所示。另外，為了提高頻帶利用率，ADSL將這些可用頻帶又分為一個個子信道，每個子信道的頻寬為4.315kHz。根據(jù)信道的性能，輸入數(shù)據(jù)可以自適應地分配到每個子信道上。每個子信道上調(diào)制數(shù)據(jù)信號的效率由該子信道在雙絞線中的傳輸效果決定，背景噪聲越低、串音越小、衰耗越低，調(diào)制效率就越高，傳輸效果越好，傳輸?shù)谋忍財?shù)也就越多；反之，調(diào)制效率越低、傳輸?shù)谋忍財?shù)也就越少。這就是DMT調(diào)制技術。如果某個子信道上的背景干擾或串音信號太強，ADSL系統(tǒng)則可以關掉這個子信道，因此ADSL有較強的適應性，可根據(jù)傳輸環(huán)境的好壞而改變傳輸速率。ADSL下行傳輸速率最高為6～8Mb/s，上行傳輸速率最高為768kb/s，這種最高傳輸速率只有在線路條件非常理想的情況下才能達到。在實際應用中，由于受到線路長度、背景噪聲和串音的影響，一般ADSL很難達到這個速率。圖7.4ADSL的頻譜分配如圖7.5所示，基于ADSL技術的寬帶接入網(wǎng)主要由局端設備(DSLAccessMultiplexer，DSLAM)和用戶端設備、語音分離器、網(wǎng)管系統(tǒng)等組成。局端設備與用戶端設備完成ADSL頻帶的傳輸、調(diào)制解調(diào)，局端設備還完成多路ADSL信號的復用，并與骨干網(wǎng)相連。語音分離器是無源器件，停電期間普通電話可照常工作，它由高通和低通濾波器組成，其作用是將ADSL頻帶信號與語音頻帶信號進行合路與分路。這樣，ADSL的高速數(shù)據(jù)業(yè)務與語音業(yè)務就可以互不干擾。圖7.5ADSL系統(tǒng)接入?yún)⒖寄Ｐ?/p>

2．應用領域及缺點

現(xiàn)在ADSL的應用領域主要是個人住宅用戶的Internet接入，也可用于遠端LAN、小型辦公室/企業(yè)Internet接入等。

ADSL的主要缺點如下：

(1)較低的傳輸速率限制了高等級流媒體應用和HDTV等業(yè)務的開展。

(2)非對稱特性不適于要求數(shù)據(jù)流收發(fā)對稱的企事業(yè)和商業(yè)辦公環(huán)境。

(3)由于ADSL設備是面向ATM體制的，因而ADSL/ATM設備的成本較高。7.2.2混合光纖/同軸電纜(HFC)接入網(wǎng)

混合光纖/同軸電纜(HybridFiberCoaxial，HFC)接入網(wǎng)是從傳統(tǒng)的有線電視網(wǎng)絡發(fā)展而來的。20世紀90年代后，隨著光傳輸技術的成熟和設備價格的下降，光傳輸技術逐步進入有線電視分配網(wǎng)，形成HFC網(wǎng)絡，但HFC網(wǎng)絡只用于模擬電視信號的廣播分配業(yè)務，浪費了大量的空閑帶寬資源。

20世紀90年代中期以后全球電信業(yè)務經(jīng)營市場的開放，以及HFC本身巨大的帶寬和相對經(jīng)濟性，基于HFC網(wǎng)的CableModem技術對有線電視網(wǎng)絡公司很具吸引力。1993年初，Bellcore最先提出在HFC上采用CableModem技術，同時傳輸模擬電視信號、數(shù)字信息、普通電話信息，即實現(xiàn)一個基于HFC+CableModem的全業(yè)務接入網(wǎng)FSAN。由于有線電視(CATV)在城市中很普及，因此該技術是寬帶接入技術中最先成熟和進入市場的。所謂CableModem，就是通過有線電視HFC網(wǎng)絡實現(xiàn)高速數(shù)據(jù)訪問的接入設備。CableModem的通信和普通Modem一樣，是數(shù)據(jù)信號在模擬信道上交互傳輸?shù)倪^程，但也存在差異：普通Modem的傳輸介質(zhì)在用戶與訪問服務器之間是點到點的連接，即用戶獨享傳輸媒質(zhì)，而CableModem的傳輸媒質(zhì)是HFC網(wǎng)，將數(shù)據(jù)信號調(diào)制到某個傳輸帶寬與有線電視信號共享媒質(zhì)；另外，CableModem的結(jié)構較普通Modem更復雜，它由調(diào)制解調(diào)器、調(diào)諧器、加/解密模塊、橋接器、網(wǎng)絡接口卡、以太網(wǎng)集線器等組成，其優(yōu)點是無需撥號上網(wǎng)，不占用電話線，可提供隨時在線連接的全天候服務。目前CableModem產(chǎn)品有歐美兩大標準體系，DOCSIS是北美標準，DVB/DAVIC是歐洲標準。

1．工作原理及接入?yún)⒖寄Ｐ?/p>

在HFC上利用CableModem進行雙向數(shù)據(jù)傳輸時，須對原有CATV網(wǎng)絡進行雙向改造，主要包括配線網(wǎng)絡帶寬要升級到860MHz以上，網(wǎng)絡中使用的信號放大器要換成雙向放大器，同時光纖段和用戶段也應增加相應設備用于語音和數(shù)據(jù)通信。

CableModem采用副載波頻分復用方式將各種圖像、數(shù)據(jù)、語音信號調(diào)制到相互區(qū)分的不同頻段上，再經(jīng)電/光轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換成光信號，經(jīng)饋線網(wǎng)光纖傳輸?shù)椒諈^(qū)的光節(jié)點處，然后經(jīng)光/電轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換成電信號，最后經(jīng)同軸電纜傳輸后送往相應的用戶端CableModem，以恢復成圖像、數(shù)據(jù)、語音信號。為支持雙向數(shù)據(jù)通信，CableModem將同軸帶寬分為上行通道和下行通道，其中下行數(shù)據(jù)通道占用50～750MHz之間的一個6MHz的頻段，一般采用64/256QAM調(diào)制方式，速率可達30～40Mb/s；上行數(shù)據(jù)通道占用5～42MHz之間的一個200～3200kHz的頻段。為了有效抑制上行噪聲積累，一般采用抗噪聲能力較強的QPSK調(diào)制方式，速率可達320～10Mb/s，HFC頻譜安排參考方案如圖7.6所示。圖7.6HFC頻譜安排采用CableModem技術的寬帶接入網(wǎng)主要由前端設備CMTS(CableModemTerminationSystem)和用戶端設備CM(CableModem)構成。CMTS是一個位于前端的數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)，它負責將來自用戶CM的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至不同的業(yè)務接口，同時，它也負責接收外部網(wǎng)絡到用戶群的數(shù)據(jù)，通過下行數(shù)據(jù)調(diào)制(調(diào)制到一個6MHz帶寬的信道上)后與有線電視模擬信號混合輸出到HFC網(wǎng)絡。用戶端的CM的基本功能就是將用戶上行數(shù)字信號調(diào)制成5～42MHz的信號后以TDMA方式送入HFC網(wǎng)的上行通道，同時，CM還將下行信號解調(diào)為數(shù)字信號送給用戶計算機。通常CM加電后，首先自動搜索前端的下行頻率，找到下行頻率后，從下行數(shù)據(jù)中確定上行通道，與CMTS建立連接，并通過動態(tài)主機配置協(xié)議(DHCP)，從DHCP服務器上獲得分配給它的IP地址。圖7.7所示為HFC系統(tǒng)接入配置圖。圖7.7HFC系統(tǒng)接入配置圖

2.應用領域及缺點

基于HFC的CableModem技術主要依托有線電視網(wǎng)，目前提供的主要業(yè)務有Internet訪問、IP電話、視頻會議、VOD、遠程教育、網(wǎng)絡游戲等。此外，電纜調(diào)制解調(diào)器沒有ADSL技術的嚴格距離限制，采用CableModem在有線電視網(wǎng)上建立數(shù)據(jù)平臺，已成為有線電視公司接入電信業(yè)務的首選。

CableModem速率雖快，但也存在一些問題，比如CMTS與CM的連接是一種總線方式。CableModem用戶是共享帶寬的，當多個CableModem用戶同時接入Internet時，數(shù)據(jù)帶寬就由這些用戶均分，從而速率會下降。另外，共享總線式的接入方式，使得在進行交互式通信時必須要注意安全性和可靠性問題。7.2.3光纖接入網(wǎng)

光纖接入網(wǎng)是采用光纖傳輸技術的接入網(wǎng)，一般指本地交換機與用戶之間采用光纖或部分采用光纖通信的接入系統(tǒng)。按照用戶端的光網(wǎng)絡單元(ONU)放置位置的不同，光纖接入網(wǎng)又分為FTTC(光纖到路邊)、FTTB(光纖到樓)、FTTH(光纖到戶)等。因此，光纖接入網(wǎng)又稱為FTTx接入網(wǎng)。

光纖接入網(wǎng)的產(chǎn)生，一方面是由于互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展催生了市場迫切的寬帶需求，另一方面得益于光纖技術的成熟和設備成本的下降，這些因素使得光纖技術的應用從廣域網(wǎng)延伸到接入網(wǎng)成為可能。目前基于FTTx的接入網(wǎng)已成為寬帶接入網(wǎng)的研究、開發(fā)和標準化的重點，并將成為未來接入網(wǎng)的核心技術。

光纖接入網(wǎng)一般由局端的光線路終端(OLT)、用戶端的光網(wǎng)絡單元(ONU)以及光配線網(wǎng)(ODN)和光纖組成，其結(jié)構如圖7.8所示。圖7.8光纖接入網(wǎng)結(jié)構圖

(1)?OLT：具有光/電轉(zhuǎn)換、傳輸復用、數(shù)字交叉連接及管理維護等功能，實現(xiàn)接入網(wǎng)到SN的連接。

(2)?ONU：具有光/電轉(zhuǎn)換、傳輸復用等功能，實現(xiàn)與用戶端設備的連接。

(3)?ODN：具有光功率分配、復用/分路、濾波等功能，為OLT和ONU提供傳輸手段。

一般按照ODN采用的技術不同，將光網(wǎng)絡分為兩類：有源光網(wǎng)絡(ActiveOpticalNetwork，AON)和無源光網(wǎng)絡(PassiveOpticalNetwork，PON)。有源光網(wǎng)絡(AON)指光配線網(wǎng)(ODN)含有有源器件(電子器件、電子電源)的光網(wǎng)絡，該技術主要用于長途骨干傳送網(wǎng)。

無源光網(wǎng)絡(PON)指ODN不含有任何電子器件及電子電源，全部由光分路器(Splitter)等無源器件組成，不需要貴重的有源電子設備。但在光纖接入網(wǎng)中，OLT及ONU仍是有源的。由于PON具有可避免電磁和雷電影響以及設備投資和維護成本低的優(yōu)點，因而在接入網(wǎng)中很受歡迎。圖7.9所示是PON的一般結(jié)構。圖7.9PON的一般結(jié)構光纖接入網(wǎng)具有容量大、損耗低、防電磁能力強等優(yōu)點，隨著技術的進步，其成本最終也會低于銅線接入技術。但就目前而言，成本仍然是主要障礙，因此在光纖接入網(wǎng)實現(xiàn)中，ODN設備主要采用無源光器件，網(wǎng)絡結(jié)構主要采用點到多點方式，具體的實現(xiàn)技術主要有基于ATM技術的APON和基于Ethernet技術的EPON與GPON，其中APON目前被逐漸淘汰。

1.?EPON

EPON是EthernetPON的簡寫，它是在ITU-TG.983APON標準的基礎上提出的。近年來，由于千兆比特Ethernet技術的成熟，和將來10GBEthernet標準的推出，以及Ethernet對IP天然的適應性，使得原來傳統(tǒng)的局域網(wǎng)交換技術逐漸擴展到廣域網(wǎng)和城域網(wǎng)中。目前越來越多的骨干網(wǎng)采用千兆比特IP路由交換機構建；另一方面，Ethernet在CPN中也占據(jù)了絕對的統(tǒng)治地位，將ATM延伸到PC桌面已不可能了。在這種背景下，接入網(wǎng)中采用APON，其技術復雜、成本高，而且由于要在WAN/LAN之間進行ATM與IP協(xié)議的轉(zhuǎn)換，因而實現(xiàn)的效率也不高。由此可見，在接入網(wǎng)中用Ethernet取代ATM，符合未來骨干網(wǎng)IP化的發(fā)展趨勢，最終形成從骨干網(wǎng)、城域網(wǎng)、接入網(wǎng)到局域網(wǎng)全部基于IP、WDM、Ethernet來實現(xiàn)綜合業(yè)務寬帶網(wǎng)。

EPON的工作原理如圖7.10所示。圖7.10EPON的工作原理其分組長度可變，最大為1518字節(jié)；APON中采用標準的ATM53字節(jié)的固定長分組格式。由于IP分組也是可變長的，最大長度為65535字節(jié)，這就意味著APON承載IP數(shù)據(jù)流的效率低、開銷大。

在EPON中，OLT到ONU的下行數(shù)據(jù)流采用廣播方式發(fā)送，OLT將來自骨干網(wǎng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成可變長的IEEE802.3Ethernet幀格式后發(fā)往ODN，光分路器以廣播方式將所有幀發(fā)給每一個ONU，ONU根據(jù)Ethernet幀頭中ONU標識接收屬于自己的信息。

ONU到OLT的上行數(shù)據(jù)流采用TDMA發(fā)送，與APON相同，OLT為每個ONU分配一個時隙，周期是2ms。

EPON采用雙波長方式實現(xiàn)單纖上的全雙工通信，下行信道使用1510nm波長，上行信道使用1310nm波長。

目前相關的標準主要由IEEE的EFM研究組制定。

2.?GPON

GPON(吉比特無源光網(wǎng)絡)技術是ITU-T/FSAN組織于2002年9月在BPON(即APON)的基礎上推出的具有高速率、高效率，支持多業(yè)務透明傳輸，能夠提供明確的服務質(zhì)量保證和服務級別，具有電信級的網(wǎng)絡監(jiān)測和業(yè)務管理能力的光接入網(wǎng)解決方案。ITU-T于2003年批準了GPON標準G.984.1和G.984.2，2004年又相繼批準了G.984.3和G.984.4，從而形成了G.984.x系列通用的GPON標準。下一代GPON標準NG-PON(NG-PON1和NG-PON2)也正在研究之中，2009年4月完成了NG-PON1的技術白皮書。GPON和EPON兩種技術均被公認為是當前FTTH的主要實現(xiàn)技術。

GPON是一種下行速率高達2.5Gb/s、上行速率高達1.25Gb/s、能以原有格式和極高的效率(90%以上)傳送包括語音、以太網(wǎng)、ATM、租用線等多種業(yè)務的技術。GPON的主要技術特點是采用全新的傳輸匯聚層協(xié)議“通用成幀協(xié)議(GFP)”，實現(xiàn)多種業(yè)務碼流的通用成幀封裝，為高層用戶信號業(yè)務流和傳輸網(wǎng)絡提供一種通用的適配機制；同時又保持了G.983中與PON協(xié)議沒有直接關系的許多功能特性，如OAM、DBA(動態(tài)帶寬分配)等。這里，傳輸網(wǎng)絡可以是多種類型，如SONET/SDH和ITU-TG.709(OTN)；用戶信號可以是基于分組的(如IP/PPP或EthernetMAC)或持續(xù)的比特速率，或其他類型的信號。GFP對不同業(yè)務提供通用、高效、簡單的方法進行原有格式封裝后，經(jīng)由PON傳輸。因為GFP使用標準的8kHz(125μs)幀，所以能夠直接支持TDM業(yè)務。

GPON的傳輸距離最遠可以達到60km，是EPON最大傳輸距離20km的3倍；GPON系統(tǒng)中可接的ONU數(shù)量也遠多于EPON系統(tǒng)中可接的ONU數(shù)量。GPON與各種PON的最大差別在于：APON、EPON是進行各種協(xié)議的“轉(zhuǎn)換”，而GPON則是進行各種協(xié)議的“透明傳輸”，所以GPON的開銷少，帶寬利用率/效率高；GPON以E1的原有格式支持語音業(yè)務，而EPON受限于802.3MAC協(xié)議，不易兼容語音以及以太網(wǎng)之外的任何業(yè)務；另外，在成本方面，各種PON系統(tǒng)的成本是相似或相近的，只是當EPON作為E1接口、APON作為E1及IP接口時，除了光接口的成本外，還要增加相應的附加成本，而GPON的業(yè)務透明傳輸，使它的外加適配少，成本相對略低一些。綜合比較，GPON技術要比EPON技術更為先進。

GPON系統(tǒng)采用點到多點的網(wǎng)絡結(jié)構，通常由局側(cè)的OLT、用戶側(cè)的ODN和ONU組成。ODN由單模光纖、光分路器、光連接器等無源光器件組成，為OLT和ONU之間的物理連接提供了光傳輸媒質(zhì)。GPON系統(tǒng)參考配置如圖7.11所示。圖7.11GPON系統(tǒng)參考配置由圖可知，GPON包括四種基本功能塊，即OLT、ODN、ONU和適配功能塊(AF)，同時可提供選擇的波分復用(WDM)模塊、OLT和ONU需要使用不同波長的網(wǎng)絡單元NE。如果GPON不使用WDM，則不需要該功能模塊及相應的NE。7.2.4其他有線寬帶接入技術

1.電力線接入技術

PLC是一種利用中、低壓配電網(wǎng)作為通信媒質(zhì)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)、語音、圖像等綜合業(yè)務傳輸?shù)耐ㄐ偶夹g，它不僅可以作為解決寬帶末端接入瓶頸的有效手段，而且可以為電力負荷監(jiān)控、遠程抄表、配用電自動化、需求側(cè)管理、企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡、智能家庭以及數(shù)字化社區(qū)提供高速數(shù)據(jù)傳輸平臺。

1)?PLC的特點

PLC具有以下特點：

(1)經(jīng)濟性好。電力線是現(xiàn)有的電力基礎設施，是世界上覆蓋面最大的網(wǎng)絡。在此基礎上建設寬帶接入網(wǎng)和寬帶用戶駐地網(wǎng)，充分利用現(xiàn)有的配電網(wǎng)絡基礎設施，無需新建線纜，無需改造室內(nèi)布線，無需窗墻打洞，是一種“NoNewWires”技術，避免了對建筑物和公共設施的破壞，節(jié)約了資源，同時也節(jié)省了人力。

(2)接入網(wǎng)和駐地網(wǎng)一氣呵成。PLC利用室內(nèi)電源插座安裝簡單、接入點多、設置靈活、使用方便的特點，易于實現(xiàn)寬帶駐地網(wǎng)；通過與控制技術的結(jié)合，為在現(xiàn)有基礎上實現(xiàn)“智能家庭”提供了有力的支持；利用電力線路為物理媒質(zhì)，可將遍布住宅角落的信息家電、PC等連為一體，接入Internet，實現(xiàn)遠程、集中的管理控制。

(3)電力系統(tǒng)和通信系統(tǒng)合二為一、永久在線，易于構建安保、急救系統(tǒng)。利用PLC的永久在線連接，易于構建防火、防盜、防有毒氣體泄露等的保安監(jiān)控系統(tǒng)，讓上班族高枕無憂；構建的醫(yī)療急救系統(tǒng)，讓有老人、孩子和病人的家庭倍感放心。

(4)建設和投資靈活。PLC的網(wǎng)絡建設靈活，可根據(jù)用戶需要按小區(qū)、甚至按照若干用戶進行組網(wǎng)安裝，實現(xiàn)滾動式投資，且收回投資時間短。

(5)費用低。由于建設規(guī)模和投資規(guī)模小而靈活，運行費用低，因此用戶的上網(wǎng)費用也較低。

(6)能夠為電力公司的自動抄表、配用電自動化、負荷監(jiān)控、需求側(cè)管理等提供傳輸通道，實現(xiàn)電力線的增值服務，進而實現(xiàn)數(shù)據(jù)、語音、視頻、電力的“四線合一”。

(7)適合于中國城市多數(shù)居民的居住方式。中國高密度的公寓式居住現(xiàn)狀與PLC接入特點相適應，這就使得PLC接入在中國的投入成本相對西方發(fā)達國家別墅型居住環(huán)境要低很多。

2)?PLC的應用方式

由于受電網(wǎng)的影響，PLC的傳播距離有限，在低壓配電網(wǎng)上無中繼的傳輸距離一般在250m以下，要實現(xiàn)自配電變壓器至用戶插座的全點接入需要借助中繼技術，這勢必要增加系統(tǒng)的造價。電力負荷的波動對PLC接入網(wǎng)的吞吐量也有一定的影響，由于多個用戶共享信道帶寬，當用戶增加到一定程度時，網(wǎng)絡性能和用戶可用帶寬有所下降，但通過合理的組網(wǎng)可加以解決。目前在保證用戶接入寬帶和接入穩(wěn)定性的前提下，最經(jīng)濟的PLC接入系統(tǒng)采用光纖+五類線+電力線的方式。其中光纜作為骨干網(wǎng)接到小區(qū)，在小區(qū)內(nèi)通過五類線布線到各個居民樓的單元。在單元里安裝一臺PLC局端設備供該單元的用戶共享使用，局端設備的高頻信號線通過串接的方式耦合到各個用戶電表處，并將信號傳送到用戶的家庭電力網(wǎng)絡中，這樣單元樓內(nèi)的各個用戶就可以通過家庭電力線以及位于家庭外部的配套網(wǎng)絡實現(xiàn)寬帶接入和其他數(shù)據(jù)通信。這是目前普遍采用的PLC接入方式，它不僅可以實現(xiàn)用戶的電力線接入，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和傳輸帶寬，大大降低負荷波動對吞吐量的影響，同時也可以大大降低系統(tǒng)造價。此舉的應用特點可概括為“樓宇共享”?！皹怯罟蚕怼笔絇LC網(wǎng)絡結(jié)構如圖7.12所示。當以電力線作為傳輸媒質(zhì)接入互聯(lián)網(wǎng)時，只需在樓里配備一臺PLC局端設備(電力路由器)進行信號覆蓋，通過將傳統(tǒng)的以太網(wǎng)信號轉(zhuǎn)化成在220V的民用電力線上傳輸?shù)母哳l信號，來實現(xiàn)信號的加載和傳輸。此時，傳統(tǒng)意義上的電力線就成為用戶上網(wǎng)的傳輸媒質(zhì)，而用戶只需要一臺PLC用戶端設備(即“電力貓”)即可上網(wǎng)。圖7.12“樓宇共享”式PLC網(wǎng)絡結(jié)構如果家庭已經(jīng)接入了寬帶網(wǎng)絡，需要通過室內(nèi)電源線構成用戶網(wǎng)，那么只需選購兩個“電力貓”(PLC調(diào)制解調(diào)器)即可，一個用來與外部接入的寬帶網(wǎng)絡相連，另一個插入室內(nèi)任意一個電源插座中，再用雙絞線與計算機的網(wǎng)卡連接(如果“電力貓”是USB接口，則利用USB連接線與計算機的USB接口連接即可)，然后在房間里只要有電線插座的地方即可實現(xiàn)有線上網(wǎng)。此種方式的實質(zhì)是利用兩個“電力貓”及家庭里的電源線代替網(wǎng)線(五類線)，故可稱為“電源線點到點”式運用PLC。如果要實現(xiàn)一個家庭多臺計算機同時上網(wǎng)，則應購置一臺“電力路由器”，不過此設備一般在ISP布置電力上網(wǎng)線路時，可以要求配置。將電力路由器的WAN口與外部寬帶接入相連，然后插入室內(nèi)電源插座中；接著再為每一臺需要共享上網(wǎng)的計算機配置一個“電力貓”，用雙絞線分別連接到各臺計算機的網(wǎng)卡接口，即可實現(xiàn)多臺計算機共享寬帶接入。此種共享方式跟一般有線網(wǎng)絡的共享原理類似，只是電力線共享少了一臺中間設備(交換機)，而轉(zhuǎn)由屋內(nèi)電力線路來實現(xiàn)，其網(wǎng)絡結(jié)構如圖7.13所示。此種方式可稱為“電源線一點對多點”式運用PLC。圖7.13“電源線一點對多點”式網(wǎng)絡結(jié)構

2.以太網(wǎng)接入技術

隨著千兆位以太網(wǎng)的成熟和萬兆位以太網(wǎng)的出現(xiàn)，以太網(wǎng)已經(jīng)進入城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)領域，如果接入網(wǎng)也采用以太網(wǎng)，將形成局域網(wǎng)、接入網(wǎng)、城域網(wǎng)到廣域網(wǎng)都是以太網(wǎng)的結(jié)構。采用與IP一致的以太網(wǎng)幀結(jié)構，各網(wǎng)之間可實現(xiàn)無縫連接，不需要任何格式轉(zhuǎn)換，這可以大大提高運行效率、方便管理、降低成本。這種結(jié)構可以提供端到端的連接，使網(wǎng)絡能夠提供服務質(zhì)量(QoS)保證。因此，以太網(wǎng)接入網(wǎng)是寬帶接入網(wǎng)的一種重要選擇方案。

1)以太網(wǎng)接入概述

傳統(tǒng)的以太網(wǎng)是一種局域網(wǎng)，而基于以太網(wǎng)技術的寬帶接入網(wǎng)與傳統(tǒng)的以太網(wǎng)已經(jīng)大不一樣。雖然它也采用TCP/IP協(xié)議，也利用以太網(wǎng)的幀結(jié)構和接口，并保留了以太網(wǎng)的簡單性，但其余基本特征已有根本性變化，網(wǎng)絡的結(jié)構和工作原理完全不一樣，在LAN交換、星形布線、大容量MAC地址存儲以及用戶管理、安全管理、故障管理和計費管理等方面都有很大不同。它具有高度的信息安全性、電信級的網(wǎng)絡可靠性、強大的網(wǎng)管功能，并且能保證用戶的接入帶寬。以太網(wǎng)接入網(wǎng)給用戶提供標準的以太網(wǎng)接口，能兼容所有帶有標準以太網(wǎng)接口的終端，因此用戶不需另配任何新的接口卡或協(xié)議軟件，就可獲得10Mb/s、100Mb/s或更高的接入速率。目前大部分的商業(yè)大樓和新建住宅樓都進行了綜合布線，布放了5類UTP(非屏蔽雙絞線)，將以太網(wǎng)插口布到桌邊。住宅小區(qū)建立起光纖到大樓、5類線入戶的或直接利用電信網(wǎng)現(xiàn)有雙絞線入戶的以太網(wǎng)接入網(wǎng)，提供高性價比的寬帶業(yè)務。不少城域網(wǎng)的接入部分也都選用了以太網(wǎng)，全球企事業(yè)用戶、校園網(wǎng)用戶廣泛采用以太網(wǎng)接入，以太網(wǎng)已成為廣大用戶的主導接入方式。

2)以太網(wǎng)接入網(wǎng)方案

基于以太網(wǎng)技術的寬帶接入網(wǎng)完全可以為用戶提供穩(wěn)定、可靠的寬帶接入服務。根據(jù)使用的傳輸媒介的不同，已有的以太網(wǎng)接入網(wǎng)方案包括以下幾種：①基于電話線的以太網(wǎng)接入網(wǎng)；②基于DSL的以太網(wǎng)EthernetoverDSL和Etherloop，速率最高為10Mb/s；③FTTH的無源光以太網(wǎng)(EPON)；④光纖到大樓、5類線入戶的以太網(wǎng)接入網(wǎng)；⑤空中激光和無線電以太網(wǎng)接入網(wǎng)。

3)以太網(wǎng)接入網(wǎng)的基本結(jié)構

基于以太網(wǎng)技術的寬帶接入網(wǎng)的基本網(wǎng)絡結(jié)構如圖7.14所示。由圖可見，以太網(wǎng)接入網(wǎng)由局端側(cè)設備和用戶側(cè)設備組成。一般局端側(cè)設備位于小區(qū)內(nèi)或商業(yè)大樓內(nèi)，用戶側(cè)設備位于居民樓內(nèi)或樓層內(nèi)。局端側(cè)設備提供與IP骨干網(wǎng)的接口，用戶側(cè)設備提供與用戶終端計算機相接的10/100BASE-T接口。圖7.14以太網(wǎng)接入方式示意圖局端側(cè)設備具有匯聚用戶側(cè)設備網(wǎng)管信息的功能，還支持對用戶的認證、授權和計費以及用戶IP地址的動態(tài)分配。為了保證設備的安全性，局端側(cè)設備與用戶側(cè)設備之間采用邏輯上獨立的內(nèi)部管理通道。局端側(cè)設備負責維護端口-主機地址映射表；對于組播業(yè)務，由局端側(cè)設備控制各多播組狀態(tài)和組內(nèi)成員的情況。

用戶側(cè)設備只有數(shù)據(jù)鏈路層功能，工作在MUX(復用器)方式下，各用戶之間在物理層和數(shù)據(jù)鏈路層相互隔離，從而保證用戶數(shù)據(jù)的安全性。另外，用戶側(cè)設備可以在局端側(cè)設備的控制下動態(tài)改變其端口速率，從而保證用戶最低接入速率、限制用戶最高接入速率，支持對業(yè)務的QoS保證。用戶側(cè)設備只執(zhí)行受控的多播復制，不需要多播組管理功能。用戶側(cè)設備負責以太網(wǎng)幀的復用和解復用。

4)以太網(wǎng)接入網(wǎng)的主要解決方案

將以太網(wǎng)技術應用到接入網(wǎng)中，主要的解決方案有VLAN、VLAN+PPPoE及三網(wǎng)融合下的接入方式。

(1)?VLAN方式。VLAN(VirtualLAN)即虛擬局域網(wǎng)，其組網(wǎng)時所依據(jù)的不是站點的物理位置，而是邏輯位置(MAC地址、IP地址或其他地址)，即所謂“邏輯上相關而物理上分散”的網(wǎng)絡。VLAN技術在廣播抑制、動態(tài)組網(wǎng)、網(wǎng)絡安全等方面具有其他網(wǎng)絡無法比擬的優(yōu)越性。。它具有的重要特征是：同一虛擬網(wǎng)的所有成員組成一個“獨立于物理位置而具有相同邏輯的廣播域”以共享一個VLAN標識(VLANID)；VLAN的所有成員都能收到由同一VLAN的其他成員發(fā)送來的每一個廣播包；同一VLAN的成員之間的通信不需要路由的支持，而不同VLAN的成員之間的通信則需要路由的支持。VLAN方式的網(wǎng)絡結(jié)構如圖7.15所示。其中，局域網(wǎng)交換機(LANSwitch)按端口配置成獨立的VLAN，享有獨立的VID(VLANID)。在VLAN方式中，利用支持VLAN的LANSwitch進行信息隔離，如隔離攜帶用戶信息的廣播消息，從而使用戶數(shù)據(jù)的安全性得到進一步提高，但這種方式不能對用戶進行認證和授權；可以將用戶的IP地址與該用戶所連接的端口VID進行綁定，這樣設備可以通過核實IP地址和VID來識別用戶的合法性，同時保證正確的路由選擇，但這將導致只能進行靜態(tài)IP地址分配的問題。另一方面，因每個用戶處在邏輯上獨立的網(wǎng)內(nèi)，所以對每個用戶至少要配置一個子網(wǎng)的4個IP地址：子網(wǎng)地址、網(wǎng)關地址、子網(wǎng)廣播地址和用戶主機地址，這會降低地址利用率。圖7.15VLAN方式的網(wǎng)絡結(jié)構

(2)?VLAN+PPPoE方式。VLAN+PPPoE方式的網(wǎng)絡結(jié)構如圖7.16所示。VLAN+PPPoE方式可以解決用戶數(shù)據(jù)的安全性問題，同時由于PPP協(xié)議提供用戶認證、授權以及分配用戶IP地址的功能，因此不會造成上述VLAN方式所出現(xiàn)的問題。但是面向未來網(wǎng)絡的發(fā)展，PPP不能支持組播業(yè)務，因為它是一個點到點的技術，所以還不是一個很好的解決方案。圖7.16VLAN+PPPoE方式的網(wǎng)絡結(jié)構

(3)三網(wǎng)融合下的接入方式。從原則上講，可以采用單一的IPoE方式提供三網(wǎng)融合業(yè)務的綜合接入。但考慮到目前上網(wǎng)業(yè)務已經(jīng)普遍采用PPPoE方式，而這種方式的局限性更多體現(xiàn)在IPTV等組播業(yè)務上，因此，在三網(wǎng)融合的業(yè)務接入構架中，可以考慮上網(wǎng)業(yè)務保留PPPoE的接入方式，其他業(yè)務采用IPoE方式的混合接入方式。由于IPoE方式不再使用用戶名/密碼來識別用戶及業(yè)務類型，而是用MAC地址，所以要做好用戶接入的VLAN規(guī)劃，同時為DHCP接入方式引入RADIUS認證、計費過程，通過DHCP獲取IP地址，并通過以太網(wǎng)直接傳送IP報文。7.3.1無線接入的概念

無線接入是指從交換節(jié)點到用戶終端部分或全部采用無線手段的接入技術。無線接入系統(tǒng)具有建網(wǎng)費用低、擴容可按需而定、運行成本低等優(yōu)點，所以在發(fā)達地區(qū)可以作為有線網(wǎng)絡的補充，能迅速及時替代有故障的優(yōu)先系統(tǒng)或提供短期臨時業(yè)務；在發(fā)展中或邊遠地區(qū)可廣泛替換有線用戶環(huán)路，節(jié)省時間和投資。7.3無線寬帶接入網(wǎng)

無線接入技術按終端入網(wǎng)方式的不同可分為固定接入網(wǎng)和移動接入網(wǎng)兩大類。

固定接入網(wǎng)是從交換節(jié)點到固定用戶終端采用無線接入，它實際上是PSTN/ISDN的無線延伸。傳統(tǒng)的固定接入系統(tǒng)有一點到多點微波系統(tǒng)(MARS)、多路多點分配業(yè)務(MMDS)、本地多點分配業(yè)務(LMDS)、無線本地環(huán)路(WLL，包括一點多址微波、固定蜂窩、固定無繩及它們的組合)、直播衛(wèi)星系統(tǒng)(DBS)、甚小天線衛(wèi)星地球站(VSAT)、低軌衛(wèi)星本地固定寬帶接入及光無線接入等。移動接入網(wǎng)可分為高速和低速兩種。高速移動接入系統(tǒng)一般包括蜂窩系統(tǒng)、衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)、集群系統(tǒng)等。低速接入系統(tǒng)一般是PCN(個人通信)系統(tǒng)，如CDMA本地環(huán)路、PACS、PHS等。

無線接入技術的另一研究熱點是無線接入Internet。通過無線接入Internet的方式分為兩大類：一是基于蜂窩的接入技術，如CDPD、GPRS、EDGE等；二是基于局域網(wǎng)的技術，如IEEE802.11WLAN、Bluetooth、HomeRF等。目前無線接入技術正朝數(shù)字化、寬帶化、多媒體化和智能化的方向發(fā)展。7.3.2本地多點分配業(yè)務

本地多點分配業(yè)務(LocalMultipointDistributionService，LMDS)工作在20～40GHz頻帶上，每個服務區(qū)可擁有1.3GHz的帶寬，是一種傳輸容量可與光纖比擬，同時又兼有無線通信經(jīng)濟和易于實施等優(yōu)點的寬帶無線接入技術。之所以叫它本地，是因為LMDS的無線信號傳輸距離不超過5km。LMDS的主要特點如下：

(1)單個基站所能覆蓋的范圍有限。根據(jù)所采用的頻率的高低，LMDS的覆蓋半徑一般為5km左右。晴朗的天氣條件下，覆蓋范圍較大；陰雨天氣時，覆蓋范圍會受雨衰因素影響，頻率越高，影響越大。

(2)從基站到用戶的下行信號采用點到多點方式，這也是“多點分配”的含義所在。用戶到基站的上行傳送可以采用FDMA方式，也可以采用TDMA方式，相對比較靈活。

(3)提供的業(yè)務范圍廣。LMDS可以提供包括窄帶語音到寬帶數(shù)據(jù)等各種業(yè)務。用戶能夠從LMDS網(wǎng)絡得到的業(yè)務量大小，完全取決于運營者對業(yè)務的開放度。

LMDS基于MPEG技術，是從微波視頻分配系統(tǒng)(MicrowaveVideoDistributionSystem，MVDS)發(fā)展而來的。與傳統(tǒng)點到點高速固定無線接入方式相比，LMDS為“最后一公里”寬帶接入和交互式多媒體應用提供了更經(jīng)濟和更簡便的解決方案，是對FTTx的有益補充，它的寬帶屬性使它可以提供大量的電信服務和應用。

1.工作原理及接入?yún)⒖寂渲?/p>

LMDS工作在20～40GHz頻率上，被許可的頻率是24GHz、28GHz、31GHz、38GHz，其中以28GHz獲得的許可較多，該頻段具有較寬的頻譜范圍，最有潛力提供多種業(yè)務。但由于在28GHz頻段內(nèi)信號的傳輸距離有限，LMDS采用了多扇區(qū)、多小區(qū)的空間分割技術組網(wǎng)，以重用頻率，提高系統(tǒng)容量。典型的LMDS系統(tǒng)可支持下行45Mb/s、上行10Mb/s的傳輸速率。

LMDS接入系統(tǒng)構成如圖7.17所示，一般包括中心站、終端站和網(wǎng)管系統(tǒng)三大部分。中心站和終端站又分別由室內(nèi)單元(IDU)和室外單元(ODU)兩部分組成。IDU提供業(yè)務相關的部分，如業(yè)務的適配和匯聚；ODU提供基站和遠端站之間的射頻傳輸功能，一般安置在建筑物的屋頂上，系統(tǒng)組網(wǎng)形式與3.5GHz固定無線方式相似。圖7.17LMDS接入系統(tǒng)構成中心站位于小區(qū)(Cell)中心，它覆蓋的服務區(qū)一般分為多個扇區(qū)，可以對一個或多個終端站提供服務。中心站IDU將來自各個扇區(qū)不同用戶的上行業(yè)務量進行匯聚復用，提交到不同的業(yè)務節(jié)點，同時將來自不同業(yè)務節(jié)點的下行業(yè)務量分送至各個扇區(qū)。具體地說，中心站一般采用TDMA或FDMA接入方式。中心站系統(tǒng)提供豐富的SNI接口類型，網(wǎng)絡側(cè)可連接PSTN/ISDN交換機、ATM交換機、路由器等，為遠端用戶接入業(yè)務節(jié)點提供服務。終端站設置在用戶駐地網(wǎng)。用戶駐地網(wǎng)設備為用戶終端提供PSTN電路仿真、高速IP等業(yè)務；遠端站IDU可連接用戶小交換機、路由器等，將來自CPN的業(yè)務適配匯聚，通過中頻電纜傳送到ODU，然后通過無線鏈路傳送到基站，在相反方向從下行業(yè)務流中提取本站業(yè)務分送給用戶。目前商用系統(tǒng)中的終端站一般提供E1接口和10Base-T接口。

E1接口與用戶小交換機相連，對普通語音、ISDN業(yè)務提供支持；10Base-T接口與HUB或其他設備相連，提供數(shù)據(jù)業(yè)務。終端站也可以直接提供Z接口和ISDNU接口。中心站和終端站的ODU包括射頻收發(fā)器和射頻天線兩部分。射頻收發(fā)器將來自IDU的中頻信號進行上變頻調(diào)制到射頻頻帶，通過射頻天線進行發(fā)射，同時將射頻信號下變頻傳送到IDU，從而在基站與遠端站之間建立雙向通信通道。由于LMDS中心將覆蓋的服務區(qū)劃分為若干個扇區(qū)，因此基站天線為扇區(qū)天線。現(xiàn)有的扇區(qū)天線波束角一般有15°、22.5°、30°、45°、60°或90°等，可將服務區(qū)劃分為24、16、12、8、6或4個扇區(qū)，從具體實現(xiàn)上看，90°的扇區(qū)天線居多。終端站射頻天線為定向天線，用于定向接收來自本扇區(qū)天線的信號。系統(tǒng)一般可以進行自動增益控制，在滿足一定的誤碼率和系統(tǒng)可用性的前提下，自動調(diào)整射頻發(fā)射功率，使扇區(qū)之間的干擾降到最小。LMDS扇區(qū)半徑一般為2～4km。

2．LMDS接入技術特點

LMDS是一種微波的寬帶技術。該技術利用高容量點對多點微波傳輸，通過毫米波進行傳輸，它幾乎可以提供任何種類的業(yè)務，支持雙向語音、數(shù)據(jù)及視頻圖像業(yè)務，能夠?qū)崿F(xiàn)從64kb/s到2Mb/s、甚至高達155Mb/s的用戶接入速率，具有很高的可靠性，被比喻為“無線光纖”技術，可在較近的距離實現(xiàn)雙向傳輸語音、數(shù)據(jù)圖像、視頻、會議電視等寬帶業(yè)務，并支持ATM、TCP/IP和MPEG-2。但LMDS也有其缺點，如傳輸距離很短，僅有5～6km，因而不得不采用多個微蜂窩結(jié)構來覆蓋一個城市，而多蜂窩結(jié)構會增加系統(tǒng)復雜度；另外，雨衰太大，降雨時LMDS很難工作。7.3.3無線局域網(wǎng)

無線局域網(wǎng)(WLAN)是以無線電波或紅外線作為傳輸媒質(zhì)的計算機局域網(wǎng)(LAN)，它是IP接入網(wǎng)的一種形式。

WLAN與有線局域網(wǎng)(LAN)相比，最大的優(yōu)點是建設周期短、施工容易、擴展方便，且能支持用戶在移動中上網(wǎng)，為用戶提供多媒體業(yè)務。

1．系統(tǒng)組成

WLAN是由通過無線電相互連接的一些設備組成的，如圖7.18所示。通常將相互連接的設備稱為“站”；將無線電波覆蓋的范圍稱為“服務區(qū)”。圖7.18WLAN系統(tǒng)組成(a)BSA；(b)ESA所謂“站”，是指連接在WLAN中的各種智能化終端設備。這些設備通常是裝有無線適配卡(WirelessAdapterCard)的臺式PC、筆記本PC或嵌入式IEEE802.11終端設備(如802.11手機)。WLAN中的站有三類，即固定站、移動站與半移動站。固定站的天線一般為定向天線，不能隨便移動；移動站可以在覆蓋范圍內(nèi)隨便移動；半移動站可以改變位置，但不能在移動中保持通信。

WLAN中的服務區(qū)可分為兩類：基本服務區(qū)(BasicServiceArea，BSA)和擴展服務區(qū)(ExtendedServiceArea，ESA)。

2．拓撲結(jié)構

WLAN的拓撲結(jié)構有兩類：無中心拓撲和有中心拓撲。

無中心拓撲又稱為對等式(PeertoPeer)拓撲，如BSA中的站連接。這是一種網(wǎng)形拓撲結(jié)構。這種結(jié)構的網(wǎng)絡中至少包括兩個站。任意兩個站點之間均可直接進行通信，因此它是“無線”以太網(wǎng)。這種結(jié)構的網(wǎng)絡是一個獨立的WLAN，其主要特點是：建網(wǎng)容易(無需布線)、費用低、網(wǎng)絡整體移動性好、抗毀性強，但容量有限。因此，無中心拓撲結(jié)構的WLAN僅適于用戶群較小的應用環(huán)境。有中心(HubBased)拓撲如圖7.19(a)示。這是一種星形拓撲結(jié)構。這種結(jié)構的網(wǎng)絡中至少包含一個中心站(或基站)。所有站點對媒體的訪問均由基站來控制，同時，任意兩個站點之間的通信都必須通過基站來轉(zhuǎn)接。另外，基站還可作為連接有線主干網(wǎng)的接入點(AccessPoint，AP)。因此，基站一般有兩個接口，即符合IEEE802.11協(xié)議的無線接口與符合IEEE802.3協(xié)議的有線接口。圖7.19WLAN的拓撲結(jié)構(a)有中心拓撲；(b)多基站結(jié)構當網(wǎng)絡中存在多個基站時(如圖7.19(b)所示)，一個基站的覆蓋范圍形成一個微小區(qū)(即BSA)。通常，微小區(qū)的直徑在幾十米到上百米之間。當不同微小區(qū)之間存在一定范圍的重疊時，移動站點就可以在整個WLAN的覆蓋區(qū)內(nèi)自由移動，而不會中斷與網(wǎng)絡的連接。這種現(xiàn)象被稱為無線漫游。

因為移動站點的無線網(wǎng)卡能夠隨時自動發(fā)現(xiàn)附近信號最強的AP，并切換到該AP的工作頻率上，所以通過該AP收發(fā)數(shù)據(jù)，可保持不間斷的網(wǎng)絡連接。這種多基站的網(wǎng)絡常常與有線LAN或MAN互聯(lián)，構成覆蓋范圍較大的混合MAN或WAN。

3．關鍵技術

WLAN用到的關鍵技術可歸納如下：

(1)抗干擾與抗衰落技術。有線LAN的信道誤碼率(BER)一般可達10-9；而在WLAN中，由于無線電干擾和衰落的影響，其無線信道的BER遠達不到有線LAN的水平。過大的信道BER會導致WLAN單位時間的數(shù)據(jù)吞吐量明顯下降，從而影響網(wǎng)絡的性能。為了保證網(wǎng)絡的性能，必須采用相應的抗衰落與抗干擾技術，其中包括擴頻技術、跳頻技術及糾錯編碼技術等。

(2)通信保密技術。由于WLAN的無線傳輸信道是公開暴露的，任何無權的非法用戶都有可能接收和入侵網(wǎng)絡。為了保證網(wǎng)絡安全和用戶信息安全，必須采用相應的保密技術。為此，WLAN在不同層次采用了許多不同技術，如嚴密的用戶身份認證技術、用戶信息加密技術、無線信道的擴頻技術與跳頻技術等。采用擴頻技術能降低單位頻帶內(nèi)的發(fā)送功率密度，從而使盜聽者難以從空中捕獲到有用信號；采用跳頻技術，不僅能躲避干擾，而且能使不知道隨機跳頻序列的無權用戶無法接收到其他用戶的發(fā)送信息。

(3)兼容技術。兼容技術包括網(wǎng)絡兼容技術和電磁兼容技術兩個方面。前者要求WLAN應與有線LAN在操作系統(tǒng)與網(wǎng)絡軟件的使用上相互兼容，以方便用戶的使用；后者則要求WLAN必須考慮其發(fā)送電磁功率對周圍電磁環(huán)境的影響，以避免對其他設備的正常工作以及對人體健康造成不良影響。

(4)節(jié)能技術。WLAN必須面向便攜機以支持個人通信。為了節(jié)省便攜機的電池消耗，網(wǎng)絡應具有節(jié)能管理功能。即當某站不收發(fā)數(shù)據(jù)時，應使該站的收發(fā)信機處于休眠狀態(tài)；當該站需要收發(fā)數(shù)據(jù)時，再激活其收發(fā)信機。這樣，可以達到節(jié)省便攜機電池能耗的目的。

4．協(xié)議標準

1)?PHY層

WLAN的PHY層涉及兩個主要問題，即采用的無線傳輸媒質(zhì)和傳輸技術。

WLAN使用的無線傳輸媒質(zhì)是紅外線(Infrared)和位于ISM(Industrial，ScientificandMedical)頻段的無線電波。前者一般用于室內(nèi)環(huán)境，傳輸速率可以很高，因其無法穿透非透明障礙物，故只能以視線進行點對點傳播；后者既可用于室內(nèi)環(huán)境，也可用于室外環(huán)境，具有一定的穿透能力。紅外線不受無線電管理部門的管制，ISM頻段屬于非注冊使用頻段，因此，構建WLAN不需要申請無線電頻率。但是，為了防止對同頻段的其他系統(tǒng)造成干擾，對于工作在ISM頻段的WLAN，若采用窄帶調(diào)制技術，則必須得到無線電管理部門頒發(fā)的許可證；若采用擴頻技術，只要發(fā)送功率低于1W，則無需該許可證。

采用無線電波作為WLAN的傳輸媒質(zhì)時，可以有兩種調(diào)制方式：窄帶調(diào)制方式與寬帶調(diào)制方式。采用紅外線作為WLAN的傳輸媒質(zhì)時，也有兩種方式：擴散紅外(DiffusedInfrared，DF-IR)方式與定向波束紅外(DirectedBeamedInfrared，DB-IR)方式。在DF-IR方式中，發(fā)送方把多個發(fā)光裝置排成圓形，使各發(fā)光裝置從不同方向把紅外線發(fā)射出去。在DB-IR方式中，又有兩種方式：點對點方式與反射方式。前者是指發(fā)送方瞄準接收方后再把紅外波束發(fā)射出去；后者則是指發(fā)送方將紅外波束射向特制的反射裝置，經(jīng)其反射后到達接收方。

在ISM頻段上，可使用的頻段包括902Hz～928MHz(可利用帶寬為26MHz)、2.4～2.4835GHz(可利用帶寬為83.5MHz)和5.725～5.850GHz(可利用帶寬為125MHz)。在802.11協(xié)議中，規(guī)定的無線傳輸媒質(zhì)是頻段為紅外線和2.4GHz的無線電；規(guī)定的無線傳輸技術為兩種擴頻技術，即FHSS(FrequencyHoppingSpreadSpectrum)和DSSS(DirectSequenceSpreadSpectrum)技術。前者采用GFSK(GaussianFrequencyShiftKeying)調(diào)制技術；后者則采用BPSK(BinaryPhaseShiftKeying)或QPSK(QuadraturePhaseShiftKeying)調(diào)制技術。802.11協(xié)議支持的數(shù)據(jù)傳輸速率是1Mb/s和2Mb/s。

802.11a和802.11b是802.11協(xié)議的補充，前者使用的是5.8GHz無線頻段；后者使用的仍是2.4GHz無線頻段。前者支持的數(shù)據(jù)傳輸速率為5Mb/s、11Mb/s和54Mb/s；后者支持的數(shù)據(jù)傳輸速率則為1Mb/s、2Mb/s、5.5Mb/s和11Mb/s。

另外，802.11b協(xié)議還具有動態(tài)速率自適應調(diào)節(jié)功能，即它能根據(jù)無線信道的傳輸質(zhì)量(如噪聲干擾的大小)自動調(diào)整其數(shù)據(jù)發(fā)送速率。例如，在理想的傳輸條件下，移動站點可以全速(11Mb/s)運行；當干擾較大時，移動站點則自動降到5.5Mb/s、2Mb/s或1Mb/s速率上運行，以適應惡化的傳輸環(huán)境。

2)?MAC層

MAC層的任務是進行共享媒體的多用戶接入控制，以及無線資源的管理。802.11協(xié)議與有線LAN使用的802.3協(xié)議基本相似。在802.3協(xié)議中，采用的是CSMA/CD技術；而在802.11協(xié)議中，采用的則是CSMA/CA技術。

CSMA/CD技術要求發(fā)送站邊發(fā)邊收，即在發(fā)送信號的同時，進行沖突檢測，遇到?jīng)_突則停止，并進行隨機回避；而CSMA/CA技術則是通過收端返回肯定應答信號ACK來避免沖突發(fā)生的。根據(jù)CSMA/CA技術，接收站在成功收到發(fā)送站送來的數(shù)據(jù)包后，應回復肯定應答信號ACK給發(fā)送站。如果發(fā)送站沒有收到ACK信號(可能發(fā)生沖突)，那么它會在等待一段時間(回避沖突)后再嘗試重發(fā)；如果發(fā)送站收到ACK，則表明數(shù)據(jù)傳送成功，未發(fā)生沖突。

CSMA/CA技術與CSMA/CD技術相比，傳輸效率較低。WLAN中之所以采用CSMA/CA技術，而不采用CSMA/CD技術，是因為在WLAN中，通信存在“遠近效應”問題，移動站點不能同時進行收發(fā)。

MAC層的另一個任務是進行CRC校驗和數(shù)據(jù)報分片。在802.11協(xié)議中，每一個被傳數(shù)據(jù)報都被附加上了CRC校驗位，以供收端進行差錯校驗。數(shù)據(jù)報分片的功能是指將較長的數(shù)據(jù)報分成較小的部分(分片)分批傳送。由于無線信道存在無線干擾和多徑傳播現(xiàn)象，使得長數(shù)據(jù)報在傳送過程中很容易遭到破壞，而對于短數(shù)據(jù)報則成功傳送的概率較高。因此，數(shù)據(jù)報分片能大大減少數(shù)據(jù)報被重傳的概率，從而有效提高網(wǎng)絡的吞吐量。在接收端，MAC層負責將收到的分片數(shù)據(jù)報進行重新組裝，以恢復原來的長數(shù)據(jù)報。此過程對于上層協(xié)議是完全透明的。7.3.4其他無線寬帶接入技術

1．WiMAX技術

WiMAX(WorldwideInteroperabilityforMicrowaveAccess)是一種可用于城域網(wǎng)的寬帶無線接入技術，并且是針對微波和毫米波段提出的一種新的空中接口標準。它的主要作用是提供無線“最后一公里”接入，可提供面向互聯(lián)網(wǎng)的高速連接，覆蓋范圍達50km，最大數(shù)據(jù)速率達75Mb/s，可看做是NGN的延伸。

WiMAX技術主要應用于基于IP的綜合數(shù)據(jù)業(yè)務的無線接入環(huán)境，對全IP網(wǎng)絡和下一代網(wǎng)絡有良好的支持。隨著IMS(IP多媒體子系統(tǒng))技術的出現(xiàn)和部署，WiMAX技術成為下一代無線網(wǎng)絡中具有極強競爭力的技術。WiMAX網(wǎng)絡結(jié)構如圖7.20所示，從圖中可以看出，WiMAX網(wǎng)絡由核心網(wǎng)絡和接入網(wǎng)絡構成。圖7.20WiMAX網(wǎng)絡結(jié)構

1)?WiMAX核心網(wǎng)絡的功能

WiMAX核心網(wǎng)絡具有如下功能：

(1)可滿足不同業(yè)務及應用的QoS需求，充分利用端到端的網(wǎng)絡資源。

(2)具有可擴展性、伸縮性、靈活性和魯棒性，能夠滿足電信級組網(wǎng)要求。

(3)支持終端用戶固定式、游牧式、便攜式、簡單移動和全移動接入能力。

(4)具有移動性管理功能，如呼叫、位置管理、異構網(wǎng)絡間的切換、安全性管理和全移動模式下的QoS保障。

(5)支持與現(xiàn)有的3GPP/3GPP2/DSL等系統(tǒng)的互連。

(6)從結(jié)構而言，WiMAX核心網(wǎng)絡的主要設備包括路由器、認證、授權、計費(AAA)代理或服務器、用戶數(shù)據(jù)庫、Internet網(wǎng)關等。該網(wǎng)絡可以是新建的一個網(wǎng)絡實體，也可以是以現(xiàn)有的通信網(wǎng)絡為基礎構建的網(wǎng)絡。

2)?WiMAX接入端組網(wǎng)方式

在WiMAX中可支持三種接入組網(wǎng)方式：點到點(P2P)、點到多點(PMP)和Mesh組網(wǎng)方式。

(1)點到點寬帶無線接入方式。點到點寬帶無線接入方式如圖7.20所示，主要應用于點到點之間的無線傳輸和中繼服務之中。這種工作方式既能使網(wǎng)絡覆蓋范圍大大增加，又能為運營商的2G/3G網(wǎng)絡基站以及WLAN熱點提供無線中繼傳輸，同時為企業(yè)的遠程接入提供寬帶服務。

(2)點到多點寬帶無線接入方式。點到多點寬帶無線接入方式主要應用于固定、游牧和便攜工作模式下。因為此時若采用xDSL或者CableModem技術很難實現(xiàn)接入，而WiMAX無線接入技術很少會受到距離和社區(qū)用戶密度的影響，特別是一些臨時聚會地，例如會展中心和運動會賽場，使用WiMAX技術能夠做到快速部署，從而保證高效、高質(zhì)量的通信。

(3)?Mesh組網(wǎng)方式。Mesh組網(wǎng)方式下的網(wǎng)絡結(jié)構如圖7.20所示。從中可見，Mesh應用模式采用多個用戶站(SS)以網(wǎng)狀網(wǎng)的方式擴大無線覆蓋，其中有一個基站直接與城域網(wǎng)相連接，而其他基站通過無線鏈路與該業(yè)務接入點(網(wǎng)關)連接，進而接入互聯(lián)網(wǎng)。這樣任何一個用戶站(SS)可通過Mesh基站直接與城域網(wǎng)實現(xiàn)互連，也可以與Mesh基站所管轄范圍內(nèi)的任意其他用戶站(SS)直接進行通信。該組網(wǎng)方式的特點在于運用網(wǎng)狀網(wǎng)結(jié)構，使系統(tǒng)可根據(jù)實際情況進行靈活部署，從而實現(xiàn)網(wǎng)絡的彈性延伸。這種應用模式非常適用于市郊等遠離骨干網(wǎng)并且有線網(wǎng)絡不易覆蓋到的地區(qū)。無論WiMAX網(wǎng)絡采用何種接入結(jié)構，WiMAX接入網(wǎng)將由WiMAX基站和接入業(yè)務網(wǎng)網(wǎng)關構成。WiMAX網(wǎng)絡應具有以下功能：

①提供終端的認證、授權和計費(AAA)代理。

②支持網(wǎng)絡服務協(xié)議的發(fā)現(xiàn)和選擇、IP地址的分配。

③具有無線資源管理和功率控制。

④提供空中接口數(shù)據(jù)的壓縮和加密以及位置管理。

2．3.5GHz固定無線接入技術

固定無線接入技術具有建網(wǎng)快、容量大、業(yè)務接入靈活等特點，因此成為目前無線通信業(yè)最熱門的技術之一。固定無線接入開放的頻段主要是3.5Hz、10.5GHz、26GHz、40GHz等，目前主流的技術有低頻段的3.5GHz固定無線接入和高頻段的26GHzLMDS兩種方式。

在我國，信息產(chǎn)業(yè)部于2001年8月正式推出“3.5GHz固定無線接入標準”和“26GHz頻段FDD方式本地多點分配業(yè)務(LMDS)頻率規(guī)劃(試行)”。

3.5GHz固定無線接入適合于在業(yè)務發(fā)展初期進行城域范圍的一般覆蓋，它可以有效集中大范圍內(nèi)中低速率需求的大量用戶。對于新的電信運營商，在缺乏線纜資源及敷設光纖的成本較高、建設周期較長的情況下，如果要快速搶占市場，發(fā)展用戶，無線接入則是最有效的手段。尤其是對在地理上非常分散的中小容量用戶來說，固定無線是目前可行的主要接入手段。

1)工作原理及接入?yún)⒖寂渲?/p>

3.5GHz固定無線接入系統(tǒng)工作在3.5GHz頻段，是一種點對多點的系統(tǒng)，上行頻段為3400～3430MHz，下行頻段為3500～3530MHz，可用帶寬為30MHz，上、下行鏈路均采用頻分雙工方式(FDD)，典型的接入速率為8～10Mb/s，雖不高，但仍屬寬帶。它主要為中小企業(yè)、小型辦公室和小區(qū)住宅用戶提供語音、數(shù)據(jù)、Internet和圖像等業(yè)務，可以在有限的頻帶內(nèi)將多個用戶的業(yè)務流匯聚到核心網(wǎng)絡。

3.5GHz固定無線接入系統(tǒng)和其他點對多點無線系統(tǒng)具有相似的組成：基站(BS)、遠端站(RS)和網(wǎng)管系統(tǒng)(NMS)。特殊情況下，基站和遠端站之間可以通過接力站進行傳輸。一般一個城市需要一個或多個基站以類似宏蜂窩的方式組成覆蓋整個城區(qū)的無線接入網(wǎng)絡。固定無線接入系統(tǒng)組成如圖7.21所示。圖7.21固定無線接入系統(tǒng)組成

(1)基站(BS)?；緩倪壿嬌嫌挚煞譃閮刹糠郑褐行目刂普?CCS)和中心射頻站(CRS)。中心控制站主要匯聚中心射頻站的業(yè)務和信令數(shù)據(jù)，并提供至網(wǎng)絡側(cè)的接口。中心射頻站主要負責對遠端站進行覆蓋，并提供至中心控制站的接口，主要的物理接口類型有100Base-T、STM-1、E1等。中心站一般采用多扇區(qū)天線，覆蓋遠端站，扇區(qū)數(shù)一般為4～8，特殊情況下也可多達24扇區(qū)。

(2)遠端站(RS)。遠端站由室外單元(ODU，定向天線、射頻單元)和室內(nèi)單元(IDU，調(diào)制解調(diào)、業(yè)務接口)組成。通常采用口徑較小的定向天線，用戶端業(yè)務接口為各種用戶業(yè)務提供接口，并完成復用/解復用功能。系統(tǒng)可提供多種類型的用戶接口：10Base-T、100Base-T、E1、V.35、POTS等，目前常見的業(yè)務都可直接接入。遠端站可以為中小商業(yè)用戶提供語音、數(shù)據(jù)等業(yè)務，也可為住宅小區(qū)用戶提供寬帶數(shù)據(jù)接入服務。

(3)網(wǎng)管系統(tǒng)(NMS)。網(wǎng)管系統(tǒng)完成基站和遠端站的設備配置、故障、性能、安全管理以及計費信息的采集，實現(xiàn)系統(tǒng)的集中管理。

多個基站組成一個城市全面覆蓋的接入網(wǎng)絡，基站通過光纖或微波手段接入骨干網(wǎng)絡。

2)?3.5GHz固定無線接入技術特點

從業(yè)務帶寬和速率上來看，3.5GHz固定無線接入系統(tǒng)主要面向中小企業(yè)用戶提供數(shù)據(jù)業(yè)務，側(cè)重于中低速的數(shù)據(jù)服務。另外，3.5GHz固定無線接入較其他寬帶無線接入技術(如LMDS技術)成熟度高、技術難度小，因而設備成本較低。

3.5GHz固定無線接入系統(tǒng)的主要優(yōu)點是：建網(wǎng)速度快，覆蓋范圍較廣。一般來說，3.5GHz固定無線接入技術的覆蓋范圍可達5～10km，甚至更高，雨衰對3.5GHz固定無線接入技術的影響不嚴重；而LMDS系統(tǒng)的覆蓋范圍則在1～5km，受雨衰的影響非常嚴重。

3.5GHz固定無線接入系統(tǒng)的主要缺點是：系統(tǒng)容量有限，可用帶寬只有30MHz，相對于LMDS的1.3GHz還是太小。這樣，對于用戶密集的服務區(qū)，3.5GH