一、前言
3/19/2008,信息社會中,信息瞬息萬變,信息量大得驚人,傳統(tǒng)的信息方式和傳統(tǒng)的通信設(shè)備,顯得有些力不從心。在我國,以電話業(yè)務(wù)為基礎(chǔ)的電話網(wǎng)經(jīng)過幾十年的高速發(fā)展,已經(jīng)具有較大規(guī)模,網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的程控化、數(shù)字化比例已超過了一些發(fā)達(dá)國家。但是,城市建設(shè)中的地下線管問題影響了其發(fā)展,并且過去鋪設(shè)的用戶線(纜)不能提供和解決寬帶業(yè)務(wù)的需求。所以,接入網(wǎng)的技術(shù)及其發(fā)展受到了各地較大的關(guān)注,特別是大城市接入網(wǎng)的建設(shè)已經(jīng)在積極著手準(zhǔn)備之中。
接入網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)方法分為兩種——無線接入和有線接入。在有線通信不斷發(fā)展的同時,無線通信技術(shù)以其靈活方便的功能特點(diǎn),廣泛應(yīng)用于電信網(wǎng)的各個鄰域。
二、無線接入技術(shù)的原理
無線接入技術(shù)(Wireless Access Technology)也稱無線接續(xù)技術(shù),或稱無線本地環(huán)路(Wireless Local Loop),主要功能是以無線技術(shù)(大部分是移動通信技術(shù))為傳輸媒介向用戶提供固定的或移動的終端用戶。無線用戶環(huán)路的宗旨和目標(biāo)是提供與有線接入網(wǎng)相同的業(yè)務(wù)種類和更廣泛的服務(wù)范圍,無線用戶環(huán)路由于具有應(yīng)用靈活,安裝快捷等特點(diǎn),目前已成為接入技術(shù)中最熱門的話題,受到各國尤其是電信業(yè)務(wù)急需普及的發(fā)展中國家的重視。
在無線網(wǎng)絡(luò)的參考體系中,反向通道一般通過有線網(wǎng)的傳輸,或在LMDS情況下,通過無線網(wǎng)傳輸。內(nèi)容提供者通過核心網(wǎng)向無線接入節(jié)點(diǎn)發(fā)送內(nèi)容,為滿足衛(wèi)星及地面微波傳輸,在這個接入節(jié)點(diǎn)重組數(shù)據(jù)并對它進(jìn)行調(diào)制。在反向通道里,用戶使用與前向傳輸同樣的網(wǎng)絡(luò)或者接入網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)用DBS或MMDS業(yè)務(wù)時,需要接入網(wǎng)絡(luò),它是一個單向網(wǎng)絡(luò)。
作為現(xiàn)今大力發(fā)展的無線接入技術(shù),大體上可分為移動式接入和無線方式的固定接入兩大類。
1. 移動式接入技術(shù)
此類技術(shù)主要指用戶終端在較大范圍內(nèi)移動的通信系統(tǒng)的接入技術(shù)。這類通信系統(tǒng)主要包括以下幾種:
集群移動無線電話系統(tǒng):它是專用調(diào)度指揮無線電通信系統(tǒng),它在我國得到了較為廣泛的應(yīng)用。集群系統(tǒng)是從一對一的對講機(jī)發(fā)展而來的,從單一信道一呼百應(yīng)的群呼系統(tǒng),到后來具有選呼功能的系統(tǒng),現(xiàn)在已是多信道基站多用戶自動撥號系統(tǒng),它們可以與市話網(wǎng)相連,并于該系統(tǒng)外的市話用戶通話。
蜂窩移動電話系統(tǒng):70年代初由美國貝爾實(shí)驗(yàn)室提出的,在給出蜂窩系統(tǒng)的覆蓋小區(qū)的概念和相關(guān)理論之后,該系統(tǒng)得到迅速的發(fā)展。其中第一代蜂窩移動電話系統(tǒng):指陸上模擬蜂窩移動電話系統(tǒng),主要特征是用無線信道傳輸模擬信號。第二代則指數(shù)字蜂窩移動電話系統(tǒng),它以直接傳輸和處理數(shù)字信息為主要特征,因此具有一切數(shù)字系統(tǒng)所具有的優(yōu)點(diǎn),代表性的是泛歐蜂窩移動通信系統(tǒng)GSM。
衛(wèi)星通信系統(tǒng):采用低軌道衛(wèi)星通信系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)個人通信的重要圖途徑之一,現(xiàn)在有美國Motorola公司的“銥星”計劃,日本NTT計劃,歐洲RACE計劃,整個系統(tǒng)由三個部分構(gòu)成:系統(tǒng)的主要部分是衛(wèi)星及地面控制設(shè)備,關(guān)口站,終端。
2. 固定式無線技術(shù)
其英文各為Fixed Wireless Access ,簡稱FWA ,它是指能把從有線方式傳來的信息(語音、數(shù)據(jù)、圖象)用無線方式傳送到固定用戶終端或是實(shí)現(xiàn)相反傳輸?shù)囊环N通信系統(tǒng),也有人用FRA,(Fixed Radio Access)一詞,還有人習(xí)慣與有線本地環(huán)路相反應(yīng),采用無線本地環(huán)路(Wireless Local Loop——WLL)的各字。按上述定義,它應(yīng)該包括了所有來自公共電話網(wǎng)的業(yè)務(wù)并用無線作傳輸方式送到固定用戶終端的系統(tǒng),與移動通信相比,固定無線接入系統(tǒng)的用戶終端是固定的,或者是在極小范圍內(nèi)。
由于FMA主要是解決用戶環(huán)路部分,所以國內(nèi)外各大公司的系統(tǒng)方案各不相同。從覆蓋區(qū)看,其覆蓋面積的半徑從50M至50公里不等。從頻率角度看,從幾十赫到幾千赫不等;從尋址方式看,有頻分多址(FDMA)、時分多址(TDMA),也有碼分多址(CDMA)等。
雖然各種FWA系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)不完全一樣,但如果按照服務(wù)對象和覆蓋面積的不同,則可以歸成三大類。
第一種情況是中心局到用戶端機(jī)之間全部用無線電傳輸取代有線連接的方式。這樣做在某些場合從經(jīng)濟(jì)上是十分合算的,安裝也是很方便;但由于這種系統(tǒng)覆蓋區(qū)太大,所以在同一頻率和同一多址復(fù)用技術(shù)下其用戶數(shù)量太少。就是前面的宏區(qū)(Macro cell)。
第二種情況是采用FWA系統(tǒng)多使用較低功率的系統(tǒng),以解決中等范圍的通信。這種情況下的用戶容量可比第一種情況多20倍以上,但仍不到微微區(qū)容量的1/5。它相當(dāng)于前面的微區(qū)(MC)。
第三種情況是只用FWA系統(tǒng)。這種情況下使用低功率系統(tǒng),覆蓋區(qū)為微微區(qū),用戶區(qū)只在一個很小的范圍內(nèi)。這種系統(tǒng)采用的是CT2,CT2+,PACS,DECT,PJS等技術(shù),因此研制費(fèi)用低,而用戶容量是三種情況中最大的。
根據(jù)有關(guān)調(diào)查結(jié)果看,我國的城市,農(nóng)村,山區(qū),沙漠,沿海地區(qū)和島嶼等十分需要FWA系統(tǒng),價格便宜,質(zhì)量可靠。1995年我國安裝程控交換機(jī)達(dá)1800萬門,有關(guān)專家們預(yù)計新世紀(jì)的門數(shù)將突破億門以上,在程控交換發(fā)展初期,其實(shí)施難度較大,故要求接入技術(shù)較高。作為發(fā)展中國家的中國,現(xiàn)已高度重視研發(fā)有關(guān)接入技術(shù)的應(yīng)用技術(shù),全面促進(jìn)我國的網(wǎng)絡(luò)接入建設(shè),必定推動我國經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定發(fā)展!
三、無線接入技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展
已經(jīng)趨于成熟的無線接入技術(shù),在當(dāng)今的社會發(fā)揮著巨大的作用,使得人們感到科技的關(guān)懷。無線接入技術(shù)主要應(yīng)用于電話網(wǎng),移動通信網(wǎng),無繩通信系統(tǒng),衛(wèi)星移動通信系統(tǒng),個人通信網(wǎng)等。
1、 無線本地環(huán)系統(tǒng)(WLL)
又稱為固定無線接入(FRA)系統(tǒng),是一種提供基本電話業(yè)務(wù)或數(shù)字無線接入系統(tǒng),其網(wǎng)絡(luò)側(cè)有標(biāo)準(zhǔn)有線接入的2線模擬接口或2Mbit/s數(shù)字接口,可直接與公司電話網(wǎng)的本地交換機(jī)相連,用戶側(cè)與普通機(jī)相連,可直接進(jìn)行電話業(yè)務(wù)。目前,無線本地環(huán)系統(tǒng)尚無專用的國際標(biāo)準(zhǔn)使用頻段,因而其頻段可能占用任何現(xiàn)有無線設(shè)備的頻段,從450MHz一直到4GHz。對于1GHz以下的頻段已十分擁擠,且多為蜂窩移動通信所占用,包括(無線在內(nèi)),因而留下的頻段十分有限。對于1~4GHz的頻段,特別是1.8GHz至4GHz頻段尚不算很擁擠,因而無線本地環(huán)路系統(tǒng)有較大的發(fā)展余地?偟膩砜,可用頻帶沒有保證可能是限制本地?zé)o線環(huán)系統(tǒng)發(fā)展的主要障礙。從另一方面看,由于無線本地環(huán)系統(tǒng)沒有漫游問題,各系統(tǒng)不必相互兼容,因而可以充分利用各個頻段的空閑頻段,見縫插針地發(fā)展,這也是其頑強(qiáng)生命力的表現(xiàn)。
2.蜂窩移動通信系統(tǒng)
移動通信區(qū)由一個一個的小區(qū)組成,每一個蜂窩區(qū)由一個蜂窩基站和一群用戶移動臺組成,移動臺是收發(fā)合一的。每個用戶移動臺與基站通信,基站負(fù)責(zé)射頻資源管理并經(jīng)電話線或微波通道與移動電話交換中心(MSC)相連。MSC控制呼叫信號和處理、協(xié)調(diào)不同蜂窩區(qū)間的越區(qū)切換。移動電話交換局再與被叫用戶相連。
3. 無線通信系統(tǒng)
所謂無線通信系統(tǒng)也屬于移動通信的一種,但與蜂窩移動通信不同。無繩通信系統(tǒng)就是一種無線接入技術(shù),而不涉及網(wǎng)絡(luò)。最早應(yīng)用至今仍然在發(fā)展的第一代無繩通信系統(tǒng)實(shí)際是家用無繩電話(稱為CT),之后一種基于數(shù)字技術(shù),面向公司網(wǎng)應(yīng)用的第二代無繩通信系統(tǒng)(CT2)開始出現(xiàn)并形成了公共空中接口標(biāo)準(zhǔn)(CAI)。隨后又出現(xiàn)了一些改進(jìn)系統(tǒng)。如CT2P和CT3等,均因性價比不夠理想,未能獲得普及。一種新的歐洲數(shù)字無繩通信(DECT)于1992年誕生,著重規(guī)定了射頻和協(xié)議要求,因而可以應(yīng)用于各種不同業(yè)務(wù)和場合。最后DECT作為GSM網(wǎng)的無繩接入手段應(yīng)用,從而提供了一種低成本“蜂窩”系統(tǒng)。這種DECT系統(tǒng)的出現(xiàn)標(biāo)志著無繩通信進(jìn)入了一個嶄新的時代,即PCN的初級階段。
4. 衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)
經(jīng)過傳統(tǒng)衛(wèi)星移動的發(fā)展,出現(xiàn)了一種慨念。低軌道衛(wèi)星(LEO)方案,即在地球上方500~2000km處設(shè)置一系列衛(wèi)星(20~70顆),其高度低于輻射帶,但遠(yuǎn)高于大氣層。目前已有很多衛(wèi)星移動通信方案,最著名的是美國Motorola公司的全球數(shù)字移動個人通信衛(wèi)星系統(tǒng)和美國Loral Qual-Comm衛(wèi)星業(yè)務(wù)公司的全球星系統(tǒng).
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