固定无线接入标准化应用及存在问题

  摘要 文章首先介绍了固定无线接入技术的网络结构、当前国内固定无线接入技术(按照频段进行区分)的标准化情况、信息产业部无线电管理局对频率分配和管制的情况以及3.5 GHz固定无线接入的招标情况;分析了固定无线接入的市场现状,各运营商的业务需求和固定无线接入目前存在的一些问题,包括运营、市场和技术上的一些问题;最后介绍了固定无线接入的发展前景。
  
  关键词 本地多点分配业务 固定无线接入 频谱
  
  1 引言
  作为宽带接入的一种手段,固定无线接入目前得到了较快的发展。按照频段区分,目前代表性的宽带固定无线接入技术主要有高频段(24 GHz以上)的本地多点分配业务(local multipoint distribution services,LMDS)技术、低频段(3.5 GHz)固定无线接入和公用频段(5.8 GHz)技术。随着芯片技术的进步使得设备集成度提高,调制技术的发展使得设备调制效率提高以及软件技术的发展,宽带固定无线接入的通信质量大为提高,成本降低。无线接入技术的成熟对于新型的运营商来说,是一个契机,这些运营商由于没有传统的有线接入网,可以利用固定无线接入建立自己的接入网,实现全业务的接入。
  
  2 固定无线接入的网络结构
  不同频段的固定无线接入技术的组网均采用一种类似蜂窝的服务区结构,将一个需要提供业务的地区划分为若干服务区,每个服务区内设基站,基站设备经点到多点无线链路与服务区内的用户端通信。固定无线接入系统一般由中心站、终端站和网管系统三大部分构成,特殊情况下在中心站和终端站之间可以通过接力站进行中继。与终端站相接的用户(通过UNI)可以是单个的用户终端(TE),也可以是一个用户驻地网(CPN)。根据不同的需求,远端站可以有不同的配置,例如提供不同的用户侧业务接口(2 048 kbit/s接口,POTS接口,10/100Base-T接口等);中心站可以根据上联的网络和业务需求,配置不同的接口,例如ATM接口、2 048 kbit/s接口、10/100Base-T接口和V5接口等。
  
  3 固定无线接入技术的标准化
  当前在中国已经有行业标准对3.5 GHz固定无线接入和26 GHz的LMDS固定无线接入进行了规范,5.8 GHz固定无线接入的行业规范正在启动之中。
  
  标准规定3.5 GHz固定无线接入系统应采用FDD方式,其工作频率为:终端站发射频段为3 400~3 430 MHz,中心站发射频段为3 500~3 530 MHz,同一波道发射频率和接收频率之间的间隔为100 MHz。3.5 GHz固定无线接入系统可采用的波道配置方案有4种,基本信道带宽分别为:1.75 MHz、3.5 MHz、7 MHz、14 MHz。
  
  3.5 GHz无线接入系统由4部分组成:中心站、终端站、接力站和网管系统,其中中心站一般是多扇区的。3.5 GHz固定无线接入系统覆盖范围一般可以达到7~8 km,属于准视距传输。从业务能力来看,主要提供数据、话音等业务,还可以用于各种移动网络的移动基站的互联。3.5 GHz系统工作在3.5 GHz频段,该频段传输性能较好,覆盖范围广,技术比较成熟,抗雨衰能力较强;由于该频段的频谱资源较少,只有30×2 MHz的带宽,只能传输中低速率,主要用于企业客户。
  
  根据26 GHz LMDS的行业标准,系统采用FDD方式(现在也出现了以TDD作为双工方式的26 GHz LMDS,但是由于信息产业部无线电管理局(以下简称无线电管理局)没有分配相应的频率,因此本文只介绍FDD方式),其工作频率为:中心站发射频段为24 507~25 515 MHz,终端站发射频段为25 757~26 765 MHz,同一波道收发频率间隔为1 250 MHz。26 GHz LMDS可以采用4种波道配置方案,基本波道带宽为:3.5 MHz、7 MHz、14 MHz和28 MHz,可以根据具体业务需求将基本信道合并使用。
  
  LMDS的组成与3.5 GHz一致。该系统频谱资源比较多,可以传输较高的速率,可提供很宽的带宽(达1 GHz以上),因此LMDS具有更高带宽和双向数据传输的特点,可以提供多种宽带交互式数据业务及话音和图像业务。LMDS是面对用户服务的系统,特别适用于突发性数据业务和高速Internet接入,但是由于工作在较高的频段(24~39 GHz),受气候影响大,抗雨衰性能较差,因此技术较复杂,成本较高。
  
  5.725~5.85 GHz频段是2003年7月2日信息产业部刚刚批准的点对点或点对多点扩频通信系统、高速无线局域网、宽带无线接入系统、蓝牙设备及车辆无线自动识别系统等无线电台站的共用频段,原则上用于公众网无线接入通信,运营企业只要取得相应的基础电信业务经营许可即可。但由于5.8 GHz不光是可以用于固定无线接入,还可以用于其他几种场合,各种5.8 GHz系统之间可能存在干扰,因此对于这个频段的规划和使用,除了考虑其他的固定无线接入必须考虑的技术问题,还应对当地的空中无线电进行测试,以免出现强烈的干扰。
  
  4 固定无线接入频谱分配管制及招标应用
  目前中国对固定无线接入的频率分配采用评选(招标)方式,由政府部门直接指配频率的方式已不适应通信业务发展、频率有效利用和竞争的需要。无线电管理局已经对3.5 GHz和26 GHz频段的频率进行了分配。
  
  4.1 3.5 GHz一期招标及建设回顾
  
  信息产业部于2001年6月对南京、厦门、青岛、武汉、重庆5个城市行政区域进行了3.5 GHz频段固定无线接入系统频率使用权(第一批)的招标试点。3.5 GHz一期招标采用的是2:3:4的频分方案,即以3.5 MHz为单位,在每个城市共分出7 MHz、10.5 MHz、14 MHz小中大三段频段,以形成三家运营商竞争的局面。但由于许多大的运营商在投标的时候都只考虑14 MHz频段,竞争过于集中,造成青岛出现了一个废标。同时,从技术上看,7 MHz的频段太窄不好利用,一些中小运营商得到此频率后也比较难开展相关的业务。图1给出了2001年3.5 GHz固定无线接入的招标结果,中国移动和中华通信获得了第一期所有5个城市的各一个标的,中国卫通、普天、三江航天和厦门金桥各得到一个标的。一期建设情况是中国移动和中华通信的投资比例最大,大概是总投入的70%,其中中华通信的投资达到了50%,这与中华通信对自身的定位有关系,其主要业务是做IP接入,它希望以无线接入为切入点,作为国内主要的宽带接入运营商。中国移动的投资相对小一些,其主要是将无线接入用于移动基站的互联。其他几个运营商由于只有一个城市的建设和经营权,因此投入不是很大。
  

 

  
图1 3.5 GHz一期各运营商中标城市数量

  
  4.2 3.5GHz二期招标情况
  
  2003年2月底,信息产业部发布了3.5 GHz二期招标结果。此次招标是就32个城市的 3.5 GHz频段固定无线接入系统使用频率扩大招标。根据一期的经验,此次将30 MHz左右的频段一分为三,每个频段10.5 MHz。运营商可以根据自己的需求投标自己所需的频段,这样也杜绝了废标的产生。二期招标结果是中国电信、中国网通、中国移动、中国联通、中国卫通、中国铁通、中华通信、中信网络和金桥网络等9家企业获得了相应城市固定无线接入频率的使用权。具体数量见图2所示,其中中华通信获得了25个,中国联通为23个,中国网通获得了南方地区的主要城市,中国电信获得了天津、沈阳在内的9个北方城市。此次中国铁通比较失意,想利用3.5 GHz无线接入解决放号问题的规划也就此终结。
  
  
 

  
图2 3.5 GHz二期各运营商中标城市数量

  
  4.3 26 GHz的本地多点分配系统频率分配
  
  目前信息产业部已经正式批准中国移动、中国联通、中国电信和中国网通四家运营商开展26 GHz LMDS接入网业务的运营。在此之前,中国联通、中国网通、中国移动已建设了26 GHz LMDS实验局,获得了很多经验。无线电管理局目前还在根据各个运营商上报的试点城市进行频率分配。
  
  4.4 5.8 GHz频率分配
  
  5.8 GHz是一个共用频段,无需分配频率,对于固定无线接入这种模式还没有真正的大规模商用,但是一些运营商,如中国铁通和中国网通已在考虑将这个频段用于宽带接入。
  
  4.5 市场现状
  
  3.5 GHz二期招标结果的发布标志着固定无线接入正式进入了宽带市场的激烈竞争之中,无论是从3.5 GHz一期的建设情况来看,还是从二期各运营商的选型测试来看,目前设备提供商都比较多,如Airspan、奥维通、中兴、瑞澜公司、VYYO等。而且都能提供比较全面的设备类型,既有提供全业务的系统,也有提供IP业务的系统,适应不同运营商、不同业务的需求。26 GHz LMDS的设备提供商也比较多,有P-COM、爱立信、奥维通、Airspan等,可以选择的设备类型也比较丰富。5.8 GHz的厂商也比较多,但是由于没有相关的标准,目前5.8 GHz固定无线接入系统设备不如3.5 GHz和26 GHz成熟,主要提供的业务类型是IP业务,一般不支持全业务。
  
  从目前的情况来看,中国联通的3.5 GHz的业务模式以视频会议为主。对于中国移动来说,目前主要的业务需求还是和一期一样,用于基站电路的互联和解决CMnet网络的落地。对于3.5 GHz一期和二期招标的最大赢家——中华通信来说,主要业务模式就是IP接入,向客户提供基于IP的各种业务,例如企业VPN、接入因特网、局域网互联等。对于中国电信和中国网通来说,都将无线接入作为进入对方接入市场的一种最快的手段,其主要的业务就是提供电话和IP接入。
  
  不同的运营商网络不同,业务范围不同,面对的用户群也不同,设备商需要了解运营商的网络情况、发展思路、服务对象,帮助运营商找到合理的盈利模式。
  
  5 目前存在的问题
  对于宽带无线接入来说,目前最主要的问题就是建立一个良性的固定无线接入产业链。一个好的产业链由许多因素构成,并且这些因素之间的制约关系十分复杂,例如市场信心和市场规模决定设备成本,反