3.5G、LMDS无线接入技术的业务特性

摘 要 本文对目前常用的3.5G、LMDS设备的业务平台、业务特性及对某些特殊业务支持能力进行了探讨。


　　关键词 3.5G LMDS 无线接入 业务特性


　　目前固定无线接入技术风起云涌，特别是宽带无线接入技术如3.5GHz无线接入（简称3.5G）及本地多点分配业务LMDS（简称LMDS）以开通快、维护简单、无需大规模破路用户密度较高时成本低等特点成为运营与制造商关注的热点。在各运营商看来，它既可以作为有线接入的重要补充，又可以成为开展宽带数据及电路业务的有效接入利器。由于各设备基于的平台不同、实现方式不同导致各设备无线接入的业务特性差别很大，同时在具体应用中存在与现有接入业务、有线网络间配合和支持问题，本文就这一方面进行些探讨。



1 3.5G、LMDS技术的业务平台



　　3.5G、LMDS点对多点宽带接入系统采用FDMA、TDMA多址方式FDD双工方式实现点对多点的业务接入和分配。业务平台主要分为基于IP数据平台和基于ATM综合业务平台，也有基于直接支持电话POTS接口的话音V5.2平台的。


　　通常，基于IP数据平台的产品对突发数据业务支持特性较好，支持远端站内统计复用和远端站间的空中带宽动态分配（DBA），数据直接调制所以带宽利用率高，基站与远端站支持10/100Base-T接口，有些产品还为数据业务定制了上下行不平衡接入带宽。由于业务类型单一，通信机制简单，该类设备一般价格较便宜。基于ATM综合业务平台的设备多支持电路E1和数据10/100Base-T、X.21、V35、FR等多业务接入，可用于DDN、FR、数据业务接入等组网，物理层支持远端站间ATM信元级的动态带宽分配，链路层支持ATM的VC链路的虚连接实现空中带宽动态分配和统计复用。由于业务需通过ATM信元映射所以带宽利用率不高。同时，由于电路业务与数据业务的QoS质量和通信机制的不同，ATM平台的产品支持上述两种业务需要的通信协议复杂，成本价格一般较高。目前，一些3.5GHz产品基于IP数据平台仿真电路业务，此类产品仿真要求的带宽一般浪费较大，还存在时延较大及时钟透明传送问题。


　　上述设备都不同程度支持QPSK、4QAM、16QAM、64QAM不同调制方式，多址方式多为TDMA，对应不同的覆盖范围和接入数据速率。由于3.5GHz频率划出的频段较窄，带宽按3.5MHz或1.75MHz划分，所以3.5GHz设备的无线接入能力有限，不能称得上是完全意义上的宽带接入，通过蜂窝复用后，能满足中等业务密度区域的接入需求。3.5GHz频率低，雨衰基本可以不考虑，覆盖范围大，在6～10km间。


　　LMDS频率高（26GHz、38GHz频段），带宽大，调制及带宽效率不是该类产品主要考虑因素，所以LMDS多基于ATM平台，从原理上讲是它是无线ATM（WATM）的第一个商用应用，多址方式多为TDMA，多类型业务如E1、10/100Base-T、X.24、V35、FR、ISDN等通过AAL2、AAL5映射和承载到ATM信元，通过无线调制传送到对端解复用后还原为原业务类型。其中，控制中心是一个ATM/IP交换机，主要完成ATM到各业务的复用、分离及协议转换，提供SNI接口速率到多种接口转换适配。基站设备完成光纤基础设施的ATM信元向WATM无线信元及载波的转换，可采用ATM直连、ATM over SDH方式与控制中心连接。远端用户站设备完成WATM信元到通用ATM信元及多种业务接口的转换。


　　LMDS带宽按14MHz、28MHz、56MHz等划分，频带宽调制带宽大，但26GHz高频率的雨衰大，特别是南方多雨区域，覆盖范围在1～3km。系统可实现频率规则复用，通过蜂窝复用后，能满足高业务密度区域的接入需求。



2 3.5G、LMDS设备接口及业务特性



　　IP平台的3.5G设备一般只提供10/100Base-T接口，ATM平台及LMDS多提供E1、10/100Base-T、X.24、V35、FR、ISDN等多种接口。上述设备不同程度地支持如下种类的业务：


　　IP业务：IP业务可采用两种技术承载，一种是IP over Ethernet,另一种方式是PPP over E1/V3.5/X.21。一般而言，设备都支持上述接口和承载方式，但具体到支持802.1q、802.1p等协议又有差别。在以太网小区用户接入方式中,小区用户采用VLAN隔离,支持802.1q VLAN封装的二层以太网交换机连接到远端站，要求接入网至少支持VLAN透传，来完成以太网用户的接入。802.1p通过为不同类型数据包标记不同优先级并进行不同队列和拥塞处理来实现二层QoS。该类业务承载在3.5GHz、LMDS点对多点宽带接入系统上具体实现为: 每个用户数据流通过VLAN标签区分并被映射到运端站与基站连接中的不同PVC中，从而为不同用户提供不同QoS服务，这些VLAN终接于支持RFC 1483桥接模式的路由器或ATM交换机上。另外，要实现不同远端站和不同用户划分到同一VLAN，需在路由器配置10/100Base-T桥接功能。不同设备支持VLAN桥接的能力不同，导致远端站支持的VLAN数量和VLAN灵活性不同。小区用户数据在穿透无线接入网前一般由二层接入交换机进行802.1p处理，并在穿透无线接入网时被映射到运端站与基站连接中的不同PVC中，实现不同优先级转发和处理。


　　局域网互连：不同地点局域网互连，可通过两种技术实现：10/100Base-T以太网或帧中继。3.5GHz和LMDS设备要实现局域网互连要求基站侧连接路由器的接口的IP地址作为桥接模式的默认网关。但具体会存在一些差别：如有些局域网互连应用中，需要对10/100 BaseT业务进行统计复用和压缩，对本地LAN业务进行智能过滤，有些设备只支持LLC压缩，有些则不支持本地业务的智能过滤。


　　专线业务：专线业务分为TDM专线及IP业务专线。TDM专线分为时隙E1和信道化E1、NX 64kbit/s，IP业务专线分为V.35、X.21、以太网专线等接口的专线业务。上述专线接入终结到基站侧，有些3.5G、LMDS点对多点宽带接入系统的基站侧设备带有DXC交叉复用功能，有些接入系统的基站侧设备则不具备DXC功能。


　　话音业务：话音业务分为支持E1、NX 64kbit/s及具有DBA的ISDN PRI Q.31信令检测的话音业务。不同设备对上述三种业务支持程度不一，在无线带宽十分宝贵的情况下，对电路型业务不能完全DBA，至少也需支持NX 64kbit/s方式，支持针对不同远端站的不同业务量划分不同数量的64kbit/s时隙来达到充分利用带宽资源的目的。


　　VPN：分为二层和三层VPN。二层VPN在以太网接入中主要是VLAN，三层VPN目前主要有GRE、IPSEC、MPLS等类型。



3 3.5G、LMDS组网及业务发展



　　3.5G和LMDS作为无线接入平台，为远端站与基站的业务点间架设了无线桥梁。从设备业务平台来看，设备分为IP与TDM共平台、IP统一平台两种。为实现话音和数据业务的综合接入，IP与TDM综合平台提供10/100Base-T、X.24、V35、FR、ISDN接口接入数据业务，E1、NX 64kbit/s接入话音业务。IP统一平台提供10/100Base-T接口接入数据业务，采用VoIP方式接入话音业务。


　　各产品对业务支持特性直接影响到组网和设置，现以一些典型业务进行分析。


　　以太网小区接入要求对接入用户进行VLAN隔离、业务限速、业务接入认证。这种业务开展需要3.5G或LMDS设备支持更多VLAN数，但大多数设备VLAN在穿透IP与ATM时Tag已被取消，不能实现真正意义的VLAN透传，此时该类设备无法完全工作在二层透明模式，BAS设备可能需要下移到远端站侧，VLAN支持数量的有限又要求远端站与用户间设置接入交换机，VLAN的封装及业务限速只能在接入二层交换机上实现。业务认证如采用PPoE、Web/Vlan方式，需要用户与BAS间同在二层网络，所以此认证方式下BAS可能要采用EAS方式，将认证下放到远端站侧，因为大多数3.5GHz或LMDS设备已将VLAN终结在基站侧的路由器上，除非此路由器具有BAS功能。业务认证采用Web/IP方式则可采用集中型BAS进行认证。


　　运端站侧话音业务可能会存在用户数据量小，话音业务接入接口采用E1时，会存在无线资源的浪费。此时完全意义的DBA，可能需要交换机带有ISDN PRI接口。作为折衷，NX 64kbit/s方式指定64kbit/s的时隙数可能会节省无线资源，又对接入的交换机接口要求不高。



4 结论



　　3.5GHz、LMDS目前受到各方面关注，但在具体应用时存在与现有业务融合、与现有网络适应的问题，并且各类产品此方面表现出了一些差异。如何选择合适的产品及如何与本地业务结合都是应用过程中需要解决的问题。本文在此方面针对网通公司目前的业务作了些分析。