樊永军 大唐无线通信公司
为了解决通信运营商“最后一公里”接入的瓶颈问题，促进我国接入网技术及市场的全面发展，我国无线电频率管制部门于2000年3月开放了3.5GHz频段2′31.5MHz频率资源，并于2001年7月对南京、厦门、青岛、武汉、重庆5个试点城市3.5GHz频率使用权采用招标方式进行了分配。随着中标城市运营商进行大规模的建设，3.5GHz频段无线接入系统已在众多宽带固定无线接入系统中脱颖而出，率先进入大规模商用阶段。
目前，3.5GHz固定无线接入系统的产品很多，由于各个电信设备制造商的技术基础不同、对市场需求的定位不同，因而这些3．5GHz宽带无线接入产品各具特色，各种产品在系统技术、承载的业务以及运营模式上存在较大差异。
一．3．5GHz宽带无线接入技术发展
随着固定无线接入尤其是3.5GHz宽带固定无线接入网建设的持续升温以及各种新的技术不断被引入，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成为面向高速数据业务为主的宽带综合业务接入系统。经过近几年市场的促进以及技术的不断进步，3.5GHz宽带固定无线接入技术的发展主要体现在多址方式演变、调制方式、双工方式选择、对OFDM技术的支持、对电路交换与分组交换支持、动态带宽分配以及业务接入能力几方面。
1．多址方式的演变
目前在3．5GHz频段固定无线接入领域中有三种主要的多址方式——FDMA、TDMA、CDMA。
FDMA——频分多址
FDMA是最成熟的多址复用方式之一，采用FDMA寻址方式，系统中心站具有N个信道，每个信道对应一个中心载频；所有的远端站TS可以共享中心站的信道资源，即在中心站的控制下，TS可工作在任一载频信道上；FDMA的特点是技术成熟、稳定、容易实现且成本较低。它的主要缺点是频谱利用率较低，每个用户（远端站）都要占用一定的频带，尤其在空中带宽资源有限的情况下，FDMA系统组织多扇区基站会遇到困难。单纯采用FDMA作为多址接入方式已经很少见，目前的实用系统多采用TDMA方式或采用FDMA+TDMA方式。
TDMA——时分多址
TDMA也是非常成熟的通信技术，所谓TDMA就是一个信道由连续的周期性时隙构成，不同信号被分配到不同的时隙里，系统中心站将用户数据按时隙排列（TDM）广播发送，所有的TS都可接收到，根据地址信息取出送给自己的数据，下行发送使用一个载频；所有TS共享上行载频，在中心站控制下，按分配给自己的时隙将数据突发到中心站。由于TDMA的频谱利用率相对FDMA要高，在目前的宽带无线接入领域中被广泛采用。
CDMA——码分多址
所谓CDMA就是每一个信号被分配一个伪随机二进制序列进行扩频，不同信号的能量被分配到不同的伪随机序列里，中心站使用正交的PN码做为信道标志，与不同TS通信使用同一频率，但不同的PN码扩频来实现；每个TS都可以同时收到中心站发给所有TS的信号，中心站要同时接收来自各TS的同一频率不同PN码的信号；CDMA系统保证通信质量必须做到：PN码之间正交特性良好；PN码要有足够长度，以提高扩频增益，即干扰容限。提高扩频处理增益与支持宽带业务接入是一对矛盾，在3.5GHz频段频率资源有限情况下，采用码分多址技术的无线接入系统以窄带业务为主。
2．灵活多样的调制方式
目前3.5GHz频段宽带无线接入产品中主要选择以下几种调制方式：QPSK、16QAM以及64QAM，分别适应不同带宽及覆盖范围的需求。其中QPSK是目前中小容量数字微波通信系统中广泛采用的调制方式，对相移键控（PSK）这样的简单系统，因为数据速率低，在PSK调制中信号波形的幅度和频率都不发生变化，只是相位有变化，它具有较好的抗干扰性能。
而多进制正交幅度调制（MQAM）是在中、大容量数字微波通信系统中广泛使用的一种载波调制方式，这种方式具有很高的频谱效率，在调制进制数较高时，信号矢量集的分布也比较合理，同时实现起来也较方便。当然随着QAM的密度越高，频谱利用能力也越高，为了保证所需的误码率必须维持的信噪比越高。它们对信噪比的要求也就越高，相应能够达到的覆盖范围也受到限制。但采用性能优良的纠错编码技术，可以在频谱利用率及可获得优良信噪比性能之间进行折中设计，同样可以获得总体性能的优化，大唐电信R2000 AIRsun产品就是一个成功的案例。
3．双工方式的选择：TDD or FDD
宽带无线接入系统是一个双向传输的系统，中心站和外围站可以同时发射和接收，也就是可以进行双工通信。根据设备组成原理的不同其双工方式有TDD和FDD两种。
采用TDD方式的无线通信系统中接收和发送是在同一频率信道（载波）的不同时隙，用保护时间来分离接收与发送信道（或上下行链路）；而采用FDD模式的无线通信系统的接收和发送是在分离的两个对称频率信道上，用保护频段来分离上行信道和下行信道。采用不同双工方式的无线通信系统的特点和通信效率是不同的。在国外宽带无线接入系统有TDD方式和FDD方式两种，目前除即将开放的5.8GHz频段中宽带无线接入系统外，我国无线电管理局规划的3.5GHz中宽带无线接入系统和26GHz LMDS系统均采用FDD的双工方式工作。
4．OFDM技术
OFDM（正交频分复用）技术在宽带无线接入领域的应用正在逐渐成为一种发展趋势， OFDM解决符号间干扰的办法是将一个无线信道分解成多个副载波，而且通过副载波同时传输数据。每个副载波的数据率比总的数据率低很多，但是到达终点的总数据率与信道分解前的数据率完全相同。由于每个副载波数据率比总的数据率低，可使每个传输符号变得长些，从而消除了时延变化的影响。OFDM具有良好的选频衰落和抗多径干扰能力，使得无线接入系统对于视距传输的要求降低，特别适用于日趋复杂的城市传播环境，此外它还具有较高的频谱效率，大唐无线通信公司的R2000 ACCESS OFDM系统已采用了OFDM技术，随着无线通信技术的发展和OFDM技术的成熟，可以预计OFDM将成为未来宽带无线通信系统关键技术之一。
5．对电路交换与分组交换的支持
现代通信发展的大趋势之一便是网络应用的分组化。电路交换技术尽管有其不可磨灭的历史功勋和内在的高质量严管理优势，但对于未来以突发性数据为主的业务而言，出现了效率低，传输成本和交换成本高，网络资源浪费以及必须采用复杂的信令、计费方式和网管的弊端。特别是对一些新型的运营商来说，本身并没有电路交换的基础，他们构思的未来网络蓝图往往是可持续发展的网络，一体化网络。分组化网有着传统电路交换网所无法具备的优势，例如无复杂的时分复用结构，有信息才占用网络资源，效率高，成本低，信令、计费和网管简单，下一代的网络将以IP为基础，但并不是一个尽力而为的网络，通过软交换可同时支持语音、数据、视频等综合业务。现在这场深刻的变革已经开始影响通信行业的每个角落：从核心交换到传输到宽带无线接入，目前比较先进的宽带无线接入系统都可以支持分组业务。
从我国具体国情看，电话普及率仍落后于发达国家的水平(40％)。因此可以肯定，在中近期内满足基本电话业务需求仍将是我国电信发展的主要任务，电话业务在我国电信业务中的主体地位将会持续相当长的时间。因此在未来5～10年内，电信公司的主要任务仍要同时支持电路交换和分组交换两种网络，特别是在接入网这一层，市场对租用线业务的接入设备仍有大量需求。例如在解决大客户接入、移动基站传输等领域，E1链路的市场容量仍非常巨大。为了满足这种市场需求，国内一些著名通信公司如大唐电信推出了基于TDM+IP方式的R2000AIRsun点对多点宽带无线多业务系统，它可以为用户提供大容量的语音、数据以及IP业务。
6．动态分配带宽
无线接入系统要解决对分组业务的支持，另一个必须采用的关键技术便是对带宽的动态分配。比如大唐电信无线通信公司推出的R2000AIRsun固定无线接入产品，采用了一些独特的专利技术如PATENT PENDING AIR协议，通过从64Kbps到2xE1（4xE1供选择），并以64Kbps为间隔，任一单独的用户可以使用灵活的基带带宽。该动态带宽分配协议还允许在电路交换和分组交换的语音及数据的多种业务集中分配，这种集中的业务是通过将已经激活的无线通道调整到实际的繁忙通道来完成的。带宽预定允许对高敏感和高优先的话务进行预先分配，通过制定每个业务的最大和最小的带宽数据，运营商可保证并能限制分配到业务用户的带宽，这样可以在不干扰其他用户的情况下保证每个业务质量。
7．日趋丰富的业务接口
网络是用来承载业务的，不同的网络结构往往适于传送不同的业务信号，而不同的业务信息也往往要求不同的网络结构来支持。特别是在接入网这一侧，随着国家政策的开放，谁经营的业务种类越丰富，谁经营的业务类型越先进，谁就能在这场接入网的战争中占据优势。因此各个运营商都对业务接口提出了非常高的要求，而设备供应商提供的产品业务接口越丰富，也就越受运营商的青睐。目前根据应用领域的不同，3.5GHz宽带无线接入系统在中心站至少能提供V5、ATM、E1、以太网10BASE-T/100BASE-X接口中一种，在终端站至少能提供ISDN、POTS、以太网10BASE-T以及E1接口中的一种。
二．3．5GHz宽带无线接入系统所能承载的业务
按照其业务承载能力和应用领域，我们可以将3．5GHz宽带无线接入产品分成四类：面向分组数据接入的产品----该类系统支持空中分组数据传输，其用户接口主要是10BaseT，系统主要用于中、小企业的数据连接业务。此类产品的空中协议主要是802．11系列或DOCSIS协议；面向语音数据一体化的产品----该系统支持空中信道的语音和数据接入，其用户接口包括RJ11、10BaseT和V．35，该产品针对电路型语音和低速率的数据接入需求，产品的空中协议多为内部协议；面向高速专线数据接入的产品----该系统属于高速专线数据传输系统，其用户接口包括N×64kbit／s、E1，系统主要用于对高速专线数据接入有需求的用户，也可以替代部分有线传输设备。此类产品的空中协议多为内部协议；面向综合业务技术的产品----此类系统一般具有灵活带宽分配技术，其用户接口包括N×64kbit／s、10BaseT、E1，系统主要用于面向多种类型用户的业务需求。此类系统一般可以根据运营商所服务的用户类型灵活地配置带宽分配方式，即确定分组方式和电路方式所占带宽的比例关系，这能极大地提高带宽利用率和服务质量，为运营商实现灵活提供高质量业务、降低设备运行维护成本提供了良好的手段。此类产品空中协议多为ATM协议或内部私有协议。
宽带无线接入系统主要用于解决用户的语音和数据业务接入，目前3．5GHz宽带无线接入系统可以承载如下业务：语音业务、因特网接入、DDN业务、帧中继业务、IP电话业务、虚拟专网VPN业务、ISDN接入业务、电视会议业务、ATM接入业务、移动基站互连以及应急通信等。
对于租用线业务，3．5GHz宽带无线接入系统可为租用线业务用户提供用户终端至网络的E1或部分E1（N×64kbit／s）、帧中继（FR）连接等。主要应用于PABX连接及基于专线的广域网连接应用等。
对于突发数据业务，3．5GHz宽带无线接入系统可提供的业务应用包括Internet、Intranet以及局域网互连等，主要面向企业、SOHO以及居民用户等。
对于语音业务，3．5GHz宽带无线接入系统可提供传统的话音和ISDN通信提供接入，网络接口可以是V5．2或其他符合标准的接口。
对于数字视频业务，3．5GHz宽带无线接入系统可为用户提供包括VOD、数字标准清晰度或高清晰度广播等。
三．运营模式及个性化服务
运营商应用模式
3.5GHz宽带无线接入系统可以为企业的信息化提供虚拟专用网络、为企业客户提供租用线业务，可以快速为大客户提供综合业务接入、为运营商提供新的业务增长点，可以延伸城域网接入范围，增加网络吸引力。系统可用于政府行政机构、金融机构、大中型企业、办公/商住楼房、智能化小区、移动通信运营商等领域。
城域网接入应用
对于缺乏有线资源的运营商，摆在他们面前的首要问题是如何尽快拥有接入网资源，在线路资源严重不足的情况下，能够利用少量的资金投入，快速获得一个较大的网络用户覆盖，并对覆盖区内的用户接入具有快捷的响应能力，无线接入手段无疑是这些新兴运营商现阶段的一个最佳选择。通过对无线传输设备和无线接入设备进行组合应用，完全可以为运营商们提供一个全部由无线设备组成的一级无线宽带骨干传输与接入、二级无线城域覆盖的方案，而不必依赖有线资源。在中国铁通公司，根据其城域骨干资源特点，铁通公司就有建设全无线城域网的设想。当然，即使在以光纤接入手段为主的传统电信运营商，无线接入仍然是一种有效的备用和辅助手段，而它的灵活性和可移动性，又将使宽带无线接入系统在解决新开发的城市区域和其他地区间的通信问题时发挥至关重要的作用。
社区宽带接入网
社区宽带接入网也是当前一个非常热门的话题，越来越多的家庭要求实现高速的Internet接入服务刺激了这一领域的增长。以无线局域网代替楼内综合布线，以3.5GHz宽带无线接入完成楼宇到小区网络中心的接入，这样的方案同有线相比，至少在以下方面具有竞争优势。首先，无线系统投资不会产生沉淀，可以根据用户的需要随时提供服务，不必同综合布线那样为所有的用户都预留线路资源，而不管这些用户是否需要宽带服务。而对于那些旧的小区，综合布线往往难以实施，而且还有可能面临小区拆除重建、投资浪费的危险。其次，无线接入方式的存在也有助于打破垄断，因为小区不可能同时存在两个以上的有线网络提供者，而宽带无线接入系统的引入则打破了这个限制。
政府机关、中小企事业用户专线接入
在大多数情况下，政府机关、中小企事业用户既希望提供宽带服务，又希望通信的费用要低。宽带无线接入系统的引入可以满足这些用户的需要。3.5GHz宽带无线接入系统主要在两个方面应用于政府机关、中小企事业用户:一是单位（企事业）内部的互连，通过宽带无线接入系统或无线局域网系统实现无线办公，而另一方面是政府机关、中小企事业用户到城域骨干网的连接。对于那些对通信稳定性、可靠性等有更高要求的特殊用户比如证券公司、银行、税务机关等用户，可采用有线接入和无线互为补充方式或采用无线方式作为备份系统来保障用户的通信需要。
对于任何一种新兴技术和产业，具有广阔的应用前景是决定其成功的关键。中国电信的再次拆分为宽带固定无线接入在中国的发展应用又增加了新的机遇。经过两年多的应用实践，3.5GHz宽带固定无线接入设备供应商应该知道什么是运营商和运行维护人员最关心的，什么是运行维护人员最需要的；应该懂得如何在满足电信级产品要求的同时降低设备成本，为通信运营商提供一个可运营、可赢利的解决方案；他们应该承诺不仅能为各电信运营商城域网建设提供3.5GHz宽带无线接入解决方案，还能为各个电信运营商提供完善的技术支持及售后服务。
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，在通信运营商和无线设备供应商的共同努力下，3.5GHz宽带固定无线接入在中国将有广阔的市场，其发展前景不可限量。
由CHINA通信网组稿
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