第六講_寬帶無線接入

1、第六講寬帶無線接入技術狀況,本講目的：,注意移動IP網(wǎng)的發(fā)展------------從寬帶無線接入 發(fā)展到移動IP網(wǎng)“國際上應用最廣的通信技術--------無線接入技術“,“2008年內(nèi)地將步入無線寬帶接入新時代”(臺灣網(wǎng)預測）依據(jù)： 2000年 撥號上網(wǎng) 90％ 2004年 固網(wǎng)：撥號上網(wǎng) 30％

2、 寬帶接入 50％(ADSL) 2006年 寬帶接入 66％ （預計：2008年無線寬帶接入40％ 90公里內(nèi)可提供無線互聯(lián)。）,內(nèi)容提綱,一、概述二、寬帶接入概述與頻段三、寬帶無線接入系統(tǒng)四、WLAN與3G的競爭 結(jié)束語,一、概述1.1 通信網(wǎng)絡發(fā)展的目標,多媒體 —— 語音、數(shù)據(jù)、圖象要在同一網(wǎng)絡中傳輸和共享

3、移動性 —— 用戶終端在運動中保持通信 “隨時隨地，網(wǎng)絡無線”；“IP In Hand” 寬帶無線接入是實現(xiàn)多媒體+移動性的必由之路！ 上述目標推動著通信網(wǎng)絡異途同歸，走向融合。 技術發(fā)展狀況一年個樣!,一、概述 1.2 接入網(wǎng)類型,依地域分無線個人網(wǎng)（WPAN-wireless personal area network) 10米之內(nèi)無線局域網(wǎng)（WLAN -Wireless Local

4、Area Network) ----Wi-Fi（802.11） 無線城域網(wǎng)（WMAN- Wireless metropolitan Area Network）WiMAX(802.16)無線廣域網(wǎng)（WWAN- Wireless Area Network） 依技術分 固定無線接入（FBWA-移動無線接入（MBWA- 依帶寬分寬帶無線接入（BWA -Broadband Wireless Access)

5、 <100Mb/s超寬帶無線接入（ VBWA (100Mb/s以上 ),,,,? 解決網(wǎng)絡最后1公里問題? 光纜到大樓(FTTH)---不是理想解決最后1公里問題的方法，但市場發(fā)展緩慢? BWA日益升溫 信息產(chǎn)業(yè)部主管語：“以往對3G重視過多，而對無線接入注意不夠?！?一、概述 1.3 BWA需求,一、概述

6、 1.4 演進概況,當前狀況：固定電話網(wǎng)----ADSL、ADSL2+, 移動通信網(wǎng)----2.5G :GPRS、EV-DOWi-Fi 無線局域網(wǎng)（802.11）應用較廣,還在發(fā)展！WiMAx無線城域網(wǎng)（802.16）待產(chǎn)業(yè)化演進中的問題： WiMAX 無線城域網(wǎng)等產(chǎn)業(yè)化問題，集團利益之爭無線IP網(wǎng)服務模式問題（鑒權、認證、收費、安全、運營商、服務提供商等）產(chǎn)品先行，標準遲后 向?qū)拵б苿覫P網(wǎng)過

7、渡是發(fā)展的必然！,,WLAN接入綜合方案圖,無線局域網(wǎng)(無線IP網(wǎng)）：,,GLC---定位網(wǎng)關，SCP---智能業(yè)務控制點，GIS---位置數(shù)據(jù)庫，SP---業(yè)務提供商，Lx----各種接口,固定通信網(wǎng)----802.16d 無線接入,二、寬帶接入概述,2.1 寬帶接入方式與頻段2.2 寬帶無線接入與有線接入的比較2.3 寬帶無線接入的速率2.4 寬帶無線接入的系統(tǒng)組成2.5 與網(wǎng)絡多業(yè)務傳輸平臺（MSTP）接口(OP),2.

8、1 寬帶接入方式與頻段,有線寬帶接入方式：ADSL: 0.5mm雙線 上行:640Kb/s 下行:2Mb/s 距離:3.5KmADSL2+:0.5mm雙線 上行：1Mb/s 下行：8Mb/s(理論24Mb/s)VDSL: 0.5mm雙線 上下對稱 12Mb/s 1.5Km; 58Mb/sCable Modem:對稱、不對稱速率不同，<51Mb/s;有加密，永遠在線（在電視頻段劃出6MHZ傳數(shù)據(jù)）LAN

9、: (電纜、光纖) 100Mb/s~1Gb/sHomePNA: （Home Phone Network Access)無線寬帶接入頻段：2.4GMHz —— 2.4~2.4835GMHZ3.5GMHz —— 3.4~3.5 (?F2331.5MHz)GMHZ5.8GMHz —— 5.15~5.35, 5.725~5.825 GMHZ10GMHZ ~ 40GMHz頻段→與電波傳播特性(距離)及雨衰、繞射等有關3.5

10、G:雨衰不明顯(0.1dB/KM)，距離 可達10~50Km ，干擾不太大24G~40G 衰減8~15dB/KM,雨衰明顯；3~5KM ，干擾很小,2.2 有線接入DSL與Cable Modem的比較,,對稱：2Mb/s、4Mb/s、 10Mb/s非對稱：下行 51Mb/s 上行500kb/s~31Mb/s,,,,,DSL,,對稱：IDSL/HDSL/SDSL,非對稱：ADSL/VDSL,Cable

11、Modem,速率,N*64kb/s~2Mb/s12Mb/s、,640kb/s~2Mb/s58Mb/s---上行、下行不同,業(yè)務,數(shù)據(jù)、視頻、VOIP,數(shù)據(jù)、視頻、VOIP,數(shù)據(jù)、視頻、VOIP、永遠在線,,,網(wǎng)絡,接入IP網(wǎng),接入IP網(wǎng),接入IP網(wǎng),,,調(diào)制方式,QDPSK,BDPSK/QDPSKOFDM/16QAM/64QAM,OFDM/64QAM/(27Mb/s)256QAM(51Mb/s),2.3 寬帶接入方式與有線接入的

12、比較,(PHS可能實現(xiàn)）,2.4 寬帶無線接入的速率,GPRS——114Kb/sEV-DO(3G技術)——2.4Mb/s寬帶接入——目前不支持漫游功能IPV6——實現(xiàn)移動IP，支持無線接入漫游,,,,,2G,3G,寬帶無線接入,,0.5,2,155,速率 Mbps,2.5 寬帶無線接入的系統(tǒng)組成,,,寬帶無線接入系統(tǒng)組成示意圖,,,,,全向天線,三、寬帶無線接入系統(tǒng),3.1 無線接入的國際標準3.2 無線用戶的接入認證三種方式

13、3.3 寬帶無線接入設備3.4 寬帶無線接入系統(tǒng)中的主要技術,三、寬帶無線接入系統(tǒng) 3.1 無線接入的國際標準-IEEE 802 (又名局域網(wǎng)/城域網(wǎng)標準委員會----LAN /MAN Standards Committee),IEEE 802.11 無線局域網(wǎng)標準 ----Wi-Fi (Wireless Fidelity 無線保真） （先后制訂有 802.11a/

14、b/e/f/g/h/I/j/n,等） 通信距離： 100米~幾千米 傳輸速率：802.11b <11Mb/s 802.11g <54Mb/s 802.11n （2006年制訂，現(xiàn)正最終審訂，預計2007最終通過）。采用MIMO-OFDM,速率108Mb/s，最高500Mb/s，現(xiàn)有MIM

15、O芯片） 終端：電腦、數(shù)據(jù)終端，可集成至家用電子設備中 缺點：不保密,3.1 無線接入的國際標準,DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum) —— 直接序列擴頻FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum) —— 頻率跳躍擴頻OFDM (Orthogonal Frequency Division Multip

16、lexing) —— 正交頻分復用DQPSK (Differential Quaternary phase－shift Keying) —— 差分四相移鍵控16QAM (Quadratic Amplitude Modulation) —— 16正交調(diào)幅4GFSK (Group FSK)------分組跳頻,,,,,,,,,3.1 無線接入的國際標準-IEEE 802,IEEE 802.16 無線城域網(wǎng)標準 Mi

17、MAX---Worldwide Interoperability for Microwave Access (微波接入全球互操作產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟） （包括 802.16/a/c/d/e/f/g—七個標準） 802.16—10~66GHZ 固定寬帶無線接入 802.16a—2~11GHZ 固定寬帶無線接入 802

18、.16c—10~66GHZ 固定寬帶無線接入增補 802.16d—2~66GHZ 固定寬帶無線接入 802.16e—2~6GHZ 固定和移動寬帶無線接入 802.16f— 2~66GHZ 固定寬帶無線接入增補 802.16e—2~6GHZ 固定和移動寬帶無線接入增補,,傳輸速率：固定無線接入: <51Mb/s（上行、下行

19、 不一樣，對稱、非對稱不一樣） 移動無線接入 <51Mb/s應用終端：電腦、數(shù)據(jù)終端；性能：有QOS控制，支持網(wǎng)管 高速發(fā)展中！,IEEE 802.20 (MBWA—mobile broadband wireless) 標準在制訂中：（ 速率：1Mb/s,移

20、動速度250km/h,小區(qū)：15km，有QOS保障；業(yè)務環(huán)境：視頻、筆記本、PDA，智能電話）UWB（超寬帶）（正在制訂標準!） 優(yōu)點：低功耗、低成本、保密性好 功率:<-41.3dBm/Mhz下正常工作（距離<10米）是藍牙功率的 1/100~1/1000; 當前問題：硬件實現(xiàn)有一定困難,3.1 無線接入的國際標準

21、-----其他國際標準,3.2 無線用戶的接入認證三種方式,WLAN本地服務器認證SIM卡認證（利用現(xiàn)有移動通信網(wǎng)HLR認證機制）由城域網(wǎng)認證,用戶基于SIM的鑒權流程,3.3 寬帶無線接入設備,3.5G設備主要指標,3.5G頻段寬帶無線接入設備的主要指標,3.5G頻段寬帶無線接入設備的主要指標,3.3 寬帶無線接入設備,上海貝爾阿爾卡特7390 LMDS無線接入設備工作頻率：26GHz收發(fā)間隔：1250MHz信道帶寬：

22、28/14/7/3.5MHz,網(wǎng)絡端射頻（TS）、數(shù)字基站（DBS）、網(wǎng) 絡側(cè)接口 90o扇區(qū)天線，28MHz帶寬/扇區(qū)，數(shù)據(jù)速率32Mb/s，TS至DBS距離300m 接口： ATM(OC3/STM1/E3) TDM(E1/T1/V5.2/PSTN),用戶端射頻（TS）、中頻單元、用戶接口 天線（26、30cm）定向，端口：以太網(wǎng)口、XSDL、語音口、 用戶 數(shù)據(jù)口

23、、E1/T1,阿爾卡特790功能圖,3.3 寬帶無線接入設備,己產(chǎn)業(yè)化的其它設備美國clearwire(明線公司）標準（己投入運營!） （3.3GHZ,TDD:調(diào)制制度：OFDM/BPSK/4QAM/16QAM/64QAM) 通信距離：30km 帶寬6Mhz—12Mbps(單用戶3Mbps) 應用環(huán)境：視距、非視距、漫游，QOS保證；語音、數(shù)據(jù)、視頻,中國信威公司McWill（multi-c

24、arrier wireless internet local loop) (己投入運營?。?無線寬帶城域網(wǎng)接入系統(tǒng)） 信號體制：SCDMA;R4版本：上行：1Mb/s,下行：2Mb/s 業(yè)務：數(shù)據(jù)（筆記本、PDA、上網(wǎng)）；廣州、重慶己開通試驗網(wǎng) R5版正開發(fā)，支持語音、數(shù)據(jù)全移動電信標準 優(yōu)勢：相同地形環(huán)境覆蓋比WIMAX大4~5倍，頻譜利用率比WIMAX高3倍！,,3.4

25、寬帶無線接入系統(tǒng)中的主要技術問題,服務模式（大區(qū)、小區(qū)）物理層技術： 空中接口信號幀結(jié)構(gòu) 上行多址方式 OFDM信號的均峰比（PARP) OFDMA與MIMO信號的聯(lián)合結(jié)構(gòu)形式 下行廣播方式（TDM?STiMi(中國廣電基于OFDMA標準））MAC層技術 QOS體系

26、 子層劃分 系統(tǒng)制式： 同時支持電路交換和分組交換？ 支持動態(tài)分配帶寬？,四、WLAN與3G的競爭,4.1 競爭的由來4.2 WLAN與3G的比較4.3 WiMAX與3G的比較,4.1 競爭的由來,3G=2G移動通信＋因特網(wǎng)(包交換）WLAN=寬帶無線接入＋因特網(wǎng) 最終目的： 實現(xiàn)寬帶+移動+多媒體(語音、數(shù)據(jù) 、圖像）通信 3G的問題:一

27、個cell內(nèi)的網(wǎng)絡資源有限,4.2 WLAN與3G的比較,& 當前WLAN的缺陷：不能移動,(目前）,4.3 WiFi/WiMAX與3G的比較,工作頻率,2Mb/s(3G增強型30Mb/s),,4.3 WiFi/WiMAX與3G的比較,3G ： 面向手機 以語音為主 速率較低 支持移動性，有QOS，有完善網(wǎng)管，全球統(tǒng) 一頻段,WiFi/WiMAX: 面向筆記本電腦

28、適于網(wǎng)絡視頻 移動性較弱 速率高， 將支持移動性，有QOS，待完善網(wǎng)管，無全球統(tǒng)一頻段,觀點1：WiMAX將戰(zhàn)勝3G觀點2：Wi-Fi、WiMAX與3G互為補充，共存共榮,,結(jié)束語,由寬帶無線接入所推動的移動通信網(wǎng)絡向移動IP的發(fā)展，己成為寬帶無線接入技術發(fā)展的主流，而成為3G的有力競爭者。寬帶無線接入設備（含基站），是解決最后一公里的終端產(chǎn)品，它涉及千家萬戶，將有巨大的市場。寬帶無線接入的核心技術是OFDM、6

29、4QAM、256QAM、FH-CDMA等，調(diào)制和多址技術體制還在優(yōu)化。移動IP網(wǎng)的技術還在完善過程中，進展比預計的快，但網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)、物理層技術、管理、鑒權和帶寬自動分配等，都還有不少問題待解決。寬帶接入將推進網(wǎng)絡融合（固定、移動、IP網(wǎng)資源共享），同時也為電信運營商、設備制造商帶來巨大商機，也為科研人員提出了大量研究課題。向?qū)拵б苿覫P網(wǎng)過渡是發(fā)展的必然！,預言：? 5~10年各行各業(yè)都轉(zhuǎn)向?qū)拵o線接入！? 微波人才需求