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宽带固定无线接入技术及市场分析

谌祎 2001/07/20

本文综述了当前几种发展极为迅速的宽带固定无线接入技术，讨论了其演变过程及在国内的发展现状，并总结了无线接入在未来的主要发展趋势。

关键词 宽带固定无线接入 LMDS 无线局域网 固定无线接入

1 引言

——随着蜂窝移动通信系统和固定无线接入系统的出现和飞速发展，无线技术在通信网中的地位正在发生根本性的变化。移动接入的方便化，个人化和无处不在的特性使其成为信息时代的宠儿，发展十分迅猛，而从固定无线接入的角度看，由于无线接入技术本身具有应用灵活，安装速度快，建设周期短等优势，以及地理应用环境的无限制特性，经过几年的准备和商用，逐渐进入了快速发展阶段，年增长率达80％左右。下面便让我们来关注一下LMDS（本地多点分配业务），3.5 GHz接入，无线局域网等几种当前最为热门的固定无线接入技术。

2 固定无线接入系统的演变

——近几年来，固定无线接入在国际上一直是一个热门话题。同有线接入系统一样，固定无线接入系统经历了由窄带系统到宽带系统，由面向话音业务到面向数据、多媒体业务的转变。初期窄带的无线接入系统，因为与传统的有线环路相比其建设周期短、维护容易，而且可以克服某些复杂的地理环境限制，所以是有线方式很好的补充，受到很多国家尤其是电信设施薄弱、又急需提供电信业务的发展中国家的瞩目和青睐。我国原邮电部制订的“九五”发展计划中提出了“村村通电话”的目标。要实现这个目标在用户接入方面单靠传统的双绞线方式是无法满足我国不同地理环境、不同人口分布及不同业务需求的。对于地广人稀、地理环境复杂的广大农村地区窄带固定无线接入是较适合的一种通信手段。这其中比较典型的系统为450MHz FDMA固定无线接入，其中包括华为的ETS450、大唐的TSAWF-1等。但是窄带固定无线接入技术的应用却没有像人们所预期的那样广泛，对主要以有线接入为主的电话网来讲，固定无线接入只是有线手段的补充，也就是在有线手段难以达到的区域或短时间难以提供业务而又急需提供业务的地区应用。作为长期的通信手段，一般应用在中西部人口分散、地理环境复杂的偏远山区或湖泊地区。这些地区一般经济非常落后，对电信业务需求量很小，运营部门几乎很难收到经济效益。同时由于这种固定无线接入
系统推出时间较短，产品质量不够稳定，再加所面向用户群的文化素质低导致使用水平有限，给供应商带来较大的售后压力。

——随着数据业务在电信总业务中的比例不断扩大，特别是随着Internet技术的迅猛发展，现有的电信接入系统远远不能满足人们的业务需求；另一方面随着电信业的开放，新的运营商不断加入，形成了多方竞争局面。目前运营商们面临的问题是，采用何种技术才能快速而低成本地向用户提供电信业务。最近，许多运营商都在研究采用宽带固定无线接入技术，用于本地多点通信服务，以快速、廉价地向中小型商业企业和居民用户提供高质量的宽带业务，一时间各种宽带固定无线接入技术迅速涌现，其中包括现在炙手可热的LMDS宽带无线接入、WLAN无线局域网等技术。一方面这些技术充分利用过去未被开发，或者应用不是很多的频率资源（从2.4GHz到3.5GHz到5.7GH，到26GHz、28GHz甚至到30GHz、60GHz等等），一方面融合在其他通信领域成功应用的先进技术如64QAM，ATM技术，OFDM等，以实现更大的频谱利用率，更丰富的业务接入能力，更灵活的带宽分配方法。总之，固定无线接入系统已经从最初基于电话接入方式的窄带系统演变为面向宽带数据业务为主的宽带固定无线接入系统。而且随着接入网建设的持续升温以及各种新的技术不断被引入，宽带固定无线接入系统仍是未来几年内通信市场发展的一个热点。按有关机构保守地估算，在2000年后，全世界宽带无线接入设备市场每年至少有50亿美元。

3 宽带固定无线接入在中国

——正如前面所描述的那样，固定无线接入在国内的发展经历了由窄带到宽带的过程，现在尽管一些窄带的固定无线接入系统在部分地区还存在市场，但随着新一轮宽带接入网建设高潮的兴起，宽带固定无线接入市场将蓬勃发展。

——国内最初将目光放到宽带固定无线接入市场的当属中国联通，1999年初，中国联通便和美国P-Com公司签署了共同进行LMDS系统实验网协议，这意味着P-Com公司的LMDS系统有机会在全国范围内为联通数据网接入部分的建设进行服务。而联通是计划将LMDS无线宽带接入系统建设成一个先进、高效、大规模的系统工程，以给业务丰富的高层应用网络系统提供扎实的基础，为联通数据通信基础建设创造一个迅速切入市场的机会。中国联通的这一举动，引起了包括中国移动，中国网通、中国吉通乃至中国电信在内的运营部门的普遍关注，一时间各地LMDS实验网建设此起彼伏，而P-Com、阿尔卡特等设备供应厂商也趁机大造声势，掀起了一阵LMDS的热潮。

——就在人们普遍认为LMDS将会成为今后宽带接入网建设的一个重要手段的时候，掌管频率规划的无线电管理局却率先宣布了在3.5 GHz频率范围内的上下行各30MHz频段作为无线接入设备使用，这一决定多少让人感到意外。分析认为有以下几个原因：无线电管理局尚未完全规划好20GHz以上高频段的使用，不想完全照搬国外的方式；考虑到国内设备厂家的利益，希望为民族工业留出多一点的时间做好技术开发和储备；但又感到国内固定无线接入系统建设的紧迫性，所以先开辟出一段频率使用，以缓解部分运营商的燃眉之急。

——在无线电管理局宣布了这一决策之后，国内的LMDS热有所降温，无论是厂家还是运营部门都纷纷把目光投向了3.5GHz固定无线接入。在中国联通10月份进行的接入网设备选型招标中，便有9个厂家分别提交了自己的3.5GHz固定无线接入解决方案，而其他的一些运营商如中国移动，也已经纷纷开始向厂家咨询这个频段的无线接入设备。

——而无线LAN产品作为固定无线接入的另一个分支，则是早就开始在市场中使用了，过去无线LAN增长缓慢和推广应用困难主要是由于传输速率低、成本高、产品系列有限，而且很多产品不能相互兼容等。因此取得进展的关键就在于针对高速无线局域网新标准IEEE802.11的制定以及随之而来基于该标准的10 Mbit／s甚至更高速率产品的出现。实际上正是由于无线通信技术在低成本、组网灵活性、移动性、快速安装等方面的优势，在解决了可靠性及高吞吐传输等问题之后，无线联网方式目前已经在金融、教育、医疗、民航、企业等不同的领域内得到了广泛的应用。

4 技术发展趋势分析

——宽带固定无线接入技术的发展极为迅速，各种微波、无线通信领域的先进手段和方法不断引入，使用频段从2.4GHz开始向上直至38 GHz仍在不断扩展。通过对当今最著名的无线设备厂商的产品进行深入的研究和对比之后，从中总结出以下几个主要的技术发展趋势和方向。

——（1）OFDM技术的兴起

——一种称为OFDM（正交频分复用）的新型信号调制复用方法在宽带无线接入领域的应用正在逐渐成为一个发展趋势，它是从以前的欧洲数字音频广播DAVIC标准中和ADSL中引入的一种技术，由于OFDM具有抗多径传播能力较强、频谱利用率较高的优点，同时随着该技术的不断普及，设备复杂，信号处理时间较长、发射功率较大对非线性极其敏感等缺点将逐渐被克服，目前已有厂家宣称在2000年将使OFDM芯片产品化。除了在无线局域网标准中（IEEE802.11a、HiperLAN2等）的应用外，有一些厂家在此基础上发展出一些专利技术如Cisco在无线路由器中采用的V-OFDM，以及惠宁公司3.5 GHz固定无线接入中的W-OFDM等。而且现在已经明确OFDM将会成为未来据移动系统中的关键技术之一，因此它越来越成为人们关注的焦点。

——（2）多址方式的演变

——多址方式可以被认为是一个滤波问题，许多用户同时使用同一频谱，然后采用不同的滤波器和处理技术使不同用户信号互不干扰分别被接收，现在在宽带无线接入领域中三种主要的多址方式——FDMA、TDMA、CDMA都有成功的应用，目前以TDMA＋FDMA方式为主流，以LMDS为例，大部分厂商如北电，阿尔卡特等基本都是采用FDMA＋TDMA方式。在3.5 GHz接入产品中，已有部分厂家开始采用CDMA方式，由于CDMA技术具有更高的频谱效率、更强的抗干扰和保密性等优点，随着这项技术的不断成熟及成本的降低，相信将会成为宽带无线接入产品的主流。

——（3）64QAM调制方式成为主流

——与微波产品中常用的调制解调方式相似，各种宽带无线接入产品中主要选择的几种调制方法是QPSK、16QAM以及64QAM，分别适应不同带宽及覆盖范围的需求。这几种调制方式的简单对比如表1所示。

表1 几种调制方式的对比