无线宽带接入技术简介
无线宽带接入技术是指企业可以用来构建城域网或获得因特网接入的高速无线接入业务,主要有多通道多点分配业务(MMDS)和本地多点分配业务(LMDS)两种。它们是在成熟的微波传输技术上发展起来的,所采用的调制方式与微波传输相似,主要为相移键控PSK(包括BPSK、DQPSK、QPSK等)和正交幅度调制QAM(包括4-QAM、16-QAM、64-QAM等)。不同之处是MMDS和LMDS均采用一点多址方式,微波传输则采用点对点方式。这些无线业务取代传统的TDM线路业务。
无线接入系统通常为在城域内运营的服务提供商所拥有,业务包括企业、MTU(多住宅单元)、家庭、以及城域内的专用LAN桥接的因特网接入。
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“无线LAN”包括企业无线网络,其中企业拥有和管理用于互联它的用户和系统的无线系统。无线PAN(个人区域网)在范围上甚至比无线LAN更小,它允许附近的用户创建自发网络。
本主题还包括与移动无线系统相对立的“固定”无线系统。如蜂窝电话系统允许用户移动,不仅是在本地基站范围内移动,还可移动到同一系统内的其他小区,甚至移动到其他服务提供商系统。这里所说的固定无线系统允许一定的移动性,但通常不支持移动蜂窝系统的广泛的漫游功能。
无线宽带接入系统具有相对较高的数据速率,目标用户通常是整个公司而不是个人用户。宽带无线系统可以提供超过DSL和电缆网络技术的带宽。此外,业务流量是数据,尽管有些固定无线系统使用本来为有线TV单向传输指定的频谱。
IEEE 802.16规范称为IEEE 802.16无线MAN,但是工作组名为IEEE 802.16无线BWA(带宽无线接入)。后面介绍IEEE 802.16。此外,如果系统不支持移动用户,无线宽带则称为FWBA(固定无线宽带接入),但有些系统确实允许在基站的小范围内移动。
无线系统的优点十分明显:不需要安装电缆和依赖于因各种理由而不充足的现有铜线基础设施。International Data Corporation估计在美国不到百分之十的办公楼可以通过光缆到达。因此无线接入技术应该具有很大的市场机遇。
无线宽带拓扑结构
无线网络采用三种拓扑结构,W-4所示。使用的拓扑结构将依赖于应用、区域的大小、使用的频带(较高频率有距离限制)以及区域的地形。
点对点 这是无线直接专用连接,其中两天线彼此直接对准。公司可以使用此配置连接两个远程办公室。可以使无线电波束聚焦以避免干扰。该配置通常可以提供高带宽,特别是不使用无线电波而使用激光时。
点对多点 这是最通用的无线宽带配置,基站收发机全方位地发射和接收无线电信号(或光信号),多用户可以通过某种形式的复用技术共享带宽。在大型系统中,W-4所示的配置在一个多蜂窝覆盖区域可能只形成的一个小区,每个基站通过市内光缆系统连接起来。为使可用带宽最大化,电信公司可能将一个覆盖区域划分成几个扇区(如四个90度宽的扇区)。这就允许频率再用。注意,在双向系统中,用户到基站的链路是点对点的。
多点对多点网状拓扑结构
这是一种可以提供许多益处的新兴方案。Nokia是该技术的提倡者,在本主题的后面将概述它的RoofTop系统。本方案模仿因特网路由拓扑结构的形式,将无线路由器放在建筑物的外部。用户基站彼此无线连接,形成了具有多个可能数据路径的多点互联无线网状网。用户越多,可达性和覆盖性就越好,从而消除了点对多点系统所固有的站线链路( Line-of-site)问题。
在所有情况下,都可以很容易地将无线设备从一个位置移动到另一位置。例如一家公司从一栋楼搬迁到同一区域的另一栋楼。此外,无线系统可以用于为一个会议或一次性事件建立一个临时网络。无线系统还用于在由于时间、成本和部署原因无法安装电缆的地方建立优秀的紧急通信系统。
宽带无线频率划分
宽带无线系统占用从2~42GHz的频带。微波波段占用从2~6.7GHz的频谱,毫米波段占用从24~40GHz的频谱。该频谱段的大部分直到1993年前后才得到利用,这时,数字技术的进步,包括调制技术和压缩算法的改进,使得通过这些短波传输通信才比较实际。
现在,lOGHz以上的某些波带划分给卫星、点对点微波桥路、雷达和业余无线电,但这些频带中的一些又正重新划分给无线接入解决方案。U-NII(无需许可证的国家信息基础设施)规定无需许可证的无线频谱为2.4GHz和5GHz。使用此频谱不需要许可证。许多产品已经使用此频谱,包括无绳电话、车库开门器以及其他设备。实际上,2.4GHz频谱非常拥挤,许多公司正把注意力集中在5GHz频谱上并使用相互之间对准的天线以避免于扰。